BR102021026569A2

BR102021026569A2 - Cartucho modular de recipientes de reação para analisadores fotométricos e métodos para produzir o mesmo

Info

Publication number: BR102021026569A2
Application number: BR102021026569-8A
Authority: BR
Inventors: Joshua E. Orlandi; Daniel P. Mammolito; Mary Freeman
Original assignee: Awareness Technology, Inc.
Priority date: 2020-12-31
Filing date: 2021-12-27
Publication date: 2023-03-28
Also published as: US20220203351A1; CN114682319A

Abstract

A presente invenção refere-se a um cartucho modular de recipientes de reação (100) para um analisador fotométrico de reagentes (10), o qual compreende uma cuveta (110) oca que define uma câmara de preenchimento (112) que define um orifício superior através do qual um primeiro reagente (106) passa, uma abertura de dispensação abaixo do orifício superior e através da qual um segundo reagente (150) passa para a câmara de preenchimento (112) e uma câmara de leitura (114) abaixo da abertura de dispensação e conectada fluidamente à câmara de preenchimento (112) e uma câmara de controle de dispensação (120) acima da câmara de leitura (114) tendo uma saída que se comunica de maneira fluida com a abertura de dispensação e definindo uma abertura de recepção através da qual o segundo reagente (150) passa para a câmara de controle (120) e um êmbolo (130) disposto de maneira deslizante e estanque dentro da câmara de controle (120) e definindo ali um volume formado de modo a reter o segundo reagente (150) de modo que, em resposta ao êmbolo (130) sendo movido para a câmara de preenchimento (112) , o fluido na câmara de controle (120) é dispensado ao menos na câmara de preenchimento (112) sem fluido na cuveta (110) sendo transferido para fora da cuveta (110).

Description

CARTUCHO MODULAR DE RECIPIENTES DE REAÇÃO PARA ANALISADORES FOTOMÉTRICOS E MÉTODOS PARA PRODUZIR O MESMO

CAMPO DA INVENÇÃO

[0001] Os presentes sistemas, aparelhos e métodos fazem parte do domínio de equipamentos de teste para líquidos e processos de teste. A presente patente se refere a um cartucho modular como um recipiente de reação de teste de líquido usado em analisadores fotométricos.

HISTÓRICO DA INVENÇÃO

[0002] A análise fotométrica inclui medições nas regiões visível, ultravioleta e infravermelha do espectro. Ela geralmente envolve a comparação da intensidade da radiação que passa por uma amostra do material sob análise com a intensidade inicial ou a intensidade de uma amostra de referência. O método de análise fotométrica que utiliza luz visível é chamado de colorimetria. A análise fotométrica em que há uma leitura das intensidades dos componentes monocromáticos da radiação transmitida é chamada de espectrofotometria. Métodos semelhantes à análise fotométrica incluem análise de absorção atômica, análise turbidimétrica e análise nefelométrica.

[0003] Os recipientes de reação para análise fotométrica são tipicamente quadrados ou cilíndricos. Eles chegam ao analisador fotométrico com um reagente e uma amostra é adicionada ao reagente. Alternativamente, os recipientes de reação chegam com uma amostra e o reagente é adicionado à amostra. Esses recipientes cilíndricos ou quadrados normalmente têm um volume de reação interno de aproximadamente 350 microlitros ou mais.

[0004] Os métodos anteriores exigem a compra de uma grande quantidade de reagente; ao serem abertos, esses reagentes têm uma vida útil limitada. Em muitos casos, o reagente inteiro pode não ser usado, levando ao desperdício de recursos caros. Os recipientes anteriores exigiriam que os reagentes fossem pipetados manualmente, aumentando o trabalho de laboratório. As adições manuais de reagentes também estão sujeitas a erro humano em termos de volume e tempo, bem como a imprecisões, se o recipiente tiver que ser removido do controle de temperatura e do processo de mistura enquanto a adição ocorre. Outras opções incluem um pipetador totalmente automatizado, o que aumenta significativamente o custo do instrumento e também exige manutenção e calibração.

[0005] Assim, há a necessidade de superar os problemas com os sistemas, projetos e processos da técnica anterior, conforme discutidos acima.

SUMARIO DA INVENÇÃO

[0006] Os sistemas, aparelhos e métodos descritos apresentam um cartucho modular de recipientes de reação para analisadores fotométricos e métodos para fazer o mesmo, que superam as desvantagens aqui mencionadas dos dispositivos e métodos até agora conhecidos deste tipo geral e que fornecem tais características em uma configuração de uso único.

[0007] Há muitas vantagens desta cuveta ou recipiente de leitura em relação à técnica anterior. O design do recipiente com um sistema de dispensação embutido permite uma dispensação precisa do reagente a baixa pressão no momento exato especificado no procedimento de teste. O design garante uma dispensação uniforme do reagente, com pouco ou nenhum respingo ou pulverização de fluido. O sistema de dispensação embutido não permite nenhuma interação de contaminação com o analisador que conduz o procedimento de teste. Além disso, apenas uma pipeta da amostra é necessária no início do procedimento de teste, eliminando assim a etapa manual de adicionar o segundo reagente à mistura do primeiro reagente e a pipetagem da amostra. O design do recipiente permite que todas as outras etapas de teste sejam automatizadas sem a necessidade de uma máquina de pipetagem automatizada cara. O recipiente é de fácil fabricação e baixo custo, além de ser simples de preencher e vedar. No fabricante, o primeiro reagente é colocado na câmara de mistura ou reação ou cuveta. O segundo reagente também é carregado pelo fabricante na câmara de controle de dispensação que cerca o dispositivo de pipetagem, também conhecido como êmbolo dispensador de reagente. O primeiro reagente é vedado por uma folha de papel alumínio e o segundo reagente é vedado pelo próprio êmbolo. O design do êmbolo permite um fácil ajuste dos volumes de fluido pelo ajuste das dimensões do êmbolo, ajustando-se, por exemplo, comprimento, largura e altura. Este recurso permite que vários testes diferentes sejam realizados usando o mesmo design de recipiente de reação. Os recipientes individualmente embalados e vedados permitem que o usuário use apenas o reagente que for necessário no momento do uso, eliminando desperdícios custosos. Na técnica anterior, para pipetar a amostra ou o segundo reagente na cuveta, o processo de mistura na cuveta precisava ser interrompido. Na presente invenção, a mistura (por exemplo, por uma barra de agitação) pode ser conduzida ao longo do processo e interrompida apenas quando isso for desejado. O uso de apenas uma quantidade designada dos reagentes dentro da cuveta e do dispositivo de pipetagem da presente invenção e sua vedação independente até o uso utiliza eficientemente esses suprimentos com pouco desperdício e contaminação e, virtualmente eliminando o erro humano em relação ao volume, tempo, controle de temperatura e/ou mistura. Ao contrário da pipetagem do reagente, ao usar os dispositivos, sistemas e métodos descritos neste documento, nenhuma ponta de pipeta ou qualquer outro componente do instrumento entra em contato com a reação, evitando assim qualquer possibilidade de contaminação entre testes.

[0008] Outra desvantagem da técnica anterior é que os analisadores fotométricos realizavam análises fotométricas e os analisadores turbidimétricos realizavam análises turbidimétricas. Isso exigia máquinas separadas. Os sistemas e métodos aqui descritos são capazes de realizar ambas as análises. Esses sistemas fazem leituras fotométricas para determinar os resultados turbidimétricos. Em outras palavras, os sistemas e métodos procuram a luz espalhada por turbidez em um determinado comprimento de onda fotometricamente.

[0009] Com o que foi descrito acima e outros objetos em vista, dispõe-se de um cartucho de recipiente de reação modular para um analisador fotométrico que compreende um corpo de cartucho que compreende uma cuveta integral que compreende uma câmara de preenchimento que define um orifício superior através do qual um primeiro fluido deve ser passado, e uma abertura de dispensação através da qual um fluido deve passar e uma câmara de leitura abaixo da câmara de preenchimento e conectada fluidamente à câmara de preenchimento e uma porção de pipetagem integral que compreende uma câmara de controle de dispensação tendo uma saída que se comunica de maneira fluida com a abertura de dispensação, tendo uma superfície interna, e definindo uma abertura de recepção através da qual um segundo fluido deve passar e um êmbolo de dispensação compreendendo um fluido de extremidade de carregamento vedado com firmeza em relação à superfície interna da câmara de controle de dispensação e um fluido de extremidade de dispensação vedado firmemente em relação à superfície interna da câmara de controle de dispensação, em que o êmbolo de dispensação é disposto de forma móvel dentro da câmara de controle de dispensação de modo que, em resposta à extremidade de dispensação sendo movida da câmara de controle de dispensação para a câmara de preenchimento, o fluido na câmara de controle de dispensação é dispensado ao menos na câmara de preenchimento sem fluido no corpo do cartucho sendo transferido para fora do corpo do cartucho.

