BR112019010153B1

BR112019010153B1 - Sistema de manuseio, e, método para manusear uma pluralidade de amostras biológicas com um sistema de processamento de alta produção.

Info

Publication number: BR112019010153B1
Application number: BR112019010153-5A
Authority: BR
Inventors: Brian Bliven; Ronald Chang; Steven Montgomery; Gregory Mote
Original assignee: Cepheid
Priority date: 2016-11-18
Filing date: 2017-11-17
Publication date: 2022-11-29
Also published as: AU2017362505A1; AU2017362505B2; MX2019005731A; CN110168380B; JP1619511S; CN110168380A; CA3044294A1; EP3542168A1; JP2022130687A; USD908301S1; JP7434694B2; US20210072269A1; RU2019118668A3; JP1619512S; JP1630923S; KR102453348B1; ZA201903892B; RU2762147C2; USD889633S1; JP1619513S

Abstract

Um sistema de manuseio para processamento de alta produção de um grande volume de amostras biológicas é provido aqui. Tais sistemas podem incluir um conjunto de suporte de arranjo que suporta múltiplos módulos de ensaio de diagnóstico em um arranjo tendo pelo menos duas dimensões, um carregador que carrega múltiplos cartuchos de ensaio de diagnóstico nos múltiplos módulos de ensaio de diagnóstico. O conjunto de suporte de arranjo pode ser móvel em relação ao carregador para facilitar carregamento e descarregamento de maneira a prover processamento mais eficiente.

Description

REFERÊNCIAS CRUZADAS A PEDIDOS RELACIONADOS

[001] Este pedido não provisório reivindica o benefício de prioridade para o Pedido Provisório U.S. No. 62/424.313 depositado em 18 de novembro de 2016, cujos teores nas íntegras estão incorporados aqui pela referência.

[002] Este pedido é geralmente relacionado ao Pedido de Patente U.S. No. 15/217.920 intitulado “Molecular Diagnostic Assay System”, depositado em 22 de julho de 2016, que está incorporado aqui pela referência na sua íntegra para todos os propósitos.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[003] A presente invenção se refere ao campo de dispositivos fluídicos para realizar reações químicas ou bioquímicas multiplex e para realizar ensaios químicos e/ou bioquímicos multiplex. Mais particularmente, essa invenção se refere a um sistema de manuseio para dispositivos configurados para realizar reações químicas e/ou bioquímicas multiplex, e detectar uma pluralidade de compostos químicos e/ou bioquímicos.

[004] Diagnóstico de doença, detecção de patógeno, descoberta genética, desenvolvimento de fármaco, e várias tecnologias relacionas a genética modernas e se baseiam cada vez mais no processamento de um grande número de amostras biológicas. Métodos tradicionais para processamento das amostras uma de cada vez têm se tornado cada vez mais inadequados e a demanda para realizar ensaios em um grande volume de amostras simultaneamente tem aumentado invariavelmente, particularmente nos últimos anos. Consequentemente, existe uma necessidade de sistemas e dispositivos de reação química/bioquímica que realizem ensaios de alta produção.

[005] Métodos de alta produção convencionais podem incluir o uso de microarranjos, tal como um microarranjo de DNA, que é tipicamente um arranjo bidimensional de moléculas de DNA afixado a um substrato sólido em sua superfície. Um microarranjo de DNA pode prover uma plataforma útil como um dispositivo de detecção de multiplexação. Por exemplo, cada elemento do arranjo tem uma única sequência de DNA que é usada para reconhecer ou detectar uma única sequência de DNA complementar em uma amostra de fluido preparada. Esses microarranjos de DNA têm mudado fundamentalmente abordagens convencionais para observar um ou alguns genes ou moléculas de uma vez para observar caminhos, redes, e uma grande coleção de genes e coleções de pequenas alíquotas de moléculas. Tais chips de microarranjo de DNA atualmente disponíveis hoje operam tipicamente com base na hibridização de moléculas de DNA ou RNA alvos pela amostra de fluido em uma fase em solução com moléculas de DNA de sonda (por exemplo, oligonucleotídeos ou cDNA) imobilizadas em substratos sólidos do arranjo. Os arranjos, entretanto, não provêm um meio rápido e barato para detectar alvos de pouca abundância que pode indicar a presença de uma doença infecciosa ou outro estado patogênico, que é mais tipicamente detectado usando métodos sensíveis tal como PCR em tempo real. Um sistema de PCR em tempo real detecta produtos PCR à medida que eles acumulam durante um processo de PCR e permite velocidade e eficiência melhoradas na realização do ensaio, mas esses sistemas são tipicamente prejudicados pela necessidade de processar tantas amostras como uma “batelada”, resultando assim em um atraso de processamento de algumas amostras até que uma quantidade suficiente tenha sido coletada para tornar o processo geral mais barato, mas isso leva a um maior tempo de tarefa. Tais atrasos e custos aumentados levam a menos eficiência e aumento geral nos custos de cuidado da saúde.

[006] Preparação de amostra é um outro problema típico que prejudica a velocidade na qual grandes volumes de ensaio de diagnósticos podem ser realizados. Embora muitos sistemas como esses exijam processamento separado da amostra de fluido antes de introdução em um dispositivo de ensaio de diagnóstico de PCR em tempo real, existem avanços nos últimos anos que fornecem preparação de amostra automatizada que é coordenada com análise de PCR em tempo real em um único dispositivo ou sistema analítico. Um dispositivo como esse é o dispositivo GeneXpert desenvolvido por Cepheid como descrito em, por exemplo, Patentes U.S. 8.048.386, 6.374.684 e Pedido de Patente U.S. 13/843.739 e 15/217.920, cada qual incorporado aqui pela referência.

[007] Os sistemas Cepheid atuais são providos a um usuário final como módulos individuais, ou um pequeno sistema de módulos agrupados, ou sistemas em grande escala. Pequenos sistemas atualmente disponíveis provêm um invólucro que inclui um pequeno número de módulos, por exemplo, 2, 4, 8 ou 16 módulos, enquanto os sistemas em grande escala podem prover 48 ou 80 módulos. Os pequenos sistemas são bem adequados para operações em pequena escala, mas não podem prover as demandas de alta produção de uma operação em grande escala, tal como um laboratório ou instalação de teste.

[008] Embora grandes sistemas comercialmente disponíveis, incluindo sistemas Cepheid’s Infinity 48 e 80, forneçam uma alta produção de teste de ensaio de diagnóstico, tais sistemas são excessivamente grandes e tipicamente exigem salas grandes que são acessíveis através de portas superdimensionadas que permitem a entrega de tais sistemas. Esses tipos de salas são tipicamente encontrados em um ambiente limpo de um hospital ou laboratório e, frequentemente, devem ser especialmente construídos ou modificados para permitir que o sistema seja dispensado e instalado. Isso pode exigir tremendos custos de capital, além de custos consideravelmente altos do sistema, que podem colocar a instalação de sistemas analíticos de alta produção além do alcance de alguns centros e laboratórios de teste de diagnóstico. Tais sistemas são também excessivamente grandes, e uma vez que o espaço do piso em tais instalações pode ser difícil e caro de se obter sem deslocar equipamento ou pessoal existente, algumas instalações contam com sistemas subdimensionados ou múltiplos sistemas menores, que frequentemente não pode atender as demandas de alta produção da instalação. Esses problemas podem resultar em um acúmulo ou excessivos tempos de espera dos resultados analíticos. Por exemplo, tais instalações podem levar um a três dias (ou mais) para reportar um teste de diagnóstico requerido ao paciente ou médico desde quando a amostra é primeiramente coletada, ainda que o ensaio de diagnóstico associado possa levar apenas algumas horas. Problemas de atraso similares são encarados por sistemas que usam processamento em “batelada”. Tais atrasos são problemáticos, particularmente durante a tentativa de diagnosticar enfermidades que ameaçam a vida ou classificar indivíduos expostos a um surto de um patógeno ou doença onde atrasos ou isolamento desnecessários pode custar vidas e aumentar custos com assistência médica geral.

[009] Assim, existe uma necessidade de um sistema de manuseio de alta produção que permita processamento de um grande volume de amostras de uma maneira mais eficiente e apropriada. Existe uma necessidade adicional de tais sistemas de manuseio de alta produção que são acessíveis para ser incorporados em instalações de teste existente onde acesso, espaço e custos são de particular interesse.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0010] A presente invenção se refere a sistemas de manuseio de alta produção, dispositivos e métodos para processamento de grandes volumes de amostras biológicas e, em particular, a sistemas para realizar ensaio de diagnósticos como detalhado nas várias modalidades como descrito aqui.

[0011] Em algumas modalidades, a invenção provê um sistema de manuseio para processamento de alta produção de uma pluralidade de amostras biológicas, cada amostra estando dentro de um respectivo cartucho de uma pluralidade de cartuchos de ensaio de diagnóstico. O sistema pode incluir um conjunto de suporte de arranjo adaptado para suportar uma pluralidade de módulos de ensaio de diagnóstico em um arranjo tendo pelo menos duas dimensões, tipicamente um arranjo cilíndrico. Em algumas modalidades, o arranjo tem um formato sem ser cilíndrico, por exemplo, o arranjo pode ser elíptico, hexagonal, octagonal, ou outras configurações geométricas adequadas para uso com a invenção. Cada módulo de ensaio de diagnóstico inclui um sistema de ensaio de diagnóstico adaptado para receber um cartucho de ensaio de diagnóstico e realizar um ensaio de diagnóstico em uma amostra biológica dentro do cartucho. O sistema pode incluir adicionalmente um carregador adaptado para carregar cada da pluralidade de cartuchos de ensaio de diagnóstico em um módulo de ensaio de diagnóstico no arranjo. O conjunto de suporte de arranjo é móvel com relação ao carregador de maneira tal que o cartucho possa ser carregado em qualquer dos módulos no arranjo movendo o carregador em relação ao arranjo. Em algumas modalidades, o arranjo é um arranjo cilíndrico que roda ao longo de seu eixo geométrico longitudinal e o mecanismo do carregador translada verticalmente em um elevador adjacente ao arranjo cilíndrico.

[0012] Em algumas modalidades, a invenção provê métodos para manusear uma pluralidade de amostras biológicas com um sistema de processamento de alta produção. Tais métodos podem incluir: receber múltiplos cartuchos de ensaio de diagnóstico em um sistema de processamento de alta produção; e carregar, com um carregador, cada qual da pluralidade de cartuchos de ensaio de diagnóstico em um respectivo módulo de ensaio de diagnóstico de uma pluralidade de módulos de ensaio de diagnóstico dentro de um suporte de arranjo definindo um arranjo tendo pelo menos duas dimensões. Cada módulo inclui um sistema de ensaio de diagnóstico adaptado para receber um cartucho de ensaio de diagnóstico da pluralidade e realizar um ensaio de diagnóstico em uma amostra biológica dentro do respectivo cartucho. Carregamento pode incluir mover o suporte de arranjo em relação ao carregador de maneira tal que o cartucho de ensaio de diagnóstico possa ser carregado em qualquer dos módulos de ensaio de diagnóstico no arranjo movendo o arranjo em combinação com o carregador. Em algumas modalidades, o arranjo é um arranjo cilíndrico encerrado por uma casca externa e os métodos podem incluir adicionalmente resfriar um microambiente do arranjo forçando ar para cima através de uma coluna central aberta e direcionando o ar de resfriamento através de cada fileira do arranjo com um ou mais defletores entre fileiras do arranjo dentro da casca externa.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0013] A FIG. 1A provê uma visão geral de um sistema de manuseio de alta produção para realizar processamento e ensaio de diagnósticos de uma corrente de alto volume de amostras, de acordo com algumas modalidades da invenção.

