BR112017006363B1 - Aparelho para inspeção ótica de pequenos volumes de amostras de líquidos e tigelas para os mesmos - Google Patents

Abstract

um nefelômetro que afere a turbidez de suspensões de baixos volumes fazendo uso de aferições da luz transmitida através e/ou espalhada pela amostra. a suspensão da amostra é colocada em uma tijela disposta enfileirada adaptada para facilitar a aferição da turbidez de amostras de baixo volume. a porção inferior da tijela apresenta dimensões menores, na seção transversal horizontal, em relação a porção de topo. ambas porções inferior e superior apresentam superfícies anguladas. a porção inferior, menor da tijela é analisada pelo nefelômetro.

Description

REFERÊNCIA CORRELATA A PEDIDO RELACIONADO

[001] O presente pedido reivindica o benefício com respeito a data de depósito do Pedido Provisório No. 62/056911, depositado em 29 de setembro de 2014, cujo conteúdo descritivo do mesmo é incorporado como referência neste relatório.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[002] Culturas bacterianas apresentam um crescimento, ordinariamente, em placas de mídias especializadas. As placas geram colônias massivas e algumas colonias isoladas. As colonias isoladas apresentam a forma mais pura de bactéria devido a colonia normalmente se desenvolver a partir de uma quantidade limitada de bactérias sendo isolada do crescimento de outras bactérias. O teste da menor quantidade de colonias é em geral desejado para se garantir a pureza da amostra. Entretanto, as práticas atuais dos laboratórios requerem a coleta de amostras de bactérias advindas de mídias e da diluição das amostras em tubos contendo volumes relativamente grandes de fluido. A obtenção de uma concentração suficiente de matéria bacteriana na suspensão fluídica requer a coleta de uma grande quantidade de colonias de bactérias advindas da placa de mídia de modo a se realizar uma suspensão. Um empecilho consiste em que esta técnica pode reduzir a pureza da amostra.

[003] Uma abordagem consiste na criação de uma suspensão altamente concentrada a partir de uma amostra bacteriana de baixo rendimento utilizando pequenos volumes fluídicos (por exemplo, 200-500 μL). Isto é especialmente importante na automação de máquinas quando uma sistema de captura de colonias automatizado vem a ser empregado para coleta das amostras e a criação da suspensão. Por exemplo, um pegador de colonia automatizado pode ser solicitado a efetuar diversas passagens junto à placa de mídia de modo a capturar colonias quando gerando a suspensão. Os resultados otimizados são obtidos caso o pegador selecione a partir de uma quantidade relativamente pequena de colonias (por exemplo, 5 ou menos) de modo a criar uma suspensão contendo a concentração adequada de bactérias. Esta abordagem requer um volume fluídico de suspensão de 300 μL, ou menos. Um empecilho consiste na dificuldade para se determinar a concentração bacteriana em um pequeno volume fluídico contendo uma suspensão altamente concentrada. Portanto, existe uma necessidade por um sistema e métodos para a determinação precisa de concentrações bacterianas em um pequeno volume fluídico, enquanto que automaticamente diluindo as amostras junto a uma concentração desejada.

[004] A concentração bacteriana pode ser determinada através da aferição da turbidez ou da “nebulosidade” de uma cultura havendo em seguida o transporte desta aferição em quantidades celulares (CFUs). O método microbiológico padrão de estimação da turbidez de uma amostra é baseado na obtenção de um valor quantitativo conhecido como um valor de McFarland. Os valores de McFarland são bem conhecidos para os especialistas da técnica e não são descritos em detalhes neste relatório. Os padrões de McFarland compreendem de soluções de uma turbidez conhecida que são utilizadas para a padronização da densidade de cultura laboratórios microbiológicos, clínicas e outros laboratórios similares.

[005] A turbidez das suspensões microbiológicas é determinada normalmente por um instrumento tal como um nefelômetro ou um densitômetro. Os instrumentos baseiam as suas aferições com os princípios físicos de espalhamento da luz resultante a partir da interação da luz com partículas presentes em uma suspensão. A turbidez das amostras afeta a transmissão e espalhamento da luz, e dá condições por uma aferição da intensidade da luz transferida através de uma amostra. Um nefelômetro consiste de um instrumento automático utilizado para aferir a turbidez de uma amostra através da passagem da luz através da amostra junto a um ângulo e medir a intensidade da luz espalhada. Tal aferição é baseada no princípio de que uma suspensão diluída de pequenas partículas irá espalhar a luz que vem a ser passada através (e não absorvida) pelas partículas. A quantidade de espalhamento é determinada através da coleta da luz junto a um ângulo de 30 ou 90 graus.

[006] Os nefelômetros presentemente utilizados nos laboratórios são projetados para admitirem as amostras na parte interna de um recipiente/tubo redondo. Esta prática fornece resultados aceitáveis desde que os tubos ou recipiente sejam limpos antes da utilização e posicionados no interior do aparelho dentro da mesma orientação para cada amostra respectiva. Para o nefelômetro, os tubos redondos apresentam diversos empecilhos. Um compreende em que os tubos não são descartáveis, e devem ser limpos antes da reutilização, sob o risco de contaminação cruzada. Um outro empecilho consiste em que os trajetos da luz são mais variáveis através dos tubos redondos tornando difícil a obtenção de um consistente trajeto da luz a partir de uma amostra para outra e de um tubo para outro.

[007] Em praticamente todas circunstâncias, um recipiente apresentando uma configuração singular faz-se necessário para cada amostra colocada no interior do nefelômetro para aferição da turbidez. O emprego de recipientes apresentando diversos tamanhos e formatos pode proporcionar com leituras inconsistentes da turbidez para cada amostra. As aparelhagens e métodos são necessárias, sendo designadas para minimizarem a variabilidade das aferições entre os recipientes, bem como a minimização do efeito da difração e refração junto à luz conforme esta passe através e entre as diferentes mídias.

[008] Além disso, a maioria dos nefelômetros, tais como o PhoenixSpec TM (Becton Dickinson) requerem de um comprimento de célula de pelo menos um (1) centímetro (cm) nos seus tubos associados, e não se destinam, portanto, para uso com um volume muito pequeno de suspensões microbiológicas, tal como, por exemplo, suspensões de em torno 200 ou em torno de 500 micro-litros (μL). Nos tubos de teste padrões (por exemplo, um tubo de teste de 15 ml), uma suspensão tão baixa quanto em torno de 500 μL pode render comprimentos de célula menores a 1 cm, os quais podem não ser adequados para aferição do valor de McFarland fazendo uso de um nefelômetro comercialmente disponível. Um tubo de teste mais estreito, por exemplo, pode ser empregado para aumento da elevação da amostra junto a um nível detectável. Entretanto, tais tubos de teste frequentemente não são utilizados contendo nefelômetros e/ou densitômetros devido a esses instrumentos serem projetados para alojarem os tubos de teste de tamanhos e configurações específicos. Portanto, tem-se necessidade por um aparelho e método que possam dar condições a uma aferição rápida e precisa da turbidez para suspensões apresentando um volume menor do que em torno 500 μL, e preferencialmente tão baixo como em torno de 200 μL. Além disso, tem-se a necessidade por um aparelho e métodos aonde a amostra possa ser purificada e diluída no interior do recipiente para estimativa da turbidez, aonde o recipiente é configurado para diluir as amostras e proporcionar com aferições consistentes e precisas para a turbidez para pequenos volumes de amostra.

