BR112012031255B1

BR112012031255B1 - Aparelho de diálise tendo um dispositivo de detecção

Info

Publication number: BR112012031255B1
Application number: BR112012031255-3A
Authority: BR
Inventors: Aleksandr Frorip; Christoph Nacke
Original assignee: B. Braun Avitum Ag
Priority date: 2010-06-11
Filing date: 2011-06-10
Publication date: 2020-08-04
Also published as: CN102946918A; EP2579911A1; WO2011154513A1; BR112012031255A2; EP2579911B1; US20130105371A1; DE102010023486A1

Abstract

DISPOSITIVO DE DETECÇÃO, APARELHO DE DIÁLISE TENDO UM DISPOSITIVO DE DETECÇÃO, MÉTODO E USO DO MÉTODO PARA DETECÇÃO QUANTITATIVA DAS MOLÉCULAS PREDETERMINADAS. Dispositivo de detecção para detecção quantitativa de moléculas predeterminadas, em particular moléculas de proteína de tamanho médio, em um líquido de amostra com uma fonte de luz para emissão de radiação de medição, uma seção para irradiar o líquido de amostra e um detector de luz para medir a radiação de detecção saindo da seção para irradiar o líquido de amostra, bem como um estágio de análise localizado a jusante do detector de luz para analisar o sinal de detector, em que a fonte de luz é designada de modo que a radiação de medição tem uma faixa espectral excitando a fluorescência intríseca de uma molécula a ser determinada, e o detector de luz é desenhado de modo que pelo menos uma faixa espectral da radiação de detecção é medida, em que a molécula emite radiação de fluorescência intríseca.

Description

Especificação

A invenção refere-se a um dispositivo de detecção para detecção quantitativa de moléculas predeterminadas, em particular moléculas de proteína de tamanho médio, em um líquido de amostra com uma fonte de luz para emitir radiação de medição, uma seção para irradiar o líquido de amostra e um detector de luz para medir a radiação de detecção saindo da seção para irradiar o líquido de amostra, bem como um estágio de análise localizado a jusante do detector de luz para analisar o sinal de detector. Isso se relaciona adicionalmente a um método correspondente para detecção e finalmente um uso do método bem como um aparelho de diálise.

Por meio do tratamento de diálise o corpo de um humano (ou de um animal) com função renal reduzida ou perdida é suportado na remoção de produtos residuais do metabolismo do sangue, até a aquisição completa da função renal pelo aparelho de diálise. Já a anos atrás foi determinado desejável controlar um tratamento de diálise na dependência de seu sucesso - consequentemente o nível de tempo de dependência da purificação do sangue - para, por um lado, permitir um efeito suficiente desse tratamento complicado que é penoso para o paciente, e, por outro lado, evitar o gasto de tempo de tratamento desnecessário. Tem sido desenvolvido abordagens modelos para avaliar o sucesso do tratamento durante tratamento e descobriu-se parâmetros de medição, cujo valor atual é suficientemente representativo para o sucesso do tratamento e que pode ser medido durante um tratamento.

Dentre outros o teor de uréia pode ser medido no líquido de diálise gasto saindo do aparelho de diálise, e pode ser utilizado como uma medida para o sucesso do tratamento. No entanto, isso exige tomar uma amostra e análise de laboratório, e assim ser duramente aplicável "online" durante o tratamento. Além disso, foi desenvolvido um método de controle sobre uso de sensores de condutibilidade cuja medida induzida enzimaticamente altera na condutibilidade do líquido de diálise saindo que são provocados por hidrólise de uréia (ou outras moléculas chave) no líquido de diálise. Durante o uso deste método, porém, problemas práticos ocorreram durante a calibragem dos sensores e o balanceamento de uma condutibilidade de base (variação dependendo do caso).

No WO 99/62574 é então proposto um método para determinação do teor de produtos residuais no líquido de diálise durante um tratamento de diálise que utiliza uma análise fotométrica espectral. No WO 2008/000433 A1 são propostos também um detector espectroscópico e um método com aplicação similar que são 5 destinados especificamente para a detecção do sangue e compostos de marcador biológico em líquidos - tal como também no líquido de diálise. Um detector de sangue correspondente serve nos aparelhos de diálise em particular para a medição rápida das condições críticas do paciente provocadas pelo mal funcionamento operacional do dispositivo (como por exemplo uma ruptura de 10 membrana do filtro de membrana, intercâmbio de entradas ou hemólise). O último documento também contém várias referências para estado adicional da técnica.

