¿Quién no ha oído hablar de la prueba PCR? Los diagnósticos in vitro (DIV) en general, y los tests en un sentido más específico, siempre han desempeñado un papel fundamental en la sociedad, ya que son pruebas no invasivas que se realizan con muestras biológicas (por ejemplo, sangre, orina o tejidos) para diagnosticar o descartar enfermedades. Covid-19 ha puesto el DIV en el punto de mira y las pruebas diagnósticas son, por desgracia, una parte normal de nuestras conversaciones cotidianas. Los profesionales del DIV ya sabían que un diagnóstico precoz puede marcar la diferencia; que el diagnóstico correcto puede marcar la diferencia. Ahora todos lo sabemos. En este contexto, no es de extrañar que un objetivo clave para el DIV en general, y para los estudios en particular, sea que proporcionen resultados rápidos además de precisos. La manipulación adecuada de los fluidos de estas técnicas desempeña un papel fundamental en la consecución de la velocidad y la precisión deseadas. Dado que la manipulación de fluidos implica muchos componentes críticos que se interrelacionan entre sí, es vital involucrar a un socio experto capaz de suministrar soluciones probadas para todo el sistema, en las primeras fases de desarrollo. Y ese es SMC.
Por Philippe Pinto – Director de Industria de Life Science, Europa
JULIO 2021
En el terreno de los tests
Definamos qué es un test. Se trata de un instrumento o dispositivo que realiza análisis químicos de muestras o flujos de muestras para proporcionar valores hematológicos (por ejemplo, recuento de glóbulos rojos, concentraciones de hemoglobina) o determinar la concentración de analitos (por ejemplo, colesterol, glucosa). Esta capacidad ayuda en el diagnóstico y tratamiento de enfermedades que incluyen, por ejemplo, diabetes, enfermedades infecciosas, oncología, diabetes, anemia, deficiencias autoinmunes, cáncer y hepatitis, pruebas de drogas VIH/SIDA y, por supuesto, Covid-19.
Existen tres tipos comunes de test:
- para pruebas de laboratorio clínico
- para pruebas cerca del paciente
- para autodiagnóstico.
Optimización de la conducción de fluidos como pieza clave para garantizar la velocidad, repetibilidad y precisión deseadas.
Sean cuales sean las tecnologías de ensayo -por ejemplo, química clínica, hematología, análisis de orina por inmunoensayo, ADN, biología, molecular-, el sistema de manipulación de fluidos (líquidos o gases) tiene una importancia crítica, ya que contribuye a garantizar la velocidad, repetibilidad y precisión deseadas de un test. Estos complejos sistemas se encargan de la extracción de la muestra, la mezcla con los reactivos, la introducción en el test y, por último, el lavado de su propio circuito. En este contexto, es crucial seleccionar un proveedor con una gama completa y probada de soluciones.
El reto de la velocidad y la repetibilidad
Uno de los principales retos técnicos de la manipulación de fluidos es la interacción entre las distintas funciones. Este hecho crea una situación en la que un aumento de la velocidad podría poner en peligro la repetibilidad. La combinación de velocidad y presión puede afectar a la precisión de la prueba, ya que la velocidad aumenta el riesgo de generación de burbujas o turbulencias que afectan a la repetibilidad. La selección de los componentes de diseño optimizado con, por ejemplo, la minimización del volumen muerto, o la optimización de la topología del circuito, minimiza estos problemas sin dejar de lado la elección del material de compatibilidad adecuado en contacto con el fluido.
Garantice la ausencia de contaminación de la muestra con el control de fluidos adecuado para ayudar a mejorar la velocidad y fiabilidad del test.
En un test, la válvula de aislamiento controla la función de encendido/apagado y la dirección de la trayectoria del flujo para diferentes funciones, desde el circuito de muestreo de fluidos hasta el circuito de la línea de lavado. Esta válvula gestiona el flujo de lejía o solución salina de lavado que limpia los tubos del equipo de ensayo, así como las sondas finales de pipetas y bombas antes de que pueda analizarse una nueva muestra. Por tanto, es vital minimizar el volumen muerto para garantizar la ausencia de contaminación.
La característica más importante de las válvulas de aislamiento es el diafragma de EPDM, FKM o FFKM; el resto de la parte húmeda es de peek, que aísla completamente sus partes internas del paso de flujo del test para mitigar el riesgo de contaminar el fluido del proceso. En particular, el espacio entre la cámara interna de la válvula y la trayectoria del flujo está construido a propósito para minimizar el volumen muerto, en el que los productos químicos atrapados podrían pasar al flujo de fluido de la siguiente prueba cuando la válvula se cierra y se vuelve a activar.
El paso de flujo interno de una válvula de aislamiento de SMC destaca por sus superficies lisas, que evitan la generación de burbujas y otros problemas de flujo. SMC ofrece soluciones probadas de alta calidad con un gran volumen interno, todas ellas respaldadas por equipos de ventas especializados. Hay disponible una amplia gama que abarca muchas opciones y tamaños. Una de las principales características de las válvulas de aislamiento SMC es su bajo consumo de energía para evitar cualquier transferencia de calor al fluido.
Garantiza la repetibilidad, la ausencia de contaminación y la eficacia de la mezcla y dosificación de fluidos mediante un colector acrílico personalizado.
Un colector acrílico es un colector multicapa adherido, y equivale a una placa de circuito impreso, pero para fluidos. Garantiza que la muestra y el reactivo se introduzcan en el test en la proporción correcta. Esta solución debería preferirse a las conexiones tubo a tubo para los tests de rendimiento, ya que ofrece muchas ventajas. Por ejemplo, un colector acrílico reduce en gran medida el número de uniones, con lo que se combaten problemas habituales de los tests, como las fugas y la manipulación de los tubos, lo que redunda en una mejor repetibilidad.