BREVE SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[009] O aparelho e tigela (cuvette) descritos neste relatório cooperam para provisão de averiguação ótica precisa de um pequeno volume de amostra. A averiguação ótica de acordo com o uso dado por este relatório consiste da transmissão de um sinal ótico junto à amostra dentro de uma tigela oticamente transparente. Exemplos de averiguação ótica incluem a espectrometria e a nefelometria. A invenção é descrita em termos da nefelometria porém os aspectos da tigela descritos neste relatório são aplicáveis e adaptáveis para outros dispositivos voltados para averiguação ótica. Em uma modalidade, as aparelhagens e métodos de acordo com a presente invenção proporcionam com uma estimativa precisa dos valores de McFarland para uma suspensão microbiológica voltada a volumes de amostras apresentando um volume de em torno 100 μL, a em torno de 500 μL, e para todos os volumes e faixas dentro daquela faixa por meio da utilização de detectores/sensores eletrônicos e recipientes especializados. Os volumes pequenos são definidos em outros locais neste relatório. Os sensores/detectores e o nefelômetro cooperam na provisão de um trajeto de luz uniforme para todas as amostras que são aferidas se empregando os detectores/sensores descritos neste relatório. Os métodos descritos neste relatório fazem uso dos princípios da nefelometria, a qual afere a quantidade de luz espalhada e/ou transmitida através de uma amostra para provisão de uma amostra de turbidez.

[010] Nos métodos descritos, tem-se a seleção de um diâmetro, volume e orientação do recipiente no interior do nefelômetro relativos a fonte luminosa para provisão de um comprimento de célula de amostra de forma vantajosa para aferições da turbidez. De acordo com as modalidades descritas neste relatório, a amostra biológica é misturada com um fluido de suspensão diretamente na parte interna do recipiente posicionado no sistema ou aparelho automatizados (ou seja, o nefelômetro) projetados para a aferição da turbidez da amostra. Em certas modalidades, uma disposição contínua de receptáculos configurados para recebimento de recipientes (os recipientes compreendendo de diversos tamanhos, volumes e comprimentos de células) vem a ser continuamente indexada através do aparelho. Devido ao aparelho ser automatizado, torna-se conveniente para uso em diversos ajustes microbiológicos, clínicos e laboratoriais.

[011] O aparelho de acordo com a presente invenção consiste de uma disposição de sensores eletrônicos posicionados adjacentes a uma tigela/recipiente especializados iluminados com comprimentos de onda de luz selecionados a partir de um LED ou uma fonte a laser. A tigela é projetada para averiguação de um pequeno volume de amostra (definida em alguma parte neste relatório) para aferições de turbidez. Primeiramente, tem-se o preparo da suspensão microbiológica. Em seguida, a suspensão é introduzida no interior do recipiente. Em uma modalidade, o aparelho obtêm as aferições de turbidez para amostras em recipientes de pequenos volumes que concentram as amostras na área do recipiente aonde a amostra é averiguada. Em algumas modalidades, os recipientes apresentam uma configuração retangular ou quadrada. Para tanto, as paredes do recipiente se apresentam em torno de um ângulo em noventa graus entre si. Esta disposição dá condições por um controle mais uniforme das espessuras da parede, o que reduz a variabilidade das leituras de McFarland entre os recipientes que viriam a surgir caso sejam grandes as variações da espessura da parede a partir de um recipiente para outro. Além disso, o formato quadrado dos recipientes possibilita a entrada da luz no recipiente em um ângulo reto junto ao plano da superfície do recipiente. Isto reduz a quantidade de difração ou refração da luz investigativa conforme dê entrada (ou saia) do recipiente.

[012] Nas outras modalidades descritas neste relatório, tem-se a descrição de um aparelho de nefelômetro automatizado apresentando uma base, um receptáculo configurado para receber um recipiente, um detector de dispersão, um detector para a luz transmitida, um filtro de atenuação da luz, uma fonte luminosa, e uma lente de focagem. O nefelômetro é adaptado para receber um recipiente apresentando uma porção de pequeno volume a partir de onde as aferições do nefelômetro são efetuadas e uma porção de diluição de grande volume provida para possibilitar a que a suspensão seja diluída para a concentração desejada. O recipiente que é adaptado para ser recebido pelo aparelho de nefelometria descrito neste relatório é assumido como sendo de caráter intercambiável na forma de um “recipiente” ou de uma “tigela”. Em uma modalidade, o aparelho é configurado para receber e processar um recipiente por vez. Em outra modalidade, o aparelho apresenta um canal corrediço configurado para receber uma série contínua de recipientes dispostos na parte interna do receptáculo linear. O receptáculo linear é configurado para apresentar profundidades que são projetadas para recebimento dos recipientes. Os recipientes podem receber amostras líquidas abrangendo um volume indo de em torno 200 μL até em torno de 500 μL.

[013] Em uma modalidade, a suspensão da amostra é dosada em um recipiente simples e o recipiente é averiguado individualmente pelo nefelômetro. Após haver o processamento da suspensão da amostra e de serem obtidos os valores de McFarland, o recipiente é removido do nefelômetro e um novo recipiente é colocado no nefelômetro para avaliação. Nesta modalidade, o nefelômetro pode apresentar um receptáculo de tigela ou múltiplos receptáculos de tigela. Cada receptáculo é configurado para efetuar as aferições de nefelometria conforme descrito neste relatório. Na modalidade aonde o nefelômetro recebe uma série de tigelas para aferição, tem-se a provisão de uma série de receptáculos de tigela para a facilitação das aferições de nefelometria de diversas suspensões em paralelo.

[014] Em uma modalidade alternativa, as tigelas são providas em uma disposição bi-dimensional. A porção inferior, mais estreita das tigelas se estende abaixo do suporte da disposição. A disposição é posicionada na base que admite a disposição e inspeciona cada tigela individualmente. Em uma modalidade, a disposição é posicionada na base por um robô.

[015] Com respeito ao recipiente ou tigela, em uma modalidade, a tigela apresenta uma porção inferior mais estreita, e uma porção superior mais larga. Opcionalmente, existe uma porção de transição adelgaçada desde a porção mais larga superior para a porção inferior. A porção inferior é adaptada pelo nefelômetro para aferição. A porção superior e a porção inferior compartilham de um eixo em comum. Na modalidade ilustrada, ambas porções são quadradas ou retangulares, e portanto, ambas apresentam guarnições planas. Em uma modalidade, o plano das guarnições da porção superior é paralelo aos planos das guarnições na porção inferior. Em outra modalidade, o plano das guarnições da porção inferior intercepta o plano das guarnições da porção superior em um ângulo de 45 graus. Entretanto, as tigelas contempladas neste relatório não necessitam de apresentar uma porção de topo retangular ou quadrada. Nas outras modalidades, a porção de topo pode ser redonda ou elíptica, caso seja desejado. A porção de base (através de onde as aferições são efetuadas) é requerida ser retangular ou quadrada pelas razões descritas neste relatório.

[016] Em uma modalidade, o nefelômetro incorpora dois detectores que simultaneamente capturam a luz que é transmitida e/ou espalhada a partir das partículas da suspensão através de onde o sinal ótico é transmitido. O detector de dispersão lateral é posicionado para receber luz dentro de um ângulo reto de 90 graus a partir do feixe luminoso incidente junto à tigela. O detector da luz transmitida é posicionado para receber a luz diretamente a partir da fonte luminosa que é transmitida através da tigela prosseguindo através da suspensão. Em algumas modalidades, o detector da luz transmitida é posicionado perpendicular ao feixe de luz incidente. Nas modalidades alternativas, o detector da luz transmitida é posicionado oposto a fonte luminosa, porém sob um ângulo que reduz o efeito provocado pela refração de reflectância e a difração originadas pela superfície do detector e da estrutura ao redor. Um filtro de atenuação da luz é posicionado entre o recipiente e o detector da luz transmitida em algumas modalidades. Nas modalidades de exemplo, tem-se o emprego de uma lente de focagem. A lente de focagem é posicionada diretamente na frente de uma fonte luminosa e é utilizada para focar a luz junto a um feixe luminoso estreito ao longo do trajeto luminoso. Em algumas modalidades, o feixe de luz é colimado através de uma abertura ou de uma série de aberturas (por exemplo, duas aberturas).

