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ES2949146T3 - Dispositivo de ensayo lateral - Google Patents

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ES2949146T3
ES2949146T3 ES18173693T ES18173693T ES2949146T3 ES 2949146 T3 ES2949146 T3 ES 2949146T3 ES 18173693 T ES18173693 T ES 18173693T ES 18173693 T ES18173693 T ES 18173693T ES 2949146 T3 ES2949146 T3 ES 2949146T3
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ES
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zone
sample
flow
fluid
absorption
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ES18173693T
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English (en)
Inventor
Zhong Ding
Philip Hosimer
Edward Scalice
Daniel Salotto
David Heavner
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Ortho Clinical Diagnostics Inc
Original Assignee
Ortho Clinical Diagnostics Inc
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Publication date
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Abstract

Un dispositivo de ensayo de flujo lateral incluye un sustrato que tiene una superficie superior, así como un área receptora de muestras dispuesta sobre la superficie superior. Al menos una ruta de flujo de fluido se extiende a lo largo del sustrato desde el área de recepción de muestras, en donde el área de recepción de muestras se puede colocar en contacto con un depósito periférico formado en un área de adición de muestras para extraer muestra del mismo de manera controlada. El dispositivo puede incluir además un área de reactivo que está diseñada para promover la disolución uniforme de un material de detección depositado mediante una muestra movida a través del dispositivo a lo largo de la trayectoria del flujo de fluido, así como un canal de flujo configurado para promover la mezcla de la muestra y el reactivo y un absorbente. o zona de absorción configurada para afectar diversas características de flujo. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Dispositivo de ensayo de flujo lateral
Campo técnico
Esta solicitud se refiere generalmente al campo de la química analítica y, más específicamente, a un dispositivo de ensayo de flujo lateral que tiene elementos diseñados para mejorar las características de flujo de una muestra de fluido aplicada a lo largo de al menos un recorrido de flujo de fluido definido, así como la efectividad general del dispositivo de ensayo, por ejemplo, para su uso en un aparato de diagnóstico de unidad central y de punto de atención.
Específicamente, la presente invención se refiere a un dispositivo (400; 500; 800; 900; 1000) de flujo lateral, que comprende:
un sustrato (40; 1002) que tiene una superficie (44; 1005);
una zona (448; 1008) de adición de muestra en un primer extremo de un recorrido (474; 1028) de flujo de fluido definido;
una zona (480; 1032) de absorción dispuesta en un extremo opuesto del recorrido (474; 1028) de flujo de fluido,
teniendo la zona (448; 1008) de adición de muestra, el recorrido (474; 1028) de flujo de fluido definido y la zona (480; 1032) de absorción una pluralidad de proyecciones (490; 711; 1035; 1052) que se extienden desde la superficie del sustrato que están configuras para permitir el flujo capilar de un fluido introducido a lo largo del recorrido (474; 1028) de flujo de fluido definido;
una lámina hidrófila o cubierta de cinta (240; 1040) dispuesta sobre la zona (480; 1032) de absorción, teniendo dicha cubierta un borde periférico (1042) que se extiende a través de la entrada de la zona de absorción a través de un canal de flujo que entra en la zona de absorción; y,
al menos una estructura (1060) de unión de flujo que está ubicada en la entrada de la zona (480; 1032) de absorción en el recorrido (1028) de flujo de fluido y que promueve el flujo de fluido hacia la zona de absorción a medida que el fluido avanza más allá del borde periférico (1042) de la lámina hidrófila o cubierta de cinta (1040);
en donde la al menos una estructura (1060) de unión de flujo comprende al menos una ranura (1064) o una barra (1068) formada en el sustrato en una dirección que es paralela a la dirección de flujo del fluido y que se extiende perpendicular y a través del borde exterior de la cubierta; en donde la al menos una estructura (1060) de unión de flujo está rodeada por una pluralidad de proyecciones (490; 711; 1035; 1052), y
en donde la al menos una estructura (1060) de unión de flujo comienza corriente arriba con respecto al borde periférico (1042) de la lámina hidrófila o cubierta de cinta (240; 1040) y se extiende corriente abajo del borde periférico (1042) y dentro de la zona (480; 1032) de absorción debajo de la lámina hidrófila o cubierta de cinta (240; 1040).
Antecedentes
Existen varias formas de dispositivos de ensayo actualmente presentes en el campo de diagnóstico médico que se usan para determinar un analito específico de una muestra de fluido corporal, tal como sangre completa, haciendo reaccionar la muestra de fluido con al menos un reactivo y determinando luego un analito o marcador de interés. Por ejemplo, y con referencia a la Figura 1, se muestra un dispositivo 1 de ensayo de flujo lateral conocido definido por un sustrato 6 que es sustancialmente plano y definido además por una superficie superior o de parte superior 7, formando el sustrato un soporte. Una pluralidad de proyecciones 12 se extienden hacia arriba desde la superficie superior 7. Estas proyecciones 12 están dispuestas en una relación separada predeterminada entre sí y dimensionadas para inducir fuerza capilar lateral sobre una muestra de líquido que se introduce en el dispositivo 1 de ensayo. El dispositivo 1 de ensayo se define además por una pluralidad de áreas o zonas que están dispuestas linealmente a lo largo de al menos un recorrido de flujo de fluido. Más específicamente, el dispositivo 1 de ensayo incluye una zona 2 de adición de muestra adyacente a al menos una zona 3 de reactivo, teniendo la zona 3 de reactivo un material de detección (no mostrado), tal como un conjugado de detección que recubre, está impregnado o aplicado o depositado de otro modo sobre las proyecciones 12. Un canal 4 de flujo se extiende desde la zona 3 de reactivo hasta una zona 5 de absorción o absorción por capilaridad que está dispuesta en el extremo opuesto del recorrido de flujo de fluido con respecto a la zona 2 de adición de muestra. Cada una de las zonas mencionadas anteriormente según este diseño incluye una pluralidad de las proyecciones 12 para inducir el flujo capilar lateral a través del dispositivo 1 de ensayo y, más específicamente, a lo largo del recorrido de flujo de fluido definido. Se pueden encontrar detalles adicionales relacionados con este dispositivo de ensayo de flujo lateral en la patente u S-8.025.854 B2, WO 2003/103835, WO 2005/089082, WO 2005/118139 y WO 2006/137785.
El documento de la técnica anterior EP 2618149 A1 se refiere a un dispositivo de ensayo que incluye una zona de muestra de líquido; una zona de reactivo corriente abajo y en comunicación fluida con la zona de muestra que contiene un material de reactivo; una zona de detección en comunicación fluida con la zona de reactivo que tiene elementos de captura unidos a la misma; y una zona de absorción por capilaridad en comunicación fluida con la zona de captura que tiene capacidad de recibir una muestra de líquido que fluye desde la zona de detección. La zona de recepción de muestra, la zona de reactivo, la zona de detección y la zona de absorción por capilaridad definen un recorrido de flujo de fluido y al menos una parte del recorrido de flujo de fluido tiene un sustrato y proyecciones que se extienden sustancialmente en vertical desde el sustrato, en donde las proyecciones tienen una altura, sección transversal y una distancia entre sí que define un espacio entre las proyecciones capaz de generar un flujo capilar paralelo a la superficie del sustrato. Además, el recorrido de flujo de fluido que tiene proyecciones incluye una sección de esquina que cambia la dirección del recorrido de flujo. Las proyecciones en o alrededor de la sección de esquina se modifican para mantener la configuración del frente de flujo de la muestra que fluye a través del recorrido de flujo después de la esquina sustancialmente con la misma configuración que antes de la esquina.
El documento de la técnica anterior EP 2618153 A1 describe un dispositivo de ensayo que incluye una zona de muestra de líquido; una zona de reactivo corriente abajo y en comunicación fluida con la zona de muestra que contiene un material de reactivo; una zona de detección en comunicación fluida con la zona de reactivo. La zona de detección incluye un sustrato y un primer conjunto de proyecciones que se extienden sustancialmente en vertical desde el sustrato. Las proyecciones tienen una altura, sección transversal y una distancia entre sí que define un espacio capilar entre las proyecciones capaz de generar un flujo capilar paralelo a la superficie del sustrato. El dispositivo incluye además una zona de absorción por capilaridad en comunicación fluida con la zona de detección que tiene capacidad de recibir una muestra de líquido que fluye desde la zona de detección. La zona de absorción por capilaridad incluye un sustrato y un segundo conjunto de proyecciones que se extienden sustancialmente en vertical desde el sustrato, y las proyecciones tienen una altura, sección transversal y una distancia entre sí que define un espacio capilar entre las proyecciones capaz de generar un flujo capilar paralelo a la superficie del sustrato. La zona de absorción por capilaridad tiene forma rectangular y el lado más largo del rectángulo se extiende en la dirección del flujo para reducir así el gradiente de presión en el dispositivo de ensayo, lo que aumenta el tiempo de flujo total de la muestra de líquido en comparación con una zona de absorción por capilaridad que tiene lados de igual longitud y mismo volumen. Al menos una parte del segundo conjunto de proyecciones tiene al menos una dimensión seleccionada de un diámetro, una separación de centro a centro o un hueco entre las proyecciones que es diferente del primer conjunto de proyecciones, y se selecciona para aumentar el tiempo de flujo total de la muestra a través del dispositivo.
