ES2553992T3 - Método para procesar un fluido - Google Patents

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ES2553992T3 ES06806837.8T ES06806837T ES2553992T3 ES 2553992 T3 ES2553992 T3 ES 2553992T3 ES 06806837 T ES06806837 T ES 06806837T ES 2553992 T3 ES2553992 T3 ES 2553992T3
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Andreas Schaefer
Thomas Voit
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Abstract

Un método para procesar un fluido con las siguientes etapas: a) aplicar una fuerza centrífuga a al menos un dispositivo de procesamiento de fluidos; teniendo cada uno de dichos al menos un dispositivo de procesamiento de fluidos un primer recipiente (10) que tiene un volumen de primer recipiente (12) para mantener un fluido; un primer soporte (14) en una primera posición de soporte (16); y un segundo soporte (22) en una segunda posición de soporte (24) para mantener tubos; disponiéndose dicho primer soporte (14) de modo que un fluido que fluye a través de dicho primer tubo (18) fluye a dicho primer recipiente (10); y b) transferir automáticamente (30) un primer tubo (18) de dicho primer soporte (14) de uno de dichos al menos un dispositivo de procesamiento de fluidos (1) a dicho segundo soporte (22) de uno de dichos al menos un dispositivo de procesamiento de fluidos (1), en donde el primer soporte (14) tiene un primer obturador (60) para mantener el primer tubo (18), definiendo dicho primer obturador (60) un primer plano de obturador (61); y en donde el segundo soporte (22) tiene un segundo obturador (62) para mantener un segundo tubo (26), definiendo dicho segundo obturador (62) un segundo plano de obturador (63) que es diferente de dicho primer plano de obturador (61), en donde dicho primer recipiente (10) tiene una superficie interna (10a) que se une a dicho segundo soporte (22).

Description

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DESCRIPCION
Metodo para procesar un fluido Campo tecnico
La presente invencion se refiere a un metodo para procesar un fluido. En particular, la presente invencion se refiere a un metodo para preparar biomoleculas incluyendo pero sin limitacion acidos nucleicos, protelnas, peptidos, polipeptidos, nucleotidos y llpidos.
Tecnica relacionada
En muchos campos tecnicos, como la qulmica, biologla, medicina o proteccion ambiental, los fluidos tienen que analizarse, procesarse o ponerse en reaccion entre si. Para este fin, los fluidos se filtran, se enfrlan, se calientan, se descomponen, se lavan, se pipetean o se tratan por otros procedimientos. Con frecuencia, para preparar un fluido, es necesario pasar por una larga secuencia de etapas de procesamiento de fluidos. Ademas, en muchos casos, es necesario procesar grandes conjuntos de fluidos diferentes de acuerdo con la misma secuencia o es necesario procesar lotes del mismo fluido en paralelo. Esto puede consumir tiempo, limitar el rendimiento y ser propenso a errores que se producen durante el procedimiento.
Se usa procesamiento de fluido, por ejemplo, en el campo de extraccion y/o purification de biomoleculas como acidos nucleicos o protelnas. Por ejemplo, un metodo ampliamente conocido para purificar biomoleculas se basa en las etapas de generar acceso al contenido de una muestra biologica (“lisis”), union selectiva de componentes del contenido de la muestra biologica con un soporte solido o material de vehlculo (“union”), retirada de componentes no deseados del soporte solido o material de vehlculo (“lavado”) y elucion del componente de interes (“elucion”).
Para permitir una adsorcion y desorcion selectiva en el proceso de purificacion de biomoleculas, se han desarrollado elementos de filtro compuestos de, por ejemplo, gel de sllice que por un lado son porosos o de tipo matriz para permitir que un fluido pase a traves del elemento de filtro, y por el otro tienen una superficie a la que se unen las biomoleculas en un proceso especlfico o no especlfico. En otros procedimientos de purificacion se detienen biomoleculas en elementos de filtro simplemente por el principio de exclusion por tamano. En cualquiera de los casos, si una biomolecula, por ejemplo un acido nucleico que contiene fluido, pasa a traves del elemento de filtro, algo de o todo el contenido permanece con el elemento de filtro mientras que el resto pasa a traves del elemento de filtro.
Ademas, para recuperar la biomolecula del elemento de filtro, se distribuye un fluido de elucion, por ejemplo agua sin nucleasa, al elemento de filtro para desorcion de la biomolecula. De esta manera, la biomolecula de interes se eluye del elemento de filtro para recogerla en un tubo de recogida. Dichos elementos de filtro se aplican con frecuencia como membranas bien implantadas en tubos individuales que tengan una abertura de entrada y una abertura de salida, o bien en placas multipocillo, y se procesan usando centrlfugas (“formato de centrifugation”) o aparatos basados en vaclo. Los tubos individuales con una abertura de entrada y una abertura de salida que tienen una membrana y que pueden centrifugarse en una centrlfuga tambien se conocen como columnas, columnas de centrifugacion o columnas de centrifugacion individuales.
En general, las ventajas de los procedimientos basados en centrlfuga frente a los metodos basados en vaclo son mayor pureza, mayor concentration y un menor potencial de contamination cruzada. En general, los mejores resultados para la purificacion de biomoleculas, con respecto a la calidad y concentracion pueden conseguirse usando columnas de centrifugacion individuales combinadas con altas fuerzas gravitatorias (> 10.000 x g) ya que hay un mlnimo de contaminacion cruzada y un maximo de recuperation de la membrana. Una desventaja es la manipulation manual laboriosa de columnas de centrifugacion que aumentan la propension a error y el tiempo del proceso si se van a tratar o procesar simultaneamente diferentes muestras. Puede conseguirse un mayor grado de normalization y automatization as! como un mayor rendimiento usando formatos de placas multipocillo principalmente a costa de la calidad y/o cantidad.
QIAGEN ofrece una amplia serie de protocolos de purificacion para diferentes biomoleculas de diversas muestras biologicas todos basados en el principio de Union-Lavado-Elucion general, usando diferentes materiales de filtro y dispositivos como se describe, por ejemplo, en los documentos WO 03/040364 o US 6.277.648. El producto disponible en el mercado “Kit de Miniprep de Centrifugacion QIAGEN” por ejemplo desvela una secuencia de purificacion tlpica y ofrece columnas de centrifugacion QIAprep normalizadas y tubos de recogida de 2 ml para su uso en una centrlfuga, y varios reactivos y tampones.
Existen varias publicaciones que se refieren al procesamiento automatico de fluidos que implica etapas de centrifugacion. El documento US 4.344.768 describe un aparato de pipeteo para transferir automaticamente multiples cantidades de muestras precisas y exactas (por ejemplo, suero sangulneo) y reactivo al disco de transferencia rotatorio de un analizador de centrlfuga. El documento EP 0 122 772 describe un manipulador qulmico adaptado para automatizar el analisis de llquidos de una unidad de ml, tal como una muestra de ADN. El documento
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US 6.060.022 describe un sistema de procesamiento de muestras automatico que incluye un dispositivo de centrlfuga automatico. El documento GB 535.188 describe un aparato para obtener una pluralidad de angulos de cubo de trabajo a una velocidad de rotacion dada de una centrlfuga. El documento US 5.166.889 describe un sistema de muestreo adaptado para la sangre, en el que se situan una pluralidad de tubos de muestra para acceso facil en una rueda de soporte, el documento EP 569 115 A3 describe un dispositivo basado en centrlfuga para preparar ADN, y la Patente de Estados Unidos 539 339 describe un dispositivo de preparacion de biomoleculas integral usando una centrlfuga.
El documento DE 3425922 A1 describe un cuenco para su uso en un rotor oscilante en un separador de centrlfuga, teniendo este cuenco un par de paredes laterales diametralmente opuestas con secciones centrales que se compensan hacia fuera en direccion radial en forma de una primera y una segunda seccion de pared arqueada y se extienden en torno a un eje central del cuenco. El documento DE 3101231 A1 describe un vehlculo recipiente como se usa en centrlfugas de laboratorio para la insercion de recipientes de muestras cargados con material de ensayo. Los recipientes de muestras de diversas dimensiones pueden insertarse en un vehlculo recipiente. El documento DE202004005821 U1 describe un aparato para obtener llquidos biologicos con un soporte de tubo que puede colgarse en una centrlfuga.
Estan disponibles en el mercado varios aparatos para la preparacion de muestras usando centrifugacion. "GENTRA Autopure LS" (GENTRA) y "AutoGenflex 3000" (AutoGen) son sistemas automaticos con una centrlfuga integrada para el aislamiento de por ejemplo ADN despues de precipitacion sin usar elementos de filtracion. "DNA-Spinner" (PerkinElmer), "Genesis FE 500" (Tecan) y Microlab STARplus (Hamilton) son ejemplos de sistemas mas abiertos en los que se combina un instrumento de manipulacion de llquidos con una centrlfuga automatica para el uso de placas multipocillo.
Por otro lado, por ejemplo, el "BioRobot 3000/8000" (QIAGEN) puede usarse para la preparacion de muestras, por ejemplo, acidos nucleicos, en un formato de 96 pocillos usando filtracion en vaclo mientras que el "Fuji QuickGene 800" aplica un principio de filtracion de baja presion con columnas individuales.
El documento US 3905772 describe un aparato para realizar ensayos de tipo sangulneo. En el mismo, se desvela una rejilla de ensayo para acomodar una pluralidad de unidades de tubo de ensayo y miembros de indicios. El documento EP 0884104 A1 describe un dispositivo desechable para llevar a cabo un proceso en el que se procesa una muestra biologica con uno o mas reactivos.
El documento US 2005/208548 describe un metodo para aislar y purificar acidos nucleicos de una muestra y un dispositivo que es adecuado para lo mismo. El metodo incluye transferir una muestra al dispositivo para aislar y purificar acidos nucleicos a traves de una abertura de entrada en un primer cuerpo hueco, pasar la muestra de un segundo cuerpo hueco a traves de un material de union a acido nucleico a un recipiente de modo que los acidos nucleicos se unan con el material de union a acido nucleico, separar el segundo cuerpo hueco del primer cuerpo hueco y transferir el segundo cuerpo hueco a un recipiente receptor, lavar los acidos nucleicos unidos al material de union a acido nucleico, y eluir los acidos nucleicos unidos al material de union a acido nucleico por el que los acidos nucleicos se recogen en un segundo recipiente receptor.
Sin embargo, la mayorla de los sistemas integrados existentes para una preparacion automatica de biomoleculas de fluidos que aplican centrifugacion se disenan para una preparacion de solamente procedimientos especlficos. Otras preparaciones instrumentales que comprenden una centrlfuga automatica se optimizan para preparaciones de alto rendimiento usando placas de filtracion de multipocillo. Una desventaja de los sistemas de automatizacion existentes es su incapacidad de procesar procedimientos de preparacion de alta calidad basandose en columnas de centrifugacion sin intervenciones manuales.
Sumario de la invencion
Para superar uno o varios de los problemas anteriormente mencionados, y para mejorar los metodos conocidos de procesamiento de fluidos se proporciona un metodo para procesar un fluido de acuerdo con la reivindicacion independiente 1.
Aspectos adicionales, mejoras y variaciones de la invencion se desvelan en las reivindicaciones dependientes, las figuras y la descripcion.
Con el metodo de acuerdo con la reivindicacion 1, es posible llevar a cabo una amplia serie de procedimientos de preparacion diferentes que implican uno o mas tubos (por ejemplo columnas de centrifugacion, tubos de recogida, etc.) dentro del mismo dispositivo de procesamiento de fluidos. En particular, es posible proporcionar una preparacion completamente automatica y normalizada de diversas biomoleculas de fluidos usando procedimientos bien establecidos y qulmica basada en columnas de centrifugacion demostrada para necesidades de rendimiento de bajo a medio, preferentemente sin ninguna intervencion manual. Por ejemplo, el dispositivo de procesamiento de fluidos puede usarse para una preparacion automatica de biomoleculas usando elementos de filtracion. Puede usarse ademas para un procesamiento automatico de las etapas de union-lavado-elucion o etapas de lisado-union-
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lavado-elucion, para extraccion de biomoleculas y procedimientos de purificacion en un unico dispositivo de procesamiento de fluido. Esto permite una correspondencia uno a uno entre una muestra procesada y un dispositivo de procesamiento de fluidos. Por lo tanto, el riesgo de contaminacion cruzada y localizacion erronea de las muestras puede minimizarse.
Ademas, los procesos automaticos pueden llevarse a cabo con el dispositivo de procesamiento de fluido usado como un dispositivo desechable. Ademas, con el dispositivo de procesamiento de fluidos que tiene un primer soporte y un segundo soporte, los tubos (por ejemplo, columnas de centrifugacion y tubos de recogida) pueden asignarse de forma unica a posiciones respectivas en el dispositivo de procesamiento de fluidos de modo que pueda minimizarse la contaminacion cruzada y la probabilidad de confundir los tubos. Al mismo tiempo, el dispositivo de procesamiento de fluidos usado en el metodo de acuerdo con la invencion proporciona una plataforma para una gran diversidad de procedimientos de preparaciones. Puede usarse ademas para manipular automaticamente multiples tubos individuales o columnas de centrifugacion en paralelo para alcanzar analogos de alta normalizacion para formatos de multipocillo. Ademas, es posible proporcionar un metodo para la preparacion automatica y normalizada de diversas biomoleculas de fluidos usando procedimientos bien establecidos y qulmica basada en la columna de centrifugacion demostrada para necesidades de rendimiento de bajas a medias.
Puede proporcionarse un dispositivo de procesamiento de fluidos que tenga un primer soporte para mantener un primer tubo que tenga una primera seccion cruzada, y un segundo recipiente para mantener un segundo tubo que tenga una diferente segunda seccion de cruce. Esto puede ayudar a aumentar el rendimiento centrifugando diferentes tipos de tubos a la vez para llevar a cabo diferentes etapas de procesamiento de fluidos en un momento. Por ejemplo, si el primer tubo es un tubo de filtro para filtrar un fluido durante la centrifugacion y el segundo tubo es un tubo de recogida para mantener un fluido durante la centrifugacion, filtracion y sedimentacion de diferentes fluidos puede llevarse a cabo en solamente una etapa de centrifugacion.
