BRPI0713103A2

BRPI0713103A2 - Aparelho de dispensação de fluido

Info

Publication number: BRPI0713103A2
Application number: BRPI0713103-8A
Authority: BR
Inventors: Xuan S Bui
Original assignee: Sakura Finetek Usa Inc
Priority date: 2006-05-25
Filing date: 2007-05-24
Publication date: 2012-10-16
Also published as: JP5293600B2; US9914124B2; AU2007267881A1; EP2030027B1; AU2007267881B2; ES2559310T3; CN101454674B; BRPI0713103B1; DK2030027T3; US20070272710A1; WO2007139892A3; CN101454674A; CA2652898C; JP2009538426A; WO2007139892A2; CA2652898A1; EP2030027A2; US20130284761A1; US8459509B2

Abstract

APARELHO DE DISPENSAçãO DE FLUIDO. A presente invenção refere-se um aparelho de dispensação de fluido que inclui um reservatorio de fluido e uma montagem de dispensação. A montagem de dispensação que inclui um alojamento e um elemento deformável que define uma câmara de medição que é configurada para receber um predeterminado volume de fluido do reservatório do fluido. O elemento deformável é deformado de uma posição de repouso até uma posição ejetora, e a deformação ocasiona a mudança do volume da câmara de medição, o qual resulta em uma mudança na pressão do fluido dentro da câmara de medição. Um aumento na pressão do fluido dentro da câmara de medição faz com que um volume predeterminado de fluido dentro da câmara de medição seja ejetado, e uma diminuição na pressão de fluido dentro da câmara de medição faz com que o fluido seja deslocado para dentro da câmara de medição a partir do reservatório.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "APARELHO DE DISPENSAÇÃO DE FLUIDO".

Campo técnico da invenção

A presente invenção refere-se a sistemas de processamento de amostra biológica e, em particular, a um aparelho de dispensação de fluido que pode ser usado em um sistema de processamento de amostra biológica.

Antecedentes da invenção

Durante a condução de testes biológicos, muitas vezes é neces- sário dispensar líquidos tais como reagentes, em lâminas de teste que con- tenham espécimes de tecido. Quando um tecido de tumor é analisado, por exemplo, uma seção finamente fracionada do tecido pode ser colocada em uma lâmina e processada através de uma variedade de etapas, que inclui a dispensação de quantidades predeterminadas de reagentes líquidos sobre o tecido. Os dispositivos de dispensação de fluido de reagente automatizados têm sido desenvolvidos para que uma seqüência de reagentes pré- selecionados seja aplicada precisamente nas lâminas de teste.

Um exemplo de um sistema de dispensação de reagente conhe- cido é ilustrado na Patente U.S. número 5.232.664 de Krawzac et al. Neste sistema, uma bandeja de dispensação de reagente pode receber numerosos recipientes de reagente e pode incluir um meio para o posicionamento de recipientes de reagente selecionados sobre as lâminas para receber o rea- gente. Um cilindro de ar ou atuador equivalente faz contato com um cartucho individual que efetua o movimento de um elemento de deslocamento por ação de mola. O elemento de deslocamento por ação de mola movimenta-se dentro de um cilindro reduzindo assim o volume de reagente no cilindro o qual, por sua vez, faz com que o fluido reagente seja aplicado sobre as lâ- minas.

Uma desvantagem associada a tais sistemas é que, freqüente- mente, os sistemas de dispensação utilizam um êmbolo deslizante que fica em contato de vedação com uma superfície interna de um cilindro. Como um resultado, a vida de prateleira de tais sistemas é limitada através do desgas- te entre o êmbolo e o cilindro. Os sistemas que incluem um êmbolo deslizan- te e uma configuração de cilindro também requerem o ajuste preciso da ve- dação de êmbolo de modo que a vedação de fluido seja mantida entre as superfícies deslizantes durante as alterações na direção do deslocamento de êmbolo. Tendo em vista estas desvantagens, existe uma necessidade por um sistema de dispensação de reagente que não depende de uma ve- dação deslizante entre um êmbolo e um cilindro.

Uma desvantagem adicional associada aos sistemas de dispen- sação de reagente convencionais é o desalinhamento potencial de cartuchos individuais dentro de aberturas de montagem de um conjunto de montagem. Em vista desta desvantagem, há uma necessidade de um sistema de dis- pensação de reagente que inclua cartuchos que são formados de modo a se auto-alinharem dentro de aberturas de montagem de formatos semelhantes.

Sumário da Invenção

A presente invenção atenua uma grande extensão das desvan- tagens acima observadas e de outras desvantagens de aparelhos de dis- pensação de fluido conhecidos proporcionando-se um cartucho de dispen- sação de fluido que possa dispensar pequenas quantidades de fluidos de maneira precisa sem requerer uma vedação deslizante entre um êmbolo deslizante e um cilindro. Um aspecto da presente invenção envolve um cartucho de dis-

pensação de fluido que inclui um reservatório de fluido e uma montagem de dispensação que utiliza um elemento deformável para criar uma alteração volumétrica em uma câmara de medição. Em uma modalidade, a montagem de dispensação inclui componentes de medição tais como uma primeira montagem de válvula e uma segunda montagem de válvula que controlam o fluxo de fluido dentro e fora da câmara de medição. O elemento deformável opera junto com os componentes da válvula para medir um volume desejado de fluido do reservatório de fluido dentro da câmara de medição e, então, ejetar o fluido medido da câmara de medição para fora do cartucho. O fluido medido pode ser ejetado sobre qualquer alvo desejado tal como um banho de fluido ou uma lâmina.