[0010] Com os objetos em vista, também dispõe-se de um cartucho de recipiente de reação modular para um analisador fotométrico de reagentes que compreende uma cuveta oca que define uma câmara de preenchimento que define um orifício superior através do qual um primeiro reagente deve ser passado, uma abertura de dispensação abaixo do orifício superior e através da qual um segundo reagente deve passar para a câmara de preenchimento e uma câmara de leitura abaixo da abertura de dispensação e conectada fluidamente à câmara de preenchimento e uma câmara de controle de dispensação acima da câmara de leitura tendo uma saída que se comunica de maneira fluida com a abertura de dispensação e definindo uma abertura de recepção através da qual o segundo reagente deve passar para a câmara de controle de dispensação e um êmbolo de dispensação disposto de maneira deslizante e estanque dentro da câmara de controle de dispensação e definindo ali um volume formado de modo a reter o segundo reagente de modo que, em resposta ao êmbolo de dispensação sendo movido para a câmara de preenchimento, o fluido na câmara de controle de dispensação é dispensado ao menos na câmara de preenchimento sem fluido na cuveta sendo transferido para fora da cuveta.

[0011] Com os objetos em vista, também dispõe-se de um analisador fotométrico compreendendo um cartucho de recipiente de reação modular e uma estrutura que compreende uma gaveta de cartucho conectada de forma móvel à estrutura, a gaveta de cartucho compreendendo um receptor de cartucho moldado para conter de forma removível o cartucho de recipiente de reação, e um sistema de dispensação tendo um atuador de dispensação conectado funcionalmente ao êmbolo de dispensação quando o cartucho do recipiente de reação está disposto no receptor de cartucho para mover o êmbolo de dispensação e um corpo conectado à estrutura e compreendendo um visor configurado para fornecer informações a um usuário.

[0012] De acordo com outra característica, a cuveta compreende um primeiro reagente na câmara de leitura selecionado a partir de pelo menos um dentre uma solução, uma mistura, um composto, uma suspensão, uma tintura, uma infusão, uma emulsão, um coloide, um gel, um dissolvente, um elixir, um extrato, um fluido, um líquido, um aerossol feito de uma única substância ou de uma mistura de substâncias.

[0013] De acordo com uma característica adicional, dispõe-se do primeiro fluido como um primeiro reagente na câmara de leitura e o segundo fluido como um segundo reagente na câmara de controle de dispensação.

[0014] De acordo com um recurso adicional, o corpo do cartucho compreende ainda um identificador que indica um conjunto de dados de teste associado ao primeiro e ao segundo reagentes.

[0015] De acordo com uma característica adicional, dispõe-se de um misturador dentro da câmara de leitura configurado para misturar fluidos dentro da câmara de leitura.

[0016] De acordo com mais outra característica, o misturador é pelo menos um dentre um misturador magnético, um misturador sônico ou um misturador de vibração.

[0017] De acordo com ainda mais uma característica adicional, dispõe-se de uma tampa que veda hermeticamente o orifício superior.

[0018] De acordo com ainda mais uma característica, a tampa é uma folha de papel alumínio para vedação.

[0019] Ainda de acordo com uma característica adicional, a cuveta tem um volume máximo de aproximadamente 4000 μL.

[0020] De acordo com outra característica, pelo menos uma parte da câmara de leitura é opticamente transparente.

[0021] De acordo com outra característica adicional, o êmbolo de dispensação é do tipo parada única em forma de barra e forma vedações estanques periféricas entre o êmbolo de dispensação e a câmara de controle de dispensação.

[0022] De acordo com mais uma característica adicional, o êmbolo de dispensação é do tipo parada múltipla para definir vedações periféricas herméticas entre porções mais largas do êmbolo de dispensação e a câmara de controle de dispensação.

[0023] De acordo com mais uma característica adicional, o êmbolo de dispensação é um conjunto modular de uma pluralidade de êmbolos de dispensação, cada um tendo uma forma diferente do outro para definir diferentes volumes de segundo fluido entre cada um da pluralidade de êmbolos de dispensação e a câmara de controle de dispensação.

[0024] De acordo com ainda outra característica, a forma difere em pelo menos um dentre um diâmetro intermediário, uma espessura de extremidade proximal, uma espessura de extremidade distai e um comprimento.

[0025] De acordo com ainda uma característica adicional, o material do êmbolo de dispensação é pelo menos um entre PTFE, PVDF, PFA, PEEK e CPVC.

[0026] De acordo com ainda mais uma característica, a câmara de preenchimento tem uma porção de superfície interna oposta à abertura de dispensação a uma determinada distância e o êmbolo de dispensação tem uma superfície distal e um comprimento longitudinal pelo menos tão longo quanto a distância dada, de modo que, em uma posição de dispensação completa, a superfície distai toca a porção da superfície interna.

[0027] De acordo com ainda uma característica adicional, a câmara de leitura e a câmara de preenchimento definem uma transição entre as mesmas tendo uma seção transversal que se expande lateralmente da câmara de leitura em direção à câmara de preenchimento.

[0028] De acordo com outra característica, a câmara de controle de dispensação tem um volume máximo de aproximadamente 280 μL.

[0029] De acordo com uma característica adicional, a cuveta tem um volume mínimo de aproximadamente 580 μL.

[0030] De acordo com uma característica adicional, a cuveta tem um volume máximo de aproximadamente 4000 μL.

[0031] De acordo com uma característica adicional, a câmara de leitura tem um volume mínimo de aproximadamente 500 μL.

[0032] De acordo com ainda outra característica, o corpo do cartucho tem uma profundidade de frente para trás de aproximadamente 1,5 polegadas (3,81 cm) e uma altura de aproximadamente 1,33 polegadas (3,38 cm).

[0033] De acordo com ainda mais uma característica, o atuador de dispensação é configurado para dispor de forma móvel o êmbolo de dispensação dentro da câmara de controle de dispensação, de modo que o fluido na câmara de controle de dispensação seja distribuído pelo menos na câmara de preenchimento sem que o fluido no corpo do cartucho seja transferido para fora do corpo do cartucho.

[0034] De acordo com ainda outra característica, pelo menos um dentre o atuador de dispensação e o êmbolo de dispensação são configurados para travar de forma removível o corpo do cartucho na gaveta do cartucho e evitar a remoção do corpo do cartucho até que o destravamento ocorra.

[0035] De acordo com ainda outra característica, pelo menos um dentre o atuador de dispensação e o êmbolo de dispensação são configurados para travar de forma removível a gaveta do cartucho em uma posição fechada em relação à estrutura e evitar o movimento da gaveta do cartucho até que o destravamento ocorra.

[0036] De acordo com ainda outra característica, pelo menos uma dentre a estrutura e a gaveta do cartucho compreende um leitor fotométrico disposto em relação ao cartucho do recipiente de reação para ler fotometricamente uma substância dentro da câmara de leitura do cartucho do recipiente de reação.

[0037] De acordo com novamente uma característica adicional, pelo menos uma entre a estrutura e a gaveta do cartucho compreende um aquecedor configurado para controlar a temperatura dentro da câmara de leitura do cartucho do recipiente de reação.

[0038] De acordo com novamente uma característica adicional, o aquecedor mantém a câmara de leitura a uma temperatura controlada entre aproximadamente 25°C e aproximadamente 37 ± 0,5°C.

[0039] De acordo com novamente uma característica adicional, pelo menos uma dentre a estrutura e a gaveta do cartucho compreende um leitor configurado para ler um indicador de identificação no cartucho do recipiente de reação.

[0040] De acordo com uma característica concomitante, o indicador de identificação é uma etiqueta RFID ou um código de barras.

[0041] Embora os sistemas, aparelhos e métodos sejam ilustrados e descritos neste documento como estando incorporados em um cartucho de recipiente de reação modular para analisadores fotométricos e métodos para fazê-lo, este documento não deverá, no entanto, ser limitado aos detalhes mostrados porque várias modificações e mudanças estruturais podem ser feitas sem se afastar do espírito da invenção e dentro do escopo e intervalos equivalentes das reivindicações. Além disso, elementos bem conhecidos de formas de realização exemplares não serão descritos em detalhes ou serão omitidos de modo a não ocultar os detalhes relevantes dos sistemas, aparelhos e métodos.

