ES2286511T3 - Sensores colorimetricos construidos de materiales de diacetileno. - Google Patents
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Abstract
Un sensor colorimétrico para detectar un analito, que comprende: (Ver fórmula) un receptor y y una composición polimerizada que comprende al menos un compuesto de fórmula: en la que R 1 comprende (Ver fórmula) R 2 comprende (Ver fórmula) R 3 , R 8 , R 13 , R 21 , R 24 , R 31 y R 33 son independientemente alquilo C 1-C 20; R 4 ,R 5 , R 7 , R 14 , R 16 , R 19 , R 20 , R 22 , R 25 y R 32 son independientemente alquileno C1-C14; R 6 , R 15 ,R 18 y R 26 son independientemente: alquileno C 1-C 14, alquenileno C 2-C 8 o arileno C 6-C 13; R 9 es alquileno C1-C14 o -NR 34 -; R 10 ,R 12 ,R 27 y R 29 son independientemente alquileno C1-C14 o (alquileno C1-C14)-(arileno C2-C8); R 11 y R 28 son independientemente alquinilo C 2-C 30; R 17 es un grupo activador de éster; R 23 es arileno C 6-C 13; R 30 es alquileno C1-C14 o -NR 36 -; R 34 y R 36 son alquilo C 1-C 4; p es 1-5; n es 1-20; en la que R 1 y R 2 no son lo mismo; en la que el receptor se incorpora en la composición polimerizada para formar un transductor y en la que el transductor presenta un cambio de color cuando se pone en contacto con un analito.
Description
Sensores colorimétricos construidos de
materiales de diacetileno.
La presente invención se refiere a una técnica
para la detección de analitos usando cambios espectrales
perceptibles en montajes de polidiacetileno. Más específicamente,
esta invención se refiere a un sensor colorimétrico que comprende
montajes de polidiacetileno y un método para usar el sensor para
detectar un analito.
Los diacetilenos son típicamente incoloros y
experimentan polimerización por adición, bien térmicamente o por
radiación actínica. A medida que transcurre la polimerización, estos
compuestos experimentan un cambio de color de contraste a azul o
púrpura. Cuando se exponen a estímulos externos tales como calor,
tensión física o un cambio de disolventes o contraiones, los
polidiacetilenos presentan un cambio de color adicional producido
por la distorsión de la conformación de la cadena principal planar.
Se sabe que los montajes de polidiacetileno cambian de color de
azul a rojo con un incremento de la temperatura o cambios en el pH
debido a cambios conformacionales en la cadena principal conjugada
como se describe en Mino, et al., Langmuir, Vol. 8, pág. 594,
1.992; Chance, et al., Journal of Chemistry and
Physics, Vol. 71, 206, 1.979; Shibutag, Thin Solid Films,
Vol. 179, pág. 433, 1.989; Kaneko, et al., Thin Solid
Films, Vol. 210, 548, 1.992 y la patente de EE.UU. Nº.
5.672.465. Se conoce la utilización de esta clase de compuestos
para su uso como indicadores biocrómicos como se discute en la
patente de EE.UU. Nº. 5.622.872 y la publicación de patente
internacional WO 02/00920.
Las aplicaciones propuestas de los
polidiacetilenos para la detección de analitos se discuten en las
patentes de EE.UU. Nos. 6.395.561 B1; 6.306.598 B1; 6.277.652;
6.183.722; 6.080.423 y la publicación de patente internacional WO
01/71317. En particular, se han hecho intentos para construir
biosensores con receptores que reaccionen específicamente con
bacterias patógenas, virus, toxinas y similares, incorporados en
membranas de polidiacetileno y se induce el cambio de color (azul a
rojo) cuando los receptores se unen a sus analitos específicos
(bacterias patógenas, virus, toxinas, etc.) Dichos métodos
requieren que sea conocida la estructura de unión del receptor y el
analito e identificado el receptor. La síntesis de tanto los
receptores como las membranas de polidiacetileno puede ser
complicada y difícil.
Las membranas de polidiacetileno pueden
presentar insuficiente cambio de color en la unión con un analito,
requiriendo otras sustancias para fomentar el cambio estructural o
mejorar el equipo analítico para observar el cambio de color.
S. Kolusheva, et al. describen en Nature
2.000, 18, 225-227, un análisis colorimétrico
para la investigación rápida de péptidos antimicrobianos.
Continúa existiendo una necesidad de hacer
dispositivos sensibles que empleen diacetilenos más precisos, más
adaptados a una aplicación dada, menos complejos y más disponibles
para personal no técnico en una amplia variedad de entornos. Son
particularmente deseables dispositivos que se puedan transportar
convenientemente y usar individualmente para una aplicación
particular que se puedan después desechar.
La presente invención proporciona un sensor
colorimétrico para detectar la presencia de analitos por cambios
espectrales (cambios de color visibles a simple vista o con un
colorímetro) que tienen lugar como resultado de la unión específica
de los analitos a montajes de polidiacetileno. Los montajes de
polidiacetileno indican la presencia de un analito de una manera
simple aún altamente sensible.
La presente invención proporciona un sensor
colorimétrico que comprende un receptor y el producto de la reacción
de polimerización que comprenda al menos un compuesto de
fórmula:
donde R^{1}
es
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
R^{2}
es
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
R^{3}, R^{8}, R^{13}, R^{21}, R^{24},
R^{31} y R^{33} son independientemente alquilo;
R^{4},R^{5},R^{7}, R^{14}, R^{16}, R^{19}, R^{20},
R^{22}, R^{25} y R^{32} son independientemente alquileno;
R^{6},R^{15},R^{18} y R^{26} son independientemente:
alquileno, alquenileno o arileno; R^{9} es alquileno o
-NR^{34}-; R^{10}, R^{12}, R^{27} y R^{29} son
independientemente alquileno o alquileno-arileno;
R^{11} y R^{28} son independientemente alquinilo; R^{17} es
un grupo activador de éster; R^{23} es arileno; R^{30} es
alquileno o -NR^{36}-; R^{34} y R^{36} son independientemente
H o alquilo C_{1}-C_{4}; p es
1-5 y n es 1-20 y donde R^{1} y
R^{2} no son lo mismo.
También se proporciona una preparación más fácil
y el uso de montajes de polidiacetileno en disolución y por
deposición sobre un substrato.
También se proporciona un dispositivo y un
método para la detección de moléculas pequeñas, organismos patógenos
y no patógenos, toxinas, receptores y fragmentos de membrana,
compuestos orgánicos volátiles, enzimas y substratos enzimáticos,
anticuerpos, antígenos, proteínas, péptidos, ácidos nucleicos y
ácidos nucleicos peptídicos.
También se proporciona un estuche de análisis
económico, de fácil uso, cuya fiabilidad es relativamente estable
en un amplio intervalo de condiciones medioambientales y cuando el
analito se mezcla con una serie de materiales distintos.
También se proporciona un método para usar el
sensor colorimétrico para detectar un analito poniendo en contacto
el sensor colorimétrico con un analito y observándose un cambio de
color.
También se proporciona un método para la
detección indirecta de un analito poniendo en contacto el sensor
colorimétrico con una sonda que presente afinidad por tanto el
analito como el receptor y no observándose cambio de color.
No se desea que el compendio anterior de la
presente invención describa cada realización descrita o cada
aplicación de la presente invención. La descripción detallada que
sigue más particularmente ejemplifica estas realizaciones.
La Fig. 1 muestra una representación esquemática
de un sensor colorimétrico de la presente invención.
La Fig. 2 muestra una representación esquemática
de una disposición de sensores colorimétricos de la presente
invención.
La Fig. 3 muestra una representación esquemática
de un sensor colorimétrico para poner en contacto el sensor con un
analito.
La Fig. 4 muestra una representación esquemática
de un sensor colorimétrico plegable para poner en contacto el
sensor con un analito.
La Fig. 5 muestra una representación esquemática
de un sensor colorimétrico de la presente invención con un tipo de
distribución de analito.
La Fig. 6 muestra una representación esquemática
de una disposición de sensores colorimétricos de la presente
invención con un tipo de distribución de analito.
La Fig. 7 es un diagrama de fases que muestra
los colores de la película de polidiacetileno recubierta y seca
como una función del ángulo de contacto del substrato.
La Fig. 8 es un diagrama de fases que muestra
los colores de la película de polidiacetileno recubierta y seca
como una función de la tensión superficial del substrato.
La presente invención proporciona un sensor
colorimétrico que comprende materiales diacetilénicos y un método
para usar el sensor para detectar un analito.
Para las siguientes terminologías definidas, se
aplicarán estas definiciones a menos que se de una definición
diferente en las reivindicaciones o donde quiera en esta memoria
descriptiva.
Como se usa en la presente memoria, la
terminología "alquilo" se refiere a un radical hidrocarbonado
monovalente, de cadena lineal o ramificada o cíclico, con un número
especificado de átomos de carbono. Los grupos alquilo incluyen
aquéllos con uno a veinte átomos de carbono. Los ejemplos de
"alquilo" como se usa en la presente memoria incluyen, pero no
se limitan a, metilo, etilo, n-propilo,
n-butilo, n-pentilo, isobutilo e
isopropilo y similares. Se tiene que entender que donde se deseen
restos cíclicos, al menos deben estar presentes tres carbonos en
dicho alquilo. Dichos restos cíclicos incluyen: ciclopropilo,
ciclobutilo, ciclopentilo, ciclohexilo y cicloheptilo.
Como se usa en la presente memoria, la
terminología "alquileno" se refiere a un radical hidrocarbonado
divalente de cadena lineal o ramificada o cíclico, con un número
especificado de átomos de carbono. Los grupos alquileno incluyen
aquéllos con uno a catorce átomos de carbono. Los ejemplos de
"alquileno" como se usa en la presente memoria incluyen, pero
no se limitan a, metileno, etileno, trimetileno, tetrametileno y
similares. Se tiene que entender que donde se deseen restos
cíclicos, al menos deben estar presentes tres carbonos en dicho
alquileno. Dichos restos cíclicos incluyen: ciclopropileno,
ciclobutileno, ciclopentileno, ciclohexileno y cicloheptileno.
Como se usa en la presente memoria, la
terminología "alquenileno" se refiere a un radical
hidrocarbonado divalente de cadena lineal o ramificado o cíclico,
con un número especificado de átomos de carbono y uno o más dobles
enlaces carbono-carbono. Los grupos alquenileno
incluyen aquéllos con dos a ocho átomos de carbono. Los ejemplos de
"alquenileno" como se usa en la presente memoria incluyen, pero
no se limitan a, eteno-1,2-diilo o
propeno-1,3-diilo.
Como se usa en la presente memoria, la
terminología "arileno" se refiere a radicales carboxílicos
aromáticos insaturados, divalentes, con un único anillo tal como
fenileno o múltiples anillos condensados tales como naftileno o
antrileno. Los grupos arileno incluyen aquéllos con seis a trece
átomos de carbono. Los ejemplos de "arileno" como se usa en la
presente memoria incluyen, pero no se limitan a,
benceno-1,2-diilo,
benceno-1,3-diilo,
benceno-1,4-diilo o
naftaleno-1,8-diilo.
Como se usa en la presente memoria, la
terminología "alquileno-arileno", se refiere a
un resto alquileno como se definió anteriormente unido a un resto
arileno como se definió anteriormente. Los ejemplos de
"alquileno-arileno" como se usa en la presente
memoria incluyen, pero no se limitan a,
-CH_{2}-fenileno,
-CH_{2}CH_{2}-fenileno y
-CH_{2}CH_{2}CH_{2}-fenileno.
Como se usa en la presente memoria, la
terminología "alquinilo" se refiere a un radical hidrocarbonado
monovalente, de cadena lineal o ramificada o cíclico, que tiene de
dos a treinta carbonos y al menos un triple enlace
carbono-carbono. Los ejemplos de "alquinilo"
como se usa en la presente memoria incluyen, pero no se limitan a,
etinilo, propinilo y butinilo.
Como se usa en la presente memoria, la
terminología "analito(s)" se refiere a cualquier
material que se pueda detectar por el sensor de la presente
invención. Dichos materiales incluyen, pero no se limitan a,
moléculas pequeñas, organismos patógenos y no patógenos, toxinas,
receptores y fragmentos de membrana, compuestos orgánicos
volátiles, enzimas y substratos enzimáticos, anticuerpos, antígenos,
proteínas, péptidos, ácidos nucleicos y ácidos nucleicos
peptídicos.