[0014] A FIG. 1B mostra um esquema ilustrando o módulo de ensaio de diagnóstico e cartucho(s) de ensaio de diagnóstico no sistema de manuseio de alta produção da FIG. 1A, de acordo com algumas modalidades.

[0015] A FIG. 1C mostra uma vista explodida do sistema de manuseio de alta produção da FIG. 1A, de acordo com algumas modalidades.

[0016] A FIG. 1D mostra um conjunto de módulos de ensaio de diagnóstico que podem ser inseridos em um nível circular do arranjo do sistema de manuseio de alta produção da FIG. 1A, de acordo com algumas modalidades.

[0017] A FIG. 1E mostra um conjunto de suporte e acionadores de rotação para facilitar a rotação de um nível circular do arranjo do sistema de manuseio de alta produção da FIG. 1A, de acordo com algumas modalidades.

[0018] A FIG. 1F mostra uma vista explodida do conjunto de suporte da FIG. 1E, de acordo com algumas modalidades.

[0019] A FIG. 1G mostra uma vista explodida de um conjunto de elevador do sistema de manuseio de alta produção da FIG. 1A, de acordo com algumas modalidades.

[0020] A FIG. 1H mostra uma vista explodida de uma base e trilho de carregamento do sistema de manuseio de alta produção da FIG. 1A, de acordo com algumas modalidades.

[0021] As FIGS. 2A-2B representam um técnico de laboratório colocando cartuchos de ensaio de diagnóstico em fila para processamento em um sistema de manuseio de alta produção tendo um arranjo de módulos de ensaio de diagnóstico, de acordo com algumas modalidades.

[0022] A FIG. 2C mostra um par de cartuchos de ensaio de diagnóstico retido dentro de um pegador sendo levantado em um elevador do sistema para facilitar colocação de um dos cartuchos em um módulo de ensaio de diagnóstico do arranjo, de acordo com algumas modalidades.

[0023] A FIG. 2D mostra um par de cartuchos de ensaio de diagnóstico retido dentro de um pegador sendo abaixado no elevador para descartar um cartucho usado, de acordo com algumas modalidades.

[0024] A FIG. 2E representa um técnico colocando um cartucho de ensaio de diagnóstico em fila no trilho de carregamento e removendo um receptáculo de resíduos de uma base do sistema cheia com cartuchos usados, de acordo com algumas modalidades.

[0025] As FIGs. 3A-3C representam vistas de topo e lateral ilustrando as dimensões relativas do conjunto de arranjo e base que permitem transportar do conjunto de arranjo com bancada removida através de uma entrada de tamanho padrão, de acordo com algumas modalidades.

[0026] A FIG. 3D mostra uma vista de cima do conjunto de arranjo com a bancada removida, de acordo com algumas modalidades.

[0027] As FIG. 3E e 3F mostram uma vista de cima e lateral, respectivamente, de um sistema de manuseio de alta produção com um preparador de cartucho que prepara e carrega automaticamente cartuchos de ensaio de diagnóstico preparados no trilho de carregamento, de acordo com algumas modalidades.

[0028] A FIG. 4 ilustra um sistema de manuseio de alta produção com um carro de transporte de altura ajustável suportando o conjunto de arranjo removível pela base do sistema, de acordo com algumas modalidades.

[0029] As FIGS. 5-6 ilustram vista detalhada do elevador e carregador para pegar um par de cartuchos de ensaio de diagnóstico para facilitar carregamento e/ou descarregamento dos módulos de ensaio de diagnóstico do arranjo, de acordo com algumas modalidades.

[0030] A FIG. 7 ilustra um receptáculo de resíduos especializado adaptado para uso com um sistema de manuseio de alta produção para coletar cartuchos usados que inclui um tampa opcional e desviador, de acordo com algumas modalidades.

[0031] A FIG. 8A ilustra uma vista seccional transversal do sistema de manuseio de alta produção para ilustrar um sistema de resfriamento integrado para controlar a transferência de calor através do arranjo de módulos de ensaio de diagnóstico durante operação, de acordo com algumas modalidades.

[0032] A FIG. 8B ilustra uma vista seccional transversal do sistema de manuseio de alta produção com um sistema de resfriamento com ventoinhas de admissão integradas na base, de acordo com algumas modalidades.

[0033] A FIG. 8C mostra um sistema de manuseio de alta produção com um refrigerador de ar externo conectado à admissão de ar da base, de acordo com algumas modalidades.

[0034] A FIG. 9 ilustra uma vista seccional transversal do sistema de manuseio de alta produção para ilustrar a construção modular de cada nível do arranjo, de acordo com algumas modalidades.

[0035] A FIG. 10 ilustra um sistema de manuseio de ultra-alta produção com módulo de arranjo de ensaio de diagnóstico, de acordo com algumas modalidades.

[0036] As FIGS. 11-12 ilustram métodos para realizar processamento da amostra usando um sistema de manuseio de alta produção, de acordo com algumas modalidades.

[0037] A FIG. 13 mostra uma comparação de tempos de produção para sistemas de acordo com modalidades da invenção comparados a sistemas comercialmente disponíveis.

[0038] As FIGS. 14A-14D mostram modalidades alternativas de arranjos de módulo e trilhos de carregamento utilizados em sistemas de manuseio de alta produção, de acordo com algumas modalidades.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0039] A presente invenção no geral se refere a sistemas, dispositivos e métodos para prover desempenho de alta produção em o análise/teste de amostras biológicas, como detalhado nas várias modalidades descritas aqui. O sistema utiliza um arranjo de módulos de ensaio de diagnóstico que são móveis com relação a um carregador para permitir processamento simultâneo de um grande volume de amostras de fluido biológico recebidas em cartuchos de ensaio de diagnóstico no arranjo de módulos. Em algumas modalidades, os módulos de ensaio de diagnóstico são cada qual capazes de realizar preparação de amostra, bem como um ensaio de diagnóstico de uma amostra de fluido dentro de um cartucho de ensaio de diagnóstico disposto nos mesmos. Tipicamente, os módulos de ensaio de diagnóstico podem ser independentemente operáveis de maneira tal que o processamento em cada módulo seja realizado separadamente um do outro. Embora em algumas modalidades os módulos sejam idênticos, percebe-se que o arranjo pode incluir tipos diferentes de módulos igualmente. Uma configuração como essa é vantajosa uma vez que módulos individuais podem ser removidos/substituídos e revisados como necessário sem afetar adversamente ou exigir desarmamento de outros módulos ou mecanismos.

[0040] Esses e outros aspectos podem ser adicionalmente entendidos pela referência às várias modalidades mostradas nas figuras a seguir e descritas no texto.

[0041] A FIG. 1A representa um sistema de manuseio de alta produção 100 tendo um conjunto de suporte de arranjo 130 que suporta um arranjo de módulos de ensaio de diagnóstico 30. Nesta modalidade, cada módulo é configurado com a mesma função e capacidades para processar uma amostra de fluido dentro de um cartucho de ensaio de diagnóstico 10 inserida e recebida no mesmo. Nesta modalidade, o arranjo é um arranjo cilíndrico tendo quatro fileiras circulares, cada fileira suportando 25 módulos de ensaio de diagnóstico 30 de maneira tal que todo o sistema 100 inclua 100 módulos independentes. Várias outras configurações, tendo mais ou menos fileiras, ou mais ou menos módulos por fileira, podem ser utilizadas. O sistema 100 inclui dois elevadores 120 para facilitar o carregamento e descarregamento dos cartuchos 10 dos módulos 30 do arranjo. Cada elevador inclui um carregador 20 adaptado para conter de forma liberável um cartucho de ensaio de diagnóstico e posicionar o cartucho em qualquer dos módulos disponíveis 30 e/ou remover um cartucho usado 10 de qualquer dos módulos 30 após o processamento para ser descartado. Embora esta modalidade inclua dois elevadores como esses, mais ou menos elevadores podem ser utilizados. Vantajosamente, todo o arranjo de 100 cartuchos pode ser carregado cerca de 10 minutos por um único elevador e pode ser carregado em menos que sete minutos pelo uso de dois elevadores. A configuração descrita anteriormente permite velocidades de produção e processamento que são vastamente melhoradas comparadas com sistemas de processamento convencional. Cada fileira cilíndrica é rotacionável ao longo de um eixo geométrico longitudinal do arranjo e o elevador desloca entre as fileiras do arranjo, tipicamente translacionando verticalmente. Em algumas modalidades, cada fileira cilíndrica rotaciona em etapas de maneira tal que uma baia do receptáculo do cartucho de ensaio de diagnóstico de cada módulo de ensaio de diagnóstico fique posicionada adjacente ao elevador por um tempo suficiente para facilitar o carregamento e/ou descarregamento de um cartucho, pelo menos um ou mais segundos, tipicamente alguns segundos (por exemplo, 3-5 segundos), em algumas modalidades, cerca de 10 segundos ou mais. Uma configuração como essa permite pronto acesso a qualquer dos módulos pelo movimento combinado do elevador e do arranjo, de maneira tal que os cartuchos de ensaio de diagnóstico podem ser carregados e descarregados dos módulos 30 de forma consideravelmente mais rápida do que um sistema tendo um arranjo retangular planar de receptáculos para receber tais cartuchos. Em algumas modalidades, as fileiras do arranjo revolvem separadamente uma da outra, por exemplo, fileiras adjacentes podem deslocar em direções opostas e, em algumas modalidades, cada fileira pode deslocar na mesma direção, ou todo o arranjo cilíndrico pode ser fixado e revolver como uma única unidade. Em algumas modalidades, nem todas as fileiras do arranjo rotacionam. Por exemplo, uma fileira do arranjo pode ser mantida estacionária, enquanto as demais fileiras do arranjo rotacionam (tanto juntas quanto em direções opostas).

[0042] Em algumas modalidades, os módulos do arranjo são independentemente operáveis e são elétrica e comunicativamente acoplados com uma fonte de alimentação central e plataforma de comunicação, que podem ser alojadas em uma base 160 do sistema. Base 160 inclui duas portas que alojam um ou mais receptáculos de resíduos nos quais cartuchos de ensaio de diagnóstico usados são automaticamente descartados após processamento. Um indicador de capacidade de resíduo 162 (por exemplo, LED) indica a um usuário que o receptáculo está cheio. O indicador 162 pode ser iluminado em resposta a uma determinação de que o receptáculo está cheio, com base em uma contagem do cartucho de ensaio de diagnóstico ou um peso do receptáculo. Em algumas modalidades, o indicador de capacidade de resíduo 162 pode indicar diferentes estados à medida que o receptáculo de resíduos enche, por exemplo, verde/amarelo/vermelho correspondendo parcialmente a vazio/quase cheio/completamente cheio. Em algumas modalidades, o indicador 162 é disposto em um pilar central em um interior da base e as maçanetas da porta são translúcidos para permitir que um usuário veja o indicador LED através dos manípulos. A base 160 pode também incluir sensor de proximidade 163 que sensoreia a aproximação do pessoal e inicia rotação do trilho de carregamento para receber cartuchos a ser carregados para análise. Base 160 pode alojar adicionalmente vários recursos ou cubos de controle, energia e comunicação para facilitar controle coordenado de componentes do sistema e automação do sistema. Como mostrado na FIG. 1H, a base pode incluir controlador 180, computador de automação 181, distribuidor de energia 182 e cubo de comunicação 183 (por exemplo, cubo de ethernet). Percebe-se que o controlador, computador de automação e cubo de comunicação podem incluir comunicação física e/ou comunicação sem fio. Adicionalmente, tais recursos podem ser centralizados ou divididos entre múltiplas unidades. Por exemplo, o controlador 180 pode iniciar vários aspectos de controle do sistema geral e comunicar com controladores individuais associados com cada qual dos módulos do arranjo.