Em uma modalidade, os componentes de medição operam em conjunto com uma montagem de bomba que é atuada por uma força externa que deforma o elemento deformável até a posição ejetora criando assim um aumento de pressão no interior da câmara de medição. O aumento cria um diferencial de pressão entre a câmara de medição e o ambiente externo fa- zendo com que a segunda válvula se abra, permitindo que os conteúdos da câmara de medição sejam ejetados. Quando a força externa é removida da montagem de bomba, permite-se que o elemento deformável retorne a sua posição de repouso criando um diferencial de pressão entre o reservatório e a câmara de medição. Este diferencial de pressão ocasiona a abertura da primeira válvula, permitindo que o fluido escoe do reservatório para dentro da câmara de medição.

O elemento deformável é preferencialmente um diafragma e um elemento ou pistão de deslocamento da montagem de bomba é preferenci- almente acoplado ao diafragma de modo que o movimento do pistão defor- me o diafragma. A deformação do diafragma até a posição ejetora ocasiona uma redução de volume na câmara de medição e um aumento resultante na pressão. O pistão também pode ser orientado por uma mola para retornar o diafragma até a posição de repouso. Um atuador tal como um solenóide po- de ser posicionado na parte externa da montagem de bomba adjacente a uma porção exposta do pistão de modo que o movimento do solenóide pos- sa ser usado para mover o pistão.

O cartucho de dispensação de fluido da presente invenção pode ser usado, opcionalmente, dentro de um sistema de dispensação de fluido que inclua uma pluralidade de estações nas quais os cartuchos de dispen- sação de fluido podem estar localizados. As estações preferencialmente in- cluem aberturas de montagem que são formadas para receber os cartuchos adjacentes a uma montagem do atuador externo correspondente. Embora os cartuchos possam contar com uma força gravitacional para se assentarem dentro de suas respectivas aberturas de montagem, opcionalmente, os car- tuchos são fixados de modo liberável ao aparelho de dispensação de fluido usando um conjunto de montagem. Um exemplo de um conjunto de monta- gem inclui uma aba que é localizada sobre o cartucho e é recebida em uma ranhura adjacente à abertura de montagem respectiva. A aba pode ser no formato de cunha de modo que conforme a aba é recebida pela ranhura, o ajuste da aba dentro da ranhura se torne mais justo.

Um aspecto adicional da presente invenção envolve um aparelho de dispensação de fluido que inclui a abertura de montagem conformada de modo a se alinhar similarmente aos formatos dos cartuchos onde os cartu- chos e as aberturas têm perfis de seção transversal compatíveis. Em uma modalidade, os cartuchos e as aberturas de montagem incluem perfis de seção transversal compatíveis que somente permitem que o cartucho seja montada em uma orientação.

Estes e outros recursos e vantagens da presente invenção serão avaliados a partir da análise da descrição detalhada da invenção seguinte, junto com as figuras em anexo em que as referências numéricas similares referem-se a partes similares por todo o contexto.

Breve Descrição dos desenhos

A FIGURA 1 é uma vista frontal de uma modalidade de um apa- relho de dispensação de fluido, de acordo com a presente invenção;

A FIGURA 2 é uma vista em seção transversal do aparelho de dispensação de fluido da FIGURA 1 tomada ao longo da linha A-A;

A FIGURA 3 é uma vista explodida do aparelho de dispensação de fluido da FIGURA 1;

A FIGURA 4 é uma vista em seção transversal de uma porção do aparelho de dispensação de fluido da FIGURA 1 em uma configuração completamente fechada

A FIGURA 5 é uma vista em seção transversal de uma porção do aparelho de dispensação de fluido da FIGURA 1 em uma configuração parcialmente aberta;

A FIGURA 6 é outra vista em seção transversal de uma porção do aparelho de dispensação de fluido da FIGURA 1, em uma configuração parcialmente aberta;

A FIGURA 7 é uma vista frontal de uma modalidade de um apa- relho de dispensação de fluido, de acordo com a presente invenção; A FIGURA 8 é uma vista em seção transversal do aparelho de dispensação de fluido da FIGURA 7 tomada ao longo da linha E-E;

A FIGURA 9 é uma vista explodida do aparelho de dispensação de fluido da FIGURA 7;

A FIGURA 10 é uma vista em seção transversal de uma porção do aparelho de dispensação de fluido da FIGURA 7, em uma configuração completamente fechada;

A FIGURA 11 é uma vista em seção transversal de uma porção do aparelho de dispensação de fluido da FIGURA 7, em uma configuração parcialmente aberta;

A FIGURA 12 é outra vista em seção transversal de uma porção do aparelho de dispensação de fluido da FIGURA 7, em uma configuração parcialmente aberta;

A FIGURA 13 é uma vista superior de um sistema de dispensa- ção de fluido no qual um aparelho de dispensação de fluido pode ser usado, de acordo com a presente invenção;

A FIGURA 14 é uma vista lateral em seção transversal do siste- ma de dispensação de fluido da FIGURA 13;

A FIGURA 15 é uma vista em seção transversal de uma porção de um sistema de dispensação de fluido no qual um aparelho de dispensa- ção de fluido é montado, de acordo com a presente invenção;

A FIGURA 16 é uma vista superior de uma porção de um siste- ma de dispensação de fluido;

A FIGURA 17 é um fluxograma de uma modalidade de um sis- tema de dispensação de fluido que incorpora um aparelho de dispensação de fluido, de acordo com a presente invenção.

Descrição Detalhada da invenção

Nos parágrafos seguintes, a presente invenção será descrita em detalhe por meio de exemplo em referência aos desenhos em anexos. Por toda esta descrição, a modalidade e os exemplos preferenciais mostrados devem ser considerados como exemplificadores, em vez de limitações na presente invenção. Conforme usado no presente documento, a "presente invenção" refere-se a qualquer uma das modalidades da invenção descrita no presente e quaisquer equivalentes. Além disso, a referência a diversos recursos da "presente invenção" por todo este documento, não significa que todas as modalidades ou métodos reivindicados devam incluir os recursos referenciados.

