BR112020017352A2 - Aparelho para analisar uma amostra de líquido compreendendo partículas - Google Patents
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Abstract
um aparelho para analisar uma amostra de líquido compreendendo partículas, que compreende: uma primeira câmara (12) e uma segunda câmara (14), e um caminho óptico entre a primeira câmara (12) e a segunda câmara (14), em que: a primeira câmara (12) é uma câmara de amostra que compreende: um espaço de amostra para receber a amostra; uma entrada de luz (24) para introdução de luz na primeira câmara (12) para interação com a amostra; e uma abertura de saída (26) disposta para que a luz espalhada e / ou refletida passe da primeira câmara através do caminho óptico para a segunda câmara (14); a segunda câmara (14) é uma câmara de detecção que compreende: uma abertura de entrada (28) para receber luz do caminho óptico; e um detector (25) para detectar, ou uma abertura de detector para receber luz a ser detectada; em que a primeira câmara (12) e a segunda câmara (14) fornecem pelo menos um volume de integração de luz, e em que a primeira câmara (12) é configurada de modo que em operação, a amostra de líquido esteja presente na primeira câmara (12) e isolada da segunda câmara (14).
Description
“APARELHO PARA ANALISAR UMA AMOSTRA DE LÍQUIDO COMPREENDENDO PARTÍCULAS” Introdução
[0001] A presente invenção se refere a um dispositivo para medir pelo menos uma propriedade de uma amostra, por exemplo, uma amostra biológica tal como bactéria, usando luz. Antecedentes
[0002] Conforme discutido na parte introdutória do WO 2016/128747, espectrofotômetros clássicos podem ser usados para determinar propriedades ópticas de bactérias usando absorção ou dispersão. Os espectrofotômetros de absorção podem ser usados para medir a absorbância relativa de uma amostra. A absorbância é medida comparando a intensidade da luz que entra na amostra com a intensidade da luz que sai da amostra. Uma queda na intensidade da luz indica que uma quantidade de luz foi absorvida. Isso pode ser exibido como uma figura arbitrária, normalmente uma densidade óptica. Isso pode levar a uma contagem precisa do número de células presentes em uma amostra.
[0003] Os espectrofotômetros de dispersão geralmente compreendem uma fonte de luz intensa, como um laser ou uma fonte incandescente muito brilhante, e um monocromador. A luz é incidente em uma amostra e é espalhada em diferentes ângulos. Os detectores colocados em intervalos discretos ao redor de uma câmara coletam a luz espalhada. A luz coletada na região de dispersão lateral pode ser usada para obter informações sobre a granularidade e a luz coletada na região de dispersão frontal pode ser usada para obter informações sobre o tamanho das partículas. A intensidade geral da luz espalhada fornece uma leitura de turbidez e uma indicação do número de partículas presentes. Em espectrofotômetros de dispersão para medir bactérias, o comprimento de onda típico da fonte de luz é 600 nm. Este comprimento de onda é o mais espalhado e menos absorvido por uma série de materiais orgânicos, como DNA, proteínas, citocromos.
[0004] Os citômetros de fluxo também podem determinar as propriedades de uma amostra de interesse. Quando um fluxo de invólucro de índice de líquido compatível flui através de um tubo estreito, o líquido atua para reduzir o lúmen do tubo forçando as células no líquido a passarem pelo tubo individualmente. Isso facilita a contagem de células. A luz do laser incidente no tubo estreito é espalhada conforme as células individuais passam. Os dados de espalhamento lateral e frontal podem ser registrados para fornecer informações sobre o tamanho e a granularidade das células em estudo. Milhares de células podem passar pelo feixe e serem medidas dessa forma em poucos segundos e em muito pouco líquido. Embora os citômetros sejam úteis em algumas aplicações, eles são máquinas sofisticadas que exigem treinamento extensivo do operador. A operação segura também requer uma entrada regular de reagentes e isso contribui para os custos de operação contínuos. A interpretação dos dados produzidos também pode ser desafiadora.
[0005] Outro método para medir a concentração de partículas suspensas em um líquido ou gás é a nefelometria. Os nefelômetros podem ser configurados para usar esferas integradoras. Em tal configuração, a luz incide sobre uma amostra e pode ser espalhada por partículas na amostra antes de entrar na esfera de integração. A luz espalhada é então refletida e difundida dentro da esfera de integração antes de ser detectada em uma porta de saída da esfera. A luz não espalhada passa direto pela esfera e não é coletada.
[0006] A publicação do pedido de patente internacional nº WO 2016/128747 (Hammond et al.), que é aqui incorporado por referência, divulga um sistema para medir uma amostra compreendendo: um coletor de luz de esfera integradora para coletar luz e conter a amostra; uma fonte de luz para a introdução de luz no coletor de luz de esfera de integração, em que a fonte de luz é operável para emitir luz com uma modulação conhecida; um detector para detectar luz espalhada no coletor de luz de esfera de integração e gerar um sinal indicativo da luz espalhada, e um amplificador preso operável usando a modulação de luz conhecida e o sinal gerado pelo detector para fornecer uma saída para análise. Foi descoberto no documento WO 2016/128747 que o uso de um coletor de luz de esfera de integração em combinação com o uso de luz modulada e detecção sensível de fase usando um amplificador preso pode ser usado para monitorar a mudança do sinal de detecção em diferentes pontos de tempo de uma amostra que pode conter um material biológico, como micróbios. Usando tal arranjo, verificou-se que a presença de micróbios e sua suscetibilidade a antibióticos ou outros arranjos podem ser determinados de maneira rápida e conveniente com sensibilidade suficiente. Em algumas modalidades descritas em WO 2016/128747, um feixe de laser modulado é usado como uma entrada de luz e passa através de uma amostra contida em uma cubeta montada na esfera de integração. O feixe de laser pode passar através da amostra diretamente para um despejo de feixe através de uma abertura de saída. Qualquer luz do feixe de laser que é espalhada pela amostra é refletida dentro da esfera de integração e eventualmente recebida por meio de um detector. O sinal de detecção é modulado na mesma frequência de modulação que o detector e o sinal de detecção modulado tem uma amplitude que é representativa do número de micróbios ou outras partículas de material biológico que estão presentes.
[0007] Na prática, os sistemas que podem fornecer testes em campo e / ou de alto rendimento são desejáveis, particularmente sistemas que fornecem uma ou mais facilidade de manutenção, manipulação de amostra, confiabilidade e / ou facilidade de uso. A determinação precisa no local de atendimento da presença de micróbios e / ou da eficácia dos antibióticos, se alcançada, pode fornecer um teste de amostra mais rápido e conveniente e pode, por exemplo, evitar ou adiar a necessidade de testes de amostras sofisticados e de consumo de tempo de laboratório.
[0008] Testes práticos mais rápidos e / ou simples e / ou convenientes para a presença de, e / ou suscetibilidade a antibióticos, podem levar, por exemplo, à redução da prescrição desnecessária de antibióticos ou prescrição inicial de antibióticos incorretos para uma condição particular. Sem esse teste rápido e preciso, por exemplo, no local de atendimento, é comum que os antibióticos sejam prescritos sem que testes detalhados tenham sido realizados e / ou de maneira especulada ou como forma de precaução. Tal prescrição incorreta ou uso excessivo de antibióticos levou a um aumento da resistência aos antibióticos na população global, o que é amplamente reconhecido como um desafio global crítico. Sumário
[0009] Em um primeiro aspecto, é fornecido um aparelho de detecção para analisar uma amostra compreendendo uma ou mais partículas em um líquido, por exemplo, detectando a presença de partículas em uma amostra líquida. O aparelho compreende uma primeira câmara e uma segunda câmara, e um caminho óptico entre a primeira câmara e a segunda câmara. A primeira câmara é uma câmara de amostra que compreende um espaço de amostra para receber a amostra, uma entrada de luz para a entrada de luz na primeira câmara para interação com a amostra e uma abertura de saída disposta para luz, por exemplo, luz espalhada e / ou refletida, para passar da primeira câmara através do caminho óptico para a segunda câmara. A segunda câmara é uma câmara de detecção que compreende uma abertura de entrada para receber luz do caminho óptico e um detector para detectar, ou uma abertura de detector para receber, luz a ser detectada. A primeira câmara e a segunda câmara podem fornecer pelo menos um volume de integração de luz. Em concretizações, a primeira câmara e a segunda câmara podem juntas fornecer pelo menos um volume de integração. Em outras palavras, a primeira câmara e a segunda câmara podem ser configuradas cada uma de modo que a luz espalhada e / ou refletida seja pelo menos parcialmente integrada na câmara. A primeira câmara pode ser configurada de modo que em operação a amostra de líquido esteja presente na primeira câmara e isolada da segunda câmara. Em concretizações, a primeira câmara define um volume que é pelo menos parcialmente externo ao volume da segunda câmara. O volume de integração pode ser para coletar, espalhar e / ou difundir luz. Em concretizações, a entrada de luz pode compreender uma abertura de entrada de luz. Em concretizações, o aparelho compreende ainda uma fonte de luz configurada para fornecer luz para a câmara de amostra através da entrada de luz.
[00010] A entrada de luz / abertura de entrada de luz, abertura de saída, abertura de entrada e abertura de detector podem cada um compreender seções da primeira / segunda câmara (como o caso talvez) que permitem que a luz passe através da referida seção. Preferencialmente, tais seções permitem que a luz passe substancialmente inalterada. Em concretizações, as seções podem ser construídas como orifícios ou como seções de material transparente.
[00011] A primeira câmara pode compreender ainda uma porta de saída de feixe de luz alinhada com a entrada de luz e opcionalmente levando a um despejo de feixe.
[00012] A entrada de luz pode compreender uma porta de entrada de luz para passar a luz de uma fonte de luz para a primeira câmara.
[00013] A primeira câmara pode compreender uma câmara de integração de luz e a segunda câmara pode compreender uma câmara de integração de luz.
[00014] O aparelho pode ainda compreender uma barreira para evitar a passagem da amostra assim para fornecer o referido isolamento da amostra de líquido da segunda câmara.
[00015] As paredes da primeira câmara podem ser reflexivas.
[00016] A entrada de luz e as paredes da primeira câmara podem ser dispostas de modo que em operação pelo menos parte da luz seja refletida na primeira câmara uma pluralidade de vezes antes de sair da primeira câmara através da abertura de saída.
[00017] A primeira câmara pode compreender uma abertura para inserção da amostra ou para inserção de uma célula de amostra removível. A abertura pode ser fechada. Em concretizações, a primeira câmara pode ser configurada de modo que a abertura possa ser fechada inserindo uma célula de amostra removível na primeira câmara. Em concretizações, o dispositivo pode compreender uma célula de amostra removível inserida através de uma abertura na primeira câmara, onde a célula de amostra quando inserida na primeira câmara fecha a abertura. Em concretizações, a célula de amostra removível pode compreender uma superfície reflexiva para refletir a luz na primeira câmara quando a célula de amostra é inserida na primeira câmara.
[00018] A primeira câmara pode compreender uma tampa, base ou parede que pode ser aberta ou removida para permitir a inserção da referida célula de amostra e / ou da referida amostra.
[00019] A tampa, base ou parede que pode ser aberta ou removível pode compreender uma superfície reflexiva para refletir a luz na primeira câmara em operação.
[00020] A primeira câmara pode ser configurada para receber uma célula de amostra removível para conter a amostra
[00021] A célula de amostra pode ser configurada para fornecer o referido isolamento da amostra de líquido da segunda câmara.
[00022] O aparelho pode compreender um arranjo de recepção de célula de amostra para receber a célula de amostra, por exemplo, pelo menos um guia para guiar a célula de amostra para uma posição desejada no espaço de amostra.
[00023] A célula de amostra pode compreender uma cubeta.
[00024] O espaço de amostra pode ter uma forma e / ou tamanho que corresponde a uma forma e / ou tamanho de uma célula de amostra para inserção na primeira câmara, por exemplo, de modo que em operação a célula de amostra quando no espaço de amostra seja mantida substancialmente vertical e / ou é substancialmente impedida de se mover em pelo menos uma, preferencialmente em cada, direção, por exemplo por meio de contato ou proximidade entre as paredes da primeira câmara e as paredes da célula de amostra. As paredes do espaço de amostra podem ser dispostas de modo a restringir o movimento da célula de amostra de modo a manter a célula de amostra em uma posição desejada, por exemplo, substancialmente vertical.
[00025] O espaço de amostra pode ser configurado de modo que a célula de amostra removível preencha substancialmente o espaço de amostra quando inserida.
[00026] A célula de amostra pode compreender parede (s) que são pelo menos parcialmente transparentes à luz de modo que quando inserida no espaço de amostra da primeira câmara, a luz da entrada é capaz de entrar e sair da célula de amostra através do referido pelo menos parede (s) parcialmente transparente.
[00027] A célula de amostra pode compreender paredes que são substancialmente transparentes em praticamente toda a sua área. Por exemplo, cada uma das paredes da célula de amostra pode ser substancialmente transparente sobre substancialmente toda a sua área.
[00028] A célula de amostra pode compreender pelo menos uma parede substancialmente opaca que inclui pelo menos uma abertura substancialmente transparente.
[00029] A primeira câmara pode ser configurada de modo que a abertura ou pelo menos uma das aberturas da célula de amostra esteja alinhada com a entrada de luz da primeira câmara e / ou de modo que a abertura ou pelo menos uma das aberturas da célula de amostra esteja alinhada com a abertura de saída da primeira câmara.
[00030] As paredes substancialmente opacas da célula de amostra podem ser reflexivas e / ou compreender camada (s) reflexiva (s) de modo que a luz dentro da célula de amostra seja refletida para fora das paredes da célula de amostra.
[00031] As paredes da primeira câmara podem ser menos reflexivas do que as paredes da célula de amostra. Em concretizações, as paredes da primeira câmara são substancialmente não reflexivas. Tais concretizações podem ser particularmente úteis em combinação com uma célula de amostra compreendendo paredes reflexivas.
[00032] A célula de amostra pode compreender uma célula de amostra descartável. Em concretizações, a célula de amostra pode ser feita de polímeros, tais como polímeros orgânicos comumente referidos como "plásticos". Por exemplo, a célula de amostra pode ser feita de PVC, polietileno, etc. Vantajosamente, tais materiais podem permitir a fabricação barata de células de amostra, permitindo assim que as células de amostra sejam descartáveis.
[00033] A entrada de luz e a abertura de saída podem ser dispostas de modo que, em operação, pelo menos alguma, opcionalmente substancialmente toda a luz da entrada de luz seja refletida e / ou espalhada pelo menos uma vez antes de passar pela abertura de saída.
