ES2274581T3

ES2274581T3 - Produccion de microcubetas.

Info

Publication number: ES2274581T3
Application number: ES98948018T
Authority: ES
Inventors: Lars Jansson; Per Olsson; Norbert Pogorzelski; Ingrid Hultgren
Original assignee: Hemocue AB
Current assignee: Hemocue AB
Priority date: 1997-10-03
Filing date: 1998-10-02
Publication date: 2007-05-16
Anticipated expiration: 2018-10-02
Also published as: WO1999018422A1; SE521120C2; CN1278914A; AU9468198A; CN1128998C; DE69836749D1; SE9703624L; JP2001519258A; JP4210429B2; US6607701B1; EP1019700B1; SE9703624D0; EP1019700A1; DK1019700T3; DE69836749T2; ATE349690T1

Abstract

Un método para la producción en continuo de microcubetas de plástico capilares desechables que comprende las etapas de: - proporcionar una primera y segunda hoja; - proporcionar una pluralidad de depresiones con profundidades predeterminadas en lugares predeterminados en al menos una de las hojas; - introducir al menos un aditivo y/o agente reactivo en al menos alguna de dicha pluralidad de depresiones; - colocar las hojas en una relación superpuesta; - unir la primera hoja y la segunda hoja para obtener un cuerpo que incluye una pluralidad de cavidades capilares con un volumen predeterminado, estando las paredes interiores de las cavidades definidas por la pluralidad de las depresiones y las áreas predeterminadas de la hoja opuesta, estando definida una longitud de trayectoria óptica predeterminada por la distancia entre estas paredes interiores, en donde al menos alguna de dichas cavidades capilares contiene un aditivo y/o agente reactivo; - cortar, a partir de dicho cuerpo, las microcubetas, en donde cada una incluye al menos un aditivo y/o agente reactivo contenido en la cavidad, y tiene un tamaño y configuración determinados, de tal forma que al menos una cavidad de la microcubeta se comunica con la atmósfera exterior de la microcubeta a través de una apertura de entrada de muestra por capilaridad, que preferentemente se conforma mediante este proceso de cortado; y en donde se proporcionan orificios en al menos una hoja de tal forma que estos orificios conforman orificios de ventilación en las cubetas acabadas.

Description

Producción de microcubetas.

La presente invención concierne a un nuevo método para producir microdispositivos o microcubetas desechables.

Se conoce previamente del Documento de Patente de los EE.UU. de número 4.088.488 una microcubeta para muestrear un fluido, mezclar la muestra con un agente reactivo y hacer directamente análisis ópticos de la muestra mezclada con el agente reactivo. Esta cubeta comprende un cuerpo que incluye dos superficies planas que definen una trayectoria óptica y que están situadas a una distancia determinada la una de la otra para determinar la longitud de la trayectoria óptica y para definir una cavidad con una entrada que comunica dicha cavidad con el exterior del cuerpo.

La cavidad tiene un volumen fijo predeterminado, y la distancia predeterminada se elige de forma que permita a la muestra entrar a la cavidad mediante la fuerza de la capilaridad. Además, se aplica un agente reactivo sobre la superficie de la cavidad.

Esta cubeta conocida tiene varias ventajas cuando se compara con los dispositivos usados convencionalmente. Permite el muestreo de un líquido, mezclarlo y hacerlo reaccionar químicamente con un agente reactivo apto por ejemplo para el desarrollo de color en el mismo recipiente que el usado para la subsiguiente medida. Así, la cubeta descrita en el Documento de Patente de los EE.UU. de número 4.088.488 simplifica el proceso de muestreo, reduce el número de utensilios y, dependiendo del tipo de análisis, mejora considerablemente la exactitud del análisis haciendo el procedimiento de análisis independiente de la técnica de operación del operario que hace el análisis.

El Documento de Patente de los EE.UU. de número 5.300.779 describe un método para la medida del tiempo de coagulación de una muestra de sangre, y un dispositivo capilar que se usa en dicho método. El dispositivo comprende un alojamiento con un tubo capilar que termina en un puerto de entrada en uno de los extremos del tubo y en una abertura de venteo en el otro extremo de dicho tubo, y una cámara de reacción que contiene un agente reactivo seco. El dispositivo se puede fabricar en una variedad de maneras, siendo una a partir de dos hojas en donde una de las hojas define la unidad y la otra es una hoja de cubierta. No se indica nada sobre la producción simultánea de varios dispositivos.

El Documento de Patente de número WO 90/13016 describe una cubeta capilar que comprende un agente reactivo seco. La cubeta se puede conformar a partir de dos paredes, así una pared con recesos que definen las cavidades se fabrica a partir de resina en base a celulosa mientras que la otra pared, que forma una tapa, se puede cortar a partir de una hoja del mismo material. De este modo, las cubetas se ensamblan una a una a partir de estas dos paredes.