[0042] Vantagens adicionais e outras características dos sistemas, aparelhos e métodos serão estabelecidas na descrição detalhada que se segue e estarão evidentes na descrição detalhada ou poderão ser aprendidas pela prática de formas de realização exemplares. Outras vantagens dos sistemas, aparelhos e métodos poderão ser realizadas por qualquer uma das instrumentalidades, métodos ou combinações particularmente apontadas nas reivindicações.

[0043] Outras características que são consideradas como características para os sistemas, aparelhos e métodos são estabelecidas nas reivindicações anexas. Conforme necessário, formas de realização detalhadas dos sistemas, aparelhos e métodos serão divulgadas neste documento; no entanto, deve-se entender que as formas de realização divulgadas são meramente exemplificativas dos sistemas, aparelhos e métodos, que podem ser realizados de várias formas. Portanto, os detalhes estruturais e funcionais específicos divulgados neste documento não deverão ser interpretados como limitantes, mas apenas como uma base para as reivindicações e como uma base representativa para ensinar um indivíduo versado na técnica a empregar de maneira variada os sistemas, aparelhos e métodos em virtualmente qualquer estrutura apropriadamente detalhada. Além disso, os termos e frases usados neste documento não se destinam a ser limitantes, e sim a fornecer uma descrição compreensível dos sistemas, aparelhos e métodos. Embora o relatório descritivo conclua com as reivindicações que definem os sistemas, aparelhos e métodos da invenção que são considerados novos, acredita-se que os sistemas, aparelhos e métodos serão mais bem compreendidos a partir da consideração da seguinte descrição em conjunto com as figuras dos desenhos, nas quais números de referência semelhantes são empregados.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0044] As figuras anexas, onde numerais de referência semelhantes se referem a elementos idênticos ou funcionalmente semelhantes em todas as vistas separadas, que não estão em escala, e que, juntamente com a descrição detalhada abaixo, são incluídas e fazem parte do relatório descritivo, servem para ilustrar ainda mais as diversas formas de realização e para explicar vários princípios e vantagens, todos de acordo com os sistemas, aparelhos e métodos. As vantagens das formas de realização dos sistemas, aparelhos e métodos serão evidentes a partir da seguinte descrição detalhada das formas de realização exemplares dos mesmos, cuja descrição deve ser considerada em conjunto com os desenhos anexos, nos quais:

[0045] FIG. 1 é uma vista em perspectiva fragmentada e explodida superior de um analisador fotométrico com um cartucho de recipiente de reação modular acima de uma gaveta de cartucho em uma posição de carregamento;

[0046] FIG. 2 é uma vista lateral direita fragmentada, parcialmente transparente, do analisador com a gaveta em uma posição de análise e contendo nela o cartucho;

[0047] FIG. 3 é uma porção fragmentada e ampliada do corpo do cartucho da FIG. 2 ao longo da linha seccional MI-MI;

[0048] FIG. 4 é uma vista elevada frontal fragmentada, parcialmente em corte transversal, parcialmente transparente do analisador e cartucho da FIG. 2 mostrando um caminho de leitura do analisador;

[0049] FIG. 5 é uma vista em perspectiva, transparente e em corte transversal vertical do cartucho da FIG. 1 com reagente em uma câmara de leitura e com um êmbolo dispensador de reagente em uma posição de armazenamento de segundo reagente dentro de uma câmara de controle de dispensação do cartucho;

[0050] FIG. 6 é uma vista em perspectiva e em corte transversal vertical do cartucho da FIG. 5 com o êmbolo dispensador de reagente em uma forma sólida;

[0051] FIG. 7 e FIG. 7’ são vistas em perspectiva transparente do cartucho da FIG. 5 com o êmbolo dispensador de reagente em uma segunda posição de carregamento de reagente;

[0052] FIG. 8 é uma vista em perspectiva transparente do cartucho da FIG. 5 com o êmbolo dispensador de reagente em uma segunda posição de dispensação de reagente totalmente estendida;

[0053] FIG. 9 é uma vista em perspectiva explodida transparente do cartucho da FIG. 5 com o êmbolo de dispensação do reagente separado do cartucho;

[0054] FIG. 10 é uma vista transparente e elevada do lado esquerdo do cartucho da FIG. 5;

[0055] FIG. 11 é uma vista transparente e elevada do lado esquerdo do cartucho da FIG. 7;

[0056] FIG. 12 é uma vista transparente e elevada do lado esquerdo do cartucho da FIG. 8;

[0057] FIG. 13 é uma vista transparente em perspectiva do lado esquerdo do cartucho da FIG. 5;

[0058] FIG. 14 é uma vista transparente em perspectiva do lado esquerdo do cartucho da FIG. 8;

[0059] FIG. 15 é uma vista plana superior transparente do cartucho da FIG. 5;

[0060] FIG. 16 é uma vista plana inferior transparente do cartucho da FIG. 5;

[0061] FIG. 17 é uma vista elevada frontal transparente do cartucho da FIG. 5;

[0062] FIG. 18 é uma vista elevada posterior transparente do cartucho da FIG. 5;

[0063] FIG. 19 é uma vista transparente elevada lateral direita do cartucho da FIG. 5 com um primeiro reagente na câmara de reação e um segundo reagente mantido pelo êmbolo dentro da câmara de controle de dispensação;

[0064] FIG. 20 é uma vista transparente elevada lateral direita do cartucho da FIG. 5 com um primeiro reagente na câmara de reação e um segundo reagente dispensado pelo êmbolo dentro da câmara de controle de dispensação;

[0065] FIG. 21 é uma vista transparente e elevada do lado esquerdo do cartucho da FIG. 19; e

[0066] FIG. 22 é uma vista em perspectiva ampliada e fragmentada de uma forma de realização exemplar de uma abertura proximal e duto de preenchimento de uma câmara de controle de dispensação do cartucho da FIG. 7.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS FORMAS DE REALIZAÇÃO

[0067] Conforme requerido, formas de realização detalhadas dos sistemas, aparelhos e métodos são divulgadas neste documento; no entanto, deve-se entender que as formas de realização divulgadas são meramente exemplificativas dos sistemas, aparelhos e métodos, que podem ser realizados de várias formas. Portanto, os detalhes estruturais e funcionais específicos divulgados neste documento não deverão ser interpretados como limitantes, mas apenas como uma base para as reivindicações e como uma base representativa para ensinar um indivíduo versado na técnica a empregar de maneira variada os sistemas, aparelhos e métodos em virtualmente qualquer estrutura apropriadamente detalhada. Além disso, os termos e frases usados neste documento não se destinam a ser limitantes, e sim a fornecer uma descrição compreensível dos sistemas, aparelhos e métodos. Embora o relatório descritivo conclua com as reivindicações que definem as características dos sistemas, aparelhos e métodos que são considerados novos, acredita-se que os sistemas, aparelhos e métodos serão melhor compreendidos a partir da consideração da seguinte descrição em conjunto com as figuras dos desenhos, nas quais números de referência semelhantes são empregados.

[0068] Na seguinte descrição detalhada, faz-se referência aos desenhos anexos que fazem parte deste documento e que exibem formas de realização ilustrativas que podem ser praticadas. Deve ser entendido que outras formas de realização podem ser utilizadas e mudanças estruturais ou lógicas podem ser feitas sem se afastar do escopo deste documento. Portanto, a seguinte descrição detalhada não deve ser tomada em um sentido limitante e o escopo das formas de realização é definido pelas reivindicações anexas e seus equivalentes.

[0069] Formas de realização alternativas podem ser concebidas sem se afastar do espírito ou do escopo da invenção. Além disso, elementos bem conhecidos de formas de realização exemplares dos sistemas, aparelhos e métodos não serão descritos em detalhes ou serão omitidos de modo a não ocultar os detalhes relevantes dos sistemas, aparelhos e métodos.

[0070] Antes dos sistemas, aparelhos e métodos serem divulgados e descritos, deve ser entendido que a terminologia usada neste documento tem somente o propósito de descrever formas de realização específicas e não deve ser limitante. Os termos “compreende”, “compreendendo” ou qualquer outra variação dos mesmos se destinam a abarcar uma inclusão não exclusiva, de modo que um processo, método, artigo ou aparelho que compreenda uma lista de elementos não inclua apenas esses elementos, podendo incluir outros elementos não expressamente listados ou inerentes a tal processo, método, artigo ou aparelho. Um elemento precedido por “compreende ... um” não exclui, sem mais restrições, a existência de elementos idênticos adicionais no processo, método, artigo ou aparelho que compreende o elemento. Os termos “incluindo” e/ou “tendo”, conforme usados neste documento, são definidos como compreendendo (isto é, em sentido amplo). Os termos “um” ou “uma”, conforme usados neste documento, são definidos como um ou mais de um. O termo “pluralidade”, conforme usado neste documento, é definido como dois ou mais do que dois. O termo “outro”, conforme usado neste documento, é definido como pelo menos um segundo ou mais. A descrição pode usar os termos “forma de realização” ou “formas de realização”, que podem cada um se referir a uma ou mais formas de realização iguais ou diferentes.