En términos de funcionamiento general, se aplica inicialmente una muestra de fluido tal como sangre completa en la zona 2 de adición de muestra a través de una cubierta (no mostrada) o mediante aplicación directa usando una pipeta (no mostrada) u otros medios de dispensación, en donde se hace que la muestra se mueva a lo largo del recorrido de flujo de fluido definido a través de la zona 3 de reactivo en base a la presión capilar ejercida por la pluralidad de proyecciones 12. La muestra, al contactar con el material de detección en la zona 3 de reactivo, produce una señal detectable, tal como un cambio de color perceptible visualmente. La muestra, junto con el material de detección disuelto gradualmente, continúa migrando a través del dispositivo 1 de ensayo a lo largo del recorrido de flujo de fluido definido a través del canal 4 de flujo, teniendo este último al menos un área o zona predeterminada configurada para la detección por un instrumento, tal como un fluorímetro de escaneo, y en donde la muestra continúa moviéndose a lo largo del recorrido de flujo de fluido a la zona 5 de absorción. Después de un tiempo suficiente para llenar la zona 5 de absorción, el ensayo se considera completo y se puede obtener un resultado detectable en el área o áreas de detección predeterminadas usando el instrumento de detección.
Otro ejemplo o versión de un dispositivo 20 de ensayo de flujo lateral se ilustra en la Figura 2, el dispositivo 20 incluye un sustrato plano 40 que puede estar hecho de un plástico moldeable u otro material no poroso adecuado. El sustrato 40 está definido por una superficie superior o de parte superior 44, que está definida además por una pluralidad de zonas o áreas discretas que incluyen una zona 48 de recepción de muestra, una zona 52 de reactivo y una zona 60 de absorción o absorción por capilaridad. Según este diseño de dispositivo conocido, cada una de las zonas mencionadas anteriormente están conectadas por fluidos entre sí de manera lineal a lo largo de un recorrido de flujo de fluido definido que incluye además un canal 64 de flujo, que puede incluir al menos una zona de detección (no mostrada) y en donde una pluralidad de proyecciones (no mostradas), similares a las usadas en el dispositivo 1 de ensayo de la Figura 1, están dispuestas dentro de al menos una de las zonas y/o el canal 64 de flujo, extendiéndose las proyecciones hacia arriba desde la superficie superior 44 del sustrato 40 y en donde las proyecciones pueden estar dispuestas en al menos una o todas las zonas dispuestas del dispositivo 20 de ensayo para promover el flujo de muestra.
Las proyecciones pueden dimensionarse suficientemente para inducir espontáneamente un flujo capilar
En uso, el dispositivo 20 de ensayo funciona de manera similar al dispositivo 1 de ensayo, Figura 1, en donde se aplica una muestra en la zona 48 de recepción de muestra, lo que hace que la muestra se mueva bajo fuerza capilar a la zona 52 de reactivo que contiene el material de detección depositado. Cuando se humedece por la muestra, el material de detección puede reaccionar, dependiendo del tipo de ensayo (p. ej., competitivo, sándwich, etc.), con la muestra y se disuelve, produciendo así una señal visualmente perceptible (coloreada). La muestra y el material de detección disuelto avanzan a lo largo del recorrido de flujo de fluido definido a lo largo del canal 64 de flujo a través de las proyecciones y bajo fuerza capilar a la zona 60 de absorción. Cuando la zona 60 de absorción se llena con fluido, se asume que el ensayo se ha completado y los resultados del ensayo pueden tomarse mediante un instrumento de detección (p. ej., un fluorímetro) con respecto al canal 64 de flujo y al menos una zona 56 de detección.
Con referencia a la Figura 3, se representa otro dispositivo 100 de ensayo de flujo lateral conocido adicional de la técnica anterior definido por un sustrato plano 104 que puede estar hecho de un plástico moldeable u otro material no poroso adecuado. Una pluralidad de zonas o áreas discretas están definidas en relación separada a lo largo de una superficie superior del sustrato 104, extendiéndose las zonas a lo largo de un recorrido de flujo de fluido lineal. Estas zonas incluyen una zona 108 de recepción de muestra, una zona 112 de reactivo, un canal 116 de flujo, que puede contener al menos una zona de detección (no mostrada), y una zona 120 de absorción o absorción por capilaridad, respectivamente. En esta versión de dispositivo específica, el recorrido de flujo de fluido está definido por una configuración plegada que se extiende desde la zona 108 de recepción de muestra a través de una zona 112 de reactivo que contiene un material de detección depositado, tal como un conjugado de detección u otro reactivo adecuado. El recorrido de flujo de fluido se extiende además a lo largo del canal 116 de flujo del dispositivo 100, extendiéndose este último además a una zona 120 de absorción por capilaridad o recepción que define el extremo opuesto del recorrido de flujo de fluido lateral plegado. Según esta configuración de dispositivo particular, dos pliegues distintos están presentes, un primer pliegue entre la zona 112 de reactivo y un primer extremo o extremo de entrada del canal 116 de flujo y un segundo pliegue entre un segundo extremo o extremo de salida del canal 116 de flujo y la zona 120 de absorción por capilaridad.
Según este diseño particular, una pluralidad de proyecciones, similares a las representadas previamente en la Figura 1, se extienden hacia arriba desde la superficie superior del sustrato 104 definiendo sustancialmente las zonas activas definidas dentro de la línea de borde de este dispositivo 100, en donde las proyecciones están específicamente diseñadas dimensionalmente en términos de su altura y diámetros, así como con separaciones relativas entre pilares, para promover únicamente el flujo capilar lateral espontáneo a lo largo del recorrido de flujo de fluido definido entre la zona 108 de adición de muestra y la zona 120 de absorción por capilaridad. Como se describe más adelante, este diseño de dispositivo específico se denomina sistema o dispositivo “ abierto” , lo que significa que no se requieren necesariamente paredes laterales y una cubierta para ayudar en la creación de fuerza capilar y como se describe en los siguientes documentos: Publicación de solicitud de patente US-2014/0141527 A1; WO 2003/103835, WO 2005/089082; WO 2005/118139; WO 2006/137785; y WO 2007/149042.
El funcionamiento de este dispositivo 100 de ensayo de flujo lateral es similar a cada una de las versiones anteriores descritas. Se aplica una muestra de fluido, tal como sangre completa, en el dispositivo 100 en el área 108 de recepción de muestra, tal como a través de una cubierta (no mostrada) que tiene una abertura (no mostrada) y un filtro de separación (no mostrado). Al entrar en contacto con las proyecciones del área 108 de recepción de muestra, se hace que la muestra se mueva bajo fuerza capilar a lo largo del recorrido de flujo de fluido a través de la zona 112 de reactivo en donde la muestra disuelve el material de detección depositado para producir una señal visualmente perceptible. La muestra y el material de detección disuelto avanzan de este modo a lo largo del canal 116 de flujo plegado hasta la zona 120 de absorción, adicionalmente debido a la influencia de la cubierta 130 de lámina hidrófila. Una vez que se ha determinado que la zona 120 de absorción se llena con la muestra, el instrumento de detección (no mostrado) puede usarse para determinar resultados de analito mediante escaneo u otros medios a lo largo del canal 116 de flujo, que incluye al menos un área de detección.
