ES2907609T3 - Dispositivo de flujo lateral con recogida de muestras - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de flujo lateral (10, 20) para la recogida de muestras de al menos un analito de interés de un líquido, que comprende: - una zona de recepción de líquido (100), que comprende un primer material absorbente (111) adecuado para recoger el líquido, - al menos una zona de migración de líquido (201, 202) que se extiende entre un primer extremo y un segundo extremo, comprendiendo cada zona de migración un material de drenaje (211, 211a, 211b, 212a, 212b) en continuidad de fluido con el primer material absorbente, siendo el material de drenaje capaz de recoger el líquido absorbido por la zona de recepción y de drenar el líquido desde su primer extremo hacia su segundo extremo, - al menos una zona de depósito (301, 302), que comprende un segundo material absorbente (311, 312), en contacto con el material de drenaje en el segundo extremo de cada zona de migración, siendo el segundo material absorbente capaz de absorber el líquido drenado por el material de drenaje, - medios de detección entre la zona de recepción y la zona de depósito para determinar la presencia o ausencia de dicho(s) analito(s) de interés en la muestra, caracterizado porque al menos una de dichas zonas de migración incluye también al menos una zona de captura (400), comprendiendo el dispositivo además un elemento de captura (411) aplicado a cada zona de captura (400), contra el material de drenaje entre sus extremos primero y segundo, comprendiendo cada elemento de captura (411) un material de silicio nanoporoso o mesoporoso y que es capaz de capturar un analito de interés presente en el líquido y porque cada elemento de captura (411) es capaz de ser separado del material de drenaje (211, 211a, 212a).
Description
DESCRIPCIÓN
Dispositivo de flujo lateral con recogida de muestras
La invención pertenece al campo de los dispositivos de un solo uso para el diagnóstico rápido y cualitativo.
Los dispositivos convencionales de flujo lateral proporcionan una detección colorimétrica de analitos en un fluido. Estos dispositivos utilizan un material absorbente, a través del cual migra el fluido a analizar. Son especialmente adecuados para la recogida in situ de un fluido corporal, la filtración de dicho fluido (por ejemplo, en el caso de la sangre, la eliminación de los eritrocitos), así como el análisis cualitativo del fluido, es decir, la información inicial sobre la presencia o ausencia de una determinada cantidad de un analito en el fluido. El estado de la técnica incluye los siguientes documentos WO 96/10179 A1 y FR 2853 077 A1 que implementan dispositivos de fase sólida para detectar un analito a partir de una muestra líquida.
Del documento US 2002/0036170 se conoce un dispositivo de flujo lateral diseñado para separar los glóbulos rojos del plasma sanguíneo. El dispositivo comprende una lengüeta en la que se deposita una membrana de cromatografía de flujo lateral, una zona de aplicación de la muestra en un primer extremo de la membrana, seguida de una zona de captura que comprende un agente de unión eritrocitaria, y una zona de captura en un segundo extremo. El objetivo es capturar una o más proteínas de interés en la zona de captura para su análisis, ya sea visualmente (cualitativo) o mediante la recogida de una porción de membrana en la zona de captura (cuantitativo). El documento US 2012/0308444 describe un dispositivo de flujo lateral diseñado para identificar simultáneamente la presencia de dos proteínas en una muestra líquida. El dispositivo comprende una lengüeta en la que se deposita una membrana de cromatografía de flujo lateral de nitrocelulosa; comprende en la membrana sucesivamente una zona de aplicación de la muestra, una primera y luego una segunda zona de conjugación, una primera línea de lectura para revelar la presencia de la primera proteína, una segunda línea de prueba para revelar la presencia de la segunda proteína y una línea de control para revelar que el líquido ha pasado por ambas líneas de prueba
El documento US 2006/0019404 describe un dispositivo de flujo lateral para la medición, al menos parcialmente, cuantitativa de un analito de interés utilizando diferentes áreas de prueba de distinta sensibilidad. Una medida cuantitativa de la concentración de hCG se obtiene midiendo la reflectancia del color azul obtenido en la zona de captura.
Estos dispositivos no son compatibles con los procedimientos de análisis cuantitativos precisos, por ejemplo la espectrometría de masas.
Por lo tanto, se busca tener un dispositivo que, al mismo tiempo que permite una medición cualitativa (por ejemplo, un cambio de color cuando un analito está presente en el líquido), permita asociar una medición cuantitativa (un análisis), en particular cuando la medición cualitativa hace sospechar la presencia de un analito particular.
Además, el objetivo es disponer de un dispositivo adecuado para su uso in situ, en la cama del paciente si es necesario y sin necesidad de un equipo especial en el lugar de uso, y que, sin embargo, permita realizar un análisis molecular preciso y cuantitativo a partir de la misma recogida de muestras, posiblemente con un retardo de tiempo en relación con el momento de la recogida. Esto implica que la muestra se ha estabilizado.
Para superar estas dificultades, la invención propone un dispositivo de flujo lateral para la recogida de al menos un analito de interés de una muestra líquida, que comprende:
- Una zona de recepción de líquido, que comprende un primer material absorbente adecuado para recoger el líquido,
- Al menos una zona de migración de líquido, que se extiende entre un primer extremo y un segundo extremo, cada zona de migración comprende un material de drenaje en continuidad de fluido con el primer material absorbente, siendo el material de drenaje capaz de recoger el líquido absorbido por la zona receptora y de drenar el líquido desde su primer extremo hacia su segundo extremo,
- Al menos una zona de depósito, que comprende un segundo material absorbente, en contacto con el material de drenaje en el segundo extremo de cada zona de migración, siendo el segundo material absorbente capaz de absorber el líquido drenado por el material de drenaje,
- Medios de detección entre la zona de recepción y la zona de depósito para determinar la presencia o ausencia del analito o analitos de interés en la muestra,
en el que al menos una de las zonas de migración incluye también al menos una zona de captura, comprendiendo el dispositivo además un elemento de captura aplicado a cada zona de captura, contra el material de drenaje entre sus primeros y segundos extremos, comprendiendo cada elemento de captura un material de silicio nanoporoso o mesoporoso y siendo capaz de capturar un analito de interés presente en el líquido y en el que cada elemento de captura es capaz de ser separado del material de drenaje. El término "analito de interés" se refiere a un analito que
debe ser detectado en el líquido. Puede ser una proteína, una molécula orgánica, un fármaco, una toxina, un ácido nucleico, un azúcar, un lípido, restos de microorganismos o parásitos, etc.