[0043] Em algumas modalidades, cada módulo de ensaio de diagnóstico 30 é configurado para receber um cartucho de ensaio de diagnóstico tendo um vaso ou tubo de reação se estendendo do cartucho configurado para detecção de um ácido nucleico alvo em um teste de amplificação de ácido nucleico (NAAT), por exemplo, ensaio de Reação em Cadeia de Polimerase (PCR). A preparação de uma amostra de fluido biológico em um cartucho como esse geralmente envolve uma série de etapas de processamento, que pode incluir etapas de processamento químico, elétrico, mecânico, térmico, óptico ou acústico de acordo com um protocolo específico. Tais etapas podem ser usadas para realizar várias funções de preparação de amostra, tal como captura celular, lise celular, purificação, ligação de analito, e/ou ligação de material indesejado. Em algumas modalidades, o cartucho de ensaio de diagnóstico pode incluir uma ou mais câmaras adequadas para realizar as etapas de preparação de amostra. Um cartucho de ensaio de diagnóstico adequado para uso com a invenção é mostrado e descrito no Patente U.S. No. 6.374.684, intitulado “Fluid Control and Processing System” depositado em 25 de agosto de 2000, e Patente U.S. No, 8.048.386, intitulado “Fluid Processing and Control”, depositado em 25 de fevereiro de 2002, cujos teores estão incorporados aqui pela referência na sua íntegra para todos os propósitos. Os arranjos de módulos descritos aqui podem incluir módulos de acordo com aqueles detalhados no Pedido de Patente U.S. No. 15/217.920 intitulado “Molecular Diagnostic Assay System”, depositado em 22 de julho, 2016. Entretanto, percebe-se que os sistemas descritos aqui podem incluir vários outros tipos de módulos e cartuchos igualmente, como será conhecido pelos versados na técnica.

[0044] Métodos de amplificação de ácido nucleico exemplares não limitantes adequados para uso com a invenção incluem, reação em cadeia de polimerase (PCR), transcriptase reversa PCR (RT-PCR), reação em cadeia de ligase (LCR), amplificação mediada por transcrição (TMA), e Amplificação baseada em Sequência de Ácido Nucleico (NASBA), e amplificação isotérmica. Testes de ácido nucleico adicionais adequados para uso com a presente invenção são bem conhecidos pelos versados na técnica. Análise de uma amostra de fluido geralmente envolve uma série de etapas, que podem incluir qualquer de: detecção óptica, detecção elétrica ou detecção química, de acordo com um protocolo particular.

[0045] A FIG. 1B mostra um cartucho de ensaio de diagnóstico como esse 10 adaptado para uso com um módulo de ensaio de diagnóstico 30 no arranjo de módulos suportados pelo conjunto de suporte de arranjo 130. Durante o uso do módulo 30 separadamente do arranjo em sistema 100, um usuário insere o cartucho 10 diretamente em uma baia de recebimento atrás da porta 31. O módulo 30 pode ser configurado para abrir a porta 31 quando a baia está vazia e o módulo 30 está pronto para realizar processamento da amostra ou quando o processamento da amostra é completo para facilitar remoção do cartucho usado. No sistema 100, os cartuchos de ensaio de diagnóstico são colocados em uma fila dentro de um trilho de carregamento 110, que revolve em torno do arranjo cilíndrico para transportar cada cartucho 10 para o elevador 120. O carregador 20 então pega cada cartucho a ser processado e o carregador translaciona verticalmente ao longo do elevador para a fileira apropriada do módulo no qual o cartucho é carregado. Os elementos básicos de sistema 100 podem ser vistos na vista explodida mostrada na FIG. 1C, que mostra os quatro níveis do conjunto de suporte de arranjo 130, cada nível tendo múltiplos módulos de diagnóstico 30 montados nisto, a casca transparente 135 que envolve o arranjo para permitir que um ambiente controlado de temperatura limpa seja mantido, dois elevadores 120, bancada 114 e base 160 com trilho de carregamento do cartucho 110. Elevadores 120 podem ser adicionalmente entendidos pela referência à vista explodida mostrada na FIG. 1E. Em algumas modalidades, o trilho de carregamento 110 é cilíndrico, mas percebe-se que o trilho de carregamento 110 pode ter qualquer formato geométrico desde que o trilho reconecte nele próprio de maneira tal que o trilho fique contínua e recircule.

[0046] A FIG. 1D mostra um nível rotacionável individual do suporte de arranjo 130 que suporta múltiplos módulos de ensaio de diagnóstico 30 no mesmo. Cada módulo de ensaio de diagnóstico 30 é contido em um suporte 141 tendo uma cobertura do suporte 142 com uma abertura frontal para permitir acesso à baia de carregamento de um respectivo módulo 30. O suporte 141 é seguramente afixado a suportes correspondentes no suporte de arranjo 130, que pode ser adicionalmente entendido referindo-se à FIG. 1E e a vista explodida do suporte de arranjo mostrada na FIG. 1F. O suporte inclui um anel de deslizamento, que inclui uma porção de anel de deslizamento fixo 131 em seu centro, que porta energia e dados através de uma união rotatória, e um cubo rotatório 137 que faz interface com uma armação superior 136 que inclui recortes de engenharia para fazer interface com e afixar seguramente múltiplos suportes de módulo 141 nisto para suportar os módulos dentro do nível. Uma placa de circuito 139 (por exemplo, PCB) disposta próximo à base eletricamente fazendo interface com cada qual dos módulos quando montados nisto. A armação superior 136 é acoplada com uma engrenagem de anel 132, que é rotacionavelmente controlada por motor 134 por meio de mecanismo de acionamento 133 para permitir que cada nível seja incrementalmente rotacionado, como descrito aqui. O motor 134 pode ser um servo motor, motor de passo ou qualquer motor adequado. O mecanismo de acionamento 133 pode ser uma correia de acionamento, cabo, parafuso, engrenagem ou qualquer mecanismo de acionamento adequado. O movimento do nível do arranjo pode ser controlado por controlador 138. Em algumas modalidades, o controlador 138 pode incluir controle de energia e controle de movimento do motor. Componentes associados podem incluir um transformador de energia, distribuidor de produção de energia e vários componentes de distribuição de energia. O defletor 52 faz interface com a base do suporte e facilita o fluxo de ar controlado através de cada nível. Em algumas modalidades, o defletor ao longo da base de cada nível difere entre cada nível para prover desestratificação graduada de fluxo de ar entre os níveis, provendo mais fluxo de ar onde necessário.

[0047] O sistema 100 pode incluir um controlador que coordena movimentos entre os vários componentes do sistema descrito aqui. Por exemplo, cada módulo 30 pode comunicar, tanto diretamente quanto sem fio, com o controlador central, de maneira tal que o controlador pode identificar quais módulos 30 estão vazios e pode direcionar o elevador para a fileira apropriada para chegar ao módulo identificado 30. Em algumas modalidades, cada módulo comunica com um cartucho de ensaio de diagnóstico 10 inserido no mesmo por comunicação por campo próximo (NFC) pelo qual uma ID do cartucho contendo uma amostra de fluido biológico e um protocolo de ensaio apropriado é obtida pelo módulo 30. Igualmente, o módulo 30 comunica quando um processamento da amostra é completo e o cartucho está pronto para ser removido de maneira tal que o controlador envie um comando para o carregador para transladar ao longo do elevador para a localização apropriada para remover o cartucho usado. Embora o elevador mova no comando para uma localização vertical particular, as fileiras do suporte de arranjo se movem em incrementos regulares (tipicamente, uma rotação suficiente para mover a coluna adjacente em seguida do módulo de diagnóstico do arranjo para o elevador) a intervalos regulares (tipicamente, pelo menos um segundo ou mais para permitir carregamento/descarregamento de um cartucho de ensaio de diagnóstico para um módulo ou remoção de cartuchos usados de um módulo). Em algumas modalidades, o suporte de arranjo é controlado para rodar em grandes incrementos que pulam uma ou mais colunas adjacentes, que pode promover distribuição mais uniforme de módulos carregados. Os tempos de carga/descarga para cartuchos são curtos, dado o grande número de módulos (tipicamente 4 fileiras x 25 módulos/fileira), um módulo tendo uma baia vazia para carregamento ou um módulo tendo um cartucho usado para descarregamento chegará a um dos elevadores em uma ordem reduzida. Certamente, todo o arranjo de 100 módulos pode ser carregado em aproximadamente 10 minutos.

[0048] Em algumas modalidades, os módulos de ensaio de diagnóstico têm um subsistema de comunicações que pode incluir um componente de diagnóstico. Um processador pode ser comunicativamente acoplado com o subsistema de comunicações e o componente de diagnóstico. O processador pode ser configurado para fazer o módulo de ensaio de diagnóstico receber sem fio, usando o subsistema de comunicações, um comando de um dispositivo móvel. O processador pode também ser configurado para enviar sem fio, usando o subsistema de comunicações, uma resposta do comando do módulo ao dispositivo móvel. O processador pode também ser configurado para conduzir um teste usando o módulo de diagnóstico. O processador pode também ser configurado para enviar sem fio, usando o subsistema de comunicações, informação de diagnóstico criptografado (por exemplo, informação médica), indicativo de um resultado do teste, para um servidor remoto.

[0049] As FIGS. 2A-2E ilustra o processo de um técnico carregando cartuchos de ensaio de diagnóstico 10 em um sistema de manuseio de alta produção 100 para processamento em módulos de ensaio de diagnóstico 30 do arranjo e remoção dos cartuchos usados pelo sistema 100.