[017] Diversas modalidades descritas neste relatório proporcionam com um método apurado adicional de aferição da turbidez de uma suspensão aonde a referida suspensão apresenta um volume insuficiente para ser lido pela maior parte dos dispositivos de nefelômetro ou densitômetro. Os métodos descritos neste relatório obtêm as estimativas de turbidez de uma suspensão líquida apresentando baixos volumes na faixa de em torno 200 μL a em torno 500 μL. Os métodos e aparelhagens podem ser também empregados para a aferição da turbidez de suspensões de amostras de volumes mais elevados. Os métodos descritos neste relatório permitem ainda por uma diluição automatizada da suspensão da amostra no interior dos recipientes projetados de acordo com a presente invenção. Os métodos incluem o posicionamento de um fluido da suspensão em um recipiente, adição de uma amostra biológica suspensa contendo micro-organismos junto ao fluido da suspensão, mistura da amostra, e aferição da turbidez inicial da amostra. O volume da suspensão fluida inicial se dá preferencialmente em torno de 300 μL ou menos. Desta forma, caso seja preciso a diluição, a diluição não irá levar a que o volume total se apresente em excesso a em torno de 3,6 mL. Isto posto, o aparelho e métodos descritos neste relatório não ficam limitados a aferição da turbidez somente para pequenos volumes. Caso a turbidez da suspensão da amostra inicial seja menor do que a pré-determinada turbidez almejada, adiciona-se um fluido de suspensão a mais fazendo-se uso do sistema automatizado da presente invenção para diluir ainda mais a amostra e repetir as aferições da turbidez para a suspensão diluída. Os métodos de diversas modalidades possibilitam a aferição dos níveis McFarland das amostras para uso com os métodos, tais como Espectometria de Massa (por exemplo, laser de disabsorção/ionização com matriz assistida - espectrômetro de massa ao tempo de duração, MALDI-TOF).

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[018] Visando atender aos especialistas com conhecimentos na área de interesse quanto a execução e emprego da presente matéria em questão, faz-se referência aos desenhos em apenso.

[019] A Fig. 1A ilustra uma modalidade de nefelômetro de tigela simples de baixo volume.

[020] A Fig. 1B consiste de uma vista entalhada do nefelômetro de tigela simples ao longo da linha 1-1 da Fig. 1A.

[021] A Fig. 2A compreende de uma vista de uma série de detalhes da Fig. 1B.

[022] A Fig. 2B consiste de uma vista em perspectiva de um nefelômetro de tigela contínua.

[023] A Fig. 3 ilustra uma modelo em fileiras/tiras de múltiplas tigelas de baixo volume linear voltadas para o nefelômetro de tigela de séries contínuas.

[024] A Fig. 4A ilustra uma tigela de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[025] A Fig. 4B ilustra uma tigela de acordo com uma modalidade alternativa da presente invenção.

[026] A Fig. 5 ilustra um fluxograma do processo ilustrando uma modalidade para um processo de preparo de uma amostra fazendo uso do nefelômetro descrito neste relatório.

[027] A Fig. 6 ilustra tigelas empilhadas.

[028] A Fig. 7 consiste de uma vista entalhada do trajeto de percurso do detecto da luz transmitida para uma modalidade da presente invenção.

[029] A Fig. 8 consiste de uma vista entalhada do trajeto de percurso do detector da luz espalhada para uma modalidade da presente invenção.

[030] A Fig. 9 consiste de uma vista entalhada da modalidade pertinente a Fig. 7, ilustrando porém a fonte luminosa e o detector da luz transmitida.

[031] A Fig. 10 consiste de uma vista em perspectiva do nefelômetro de acordo com uma modalidade.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[032] As modalidades descritas neste relatório proporcionam com métodos automatizados de aferição da turbidez das suspensões líquidas fazendo empego de recipientes que são configurados para receberem e aferirem baixos volumes de amostras e ao mesmo tempo acomodando a diluição da suspensão no interior dos recipientes individuais. Os métodos descrevem ainda a possibilidade pela aferição dos níveis de turbidez nas suspensões apresentando volume insuficiente a ser aferido se utilizando recipientes e aparelhagens convencionais. O aparelho de nefelometria descrito neste relatório é configurado para integração junto a um sistema aonde a diluição da suspensão e as aferições da turbidez são automatizadas.

[033] Todos os valores numéricos dentro da descrição detalhada e das reivindicações neste relatório são modificados pelas expressões “em torno” ou “aproximadamente” ao valor indicado, e levam em conta os erros e variações experimentais, que seriam aguardados pelos especialistas da área.

[034] De acordo com o emprego dado neste relatório, uma amostra de “baixo volume” e/ou “pequeno volume” se refere a uma amostra apresentando um volume de em torno 100 μL a em torno de 500 μL e todos os volumes e faixas dentro daquela faixa (ou seja, em torno de 100 μL a em torno 200 μL; em torno de 100 μL a em torno de 300 μL; em torno de 100 μL a em torno de 400 μL; em torno de 200 μL a em torno de 500 μL; em torno de 200 μL a em torno de 300 μL; em torno de 200 μL a em torno de 400 μL; em torno de 300 μL a em torno de 500 μL, em torno de 300 μL a em torno de 340 μL, em torno de 400 μL a em torno de 500 μL, etc.).

[035] De acordo com o emprego dado neste relatório, a expressão “suspensão líquida” e/ou “amostra líquida” se refere a uma mistura de partículas solúveis e/ou insolúveis e/ou materiais sólidos dispersos em um líquido. Em algumas modalidades, a amosta líquida consiste de uma amostra biológica. Os exemplos de uma amostra biológica são bem conhecidos aos especialistas da área e não são descritos em detalhes neste relatório. Os exemplos representativos incluem tecido biológico, fluido obtido em vida, sangue fresco, sangue estocado, etc.

[036] De acordo com o uso dado neste relatório, uma “tigela” e/ou “micro- tigela” e/ou “tigela de baixo volume” e/ou “LVC” e/ou “recipiente de amostra” ou “recipiente” consistem em um contêiner adequado para admissão da suspensão líquida. O contêiner é feito, preferencialmente, de plástico ou vidro oticamente transparentes, sendo projetado para reter uma amostra de teste em um espaço e orientação específicos para testes ou processamento.

[037] De acordo com o emprego dado neste relatório, “algoritmos” compreendem de um uma ou mais instruções matemáticas que são utilizadas para a manipulação dos valores de dados para efetuação de uma decisão com base em um valor matemático gerando, então, um valor de dado mais preciso ou corrigido representativo da saída desejada.

[038] De acordo com o emprego dado neste relatório, um “amplificador” consiste de um circuito eletrônico que é utilizado para efetuar um sinal eletrônico original menor com o aumento da sua amplitude para produzir um novo sinal proporcionalmente maior representativo do sinal original. Amplificadores adequados são bem conhecidos aos especialistas da área e não são descritos em detalhes neste relatório.

[039] De acordo com o emprego dado neste relatório, um “conversor de analógico para digital” ou um “conversor A/D” consiste de um dispositivo eletrônico que é capaz de efetuar um sinal elétrico variável e transformá-lo em um número que é representativo da amplitude do sinal original.

[040] De acordo com o emprego dado neste relatório, “diluição” significa uma solução ou suspensão produzida através da adição de diluente líquido junto a uma solução ou suspensão concentrada resultando em uma nova suspensão ou solução com uma concentração uniforme inferior de amostra na solução ou suspensão em relação a original.

[041] De acordo com o emprego dado neste relatório, “laser” ou “diodo de laser” consiste de um dispositivo eletrônico que produz um feixe luminoso concentrado e focado quando da aplicação de uma corrente elétrica.

