Solución acuosa para la aplicación a un canal y procedimiento de aplicación.

Un procedimiento de aplicación de una solución acuosa a un canal microfluídico que tiene superficies hidrófobas,

que comprende:

proporcionar la solución acuosa que comprende un tampón y un tensioactivo de organosilicona;

aplicar la solución acuosa al canal microfluídico que tiene superficies hidrófobas.

Solución acuosa para la aplicación a un canal y procedimiento de aplicación Campo de la invención La presente invención se refiere a un procedimiento de aplicación de una solución acuosa que contiene un tampón y un tensioactivo de organosilicona a un canal que tiene una superficie hidrófoba en dispositivos, en particular dispositivos de microfluidos, para prevenir o minimizar, entre otros, la formación de burbujas de aire sobre las superficies hidrófobas.

Antecedentes de la invención Un tensioactivo es un compuesto anfifílico que tiene tanto un grupo hidrófilo, denominado cabeza, como un grupo hidrófobo, denominado cola. La combinación de grupos hidrófilos e hidrófobos de los tensioactivos permite que este compuesto sea soluble tanto en agua como en disolventes orgánicos. Los polisiloxanos con grupos laterales colgantes poliéter (organosiliconas) son muy conocidos en la técnica (por ejemplo, de las patentes de Estados Unidos 5.696.192; 5.159.096 y 6.372.874) . En parte debido a su anfifilicidad, los tensioactivos de organosilicona son conocidos por ser buenos agentes humectantes, lo que significa que mejoran la difusión del medio acuoso sobre superficies hidrófobas cuando se añaden al medio acuoso.

Por otra parte, no se conoce la utilización de tensioactivos de organosilicona como agentes humectantes en dispositivos clínicos y analíticos para inmunoensayos, ensayos enzimáticos o inmunoensayos enzimáticos, en particular dispositivos microfluídicos para dichos usos.

Sumario de la invención Los inventores han descubierto que una mezcla de una cierta clase de tensioactivos de organosilicona introducidos en canales hidrófobos de un dispositivo promueve la humectabilidad de la superficie de los canales e previene o minimiza la formación de burbujas sobre la superficie de los canales, en particular en canales de microfluidos.

Se proporciona un procedimiento de aplicación de una solución acuosa en un canal microfluídico. La solución acuosa incluye un tampón y un tensioactivo de organosilicona y también puede incluir un agente de bloqueo para prevenir una interacción entre la superficie del canal y un componente de la solución acuosa.

La estructura de un tensioactivo de organosilicona en la mezcla puede ser:

en la que R1 individualmente es un grupo alquilo que tiene de 1 a 4 átomos de carbono con o sin un grupo OH, y Z1 es un grupo hidroxialquilo que tiene de 1 a 4 átomos de carbono o un grupo poliéter, Z2 es un grupo alquilo que tiene de 1 a 4 átomos de carbono con o sin un grupo OH o un grupo poliéter, R4 es un grupo alquilo que tiene de 1 a 4 átomos de carbono con o sin un grupo OH o en la que R6 es un grupo alquilo que tiene de 1 a 4 átomos de carbono con o sin un grupo OH, y es un número entero igual o superior a 1, y x es un número entero igual o superior a cero.

La estructura de un tensioactivo de organosilicona en la mezcla puede ser:

en la que R1 individualmente es un grupo alquilo que tiene de 1 a 4 átomos de carbono con o sin un grupo OH, y Z es un grupo poliéter, y es un número entero igual o superior a 1, y x es un número entero igual o superior a cero.

A modo de ejemplo, el tensioactivo de organosilicona puede tener la fórmula:

en la que R1 individualmente es un grupo alquilo que tiene de 1 a 4 átomos de carbono con o sin un grupo OH, R2 es un grupo alquilo, un grupo acetilo, un átomo de hidrógeno, o un grupo OH, R3 es un grupo alquileno, R5 es un átomo de hidrógeno o un grupo alquilo que tiene de 1 a 4 átomos de carbono con o sin un grupo OH, R4 es un grupo alquilo que tiene de 1 a 4 átomos de carbono con o sin un grupo OH o (en la que R6 es un grupo alquilo que tiene de 1 a 4 átomos de carbono con o sin un grupo OH) , y es un número entero igual o superior a 1, y x, m, n, p y q son independientemente un número entero igual o superior a cero.

Otro ejemplo de tensioactivo de organosilicona puede tener las fórmulas [1] o [1-2]:

en la que R1 individualmente es un grupo alquilo que tiene de 1 a 4 átomos de carbono con o sin un grupo OH, R2 es un grupo alquilo que tiene de 1 a 4 átomos de carbono, un grupo acetilo, un átomo de hidrógeno, o un grupo OH, R5 es un átomo de hidrógeno o un grupo alquilo que tiene de 1 a 4 átomos de carbono con o sin un grupo OH, R4 es un grupo alquilo que tiene de 1 a 4 átomos de carbono con o sin un grupo OH o (en la que R6 es un grupo alquilo que tiene de 1 a 4 átomos de carbono con o sin un grupo OH) , y, m' y p' son independientemente un número entero igual o superior a 1, y x, n' y q' son independientemente un número entero 10

igual o superior a cero.