Como se usa en la presente memoria, la
terminología "bacterias" se refiere a todas las formas de
microorganismos que se considera que son bacterias incluyendo:
cocos, bacilos, espiroquetos, seroplastos, protoplastos, etc.
Como se usa en la presente memoria, la
terminología "receptor" se refiere a cualquier molécula con una
afinidad de unión por un analito de interés. Receptor incluye, pero
no se limita a, receptores que se encuentran en la naturaleza tales
como proteínas de membrana superficial, enzimas, lectinas,
anticuerpos, proteínas recombinantes, etc.; proteínas sintéticas;
ácidos nucleicos; c-glicósidos; carbohidratos;
gangliósidos y agentes quelantes.
Como se usa en la presente memoria, las
terminologías "montaje" o "automontaje", se refieren a
cualquier autoordenación de moléculas de diacetileno previamente a
la polimerización. J. Israelachvili, Intermolecular and Surface
Forces (2ª Ed.), Academic Press, Nueva York (1.992), págs.
321-427.
Como se usa en la presente memoria, la
terminología "monocapa(s) de automontaje" (las SAM, por
sus siglas en inglés) se refiere a cualquier película orgánica
ultrafina ordenada formada en un substrato dado por autoordenamiento
espontáneo. A. Ulman, An Introduction to Ultrathin Organic
Films, Academic Press, Nueva York (1.991), págs.
237-301.
Como se usa en la presente memoria, la
terminología "transductor" describe un material capaz de
convertir una prueba de reconocimiento al nivel molecular en una
señal perceptible.
Se supone en esta memoria que todos los números
se modifican por la terminología "aproximadamente". La
recitación de intervalos numéricos por puntos finales incluye todos
los números incluidos dentro de ese intervalo (por ej., 1 a 5
incluye 1; 1,5; 2; 2,75; 3; 3,80; 4 y 5).
La presente invención proporciona un sensor
colorimétrico que comprende montajes novedosos de polidiacetileno
incorporados con un receptor para la detección de un analito. Los
montajes de polidiacetileno son compuestos polimerizados de
fórmula:
donde R^{1}
es
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
R^{2}
es
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
R^{3}, R^{8}, R^{13}, R^{21}, R^{24},
R^{31} y R^{33} son independientemente alquilo; R^{4},
R^{5}, R^{7}, R^{14}, R^{16}, R^{19}, R^{20}, R^{22},
R^{25} y R^{32} son independientemente alquileno; R^{6},
R^{15}, R^{18} y R^{26} son independientemente: alquileno,
alquenileno o arileno; R^{9} es alquileno o -NR^{34}-;
R^{10}, R^{12}, R^{27} y R^{29} son independientemente
alquileno o alquileno-arileno; R^{11} y R^{28}
son independientemente alquinilo; R^{17} es un grupo activador de
éster; R^{23} es arileno; R^{30} es alquileno o -NR^{36}-;
R^{34} y R^{36} son independientemente H o alquilo
C_{1}-C_{4}; p es 1-5 y n es
1-20 y donde R^{1} y R^{2} no son lo mismo.
Los ejemplos de R^{1} cuando R^{1} es
alquilo incluyen: alquilo C_{1}-C_{20}, alquilo
C_{6}-C_{18} y alquilo
C_{12}-C_{16}. Los ejemplos adicionales de
R^{1} cuando R^{1} es alquilo incluyen dodecilo y
hexadecilo.
Los ejemplos de R^{3} incluyen: alquilo
C_{1}-C_{20} y alquilo
C_{6}-C_{18}. Los ejemplos adicionales de
R^{3} incluyen undecilo y pentadecilo.
Los ejemplos de R^{4} incluyen alquileno
C_{1}-C_{14} y alquileno
C_{1}-C_{4}. Los ejemplos adicionales de
R^{4} incluyen: metileno (-CH_{2}-), trimetileno,
(-CH_{2}CH_{2}CH_{2}-) y tetrametileno
(-CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}-).
Los ejemplos de R^{5} incluyen alquileno
C_{1}-C_{14} y alquileno
C_{1}-C_{3}. Los ejemplos adicionales de
R^{5} incluyen etileno (-CH_{2}CH_{2}-) y trimetileno
(-CH_{2}CH_{2}CH_{2}-).
Los ejemplos de R^{6} cuando R^{6} es
alquileno incluyen alquileno C_{1}-C_{14} y
alquileno C_{1}-C_{3}. Los ejemplos adicionales
de R^{6} cuando R^{6} es alquileno incluyen etileno
(-CH_{2}CH_{2}-) y trimetileno (-CH_{2}CH_{2}CH_{2}-).
Los ejemplos de R^{6} cuando R^{6} es alquenileno incluyen
alquenileno C_{2}-C_{8} y alquenileno
C_{2}-C_{4}. Un ejemplo adicional de R^{6}
cuando R^{6} es alquenileno incluye etenileno (-C=C-). Los
ejemplos de R^{6} cuando R^{6} es arileno incluyen arileno
C_{6}-C_{13} y fenileno. Un ejemplo adicional
de R^{6} cuando R^{6} es arileno es
benceno-1,2-diilo.
Los ejemplos de R^{7} incluyen alquileno
C_{1}-C_{14} y alquileno
C_{2}-C_{9}. Los ejemplos adicionales de
R^{7} incluyen: etileno (-CH_{2}CH_{2}-), trimetileno
(-CH_{2}CH_{2}CH_{2}-), tetrametileno
(-CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}-), pentametileno
(-CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}
CH_{2}-), hexametileno (-CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}-), heptametileno (-CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}-), octametileno (-CH_{2}
CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}-) y nonametileno (-CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2} CH_{2}CH_{2}-).
CH_{2}-), hexametileno (-CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}-), heptametileno (-CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}-), octametileno (-CH_{2}
CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}-) y nonametileno (-CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2} CH_{2}CH_{2}-).
Los ejemplos de R^{8} incluyen alquilo
C_{1}-C_{16} y alquilo
C_{1}-C_{8}. Los ejemplos adicionales de
R^{8} incluyen: butilo, pentilo y hexilo.
R^{9} es independientemente alquileno o
-NR^{34}-, donde R^{34} es H o alquilo
C_{1}-C_{4};
Los ejemplos de R^{9} cuando R^{9} es
alquileno incluyen alquileno C_{1}-C_{14} y
alquileno C_{1}-C_{3}, tal como metileno
(-CH_{2}-) por ejemplo. Los ejemplos de R^{9} cuando R^{9} es
-NR^{34}-incluyen: -NH-,
-N(CH_{2}CH_{3})- y -N(CH_{3})-.
Los ejemplos de R^{10} cuando R^{10} es
alquileno incluyen alquileno C_{1}-C_{14} y
alquileno C_{1}-C_{8}. Los ejemplos adicionales
de R^{10} cuando R^{10} es alquileno incluyen: metileno
(-CH_{2}-), etileno (-CH_{2}CH_{2}-), trimetileno
(-CH_{2}CH_{2}CH_{2}-), tetrametileno
(-CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}-),
-C(CH_{3})_{2}- y
-CH((CH_{2})_{1-4}CH_{3})-. Los
ejemplos de R^{10} cuando R^{10} es
alquileno-arileno incluyen (alquileno
C_{1}-C_{14})-arileno y
(alquileno
C_{1}-C_{14})-fenileno. Un
ejemplo adicional de R^{10} cuando R^{10} es
alquileno-arileno incluye
-CH_{2}-fenileno.
Los ejemplos de R^{11} incluyen alquinilo
C_{2}-C_{30} y alquinilo
C_{20}-C_{25}. Los ejemplos adicionales de
R^{11} incluyen alquinilo C_{2}-C_{30} con al
menos dos enlaces triples carbono-carbono
(-C\equivC-) y alquinilo C_{20}-C_{25} con al
menos dos enlaces triples carbono-carbono. Otros
ejemplos de R^{11} incluyen alquinilo C_{22} con al menos dos
enlaces triples carbono-carbono, alquinilo C_{24}
con al menos dos enlaces triples carbono-carbono.
Otros ejemplos más de R^{11} incluyen
-(CH_{2})_{8}-C\equivC-C\equivC-(CH_{2})_{9}CH_{3}
y
-(CH_{2})_{8}-C\equivC-C\equivC-(CH_{2})_{11}CH_{3}.
Los ejemplos de R^{12} cuando R^{12} es
alquileno incluyen alquileno C_{1}-C_{14} y
alquileno C_{1}-C_{8}. Los ejemplos adicionales
de R^{12} cuando R^{12} es alquileno incluyen: metileno
(-CH_{2}-), etileno (-CH_{2}CH_{2}-), trimetileno
(-CH_{2}CH_{2}CH_{2}-), tetrametileno
(-CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}-),
-C(CH_{3})_{2}- y
-CH((CH_{2})_{1-4}CH_{3})-. Los
ejemplos de R^{12} cuando R^{12} es
alquileno-arileno incluyen (alquileno
C_{1}-C_{14})-arileno y
(alquileno
C_{1}-C_{14})-fenileno. Un
ejemplo adicional de R^{12} cuando R^{12} es
alquileno-arileno incluye
-CH_{2}-fenileno.
Los ejemplos de R^{13} incluyen alquilo
C_{1}-C_{4}, tal como metilo por ejemplo.
Los ejemplos de R^{14} incluyen alquileno
C_{1}-C_{4}, tal como etileno
(-CH_{2}CH_{2}-) por ejemplo.
Los ejemplos de R^{15} cuando R^{15} es
alquileno incluyen alquileno C_{1}-C_{14} y
alquileno C_{1}-C_{3}. Los ejemplos adicionales
de R^{15} cuando R^{15} es alquileno incluyen etileno
(-CH_{2}CH_{2}-) y trimetileno (-CH_{2}CH_{2}CH_{2}-).
Los ejemplos de R^{15} cuando R^{15} es alquenileno incluyen
alquenileno C_{2}-C_{8} y alquenileno
C_{2}-C_{4}. Un ejemplo adicional de R^{15}
cuando R^{15} es alquenileno incluye etenileno (-C=C-). Los
ejemplos de R^{15} cuando R^{15} es arileno incluyen arileno
C_{6}-C_{13} y fenileno. Un ejemplo adicional de
R^{15} cuando R^{15} es arileno es
benceno-1,4-diilo.
Los ejemplos de R^{16} incluyen alquileno
C_{1}-C_{14} y alquileno
C_{2}-C_{9}. Los ejemplos adicionales de
R^{16} incluyen: etileno (-CH_{2}CH_{2}-), trimetileno
(-CH_{2}CH_{2}CH_{2}-), tetrametileno
(-CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}-), pentametileno
(-CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}
CH_{2}-), hexametileno (-CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}-), heptametileno (-CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}-), octametileno (-CH_{2}
CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}-) y nonametileno (-CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}- CH_{2}CH_{2}-).
CH_{2}-), hexametileno (-CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}-), heptametileno (-CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}-), octametileno (-CH_{2}
CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}-) y nonametileno (-CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}- CH_{2}CH_{2}-).
Los ejemplos de R^{17} incluyen grupos que
activan el grupo éster vecino hacia transferencia de acilo. Dichos
grupos activantes de éster incluyen: pentafluorofenol,
pentaclorofenol, 2, 4, 6-triclorofenol,
3-nitrofenol, N-hidroxisuccinimida,
N-hidroxiftalimida y los descritos en M. Bodanszky,
"Principles of Peptide Synthesis",
(Springer-Verlag 1.984), por ejemplo. Un ejemplo
adicional de R^{17} es
2,5-dioxo-1-pirrolidinilo.
Los ejemplos de R^{18} cuando R^{18} es
alquileno incluyen alquileno C_{1}-C_{14} y
alquileno C_{1}-C_{3}. Los ejemplos adicionales
de R^{18} cuando R^{18} es alquileno incluyen etileno
(-CH_{2}CH_{2}-) y trimetileno (-CH_{2}CH_{2}CH_{2}-).
Los ejemplos de R^{18} cuando R^{18} es alquenileno incluyen
alquenileno C_{2}-C_{8} y alquenileno
C_{2}-C_{4}. Un ejemplo adicional de R^{18}
cuando R^{18} es alquenileno incluye etenileno (-C=C-). Los
ejemplos de R^{18} cuando R^{18} es arileno incluyen arileno
C_{6}-C_{13} y fenileno. Un ejemplo adicional de
R^{18} cuando R^{18} es arileno es
benceno-1,2-diilo.