En la Figura 4 se representa otro diseño adicional ilustrativo conocido del dispositivo 300 de ensayo de flujo lateral de la técnica anterior. Este dispositivo 300 de ensayo está definido por un sustrato plano 304, que está hecho de un material no poroso, tal como un plástico moldeado. Como en los dispositivos de ensayo descritos anteriormente, una pluralidad de zonas o áreas están dispuestas en un recorrido de flujo de fluido definido. Más específicamente, una zona 308 de recepción de muestra recibe una muestra de un dispensador de líquido, tal como una pipeta u otros medios adecuados (no mostrados). La muestra (p. ej., sangre completa) se deposita típicamente sobre la parte superior de la zona 308 de adición de muestra a través de una cubierta (no mostrada) que tiene una abertura (no mostrada). La zona 308 de recepción de muestra es capaz de transportar la muestra de líquido dispensada desde el punto en que la muestra se deposita a un par de zonas 312, 313 de reactivo separadas paralelas a través de un filtro opcional y una zona 315 de adición de reactivo adyacente, preferiblemente a través de flujo capilar. La estructura de inducción de flujo capilar puede incluir materiales porosos, tales como nitrocelulosa, o preferiblemente a través de una pluralidad de proyecciones, tales como micro pilares o micropostes que pueden inducir espontáneamente el flujo capilar a través del dispositivo 300 de ensayo, de la manera descrita anteriormente y mostrada en la Figura 1 y en la publicación de solicitud de patente US-2014/0141527 A1; WO 2003/103835, WO 2005/089082; WO 2005/118139; 2006/137785; y WO 2007/149042. También se puede colocar un filtro de separación (no mostrado) o material de filtro (no mostrado) dentro de la zona 308 de adición de muestra para filtrar las partículas de la muestra o para filtrar los glóbulos rojos de la sangre para que el plasma pueda desplazarse a través del dispositivo 300 de ensayo como un filtrado.
Como se indica, y ubicadas entre la zona 308 de adición de muestra y una parte plegada del canal 317 de flujo, se encuentra el par de zonas 312, 313 de reactivo adyacentes, que están alineadas en relación paralela en la presente descripción. Para los fines de los dispositivos de ensayo de flujo lateral descritos en la presente descripción, las zonas 312, 313 de reactivo pueden incluir un reactivo o reactivos integrados en este elemento analítico y son generalmente reactivos útiles en la reacción --- ligandos tales como anticuerpos o antígenos para inmunoensayos, sustratos para ensayos enzimáticos, sondas para ensayos de diagnóstico molecular, o son materiales auxiliares tales como materiales que estabilizan los reactivos integrados, materiales que suprimen las reacciones de interferencia y similares. Generalmente, uno de los reactivos útiles en la reacción porta una señal detectable, como se describió anteriormente en la presente descripción. En algunos casos, los reactivos pueden reaccionar con el analito directamente o a través de una cascada de reacciones para formar una señal detectable tal como una molécula coloreada o fluorescente. En este diseño de dispositivo, las zonas 312, 313 de reactivo incluyen cada una cantidad de material conjugado depositado. El término “conjugado” como se usa en la presente descripción significa cualquier entidad que porte tanto un elemento de detección como un ligando.
En general, para los fines de esta descripción, un “elemento de detección” es un agente que es detectable con respecto a su distribución física y/o la intensidad de la señal que suministra, tal como, aunque no de forma limitativa, moléculas luminiscentes (p. ej., agentes fluorescentes, agentes fosforescentes, agentes quimioluminiscentes, agentes bioluminiscentes y similares), moléculas coloreadas, moléculas que producen colores tras una reacción, enzimas, radioisótopos, ligandos con unión específica y similares. El elemento de detección, también denominado marcador, se selecciona preferiblemente de cromóforos, fluoróforos, marcadores radiactivos y enzimas. Los marcadores adecuadas son comercializados por proveedores comerciales, proporcionando una amplia gama de colorantes para el marcaje de anticuerpos, proteínas y ácidos nucleicos. Por ejemplo, existen fluoróforos que abarcan prácticamente todo el espectro visible e infrarrojo. Los marcadores fluorescentes o fosforescentes adecuados incluyen, por ejemplo, aunque no de forma limitativa, fluoroceínas, Cy3, Cy5 y similares. Los marcadores quimioluminiscentes adecuados incluyen, aunque no de forma limitativa, ésteres de acridinio, o enzimas tales como peroxidasa o fosfatasa alcalina acopladas con sustratos adecuados, tales como luminol, dioxetano y similares.
De manera similar, los marcadores radiactivos están disponibles comercialmente, o los elementos de detección pueden sintetizarse para que incorporen un marcador radioactivo. Los marcadores radioactivos adecuadas incluyen, aunque no de forma limitativa, yodo y fósforo radiactivos; p. ej., 125I y 32P.
Los marcadores enzimáticos adecuados incluyen, aunque no de forma limitativa, peroxidasa de rábano picante, betagalactosidasa, luciferasa, fosfatasa alcalina y similares. Dos marcadores son “distinguibles” cuando pueden detectarse individualmente y preferiblemente cuantificarse simultáneamente, sin perturbarse, interferir o atenuarse entre sí significativamente. Se pueden usar dos o más marcadores, por ejemplo, cuando se detectan múltiples analitos o marcadores.
El ligando es un material que puede formar un complejo que puede usarse para determinar la presencia o una cantidad de un analito. Por ejemplo, en un ensayo “ sándwich” , el ligando en el conjugado puede formar un complejo que incluye el analito y el conjugado y ese complejo puede unirse adicionalmente a otro ligando, también denominado elemento de captura, integrado en la zona de detección. En un inmunoensayo competitivo, el analito interferirá con la unión del ligando en el conjugado a otro ligando, también denominado elemento de captura, integrado en la zona de detección. Los ligandos ilustrativos incluidos en los conjugados incluyen anticuerpos, antígenos, analitos o imitadores de analitos, proteínas, etc.
A efectos de antecedentes, en este caso se describirá en general un breve tratamiento del proceso general del dispositivo 300 de ensayo de flujo lateral conocido de la técnica anterior. Después de que se ha suministrado una cantidad predeterminada de muestra a la zona 308 de adición de muestra, se hará que la muestra migre lateralmente a lo largo del recorrido de flujo definido hacia el par de zonas 312, 313 de reactivo dispuestas en paralelo. La muestra continuará fluyendo bajo acción capilar según esta versión del dispositivo e interactuará con el material de detección impregnado dentro de las proyecciones de las zonas 312, 313 de reactivo. A medida que la muestra interactúa, el material de detección comienza a disolverse, de modo que una señal detectable resultante está contenida dentro del flujo de fluido, que posteriormente es transportado a la zona 315 de adición de reactivo adyacente. Alternativamente, y en lugar de en las zonas 312, 313 de reactivo, la muestra se puede combinar con el reactivo que tiene el material de detección antes de añadirse a la zona 308 de adición de muestra. Según esta versión, el material de detección incluye el conjugado que tiene tanto el elemento de detección como el ligando, en cuyo caso la señal percibida a menudo se denomina “columna conjugada” y produce una señal fluorescente.
También según el dispositivo conocido de la técnica anterior, corriente abajo de la zona 318 de detección y a lo largo del recorrido 317 de fluido plegado está la zona 324 de absorción por capilaridad en comunicación fluida con la zona de detección. Como en el caso de los dispositivos de ensayo de flujo lateral anteriores, la zona 324 de absorción por capilaridad es un área del dispositivo 300 de ensayo con la capacidad de recibir una muestra de líquido y cualquier otro material en el recorrido de flujo, p. ej., reactivos no unidos, fluidos de lavado, etc. La zona 324 de absorción por capilaridad o absorción proporciona una fuerza capilar para continuar moviendo la muestra de líquido a través de las zonas de detección intermedias del dispositivo de ensayo 300 y fuera de las mismas. La zona 324 de absorción por capilaridad y otras zonas del dispositivo 300 descrito en la presente descripción pueden incluir un material poroso, tal como nitrocelulosa, o alternativamente es una estructura no porosa definida por proyecciones, tal como se describió anteriormente. Aunque no se muestra, una cubierta de lámina hidrófila también puede adherirse o unirse de otro modo a la zona 324 de absorción o la zona 314 de absorción por capilaridad puede incluir además medios de desplazamiento de fluido no capilares, tales como un calentador evaporativo o una bomba.
Las pruebas (ensayos) se completan típicamente cuando el último material conjugado ha entrado al área 324 de absorción por capilaridad del dispositivo 300 de ensayo de flujo lateral. En esta etapa, se utiliza un instrumento de detección, tal como un fluorímetro o dispositivo similar, para escanear la al menos una zona de detección, pudiendo moverse el instrumento de detección y alinearse ópticamente con el canal 317 de flujo a lo largo de un eje 319. El instrumento de detección que se puede usar para realizar los diversos métodos y técnicas descritos en la presente descripción puede adoptar un número variado de formas. Por ejemplo, y como se describe según la presente realización, el instrumento puede ser un aparato de escaneo que es capaz de detectar señales de fluorescencia o fluorescentes. Alternativamente, también se puede usar un aparato de visualización y un análisis de imágenes para determinar, por ejemplo, la presencia y la posición de al menos un frente de fluido fluorescente de un dispositivo de ensayo. Según otra versión alternativa adicional, también podrían utilizarse sensores infrarrojos (IR) para rastrear la posición de la posición del fluido en el dispositivo de ensayo de flujo lateral. Por ejemplo, se podría usar un sensor IR para detectar el pico de ~1200 nanómetros que típicamente se asocia con el agua en la muestra de fluido para verificar que la muestra ya había actuado sobre el sustrato del dispositivo de ensayo. Debería resultar evidente que se podrían utilizar otros enfoques y aparatos adecuados capaces de realizar estas técnicas en la presente descripción.