[0071] Os termos “acoplado” e “conectado”, juntamente com seus derivados, podem ser usados. Deve-se entender que esses termos não são sinônimos. Em vez disso, em formas de realização específicas, “conectado” pode ser usado para indicar que dois ou mais elementos estão em contato físico ou elétrico direto entre si. “Acoplado” pode significar que dois ou mais elementos estão em contato físico ou elétrico direto (por exemplo, acoplados diretamente). No entanto, “acoplado” também pode significar que dois ou mais elementos não estão em contato direto entre si, mas ainda cooperam ou interagem entre si (p.ex., indiretamente acoplados).

[0072] Para os fins da descrição, uma frase na forma “A/B” ou na forma “A e/ou B” ou na forma “pelo menos um entre A e B” significa (A), (B), ou (A e B), onde A e B são variáveis que indicam um determinado objeto ou atributo. Quando usada, esta frase se destina a e é aqui definida como uma escolha de A ou B ou A e B, que é semelhante à frase “e/ou”. Quando mais de duas variáveis estiverem presentes em uma frase assim, tal frase será definida como incluindo apenas uma das variáveis, qualquer uma das variáveis, qualquer combinação de qualquer uma das variáveis e todas as variáveis, por exemplo, uma frase na forma “pelo menos um entre A, B e C” significa (A), (B), (C), (A e B), (A e C), (B e C) ou (A, B e C).

[0073] Termos relacionais, como primeiro e segundo, superior e inferior e semelhantes, poderão ser usados exclusivamente para distinguir uma entidade ou ação de outra entidade ou ação, sem necessariamente exigir ou implicar qualquer relacionamento ou ordem real entre tais entidades ou ações. A descrição poderá usar descrições baseadas em perspectiva, como cima/baixo, posterior/frontal, superior/inferior e proximal/distal. Tais descrições serão meramente usadas para facilitar a discussão e não se destinam a restringir a aplicação das formas de realização divulgadas. Várias operações poderão ser descritas como várias operações distintas de uma maneira que pode ser útil na compreensão das formas de realização, no entanto, a ordem da descrição não deve ser interpretada modo a implicar que essas operações dependem da ordem.

[0074] Conforme usado neste documento, o termo “cerca de” ou “aproximadamente” se aplica a todos os valores numéricos, sejam eles explicitamente indicados ou não. Esses termos geralmente se referem a uma faixa de números que um indivíduo versado na técnica consideraria equivalente aos valores mencionados (isto é, tendo a mesma função ou resultado). Em muitos casos, esses termos podem incluir números arredondados para o algarismo significativo mais próximo. Conforme usado neste documento, os termos “substancial” e “substancialmente” significam, ao comparar várias partes umas às outras, que as partes sendo comparadas são iguais ou tão próximas em dimensão que um especialista na técnica as consideraria equivalentes. Os termos substancial e substancialmente, conforme usados neste documento, não se limitam a uma única dimensão e incluem especificamente uma faixa de valores para as peças sendo comparadas. A faixa de valores, tanto acima quanto abaixo (por exemplo, “+/.” ou maior/menor), inclui uma variação que um indivíduo versado na técnica saberia ser uma tolerância razoável para as partes mencionadas.

[0075] Será apreciado que as formas de realização dos sistemas, aparelhos e métodos descritos neste documento podem ser compostos por um ou mais processadores convencionais e instruções de programa armazenadas exclusivas, que controlam um ou mais processadores a serem implementados, em conjunto com certos circuitos que não de processadores e outros elementos, algumas, a maioria ou todas as funções dos sistemas, aparelhos e métodos descritos neste documento. Os circuitos sem processador podem incluir, mas não estão limitados a atuadores de sinal, circuitos de relógio, circuitos de fonte de energia e elementos de entrada e saída do usuário. Alternativamente, algumas ou todas as funções podem ser implementadas por uma máquina de estado que não tem instruções de programa armazenadas, ou em um ou mais circuitos integrados específicos de aplicação (ASICs) ou matrizes de portas programáveis em campo (FPGA), em que cada função ou algumas combinações de algumas das funções são implementadas como lógica personalizada. É claro que uma combinação dessas abordagens também pode ser usada. Assim, métodos e meios para essas funções foram descritos neste documento.

[0076] Os termos “programa”, “software”, “aplicativo de software” e semelhantes, conforme usados neste documento, são definidos como uma sequência de instruções projetadas para execução em um sistema de computador ou dispositivo programável. Um “programa”, “software”, “aplicativo”, “programa de computador” ou “aplicativo de software” pode incluir uma sub-rotina, uma função, um procedimento, um método de objeto, uma implementação de objeto, um aplicativo executável, um miniaplicativo, um servlet, um código-fonte, um código-objeto, qualquer lógica de linguagem de computação, uma biblioteca compartilhada/biblioteca de carregamento dinâmico e/ou outra sequência de instruções projetada para execução em um sistema de computador.

[0077] Neste documento, várias formas de realização dos sistemas, aparelhos e métodos são descritas. Em muitas das diferentes formas de realização, as características são semelhantes. Portanto, para evitar redundância, a descrição repetitiva dessas características semelhantes pode não ser feita em algumas circunstâncias. Deve ser entendido, no entanto, que a descrição de uma característica que aparece pela primeira vez se aplica à característica semelhante descrita posteriormente e cada descrição respectiva, portanto, deve ser ali incluída sem tal repetição.

[0078] Agora serão descritas as formas de realização exemplificativas. Fazendo referência agora às figuras dos desenhos em detalhe e em primeiro lugar, particularmente à FIG. 1, há uma primeira forma de realização exemplar de um analisador fotométrico 10 com um cartucho de recipiente de reação modular 100. O analisador 10 tem uma estrutura 12, um corpo 14, um visor 16 e uma gaveta de cartucho 20. A gaveta de cartucho 20 inclui uma estrutura de gaveta 22 que define um receptor de cartucho 24. A gaveta de cartucho 20 inclui ainda um sistema de dispensação 30 tendo um atuador de dispensação 32, com esse atuador tendo a forma de haste móvel ou cilindro em uma forma de realização exemplar. A gaveta de cartucho 20 também inclui um leitor fotométrico 40 que está posicionado em relação ao cartucho 100 de modo a ler fotometricamente uma substância dentro de pelo menos uma porção inferior do cartucho 100, conforme descrito em mais detalhes abaixo. Uma forma de realização exemplar do leitor fotométrico 40 é um fotodiodo ou tubo fotomultiplicador conectado a ou trabalhando em conjunto com um layout de placa proprietário fabricado pela Awareness Technology Inc. A forma de realização também inclui, embora não seja ilustrado, um subsistema que controla a temperatura dentro e ao redor do cartucho 100, por exemplo, um aquecedor e um leitor para etiquetas ou indicadores RFID nos cartuchos 100.

[0079] Em uma forma modular, o cartucho 100 é um recipiente de reação de múltiplas câmaras de uso único que inclui um corpo de cartucho 102, uma folha de papel alumínio de vedação 104 (mostrada esquematicamente na FIG. 5 com linhas tracejadas), e pelo menos um primeiro reagente comercialmente disponível 106 (que pode ser uma solução, uma mistura, um composto, uma suspensão, uma tintura, uma infusão, uma emulsão, um colóide, um gel, um dissolvente, um elixir, um extrato, um fluido, um líquido e/ou um aerossol de uma única substância ou uma mistura de várias substâncias). O corpo 102 define uma câmara de mistura ou reação 110, também referida como uma cuveta. A câmara de mistura 110 tem uma porção superior ou câmara de preenchimento 112. A câmara de preenchimento 112 define um orifício de preenchimento 113 no qual o primeiro reagente 106 é carregado, por exemplo, em uma instalação na qual o cartucho 100 é fabricado. Lá, o primeiro reagente 106 é vedado dentro da câmara de mistura 110 com, por exemplo, a folha de papel alumínio de vedação 104 no orifício de preenchimento 113 para permitir o transporte do cartucho 100 sem derramamento do primeiro reagente 106.

[0080] Como mostrado na FIG. 1, o cartucho 100 é colocado no receptor de cartucho 24 para ser processado. O cartucho 100 tem dois ou mais recursos de codificação que permitem que ele seja codificado no receptor de cartucho 24 da gaveta 20 em uma orientação correta. Esse recurso de segurança elimina todos os erros de instalação.