Ademas, si el primer tubo y el segundo tubo estan adaptados geometricamente entre si de modo que el primer tubo pueda insertarse en el segundo tubo, el dispositivo de procesamiento de fluidos puede prepararse de modo que puedan llevarse a cabo dos diferentes etapas de procesamiento dentro de una centrlfuga en fila transfiriendo el primer tubo directamente del primer soporte al segundo soporte. Esto ahorra tiempo, reduce la propension a error y elimina el riesgo de contaminacion cruzada en comparacion con el caso en el que antes de cada etapa de procesamiento en una centrlfuga, es necesario preparar los tubos fuera de la centrlfuga y devolverlos a la centrlfuga. Por ejemplo, proporcionando el primer soporte con un primer tubo usado para filtrar fluidos y el segundo soporte con un segundo tubo usado para recogida de fluidos, el cambio de filtracion de fluidos a recogida de fluidos puede llevarse a cabo simplemente transfiriendo el primer tubo del primer soporte al segundo tubo mantenido por el segundo soporte.
En particular, con el primer tubo que tenia un elemento de filtro para unir biomoleculas, el primer soporte puede usare para mantener el primer tubo para realizar una union y una o varias etapas de lavado mientras que, transfiriendo el primer tubo del primer soporte al segundo soporte que mantiene un segundo tubo, el segundo soporte puede usarse para mantener el segundo tubo para recogida de las biomoleculas purificadas eluidas del primer tubo. De esta manera, con el dispositivo de procesamiento de fluidos de acuerdo con la invencion, puede llevarse a cabo etapas de union, lavado multiple y elucion en una fila dentro de la centrlfuga sin tener que quitar el primer tubo y devolverlo a la centrlfuga para insertar el primer tubo en un tubo de recogida. Por lo tanto, puede eliminarse el riesgo de contaminacion cruzada debido a salpicaduras de gotas en la salida de los tubos de filtro durante las etapas de transferencia de tubos de y a la centrlfuga.
El dispositivo de procesamiento de fluidos comprende un primer recipiente que tiene un volumen de primer recipiente para mantener un fluido de modo que el primer soporte se dispone con respecto al primer recipiente de modo que el fluido que fluye a traves del primer tubo fluye al primer recipiente. Con el primer recipiente, es posible recoger los fluidos que pueden haber pasado a traves del primer tubo para reducir la contaminacion cruzada con, por ejemplo, muestras de tubos adyacentes dentro de la centrlfuga. En particular, con un volumen de primer recipiente suficientemente grande, pueden descartarse mayores cantidades de fluidos residuales que se originan en la etapa de union y la etapa de lavado en los primeros recipientes. Esto ahorra un tiempo adicional consumiendo las etapas de deshecho de residuos y reduce el numero de etapas de descarga y recarga para descargar y recargar la centrlfuga. Ademas, aunque se desee en general un volumen de primer recipiente grande, se prefiere en general que el primer recipiente se disponga con respecto al primer soporte de modo que la dimension del dispositivo de procesamiento de fluidos en su conjunto sea suficientemente pequena para que pueda usarse tambien en centrifugas pequenas. Se prefiere ademas que el primer soporte este dispuesto con respecto al primer recipiente de manera que un primer tubo mantenido por el primer soporte no entra en contacto con el fluido en el primer recipiente en ninguna etapa del proceso.
Ademas, el primer soporte puede ajustarse a la forma del primer tubo y el segundo soporte puede ajustarse a la forma del segundo tubo para proporcionar un soporte seguro del primer tubo con respecto al segundo tubo durante la centrifugacion del dispositivo de procesamiento de fluidos. El primer recipiente puede tener un volumen del primer recipiente que es diferente de un volumen de segundo recipiente en el que un fluido fluye a traves del primer tubo mantenido por el segundo soporte en una segunda posicion. De esta manera, es posible proporcionar un volumen
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de primer recipiente grande para recoger volumenes grandes de fluidos que fluyen a traves del primer tubo durante las etapas de union y lavado mientras se usa solamente un volumen de segundo recipiente pequeno para recoger la biomolecula purificada durante la elucion. Teniendo los volumenes de recipiente ajustados a las necesidades reales de una secuencia de procesamiento dada, el tamano excesivo del equipamiento que es necesario centrifugar puede evitarse lo que a su vez facilita el uso de centrlfugas mas pequenas, menos caras.
Puede proporcionarse un primer recipiente que tenga un volumen de recipiente con una seccion transversal de recipiente que es al menos diez por ciento mayor que la primera seccion transversal del primer tubo. Preferentemente, la seccion transversal del recipiente se toma en un plano paralelo a la primera seccion transversal del primer tubo cuando se mantiene por el primer soporte. Proporcionando una mayor seccion transversal de recipiente en comparacion con la primera seccion transversal, el volumen de recipiente para recoger los fluidos que se originan de las etapas de union y lavado puede agrandarse.
Puede proporcionarse un primer recipiente que tiene una superficie interna par definir un volumen de primer recipiente por lo que la superficie interna se une al segundo soporte. Tener la superficie interna del primer recipiente extendida hasta el segundo soporte ayuda a maximizar el volumen del primer recipiente para recoger los fluidos que se originan de las etapas de union y lavado. Uniendo la superficie interna del primer recipiente con el segundo soporte, puede proporcionarse estabilidad adicional del dispositivo de procesamiento de fluidos, por ejemplo, frente a una fuerza centrlfuga.
Se proporciona un soporte que tiene un primer obturador para mantener un primer tubo y definir de este modo un primer plano de obturador, y un segundo soporte que tiene un segundo obturador para mantener un segundo tubo y definir de este modo un segundo plano de obturador, por lo que el segundo plano de obturador es diferente del primer plano de obturador. De esta manera, es posible mantener el primer tubo a una altura diferente de la altura del segundo tubo como se mide a lo largo de las proyecciones en los ejes de tubo respectivos. Mantener el primer y el segundo tubos a diferentes alturas facilita un acceso mas facil a los tubos si los soportes se mantienen cercanos entre si. Proporciona ademas la oportunidad de diferenciar entre las dos posiciones de soporte.
Es un aspecto adicional de la presente invencion proporcionar al menos un medio de fijacion de primer tapon para mantener un primer tapon de un primer tubo en una posicion definida con respecto al primer soporte durante la centrifugacion. Preferentemente, los primeros medios de fijacion de tapon se disponen de tal manera que el primer tapon se mantenga en una posicion que deje la abertura de entrada al primer tubo abierta durante la centrifugacion y la haga accesible a medios de pipeteo. De esta manera, el primer tubo puede centrifugarse con una abertura de entrada abierta sin tener que preocuparse acerca del dano causado por que el primer tapon del primer tubo cuelgue durante la centrifugacion. Una ventaja de una abertura de entrada abierta del primer tubo durante la centrifugacion es que despues de la centrifugacion, pueden distribuirse fluidos como, por ejemplo, un fluido de lavado, al tubo sin tener que retirar un tapon de la abertura de entrada.
En una realizacion de la presente invencion, el metodo incluye la etapa de transferir automaticamente un primer tubo directamente de una primera posicion de soporte dentro de una centrlfuga a una segunda posicion de soporte dentro de la centrlfuga. La transferencia directa puede usarse para reducir las etapas necesarias para purificar biomoleculas. Elimina ademas errores provocados por la mezcla o localizacion erronea de tubos de muestra durante las etapas de transferencia de tubos manuales fuera de la centrlfuga.
Un aspecto de la presente invencion es un metodo de acuerdo con la reivindicacion 1, incluyendo, entre otras, la etapa de transferir un primer tubo de dicho soporte de uno de al menos un dispositivo de procesamiento de fluidos a un segundo soporte de uno de dicho al menos un dispositivo de procesamiento de fluidos. De esta manera, pueden llevarse a cabo union, lavado y elucion de las biomoleculas sin tener que cargar y descargar la centrlfuga.
Dibujos
Las siguientes figuras a continuacion desvelan:
Figuras 1A-1B: Figuras 1C-1E:
Figuras 2A-2E:
Figuras 3A-3E:
un primer tubo que tiene una abertura de entrada y una abertura de salida
un segundo tubo que tiene una abertura de entrada que tiene un tamano para recibir el primer tubo;
un primer dispositivo de procesamiento de fluidos usado en el metodo de acuerdo con la invencion para mantener un primer tubo y un segundo tubo que tienen diferentes secciones transversales;
un segundo dispositivo de procesamiento de fluidos usado en el metodo de acuerdo con la invencion para mantener un primer tubo y un segundo tubo que tienen diferentes secciones transversales de modo que el dispositivo de procesamiento de fluidos tiene un primer recipiente;
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Figuras 4A-4E:
un tercer dispositivo de procesamiento de fluidos usado en el metodo de acuerdo con la invention para mantener un primer tubo de modo que el dispositivo de procesamiento de fluidos tiene un primer recipiente y un segundo recipiente de diferente tamano;
Figuras 5A-5E:
un cuarto dispositivo de procesamiento de fluidos usado en el metodo de acuerdo con la invencion para mantener un primer tubo y un segundo tubo que tienen diferentes secciones transversales de modo que el dispositivo de procesamiento de fluidos tiene un primer recipiente que se extiende mas alla del segundo soporte en una proyeccion normal al primer eje;
Figuras 6A-6E:
un quinto dispositivo de procesamiento de fluidos usado en el metodo de acuerdo con la invencion para mantener un primer tubo, un segundo tubo y un tercer tubo que tienen al menos dos secciones transversales diferentes de modo que el dispositivo de procesamiento de fluidos tiene un primer recipiente;
Figuras 7A-7B:
un sexto dispositivo de procesamiento de fluidos usado en el metodo de acuerdo con la invencion para mantener un primer tubo, un segundo tubo, un tercer tubo y un cuarto tubo que tienen secciones transversales diferentes de modo que el dispositivo de procesamiento de fluidos tiene un primer recipiente;
Figuras 8A-8B:
un septimo dispositivo de procesamiento de fluidos usado en el metodo de acuerdo con la invencion para mantener un primer tubo, un segundo tubo, un tercer tubo, un cuarto tubo y un quinto tubo que tienen diferentes secciones transversales de modo que el dispositivo de procesamiento de fluidos tiene un primer recipiente;
Figuras 9A-9B:
un octavo dispositivo de procesamiento de fluidos usado en el metodo de acuerdo con la invencion para mantener un primer tubo y un segundo tubo que tienen diferentes secciones transversales, teniendo el dispositivo de procesamiento de fluidos un primer recipiente y teniendo un medio de conexion;
Figuras 10A-10B:
un noveno dispositivo de procesamiento de fluidos usado en el metodo de acuerdo con la invencion para mantener un primer tubo y un segundo tubo que tienen diferentes secciones transversales de modo que el dispositivo de procesamiento de fluidos tiene un primer recipiente que se extiende mas alla del segundo soporte en una proyeccion normal al primer eje y, ademas, que tiene medios de conexion;
Figuras 11A-11B:
un decimo dispositivo de procesamiento de fluidos usado en el metodo de acuerdo con la invencion para mantener un primer tubo, un segundo tubo y un tercer tubo que tienen diferentes secciones transversales de modo que el dispositivo de procesamiento de fluidos tiene un primer recipiente y, ademas, medios de conexion;
Figura 12:
un undecimo dispositivo de procesamiento de fluidos usado en el metodo de acuerdo con la invencion para mantener un primer tubo, un segundo tubo y un tercer tubo que tienen diferentes secciones transversales de modo que el dispositivo de procesamiento de fluidos tiene un primer recipiente y medios de conexion que comprenden una estructura de soporte para mantener de forma desmontable el primer recipiente;
Figura 13:
un duodecimo dispositivo de procesamiento de fluidos usado en el metodo de acuerdo con la invencion que es como el undecimo dispositivo de procesamiento de fluidos que incluye medios de fijacion de primer y segundo tapon para mantener los primer y segundo tapones;
Figuras 14A-14B:
un decimo tercer dispositivo de procesamiento de fluidos usado en el metodo de acuerdo con la invencion que es como el duodecimo dispositivo de procesamiento de fluidos que incluye dos medios de fijacion del primer tapon y un medio de fijacion de segundo tapon;
Figura 15:
un decimo cuarto dispositivo de procesamiento de fluidos usado en el metodo de acuerdo con la invencion que tiene un primer obturador y un segundo obturador que definen diferentes planos de obturador;
Figura 16:
un decimo quinto dispositivo de procesamiento de fluidos usado en el metodo de acuerdo con la invencion que tiene un primer recipiente as! como un primer obturador y un segundo obturador que definen diferentes planos de obturador;
Figura 17A:
una vista superior de un rotor conectado a doce dispositivos de procesamiento de fluidos que pueden usarse para la invencion;
Figura 17B:
una primera vista de section transversal a traves del rotor que ilustra el medio de conexion que interacciona con el receptor de eje oscilante;
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Figura 17C: una segunda vista de seccion transversal a traves del rotor que ilustra el primer y segundo
medio de prevencion de oscilacion;
Figura 18A-18C: una vista en perspectiva en un dispositivo de procesamiento de fluidos usado en el metodo de
acuerdo con la invencion que tiene primer, segundo y tercer medios de prevencion de oscilacion;
Figura 19A Figura 19B Figura 20A
Figura 20B
Figura 20C
Figura 20D
Descripcion
ilustracion esquematica de una primera transferencia directa dentro de una centrlfuga en direccion tangencial;
ilustracion esquematica de una primera transferencia de tubo directa dentro de una centrlfuga en direccion radial;
ilustracion esquematica de una primera transferencia de tubo en direccion radial de un primer soporte a un segundo soporte dentro de un dispositivo de procesamiento de fluidos de acuerdo con la invencion;
ilustracion esquematica de una primera transferencia de tubo en direccion tangencial de un primer soporte a un segundo soporte dentro de un dispositivo de procesamiento de fluidos de acuerdo con la invencion;
ilustracion esquematica de una primera transferencia de tubo de un primer soporte de un primer dispositivo de procesamiento de fluidos de acuerdo con la invencion a un segundo soporte de un segundo dispositivo de procesamiento de fluidos;
ilustracion esquematica de una primera transferencia de tubo de un primer soporte de un dispositivo de procesamiento de fluidos de acuerdo con la invencion a una posicion lejos de la centrlfuga y de vuelta a un segundo soporte del dispositivo de procesamiento de fluidos.