Para los fines de este dispositivo conocido de la técnica anterior, el instrumento de detección se incorpora dentro de un aparato de prueba portátil (portátil o de superficie de trabajo) que incluye medios para recibir al menos un dispositivo 300 de ensayo de flujo lateral y que define un recorrido de escaneo a lo largo del canal 317 de flujo y coincidente con el eje 319 con relación a un elemento emisor de luz del instrumento de detección, tal como un diodo láser y un sistema óptico y filtrado, que tiene un eje óptico y capaz de proporcionar una medición cuantitativa de la señal fluorescente en longitudes de onda predefinidas emitidas desde los fluoróforos del ensayo en el dispositivo de ensayo de flujo lateral, y como se describe en la presente descripción. También se pueden usar otros dispositivos o aparatos de prueba para retener un instrumento de detección para los métodos de monitoreo descritos en la presente descripción. Por ejemplo, puede usarse un analizador clínico de unidad central para retener una pluralidad de dispositivos de ensayo de flujo lateral como se describe en la publicación de solicitud de patente US-2013/0330713. En un analizador clínico, al menos un instrumento de detección, tal como un fluorímetro, puede alinearse con el canal 317 de flujo del dispositivo 300 de ensayo y disponerse, por ejemplo, en relación con una unidad de incubadora, como una estación de monitoreo en donde los resultados pueden transmitirse a un procesador contenido.
A continuación, se describe en la presente descripción una metodología de monitoreo de flujo ilustrativa. Para los fines de este método y en la siguiente descripción, se utiliza un dispositivo de ensayo de flujo lateral como se describió anteriormente según la Figura 4, aunque podrían utilizarse otras configuraciones de dispositivo, pretendiendo esta realización ser ilustrativa de una técnica más genérica.
Para los fines de esta versión particular que no forma parte de la presente invención, podría emplearse un par de aparatos de detección o lectores; a saber, un primer aparato lector 331 que está alineado linealmente con la sección lineal del canal 317 de flujo que contiene al menos una zona de detección a lo largo del eje 319 y un segundo aparato lector 334 que está alineado linealmente con la zona 324 de absorción por capilaridad a lo largo de un segundo eje 337. En cada uno de los aparatos anteriores, un lector o detector, tal como un fluorímetro, puede trasladarse a lo largo de los respectivos ejes 319, 337 en relación con áreas específicas designadas en el dispositivo 300 de ensayo de flujo lateral. Alternativamente, podría utilizarse un único aparato lector (no mostrado), teniendo el aparato lector la capacidad de trasladarse longitudinal y lateralmente para alinearse selectivamente con el eje de detección 319 o 337.
Antes de administrar la muestra o dispensarla de otra manera, el dispositivo 300 de ensayo de flujo lateral se puede evaluar primero realizando un denominado “escaneo seco” o lectura usando cada uno del primer y segundo aparatos lectores 331,334 en áreas específicas del dispositivo 300 de ensayo de flujo lateral. Para los fines de esta realización, las lecturas se toman mediante el uso del segundo aparato lector 334 adyacente a la entrada y salida de la zona 324 de absorción por capilaridad en las posiciones designadas 351 y 355, respectivamente, y el primer aparato lector 331 toma una lectura en la al menos una zona de detección. El propósito del “escaneo seco” es obtener un nivel de señal de fondo antes de dispensar la muestra y comparar la señal de fondo con un estándar conocido. Las lecturas que superan el estándar de fondo pueden ser indicativas de condiciones de error, tales como fallos estructurales del dispositivo o una fuga prematura de reactivo o uso anterior. En cualquier caso, las determinaciones que no están dentro de un intervalo adecuado de la señal de fondo pueden detectarse mediante cualquier aparato lector y provocar que el dispositivo 300 de ensayo se descarte.
Alternativa o adicionalmente, inmediatamente después de la instalación del dispositivo en el aparato de prueba y antes o después de la adición de la muestra al dispositivo 300, las lecturas se toman en la zona de absorción por capilaridad, tal como en la salida de la zona 324 de absorción por capilaridad, en una posición designada 355. Las lecturas que superan el estándar de fondo pueden ser indicativas de condiciones de error, tales como fuga prematura de reactivo o evidencia de uso anterior. En cualquier caso, las determinaciones que no están dentro de un intervalo adecuado de la señal de fondo pueden detectarse y provocar que el dispositivo 300 de ensayo se descarte. Se proporcionan detalles más específicos relacionados con el dispositivo 300 de ensayo anterior en la publicación de solicitud de patente US-2014/0141527 A1, titulada: 'Quality Process Control Of A Lateral Flow Assay Device Based On Flow Monitoring'.
Existe una necesidad general y actual en el campo de mejorar las características de flujo de los dispositivos de ensayo de flujo lateral, tales como los descritos anteriormente. Por ejemplo, la cantidad de muestra que se aplica en los dispositivos de las Figuras 2-4 es típicamente del orden de aproximadamente 10 a 200 microlitros, desperdiciándose una cantidad considerable de esta muestra. Es un objetivo general en el campo minimizar la cantidad de muestra requerida a aplicar a efectos de realizar adecuadamente una prueba, aunque sin sacrificar la precisión o fiabilidad de los resultados obtenidos. Además, y en el caso del dispositivo de ensayo de flujo lateral mostrado en la Figura 4, las áreas o zonas de reactivo dobles se fusionan a través de recorridos separados en el canal de flujo. Existe la necesidad en tales dispositivos y otros de asegurar que se ha producido una mezcla adecuada entre una muestra aplicada y el reactivo antes de la detección. Aún más, se ha determinado que la configuración de proyecciones que crea una cantidad adecuada de fuerza capilar para mover la muestra a través del dispositivo a lo largo de un recorrido de flujo de fluido definido crea adicionalmente un patrón de distribución preferido con respecto a un material de detección aplicado. Sería ventajoso utilizar esta configuración para retener preferiblemente y de manera repetitiva el material de detección depositado en un área definida y también para disolver más uniformemente el material depositado al contactar con la muestra en movimiento. Aún más, y con la necesidad de usar cantidades reducidas de muestra, el tiempo requerido para producir un resultado de ensayo puede ser insuficiente para ciertos marcadores, lo que significa que puede requerirse tiempo adicional para que la muestra de fluido llene completamente la zona de absorción, lo que puede ser importante, por ejemplo, para realizar mediciones de prueba de un analito de interés. Como se describe en la presente descripción, el uso de una cubierta hidrófila mejora la capacidad de absorción por capilaridad de la muestra a través del dispositivo de ensayo. Sin embargo, el borde de esta cubierta induce efectos que son contrarios al rendimiento del dispositivo de ensayo. Para ese fin, se requieren además elementos para paliar estos efectos y, por lo tanto, mejorar la fiabilidad.
Breve descripción
Por lo tanto, y según la invención, se da a conocer un dispositivo de flujo lateral (400; 500; 800; 900; 1000), que comprende:
un sustrato (40; 1002) que tiene una superficie (44; 1005);
una zona (448; 1008) de adición de muestra en un primer extremo de un recorrido (474; 1028) de flujo de fluido definido;
una zona (480; 1032) de absorción dispuesta en un extremo opuesto del recorrido (474; 1028) de flujo de fluido,
teniendo la zona (448; 1008) de adición de muestra, el recorrido (474; 1028) de flujo de fluido definido y la zona (480; 1032) de absorción una pluralidad de proyecciones (490; 711; 1035; 1052) que se extienden desde la superficie del sustrato que están configuras para permitir el flujo capilar de un fluido introducido a lo largo del recorrido (474; 1028) de flujo de fluido definido;
una lámina hidrófila o cubierta de cinta (240; 1040) dispuesta sobre la zona (480; 1032) de absorción, teniendo dicha cubierta un borde periférico (1042) que se extiende a través de la entrada de la zona de absorción a través de un canal de flujo que entra en la zona de absorción; y,
al menos una estructura (1060) de unión de flujo que está ubicada en la entrada de la zona (480; 1032) de absorción en el recorrido (1028) de flujo de fluido y que promueve el flujo de fluido hacia la zona de absorción a medida que el fluido avanza más allá del borde periférico (1042) de la lámina hidrófila o cubierta de cinta (1040);
en donde la al menos una estructura (1060) de unión de flujo comprende al menos una ranura (1064) o una barra (1068) formada en el sustrato en una dirección que es paralela a la dirección de flujo del fluido y que se extiende perpendicular y a través del borde exterior de la cubierta; en donde la al menos una estructura (1060) de unión de flujo está rodeada por una pluralidad de proyecciones (490; 711; 1035; 1052), y
en donde la al menos una estructura (1060) de unión de flujo comienza corriente arriba con respecto al borde periférico (1042) de la lámina hidrófila o cubierta de cinta (240; 1040) y se extiende corriente abajo del borde periférico (1042) y dentro de la zona (480; 1032) de absorción debajo de la lámina hidrófila o cubierta de cinta (240; 1040).