Los ejemplos de R^{19} incluyen alquileno
C_{1}-C_{14} y alquileno
C_{2}-C_{9}. Los ejemplos adicionales de
R^{19} incluyen: etileno (-CH_{2}CH_{2}-), trimetileno
(-CH_{2}CH_{2}CH_{2}-), tetrametileno
(-CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}-), pentametileno
(-CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}
CH_{2}-), hexametileno (-CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}-), heptametileno (-CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}-), octametileno (-CH_{2}
CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}-) y nonametileno (-CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2} CH_{2}CH_{2}-).
CH_{2}-), hexametileno (-CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}-), heptametileno (-CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}-), octametileno (-CH_{2}
CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}-) y nonametileno (-CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2} CH_{2}CH_{2}-).
Los ejemplos de R^{20} incluyen: alquileno
C_{1}-C_{14}, alquileno
C_{1}-C_{9} y alquileno
C_{1}-C_{4}. Los ejemplos adicionales de
R^{20} incluyen: metileno (-CH_{2}-), etileno (-CH_{2}CH_{2}-), trimetileno (-CH_{2}CH_{2}CH_{2}-), tetrametileno (-CH_{2}CH_{2} CH_{2}CH_{2}-),
pentametileno (-CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}-), hexametileno (-CH_{2}CH_{2}CH_{2} CH_{2}CH_{2}CH_{2}-), heptametileno (-CH_{2}CH_{2}CH_{2}
CH_{2}CH_{2}CH_{2}-), octametileno (-CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}-) y nonametileno (-CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}
CH_{2}CH_{2}-).
R^{20} incluyen: metileno (-CH_{2}-), etileno (-CH_{2}CH_{2}-), trimetileno (-CH_{2}CH_{2}CH_{2}-), tetrametileno (-CH_{2}CH_{2} CH_{2}CH_{2}-),
pentametileno (-CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}-), hexametileno (-CH_{2}CH_{2}CH_{2} CH_{2}CH_{2}CH_{2}-), heptametileno (-CH_{2}CH_{2}CH_{2}
CH_{2}CH_{2}CH_{2}-), octametileno (-CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}-) y nonametileno (-CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}
CH_{2}CH_{2}-).
Los ejemplos de R^{21} cuando R^{21} es
alquilo incluyen: alquilo C_{1}-C_{20}, alquilo
C_{6}-C_{18} y alquilo
C_{10}-C_{17}. Los ejemplos adicionales de
R^{21} cuando R^{21} es alquilo incluyen: decilo, undecilo,
tridecilo, tetradecilo, pentadecilo, heptadecilo.
Los ejemplos de R^{22} incluyen alquileno
C_{1}-C_{14} y alquileno
C_{2}-C_{9}. Los ejemplos adicionales de
R^{22} incluyen: etileno (-CH_{2}CH_{2}-), trimetileno
(-CH_{2}CH_{2}CH_{2}-) y tetrametileno.
Los ejemplos de R^{23} incluyen arileno
C_{6}-C_{13} y fenileno. Un ejemplo adicional de
R^{23} cuando R^{23} es arileno es
benceno-1,4-diilo.
Los ejemplos de R^{24} incluyen alquilo
C_{1}-C_{20} y alquilo
C_{6}-C_{18}. Los ejemplos adicionales de
R^{24} incluyen: metilo, etilo, propilo, butilo, pentilo, hexilo,
heptilo, octilo, nonilo y dodecilo.
Los ejemplos de R^{25} incluyen alquileno
C_{1}-C_{14} y alquileno
C_{2}-C_{9}. Los ejemplos adicionales de
R^{25} incluyen: etileno (-CH_{2}CH_{2}-), trimetileno
(-CH_{2}CH_{2}CH_{2}-), tetrametileno
(-CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}-), pentametileno
(-CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}
CH_{2}-), hexametileno (-CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}-), heptametileno (-CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}-), octametileno (-CH_{2}
CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}-) y nonametileno (-CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2} CH_{2}CH_{2}-).
CH_{2}-), hexametileno (-CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}-), heptametileno (-CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}-), octametileno (-CH_{2}
CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}-) y nonametileno (-CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2} CH_{2}CH_{2}-).
Los ejemplos de R^{26} cuando R^{26} es
alquileno incluyen alquileno C_{1}-C_{14} y
alquileno C_{1}-C_{3}. Los ejemplos adicionales
de R^{26} cuando R^{26} es alquileno incluyen etileno
(-CH_{2}CH_{2}-) y trimetileno (-CH_{2}CH_{2}CH_{2}-).
Los ejemplos de R^{26} cuando R^{26} es alquenileno incluyen
alquenileno C_{2}-C_{8} y alquenileno
C_{2}-C_{4}. Un ejemplo adicional de R^{26}
cuando R^{26} es alquenileno incluye etenileno (-C=C-). Los
ejemplos de R^{26} cuando R^{26} es arileno incluyen arileno
C_{6}-C_{13} y fenileno. Un ejemplo adicional de
R^{26} cuando R^{26} es arileno es
benceno-1,2-diilo.
Los ejemplos de R^{27} cuando R^{27} es
alquileno incluyen alquileno C_{1}-C_{14} y
alquileno C_{1}-C_{8}. Los ejemplos adicionales
de R^{27} cuando R^{27} es alquileno incluyen: metileno
(-CH_{2}-), etileno (-CH_{2}CH_{2}-), trimetileno
(-CH_{2}CH_{2}CH_{2}-), tetrametileno
(-CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}-),
-C(CH_{3})_{2}- y
-CH((CH_{2})_{1-4}CH_{3})-. Los
ejemplos de R^{27} cuando R^{27} es
alquileno-arileno incluyen (alquileno
C_{1}-C_{14})-arileno y
(alquileno
C_{1}-C_{14})-fenileno. Un
ejemplo adicional de R^{27} cuando R^{27} es
alquileno-arileno incluye
-CH_{2}-fenileno.
Los ejemplos de R^{28} incluyen alquinilo
C_{2}-C_{30} y alquinilo
C_{20}-C_{25}. Los ejemplos adicionales de
R^{28} incluyen alquinilo C_{2}-C_{30} con al
menos dos enlaces triples carbono-carbono
(-C\equivC-) y alquinilo C_{20}-C_{25} con al
menos dos enlaces triples carbono-carbono. Otros
ejemplos de R^{28} incluyen alquinilo C_{22} con al menos dos
enlaces triples carbono-carbono, alquinilo C_{24}
con al menos dos enlaces triples carbono-carbono.
Otros ejemplos más de R^{28} incluyen
-(CH_{2})_{8}-C\equivC-C\equivC-(CH_{2})_{9}CH_{3}
y
-(CH_{2})_{8}-C\equivC-C\equivC-(CH_{2})_{11}CH_{3}.
Los ejemplos de R^{29} cuando R^{29} es
alquileno incluyen alquileno C_{1}-C_{14} y
alquileno C_{1}-C_{8}. Los ejemplos adicionales
de R^{29} cuando R^{29} es alquileno incluyen: metileno
(-CH_{2}-), etileno (-CH_{2}CH_{2}-), trimetileno
(-CH_{2}CH_{2}CH_{2}-), tetrametileno
(-CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}-),
-C(CH_{3})_{2}- y
-CH((CH_{2})_{1-4}CH_{3})-. Los
ejemplos de R^{29} cuando R^{29} es
alquileno-arileno incluyen (alquileno
C_{1}-C_{14})-arileno y
(alquileno
C_{1}-C_{14})-fenileno. Un
ejemplo adicional de R^{29} cuando R^{29} es
alquileno-arileno incluye
-CH_{2}-fenileno.
R^{30} es independientemente alquileno o
-NR^{36}-, donde R^{36} es H o alquilo
C_{1}-C_{4}.
Los ejemplos de R^{30} cuando R^{30} es
alquileno incluyen alquileno C_{1}-C_{14} y
alquileno C_{1}-C_{3}, tal como metileno
(-CH_{2}-) por ejemplo. Los ejemplos de R^{30} cuando R^{30}
es -NR^{36}-incluyen: -NH-,
-N(CH_{2}CH_{3}) - y -N(CH_{3}) -.
Los ejemplos de R^{31} incluyen alquilo
C_{1}-C_{16} y alquilo
C_{1}-C_{8}. Los ejemplos adicionales de
R^{31} incluyen: butilo, pentilo y hexilo.
Los ejemplos de R^{32} incluyen alquileno
C_{1}-C_{14} y alquileno
C_{2}-C_{9}. Los ejemplos adicionales de
R^{32} incluyen: etileno (-CH_{2}CH_{2}-), trimetileno
(-CH_{2}CH_{2}CH_{2}-), tetrametileno
(-CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}-), pentametileno
(-CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}-) y hexametileno
(-CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}-).
Los ejemplos de R^{33} incluyen: alquilo
C_{1}-C_{20}, alquilo
C_{6}-C_{18} y alquilo
C_{10}-C_{16}.
Ejemplos adicionales de R^{33} incluyen:
dodecilo, tetradecilo, hexadecilo y octadecilo.
Los compuestos de la presente invención también
incluyen aquéllos donde p puede ser 1 ó 2 y n puede ser:
1-20, 3-17, 6-14 ó
9-11.
La invención incluye los compuestos descritos en
la presente memoria incluyendo isómeros tales como isómeros
estructurales e isómeros geométricos, sales, solvatos o
polimórficos.
Se pueden preparar diacetilenos de Fórmula XXIII
como se explica en líneas generales en el Esquema 1, donde n es
típicamente 1 a 4 y m es típicamente 10 a 14.
\newpage
Esquema
1
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Se pueden preparar compuestos de fórmula XXIII
mediante la oxidación de compuestos de fórmula XXII por reacción
con un agente de oxidación adecuado en un disolvente adecuado tal
como DMF por ejemplo. Los agentes de oxidación adecuados incluyen
reactivo de Jones y dicromato de piridinio, por ejemplo. La reacción
mencionada se lleva a cabo típicamente durante un periodo de tiempo
de 1 hora a 48 horas, generalmente 8 horas, a una temperatura de
0ºC a 40ºC, generalmente de 0ºC a 25ºC.
Se pueden preparar compuestos de fórmula XXII a
partir de compuestos de fórmula XXI por reacción con un cloruro de
ácido adecuado. Los cloruros de ácido adecuados incluyen cualquier
cloruro de ácido que proporcione el producto deseado tal como:
cloruro de lauroilo, cloruro de 1-dodecanoilo,
cloruro de 1-tetradecanoilo, cloruro de
1-hexadecanoilo y cloruro de
1-octadecanoilo, por ejemplo. Los disolventes
adecuados incluyen: éter, tetrahidrofurano, diclorometano y
cloroformo, por ejemplo. La reacción mencionada se lleva a cabo
típicamente durante un periodo de tiempo de 1 hora a 24 horas,
generalmente 3 horas, a una temperatura de 0ºC a 40ºC, generalmente
de 0ºC a 25ºC, en presencia de una base tal como trialquilamina o
base piridínica.
Los compuestos de fórmula XXI bien están
comercialmente disponibles (por ej., donde n es 1-4)
o se pueden preparar a partir de compuestos de fórmula XVIII
mediante los compuestos XIX y XX como se explica en líneas
generales en el Esquema 1 y se describe en Abrams, Suzanne R.; Shaw,
Angela C. "Triple-bond isomerizations: 2- a
9-decin-1-ol",
Org. Synth. (1.988), 66, 127-31 y Brandsma,
L. "Preparative Acetylenic Chemistry", (Elsevier Pub. Co.:
Nueva York, 1.971), por ejemplo.
También se pueden preparar compuestos
diacetilénicos como se describe en la presente memoria haciendo
reaccionar compuestos de fórmula XXII con un anhídrido tal como
anhídrido succínico, glutárico o ftálico en presencia de un
disolvente adecuado tal como tolueno. La reacción mencionada se
lleva a cabo típicamente durante un periodo de tiempo de 1 hora a
24 horas, generalmente 15 horas, a una temperatura de 50ºC a 125ºC,
generalmente de 100ºC a 125ºC.