É o objetivo da invenção prover um dispositivo de detecção aprimorado e método para detecção da referida maneira que opera especificamente com alto grau e confiabilidade, e são aplicáveis beneficamente para monitoramento e 15 controle eventualmente dos tratamentos de diálise.

Esse objetivo foi atualmente resolvido tendo em vista de um aparelho por um dispositivo de detecção com as características da reivindicação 1 e tendo em vista um método por um método com as características da reivindicação 10. Modalidades vantajosas bem como a aplicação da invenção são matérias de 20 objeto das reivindicações dependentes.

A invenção é baseada na utilização da radiação de fluorescência intrínseca de certas moléculas que são contidas regularmente em um líquido a ser examinado e cujo teor é para ser determinado para a detecção quantitativa. Isso inclui adicionalmente a ideia de operar a fonte de luz ali de modo que a radiação 25 de medição tenha uma faixa espectral excitando a fluorescência intrínseca de uma molécula a ser determinada, e o detector de luz seja desenhado de modo que pelo menos uma faixa espectral da radiação de detecção seja medida, em que a molécula emite radiação de fluorescência intrínseca.

Portanto, a possibilidade de detecção das misturas moleculares, 30 especialmente de moléculas de tamanho médio tal como beta-2-microglobina etc, é estabelecida, cujas bandas de absorção são fortemente sobrepostas, e portanto não podem ser suficientemente especificamente detectadas por medições de absorção. O uso de marcadores adicionais se torna supérfluo de modo que a implementação é simplificada e, este é um método de detecção contínuo e 35 consequentemente o monitoramento contínuo ("online") das condições de operação ou métodos é possível no qual o teor de referidas moléculas em um líquido é significante para o status do processo.

Em uma modalidade vantajosa pretende-se que a fonte de luz seja uma fonte de radiação UV emitindo radiação de detecção excitando a fluorescência intrínseca do triptofan, em particular a 280 nm, e o detector de luz é um fotodiodo ou um fotomultiplicador, o qual é sensível em uma faixa espectral, em que radiação de fluorescência intrínseca de triptofan é emitida, em particular acima de 340 nm. Em particular, um filtro de banda estreita é conectado à frente do detector ♦ ’ * de luz, o que define particularmente uma parte da faixa espectral entre 340 nm e 400 nm como uma faixa de detecção.

Para a medição da radiação de fluorescência intrínseca e sua separação a partir da radiação de medição (alterada por efeitos de absorção) é pretendido de maneira vantajosa que o detector de luz tenha uma direção de chegada de luz que é inclinada com relação à uma direção de emissão da fonte de luz.

Uma modalidade adicional é desenhada que um detector de luz adicional para detectar o efeito da absorção do líquido de amostra em relação à seção para irradiar o líquido de amostra é disposto para a fonte de luz de modo que sua direção de chegada da luz coincida com a direção de emissão da fonte de luz. É consequentemente por meio deste combinada uma análise fotométrica espectral de efeitos de absorção com a análise da radiação de fluorescência intrínseca que permite possibilidades adicionais para informação e eventualmente uma medição precisa das várias moléculas (tal como moléculas de proteína, especificamente produtos residuais do metabolismo) no líquido a ser examinado.

Em uma modalidade adicionalmente vantajosa o dispositivo de detecção é ajustado para operação contínua e então particularmente aplicável para monitoramento online dos tratamentos de diálise.

No aparelho de diálise proposto a seção para irradiar o líquido de amostra é desenhada na forma de uma seção de uma célula de medição ou um conduite de líquido o qual é atravessado por fluido de diálise gasto como o líquido de amostra sendo transmitido a partir do aparelho de diálise. Em uma modalidade de tal dispositivo, uma unidade de exibição a qual é conectada com o estágio de análise do dispositivo de detecção é provido para exibir o resultado de análise ou dado derivado dele e/ou um dispositivo de armazenamento para armazenamento do resultado de detecção ou dado derivado dele e/ou um dispositivo de transmissão para transmissão do resultado de detecção ou dado derivado dele para uma unidade de processamento externa.

Em uma modalidade vantajosa adicional o estágio de análise do dispositivo de detecção é conectado com uma entrada de um dispositivo de controle do aparelho de diálise de modo que a operação do aparelho de diálise seja controlável na dependência do resultado de detecção do dispositivo de detecção.