Es un aspecto de la presente invencion mejorar metodos para procesar fluidos que usan centrlfugas. Para este fin, la presente invencion proporciona dispositivos de procesamiento de fluidos para su uso en una centrlfuga de acuerdo con el metodo reivindicado en el presente documento. Un fluido puede ser cualquier cosa que sea llquida independientemente de si ese llquido tiene una viscosidad alta o baja, o contiene partlculas o elementos solidos que se mueven dentro del llquido. Los dispositivos de procesamiento de fluidos usados en el metodo de acuerdo con la invencion pueden usarse para manipular o tratar fluidos por procesos tales como filtracion de fluidos, adsorcion de elementos especlficos de fluidos en materiales especlficos, desorcion de elementos especlficos de materiales especlficos, separacion de componentes de fluidos, recogida de fluidos manipulados o descarga de fluidos residuales. Preferentemente, los dispositivos de procesamiento de fluidos usados en el metodo de acuerdo con la invencion se usan para purificar biomoleculas tales como acidos nucleicos, protelnas, peptidos, polipeptidos, nucleotidos y llpidos.
Para poder usarlo en una centrlfuga, se prefiere ademas que el dispositivo de procesamiento de fluidos pueda conectarse al rotor de la centrlfuga. Haciendo que la centrlfuga rote el rotor, puede aplicarse una fuerza centrlfuga al dispositivo de procesamiento de fluidos. Preferentemente, la conexion con el rotor se realiza por un medio de conexion que puede ser parte del dispositivo de procesamiento de fluidos o no. Si el medio de conexion no es parte del dispositivo de procesamiento de fluidos, se prefiere que el medio de conexion tenga una estructura de soporte para mantener de forma desmontable el dispositivo de procesamiento de fluidos. En este caso, y si el dispositivo de procesamiento de fluidos incluye un primer recipiente, los elementos que estan conectados de forma integral al primer recipiente forman una unidad que se indica posteriormente como una estructura que comprende un primer recipiente.
Una estructura de soporte para mantener de forma desmontable el dispositivo de procesamiento de fluidos puede realizarse de diferentes maneras que se conocen en la tecnica. Por ejemplo, la estructura de soporte puede ajustarse a la forma externa del dispositivo de procesamiento de fluidos de modo que pueda recibir y transportar el dispositivo de procesamiento de fluidos con seguridad incluso durante la centrifugacion. Otros metodos para que la estructura de soporte mantenga el dispositivo de procesamiento de fluidos pueden ser por fijacion, bloqueo y as! sucesivamente.
Independientemente de si el medio de conexion es parte del dispositivo de procesamiento de fluidos o no, se prefiere que el medio de conexion facilite una conexion desmontable del dispositivo de procesamiento de fluidos con el rotor. De esta manera, es posible conectar un dispositivo de procesamiento de fluidos con el rotor para llevar a cabo una etapa de centrlfuga y, por lo tanto, para retirar el dispositivo de procesamiento de fluidos de la centrlfuga para realizar etapas adicionales con los fluidos fuera de la centrlfuga. En particular, haciendo que el dispositivo de procesamiento de fluidos sea conectable de forma desmontable al rotor, los dispositivos de procesamiento de fluidos
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pueden usarse como desechables. Tener dispositivos de procesamiento de fluidos desechables ayuda a reducir la contamination de muestras provocada por la reutilizacion y aumentar la seguridad del proceso y la seguridad para el personal operativo. Ademas, se puede ahorrar tiempo ya que la carga de los dispositivos de procesamiento de fluidos necesaria para la siguiente secuencia de procesamiento puede realizarse fuera de la centrlfuga durante una secuencia de procesamiento continua.
Se prefiere ademas que el dispositivo de procesamiento de fluidos sea pequeno en comparacion con el rotor de modo que puedan conectarse multiples dispositivos de procesamiento de fluidos al rotor al mismo tiempo. De esta manera, pueden centrifugarse multiples muestras fluidas al mismo tiempo dentro de una etapa de centrlfuga para aumentar el rendimiento. Ademas, si los dispositivos de procesamiento de fluidos se usan como desechables, es decir como un artlculo de un unico uso, se pueden ahorrar costes para mantener los dispositivos de procesamiento de fluidos pequenos.
El dispositivo de procesamiento de fluidos incluye un primer soporte para mantener un primer tubo y un segundo soporte para mantener un segundo tubo. El primer soporte es capaz de mantener el primer tubo en una primera position de soporte con respecto al segundo soporte, preferentemente en reposo y durante la centrifugation. De forma analoga, el segundo soporte es capaz de mantener el segundo tubo en una segunda posicion de soporte con respecto al primer soporte, en reposo y durante la centrifugacion. Por lo tanto, se prefiere que el primer soporte y el segundo soporte esten conectados de forma rlgida entre si. Ademas, se prefiere que al menos uno del primer soporte y segundo soporte esten compuestos de una pieza para soportar mejor la deformation durante la centrifugacion. Se prefiere ademas que los primer y segundo soportes esten dispuestos uno con respecto al otro de modo que, si mantienen un primer y segundo tubo respectivos, los dos tubos esten alineados en paralelo. De esta manera, es mas facil distribuir fluidos a los tubos respectivos, o colocar los primer y segundo tubos en los primer y segundo soportes respectivos.
En general, se prefiere que al menos uno del primer soporte y del segundo soporte mantengan un primer o segundo tubo respectivos por medios mecanicos. Preferentemente, al menos uno del primer soporte y el segundo soporte se ajusta a la forma del primer tubo o el segundo tubo respectivos para mantener el primer o segundo tubos respectivos. Por ejemplo, si el primer tubo tiene una forma cillndrica y un borde con forma de tipo cuello coaxial (primero cuello), se prefiere que el primer soporte tenga una primera cara interna de forma cillndrica ajustada a la cara externa del primer tubo. De esta manera, el primer tubo puede deslizarse en el primer soporte en cuyo caso la posicion de soporte del primer tubo se define dentro de un plano ortogonal a la direction de deslizamiento. Ademas, preferentemente, el primer y el segundo soportes son suficientemente rlgidos para que puedan mantener un tubo durante la centrifugacion en una posicion definida en todos los angulos de oscilacion as en los que el dispositivo de procesamiento de fluidos puede funcionar.
Ademas, el primer soporte proporciona un primer obturador que detenga el deslizamiento del primer tubo en el primer soporte, por ejemplo, por una interaction del obturador con el primer cuello del primer tubo. De esta manera, la primera posicion del soporte del primer tubo se define en la direccion de deslizamiento. Ademas, deteniendo el primer obturador el deslizamiento solamente en una direccion, el primer tubo se conecta de forma desmontable al soporte, es decir el primer tubo puede deslizarse hacia fuera facilmente del primer soporte de nuevo siempre que sea necesario. Con el obturador y la cara interna de forma cillndrica del primer soporte, la primera posicion de soporte del primer tubo puede mantenerse tambien durante la centrifugacion siempre que la fuerza centrlfuga tenga un componente que apunte hacia la direccion de deslizamiento.
De forma similar, si el segundo tubo tiene una forma cillndrica y un borde de forma de tipo cuello coaxial, se prefiere que el segundo soporte tenga una cara interna de forma cillndrica ajustada a la cara externa del segundo tubo. De este modo, el segundo tubo puede deslizarse en el segundo soporte en cuyo caso la posicion de soporte del segundo tubo se define dentro de un plano ortogonal a la direccion de deslizamiento.
Ademas, se prefiere que el segundo soporte proporcione un segundo obturador que detenga el deslizamiento del segundo tubo por una interaccion del obturador con el borde de forma de tipo cuello coaxial (segundo cuello) del segundo tubo. De esta manera, la segunda posicion de soporte del segundo tubo se define dentro de la direccion de deslizamiento. Ademas, con el segundo obturador que detiene el deslizamiento solamente en una direccion, el segundo tubo se conecta de forma desmontable al segundo soporte, es decir el segundo tubo puede deslizarse hacia fuera facilmente del segundo soporte de nuevo siempre que sea necesario. Con el obturador y la cara interna de forma cillndrica del segundo soporte, la segunda posicion de soporte del segundo tubo puede mantenerse siempre que la fuerza centrlfuga y/o gravitacional tenga un componente que apunte en la direccion de deslizamiento.
El uso de las palabras “primeros tubos" y ‘‘segundos tubos" debe entenderse en un sentido amplio. Un tubo puede ser cualquier recipiente en el que pueda distribuirse un fluido a traves de una abertura de entrada. Preferentemente, el primer tubo y el segundo tubo son simetricos de forma rotacional con respecto a los primeros o segundo ejes respectivos. Por ejemplo, un tubo puede tener una forma cillndrica que tenga una abertura de entrada en un extremo, una forma conica que tenga una abertura de entrada en un extremo, o una combination de los mismos. Ademas, las formas cillndrica o conica pueden tener secciones transversales ortogonales a primer o segundo ejes respectivos que son circulares, ellpticas, cuadradas, rectangulares o combinaciones de las mismas.
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Preferentemente, la primera seccion transversal del primer tubo se define en la posicion del primer tubo en la que el primer tubo se mantiene por el primer soporte. De forma analoga, se prefiere que la segunda seccion transversal del segundo tubo se defina en la posicion del segundo tubo en la que el segundo tubo se mantiene por el segundo soporte.
Preferentemente, la primera seccion transversal del primer tubo y la segunda seccion transversal del segundo tubo se adaptan entre si de modo que el primer tubo pueda deslizarse en el segundo tubo a traves de la abertura de entrada del segundo tubo. Se prefiere ademas que la cara externa del primer tubo se ajuste a la cara interna del segundo tubo. De esta manera, el segundo tubo puede usarse como un soporte para mantener el primer tubo durante la centrifugacion. Lo que es mas, con el segundo soporte que mantiene un segundo tubo y el segundo soporte que mantiene un primer tubo, el segundo soporte del dispositivo de procesamiento de fluidos puede usarse para mantener el primer tubo durante la centrifugacion. En este caso, se prefiere que la seccion transversal de la primera cara interna de forma cillndrica del primer soporte sea mas pequena que la seccion transversal de la segunda cara interna de forma cillndrica del segundo soporte en no mas del 60 %, preferentemente no mas del 50 % y aun mas preferentemente no mas del 40 %. Por otro lado, en este caso, se prefiere que la seccion transversal de la primera cara interna de forma cillndrica del primer soporte sea mas pequena que la seccion transversal de la segunda cara interna de forma cillndrica en mas del 10 %, preferentemente mas del 20 % y aun mas preferentemente mas del 30 %. Preferentemente, la seccion transversal del primer tubo tiene un area que es mayor de 10 mm2, preferentemente mayor de 40 mm2 y posiblemente mayor de 80 mm2. Por otro lado, se prefiere que la seccion transversal del primer tubo tenga un area que sea menor de 1000 mm2, preferentemente menor de 100 mm2 y posiblemente menor de 60 mm2.
En una realizacion preferida de la invencion, el primer tubo tiene una abertura de entrada y una abertura de salida. Estos tubos tambien se conocen como columnas o columnas de centrifugacion. Preferentemente, ademas, el primer tubo tiene un elemento de filtro que separa la abertura de entrada de la abertura de salida. Preferentemente, el elemento de filtro tambien actua como una membrana para unir selectivamente biomoleculas como acido nucleico. De esta manera, el primer tubo puede usarse para una etapa de union en la que, distribuyendo un fluido que contiene biomolecula a la abertura de entrada del primer tubo y dejandolo pasar, las biomoleculas se unen selectivamente al elemento de filtro.
Por otro lado, se prefiere que el segundo tubo se use para recoger un fluido (tubo de recogida). En este caso, se prefiere que el segundo tubo tenga una abertura de entrada pero no una abertura de salida. En este caso, el segundo tubo puede usarse para la etapa de elucion recogiendo el fluido de elucion incluyendo las biomoleculas purificadas que se han unido del elemento de filtro del primer tubo.
El dispositivo de procesamiento de fluidos incluye un primer recipiente que tiene un primer volumen de recipiente para mantener un fluido. Preferentemente, el primer recipiente esta conectado de forma rlgida al primer soporte. El primer recipiente se dispone con respecto al primer soporte de modo que un fluido que fluya del primer tubo mantenido por el primer soporte fluya al primer recipiente. Preferentemente, el fluido fluye a traves del primer tubo porque se drena por fuerza gravitacional o centrlfuga. De esta manera, recogiendo los fluidos que han pasado a traves del primer tubo al primer recipiente (por ejemplo un fluido residual durante una etapa de lavado), puede eliminarse la contamination cruzada con tubos adyacentes durante la centrifugacion. Ademas, con un primer volumen de recipiente suficientemente grande, la union y el lavado pueden llevarse a cabo sin tener que interrumpir la centrifugacion para descartar el fluido recogido. Esto ayuda a reducir las etapas de descarga y carga que consumen tiempo de la centrlfuga, y hacer posible aumentar el numero de etapas de lavado o aumentar el volumen de lisado. Preferentemente, el primer volumen de recipiente es mayor de 1 ml, preferentemente mayor de 10 ml y posiblemente mayor de 50 ml. Por otro lado, se prefiere que el primer volumen de recipiente sea menor de 100 ml, preferentemente menor de 50 ml y posiblemente menor de 10 ml. Preferentemente, el volumen de recipiente se define por la cantidad de fluido que el primer recipiente puede contener durante la centrifugacion. Por otro lado, el volumen del primer recipiente que de hecho se usa para un proceso, es decir el volumen neto del primer recipiente, es preferentemente mas pequeno que el primer volumen de recipiente en al menos 25 %, preferentemente en al menos 50 % y aun mas preferentemente en al menos 75 % del primer volumen de recipiente. Esto es para evitar que las aberturas de salida de los primer y/o segundo tubos entren en contacto con el fluido contenido dentro del primer recipiente (por ejemplo fluido residual) durante el proceso para evitar la contaminacion de los tubos con el fluido contenido dentro del primer recipiente y vertido del fluido durante la centrifugacion.