[0050] Na FIG. 2A, o técnico coloca cartuchos individuais 10 para serem processados nos recessos do trilho de carregamento 110 do sistema 100 enquanto o trilho de carregamento rotaciona incrementalmente em direção ao elevador 120. O carregador 20 é abaixado ao longo do elevador vertical 120 e pega um cartucho 10a a ser testado. Em algumas modalidades, o elevador inclui um sensor que sensoreia quando um cartucho está pronto para ser pego de maneira tal que um controlador central pode direcionar o carregador 20 para pegar e reter o cartucho 10a do trilho de carregamento 110. Se quaisquer dos módulos 30 em qualquer das fileiras do arranjo 130a, 130b, 130c, 130d, estiverem vazios, o controlador comanda o carregador 20 para transladar ao longo do elevador em qualquer fileira tendo um módulo vazio 30. O carregador 20 então carrega o cartucho de ensaio de diagnóstico 10a no respectivo módulo. Nesta modalidade, o carregador é configurado para girar ou rotacionar de maneira tal que o carregador possa reter um par de cartuchos simultaneamente. Uma configuração como essa melhora adicionalmente a velocidade e eficiência uma vez que, após o carregamento do cartucho 10a, o carregador pode girar para carregar o outro cartucho, ou pode ser usado para remover um cartucho usado 10b antes do carregamento do cartucho 10a. Para descartar cartucho usado 10b, o carregador 20 abaixa e libera o cartucho usado 10b acima da calha de resíduo 116 a ser coletado em um receptáculo de resíduos armazenado na base 160. Se não existir nenhum cartucho usado para remover, o carregador de dupla face 20 pode ser usado para pegar dois cartuchos 10a a ser carregados para carregamento sequencial para os módulos vazios 30 e/ou o carregador de dupla face pode ser usado para pegar dois cartuchos usados de dois módulos 30 para disposição.

[0051] Em algumas modalidades, o controlador comanda o carregador para transladar para o módulo vazio mais próximo, embora, em outras modalidades, o controlador comande o carregador para transladar em um módulo para distribuir os cartuchos mais uniformemente dentro dos respectivos módulos do arranjo. Em algumas modalidades, o controlador comanda o carregador para pegar cartuchos apenas para um ensaio particular. Em algumas modalidades, ensaios de um tipo particular são todos carregados em uma fileira particular do arranjo. Em algumas modalidades, o controlador comanda o carregador de acordo com inúmeros fatores, que podem ser combinados ou ponderados de acordo com vários diferentes objetivos ou combinações de objetivos. Tais objetivos incluem, mas não se limitando a: proximidade, temperatura, equilíbrio de carga, equilíbrio térmico, distribuição entre os níveis ou em um respectivo nível, duração de tempo de ensaio, ou qualquer combinação dos mesmos. Em algumas modalidades, o sistema pode determinar um módulo preferido, um nível preferido de um arranjo particular, ou um arranjo preferido para carregamento de um cartucho com base em um ou mais objetivos ou fatores incluindo, mas não se limitando a nenhum daqueles descritos aqui.

[0052] A FIG. 2B mostra uma outra vista do técnico carregando cartuchos de ensaio de diagnóstico 10a a ser processado no trilho de carregamento 110. Além do mais, um par de botões de parada de emergência 114e é disposto na bancada 114. Percebe-se que um ou mais recursos de parada de emergência podem ser incluídos em vários outras porções do sistema alternativamente, ou adicionalmente. Como pode ser visto, o trilho de carregamento 110 pode incluir recessos 111 adaptados para receber os cartuchos. Em qualquer das modalidades aqui, o trilho de carregamento pode ser contínuo e/ou recirculante. O trilho de carregamento pode ser definido como múltiplos componentes que se encaixam em um anel rotatório 112 da distribuição principal 113, que pode ser visto na vista explodida de base mostrada na FIG. 1H. Algumas modalidades podem utilizar qualquer tipo de trilho recirculante configurado para receber múltiplos cartuchos. Tais trilhos podem incluir um trilho não linear, como mostrado, ou um trilho linear tendo uma superfície recirculante (por exemplo, correia transportadora). Tais trilhos podem incluir uma superfície receptora de cartucho, que pode incluir qualquer de um recesso, uma protuberância, um recurso de acoplamento, um gancho, imã, ou qualquer recurso adequado para receber um cartucho e opcionalmente manter o cartucho em uma orientação particular. Alternativamente, o trilho pode receber os múltiplos cartuchos em qualquer orientação, e as orientações são subsequentemente ajustadas por um recurso de ajuste (por exemplo, pegador, recursos de orientação, superfícies de interface, ou qualquer mecanismo adequado). Em algumas modalidades, o trilho de carregamento pode incluir carrinhos independentemente móveis, cada qual configurada para suportar um ou mais cartuchos. Em algumas modalidades, o sistema inclui pelo menos um botão de parada de emergência localizado na bancada, que corta a energia no trilho de carregamento e nos elevadores. Na modalidade mostrada na FIG 1H, o trilho de carregamento inclui recessos 111, cada recesso dimensionado para receber um respectivo cartucho. Os recessos 111 são especialmente contornados de maneira a receber os cartuchos em uma localização e orientação própria para facilitar a pega do cartucho de ensaio de diagnóstico por carregador 20. Em algumas modalidades, isso pode ser realizado por uso de recursos de interface (por exemplo, furo/pino), ou protuberância ou saliências que restringem os cartuchos na localização e orientação própria. Em algumas modalidades, o trilho é uma estrutura moldada contínua. Em algumas modalidades, os suportes para os cartuchos não são conectados e são separados individualmente, onde cada suporte contém apenas um único cartucho. Em algumas modalidades, os suportes são arranjados em pequenos grupos para conter um subconjunto de cartuchos (por exemplo, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 ou mais cartuchos). Em algumas modalidades, os suportes do cartucho podem ser removidos do trilho para encher com cartuchos fora do sistema e a prateleira cheia pode então ser colocada no trilho para carregamento no arranjo. Em algumas modalidades, o sistema é configurado para selecionar certos cartuchos do trilho recirculante para carregamento no arranjo, permitindo ao mesmo tempo que outros cartuchos recirculem para um ou mais passar pelo carregador para carregamento subsequente para o arranjo. Tal seleção pode ser determinada com base em dados obtidos do cartucho de maneira a priorizar carregamento com base em um ou mais fatores, incluindo, mas não se limitando a, qualquer de: estado de pressa, ID da amostra, tipo de amostra, tipo de ensaio, e uma duração do ensaio.

[0053] A FIG. 2C mostra uma outra vista do carregador 20 pegando cartuchos 10a, 10b. Como pode ser visto, o carregador 20 pode ser transladado ao longo do elevador 120 em qualquer fileira do arranjo 130 e pode descartar o cartucho 10b abaixando e liberando o cartucho na calha de resíduo 116, como mostrado na FIG. 2D. A FIG. 2E mostra um técnico carregando cartuchos 10 no trilho de carregamento 110 e no processo de remover o receptáculo de resíduos 60 pela abertura da porta de base 161, o receptáculo de resíduos 60 tendo sido posicionado abaixo da calha de resíduo 116 dentro da base 160 para coletar cartuchos usados. O receptáculo 60 pode ser facilmente removido para limpeza. Em algumas modalidades, a base 160 inclui um exclusor de receptáculo de resíduo 164 projetado para impedir inserção do receptáculo de resíduos 60 se a aba correta não for aberta e encaixada por pressão no local.

[0054] Um aspecto particularmente vantajoso da configuração do arranjo cilíndrico supradescrito é que o conjunto de suporte de arranjo 130 pode ser definido para ter dimensões adequadas para transportar o arranjo através de uma entrada de tamanho padrão. Isso permite que o sistema 100 seja configurado em qualquer localização virtualmente adequada e não exija uma entrada superdimensionada, como se faz em muitos sistemas de análise em grande escala convencionais. Além disso, a configuração do arranjo cilíndrico permite uma pegada substancialmente reduzida, que permite que o sistema seja usado em uma variedade de localizações uma vez que ele não exige uma quantidade desordenada de espaço do piso, como se faz em muitos sistemas convencionais. Em algumas modalidades, o sistema 100 (sem a bancada) tem uma largura cerca de 34” ou menos e uma altura cerca de 74”ou menos. Essas dimensões maximizam substancialmente a capacidade do conjunto de arranjo permitindo ainda ao mesmo tempo que o sistema seja facilmente transportado através de uma entrada padrão, tipicamente 80” de altura por 36” de largura, mesmo quando levantado fora do piso por 1-2” tal como por um carrinho de transporte de rodas. As dimensões de base 160 são bem dentro de limites adequados para transporte através de uma entrada padrão. A bancada circular 114 que se encaixa entre a base 160 e arranjo 130 pode ser removida e transportada verticalmente se necessário, por exemplo, para reduzir a largura geral para permitir passagem através de uma entrada padrão. Em algumas modalidades, o engradado e embalagem internos usados para suportar o instrumento durante embarque podem ser usados como um carrinho de transporte para mover o instrumento ao seu montado final no laboratório ou ambiente hospitalar. Em algumas modalidades, o engradado e embalagem internos que são também usados como um carrinho de transporte são construídos de madeira. Dimensões de tamanho exemplar podem ser adicionalmente entendidos pela referência às FIGS. 3A-3D a seguir.

[0055] As FIG. 3A-3C representam vistas de topo e lateral ilustrando as dimensões relativas do conjunto de arranjo. Como visto na FIG. 3A, o sistema 100 com a bancada afixada tem uma largura mínima, w. Nessa modalidade exemplar, w é cerca de 45,5”. Como pode ser visto na FIG. 3B, a largura máxima, W, ocorre ao longo da bancada 114. Nesta modalidade, W é cerca de 51”. Como pode ser visto na FIG. 3C, o sistema 100 tem uma altura geral, h. Nesta modalidade, h é cerca de 74”. Como descrito previamente, a bancada pode ser removida para facilitar embarque e transporte do sistema 100 através de uma entrada de tamanho padrão. Como pode ser visto na FIG. 3D, nesta modalidade, o sistema 100 com a bancada removida tem uma largura reduzida, w'. Nesta modalidade, w‘ é cerca de 34” que permite que o sistema 100 para facilmente ajustar através de uma entrada de tamanho padrão. Embora vantagens de certas dimensões tenham sido descritas aqui, percebe-se que outras modalidades podem incluir um sistema ou componentes similares com várias outras dimensões de acordo com qualquer um dos conceitos descritos aqui. Vantajosamente, a bancada 114 e trilho de carregamento são de maneira tal que o sistema possa ser acessado por todos os lados (por exemplo, 360 graus) de maneira tal que os cartuchos posam ser carregados por uma ou mais pessoas que se aproximam de múltiplas direções. Percebe-se que, em outras modalidades, a bancada 114 e trilho de carregamento podem ser configurados de maneira tal que acesso seja de menos que 360 graus (por exemplo, 270 graus, 180 graus, ou menos). Como mostrado nas FIGS. 3A e 3D, a bancada 114 e o sistema 100 podem ser configurados com um formato geral circular com um lado achatado. Isso permite que o sistema seja colocado contra uma parede se necessário. Percebe-se que o sistema e bancada, entretanto, podem ser configurados em qualquer formato com ou sem um lado achatado, incluindo circular, poligonal (por exemplo, quadrado, hexagonal, etc.) ou qualquer formato regular ou irregular desejado.