Modalidades vantajosas do método proposto bem como sua aplicação para monitorar um tratamento de diálise surgiram principalmente dos aspectos do aparelho descrito acima e, portanto, não são mencionados aqui novamente.

Incidentalmente benefícios e vantagens da invenção surgem da descrição seguinte de um exemplo prático por meio das figuras. Essas mostram:

Fig. 1 uma figura esquemática de uma modalidade do dispositivo de detecção inventivo,

Fig. 2 uma figura esquemática de um aparelho de diálise em que um dispositivo de detecção inventivo é conectado, e

Fig. 3A e 3B figuras para explicação da funcionalidade da invenção durante aplicação.

Fig. 1 mostra esquematicamente um dispositivo de detecção 1 de acordo com uma modalidade da invenção em que um UV-LED 3 (na outra posição também referida como uma fonte de luz) emite uma radiação de medição 5 em uma seção para irradiar o líquido de amostra 7 em que um líquido de amostra 9 reside. Por um espelho semi-permeável 11 uma parte 5a da radiação de detecção é defletida para um primeiro detector (no seguinte também referido como um "detector de luz") 13 para estabelecer um canal de referência. A radiação de detecção 5 atravessando o espelho semi permeável 11 é efetivo sobre certas moléculas sendo contidas no líquido de amostra 9 como radiação de excitação para criação de radiação de fluorescência intrínseca 15. Essa radiação atinge o segundo detector 17 cuja direção de chegada é inclinada com relação à direção de emissão da radiação de detecção 5, e que consequentemente não mede qualquer radiação atravessando a seção para irradiar o líquido de amostra. Uma parte da radiação atravessando na direção da radiação de detecção no entanto é medida por um terceiro detector 21. Com isso (detector) uma medição de absorção da radiação de detecção é então realizada. Detalhes da análise da fluorescência e sinais de absorção, especialmente após considerar aqueles sinais acumulados no canal de referência para calibragem, não são descritos aqui considerando que eles são conhecimento comum do versado na técnica.

Fig. 2 mostra na forma de um diagrama de bloco um aparelho de diálise 23 o qual é provido com um dispositivo de detecção inventivo para monitorar e controlar um tratamento. Por meio de mangueiras de conexão 25a, 25b sangue de um paciente P é alimentado para uma célula de diálise 27 ou transmitido de volta para o corpo. A partir de vários (aqui não especificado ainda) componentes um líquido de diálise 31 é preparado em um aparelho de diálise 29 que é alimentado para a célula de diálise 27 e transmitido para fora dela quando gasto líquido de diálise 31'. Na célula de diálise 27 foi absorvido produtos residuais do corpo do paciente P por meio de uma membrana de diálise provida ali, contém ainda certas moléculas de proteína cujo teor é uma medida para o status do tratamento de diálise.

Por meio de um conduite de saída 31 do aparelho de diálise 29 o líquido de diálise gasto é atravessado pela célula de medição 33 e após passagem é descartado. Radiação de medição UV gerada pela fonte de luz 35 atinge a célula de medição por meio do primeiro conduite de fibra de vidro 37a anexado à parede de célula de medição oposta que é inclinada à direção de conexão do primeiro conduite de fibra de vidro 37a a radiação de detecção (radiação de fluorescência intrínseca) alcança a um dispositivo de detecção 39. Este dispositivo contém um passa-faixa de banda estreita 39a. Em uma modalidade modificada a radiação de medição é acoplada na célula de medição por meio de um sistema óptico, assim sem um conduite de fibra de vidro, e da mesma maneira a radiação de detecção é acoplada fora da célula de medição.

Uma lateral da saída de um estágio de análise 41 para análise quantitativa do sinal de detector é conectada como dispositivo de detector 39. O próprio estágio de análise 41 é na lateral da saída conectado por um lado com uma entrada do sinal de controle do aparelho de diálise 29 e por outro lado com uma unidade de exibição 43, uma unidade de armazenamento 45 e um dispositivo de transmissão 47 que são desenhados para exibição, armazenamento ou transmissão do resultado de detecção ou dados derivados dali no estágio de análise 41 para uma unidade de processamento (central) externa.