Los compuestos diacetilénicos como se describen
en la presente memoria se autoensamblan en disolución para formar
montajes ordenados que se pueden polimerizar usando cualquier
radiación actínica tal como, por ejemplo, radiación
electromagnética en el intervalo UV o visible del espectro
electromagnético. La polimerización de los compuestos
diacetilénicos da como resultado productos de la reacción de
polimerización que presentan un color en el espectro visible menor
que 570 nm, entre 570 nm y 600 nm o mayor que 600 nm dependiendo de
su conformación y exposición a factores externos. Típicamente, la
polimerización de los compuestos diacetilénicos descritos en la
presente memoria da como resultado redes poliméricas de fase azul
metaestables que incluyen una cadena principal de polidiacetileno.
Estas redes poliméricas de fase azul metaestables experimentan un
cambio de color de azulado a naranja rojizo cuando se exponen a
factores externos tales como: calor, un cambio de disolvente o
contraión, si está disponible o tensión física por ejemplo.
Los productos de la polimerización de algunos de
los compuestos diacetilénicos descritos en la presente memoria
pueden presentar un cambio de color reversible y/o un cambio de
color de tres estados. Por ejemplo, después de la polimerización la
red polimérica de fase azul resultante puede cambiar de color a un
estado naranja rojizo cuando se expone a calor, un cambio de
disolvente o contraión o tensión física. Esta red polimérica
naranja rojiza puede cambiar después de color a un estado naranja
amarillento cuando se expone además a calor, un cambio de
disolvente o contraión o tensión física. Adicionalmente, las redes
poliméricas descritas en la presente memoria pueden ciclarse entre
estos estados naranja rojizo y naranja amarillento de una manera
reversible.
La capacidad de los compuestos diacetilénicos y
sus productos de polimerización descritos en la presente memoria
para experimentar un cambio de color visible cuando se exponen a
tensión física, los hace candidatos ideales para la preparación de
dispositivos sensibles para la detección de un analito. Los montajes
de polidiacetileno formados a partir de los compuestos de
diacetileno descritos pueden funcionar como un transductor en
aplicaciones biosensibles.
Los requerimientos estructurales de una molécula
diacetilénica para una aplicación sensible dada son típicamente
aplicaciones específicas. Características tales como longitud total
de cadena, solubilidad, polaridad, cristalinidad y presencia de
grupos funcionales para otra modificación molecular determinan todas
cooperativamente una capacidad de la molécula diacetilénica para
servir como material sensible, útil. Por ejemplo, en el caso de
biodetección de un analito en medio acuoso, la estructura del
compuesto diacetilénico debería ser capaz de formar una dispersión
estable en agua, polimerizándose eficazmente a un material
coloreado, incorporando química de receptores apropiada para unirse
a un analito y transducir esa interacción de unión por medio de un
cambio de color. Estas capacidades dependen de las características
estructurales de los compuestos diacetilénicos.
Los compuestos diacetilénicos de la presente
invención poseen las capacidades descritas anteriormente y se
pueden polimerizar fácilmente y eficazmente en montajes de
polidiacetileno que experimenten los cambios de color deseados.
Adicionalmente, los compuestos diacetilénicos permiten la
incorporación de grandes excesos de material no polimerizable tal
como un receptor descrito a continuación, mientras se está formando
aún una disolución polimerizable, estable.
Los compuestos diacetilénicos descritos se
pueden sintetizar de una manera rápida de alta producción incluyendo
métodos de síntesis de alto rendimiento. La presencia de
funcionalidad en las cadenas principales de los compuestos
diacetilénicos, tales como heteroátomos por ejemplo, proporciona la
posibilidad de elaboración estructural fácil para satisfacer los
requerimientos de una aplicación sensora dada. Se pueden polimerizar
los compuestos diacetilénicos en la red que contiene cadena
principal de polidiacetileno, deseada, por adición del diacetileno
a un disolvente adecuado, tal como agua por ejemplo, sometiendo a
ultrasonidos la mezcla e irradiando después la disolución con luz
ultravioleta, típicamente a una longitud de onda de 254 nm. En la
polimerización la disolución experimenta un cambio de color a
púrpura azulado.
Los sensores colorimétricos de la presente
invención que comprenden los compuestos de diacetileno descritos
pueden servir como la base para la detección colorimétrica de una
prueba de reconocimiento molecular en disolución o recubiertos en
un substrato. Dicho dispositivo de reconocimiento molecular se puede
preparar por adición de un receptor al sistema de monómero de
diacetileno bien antes de o después de la polimerización. En la
polimerización o después, el receptor se incorpora eficazmente
dentro de la red polimérica de manera que la interacción del
receptor con un analito de como resultado un cambio de color visible
debido a la perturbación de la cadena principal de polímero
eno-ino conjugado.
En una realización, el receptor se mezcla
físicamente y se dispersa entre los montajes de polidiacetileno. En
una realización alternativa, el receptor está unido mediante enlaces
covalentes a los montajes de polidiacetileno. Los ejemplos de
receptores útiles incluyen, pero no se limitan a proteínas de
membrana superficial, enzimas, lectinas, anticuerpos, proteínas
recombinantes, etc.; proteínas sintéticas; ácidos nucleicos;
c-glicósidos; carbohidratos; gangliósidos y agentes
quelantes. En una realización, el receptor es un fosfolípido. En una
realización alternativa, el receptor es un glicerol incorporado al
montaje de diacetileno por métodos conocidos tales como el
discutido en Alcaraz, Marie-Lyne; Peng, Ling; Klotz,
Phillipe; Goeldner, Maurice, J. Org. Chem. 1.996,
61, 192-201.
Los sensores colorimétricos de la presente
invención formados a partir de los compuestos de diacetileno
descritos son responsables de una variedad de aplicaciones que
demandan diagnósticos de coste eficaz, estables, precisos,
consistentes y rápidos, fuera del ajuste de laboratorio. Las
aplicaciones incluyen análisis del punto de atención, diagnósticos
de análisis particulares, detección militar e industrial de
patógenos en suspensión en el aire o en el agua y los VOC y
elaboración de alimentos.
En una realización, se pueden usar los sensores
colorimétricos para la detección de bacterias gramnegativas en
fluidos biológicos para diagnosticar la presencia de una infección.
Por ejemplo, la presencia de bacterias gramnegativas en la orina es
indicativo de una infección de orina. Un sensor colorimétrico que
comprenda los montajes de polidiacetileno de la presente invención
puede indicar la presencia de bacterias gramnegativas en la orina u
otros fluidos biológicos por cambio de color bien en una disolución
o como un recubrimiento en un substrato.
En ciertas realizaciones, los sensores
colorimétricos de la presente invención se podían acoplar con otros
métodos de diagnóstico conocidos para proporcionar un análisis en
múltiples puntos de la presencia de bacterias u otros analitos. Por
ejemplo, en el análisis en muestras de orina, un análisis
colorimétrico que detecta actividad de esterasa en leucocitos
(glóbulos blancos o los WBC, por sus siglas en inglés), como se
describe en la patente de EE.UU. N. 4.299.917 hace pensar en piuria
(pus en la orina) y se puede interpretar como una señal de la
presencia de una infección. Se podía usar un sensor que combine un
análisis para leucocitos, en forma completa o lisada, así como un
análisis para bacterias gramnegativas basado en los montajes de
polidiacetileno de la presente invención, para deducir no sólo la
presencia de una infección sino si la infección está causada por
bacterias gramnegativas o grampositivas. Un resultado negativo en
este sensor de combinación para detección gramnegativa observada en
la porción de polidiacetileno del sensor junto con un resultado
positivo en la porción de leucocitos del sensor, se podía
interpretar como la presencia de una infección bacteriana
grampositiva. A la inversa, un resultado positivo en el análisis
gramnegativo indicaría una infección bacteriana gramnegativa. Otros
métodos potenciales para detectar leucocitos podían usar análisis
fluorométricos para valorar directamente la presencia de estas
células, tal como se describe en Peyman, Khoobehi B. "Fluorescent
labeling of blood cells for evaluation of retinal and choroidal
circulation", Ophthaalmic Surg. Lasers (Feb.
1.999), 30(2):140-5 o para detectar
liberación de peróxido de leucocitos activados, como se describe en
Mohanty, J. G., Jaffe, Jonathan S., Schulman, Edward S., Raible,
Donald G. "A highly sensitive fluorescent
micro-assay of H_{2}O_{2} release from
activated human leukocytes using a dihydroxyphenoxazine derivative,
"J. Immunological Methods (1.997), 202,
133-141, por ejemplo.
La capacidad de diagnóstico rápido actual, es
decir, menor que 15 minutos, en análisis de muestras de orina está
limitada a la detección bacteriana usando la combinación de un
análisis de leucocitos con un análisis de nitratos, tal como el
análisis de nitratos descrito en la patente de EE.UU. Nº. 5.434.235.
El análisis de nitratos está basado en un análisis colorimétrico
capaz de detectar nitratos como subproducto de metabolismo
bacteriano. El análisis está seriamente limitado por su incapacidad
para detectar la presencia de las bacterias directamente y el hecho
que no todas las bacterias producen nitratos y así no se detectarían
algunos grupos de bacterias.
Para diagnóstico rápido de bacterias tanto
gramnegativas como grampositivas, el sensor colorimétrico de la
presente invención y el análisis de leucocitos se podían recubrir en
el mismo substrato para determinar la presencia o ausencia de
bacterias gramnegativas y grampositivas, como se describió
anteriormente. Esto podía minimizar la necesidad de esperar
16-24 horas para los resultados de un cultivo de
muestra de orina para identificar la clase de bacterias antes de
que empiece el tratamiento con antibióticos. En esos casos en que se
prescribe un antibiótico antes de que se obtengan los resultados
del cultivo, el antibiótico podía ser objetivo para la clase de
bacterias basándose en los resultados del análisis de los
sensores.
En una realización alternativa, se podían usar
los sensores colorimétricos de la presente invención junto con
apósitos de heridas para detectar la presencia de una infección. El
sensor podía estar integrado en el apósito como una capa directa o
indirectamente en contacto con la herida. El sensor también podía
estar insertado en el apósito durante su uso. Alternativamente, se
podía concebir una construcción de apósito donde se pudiera dirigir
el exudado de la herida desde la herida a una porción del apósito no
puesta en contacto con la herida donde esté situado el sensor, por
canales microfluídicos tales como los descritos en la patente de
EE.UU. Nº. 6.420.622 B 1. El sensor también se podía usar como un
diagnóstico autónomo en la valoración de una infección de una
herida por análisis del analito extraído de un hisopo de la
herida.
Se puede obtener un sensor que comprenda los
montajes de polidiacetileno sin la necesidad de formar una película
por el procedimiento convencional LB
(Langmuir-Blodgett) antes de transferirlo a un
soporte apropiado. Alternativamente, los montajes de
polidiacetileno se pueden formar en un substrato usando el
procedimiento LB conocido como se describe en A. Ulman, An
Introduction to Ultrathin Organic Films, Academic Press, Nueva
York (1.991), págs. 101-219.
La presente invención proporciona capacidades
biosensoras en un producto adhesivo desechable. Los sensores se
autocontienen y no requieren instrumentación adicional para
transferir un resultado mensurable. Alternativamente, es posible el
uso con otra instrumentación analítica para mejorar además la
sensibilidad, tal como fluorescencia con la fase "roja"
fluorescente desarrollada después de la detección del analito. La
función de los sensores para proporcionar un dispositivo de
investigación rápido, es decir, menos de 30 minutos y
preferiblemente menos de 15 minutos, cuando se desea la detección
de una presencia umbral de un analito específico. Adicionalmente,
los sensores de la presente invención son desechables y
relativamente económicos.
En una realización de la invención, el sensor
colorimétrico comprende un transductor formado a partir de un
receptor incorporado dentro de los montajes de polidiacetileno en
disolución. La disolución se puede proporcionar en un sistema de
viales simple, con el analito directamente añadido a un vial que
contiene una disolución con el transductor específico al analito de
interés. Alternativamente, el sensor colorimétrico podía comprender
múltiples viales en un estuche, conteniendo cada vial un transductor
que comprende montajes de polidiacetilenos con receptores
incorporados particulares para diferentes analitos. Para esas
aplicaciones en que el analito no se puede añadir directamente al
transductor de polidiacetileno, se podía usar un sistema de viales
en dos partes. Un compartimento del vial podía contener reactivos
para la preparación de la muestra del analito físicamente separado
del segundo compartimento que contiene el transductor formado a
partir de los montajes de polidiacetileno. Una vez que termina la
preparación de la muestra, se eliminaría la barrera física que
separa los compartimentos para permitir que el analito se mezcle
con el transductor para la detección.