Por "muestra líquida" se entiende cualquier tipo de muestra líquida procedente de un entorno que vaya a analizarse, y en particular cualquier tipo de muestra de fluido corporal como sangre, plasma, suero, orina, líquido ascítico, líquido pleural, líquido pericárdico, líquido sinovial o lavado broncoalveolar. Los líquidos ambientales, como los efluentes, también pueden analizarse utilizando un dispositivo según la presente invención.
Por "en continuidad de fluido" se entiende que el material absorbente y el material de drenaje están dispuestos de tal manera que el líquido depositado en el primer material absorbente puede progresar por acción capilar hacia y en el material de drenaje. Por ejemplo, estos materiales están en contacto directo, o están conectados por otro material a través del cual el líquido también puede progresar por acción capilar.
Se aprovechan las capacidades de filtración del primer material absorbente y del material de drenaje para que las partículas o células más grandes presentes en el líquido sean eliminadas del mismo cuando llegue a la zona de captura. De este modo, el rendimiento de la recogida de analitos de interés, especialmente de pequeñas moléculas, se optimiza y es compatible con la lectura directa por espectrometría de masas. La experiencia demuestra que la posición de la zona de captura, y por tanto del material de captura, entre la zona de recepción y la zona de depósito influye en la naturaleza, y en particular en el tamaño, de los analitos recogidos y enriquecidos en el material de captura (esto se ilustra en el ejemplo 1 más adelante).
La solicitud no excluye en modo alguno que el dispositivo tenga varias zonas de captura, en particular dos zonas de captura, especialmente cuando tiene dos zonas de migración.
En esta configuración, el elemento de captura se aplica a la zona de captura del material de drenaje.
El silicio nanoporoso o mesoporoso tiene la ventaja de retener los analitos de interés atrapados durante varios días sin degradación (esto se ilustra en el Ejemplo 2 más adelante).
Ventajosamente, los medios de detección pueden comprender:
- Al menos un material de conjugación dispuesto en contacto con el material de drenaje, el material de conjugación que comprende partículas de conjugación capaces de unirse al analito o analitos de interés, - un material capaz de inmovilizar y revelar partículas de conjugación unidas a un analito de interés, impregnando dicho material una zona de detección del material de drenaje. Tal material de conjugación (o conjugate pad) puede colocarse apoyado sobre dos segmentos separados del material de drenaje para garantizar que el líquido fluya a través del mismo.
Las partículas de conjugación pueden ser, en particular, microperlas funcionalizadas para unirse al analito o analitos de interés.
La zona de detección es una zona del material de drenaje impregnada con un material capaz de inmovilizar partículas de de conjugación unidas a un analito de interés, situada aguas abajo del material de de conjugación en la dirección de drenaje del líquido. Las partículas de conjugación suelen ser coloreadas o fluorescentes, de modo que cuando el líquido contiene una determinada cantidad de analitos de interés, la zona de detección capta dichos analitos injertados en las microperlas y así cambia su aspecto. A continuación, puede obtenerse una lectura colorimétrica y cualitativa representativa de la cantidad de analito de interés en el líquido recogido. El exceso de partículas de conjugación se drena hacia la zona del depósito.
En una segunda realización, el dispositivo puede comprender una primera y una segunda zona de migración que comprende un primer y un segundo material de drenaje respectivamente, estando la zona de recepción situada entre dichas dos zonas de migración.
La zona de recepción está en contacto fluido con el primer extremo de cada zona de migración, estando cada zona de depósito en contacto con el segundo extremo de una zona de migración respectiva. Cuando la muestra se deposita en la zona de recepción, el líquido se difunde a ambos lados de la zona de recepción. Una primera parte del líquido se utiliza para la detección cualitativa, por ejemplo, colorimétrica, y una segunda parte del líquido es absorbida por el material de captura, que puede analizarse en caso de detección positiva.
El primer y el segundo material de drenaje pueden ser iguales o diferentes.
Ventajosamente, el primero y/o el segundo de los materiales absorbentes pueden estar hechos de un material fibroso.
Ventajosamente, la zona de recepción puede comprender, además del primer material absorbente, un material de transferencia.
Este material de transferencia proporciona entonces una continuidad de fluido entre el primer material absorbente y un material de drenaje.
Ventajosamente, al menos uno de los materiales de drenaje puede comprender un material nanoporoso o mesoporoso. El hecho de que este material no sea fibroso permite que el líquido avance en una línea sustancialmente recta.
Ventajosamente, la zona de captura puede estar situada aguas arriba de la zona de conjugación en la dirección de drenaje del líquido en el material de drenaje. Esto garantiza que el material de captura no se contaminará con partículas de conjugación.
Ventajosamente, al menos uno de los materiales de conjugación puede comprender partículas de conjugación capaces de unirse a un analito que seguramente se encuentre en el líquido.
De este modo, la detección de estas partículas de conjugación en la zona de detección, preferentemente aguas abajo de la zona de captura, asegura que el líquido ha sido expuesto al elemento de captura.
Ventajosamente, el primer material absorbente, cada material de drenaje y el segundo material absorbente están dispuestos sobre un material de soporte.
El material de soporte es preferentemente de un material no absorbente, para canalizar la migración de fluidos. Ventajosamente, el dispositivo puede comprender además un material de recubrimiento adaptado para cubrir al menos una parte de la zona de recepción, la zona de migración y/o la zona de depósito.