[0056] Em algumas modalidades, o sistema pode incluir adicionalmente um preparador de cartucho automático, que pode ser configurado para realizar uma ou mais etapas pré-analíticas que podem incluir processos tais como a adição da amostra biológica a ser testada no cartucho, fechamento da tampa do cartucho e preparando o cartucho para carregamento no arranjo. Por uso de um preparador de cartucho, desgaste ou ruptura nos módulos afixados no arranjo pode ser reduzido adicionalmente, bem como a hora técnica que é tipicamente usada para processamento de cartucho pré- analítico. O preparador de cartucho pode ser configurado adicionalmente para posicionar um cartucho de ensaio de diagnóstico no trilho de carregamento do sistema após realizar o processamento pré-analítico. FIG. 3E mostra uma modalidade exemplar na qual o sistema 100 inclui preparador de cartucho 115 posicionado adjacente ao trilho de carregamento 110. Como pode ser visto na FIG. 3F, o preparador de cartucho 115 pode incluir um carregador de cartucho para posicionar um cartucho preparado 10 no trilho de carregamento 110. Deve-se entender que o carregador de amostra do preparador de cartucho 115 pode incluir mecanismos similares aos descritos nos elevadores do arranjo, ou qualquer mecanismo adequado como seria conhecido pelos versados na técnica.

[0057] Em algumas modalidades, o sistema 100 pode incluir um carrinho de transporte 170 para facilitar o transporte e montagem do sistema 100 a uma localização desejada. Como mostrado na FIG. 4, o carrinho de transporte 170 pode incluir um elevador 171 controlado por manivela 172, múltiplas manivelas ou outros tais mecanismos de controle do usuário, que podem incluir controle hidráulico, elétrico, pneumático, ou mecanismos de elevação para permitir que o sistema 100 seja levantado do solo e transportado para um ambiente. O carrinho de transporte 170 provê uma maneira mais estável pela qual se move o sistema 100, que pode ser preferível dado a pequena pegada e altura relativa do sistema. Essa abordagem é vantajosa, uma vez que ela permite que o conjunto de arranjo 130 seja entregue e transportado em seu destino como uma unidade substancialmente montada, apesar de seu peso e dimensões consideráveis. A bancada removível pode então ser montada no sistema uma vez que ela é entregue no seu destino final. Tipicamente, a base e conjunto de arranjo são seguramente e fixamente afixados um no outro. Em algumas modalidades, o conjunto de arranjo pode ser removido da base para facilitar o embarque ou transporte e pode ser montado no local. Em algumas modalidades, a base pode incluir rodas para permitir que o sistema seja movimentado ou transportado sem nenhum carrinho de transporte.

[0058] As FIGS. 5-6 representam vistas detalhadas do carregador de cartucho 20 em elevador 120. Como mostrado na FIG. 5, o elevador 120 inclui um trilho 121 que guia movimento vertical de um carro vertical 122, que é acionado e controlado pelo controlador central em resposta aos sensores e/ou determinação de módulos vazios 30 ou cartuchos usados com base em comunicação com os módulos 30. Nesta modalidade, o carregador 20 inclui dois pegadores 22, cada qual tendo um par de garras contornadas que são espaçadas para pegar as bordas externas ao longo da face frontal sob o flange de automação de cada cartucho 10, como mostrado. Os dois pegadores 22 se estendem de um membro ou eixo central 21 que é rotacionalmente ou pivotalmente acoplado a um carro horizontal 23 que translada ao longo de um par de hastes 123 se estendendo do carro vertical 122 em direção ao arranjo 130. O movimento do carro horizontal em combinação com movimento das garras de pega permite que o carregador pegue cada cartucho de ensaio de diagnóstico a ser carregado bem como coloque o cartucho 10 em uma baia do receptáculo de um respectivo módulo 30. O movimento do carro horizontal 23 em direção ao trilho 121 também permite que o carregador 20 alinhe quaisquer cartuchos usados acima da calha de resíduo 116 a ser descartado, como mostrado na FIG. 6. Esses componentes podem ser adicionalmente entendidos pela referência à vista explodida na FIG. 1G.

[0059] O elevador 120 pode incluir adicionalmente um ou mais sensores para detectar um cartucho de ensaio de diagnóstico se aproximando no trilho de carregamento e obter dados do cartucho antes de carregamento. Por exemplo, como mostrado na FIG. 6, um sensor de proximidade 125 disposto na entrada do elevador 120 detecta o cartucho se aproximando, que sinaliza para o elevador pegar o cartucho. Além disso, um sensor de dados (por exemplo, sensor de NFC) detecta um ID do cartucho de ensaio de diagnóstico e um protocolo de ensaio de diagnóstico para o cartucho, que em algumas modalidades, pode ser usado para determinar onde o cartucho deve ser carregado no arranjo. Em algumas modalidades, um sensor de NFC é usado para identificar um dado cartucho. Em algumas modalidades, o sensor usado para detectar o cartucho de ensaio de diagnóstico pode empregar tecnologia de reconhecimento óptico (códigos de barra, códigos QR), etiquetas RFID, e detecção infravermelha (IR). Métodos de detecção de sensor adicionais serão bem conhecidos pelos versados na técnica.

[0060] A FIG. 7 representa um receptáculo de resíduos exemplar 60 adaptado para uso com o sistema supradescrito. O receptáculo de resíduos 60 é especialmente modelado para se encaixar na base 160 de maneira que uma porção estreitada se estenda sob a calha de resíduo 116. Em algumas modalidades receptáculo de resíduos 60 inclui um corpo do receptáculo principal 61 que pode ser formado em vários outros formatos, por exemplo, quadrado, redondo, oval, etc. Receptáculo de resíduos 60 é tipicamente formado de um polímero rígido e pode ser formado de maneira a ser adequado para reutilização, ou ser descartável. Em algumas modalidades, receptáculo de resíduos 60 inclui adicionalmente uma tampa 63 que inclui abas de extremidade 63a que são adaptadas para dobrar para cima contra a porção principal 63b. As abas de extremidade 63a podem incluir adicionalmente recurso de acoplamento 64a que faz interface com um recurso de acoplamento correspondente em 64b de maneira a reter a respectiva aba na extremidade na posição dobrada para cima, que permite que uma abertura suficiente para cartuchos usados seja direcionada para o receptáculo de resíduos enquanto a tampa permanece no topo do receptáculo de resíduos 60. Em algumas modalidades, um receptáculo de resíduos pode incluir um exclusor que impede que o receptáculo de resíduos seja inserido na base 160 se a aba correta não for aberta. Uma tampa como essa é particularmente útil uma vez que alguns ensaios de diagnóstico são realizados nas amostras fluidas biológicas que podem conter material biológico perigoso (por exemplo, resíduo infeccioso ou substâncias químicas perigosas) de maneira tal que contato com os cartuchos usados deve ser evitado ou minimizado.

[0061] Após o receptáculo de resíduos 60 ser suficientemente cheio, ele pode ser removido da base 160 e a aba da extremidade 63a pode ser dobrada para baixo e toda a tampa presa e/ou vedada contra a abertura da borda externa do receptáculo de resíduos de maneira que os conteúdos possam ser descartados no receptáculo vedado sem ter que esvaziar o receptáculo de resíduos ou transferir os conteúdos. Em algumas modalidades, o receptáculo de resíduos pode incluir um desviador 62, que pode incluir porções anguladas 62a, 62b de maneira a direcionar qualquer cartucho descartado para o receptáculo de resíduos. Em algumas modalidades, o receptáculo de resíduos pode incluir divisores ou pode usar um ou mais sacos descartáveis de maneira tal que o desviador possa manter cartuchos usados depositados através de uma primeira abertura separados dos cartuchos usados depositados através de uma segunda abertura na extremidade oposta. O desviador 62 pode incluir adicionalmente uma virola ou borda 62c ao longo de um ou mais lados de maneira a impedir qualquer vazamento ou resíduo pelos cartuchos usados.

[0062] Na realização de ensaios, é desejável e frequentemente necessário manter uma temperatura ambiente em uma faixa adequada para manter funcionalidade hardware, integridade do ensaio e melhorar a eficiência do teste. Em algumas modalidades, a faixa de temperatura de operação ambiente para os módulos é cerca de 10oC a cerca de 40oC. Na realização de processamento da amostra e ensaios de diagnóstico simultaneamente com um grande número de módulos (por exemplo, 100 ou mais), uma quantidade considerável de calor pode ser criada. Adicionalmente, muitos ensaios de diagnóstico como esses utilizam ciclagem térmica para amplificar o analito alvo na amostra de fluido, que pode contribuir adicionalmente para o calor geral que é gerado. Uma vez que o calor aumenta, isso pode resultar em uma temperatura diferencial substancial entre a fileira mais alta do arranjo 130 comparada com a fileira mais baixa. Assim, para manter uma temperatura ambiente adequada para cada módulo do arranjo 130, o sistema 100 pode incluir um sistema de resfriamento integrado.

[0063] A FIG. 8A ilustra uma seção transversal do sistema 100, que revela o projeto de um sistema de resfriamento interno 150 incorporado na estrutura do conjunto de arranjo 130, que é detalhado adicionalmente na FIG. 9. O conjunto de arranjo 130 é composto de quatro níveis, cada qual tendo uma armação circular principal, 130a, 130b, 130c, 130d. Cada armação inclui recursos para afixar e prender o módulo 30 na respectiva armação. Cada nível é adicionalmente projetado de maneira tal que cada nível fique isolado ou defletido um do outro nível com relação ao fluxo de ar. As armações podem definir uma coluna central aberta através da qual o eixo geométrico vertical longitudinal da armação se estende com aberturas adjacentes a cada dos módulos 30 afixado na armação. Sistema de resfriamento 150 utiliza essa coluna central aberta e aberturas adjacentes aos módulos para forçar ar através do conjunto de suporte de arranjo 130. O conjunto de suporte de arranjo 130 é encerrado em uma casca externa cilíndrica, transparente externa 135, que protege os módulos 30 de sujeira e detritos e permite que um microambiente seja estabelecido e permite que uma pressão positiva seja mantida em torno do conjunto de suporte de arranjo. Em algumas modalidades, cada dos elevadores 120 pode ser revestido em uma casca externa que funde com a casca cilíndrica externa 135 de maneira tal que o interior de cada elevador é aberto no interior da casca cilíndrica 135. Em algumas modalidades, os elevadores são abertos para o fluxo de ar em cada nível e agem como “chaminés” para remover ar quente de dentro do conjunto de arranjo.