[042] De acordo com o emprego dado neste relatório, o “filtro de atenuação luminosa” consiste de um dispositivo posto em um trajeto luminoso de modo a absorver e reduzir a quantidade de luz conforme esta passe através do filtro resultando na luz que veio a passar através do filtro apresentando proporcionalmente intensidade inferior ao da fonte luminosa original.

[043] De acordo com o emprego dado neste relatório, o “diodo emissor de luz” ou “LED” consiste de um dispositivo eletrônico que emite luz de um tipo e orientação específicos quando da aplicação de uma corrente elétrica.

[044] De acordo com o emprego dado neste relatório, “McFarland” consiste de uma unidade de aferição da quantidade de partículas sólidas dispersas em uma suspensão líquida ou fluida.

[045] De acordo com o emprego dado neste relatório, “nefelômetro” consiste de um instrumento capaz de aferir a quantidade de partículas sólidas presentes em uma suspensão. De acordo com o emprego dado neste relatório, “nefelometria” se refere a um método aonde a quantidade de sólidos suspensos em uma suspensão pode vir a ser aferida.

[046] De acordo com o emprego dado neste relatório, “foto-diodo” e/ou “detector” compreende de um dispositivo eletrônico empregado para aferir a intensidade da luz em um dado ambiente.

[047] De acordo com o emprego dado neste relatório, “saturado” e/ou “saturação” compreende do ponto pelo qual o detector veio a alcançar a quantidade máxima de sinal de saída que é capaz de produzir. Por exemplo, a adição de mais luz ao foto-detector além do ponto de saturação não produz qualquer mudança adicional no sinal de saída do detector, vindo a atingir a sua capacidade operacional máxima.

[048] De acordo com o emprego dado neste relatório, “suspensão” consiste de uma solução aonde os sólidos são distribuídos uniformemente no líquido.

[049] De acordo com o emprego dado neste relatório, “turbidez” compreende da aferição da quantidade de sólidos suspensos presentes em uma solução (ou seja, a nebulosidade de uma amostra líquida).

[050] Nas modalidades descritas adiante, o aparelho é descrito em termos do dispositivo que é configurado para detectar a luz que veio a ser tanto transmitida através como espalhada pela amostra na tigela. São levados em consideração neste relatório os dispositivos e métodos aonde somente a luz espalhada pela amostra, e transmitida através da amostra, ou ambas vem a ser aferidas para determinação da turbidez. Em algumas modalidades, pode haver provisão de um fotodetector adicional junto à lateral do trajeto luminoso até ao detector de luz espalhada, ao detector de luz transmitida ou a ambos. Naquelas modalidades aonde a fonte luminosa consiste de um LED, a aferição feita por este fotodetector adicional é utilizada em um enlace de controle para ajustar a potência junto ao LED e manter uma intensidade luminosa consistente e que pode ser repetida. O emprego de tais detectores para controle da saída LED, endereçando o desvio térmico e compensando por qualquer degradação na saída do sinal, é bem conhecido dos especialistas da área e não é descrito em detalhes neste relatório.

[051] A Fig. 1 ilustra o sistema de uma modalidade descrita neste relatório para aferição da turbidez de uma amostra líquida fazendo uso de um nefelômetro e dos princípios da nefelometria. O sistema de amostra é projetado para alojar uma simples tigela 110 que apresenta um fluido em suspensão 120 posicionado na parte interna de uma base de nefelômetro 100, conforme mostrado na Fig. 1A. O sistema inclui também uma fonte luminosa 120, uma lente de focagem 170, um detector de dispersão lateral 140, um detector de luz transmitida 150, e um filtro de atenuação de luz 160 (FIG. 1B). A tigela 110 contendo uma amostra 120 é posicionada junto à parte central do aparelho e na parte interna da base do nefelômetro 100. A fonte luminosa 130, o detector de dispersão 140 e o detector de luz transmitida 150 são posicionados em ângulos de 90 graus entre si em torno da tigela 110. O posicionamento do detector de dispersão 140 dentro de uma proximidade grande junto à tigela contendo a suspensão de amostra 120 e paralelo a fonte de luz incidente minimiza os efeitos da difração, refração e reflexão junto à luz espalhada. O detector da luz transmitida 150 é posicionado em 180 graus ou em sentido oposto da fonte luminosa 130. O detector 150 pode ser também orientado tanto de forma perpendicular junto ao feixe de luz incidente ou em um ângulo diferente para reduzir os efeitos de reflectância advindo de suas superfícies. O filtro de atenuação de luz 160 é posicionado entre a tigela 110 e o detector de luz transmitida 150. O sistema para aferição da turbidez detecta a luz espalhada e/ou transmitida que vem a passar através da amostra testada junto a um ângulo. Dentro desta configuração, as suspensões de amostras são processadas individualmente no interior do recipiente 110.

[052] A invenção contempla o uso de recipientes/tigelas de baixo volume (ou micro-tigelas) que são projetadas para processar quantidades relativamente pequenas de suspensões fluidas e biológicas para uso com o nefelômetro de baixo volume. Nas modalidades de exemplo, a tigela é moldada a partir de um plástico oticamente transparente contendo laterais minimamente adelgaçadas que apresentam um polimento oticamente suavizado a ser orientado de modo conveniente dentro do nefelômetro descrito neste relatório. As tigelas podem ser configuradas como unidades individuais para aplicações de simples emprego. Nas modalidades aonde são empregadas uma série de tigelas para o preparo de suspensões, as tigelas podem ser configuradas para uso junto à tiras em fileiras lineares para tais aplicações. Alternativamente, as tigelas podem ser configuradas para uso com uma disposição matricial projetada para o processamento simultâneo de múltiplas matrizes. Na modalidade matricial, as múltiplas séries de suspensões são preparadas em paralelo. As Figuras 4A-B ilustram modalidades alternativas ao modelo de tigela de baixo volume para uso junto à nefelômetros descritos neste relatório. A tigela 110 apresenta uma porção inferior 410 que apresenta um volume pequeno. A suspensão é inicialmente preparada na porção de pequeno volume. Portanto, a suspensão é primeiramente disposta na parte interna da porção inferior 410 da tigela. Em seguida, uma amostra biológica sob suspeita de conter micro-organismos almejados é adicionada, e misturada com a suspensão fluida para proporcionar com uma suspensão de amostra de teste 120. A turbidez da suspensão na porção inferior 410 é aferida. A luz 130 passa através da suspensão de amostra 120 que é posicionada na parte interna da porção inferior 410. O aparelho de aferição é configurada para aferir a turbidez da amostra na porção inferior 410 da tigela. Abaixo da porção inferior 410 se apresenta uma área de coleta de “grandes partículas” 420, a qual é projetada para receber grandes partículas que se separam e assentam fora da suspensão de amostra que caso assim não ocorresse haveria uma interferência adversa a precisão das aferições de turbidez efetuadas pelo nefelômetro. As amostras de baixo volume por outro lado apresentam volume insuficiente para dar condições a que os contaminantes particulados para se acomodarem a partir da porção de suspensão averiguada pelo nefelômetro. Por exemplo, uma luz passando através de uma suspensão de baixo volume contendo impurezas de partículas pode não diferenciar entre a amostra em suspensão e as impurezas e pode fornecer com valores de McFarland imprecisos que por sua vez irão levar a que a amostra venha a ser processada indevidamente. Por exemplo, um valor de McFarland impreciso pode informar a diluição errada. Um valor de McFarland impreciso pode levar a que uma amostra seja processada a jusante (tanto pelo padrão AST como Maldi, por exemplo), enquanto que se houvesse conhecimento do verdadeiro valor de McFarland, a amostra não teria de vir a ser processada novamente. Ou seja, o valor de McFarland verdadeiro haveria de passar a informação ao operador de que a amostra não era adequada para o Maldi ou o AST. Além disso, a presença de impurezas na amostra pode interferir com a precisão das aferições da concentração da amostra sendo testada. As tigelas, de acordo com a presente invenção, proporcionam com uma área de coleta 420 em separado que se apresenta na parte externa do trajeto luminoso direto que passa através da porção inferior 410. Os contaminantes particulados se acomodam dentro da área de coleta 420 e não permanecem na área de teste da suspensão da amostra, o que ocorre na porção inferior 410. A extensão da célula da porção inferior se apresenta na faixa de em torno 5,5 mm, sendo projetada para proporcionar com suficiente extensão de célula para amostras de baixo volume para a obtenção das aferições de turbidez. A porção inferior é projetada para proporcionar com suficiente extensão de célula uma vez que a suspensão de amostra de teste seja preparada de modo a que a luz passe através das amostras e seja capturada pelos detectores 140 e 150. Preferencialmente, a porção inferior 410 é feita de um material ótico altamente polido ou de um material próximo de apresentar uma claridade ótica e outros materiais oticamente transmissivos conhecidos pelos especialistas da área. Tais materiais possibilitam a que a luz passe através das paredes da porção inferior da tigela sem interferências.