El Documento de Patente de los EE.UU. de número 3.620.676 describe un indicador colorimétrico y un dispositivo de muestra conformado mediante realzado en relieve de una hoja de plástico con una cavidad semejante a una jeringa y sellado de la cavidad mediante adherencia de una hoja de plástico plana sobre la cavidad. La cavidad tiene una porción tubular, uno de sus extremos abierto al borde de las hojas adheridas, y el otro extremo de la cavidad se alarga para formar un alargamiento compresible con el dedo. Se introduce un líquido en la cavidad tubular comprimiendo primero el alargamiento y a continuación, liberando la presión. Los dispositivos indicadores se fabrican de forma múltiple a partir de grandes hojas, y subsiguientemente se cortan con una matriz en indicadores individuales acabados. Al menos, la hoja frontal es deformable.

Las microcubetas actuales se basan en la microcubeta descrita en el Documento de Patente de los EE.UU. de número 4.088.488 y en el Documento de Patente de los EE.UU. de número 5.674.457 que están indicadas para analizar por ejemplo hemoglobina y glucosa. La exactitud y precisión en la producción de la cubeta usada actualmente es excelente. Una desventaja obvia es que cada cubeta tiene que ser moldeada en una pieza y se requiere una herramienta específica para cada tipo de cavidad. Otra desventaja es la estabilidad comparativamente reducida debido a la descomposición de la mezcla del agente reactivo en por ejemplo las cubetas de glucosa. La inestabilidad se origina a partir del hecho de que los diferentes componentes de los agentes reactivos no pueden estar físicamente separados durante el almacenamiento debido a que, durante la fabricación, los reactivos se incorporan en la cubeta como una disolución, que subsiguientemente se seca. La capa de agente reactivo seca así formada en la cavidad de la cubeta incluye una mezcla íntima de los diferentes componentes de agente reactivo. Así, el diseño, particularmente las profundidades de las cubetas que tienen más de una cavidad, no se puede seleccionar según se desee y a la vista de los requisitos específicos para la determinación analítica específica, sino que está restringido por el método de fabricación. Por ejemplo, mediante la técnica actual de fabricación de cubetas no es posible producir una cubeta que tenga dos cavidades con diferentes profundidades, de las cuales la cavidad más profunda sea la más distante a la apertura de entrada.

A la vista de estos problemas con las cubetas usadas en la actualidad y la fabricación de las mismas, se desea un nuevo método de fabricación, que satisfaga las siguientes condiciones. El nuevo método de fabricación debería cumplir los siguientes requisitos:

Debería hacer posible separar los agentes reactivos, lo que proporcionaría a la cubeta una estabilidad prolongada.

Debería ser posible controlar de manera eficaz la distribución del agente reactivo y la separación de los componentes del agente reactivo sobre la superficie de la cavidad.

Debería permitir una alta flexibilidad en la elección del diseño de la cavidad.

Debería permitir la producción de microcubetas para el análisis fotométrico con elevada exactitud y precisión.

Debería permitir la producción de microcubetas, en donde se proporcione una cavidad más profunda y más distante de la apertura de entrada de muestra que en una cavidad de entrada capilar más poco profunda. La cavidad más profunda podría ser capilar o no capilar. Cuando es capilar, la cavidad más profunda es de menor capilaridad que la cavidad de entrada capilar.

Debería permitir una elevada y continua capacidad de producción.

Debería permitir un sistema de producción modular, en donde los módulos se pudieran sustituir o modificar fácilmente para una aplicación en particular.

Ahora se ha encontrado que estas condiciones se pueden satisfacer mediante el uso del nuevo método de fabricación según la presente invención, tal como se define en la reivindicación 1.

En resumen, este método de fabricación concierne a la producción en continuo de microcubetas de plástico capilares desechables que comprende las etapas de:

-: proporcionar una primera y segunda hoja;

-: proporcionar una pluralidad de depresiones con profundidades predeterminadas en lugares predeterminados en al menos una de las hojas;

-: introducir al menos un aditivo y/o agente reactivo en al menos alguna de dicha pluralidad de depresiones;

-: colocar las hojas en una relación sobrepuesta;

-: unir la primera hoja y la segunda hoja para obtener un cuerpo que incluye una pluralidad de cavidades capilares con un volumen predeterminado, estando las paredes interiores de las cavidades definidas por la pluralidad de las depresiones y las áreas predeterminadas de la hoja opuesta, estando definida una longitud de trayectoria óptica predeterminada por la distancia entre estas paredes interiores, en donde al menos alguna de dichas cavidades capilares contiene un aditivo y/o agente reactivo;

-: cortar, a partir de dicho cuerpo, las microcubetas, en donde cada una incluye al menos un aditivo y/o agente reactivo contenido en la cavidad, y tiene un tamaño y configuración determinados, de tal forma que al menos una cavidad de la microcubeta se comunica con la atmósfera exterior de la microcubeta a través de una apertura de entrada de muestra por capilaridad, que preferentemente se conforma mediante este proceso de cortado;

y en donde se proporcionan orificios en al menos una hoja de tal forma que estos orificios conforman orificios de ventilación en las cubetas acabadas.