[00034] A entrada de luz pode ser alinhada com um ponto ou região de uma parede da primeira câmara que é distal da abertura de saída.
[00035] As paredes da segunda câmara podem ser reflexivas de modo que em operação pelo menos parte, opcionalmente substancialmente toda, a luz que entra através do caminho óptico sofre pelo menos uma reflexão antes da detecção pelo detector. Todas as paredes da segunda câmara podem ser reflexivas.
[00036] A refletividade e o arranjo das paredes da segunda câmara podem ser tais que substancialmente toda a luz em um comprimento de onda de detecção que entra através do caminho óptico seja recebida pelo detector.
[00037] As paredes da primeira câmara e / ou da segunda câmara podem compreender um material reflexivo, opcionalmente óxido de titânio, alumínio ou prata.
[00038] O material reflexivo pode ser fornecido nas paredes da primeira câmara e / ou nas paredes da segunda câmara usando pelo menos um de um processo de deposição, um processo de revestimento, um processo de deposição de dispersão, um processo de pintura, um processo de impressão.
[00039] O método usado para formar ou fornecer o material reflexivo pode ser selecionado a fim de fornecer pelo menos um de uma uniformidade desejada de revestimento, espessura, refletividade, propriedades difusivas, facilidade de produção, velocidade e custo.
[00040] As paredes da primeira câmara e / ou segunda câmara podem compreender um revestimento difusivo configurado para produzir luz difusa. O revestimento difusivo pode compreender óxido de zinco e / ou óxido de alumínio.
[00041] As paredes da segunda câmara podem definir um espaço de detecção e pelo menos parte do detector para receber luz pode estar presente dentro do espaço de detecção.
[00042] Pelo menos parte do detector pode se estender para longe de pelo menos uma das paredes para o espaço de detecção.
[00043] O detector pode compreender um elemento receptor de luz. O elemento receptor de luz pode compreender, ou ser configurado para guiar a luz para um elemento de detecção do detector.
[00044] O elemento de detecção pode compreender um elemento configurado para produzir sinais elétricos em resposta à luz.
[00045] O elemento receptor de luz pode ser montado no espaço de detecção da segunda câmara distante das paredes da segunda câmara.
[00046] O elemento receptor de luz pode ser disposto em relação às paredes da segunda câmara de modo que receba a luz de pelo menos uma primeira direção e uma segunda direção oposta.
[00047] O arranjo do caminho óptico e da segunda câmara pode definir um eixo óptico da abertura de entrada para um ponto ou região em uma parede da segunda câmara oposta à abertura de entrada e o elemento receptor de luz do detector está localizado em uma posição do eixo em relação ao referido eixo óptico.
[00048] A segunda câmara pode ser formada e disposta de modo que pelo menos parte, opcionalmente substancialmente toda, a luz recebida pelo detector seja refletida pelo menos uma vez na segunda câmara antes de ser recebida.
[00049] A segunda câmara e o detector podem ser formados e dispostos para operar como um coletor de luz integrado.
[00050] O detector pode compreender qualquer tipo adequado de detector, por exemplo, qualquer dispositivo fotoelétrico, fotovoltaico, fotoquímico adequado. O detector pode compreender um dispositivo de ponto quântico, opcionalmente um dispositivo de ponto quântico de grafeno / Si e / ou qualquer dispositivo semicondutor adequado.
[00051] O detector pode compreender pelo menos um fotodiodo e / ou pelo menos uma câmera e / ou pelo menos um tubo fotomultiplicador.
[00052] O caminho óptico pode compreender uma passagem entre a primeira câmara e a segunda câmara. Em concretizações, o aparelho compreende uma passagem entre a primeira câmara e a segunda câmara, a passagem formando o caminho óptico.
[00053] A passagem pode compreender paredes que são pelo menos parcialmente reflexivas.
[00054] Em concretizações, a entrada de luz pode ser configurada para receber luz de uma fonte de luz, como um laser e / ou um LED.
[00055] Em concretizações, a fonte de luz é uma fonte de luz colimada. Em concretizações, a fonte de luz é uma fonte de luz colimada monocromática.
[00056] A luz pode ter um comprimento de onda tal que a luz se espalha e / ou é absorvida de ou pelas partículas se presentes. Em concretizações, a luz tem um comprimento de onda que é tal que a luz se espalha e / ou é absorvida por microrganismos.
[00057] A luz pode ter um comprimento de onda na faixa de 600nm a 800nm, opcionalmente na faixa de 590nm a 650nm ou na faixa de 620nm a 750nm. A luz pode ter uma modulação conhecida.
[00058] A primeira câmara pode ser maior do que a segunda câmara. A primeira câmara e / ou a segunda câmara podem ter cada uma um respectivo cubo ou forma cubóide.
[00059] A primeira câmara e a segunda câmara podem ser dispostas em uma configuração substancialmente em forma de L.
[00060] A primeira câmara pode ter um volume na faixa de 1 L a 10 mL e / ou a segunda câmara pode ter um volume na faixa de 1 L a 10mL.
[00061] A abertura de saída e / ou a abertura de entrada podem ter uma área de seção transversal com um diâmetro na faixa de 1 a 10 mm. O diâmetro de uma abertura pode se referir ao diâmetro do menor círculo no qual a abertura se encaixaria. Em concretizações, a abertura de saída e / ou a abertura de entrada podem ter uma área de seção transversal em uma faixa de 1 mm2 a 100 mm2.
[00062] A primeira câmara pode compreender um corpo que define o espaço de amostra e / ou a segunda câmara pode compreender um corpo que define o ou um espaço de detecção. A primeira câmara e / ou a segunda câmara podem ser formadas de plástico ou metal.
[00063] O corpo da primeira câmara e / ou o corpo da segunda câmara pode ser formado usando pelo menos um de um processo de moldagem, um processo de moldagem por injeção, um processo de impressão.
[00064] O corpo da primeira câmara e / ou o corpo da segunda câmara podem ser removíveis um do outro e / ou de uma montagem ou alojamento.
[00065] O corpo da primeira câmara e o corpo da segunda câmara podem ser formados como um único corpo.
[00066] As partículas podem compreender organismos.
[00067] As partículas podem compreender microrganismos, opcionalmente bactérias, fungos ou outros materiais particulados.
[00068] A amostra pode compreender pelo menos um de sangue, plasma sanguíneo, urina, água, fluido de crescimento bacteriano, fluido cerebrospinal (LCR), pus ou aspirado articular.
[00069] Também é fornecido um sistema que compreende um aparelho de detecção de acordo com qualquer uma das concretizações do primeiro aspecto e uma célula de amostra conforme descrito em relação a qualquer uma das concretizações de qualquer outro aspecto.
[00070] Em outro aspecto, é fornecido um sistema que compreende pelo menos um aparelho de detecção como reivindicado ou descrito neste documento e compreendendo ainda circuitos de detecção para processar um sinal de detecção do detector, em que a luz é inserida com uma modulação conhecida e o circuito de detecção compreende um detector configurado para usar a modulação conhecida e o sinal de detecção para gerar um sinal de medição. Em concretizações, o detector compreende um detector sensível à fase. Em concretizações, o detector compreende um amplificador lock-in. Em concretizações, o sistema compreende ainda pelo menos uma célula de amostra como aqui descrito.
[00071] Em outro aspecto, é fornecido um sistema que compreende uma pluralidade de aparelhos de detecção, conforme reivindicado ou descrito neste documento, fornecido em um único alojamento ou montagem.
[00072] Em um aspecto adicional, é fornecido um sistema que compreende uma pluralidade de aparelhos de detecção como reivindicado ou descrito neste documento,
compreendendo ainda um arranjo de guia de luz para guiar a luz de uma fonte para as entradas de luz da pluralidade de aparelhos de detecção.
[00073] O arranjo de guia de luz pode compreender uma pluralidade de arranjos de cabo de fibra óptica, cada arranjo de cabo de fibra óptica sendo configurado para guiar a luz da fonte para uma respectiva entrada de luz.
[00074] Cada arranjo de cabo de fibra óptica pode compreender um cabo de fibra óptica ou um feixe de cabos de fibra óptica.
[00075] O arranjo de guia de luz pode compreender pelo menos um interruptor óptico, divisor ou roteador.
[00076] Em outro aspecto, que pode ser fornecido independentemente, é fornecido um sistema para analisar uma pluralidade de amostras de líquido compreendendo uma ou mais partículas, por exemplo, detectando a presença de partículas em uma pluralidade de amostras de líquido. O sistema compreende: uma pluralidade de câmaras de amostra, uma câmara de detecção e um mecanismo de acoplamento operável para colocar uma câmara de amostra da pluralidade de câmaras de amostra em uma configuração acoplada com a câmara de detecção. Cada câmara de amostra compreende: um espaço de amostra para receber uma amostra da pluralidade de amostras de líquido; uma entrada de luz para entrada de luz na câmara de amostra para interação com a amostra; e uma abertura de saída disposta para que a luz passe da câmara de amostra para a câmara de detecção quando a referida câmara de amostra estiver na configuração acoplada com a câmara de detecção; e um detector para detectar, ou uma abertura de detector para receber a luz a ser detectada; em que a referida câmara de amostra e a câmara de detecção compreendem pelo menos um volume de integração de luz, e em que a câmara de amostra é configurada de modo que, em operação, a amostra líquida esteja presente na câmara de amostra e isolada da câmara de detecção.
[00077] Em concretizações, na configuração acoplada, o aparelho compreende um caminho óptico entre a referida câmara de amostra e a câmara de detecção, a abertura de saída da câmara de amostra é disposta para que a luz passe da câmara de amostra para a câmara de detecção através do caminho óptico, e a câmara de detecção compreende uma abertura de entrada para receber luz do caminho óptico quando a câmara de amostra está na configuração acoplada com a câmara de detecção.
[00078] O mecanismo de acoplamento pode ser operável para colocar sequencialmente cada câmara de amostra na configuração de acoplamento com a câmara de detecção.
[00079] O mecanismo de acoplamento pode ser operável para girar as câmaras de amostra, opcionalmente, em que o mecanismo de acoplamento compreende um mecanismo de carrossel.
[00080] O sistema pode compreender ainda um arranjo de acionamento disposto para acionar o mecanismo de acoplamento, opcionalmente, em que o arranjo de acionamento compreende componentes mecânicos ou eletromecânicos, por exemplo, atuadores mecânicos ou eletromecânicos.
[00081] Em outro aspecto, que pode ser fornecido independentemente, é fornecido um método para analisar uma amostra de líquido compreendendo partículas, por exemplo, detectando partículas na amostra de líquido. O método compreende a entrada de luz em uma câmara de amostra para interação com uma amostra, em que a câmara de amostra é ou compreende ou faz parte de um volume de integração que direciona substancialmente toda a luz espalhada pela amostra para uma câmara de detecção separada; e detectar a luz recebida na câmara de detecção da câmara de amostra para obter uma medição representativa de uma propriedade da amostra, tal como a presença e / ou quantidade de partículas na amostra líquida. Em concretizações, a análise da amostra compreende determinar um ou mais de: a presença ou ausência de partículas, o número de partículas, a concentração de partículas e o tamanho das partículas. Em outras palavras, o método pode compreender a detecção de luz para obter uma medição representativa de uma propriedade da amostra selecionada de: a presença ou ausência de partículas na amostra, o número de partículas na amostra, a concentração de partículas na amostra, e o tamanho das partículas na amostra.
[00082] O método pode compreender repetir a entrada de luz e obter uma medição em uma pluralidade de momentos diferentes. O método pode, assim, determinar uma variação no número ou tamanho das partículas na amostra em função do tempo e / ou em função do tratamento da amostra.
[00083] O tratamento pode compreender o tratamento com um ou mais materiais selecionados, por exemplo, um ou mais antibióticos selecionados.
[00084] Em outro aspecto é fornecido um método para realizar medições em uma pluralidade de amostras usando um sistema como reivindicado ou descrito aqui compreendendo fornecer amostras em cada uma das diferentes câmaras de amostra e realizar medições nas amostras nas diferentes câmaras de amostra simultaneamente ou em diferentes vezes.
[00085] O método pode compreender a repetição das medições nas amostras em uma pluralidade de tempos diferentes assim para determinar uma variação no número ou tamanho das partículas nas amostras em função do tempo e / ou em função do tratamento das amostras.
[00086] Em outro aspecto, que pode ser fornecido independentemente, pode ser fornecida uma cubeta ou outro recipiente de amostra removível compreendendo paredes reflexivas e pelo menos uma abertura, opcionalmente duas aberturas, para entrada e saída de luz, em que a cubeta ou outro recipiente de amostra removível fornece um volume de integração leve. Todas as paredes da cubeta ou de outro recipiente de amostra podem ser reflexivas. As aberturas podem compreender aberturas em lados opostos da cubeta ou outro recipiente. As aberturas podem compreender uma primeira abertura tendo um primeiro eixo ao longo do qual a luz passa em operação e uma segunda abertura tendo um segundo eixo ao longo do qual a luz passa em operação, e o primeiro eixo e o segundo eixo podem estar não alinhados.
[00087] Em outro aspecto, que pode ser fornecido independentemente, é fornecido um recipiente de amostra para uso com um ou mais detectores e / ou câmaras de detecção, o recipiente de amostra compreendendo:
uma porção de contenção para conter uma amostra de líquido; um cassete de amostra compreendendo uma pluralidade de câmaras de amostra, e um mecanismo de distribuição de líquido para distribuir a amostra de líquido contida da porção de contenção para a pluralidade de câmaras de amostra. Cada uma da pluralidade de câmaras de amostra pode ser configurada para ser colocada em uma configuração acoplada com um ou mais detectores e / ou câmaras de detecção.
[00088] Pelo menos uma das câmaras de amostra da pluralidade de câmaras de amostra pode fornecer um volume de integração de luz. Pelo menos uma superfície da referida câmara de amostra pode compreender um material reflexivo. Pelo menos uma superfície da referida câmara de amostra pode ser pelo menos parcialmente transparente à luz. Pelo menos uma superfície da câmara de amostra pode compreender uma abertura para permitir a passagem de luz. A luz pode compreender luz de um comprimento de onda selecionado ou faixa de comprimentos de onda para realizar medições em relação à amostra.
[00089] Cada uma da pluralidade de câmaras de amostra pode compreender pelo menos um de: uma entrada de luz para entrada de luz na câmara de amostra para interação com a amostra de líquido na câmara de amostra; uma abertura de saída disposta para que a luz passe da câmara de amostra através de um caminho óptico para uma das uma ou mais câmaras de detecção quando em uma configuração acoplada com a câmara de detecção. A câmara de amostra e a câmara de detecção podem compreender ou formar, individualmente ou em combinação, pelo menos um volume de integração de luz. A câmara de amostra pode ser configurada de modo que em operação a amostra de líquido esteja presente na câmara de amostra e isolada da câmara de detecção.