As FIGURAS de 1 a 3 mostram uma modalidade preferencial de um aparelho de dispensação de fluido 10, ou um cartucho, de acordo com a presente invenção. O cartucho de dispensação de fluido 10 inclui, geralmen- te, um reservatório de fluido 12 que fica em comunicação fluida com uma montagem de dispensação de fluido 14. O reservatório de fluido 12 é geral- mente um recipiente que é configurado para conter uma quantidade prede- terminada de um fluido tal como um reagente ou um fluido de enxágüe. Pre- ferencialmente, o reservatório 12 é um alojamento rígido que é construído por um material impermeável a fluido. O reservatório de fluido 12 pode incluir também uma bexiga ou um forro (não mostrados) de fluido substituível. De- ve-se observar também, que o reservatório pode ser construído por qualquer material adequado para conter líquido tal como um plástico quimicamente inerte, por exemplo, um polietileno ou um polipropileno. O material do reser- vatório é preferencialmente impermeável a gás para evitar que o ar ambiente contamine os conteúdos por meio disso estendendo a vida de prateleira do fluido contido nisto. Em uma modalidade, em que um forro ou uma bexiga é usado, uma cobertura substancialmente rígida que sustente o forro ou a be- xiga pode ser incluída. Tal cobertura rígida também pode fornecer uma su- perfície de agarramento para o manuseio e uma superfície de marcação de modo que a informação possa ser registrada no cartucho, por exemplo, es- crevendo-se obre a superfície ou afixando-se de um rótulo.

O reservatório 12 inclui uma válvula de pressão 16 que permite igualar a pressão no interior do reservatório 12 com a pressão do ar ambien- te. Em particular, a válvula de pressão 16 pode ser usada para estabilizar a pressão dentro do reservatório 12 de modo que não se forme um vácuo den- tro do reservatório 12 após uma porção dos conteúdos do reservatório 12 ser dispensada através da montagem de dispensação 14. A válvula de pres- são 16 pode ser qualquer válvula que permita a entrada do fluido no reserva- tório 12. Conforme mostrado, a válvula de pressão 16 pode ser uma válvula de controle do tipo "bico de pato" de único sentido. Deve-se notar que qual- quer válvula pode ser usada pela válvula de pressão 16, tais como válvulas de controle passivo ou válvula de verificação.

A montagem de dispensação de fluido 14 inclui geralmente uma montagem de bomba 20, uma câmara de medição 21, uma válvula de reser- vatório 22, uma montagem de válvula de bocal 23 e um bocal 19. A monta- gem de bomba inclui, ainda, um pistão de bomba móvel 25, uma mola de pistão 26 e um elemento deformável, tal como um diafragma 27 que são alo- jados entre um alojamento da bomba 24 ou uma tampa e uma porção 28 do alojamento de montagem de dispensação 29. A porção 28 do alojamento de montagem de dispensação 29 e o alojamento da bomba 24 são configura- dos para serem acoplados juntos e definirem coletivamente uma cavidade de bomba 30 que aloje o pistão 25, a mola de pistão 26 e o diafragma 27. Na presente modalidade, o alojamento de bomba 24 se mantém no local por uma pluralidade de abas que se estende do alojamento de montagem de dispensação 29, de modo que o alojamento da bomba 24 possa ser preso por pressão no local com o diafragma 27 interposto entre o alojamento 24 e o alojamento 29. Deve-se avaliar, que o alojamento da bomba 24 pode ser acoplado ao alojamento de montagem de dispensação 29 por qualquer me- canismo conhecido na técnica, por exemplo, o alojamento 24 pode ser ade- rido ou soldado no alojamento 29.

O diafragma 27 é um elemento substancialmente flexível que pode ser deformado entre uma posição de repouso e uma posição ejetora. O diafragma 27 inclui uma primeira porção de montagem 31 que é configurada para ser acoplada à porção 28 do alojamento de montagem de dispensação .29 e uma segunda porção de montagem 32 que é configurada para se mon- tada uma extremidade interior 33 do pistão 25. Conforme mostrado na Fl- GURA 2, o diafragma 27 fica na posição de repouso que tem geralmente um formato côncavo. Na posição de repouso, a superfície côncava interior do diafragma 27 define um espaço de deslocamento 34, que forma parte da câmara de medição 21. Preferencialmente, a primeira porção de montagem do diafragma 27 é acoplada e vedada de modo fixo e fluido à porção 28 do alojamento de montagem de dispensação 29 de modo que se evite que o fluido dentro da câmara de medição 21 flua além do diafragma 27 em dire- ção ao pistão 25. Conforme será descrito adicionalmente em detalhes abai- xo, devido ao fato de a primeira porção de montagem 31 ser estacionária em relação ao alojamento de montagem de dispensação 29 e à câmara de me- dição e de o diafragma 27 ser deformável, a montagem de bomba 20 não requer uma vedação de fluido deslizante para criar alterações de pressão dentro da câmara de medição 21.

O pistão de bomba 25 está alojado de forma deslizante dentro do alojamento da bomba 24. Uma porção do pistão 25 se estende para fora do alojamento da bomba 24 de modo que uma força possa ser aplicada à por- ção externa do pistão 25 para atuar a montagem de dispensação 14. A ex- tremidade interna 33 do pistão de bomba 25 fica acoplada à segunda porção de montagem 32 do diafragma 27. O pistão 25 e o diafragma 27 são acopla- dos de forma que a segunda porção da montagem 32 do diafragma 27 mude de lugar com a mudança de lugar do pistão 25. O diafragma 27 e o pistão 25 podem ser acoplados. Conforme mostrado, a segunda porção de montagem . 32 do diafragma 27 inclui um flange anular 38 que é recebido dentro de um canal circunferencial 39 do pistão 25.