Preferentemente, el primer volumen de recipiente es mayor que el volumen del segundo tubo para permitir las etapas de union y lavado sin interrupciones debido a descarte del fluido que ha fluido al primer recipiente. Para ese fin, el primer recipiente se disene de modo que la superficie interna del primer recipiente esta contigua al segundo soporte. De esta manera, el primer volumen de recipiente puede maximizarse a un tamano dado del dispositivo de procesamiento de fluidos. Ademas, para maximizar el primer volumen de recipiente, se prefiere que la relation del peso del dispositivo de procesamiento de fluidos y el volumen del primer recipiente sea menor de 10 g/cm3, preferentemente menor de 5 g/cm3 y aun mas preferentemente menor de 1 g/cm3. En una realizacion preferida, el dispositivo de procesamiento de fluidos pesa 7,23 g y tiene un volumen de recipiente de aproximadamente 11 cm3 que da como resultado una relacion de 0,66 g/cm3.
Las siguientes figuras desvelan esquematicamente algunas realizaciones para ilustrar varios aspectos de la invencion. Sin embargo, no deberla entenderse que los detalles y caracterlsticas de los dibujos y la description, limitan el alcance de la invencion. Por ejemplo, aunque las realizaciones se desvelan en relacion con un conjunto particular de tubos para mayor claridad, la invencion no se limita al uso de este conjunto particular de tubos.
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Ademas, aunque los elementos del dispositivo de procesamiento de fluidos (por ejemplo el primer soporte, el segundo soporte, el primer recipiente, el segundo recipiente y as! sucesivamente) en las figuras estan conectados por llneas gruesas, esto debe entenderse unicamente de forma esquematica para indicar una conexion rlgida. Sin embargo, dependiendo de la aplicacion y otras circunstancias, un experto en la materia entiende a partir de las figuras que hay muchas geometrlas y formas diferentes en las que los elementos del dispositivo de procesamiento de fluidos pueden conectarse para su uso en una centrlfuga.
Las Figuras 1A-1E desvelan un primer ejemplo de un conjunto de tubos que pueden usarse para purificar biomoleculas de acuerdo con el metodo de la presente invencion. El conjunto de tubos consiste en un primer tubo 18 como se muestra en la Figura 1A-1B y un segundo tubo 26 como se muestra en las Figuras 1C-1D. El primer tubo 18 es simetrico rotacional con respecto al primer eje 11 y tiene una primera seccion cruzada circular A1 (vease Figura 1B) en una direccion ortogonal al primer eje 11. El primer tubo 18 tiene ademas una primera abertura de entrada 54, una primera abertura de salida 52, un elemento de filtro 19 a traves del que fluye un fluido que se ha distribuido en la abertura de entrada 54 para alcanzar la primera abertura de salida 52, un borde en forma de tipo cuello (primer cuello) 56 y, opcionalmente, un primer tapon 40 que esta conectado de forma flexible al cuello 56. El primer tapon 40 puede usarse para cerrar la abertura de entrada 54 para evitar la contaminacion del contenido del tubo. En el caso del conjunto de tubos de las Figuras 1A-1E, el elemento de filtro 19 es un material de matriz para unir biomoleculas, por ejemplo acidos nucleicos, con el filtro cuando se distribuye un fluido que contiene biomoleculas en la abertura de entrada 54.
El segundo tubo 26 de las Figuras 1C-1D es simetrico rotacional con respecto al segundo eje 27. El segundo tubo 26 tiene ademas una segunda seccion transversal circular A2 (vease Figura 1D) ortogonal con respecto al segundo eje 27, una segunda abertura de entrada 58 pero ninguna abertura de salida (tubo cerrado). Ademas, el segundo tubo 26 tiene un borde en forma de tipo cuello (segundo cuello) 59 y, opcionalmente, un segundo tapon 41 que esta conectado de forma flexible al segundo cuello 59. El segundo tapon 41 se usa para cerrar la abertura de entrada para evitar la contaminacion del contenido del tubo. La segunda seccion transversal A2 del segundo tubo 26 tiene un tamano tal que el primer tubo 18 puede deslizarse en el segundo tubo 26 hasta que el primer cuello 56 del primer tubo 18 golpea el segundo cuello 59 del segundo tubo 26 (vease Figura 1E). De esta manera, el segundo tubo 26 puede usarse como un tubo de recogida o recipiente para recibir un fluido distribuido en la abertura de entrada 54 del primer tubo 18, as! como un soporte para mantener el primer tubo 18 durante la centrifugacion.
Estan disponibles en el mercado tubos como se muestran en las Figuras 1A-1E en diferentes tamanos y materiales de filtro dependiendo de la aplicacion. Por ejemplo, el QIAprep Spin Miniprep Kit™ del solicitante ofrece columnas de centrifugacion (primeros tubos) que tienen una seccion transversal A1 de 8,8 mm y una longitud de 30 mm, y tubos de recogida (segundos tubos) que tienen una seccion transversal A2 de 10,5 mm y un volumen de recogida de aproximadamente 2 ml.
Las Figuras 2A- 2E desvelan esquematicamente un primer dispositivo del procesamiento de fluidos. La Figura 2A muestra una vista lateral de seccion transversal a lo largo del eje C1-C1' del dispositivo de procesamiento de fluidos 1 que mantiene un primer tubo 18 y un segundo tubo 26 de los tipos mostrados en las Figuras 1 A y 1C. La Figura 2B muestra una seccion transversal correspondiente a lo largo del eje C1-C1' en una direccion ortogonal a la vista lateral de la Figura 2A. El dispositivo de procesamiento de fluidos 1 esta comprendido por un primer soporte 14 en una primera posicion de soporte 16 y un segundo soporte 22 en una segunda posicion de soporte 24 que estan conectados de forma rlgida entre si. Ademas, como se ha mencionado anteriormente, el dispositivo de procesamiento de fluidos 1 puede conectarse al rotor de una centrlfuga por medio de medios de conexion (no mostrado) de maneras que se describiran posteriormente en mas detalle.
Como puede verse a partir de la figura 2A y 2B, el primer soporte 14 comprende un elemento en anillo de forma cillndrica que tiene una cara interna ajustada a la forma de una parte del primer tubo 18 para mantener el primer tubo 18 en una primera posicion de soporte definida 16 con respecto al segundo soporte 22. El elemento de anillo del primer soporte 14 proporciona ademas un primer obturador 60 que en las Figuras 2A-2E corresponde al borde superior del elemento de anillo del primer soporte. De esta manera, el primer tubo 18 puede deslizarse en el elemento de anillo hasta que el primer cuello 56 del primer tubo 18 golpea el elemento de anillo. De esta manera, el primer tubo 18 se mantiene por el primer soporte 14 siempre que las fuerzas gravitacionales o centrlfugas tengan un componente en la direccion de deslizamiento, es decir hacia abajo en la Figura 2A. Ademas, el primer tubo 18 puede retirarse facilmente del primer soporte 14 deslizando el primer tubo 18 hacia fuera del elemento de anillo. Se sobreentiende que el elemento de anillo de forma cillndrica tiene una forma y es suficientemente rlgido para que pueda mantener un tubo durante la centrifugacion en una posicion definida en todos los angulos de oscilacion as en los que puede funcionar el dispositivo de procesamiento de fluidos.
De forma similar, el segundo soporte 22 es un elemento de anillo de forma cillndrica que tiene una cara interna ajustada a la forma de una parte del segundo tubo 26 para mantener el segundo tubo 26 en una segunda posicion de soporte definida 24 con respecto al primer soporte 14. El elemento de anillo del segundo soporte 22 proporciona ademas un segundo obturador 62 que en las Figuras 2A-E corresponde al borde superior del elemento de anillo del segundo soporte. De esta manera, el segundo tubo 26 puede deslizarse en el elemento de anillo hasta que el segundo cuello 59 del segundo tubo 26 golpea el elemento de anillo. De esta manera, el segundo tubo 26 se
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mantiene por el segundo soporte 22 siempre que las fuerzas gravitacionales o centrlfugas tengan un componente en la direction de deslizamiento. Ademas, el segundo tubo 26 puede retirarse facilmente del segundo soporte 22 deslizando el segundo tubo 26 fuera del elemento de anillo.
Ademas, el primer soporte 14 y el segundo soporte 22 estan conectados cada uno rlgidamente entre si para proporcionar una rigidez suficiente cuando se centrifuguen. Ademas, el primer soporte 14 y el segundo soporte 22 se orientan uno con respecto al otro de modo que puedan mantener los dos tubos 18, 26 en paralelo. Una orientation paralela del primer tubo y del segundo tubo uno con respecto al otro simplifica la distribution de fluidos a tubos respectivos y la transferencia automatica del primer tubo al segundo tubo.
La Figura 2C ilustra una vista lateral del dispositivo de procesamiento de fluidos 1 de la Figura 2A con los primer y segundo tubos retirados. Como para los otros dispositivos de procesamiento de fluidos en esta solicitud, se prefiere que el dispositivo de procesamiento de fluidos 1 de la Figura 2C se moldee por compresion a partir de material polimerico y, preferentemente, hecho de una pieza para mejorar la rigidez y reducir el peso y los costes.
Las Figuras 2D-2E ilustran una transferencia directa 30 (primera transferencia de tubos) del primer tubo 18 de la primera position de soporte 16 a la segunda position de soporte 24. Con la transferencia directa 30 y el segundo tubo 26 en su sitio en la segunda posicion de soporte 24, las etapas de union y lavado realizadas con el primer tubo 18 en la primera posicion de soporte 16 pueden seguirse de una etapa de elucion en la segunda posicion de soporte 24 sin las etapas de (a) sacar el primer tubo 18 de la centrlfuga para colocar el primer tubo 18 en un segundo tubo; y (b) colocar el segundo tubo 26 junto con el primer tubo 18 de nuevo en la centrlfuga. En su lugar, con el dispositivo de procesamiento de fluidos de las Figuras 2A-2E, puede hacerse que la etapa de elucion siga a las etapas de union y lavado aplicando tres movimientos del primer tubo: (a) deslizar el primer tubo 18 fuera del primer soporte 14, es decir, un movimiento en la direccion axial del primer tubo 18 (direccion z); (b) mover el primer tubo 18 de la primera posicion del soporte 16 a la segunda posicion del soporte 24, es decir un movimiento lateral a la direccion axial (direccion x); y (c) deslizar el primer tubo 18 al segundo tubo 26, es decir un movimiento en la direccion axial del primer tubo 18 (direccion z negativa). En consecuencia, la transferencia directa del primer tubo 18 incluye solamente dos movimientos axiales, uno en la direccion z y el otro en la direccion z negativa. El modo en que el primer tubo 18 se inserta en el segundo tubo 26 y se mantiene en posicion se ha descrito anteriormente en las Figuras 1A-1E.
Ademas, con el primer tubo 18 colocado en el segundo tubo 26, la elucion puede llevarse a cabo distribuyendo un fluido de elucion en la abertura de entrada del primer tubo 18 y llevando a cabo una etapa de centrifugation adicional. Con la centrlfuga que ejerce una fuerza centrlfuga en la direccion axial hacia la abertura de salida del primer tubo 52, el fluido de elucion se presiona a traves del elemento de filtro 19, se desorbe de las biomoleculas unidas, por ejemplo acido nucleico, del elemento de filtro 19, deja el primer tubo 18 y se recibe por el segundo tubo 26 que en este caso actua como un segundo recipiente 64 o tubo de recogida. De esta manera, las biomoleculas purificadas se recogen en el segundo tubo 26 (es decir segundo recipiente 64) para procesamiento adicional. Observese que, ya que el segundo tubo 26 puede retirarse del dispositivo de procesamiento de fluidos 1 y ya que el segundo tubo 26 preferentemente es un tubo convencional, el procesamiento adicional del eluato es mas sencillo debido a la compatibilidad de los segundos tubos con otro equipamiento de laboratorio que puede usarse para el procesamiento adicional del eluato.
Las Figuras 3A- 3E desvelan esquematicamente un segundo dispositivo del procesamiento de fluidos. La Figura 3A muestra una vista lateral de section transversal a lo largo del eje C1-C1' del dispositivo de procesamiento de fluidos 1 que mantiene un primer tubo 18 y un segundo tubo 26 de los tipos mostrados en las Figuras 1A y 1C. La Figura 3B muestra una seccion transversal correspondiente a lo largo del eje C1-C1' en una direccion ortogonal a la vista lateral de la Figura 3A. El dispositivo de procesamiento de fluidos 1 de las Figuras 3A-3E es identico al mostrado en las Figuras 2A-2E excepto que el dispositivo de procesamiento de fluidos 1 de las Figuras 3A-3E tiene un primer recipiente 10 conectado de forma rlgida al primer soporte 14 y el segundo soporte 22. El primer recipiente 10 se situa con respecto al primer soporte 14 de modo que un fluido que fluye a traves del primer tubo 18 mantenido por el primer soporte 14 fluye al primer recipiente 10. De esta manera, los fluidos (por ejemplo tampones de lisado o lavado) que se han distribuido al primer tubo 18 en la primera posicion de soporte 16 para las etapas de union y lavado, y que ha pasado a traves del elemento de filtro 19, puede recogerse dentro del primer volumen de recipiente 12 del primer recipiente 10 como residuos. El primer recipiente 10 tambien puede considerarse por lo tanto un recipiente de residuos. Disenando el primer recipiente 10 suficientemente grande, puede llevarse a cabo union y lavado sin tener que interrumpir esos procesos para descartar los residuos. Descartar los residuos implicarla una descarga y recarga de la centrlfuga que consumirla tiempo. Ademas, un recipiente de residuos 10 suficientemente grande permite etapas de lavados adicionales etc. sin tener que pasar por etapas de descarte de residuos que consumen tiempo.
El primer recipiente 10 esta preferentemente conectado de forma rlgida con el primer soporte 14 y el segundo soporte 22 para formar un primer recipiente que comprende la estructura 103 que es suficientemente rlgida para soportar altas fuerzas centrlfugas. No es necesario, pero se prefiere, que el primer recipiente 10, el primer soporte 14 y el segundo soporte 22 esten hechos de una sola pieza por razones de estabilidad y fabrication. Ademas, el primer recipiente 10 puede ser un recipiente cerrado hermeticamente, con la exception de la abertura proporcionada por el primer soporte 14. Esto proporcionarla una estructura estable particular y protegerla el entorno de fluido
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residual vertido. Sin embargo, ha resultado que no es necesario que la mayorla de los procesos tengan un recipiente cerrado hermeticamente. Ademas, la fabricacion del dispositivo de procesamiento de fluidos en una pieza es menos cara si el primer recipiente esta abierto en la region superior. Ademas, puede ser necesario tener acceso al fluido residual para fines de control.