Figuras 3A e 3B mostram respectivamente diagramas espectrais para clarificação da operação de uma modalidade da invenção para proteína contendo líquidos de amostra que contém fenilalanina PHE, tirosina TYR e triptofan TRP. Fig. 3A exibe comprimento de onda de excitação dessas moléculas, em que uma faixa espectral vantajosa para excitação é marcada com EXCITAÇÃO, e fig. 3B exibe a radiação de fluorescência intrínseca das três moléculas. Aqui é marcada uma faixa de detecção vantajosa DETECÇÃO para a molécula de triptofan.

É óbvio que o comprimento de onda de excitação são em torno de 280 nm, embora a faixa espectral de detecção selecionada aqui está em 350 nm e um pouco acima. Neste momento a molécula de triptofan tem um máximo na fluorescência intrínseca, embora os espectros de fluorescência intrínseca de 5 fenilalanina e tirosina não exibam intensidade significativa nesta faixa espectral. Um detector correspondente ou ajuste de filtro permite uma alta detecção seletiva de triptofan.

A operarão da invenção não é limitada aos exemplos descritos aqui e aspectos sublinhados, mas é possível também em modificações numerosas que 10 estão dentro do escopo de ação versada. Em particular, outras modalidade para uma fonte de luz e um detector são possíveis, e são para ser selecionadas sabiamente dependendo da excitação específica e comprimentos de onda de emissão das moléculas a serem detectadas.

Claims

1. Aparelho de diálise (23) tendo um dispositivo de detecção (1) para detecção quantitativa de moléculas predeterminadas, em particular moléculas de proteína de tamanho médio, em um líquido de amostra com uma fonte de luz (3) para emitir radiação de medição, uma seção (7) para irradiação do líquido de amostra e um detector de luz (17) para medir a radiação de detecção saindo da seção (7) para irradiar o líquido de amostra, bem como um estágio de análise (41) localizado a jusante do detector de luz (17) para analisar o sinal de detector, em que seção (7) para a irradiação do líquido de amostra é desenhada na forma de uma seção de uma célula de medição (33) ou um conduíte de líquido que é atravessado por fluído de diálise gasto como o líquido de amostra sendo transmitido do aparelho de diálise (23), caracterizado pelo fato de que a fonte de luz (3) é desenhada de modo que a radiação de medição tem uma faixa espectral excitando a fluorescência intrínseca de uma molécula a ser determinada, e o detector de luz (17) é desenhado de modo que pelo menos uma faixa espectral da radiação de detecção seja medida, em que a molécula emite radiação de fluorescência intrínseca, em que um detector de luz adicional (21) para detectar o efeito de absorção do líquido de amostra em relação à seção (7) para a irradiação do líquido de amostra é disposto para a fonte de luz de modo que sua direção de chegada de luz coincide com a direção de emissão da fonte de luz (3).

2. Aparelho de diálise (23), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a fonte de luz (3) é uma radiação de detecção de emissão de fonte de radiação UV excitando a fluorescência intrínseca de triptofan, em particular a 280 nm, e o detector de luz (17) é um fotodiodo ou um fotomultiplicador, que é sensível em uma faixa espectral, em que a radiação de fluorescência intrínseca de triptofan é emitida, em particular acima de 340 nm.

3. Aparelho de diálise (23), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que um filtro de banda estreita é conectado à frente do detector de luz (17), que define particularmente uma parte da faixa espectral entre 340 nm e 400 nm como uma faixa de detecção.

4. Aparelho de diálise (23), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o detector de luz (17) tem uma direção de chegada de luz que é inclinada com relação a uma direção de emissão da fonte de luz (3).

5. Aparelho de diálise (23), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de detecção (1) é desenhado para operação contínua.

6. Aparelho de diálise (23), de acordo com a reivindicação 1, 5 caracterizado pelo fato de que a unidade de exibição (43), que está conectada com o estágio de análise (41) do dispositivo de detecção (1), é provida para exibir o resultado de análise ou dado derivado dela e/ou um dispositivo de armazenamento (45) para o armazenamento do resultado de detecção ou dado derivado dele e/ou um dispositivo de transmissão (47) para a transmissão do 10 resultado de detecção ou dado derivado dele para uma unidade de processamento externo.

7. Aparelho de diálise (23), de acordo com a reivindicação 1 ou 6, caracterizado pelo fato de que o estágio de análise (41) do dispositivo de detecção (1) é conectado com uma entrada de um dispositivo de controle do aparelho de 15 diálise (23) de modo que a operação do aparelho de diálise (23) é controlável em dependência do resultado de detecção do dispositivo de detecção (1)