A porção externa do pistão 25 inclui uma extremidade exterior 35 que se estende da cavidade da bomba 30 através de uma abertura 36 do alojamento da bomba 24. Na presente modalidade, o comprimento entre a extremidade interior 33 e a extremidade exterior do pistão 25 é selecionada de forma que a extremidade exterior 35 permaneça exposta quando o dia- fragma 27 é movido entre uma posição de repouso e a posição ejetora (mos- trada na FIGURA 5 e descrita abaixo). A extremidade exterior 35 do pistão .25 fornece uma superfície para que forças externas sejam aplicadas ao pis- tão 25 movendo o diafragma 27 entre uma posição de repouso e a posição ejetora.

A mola 26 pode ser usada para posicionar o pistão 25 quando não houver força externa aplicada ao pistão 25. A mola 26 fica interposta entre a primeira porção de montagem 31 do diafragma 27 e um flange de contato de mola 37 do pistão 25. Na modalidade ilustrada, a mola 26 é con- figurada de modo que fique sob compressão e oriente o pistão 25 para longe da porção de bomba 28 do alojamento de montagem de dispensação 29 fa- zendo com que o diafragma 27 fique na posição de repouso. Deve-se notar que a mola 26 pode ser configurada para orientar o pistão 25 em qualquer direção desejada. Deve ser analisado ainda que a mola 26 pode ser substi- tuída por uma pluralidade de elementos de mola, se desejado. Deve-se no- tar também, que o diafragma 27 pode ser configurado para fornecer uma força de mola que oriente o pistão 25 em uma posição desejada. Deve-se observar ainda que o pistão 25 e a mola 26 podem ser omitidos de modo que a força externa seja diretamente aplicada ao diafragma 27.

A câmara de medição 21 é uma cavidade configurada para man- ter o líquido que fica localizado entre a válvula do reservatório 22, o diafrag- ma 27 e a montagem de válvula de bocal 23. A câmara de medição 21 for- nece um espaço de contenção para um volume predeterminado de fluido que tenha fluido do reservatório 12 para dentro da montagem de dispensa- ção 14, antes de ser ejetado do cartucho 10. A câmara de medição 21 pode ser de qualquer tamanho ou formato desejado. Preferencialmente, a câmara de medição 21 tem um volume que se aproxima muito do volume dispensa- do durante cada ciclo de dispensação do cartucho 10.

O fluxo de fluido do reservatório 12 para dentro da câmara de medição 21 é regulado pela válvula do reservatório 22 que se situa geral- mente entre a câmara de medição 21 e o reservatório 12. Na presente mo- dalidade, a válvula do reservatório 22 é uma válvula de verificação "bico de pato" de sentido único passiva. As paletas deformáveis da válvula "bico de pato" se vedam entre si quando a válvula está fechada e se separam um do outro para formar um vácuo quando a válvula está aberta. As propriedades da válvula do reservatório 12 são escolhidas de

modo que permitam a comunicação fluida entre o reservatório 12 e a câmara de medição 21 quando é criado um diferencial de pressão desejado entre o reservatório 12 e a câmara de medição 21. Conforme adicionalmente descri- to em detalhes abaixo, a atuação da montagem de bomba 20 é usada para alterar a pressão de fluido dentro da câmara de medição 21 de forma que a pressão de fluido na câmara de medição 21 se diferencie da pressão de flui- do do reservatório 12 e do ambiente circundante. Na presente modalidade, a válvula 22 é configurada para se fechar quando houver uma mínima ou ne- nhuma diferença em pressão entre o reservatório 12 e a câmara de medição 21 ou quando a pressão no reservatório 12 for menor que a pressão na câ- mara de medição 21. Quando a pressão de dentro do reservatório 12 exce- de a pressão de fluido na câmara de medição 21 por uma diferença limítrofe selecionada, a válvula do reservatório 22 se abre. Deve-se notar, que a vál- vula do reservatório 22 pode ser qualquer válvula passiva ou ativa conhecida na técnica. Tais válvulas ativas incluem válvulas de solenóide e qualquer outra válvula ativamente controlada conhecida na técnica e a posição da válvula ativa pode ser automática ou manualmente controlada através de um controlador de válvula.

Um filtro opcional 44 é incluído adjacente à válvula do reservató- rio 22. O filtro 44 é configurado para filtrar o fluido antes de ele fluir do reser- vatório 12 para dentro da válvula do reservatório 22. Conforme mostrado, o filtro é uma sobretampa que inclui ranhuras estreitas que são dimensionadas para evitar resíduos do escoamento dentro da válvula do reservatório 22 e o filtro 44 retém a válvula do reservatório no alojamento 29. Entretanto, deve- se notar que qualquer dispositivo de filtro pode ser usado tal como, por e- xemplo, um filtro feito de malha ou espuma.

A montagem de válvula de bocal 23 é usada para regular o fluxo da câmara de medição 21 fora do cartucho 10. A montagem de válvula de bocal 23 é geralmente localizada entre a câmara de medição 21 e o bocal 19. Na presente modalidade, a montagem de válvula de bocal 23 é uma vál- vula passiva que inclui um diafragma 52 e uma mola de válvula 56. O dia- fragma 52 é um elemento flexível que inclui uma abertura atravessante 53 e um pico 54, e é interposto entre o alojamento de montagem de dispensação 29 e o bocal 19. O perímetro do diafragma 52 é acoplado a uma superfície vedante 58 incluída no alojamento de montagem de dispensação 29 de mo- do que o fluido de dentro da câmara de medição 21 seja impedido de fluir entre a superfície vedante 58 e o diafragma 52. A abertura atravessante 53 é alinhada a uma porção da câmara de medição 21 de modo que o fluido pos- sa fluir da câmara de medição 21 passando pelo diafragma 52 e para dentro de uma câmara de válvula 57, a qual tem um volume definido pela superfície inferior do diafragma 52 e a superfície superior do bocal 19.