En otra realización de la presente invención, el
sensor colorimétrico es un indicador rápido en un formato de cinta
o de etiqueta como se representa en la Figura 1. La Figura 1 muestra
una cinta o etiqueta 10 recubierta con un adhesivo 20 sensible a la
presión y un transductor 30 recubierto en un substrato 40. El
adhesivo 20 sensible a la presión puede fijar la cinta o etiqueta
10 a una superficie para la detección directa de un analito. El
adhesivo 20 sensible a la presión se aisla del transductor 30 que
contiene los montajes de polidiacetileno para minimizar
potencialmente los efectos adversos. En la Figura 1, el adhesivo 20
sensible a la presión rodea al transductor 30 situado en el centro
de la cinta o etiqueta 10. En una realización alternativa (no
mostrado), se combinan el adhesivo sensible a la presión y el
transductor.
Opcionalmente, la cinta o etiqueta 10 contendrá
una ventana transparente en el lado de la cinta o etiqueta 10 que
no contenga adhesivo 20 sensible a la presión. La ventana estaría
centrada debajo del transductor 30 para permitir que el usuario
visualice el cambio de color sin retirar la cinta o etiqueta 10 de
la superficie que contiene al analito.
En la Figura 2, la cinta o etiqueta 110 se
muestra como disposición 111 compuesta de múltiples transductores
112, 113, 114, 115 y 116. Cada uno de los transductores 112, 113,
114, 115 y 116 podía estar formado de los mismos o de diferentes
montajes de polidiacetileno incorporando cada montaje de
polidiacetileno el mismo o diferente receptor. Variando los
transductores 112, 113, 114, 115 y 116, se puede diseñar la
disposición 111 para detectar múltiples analitos a diversos niveles
de concentración. Alternativamente, se puede reemplazar uno
cualquiera de los transductores 112, 113, 114, 115 con un análisis
de diagnóstico alternativo, tal como el análisis de leucocitos.
En otra realización mostrada en la Figura 3, la
cinta o etiqueta 100 comprende un substrato 101 plegable con
adhesivo 102 sensible a la presión en un lado del substrato 101
plegable y transductor 103 colocado en el lado opuesto del
substrato 101 plegable frente a adhesivo 102 sensible a la presión.
Se podía poner en contacto la superficie que contiene un analito
objetivo, con adhesivo 102 sensible a la presión para recoger la
muestra. Una vez que se recoge la muestra que contiene el analito,
el substrato 101 plegable se plegaría para poner en contacto el
adhesivo 102 sensible a la presión con el transductor 103 como se
muestra en la Figura 4. Opcionalmente, se podía perforar el
substrato 101 plegable para permitir la separación del substrato 101
plegable en dos o más partes, conteniendo una parte adhesivo 102
sensible a la presión y conteniendo otra parte el transductor 103.
Tanto la característica plegable como/o las perforaciones del
substrato 101 plegable permiten que el usuario evite que el
transductor se ponga en contacto con la superficie de la muestra que
contiene al analito para aplicaciones que requieran esa
funcionalidad.
funcionalidad.
Opcionalmente, el substrato 101 plegable en la
Figura 3 también podía incluir múltiples transductores, como se
muestra en la Figura 2 y se describió anteriormente. Además, el
substrato 101 plegable podía incluir una ventana transparente en el
transductor 103 en el lado opuesto para visualizar cualquier cambio
de color después de que se pliegue el substrato 101 plegable para
poner en contacto el transductor 103 con adhesivo 102 sensible a
la
presión.
presión.
Se muestran realizaciones alternativas en las
Figuras 5 y 6 que permiten distribuir una muestra de fluido al
transductor mediante un elemento microfluídico tal como los
descritos en las patentes de EE.UU. Nos. 6.375.871 y 6.451.191. En
la Figura 5, la cinta o etiqueta 301 contiene un elemento 302
microfluídico que distribuye el analito al transductor 303. En una
aplicación, se podía suministrar adhesivo sensible a la presión en
la cinta o etiqueta 301 en el transductor 303 del lado opuesto para
permitir que se una la cinta o etiqueta a una superficie para
propósitos de almacenamiento o soporte tales como la unión a una
pared o envase.
En la Figura 6, se proporciona un elemento 401
microfluídico en la cinta o etiqueta 402. El elemento 401
microfluídico suministra el analito a múltiples pozos 403, 404, 405
y 406 que contienen los mismos o diferentes transductores. Cada uno
de los transductores en los múltiples pozos 403, 404, 405 y 406
podía estar formado de los mismos o diferentes montajes de
polidiacetileno incorporando cada montaje de polidiacetileno el
mismo o diferente receptor. Variando los transductores, se podían
diseñar múltiples pozos 403, 404, 405 y 406 para proporcionar
detección de múltiples analitos a diversos niveles de
concentración.
Para las aplicaciones que requieren preparación
de la muestra del analito, un estuche podía contener un vial para
almacenamiento de reactivos y mezclamiento del analito antes de
poner en contacto el sensor colorimétrico recubierto en un
substrato bidimensional. En una realización, el estuche podía
comprender un vial para almacenamiento de reactivos y preparación
de analitos, con un sistema de tapa que contiene el transductor de
la presente invención recubierto en un substrato.
La presente invención también proporciona un
método para análisis de un analito, que comprende poner en contacto
el sensor colorimétrico mencionado con una muestra de disolución o
superficie que contenga un analito y utilizar una medición de
absorción o una observación visual a simple vista para detectar
cambio de color en el sensor
colorimétrico.
colorimétrico.
En una realización alternativa, la presente
invención proporciona un método para la detección indirecta de un
analito por selección de una sonda con afinidad para unirse con
tanto el receptor incorporado en los montajes de polidiacetileno
como el analito. La sonda seleccionada demostrará una afinidad
competitiva con el analito. Cuando está presente el analito de
interés, la sonda se unirá al analito más bien que al receptor en la
cadena principal de polidiacetileno, no dando como resultado cambio
de color. Si está ausente el analito, la sonda se unirá al receptor
incorporado en la cadena principal de polidiacetileno, dando como
resultado un cambio de color de azul a rojo. La sonda puede estar
en contacto con el transductor después de que el analito se pone en
contacto con el transductor o se puede mezclar con el analito
previamente a que la mezcla se ponga en contacto con el
transductor.
transductor.
La sonda se puede poner en contacto con el
transductor en disolución o recubierta en un substrato. La sonda
será cualquier molécula con afinidad por tanto el analito objetivo
como el receptor. Las sondas posibles para uso en la presente
invención incluyen péptidos de ruptura de membrana tales como:
alameticina, magainina, gramicidina, sulfato de polimixina B y
melitina.
Usando el método indirecto de detección, la alta
sensibilidad que proporciona hace posibles bajos niveles de
detección basándose en la concentración de sonda usada. Para la
estrategia de detección, se pueden elegir concentraciones de la
sonda que correspondan a niveles deseados de concentración de
detección. El método de detección indirecta usando la sonda permite
el diseño del sistema alrededor del tipo y la concentración de la
sonda para la sensibilidad deseada en una aplicación dada. Esto
permite que el transductor sea universal a múltiples analitos de
interés. Por ejemplo, podía servir un único transductor (combinación
de polidiacetileno/receptor) para detectar múltiples analitos
variando la sonda en contacto con el transductor de acuerdo con la
afinidad de la sonda por el
analito.
analito.
Los substratos de la presente invención se
pueden caracterizar poniendo en contacto mediciones del ángulo
usando agua milli-Q (Miliporo) y líquidos de sonda
de yoduro de metileno (Aldrich). Para una medición de ángulo de
contacto, se usa un goniómetro de Rame-Hart para
medir el ángulo de contacto que forma una gota de un líquido de
sonda cuando se coloca en un substrato. Aunque la gota cubre un área
macroscópica del substrato, la interacción del líquido y la
superficie sólo explora los 1x10^{-10} - 5x10^{-10} m
(1-5 Angstroms) más externos de la superficie. Así,
el análisis de ángulo de contacto proporciona una técnica precisa y
sensible para caracterizar energéticas superficiales como se
discute en A. Ulman, An Introduction to Ultrathin Organic
Films, Academic Press, Nueva York (1.991), págs.
48-58.
48-58.
Se puede considerar que los substratos de
recubrimiento usados en la presente invención incluyen dos amplias
categorías. La primera de estas categorías incluye substratos
altamente planos, tales como oro evaporado en láminas de silicio
(111) atómicamente planas, láminas de silicio (111) atómicamente
planas o vidrio flotado, que están solos y modificados con
monocapas autoensambladoras (las SAM) para modificar su energía
superficial de una manera sistemática. La segunda clase de
superficies comprendía superficies con una topografía altamente
texturada que incluía muchas clases diferentes de materiales
oscilando desde substratos de papel a recubrimientos receptores de
tinta poliméricos a películas poliméricas estructuradas, películas
microporosas y materiales de membrana. Son características comunes
entre estos substratos la gran rugosidad y/o porosidad superficial.
En estas superficies altamente texturadas, las mediciones de ángulos
de contacto y la determinación de energías de superficie polares y
dispersivas de estas mediciones de ángulo de contacto no se pueden
ver como una caracterización de equilibrio de sus verdaderas
energías termodinámicas. Para los propósitos de la presente
invención, los ángulos de contacto indican una energía superficial
"eficaz" o "práctica" que se puede usar para clasificar
estos substratos para propósitos
comparativos.
comparativos.
La Tabla 1 resume los substratos recubiertos con
los montajes de polidiacetileno para uso como sensor colorimétrico
de la presente invención. Las SAM usadas para modificar el
substrato se enumeran con el substrato cuando se usa. Se muestran
los ángulos de contacto del substrato cuando se miden con agua y
yoduro de metileno, así como los componentes dispersivos y polares
de la energía superficial calculada por el Método de la Media
Geométrica como se muestra en S. Wu; Polymer Interface and
Adhesion; Marcel Dekker, Nueva York (1.982). La última columna
enumera el color del recubrimiento de PDA seco.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
Las Figuras 6 y 7 muestran el diagrama de fases
basado en las observaciones colorimétricas de los recubrimientos
secos y el análisis de ángulos de contacto de los substratos
recubiertos. La Figura 6 muestra el color resultante del substrato
recubierto como una función del ángulo de contacto progresivo de
agua frente a ángulo de contacto progresivo de yoduro de metileno.
La Figura 7 muestra el color resultante del substrato recubierto
como una función del componente polar de la energía superficial del
substrato frente al componente dispersivo de esa energía
superficial cuando se calcula por el método de la Media Geométrica a
partir de los ángulos de contacto progresivos del agua y yoduro de
metileno como se proporciona en S. Wu; Polymer Interface and
Adhesion; Marcel Dekker, Nueva York (1.982). Las superficies
para las que el recubrimiento de polidiacetileno permanece en su
color azul inicial se identifican por un círculo relleno en cada
gráfica. Las superficies identificadas con un círculo son aquéllas
en que la fase "azul" inicial se transforma en la fase roja en
el secado. Finalmente, los puntos triangulares identifican
superficies en que el recubrimiento seco muestra una mezcla de las
fases azul y
roja.
roja.
Los números en la Tabla 1 asignados a los
diversos substratos se correlacionan con los símbolos en las Figuras
6 y 7.
En una realización de la invención que mantiene
la fase "azul" original de los montajes de polidiacetileno en
el secado, los substratos recubiertos presentan ángulos de contacto
progresivos con yoduro de metileno por debajo de 50º, como se
representa en la Figura 6. Esta condición corresponde a substratos
caracterizados por un componente dispersivo de su energía
superficial mayor que 40 dinas/cm (0,040 N/m) en la Figura 7. Para
aplicaciones que requieran la retención de la fase "azul"
original, la topografía y la energía superficial afectarán a la
eficacia del transductor en el substrato en características tales
como contraste de color en la detección y tiempo de
durabilidad.
durabilidad.
En una realización alternativa, los substratos
con estas propiedades con un ángulo de contacto progresivo con agua
menor que 90º dan como resultado recubrimientos secos que contienen
una mezcla de las fases azul y roja, como se representa en la
Figura 6. Esta condición correspondería a superficies en que el
componente de la energía superficial dispersiva podía ser menor que
40 dinas/cm (0,040 N/m) pero con un componente de energía
superficial polar mayor que al menos 10 dinas/cm (0,010 N/m) en la
Figura 7.