En al menos una versión, la al menos una estructura (1060) de unión de flujo está ubicada en un centro del recorrido (474; 1028) de flujo de fluido en la entrada de la zona (480; 1032) de absorción.
En otra versión, el al menos un elemento (1080) está configurado para evitar la absorción por capilaridad de fluido a lo largo del borde exterior de la lámina hidrófila o cubierta de cinta (240; 1040).
En otra versión adicional de la invención, el al menos un elemento (1080) para evitar la absorción por capilaridad comprende al menos una ranura dispuesta transversal al borde exterior de la lámina hidrófila o cubierta de cinta (240; 1040) y que se extiende a través de cada lado del borde.
Según otra realización de la invención, el dispositivo comprende una pluralidad de las ranuras dispuestas alrededor de al menos una parte de la periferia de la lámina hidrófila o cubierta de cinta (240; 1040).
Según otra realización de la invención, el dispositivo comprende una pluralidad de las ranuras, en donde cada una de dichas ranuras tiene bordes distintos y están dispuestas en paralelo adyacentes al recorrido (474; 1028) de flujo de fluido.
Según una realización adicional de la invención, la al menos una estructura (1060) de unión de flujo incluye una sola barra.
Una ventaja obtenida es la de un potencial menor desperdicio de muestras, lo que significa que se pueden usar volúmenes de muestra más pequeños en comparación con los dispositivos de ensayo de flujo lateral conocidos anteriores.
Otra ventaja obtenida es que los elementos mencionadas anteriormente se pueden incorporar usando procesos y materiales de fabricación conocidos.
Otra ventaja es una disposición de conjugado más fácil y una forma de deposición más consistente, reduciendo de este modo el desperdicio en la fabricación, obteniendo una humectación y disolución más rápidas del conjugado depositado, reduciendo la unión previa de la muestra en la zona de detección y reduciendo las variabilidades en la humectación del conjugado.
Otra ventaja adicional es una mejor mezcla del conjugado con la muestra, reduciendo la variabilidad entre pruebas. Otra ventaja adicional es que el tiempo de flujo de fluido es ajustable a un tiempo más largo mediante el uso del limitador de flujo para permitir una mayor sensibilidad, una mejor precisión y un mejor lavado con menos volumen de muestra.
Otra ventaja adicional obtenida es la de un flujo más robusto y una detención de flujo reducida en el borde de la cubierta de cinta hidrófila. Además, existe una menor probabilidad de absorción por capilaridad de fluido a lo largo del borde de la cubierta de cinta y una menor probabilidad de contaminación y variabilidad de flujo.
Estas y otras características y ventajas resultarán fácilmente evidentes a partir de la siguiente descripción detallada, que debe leerse junto con los dibujos adjuntos.
Breve descripción de las figuras
La Figura 1 es una vista en perspectiva superior de un dispositivo de ensayo de flujo lateral conocido;
La Figura 2 es una vista en planta superior de otro dispositivo de ensayo de flujo lateral conocido;
La Figura 3 es una vista en planta superior de otro dispositivo adicional de flujo lateral conocido;
La Figura 4 es una vista en planta superior de otro dispositivo adicional de ensayo de flujo lateral conocido;
La Figura 5 es una vista en alzado lateral de una zona de adición de muestra y recepción de muestra de un dispositivo de ensayo de flujo lateral producido según una realización;
La Figura 6 es una vista superior parcial que representa una disposición ilustrativa de elementos de control de flujo para el dispositivo de ensayo de flujo lateral de la Figura 5;
La Figura 7 es una vista en planta superior comparativa entre un dispositivo de ensayo de flujo lateral con una zona de recepción de muestra conocido y un dispositivo de ensayo de flujo lateral que tiene una zona de recepción de muestra según una realización;
La Figura 8 es una vista en planta superior de una parte de una zona de reactivo de un dispositivo de ensayo de flujo lateral que representa las características de flujo de un material de detección depositado;
La Figura 9 es una vista superior parcial de una parte de la zona de reactivo de la Figura 8, que representa la dinámica del fluido en la misma;
La Figura 10 es una representación esquemática de la zona de reactivo del dispositivo de ensayo de flujo lateral de las Figuras 8 y 9;
La Figura 11 es una vista en planta superior de la zona de reactivo de las Figuras 8-10;
La Figura 12 es una representación gráfica de un perfil de disolución de conjugado para un dispositivo de ensayo de flujo lateral que tiene la zona de reactivo de las Figuras 8-11;
La Figura 13 es una vista superior de un dispositivo de ensayo de flujo lateral, que incluye un canal de flujo que tiene un área de mezclado;
La Figura 14 es una vista superior de una zona de absorción de un dispositivo de ensayo de flujo lateral;
La Figura 15 es una vista ampliada de la entrada de la zona de absorción de la Figura 14, que representa un limitador de flujo y un elemento de promoción de flujo; y
La Figura 16 es una vista en perspectiva de una parte del elemento de promoción de flujo de la Figura 15.
Descripción detallada
La siguiente descripción se refiere a ciertas realizaciones de un dispositivo de ensayo de flujo lateral que tiene características mejoradas para promover las características de flujo de una muestra aplicada. A lo largo de esta descripción, se usan varios términos para proporcionar un marco de referencia adecuado con respecto a los dibujos adjuntos. Estos términos pueden ser “ parte superior” , “superior” , “ parte inferior” , “ inferior” .
Además, los dibujos pretenden transmitir las características destacadas del dispositivo de ensayo representado.
El término “ aproximadamente” como se usa en esta memoria descriptiva se usa en relación con un valor numérico para indicar un nivel de precisión, que es familiar y aceptable para una persona experta en la técnica. El intervalo que rige este término es preferiblemente del ± 30 %.
En lo que respecta a definir algunos de los siguientes términos, el término “analito” se usa como sinónimo del término “ marcador” y pretende abarcar mínimamente cualquier sustancia química o biológica que se mide cuantitativamente o cualitativamente y puede incluir pequeñas moléculas, proteínas, anticuerpos, ADN, ARN, ácidos nucleicos, componentes virales o virus intactos, componentes bacterianos o bacterias intactas, componentes celulares o células intactas y complejos y sus derivados.
El término “ muestra” , como se usa en la presente descripción, se refiere a un volumen de un líquido, solución o suspensión, destinado a someterse a determinación cualitativa o cuantitativa de cualquiera de sus propiedades, tal como la presencia o ausencia de un componente, la concentración de un componente, etc. Las muestras típicas en el contexto de esta solicitud como se describe en la presente descripción pueden incluir fluidos corporales humanos o animales, tales como sangre, plasma, suero, linfa, orina, saliva, semen, líquido amniótico, fluido gástrico, flema, esputo, moco, lágrimas, heces, etc. Otros tipos de muestras se derivan de muestras de tejido humano o animal, en donde el tejido de muestra se ha procesado en un líquido, solución o suspensión para revelar componentes de tejido particulares para el examen. Las realizaciones de la presente solicitud, como se pretende, son aplicables a todas las muestras corporales, pero preferiblemente a muestras de sangre completa, orina o esputo.
En otros casos, la muestra puede estar relacionada con pruebas de alimentos, pruebas ambientales, pruebas de amenaza biológica o riesgo biológico, etc. Lo anterior, sin embargo, representa solo un pequeño ejemplo de muestras que se pueden usar para los fines de la presente invención.
En la presente invención, cualquier determinación basada en el flujo lateral de una muestra y la interacción de componentes presentes en la muestra con reactivos presentes en el dispositivo o añadidos al dispositivo durante el procedimiento y detección de dicha interacción, ya sea cuantitativa o cualitativamente, puede tener fines de diagnóstico. Tales pruebas a menudo se denominan “ensayos de flujo lateral” .