Según este método, se obtiene una microcubeta o microdispositivo de plástico capilar desechable para muestrear un líquido, mezclar la muestra con agentes reactivos y hacer directamente los análisis de la muestra mezclada con los agentes reactivos. Esta microcubeta comprende una apertura de entrada de muestra por capilaridad y al menos una cavidad que incluye al menos un agente reactivo seco y/o aditivo. La cavidad se comunica con la atmósfera exterior de la microcubeta a través de una apertura de entrada por capilaridad, a través de la cual la muestra, por ejemplo, sangre entera, se introduce mediante acción capilar. Además, la microcubeta se construye mediante dos hojas unidas, y en al menos una de las mismas se proporciona una pluralidad de depresiones en lugares determinados y con una profundidad determinada. El lugar y orientación de las depresiones no son críticos. Preferentemente, las depresiones se proporcionan de tal forma que cada depresión esté rodeada por material de hoja. No obstante, la alternativa en la que se proporciona la depresión en el borde de la hoja está dentro del alcance de la invención. En esta alternativa, la apertura de entrada por capilaridad se conforma mediante el borde de las hojas unidas.

Una característica de una realización preferente de la invención se basa en el descubrimiento de que se puede producir una profundidad predeterminada muy exacta apta para medidas ópticas muy precisas usando la técnica de conformado a vacío o la técnica del estampado, siendo preferente la técnica de conformado a vacío debido a que en este caso se usa una matriz positiva y la superficie que está expuesta a la cavidad capilar no resulta afectada por la matriz. Una ventaja adicional con una matriz positiva es que ésta es independiente del espesor del material de la película, lo que permite la formación de la cavidad con una precisión muy elevada.

Las paredes interiores de la cavidad se conforman mediante la depresión y un área predeterminada de la superficie interior de la hoja adyacente.

Se proporcionan orificios en al menos una hoja. Estos orificios se disponen de tal forma que conforman un orificio de ventilación en la microcubeta acabada.

Preferentemente, la cavidad tiene un volumen predeterminado. Las superficies interiores de las paredes que definen la cavidad son preferentemente esencialmente planos paralelos y definen una longitud de trayectoria óptica o volumen, según la ley de Beer.

La cavidad incluye al menos un agente reactivo seco y/o aditivo. Si el agente reactivo está formado por más de una sustancia, las diferentes sustancias pueden estar separadas las unas de las otras en la misma cavidad mediante el uso por ejemplo de una técnica de impresión, tal como la impresión de chorro de tinta o la impresión por barrido. El agente reactivo, que se elige dependiendo del análisis a desarrollar, se introduce preferentemente en forma de una disolución que subsiguientemente se seca por ejemplo mediante aire caliente.

Las hojas proporcionadas en la forma de una película continua se fabrican preferentemente de un único y mismo material de polímero que fuese termoplástico y transparente. También es preferente que el polímero sea auto-portante. Ejemplos de materiales de polímero aptos son PVC, PET, poliestirenos y policarbonatos.

Las depresiones se obtienen preferentemente mediante el estampado o conformado a vacío. Se proporcionan una pluralidad de depresiones en una de las hojas, y la otra hoja puede ser plana. En este caso, cada cavidad está formada por una cubierta plana o tapa y la depresión.

Antes de unir las hojas, se proporciona en uno o más depresiones un agente reactivo y/o aditivo, tal como un agente modificador de superficie.

A continuación, a las superficies de las hojas que se van a emparejar se las dota preferentemente de un adhesivo sensible a UV, tal como Loctite^{TM} 3106 para PVC y Loctite^{TM} 3108 para materiales de policarbonato, que no requiera un disolvente que pudiera dañar al material de polímero y que curase cuando se irradiase con luz UV. Preferentemente, el adhesivo se aplica mediante impresión por barrido. Cuando las superficies se hayan presionado juntas, se cura el adhesivo mediante radiación, tal como radiación UV. Otros métodos de unir las hojas, tales como la unión por ultrasonidos, se han mostrado menos atractivos debido a los problemas de obtener profundidades de cavidad reproducibles y exactas, es decir, trayectorias ópticas. Según una realización de la invención, las superficies interiores de las hojas, es decir las superficies expuestas a la cavidades se proporcionan mediante realces en relieve que determinan la profundidad de la cavidad capilar y que guían al adhesivo superfluo opcional hacia las áreas entre los realces en relieve en una forma tal que el adhesivo no tenga impacto alguno sobre la profundidad de la cavidad. Debido a que en la producción de las microcubetas, la profundidad de la cavidad es muy pequeña, a lo sumo 1 mm, y a que es crítico un valor exacto predeterminado de esta profundidad para el subsiguiente uso de la cubeta, es preferente la provisión de los realces en relieve. De una manera ventajosa, estos realces en relieve se disponen en un patrón predeterminado.