Todas las partes, porcentajes, relaciones, etc.
en los ejemplos y el resto de la memoria descriptiva son en moles a
menos que se indique lo contrario. Todos los disolventes y reactivos
sin un suministrador mencionado se adquirieron de Aldrich Chemical;
Milwaukee, WI. Se purificó agua por el uso de un purificador de agua
Milli-Q U-V con una resistividad de
18,2 Mohms/cm.(Millipore, Bedford MA).
Para las mezclas de diacetileno que se
sometieron a ultrasonidos por sonda, se preparó un intervalo de
muestras por separación de la disolución inicial de diacetileno en
diversos viales para exposición a los ultrasonidos por sonda
durante un intervalo de energía y tiempos para determinar los
ajustes que inducen el automontaje exitoso en los monómeros de
diacetileno. Aunque se hizo exposición a los ultrasonidos por sonda
a un ajuste de energía de 5, durante 1 minuto, en los siguientes
ejemplos, un experto en la materia sabría que pueden crear
empíricamente el mismo resultado ajustes apropiados en energía y
tiempo.
Se determinó la respuesta colorimétrica (RC) por
el porcentaje en el cambio de color azul representado por la
ecuación RC = [(PB_{inicial} - PB_{muestra}/PB_{inicial}] x
100 donde PB = color azul en la muestra cuando se determina usando
el programa informático de imagen Adobe Photoshop, versión 5.
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Ejemplo
1
Etapa
1
En un recipiente de reacción de vidrio, se
mezclaron 600 miligramos de
5,7-dodecadiin-1,12-diol
(HO(CH_{2})_{4}C\equivC-C\equivC(CH_{2})_{4}OH),
0,275 mililitros de piridina y 10 mililitros de THF. A esta
disolución se añadieron 676 miligramos de cloruro de lauroilo y se
agitó la mezcla resultante durante 15 horas. La mezcla se diluyó
después con dietil éter y se lavó con HCl 0,1 N y salmuera. La capa
orgánica se separó, se secó sobre MgSO_{4}, se filtró y el
disolvente se retiró para producir un sólido blanco. El sólido se
purificó sobre gel de sílice (gradiente de 25% a 50% en volumen de
acetato de etilo en hexanos) para producir 570 miligramos de
HO(CH_{2})_{4}C\equivC-C\equivC(CH_{2})_{4}O(O)C(CH_{2})_{10}CH_{3}
como un sólido blanco.
Etapa
2
En un recipiente de reacción de vidrio, se
disolvieron 377 miligramos de
HO(CH_{2})_{4}C\equivC-C\equivC(CH_{2})_{4}O(O)C
(CH_{2})_{10}CH_{3} preparados en la Etapa 1, en 3 mililitros de DMF y se añadieron 1,32 gramos de PDC. La mezcla resultante se agitó durante 8 horas y después se dio tratamiento final con agua y dietil éter. Las capas de éter combinadas se secaron sobre MgSO_{4}, se filtró y se retiró el disolvente para producir un sólido blanco. El sólido se purificó sobre gel de sílice eluyendo con 25/74 /1 de acetato de etilo/hexanos/ácido fórmico en volumen para producir 0,21 gramos de HO(O)C(CH_{2})_{3}C\equivC-C\equivC(CH_{2})_{4}O(O)C(CH_{2})_{10}CH_{3} como un sólido blanco.
(CH_{2})_{10}CH_{3} preparados en la Etapa 1, en 3 mililitros de DMF y se añadieron 1,32 gramos de PDC. La mezcla resultante se agitó durante 8 horas y después se dio tratamiento final con agua y dietil éter. Las capas de éter combinadas se secaron sobre MgSO_{4}, se filtró y se retiró el disolvente para producir un sólido blanco. El sólido se purificó sobre gel de sílice eluyendo con 25/74 /1 de acetato de etilo/hexanos/ácido fórmico en volumen para producir 0,21 gramos de HO(O)C(CH_{2})_{3}C\equivC-C\equivC(CH_{2})_{4}O(O)C(CH_{2})_{10}CH_{3} como un sólido blanco.
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Ejemplos
2-5
Se siguió el mismo procedimiento descrito en el
Ejemplo 1 usando el diol y cloruro de ácido en la Etapa 1, mostrado
en la Tabla 2, para dar los compuestos con la estructura general
HO(O)C(CH_{2})_{a-1}C\equivC-C\equivC(CH_{2})_{a}O(O)C(CH_{2})_{b}CH_{3}
(a y b se definen en la Tabla 2).
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Ejemplo
6
Etapa
1
En un recipiente de reacción de vidrio, se
mezclaron 4,99 gramos de
5,7-dodecadiin-1,12-diol
(HO(CH_{2})_{4}C\equivC-C\equivC(CH_{2})_{4}OH),
2,2. gramos de piridina y 50 mililitros de THF. A esta disolución
se añadieron 6,34 gramos de cloruro de miristol y la mezcla
resultante se agitó durante 15 horas. La mezcla se diluyó después
con dietil éter y se lavó con HCl 0,1 N y salmuera. La capa
orgánica se separó, se secó sobre MgSO_{4}, se filtró y se retiró
el disolvente para producir un sólido blanco. El sólido se purificó
sobre gel de sílice (15% en volumen de acetato de etilo en
diclorometano a gradiente de acetato de etilo al 100%) para producir
5,0 gramos de
HO(CH_{2})_{4}C\equivC-C\equivC(CH_{2})_{4}O(O)C(CH_{2})_{12}CH_{3}
como un sólido blanco.
Etapa
2
En un tubo sellable, se combinaron 1,41 gramos
de
HO(CH_{2})_{3}C\equivC-C\equivC(CH_{2})_{4}O(O)C(CH_{2})_{12}CH_{3}
preparados en la Etapa 1, 0,435 gramos de anhídrido succínico, 13
mililitros de tolueno y 0,106 gramos de DMAP y se selló el tubo. La
mezcla se calentó a 105ºC, durante 14,5 horas, la reacción se enfrió
a temperatura ambiente, se añadieron 0,15 mililitros de agua, se
volvió a sellar el tubo y se calentó de nuevo a 105ºC, durante 30
minutos. La mezcla se diluyó después con dietil éter y se lavó con
HCl 0,1 N y salmuera. La capa orgánica se separó, se secó sobre
MgSO_{4}, se filtró y el disolvente se retiró para producir un
sólido blanco. El sólido se purificó sobre gel de sílice eluyendo
con 10/89/1 de acetato de etilo/diclorometano/ácido fórmico en
volumen para producir 1,70 gramos de
HO(O)C(CH_{2})_{2}C(O)O(CH_{2})_{4}C\equivC-C\equivC(CH_{2})_{4}O(O)C(CH_{2})_{12}CH_{3}
como un sólido blanco.
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Ejemplos
7-17
Se siguió el mismo procedimiento descrito en el
Ejemplo 6 usando el diol y cloruro de ácido en la Etapa 1, mostrado
en la Tabla 3, para dar los compuestos con la estructura general
HO(O)C(CH_{2})_{2}C(O)O(CH_{2})_{a}C\equivC-C\equivC(CH_{2})_{a}O(O)C(CH_{2})_{b}CH_{3}
(a y b se definen en la Tabla 3).
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Ejemplo
18
Etapa
1
Se preparó
HO(CH_{2})_{5}C\equivCH por la isomerización
activada de KAPA de
HOCH_{2}C\equivC(CH_{2})_{3}CH_{3}
preparado de acuerdo con Miller, J. G.; Oehlschlager, A.C. J. Org.
Chem. 1.984, 49, 2.332-2.338 o
HO(CH_{2})_{2}C\equivC(CH_{2})_{2}CH_{3}
(comercialmente disponible de GFS Chemicals; Powell, OH). Se llevó
a cabo acoplamiento oxidativo de
HO(CH_{2})_{5}
C\equivCH en un recipiente de reacción de vidrio disolviendo 6,95 gramos de HO(CH_{2})_{5}C\equivCH en piridina/metanol (2,0 ml/6,2 ml) y añadiendo 307 gramos de CuCl seguido por agitación en presencia de oxígeno hasta que se consumió todo el material de partida. Se dio tratamiento final a la mezcla de reacción con dietil éter y HCI 4 N, se secaron las capas orgánicas combinadas sobre MgSO_{4}, se filtró y se concentró. La recristalización del residuo de hexanos/terc-butil metil éter 1/1 produjo 5,35 gramos de HO(CH_{2})_{5}C\equivC-C\equivC(CH_{2})_{5}OH.
C\equivCH en un recipiente de reacción de vidrio disolviendo 6,95 gramos de HO(CH_{2})_{5}C\equivCH en piridina/metanol (2,0 ml/6,2 ml) y añadiendo 307 gramos de CuCl seguido por agitación en presencia de oxígeno hasta que se consumió todo el material de partida. Se dio tratamiento final a la mezcla de reacción con dietil éter y HCI 4 N, se secaron las capas orgánicas combinadas sobre MgSO_{4}, se filtró y se concentró. La recristalización del residuo de hexanos/terc-butil metil éter 1/1 produjo 5,35 gramos de HO(CH_{2})_{5}C\equivC-C\equivC(CH_{2})_{5}OH.
Etapa
2
Se siguió el mismo procedimiento descrito en el
Ejemplo 6 Etapa 1 excepto que en vez de
5,7-dodecadiin-1,12-diol
se usó el diol preparado en la Etapa 1 anterior.
Etapa
3
Se siguió el mismo procedimiento descrito en el
Ejemplo 6, Etapa 2.
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Ejemplos
19-21
Se siguió el mismo procedimiento descrito en el
Ejemplo 18 usando el diol y cloruro de ácido en la Etapa 2,
mostrado en la Tabla 4, para dar los compuestos con la estructura
general
HO(O)C(CH_{2})_{2}C(O)O(CH_{2})_{5}C\equivC-C\equivC(CH_{2})_{5}O(O)C(CH_{2})_{b}CH_{3}
(b se define en la Tabla 4).
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Ejemplos
22-25
Se siguió el mismo procedimiento descrito en el
Ejemplo 18, Etapa 1, para preparar el diol
HO(CH_{2})_{6}C\equivC-C\equivC(CH_{2})_{6}OH
empezando a partir de 1-heptino. Se siguió el
procedimiento restante para el Ejemplo 18 usando el diol y cloruro
de ácido en la Etapa 2, mostrado en la Tabla 5, para dar los
compuestos con la estructura general
HO(O)C(CH_{2})_{2}C(O)O(CH_{2})_{6}C\equivC-C\equivC(CH_{2})_{6}O(O)C(CH_{2})_{b}CH_{3}
(b se define en la Tabla 5).
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Ejemplos
26-29
Se siguió el mismo procedimiento descrito en el
Ejemplo 18, Etapa 1, para preparar el diol
HO(CH_{2})_{7}C\equivC-C\equivC(CH_{2})_{7}\equivOH
empezando a partir de 1-octino. Se siguió el
procedimiento restante para el Ejemplo 18 usando el diol y cloruro
de ácido en la Etapa 2, mostrado en la Tabla 6, para dar los
compuestos con la estructura general
HO(O)C(CH_{2})_{2}C(O)O(CH_{2})_{7}C\equivC-C\equivC(CH_{2})_{7}O(O)C(CH_{2})_{b}CH_{3}
(b se define en la Tabla 6).
Ejemplos
29-32
Se siguió el mismo procedimiento descrito en el
Ejemplo 18, Etapa 1, para preparar el diol
HO(CH_{2})_{9}C\equivC-C\equivC(CH_{2})_{9}OH
empezando a partir de 1-decino. Se siguió el
procedimiento restante para el Ejemplo 18 usando el diol y cloruro
de ácido en la Etapa 2, mostrado en la Tabla 7, para dar los
compuestos con la estructura general
HO(O)C(CH_{2})_{2}C(O)O(CH_{2})_{9}C\equivC-C\equivC(CH_{2})_{9}O(O)C(CH_{2})_{b}CH_{3}
(b se define en la Tabla 7).
Ejemplo
33
Se siguió el mismo procedimiento descrito en el
Ejemplo 6 excepto que en la Etapa 2 se usó anhídrido glutárico en
vez de anhídrido succínico.