Ejemplos de determinaciones de diagnóstico incluyen la determinación de analitos, también denominados como sinónimo “ marcadores” , específicos para diferentes trastornos, p. ej., trastornos metabólicos crónicos, tales como glucosa en sangre, cetonas en sangre, glucosa en orina, (diabetes), colesterol en sangre (aterosclerosis, obesidad, etc.); marcadores de otras enfermedades específicas, p. ej., enfermedades agudas, tales como marcadores de infarto de miocardio (p. ej., tropinina-T, NT-ProBNP), marcadores de función tiroidea (p. ej., determinación de la hormona estimulante de la tiroides (TSH)), marcadores de infecciones virales (el uso de inmunoensayos de flujo lateral para la detección de anticuerpos virales específicos), etc.
Otro campo adicional importante es el campo del diagnóstico complementario, en donde un agente terapéutico, tal como un fármaco, se administra a un individuo que necesita dicho fármaco. Se lleva a cabo así un ensayo apropiado para determinar el nivel de un marcador apropiado para determinar si el fármaco tiene su efecto deseado. Alternativamente, el dispositivo de ensayo que puede usarse con la presente invención puede usarse antes de la administración de un agente terapéutico para determinar si el agente ayudará al individuo que lo necesita.
Otro campo importante es el de las pruebas de fármacos, para una detección fácil y rápida de fármacos y metabolitos de fármaco que indican un abuso de fármacos; tal como la determinación de fármacos específicos y metabolitos de fármaco en una muestra de orina u otra muestra.
El término “dispositivo de flujo lateral” como se describe a lo largo de esta solicitud en la presente descripción se refiere a cualquier dispositivo que recibe un fluido, tal como una muestra, e incluye un transporte de fluido o un recorrido de flujo de fluido dispuesto lateralmente a lo largo del que están dispuestas diversas estaciones o ubicaciones (zonas) para soportar diversos reactivos, filtros y similares a través de los cuales pasa la muestra bajo la influencia de la fuerza capilar u otras fuerzas aplicadas y en donde se llevan a cabo ensayos de flujo lateral para la detección de al menos un analito (marcador) de interés.
Los términos “ analizador clínico automatizado” , “ aparato de diagnóstico clínico” o “ analizador clínico” como se describe en la presente descripción, se refieren a cualquier aparato que permite la programación y procesamiento de diversos elementos de prueba analíticos, incluyendo dispositivos de ensayo de flujo lateral, como se analiza en la presente descripción, y en donde se puede cargar inicialmente una pluralidad de elementos de prueba para su procesamiento. Este aparato incluye además una pluralidad de componentes/sistemas configurados para cargar, incubar y probar/evaluar una pluralidad de elementos de prueba analíticos de manera automatizada o semiautomatizada y en donde los elementos de prueba se dispensan automáticamente desde al menos un suministro de almacenamiento contenido, tal como un cartucho u otro aparato, sin intervención del usuario.
El término “aparato de prueba” , como se usa en la presente descripción, se refiere a cualquier dispositivo o sistema analítico que permite el soporte, programación y procesamiento de dispositivos de ensayo de flujo lateral. Un aparato de prueba puede incluir un analizador clínico automatizado o un aparato de diagnóstico clínico, tal como un analizador clínico de superficie de trabajo, sobremesa o de unidad central, así como un dispositivo de punto de atención (POC) y otros dispositivos adecuados. Para los fines de esta definición, el aparato de prueba puede incluir una pluralidad de componentes/sistemas para cargar y probar/evaluar al menos un dispositivo de flujo lateral, incluyendo instrumentos de detección para detectar la presencia de al menos una señal detectable del dispositivo de ensayo.
Los términos “zona” , “ área” y “ ubicación” como se usan a lo largo de esta solicitud definen partes del recorrido de flujo de fluido en un sustrato, ya sea en dispositivos de la técnica anterior o en al menos un dispositivo de ensayo de flujo lateral según una realización de esta invención.
Los términos “ reacción” se usan para definir cualquier reacción, que tiene lugar entre componentes de una muestra y al menos un reactivo o reactivos en el sustrato o dentro del mismo, o entre dos o más componentes presentes en la muestra. El término “ reacción” se usa en particular para definir la reacción que tiene lugar entre un analito (marcador) y un reactivo como parte de la determinación cualitativa o cuantitativa del analito.
Los términos “ sustrato” o “soporte” , como se usan en la presente descripción, se refieren al portador o matriz a la que se añade una muestra, y en donde, o en cuyo interior, se realiza la determinación, o en donde tiene lugar la reacción entre el analito y el reactivo.
El término “detección” y “señal de detección” , como se usa en la presente descripción, se refiere a la capacidad de proporcionar un indicador perceptible que se puede monitorear, ya sea visualmente y/o mediante visión por máquina, tal como un instrumento de detección.
El término “evento relacionado con el proceso” se refiere en la presente descripción a un evento que ocurre antes de la detección del analito en un dispositivo de ensayo de flujo lateral, tal como, por ejemplo, la adición de al menos un reactivo, tal como un reactivo de lavado.
Componentes de los dispositivos de ensayo de flujo lateral descritos en la presente descripción (es decir, una estructura física del dispositivo, sea o no una pieza discreta de otras partes del dispositivo) descritos en la presente descripción se pueden preparar a partir de copolímeros, mezclas, laminados, láminas metalizadas, películas metalizadas o metales. Alternativamente, los componentes del dispositivo se pueden preparar a partir de copolímeros, mezclas, laminados, láminas metalizadas, películas metalizadas o metales depositados uno de los siguientes materiales: poliolefinas, poliésteres, polímeros que contienen estireno, policarbonato, polímeros acrílicos, polímeros que contienen cloro, homopolímeros y copolímeros de acetal, productos celulósicos y sus ésteres, nitrato de celulosa, polímeros que contienen flúor, poliamidas, poliimidas, polimetilmetacrilatos, polímeros que contienen azufre, poliuretanos, polímeros que contienen silicona, vidrio y materiales cerámicos. Alternativamente, los componentes del dispositivo pueden producirse con un plástico, elastómero, látex, chip de silicio o metal; el elastómero puede comprender polietileno, polipropileno, poliestireno, poliacrilatos, elastómeros de silicio o látex. Alternativamente, los componentes del dispositivo pueden prepararse a partir de látex, látex de poliestireno o polímeros hidrófobos; el polímero hidrófobo puede comprender polipropileno, polietileno o poliéster. Alternativamente, los componentes del dispositivo pueden comprender TEFLON®, poliestireno, poliacrilato o policarbonato. Alternativamente, los componentes del dispositivo están hechos de plásticos que son capaces de ser gofrados, fresados o moldeados por inyección o de superficies de películas de cobre, plata y oro en donde pueden adsorberse varios alcanotioles de cadena larga. Las estructuras de plástico que pueden fresarse o moldearse por inyección pueden comprender un poliestireno, un policarbonato o un poliacrilato. En una realización particularmente preferida, los dispositivos de ensayo de flujo lateral se moldean por inyección a partir de un polímero de cicloolefina, tal como los comercializados con el nombre Zeonor®. Las técnicas de moldeo por inyección preferidas se describen en las patentes US-6.372.542, 6.733.682, 6.811.736, 6.884.370 y 6.733.682.
Con referencia a las Figuras 5 y 7, se muestra un dispositivo 400 de ensayo de flujo lateral producido según una realización. El dispositivo 400 de ensayo comprende un sustrato plano 40 hecho de un material no poroso (es decir, no permeable a fluidos), tal como un plástico moldeable, que tiene una zona 448 de recepción de muestras que forma parte de un recorrido de flujo de fluido definido o creado y en donde el dispositivo 400 de ensayo incluye además múltiples zonas 460, 464 de reactivo dispuestas en relación paralela en base a los canales 456, 457 de flujo que se separan o dividen desde la zona 448 de recepción de muestra, uniéndose o empalmándose las zonas 460, 464 de reactivo posteriormente a través de los respectivos canales 468, 470 de flujo en un solo canal 474 de flujo estrechado. El canal 474 estrechado único se extiende además en el interior de una zona de absorción 480, teniendo el canal 474 de flujo al menos una zona 484 de detección. Cada una de las zonas dispuestas incluye elementos de control de flujo que permiten que el fluido se mueva a lo largo del recorrido de flujo de fluido definido. Según esta realización, una pluralidad de proyecciones 490 se extienden hacia arriba desde la superficie superior 44 del sustrato 40, estando configuradas las proyecciones 490 dimensionalmente y en términos de su separación relativa para inducir el flujo capilar lateral comenzando en la zona 448 de recepción de muestra.
Con referencia específicamente a la Figura 5, un filtrado 420 fluye bajo acción capilar en alejamiento de la zona 448 de recepción de muestra (p.ej., en la dirección F). Una cubierta o tapa 240 está dispuesta sobre el sustrato 40 e incluye una abertura 210, que define un puerto de recepción que está configurado para recibir la muestra 205. A efectos de claridad, la cubierta 240 no se muestra en la Figura 7.