Las Figuras 3D-3E ilustran, como las Figuras 2D-3E, una primera transferencia de tubo directa 30 del primer tubo 18 de la primera posicion de soporte 16 a la segunda posicion de soporte 24. De nuevo, con el dispositivo de procesamiento de fluidos de las Figuras 3A-3E, puede hacerse que la etapa de elucion siga las etapas de union y lavado aplicando una transferencia directa 30 con tres movimientos del primer tubo: (a) deslizar el primer tubo 18 fuera del primer soporte 14; (b) mover el primer tubo 18 de la primera posicion del soporte 16 a la segunda posicion de soporte 24; y (c) deslizar el primer tubo 18 al segundo tubo 26. Sin embargo, a diferencia de las Figuras 2A-2E, hay un primer recipiente 10 que puede recibir fluidos filtrados (fluidos de lisado o lavado), es decir fluido residual, que ha dejado el primer tubo 18 a traves de su elemento de filtro 19. De esta manera, el fluido residual puede descartarse de manera que no contamine otros tubos o fluidos. Ademas, el descarte se lleva a cabo sin tener que descargar o recargar los primeros tubos fuera o dentro de la centrlfuga.
Las Figuras 4A- 4E desvelan esquematicamente un tercer dispositivo de procesamiento de fluidos. La Figura 4A muestra una vista lateral de seccion transversal a lo largo del eje C1-C1' del dispositivo de procesamiento de fluidos 1 que mantiene un primer tubo 18 y un segundo tubo 26 de los tipos mostrados en la Figura 1A y 1C. La Figura 4B muestra una seccion transversal correspondiente a lo largo del eje C1-C1' en una direccion ortogonal a la vista lateral de la Figura 4A. El dispositivo de procesamiento de fluidos 1 de las Figuras 4A-4E es el mismo que se muestra en las Figuras 3A-3E con la diferencia de que el primer recipiente 10 se extiende para solapar con el segundo soporte 22 en una proyeccion ortogonal al primer eje 11 del primer tubo 18 cuando se mantiene por el primer soporte 14. De esta manera, la superficie interna 10a del primer recipiente 10 esta contigua al segundo soporte 22. El diseno ayuda a aumentar significativamente el volumen del primer recipiente 12 para permitir mas residuo sin tener que aumentar la altura del recipiente. El aumento de la altura del primer recipiente requerirla el uso de centrlfugas mayores. Ademas, con la extension mostrada del primer recipiente 10 al segundo soporte 22, el segundo soporte 22 se conecta mas rlgidamente con el primer soporte 14 para minimizar la deformacion del dispositivo de procesamiento de fluidos 1 durante la centrifugacion.
El dispositivo de procesamiento de fluidos 1 de las Figuras 4A-4E difiere ademas de las realizaciones de las Figuras 2A-2E y 3A-3E porque el segundo soporte 22 se ajusta al primer tubo 18 que tiene una primera seccion transversal A1, en lugar de mantener un segundo tubo 26 que tiene una segunda seccion transversal A2. De esta manera, las caras internas de forma cillndrica del primer soporte 14 y la del segundo soporte 22 tienen las mismas secciones transversales axiales. Ademas, a diferencia de los disenos previos, el segundo soporte 22 se extiende al primer recipiente 10 para formar un segundo recipiente 64 que tiene un volumen del segundo recipiente 65. De esta manera, para llevar a cabo las etapas de union, lavado y elucion, no se requiere un segundo tubo 26 ya que las biomoleculas purificadas pueden eluirse en el segundo recipiente 64. Sin embargo, ya que en este caso el segundo recipiente 64 esta conectado originalmente al primer soporte 22 y al primer recipiente 10, el dispositivo de procesamiento de fluidos 1 tiene que sacarse de la centrlfuga para procesamiento adicional de las biomoleculas purificadas. Ademas, esta realizacion no es adecuada si se desea almacenamiento de las biomoleculas purificadas.
La Figura 4C ilustra una vista lateral del dispositivo de procesamiento de fluidos 1 de la Figura 4A con el primer tubo retirado. De nuevo, preferentemente, el dispositivo de procesamiento de fluidos 1 como se muestra en la Figura 4C esta hecho de una pieza (estructura que comprende el primer recipiente 103) para mejorar la rigidez del dispositivo y para reducir costes. Ademas, las Figuras 4D-4E ilustran, como las Figuras 3D-3E, una transferencia directa 30 (transferencia de primer tubo) del primer tubo 18 de la primera posicion de soporte 16 a la segunda posicion de soporte 24.
Las Figuras 5A- 5E desvelan esquematicamente un cuarto dispositivo de procesamiento de fluidos. La Figura 5A muestra una vista lateral de seccion transversal a lo largo del eje C1-C1' del dispositivo de procesamiento de fluidos 1 que mantiene un primer tubo 18 y un segundo tubo 26 de los tipos mostrados en la Figura 1A y 1C. La Figura 5B muestra una seccion transversal correspondiente a lo largo del eje C1-C1' en una direccion ortogonal a la vista lateral de la Figura 5A. El dispositivo de procesamiento de fluidos 1 de las Figuras 5A-5E es el mismo que se muestra en las Figuras 4A-4E con la diferencia de que el segundo soporte 22 no se extiende para formar un segundo recipiente. En su lugar, para proporcionar un segundo recipiente 64 para elucion, es necesario insertar un segundo tubo 26 en el segundo soporte 22. En consecuencia, para avanzar de las etapas de union y lavado a la etapa de elucion, el primer tubo 18 tiene que transferirse del primer soporte 14 al segundo soporte 22 y deslizarse en el segundo tubo 26 como se desvela en la Figura 1E. En este caso, el segundo tubo 26 mantiene el primer tubo 18 y, al mismo tiempo, actua como un segundo recipiente para mantener el fluido de elucion que fluye a traves del primer tubo 18. Ademas, ya que el segundo tubo 26 puede retirarse del dispositivo de procesamiento de fluidos 1, el fluido eluido con las biomoleculas eluidas puede retirarse del dispositivo de procesamiento de fluidos 1 para fines de procesamiento y almacenamiento adicionales sin tener que retirar el dispositivo de procesamiento de fluidos 1 de la centrlfuga.
La Figura 5C ilustra una vista lateral del dispositivo de procesamiento de fluidos 1 de la Figura 5A con el primer tubo
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18 y el segundo tubo 26 retirados. De nuevo, preferentemente, el dispositivo de procesamiento de fluidos 1 como se muestra en la Figura 5C esta hecho de una pieza (estructura que comprende el primer recipiente 103) para mejorar la rigidez del dispositivo y reducir costes. Ademas, las Figuras 5D-5E ilustran, como las Figuras 4D-4E, una transferencia directa 30 (transferencia de primer tubo) del primer tubo 18 desde la primera posicion de soporte 16 a la segunda posicion de soporte 24.
Las Figuras 6A- 6E desvelan esquematicamente un quinto dispositivo de procesamiento de fluidos. La Figura 6A muestra una vista lateral de seccion transversal a lo largo del eje C1-C1' del dispositivo de procesamiento de fluidos 1 que mantiene un primer tubo 18 en una primera posicion de soporte 16 y un segundo tubo 26 en una segunda posicion de soporte 24. La Figura 6B muestra una seccion transversal correspondiente a lo largo del eje C1-C1' en una direccion ortogonal a la vista lateral de la Figura 6A. El dispositivo de procesamiento de fluidos 1 de las Figuras 6A-6E es el mismo que se muestra en las Figuras 5A-5E con la diferencia de que se ha anadido un tercer soporte 66 para mantener un tercer tubo 32 que tiene un tercer eje 34, una tercera seccion transversal A3 y un tercer cuello 33 en el borde del tubo.
En la Figura 6A, el tercer tubo 32 es una columna de centrifugacion adicional que tiene una tercera abertura de entrada, una tercera abertura de salida y un elemento de filtro. En muchas aplicaciones, la geometrla del tercer tubo 32 igual a la geometrla del primer tubo 18 de modo que la tercera seccion transversal A3 es la misma que la primera seccion transversal A1. Sin embargo, dependiendo de la aplicacion, el primer tubo 18 y el tercer tubo 32 pueden diferir en su tipo de elemento de filtro. Observese que, si la primera seccion transversal A1 y la tercera seccion transversal A3 son la misma, la cara interna del primer soporte 14 puede ser la misma que la cara interna del tercer soporte 66 de modo que el primer tubo 18 tambien puede mantenerse por el tercer soporte 66 y el tercer tubo 32 tambien puede mantenerse por el primer soporte 14, si lo requiere el proceso.
Ademas, el tercer soporte 66 se extiende para proporcionar un tercer recipiente 68 que tiene un volumen de tercer recipiente 70. Ademas, dependiendo de la aplicacion, pude hacerse que el tercer soporte mantenga un primer tubo 18 que tenga una primera seccion transversal A1 o que mantenga un segundo tubo 26 que tenga una segunda seccion transversal A2. Como puede verse a partir de las figuras, el tercer soporte 66 tiene una cara interna de forma de tipo cilindro que se ajusta a la forma del tercer tubo 32. De esta manera, deslizando el tercer tubo 32 en la cara de forma de tipo cilindro interna, la posicion del tercer tubo 32 se define dentro de un plano ortogonal a la direccion de deslizamiento. Ademas, el borde superior de la cara en forma de tipo cilindro del tercer soporte 32 es tal que actua como un tercer obturador 67 que detiene el deslizamiento del tercer tubo 32 al tercer soporte 66 en el momento en que el tercer cuello 33 golpea el obturador 67. En esta posicion, la posicion del tercer tubo 32 tambien se define en la direccion de deslizamiento siempre que las fuerzas centrlfugas o gravitacionales tengan un componente que presione el tercer cuello 33 contra el tercer obturador 67. De nuevo, se prefiere que el tercer soporte 66 se disponga de tal manera que mantenga el tercer tubo 32 de modo que el tercer tubo 32 este en paralelo al primer tubo 18 cuando se mantenga por el primer soporte 14.
El tercer soporte 66 es util para implementar etapas de purificacion adicionales en el dispositivo de procesamiento de fluidos 1. Por ejemplo, algunas aplicaciones requieren elementos de filtro adicionales con diferentes funcionalidades. El tercer soporte 66 puede usarse para mantener un tercer tubo 32 con un elemento de filtro que difiere en su especificidad o funcionalidad del elemento de filtro del primer tubo 18. El tercer tubo 32 se dispone de manera que un fluido que contenga las biomoleculas deseadas fluya a traves del tercer tubo 32 al tercer recipiente 70 cuando se mantenga por el tercer soporte 66 en la tercera posicion de soporte 28. Antes de obtener acceso al fluido que contiene las biomoleculas deseadas el tercer tubo 32 tiene que retirarse del primer soporte 66.
Ademas, el tercer soporte 66 puede usarse sin otro elemento de filtro para eliminacion de lisado despues de la lisis de una muestra biologica inicial antes de realizar las etapas de union, lavado y elucion. El lisado de la muestra biologica puede llevarse a cabo por separado, por ejemplo, distribuyendo un tampon de lisado al fluido de muestra para romper las paredes celulares de las celulas que contienen biomoleculas, por ejemplo acidos nucleicos. Despues de la adicion de un tampon adicional, por ejemplo un tampon de neutralization, el lisado se transfiere al volumen del tercer recipiente 70 del tercer recipiente 68. Para sedimentar los residuos celulares en el tercer recipiente 68 se aplica fuerza centrlfuga al dispositivo de procesamiento de fluidos 1, y el sobrenadante que contiene biomoleculas, es decir el fluido que contiene acidos nucleicos clarificado, se pipetea del tercer recipiente 68 al primer tubo 18 para iniciar la etapa de union.
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Observese que el metodo anterior tambien funcionarla con un tercer tubo 32 y el tercer tubo 32 se forma como un recipiente y se coloca en la tercera posicion de soporte 28. En este caso, la muestra biologica inicial se distribuye al tercer tubo 32 despues de la lisis.
Observese tambien que, como puede verse a partir de las Figuras 6A-B, el primer recipiente 10 se extiende en una proyeccion ortogonal al primer eje 11 del primer tubo 18 mantenido por el primer soporte 14 de manera que cubra el segundo soporte 22 y el tercer soporte 66. De nuevo, esto es para maximizar el volumen del primer recipiente 12 a una altura de recipiente dada para maximizar el volumen residual.
La Figura 6C ilustra de nuevo una vista lateral del dispositivo de procesamiento de fluidos 1 de la Figura 6A con el primer tubo 18, el segundo tubo 26 y tercer tubo 32 retirados. De nuevo, preferentemente, el dispositivo de procesamiento de fluidos 1 como se muestra de la Figura 6C se hace de una pieza (estructura que comprende el primer recipiente 103) para mejorar la rigidez del dispositivo y reducir costes. Ademas, las Figuras 6D-6E ilustran, como las Figuras 5D-5E, una transferencia directa 30 (transferencia de primer tubo) del primer tubo 18 de la primera posicion de soporte 16 a la segunda posicion de soporte 24 para la etapa de elucion.
La Figura 7A-7B ilustra dos secciones transversales ortogonales a traves de un sexto dispositivo de procesamiento de fluidos 1. El dispositivo de procesamiento de fluidos 1 de la Figura 7A-7B es el mismo que el de las Figuras 6A-6F excepto que contiene un cuarto soporte 80 para mantener un primer tubo adicional 18. El primer tubo adicional 18 se mantiene por el soporte 80 de modo que un fluido que fluya a traves del soporte del primer tubo adicional 18 tambien fluye al primer recipiente 10. Con el primer soporte 14 que mantiene un primer tubo 18 y el cuarto soporte 80 que mantiene un primer tubo 18 adicional, es posible unir y lavar dos biomoleculas diferentes al mismo tiempo.
Las Figuras 8A-8B ilustran dos secciones transversales ortogonales a traves de un septimo dispositivo de procesamiento de fluidos 1. El dispositivo de procesamiento de fluidos 1 de las Figuras 8A-8B es identico a la realizacion de las Figuras 7A-7E con la exception de que incluye un quinto soporte 90 que mantiene un segundo tubo 26 adicional. Esta realizacion es para mostrar que la presente invention permite la inclusion de al menos cinco soportes, por ejemplo dos soportes para mantener un primer tubo 18, dos soportes para mantener un segundo tubo 26 y un tubo para mantener un tercer tubo 32. Dependiendo de una secuencia de proceso y del tamano de la centrlfuga para usar, si se requieren multiples soportes para simplificar la secuencia de proceso, la presente invencion permite la provision de los multiples soportes requeridos de diferentes tamanos. Ademas, aunque en las figuras de la description los diversos soportes se alinean linealmente a lo largo del eje C1-C1', tambien es posible disponer soportes distribuidos dentro de dos dimensiones, por ejemplo dentro de dos llneas o como una matriz arbitraria.