[0064] Uma ou mais ventoinhas de resfriamento tiram ar frio da base do conjunto de arranjo através da coluna central aberta e para fora através de cada qual dos módulos 30 antes de o ar deslocar para cima ao longo do interior da casca externa 135, e dentro das colunas do elevador, e para fora através de um topo do conjunto de arranjo 135. Em algumas modalidades, pressão positiva é mantida no conjunto de arranjo, comparado com um meio ambiente. Em algumas modalidades, a taxa de fluxo de ar através da coluna central aberta é cerca de 250 pés cúbicos por minuto. O trajeto de fluxo de ar é mostrado pelas setas pontilhadas na FIG. 8A. Como pode ser visto na FIG. 8B, uma única ventoinha 50a é posicionada abaixo da coluna central aberta e uma ou mais ventoinhas auxiliares 50b podem ser usadas para prover fluxo de ar adicional através do nível inferior. Em algumas modalidades, o primeiro nível 130a não recebe nenhum ar da coluna central aberta uma vez que os primeiros orifícios de saída de ar na coluna são acima do primeiro defletor 52, assim ventoinhas auxiliares 50b podem ser usadas para direcionar ar através do primeiro nível 130a. Em algumas modalidades, os primeiros orifícios de saída de ar na coluna são abaixo do primeiro defletor 52, permitindo assim que o primeiro nível 130a receba ar da coluna aberta (não mostrado). O sistema 100 pode incluir uma entrada de ar frio 50c que alimenta a ventoinha de resfriamento da coluna 50a e ventoinhas auxiliares 50b com um suprimento de ar a uma temperatura controlada (não mostrado). A admissão de ar frio 50c pode incluir uma ou mais ventoinhas, tais como ventoinhas de admissão 50d, 50e e um filtro de ar 50f. Em algumas modalidades, por exemplo, sistemas tendo entre 50 e 200 módulos, essa configuração permite que uma faixa de temperatura ideal seja mantida no microambiente do arranjo desde que a admissão de ar seja cerca de 70oF ou menos. Assim, em um ambiente com uma temperatura ambiente cerca de 70oF, uma admissão de ar aberta para o meio ambiente pode ser suficiente para manter um ambiente com temperatura controlada adequada para o arranjo, considerando que o ambiente tem controle de temperatura suficiente (por exemplo, condicionamento de ar) para manter um suprimento de ar de uma temperatura consistente. Em outras modalidades, tal como aquela mostrada na FIG. 8C, um suprimento de ar frio externo 50g pode ser conectado na entrada de ar frio 50c, de maneira a assegurar um suprimento de ar suficientemente frio independetemente da temperatura ambiente. Uma configuração como essa pode ser particularmente útil em ambientes de alta temperatura ou não controlados.

[0065] Uma vez que ar aquecido tende a acumular na porção superior do conjunto de arranjo, o sistema de resfriamento 150 pode incluir adicionalmente defletores 51, 52, 53, 54, 55 entre os níveis da fileira, que são adaptados para direcionar e controlar fluxo de ar 56 através do conjunto. Defletor mais inferior 51 se estende ao interior da casca exterior de maneira que o fluxo de ar é direcionado através da coluna central aberta e através dos módulos da primeira fileira. Os defletores 52, 53, 54 separam cada das quatro fileiras acima do primeiro nível de maneira que ar frio suprido através da abertura central é suprido diretamente em cada fileira por meio da coluna central aberta. Em algumas modalidades, os defletores 52, 53, 54 são menores e não se estendem totalmente até a casca externa 135 de maneira a permitir que fluxo de ar aquecido que passou pelas fileiras inferiores movimente para cima ao longo de um interior da casca externa 135 em direção ao topo mais aberto. Qualquer dos defletores 51-55 pode incluir um ou mais orifícios para facilitar a passagem de fluxo de ar através do defletor como necessário. Em algumas modalidades, os defletores podem ser configurados para estratificação de nível e gerenciamento de ar entre os níveis. O defletor superior 55 bloqueia a coluna central aberta, mas permite fluxo de ar através do interior do casca externa para direcionar fluxo de ar para sair do sistema de uma ou mais abertura ao longo do topo do sistema 100. Um suspiro superior 151 pode permitir que ar saia em torno das bordas e suspiros superiores 152 nos elevadores 120, que permite que cada elevador atue como uma chaminé retirando ar aquecido de cada qual dos níveis do arranjo.

[0066] Em algumas modalidades, o sistema inclui um controlador de temperatura configurado para manter o ambiente do conjunto de arranjo na faixa de temperaturas adequada para processamento das amostras nos módulos do arranjo. Em algumas modalidades, o controlador de temperatura é configurado para manter a temperatura do meio ambiente cerca de 10oC e cerca de 40oC de maneira a ser adequada para realizar PCR com os módulos de ensaio de diagnóstico. Preferivelmente, o controlador de temperatura mantém a temperatura abaixo de 40oC. Em algumas modalidades, a faixa de temperaturas adequadas é entre cerca de 65 e 95 graus Fahrenheit. Em algumas modalidades, o controlador de temperatura mantém a temperatura em um delta predefinido (por exemplo, 2 graus) em relação a uma temperatura alvo. Em algumas modalidades o controlador de temperatura mantém a temperatura em 1oC em relação a uma temperatura alvo. Isso melhora a eficiência de análise bem como consistência e previsibilidade de tempo de análise. Em algumas modalidades, o controlador de temperatura é configurado para ajustar uma temperatura de um refrigerador de ar externo que supre ar na admissão de ar. Em algumas modalidades, o controlador de temperatura é configurado para ajustar o fluxo de ar através do sistema ajustando a velocidade da ventoinha (por exemplo, acelerar o fluxo de ar/ajustar o fluxo de ar entre níveis), como necessário a fim de facilitar resfriamento, particularmente a medida em que o sistema está se aproximando da capacidade. Em algumas modalidades, o fluxo de ar através do sistema pode ser ajustado entre níveis de maneira tal que mais ar seja direcionado para os níveis onde a temperatura está excedendo níveis ideais. Em algumas modalidades, o sistema inclui adicionalmente desvios que podem direcionar ar da coluna central aberta em cada qual das diferentes fileiras do arranjo. Por exemplo, os desvios podem ser configurados de maneira tal que cada qual das quatro fileiras do arranjo receba cerca de 25% do fluxo de ar da coluna central aberta. Em algumas modalidades, os desvios podem ser configurados de maneira tal que todo o fluxo de ar na coluna central aberta seja desviado para uma fileira particular no arranjo. Em algumas modalidades, cada fileira do arranjo pode receber qualquer valor de substancialmente nenhum (0%) fluxo de ar na coluna central aberta até receber substancialmente todo (100%) o fluxo de ar da coluna central aberta ou em qualquer valor intermediário. Em algumas modalidades, a porcentagem de fluxo de ar alocada a um nível particular aumenta com cada nível em uma direção para cima. Isso permite que os níveis sejam resfriados em proporção à quantidade de calor que acumula. Por exemplo, em uma configuração de quatro níveis exemplar, o nível mais baixo pode receber entre 0-10%, o nível alto seguinte pode receber entre 10-20%, o nível alto seguinte recebe entre 20-50% e o nível mais alto recebe entre 40-80% do fluxo de ar. Percebe-se que várias outras alocações de fluxo de ar entre níveis podem ser realizadas. Os controladores de temperatura podem ser comunicativamente acoplados com um ou mais sensores de temperatura (por exemplo, termopares) dispostos em uma ou mais localizações no arranjo para facilitar o melhor controle de temperatura.

[0067] A FIG. 9 mostra uma vista seccional transversal ilustrando as quatro armações circulares definindo o conjunto de arranjo. Cada das armações circulares é rotacionavelmente acoplada no conjunto e operacionalmente acoplada com um acionador ou mecanismo de acionamento controlado pelo controlador de maneira tal que cada armação possa ser rotacionavelmente acionada de maneira que cada fileira do arranjo rotacione incrementalmente. Tipicamente, a estrutura é configurada e controlada de maneira tal que armações adjacentes rotacionam incrementalmente em direções opostas (por exemplo, 130a rotaciona no sentido horário, 130b rotaciona no sentido anti-horário, 130c rotaciona no sentido horário, 130d rotaciona no sentido anti-horário ou vice versa). Entretanto, percebe-se que várias outras configurações e esquemas de movimento estão no escopo da invenção. Energia e comunicação são supridas a cada um dos módulos 30 em cada armação através de cabos de energia e comunicação que se estendem através da coluna central e entre cada armação de rotação através de anéis de deslizamento, que permite passagem de energia e dados através de uma união rotatória. Em algumas modalidades, os anéis de deslizamento incluem orifícios para facilitar ainda mais passagem de ar da coluna central para cada um dos níveis do conjunto de arranjo. Assim, os módulos 30 do arranjo 130 permanecem eletricamente e comunicativamente acoplados a uma fonte de alimentação comum e unidade de comunicação do controle central durante o movimento rotacional diferencial do arranjo.

[0068] A FIG. 10 ilustra uma modalidade mostrando um sistema de manuseio de ultra-alta produção 200, que inclui dois sistemas 100’ substancialmente similares aos descritos aqui, que são integrados em um único sistema. O sistema pode ser definido por estruturas iguais ou similares às modalidades previamente descritas com pequena modificação, tal como uma bancada modificada 114 que se estende entre dois arranjos em forma de coluna. Em algumas modalidades, os dois arranjos compartilham um único trilho de carregamento que pode ser no formato oval circulando ambos os arranjos. Uma configuração como essa provê sempre melhorias adicionais em velocidade e eficiência para processamento de correntes de volume extremamente de alto de cartuchos de ensaio de diagnóstico.

[0069] As FIGS. 11 e 12 representam métodos de carregar e descarregar cartuchos de ensaio de diagnóstico de um sistema de alta produção de acordo com a invenção. A FIG. 11 mostra um método para carregar automaticamente um cartucho de ensaio de diagnóstico em um módulo de ensaio de diagnóstico disponível em um arranjo circular de um sistema de manuseio de alta produção. A FIG. 12 mostra um método para descarga e descarte de um cartucho usado de ensaio de diagnóstico de um módulo de ensaio de diagnóstico em um arranjo circular após o processamento ser completo.

[0070] Como representado na FIG. 11, um método como esse pode incluir uma etapa de sensorear um cartucho de ensaio de diagnóstico para ser analisado em um trilho de carregamento de um sistema de manuseio de alta produção tendo um arranjo de módulos de ensaio de diagnóstico. Sensorear pode incluir detectar proximidade do cartucho e/ou ler informação do cartucho (por exemplo, ID, tipo de ensaio, etc.). Em seguida, o sistema pode facilitar o carregamento do cartucho no arranjo. Tipicamente, carregar inclui pegar o cartucho com um carregador e carregar em um módulo disponível. O método pode incluir adicionalmente identificar um módulo de ensaio de diagnóstico no arranjo que está vazio e disponível para realizar processamento da amostra com base em comunicação com o módulo. Opcionalmente, o método pode incluir determinar um módulo de diagnóstico preferido no qual carregar a amostra de múltiplos módulos disponíveis. Determinação de um módulo preferido pode ser com base em qualquer de: proximidade, temperatura, balanço de carga, balanço térmico, distribuição entre os níveis ou em um respectivo nível, duração de tempo de ensaio, ou qualquer combinação dos mesmos ou qualquer fator desejado. O carregador então move o cartucho para o arranjo até o carregador ficar adjacente ao módulo identificado no arranjo e carrega o cartucho na baia vazia do módulo identificado ou preferido.

[0071] Como representado na FIG. 12, tais métodos podem incluir uma etapa de receber uma comunicação de um módulo de ensaio de diagnóstico em um arranjo de um sistema de manuseio de alta produção que o processamento da amostra está completo. Em seguida, o método pode i identificar uma localização do módulo no arranjo, então mover um carregador/descarregador em relação ao arranjo até adjacente ao módulo identificado. Isso pode incluir esperar até que o arranjo seja movimentado para uma posição apropriada de maneira que o carregador possa interceptar o módulo de identificação quando a respectiva coluna é movida adjacente ao carregador. Em seguida, o cartucho usado é removido do módulo e movimentado para fora do módulo identificado e liberado ou descartado em um receptáculo de resíduos.