Cuando se requiere una profundidad de cavidad de la cubeta muy precisa es importante que la(s) depresión(es) y la unión de las hojas se desarrolle de tal forma que la profundidad de la cavidad sea independiente de las subsiguientes etapas en el método de producción de la cubeta. Según la invención es preferente que la(s) depresión(es) se desarrolle(n) mediante la técnica del conformado a vacío usando una matriz positiva. También es preferente que la superficie interior de las hojas esté provista de realces en relieve antes de la adhesión de las hojas. El realce en relieve se usa para guiar el adhesivo superfluo opcional hacia áreas entre los realces en relieve. También es preferente usar un adhesivo, que no modifique la superficie de la hoja, tal como un adhesivo, curado por
luz UV.

El microdispositivo o microcubeta producido con el método de la invención es especialmente apto para hacer análisis ópticos de fluidos tales como sangre entera, suero, plasma, orina, fluidos espinales e intersticiales. Después del procedimiento de muestreo cuando por ejemplo se extrae la sangre desde extremo de un dedo de un paciente hacia la microcubeta por acción capilar, la microcubeta se inserta en un espectrofotómetro independiente y calibrado para el tipo de análisis deseado. El uso de un espectrofotómetro independiente es una gran diferencia entre la presente invención y la invención descrita en el Documento de Patente de número EP 0.172.540, cuyo objeto es proporcionar un instrumento de análisis en el que la cámara de reacción, también llamada cubeta, se produce dentro del instrumento de análisis. De esta disposición se percibe que proporciona una ventaja económica ya que elimina el coste de la formación previa de la cámara. Cuando la cámara de reacción o cubeta se deja en el instrumento, se desarrollan la reacción y además el análisis y se deshecha la cubeta. Así, el Documento de Patente EP concierne a cubetas que sólo se pueden usar en conexión con el instrumento de análisis, en el que se conforma la cubeta, y no para el análisis en otros instrumentos de análisis diferentes. El principio para la producción de las cavidades en estas cubetas conocidas se basa en la deformación de un material de plástico en estrecho contacto con una cavidad de moldeo mediante el uso de un chorro de aire caliente.

Además, en la Figura 1 se ilustra una realización preferente de la invención.

Se proporcionan de manera separada una primera hoja o hoja tapa y una segunda hoja o hoja base de PVC. Se proporcionan ocho orificios de ventilación en la hoja tapa y un agente reactivo, por ejemplo se imprime por la técnica de chorro de tinta una enzima en las proximidades de los orificios. Las ocho cavidades se conforman a vacío de manera simultánea en la hoja base. Las profundidades de las cavidades se eligen para que sean de 140 \mum, pero se pueden usar otras profundidades de cavidad. Las láminas se secan en túneles y se unen mediante el uso de pegamento sensible a UV (Loctite^{TM} 3106). Subsiguientemente, las cubetas se cortan de la hoja de múltiples cubetas, mediante una operación de cortado o punzonamiento y se envasan.

Claims

1. Un método para la producción en continuo de microcubetas de plástico capilares desechables que comprende las etapas de:

-: proporcionar una primera y segunda hoja;

-: colocar las hojas en una relación superpuesta;

2. El método según la reivindicación 1 para la producción en continuo, en donde al menos se proporciona una hoja en la forma de una película de plástico continua.

3. El método según la reivindicación 1 ó 2, en donde al menos se proporciona una depresión mediante el conformado por vacío.

4. El método según una cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en donde se proporcionan realces en relieve en un patrón determinado alrededor de las depresiones.

5. El método según una cualquiera de las reivindicaciones 1-4, que comprende proporcionar un adhesivo sensible a UV sobre aquellas superficies de las hojas que van a ser unidas.

6. El método según la reivindicación 5, en donde se aplica el adhesivo mediante impresión por
barrido.

7. El método según una cualquiera de las reivindicaciones 1-6, en donde el adivito y/o agente reactivo es líquido y se proporciona mediante impresión.

8. El método según una cualquiera de las reivindicaciones 1-7, en donde el aditivo y/o agente reactivo se seca antes de que las hojas se coloquen en una relación superpuesta.

9. El método según una cualquiera de las reivindicaciones 1-8, en donde la distancia predeterminada entre las paredes de la cavidad capilar que definen la trayectoria óptica es menos de 1 mm.