[053] Um especialista na área irá apreciar que existem três dimensões de liberdade de modelo para configurar a porção de pequeno volume da tigela. As dimensões do pequeno volume consistem amplamente de uma matéria de escolha de modelo. Em uma modalidades, as dimensões da porção de pequeno modelo são configuradas para admissão de um dispositivo (por exemplo, uma ferramenta de captura) que irá introduzir a amostra na porção inferior da tigela. Por exemplo, e não como forma de limitação, a porção inferior da tigela é dimensionada para proporcionar com ambiente adequado para uma ferramenta de captura de 3 mm a ser submersa e rotacionada no interior da porção inferior de modo que ela não toque nas laterais da tigela, gerando arranhões e aberrações na superfície que poderiam vir a degradar a transparência ótica da tigela.

[054] Naturalmente, as dimensões da porção inferior devem acomodar a inspeção ótica da amostra. Especificamente, a porção inferior da tigela é dimensionada para funcionar com a fonte luminosa e os detectores do dispositivo de inspeção ótica. As restrições dimensionais junto ao modelo de tigela vem a ser, portanto, uma função da configuração do dispositivo o qual irá averiguar oticamente a amostra.

[055] Acima da porção inferior 410 tem-se a porção superior 400 que é empregada para diluir a suspensão de amostra posicionada na parte interna do recipiente para processamento adicional nas aplicações a jusante. A porção superior 400 apresenta uma largura e comprimento mais amplos do que a porção inferior 410. Preferencialmente, as dimensões internas do recipiente são modeladas para acomodação da mistura automatizada da amostra biológica contendo um fluido na suspensão para diluição adicional da suspensão da amostra de teste diretamente no interior do recipiente quando requerido. Em funcionamento, o modelo de recipiente alinhado possibilita a aferição da turbidez da suspensão de amostra e, caso a turbidez almejada não tenha sido alcançada, que haja a diluição adicional da amostra e a repetição das aferições de turbidez. Tal configuração possibilita a diluição da amostra em tempo real (ou seja, conforme a amostra esteja sendo averiguada). Além disso, o modelo de recipiente alinhado torna possível se aferir a turbidez das suspensões de amostra de baixo volume (por exemplo, suspensões contendo um volume de em torno 200 μL a em torno de 500 μL), apresentando ainda os benefícios de um maior volume para a acomodação da diluição da amostra.

[056] Nas modalidades de exemplo, o recipiente consiste de duas tigelas alinhadas. O alinhamento de topo apresenta um perímetro aproximadamente quadrado ou retangular ou redondo. Basicamente, a configuração geométrica da porção de topo consiste em uma matéria de escolha de modelo. O alinhamento de fundo apresenta um perímetro aproximadamente quadrado. A tigela faz a “ampliação da visualização” indo do topo até o fundo devido ao alinhamento de topo apresentar dimensões maiores (na seção transversal horizontal) do que a porção inferior. Formatos alternativos para a tigela são contemplados ainda desde que as paredes da porção de fundo da tigela se apresentem formando um ângulo entre si (por exemplo, a tigela não é cilíndrica, elíptica, etc.). Foi determinado que posicionando- se as paredes da porção inferior da tigela (ou seja, a porção recebida pelo nefelômetro) dentro de um ângulo umas com as outras (comparado a um tubo em formato redondo) possibilita por uma menor aberração junto ao sinal ótico e melhor mixagem da amostra de teste. Em uma modalidade ilustrada, a porção superior 400 veio a ser selecionada para apresentar quatro laterais 430 que são perpendiculares entre si, definindo assim um quadrado. A porção inferior 410 apresenta também quatro laterais 440 que são perpendiculares entre si, exceto as dimensões das laterais 440 que são mais estreitas do que as laterais 430. A porção inferior, menor 410 é configurada para ser admitida pela base do nefelômetro e/ou pela disposição da tigela linear. O topo da tigela apresenta uma abertura 450 para admissão da amostra e diluente. As paredes laterais 430 e 440, respectivamente, das porções superior e inferior, são configuradas como superfícies planas. Sem estar ligado a nenhuma teoria em particular, acredita-se que as superfícies planas minimizam a difração e refração da luz que passa através da superfície da tigela. Além disso, a configuração quadrada das tigelas/recipientes possibilita por trajetos luminosos passando através e para o interior da suspensão de amostra e do recipiente em ângulos retos junto ao plano de superfície do recipiente. Esta configuração minimiza ainda o potencial para a difração ou refração da fonte luminosa 130 conforme esta entre e deixe a tigela.

[057] Diversas configurações da tigela são contempladas. Em uma modalidade, a porção de topo da tigela é adelgaçada junto à porção inferior. Os cantos da porção de topo se alinham com os cantos da porção inferior, conforme pode ser visto pelas linhas retas 401 (FIG. 4A). As bordas adelgaçadas 401 demarcam a transição entre a porção superior mais larga 400 da porção inferior mais estreita 410. Em outra modalidade, as bordas da porção superior 400 são defasadas das bordas da porção inferior 410, na forma de bordas defasadas 402 ilustradas na FIG. 4B. Por exemplo, as bordas 402 são defasadas em 45 graus das bordas da porção de topo. De forma vantajosa, esta configuração possibilita a que a fonte luminosa e os detectores sejam dispostos em qualquer lateral da tigela quando a tigela é posicionada na parte interna da base do nefelômetro. O posicionamento das tigelas com as bordas 402 na parte interna da disposição linear 300 possibilita por um transporte mais eficiente das tigelas através do nefelômetro devido a elas poderem ser processadas em séries e recebidas pelo nefelômetro e aferidas sem manipulação adicional da tigela.

[058] O conjunto de tigela/nefelômetro para a aferição da turbidez opera conforme descrito nas modalidades vindas a seguir. A tigela 110 é posicionada na parte interna da base do nefelômetro 100. As tigelas são posicionadas na parte interna da base do nefelômetro tanto automática quanto manualmente. Com referência a FIG. 5, o fluido da suspensão inicial (livre de micro-organismos) é colocado na parte interna da tigela 100. O volume de fluido é de em torno 200 μL a em torno de 500 μL. Preferencialmente, o volume inicial de fluido na suspensão é de em torno 300 μL. Pode ser acrescido mais fluido na tigela caso se faça necessária a diluição para obtenção dos valores de McFarland específicos. Em seguida, uma amostra biológica sob suspeita de conter micro-organismos é adicionada a tigela 110 e misturada com o fluido na suspensão para render uma suspensão de amostra de teste. O aparelho descrito neste relatório afere a turbidez inicial da amostra de teste e o valor de MacFarland é registrado. A suspensão da amostra é ainda diluída por meio de se acrescentar mais adição de fluido de suspensão caso as leituras iniciais de turbidez se apresentem muito elevadas. A diluição é automatizada em uma modalidade. A porção superior possibilita a que o volume do fluido na suspensão exceda o volume da porção inferior. O aparelho afere a turbidez da suspensão diluída. Uma vez que venha a ser obtido o valor de McFarland pré-determinado, a suspensão é tanto processada por teste a jusante, ou armazenada ou descartada. A suspensão pode ser diluída tantas vezes quanto necessárias de modo a se obter os valores de McFarland desejados.