O pico 54 é uma protuberância em formato de cone que se es- tende a partir de uma superfície do diafragma 52 na direção do bocal 19. Quando o aparelho de dispensação de fluido 14 fica tanto no estado de re- pouso como no de preenchimento, descritos em maior detalhe abaixo, o pico se estende pelo menos parcialmente para o interior um conduto de fluido de bocal 60 de modo que a superfície externa do pico 54 seja vedada com a superfície do conduto de fluido 60. A localização da vedação entre o pico 54 e o bocal 19 é preferencialmente dentro do conduto 60 de modo que o volu- me de espaço entre a vedação e a saída do conduto 60 seja minimizado. O volume ao ser minimizado reduz a probabilidade de evaporação de líquido no espaço que poderia fazer com que o conduto 60 se tornasse obstruído. Deve-se notar que o pico 54 pode ser configurado em qualquer maneira a- dequada para vedar a superfície do conduto 60. Se, por exemplo, o conduto de fluido 60 tiver um formato de seção transversal quadrangular, o pico 54 pode ser construído da mesma forma com uma seção transversal quadran- gular assim como o pico 54 criado no formato de uma pirâmide ou de uma pirâmide truncada.

A mola 56 fica localizada em uma cavidade 68 que é definida pe- lo alojamento de montagem de dispensação 29 e o diafragma 52, e uma a- bertura 69 é fornecida para que o ar possa escapar da cavidade 68 durante a compressão da mola 56. Preferencialmente, a mola 56 é colocada sob compressão de modo que oriente o pico 54 para o interior do conduto 60 quando a pressão de fluido dentro da câmara de medição estiver em ou pró- xima a uma pressão ambiente e é selecionada para evitar o gotejamento quando o fluido estiver sob esta pressão. Entretanto, a mola 56 é também selecionada de modo que um aumento de pressão de fluido dentro da câma- ra de medição 21 e da câmara da válvula 57 causado pela atuação da mon- tagem de bomba 20, ocasione o movimento ascendente de pelo menos uma porção de diafragma 52 na direção do alojamento de montagem de dispen- sação 29 contra a força orientadora da mola 56. O pico 54 se move com o diafragma 52 para longe do bocal 19, o qual remove a vedação de fluido en- tre o pico 54 e o conduto 60. Como um resultado, o fluido pressurizado tor- na-se livre para fluir através do conduto 60 do bocal passando pelo pico 54.

As propriedades do diafragma 52 e da mola 56 são escolhidas de modo que a montagem de válvula de bocal 23 permita a comunicação fluida entre a câmara de medição 21 e o conduto de fluido 60 do bocal 19, quando um diferencial de pressão desejado entre a câmara de medição 21 e o ambiente externo for criado. Na presente modalidade, a mola 56 é configu- rada para manter o diafragma 52 em uma posição fechada (isto é, que não exista comunicação fluida entre a câmara de medição 21 e o conduto 60) quando existir uma mínima ou nenhuma diferença em pressão entre a câma- ra de medição 21 e o ambiente. Conforme adicionalmente descrito em deta- lhe abaixo, a atuação da montagem de bomba 20 altera a pressão de fluido dentro da câmara de medição 21 e da câmara de válvula 57, de modo que a pressão se diferencia da pressão de fluido do ambiente externo. Quando a força que atua no diafragma 52 do fluido dentro da câmara de válvula de bocal 57 excede a força que atua no diafragma da mola 56, o diafragma 52 é movido para cima de modo que um vão seja formado entre a superfície ex- terna do pico do diafragma 54 e a superfície interna do conduto 60. Como um resultado, permite-se que o fluido flua da câmara de medição 21 através do conduto 60. Adicionalmente, deve-se notar que uma válvula ativa pode ser usada, tal como um solenóide ou outra válvula ativa, e a posição da vál- vula ativa pode ser manual ou automaticamente controlada através de um controle de válvula. Semelhantemente à montagem de válvula de reservató- rio 22, a montagem de válvula de bocal 23 pode ser de qualquer válvula con- trolada ativa ou passivamente conhecida na técnica.

A configuração do bocal 19 e do conduto 60 pode ser seleciona- da para criar quaisquer atribuições de fluxo desejadas fora do cartucho 10. Por exemplo, a montagem de dispensação 14 pode ser configurada para fornecer uma corrente direcionada de fluido, uma grande aspersão ou gotí- culas de fluido. Deve-se notar que as atribuições de fluxo do fluido pressuri- zado através do bocal 19 podem ser selecionadas conforme desejado atra- vés da seleção do formato do conduto de fluido 60 e pela corte da monta- gem de bomba 20 para criar um aumento de pressão desejado dentro da câmara de medição 21. O bocal 19 pode ser feito de qualquer material e é, preferencialmente, construído de um material plástico duro hidrofóbico qui- micamente inerte, de modo que uma última gota de líquido pode ser evitada após a ejeção. Além disso, conforme mostrado na FIGURA 3, o bocal pode ser acoplado diretamente no alojamento de montagem de dispensação 29 por abas, de modo que o bocal 19 seja encaixado por pressão no local. De- ve-se notar que o bocal 19 pode ser alternativa ou adicionalmente, acoplado mecanicamente ao alojamento de montagem de dispensação 29 por adesivo e/ou soldagem. Deve ser adicionalmente observado que o bocal pode ser acoplado ao alojamento de dispensação de fluido 29 através do diafragma 52.

Após a montagem do cartucho 10, o reservatório pode ser pre- enchido com um reagente ou outro líquido conforme desejado. Geralmente, imediatamente após o preenchimento inicial do reservatório 12, a câmara de medição 21 fica substancialmente vazia. Para preparar o cartucho 10 para o uso, a montagem de dispensação 14 pode ser preparada através da atuação da montagem de bomba 20. Conforme será avaliado na descrição abaixo, a atuação da montagem de bomba 20 faz com que a pressão de fluido dentro da câmara de medição 21 aumente, ocasionando a ejeção dos conteúdos da câmara de medição 21 através do bocal 19. Durante a preparação, o ar que inicialmente ocupa a câmara de medição 21 é ejetado e substituído pelo lí- quido do reservatório 12.