[0072] A FIG. 13 ilustra alta produção de amostras no sistema do módulo 100da FIG. 1A (Omega 100) e no sistema do módulo 200 da FIG. 10 (Omega 200) comparado a sistemas de alta produção convencional (Cepheid Infinity-80, Roche Cobas 4800, BD Viper XTR, Hologic Panther, e Abbott M2000). Dados de produção para o sistema Omega foram modelados com base em modelos de simulação dos sistemas Omega 100 e Omega 200 e utilizando dados disponíveis de cada qual dos sistemas comerciais notados. Os dados para os sistemas comerciais foram obtidos do estudo por Jang et al. (Sexually Transmitted Disease (June 2016) Vol 43(6):377-381. Esses dados são também providos na Tabela 1 a seguir. Como pode ser visto, o tempo exigido para processar um grande número de amostras com o sistema Omega é consideravelmente menor que qualquer dos outros sistemas comercialmente disponíveis como mostrado, por exemplo, análise de 192 amostra no sistema Omega 200 pode ser realizado em menos que metade do o tempo exigido por outros sistemas comercialmente disponíveis. Tabela 1: Comparação de Tempo de Sistemas de Alta Produção

[0073] As FIGS. 14A-14D ilustram modalidades alternativas de sistemas de processamento de alta produção, de acordo com aspectos da invenção. A FIG. 14A mostra o sistema 300, que inclui um arranjo circular de módulos 301 e trilho de carregamento 310. Similar às outras modalidades, o trilho de carregamento 310 é um trilho recirculante que transporta cartuchos de ensaio de diagnóstico para um carregador, entretanto, o trilho 310 inclui suportes cartucho móveis 311 (por exemplo, carros ou “barcos”) que circulam no trilho. Em algumas modalidades, cada suporte de cartucho pode ser independentemente móvel no trilho de carregamento e pode ser removido e substituído como necessário. Cada suporte 311 pode incluir um recurso de suporte, tal como um recesso contornado ou outro recurso adequado para suportar liberavelmente o cartucho no suporte. A FIG. 14B mostra sistema 400, que inclui um arranjo hexagonal de módulos 401 e um trilho de carregamento similarmente modelado 410. O trilho de carregamento 410 inclui suportes de cartucho 411, similares aos descritos no sistema 300, que transportam cartuchos para o carregador para carregamento no arranjo hexagonal. A FIG. 14C mostra sistema 500, que inclui um arranjo circular de módulos 501 e um par de trilhos de carregamento linear 510 que transportam cartuchos diretamente para um par de carregadores em cada lado do arranjo. Tais trilhos lineares podem incluir quaisquer recursos dos trilhos de carregamento descritos aqui ou qualquer mecanismo de transporte adequado como seria conhecido pelos versados na técnica. A FIG. 14D mostra o sistema 600, que inclui dois arranjos circulares de módulos e um trilho de carregamento em forma de haltere 610 que transporta cartuchos para qualquer um dos arranjos de módulo. Como pode ser visto, o trilho de carregamento 610 pode transportar um cartucho para qualquer dos carregadores associados com qualquer um dos arranjos de módulo. Uma aproximação como essa permite que os cartuchos sejam distribuídos entre múltiplos arranjos independentemente se o cartucho é colocado no trilho de carregamento 610. Alternativamente, os cartuchos podem ser alocados em um arranjo particular, como desejado. Nesta modalidade, o trilho de carregamento 610 utiliza suportes 611 como aqueles descritos anteriormente no sistema 300. Percebe- se que o trilho de carregamento pode incluir qualquer recurso de trilho de carregamento descrito aqui ou pode usar qualquer mecanismo de transporte alternativo adequado. Embora certos formatos de arranjos de módulo e trilhos de carregamento tenham sido descritos, percebe-se que vários outros formatos e arranjos podem ser utilizados de acordo com os princípios descritos aqui.

[0074] Na especificação anterior, a invenção é descrita com referência às modalidades específicas da mesma, mas versados na técnica perceberão que a invenção não é limitada a ela. Vários recursos, modalidades e aspectos da invenção supradescritos podem ser usados individualmente ou conjuntamente. Adicionalmente, a invenção pode ser utilizada em qualquer número de ambientes e aplicações além dos aqui descritos sem fugir do espírito e escopo mais amplo da especificação. A especificação e desenhos devem, dessa maneira, ser considerados ilustrativos, e não restritivos. Reconhece-se que os termos “compreendendo”, “incluindo”, e “tendo”, como usados aqui, são especificamente destinados a ser lidos como termos com limites abertos da técnica.

Claims

1. Sistema de manuseio (100) para processamento de alta produção de uma pluralidade de amostras biológicas, cada qual estando dentro de um respectivo cartucho de ensaio de diagnóstico (10) de uma pluralidade de cartuchos de ensaio de diagnóstico, o sistema caracterizado pelo fato de que compreende: uma pluralidade de módulos de ensaio de diagnóstico (30), cada módulo de ensaio de diagnóstico (30) compreendendo um sistema de ensaio de diagnóstico adaptado para receber um cartucho de ensaio de diagnóstico (10) da pluralidade e realizar um ensaio de diagnóstico na amostra biológica dentro do respectivo cartucho; um conjunto de suporte de arranjo (130) adaptado para suportar a pluralidade de módulos de ensaio diagnóstico em um arranjo cilíndrico tendo pelo menos duas dimensões; e um carregador (20) que é móvel em relação ao conjunto de suporte de arranjo (130), em que o carregador é adaptado para carregar a pluralidade de cartuchos de ensaio de diagnóstico dentro da pluralidade de módulos de ensaio de diagnóstico enquanto suportado no conjunto de suporte de arranjo, em que o conjunto de suporte de arranjo é (130) rotacionável e, desse modo, móvel em relação ao carregador (20) de maneira que o cartucho de ensaio de diagnóstico (10) é carregável em qualquer dos módulos de ensaio de diagnóstico no arranjo rodando o conjunto de suporte de arranjo em relação ao carregador em combinação com o carregador.

2. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que qualquer de: cada dos módulos de ensaio de diagnóstico é adaptado para realizar um ensaio de diagnóstico independentemente um do outro; o conjunto de suporte de arranjo é configurado de maneira a definir um arranjo cilíndrico; e o arranjo compreende uma pluralidade de fileiras horizontais e o carregador é transladável ao longo de um eixo geométrico substancialmente vertical de maneira a ficar móvel entre fileiras horizontais do arranjo cilíndrico.

3. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o carregador inclui um pegador adaptado para inserir um cartucho suportado pelo pegador ao longo de um eixo geométrico horizontal de uma posição pega no pegador para uma posição carregada em um módulo de ensaio de diagnóstico do arranjo.

4. Sistema de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que qualquer de: o pegador é adaptado adicionalmente para descarregar um cartucho carregado em um módulo de ensaio de diagnóstico no arranjo da posição carregada e transportar o cartucho para fora do respectivo módulo, o pegador é adaptado adicionalmente para suportar simultaneamente pelo menos dois cartuchos da pluralidade de cartuchos para facilitar qualquer dentre: carregamento consecutivo de pelo menos dois cartuchos, descarregamento consecutivo de pelo menos dois cartuchos das respectivas posições carregadas, descarregamento de um cartucho dos pelo menos dois cartuchos de um dado módulo e carregamento subsequente de um outro cartucho dos pelo menos dois cartuchos no mesmo módulo, e descarregamento de um cartucho dos pelo menos dois cartuchos de um dado módulo e carregamento subsequente de um outro cartucho dos pelo menos dois cartuchos em um módulo diferente.

5. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que qualquer de: o conjunto de suporte de arranjo compreende uma pilha de armações circulares separadas por anéis de deslizamento que são configurados para transmitir potência e dados de comunicação através de uma união rotatória de maneira que cada módulo tenha um acoplamento de potência e comunicação direto, o conjunto de suporte de arranjo inclui um ou mais sensores associados com cada módulo no arranjo, os um ou mais sensores sendo adaptados para determinar a localização dos módulos no arranjo.

6. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: um controlador tendo uma entrada e uma saída, o controlador sendo configurado para produzir um comando de controle para o carregador para carregar um cartucho de ensaio de diagnóstico em um módulo de ensaio de diagnóstico particular da pluralidade em resposta a uma entrada recebida dos um ou mais sensores de que o módulo de ensaio de diagnóstico está disponível para carregamento.

7. Sistema de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que cada módulo de ensaio de diagnóstico inclui uma unidade de comunicação sem fio adaptada para comunicar com o controlador, em que qualquer de: a unidade de comunicação sem fio de cada módulo de ensaio de diagnóstico é configurada para comunicar ao controlador que um cartucho de ensaio de diagnóstico está associado com um módulo de ensaio de diagnóstico particular da pluralidade após carregamento do cartucho no respectivo módulo; o controlador é adaptado para rastrear qual módulo de ensaio de diagnóstico da pluralidade está associado com cada cartucho de ensaio de diagnóstico da pluralidade; o controlador é adaptado para produzir um comando ao carregador para carregar um cartucho de ensaio de diagnóstico em um módulo de ensaio de diagnóstico que não está já associado com um cartucho de ensaio de diagnóstico; e o controlador é adaptado adicionalmente para produzir para o carregador um comando para descarregar um cartucho de ensaio de diagnóstico particular após receber uma entrada de que um resultado de diagnóstico foi recebido do módulo de ensaio de diagnóstico associado com o respectivo cartucho.

8. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sistema inclui adicionalmente um receptáculo de resíduo disposto abaixo do conjunto de suporte de arranjo, em que o carregador é adaptado adicionalmente para descarregar cartuchos de ensaio de diagnóstico usados para coleta e descarga no receptáculo de resíduo.

9. Sistema de acordo com a reivindicação 1, o sistema caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: uma trilha de carregamento que é configurada para transportar uma pluralidade de cartuchos de ensaio de diagnóstico para o carregador; em que qualquer um de: a trilha de carregamento define uma pluralidade de rebaixos adaptados para receber a pluralidade de cartuchos de ensaio de diagnóstico, opcionalmente cada rebaixo é configurado para manter cada um da pluralidade de cartuchos de ensaio de diagnóstico em uma posição e/ou orientação particular em relação à trilha de carregamento para facilitar o carregamento com o carregador quando recebido; o carregador inclui um pegador adaptado para pegar um cartucho de ensaio de diagnóstico transportado pela trilha de carregamento quando disposto em uma posição de carregamento particular; o conjunto de suporte de arranjo define um arranjo cilíndrico e a trilha de carregamento é um anel que é configurado para rodar em torno do arranjo cilíndrico; opcionalmente a trilha de carregamento em forma de anel e o arranjo cilíndrico são configurados para rodar ao redor de um eixo geométrico longitudinal comum e a trilha de carregamento em forma de anel é adaptada para rodar independentemente do arranjo cilíndrico; e a trilha de carregamento inclui um ou mais sensores adaptados para detectar quando um ou mais cartuchos de ensaio de diagnóstico são colocados na trilha de carregamento, opcionalmente a trilha de carregamento é adaptada para transportar os um ou mais cartuchos de ensaio de diagnóstico em direção ao carregador em resposta à detecção dos um ou mais cartuchos.

10. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: um sistema de resfriamento de ar que é configurado para direcionar ar através de uma coluna central do conjunto de arranjo e através de cada nível do conjunto de arranjo de maneira a manter todo o conjunto de arranjo em uma faixa de temperaturas adequadas.