Estas soluciones también reducen el tamaño total del conjunto de fluídica, lo que ahorra espacio en un test muy abarrotado, mientras que otra ventaja es la facilidad de inspección visual para comprobar, por ejemplo, si hay contaminación en las vías de flujo.
La personalización de este componente es esencial. Cada colector acrílico que suministramos se diseña a medida, ya que debe satisfacer las necesidades específicas de la aplicación en cuanto a circuito, componentes de montaje, limitaciones de espacio, claridad óptica, compatibilidad química y trayectoria de la velocidad de flujo. En relación con la trayectoria de la velocidad de flujo, nuestro diseño curvo optimizado permite un flujo de líquido más suave. En la parte de puesta a punto de nuestro proceso, garantizamos la minimización del volumen muerto abordando el riesgo de generación de burbujas.
Las capas del colector se ensamblan mediante calor y presión, ya que es preferible evitar reacciones químicas. Los materiales habituales son el acrílico, pero también el PVC, la polisulfona y el Ultem™. Construimos una prueba de concepto (POC) con pruebas funcionales completas, entregando un colector probado. El diseño personalizado incluye la posibilidad de incorporar todos los componentes necesarios, como sensores de presión y caudal o válvulas, por lo que entregamos una solución lista para conectar y usar.
Alta precisión gracias a la microdosificación
La dosificación de líquidos de precisión garantiza el flujo y la medición de muestras líquidas/gas, reactivos y soluciones de lavado. Una bomba solenoide de membrana suministra un solo disparo medido de líquido cada vez que se activa el solenoide, por lo que es perfecta para dosificar o mezclar soluciones. Nuestras bombas solenoides dispensadoras de líquidos ofrecen un volumen de bombeo ajustable de 5 µl a 200 µl por carrera, las bombas en miniatura autocebantes están diseñadas para una precisión muy alta, con una repetibilidad de ±1 %. Su diseño sin mantenimiento garantiza un uso sencillo y duradero, mientras que su carcasa compacta ahorra espacio y simplifica la integración en sistemas complejos. En función de los requisitos, pueden configurarse con distintos materiales resistentes a los productos químicos (las partes húmedas son de peek o pp y para el diafragma y las juntas pueden ser de EPDM o FKM) para realizar la combinación óptima de funciones y propiedades para la aplicación específica.
Automatice el funcionamiento con control neumático o eléctrico
En cuanto a la automatización de operaciones como la gestión y carga de muestras, la apertura de las puertas de la cámara de reactivos, el lavado de los circuitos y la expulsión de las cubetas usadas al flujo de residuos, el fabricante del test puede recurrir a soluciones basadas en aire o en electricidad.
Sin embargo, una tendencia cada vez más extendida en la industria de los tests es no integrar una fuente de aire comprimido debido a problemas de ruido, vibraciones, dimensiones, mantenimiento o fugas. Sea cual sea la tecnología elegida para automatizar, ofrecemos a los fabricantes de tests una gama completa de soluciones neumáticas, así como actuadores y controles eléctricos. La automatización eléctrica puede incluir, por ejemplo, mesas giratorias eléctricas que proporcionan rotaciones continuas de 360º, lo que las hace ideales para indexar ruedas en bandejas de muestras y de reacción. También ofrecemos pinzas eléctricas compactas y ligeras con fuerza de agarre ajustable, adecuadas para manipular una gran variedad de viales y tubos.
Sin embargo, lo que marca la diferencia para adaptarse perfectamente a su sistema de manipulación de fluidos es nuestra experiencia en el desarrollo, o mejor dicho, el codesarrollo de diseños personalizados. Ingenieros locales respaldados por nuestra red mundial de centros técnicos para encontrar las mejores soluciones técnicas ad-hoc para cada casuística de sistema de manipulación.
Si la solución preferida se basa en el aire, un componente clave será incluir un secador de aire de membrana para garantizar la eliminación de la humedad. Esta función es vital porque incluso una pequeña cantidad de humedad del aire comprimido puede ser problemática para un test; la humedad puede reducir la vida útil de los componentes y la funcionalidad de los productos, con la probabilidad de afectar a la fiabilidad del test. Además, como la mayoría de los tests suelen funcionar a baja presión y bajo caudal, es importante considerar si se necesita una opción de baja purga.
Garantizar el control de la temperatura de los reactivos para prolongar su vida útil
El control de la temperatura del reactivo también puede ser un problema, especialmente en el caso de los tests a gran escala que realizan cientos de pruebas por hora y transportan varios reactivos. La vida útil típica de un reactivo no refrigerado puede ser de sólo dos días. Sin embargo, si el reactivo se mantiene refrigerado, su vida útil puede prolongarse hasta 35 días. Muchos tests están equipados con refrigeradores integrados o unidades de control térmico en sus cámaras de reactivos para preservar la vida útil de los reactivos. Para todas estas necesidades, SMC cuenta con soluciones adaptadas.
Construir la mezcla correcta de componentes dentro de la parte de manejo de fluidos de un test, asegurará en gran medida la velocidad, repetibilidad y precisión global en el diagnóstico de pruebas. Además, el tratamiento de estas cuestiones se traduce en la mejora de la rentabilidad del valor de prueba individual y en la reducción del mantenimiento y las operaciones más seguras día tras día. Una parte clave para los lays en los compromisos en las primeras etapas para co-desarrollar y lograr un resultado óptimo. En SMC llevamos décadas colaborando estrechamente con los fabricantes de tests en el desarrollo de sus proyectos. Nuestros expertos en ciencias de la vida están disponibles y preparados para apoyar a esta industria vital y aportar nuestra pequeña contribución a la buena salud y el bienestar.