La función de este material de cobertura es aislar el dispositivo del entorno, para evitar la contaminación inadvertida. En este caso, se puede mantener un elemento de captura entre el material de cobertura y el material de drenaje. Esto permite desprender el elemento de captura y enviarlo a un laboratorio para el análisis cuantitativo del analito deseado.
El elemento de captura y el primer material absorbente pueden estar dispuestos en el mismo lado o en dos lados opuestos del material de drenaje.
La combinación de una zona de detección colorimétrica y un elemento de captura en el mismo dispositivo proporciona un primer análisis cualitativo, indicando una posible presencia de un analito de interés. A continuación, el elemento de captura puede desprenderse y analizarse mediante un procedimiento cuantitativo como la espectrometría de masas, posiblemente con un retardo de tiempo, a fin de disponer de un análisis preciso del analito de interés, así como un análisis de otros analitos.
Ventajosamente, el elemento de captura puede mantenerse contra el material de drenaje.
Por "sostenido contra el material de drenaje" se entiende que el elemento de captura no es separable del material de drenaje sin destruir al menos parcialmente el dispositivo. Este es el caso, por ejemplo, cuando el elemento de captura se inserta entre el material de drenaje y el material de soporte, o entre el material de drenaje y el material de cobertura. En este caso, el elemento de captura no se separa necesariamente del dispositivo para enviarlo a un centro de análisis con instalaciones de análisis cuantitativo; el dispositivo puede enviarse en su totalidad.
La invención también se refiere a un sistema de recogida de analitos de interés en un líquido, caracterizado porque comprende un recinto que contiene un dispositivo de flujo lateral según la invención, que comprende una única zona de migración, comprendiendo el recinto:
- una primera abertura opuesta a la zona de recepción del dispositivo,
- una primera ventana opuesta a la zona de detección para permitir la lectura de una señal de detección. La invención también se refiere a un sistema de recogida de analitos de interés en un líquido, caracterizado porque comprende un recinto que contiene un dispositivo de flujo lateral según la invención, que comprende dos zonas de migración, comprendiendo el recinto:
- una primera abertura opuesta a la zona de recepción del dispositivo,
- una primera ventana opuesta a la primera zona de detección para leer una primera señal de detección, - una segunda ventana opuesta a la segunda zona de detección para leer una segunda señal de detección. De esta manera, el operador ya no toca el dispositivo en su manipulación, lo que reduce el riesgo de contaminación debido a esta manipulación.
Ventajosamente, el recinto puede comprender además una segunda abertura dispuesta frente a una zona de captura del dispositivo, de modo que un elemento de captura pueda depositarse en la zona de captura y/o retirarse de ella.
Por lo tanto, el elemento de captura se deposita sobre el material de drenaje en la zona de captura a través de la segunda abertura.
El recinto puede comprender además al menos un indicador de posición para guiar al usuario en la colocación del elemento de captura en el material de drenaje, por ejemplo en forma de graduaciones, utilizándose dichos indicadores como marcadores para el posicionamiento del material de captura. Cuanto más lejos de la zona de recepción esté el material de captura, más analitos pequeños se recogerán.
La primera ventana y la segunda abertura pueden fusionarse en una sola abertura.
En una primera alternativa, el dispositivo puede comprender además al menos un elemento de captura sostenido en la zona de captura, siendo cada elemento de captura capaz de capturar un analito de interés presente en el líquido. En este caso, el elemento de captura no se puede desprender fácilmente del material de drenaje y todo el sistema, recinto y dispositivo, se envía preferentemente al centro de análisis.
En una segunda alternativa, el elemento de captura puede estar unido a un soporte desmontable del recinto.
En este caso, el soporte desmontable del recinto puede ser uno de los siguientes elementos:
- Una placa capaz de fijarse, al menos temporalmente, a los bordes de la segunda abertura,
- Una parte rompible del recinto,
- Un tapón que puede colocarse tanto en la cápsula como en la segunda abertura. En este caso, sólo se envía al centro de análisis el soporte desmontable.
La presente invención también se refiere a un procedimiento de recogida de al menos un analito de interés de una muestra utilizando un dispositivo o sistema como el descrito anteriormente, que comprende las siguientes etapas: - depositar la muestra en la zona de recepción de un dispositivo de flujo lateral, y
- esperar hasta que el líquido haya migrado a la zona de depósito,
en el que, en caso de presencia del analito de interés en la muestra, determinada por los medios de detección, dicho analito se recoge del elemento de captura.
Cuando este procedimiento de recogida de muestras se lleva a cabo mediante un dispositivo que prevé la separación del elemento de captura, solo o unido a un soporte como, por ejemplo, el tapón descrito anteriormente, se añade ventajosamente una etapa adicional que consiste, al final de la etapa de migración del líquido, en separar el elemento de captura del resto del dispositivo. A continuación, el elemento de captura puede almacenarse durante un período de varias semanas si es necesario y/o enviarse a un laboratorio remoto para realizar un análisis cuantitativo de su contenido y/o introducirse en un dispositivo de análisis como un espectrómetro de masas.
También forma parte de la invención un procedimiento de análisis de al menos un analito de interés en una muestra líquida, que comprende una etapa de recogida de dicho(s) analito(s) mediante un procedimiento de recogida de muestras como el descrito anteriormente, seguido de una etapa de análisis de dicho(s) analito(s) presente(s) en el elemento de captura.