[059] Uma luz advinda da fonte 130 averigua a suspensão 120 (por exemplo, a amostra testada) disposta na parte interna da tigela 110. A luz que atinge a superfície (por exemplo, a parede lateral chata da tigela/recipiente) é referida neste relatório como a luz incidente. A luz que vem a ser espalhada das partículas da suspensão 120 é referida neste relatório como a luz espalhada. Uma porção da luz incidente é refletida pela superfície de tigela. A luz transmitida ou refratada consiste da porção da luz incidente que vem a ser transmitida através da superfície (por exemplo, a parede lateral chata da tigela/recipiente).

[060] Em funcionamento, a luz transmitida é recebida pelo detector da luz transmitida 150. Nas modalidades de exemplo, o detector da luz transmitida 150 é posicionado junto ao trajeto de luz incidente para maximizar a detecção da luz transmitida através da suspensão. Nas situações aonde a superfície do detector 150 é altamente refletivo, o detector 150 pode ser posicionado de modo que a superfície do detector se apresente localizada diante de um ângulo ligeiro (não de 90 graus) em relação ao eixo do trajeto de luz. O posicionamento do detector 150 dentro de um ângulo otimiza a detecção da luz transmitida sem a reflexão da luz retornada para a suspensão 120 ou direcionar a luz para outras porções do nefelômetro. A intensidade da luz coletada pelo detector é proporcional a turbidez da suspensão.

[061] O filtro de atenuação de luz 160 é posicionado diretamente na parte frontal do detector de luz transmitida 150. O filtro reduz a intensidade da luz incidente junto ao detector por uma quantidade que é proporcional aquela do feixe incidente. Nas modalidades de exemplo, o filtro dá condição a que o detector 150 funcione sem saturar e proporciona com suficiente largura de faixa com intensidade operacional ao detector para a detecção das ligeiras variações na intensidade da luz transmitida.

[062] O aparelho de acordo com a presente invenção afere ainda a quantidade de luz espalhada. O detector de dispersão 140 é posicionado com a sua superfície de detecção paralela ao trajeto de luz incidente e ao longo de uma lateral da tigela. As porções da luz que hajam passado através da amostra da suspensão são dispersas pelas partículas em suspensão. O detector de dispersão lateral 140 coleta parte da luz espalhada. A quantidade de luz espalhada que o detector 140 coleta proporciona com um sinal que é proporcional a quantidade de partículas na suspensão 120 testada. Uma maneira de aferir a turbidez da suspensão 120 consiste em se processar a quantidade de luz espalhada coletada pelo detector de dispersão 140 através de diversos algoritmos, bem conhecida na área técnica. Os dados coletados a partir do detector de dispersão 140 podem ser combinados com os dados coletados a partir do detector de transmissão 150 em diversas maneiras. Por exemplo, os sinais podem ser fisicamente combinados ou os valores do detector manipulados matematicamente para combiná-los em uma maneira para acentuar ainda mais a precisão e confiabilidade dos sinais iniciais. Os sinais ou valores de dados podem ser combinados aditivamente, subtrativamente, diferenciadamente, etc., de modo a proporcionar com um sinal resultante representativo dos sinais combinados. Quando os sinais dos valores do detector são combinados nesta maneira torna-se possível se acentuar a resolução e precisão do dado coletado para aferição da turbidez. De modo vantajoso, o dado coletado a partir de dois detectores separados (dado de dispersão e transmitância) pode proporcionar com resultados mais precisos para amostras com pequenos volumes. A aferição dual é vantajosa naquelas modalidades aonde a aferição de dispersão não vem a ser suficiente. Muito embora os inventores não desejem ficar presos a uma teoria em particular, no entender dos inventores a aferição tanto da luz transmitida quanto espalhada leva a uma precisão mais apurada devido ao comprimento limitado do trajeto de luz através do pequeno volume da amostra.

[063] Nas modalidades de exemplo, o detector de dispersão 140 e o detector de transmitância 150 consistem de detectores de foto diodo de elevada eficiência. Entretanto, outros detectores apresentando características similares podem ser igualmente empregados. Detectores adequados incluem aqueles que operam através do espectro de luz visível desde o ultra-violeta (UV) até ao infra-vermelho (IR). Os detectores adequados podem ser selecionados com base nas suas curvas de resposta lineares, tamanho, capacidade de reprodução dos resultados, e a capacidade de operar/detectar os trajetos de luz dentro das condições de baixa luminosidade e detectar as variações instantâneas na intensidade da luz com resolução capacitada a aferição. Os exemplos incluem foto diodos, tubos foto multiplicadores, detectores de avalanche, células solares, foto resistores, foto sensores, etc. Tais detectores são comercialmente disponíveis e bem conhecidos para os especialistas da área, não sendo descritos em detalhes neste relatório.

[064] Nas modalidades de exemplo, a fonte luminosa consiste de um diodo de emissão de luz de alta intensidade (LED) ou laser de diodo. Preferencialmente, a frequência da luz LED é de em torno 650 nm. Preferencialmente, o comprimento de onda da luz em detector se dá dentro da faixa de cor vermelha (ou seja, em torno de 620 a 750 nm). Entretanto, o especialista pode fazer uso da luz de averiguação junto à diferentes frequências da luz visível. Opcionalmente, uma lente de focagem 170 (FIG. 1B) é utilizada para focar a luz junto a um feixe estreito (por exemplo, um feixe que se apresente em torno de 3mm em diâmetro). A lente de focagem 170 é posicionada na parte frontal da fonte luminosa 130. O emprego de uma lente de focagem 170 concentra a luz advinda da fonte luminosa 130 na parte interna da área de amostra 410 do recipiente/tigela e minimiza a quantidade de luz que pode vir a ser espalhada a partir da área de teste. Um especialista da área está ciente de que uma luz que é espalhada na parte externa da área de teste (ou seja, a porção inferior 41 da tigela) torna a dispersão sem uso para as finalidades de aferição da turbidez da amostra devido ao elevado sinal de fundo. A luz focada passa, em seguida, da lente de focagem 170 (não mostrada) para a porção inferior 410 da tigela diante de um ângulo perpendicular junto à guarnição da tigela. O ângulo perpendicular reduz a difração e refração indesejadas que vem a ocorrer quando um feixe de luz passa de uma mídia (por exemplo, ar) para outra (por exemplo, laterais de uma superfície chata de uma tigela). O trajeto do feixe de luz focada é mantido conforme a luz transmita através da suspensão em direção aos detectores 140 e 150. Nas modalidades aonde a fonte luminosa consiste de um laser a diodo, pode não ser preciso lentes adicionais para se focar o feixe de luz. Isto é devido em parte as propriedades do laser proporcionarem com a luz focada e colimada para averiguar a suspensão. Uma lente de focagem ou uma série de aberturas é empregada nas modalidades aonde a fonte luminosa compreende de um LED e a colimação ou focagem da luz é desejada ou requerida.