Los dispositivos de procesamiento de fluidos descritos hasta la fecha no incluyen medios de conexion. Sin embargo, como se ha mencionado anteriormente, con medios de conexion que tienen una estructura de soporte para mantener el dispositivo de procesamiento de fluidos 1, es posible conectar los dispositivos de procesamiento de fluidos al rotor, como sabra un experto en la materia.
Las Figuras 9A-8B ilustran dos secciones transversales ortogonales a traves de un octavo dispositivo de procesamiento de fluidos 1. El octavo dispositivo de procesamiento de fluidos es identico a la realizacion de las Figuras 3A y 3B con la diferencia de que la presente realizacion comprende medio de conexion 104 para conectar el dispositivo de procesamiento de fluidos 1 a un rotor de una centrlfuga. En el presente caso, el medio de conexion
104 consiste en dos elementos de eje oscilante 105 que se conectan de forma integral a dos lados opuestos del primer recipiente 10. Los dos elementos de eje oscilante 105 tienen la forma de dos troncos que apuntan hacia fuera con respecto al primer recipiente 10 para definir el eje oscilante 106 que se extiende a traves del volumen del primer recipiente 12. Como se mostrara posteriormente en mas detalle, para conectar de forma desmontable el dispositivo de procesamiento de fluidos 1 a un rotor de una centrlfuga, los dos elementos de eje oscilante en forma de tronco
105 se cuelgan en medios de conexion de rotor receptores 134 respectivos, por ejemplo receptores de eje oscilante 128, que son parte de dos ramas opuestas del rotor.
Los elementos de eje oscilante 105 del dispositivo de procesamiento de fluidos 1 y medios de conexion del rotor receptores 134, por ejemplo receptores del eje oscilante 128, del rotor se situan y se adaptan uno con respecto al otro de modo que el dispositivo del procesamiento de fluidos 1 pueda girar en torno a un eje oscilante 106 que se extiende en direction tangencial con respecto a la rotation del rotor en la centrlfuga. De esta manera, uno o mas de los dispositivos de procesamiento de fluidos 1 de las Figuras 9A-9B pueden centrifugarse de manera que los dispositivos de procesamiento de fluidos sean libres para oscilar hacia fuera en torno al eje oscilante 106 dependiendo de la fuerza centrlfuga. De esta manera, si la fuerza centrlfuga es muy alta en comparacion con la fuerza gravitacional, los dispositivos de procesamiento de fluidos pueden oscilar tanto hacia fuera que los tubos tengan una orientation casi horizontal. En este caso, los fluidos dentro del primer y del segundo tubo se ven presionados bajo la fuerza centrlfuga en direccion casi axial hacia el suelo del tubo o a traves del elemento de filtro del tubo. En general, se prefiere que los elementos de eje oscilante 105, por ejemplo dos troncos o cilindros, esten conectados integralmente al primer recipiente 10, al primer soporte 14 y al segundo soporte 22. Si esto es asl, se dice que el dispositivo de procesamiento de fluidos 1 es autoportante. En una realizacion preferida, sin embargo, el dispositivo de procesamiento de fluidos 1 no es autoportante. En este caso, se prefiere que el medio de conexion
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104 tenga una estructura de soporte 102 que se adapte para mantener el dispositivo de procesamiento de fluidos 1 durante la centrifugacion como se muestra, por ejemplo, en la Figura 12.
Deberla mencionarse que el uso de elementos de eje oscilante 105 en forma cillndrica o de tronco solamente es una de muchas maneras de implementar un dispositivo de procesamiento de fluidos oscilante 1 a un rotor de una centrlfuga. Por ejemplo, en lugar de elementos de eje oscilante 105 que apunten hacia fuera con respecto al primer recipiente 10, pueden usarse dos rebajes en los lados respectivos del primer recipiente 10 que tengan forma para interaccionar con el medio de conexion de rotor receptor 134, por ejemplo receptores de eje oscilante 128, del rotor de modo que el dispositivo de procesamiento de fluidos 1 pueda oscilar hacia fuera bajo la fuerza centrlfuga. Ademas, tambien es posible colocar elementos de eje oscilante 105 de tal manera con respecto al primer recipiente 10 que definan un eje oscilante 106 que se extiende fuera del volumen del primer recipiente 12. En este caso, el medio de conexion 104 puede usar una union de bisagra que se desvla por un resorte para hacer una conexion oscilante con el rotor, en lugar de usar un elemento de eje oscilante en forma de tronco.
Las Figuras 10A-10B ilustran dos secciones transversales ortogonales a traves de un noveno dispositivo de procesamiento de fluidos 1. El dispositivo de procesamiento de fluidos 1 de las Figuras 10A-10B es identico a la realizacion de las Figuras 4A-4E con la exception de que, como en las Figuras 9A-9B, el dispositivo de procesamiento de fluidos 1 es autoportante debido a los dos troncos conectados integralmente 105 para conectar el dispositivo de procesamiento de fluidos 1 a un rotor de una centrlfuga.
Las Figuras 11A-11B ilustran dos secciones transversales ortogonales a traves de un decimo dispositivo de procesamiento de fluidos 1. El dispositivo de procesamiento de fluidos 1 de las Figuras 11A-11B es similar a la realizacion de las Figuras 6A-6E con la excepcion de que, como en las Figuras 10A-10B, el dispositivo de procesamiento de fluidos 1 es autoportante debido a su dos troncos conectados integralmente 105 para conectar el dispositivo de procesamiento de fluidos 1 a un rotor de una centrlfuga.
La Figura 12 desvela un undecimo dispositivo de procesamiento de fluidos que es identico a la realizacion de acuerdo con las Figuras 11A-11B excepto que el medio de conexion 104 comprende ademas de elementos de eje oscilante 105 una estructura de soporte 102 para mantener un primer recipiente 10 con el primer soporte 14, segundo soporte 22 y tercer soporte 66. En este caso, el medio de conexion 104 y la estructura que comprende el primer recipiente 10 pueden considerarse unidades separadas que se adaptan entre si para conectarse de forma desmontable entre si. Ademas, en la Figura 12 la cara interna de la estructura de soporte 102 se ajusta a la cara externa 10b del primer recipiente 10 para asegurar que la estructura de soporte 102 y la estructura que comprende el primer recipiente 103 esta en una position definida una con respecto a la otra, en reposo as! como durante la centrifugacion. Por otro lado, para simplificar la manipulation, se prefiere que la estructura de soporte 102 tenga una abertura suficientemente grande para que la estructura que comprende el primer recipiente 103 pueda retirarse de la estructura de soporte 102 simplemente extrayendo la estructura que comprende el primer recipiente 103 de la estructura de soporte 102. Por ejemplo, en la Figura 12, la estructura de soporte 102 tiene forma de copa, con la cara interna de la copa ajustada a la forma externa del primer recipiente 10. De esta manera, la estructura que comprende el primer recipiente 103 que consiste en el primer recipiente 10, el primer soporte 14, el segundo soporte 22 y el tercer soporte 66 pueden separarse de la estructura de soporte en forma de copa 102 extrayendo los dos entre si.
La estructura que comprende el primer recipiente 103 y la estructura de soporte 102 se moldean de modo que la estructura que comprende el primer recipiente 103 puede insertarse en la estructura de soporte 102 solamente en una orientation entre si. Esto es para prevenir que, por ejemplo, un usuario confunda los primer y segundo tubos insertando las estructuras que comprenden el recipiente en estructuras de soporte accidentalmente en diferentes orientaciones.
La estructura que comprende el primer recipiente 103 y la estructura de soporte 102 se moldean preferentemente de modo que sea posible insertar la estructura que comprende el primer recipiente 103 en la estructura de soporte 102 en dos orientaciones diferentes, preferentemente en un angulo de 180 grados entre las dos orientaciones. Las dos orientaciones pueden usarse para permitir que el medio de conexion 104 se conecte al rotor de la centrlfuga en dos direcciones opuestas. Esto a su vez hace posible que los dispositivos de procesamiento de fluidos en el rotor puedan centrifugarse en dos angulos de oscilacion as predeterminados diferentes (vease Figura 18C), dependiendo de la orientacion elegida. El angulo de oscilacion as predeterminado indica el angulo maximo al que los dispositivos de procesamiento de fluidos oscilan dentro de las ramas del rotor 126, con respecto a la orientacion en reposo.
Deberla observarse que se prefiere que el medio de conexion 104 que comprende la estructura de soporte 102 y los elementos de eje oscilante 105 se compongan de una pieza. Ademas, para soportar la fuerza centrlfuga ejercida sobre la estructura que comprende el primer recipiente 103, se prefiere que la estructura de soporte 102 este compuesta de un material que sea ligero pero tenga una alta fuerza, por ejemplo aluminio. Ademas, si la estructura que comprende el primer recipiente 103 es desmontable de la estructura de soporte 102, puede ser una option que los elementos del eje oscilante 105 y el medio de conexion de rotor receptor 134, por ejemplo receptor de eje oscilante 128, se adapten para proporcionar una conexion permanente.
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La Figura 13 desvela un duodecimo dispositivo del procesamiento de fluidos que es identico a la realizacion de acuerdo con la Figura 12 excepto que el presente dispositivo de procesamiento de fluidos 1 incluye un medio de fijacion de primer tapon 44 para mantener un primer tapon 40 de un primer tubo 18 durante la centrifugacion y un medio de fijacion del segundo tapon 46 para mantener un segundo tapon 41 de un segundo tubo 26 durante la centrifugacion. Con el medio de fijacion del primer tapon 44 y el medio de fijacion del segundo tapon 46 es posible centrifugar tubos con una abertura de entrada abierta, es decir centrifugar tubos que tienen un tapon conectado a el con sus tapones quitados. Los tubos de centrifugacion con una abertura de entrada abierta son ventajosos porque, cuando se transfiere automaticamente el primer tubo 18 del primer soporte al segundo tubo 26, no se requiere ninguna etapa para quitar el segundo tapon 41 del segundo tubo 26. Ademas, con un primer tubo abierto, no es necesario quitar el primer tapon 40 del primer tubo 18 para retirar o distribuir un fluido de o al primer tubo 18. Esto simplifica significativamente la automatizacion.
En la Figura 13, el medio de fijacion del primer tapon 44 se realiza proporcionando una estructura de cierre del tapon 50 en la que el primer tapon 40 puede deslizarse al mismo tiempo que el primer tubo 18 se desliza en el primer soporte 14. Con el primer tapon 40 introducido en la estructura de cierre de tapon 50, el primer tapon 40 no tiene ya libertad para moverse libremente durante la centrifugacion. Esto es para evitar cualquier dano que pueda provocar un tapon que se mueva libremente que este conectado de forma flexible a un tubo durante la centrifugacion. Preferentemente, la estructura del cierre de tapon 50 esta conectada integralmente al primer soporte 14. Por supuesto, un experto en la materia sabra que forma y tamano elegir para la estructura de cierre de tapon 50 dependiendo del tipo de tubo que vaya a mantenerse.
De forma similar, el medio de fijacion del segundo tapon 46 en la Figura 13 se realiza proporcionando una estructura de cierre de tapon 50 en la que el segundo tapon 41 puede deslizarse al mismo tiempo que el segundo tubo 26 se desliza en el segundo soporte 22. Como para el primer tubo 18, con el segundo tubo 26 introducido en la estructura de cierre de tapon 50, el segundo tapon 41 no tiene ya la libertad de moverse libremente durante la centrifugacion para provocar ningun dano. Ademas, como para el primer tubo 18, la estructura de cierre de tapon 50 del medio de fijacion del segundo tapon 46 esta preferentemente conectada integralmente al segundo soporte 14. Preferentemente, el medio de fijacion del primer y segundo tapon se monta en la superficie interna o externa 10a, 10b del primer recipiente 10.
Las Figuras 14A-14B desvelan una configuration adicional en dos secciones transversales ortogonales que se asemeja en muchas cosas a la realizacion de acuerdo con la Figura 13. Sin embargo, a diferencia de la Figura 13, la realizacion de las Figuras 14A-14B comprende dos medios de fijacion del primer tapon 44a, 44b del tipo explicado en la Figura 13. De esta manera, es posible tener el primer tapon 40 del primer tubo 18 mantenido por el medio de fijacion del primer tapon 44 en casos en los que el primer tubo 18 se situa en una primera position de soporte 16 as! como en una segunda posicion de soporte 24. De esta manera, es posible transferir el primer tubo 18 con el primer tapon 40 del primer soporte 14 para las etapas de union y lavado al segundo soporte 22 para una etapa de elucion sin tener que preocuparse de ningun dano provocado por un primer tapon que se mueva libremente durante la centrifugacion. Deberla observarse que por razones espaciales, la orientation del primer medio de fijacion del primer tapon 44a adyacente al primer soporte 14 se rota aproximadamente 145 grados con respecto al segundo medio de fijacion del primer tapon 44b adyacente al segundo soporte 22. Esto implica que, para transferir el primer tubo 18 del primer soporte 14 al segundo soporte 22, es necesario rotar el primer tubo 18 aproximadamente 145 grados para que el segundo medio de fijacion del primer tapon 44b mantenga el primer tapon 40. Como se muestra en la Figura 13, tambien son posibles otros angulos de rotation.
La realizacion de las Figuras 14A-14B difiere ademas de la realizacion de la Figura 13 porque los tres soportes, es decir el primer soporte 14, el segundo soporte 22 y el tercer soporte 66, tienen una forma cillndrica que se extiende del suelo del primer recipiente 10 a los planos de obturador definidos por los primer, segundo y tercer obturadores 60, 62, 67 respectivos para mantener los tubos respectivos. Ademas, en esta realizacion, la pared externa del segundo soporte de forma cillndrica 22 y la pared externa del tercer soporte de forma cillndrica, estan en contacto directo con la pared interna 10a del primer recipiente 10. Esta disposition proporciona una buena fuerza contra deformation debido a las fuerzas centrlfugas en caso de que un componente grande de la fuerza centrlfuga actue en direction axial de los tubos. Deberla observarse que, para mejorar la rigidez del dispositivo de procesamiento de fluidos 1 durante la centrifugacion, se prefiere en general que se situen mas de uno, o todos, los soportes de forma cillndrica dentro del primer recipiente 10 de modo que este en contacto directo tanto con la pared interna 10a como con el suelo del primer recipiente 10.