Un procedimiento particular de análisis según la invención, utilizando un sistema como el descrito anteriormente, comprende las siguientes etapas:
- depositar dicha muestra en la primera abertura del recinto,
- esperar el tiempo necesario para que el líquido migre a la zona de detección,
- leer un resultado que establezca que la muestra líquida ha migrado más allá de la zona de captura y, si es posible, que el analito de interés está presente en la muestra, y
- analizar al menos un analito de interés a partir de la cantidad de analito capturado por el elemento de captura. Según otro procedimiento de análisis de acuerdo con la invención, el procedimiento se lleva a cabo utilizando un sistema en el que el elemento de captura se fija a un soporte desmontable del recinto, como una placa o un tapón; el procedimiento comprende entonces las siguientes etapas:
- si procede (si el sistema se suministra con el elemento de captura inicialmente separado del resto), aplicar el elemento de captura a la zona de captura del material de drenaje, utilizando el soporte desmontable,
- depositar dicha muestra líquida en la primera abertura del recinto,
- esperar el tiempo necesario para que el líquido migre a la zona de detección,
- leer un resultado de que la muestra líquida ha migrado más allá de la zona de captura,
- separar el soporte desmontable del altavoz, y
- analizar al menos un analito de interés a partir de la cantidad de analito capturado por el elemento de captura. Según una variante del procedimiento anterior, en la que el soporte desmontable es una parte rompible del recinto, el procedimiento comprende las siguientes etapas:
- depositar dicha muestra líquida en la primera abertura del recinto,
- esperar el tiempo necesario para que el líquido migre a la zona de detección,
- leer un resultado de que la muestra líquida ha migrado más allá de la zona de captura,
- separar la parte de separación del recinto,
- analizar al menos un analito de interés a partir de la cantidad de analito capturado por el elemento de captura. A continuación se describirán realizaciones y variantes, a modo de ejemplos no limitativos, con referencia a los dibujos anexos en los que:
- Las Figuras 1A y 1B muestran dos realizaciones de un dispositivo en alzado,
- Las figuras 2 y 3 muestran en perspectiva dos realizaciones de un dispositivo en el que un elemento de captura es indisociable del dispositivo,
- La figura 4 muestra una vista en perspectiva de una realización de un dispositivo en el que un elemento de captura puede ser disociado del dispositivo,
- La figura 5 muestra una vista en perspectiva de una realización de un dispositivo con dos flujos laterales, - Las figuras 6A y 6B muestran una vista superior y una vista en despiece de una realización de un recinto que contiene un dispositivo,
- Las figuras 7A y 7B muestran una vista superior de otra realización de un recinto que contiene un dispositivo, - Las figuras 8A y 8B muestran una vista superior y una vista en despiece de una realización de un recinto que contiene un dispositivo de doble flujo lateral,
- Las figuras 9A y 9B muestran una vista en perspectiva y una vista en despiece de un sistema que comprende un recinto y una cápsula soporte - elemento de captura,
- Las figuras 10A y 10B muestran la comparación de los perfiles del espectro de la EM en el silicio nanoporoso entre el principio y el final de la migración del suero en la moldura. Umbral de detección: S/N (señal/ruido) de al menos 3,
- La figura 11 muestra la comparación de los perfiles de suero en el silicio nanoporoso en D0 (línea A), D21 a temperatura ambiente (línea B) y D21 a 37°C (línea C),
- La figura 12 muestra la correlación de las calidades del espectro obtenidas durante 21 días entre las condiciones de almacenamiento a temperatura ambiente y a 37°C. Sesgo del horno/TA: Distribución de las correlaciones de cada pico detectado (intensidades, S/R) entre 21 días a TA y 21 días a 37°C. Réplica analítica: Distribución de las correlaciones de cada pico detectado entre réplicas analíticas de las mismas condiciones, - La figura 13 muestra la correlación de los perfiles (mismos picos detectados, intensidades, señal/ruido) entre D0 y D21 a 37°C (panel A) y entre D0 y D21 a temperatura ambiente (panel B).
El dispositivo de flujo lateral 10 mostrado en la figura 1A comprende una tira de material de drenaje 211 que descansa sobre un soporte 800. Este material de drenaje es preferentemente no fibroso, siendo el tamaño de los poros entre 0,2 pm y 1 pm, o incluso entre 0,2 pm y 10 pm. Pueden ser nitrocelulosa, acrílico, polietilen sulfona, PVDF, PTFE, nitrato de celulosa...
A su vez, el soporte 800 está hecho de un material impermeable, destinado a proporcionar una cierta rigidez al material de drenaje, por ejemplo Polipropileno, Vinilo W™, PVC (cloruro de polivinilo), HIPS (poliestireno de alto impacto) poliéster... Sin embargo, este soporte no es esencial, ya que el material de drenaje puede ser suficientemente rígido. La figura 1B ilustra un dispositivo en el que el material de drenaje no tiene soporte.
El dispositivo 10 tiene sucesivamente:
- en un primer extremo, una zona de recepción 100, que comprende un primer material absorbente 111 dispuesto sobre una cara del material de drenaje y en contacto directo con ella, destinado a recibir una muestra líquida; esta cara se denominará en lo sucesivo cara superior del material de drenaje, y la cara opuesta se denominará cara inferior,
- una zona de migración de líquidos 201,
- en un segundo extremo, una zona de depósito 301, que comprende un segundo material absorbente 311 dispuesto sobre la cara superior del material de drenaje y en contacto con ella, destinado a absorber el exceso de líquido que ha pasado por el material de drenaje.
De este modo, el primer material absorbente, el material de drenaje y el segundo material absorbente están en continuidad de fluido: el líquido depositado en el primer material absorbente 111 penetra por capilaridad en el material de drenaje 211 y progresa a lo largo de este material de drenaje hacia el segundo material absorbente 311. Como se verá más adelante, se pueden utilizar otras disposiciones para garantizar esta continuidad de fluido.
Los primeros y segundos materiales absorbentes 111, 311 son, por ejemplo, de fibra de celulosa, fibra de vidrio, polivinil sulfona, etc. Estos materiales tienen preferentemente una estructura desordenada (fibras) u ordenada (malla), para permitir la filtración del líquido en la zona de recepción 100, en particular reteniendo los organismos y los restos celulares en el caso, por ejemplo, de líquidos biológicos como la sangre (eritrocitos, leucocitos, plaquetas) o la orina (restos, bacterias), aguas arriba de la zona de migración 201. En el mismo dispositivo, estos primeros y segundos materiales absorbentes pueden ser iguales o diferentes.