[0081] Pode ser desejável misturar reagente(s) ativamente dentro da câmara de leitura 114. Por conseguinte, em uma forma de realização exemplar (por exemplo, FIG. 5), um dispositivo de mistura 140 também é vedado com o primeiro reagente 106 na câmara de leitura 114. O dispositivo de mistura pode ser, por exemplo, um misturador magnético na forma de uma haste com propriedades magnéticas de modo que possa ser movida e/ou girada dentro da câmara de mistura 110 por um misturador rotativo adjacente com atração magnética, não ilustrado, localizado na gaveta 20 ou abaixo da gaveta 20 dentro do corpo 14 do analisador 10. Ele também pode ser misturado por outros métodos, como mistura sônica ou vibração.

[0082] Em uma forma de realização exemplar, o sistema de controle de temperatura usa um resistor de aquecimento ligado a um dissipador de calor de metal que está em contato com o cartucho. O sistema de controle de temperatura é inicialmente ativado com 100% de sua potência e, em seguida, é regulado para baixo para manter a temperatura desejada. O nível de potência inicial de 100% é aplicado para permitir um tempo mais curto até atingir a temperatura no fluido interno; a redução da potência evita que o fluido ultrapasse a temperatura desejada.

[0083] Em uma orientação de trabalho ou estado do cartucho (por exemplo, mostrado nas FIGS. 5 e 6), o primeiro reagente 106 reside na porção inferior ou câmara de leitura 114 da cuveta 110 e é vedado na abertura superior pela folha de papel alumínio 104. A cuveta 110 também é vedada em um lado por um êmbolo dispensador de reagente 130, descrito em mais detalhes abaixo. Pelo menos uma porção da câmara de leitura 114 é opticamente clara, de modo que as leituras do(s) reagente(s) na câmara de leitura 114 possam ser feitas. Portanto, em uma forma de realização exemplar, o corpo do cartucho 102 é feito de poliestireno transparente, como aquele mostrado na FIG. 21. Em outra forma de realização exemplar, os lados opostos do corpo do cartucho 102 na câmara de leitura 114 são feitos de poliestireno transparente.

[0084] Nesta forma de realização exemplar, adjacente e em comunicação fluida com a porção superior 112 da câmara de mistura 110, o corpo do cartucho 102 define ainda uma câmara de controle de dispensação 120 tendo uma abertura de recepção proximal 122 para receber o reagente nela e uma abertura de dispensação distai 123. O êmbolo dispensador de reagente 130 reside de forma móvel dentro da câmara de controle de dispensação 120 e uma porção do mesmo forma a segunda vedação na cuveta 110.

[0085] Em uma forma de realização exemplar, o êmbolo 130 tem uma forma e está localizado de modo a impedir que um segundo reagente 150 entre em contato com a câmara de leitura 114 até que o usuário deseje adicionar o segundo reagente 150 à(s) substância(s) dentro da câmara de leitura 114, por exemplo, o primeiro reagente 106 e uma amostra. O êmbolo 130 pode ser moldado de várias formas. Em uma forma de realização exemplar, mostrada nas FIGS. 5 a 16, o êmbolo 130 tem a forma de uma barra (ou haltere ou em forma de H em seção transversal), tendo uma porção central que é mais estreita do que cada uma das duas porções das extremidades opostas. Cada uma das porções de extremidade forma uma vedação estanque a líquidos entre a porção de extremidade e, neste caso exemplar, uma porção de superfície anular ou periférica da câmara de controle de dispensação 120. Uma extremidade do êmbolo 130 é uma extremidade de dispensação 131 e a outra extremidade oposta é uma extremidade de carregamento 132. Em outra forma de realização exemplar, o êmbolo 130 tem forma de cogumelo, no qual a extremidade de dispensação (mais próxima da câmara de preenchimento 112) é maior do que uma extremidade de carregamento (mais distante da câmara de preenchimento 112). Uma forma de realização exemplar do êmbolo em forma de cogumelo 130 tem um cilindro largo na extremidade distai e uma porção mais estreita do cilindro formando a extremidade proximal.

[0086] As configurações do êmbolo 130 descritas e mostradas (e formas alternativas equivalentes) têm o atributo desejável de permitir o ajuste do volume do segundo reagente 150 sendo dispensado simplesmente variando uma ou mais porções do êmbolo 130. No que diz respeito à forma de realização exemplar da FIG. 5, por exemplo, o cilindro central entre as duas extremidades de diâmetro maior pode ser expandido em termos de raio para adicionar menos do segundo reagente 150 e pode ser encurtado em termos de raio para adicionar mais do segundo reagente 150. As espessuras da extremidade de dispensação e/ou extremidade de carregamento podem ser reduzidas para adicionar mais do segundo reagente 150 ou expandidas para adicionar menos do segundo reagente 150. Além disso, o comprimento do cilindro central pode ser expandido para adicionar mais do segundo reagente 150 e pode ser encurtado em termos de raio para adicionar menos do segundo reagente 150. O êmbolo 130, como visto na FIG. 5, tem uma área única 120 para conter o segundo reagente 150. Em uma configuração exemplar alternativa desejável, o êmbolo 130 tem uma porção expandida intermediária com vedações periféricas entre as extremidades frontal e traseira do êmbolo 130 para trocar a adição de um único segundo reagente por uma adição de múltiplos reagentes. Fornecer ao êmbolo 130 várias posições de parada permite que o sistema dispense vários reagentes usando um único êmbolo. Esses êmbolos 130 podem ser referidos como de parada única ou parada múltipla.

[0087] Alternativamente, ou adicionalmente, tanto o diâmetro da câmara de controle de dispensação 120 quanto o tamanho do êmbolo 130 podem ser aumentados/diminuídos para, respectivamente, aumentar ou diminuir o volume a ser dispensado na câmara de leitura 114 (esta adaptação se aplica igualmente a êmbolos configurados para adicionar dois ou mais reagentes). O êmbolo e a câmara de controle de dispensação 120 não precisam ser circulares em seção transversal, como mostrado; eles podem assumir qualquer forma que permita que o êmbolo 130 se mova ali dentro para encher a câmara 120 e esvaziar a câmara 120 de modo a dispensar o segundo reagente 150 (ou reagentes subsequentes) na cuveta 110. Desta maneira, um conjunto modular de diferentes cartuchos 100 com diferentes diâmetros de câmaras de controle de dispensação 120 pode ser combinado com conjuntos de êmbolos 130 tendo diferentes diâmetros nas extremidades ou no meio dos mesmos. As diferentes câmaras de controle de dispensação 120 e diferentes diâmetros de porção(ões) do êmbolo dentro do segundo reagente 150 aumentam ou diminuem o volume do segundo reagente 150 que pode ser dispensado para a câmara de leitura 114.

[0088] Um exemplo de material do qual o êmbolo 130 é feito é PTFE (isto é, TEFLONTM) ou um material inerte equivalente, como PVDF, PFA, PEEK e CPVC. Em formas de realização exemplares, ambos os materiais selecionados para o cartucho 100, incluindo o corpo do cartucho 102, a folha de papel alumínio de vedação 104 e o êmbolo 130 são inertes a quaisquer reagentes e/ou amostras alojados no cartucho 100 ou que possam entrar em contato com o êmbolo 130.

[0089] Durante o carregamento do primeiro reagente 106 na cuveta 110 e o carregamento do segundo reagente 150 no subconjunto de pipetagem (102, 120, 122, 130) e transporte subsequente do cartucho carregado e vedado 100, o êmbolo 130 fica em uma posição de armazenamento ou padrão. A posição de armazenamento está representada nas FIGS. 5, 6, 10, 13, 15, 16 e 19.

[0090] O êmbolo dispensador de reagente 130 funciona em conjunto com o sistema de dispensação 30 do analisador 10 de acordo com as FIGS. 2 a 4. O êmbolo 130 é configurado para vedar a câmara de controle de dispensação 120 da câmara de mistura 110 até que a dispensação do segundo reagente 150 para o primeiro reagente 106 seja desejada. Em várias configurações do êmbolo 130, o êmbolo 130 é movido entre uma série de posições funcionais, incluindo, por exemplo, uma posição de carregamento (por exemplo, FIGS. 7 e 11), uma posição de retenção ou parada ou transporte (por exemplo, FIGS. 5, 6, 10, 13, 15, 16 e 19), pelo menos uma posição de dispensação (por exemplo, FIGS. 8, 12, 14 e 20), e uma posição separada ou de desinfecção ou esterilização ou limpeza (por exemplo, FIG. 9). Em uma forma de realização exemplar, o êmbolo 130 é acionado pelo atuador de dispensação 32 (ver FIG. 2) que é, por sua vez, movido ou acionado por um motor de corrente contínua (CC), não ilustrado, dentro do corpo 14 em uma configuração exemplar. O tempo da dispensação do segundo reagente 150 varia dependendo dos critérios de teste e ocorre em um momento respectivo durante um teste, cujo tempo é controlado pela programação no analisador 10.