Debe observarse ademas que la camisa del cilindro del primer soporte 14 esta equipada con una rendija de camisa de cilindro 14a que se extiende en paralelo al eje del cilindro para proporcionar una conexion fluida entre el volumen del primer recipiente 12 y el volumen dentro de la camisa del cilindro del primer soporte 14. Esto asegura que el fluido que sale del orificio de salida 52 del primer tubo 18 en la primera posicion del soporte 16 fluye fuera del cilindro al volumen del primer recipiente 12. Por ejemplo, si se lleva a cabo una etapa de union y lavado con el primer tubo 18 en la primera posicion del soporte 16, el fluido residual puede salir del cilindro del primer soporte 14 a traves de la rendija de camisa de cilindro 14a al volumen del primer recipiente 12.
La Figura 15 desvela un dispositivo de procesamiento de fluidos 1 adicional en el que el primer obturador 60 del
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primer soporte 14 define un plano del primer obturador 61 que es diferente del plano del segundo obturador 63 definido por el segundo obturador 62 del segundo soporte 22. De esta manera, es posible mantener el primer tubo 18 a una altura diferente de la altura del segundo tubo 26 como se mide a lo largo de las proyecciones en los primer o segundo ejes de tubo 11, 27 respectivos. Mantener los primero y segundo tubos 18, 26 a diferentes alturas proporciona una opcion de acceso mas facil a los tubos para retirar un tubo de un soporte o para colocar un tubo en un soporte en caso de que el primer soporte 14 y el segundo soporte 22 se situen muy cerca entre si. En general, se prefiere que los dos planos de obturador 61, 63 esten en paralelo entre si ya que en este caso es mas facil transferir un primer tubo 18 de un primer soporte 14 a un segundo soporte 22 de una manera automatica.
La Figura 16 desvela una variacion adicional de un dispositivo de procesamiento de fluidos 1. Como en la Figura 15, el dispositivo de procesamiento de fluidos 1 tiene un primer soporte 14 para mantener un primer tubo 18 y un segundo soporte 22 para mantener un segundo tubo 26 y los primer y segundo obturadores 60, 62 respectivos que definen un plano del primer obturador 61 y un plano del segundo obturador 63 que difieren entre si. Sin embargo, a diferencia de la Figura 15, el dispositivo de procesamiento de fluidos 1 incluye un primer recipiente 10 de modo que el primer soporte 14 se dispone con respecto al primer recipiente 10 de modo que un fluido que fluya a traves del primer tubo 18 fluya al primer recipiente 10. Ademas, el primer soporte 14 se monta en una pared del primer recipiente 10 mientras que el segundo soporte 22 se monta en la pared del primer recipiente 10. De esta manera, la superficie interna 10a del primer recipiente 10 esta contigua al primer soporte 14 y el segundo soporte 22. Aunque no se muestra de forma expllcita en la Figura 16, se prefiere en general que los soportes esten en contacto rlgido con las paredes laterales y el fondo del recipiente.
La Figura 17A desvela un rotor que es parte de una centrlfuga (no mostrado). Como una realizacion preferida este rotor es un rotor 110 para rotar al menos un dispositivo de procesamiento de fluidos 1 de acuerdo con la descripcion precedente as! como de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 73. Este rotor 110 comprende medio de conexion a rotor 134 para conectar dicho dispositivo de procesamiento de fluidos 1 a dicho rotor 110 (como se muestra en la Fig. 17B). Ademas este rotor 110 comprende un medio de prevencion de oscilacion 132 para limitar una rotacion de dicho dispositivo de procesamiento de fluidos 1 alrededor de dicho eje oscilante 106 durante la centrifugacion a un angulo de oscilacion (gs) predeterminado, de modo que el angulo de oscilacion (gs) predeterminado es preferentemente 90 grados y/o 45 grados como se describe por ejemplo posteriormente. La Figura 17A muestra el rotor 110 que porta doce dispositivos de procesamiento de fluidos 1 identicos del tipo, por ejemplo, mostrado en la Figura 14A-14B con un primer tubo 18 mantenido por el primer soporte 14, un segundo tubo 26 mantenido por el segundo soporte 22 y un tercer tubo 32 mantenido por el tercer soporte 66. Los primer, segundo y tercer tubos 18, 26 y 32 estan conectados de forma rlgida al primer recipiente 10 que tiene un volumen de primer recipiente 12. La Figura 17A desvela ademas el medio de conexion 104 para cada dispositivo de procesamiento de fluidos 1 para conectar las estructuras que comprenden el primer recipiente 103 a dos ramas de rotor 126 respectivas mediante un elemento de eje oscilante 105 y su receptor de eje oscilante 128 homologo. El receptor de eje oscilante 128 y el elemento de eje oscilante 105 se adaptan el uno al otro de tal manera que bajo fuerza centrlfuga, el dispositivo de procesamiento de fluidos 1 oscile en direccion hacia fuera, es decir alrededor del eje oscilante 106 tangencialmente a la rotacion del rotor que rota en torno al eje de rotacion 120. Ademas, ya que la estructura que comprende el primer recipiente 103 puede extraerse rutinariamente de o insertarse en la estructura de soporte 102 del medio de conexion 104, el medio de conexion 104 puede estar o no permanentemente conectado al rotor 110.
El rotor 110 tiene un eje de rotacion 120 que puede conducirse por el motor de la centrlfuga hasta una velocidad que ejerce una fuerza centrlfuga a los dispositivos de procesamiento de fluidos de hasta 10.000 x g, preferentemente hasta 20.000 x g e incluso hasta 50.000 x g o mas, dependiendo de la aplicacion. Ademas, la invencion no depende del numero de dispositivos de procesamiento de fluidos que puedan conectarse al rotor a la vez, es decir el numero puede ser uno, cuatro, ocho, doce, veinticuatro o mayor dependiendo de la aplicacion y el tamano de la centrlfuga.
Las Figuras 17B-17C ilustran esquematicamente dos secciones transversales a traves del rotor 110 de la Figura 17A a lo largo de los ejes A-A' y B-B' respectivamente. La Figura 17B muestra una seccion transversal a lo largo de la rama del rotor 126 que contiene el dispositivo de procesamiento de fluidos 1 (primera llnea discontinua gruesa) que contiene un primer tubo 18, segundo tubo 26 y tercer tubo 32. En reposo, el primer tubo 18, el segundo tubo 26 y el tercer tubo 32 se orientan en direccion gravitacional. Ademas, la rama de rotor 126 se extiende radialmente para formar un receptor de eje oscilante 128 que actua como un rodamiento para mantener el elemento del eje oscilante 105 del dispositivo de procesamiento de fluidos 1. De esta manera, rotando el rotor 110 en torno al eje de rotacion 120, la fuerza centrlfuga obliga al dispositivo de procesamiento de fluidos 1 a rotar hacia fuera en torno al eje oscilante 106 (vease Figura 14B). De esta manera, la fuerza centrlfuga puede ejercer una presion sobre los fluidos en los tubos que apunta completamente, o en gran medida, en direccion axial de los tubos. La Figura 17B tambien muestra (llneas discontinuas finas) que el dispositivo de procesamiento de fluidos oscilante 1a corresponde al dispositivo de procesamiento de fluidos 1 a una alta velocidad de rotacion. En este caso, el dispositivo de procesamiento de fluidos oscilante 1a se rota hacia fuera en torno al elemento del eje oscilante 105 esencialmente 90 grados con respecto a la orientacion del dispositivo de procesamiento de fluidos en reposo. Los dispositivos de procesamiento de fluidos 1 y 1a se dibujan en llneas discontinuas ya que no quedan dentro del plano de la seccion transversal de la Figura 17B.
La Figura 17C muestra una seccion transversal a traves del rotor 110 a lo largo del eje B-B' que se desplaza
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ligeramente con respecto al eje A-A' (vease Figura 17A) para cortar a traves del dispositivo de procesamiento de fluidos 1. La Figura 17C desvela el primer medio de prevencion oscilante 108 para prevenir una rotacion, es decir oscilacion, del dispositivo de procesamiento de fluidos 1 en torno al eje oscilante 106, por ejemplo, durante la retirada del primer tubo 18 del primer soporte 14. En el caso de la Figura 17C, el primer medio de prevencion de oscilacion 108 actua mediante una interaccion, o puesta en contacto, de una seccion de prevencion de la oscilacion 10c del primer recipiente 10 con el homologo de prevencion de la oscilacion rlgido 111 que es parte del rotor y se alinea coaxialmente con respecto al eje de rotacion 120. La interaccion entre la seccion de prevencion de la oscilacion 10c y el homologo de prevencion de la oscilacion 111 evita que el dispositivo de procesamiento de fluidos 1 oscile alejandose hacia dentro debido a una primera fuerza de friccion 113 generada entre el primer tubo 18 y el primer soporte 14 durante la extraccion del primer tubo 18 del primer soporte 14.
La Figura 17C tambien desvela un segundo medio de prevencion de oscilacion 109 para prevenir una rotacion del dispositivo de procesamiento de fluidos 1 en torno al eje oscilante 106, por ejemplo debido a una segunda fuerza de friccion 114 provocada por la insercion del primer tubo 18 en el segundo soporte 22. Sin embargo, ya que el segundo soporte 22 se situa al otro lado del elemento de eje oscilante 105 y ya que la segunda fuerza de friccion 114 apunta en direccion opuesta con respecto a la primer fuerza de friccion 113, el segundo medio de prevencion de oscilacion 109 tambien tiene que prevenir que el dispositivo de procesamiento de fluidos 1 oscile alejandose hacia dentro. Por lo tanto, en el presente caso, el segundo medio de prevencion de oscilacion 109 y el primer medio de prevencion de oscilacion 108 son iguales. La prevencion de la oscilacion no pretendida del dispositivo de procesamiento de fluidos 1 durante la transferencia de un tubo de un soporte al otro es un aspecto importante cuando se trata de automatizar el proceso de transferencia.
En general, un experto en la materia entendera que el medio de prevencion de oscilacion puede obtenerse de diversas otras maneras relacionadas que usan una interaccion adecuada entre una seccion de prevencion de oscilacion y un homologo de prevencion de oscilacion. Ademas, aunque la Figura 17C desvela una seccion de prevencion de oscilacion 10C conectada de forma integral al primer recipiente 10, puede ser ventajoso que la seccion de prevencion de oscilacion 10C sea parte de una estructura de soporte 102 si hay una estructura de soporte 102 para mantener el primer recipiente 10.
Las Figuras 18A-18C ilustran el tercer medio de prevencion de oscilacion 112 para limitar una rotacion del dispositivo de procesamiento de fluidos 1 en torno al eje de oscilacion 106 durante la centrifugacion hasta un angulo de oscilacion predeterminado as entre las direcciones dadas por el primer tubo en reposo y durante la centrifugacion (vease Figura 18C). El eje de oscilacion 106 se define por dos elementos de eje oscilante 105 respectivos. El angulo de oscilacion limitante as es un aspecto importante ya que ha resultado que el efecto de filtracion a fluidos puede depender del angulo en el que el fluido entre en el elemento de filtro. Por lo tanto, existe el deseo de controlar el angulo de oscilacion as.
En el caso de la Figura 18A-18C, la limitacion del angulo de oscilacion se realiza por el primer borde 116 que avanza en paralelo a y protruyendo desde la superficie externa de la estructura de soporte 102 del medio de conexion 104 (vease Figura 18a). La forma y orientacion del primer borde 116 se adaptan a un segundo borde 118 que avanza en paralelo a y protruyendo de la superficie de un extremo de la rama del rotor 126 (vease Figura 18B) para interaccionar entre si o para entrar en contacto entre si tan pronto como durante la centrifugacion, el dispositivo de procesamiento de fluidos 1 ha oscilado hacia fuera hasta el angulo de oscilacion predeterminado as (vease Figura 18C).
Deberla observarse que el angulo de oscilacion predeterminado as es ajustable a voluntad, por ejemplo, entre diferentes dispositivos de procesamiento de fluidos que tienen sus primeros bordes 116 orientados de forma diferente en la superficie del dispositivo de procesamiento de fluidos 1. Con los primeros bordes 116 que tienen diferentes orientaciones, los dispositivos de procesamiento de fluidos interaccionaran con el segundo borde 118 del rotor 110 a un angulo de oscilacion as diferente. Sin embargo, como se ha mencionado anteriormente, tambien es posible proporcionar dos angulos de oscilacion predeterminados diferentes con solamente un tipo de dispositivo de procesamiento de fluidos 1, o un tipo de medio de conexion 104. Un ejemplo adicional para este concepto puede ser un rotor 110 que tenga varios receptores de eje oscilante 128 para cada posicion de dispositivo de procesamiento de fluidos en el que cada receptor de eje oscilante 128 proporciona un angulo de oscilacion predeterminado diferente teniendo un medio de prevencion de oscilacion de forma diferente.
Ademas, deberla observarse que las Figuras 18A-18C tambien desvelan un tercer borde 117 que protruye de la superficie externa del primer recipiente 10 (o estructura de soporte 102) (vease Figura 18A) cuya forma y orientacion se adaptan a un cuarto borde 119 que protruye de un lateral de la rama de rotor 126 (vease Figura 18B) para interaccionar entre si o entrar en contacto entre si tan pronto como el rotor 110 de la centrlfuga este en reposo. De esta manera, la oscilacion del dispositivo de procesamiento de fluidos 1 en direccion interna se bloquea. En consecuencia, el tercer borde 117 y el cuarto borde 119 representan una realizacion adicional de los primer y segundo medios de prevencion de oscilacion 108, 109 que se han descrito en la Figura 17C.