El primer material absorbente 111 puede haber sido sometido a un pretratamiento por impregnación en una solución y posterior secado, para permitir el acondicionamiento del líquido en la zona de recepción 100, por ejemplo la modificación del pH, la adición de iones, la adición de calibradores internos para el análisis molecular cuantitativo, anticoagulantes, estabilizantes, antiproteasas, etc.
El volumen del segundo material absorbente 311 es generalmente mayor que los volúmenes respectivos del primer material absorbente 111 y del material de drenaje 211, de manera que su capacidad de absorción es mayor que la capacidad de absorción del primer material absorbente 111 y del material de drenaje 211. Así, la zona de depósito 301 actúa como una bomba capilar, permitiendo el flujo de fluido entre la zona de recepción 100 y la zona de depósito 301.
La zona de migración 201 comprende una zona de captura 400; como se muestra en las figuras 1A y 1B, un elemento de captura 411 está dispuesto en esta zona de captura, en contacto con el material de drenaje 211. Como se ilustra, el elemento de captura 411 puede estar dispuesto en el lado superior o inferior del material de drenaje 211.
El elemento de captura 411 está adaptado para capturar un analito o analitos de interés a medida que migran a través del material de drenaje desde la zona de recepción hasta la zona de depósito.
En las realizaciones ilustradas, el elemento de captura 411 está hecho de silicio nanoporoso o mesoporoso; como se ilustra en el Ejemplo 2 a continuación, este material tiene la ventaja de retener los analitos de interés durante varios días sin degradación.
El elemento de captura 411 es desmontable del material de drenaje 211 para permitir el análisis cuantitativo del analito o analitos de interés como proteínas, metabolitos, moléculas orgánicas...
En una primera realización, el elemento de captura 411 es totalmente móvil, es decir, es aplicado por el operador a la zona de captura 400 del material de drenaje 211 en el momento de la recogida de muestras y luego se desprende del mismo para ser enviado a un centro de análisis para el análisis del analito o analitos de interés. En otras realizaciones, el elemento de captura es integral con el dispositivo, siendo este último separado del material de drenaje sólo en el momento del análisis cuantitativo.
La figura 2 ilustra otra realización del dispositivo 10 en la que:
- el elemento de captura 411 se mantiene entre el soporte 800 y el material de drenaje 211, por lo que está en contacto con la cara inferior del material de drenaje; en esta realización, el dispositivo 10 comprende el elemento de captura 411 desde el principio,
- la zona de recepción comprende un material de transferencia 502 que se interpone entre el primer material absorbente 111 y el material de drenaje 211, asegurando al mismo tiempo la continuidad del fluido entre estos dos materiales; este material de transferencia permite, por ejemplo, la filtración de los elementos formes de la sangre; está constituido por un material fibroso, que define una malla, ordenada o no, cuyo tamaño medio es inferior al de las mallas del primer material absorbente 111, para permitir el bombeo capilar del líquido procedente de este primer material.
En la realización práctica, el primer material absorbente 111 se superpone parcialmente al material de transferencia 502, que a su vez se superpone parcialmente al material de drenaje 211. En el otro extremo del dispositivo, el segundo material absorbente 311 se superpone parcialmente al material de drenaje 211. Esto asegura la continuidad del fluido entre el área de recepción 100 y el área de depósito 301. El líquido fluye por capilaridad en la dirección de la flecha F1.
La figura 3 ilustra otra realización del dispositivo 10 que comprende un material de cobertura 700 que cubre parcialmente el primer material absorbente 111, el material de transferencia 502, el material de drenaje 211 y el segundo material absorbente 311. Entre el material de cobertura y el material de drenaje 211 se encuentra un elemento de retención 411, que se mantiene en la parte superior del material de drenaje.
La figura 4 ilustra otra realización del dispositivo 10. En esta realización, el material de drenaje tiene dos segmentos separados, un segmento aguas arriba 211a y un segmento aguas abajo 211b. El dispositivo también comprende un material de conjugación 501a a caballo entre estos dos segmentos para forzar el paso del líquido a través del material de conjugación 501a y asegurar la continuidad del fluido entre la zona de recepción 100 y la zona de depósito 301. El segmento aguas abajo 211b del material de drenaje tiene una zona de detección 600 que incluye un patrón de detección que consiste en dos líneas 601 y 602 para detectar la presencia o ausencia de un analito objetivo, y para revelar la migración total del líquido para validar la prueba. El elemento de captura 411 está dispuesto en el primer segmento 211a del material de drenaje, aguas arriba del material de conjugación 501a.
La figura 5 ilustra otra realización del dispositivo 20 que comprende dos zonas de migración 201, 202 situadas a ambos lados de una zona de recepción 100 y dos zonas de depósito 301, 302 en los extremos respectivos de las zonas de migración. Por lo tanto, este dispositivo tiene un primer y un segundo flujo lateral en direcciones opuestas, representados por las flechas F1 y F2 en la figura 5.
El primer flujo lateral F1 comprende, como se ha descrito anteriormente, en continuidad de fluido con el primer material absorbente 111 y de aguas arriba a aguas abajo en la dirección de la flecha F1, un primer material de conjugación 501a, un primer material de drenaje 211 en contacto con el primer material de conjugación, comprendiendo este primer material de drenaje una primera zona de detección 600a y un segundo material absorbente 311 que forma un primer depósito.
El segundo flujo lateral F2 comprende, en continuidad de fluido con el primer material absorbente 111 y de aguas arriba a aguas abajo en la dirección de la flecha F2, un material de transferencia 502a, un segundo material de drenaje en forma de un primer segmento 212a y un segundo segmento 212b de material de drenaje; un elemento de captura 411 está dispuesto en el primer segmento; un segundo material de conjugación 501b está dispuesto a caballo entre los dos segmentos; el segundo segmento 212b comprende una segunda zona de detección 600b. Un segundo material absorbente 312 que forma un segundo depósito está finalmente en continuidad de fluido con el segundo segmento 212b.