[00090] Em operação a amostra de líquido pode estar presente na câmara de amostra e isolada da câmara de detecção.
[00091] A porção de contenção e a cassete de amostra podem ser separáveis. O cassete de amostra pode ser configurado para engatar com a porção de contenção. O cassete de amostra pode ser configurado para desengatar da porção de contenção.
[00092] O mecanismo de distribuição pode ser configurado para distribuir a amostra de líquido contida da porção de contenção para a pluralidade de câmaras de amostra quando a porção de contenção e o cassete de amostra estão engatados. O mecanismo de distribuição pode ser configurado para prevenir, e / ou compreender meios para prevenir, a distribuição da amostra de líquido para a pluralidade de câmaras de amostra quando a porção de contenção e o cassete de amostra são separados e / ou desengatados.
[00093] O recipiente de amostra e cada uma das câmaras de amostra podem ser móveis entre um respectivo estado engatado e / ou aberto e um respectivo estado desengatado e / ou fechado. Pode ser que no estado engatado a amostra líquida seja capaz de passar do recipiente de amostra para a câmara de amostra e no estado desengatado ou fechado a amostra líquida seja impedida de passar do recipiente de amostra para a câmara de amostra.
[00094] O recipiente de amostra pode ainda compreender um mecanismo de fixação para fixar a porção de contenção ao cassete de amostra.
[00095] O mecanismo de distribuição pode compreender ainda um mecanismo de válvula configurado para controlar um fluxo de líquido da porção de contenção para a pluralidade de câmaras de amostra.
[00096] O mecanismo de válvula pode ser operável para se mover de uma configuração aberta, na qual o líquido pode passar da porção de contenção para o cassete de amostra, e uma configuração fechada na qual o líquido é impedido de passar da porção de contenção para o cassete de amostra.
[00097] O mecanismo de válvula pode ser configurado para ser movido de uma configuração aberta para uma configuração fechada na separação da porção do recipiente do cassete de amostra.
[00098] O mecanismo de válvula pode ser configurado para ser movido de uma configuração fechada para uma configuração aberta na fixação do cassete de amostra à porção do recipiente.
[00099] O mecanismo de válvula pode compreender pelo menos uma abertura e / ou pelo menos um membro móvel, operável para cobrir a pelo menos uma abertura para colocar o mecanismo de válvula na configuração fechada.
[000100] O mecanismo de distribuição pode compreender ainda um ou mais canais de fluido acoplados à pluralidade de câmaras de amostra.
[000101] O mecanismo de distribuição pode compreender ainda uma ou mais paredes divisórias dividindo o cassete em uma pluralidade de partições de amostra, cada partição de amostra contendo uma câmara de amostra.
[000102] O mecanismo de válvula pode ser configurado para cooperar com o mecanismo de fixação.
[000103] O mecanismo de válvula pode ser configurado para ser movido de uma configuração aberta para uma configuração fechada na separação da porção do recipiente do cassete de amostra.
[000104] O mecanismo de válvula pode ser configurado para ser movido de uma configuração fechada para uma configuração aberta na fixação do cassete de amostra à porção do recipiente.
[000105] O mecanismo de fixação e / ou mecanismo de válvula pode ser operado por meio da rotação de um ou mais do cassete de amostra.
[000106] O recipiente de amostra pode compreender ainda uma tampa para a porção do recipiente de líquido. A tampa pode compreender um recesso para coletar sedimentos e / ou outros detritos da amostra líquida em resposta à inversão do recipiente.
[000107] O recipiente pode compreender pelo menos um adesivo e / ou superfície reativa ou componente configurado para coletar sedimentos e / ou outros detritos da amostra líquida.
[000108] A porção do cassete de amostra pode fornecer uma base ou suporte para a porção do recipiente.
[000109] O recipiente de amostra pode compreender ainda um suporte para suportar a porção do recipiente, por exemplo, na separação do cassete de amostra.
[000110] O mecanismo de distribuição pode ser configurado para distribuir a amostra de líquido sob a influência de, e / ou em resposta a, pelo menos um de: gravidade, pressão de fluido e / ou uma pressão aplicada.
[000111] O mecanismo de fixação, mecanismo de distribuição e / ou mecanismo de válvula pode compreender um ou mais de: um parafuso roscado e abertura correspondente, um anexo de baioneta, um sistema do tipo luer-lock, um plugue e soquete.
[000112] Em outro aspecto, que pode ser fornecido independentemente, é fornecido um sistema para detectar a presença de partículas em uma amostra de líquido que compreende: um recipiente de amostra compreendendo: uma porção de contenção para conter a amostra líquida; um cassete de amostra compreendendo uma pluralidade de câmaras de amostra, e um mecanismo de distribuição de líquido para distribuir a amostra de líquido contida da porção de contenção para a pluralidade de câmaras de amostra.
[000113] O sistema pode compreender ainda uma câmara de detecção e um mecanismo de acoplamento operável para colocar uma câmara de amostra do cassete de amostra em uma configuração acoplada com a câmara de detecção de modo que, na configuração acoplada, a luz pode, por exemplo, passar da câmara de amostra para a câmara de detecção. Em concretizações, o sistema compreende um caminho óptico entre a referida câmara de amostra e a câmara de detecção.
[000114] Cada câmara de amostra pode compreender: um espaço de amostra para receber uma parte da amostra de líquido, uma entrada de luz para entrada de luz na câmara de amostra para interação com a amostra; e uma abertura de saída disposta para que a luz passe da câmara de amostra através do caminho óptico para a câmara de detecção quando a referida câmara de amostra está na configuração acoplada com a câmara de detecção.
[000115] A câmara de detecção pode compreender pelo menos um de: uma abertura de entrada para receber luz do caminho óptico quando a câmara de amostra está na configuração acoplada com a câmara de detecção; e um detector para detectar, ou uma abertura de detector para receber a luz a ser detectada. A referida câmara de amostra e / ou a câmara de detecção, considerada sozinha ou em combinação, pode compreender pelo menos um volume de integração de luz. A câmara de amostra pode ser configurada de modo que, em operação, a amostra de líquido esteja presente na câmara de amostra e isolada da câmara de detecção.
[000116] A câmara de amostra pode compreender parede (s) transparente (s) e as paredes transparentes podem fornecer o caminho óptico. Alternativamente a câmara de amostra pode compreender pelo menos uma parede opaca e / ou reflexiva e o caminho óptico pode compreender pelo menos uma abertura na referida pelo menos uma parede opaca e / ou reflexiva. A abertura e / ou caminho óptico pode ser alinhado ou alinhado com um detector ou uma entrada de detector da câmara de detecção. A câmara de amostra e a câmara de detector podem ser formadas e / ou dispostas de modo que quando a câmara de amostra está localizada em uma posição operacional na câmara de detector, a abertura e / ou o caminho óptico está alinhado com um detector ou uma entrada de detector da câmara de detecção.
[000117] Em outro aspecto, que pode ser fornecido independentemente, é fornecido um método de análise de uma amostra de líquido compreendendo partículas, por exemplo, detectando partículas na amostra de líquido, compreendendo: fornecer um sistema para detectar a presença de partículas de acordo com qualquer aspecto, reivindicação ou concretização fornecida aqui, por exemplo o aspecto imediatamente anterior; obter uma amostra de líquido na porção de contenção do recipiente de amostra; distribuir a amostra de líquido para a pluralidade de câmaras de amostra do cassete de amostra de modo que cada uma da pluralidade de câmaras de amostra contenha uma porção da amostra de líquido; colocar uma câmara de amostra na configuração de acoplamento com a câmara de detecção; entrada de luz na câmara de amostra para interação com a porção da amostra líquida nela contida, em que a câmara de amostra é ou compreende ou faz parte de um volume de integração que direciona substancialmente toda a luz espalhada pela amostra para a câmara de detecção; e detectar a luz recebida na câmara de detecção da câmara de amostra para obter uma medição representativa da presença e / ou quantidade de partículas na porção da amostra de líquido na referida câmara de amostra.
[000118] O método pode compreender ainda a operação do mecanismo de acoplamento para colocar pelo menos uma câmara de amostra adicional contendo uma porção adicional de amostra de líquido em uma configuração de acoplamento com a câmara de detecção e entrada de luz em pelo menos uma câmara de amostra adicional para obter uma medição representativa da presença e / ou quantidade de partículas na porção adicional da amostra de líquido.
[000119] O método pode compreender ainda a introdução de um ou mais materiais, por exemplo, antibióticos, em cada uma da pluralidade de câmaras de amostra.
[000120] Em outro aspecto, que pode ser fornecido independentemente, é fornecida uma célula de amostra compreendendo um espaço de amostra para receber uma amostra de líquido e compreendendo ainda pelo menos uma parede substancialmente opaca que inclui pelo menos uma abertura substancialmente transparente.
[000121] As paredes da célula de amostra podem ser reflexivas.
[000122] A célula de amostra pode compreender uma cubeta.
[000123] Recursos em um aspecto podem ser aplicados como recursos em qualquer outro aspecto em qualquer combinação apropriada. Por exemplo, qualquer um ou mais dos métodos, aparelhos ou recursos do sistema podem ser aplicados como qualquer outro dos métodos, aparelhos ou recursos do sistema.
Breve Descrição dos Desenhos
[000124] As concretizações serão agora descritas a título de exemplo apenas, e com referência aos desenhos, dos quais:
[000125] A Figura 1 é um diagrama esquemático de um aparelho de detecção;
[000126] A Figura 2 é uma vista explodida do aparelho de detecção em uma configuração desmontada;
[000127] A Figura 3 é uma vista do aparelho de detecção em uma configuração montada e aberta;
[000128] A Figura 4 é uma vista do aparelho de detecção em uma configuração montada e fechada;
[000129] As Figuras 5a a 5g são diagramas esquemáticos em perspectiva e vistas em corte do aparelho de detecção de acordo com concretizações;
[000130] A Figura 6 é um gráfico do crescimento bacteriano em função do tempo de amostras biológicas na presença de diferentes concentrações de um primeiro tipo de antibiótico (meropenem);
[000131] A Figura 7 é um gráfico do crescimento bacteriano em função do tempo de amostras biológicas na presença de diferentes concentrações de um segundo tipo de antibiótico (gentamicina);
[000132] A Figura 8 (a) e a Figura 8 (b) são gráficos que mostram o crescimento bacteriano de amostras em função do tempo na presença de diferentes tipos de antibióticos;
[000133] A Figura 9 é um diagrama esquemático que ilustra o uso do aparelho de detecção;
[000134] A Figura 10 é um gráfico do crescimento bacteriano em função do tempo de amostras de urina na presença de diferentes tipos de antibióticos;
[000135] A Figura 11 é um diagrama esquemático que ilustra um recipiente de amostra;
[000136] A Figura 12 é um diagrama esquemático que ilustra uma porção de base do recipiente de amostra;
[000137] A Figura 13 é um diagrama esquemático que ilustra um mecanismo de válvula do recipiente de amostra;
[000138] A Figura 14 é um diagrama esquemático que ilustra uma câmara de amostra da porção de base dentro de uma câmara de detecção;
[000139] As Figuras 15 (a) a 15 (k) são vistas em perspectiva do recipiente de amostra, incluindo a porção superior do recipiente de amostrador, porção de base e mecanismo de válvula, e
[000140] A Figura 16 é um fluxograma de um método de uso de um aparelho de detecção com recipiente de amostra. Descrição Detalhada dos Desenhos
[000141] A Figura 1 é um diagrama esquemático de um aparelho de detecção 10 para detectar a presença de organismos em uma amostra de líquido de acordo com as concretizações. O aparelho de detecção 10 tem duas câmaras: uma primeira câmara, também referida como câmara de amostra 12 e uma segunda câmara, também referida como uma câmara de detecção 14. Conforme descrito em mais detalhes abaixo, um caminho óptico é fornecido entre a câmara de amostra 12 e a câmara de detecção 14.
[000142] A câmara de amostra 12 e a câmara de detecção 14 são ocas e atuam para integrar a luz. A câmara de amostra 12 é uma câmara de integração de luz que atua como uma câmara de difusão e coleta de luz. A câmara de detecção 14 é também uma câmara de integração de luz que atua como uma câmara de difusão e coleta de luz. Nesta concretização, cada uma das câmaras fornece um respectivo volume de integração de luz acoplado pelo caminho óptico.
[000143] Conforme descrito em mais detalhes abaixo, cada câmara atua como uma câmara de difusão e coleta de luz. A luz é introduzida na câmara de amostra, espalhada pela amostra e refletida várias vezes nas paredes internas para produzir uma distribuição substancialmente uniforme de luz em todo o interior da câmara. A luz coletada sai da câmara de amostra 12 através do caminho óptico e é introduzida na câmara de detecção 14, onde é refletida várias vezes das paredes internas para produzir uma distribuição substancialmente uniforme de luz em todo o interior da câmara, antes de ser detectada. Em operação, a amostra está localizada dentro da câmara de amostra 12. Como a amostra está localizada dentro da câmara de amostra 12, a luz pode passar por ela várias vezes.
[000144] Na presente concretização, a câmara de amostra 12 fornece um primeiro volume de integração e a câmara de detecção 14 fornece um segundo volume de integração. Embora a câmara de amostra 12 e a câmara de detecção 14 funcionem individualmente como uma câmara de integração 14, a combinação da câmara de amostra 12, a câmara de detecção 14 e o caminho óptico que as une (que pode ser na forma de uma passagem com paredes reflexivas como discutido abaixo) na presente concretização podem ser considerados para funcionar como uma única câmara de integração maior.
[000145] Em outras concretizações, apenas uma de câmara de amostra 12 e câmara de detecção 14 fornece um volume de integração. Em algumas concretizações, a câmara de amostra 12 e a câmara de detecção 14 juntas fornecem um volume de integração para difundir e coletar luz.
[000146] A câmara de amostra 12 tem um espaço, também referido como um espaço de amostra configurado para receber uma amostra a ser testada. Nesta concretização, a amostra está contida dentro de uma célula de amostra removível 18. A câmara de amostra 12 pode estar em uma configuração aberta ou em uma configuração fechada. A câmara de amostra 12 tem uma abertura que pode ser fechada de modo que a configuração da câmara de amostra 12 pode ser alterada de sua configuração aberta para sua configuração fechada e vice-versa.