[065] A FIG.3 ilustra a série de receptáculos/disposição de tigela para uso com uma modalidade do aparelho da presente invenção. A disposição em série de tigelas consiste de uma tira de séries de tigelas que é movimentada ao longo do canal guiado 220. Uma fonte luminosa LED 130 é posicionada junto a uma lateral do canal guiado 220 que guia a tira 300. A tira 300 é encaixada corrediça com os canais 220. A tira 300 inclui também afastamentos ou outras estruturas 530 (FIG. 6) para conveniente empilhamento, empacotamento e embarque. A tira 300 é avançada através do nefelômetro e as profundidades da tigela 329 são posicionadas entre a fonte luminosa 130 e os detectores 140 e 150 (não mostrados) para processamento. Após o processamento ser finalizado, a tira linear 300 pode ser indexada e avançada para a próxima tigela continuando com o processamento para amostras posteriores utilizando o mesmo nefelômetro. A tira de tigela 300 pode ser armazenada ou descartada com base mediante as necessidades individuais do usuário. Nesta modalidade, um simples nefelômetro é projetado para processar de modo eficiente as múltiplas amostras sem a necessidade de remover as tigelas individuais e substituir-se as mesmas com novas tigelas. A tira de tigela linear 300 pode ser projetada com os diversos formatos, tamanhos e configurações de tigela. Por exemplo, as profundidades 320 da tira 300 podem ser projetadas para serem mais ou menos profundas, alargadas, estreitadas, maiores, mais curtas, etc. dependendo quanto ao modelo de tigela. Além disso, as profundidades podem ser fixadas entre si através de profundidades individuais ou serem inseridas individualmente nas profundidades posicionadas uma seguida da outra.

[066] Em uma modalidade, as tiras de tigela são empilháveis e podem ser separadas tanto em tigelas individuais ou em uma tira linear de tigelas, dependendo da configuração de nefelômetro. Esta modalidade é ilustrada na FIG. 6. Essas tigelas 550 são conduzidas pela cremalheira 510. A cremalheira 510 apresenta uma superfície plana a partir de onde as tigelas são suspensas. A superfície plana é escorada (não mostrado) para dar condições a que as tigelas sejam separadas em tigelas individuais ou tiras de tigelas. As tigelas empilháveis apresentam também afastamentos 530, conforme descrito acima. Seja observado que para facilitar o empilhamento, a porção inferior 540 da tigela 500 é recebida pela porção superior, mais alargada 550.

[067] A FIG. 2 ilustra uma modalidade aonde as tigelas são avançadas através do nefelômetro em série. O sistema é projetado para uso com uma série de tigelas que são avançadas através do nefelômetro em um modo contínuo. As tigelas individuais 110 podem ser posicionadas diretamente na parte interna de uma base de nefelômetro 100 através do posicionamento da porção inferior da tigela no canal 220, conforme mostrado na FIG. 2B. Alternativamente, os recipientes 110 individuais pode ser posicionados primeiramente na parte interna da disposição de recipiente linear 300, e os múltiplos recipientes de alojamento de disposição linear 300 (FIG.3A) podem ser posicionados na parte interna do nefelômetro via a passagem através do canal 220. Após os recipientes serem colocados na parte interna da base de nefelômetro tanto individualmente ou na parte interna da disposição linear, a suspensão é preparada na tigela e a turbidez aferida conforme descrito acima.

[068] O sistema que aloja uma disposição linear de recipiente (FIG. 2) inclui também uma fonte luminosa 130, uma lente de focagem 170, um detector de dispersão 140, um detector da luz transmitida 150 e um filtro de atenuação de luz 160 (FIG. 1B, conforme descrito acima). A tigela 110 contendo uma amostra 120 é posicionada na parte central do aparelho e na parte interna da base de nefelômetro 100. A fonte luminosa 130, o detector de dispersão 140 e o detector da luz transmitida 150 são posicionados em um ângulo de 90 graus entre si em torno da tigela 110, de acordo com a descrição acima. A superfície de detector de dispersão lateral 140 é posicionada paralela ao feixe incidente advindo da fonte luminosa 130. O posicionamento do detector de dispersão 140 dentro das proximidades junto à amostra testada 120 e paralelo a fonte de luz incidente minimiza os efeitos da difração, refração e reflexão da luz espalhada. O detector da luz transmitida 150 é posicionado em sentido oposto a fonte luminosa 130 e a luz incidente advinda da fonte luminosa se propaga em direção do detector de luz transmitida. O detector 150 pode ser posicionado também tanto perpendicularmente ao trajeto de luz incidente quanto em uns poucos graus defasado da perpendicularidade para reduzir os efeitos de reflexão a partir de suas superfícies. O filtro de atenuação de luz 160 é posicionado entre a tigela 110 e o detector de luz transmitida 150.

[069] A FIG. 7 consiste de uma seção transversal de um nefelômetro empregando o trajeto para a luz transmitida através da porção inferior 540 da tigela 500. A fonte luminosa (570, FIG. 9) é recebida por uma abertura 575 em uma lateral do receptáculo de tigela 580 do nefelômetro 590. A abertura 575 recebe a fonte luminosa. O sensor 600 (FIG.9) é posicionado em uma abertura 605 diretamente em oposição a abertura 575, com a porção inferior da tigela 540 posicionada entre estes. O nefelômetro apresenta uma tampa 620.

[070] A FIG. 8 consiste de uma seção transversal de um nefelômetro mostrando o trajeto para a luz espalhada através da porção inferior 540 da tigela 500. A fonte luminosa (570, FIG. 9) compreende de uma lateral do receptáculo de tigela 580 do nefelômetro 590. O sensor 630 (FIG. 10) é posicionado em uma abertura 635 ortogonal a fonte luminosa 570, com a porção inferior da tigela 540 posicionada entre estes.

[071] A FIG. 9 consiste de uma seção transversal de um nefelômetro empregando o trajeto para a luz transmitida através da porção inferior 540 da tigela 500. A fonte luminosa 570 é admitida por uma abertura 575 junto a uma lateral do receptáculo da tigela 580 do nefelômetro 590. Entre o sensor 600 e a tigela 500 existe um filtro de atenuação de luz 640 que é posicionado na parte frontal do detector de transmitância para diminuir a intensidade da luz junto a um nível útil de modo a não saturar o sensor. A apertura 575 recebe a fonte luminosa 570 e a lente 650 para focagem do sinal ótico. O sensor 600 é posicionado em uma abertura 605 diretamente oposta a abertura 575, com a porção inferior da tigela 540 posicionada entre estes.

[072] A FIG. 10 consiste de uma vista em perspectiva do nefelômetro 590 mostrando uma abertura 575 para a fonte luminosa 570, a abertura 635 para o sensor de luz espalhada e a abertura 605 para o sensor de luz transmitida.

[073] Em uma modalidade, a amostra é disposta na parte interna de uma tigela e processada individualmente quando colocada em um nefelômetro. Após haver o processamento da amostra e serem obtidos os valores de McFarland, a tigela é removida do nefelômetro e substituída por uma nova tigela. Nesta modalidade, um ou mais nefelômetros são operados independentemente. Em uma modalidade alternativa, o nefelômetro é configurado para fornecer uma série contínua de tigelas junto ao nefelômetro para aferição. Um canal linear de tigela 220 recebe uma tira 300 de profundidades de tigelas individuais 320 (FIG. 3B). A tira é transportada através do nefelômetro, interrompida para cada tigela a ser averiguada oticamente para aferição, conforme descrito em detalhes ao longo do relatório.