Como se señaló, el volumen en el depósito periférico 425 del fluido de la muestra 205 se determina por el tamaño y la forma del área 417 de contacto, el tamaño y la forma del filtro 215 y el ángulo a formado entre el filtro 215 y la superficie superior 44 del sustrato 40. La formación del depósito periférico 425 y la zona 448 de adición de muestra, incluidos los efectos creados al variar cada uno del área de contacto, el filtro y el ángulo subtendido, se describen cada uno con mayor detalle en el documento USSN 14/817.946, titulado: 'Lateral Flow Assay Device With Filtration Flow Control'.
Según este diseño específico del dispositivo, las proyecciones 490 dispuestas en el área 448 de adición de muestra del dispositivo 400 de ensayo de flujo lateral se definen en un patrón predeterminado, que se representa parcialmente con referencia a la Figura 6. Para facilitar la fuerza capilar en la dirección F, las proyecciones 490 están alineadas en filas separadas 492, 494, 496, estando escalonada cada fila en relación con una fila adyacente aproximadamente una mitad de diámetro de las proyecciones 490, y con la primera y tercera filas 492, 494 completamente alineadas entre sí. La determinación de si las proyecciones 490 se mantienen en columnas o filas se basa en una convención para fines de esta descripción, dependiendo de la dirección del recorrido de flujo de fluido en el dispositivo 400. El diámetro de las proyecciones 490 según esta realización ilustrativa varía entre aproximadamente 65 y 80 micrómetros, y más preferiblemente el diámetro de cada proyección 490 es de aproximadamente 74 micrómetros. Además, la altura de las proyecciones 490 está preferiblemente en el intervalo de aproximadamente 60 a 70 micrómetros, y más preferiblemente es de aproximadamente 65 micrómetros. Como se muestra, una separación “a” de centro a centro predeterminada se define entre las filas alineadas 492, 494, mientras que una segunda separación predeterminada “ b” se define entre los centros de proyecciones adyacentes 490 dentro de cada fila individual. Según esta realización específica, la separación “ a” entre filas alineadas es aproximadamente 160-170 micrómetros y preferiblemente aproximadamente 165 micrómetros, y la separación “ b” entre proyecciones adyacentes 490 es entre aproximadamente 80 y 90 micrómetros y preferiblemente aproximadamente 85 micrómetros. Esta disposición y el dimensionamiento relativo se usan para el área de adición de muestra del dispositivo 400 de ensayo. Se usa una disposición similar en cada una de las zonas adyacentes a lo largo del recorrido de flujo de fluido del dispositivo 400. La disposición anterior que incluye el escalonamiento de las filas y una separación recíproca definida entre filas y columnas de las proyecciones 490 crea flujo capilar que tira esencialmente de la muestra en la dirección F hacia las áreas 460, 464 de reactivo dobles.
El beneficio general del depósito periférico 425 permite obtener una zona 448 de recepción de muestra bastante específica y considerablemente más pequeña para el dispositivo 400 de ensayo. Con referencia a la Figura 7, se muestra un dispositivo 500 de ensayo de flujo lateral conocido similar para fines de comparación, teniendo el dispositivo 500 cada uno de los mismos elementos del dispositivo 400 de ensayo, con la excepción de la zona de recepción de muestra. A efectos de claridad, se usan los mismos números de referencia para indicar componentes similares. Más específicamente, y con referencia a la Figura 7, cada dispositivo 400, 500 de ensayo incluye el sustrato 40 que tiene la superficie superior 44 que soporta las áreas 460, 464 de reactivo dobles, el canal 474 de flujo estrechado que incluye la zona 484 de detección y el área 480 de recepción o absorción por capilaridad, cada uno dispuesto a lo largo de un recorrido de flujo de fluido. Para los fines de esta comparación, el área 548 de recepción de muestra del dispositivo 500 de ensayo está definida por un área 548 de recepción de muestra convencional que es considerablemente más grande que la del dispositivo 400 de ensayo adyacente.
Como resultado, la dimensión de anchura del área 448 de recepción de muestra puede adaptarse para ser más estrecha, más ancha o esencialmente igual que la anchura del canal 474 de flujo. Para asegurar un flujo adecuado a lo largo del recorrido de flujo de fluido definido del dispositivo 400 de ensayo, la dimensión de anchura de la zona 448 de recepción de muestra es preferiblemente ligeramente más grande que la dimensión de anchura correspondiente del canal 474 de flujo, pero no demasiado ancha como para crear residuos de muestra. Se prefieren relaciones de aproximadamente 1:1 a aproximadamente 3:1. La zona 448 de recepción de muestra puede tener aproximadamente 2 mm de anchura en comparación con el canal 474 de flujo, que tiene una dimensión de anchura de aproximadamente 1 mm. Se requiere un volumen de muestra considerablemente más pequeño para realizar ensayos en el dispositivo 400 de ensayo. En el dispositivo 500 de ensayo, se requiere un volumen de muestra de aproximadamente 1,8 microlitros, mientras que el dispositivo 400 de ensayo requiere un volumen de aproximadamente 0,4 microlitros, teniendo en cuenta el control para evitar la inmovilización de la muestra y la capacidad de controlar volúmenes de flujo en base al depósito periférico 425. Para asegurar el flujo de fluido a través del dispositivo 400, una parte del área 448 de recepción de muestra siempre debe disponerse debajo del depósito periférico 425 y, más específicamente, el menisco 220, para asegurar que la muestra en el depósito 425 está en contacto con el área 448 de recepción de muestra.
La forma del área 448 de recepción de muestra puede controlarse para facilitar el flujo a lo largo de un recorrido de flujo de fluido definido del dispositivo 400 de ensayo. Estas zonas de recepción de muestra pueden estar configuradas con diferentes formas y dimensiones en comparación con una zona 548 de recepción de muestra convencional, lo que permite que las características de flujo se controlen con mayor precisión y en donde se requiere una menor cantidad de muestra de fluido para realizar cada ensayo o ensayos.
Con referencia a las Figuras 14-16, y según otra realización, se describe en la presente descripción un dispositivo 1000 de ensayo de flujo lateral. El dispositivo 1000 de ensayo según esta realización está definido por un sustrato 1002, indicado únicamente en la Figura 16, que está hecho preferiblemente de un material no poroso, tal como plástico, y está definido por una superficie superior 1005, también indicada únicamente en la Figura 16. Una pluralidad de áreas o zonas están dispuestas a lo largo de un recorrido de flujo de fluido definido que se extiende a lo largo de la superficie superior 1005 del sustrato 1002. Más específicamente, un depósito periférico 1004 está dispuesto en un área de adición de muestra análoga a la representada en la Figura 5, y como se describió anteriormente, en donde una zona 1008 de recepción de muestra está en contacto con el depósito periférico 1004 y se configura para extraer líquido del mismo bajo fuerza capilar, aunque sin deformar el depósito periférico 1004. La zona 1008 de recepción de muestra según esta realización diverge en dos canales 1012, 1014 de flujo separados, que se extienden adicionalmente en pares de áreas 1018, 1020 de reactivo dispuestas en paralelo, respectivamente, con canales 1022, 1024 de flujo que salen corriente abajo de las áreas 1018, 1020 de reactivo que se fusionan o empalman en un único canal 1028 de flujo estrechado. El canal 1028 de flujo estrechado incluye al menos un área de detección (no mostrada) y se extiende linealmente a una zona 1032 de absorción o absorción por capilaridad en el extremo opuesto del recorrido de flujo de fluido con respecto a la zona 1008 de recepción de muestra.
Cada una de las zonas dispuestas, según esta realización ilustrativa, incluye elementos de control de flujo en forma de proyecciones 1052, Figura 15, que están configurados para mover fluido a lo largo del recorrido de flujo de fluido definido desde el área 1008 de recepción de muestras hasta la zona 1032 de absorción induciendo fuerza capilar en un líquido aplicado. Una lámina o cubierta de cinta hidrófila 1040 abarca y cubre toda la zona 1032 de absorción, teniendo la cubierta 1040 un borde 1042 exterior periférico que se extiende sobre el canal 1028 de flujo en o cerca de la entrada a la zona 1032 de absorción. En una versión, la cubierta 1042 de lámina hidrófila se puede unir/fijar adhesivamente a la parte superior de las proyecciones 1035, en donde la cubierta 1042 de lámina y/o el adhesivo usado para fijar la cubierta 1040 pueden ser hidrófilos. La función de la cubierta 1040 de lámina hidrófila es minimizar los efectos de la evaporación de las proyecciones 1035 de la zona 1032 de absorción al entorno, además de complementar la fuerza capilar.