Será descrita com referência às FIGURAS de 4 a 6, a operação de montagem de dispensação de fluido 14. Durante a operação, a monta- gem de dispensação de fluido 14 é configurada em um estado de respouso (ou seja, fechada completamente), um estado ejetor (ou seja, parcialmente aberta com a válvula do bocal aberta) ou um estado de preenchimento (ou seja, parcialmente aberta com a válvula do reservatório aberta). A monta- gem de dispensação 14 fica em um estado de repouso quando nenhuma força externa é aplicada ao pistão 25 da montagem de bomba 20. Neste es- tado, a válvula do reservatório 22 e a montagem de válvula de bocal 23 es- tão fechadas e não existe fluxo de no interior da montagem da_dispensação 14 do reservatório 12 ou fora da montagem de dispensação 14 da câmara de medição 21. Além disso, o diafragma 27 fica na posição de repouso, o espaço de deslocamento 34 tem um volume máximo e a mola 26 fica sob compressão, urgindo o pistão 25 longe da câmara de medição 21. Na pre- sente modalidade, quando a montagem de dispensação 14 está no estado de repouso, a pressão de fluido dentro do reservatório 12 e da câmara de medição 21 são igualadas aproximadamente com a pressão de fluido exter- na.

Referindo-se à FIGURA 5, a montagem de dispensação 14 pode ser colocada no estado ejetor através da aplicação de uma força externa ao pistão 25 que seja suficiente para superar a força exercida sobre o pistão 25 pela mola 26. A força faz com que o pistão 25 se mova na direção da seta B. O movimento do pistão 25 na direção da seta B ocasiona a deformação do diafragma 27 e o transforma de uma posição de repouso no formato cônca- vo, mostrado na FIGURA 4, para uma posição ejetora substancialmente pla- na, mostrada na FIGURA 5. A deformação do diafragma 27 reduz o volume do espaço de deslocamento 34 e da câmara de medição 21, o que aumenta a pressão de fluido dentro da câmara de medição 21. A válvula do reservató- rio 22 permanece fechada em resposta ao aumento em pressão de fluido dentro da câmara de medição 21. A montagem de válvula de bocal 23, en- tretanto, é configurada para se abrir quando houver um aumento suficiente em pressão de fluido dentro da câmara de medição 21. Como um resultado, o fluido pressurizado dentro da câmara de medição 21 é ejetado através do bocal 19, conforme mostrado pela seta C.

Com referência à FIGURA 6, após a força externa no pistão 25 ser removida, a montagem de dispensação 14 entra no estado de preenchi- mento. Durante a ejeção, o pistão 25 muda de posição e a mola 26 é com- primida em reação à força externa. Mediante a remoção da força externa, a força de compressão da mola 26 faz com que o pistão 25 mude de lugar pa- ra longe da câmara de medição 21 na direção da seta D. O movimento do pistão 25 nessa direção ocasiona a transformação do diafragma 27 da posi- ção ejetora pra a posição de repouso. Essa deformação resulta em um au- mento no volume do espaço de deslocamento 34, o qual cria um vácuo par- cial (isto é, uma redução em pressão dentro da câmara de medição 21 abai- xo da pressão de fluido no reservatório 12 e da pressão externa) dentro da câmara de medição 21. O vácuo parcial faz com que a válvula do reservató- rio 22 se abra quando um diferencial de pressão suficiente é alcançado e permite-se que o fluido flua do reservatório 12 para dentro da câmara de medição 21, conforme mostrado pelas setas E. Ao mesmo tempo, a monta- gem de válvula de bocal 23 se fecha devido ao fato de a força combinada aplicada no diafragma 52 pela mola 56 ser maior do que a força causada pela pressão de fluido do ambiente no diafragma 52. Nesta configuração, permite-se que o fluido flua do reservatório 12 para o interior da câmara de medição 21 até que a pressão de dentro da câmara de medição 21 esteja substancialmente igual à pressão de fluido dentro do reservatório 12. A vál- vula do reservatório 22 se fecha quando a pressão de dentro da câmara de medição 21 é substancialmente igual à pressão de fluido dentro do reserva- tório 12.

As FIGURAS 7 e 8 mostram outra modalidade de um cartucho de dispensação de fluido, de acordo com a presente invenção. Deve-se no- tar, que o cartucho de dispensação de fluido 110 utiliza componentes idênti- cos ou similares aos da modalidade previamente descrita e tais componen- tes são indicados por números de referência similares. O cartucho de dis- pensação de fluido 110 geralmente inclui um reservatório de fluido 112 e uma montagem de dispensação de fluido 114 que está em comunicação com o reservatório de fluido 112. O reservatório de fluido 112 é geralmente um recipiente que é configurado para manter uma quantidade predetermina- da de um fluido como um reagente ou um fluido de enxágüe. Deve-se notar que o reservatório de fluido 112 pode ser construído conforme descrito aci- ma em relação à modalidade anterior.

O reservatório 112 também inclui uma válvula de pressão 116 que permite a entrada do fluido nos reservatórios 112 e é usada para estabi- lizar a pressão dentro do reservatório 112 de modo que não se forme um vácuo dentro do reservatório 112 depois da dispensação de uma porção dos conteúdos do reservatório 112, através da montagem de dispensação 114.