Las Figuras 19A-19B desvelan esquematicamente dos metodos de acuerdo con la invencion en los que un primer
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tubo (no mostrado) se transfiere directamente de forma automatica (transferencia de primer tubo directa 30) desde una primer posicion de soporte 16 dentro de una centrlfuga (no mostrada) hasta una segunda posicion de soporte 24 dentro de la centrlfuga. En la Figura 19A, la transferencia del primer tubo directa 30 se lleva a cabo en direccion tangencial con respecto a la rotacion del rotor en la centrlfuga mientras que en la Figura 19B, la transferencia del primer tubo directa 30 se lleva a cabo en direccion radial con respecto a la rotacion del rotor en la centrlfuga. Preferentemente, la transferencia del primer tubo directa 30 es una transferencia de un primer soporte 14 conectado al rotor 110 a un segundo soporte 22 conectado al rotor 110. Preferentemente, esta transferencia se lleva a cabo sin que, en su camino desde el primer soporte 14 hasta el segundo soporte 22, el primer tubo se transfiera a un tercer soporte que se desconecte del rotor 110, por ejemplo un soporte de una rejilla de soporte para sostener tubos. Con la transferencia directa del primer tubo automatica 30, es posible aumentar la velocidad del procesamiento de fluidos ya que pueden llevarse a cabo diferentes etapas de procesamiento de fluidos directamente una despues de la otra sin tener que transferir el primer tubo fuera y dentro de la centrlfuga. Por ejemplo, con el primer tubo mantenido por el primer soporte 14, es posible llevar a cabo las etapas de union o lavado con un fluido que contiene biomoleculas descartando al mismo tiempo el fluido residual en un primer recipiente. Despues, tras la transferencia directa 30, con el primer tubo mantenido por el segundo soporte 22, es posible llevar a cabo la etapa de elucion en la que el fluido eluido se recoge en un segundo recipiente o un segundo tubo para uso posterior.
Las Figuras 20A-20D desvelan esquematicamente metodos adicionales de acuerdo con la invencion en los que un primer tubo (no mostrado) se transfiere automaticamente de un primer soporte 14 de un dispositivo de procesamiento de fluidos 1 a un segundo soporte 22 del mismo dispositivo de procesamiento de fluidos 1 (o de un segundo dispositivo de procesamiento de fluidos 1). En la Figura 20A-20D, se desvelan ocho dispositivos de procesamiento de fluidos 1 que se conectan al rotor 110 que se conecta a la centrlfuga (no mostrada) que conduce el rotor. La Figura 20A desvela una transferencia directa desde un primer soporte 14 de un dispositivo de procesamiento de fluidos 1 a un segundo soporte 22 del mismo dispositivo de procesamiento de fluidos 1. Ademas, la transferencia directa es una trasferencia en direccion radial con respecto a la rotacion del rotor 110. La Figura 20B desvela la misma transferencia directa que en la Figura 20A con la diferencia de que los primer y segundo soportes respectivos dentro de un dispositivo de procesamiento de fluidos 1 se separan en direccion tangencial con respecto a la rotacion del rotor 110. La Figura 20C desvela la misma transferencia directa que en la Figura 20A con la diferencia de que la transferencia se lleva a cabo a partir de un primer soporte de un primer dispositivo de procesamiento de fluidos 1 a un segundo soporte de un segundo dispositivo de procesamiento de fluidos 1' conectado al mismo rotor 110. La Figura 20D a su vez desvela una transferencia de un primer tubo del primer soporte 14 de un dispositivo de procesamiento de fluidos 1 a una posicion fuera de la centrlfuga, por ejemplo a una rejilla de soporte, y de ahl de vuelta al segundo soporte 22 del mismo dispositivo de procesamiento de fluidos 1 o uno diferente. Sin embargo, la transferencia tambien puede ser una transferencia de una primera, segunda o tercera posicion de soporte a una posicion fuera de la centrlfuga a, por ejemplo, una posicion residual, en cuyo caso no hay transferencia de vuelta a la centrlfuga al segundo soporte. La expresion “fuera de la centrlfuga" se refiere al opuesto de la expresion “dentro de la centrlfuga". Puede referirse, por ejemplo, a una posicion en la que el dispositivo de procesamiento de fluidos esta desconectado del rotor, o fuera de la pantalla de proteccion de la centrlfuga o similares.
Para llevar a cabo la transferencia automatica, se requiere unicamente una pinza que sea capaz de atrapar y soltar el primer tubo y que pueda moverse libremente en tres dimensiones para transferir el primer tubo de una primera posicion de soporte a una segunda posicion de soporte dentro de la centrlfuga. Ya que el diseno de dicha pinza esta dentro del intervalo de lo que un experto en la materia hace rutinariamente, no se proporcionan mas detalles sobre el uso y la forma de una pinza.
A continuacion hay un ejemplo de un metodo para procesar un fluido usando una transferencia automatica de un primer tubo del primer soporte al segundo soporte para purificar acidos nucleicos. El metodo incluye el uso de multiples dispositivos de procesamiento de fluidos 1 que tienen cada uno un primer soporte 14, un segundo soporte 22, un tercer soporte 66, un primer recipiente 10 y un tercer recipiente 68. Los dispositivos de procesamiento de fluidos se moldean por compresion en una pieza a partir de material polimerico para que sean ligeros y rlgidos para soportar la tension centrlfuga. El primer soporte 14 se ajusta para mantener un primer tubo 18, por ejemplo una columna de centrifugacion QIAprep que tenga un elemento de filtro 19, por ejemplo, una membrana de gel de sllice, el segundo soporte 22 se ajusta para mantener un segundo tubo 26, por ejemplo un tubo de recogida (2 ml) y el tercer soporte 66 esta vaclo y se usa como un tercer recipiente 68. Los tubos estan disponibles en el mercado del solicitante. Observese que la seccion transversal externa de la columna de centrifugacion (primer tubo 18), que en la posicion en la que se mantiene por el primer recipiente 14 es de 60,8 mm2 (8,8 mm de diametro) se ajusta a la seccion transversal interna del tubo de recogida (segundo tubo 26). Estos hace posible insertar la columna de centrifugacion en el tubo de recogida de manera que el tubo de recogida pueda mantener la columna de centrifugacion durante la centrifugacion y que el fluido que fluye a traves de la columna de centrifugacion fluya al volumen del segundo recipiente 65 del tubo de recogida. Ademas, el tamano del volumen del primer recipiente 12, es decir el volumen de fluido que puede contener durante la centrifugacion sin entrar en contacto con la salida 52 del primer tubo 18 o sin verterse sobre el borde del dispositivo de procesamiento de fluidos es de aproximadamente 4 ml, de los que se usan normalmente 2 ml.
En una primera etapa, las columnas de centrifugacion (primeros tubos 18) se insertan en el primer soporte 14
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respectivo de cada dispositivo de procesamiento de fluidos 1 y los tubos de recogida (segundos tubos 26) se insertan en el segundo soporte 22 respectivo de cada dispositivo de procesamiento de fluidos 1. En una segunda etapa, los dispositivos de procesamiento de fluidos 1 se conectan al rotor 110 de una centrlfuga insertando los dispositivos de procesamiento de fluidos 1 en medios de conexion 104 respectivos. Los medios de conexion se adaptan para mantener un dispositivo de procesamiento de fluidos 1 durante la centrifugacion. Al mismo tiempo, los medios de conexion 104 proporcionan una conexion oscilante con el rotor 110 para permitir que cada dispositivo de procesamiento de fluidos 1 oscile hacia fuera durante la centrifugacion.
En una tercera etapa, se lisan diversas muestras biologicas, por ejemplo celulas bacterianas resuspendidas y se neutralizan antes de distribuir a los terceros recipientes 68 respectivos de los multiples dispositivos de procesamiento de fluidos dentro de la centrlfuga. Posteriormente, los multiples dispositivos de procesamiento de fluidos 1 se centrifugan a una fuerza centrlfuga equivalente a aproximadamente 12000 x g hasta que se han sedimentado los residuos celulares de las diversas muestras biologicas. Despues, las fracciones del sobrenadante de los lisados (primer fluido) se extraen cada una de terceros recipientes 68 respectivos y se distribuyen a las columnas de centrifugacion respectivas (primeros tubos 18) de los dispositivos de procesamiento de fluidos 1 respectivos.
Despues, para llevar a cabo una etapa de union, las columnas de centrifugacion (primeros tubos 18) que contienen las fracciones del sobrenadante se centrifugan posteriormente a una aceleracion de aproximadamente 12000 x g hasta que los lisados clarificados han pasado mas o menos completamente a traves de las membranas de gel de sllice respectivas. Los fluidos que han pasado a traves de las membranas de gel de sllice (elementos de filtro 19) se recogen en los primeros recipientes 10 respectivos. En este momento, debido a la propiedad de union del material de gel de sllice con acido nucleico, solamente permanecen los acidos nucleicos con las membranas de gel de sllice respectivas.
Despues de la etapa de union, se llevan a cabo una o mas etapas de lavado para purificar adicionalmente los acidos nucleicos unidos a los elementos de filtro 19. Esto se realiza distribuyendo un primer reactivo, por ejemplo tampones de lavado PB, PE (disponibles de Qiagen) a las columnas de centrifugacion respectivas y a continuacion centrifugando las columnas de centrifugacion (12000 x g durante aproximadamente 1 minuto) hasta que el primer reactivo y los contaminantes de acidos nucleicos retirados han pasado a traves de los elementos de filtro 19 a los primeros recipientes 10 respectivos. Esta etapa puede repetirse varias veces con los mismos o diferentes reactivos.
Despues de la union y el lavado, las columnas de centrifugacion respectivas (primeros tubos 18) se retiran automaticamente de los primeros soportes 14 respectivos por una pinza y se transfieren y colocan en tubos de recogida respectivos (segundos tubos 26) que ya estan colocados y mantenidos por segundos soportes 22. Como una siguiente etapa, se distribuye fluido de elucion (segundo fluido), por ejemplo agua o tampon de elucion EB (disponible de Qiagen) a columnas de centrifugacion respectivas (primeros tubos 18). Esta etapa se sigue de una centrifugacion adicional durante 1 minuto a 12000 x g hasta que los fluidos eluidos han pasado a traves de las membranas de gel de sllice (elementos de filtro 19) a los tubos de recogida respectivos (segundos tubos 26). Durante la centrifugacion, los fluidos de elucion junto con los acidos nucleicos purificados respectivos se recogen en los segundos tubos 26 de los dispositivos de procesamiento de fluidos 1 respectivos y estan listos para su uso posterior. Tambien se desvelan detalles del proceso anterior en el Protocolo: Plasmid DNA Purification Using the QIAprep Spin Miniprep Kit and a Microcentrifuge (QIAGEN QIAprep® Miniprep Handbook, Segunda Edicion, junio de 2005).

Claims (10)

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    REIVINDICACIONES
    1. Un metodo para procesar un fluido con las siguientes etapas:
    a) aplicar una fuerza centrifuga a al menos un dispositivo de procesamiento de fluidos;
    teniendo cada uno de dichos al menos un dispositivo de procesamiento de fluidos un primer recipiente (10) que tiene un volumen de primer recipiente (12) para mantener un fluido; un primer soporte (14) en una primera posicion de soporte (16); y un segundo soporte (22) en una segunda posicion de soporte (24) para mantener tubos; disponiendose dicho primer soporte (14) de modo que un fluido que fluye a traves de dicho primer tubo (18) fluye a dicho primer recipiente (10); y b) transferir automaticamente (30) un primer tubo (18) de dicho primer soporte (14) de uno de dichos al menos un dispositivo de procesamiento de fluidos (1) a dicho segundo soporte (22) de uno de dichos al menos un dispositivo de procesamiento de fluidos (1), en donde
    el primer soporte (14) tiene un primer obturador (60) para mantener el primer tubo (18), definiendo dicho primer obturador (60) un primer plano de obturador (61); y en donde el segundo soporte (22) tiene un segundo obturador (62) para mantener un segundo tubo (26), definiendo dicho segundo obturador (62) un segundo plano de obturador (63) que es diferente de dicho primer plano de obturador (61), en donde dicho primer recipiente (10) tiene una superficie interna (10a) que se une a dicho segundo soporte (22).
  2. 2. El metodo de acuerdo con la reivindicacion 1 por el que dicha transferencia de primer tubo automatica (30) es una transferencia directa de dicho primer soporte (14) a dicho segundo soporte (22).
  3. 3. El metodo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2 que incluye la etapa de mover un primer fluido de dicho primer tubo (18; 26) a un primer recipiente (10) durante centrifugacion.
  4. 4. El metodo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, teniendo dicho primer soporte (14) una forma cilindrica que se extiende al primer plano de obturador (61); y dicho segundo soporte (22) que tiene una forma cilindrica que se extiende al segundo plano de obturador (63) definido por dicho segundo obturador (62).
  5. 5. El metodo de acuerdo con la reivindicacion 4 por el que dicho primer plano de obturador y dicho segundo plano de obturador se desplazan en paralelo uno con respecto al otro.
  6. 6. El metodo de acuerdo con las reivindicaciones 4 o 5 por el que dicho primer soporte (14) se ajusta a la forma de dicho primer tubo (18) para mantener dicho primer tubo (26), por el que dicho primer tubo (18) tiene un primer eje y una primera seccion transversal (A1) que se extiende en direction ortogonal al primer eje cuando el primer tubo se mantiene en el primer recipiente, y por el que dicho segundo tubo tiene un segundo eje y una segunda seccion transversal (A2) que se extiende en direccion ortogonal al segundo eje cuando el segundo tubo se mantiene en el segundo soporte, en donde dicha segunda seccion transversal (A2) es diferente de dicha primera seccion transversal (A1).
  7. 7. El metodo de acuerdo con la reivindicacion 6, por el que dicha primera seccion transversal (A1) es menor que dicha segunda seccion transversal (A2).
  8. 8. El metodo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que dicho segundo tubo (26) es un segundo recipiente (64) moldeado para mantener dicho primer tubo (18) de modo que un fluido que fluye a traves de dicho primer tubo (18) fluye a dicho segundo recipiente (64).
  9. 9. El metodo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores que comprende conectar de forma desmontable dicho dispositivo de procesamiento de fluidos (1) a un rotor (110) de dicha centrifuga mediante un medio de conexion (104), en donde
    dicho medio de conexion (104) se dispone para definir un eje oscilante (106) para que dicho dispositivo de procesamiento de fluidos (1) oscile con respecto a dicho eje oscilante (106) cuando se conecta a dicho rotor (110).
  10. 10. El metodo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que dicho dispositivo de procesamiento de fluidos (1) esta hecho de una pieza.
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