Ejemplo
34
Se siguió el mismo procedimiento descrito en el
Ejemplo 6 excepto que en la Etapa 1 se usó
CH_{3}(CH_{2})_{14}C(O)Cl en vez
de CH_{3}(CH_{2})_{12}C(O)Cl y en
la Etapa 2 se usó anhídrido maleico en vez de anhídrido
succínico.
Ejemplo
35
Se siguió el mismo procedimiento descrito en el
Ejemplo 6 excepto que en la Etapa 2 se usó anhídrido ftálico en vez
de anhídrido succínico.
Ejemplo
36
Etapa
1
En un recipiente de reacción de vidrio, se
preparó una suspensión de 120 miligramos de hidruro de sodio en 10
ml de DMF seco y se añadieron 972 miligramos de
5,7-dodecadiin-1,12-diol
(HO(CH_{2})_{4}C\equivC-C\equivC(CH_{2})_{4}OH).
Después de agitar durante 5 minutos, se añadieron 1,31 gramos de
CH_{3}(CH_{2})_{11}Br_{ }y la mezcla
resultante se agitó durante 15 horas. La mezcla se enfrió
rápidamente después por adición de disolución saturada de
NH_{4}Cl y se diluyó con 100 mililitros de dietil éter. Se separó
la capa orgánica y se lavó 3 veces con salmuera, se secó sobre
MgSO_{4}, se filtró y se retiró el disolvente para producir un
aceite amarillo. El aceite se purificó sobre gel de sílice (25%-35%
en volumen de gradiente de acetato de etilo en hexano) para
producir 606 miligramos de
HO(CH_{2})_{4}C\equivC-C\equivC(CH_{2})_{4}O(CH_{2})_{11}CH_{3}
como un sólido blanco.
Etapa
2
En un tubo sellable, se combinaron 181
miligramos de
HO(CH_{2})_{4}C\equivC-C\equivC(CH_{2})_{4}O(CH_{2})_{11}CH_{3}
preparados en la Etapa 1, 63 miligramos de anhídrido succínico, 2
mililitros de tolueno y 15 miligramos de DMAP y el tubo se selló.
La mezcla se calentó a 110ºC, durante 16 horas, la reacción se
enfrió a temperatura ambiente, se añadieron 3 gotas de agua, se
volvió a sellar el tubo y de nuevo se calentó a 110ºC, durante 30
minutos. La mezcla se diluyó después con dietil éter y se lavó con
HCl 0,1 N y salmuera. Se separó la capa orgánica, se secó sobre
MgSO_{4}, se filtró y se retiró el disolvente para producir un
sólido blanco. El sólido se purificó sobre gel de sílice eluyendo
con 10/89/1 de acetato de etilo/diclorometano/ácido fórmico en
volumen para producir
HO(O)C(CH_{2})_{2}C(O)O(CH_{2})_{4}C\equivC-C\equivC(CH_{2})_{4}O(CH_{2})_{11}
CH_{3} como un sólido blanco.
CH_{3} como un sólido blanco.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplos
37-41
Se siguió el mismo procedimiento descrito en el
Ejemplo 37 usando el diol y bromuro de alquilo en la Etapa 1,
mostrado en la Tabla 8, para dar los compuestos con la estructura
general
HO(O)C(CH_{2})_{2}C(O)O(CH_{2})_{a}C\equivC-C\equivC(CH_{2})_{a}O(CH_{2})_{b}CH_{3}
(a y b se definen en la Tabla 8).
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
42
Se puso una muestra de 10,1 miligramos del
compuesto preparado en el Ejemplo 6, en un recipiente de vidrio y
se suspendió en 5 mililitros de isopropanol. La mezcla se calentó a
ebullición y se añadieron 10 mililitros de agua a 70ºC. La
disolución resultante se hizo hervir hasta que la temperatura
alcanzó 95ºC indicando que casi todo el isopropanol se había
separado por ebullición. La disolución se enfrió a temperatura
ambiente y después a 4ºC, durante 16 horas. Se expuso una alíquota
de 2 mililitros de la disolución a luz de 254 nanometros durante 10
minutos, produciendo un color azul oscuro indicativo de que había
tenido lugar la polimerización.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
43
Se preparó una muestra de concentración 1,0
miliMolar de monómero de diacetileno preparado como en el Ejemplo 6
y DMPC (6:4) en tampón Tris (2 mM, pH = 8,5) en un recipiente de
vidrio, se sometió a ultrasonidos en un baño de ultrasonidos
Bronson Modelo #1510 (comercialmente disponible de VWR Scientific
Products; West Chester, PA) durante 30 minutos y se puso en un
refrigerador a 4ºC, durante aproximadamente 16 horas. La muestra se
filtró después por un filtro de inyección de 1,2 \mum y se
polimerizó por irradiación de la muestra bajo una lámpara de UV de
254 nm (comercialmente disponible de VWR Scientific Products; West
Chester, PA) a una distancia de 3 cm, durante 10 minutos. La
polimerización dio como resultado la observación de un color púrpura
azulado, característico.
Se determinó la propiedad de detección de la
disolución por la adición de \sim80 \mul de una disolución de
sulfato de polimixina B (10.050 unidades/ml) a la muestra. Esto dio
como resultado una respuesta colorimétrica rápida que se podía
determinar fácilmente visualmente como un cambio de azul a rojo y
cuantificar por espectroscopía UV-vis como un
desplazamiento desde el pico de absorbancia a 640 nm a un pico de
absorbancia a 540 nm en espectros tomados después de una hora a
temperatura ambiente.
Ejemplo
44
La mezcla de PDA/DMPC polimerizada preparada en
el Ejemplo 43 se recubrió en un trozo de una placa de gel de sílice
C-18 de fase inversa. La disolución se colocó en la
placa y se permitió que se secara a temperatura ambiente dando como
resultado manchas azules en la placa de análisis. Para analizar esta
forma de estado sólido del sensor, se añadió una disolución de
análisis (40 \mul) de un sulfato de polimixina B (10.050
unidades/ml) a la mancha de la muestra. Esto dio como resultado un
cambio de color inmediato (<15 segundos) de azul a rosa. Un
análisis de control usando sólo agua milli-Q (50
\mul) no mostró cambio de color.
Ejemplo
45
Se pesó una mezcla de monómero de diacetileno
del Ejemplo 6 y DMPC (6:4) en un vial y se suspendió en tampón Tris
(2 mM, pH = 8,5) para producir una disolución de concentración 1 mM
y se preparó una disolución de detección polimerizada como en el
Ejemplo 43.
Se determinó la propiedad de detección de la
disolución por la adición de \sim50 \mul de una disolución de
melitina 1 mM a la muestra. Esto dio como resultado una respuesta
colorimétrica rápida que se podía determinar fácilmente visualmente
como un cambio de azul a rojo y cuantificar por espectroscopía
UV-vis como un desplazamiento del pico de
absorbancia a 640 nm a un pico de absorbancia a 540 nm en espectros
tomados después de una hora a temperatura ambiente.
Ejemplo
46
Se preparó una placa de análisis usando la
disolución de detector polimerizada del Ejemplo 45 usando el mismo
procedimiento que en el Ejemplo 44. Se pusieron diversas manchas (40
\mul cada una) de las disoluciones polimerizadas en un trozo de
una placa de gel de sílice C-18 de fase inversa. Se
permitió que las disoluciones se secaran a temperatura ambiente
dando como resultado manchas azules. Para analizar la capacidad de
los substratos para detectar péptidos, se añadieron dos muestras
que contenían 15 y 30 nanomoles de melitina respectivamente, a las
diferentes manchas en la placa de análisis. Esto dio como resultado
un cambio de color inmediato (<15 segundos) de azul a rojo. Las
muestras de control de agua milli-Q puestas en
manchas de análisis separadas no mostraron cambio de color.
Ejemplo
47
Se preparó una disolución de detección como en
el Ejemplo 45. Se determinaron las propiedades de detección de las
disoluciones por la adición de \sim50 \mul de una disolución 75
\muM de Fosfolipasa A2 a cada una de las muestras. Esto dio como
resultado una respuesta colorimétrica que se podía determinar
fácilmente visualmente como un cambio de azul a rojo y cuantificar
por espectroscopía UV-vis como un desplazamiento del
pico de absorbancia a 640 nm a un pico de absorbancia a 540 nm en
espectros tomados después de una hora a temperatura ambiente.
Ejemplo
48
Se usaron mezclas de ácido
10,12-tricosadiinoico comercialmente disponible
(disponible de GFS Chemicals; Powell, OH) y DMPC (6:4) para crear
una disolución detectora y placa de análisis como en el Ejemplo 44.
La polimerización dio como resultado la observación de un color
púrpura azulado, característico. Poniendo la disolución detectora
en las placas para análisis algunas disoluciones se secaron dando
como resultado un cambio de color a una mancha roja mientras otras
muestras se secaron a una mancha coloreada azul.
Para analizar las propiedades de la detección de
la interacción péptido-membrana de los montajes
polimerizados en un substrato, se añadieron 30 nanomoles de
melitina (comercialmente disponible de Sigma Aldrich; St. Louis,
MO) a las manchas que se secaron a un color azul. Esto no dio como
resultado ni cambio de color ni aspecto descolorido que reflejara
una RC menor que 5% dependiendo de la preparación de la
disolución.
Ejemplo
49
Se repitió el Ejemplo 48, excepto que para
analizar las propiedades de la detección de la interacción
péptido-membrana de los montajes polimerizados en
el substrato, se añadieron 50 \mul de una disolución de sulfato de
polimixina B (10.050 unidades/ml) a cada una de las manchas en la
placa de análisis. Esto dio como resultado un aspecto descolorido
que reflejaba una RC menor que 5% del cambio de color dependiendo de
la preparación de la disolución.
Ejemplo
50
Se prepararon placas de análisis como en el
Ejemplo 46.
Para analizar la detección de E. coli, se
añadió una disolución de sulfato de polimixina B (10.050
unidades/ml) a un vial que contenía sólo agua
milli-Q y a un vial que contenía una suspensión de
E. coli [ATCC25922, \sim10^{9} bacterias/ml en agua
milli-Q]. Después de permitir que las dos muestras
se asentaran durante 30 minutos, se filtraron por un filtro de
inyección de 0,45 \mum y se pusieron 40 \mul de cada uno de los
eluyentes en manchas secas de la mezcla sensora. Después de 15
minutos se retiró el líquido y se examinaron las placas. La muestra
sin E. coli y sólo polimixina B mostró un cambio de color a
rojo mientras las muestras con tanto E. coli como polimixina
B no mostraron cambio espectacular de color.
Ejemplo
51
Se pesó una mezcla de monómero de diacetileno
como se preparó en el Ejemplo 6 y DMPC (6:4) en un vial y se
suspendió en tampón HEPES (5 mM, pH = 7,2) para producir una
disolución 1 mM. La disolución se sometió después a ultrasonidos de
sonda usando un aparato de ultrasonidos de sonda Modelo XL2020
(comercialmente disponible de Misonix, Inc.; Farmington, NY)
durante 1 minuto a un ajuste de energía de 5 y se puso en un
refrigerador a 4ºC durante la noche (\sim16 horas). La muestra se
filtró por un filtro de inyección de 1,2 \mum y se consiguió la
polimerización de una disolución con agitación por irradiación de la
muestra bajo una lámpara UV a 254 nm a una distancia de 3 cm
durante 20 minutos, dando como resultado la observación de un color
azul. Usando una jeringa, se pusieron diversas manchas (40 \mul
cada una) de la disolución polimerizada en un trozo de una placa de
gel de sílice C-18 de fase inversa. Se permitió que
las manchas se secaran a temperatura ambiente dando como resultado
manchas azules. Para analizar la detección de E. coli, se
añadió una disolución de sulfato de polimixina B (10.050
unidades/ml) a una disolución de orina humana y una disolución de
orina humana contaminada con E. coli [ATCC25922,
\sim10^{9} bacterias/mI, en agua milli-Q].
Después de permitir que las muestras se incubaran durante 30
minutos a 37ºC, las muestras se enfriaron a temperatura ambiente y
se pusieron 40 \mul de cada eluyente en una mancha seca de la
disolución de PDA/DMPC. Después de 40 minutos se retiró el líquido
y se examinaron las placas. Las manchas mostraron un cambio
sustancial de color para la muestra sin E. coli. y sólo
polimixina B presente mientras la muestra con E. coli y
polimixina B presente presentó poco cambio de color.