[0091] O êmbolo 130 tem múltiplas funções durante o processo de realização de análise de reagentes 105 no cartucho 100. Essas funções são descritas no texto a seguir, mas as funções não ocorrem necessariamente na ordem descrita.

[0092] Em uma forma de realização exemplificativa, a câmara de controle de dispensação 120 é preenchida, por exemplo, pelo fabricante. Também é possível que a câmara de controle de dispensação 120 do cartucho 100 seja preenchida por um técnico pipetando manualmente o segundo reagente 150 nela antes ou depois do primeiro reagente 106 ser vedado na cuveta 110. Uma outra alternativa para encher a câmara de controle de dispensação 120 é com um sistema automatizado não ilustrado. Após o enchimento, o êmbolo 130 é movido para a posição de carregamento (por exemplo, FIGS. 7 e 11). Neste estado, que é melhor representado na FIG. 7, onde o êmbolo 130 é levantado verticalmente para fora da câmara de controle de dispensação 120, há uma lacuna de carregamento 138 entre a extremidade de carregamento ou proximal 132 do êmbolo e uma abertura proximal 122 da câmara de controle de dispensação 120. Para auxiliar no enchimento da câmara de controle de dispensação 120, a abertura proximal 122 é fornecida com um duto de enchimento 124, que é representada na porção ampliada da FIG. 22.

[0093] Quando uma quantidade desejada do segundo reagente 150 está presente na câmara de controle de dispensação 120 (por exemplo, FIG. 19) com o êmbolo 130 vedado, o analisador 10 fica pronto para combinar os reagentes 106, 150. A dispensação do segundo reagente (ou reagentes subsequentes) na câmara de leitura 114 ocorre em um momento definido pelo analisador 10. O analisador 10 conhece ou identifica o teste sendo feito, por exemplo, usando uma etiqueta (por exemplo, um código RFID ou código de barras 160) que está presente em algum lugar no cartucho do recipiente de reação 100. Quando o teste é identificado, a programação armazenada no analisador 10 dispensa o segundo reagente 150 quando necessário.

[0094] O êmbolo 130 é moldado e configurado para permitir que o segundo reagente 150 (ou múltiplos reagentes) se assente entre múltiplas superfícies de vedação, criando assim uma dispensação de baixa pressão. A dispensação de baixa pressão permite que o fluido/substância flua para fora da câmara de controle de dispensação 120 uniformemente. Isso reduz muito a chance de o fluido ser espirrado ou respingado devido ao aumento da pressão, o que é algo que ocorre rotineiramente na técnica anterior e pode contaminar o analisador. Além disso, a utilização do êmbolo, com sua vedação periférica (por exemplo, sem ou com gaxetas apropriadamente inertes) evita que qualquer porção do segundo reagente seja deixada nas paredes da câmara de controle de dispensação 120. A técnica anterior apresenta este atributo desvantajoso uniformemente. A configuração exemplar também elimina a contaminação de cartucho 100 para cartucho 100 durante múltiplos usos do analisador 10 porque nenhuma parte do analisador 10 toca qualquer um dos fluidos que residem em qualquer parte do cartucho 100, por exemplo, dentro das câmaras 112, 120. Além disso, a forma do êmbolo 130 veda o fluido do segundo reagente 150 entre duas extremidades com um material ou uma haste conectando as duas extremidades de vedação. Esta forma ou configuração garante que toda a força exercida pelo atuador de dispensação 32 seja aplicada ao êmbolo 130 e não ao fluido do segundo reagente 150.

[0095] Antes de realizar a análise ou teste, cada uma dentre a câmara inferior 114 e a câmara de controle de dispensação 120 é preenchida com um volume específico do primeiro/segundo reagente 106, 150, respectivamente, com os respectivos volumes dependendo do teste sendo conduzido. Para combinar os reagentes 106, 150, o sistema de dispensação 30 é levado a mover o atuador de dispensação 32 contra o êmbolo 130 e continuar o movimento até que o êmbolo 130 alcance uma determinada extensão na câmara de preenchimento 112. Por exemplo, o êmbolo 130 pode mover-se completamente através da porção superior para tocar a parede oposta/distante dentro da cuveta em uma posição de dispensação que é ilustrada na FIG. 20. Nesta posição, e com o êmbolo 130 na forma exemplar ilustrada, o segundo reagente 150 é inteiramente removido da câmara de controle de dispensação 120 e colocado na câmara de leitura 114. Na configuração exemplar mostrada, a seção transversal da câmara de leitura 114 se expande lateralmente em uma transição 108 (ver, por exemplo, FIG. 5) - de um volume concentrado, rigidamente tolerado, para um volume muito maior da porção superior 112. A maior profundidade da câmara superior 112 acima da transição 108 permite que o êmbolo 130 seja totalmente estendido para a câmara superior 112 de modo que, por exemplo, a extremidade proximal 132 do êmbolo 130 esteja nivelada com ou entre em contato com uma parede distai da câmara superior 112 enquanto, ao mesmo tempo, a superfície distai da extremidade distai 131 fique substancialmente igualada a ou em um chanfro do orifício de saída da câmara de controle de dispensação 120. Em tal configuração, nenhuma quantidade do segundo reagente 150 ou uma quantidade insignificantemente pequena permanece na câmara de controle de dispensação 120 ou todo o segundo reagente 150 entra na câmara de leitura 114.

[0096] Em uma forma de realização exemplar, o volume máximo da câmara de controle 120 é de aproximadamente 280 μL. Em uma forma de realização exemplar, o volume mínimo da câmara de leitura ou reação 110 é de aproximadamente 580 μL. Em uma forma de realização exemplar, o volume mínimo do segundo reagente é de aproximadamente 50 μL e o volume máximo é de aproximadamente 280 μL. Ο volume mínimo de leitura dentro da câmara de leitura 114 é de aproximadamente 500 μL (incluindo o primeiro reagente 106, o segundo reagente 150 e a amostra). Em uma forma de realização exemplar, o volume máximo de leitura é de aproximadamente 4 mL, em particular, aproximadamente 1,08 mL. Com esses volumes selecionados, quando os reagentes 106, 150 são combinados, o volume total de líquido em toda a câmara de mistura 110 não é maior do que aproximadamente 4 mL, combinação essa que é mostrada na FIG. 20. Nesta forma de realização exemplar, uma profundidade da frente para trás do cartucho 100 é de aproximadamente 1,5 polegadas (3,81 cm) e uma altura do cartucho 100 é de aproximadamente 1,33 polegadas (3,38 cm). Em uma configuração particularmente desejável, a câmara de reação 110 pode conter um volume máximo de 4 mL (4000 μL).

[0097] Em uma orientação ou estado de dispensação ou mistura, a amostra a ser testada já está na câmara de leitura 114 ou é adicionada à câmara de leitura 114. Em qualquer configuração, o êmbolo 130 que se move para a posição de dispensação transfere o segundo reagente 150 para a câmara de leitura 114 do cartucho 100, que contém ou está prestes a conter a amostra a ser testada. Com a transferência, o segundo reagente 150 se mistura com o primeiro reagente 106, misturando assim a amostra com ambos os reagentes 106, 150. Em outra configuração exemplar, o primeiro reagente 106 é ou contém a amostra, calibrador ou controle.

[0098] Em uma configuração exemplar alternativa, o analisador pode colocar o primeiro reagente 106 e a amostra na câmara de leitura 114 através de um dispositivo de transferência interna não ilustrado antes que o êmbolo 130 se mova para a posição de dispensação (ou posições de dispensação) com uma configuração de êmbolo multi-reagente com mais de uma posição de parada do atuador.

[0099] Em outra configuração exemplar alternativa, o analisador pode ter dois ou mais atuadores de dispensação 32 e o cartucho 100 tem duas ou mais instâncias do subconjunto de pipetagem, incluindo um segundo ou mais entre a câmara de controle de dispensação 120’, a abertura proximal 122’, o duto de preenchimento 124’ e o êmbolo 130. Nesse segundo ou mais subconjuntos de pipetagem, um terceiro ou mais reagentes 150’ está presente para dispensar na cuveta 110. Esses êmbolos 130 podem ser de parada única ou parada múltipla.