A montagem de dispensação de fluido 114 geralmente inclui uma montagem de bomba 120, uma câmara de medição 121, uma montagem de válvula de reservatório 122, uma montagem de válvula de bocal 123 e um bocal 119. Com exceção da montagem de válvula de reservatório 122, da montagem de válvula de bocal 123 e do bocal 119, os componentes da mon- tagem de dispensação de fluido 114 são similares aos descritos acima e não serão descritos por completos novamente em detalhe. A montagem de bom- ba 120 inclui um pistão de bomba móvel 125, uma mola de pistão 126 e um diafragma 127, que estão alojados entre um alojamento de bomba 124 e uma porção 128 de um alojamento de montagem de dispensação 129.

O diafragma 127 é um elemento substancialmente flexível que pode ser deformado entre uma posição de repouso e uma posição ejetora. Conforme mostrado na FIGURA 2, o diafragma 127 está na posição de re- pouso, na qual, ele é geralmente conformado como uma tigela côncava e define um espaço de deslocamento 134 que forma parte da câmara de me- dição 121.

O pistão de bomba 125 é alojado de modo deslizável dentro do alojamento de bomba 124 e uma porção do pistão 125 se estende para fora do alojamento de bomba 124 de modo que uma força possa ser aplicada na porção externa do pistão 125 para atuar a montagem de dispensação 114. O pistão 125 e o diafragma 127 são acoplados de modo que uma porção do 30 diafragma 127 mude de posição com a translação do pistão 125. A mola 126 posiciona o pistão 125 longe da câmara de medição 121 quando não houver força externa aplicada ao pistão 125, o qual coloca o diafragma 127 em uma posição de repouso.

A câmara de medição 121 é uma câmara de fluido que fica loca- lizada entre a montagem de válvula de reservatório 122, o diafragma 127 e a montagem de válvula de bocal 123. A câmara de medição 121 fornece um espaço de retenção para um volume predeterminado de fluido que tenha fluido a partir do reservatório 112, antes de ser ejetado do cartucho 110.

A montagem de válvula de reservatório 122 regula o fluxo do fluido a partir do reservatório 112 no interior da câmara de medição 121, e a montagem de válvula 122 fica geralmente localizada entre a câmara de me- dição 121 e o reservatório 112. Na presente modalidade, a montagem de válvula de reservatório 122 é uma válvula de verificação de sentido único passiva que inclui um pistão 145 e uma mola de pistão 146. O pistão 145 é móvel entre uma posição de vedação e uma posição aberta, e a mola de pistão 146 orienta o pistão 145 para a posição de vedação. O pistão 145 e a mola de pistão 146 são montados dentro de

uma câmara de válvula de reservatório 147 que é coletivamente definida pelo alojamento de montagem de dispensação 129 e pela sobretampa da válvula de reservatório 148. A sobretampa 148 inclui um conduto de reagen- te 149 que é configurado para fornecer a comunicação fluida entre o reser- vatório 112 e a câmara de medição 121, quando o pistão 145 está na posi- ção aberta. A sobretampa 148 inclui uma superfície de vedação 150 que é configurada para tangenciar seletivamente uma superfície de vedação 151 no pistão de válvula 145 quando este estiver na posição de vedação, para evitar a comunicação fluida entre o reservatório 112 e a câmara de medição 121. Deve-se notar que a montagem de válvula de reservatório 122 pode ser qualquer válvula passiva ou ativa (isto é, controlada ativamente) conhecida na técnica.

As propriedades da mola 146 são escolhidas de modo que a montagem de válvula de reservatório 122 permita a comunicação fluida en- tre o reservatório 112 e a câmara de medição 121, quando um diferencial de pressão desejado entre o reservatório 112 e a câmara de medição 121 é criado. Na presente modalidade, a mola 126 é configurada para orientar o pistão 145 para a posição de vedação (isto é, para que não haja comunica- ção fluida entre o reservatório 112 e a câmara de medição 121) quando houver uma mínima ou nenhuma diferença na pressão entre o reservatório 112 e a câmara de medição 121 ou quando a pressão no reservatório 112 for menor que a pressão na câmara de medição 121. Conforme descrito adi- cionalmente em detalhe abaixo, a atuação da montagem de bomba 20 pode ser usada para alterar a pressão de fluido dentro da câmara de medição 121 de modo que a pressão na câmara de medição 121 possa se diferenciar da pressão de fluido do reservatório 121. Quando a força combinada no pistão 145 causada pela mola 126 e a pressão de fluido dentro da câmara de me- dição 121 é menor que a força exercida da pressão de fluido de dentro do reservatório 112 no pistão 145, o pistão 145 é movido para baixo, em dire- ção à câmara de medição 121 de modo que um vão seja formado entre a superfície de vedação 150 e a superfície de vedação 151. Como resultado, permite-se que fluido flua a partir do reservatório 112 para dentro da câmara de medição 121. Em particular, quando a pressão interna do reservatório 112 excede a pressão de fluido na câmara de medição 121 por uma diferen- ça limítrofe selecionada, a montagem de válvula de reservatório 122 se abre. Deve-se notar que o pistão 145 da montagem de válvula de reservatório 122 pode ser substituído por uma esfera ou qualquer outro elemento que inclua uma superfície que possa vedar com uma superfície de vedação 150 da so- bretampa da válvula. Além disso, deve-se notar que uma válvula ativa pode ser usada tal como um solenóide ou outra válvula controlada ativamente e a posição da válvula ativa pode ser controlada manual ou automaticamente, através de um controle de válvula.

A montagem de válvula de bocal 123 regula o fluxo de fluido a partir da câmara de medição 121 e fora do cartucho 110 através do bocal 119. A montagem de válvula de bocal 123 é geralmente localizada entre a câmara de medição 121 e o bocal 119. Similarmente a montagem de válvula de reservatório 122, a montagem de válvula de bocal 123 pode ser qualquer válvula passiva ou ativamente controlada conhecida na técnica. Na presente modalidade, a montagem de válvula de bocal 123 é uma válvula de verifica- ção de sentido único passiva que inclui um pistão de válvula 155 e uma mola de válvula 156 que estão alojadas dentro da câmara de válvula de bocal 157 e definidas coletivamente pelo alojamento da montagem de dispensação .129 e o bocal 119. Uma superfície de vedação 158 é incluída no alojamento de montagem de dispensação 129 adjacente ao pistão 155 que é configura- do para tangenciar seletivamente uma superfície de vedação 159 incluída sobre uma extremidade superior do pistão 155.