[000147] Na configuração aberta, a câmara de amostra 12 é configurada para receber a amostra, nesta concretização, a célula de amostra 12. Na configuração fechada, a câmara de amostra 12 é configurada para detecção. Nesta concretização, a abertura que pode ser fechada está na extremidade superior da câmara de amostra e pode ser fechada por uma tampa 20. Nesta concretização, a tampa 20 é removível.
[000148] Na configuração fechada, o espaço de amostra da câmara de amostra 12 é definido pelas paredes internas da câmara de amostra 12 e a tampa 20. O espaço de amostra tem dimensões, por exemplo, uma forma e / ou um tamanho que corresponde à forma e / ou tamanho da célula de amostra removível 18 para permitir a inserção da célula de amostra removível 18 na câmara de amostra 12, e assim permitir o posicionamento da amostra dentro da câmara de amostra 12.
[000149] A célula de amostra removível 18 contém a amostra a ser testada. A célula de amostra removível 18 fornece isolamento de uma amostra de líquido fornecida na câmara de amostra 12 da câmara de detecção 14. Em algumas concretizações, a célula de amostra 18 é ou inclui uma cubeta. Quando inserida no espaço de amostra, a célula de amostra removível 18 preenche substancialmente o volume do espaço de amostra.
[000150] A célula de amostra removível 18 é configurada para permitir que a luz entre e saia de modo que a luz fornecida à célula de amostra 18 possa interagir com a amostra biológica contida nela. Nesta concretização, a célula de amostra removível 18 tem paredes transparentes que permitem que a luz passe e, assim, entre e / ou saia da célula de amostra 18. Em algumas concretizações, as paredes são parcialmente transparentes.
[000151] Uma fonte de luz 22 é fornecida. A câmara de amostra 12 tem uma entrada de luz 24 configurada para receber luz da fonte de luz 22. A câmara de amostra 12 também tem uma abertura de saída 26. Um eixo de feixe pode ser definido entre a fonte de luz 22 e a entrada de luz 24, de modo que, em operação, a luz da fonte de luz 22 viaja substancialmente ao longo do eixo do feixe e entra na câmara de amostra 12 através da entrada de luz 24. A abertura de saída 26 para a luz espalhada é posicionada em uma posição fora do eixo em relação ao eixo do feixe de modo que a abertura de saída 26 e a entrada de luz 24 não estão alinhadas. Em algumas concretizações, a entrada de luz 24 está alinhada com um ponto ou região de uma parede da câmara de amostra 12 que é distal da abertura de saída 26 em uma direção perpendicular ao eixo do feixe.
[000152] Em algumas concretizações o ponto ou região da parede com a qual o eixo do feixe está alinhado compreende uma abertura que leva a um despejo do feixe. Em tais concretizações o feixe de laser ou outra luz modulada colimada da fonte de luz passa através da amostra e diretamente para o despejo do feixe. Em tais concretizações é apenas a luz que é espalhada pela amostra que é coletada pelo coletor de integração fornecido pela câmara de amostra. A luz que não é espalhada passa diretamente para o despejo de feixe.
[000153] A fonte de luz é selecionada para produzir luz com um comprimento de onda ou faixa de comprimento de onda tal que a luz se espalha e / ou é absorvida pelos organismos, se presentes. Em algumas concretizações, a fonte de luz pode produzir luz que tem um comprimento de onda na faixa de 600 nm a 800 nm, opcionalmente na faixa de 590 nm a 650 nm ou na faixa de 620 nm a 750 nm. A luz de comprimento de onda selecionado ou faixa de comprimentos de onda que é detectada pelo detector e usada na determinação da presença e / ou quantidade de partículas como partículas biológicas pode ser referida como o comprimento de onda operacional.
[000154] A câmara de detecção 14 tem paredes internas que definem um espaço interno, também conhecido como espaço de detecção. O aparelho 10 também tem um detector 25 associado à câmara de detecção 14.
[000155] O detector 25 tem um elemento ou região de recepção de luz (não mostrado) para receber luz. O detector 25 também tem um elemento de detecção que pode ser fornecido como parte do elemento de recepção de luz ou como um componente separado. O elemento de recepção de luz do detector é configurado para receber luz e guiar a referida luz para o elemento de detecção. O elemento de detecção produz sinais de detecção elétrica em resposta ao recebimento de luz.
[000156] Nesta concretização, o detector 25 se estende para longe de uma parede interna do aparelho de câmara de detecção de modo que a região de recepção de luz do detector 25 esteja presente dentro do espaço de detecção. O elemento de detecção de luz não é mostrado. O elemento receptor de luz do detector 25 é montado no espaço de detecção da câmara de detecção 14, remotamente das paredes da câmara de detecção
14. Para descrever a colocação do detector 25, um eixo óptico pode ser definido entre a abertura de entrada 28 para um ponto ou região da câmara de detecção 14 que se opõe à abertura de entrada 28. O ponto ou região pode compreender ou ser considerado como uma região defletora. Um elemento defletor adicional pode ser fornecido naquele ponto ou região em algumas concretizações. O elemento receptor de luz do detector 25 está localizado fora do eixo posicionado em relação a este eixo.
[000157] Em algumas concretizações, o elemento de recepção de luz é fornecido substancialmente dentro da câmara de detecção e o elemento de detecção de luz é fornecido substancialmente fora da câmara de detecção.
[000158] A câmara de amostra 12 tem uma abertura de saída 26 fornecida em uma parede da câmara de amostra 12 para que a luz difusa saia da câmara de amostra. A câmara de detecção 14 tem uma abertura de entrada 28 fornecida em uma parede. O caminho óptico passa através da abertura de saída 26 da câmara de amostra 12 e a abertura de entrada 28 da câmara de detecção 14.
[000159] Como discutido acima, as paredes internas da câmara de amostra 12 e da tampa definem o espaço de amostra. Nesta concretização, as paredes e a tampa são reflexivas. As paredes reflexivas e a tampa 20 são dispostas de modo que pelo menos parte da luz que entra na câmara de amostra 12 seja refletida uma pluralidade de vezes antes de sair da câmara de amostra 12 através da abertura de saída 26.
[000160] Nesta concretização, as paredes internas da câmara de detecção 14 também são reflexivas e dispostas de modo que a luz que entra na câmara de detecção 14 seja refletida antes de ser recebida pelo detector 25.
[000161] Na presente concretização, o caminho óptico é uma passagem entre a câmara de amostra 12 e a câmara de detecção 14. A passagem acoplada à abertura de saída 26 da câmara de amostra 12 e a abertura de entrada 28 da câmara de detecção 14. A passagem pode ser estendida em uma primeira dimensão. A passagem pode ter paredes, por exemplo, paredes pelo menos parcialmente reflexivas.
[000162] Em uso, uma amostra de líquido biológico a ser testada é preparada e contida dentro da célula de amostra removível 18. A tampa 20 da câmara de amostra 12 é aberta para colocar a câmara de amostra 12 em sua configuração aberta. A célula de amostra removível 18 é então inserida na câmara de amostra 12 e a tampa 20 fechada para colocar a câmara de amostra 12 em sua configuração fechada.
[000163] Na configuração fechada, a fonte de luz 22 emite luz em direção à entrada de luz 24. A luz é recebida pela entrada de luz 24 e introduzida no espaço de amostra. Pelo menos parte da luz introduzida passa através das paredes transparentes da célula de amostra removível 18 e pelo menos parte da luz que passa através das paredes transparentes da célula de amostra removível 18 interage com a amostra em um primeiro evento de espalhamento. O primeiro evento de espalhamento produz a primeira luz espalhada, pelo menos parte da primeira luz espalhada se propaga em uma direção substancialmente diferente. Pelo menos parte da primeira luz espalhada sai da célula de amostra 18 através das paredes transparentes da célula de amostra 18 em direção a uma ou mais das paredes reflexivas e / ou tampa onde é refletida. Pelo menos parte da luz refletida é então direcionada de volta para a célula de amostra 18 para interagir com a amostra em um segundo evento de espalhamento.
[000164] Além de ser espalhada, a luz também pode ser absorvida pela amostra.
[000165] Assim a luz introduzida na câmara de amostra 12 é refletida várias vezes pelas superfícies reflexivas internas da célula de amostra 12 e, portanto, passa através da célula de amostra 12 várias vezes. A luz, portanto, interage com a amostra através de vários eventos de dispersão antes de sair da câmara de amostra 12 através da abertura de saída 26. A entrada de luz 22 e a abertura de saída 26 são dispostas de modo que pelo menos parte ou substancialmente toda a luz que entra na entrada de luz 22 é refletido ou espalhado pelo menos uma vez antes de passar pela abertura de saída 26.
[000166] Em algumas concretizações, a refletividade e o arranjo das paredes da segunda câmara são tais que substancialmente toda a luz em um comprimento de onda de detecção que entra através do caminho óptico é recebida pelo detector.
[000167] A luz que sai da câmara de amostra 12 passa para a câmara de detecção 14 através do caminho óptico. Em particular, a luz passa através da abertura de saída 26 e através da abertura de entrada 28.
[000168] Substancialmente toda a luz que entra na câmara de detecção 14 é refletida pelo menos uma vez pelas paredes internas da câmara de detecção 14 antes de ser recebida pelo fotodetector 25. Devido à posição do elemento receptor de luz do detector 25, o elemento receptor de luz recebe luz de mais de uma direção. Em particular, o elemento receptor de luz recebe luz de pelo menos uma primeira direção e uma segunda direção oposta.
[000169] A câmara de amostra 12, a câmara de detecção 14 e o detector 25 são dispostos para operar como um coletor de luz de integração de modo que a câmara de amostra 12 e a câmara de detecção 14 integrem ou adicionem a luz refletida dentro da amostra e das câmaras de detecção. A soma da luz refletida é amostrada pelo fotodetector 25. Com uma amostra presente dentro da câmara de amostra 12, a distribuição da luz detectada pelo fotodetector 25 mudará dependendo das propriedades ópticas da amostra.
[000170] É uma característica das concretizações, como a concretização das Figuras 1 a 4, que uma única amostra e câmara de detecção na forma de uma esfera de integração podem ser substituídas por duas ou mais câmaras distintas que, individualmente ou em conjunto, fornecem um espaço de integração. Verificou-se que qualquer forma adequada das câmaras pode ser selecionada enquanto ainda fornece precisão de medição adequada. O uso de câmaras cubóides, por exemplo, como na concretização das Figuras 1 a 4, foi encontrado para fornecer um design particularmente compacto, por exemplo, permitindo a disposição de vários aparelhos em um único alojamento em um lado a lado compacto ou de outra maneira. Isso pode ser particularmente útil em um projeto de ponto de atendimento onde um projeto compacto e robusto pode ser particularmente importante. Tal design compacto também pode tornar mais direto para multiplexar luz de uma única fonte para várias câmaras de detecção, conforme discutido mais adiante. O projeto de múltiplas câmaras, por exemplo, como na concretização das Figuras 1 a 4, também pode permitir o movimento relativo da câmara de detecção e das câmaras de amostra. Isso pode ser útil, por exemplo, se for desejado usar uma única câmara de detecção e / ou detector em combinação com várias câmaras de amostra. A luz de diferentes câmaras de amostra pode ser fornecida para a câmara de detecção por sua vez, por exemplo, movendo diferentes câmaras de amostra em alinhamento com a câmara de detecção por sua vez ou pelo uso de comutação óptica e / ou componentes de roteamento para direcionar a luz de diferentes câmaras de amostra para a câmara de detecção por sua vez.
[000171] O uso da mesma fonte de luz para diferentes câmaras de amostra e / ou o uso do mesmo detector e / ou câmara de detecção para diferentes câmaras de amostra, por exemplo, como pode ser habilitado por um projeto compacto de múltiplas câmaras, como o das Figuras 1 a 4, pode ser benéfico, pois, por exemplo, pode reduzir a variação nas medições que podem resultar do uso de diferentes fontes de luz e / ou diferentes detectores ou arranjos de detectores para diferentes amostras. Isso pode ser particularmente importante para sistemas do tipo point de cuidado, onde a operação robusta e confiável por um longo período de tempo sem manutenção significativa do operador ou calibração pode ser particularmente importante.
[000172] A fonte de luz 22 pode ser qualquer fonte de luz adequada. Em algumas concretizações, a fonte de luz 22 é um laser ou um LED. Em algumas concretizações, a fonte de luz é fornecida separadamente do aparelho e em outras concretizações, a fonte de luz é fornecida como uma parte integrada do aparelho. Em algumas concretizações, a fonte de luz é fornecida adjacente à entrada de luz. Em algumas modalidades, a fonte de luz adequada é qualquer fonte de luz colimada, opcionalmente, uma fonte de luz colimada monocromática.
[000173] Em concretizações alternativas, a fonte de luz é fornecida remotamente a partir da entrada de luz 22 e uma fibra óptica ou outro guia de luz adequado é fornecido entre a fonte de luz e a entrada de luz para permitir que a luz viaje da fonte de luz para a entrada de luz.
[000174] Em algumas concretizações, o fotodetector 25 compreende um fotodiodo. Será entendido que qualquer fotodetector ou detector ou dispositivo adequado para detectar luz pode ser usado. Outros fotodetectores adequados incluem, mas não estão limitados a uma câmera digital, um tubo fotomultiplicador.
[000175] Circuito de detecção adicional (não mostrado) também é fornecido. O circuito de detecção processa um sinal de detecção do detector. Em algumas concretizações, o circuito de detecção é um detector sensível à fase. Em tais modalidades, a luz que entra na entrada de luz pode ser modulada usando um esquema de modulação conhecido e o circuito de detecção é configurado para usar a modulação conhecida e o sinal de detecção para gerar um sinal de medição.
[000176] Conforme descrito acima, pelo menos parte do detector 25 para receber luz está presente dentro do espaço de detecção. Em outras concretizações, a parte do detector 25 para receber luz é fornecida totalmente fora da câmara de detecção 14 e / ou o próprio detector 25 é fornecido separadamente e / ou totalmente fora da câmara de detecção
14. Em tais concretizações, uma abertura de detecção (não mostrada) é fornecida em uma parede da câmara de detecção, e o detector e a abertura de detecção são dispostos para permitir que a luz saia da câmara de detecção 14 em direção ao detector. Outros elementos ópticos podem ser fornecidos na abertura de detecção, no detector ou em um caminho óptico entre a abertura de detecção e o detector, para guiar e / ou focalizar a luz que sai da câmara de detecção em direção ao detector 25.
[000177] Elementos ópticos, por exemplo, lentes, que são móveis ou imóveis podem ser usados. Elementos ópticos não móveis, por exemplo, lentes de foco fixo, podem fornecer a vantagem de robustez melhorada no caso de queda ou outro contato.