[0100] Em um processo exemplar para misturar os reagentes 106, 150 e realizar um teste, o êmbolo 130 é deixado na posição de dispensação (por exemplo, FIG. 20) depois de dispensar o segundo reagente 150, mesmo quando o atuador de dispensação 32 fica retraído de volta para fora do cartucho 100. Como o cartucho 100 é um dispositivo de uso único, não há efeito desvantajoso no teste que está sendo conduzido. Uma vez que o segundo reagente 150 foi dispensado, o êmbolo 130 permanece nessa posição e é descartado após o teste junto com o cartucho 100.

[0101] Como uma configuração de segurança exemplar, nas posições de carregamento e dispensação, o êmbolo 130 é configurado para travar o cartucho 100 na gaveta 20 e evitar a remoção até após os reagentes 105, 150 e a amostra serem misturados na câmara de leitura 114. Em uma configuração exemplar, o êmbolo 130 não apenas trava o cartucho 100 na gaveta 20, o êmbolo 130 também trava a gaveta 20 em uma posição fechada em relação à estrutura 12 do analisador 10. Em tal configuração, o êmbolo 130 é, desse modo, configurado para destravar e liberar a gaveta 20 do analisador 10 quando o teste da amostra for concluído.

[0102] Em um processo exemplar para completar a análise da amostra e/ou reagentes 106, 150, o dispositivo de mistura 140 é ativado e agita ou mexe ativamente as substâncias dentro da câmara de leitura 114, por exemplo, o primeiro e o segundo reagentes 106, 150, e a amostra. Em uma primeira forma de realização exemplar do dispositivo de mistura 140, o cartucho 100 contém, dentro da câmara de leitura 114, um pequeno agitador magneticamente ativo que é atraído/repelido por um ímã ou por meio de vibração. Esta forma de realização do dispositivo de mistura 140 também inclui, na estrutura 12 do analisador 10 adjacente à câmara de leitura 114, um indutor magnetizado que é, por exemplo, ligado a um motor de modo que a ativação do motor gire o indutor magnetizado, que, por sua vez, gira e/ou move o agitador. Um motor também pode ser usado para criar uma vibração que agitará e misturará os reagentes e a amostra. O indutor pode estar, por exemplo, embaixo ou ao lado da câmara de leitura 114. Os materiais e agitadores magneticamente ativos permitem que o analisador 10 realize a mistura sem contato dentro da câmara de leitura 114.

[0103] O analisador 10 lida com o cartucho de uso único 100 colocado na gaveta deslizante 20. Uma forma de realização exemplar do analisador 10 utiliza um sistema óptico de LED de múltiplos comprimentos de onda para fazer medições da(s) substância(s)/fluido(s) na câmara de leitura 114. O sinal óptico do LED passa pela amostra e é lido com um fotodiodo ou dispositivo semelhante. A transmissão e a leitura são controladas pelo circuito e programação do analisador 10.

[0104] O cartucho 100 é fornecido com uma etiqueta 160 (ver, por exemplo, FIG. 1). A etiqueta 160 contém informações para fornecer ao computador dentro do analisador 10 todos os dados de teste e reagentes relevantes de que o analisador 10 precisar para executar o teste com precisão. Em um processo de leitura automática da etiqueta, a etiqueta é, por exemplo, um código RFID ou um código de barras 160 e o analisador 10 compreende ainda um leitor de RFID ou leitor de código de barras.

[0105] Em uma configuração exemplar, o visor 16 do analisador 10 é uma tela sensível ao toque, por exemplo, uma tela de cinco polegadas, que fornece informações ao usuário e controla as funções básicas da máquina. O analisador 10 também é equipado com outros componentes mecânicos, como um aquecedor não ilustrado, o êmbolo acionado mecanicamente ou eletricamente (por exemplo, uma haste 32) e o misturador 140 (por exemplo, um misturador sem contato acionado magneticamente). O aquecedor está adjacente à câmara de leitura 114 do cartucho 100 e está configurado para manter a amostra e os reagentes 106, 150 a uma temperatura estabilizada durante o teste que deve ser realizado pelo analisador 10 usando o cartucho 100, com a temperatura estabilizada dependendo do teste que está sendo conduzido. Uma forma de realização exemplar do aquecedor é um resistor disponível comercialmente montado em uma placa de transferência de calor de metal, fabricada pela ATI, que é controlada por meio de um circuito de feedback e software/firmware. Outra forma de realização exemplar do aquecedor é um elemento resistivo (por exemplo, um resistor) ligado a uma placa de alumínio e um circuito de feedback que é controlado por firmware/software. Em uma forma de realização exemplar, o aquecedor mantém a câmara de leitura a uma temperatura controlada entre aproximadamente 25°C e aproximadamente 37 ± 0,5°C. Em uma forma de realização exemplar, o aquecedor pode operar desde a temperatura ambiente até aproximadamente 65°C.

[0106] Note-se que várias características individuais dos processos e sistemas inventivos podem ser descritas em apenas uma forma de realização exemplar neste documento. A escolha específica da descrição neste documento no que diz respeito a uma única forma de realização exemplar não deve ser tomada como uma limitação de que a característica específica é aplicável apenas à forma de realização na qual é descrita. Todos os recursos descritos neste documento são igualmente aplicáveis, de forma aditiva ou intercambiável, com qualquer uma ou todas as outras formas de realização exemplares descritas neste documento e em qualquer combinação ou agrupamento ou arranjo. Em particular, o uso de um único numeral de referência neste documento para ilustrar, definir ou descrever um recurso específico não significa que o recurso não pode ser associado ou igualado a outro recurso em outra figura de desenho ou descrição. Além disso, quando dois ou mais números de referência são usados nas figuras ou nos desenhos, isso não deve ser interpretado como sendo limitado apenas a essas formas de realização ou recursos, eles são igualmente aplicáveis a características semelhantes ou não; um numeral de referência é usado ou outro numeral de referência é omitido.

[0107] A descrição anterior e os desenhos anexos ilustram os princípios, formas de realização exemplares e modos de operação dos sistemas, aparelhos e métodos. No entanto, os sistemas, aparelhos e métodos não devem ser interpretados como sendo limitados às formas de realização específicas discutidas acima. Variações adicionais das formas de realização discutidas acima serão apreciadas por aqueles versados na técnica e as formas de realização descritas acima devem ser consideradas como ilustrativas em vez de restritivas. Por conseguinte, deve ser apreciado que variações dessas formas de realização podem ser feitas por aqueles versados na técnica sem se afastar do escopo dos sistemas, aparelhos e métodos conforme definidos pelas seguintes reivindicações.