11. Sistema de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que qualquer de: a faixa de temperaturas adequadas é entre 18,33 e 35°C (65 e 95 graus Fahrenheit) para facilitar uma análise PCR; o sistema de resfriamento de ar inclui um defletor entre cada nível do conjunto de arranjo de maneira que fluxo de ar seja, pelo menos parcialmente, separado entre os níveis; e o sistema de resfriamento de ar inclui um refrigerador de ar externo comunicativamente acoplado com um ou mais sensores em um ou mais níveis do conjunto de arranjo.

12. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada dos módulos de ensaio de diagnóstico é fixamente preso no conjunto de suporte de arranjo ainda permanece removível para permitir reparo e/ou substituição.

13. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o conjunto de suporte de arranjo define um arranjo cilíndrico tendo um diâmetro de cerca de 34” ou menos e uma altura de 80” ou menos quando preso no sistema montado de maneira a facilitar o transporte do sistema através de uma entrada de tamanho padrão.

14. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o conjunto de suporte de arranjo compreende uma pluralidade de armações circulares empilhadas definindo uma coluna central aberta; e um sistema de resfriamento integrado que inclui qualquer de: uma ou mais ventoinhas de resfriamento que são configurados de modo a puxar uma admissão de ar frio para cima a partir de uma base da coluna central aberta em direção a um topo da coluna central aberta; e defletores circulares entre cada fileira de maneira a direcionar ar de resfriamento da coluna central aberta diretamente para cada fileira de módulos no arranjo cilíndrico.

15. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que qualquer de: o conjunto de suporte de arranjo é um arranjo cilíndrico que suporta pelo menos 50 módulos e inclui pelo menos duas fileiras empilhadas; o conjunto de suporte de arranjo é um arranjo cilíndrico, cada fileira suportando 25 módulos, e tendo pelo menos 4 fileiras de maneira que o conjunto de suporte de arranjo suporta pelo menos 100 módulos; e o conjunto de suporte de arranjo compreende dois arranjos cilíndricos, cada fileira suportando 25 módulos, e cada arranjo cilíndrico tendo pelo menos 4 fileiras de maneira que o sistema suporta 200 módulos.

16. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: um preparador de cartucho configurado para realizar um ou mais processos de amostra em uma amostra de fluido em um cartucho de ensaio de diagnóstico antes da análise e subsequentemente carregar o cartucho de ensaio de diagnóstico preparado na trilha de carregamento.

17. Método para manusear uma pluralidade de amostras biológicas com um sistema de processamento de alta produção (100), cada uma da pluralidade de amostras biológicas sendo em um cartucho de ensaio de diagnóstico (10) de uma pluralidade de cartuchos de ensaio de diagnóstico, o método caracterizado pelo fato de que compreende: receber a pluralidade de cartuchos de ensaio de diagnóstico (10) em um sistema de processamento de alta produção compreendendo uma pluralidade de módulos de ensaio de diagnóstico (30) em um conjunto de suporte de arranjo (130) definindo um arranjo cilíndrico tendo pelo menos duas dimensões, cada módulo de ensaio de diagnóstico compreendendo um sistema de ensaio de diagnóstico adaptado para receber um cartucho de ensaio de diagnóstico da pluralidade e realizar um ensaio de diagnóstico em uma amostra biológica dentro do respectivo cartucho (10); e carregar, com um carregador (20), cada uma da pluralidade de cartuchos de ensaio diagnóstico (10) dentro de um módulo de ensaio diagnóstico (30) respectivo da pluralidade de módulos de ensaio diagnóstico, em que o carregamento compreende mover o carregador (20) em relação ao conjunto de suporte de arranjo e mover o conjunto de suporte de arranjo em relação ao carregador por rotação de maneira que o cartucho de ensaio de diagnóstico seja carregável em qualquer dos módulos de ensaio de diagnóstico no arranjo movendo o conjunto de suporte de arranjo (130) em relação ao carregador em combinação com o carregador.

18. Método de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente qualquer de: carregar cada um da pluralidade de módulos de ensaio de diagnóstico pelo posicionamento de cada cartucho em um receptáculo de um dado módulo de ensaio de diagnóstico no arranjo; detectar uma presença de cada um da pluralidade de módulos de diagnóstico no suporte de arranjo; determinar disponibilidade de um dado módulo de diagnóstico da pluralidade de módulos de diagnóstico no conjunto de suporte de arranjo, com um controlador do sistema, com base em uma saída sem fio recebida do dado módulo de diagnóstico; determinar um módulo de ensaio de diagnóstico preferido de uma pluralidade de módulos de ensaio de diagnóstico disponíveis com base em qualquer dentre: proximidade, uma medição de temperatura, um equilíbrio de carga, um balanço térmico, uma distribuição entre os níveis ou em um respectivo nível, uma duração de tempo de ensaio, ou qualquer combinação dos mesmos; e carregar um cartucho de ensaio de diagnóstico da pluralidade no módulo de ensaio de diagnóstico preferido determinado.

19. Método de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente qualquer de: realizar um ensaio de diagnóstico em pelo menos um da pluralidade de módulos de ensaio de diagnóstico no arranjo, opcionalmente cada um da pluralidade de módulos de ensaio de diagnóstico no arranjo opera independentemente um do outro; obter uma ID exclusiva associada com cada módulo de ensaio de diagnóstico e cartucho de ensaio de diagnóstico associado mediante carregamento do respectivo cartucho no respectivo módulo; associar um resultado de ensaio de diagnóstico do módulo de ensaio de diagnóstico particular com a amostra biológica do respectivo cartucho carregado no módulo com base nas IDs exclusivas; e remover um ou mais módulos de ensaio de diagnóstico do conjunto de suporte de arranjo e substituir com um ou mais módulos de ensaio de diagnóstico de substituição.

20. Método de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o carregamento compreende: pegar, com um pegador do carregador, um cartucho de ensaio de diagnóstico da pluralidade recebida; transportar o cartucho de ensaio de diagnóstico suportado com o pegador para um módulo de ensaio de diagnóstico disponível no arranjo por um ou ambos dentre: transladar o pegador e mover o conjunto de suporte de arranjo em relação ao pegador; e carregar o ensaio de diagnóstico pego no módulo de ensaio de diagnóstico disponível.

21. Método de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que qualquer de: transportar os cartuchos de ensaio de diagnóstico com o pegador do carregador compreende transladar o pegador ao longo de um primeiro eixo geométrico do arranjo; transportar os cartuchos de ensaio de diagnóstico com o pegador do carregador compreende mover o conjunto de suporte de arranjo ao longo de um segundo eixo geométrico do arranjo, o segundo eixo geométrico sendo transversal ao primeiro eixo geométrico; o primeiro eixo geométrico tem um componente vertical substancial e o segundo eixo geométrico é substancialmente horizontal; e o arranjo é um arranjo cilíndrico tendo uma pluralidade de fileiras horizontais e uma pluralidade de colunas verticais e mover o conjunto de suporte de arranjo compreende rodar o conjunto de suporte em torno de um eixo geométrico longitudinal do arranjo.

22. Método de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que qualquer de: receber a pluralidade de cartuchos de ensaio de diagnóstico compreende receber cada um da pluralidade em uma trilha de carregamento que move a pluralidade de cartuchos de ensaio de diagnóstico recebida em direção ao mecanismo do carregador para carregamento no arranjo; a trilha de carregamento compreende uma pluralidade de rebaixos para receber a pluralidade de cartuchos de diagnóstico, cada rebaixo configurado para receber um cartucho de diagnóstico da pluralidade, o método compreendendo adicionalmente: sensorear uma ou mais da pluralidade de cartuchos de diagnóstico recebida na trilha de carregamento e mover um ou mais módulos sensoreados em direção ao carregador em resposta; e o conjunto de suporte de arranjo é um arranjo cilíndrico e a trilha de carregamento é um anel que se estendo em torno do arranjo cilíndrico de maneira que mover um ou mais cartuchos de diagnóstico sensoreados compreende rodar o anel em torno de um eixo geométrico longitudinal comum do arranjo cilíndrico e a trilha de carregamento em forma de anel.

23. Método de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente qualquer de: descarregar um respectivo cartucho de ensaio de diagnóstico após um ensaio de diagnóstico ser realizado na amostra biológica nele de um respectivo módulo de ensaio de diagnóstico da pluralidade; descarregar o cartucho de ensaio de diagnóstico movendo o carregador para o módulo de ensaio de diagnóstico em resposta a uma saída do módulo associados que é indicativa do término do ensaio de diagnóstico na amostra biológica realizado pelo respectivo módulo, opcionalmente, a saída é recebida sem fio do módulo de ensaio de diagnóstico com um controlador que controla o movimento do conjunto de suporte de arranjo e do carregador; suportar simultaneamente com o carregador pelo menos dois cartuchos de ensaio de diagnóstico que incluem um primeiro cartucho de ensaio de diagnóstico para carregamento no arranjo e um segundo cartucho de ensaio de diagnóstico que foi descarregado do arranjo e carregar o primeiro cartucho de ensaio de diagnóstico suportado no carregador em um respectivo módulo de diagnóstico do qual o segundo cartucho de ensaio de diagnóstico foi descarregado; e transportar os um ou mais cartuchos de diagnóstico usados que foram descarregados do arranjo pelo carregador para um receptáculo de resíduo.

24. Método de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente qualquer de: manter uma temperatura em cada nível do conjunto de arranjo em uma faixa de temperaturas adequadas para amostra processamento no sistema; manter uma temperatura em cada nível do conjunto de arranjo em torno de 18,33°C a em torno de 35°C (65 a em torno de 95 graus Fahrenheit); manter uma temperatura em cada nível do conjunto de arranjo através do funcionamento de uma ou mais ventoinhas de um sistema de resfriamento que direciona o fluxo de ar através de uma coluna central do arranjo de módulos e através de cada nível do arranjo de módulos; o fluxo de ar através de cada nível é, pelo menos parcialmente, separado por um defletor de maneira que o fluxo de ar varie entre níveis.

25. Método de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: preparar um ou mais cartuchos de ensaio de diagnóstico em um preparador de amostra que automaticamente transporta um ou mais cartuchos de ensaio de diagnóstico preparados para uma trilha de carregamento do sistema para subsequente análise.

26. Sistema de manuseio (100) para processamento de alta produção de uma pluralidade de amostras biológicas, cada qual estando dentro de um respectivo cartucho de ensaio de diagnóstico (10) de uma pluralidade de cartuchos de ensaio de diagnóstico, o sistema caracterizado pelo fato de que compreende: um conjunto de suporte de arranjo (130) adaptado para suportar a pluralidade de módulos de ensaio de diagnóstico (30) em um arranjo cilíndrico tendo pelo menos duas dimensões; e um carregador (20) que é móvel em relação ao conjunto de suporte de arranjo, em que o carregador é adaptado para carregar a pluralidade de cartuchos de ensaios diagnósticos dentro das pluralidades de módulos de ensaio diagnóstico enquanto suportados dentro do conjunto de suporte de arranjo; em que o conjunto de suporte de arranjo (130) é móvel em relação ao carregador (20) de maneira que o cartucho de ensaio de diagnóstico (10) é carregável em qualquer dos módulos de ensaio de diagnóstico (30) no arranjo movendo a estrutura de suporte de arranjo em relação ao carregador em combinação com o carregador.