[000178] Como mencionado acima, em algumas concretizações, a câmara de amostra 12 tem uma saída de despejo de feixe (não mostrada na Figura 1). A saída de despejo do feixe é posicionada ao longo do eixo do feixe que é definido entre a fonte de luz 22 e a entrada de luz 24. Em operação, pelo menos alguma luz que entra na entrada de luz 24 é substancialmente não espalhada ou refletida pela amostra e, assim, passa substancialmente através da amostra e, portanto, sai da câmara de amostra 12 através da saída de despejo de feixe para um despejo de feixe (não mostrado). O despejo do feixe é posicionado no eixo do feixe. Um defletor também pode ser fornecido no lugar do despejo do feixe.
[000179] Como descrito acima, a câmara de amostra 12 é configurada de modo que em operação, a amostra biológica líquida presente na primeira câmara e isolada da segunda câmara. Nas concretizações descritas acima, o isolamento é fornecido pela célula de amostra 12. Em outras concretizações, o isolamento da amostra biológica líquida presente na câmara de amostra 12 é fornecido por outros ou meios de isolamento adicionais.
[000180] Em algumas concretizações, uma barreira é fornecida para evitar a passagem da amostra biológica. Será entendido que a barreira pode ser fornecida em qualquer posição que impeça a passagem da amostra biológica e forneça o isolamento da amostra biológica líquida da segunda câmara. Em algumas concretizações, a barreira é fornecida substancialmente dentro da câmara de amostra 12. Em algumas concretizações, a barreira é fornecida entre a câmara de amostra 12 e a câmara de detecção 14.
[000181] Nas concretizações descritas acima, a célula de amostra removível 18 tem paredes transparentes. Em algumas concretizações, essas paredes são substancialmente transparentes. Em algumas concretizações, a célula de amostra compreende pelo menos uma parede que é substancialmente transparente, por exemplo, em substancialmente toda a sua área.
[000182] Em outras concretizações, a célula de amostra tem uma ou mais paredes substancialmente opacas que incluem uma ou mais aberturas substancialmente transparentes são fornecidas nas paredes opacas da célula de amostra 18 para permitir que a luz entre e / ou saia da célula de amostra
18. Em algumas concretizações, uma abertura de entrada é fornecida em uma primeira parede substancialmente opaca (por exemplo, a parede mais próxima da entrada de luz 24) e uma abertura de saída é fornecida em uma segunda parede substancialmente opaca (por exemplo, a parede mais próxima da abertura de saída 26 de a câmara de amostra 12) para permitir que a luz entre e saia da célula de amostra 18, respectivamente. Em algumas concretizações, a abertura de entrada da célula de amostra 18 está alinhada com a entrada de luz 24 e a abertura de saída da célula de amostra está alinhada com a abertura de saída 26 da câmara de amostra 12.
[000183] Em concretizações com paredes substancialmente opacas, as ditas paredes também podem ser reflexivas ou compreender camadas reflexivas, de modo que a luz dentro da célula de amostra seja refletida nas paredes da célula de amostra. Em outras concretizações, as paredes substancialmente opacas da célula de amostra 18 são reflexivas e as paredes internas da câmara de amostra 12 também são reflexivas. Será entendido que ao selecionar diferentes materiais para as paredes da célula de amostra e as paredes da câmara de amostra, as paredes da câmara de amostra podem ser menos reflexivas do que as paredes da célula de amostra ou vice-versa. Em algumas concretizações, as paredes internas da câmara de amostra 12 são substancialmente não reflexivas e as paredes da célula de amostra 18 são reflexivas, de modo que a reflexão múltipla da luz na câmara de amostra 12 ocorre apenas na célula de amostra 12. Assim, a própria célula de amostra pode fornecer o volume de integração dentro da câmara de amostra em tais concretizações.
[000184] As paredes e superfícies acima são descritas como transparentes e opacas. Será entendido que estes termos podem significar substancialmente transparente e substancialmente opaco para um comprimento de onda selecionado ou faixa de comprimentos de onda.
[000185] Como um exemplo não limitativo, os materiais adequados para as paredes da câmara de amostra 12 e da câmara de detecção 14 incluem: qualquer material que compreende um material reflexivo, óxido de titânio, alumínio, prata, platina. Em algumas concretizações, um material reflexivo é fornecido nas paredes da câmara de amostra 12 e / ou nas paredes da câmara de detecção 14. O material reflexivo pode ser aplicado usando qualquer processo de aplicação adequado, por exemplo, um processo de deposição, um processo de revestimento, um processo de deposição catódico, um processo de pintura, um processo de impressão.
[000186] Camadas reflexivas compreendendo alumínio, prata e / ou platina são todas camadas reflexivas que atuam para manter a luz dentro e a integração completa da luz na câmara.
[000187] As paredes também podem compreender camadas de revestimento difusivas, por exemplo, óxidos de zinco e alumínio. Esses revestimentos impedem que os reflexos formem feixes e transformam a luz em um filme homogêneo de fótons. A luz refletida em uma superfície difusiva inunda o interior da câmara. Isso garante que o fotodetector está captando um sinal generalizado, não um feixe específico refletido de um ponto específico na câmara (por exemplo, um canto).
[000188] Em algumas concretizações, as paredes da câmara de integração são substancialmente reflexivas, ou seja, "à prova de luz”, de modo que nenhuma luz pode escapar, exceto ao longo do caminho do feixe ou para a câmara de detecção. Será entendido que substancialmente toda a luz que entra na câmara de amostra, que não é absorvida pela amostra, ou que saiu da câmara de amostra, será refletida.
[000189] Em algumas concretizações, quase toda a luz deixa a câmara de amostra através da saída de despejo do feixe, conforme o feixe de laser passa. A quantidade de luz que é espalhada pela amostra é a luz com a qual estamos preocupados - a luz refletida / refratada / espalhada (RRS). Em algumas concretizações, mais de 90% da luz que entra na câmara de amostra sai através da saída de despejo de feixe e menos de 10% é espalhada, refletida ou refratada.
[000190] Parte da luz RRS deixará a câmara através das portas de entrada e saída do laser, mas uma grande proporção da luz, em algumas concretizações maior que 95%, é coletada pela câmara de amostra ao redor da amostra.
[000191] Nas concretizações descritas acima, e conforme mostrado em mais detalhes com referência às Figuras 2, 3 e 4, o espaço de amostra tem uma forma e / ou tamanho que corresponde a uma forma e / ou tamanho da célula de amostra removível 18 para inserção na câmara de amostra 12. Nas formas de realização descritas acima, a célula de amostra removível 18, uma vez inserida, é mantida numa direção substancialmente vertical. A combinação da forma e / ou tamanho da célula de amostra removível 18 e do espaço de amostra da câmara de amostra 12 permite que a célula de amostra 18 seja impedida de se mover em pelo menos uma direção, e preferencialmente em qualquer direção.
[000192] As Figuras 2, 3 e 4 mostram uma concretização do aparelho de detecção. A Figura 2 mostra uma vista explodida do aparelho de detecção em uma configuração desmontada. A Figura 3 mostra o aparelho de detecção em uma configuração montada e aberta. A Figura 4 mostra o aparelho de detecção em uma configuração montada e fechada. Nesta modalidade, a tampa 20 é removível e, portanto, o aparelho é movido da configuração aberta para a configuração fechada removendo a tampa 20.
[000193] A Figura 2 mostra o aparelho 10 em uma configuração desmontada. A Figura 2 mostra a tampa 20, a câmara de amostra 12 e a célula de amostra removível 18, substancialmente como descrito com referência à Figura 1. O aparelho 10 também tem um corpo principal 50 que inclui entrada de luz 24, câmara de detecção 14 e detector, conforme descrito com referência à Figura 1.
[000194] Juntamente com as características descritas acima, o corpo principal 50 também fornece uma montagem para a câmara de amostra 12. Nesta concretização, além da célula de amostra 18 ser removível da câmara de amostra 12, a câmara de amostra 12 é removível do corpo principal 50 que inclui a câmara de detecção.
[000195] A Figura 2 mostra a célula de amostra removível 18 inserida na câmara de amostra 12. A câmara de amostra 12 tem um arranjo de recepção de célula de amostra para receber a célula de amostra. O arranjo de recepção da célula de amostra tem uma guia (não mostrada) para guiar a célula de amostra 18 para a câmara de amostra 12. A guia permite que a célula de amostra seja guiada para a posição desejada dentro do espaço de amostra, para detecção.
[000196] Nas concretizações descritas acima, tem o espaço de amostra que tem uma forma e / ou tamanho que corresponde a uma forma e / ou tamanho da célula de amostra 18 para inserção na câmara de amostra 18 de modo que em operação a célula de amostra 18 quando no espaço de amostra é mantido substancialmente vertical e / ou é substancialmente impedido de se mover. O espaço de amostra é impedido de se mover em qualquer direção por meio de contato ou proximidade entre as paredes da câmara de amostra 12 e as paredes da célula de amostra 18. As paredes do espaço de amostra também restringem o movimento da célula de amostra de modo a manter a célula de amostra na posição vertical. Em outras concretizações, uma posição desejada diferente pode ser mantida.
[000197] Como pode ser visto na Figura 2, a câmara de amostra 12 é maior do que a câmara de detecção 14. A câmara de amostra 12 e a câmara de amostra 14 têm, cada uma, um respectivo formato de cubo ou cubóide.
[000198] A Figura 3 mostra o aparelho 10 em uma configuração montada e fechada. A tampa 20 é removível e a Figura 3 mostra a tampa 20 removida. Será entendido que em outras concretizações, a tampa 20 pode ser fixada à câmara de amostra 12 e aberta para permitir a inserção da célula de amostra 18 na câmara de amostra 12. Será entendido que em outras concretizações, qualquer parede da câmara de amostra 12, por exemplo, a base ou parede lateral pode ser removível ou pode ser aberta para permitir a inserção da célula de amostra 18 na câmara de amostra 12. A referida tampa, parede ou base removível ou que pode ser aberta pode compreender uma superfície reflexiva para refletir a luz em operação.
[000199] A Figura 4 mostra o aparelho 10 em uma configuração montada e fechada. É visto que a câmara de amostra 12 e a câmara de detecção 14 estão dispostas em uma configuração substancialmente em forma de L.
[000200] Conforme descrito acima, o corpo da primeira câmara e o corpo da segunda câmara são removíveis um do outro. Em outras concretizações, o corpo da primeira câmara e o corpo da segunda câmara são removíveis de um terceiro corpo que fornece uma montagem ou alojamento. Em outras concretizações, o corpo da primeira câmara e o corpo da segunda câmara fazem parte de um único corpo.
[000201] O corpo da câmara de amostra 12 e o corpo da câmara de amostra 14 são formados de metal. Em outras concretizações, um ou ambos os corpos são formados de outro material, por exemplo, plástico. Os corpos podem ser formados usando pelo menos um de um processo de moldagem, um processo de moldagem por injeção, um processo de impressão.
[000202] Conforme descrito acima, a célula de amostra 18 pode ser ou pode compreender uma cubeta. Em algumas concretizações, a célula de amostra 18 é descartável.
[000203] Em algumas concretizações, o corpo da câmara de amostra 12 e qualquer outro corpo ao qual a câmara de amostra está acoplada tem um ou mais pinos de localização ou outro meio de fixação para fixar a câmara de amostra no lugar. Os pinos de localização permitem o alinhamento entre as aberturas da câmara de amostra e a câmara de detecção e / ou a fonte de luz.
[000204] Uma configuração em forma de L permite a possibilidade de dois espaços de integração independentes, mas cooperantes. Isso pode permitir o movimento independente dos referidos espaços de integração e / ou mover espaços de integração com um (ou mais) detector e uma (ou mais) câmara (s) de amostra.
[000205] O uso de uma cubeta de amostra que se ajusta firmemente dentro da câmara de amostra pode reduzir o espaço entre a própria amostra e as paredes reflexivas e difusivas da câmara de amostra. Isso pode reduzir a chance de um fóton espalhado ser desviado erroneamente para fora de uma das portas de entrada ou saída de luz (e, portanto, perdido) e / ou a chance de um fóton espalhado ser absorvido por partículas de ar atmosféricas presentes no espaço entre a cubeta de amostra e as paredes reflexivas e, portanto, perdidas por absorção. Tais arranjos podem ser facilmente obtidos usando uma câmara de amostra de formato cuboidal e cubeta de amostra de formato correspondente.
[000206] Um formato cuboidal da câmara de amostra pode fornecer vantagens adicionais. Como a câmara de amostra "reveste" ou "veste" a cubeta (em vez de a câmara de amostra ser, por exemplo, uma esfera), menos espaço é fornecido entre a própria amostra (o líquido dentro da cubeta) e as paredes refletivas e difusivas da câmara de amostra. Como há menos espaço, há uma chance menor de um fóton espalhado ser desviado erroneamente para fora de uma das portas de entrada ou saída do laser (e, portanto, perdido). Além disso, ou alternativamente, há uma chance menor de um fóton espalhado ser absorvido por partículas de ar atmosféricas presentes no espaço e perder por absorção.
[000207] O formato cuboidal pode fornecer outras vantagens. Em particular, o formato cuboidal pode permitir que uma pluralidade de câmaras de amostra seja disposta em uma configuração compacta, por exemplo, por empilhamento ou lado a lado. Isso pode trazer as seguintes vantagens: uso eficiente do espaço; facilidade de movimento em modalidades com um único laser e / ou matriz de detector é usada, e as câmaras de amostra são movidas para uma configuração acoplada com o único laser e / ou matriz de detector; aquecimento e resfriamento mais fáceis de todo o sistema (todos os espaços cuboidais “empilhados”) são muito mais fáceis do que muitas grandes esferas integradas lado a lado. O uso eficiente do espaço pode ser um problema em um laboratório com espaço de bancada limitado e / ou para o transporte das câmaras de amostra.
[000208] A embalagem também pode permitir uma redução nas variações nas condições de operação. Por exemplo, uma amostra de controle e uma amostra experimental podem ser colocadas juntas, de modo que cada uma experimente substancialmente o mesmo ambiente.
[000209] As Figuras 5a a 5c mostram um aparelho de detecção de acordo com uma outra concretização, em corte em perspectiva e vistas explodidas. A estrutura do aparelho da concretização das Figuras 5a a 5c é semelhante às concretizações das Figuras 1 a 4 e inclui uma câmara de amostra 12, câmara de detecção 14 e célula de amostra na forma de cubeta descartável inserível 18. Os diagramas de As Figuras 5a e 5b mostram a câmara de amostra 12 em vista em corte e com a câmara de amostra 12, cubeta 18 e tampa da câmara de amostra 20 em uma configuração parcialmente explodida. O aparelho das Figuras 5a a 5c inclui uma disposição de montagem 30 na qual a câmara de amostra 12 e a câmara de detecção 14 são montadas para formar o aparelho. A câmara de amostra 12 e a câmara de detecção 14 são fixadas e destacáveis separadamente de e para a montagem 30, o que pode tornar a manutenção, limpeza e / ou reparo ou substituição de componentes simples.