El segundo material de conjugación 501b comprende segundas partículas de conjugación capaces de unirse a un analito que seguramente se encuentra en el líquido. De este modo, la detección de estas segundas partículas de conjugación en la segunda zona de detección 600b significa que el líquido ha pasado al menos por el primer segmento 212a de material de drenaje y, por tanto, el elemento de captura 411 ha podido capturar el/los analito/s de interés.
Las figuras 6A y 6B muestran un sistema de recogida de muestras que comprende un dispositivo 10 y un recinto 1000 que encierra el dispositivo.
El recinto tiene la forma de una platina que tiene una parte superior 1200 y una parte inferior 1300, estando estas dos partes unidas, en uso, por ejemplo por enganche y/o pegado; cuando estas dos partes están unidas, encierran el dispositivo 10. La figura 6a muestra el lado exterior de la parte superior 1200, la figura 6B muestra el dispositivo abierto, es decir, los lados interiores de las partes superior e inferior.
La parte superior 1200 comprende sucesivamente:
- una primera abertura 1210, que se encuentra frente al primer material absorbente 111 del dispositivo; esta primera abertura está destinada a recibir la muestra líquida y transmitirla al primer material absorbente, - una segunda abertura alargada 1220, opuesta al material de drenaje 211,
- una primera ventana 1230, opuesta a la zona de detección 600 del dispositivo; esta ventana puede estar abierta y formar una tercera abertura, o comprender un material translúcido que permita la lectura de una señal de detección 601.
La parte inferior 1300 tiene rebajes 1310, 1320 previstos para recibir y sostener el dispositivo 10.
El sistema comprende además una placa 1400 que tiene un elemento de captura 411 en un lado de la misma. La placa está pensada para ser fijada, al menos temporalmente, por ejemplo mediante un clip, a los bordes de la segunda abertura 1220 de manera que el elemento de captura entre en contacto con el material de drenaje 211 a través de la segunda abertura 1220. Para ello, la parte superior 1200 del recinto y la placa 1400 comprenden medios 1222, 1410 que cooperan, por ejemplo por pinzado, para fijar la placa a la parte superior del recinto de forma reversible, durante el tiempo de recogida de muestras. Tras la recogida de muestras, sólo esta placa 1400 con su elemento de captura se envía al centro de análisis.
La parte superior 1200 del recinto 1000 también comprende graduaciones 1221 dispuestas a lo largo de la segunda abertura 1220 para guiar al usuario en el posicionamiento de la placa 1400 y, por tanto, del elemento de captura 411 sobre el material de drenaje 211, según el analito o analitos de interés buscados.
La figura 7A ilustra una realización del recinto 1000 en la que la segunda abertura y la primera ventana se fusionan en una única abertura 1240, exponiendo así el material de conjugación 511a.
La figura 7B ilustra una placa 1400 acoplada a la parte superior 1200 del recinto 1000; como se ha comentado anteriormente, la placa tiene un elemento de captura 411 en el lado no visible de la figura 7B, que se pone así en contacto con el material de drenaje 211 para la recogida de analitos. La cara visible de la placa 1400 tiene una marca o pasador 1420 que está dispuesto frente a una graduación 1221 de la parte superior 1200.
Las figuras 8A y 8B muestran otra realización de un recinto 2000 adaptada al dispositivo de doble flujo 20 mostrado en la figura 5. Al igual que en el caso anterior, la envoltura tiene la forma de una platina que comprende una parte superior 2200 y una parte inferior 2300, estas dos partes se unen, en el uso, por ejemplo, por enganche o pegado; cuando estas dos partes se unen, encierran el dispositivo 20. La figura 8A muestra varias vistas del lado exterior de la parte superior 2200, la figura 6B muestra el dispositivo abierto, es decir, los lados interiores de las partes superior e inferior.
La parte superior 2200 comprende:
- una primera abertura 2210, que se encuentra frente al primer material absorbente 111 del dispositivo; esta primera abertura está destinada a recibir la muestra líquida y transmitirla al primer material absorbente, y a ambos lados de esta primera abertura :
- una primera ventana 2220, opuesta a la zona de detección 600a del material de drenaje 211; esta ventana puede estar abierta y formar una segunda abertura, o comprender un material translúcido que permita la lectura de las señales de detección 601,602,
- una segunda ventana 2230, opuesta a la zona de detección 600b del segundo segmento de material de drenaje 212b; esta ventana puede estar abierta y formar una tercera abertura, o comprender un material translúcido que permita leer la señal de detección 603.
En la realización ilustrada, el recinto 2000 también incluye una línea de corte o porción frágil 2240 situada entre la primera abertura 2210 y la segunda ventana 2230, lo que permite que el recinto 2000 se divida fácilmente en dos partes, una primera parte rompible 2000a, que incluye el elemento de captura 411, y una segunda parte 2000b. Como puede verse en la figura 8B, la parte superior 2200 del recinto comprende, en su lado interior, un elemento de captura 411 situado entre la línea de corte 2240 y la segunda ventana 2230, visible por transparencia en la figura 8A. Cuando el recinto contiene un dispositivo 20, el elemento de captura 411 entra en contacto con un primer segmento de material de drenaje 212a.
De este modo, después de la recogida del analito o analitos de interés, la primera parte rompible 2000a, que comprende el elemento de captura 411, se separa de la segunda parte 2000b del recinto, y sólo la primera parte se envía al centro de análisis para el análisis de los analitos.
Las figuras 9A y 9B ilustran un sistema de recogida de muestras alternativo que comprende un recinto 3000 que contiene un dispositivo 10 y una cápsula 3400.
El recinto 3000 es similar al recinto 1000 de las figuras 6A y 6B. Comprende una parte superior 3200 y una parte inferior 3300 que, unidas, encierran un dispositivo 10.
La parte superior 3200 comprende sucesivamente:
- una primera abertura 3210, que se encuentra frente al primer material absorbente 111 del dispositivo,
- una segunda abertura circular 3220, opuesta al material de drenaje 211, que se detallará más adelante, - una primera ventana 3230, opuesta a la zona de detección 600 del dispositivo.