Como se describió previamente en la presente descripción, el uso de una zona 1008 de recepción de muestra más pequeña requiere una parte alícuota total más pequeña de muestra para realizar el ensayo. Si se usan muestras de fluido más pequeñas en el dispositivo 1000 de ensayo de flujo lateral, es necesario menos tiempo para mover todo el fluido y el material de detección desde las áreas 1018, 1020 de reactivo a la zona 1032 de absorción. Por lo tanto, y cuando se usan volúmenes de fluido más pequeños, la zona 1032 de absorción puede hacerse mucho más pequeña. Sin embargo, existe una preocupación competitiva relacionada con el tiempo total que todavía se requiere para llevar a cabo el ensayo. Como resultado, existe la necesidad de retrasar el caudal de muestra para ensayos que tienen tiempos de reacción más largos y, en algunos casos, para permitir un mejor lavado de la zona o zonas de detección del dispositivo de ensayo.
Además, la presencia de la cubierta 1040 de cinta hidrófila y, más específicamente, el borde 1042 periférico exterior relativamente afilado, puede crear problemas con respecto al dispositivo 1000 de ensayo de flujo lateral. En primer lugar, la cubierta 1040 puede crear potencialmente una parada de fluido en la entrada de la zona 1032 de absorción con respecto al canal 1028 de flujo a medida que el fluido avanza más allá del borde 1042. Con referencia a las Figuras 14 y 15 y según la realización ilustrativa, se puede disponer un elemento para facilitar el flujo de fluido en la zona 1032 de absorción en forma de una estructura 1060 de promoción o unión de flujo. Según esta realización y con referencia a las Figuras 15 y 16, la estructura 1060 de unión de flujo comprende al menos una ranura 1064 y/o una barra 1068 formadas en la superficie superior 1002 del sustrato 1002, estando dispuesta la estructura 1060 de unión de flujo en la entrada de la zona 1032 de absorción y, preferiblemente, sustancialmente en el centro del canal 1028 de flujo, estando la estructura de unión rodeada por las proyecciones 1052. La estructura 1060 de unión de flujo comienza corriente arriba desde el borde exterior 1042 de la cubierta 1040 de lámina y se extiende corriente abajo del borde exterior 1042 y dentro de la zona 1032 de absorción debajo de la cubierta 1040 de lámina.
Según la realización descrita en la presente descripción, una pluralidad de ranuras 1064 y barras intermedias 1068 forman la estructura 1060 de unión de flujo. Sin embargo, existen variaciones y modificaciones que pueden realizarse. Según una versión, puede usarse una sola barra (no mostrada) para servir como una estructura de unión adecuada para permitir el flujo de fluido a pesar de la presencia del borde exterior 1042 de la cubierta 1040 de lámina hidrófila.
Además, la presencia del borde exterior 1042 de la cubierta 1040 de lámina hidrófila también puede causar una absorción por capilaridad no deseada a lo largo de la periferia de la cubierta 1040 de lámina, ya sea cuando el fluido entra en la zona 1032 de absorción o después de que las proyecciones 1035 de la zona 1032 de absorción se han llenado con fluido entrante. Esta absorción por capilaridad podría afectar a los resultados de la prueba si se permite que el fluido vuelva a fluir en relación con la zona de detección (no mostrada) del dispositivo 1000. Por lo tanto, y para minimizar tal efecto no deseado según la realización ilustrativa, se dispone una serie de ranuras paralelas 1080, extendiéndose las ranuras 1080 transversalmente al borde de la cubierta 1040 de lámina y teniendo una longitud que se extiende a cada lado del borde. Según esta realización, y como se representa en las Figuras 15 y 16, se dispone una pluralidad de ranuras 1080 adyacentes al canal 1028 de flujo y también en relación separada en el extremo opuesto de la zona 1032 de absorción. Las ranuras 1080, cada una con bordes distintos (afilados) 1084, mostrados particularmente en la Figura 16, pueden evitar que el fluido se absorba por capilaridad a lo largo del borde exterior 1042 de la cubierta 1040 de cinta. Una ventaja importante es utilizar la ranura paralela 1080 para hacer que la cubierta 1040 de cinta se fije más constantemente a la parte superior de la barra y para permitir que el fluido fluya fácilmente a través de las proyecciones 1054 y 1035.
La absorción por capilaridad a lo largo del borde de la cubierta 1040 de cinta hidrófila puede producirse ya que tanto el borde 1042 como la superficie 1005 de sustrato superior son de naturaleza hidrófila y crean una geometría entre los mismos que puede producir una presión o fuerza capilar que puede impulsar flujo de fluido no deseado fuera del recorrido de flujo de fluido definido. El borde afilado 1084 de la ranura o ranuras formadas 1080, sin embargo, crea una barrera de energía para detener localmente el flujo de absorción por capilaridad a lo largo del borde del sustrato 1002.
Ventajosamente, la estructura y los elementos anteriores añadidos a la zona 1032 de absorción del dispositivo 1000 de ensayo de flujo lateral descrito en la presente descripción proporcionan un flujo de muestra más robusto con una detención de flujo reducida en el extremo de la cubierta 1040 de cinta hidrófila, en donde se permite que se produzca absorción por capilaridad con respecto a la zona 1032 de absorción del dispositivo 900 de ensayo de flujo lateral descrito en la presente descripción.

Claims (7)

REIVINDICACIONES
1. Un dispositivo (400; 500; 800; 900; 1000) de flujo lateral, que comprende:
un sustrato (40; 1002) que tiene una superficie (44; 1005);
una zona (448; 1008) de adición de muestra en un primer extremo de un recorrido (474; 1028) de flujo de fluido definido;
una zona (480; 1032) de absorción dispuesta en un extremo opuesto del recorrido (474; 1028) de flujo de fluido,
teniendo la zona (448; 1008) de adición de muestra, el recorrido (474; 1028) de flujo de fluido definido y la zona (480; 1032) de absorción una pluralidad de proyecciones (490; 711; 1035; 1052) que se extienden desde la superficie del sustrato que están configuras para permitir el flujo capilar de un fluido introducido a lo largo del recorrido (474; 1028) de flujo de fluido definido;
una lámina hidrófila o cubierta de cinta (240; 1040) dispuesta sobre la zona (480; 1032) de absorción, teniendo dicha cubierta un borde periférico (1042) que se extiende a través de la entrada de la zona de absorción a través de un canal de flujo que entra en la zona de absorción; y, al menos una estructura (1060) de unión de flujo que está ubicada en la entrada de la zona (480; 1032) de absorción en el recorrido (1028) de flujo de fluido y que promueve el flujo de fluido hacia la zona de absorción a medida que el fluido avanza más allá del borde periférico (1042) de la lámina hidrófila o cubierta de cinta (1040);
en donde la al menos una estructura (1060) de unión de flujo comprende al menos una ranura (1064) o una barra (1068) formada en el sustrato en una dirección que es paralela a la dirección de flujo del fluido y que se extiende perpendicular y a través del borde exterior de la cubierta; en donde la al menos una estructura (1060) de unión de flujo está rodeada por una pluralidad de proyecciones (490; 711; 1035; 1052), y
en donde la al menos una estructura (1060) de unión de flujo comienza corriente arriba con respecto al borde periférico (1042) de la lámina hidrófila o cubierta de cinta (240; 1040) y se extiende corriente abajo del borde periférico (1042) y dentro de la zona (480; 1032) de absorción debajo de la lámina hidrófila o cubierta de cinta (240; 1040).
2. El dispositivo de la reivindicación 1, en donde la al menos una estructura (1060) de unión de flujo está ubicada en un centro del recorrido (474; 1028) de flujo de fluido en la entrada de la zona (480; 1032) de absorción.
3. El dispositivo de la reivindicación 1, que incluye además al menos un elemento (1080) configurado para evitar la absorción por capilaridad de fluido a lo largo del borde exterior de la lámina hidrófila o cubierta de cinta (240; 1040).
4. El dispositivo de la reivindicación 3, en donde el al menos un elemento (1080) para evitar la absorción por capilaridad comprende al menos una ranura dispuesta transversal al borde exterior de la lámina hidrófila o cubierta de cinta (240; 1040) y que se extiende a través de cada lado del borde.
5. El dispositivo de la reivindicación 4, que comprende una pluralidad de las ranuras dispuestas alrededor de al menos una parte de la periferia de la lámina hidrófila o cubierta de cinta (240; 1040).
6. El dispositivo de la reivindicación 4, que comprende una pluralidad de las ranuras, en donde cada una de dichas ranuras tiene bordes distintos y están dispuestas en paralelo adyacentes al recorrido (474; 1028) de flujo de fluido.
7. El dispositivo de la reivindicación 1, en donde la al menos una estructura (1060) de unión de flujo incluye una sola barra.
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