[000210] A montagem 30 inclui uma placa de montagem que inclui uma abertura 32 na qual um laser ou outra fonte de luz pode ser montado. Quando o laser ou outra fonte de luz é instalado na abertura 32, uma saída do laser ou outra fonte de luz é alinhada com a porta de entrada 34 da câmara de amostra 12, que por sua vez está alinhada com a porta de saída 36 da câmara de amostra. Quando o aparelho está em sua configuração operacional, a luz do laser passa através da porta de entrada 34 para a amostra que está na câmara de amostra (na cubeta 18 ou contida diretamente na câmara de amostra). Qualquer luz que não seja espalhada ou que seja espalhada para frente ao longo de um eixo do feixe do laser e passe pela porta de saída 36 e geralmente avante para um despejo de feixe (não mostrado). A configuração em forma de L da câmara de amostra 12 e da câmara de detecção fornece uma configuração compacta na qual, o despejo de feixe pode ser posicionado pelo menos parcialmente acima da câmara de detecção 14.
[000211] A luz que é espalhada pela amostra é refletida dentro da câmara de amostra (por exemplo, por paredes reflexivas da câmara de amostra e / ou por paredes reflexivas da cubeta dependendo da concretização particular) e, eventualmente, sai da câmara de amostra através da porta adicional 38 e eles entram na câmara de detecção através de uma porta de entrada 40 da câmara de detecção. A porta adicional 38 e a porta de entrada 40 estão alinhadas quando o aparelho está em sua configuração operacional.
[000212] As Figuras 5d e 5e são vistas em perspectiva de um aparelho de acordo com uma concretização adicional. Os componentes e a configuração da concretização das Figuras 5d e 5e são semelhantes aos das concretizações das Figuras 5a a 5c, mas, neste caso, uma fileira de seis câmaras de detecção 14 é montada na montagem 50. Cada câmara de detecção pode ser usada para conter uma cubeta separada ou outra célula de amostra 18. Cada célula de amostra pode, por exemplo, conter uma amostra diferente, por exemplo, diferentes micróbios ou os mesmos micróbios em combinação com diferentes antibióticos ou outros agentes potencialmente ativos.
[000213] Na concretização das Figuras 5d e 5e, cada câmara de amostra 12 tem uma respectiva abertura associada 32 na montagem para montar um laser ou outra fonte de luz. Alternativamente, uma única fonte de luz pode ser usada com guias de luz separados, por exemplo, cabo (s) de fibra ótica que conduzem da fonte de luz às aberturas 32. O aparelho pode incluir elementos de controle e / ou ópticos controláveis de modo que cada câmara de amostra 12 pode estar sujeito à entrada de luz da fonte simultaneamente ou sequencialmente ou individualmente no comando, conforme desejado.
[000214] A concretização das Figuras 5d e 5e inclui uma única câmara de detecção comum 14 incluindo um único aparelho detector. As entradas de luz para as câmaras de amostra podem ser operadas por sua vez e medições separadas correspondentes às diferentes câmaras de amostra podem ser obtidas por sua vez usando a câmara de detecção comum 14 das Figuras 5d e 5e.
[000215] As Figuras 5f e 5g são vistas em perspectiva de um aparelho de acordo com uma concretização adicional. Os componentes e a configuração da concretização das Figuras 5f e 5g são semelhantes aos da modalidade das Figuras 5d e 5e, e uma fileira de seis câmaras de detecção 14 é montada na montagem 60.
[000216] Novamente, cada câmara de amostra 12 tem uma respectiva abertura associada 32 na montagem. Nesta modalidade, a montagem 60 é móvel e, a fim de obter medições de um selecionado de uma amostra em uma selecionada das câmaras de amostra 12, a montagem é movida lateralmente de modo que uma abertura associada seja alinhada com um laser ou outra fonte de luz (não mostrada). Assim, pelo movimento adequado da montagem 60, a medição das amostras em cada uma das câmaras de amostra 12, por sua vez, ou para qualquer uma das câmaras de amostra selecionada, pode ser realizada.
[000217] O aparelho das Figuras 5f e 5g inclui câmaras de detecção separadas 14, cada uma associada a uma câmara de amostra correspondente 12. Em concretizações alternativas, uma única câmara de detecção comum pode ser usada em vez das câmaras de detecção separadas, por exemplo, de maneira semelhante àquela descrita em relação a Figuras 5d e 5e.
[000218] Qualquer sistema de detecção e análise adequado pode ser usado com as concretizações das Figuras 1 a 5. Em algumas concretizações, um sistema de detecção e análise como descrito no WO 2016/128747 é usado. O conteúdo do WO 2016/128747 é incorporado neste documento por referência. Em algumas concretizações, uma fonte de luz na forma de um laser de comprimento de onda de 635 nm é usada (qualquer luz na faixa de comprimento de onda 620-750 nm é usada em algumas outras concretizações). O laser nesta concretização é conectado a um gerador de sinal que é adaptado para controlar uma frequência de modulação e fase da saída do laser. O fotodetector é conectado a um detector digital sensível à fase (PSD). Uma entrada de um amplificador é conectada ao gerador de sinal. Uma saída do amplificador é conectada a um osciloscópio digital 66. O PSD usa detecção sensível à fase para isolar um componente do sinal em uma frequência de referência e fase específicas, neste caso a frequência de modulação que é definida pelo gerador de sinal. Sinais de ruído, em frequências diferentes da frequência de referência, são rejeitados e não afetam a medição. Uma saída do osciloscópio digital é enviada para uma tela de computador.
[000219] O gerador de sinal é organizado para modular a frequência de saída da fonte de laser. Como exemplo, o laser pode ser modulado a uma frequência de 10 kHz com uma fase de + 169° e uma amplitude pico a pico de 200 mV. O sinal detectado é filtrado pelo PSD. O PSD filtra o sinal detectado do fotodetector. O PSD sincroniza o sinal detectado com a modulação aplicada à fonte de luz para fornecer um sistema de amortecimento que elimina o ruído indesejado, por exemplo, ruído elétrico ou luminoso de fundo. O sinal filtrado é enviado ao osciloscópio digital para ser gravado. O sinal gravado pode ser exibido na tela do computador.
[000220] Qualquer controle adequado e circuitos de medição podem ser usados em modalidades alternativas. Por exemplo, um amplificador lock-in, um gerador de sinal e um osciloscópio analógico ou digital podem ser usados em algumas concretizações para modular um laser ou outra fonte de luz e detectar o sinal de detecção modulado. Alternativamente, qualquer um ou todos esses componentes podem ser substituídos por um processamento de sinal digital dedicado na forma de hardware, software ou uma combinação adequada de hardware ou software. Lentes de colimação podem ser usadas para colimar a entrada de luz em algumas concretizações. Tubos / passagens ópticas podem ser usados para ligar componentes ópticos ou câmaras, por exemplo, a amostra e as câmaras de detecção.
[000221] Em algumas concretizações, os únicos elementos ópticos ativos são o laser ou são os lasers. O (s) laser (es) podem ser acionados por geradores de sinal (físicos ou virtuais) para criar uma onda senoidal oscilante a, por exemplo, 10 kHz. Em algumas concretizações, o espalhamento deste sinal de laser é detectado por um fotodiodo passivo e retransmitido para um LIA que filtra o ruído e relata apenas o sinal de laser oscilante. O sinal de laser pode ser conduzido para a amostra por fibras ópticas passivas em algumas concretizações.
[000222] O aparelho de acordo com concretizações pode ser usado para detectar a presença de organismos em uma amostra de líquido. O organismo pode compreender microrganismos. Em algumas concretizações, o organismo é uma bactéria. A amostra pode ser um de uma variedade de diferentes tipos de amostra, por exemplo, um ou mais dentre sangue, plasma sanguíneo, urina, água, fluido de crescimento bacteriano, fluido cerebroespinhal (LCR), pus ou aspirado articular.
[000223] Em algumas concretizações, uma pluralidade de aparelhos é fornecida junta. Como um exemplo, há mais de um aparelho, uma única fonte de luz e um arranjo de guia de luz. O arranjo de guia de luz compreende uma pluralidade de elementos de guia de luz, por exemplo, fibra óptica. O arranjo de guia de luz também tem um elemento de seleção de luz, por exemplo, um interruptor óptico, um divisor ou roteador para selecionar a luz a ser passada da fonte de luz para a pluralidade de fibras ópticas. Cada fibra óptica guia a luz da fonte de luz para um respectivo aparelho. Cada arranjo de fibra óptica pode ser fornecido como um cabo de fibra óptica ou um feixe dos referidos cabos.
[000224] Ao fornecer um arranjo incluindo uma pluralidade de fibras ópticas, as variações nas condições de operação para cada amostra podem ser reduzidas. Por exemplo, qualquer variação relacionada à operação de diferentes lasers para diferentes câmaras de amostra é eliminada, pois apenas um laser é fornecido para todas as câmaras de amostra.
[000225] Conforme descrito acima, em algumas concretizações, a câmara de amostra é removível da câmara de detecção. Em outras modalidades, um mecanismo de acoplamento e um arranjo de acionamento são fornecidos. O mecanismo de acoplamento é operável para acoplar a câmara de amostra à câmara de detecção de modo que a luz da câmara de amostra
(por exemplo, luz espalhada / refletida) possa ser comunicada à câmara de detecção, por exemplo, substancialmente como descrito acima. O arranjo de acionamento é configurado para acionar o mecanismo de acoplamento.
[000226] O arranjo de acionamento pode ser operado por meios eletromecânicos, sob software e / ou controle eletrônico. O arranjo de acionamento pode compreender um motor. Outro aparelho de controle é fornecido para controlar o arranjo de acionamento. O arranjo de acionamento pode ser eletricamente, magneticamente e / ou eletromagneticamente alimentado.
[000227] Embora descrito acima como acionado pelo arranjo de acionamento, em algumas concretizações, o mecanismo de acoplamento é operado manualmente.
[000228] O mecanismo de acoplamento acopla a câmara de amostra com a câmara de detecção. Em mais detalhes, o mecanismo de acoplamento é operável para mover uma ou ambas da câmara de amostra e câmara de detecção para obter movimento relativo.
[000229] Será entendido que um mecanismo de acoplamento pode ser fornecido que acopla qualquer câmara de amostra, câmara de detecção, célula de amostra e fonte de luz. Em algumas concretizações, em vez de mover uma ou ambas as câmaras de amostra e detecção, o mecanismo de acoplamento é configurado para manter a câmara de amostra e a câmara de detecção em uma relação espacial fixa e para mover a fonte de luz em relação à câmara de amostra e a câmara de detecção.
[000230] O mecanismo de acoplamento é configurado para permitir que a câmara de amostra seja colocada em uma configuração acoplada com a câmara de detecção. Na configuração acoplada, a câmara de amostra e a câmara de detecção podem operar conforme descrito acima. Em particular, na configuração acoplada, a abertura de saída da câmara de amostra está alinhada com a abertura de entrada da câmara de detecção. Na configuração acoplada, há um caminho óptico entre a câmara de amostra e a câmara de detecção. Na configuração acoplada, um sinal pode ser detectado para a amostra.
[000231] Em concretizações com uma fonte de luz, onde a fonte de luz é móvel em relação à câmara de amostra, será entendido que o mecanismo de acoplamento pode ser operável de modo que a fonte de luz e a câmara de amostra também possam ser colocadas em uma configuração acoplada na qual o a fonte de luz é alinhada com a entrada de luz da câmara de amostra.
[000232] Em concretizações adicionais, uma pluralidade de câmaras de amostra é fornecida, juntamente com uma única câmara de detecção, um mecanismo de acoplamento e um arranjo de acionamento. O mecanismo de acoplamento é operável para colocar uma da pluralidade de câmaras de amostra em uma configuração de acoplamento ou posição de acoplamento com a câmara de detecção, como descrito acima. O mecanismo de acoplamento coloca uma câmara de amostra na configuração de acoplamento por vez. Em algumas concretizações, o mecanismo de acoplamento coloca a câmara de amostra na posição de acoplamento em uma sequência, que pode ser pré-determinada. Em algumas concretizações, o mecanismo de acoplamento coloca câmaras de amostra sucessivas na posição de acoplamento com a câmara de detecção.
[000233] O mecanismo de acoplamento pode mover-se linearmente ou por rotação. O mecanismo de acoplamento e a disposição de acionamento podem compreender um sistema do tipo transportador ou carrossel acionado por um motor para mover a pluralidade de câmaras de amostra para passar pela câmara de detecção. O mecanismo de acoplamento pode ter um controlador adicional para interromper o referido movimento quando uma câmara de amostra está na posição acoplada. Isto pode usar outros sensores para detectar a posição da câmara de amostra em relação à câmara de detecção e / ou para detectar o alinhamento entre as duas câmaras ou suas respectivas aberturas. Esta concretização pode permitir um grande rendimento de amostras a serem testadas, por exemplo, num ambiente de laboratório clínico.
[000234] As Figuras 6 a 10 ilustram os resultados obtidos com o uso de um aparelho de acordo com as concretizações.
[000235] A Figura 6 é um gráfico da saída do detector (em mV) em função do tempo, mostrando o crescimento bacteriano de amostras biológicas na presença de diferentes concentrações de um primeiro tipo de antibiótico (meropenem). A amostra biológica é E. coli. A linha superior representa o crescimento bacteriano em um poço de controle sem antibióticos. Este resultado mostra o crescimento natural do organismo atingindo quantidades significativas em um tempo muito curto. As cinco outras linhas mostradas no gráfico representam os resultados do crescimento do organismo na presença de concentrações crescentes de meropenem. O gráfico mostra que a concentração inibitória mínima (CIM) deste organismo é inferior a 2mg / L. O gráfico também mostra que selecionar uma concentração maior de meropenem acima desse valor leva a um desvio mais rápido da linha de controle. Os resultados podem ser fornecidos em muito menos de 30 minutos.