La parte inferior 1300 tiene alojamientos empotrados 3310, 3320 provistos para recibir y sostener el dispositivo 10. El sistema comprende además un contenedor o cápsula 3400 que tiene un tapón 3410. Este tapón tiene un asa 3411 en la parte superior, y una parte inferior:
- dos espigas o pasadores 3412, de modo que el tapón 3410 pueda fijarse (mediante atornillado, enganche, enclavamiento u otros medios) tanto a una abertura 3420 de la cápsula como a la segunda abertura 3220 del recinto 3000, siendo posible que los modos de fijación al contenedor 3400 y al recinto 3000 sean diferentes, - un elemento de captura 411.
En esta realización, el elemento de captura 411 se entrega encerrado en la cápsula 3400, se retira de la cápsula 3400 con el tapón 3410, este tapón se fija al recinto 3000 para el momento del muestreo. Una vez finalizada la recogida de muestras, se retira el tapón del recinto y se vuelve a colocar en la cápsula 3400. La cápsula se envía sola al centro de análisis. La ventaja es que el operador no tiene que tocar nunca el elemento de captura 411, que por lo tanto permanece libre de contaminación.
Esta descripción no es limitativa. Así:
- el dispositivo puede no ser recto como se muestra en las figuras; en particular, en el diseño de flujo de dos lados, los dos flujos pueden compartir la misma área de depósito,
- el recinto no tiene necesariamente una línea de corte 2240, el recinto entera puede ser enviada al laboratorio, - aunque las figuras 6A a 9B sólo ilustran sistemas en los que el elemento de captura 411 es desmontable del recinto 1000, 2000, 3000, dichos sistemas podrían comprender un dispositivo en el que el elemento de captura no es fácilmente desmontable del material de drenaje, como se ilustra en las figuras 2 y 3.
Los siguientes ejemplos experimentales ilustran ciertos aspectos de la invención sin limitar su alcance.
Ejemplo 1: Comparación de los perfiles del espectro de la EM en el silicio nanoporoso entre el principio y el final de la migración del suero en la moldura
Las condiciones experimentales se describen en el diagrama mostrado en la Figura 10A. Brevemente, se depositaron dos chips de silicio nanoporoso del mismo tamaño (5x5x0,75mm, 1pm de grosor de porosidad superficial, 20nm de tamaño de poro y un índice de porosidad de aproximadamente el 50%) sobre una cinta de nitrocelulosa, uno junto a la zona receptora 111 (zona A) y el otro junto al material absorbente 311 (zona B) de la zona receptora. Después de depositar 100 pl de suero y de la migración a la zona de depósito, se recuperaron los dos chips, se enjuagaron 3 veces con agua antes de realizar el análisis MALDI directamente en el chip, en matriz CHCA, entre 1000 y 15000 Da.
Los resultados, mostrados en la Figura 10B y la Tabla 1 a continuación, sugieren un efecto de separación de proteínas por cromatografía de exclusión estérica durante la migración del suero en la nitrocelulosa. De hecho, observamos menos picos en el material poroso al principio de la migración (46) con una alta relación señal-ruido en las masas inferiores a 2400 Da en comparación con el material poroso al final de la migración (68). Esta observación se invierte para las masas superiores a 3500 Da. La malla de nitrocelulosa actúa, por tanto, como superficie de cromatografía, enriqueciendo las moléculas de menor peso molecular durante la migración.
Tabla 1
Como la detección MALDI es sensible a estos enriquecimientos específicos, las relaciones señal-ruido para cada rango de masas se modifican, así como su detección espectral.
Ejemplo 2: Estudio de la estabilización de moléculas atrapadas en silicio nanoporoso durante 21 días Los chips de silicio nanoporoso utilizados aquí son idénticos a los descritos en el Ejemplo 1. Se depositaron diez microlitros de suero directamente en cada chip y se realizaron las siguientes etapas:
- incubación de suero en material poroso: 10 minutos,
- enjuagar 3 veces con agua destilada
- almacenamiento en una bolsa con desecante (gel de sílice) a temperatura ambiente y 37°C (humedad atmosférica).
- perfil MALDI directo en CHCA entre 1000 y 15000Da cada 7 días.
Los resultados, mostrados en la Figura 11, muestran que los perfiles son comparables en términos de especies detectadas. No se observan productos de degradación. La correlación de las calidades del espectro entre las diferentes condiciones de almacenamiento (Figura 12), así como la correlación de los perfiles entre D0 y D21 (a temperatura ambiente o a 37°C, Figura 13) es superior a 0,75.
En la figura 12, la unidad del eje Y es el índice de correlación, siendo 1 una correlación perfecta.
En la Figura 13, la unidad de los ejes X e Y es la intensidad de los picos detectados (puntos) normalizados en log10.
Claims (20)
1. Dispositivo de flujo lateral (10, 20) para la recogida de muestras de al menos un analito de interés de un líquido, que comprende:
- una zona de recepción de líquido (100), que comprende un primer material absorbente (111) adecuado para recoger el líquido,
- al menos una zona de migración de líquido (201, 202) que se extiende entre un primer extremo y un segundo extremo, comprendiendo cada zona de migración un material de drenaje (211, 211a, 211b, 212a, 212b) en continuidad de fluido con el primer material absorbente, siendo el material de drenaje capaz de recoger el líquido absorbido por la zona de recepción y de drenar el líquido desde su primer extremo hacia su segundo extremo,
- al menos una zona de depósito (301, 302), que comprende un segundo material absorbente (311, 312), en contacto con el material de drenaje en el segundo extremo de cada zona de migración, siendo el segundo material absorbente capaz de absorber el líquido drenado por el material de drenaje,
- medios de detección entre la zona de recepción y la zona de depósito para determinar la presencia o ausencia de dicho(s) analito(s) de interés en la muestra,
caracterizado porque al menos una de dichas zonas de migración incluye también al menos una zona de captura (400), comprendiendo el dispositivo además un elemento de captura (411) aplicado a cada zona de captura (400), contra el material de drenaje entre sus extremos primero y segundo, comprendiendo cada elemento de captura (411) un material de silicio nanoporoso o mesoporoso y que es capaz de capturar un analito de interés presente en el líquido y porque cada elemento de captura (411) es capaz de ser separado del material de drenaje (211,211a, 212a).