[074] São automatizados os métodos de aferição da turbidez, de acordo com a presente invenção. O dado coletado a partir das aferições pode ser processado adicionalmente para geração de resultados significativos. Nessas modalidades, o sinal advindo dos detectores é alimentado aos amplificadores de sinal. A saída de amplificador é comunicada ao circuito de conversão analógico para digital que libera uma representação digital do sinal de entrada que vem a ser então processado utilizando diversos algoritmos para determinar se o valor aferido compreende do valor almejado. Caso o valor almejado seja mais elevado do que o valor almejado, então, a amostra é diluída, de acordo com a descrição acima, e a turbidez é novamente aferida. Tal nova aferição pode ser feita manualmente por um operador ou em uma maneira automatizada aonde a tigela é transferida para fora do nefelômetro para diluição sendo transportada de volta ao nefelômetro para uma aferição adicional. Os métodos voltados para o processamento do sinal em uma saída útil são desenvolvidos fazendo emprego de diluições variantes de diversas amostras biológicas e não-biológicas e associando os valores de McFarland com as concentrações de suspensão. Esses dados são então utilizados para a produção de conjuntos de dados que são analisados adicionalmente empregando algoritmos que corrigem a linearidade e defasam as curvas de dados para produção de um valor de saída representativo para um valor de turbidez e comparação com o valor almejado. Este processo é repetido até que seja obtida a turbidez almejada.

[075] Muito embora a invenção tenha sido descrita com referência a modalidades particulares, deve ser entendido que essas modalidades são meramente ilustrações dos princípios e aplicações da presente invenção. Portanto, fica entendido que podem ser efetuadas numerosas modificações junto às modalidades ilustrativas e que outras disposições podem ser delineadas sem haver o desvido do espírito e âmbito da presente invenção, definida de acordo com o quadro de reivindicações em apenso.

Claims (17)

1. Aparelhagem para averiguação ótica de uma amostra, CARACTERIZADA pelo fato do método compreender: uma fonte luminosa (130) voltada para um sinal ótico; uma base (100) tendo um receptáculo de tigela (580) de modo que; pelo menos um de um primeiro detector de luz (150) para detectar luz transmitida posicionado em uma abertura da base para receber o sinal ótico transmitido diretamente através de uma tigela (110), recebido pelo receptáculo de tigela (580) aonde a tigela (110) compreendendo uma porção inferior mais estreita (410) compreendendo uma pluralidade de paredes laterais chatas, cada parede lateral em um ângulo a partir de uma parede lateral adjacente e uma porção superior mais larga (400) compreendendo uma pluralidade de paredes laterais chatas, cada parede lateral em um ângulo a partir de uma parede lateral adjacente, com a porção superior mais larga (400) apresentando um perímetro maior do que o perímetro da porção mais estreita inferior (410) da base adaptada ainda para posicionar a tigela (110) de modo que a fonte luminosa (130) é posicionada para transmitir um sinal ótico transmitido diretamente através da parede lateral chata da porção inferior mais estreita (410) da tigela ou um segundo detector de luz (140) para detectar luz espalhada posicionado para receber o sinal ótico advindo da fonte luminosa (130) espalhada através dos conteúdos da porção inferior da tigela (410); e um segundo detector de luz (140) para detectar luz espalhada posicionado para receber o sinal óptico da fonte de luz (130) espalhado por conteúdos na porção inferior da tigela (410) a segunda superfície de detector posicionada aproximadamente paralela a um caminho óptico de um fonte óptica do primeiro detector; aonde a fonte luminosa e, pelo menos um de um primeiro detector de luz e segundo detector de luz detectores são dispostos nas aberturas (575, 605, 635) na base (100).

2. Aparelhagem, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de compreender ainda: um canal (220) configurado para avançar uma série linear de tigelas (110, 300), cada tigela (110) sendo avançada em série junto a uma posição de aferição, aonde a porção inferior da tigela (410) é adjacente a fonte luminosa (130), ao primeiro detector de luz (150) e ao segundo detector de luz (140) para aferição.

3. Aparelhagem, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADA pelo fato da aparelhagem consistir de um nefelômetro (590).

4. Aparelhagem, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato da aparelhagem ser configurada para receber uma disposição de tigelas (300) configurada como uma tira a partir da qual a porção inferior da tigela vem a ser suspendida.

5. Aparelhagem, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato da fonte luminosa (130) ser selecionada a partir do grupo consistindo de uma fonte luminosa a laser e um LED.

6. Aparelhagem, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato da aparelhagem consistir de um espectrômetro.

7. Aparelhagem, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato da aparelhagem consistir de um nefelômetro (590) em que o segundo detector de luz (140) compreende uma superfície que recebe o sinal ótico espalhado em que a segunda superfície de detector de luz é posicionada aproximadamente em paralelo ao trajeto ótico a partir da fonte luminosa (130) até ao primeiro detector de luz (150) em que o primeiro detector de luz (150) é um detector de luz transmitida.

8. Aparelhagem, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de compreender ainda de um filtro de atenuação de luz (160) posicionado entre a tigela e o primeiro detector de luz (150) ou o segundo detector de luz (140).

9. Aparelhagem, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de compreender ainda um dos itens entre uma lente de focagem (170), uma abertura (575) ou uma série de aberturas posicionadas intermediariamente entre a fonte luminosa (130) e a porção inferior mais estreita da tigela (410) e opcionalmente em que a lente de focagem (170), abertura (575) ou série de aberturas colima a luz transmitida através dela.

10. Aparelhagem, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que o primeiro e segundo detectores (150, 140) são posicionados em um ângulo de 90° um do outro.

11. Aparelhagem, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que pelo menos um dos primeiro e segundo detectores de luz (150, 140) funcionarem através do espectro de luz visível a partir do ultra-violeta (UV) ao infra-vermelho (IR).

12. Aparelhagem, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADA pelo fato do comprimento de onda da luz detectada por ao menos um dos primeiro e segundo detectores de luz se apresentar na faixa de em torno 620 a em torno 750 nm.

13. Aparelhagem, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato da tigela ser oticamente transparente.

14. Método para aferição da turbidez de uma amostra, CARACTERIZADO pelo fato de compreender: provisão de uma tigela (110) com uma amostra (120) disposta junto a uma aparelhagem nefelométrica (590), a tigela (110) compreendendo de uma porção inferior mais estreita (410) e uma porção superior mais larga (400), a porção superior mais larga (400) apresentando um perímetro mais largo do que o perímetro da porção inferior mais estreita (410), em que a porção inferior mais estreita e a porção superior mais larga cada uma compreende uma pluralidade de paredes laterais chatas, cada parede lateral em um ângulo de uma parede lateral adjacente, a tigela compreendendo ainda uma porção afunilada da porção superior mais larga para a porção mais estreita inferior, a tigela (110) apresentando uma amostra (120) para inspeção disposta em pelo menos na porção inferior mais estreita (410); recebimento da tigela em uma base (100) que posiciona a tigela (110) de modo que uma parede lateral plana da porção inferior mais estreita da tigela é posicionada em um caminho óptico definido por uma abertura ou série de aberturas de uma fonte luminosa (130) emita luz direcionada para a porção inferior mais estreita da tigela (410); transmissão da luz a partir da fonte luminosa (130) junto a uma porção inferior mais estreita (410) da tigela (110); detecção, empregando pelo menos um de um primeiro detector (150) posicionado para receber o sinal ótico transmitido diretamente através de uma amostra (120) na porção inferior mais estreita da tigela (410) recebida pela base (110) ou um segundo detector (140) posicionado para receber um sinal ótico espalhado pela amostra (120) na porção inferior mais estreita da tigela (410), o segundo detector (140) tendo uma superfície posicionada aproximadamente paralela ao trajeto ótico a partir da fonte luminosa (130) até ao primeiro detector (150).

15. Método, de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADO pelo fato da tigela (110) ser posicionada em uma disposição de tigelas (300) e a disposição de tigelas (300) ser posicionada na aparelhagem nefelométrica (590) de modo que a turbidez da amostra (120) disposta na porção inferior (410) de cada tigela (110) venha a ser aferida.

16. Método, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato da disposição de tigelas (300) consistir de uma tira.

17. Método, de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADO pelo fato da compreender ainda da colimação da luz direcionada a porção inferior mais estreita da tigela (410).

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