En un ejemplo adicional, R1 puede ser CH3. Además, n o n' pueden ser cero de manera que la estructura anterior contenga óxido (s) de etileno y no óxido de propileno. Además, x puede ser cero e y puede ser uno de manera que la estructura se convierta en un compuesto de trisiloxano. Por otra parte, x puede oscilar entre 0 y 130, 0 y 40, 0 y 10,

o 0 y 4; y puede oscilar entre 1 y 40, 1 y 30, 1 y 20, o 1 y 4; m puede oscilar entre 1 y 50, 2 y 30, 3 y 20, o 4 y 16; y n puede oscilar entre 0 y 50, 0 y 25, 0 y 10, o 0 y 4.

El agente de bloqueo para prevenir una interacción entre la superficie del canal y un componente de la solución acuosa puede ser un oligómero de poli (óxido de alquileno) y/o poli-dimetilacrilamida (p-DMA) .

La estructura del agente de bloqueo – oligómero de poli (óxido de alquileno) – puede ser:

en la que cada Q1 es independientemente un átomo de hidrógeno o un grupo alquilo que tiene de 1 a 4 átomos de carbono, cada Q2 es independientemente un átomo de hidrógeno o un grupo alquilo que tiene de 1 a 4 átomos de carbono, cada Q3 es independientemente un átomo de hidrógeno o un grupo alquilo que tiene de 1 a 4 átomos de carbono, y cada Q4 es independientemente un átomo de hidrógeno o un grupo OH, en la que a, b, y c son independientemente un número entero igual o superior a 1. Cada Q1 puede ser independientemente un átomo de hidrógeno, y cada Q3 puede ser independientemente un átomo de hidrógeno. Por otra parte, cada Q1 puede ser independientemente un átomo de hidrógeno, cada Q3 puede ser independientemente un átomo de hidrógeno, y tres de las Q2 son un átomo de hidrógeno y una de las Q2 es un grupo alquilo que tiene de 1 a 4 átomos de carbono. Por otra parte, "a" puede oscilar entre 0 y 130 o 12 y 101; "b" puede oscilar entre 0 y 100 o 2 y 56; y "c" puede oscilar entre0 y 130 o 12 y 101.

En otro ejemplo, el agente de bloqueo puede ser poli-dimetil acrilamida (p-DMA) . Con un agente humectante se puede añadir una p-DMA de bajo a elevado peso molecular.

La cantidad del tensioactivo de organosilicona puede ser del 0, 001 al 0, 5% en peso en una solución acuosa.

Adicionalmente se puede suministrar un agente de bloqueo para prevenir una interacción entre la superficie del canal y un componente de la solución acuosa. Así, el tensioactivo de organosilicona se combina con un tampón y el agente de bloqueo. El agente de bloqueo puede estar contenido en la solución acuosa que contenga el tampón y el tensioactivo de organosilicona o en otra solución acuosa que no contenga tensioactivo de organosilicona. La longitud del agente de bloqueo es superior a la longitud del tensioactivo de organosilicona cuando se extienden las moléculas.

Para reducir las tensiones superficiales de la solución sobre el canal hidrófobo se proporciona un procedimiento de aplicación de una solución acuosa sobre superficies hidrófobas que tienen un canal de microfluidos, incrementando así la humectabilidad del canal de microfluidos. La solución, que contiene el tensioactivo de organosilicona, además puede contener un agente de bloqueo para incrementar el rendimiento del tensioactivo de organosilicona.

Características adicionales de la invención se expondrán en parte en la descripción siguiente, y en parte serán obvias con la descripción, o se pueden aprender mediante la puesta en práctica de la invención. Las características de la invención se concretarán y se conseguirán por medio de los elementos y combinaciones señaladas en particular en las reivindicaciones adjuntas.

Los dibujos acompañantes, que se incorporan y constituyen una parte de la presente memoria descriptiva, ilustran una o más realizaciones de la invención y junto con la descripción, sirven para explicar los principios de la invención.

Breve descripción de los dibujos Las Figuras 1A y 1B muestran los perfiles de la corriente cuando se pasa una corriente través de un sistema de microfluidos. En la Figura 1A, las burbujas de aire impiden una conducción correcta de la corriente; en la Figura 1B, no se forman burbujas de aire y la... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento de aplicación de una solución acuosa a un canal microfluídico que tiene superficies hidrófobas, que comprende:

proporcionar la solución acuosa que comprende un tampón y un tensioactivo de organosilicona; aplicar la solución acuosa al canal microfluídico que tiene superficies hidrófobas.

2. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que

(i) el tensioactivo de organosilicona comprende un grupo siloxano y un grupo poliéter que está unido al grupo siloxano; o

(ii) el tensioactivo de organosilicona comprende la fórmula de:

en la que R1 es individualmente un grupo alquilo que tiene de 1 a 4 átomos de carbono con o sin un grupo OH, y Z1 es un grupo hidroxialquilo que tiene de 1 a 4 átomos de carbono o un grupo poliéter, Z2 es un grupo alquilo que tiene de 1 a 4 átomos de carbono átomos con o sin un grupo OH o un grupo poliéter, R4 es un grupo alquilo que tiene de 1 a 4 átomos de carbono con o sin un grupo OH o en la que R6 es un grupo alquilo que tiene de 1 a 4 átomos de carbono con o sin un grupo OH, y es un número entero igual o superior a 1, y x es un número entero igual o superior a cero; o (iii) el tensioactivo de organosilicona comprende la fórmula:

en la que R1 es individualmente un grupo alquilo que tiene de 1 a 4 átomos de carbono con o sin un grupo OH, R2 es un grupo alquilo, un grupo acetilo, un átomo de hidrógeno, o un grupo OH, R3 es un grupo alquileno, R5 es un átomo de hidrógeno o un grupo alquilo que tiene de 1 a 4 átomos de carbono con o sin un grupo OH, R4 es un grupo alquilo que tiene de 1 a 4 átomos de carbono con o sin un grupo OH o en la que R6 es un grupo alquilo que tiene de 1 a 4 átomos de carbono con o sin un grupo OH, y es un número entero igual o superior a 1, y x, m, n, p y q son independientemente un número entero igual o superior a cero; o (iv) el tensioactivo de organosilicona comprende las fórmulas [1] o [1-2]:

en las que R1 es individualmente un grupo alquilo que tiene de 1 a 4 átomos de carbono con o sin un grupo OH, R2 es un grupo alquilo que tiene de 1 a 4 átomos de carbono, un grupo acetilo, un átomo de hidrógeno, o un grupo OH, R5 es un átomo de hidrógeno o un grupo alquilo que tiene de 1 a 4 átomos de carbono con o sin un grupo OH, R4 es un grupo alquilo que tiene de 1 a 4 átomos de carbono con o sin un grupo OH o en la que R6 es un grupo alquilo que tiene de 1 a 4 átomos de carbono con o sin un grupo OH, en la que y, m' y p' 10 son independientemente un número entero igual o superior a 1, y x, n' y q' son independientemente un número entero igual o superior a cero.

3. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la solución acuosa comprende además un agente de bloqueo, en el que el agente de bloqueo es un oligómero de poli (óxido de alquileno) y/o poli-dimetilacrilamida (p-DMA) .

4. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 3, en el que el oligómero de poli (óxido de alquileno) comprende la fórmula:

en la que cada Q1 es independientemente un átomo de hidrógeno o un grupo alquilo que tiene de 1 a 4 átomos de carbono, cada Q2 es independientemente un átomo de hidrógeno o un grupo alquilo que tiene de 1 a 4 átomos de carbono, cada Q3 es independientemente un átomo de hidrógeno o un grupo alquilo que tiene de 1 a 4 átomos de carbono, y cada Q4 es independientemente un átomo de hidrógeno o un grupo -OH, en la que a, b, y c son independientemente un número entero igual o superior a 1, preferentemente cada Q1 es un átomo de hidrógeno y cada Q3 es un átomo de hidrógeno.

5. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la solución acuosa comprende además un agente de bloqueo, en el que el agente de bloqueo es el oligómero de poli (óxido de alquileno) , de tal manera que la longitud del oligómero de poli (óxido de alquileno) es mayor que la longitud del tensioactivo de organosilicona.

6. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 3, en el que el oligómero de poli (óxido de alquileno) comprende la fórmula:

en la que a = 99 aproximadamente a 101 aproximadamente, b = 56 aproximadamente a 69 aproximadamente, y a =

c.

7. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 3, en el que la p-DMA tiene un peso molecular promedio en 5 número de 50.000 o superior y un peso molecular promedio en peso de 100.000 o superior.

8. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además:

proporcionar en la solución acuosa de al menos un componente seleccionado del grupo que consiste en un ion de arrastre, un ion de cabeza, un analito, una muestra, un análogo, una sustancia marcadora, un anticuerpo, un antígeno, una cadena de ácidos nucleicos, una proteína, un polímero cargado, una sustancia cargada que forma una micela, y un agente de carga.

9. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el canal que tiene superficies hidrófobas (i) es un canal microfluídico hidrófobo para una separación electroforética sobre una muestra y/o para un inmunoensayo sobre una muestra, o (ii) es un canal microfluídico hidrófobo para clasificar o contar células dentro o a lo largo del canal de 15 microfluidos, o (iii) es un microcanal o microcapilar hidrófobo para una cromatografía líquida de alto rendimiento (HPLC) , electroforesis capilar de zonas, o cromatografía electrocinética micelar.