[000236] A Figura 7 é um gráfico do crescimento bacteriano em função do tempo de amostras biológicas na presença de diferentes concentrações de um segundo tipo de antibióptico (gentamicina). Os resultados são semelhantes aos mostrados na Figura 6. O gráfico da Figura 7 mostra que o MIC para o organismo contra gentamicina é inferior a 2 mg/L. Conforme descrito com referência à Figura 6, quanto maior for a concentração do antibiótico a partir do nível de MIC, a Figura 7 é um gráfico do crescimento bacteriano em função do tempo de amostras biológicas na presença de diferentes concentrações de um segundo tipo de antibiótico (gentamicina). Os resultados são semelhantes aos mostrados na Figura 6. O gráfico da Figura 7 mostra que o MIC para o organismo contra gentamicina é inferior a 2 mg / L. Conforme descrito com referência à Figura 6, quanto maior for a concentração do antibiótico no nível MIC, mais rápido a linha de teste se desvia da linha de controle. A dispersão permanece estática depois que o organismo é morto.
[000237] A Figura 8 (a) e a Figura 8 (b) são gráficos que mostram o crescimento bacteriano de amostras em função do tempo na presença de diferentes tipos de antibióticos. As Figuras 8 (a) e 8 (b) ilustram pontos de interrupção para diferentes tipos de antibióticos.
As medições derivadas usando os dados mostrados na Figura 8 (a) e 8 (b) são mostradas na Tabela 1 e na Tabela 2, respectivamente.
Antibiótico Referência Concentração Tempo para (resultado utilizada resultados vitek 2) (ponto de (min) Mg/L interrupção EUCAST (mg/L) Gentramicina ≤ 1 4 0,73 (S) Meropenem ≤ 0,25 8 2,57 (S) Nitrofurantoína 64 Tazobactam 4 Trimetorpim ≤ 0,5 4 0,73 (S) Augmentina (co- 2 8 2,2 (S) amox) Ampicilina 8 8 Ciprofloxacina ≤ 0,25 0,5 4,4 (S) Amoxicilina 32 2,93 (S) Moxifloxacina ≤ 0,25 Tabela 2 Antibiótico Referência Concentração Tempo para (resultado utilizada resultados vitek 2) (ponto de (min) Mg/L interrupção EUCAST (mg/L) Eritromicina 1 4 3,3 (S) Nitrofurantoína 16 32 3,37 (S) Augmentina ≤ 2 2 > 30 (R) Ampicilina > 0,5 1 > 30 (R)
Ciprofloxacina 0,5 1 3,37 (S) Vancomicina 1 2 7,33 (S) Gentamicina 0,5 - 8 1 0,37 (S) Meropenem 4 2,2 (S) Trimetoprim 0,5 - 2 8 7,33 (S)
[000238] A Figura 9 é um diagrama esquemático que ilustra um método de uso do aparelho de detecção. O uso mostrado na Figura 9 é para um diagnóstico rápido de uma infecção do trato urinário. No entanto, isso é mostrado apenas como um exemplo não limitativo.
[000239] Isso pode envolver mover sequencialmente uma pluralidade de câmaras de amostra para a configuração de detecção. Mais de uma medição para cada amostra pode ser realizada e armazenada para estabelecer curvas de crescimento, por exemplo, aquelas mostradas na Figura 6, 7, 8 e 10.
[000240] A Figura 10 é um gráfico do crescimento bacteriano em função do tempo em amostras de urina na presença de diferentes tipos de antibióticos. As amostras de urina contêm uma quantidade significativa de Klebsiella resistente ao meropenem e suscetível à pencilina, amoxicilina, gentamicina e ciprofloxacina. A linha de controle é a linha mais superior.
[000241] A segunda linha superior corresponde aos resultados de uma amostra de urina tratada com meropenem. A segunda linha superior se sobrepõe parcialmente à linha de controle. A amostra de urina é, portanto, resistente ao meropenem. As outras linhas correspondem aos resultados de amostras de urina tratadas com ciprofloxacina, gentamicina, penicilina e amoxicilina. Portanto, esses resultados mostram que a urina contém bactérias que são suscetíveis a ciprofloxacina, gentamicina, penicilina e amoxicilina.
[000242] Em algumas concretizações, conforme descrito acima, uma pluralidade de câmaras de amostra é fornecida juntamente com uma única câmara de detecção, um mecanismo de acoplamento e um arranjo de acionamento para mover sucessivamente as câmaras de amostra para uma posição de acoplamento com a câmara de detecção. Em outras concretizações, a pluralidade de câmaras de amostra pode ser fornecida como parte de uma estrutura, por exemplo, um cassete de amostra para uso com a única câmara de detecção, mecanismo de acoplamento e arranjo de acionamento. As Figuras 11 a 15 mostram um recipiente de amostra 70 para conter uma amostra de líquido coletada, por exemplo, uma amostra de urina, e uma porção de base que tem um cassete de amostra tendo uma pluralidade de câmaras de amostra. Em uso, cada câmara de amostra pode conter um antibiótico diferente e / ou meio de crescimento a ser testado. Um mecanismo de distribuição é fornecido, por exemplo, como parte da porção de base, que distribui pelo menos parte da amostra de líquido coletada entre a pluralidade de câmaras de amostra. Ao mover o cassete, a pluralidade de câmaras de amostra é sucessivamente colocada em uma posição de acoplamento com uma única câmara de detecção, permitindo que a medição de amostras em cada uma das câmaras de amostra seja realizada. O recipiente de amostra, incluindo o cassete de amostra,
fornece um sistema que permite que uma única amostra seja testada contra uma série de antibióticos diferentes.
[000243] Em mais detalhes, a Figura 11 é um diagrama esquemático de um recipiente de amostra 70 de acordo com modalidades, para uso com um aparelho de detecção. Figuras 15 (a) a 15 (k) também mostram vistas em perspectiva do recipiente de amostra 70. O recipiente de amostra 70 é cilíndrico. Em concretizações alternativas, outras geometrias do recipiente de amostra são fornecidas.
[000244] O recipiente de amostra 70 tem uma porção de recipiente superior 72, que também pode ser referida como uma porção de coleta superior, e uma porção de base removível
74. A porção de recipiente 72 tem uma abertura superior para permitir uma amostra de líquido, também referida como amostra coletada, a ser depositada dentro da parte superior do recipiente. A abertura superior corresponde substancialmente à extremidade superior do cilindro. Em algumas concretizações, a abertura superior pode corresponder a parte da extremidade superior do cilindro. Como mostrado na Figura 12 e Figura 15, a porção de base removível 74, fornece um cassete de amostra para uso com o aparelho de detecção que tem uma pluralidade de células de amostra para conter porções da amostra coletada a ser testada no aparelho de detecção. Uma tampa removível 76 também é fornecida na abertura superior do recipiente de amostra 70 para abrir e fechar o recipiente de amostra 70 em sua superfície superior. Em algumas concretizações, a tampa pode fornecer uma vedação para o recipiente superior 72.
[000245] Em algumas concretizações, a tampa removível é plana. Em outras concretizações, a tampa removível compreende um recesso de modo que, quando a tampa é fixada ao recipiente de amostra e o recipiente de amostra é invertido, ao virar de cabeça para baixo, sedimentos e outras partículas indesejadas são coletados no recesso da tampa.
[000246] A parte superior 72 do recipiente e a tampa 76 proporcionam um espaço fechado para conter uma amostra, por exemplo, uma amostra de urina. A parte 72 do recipiente tem superfícies adesivas internas 78. A tampa 76 também tem uma superfície adesiva interna. A superfície interna da base da parte 72 do recipiente é tratada para ser uma superfície repelente. As superfícies adesivas internas são tratadas de forma que o sedimento na amostra adira às superfícies adesivas internas. As superfícies adesivas internas podem ser tratadas por uma ou mais substâncias adesivas ou podem compreender uma superfície de plástico áspera.
[000247] Um processo de separação ou purificação para separar ou purificar a amostra dentro da porção de recipiente 72 pode ser realizado girando o recipiente cilíndrico de amostra 70 em torno de seu eixo e, portanto, fazendo com que o líquido gire. O sedimento na amostra é assim forçado para as superfícies adesivas por forças que surgem da rotação do recipiente e adere às ditas superfícies adesivas.
[000248] A porção de do recipiente superior 72 e a porção de base inferior 74 são fixáveis e destacáveis uma à outra por um mecanismo de fixação. Em algumas concretizações, a porção de base inferior 74 é fixável e destacável à porção de recipiente superior 72 por torção. Qualquer mecanismo de fixação adequado configurado para ser travado pode ser usado, por exemplo, uma fixação de parafuso roscado ou uma fixação de baioneta. Em algumas concretizações, um sistema do tipo luer-lock é fornecido entre a parte superior e a parte de base para permitir o travamento e o desbloqueio da parte de base na parte superior do recipiente.
[000249] Conforme mostrado em mais detalhes na Figura 15, em particular nas Figuras 15 (j) e (k), o mecanismo de fixação compreende um mecanismo de plugue e tomada. A porção de base tem um elemento de parafuso roscado, que pode ser cônico, e o recipiente superior tem uma abertura roscada correspondente dimensionada para receber o elemento de parafuso. A porção de base é fixada posicionando a porção de base 74 de modo que o parafuso roscado esteja alinhado com a abertura do recipiente superior 72 e inserindo parcialmente o parafuso roscado na abertura, antes de girar a porção de base para prender ao recipiente superior.
[000250] Em algumas concretizações, uma pluralidade de abas de plástico é fornecida em um anel em torno da circunferência do recipiente 70 para unir a porção de base inferior 74 à porção de recipiente superior 72. As abas de plástico são quebráveis. As abas de plástico prendem a parte inferior da base 74 ao recipiente superior antes da primeira utilização do recipiente. As abas de plástico intactas também fornecem uma indicação ao usuário de que o recipiente ainda não foi usado.
[000251] O recipiente também tem um mecanismo de válvula abre-fecha 80 entre a parte superior 72 e a parte de base 74. O mecanismo de válvula 80 compreende uma abertura entre a parte superior 72 e a parte de base 74 e um elemento móvel para fechar a abertura. O mecanismo de válvula pode ser operado para se mover entre uma configuração aberta, na qual o líquido pode se mover do recipiente superior 72 para o recipiente de base 74 e uma configuração fechada, na qual o líquido é impedido de se mover da porção de recipiente superior 72 para a porção de base 74. Em utilização, na configuração aberta, a amostra recolhida na porção de recipiente superior 72 é distribuída para a pluralidade de câmaras de amostra da porção de base 80 para teste.
[000252] A Figura 12 (a) mostra uma primeira concretização da porção de base removível. A Figura 12 (b) mostra uma segunda concretização da porção de base removível. Em particular, as Figuras 12 (a) e 12 (b) mostram diferentes concretizações de um mecanismo de distribuição para distribuir uma amostra coletada da porção superior do recipiente 72 para a pluralidade de câmaras de amostra da porção de base 74.
[000253] Ambas a primeira e segunda porções de base da Figura 12 (a) e da Figura 12 (b) têm uma pluralidade de células de amostra. Em uso, cada célula de amostra é fornecida com um antibiótico diferente a ser testado. O líquido de amostra é então introduzido em cada célula de amostra em uma abertura que é posicionada no centro do disco e transportada para as células de amostra. As amostras em cada célula de amostra são então testadas usando o dispositivo de detecção.
[000254] Em algumas concretizações, a abertura da porção de base é a abertura do mecanismo de válvula. Em algumas concretizações, a porção de base 74 e o mecanismo de válvula do recipiente superior 72 são configurados de modo que a abertura da porção de base 74 esteja alinhada com a abertura do mecanismo de válvula quando a porção de base 74 é fixada.
[000255] A Figura 12 (a) mostra um disco dividido em uma pluralidade de segmentos através de uma pluralidade de paredes divisórias, cada segmento fornecendo uma célula de amostra. A Figura 12 (b) mostra uma pluralidade de células de amostra em uma borda externa do disco e cada célula de amostra tendo um canal associado para transportar líquido da entrada para as células de amostra.
[000256] A Figura 13 mostra um mecanismo de válvula de acordo com algumas concretizações. A Figura 13 (a) mostra o mecanismo de válvula na configuração aberta e a Figura 13 (b) mostra o mecanismo de válvula na configuração fechada. O mecanismo de válvula tem uma abertura 92 e um membro móvel 90 rotativo em torno de um eixo central. Em algumas concretizações, mais de um membro móvel independentemente é fornecido. Em algumas concretizações, a abertura é fornecida em uma da porção de base ou no recipiente superior e o membro é fornecido como parte do outro da porção de base ou recipiente superior. Em outras modalidades, a abertura e o membro móvel são fornecidos como parte da porção de base ou do recipiente superior.
[000257] Conforme mostrado na Figura 13 (a), o membro móvel tem dois braços que são móveis para cobrir a abertura
92. A Figura 13 (b) mostra o mecanismo de válvula na configuração fechada. A Figura 15 mostra outras vistas do mecanismo de válvula.
[000258] Em algumas concretizações, o mecanismo de válvula é independente do mecanismo de fixação, de modo que as duas porções podem ser fixadas e travadas juntas independentemente de permitir que o líquido flua entre as duas porções.
[000259] Em outras concretizações, o mecanismo de válvula é ativado pelo mecanismo de fixação.
[000260] Em algumas concretizações, o mecanismo de válvula e o mecanismo de fixação são ativados pelo mesmo movimento ou ação de um ou mais do recipiente superior e da porção de base. Nas modalidades descritas com referência às Figuras 11 a 15, uma porção de base separada 74 e o recipiente superior 72 são fixados em conjunto alinhando e torcendo a porção de base 74. Conforme o parafuso roscado da porção de base é girado dentro da abertura correspondente do recipiente superior, o mecanismo de válvula, nesta porção de concretização do recipiente superior, é ativado. O parafuso roscado da parte de base acopla-se assim ao mecanismo de válvula, de modo que a rotação adicional da parte de base mova os braços móveis do mecanismo de válvula. Desta forma, o mecanismo de válvula é aberto ao fixar a porção de base ao recipiente superior.
[000261] Em algumas concretizações, o mecanismo de fixação é acoplado ao mecanismo de válvula. Em algumas modalidades, o mecanismo de válvula é movido de sua configuração fechada para sua configuração aberta em resposta à separação da porção de base 74 do recipiente superior 72 e o mecanismo de válvula é movido de sua configuração fechada para sua configuração aberta em resposta à fixação da base porção 74 para o recipiente superior 72.
[000262] Em concretizações adicionais, meios de pressão adicionais são fornecidos para aplicar pressão ao fluido em pelo menos um do recipiente superior e parte de base, controlando assim o fluxo de líquido entre o recipiente superior 72 e a parte de base 74. Por exemplo, uma pressão negativa pode ser aplicada para mover o líquido para a pluralidade de câmaras de amostra.