Claims

CARTUCHO MODULAR DE RECIPIENTE DE REAÇÃO PARA UM ANALISADOR FOTOMÉTRICO, caracterizado por compreender: um corpo de cartucho (102) que compreende, por sua vez: uma cuveta (110) integral que compreende:
uma câmara de preenchimento (112) que define:
um orifício superior através do qual um primeiro fluido deve ser passado, e
uma abertura de dispensação através da qual um fluido deve passar; e
uma câmara de leitura (114) abaixo da câmara de preenchimento (112) e conectada fluidamente à câmara de preenchimento (112); e uma porção de pipetagem integral que compreende: uma câmara de controle de dispensação (120):
tendo uma saída que se comunica de maneira fluida com a abertura de dispensação; tendo uma superfície interna; e
definindo uma abertura de recepção através da qual um segundo fluido deve passar; e um êmbolo de dispensação (130) compreendendo:
um fluido de extremidade de carregamento vedado com firmeza em relação à superfície interna da câmara de controle de dispensação (120); e
um fluido de extremidade de dispensação vedado firmemente em relação à superfície interna da câmara de controle de dispensação (120),
em que o êmbolo de dispensação (130) é disposto de forma móvel dentro da câmara de controle de dispensação (120) de modo que, em resposta à extremidade de dispensação sendo movida da câmara de controle de dispensação (120) para a câmara de preenchimento (112), ο fluido na câmara de controle de dispensação (120) é dispensado ao menos na câmara de preenchimento (112) sem fluido no corpo do cartucho (102) sendo transferida para fora do corpo do cartucho (102).
CARTUCHO MODULAR DE RECIPIENTE DE REAÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a cuveta (110) compreender um primeiro reagente (106) na câmara de leitura (114) selecionado a partir de pelo menos um dentre uma solução, uma mistura, um composto, uma suspensão, uma tintura, uma infusão, uma emulsão, um coloide, um gel, um dissolvente, um elixir, um extrato, um fluido, um líquido, um aerossol feito de uma única substância ou de uma mistura de substâncias.
CARTUCHO MODULAR DE RECIPIENTE DE REAÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda:
o primeiro fluido como um primeiro reagente (106) na câmara de leitura (114); e o segundo fluido como um segundo reagente (150) na câmara de controle de dispensação (120).
CARTUCHO MODULAR DE RECIPIENTE DE REAÇÃO, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por o corpo do cartucho (102) compreender ainda um identificador que indica um conjunto de dados de teste associado ao primeiro e ao segundo reagentes.
CARTUCHO MODULAR DE RECIPIENTE DE REAÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda um misturador (140) dentro da câmara de leitura (114) configurado para misturar fluidos dentro da câmara de leitura (114).
CARTUCHO MODULAR DE RECIPIENTE DE REAÇÃO, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por o misturador (140) ser pelo menos um dentre um misturador magnético, um misturador sônico ou um misturador de vibração.
CARTUCHO MODULAR DE RECIPIENTE DE REAÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda uma tampa que veda o orifício superior de forma estanque aos fluidos.
CARTUCHO MODULAR DE RECIPIENTE DE REAÇÃO, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por a tampa ser uma folha de papel alumínio de vedação.
CARTUCHO MODULAR DE RECIPIENTE DE REAÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a cuveta (110) ter um volume máximo de aproximadamente 4000 μI.
CARTUCHO MODULAR DE RECIPIENTE DE REAÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por pelo menos uma porção da câmara de leitura (114) ser opticamente transparente.
CARTUCHO MODULAR DE RECIPIENTE DE REAÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o êmbolo de dispensação (130) ser do tipo parada única em forma de barra e formar vedações estanques periféricas entre o êmbolo de dispensação (130) e a câmara de controle de dispensação (120).
CARTUCHO MODULAR DE RECIPIENTE DE REAÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o êmbolo de dispensação (130) ser do tipo parada múltipla para definir vedações periféricas herméticas entre porções mais largas do êmbolo de dispensação (130) e a câmara de controle de dispensação (120).
CARTUCHO MODULAR DE RECIPIENTE DE REAÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o êmbolo de dispensação (130) ser um conjunto modular de uma pluralidade de êmbolos de dispensação, cada um tendo uma forma diferente da do outro para definir diferentes volumes de segundo fluido entre cada um da pluralidade de êmbolos de dispensação e a câmara de controle de dispensação (120).
CARTUCHO MODULAR DE RECIPIENTE DE REAÇÃO, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por a forma diferir em pelo menos um dentre um diâmetro intermediário, uma espessura de extremidade proximal, uma espessura de extremidade distai e um comprimento.
CARTUCHO MODULAR DE RECIPIENTE DE REAÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o material do êmbolo de dispensação (130) ser pelo menos um entre PTFE, PVDF, PFA, PEEK e CPVC.
CARTUCHO MODULAR DE RECIPIENTE DE REAÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a câmara de preenchimento (112) ter uma porção de superfície interna oposta à abertura de dispensação a uma determinada distância; e
o êmbolo de dispensação (130) ter uma superfície distai; e
um comprimento longitudinal pelo menos tão longo quanto a distância dada, de modo que, em uma posição de dispensação completa, a superfície distai toca a porção da superfície interna.
CARTUCHO MODULAR DE RECIPIENTE DE REAÇÃO, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado por a câmara de leitura (114) e a câmara de preenchimento (112) definirem uma transição entre as mesmas tendo uma seção transversal que se expande lateralmente da câmara de leitura (114) em direção à câmara de preenchimento (112).
CARTUCHO MODULAR DE RECIPIENTE DE REAÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a câmara de controle de dispensação (120) ter um volume máximo de aproximadamente 280 μL.
CARTUCHO MODULAR DE RECIPIENTE DE REAÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a cuveta (110) ter um volume mínimo de aproximadamente 580 μI.
CARTUCHO MODULAR DE RECIPIENTE DE REAÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a cuveta (110) ter um volume máximo de aproximadamente 4000 μΙ.
CARTUCHO MODULAR DE RECIPIENTE DE REAÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a câmara de leitura (114) ter um volume mínimo de aproximadamente 500 μL.
CARTUCHO MODULAR DE RECIPIENTE DE REAÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o corpo do cartucho (102) ter uma profundidade de frente para trás de aproximadamente 1,5 polegadas (3,81 cm) e uma altura de aproximadamente 1,33 polegadas (3,38 cm).
CARTUCHO MODULAR DE RECIPIENTE DE REAÇÃO PARA UM ANALISADOR FOTOMÉTRICO DE REAGENTES, caracterizado por compreender:
uma cuveta (110) oca que define:
uma câmara de preenchimento (112) que define um orifício superior através do qual um primeiro reagente (105) deve ser passado; uma abertura de dispensação abaixo do orifício superior e através da qual um segundo reagente (150) deve passar para a câmara de preenchimento (112);
uma câmara de leitura (114) abaixo da abertura de dispensação e conectada fluidamente à câmara de preenchimento (112); e uma câmara de controle de dispensação (120): acima da câmara de leitura (114);
tendo uma saída que se comunica de maneira fluida com a abertura de dispensação;
definindo uma abertura de recepção através da qual o segundo reagente (150) deve passar para a câmara de controle de dispensação (120); e
um êmbolo de dispensação (130) disposto de maneira deslizante e estanque dentro da câmara de controle de dispensação (120) e definindo ali um volume formado de modo a reter o segundo reagente (150) de modo que, em resposta ao êmbolo de dispensação (130) sendo movido para a câmara de preenchimento (112), o fluido na câmara de controle de dispensação (120) é dispensado ao menos na câmara de preenchimento (112) sem fluido na cuveta (110) sendo transferido para fora dela.
ANALISADOR FOTOMÉTRICO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender:
um cartucho de recipiente de reação modular (100); e
uma estrutura (12) que compreende uma gaveta de cartucho (20) conectada de forma móvel à estrutura (12), a gaveta de cartucho (20) compreendendo:
um receptor de cartucho (24) moldado para conter de forma removível o cartucho de recipiente de reação (100); e
um sistema de dispensação (30) tendo um atuador de dispensação (32) conectado funcionalmente ao êmbolo de dispensação (130) quando o cartucho do recipiente de reação (100) está disposto no receptor de cartucho (24) para mover o êmbolo de dispensação (130); e
um corpo (14) conectado à estrutura (12) e compreendendo um visor (16) configurado para fornecer informações a um usuário.
ANALISADOR FOTOMÉTRICO, de acordo com a reivindicação 24, caracterizado por o atuador de dispensação (32) ser configurado para dispor de forma móvel o êmbolo de dispensação (130) dentro da câmara de controle de dispensação (120), de modo que o fluido na câmara de controle de dispensação (120) seja distribuído pelo menos na câmara de preenchimento (112), sem que o fluido no corpo do cartucho (102) seja transferido para fora do corpo do cartucho (102).
ANALISADOR FOTOMÉTRICO, de acordo com a reivindicação 24, caracterizado por pelo menos um entre o atuador de dispensação (32) e o êmbolo de dispensação (130) serem configurados para travar de forma removível o corpo do cartucho (102) na gaveta do cartucho (20) e evitar a remoção do corpo do cartucho (102) até que o destravamento ocorra.
ANALISADOR FOTOMÉTRICO, de acordo com a reivindicação 24, caracterizado por pelo menos um entre o atuador de dispensação (32) e o êmbolo de dispensação (130) serem configurados para travar de forma removível a gaveta do cartucho (20) em uma posição fechada em relação à estrutura e evitar o movimento da gaveta do cartucho (20) até que o destravamento ocorra.
ANALISADOR FOTOMÉTRICO, de acordo com a reivindicação 24, caracterizado por pelo menos uma entre a estrutura (22) e a gaveta do cartucho (20) compreenderem um leitor fotométrico (40) disposto em relação ao cartucho do recipiente de reação (100) para ler fotometricamente uma substância dentro da câmara de leitura (114) do cartucho do recipiente de reação (100).
ANALISADOR FOTOMÉTRICO, de acordo com a reivindicação 24, caracterizado por pelo menos uma entre a estrutura (22) e a gaveta do cartucho (20) compreenderem um aquecedor configurado para controlar a temperatura dentro da câmara de leitura (114) do cartucho do recipiente de reação (100).
ANALISADOR FOTOMÉTRICO, de acordo com a reivindicação 29, caracterizado por o aquecedor manter a câmara de leitura (114) a uma temperatura controlada entre aproximadamente 25°C e aproximadamente 37 ± 0,5°C.
ANALISADOR FOTOMÉTRICO, de acordo com a reivindicação 24, caracterizado por pelo menos uma entre a estrutura (22) e a gaveta do cartucho (20) compreenderem um leitor configurado para ler um indicador de identificação no cartucho do recipiente de reação (100).
ANALISADOR FOTOMÉTRICO, de acordo com a reivindicação 31, caracterizado por o indicador de identificação é uma etiqueta RFID ou um código de barras (160).