Ejemplo
52
Se pesaron mezclas de monómero de diacetileno
como se preparó en el Ejemplo 6 y DMPC (6:4) en viales y se
suspendieron en tampón HEPES (5 mM, pH = 7,2) para producir una
disolución 1 mM. Se prepararon después placas de análisis en una
placa de gel de sílice C-18 de fase inversa como en
el Ejemplo 43. Para analizar la detección de lipopolisacárido, se
añadieron 1.000 \mul de una disolución de sulfato de polimixina B
(628 unidades/ml) a 1 ml de disolución de endotoxina sin agua y una
disolución de 1 ml de endotoxina sin agua contaminada con
lipopolisacárido (10.000 unidades/ml). Después de permitir que las
muestras se incubaran durante 30 minutos a 37ºC, las muestras se
enfriaron a temperatura ambiente y se pusieron 40 \mul de cada
disolución en una mancha seca de la disolución PDA/DMPC. Después de
60 minutos se retiró el líquido y se examinaron las placas. La
muestra sin lipopolisacárido mostró un cambio de color a rojo
mientras la disolución con lipopolisacárido y polimixina B no
mostró cambio de color.
Ejemplo
53
Se pesaron mezclas de monómero de diacetileno
como se prepararon en el Ejemplo 6 y éster
12-(4,4,-dihidroxi-butilroxi)-dodeca-5,7-diinílico
del ácido tetradecanoico (1:1) en viales y se suspendieron en
tampón HEPES (5 mM, pH = 7,2) para producir una disolución 1 mM.
Las disoluciones se sometieron después a ultrasonidos de sonda
usando un aparato de ultrasonidos de sonda Modelo XL2020
(comercialmente disponible de Misonix, Inc.; Farmington, NY) durante
1 minuto a un ajuste de energía de 5 y se puso después en un
refrigerador a 4ºC durante la noche (\sim16 horas). Se filtraron
las muestras por un filtro de inyección de 1,2 \mum y se consiguió
la polimerización de una disolución con agitación por irradiación
de la muestra bajo una lámpara de UV a 254 nm a una distancia de 3
cm durante 60 segundos, dando como resultado la observación de un
color azul intenso. Usando una jeringa, se pusieron diversas
manchas (40 \mul cada una) de las disoluciones polimerizadas en un
trozo de una placa de gel de sílice C-18 de fase
inversa. Se permitió que las disoluciones se secaran a temperatura
ambiente dando como resultado manchas azules. Para analizar la
detección de lipopolisacárido, se añadió una disolución de sulfato
de polimixina B (5.025 unidades/ml) a una disolución de endotoxina
sin agua y una disolución de endotoxina sin agua contaminada con
lipopolisacárido. Después de permitir que las muestras se incubaran
durante 30 minutos a 37ºC, las muestras se enfriaron a temperatura
ambiente y se pusieron 500 \mul de cada disolución en una mancha
seca de la disolución PDA/DMPC. Después de 15 minutos de agitación
suave, se retiró el líquido y se examinaron las placas. Esto dio
como resultado una respuesta colorimétrica que se podía determinar
fácilmente visualmente como un cambio de azul a rojo en ausencia de
lipopolisacárido.
Ejemplo
54
Para determinar las características del
substrato identificado en la Tabla 1, se prepararon superficies de
la siguiente manera para su evaluación. Se prepararon las
superficies de oro por evaporación de oro en una lámina de silicio
pulida, imprimada de cromo. La superficie resultante era altamente
reflectante con una rugosidad superficial rms menor que
1,5x10^{-9} m (15 Angstroms) cuando se mide por Microscopía de
Fuerza Atómica (AFM, por sus siglas en inglés) usando el Manual de
Referencia de Control de Nanoscopio Versión 4.42; Digital
Instruments; Secciones 12.5 y 12.6. Se limpiaron las superficies de
oro previamente al uso usando una corriente de nitrógeno seco.
Se prepararon las superficies de vidrio
limpiándolas en un baño oxidante (comercialmente disponible de
Nochromix) durante la noche, seguido por enjuague abundante en agua
milli-Q hasta que el agua de enjuague pudo mantener
una lámina uniforme sobre la superficie de vidrio sin
deshumectación. Se limpiaron las superficies de vidrio previamente
al uso usando una corriente de nitrógeno seco.
Se usaron superficies de lámina de silicio como
se recibieron y se limpiaron previamente a su uso usando una
corriente de nitrógeno seco. Se formaron superficies modificadas con
las SAM por inmersión de la superficie en una disolución
nominalmente 1 mM en concentración de SAM. Se usaron como
disolventes bien etanol o cloroformo. Los tiempos de inmersión
fueron al menos 24 horas, seguido por enjuague extenso con el
disolvente neto usado durante el automontaje. Después se permitió
que las muestras se secaran en una caja seca durante la noche
previamente a las mediciones del ángulo de contacto.
Todas las demás superficies se usaron como se
recibieron. Después de la preparación y el tratamiento, cada
muestra se cortó en diversos trozos más pequeños, algunos de los
cuales se usaron para las mediciones del ángulo de contacto y
algunos para recubrimiento con la disolución de PDA. Para recubrir
los substratos, se pesaron mezclas de monómero de diacetileno como
se prepararon en el Ejemplo 6 y DMPC (6:4) en viales y se
suspendieron en tampón HEPES (5 mM, pH = 7,2) para producir una
disolución 1 mM. Las disoluciones se sometieron después a
ultrasonidos de sonda usando un aparato de ultrasonidos de sonda
Modelo XL2020 (comercialmente disponible de Misonix, Inc.;
Farmington, NY) durante 1 minuto a un ajuste de energía de 5 y se
pusieron después en un refrigerador a 4ºC, durante la noche
(\sim16 horas). Las muestras se filtraron por un filtro de
inyección de 1,2 \mum y se polimerizó una disolución agitada por
irradiación de la muestra bajo una lámpara UV a 254 nm a una
distancia de 3 cm, durante 20 minutos, dando como resultado la
observación de un color azul. Usando una jeringa, se pusieron
diversas manchas (40 \mul cada una) de las disoluciones
polimerizadas en una serie de substratos especificados en la Tabla
1. Se permitió que las disoluciones se secaran a temperatura
ambiente y se registró el color resultante de las manchas.
Claims (27)
1. Un sensor colorimétrico para detectar un
analito, que comprende:
un receptor y
y una composición polimerizada que comprende al
menos un compuesto de fórmula:
en la que R^{1}
comprende
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
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\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
R^{2}
comprende
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
R^{3}, R^{8}, R^{13}, R^{21}, R^{24},
R^{31} y R^{33} son independientemente alquilo
C_{1}-C_{20};
R^{4},R^{5}, R^{7}, R^{14}, R^{16},
R^{19}, R^{20}, R^{22}, R^{25} y R^{32} son
independientemente alquileno C_{1}-C_{14};
R^{6}, R^{15},R^{18} y R^{26} son
independientemente: alquileno C_{1}-C_{14},
alquenileno C_{2}-C_{8} o arileno
C_{6}-C_{13};
R^{9} es alquileno
C_{1}-C_{14} o -NR^{34}-;
R^{10},R^{12},R^{27} y R^{29} son
independientemente alquileno C_{1}-C_{14} o
(alquileno C_{1}-C_{14})-(arileno
C_{2}-C_{8});
R^{11} y R^{28} son independientemente
alquinilo C_{2}-C_{30};
R^{17} es un grupo activador de éster;
R^{23} es arileno
C_{6}-C_{13};
R^{30} es alquileno
C_{1}-C_{14} o -NR^{36}-;
R^{34} y R^{36} son alquilo
C_{1}-C_{4};
p es 1-5;
n es 1-20;
en la que R^{1} y R^{2} no son lo mismo;
en la que el receptor se incorpora en la
composición polimerizada para formar un transductor y
en la que el transductor presenta un cambio de
color cuando se pone en contacto con un analito.
2. El sensor según la reivindicación 1, en el
que R^{1} es
\vskip1.000000\baselineskip
en el que R^{7} es: etileno,
trimetileno, tetrametileno, pentametileno, hexametileno,
heptametileno, octametileno o nonametileno y R^{6} es: etileno,
trimetileno, etenileno o fenileno
y
\newpage
en el que R^{2} es
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
en el que R^{20} es: etileno,
trimetileno, tetrametileno, pentametileno, hexametileno,
heptametileno, octametileno o nonametileno y en el que R^{21} es:
undecilo, tridecilo, pentadecilo, heptadecilo
y
en el que p es 1.
3. El sensor según la reivindicación 1, en el
que el receptor se selecciona del grupo que consiste en fosfolípido
y glicerol.
4. El sensor según la reivindicación 1, en el
que el transductor está dispersado en una disolución acuosa.
5. El sensor según la reivindicación 1, en el
que el transductor está recubierto en un substrato.
6. El sensor según la reivindicación 5, en el
que el substrato presenta un ángulo de contacto menor que 50 grados
usando yoduro de metileno.
7. El sensor según la reivindicación 5, en el
que el substrato se selecciona del grupo que consiste en: placa de
gel de sílice, papel, vidrio, papel gráfico texturado, papel gráfico
de brillo y película microporosa.
8. El sensor según la reivindicación 1, en el
que el receptor está integrado en la composición polimerizada por
mezclamiento físico.
9. El sensor según la reivindicación 1, en el
que el receptor está unido mediante enlaces covalentes a la
composición polimerizada.
10. Un método para la detección de un analito,
que comprende
formar el sensor colorimétrico según la
reivindicación 1, en el que el receptor se incorpora a la
composición polimerizada para formar un transductor capaz de
presentar un cambio de color,
poner en contacto el sensor con un analito y
observar un cambio de color si está presente el
analito.
11. Un método para la detección de un analito,
que comprende
formar el sensor colorimétrico según la
reivindicación 1, en el que el receptor se incorpora a la
composición polimerizada para formar un transductor capaz de
presentar un cambio de color,
poner en contacto el transductor con un
analito;
poner en contacto el transductor con una sonda
que presente afinidad por tanto el analito como el receptor y
no observar cambio de color si el analito está
presente.
12. El método según la reivindicación 11, en el
que la sonda y el analito se combinan para formar una mezcla antes
de poner en contacto el transductor.
13. El método según la reivindicación 11, en el
que la sonda comprende un péptido de ruptura de membrana.
14. El método según la reivindicación 11, en el
que la sonda se selecciona del grupo que consiste en: alameticina,
magainina, gramicidina, sulfato de polimixina B y melitina.
15. El método según la reivindicación 11, en el
que el analito se selecciona del grupo que consiste en bacterias
gramnegativas y endotoxina.
\newpage
16. Un estuche desechable para detectar la
presencia de un analito, que comprende:
uno o más transductores que comprenden el sensor
colorimétrico según la reivindicación 1
y un medio para poner en contacto el transductor
con un analito.
17. El estuche según la reivindicación 16, que
comprende además una o más sondas con afinidad al receptor y uno o
más analitos; en el que la sonda está separada físicamente del
transductor hasta que se usa el estuche.
18. El estuche según la reivindicación 16, en el
que se dispersa uno o más transductores en una disolución
acuosa.
19. El estuche según la reivindicación 16, en el
que uno o más transductores están recubiertos en un substrato para
formar una disposición.
20. Un método para detectar la presencia de
bacterias en un fluido corporal, que comprende la etapa de poner en
contacto el sensor según la reivindicación 1 con un fluido
corporal.
21. El sensor colorimétrico según la
reivindicación 1, que comprende además un análisis de diagnóstico
para detectar leucocitos.
22. Un método para detectar la presencia de
bacterias en un fluido corporal, que comprende la etapa de poner en
contacto el sensor según la reivindicación 21 con un fluido
corporal.
23. El método según la reivindicación 20 ó 21,
en el que el fluido corporal se selecciona del grupo que consiste
en: orina, mucosidad, exudado de heridas y sangre.
24. Un artículo médico, que comprende un apósito
de heridas y el sensor colorimétrico según la reivindicación 1.
25. El artículo médico según la reivindicación
24, en el que el sensor colorimétrico está conectado al lecho de la
herida por un sistema de control de fluidos.
26. El artículo médico según la reivindicación
25, en el que el sistema de control de fluidos es un sistema
microfluídico.
27. Un método para detectar la presencia de
bacterias, comprendiendo el método la etapa de insertar el sensor
colorimétrico según la reivindicación 1 en un apósito para
heridas.
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