[000263] Em algumas concretizações, meios de suporte, por exemplo, rodapé, são fornecidos de modo que o recipiente superior possa ficar em pé quando a porção de base for removida. Em algumas concretizações, o meio de suporte é uma saia ou suporte. Em algumas concretizações, a saia é dimensionada de modo que a porção de base, quando fixada, seja ajustada à saia.
[000264] O mecanismo de válvula pode ser implementado de maneiras diferentes. Em algumas concretizações, um ou mais membros de fechamento são fornecidos e são dimensionados para cobrir totalmente a abertura quando na configuração fechada. Qualquer mecanismo de válvula adequado pode ser usado.
[000265] Em uso, uma amostra de líquido é depositada na porção de coleta superior 72 e distribuída para as câmaras de amostra da porção de base 74 através do mecanismo de válvula e mecanismo de distribuição. A parte de base 74 é então removida da parte superior 72 torcendo a parte de base
74 em relação à parte superior 72 em uma primeira direção (por exemplo, no sentido anti-horário). A porção de base separada 74 é então colocada dentro do aparelho detector, substancialmente como descrito acima, tendo uma única câmara de detecção, um mecanismo de acoplamento e disposição de acionamento. As câmaras de amostra são movidas, girando a porção de base separada em torno de seu eixo, de modo que cada câmara de amostra da porção de base seja sucessivamente colocada em uma posição de acoplamento com a detecção câmara.
[000266] Após a remoção da porção de base 74, uma porção de base adicional pode ser fixada à mesma porção de coleta superior, para obter mais amostras da amostra coletada contida na porção de coleta superior. Alternativamente, a própria porção de base 74 pode ser reconectada para obter mais amostras.
[000267] Uma câmara de amostra da porção de base é mostrada na Figura 14 (a) e 14 (b) dentro da única câmara de detecção de acordo com algumas concretizações.
[000268] A Figura 14 (a) mostra uma câmara de amostra esférica 114 dentro de uma câmara de detecção esférica 14. A Figura 14 (b) também mostra uma câmara de amostra esférica 114 dentro de uma câmara de detecção esférica 114. Figura 14 (a) apenas a externa, a câmara de detecção 114 é um volume de integração de luz. Na Figura 14 (b), tanto a câmara de amostragem interna 112 quanto a externa, a câmara de detecção 114 são volumes de integração de luz. Um defletor é fornecido na Figura 14 (b) para proteger o fotodetector.
[000269] As Figuras 14 (a) e 14 (b) mostram a luz laser entrando na câmara de detecção e sendo espalhada pela amostra na câmara de amostra. As Figuras 14 (a) e 14 (b) mostram diferentes posições para o fotodetector.
[000270] Em algumas concretizações, como mostrado na Figura 14 (a), a câmara de amostra interna 112 é revestida com um material reflexivo e atua como um volume de integração de luz. É fornecida uma abertura para que a luz saia da câmara de amostra interna 112. Em algumas modalidades, a abertura da câmara de amostra interna está alinhada com um fotodetector fornecido na superfície interna da câmara de detecção externa 114.
[000271] Em algumas concretizações, como mostrado na Figura 14 (b), a câmara de amostra interna 112 é pelo menos parcialmente transparente. A luz dispersa sai da câmara de amostra interna 112 através da superfície parcialmente transparente da câmara de amostra 112. A câmara de detecção externa atua como um volume de integração de luz. Nessas concretizações, um defletor é fornecido no fotodiodo.
[000272] Embora as geometrias esféricas sejam mostradas na Figura 14, qualquer forma de câmara de integração de luz pode ser usada. Por exemplo, as concretizações cuboidais e em forma de L descritas acima podem ser usadas.
[000273] Qualquer velocidade adequada pode ser usada para colocar sucessivamente as câmaras de amostra do cassete de amostra em posições de acoplamento com as câmaras de detecção. Por exemplo, uma velocidade de rotação típica para o cassete de amostra dentro do dispositivo de detecção é 480 rpm. Um cassete de amostra com 8 câmaras de amostra giradas a 480 rpm pode ter cada câmara de amostra acoplada e lida na câmara de detecção a uma taxa de uma leitura por segundo. O controle adicional e os eletrônicos de leitura são sincronizados com a velocidade de rotação, de modo que leituras sucessivas para cada câmara de amostra podem ser realizadas.
[000274] Embora nas concretizações acima, o cassete e a porção de base sejam mostrados como cilíndricos ou em forma de disco, outras geometrias são possíveis. Por exemplo, um sistema linear pode ser fornecido, com câmaras de amostra em uma série.
[000275] A Figura 16 é um fluxograma que ilustra um método de uso do aparelho de detecção junto com o recipiente de amostra. A Figura 16 é direcionada a métodos que usam amostras de urina, no entanto, outras amostras podem ser testadas usando o mesmo método ou método semelhante.
[000276] Em uma primeira etapa, é obtida uma amostra do paciente. Nesta concretização, a amostra é uma amostra de fluxo médio de urina (MSU). A amostra deve então ser examinada imediatamente.
[000277] Em uma segunda etapa, a etapa de clarificação, a amostra no recipiente de amostra é girada em seu eixo. Proteínas e células na amostra são presas e aderidas às superfícies internas do adesivo. Células e bactérias são repelidas pela superfície inferior.
[000278] Em uma terceira etapa, uma pluralidade de amostras é introduzida em um cassete de amostra para teste usando o aparelho de detecção. Em particular, a entrada para o cassete de amostra é aberta, manualmente ou por um aparelho, e o líquido é assim introduzido na pluralidade de câmaras de amostra do cassete de amostra.
[000279] Em uma quarta etapa, é realizado um processo de teste que inclui incubação e obtenção de leituras. Os testes normalmente duram no máximo 30 minutos.
[000280] Em uma quinta etapa, um processo de análise é realizado com base nas leituras obtidas no processo de teste. O processo de análise inclui determinar se a cepa é sensível ou resistente ao ou a um antibiótico ou outro agente na câmara de amostra com base nas leituras obtidas. Determinar se uma amostra é sensível ou resistente a um antibiótico ou outro agente pode ser referido como obtenção de um resultado S ou um resultado R. Determinar se uma amostra é um resultado S ou um resultado R pode incluir a comparação de uma leitura com os critérios de limiar.
[000281] Como um primeiro exemplo, se a amostra não mostrar uma inibição de 50%, a amostra será declarada R após 30 minutos. Em algumas concretizações, o processo de análise inclui o fornecimento de resultados de sensibilidade.
[000282] O fluxograma também possui uma próxima etapa, que inclui relatar os resultados a um trabalhador de saúde.
[000283] A etapa final inclui o descarte da amostra em um sistema de resíduos clínicos existente. Como haverá pouca mudança no número total de bactérias, todo o material pode ser descartado como lixo clínico. Um técnico no assunto apreciará que variações da disposição fechada são possíveis sem se afastar da invenção. Consequentemente, a descrição acima da concretização específica é feita a título de exemplo apenas e não para fins de limitações. Será claro para o técnico no assunto que pequenas modificações podem ser feitas sem mudanças significativas na operação descrita.
Claims (25)
1. Aparelho para analisar uma amostra de líquido compreendendo partículas, caracterizado pelo fato de que compreende: uma primeira câmara e uma segunda câmara, e um caminho óptico entre a primeira câmara e a segunda câmara, em que: a primeira câmara é uma câmara de amostra que compreende: um espaço de amostra para receber a amostra; uma entrada de luz para introdução de luz na primeira câmara para interação com a amostra; e uma abertura de saída disposta para que a luz espalhada e / ou refletida passe da primeira câmara através do caminho óptico para a segunda câmara; a segunda câmara é uma câmara de detecção que compreende: uma abertura de entrada para receber luz do caminho óptico; e um detector para detectar, ou uma abertura de detector para receber a luz a ser detectada; em que a primeira câmara e a segunda câmara fornecem pelo menos um volume de integração de luz, e em que a primeira câmara é configurada de modo que em operação, a amostra de líquido esteja presente na primeira câmara e isolada da segunda câmara.
2. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por pelo menos um de a) ou b):
a) a primeira câmara adicionalmente compreende uma porta de saída de feixe de luz alinhada com a entrada de luz e, opcionalmente, levando a um despejo de feixe; b) a entrada de luz compreende uma abertura de entrada de luz.
3. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a primeira câmara é uma câmara de integração de luz e a segunda câmara é uma câmara de integração de luz.
4. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que as paredes da primeira câmara são reflexivas.
5. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a primeira câmara é configurada para receber uma célula de amostra removível para conter a amostra.
6. Aparelho, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o espaço de amostra é configurado de modo que a célula de amostra removível preencha substancialmente o espaço de amostra quando inserida.
7. Aparelho, de acordo com a reivindicação 5 ou 6, caracterizado pelo fato de que a célula de amostra compreende pelo menos uma parede reflexiva substancialmente opaca que inclui pelo menos uma abertura substancialmente transparente disposta de modo que, quando a célula de amostra é recebida na primeira câmara, a abertura ou pelo menos uma das aberturas da célula de amostra estão alinhadas com a entrada de luz da primeira câmara e / ou de modo que a abertura ou pelo menos uma das aberturas da célula de amostra estejam alinhadas com a abertura de saída da primeira câmara.
8. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que a entrada de luz e a abertura de saída são dispostas de modo que, em operação, pelo menos alguma, opcionalmente substancialmente toda a luz da entrada de luz seja refletida e / ou espalhada pelo menos uma vez antes de passar pela abertura de saída.
9. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que as paredes da segunda câmara são reflexivas de modo que, em operação, pelo menos parte, opcionalmente substancialmente toda a luz que entra através do caminho óptico sofre pelo menos uma reflexão antes da detecção pelo detector.
10. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que as paredes da primeira câmara e / ou da segunda câmara compreendem um material reflexivo, opcionalmente óxido de titânio, alumínio ou prata.
11. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que as paredes da primeira câmara e / ou segunda câmara compreendem um revestimento difusivo configurado para produzir luz difusa.
12. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que o detector compreende um elemento receptor de luz.
13. Aparelho, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o arranjo do caminho óptico e a segunda câmara definem um eixo óptico da abertura de entrada para um ponto ou região em uma parede da segunda câmara oposta à abertura de entrada e à luz, e o elemento receptor de luz do detector está localizado em uma posição fora do eixo em relação ao referido eixo óptico.
14. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de que a entrada de luz compreende ou está configurada para receber luz de uma fonte de luz, opcionalmente, um laser e / ou um LED.
15. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato de que a entrada de luz compreende, ou é configurada para receber luz de uma fonte de luz e a fonte de luz é configurada para introduzir luz com uma modulação conhecida.
16. Sistema para analisar uma pluralidade de amostras de líquido compreendendo partículas, o sistema caracterizado pelo fato de que compreende: uma pluralidade de câmaras de amostra, uma câmara de detecção e um mecanismo de acoplamento operável para colocar uma câmara de amostra da pluralidade de câmaras de amostra em uma configuração acoplada com a câmara de detecção de modo que, na configuração acoplada, o aparelho compreende um caminho óptico entre a referida câmara de amostra e a câmara de detecção: em que cada câmara de amostra compreende:
um espaço de amostra para receber uma amostra da pluralidade de amostras de líquido; uma entrada de luz para introdução de luz na câmara de amostra para interação com a amostra; e uma abertura de saída disposta para que a luz passe da câmara de amostra através do caminho óptico para a câmara de detecção quando a referida câmara de amostra está na configuração acoplada com a câmara de detecção; e a câmara de detecção compreende: uma abertura de entrada para receber luz do caminho óptico quando a câmara de amostra está na configuração acoplada com a câmara de detecção; e um detector para detectar, ou uma abertura de detector para receber a luz a ser detectada; em que a referida câmara de amostra e a câmara de detecção compreendem pelo menos um volume de integração de luz, e em que a câmara de amostra é configurada de modo que, em operação, a amostra de líquido esteja presente na câmara de amostra e isolada da câmara de detecção.
17. Sistema, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que o mecanismo de acoplamento é operável para colocar sequencialmente cada câmara de amostra na configuração de acoplamento com a câmara de detecção.
18. Sistema, de acordo com as reivindicações 16 ou 17, caracterizado pelo fato de que o mecanismo de acoplamento é operável para girar as câmaras de amostra, opcionalmente, em que o mecanismo de acoplamento compreende um mecanismo de carrossel.
19. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 a 18, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende um arranjo de acionamento disposto para acionar o mecanismo de acoplamento, opcionalmente, em que o arranjo de acionamento compreende meios mecânicos ou eletromecânicos.
20. Método de detecção de partículas em uma amostra de líquido, caracterizado pelo fato de que compreende a introdução de luz em uma câmara de amostra para interação com uma amostra, em que a câmara de amostra é ou compreende ou faz parte de um volume de integração que direciona substancialmente toda a luz espalhada pela amostra para um câmara de detecção separada; e detecção da luz recebida na câmara de detecção da câmara de amostra para obter uma medição representativa da presença e / ou quantidade de partículas na amostra líquida.
21. Método, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que compreende realizar a repetição da introdução de luz e obtenção de uma medição em uma pluralidade de tempos diferentes, desse modo, para determinar uma variação em uma propriedade de partículas na amostra em função do tempo e / ou como uma função de tratamento da amostra.
22. Método, de acordo com a reivindicação 20 ou 21, caracterizado por pelo menos um de a) ou b): a) as partículas compreendem microrganismos; b) a amostra compreende pelo menos um de sangue, plasma sanguíneo, urina, água, fluido de crescimento bacteriano, líquido cefalorraquidiano (LCR), pus ou aspirado articular.
23. Cubeta ou outro recipiente de amostra removível caracterizado pelo fato de que compreende pelo menos uma parede reflexiva e pelo menos uma abertura, para entrada e saída de luz, em que a cubeta ou outro recipiente de amostra removível fornece um volume de integração de luz.
24. Cubeta ou outro recipiente de amostra removível caracterizado pelo fato de ser configurado para recepção pela primeira câmara de aparelho como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 15 ou para recepção pelas câmaras de amostra como definidas em qualquer uma das reivindicações 16 a 19.
25. Recipiente de amostra para uso com um ou mais detectores e / ou câmaras de detecção, o recipiente de amostra caracterizado pelo fato de que compreende: uma porção de contenção para conter uma amostra de líquido; um cassete de amostra compreendendo uma pluralidade de câmaras de amostra, e um mecanismo de distribuição de líquido para distribuir a amostra de líquido contido da porção de contenção para a pluralidade de câmaras de amostra, em que cada uma da pluralidade de câmaras de amostra é configurada para ser colocada em uma configuração acoplada com um ou mais detectores e / ou câmaras de detecção.
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