2. Dispositivo de flujo lateral según la reivindicación 1, caracterizado porque los medios de detección comprenden:
- al menos un material de conjugación (501a, 501b) dispuesto en contacto con el material de drenaje (211a, 211b, 212a, 212b), comprendiendo dicho material de conjugación partículas de conjugación capaces de unirse al analito o analitos de interés,
- un material capaz de inmovilizar y revelar las partículas de conjugación unidas a un analito de interés, impregnando dicho material una zona de detección (600, 600a, 600b) del material de drenaje.
3. Dispositivo de flujo lateral (20) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende una primera (201) y una segunda (202) zona de migración que comprenden respectivamente un primer (211, 211a, 211b) y un segundo (212a, 212b) material de drenaje, estando la zona de recepción (100) situada entre dichas dos zonas de migración
4. Dispositivo de flujo lateral según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el primero (111) y/o el segundo de los materiales absorbentes (311, 312) están hechos de un material fibroso.
5. Dispositivo de flujo lateral según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la zona de recepción (100) comprende además un material de transferencia (502).
6. Dispositivo de flujo lateral según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque al menos uno de los materiales de drenaje (211, 212) comprende un material nanoporoso o mesoporoso.
7. Dispositivo de flujo lateral según una de las reivindicaciones 2 a 6, caracterizado porque la zona de captura (400) está situada aguas arriba del material de conjugación (501a, 501b) en la dirección de drenaje (F1, f2) del líquido en el material de drenaje (211,211a, 211b, 212a, 212b).
8. Un dispositivo de flujo lateral según una de las reivindicaciones 2 a 7, caracterizado porque al menos uno de los materiales de conjugación (501a, 501b) comprende partículas de conjugación capaces de unirse a un analito que se encuentra con seguridad en el líquido.
9. Dispositivo de flujo lateral según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el primer material absorbente (111), el material de drenaje (211, 212) y el segundo material absorbente (311, 312) están dispuestos sobre un material de soporte (800).
10. Dispositivo de flujo lateral según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende además un material de recubrimiento (700) capaz de cubrir al menos una parte de la zona de recepción, la zona de migración y/o la zona de depósito.
11. Dispositivo de flujo lateral según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque el elemento de captura (411) se mantiene contra el material de drenaje (211).
12. Sistema de recogida de muestras de analitos de interés de un líquido, caracterizado porque comprende un recinto (1000) que contiene un dispositivo de flujo lateral (10) según una de las reivindicaciones anteriores 1 a 11, que comprende una única zona de migración (201), comprendiendo dicho recinto:
- una primera abertura (1210) dispuesta frente a la zona de recepción (100) de dicho dispositivo,
- una primera ventana (1230) dispuesta frente a la zona de detección (600) para leer una señal de detección (601, 602).
13. Sistema de recogida de muestras de analitos de interés de un líquido, caracterizado porque comprende un recinto (2000) que contiene un dispositivo de flujo lateral (20) según una de las reivindicaciones 1 a 11, que comprende dos zonas de migración (201, 202), comprendiendo dicho recinto:
- una primera abertura (2210) dispuesta frente a la zona de recepción (100) de dicho dispositivo,
- una primera ventana (2220) dispuesta frente a la primera zona de detección (600a) para leer una primera señal de detección (601, 602),
- una segunda ventana (2230) dispuesta frente a la segunda zona de detección (600b) para permitir la lectura de una segunda señal de detección (603).
14. Sistema de recogida de muestras de analitos de interés de un líquido según la reivindicación 12 o 13, caracterizado porque el recinto (1000, 2000) comprende además una segunda abertura (1220) dispuesta frente a la zona de captura (400) del dispositivo, de modo que un elemento de captura (411) puede ser depositado en dicha zona de captura y/o retirarlo de ella.
15. Sistema de recogida de muestras de analitos de interés de un líquido según una de las reivindicaciones 12 a 14, caracterizado porque el dispositivo (10, 20) comprende además al menos un elemento de captura (411) sostenido en la zona de captura (400), siendo dicho al menos un elemento de captura capaz de capturar un analito de interés presente en el líquido.
16. Sistema de recogida de muestras de analitos de interés de un líquido según una de las reivindicaciones 12 a 15, caracterizado porque el elemento de captura (411) está unido a un soporte desmontable del recinto.
17. Sistema de recogida de muestras de analitos de interés de un líquido según la reivindicación 16, caracterizado porque el soporte desmontable del recinto es uno de los siguientes elementos:
- una placa (1400) adaptada para ser fijada, al menos temporalmente, a los bordes de la segunda abertura (1220),
- una parte rompible (2000a) del recinto (2000),
- un tapón (3410) adaptado para ser fijado tanto a la cápsula (3400) como a la segunda abertura (3220).
18. Procedimiento de recogida de muestras de al menos un analito de interés en una muestra, que comprende las siguientes etapas:
- depositar dicha muestra en la zona de recepción de un dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, y
- esperar a que el líquido migre a la zona de depósito, caracterizado porque en caso de presencia del analito de interés en la muestra, determinada por los medios de detección, dicho analito es recogido del elemento de captura (411).
19. Procedimiento de recogida de muestras según la reivindicación 18, caracterizado porque el dispositivo está comprendido en un sistema de recogida de muestras según una cualquiera de las reivindicaciones 12 a 17 y porque al final de la etapa de migración del líquido, el elemento de captura (411) se separa del resto del dispositivo.
20. Un procedimiento de análisis de al menos un analito de interés en una muestra líquida, que comprende una etapa de recogida de dicho analito mediante un procedimiento según una de las reivindicaciones 18 o 19, seguida de una etapa de análisis de dicho analito presente en el elemento de captura.
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