As propriedades da mola 156 são escolhidas de modo que a montagem de válvula de bocal 123 permita a comunicação fluida entre a câmara de medição 121 e um conduto de fluido 160 do bocal 119 quando um diferencial de pressão desejado entre a câmara de medição 121 e o am- biente externo for criado. Na presente modalidade, a mola 156 é configurada para ficar em uma posição fechada (isto é, para que não haja comunicação fluida entre a câmara de medição 121 e o conduto 160) quando houver uma mínima ou nenhuma diferença em pressão entre a câmara de medição 121 e o ambiente, ou quando a pressão externa for maior do que a pressão na câmara de medição 121. A atuação da montagem de bomba 120 altera a pressão de fluido dentro da câmara de medição 121 de modo que a pressão de dentro da câmara de medição 121 se diferencie da pressão de fluido do ambiente externo. Quando a força combinada sobre o pistão 155, causada pela mola 156 e pela pressão externa, for menor do que a força exercida no pistão 155 proveniente da pressão de fluido dentro da câmara de medição .121, o pistão 155 é movido para baixo em direção ao bocal 119 de modo que um vão seja formado entre a superfície de vedação 158 e a superfície de vedação 159. Como um resultado, permite-se que o fluido flua a partir da câmara de medição 121 através do conduto 160 do bocal 119. Deve-se no- tar que uma válvula ativa pode ser usada como um solenóide ou outra válvu- la ativa, e a posição da válvula ativa pode ser, manual ou automaticamente, controlada através de um controlador de válvula.

A operação da montagem de dispensação de fluido 114 é ilus- trada nas FIGURAS de 10 a 12. Similarmente à modalidade descrita anteri- ormente, a montagem de dispensação de fluido 114 é configurada em um estado de repouso, de ejeção ou de preenchimento, durante a operação. A montagem de válvula de reservatório 122 e a montagem de válvula de bocal 123 são fechadas quando a montagem de dispensação 114 fica em um es- tado de repouso, mostrado na FIGURA 10. Como um resultado, não há fluxo de fluido tanto no interior da montagem de dispensação 114 do reservatório 112 e como fora da montagem de dispensação 114 a partir da câmara de medição 121. Neste estado, o diafragma 127 fica na posição de repouso e o espaço de deslocamento 134 tem um volume máximo. Adicionalmente, a mola 126 fica sob compressão de modo que o pistão 125 seja urgido para longe da câmara de medição 121.

Com referência à FIGURA 11, a montagem de dispensação 114 é colocada no estado de ejeção pela aplicação de uma força externa ao pis- tão 125. A força faz com que o pistão 125 se mova na direção da seta F. O movimento do pistão 125 na direção da seta F faz com que o diafragma 127 se deforme para uma posição ejetora substancialmente plana. A deformação do diafragma 127 reduz o volume do espaço de deslocamento 134 e da câ- mara de medição 121, o que aumenta a pressão de fluido dentro da câmara de medição 121. A montagem de válvula de reservatório 122 permanece fechada em reação ao aumento em pressão de fluido dentro da câmara de medição 121, porém, a montagem de válvula de bocal 123 é configurada para abrir quando há um aumento suficiente em pressão de fluido dentro da câmara de medição 121. Como um resultado, o fluido pressurizado dentro da câmara de medição 121 é ejetado através do bocal 119, conforme mos- trado pela seta G.

Após a força externa ser removida do pistão 125, a montagem de dispensação 114 entra no estado de preenchimento, mostrado na FIGU- RA 12. Mediante a remoção da força externa, a força de compressão da mo- la 126 faz com que o pistão 125 mude de lugar para longe da câmara de medição 121 na direção da seta Η, o que faz com que o diafragma 127 mu- de da posição ejetora para a posição de repouso. Esta deformação resulta em um aumento no volume do espaço de deslocamento 134, o qual cria um vácuo parcial dentro da câmara de medição 121. Este vácuo faz com que a montagem de válvula de reservatório 122 se abra quando um diferencial de pressão suficiente é alcançado e permite-se que o fluido flua a partir do re- servatório 112 para dentro da câmara de medição 121, conforme mostrado pelas setas I. Ao mesmo tempo, a montagem de válvula de bocal 123 se fecha devido ao fato de a força combinada pela pressão de fluido externa e pela mola 156 aplicada no pistão 150, ser maior do que a força causada pela pressão de fluido de dentro da câmara de medição 121 no pistão 155. Nesta configuração, permite-se que o fluido flua a partir do reservatório 112 para dentro da câmara de medição 121 até que a pressão do interior da câmara de medição 121 esteja substancialmente igual à pressão de fluido de dentro do reservatório 112. Quando a pressão de dentro da câmara de medição .121 é substancialmente igual à pressão de fluido de dentro do reservatório .112, a montagem de válvula de reservatório 122 se fecha sob a influência da mola 146.

Os cartuchos de dispensação de fluido podem ser usados tam- bém juntos com um extenso sistema de dispensação de fluido, tal como os abaixo descritos em relação às FIGURAS 13 e 14. Em particular, o cartucho inclui opcionalmente uma superfície de alinhamento 61 e um ombro 62 e o cartucho 110 inclui uma superfície de alinhamento 161 e um ombro 162, que são úteis para orientar apropriadamente o cartucho dentro do sistema. Conforme será descrito em detalhes adicionais abaixo, a superfície de ali- nhamento respectiva estabelece uma interface com uma abertura no siste- ma de modo que o conduto de fluido do respectivo bocal possa ser facilmen- te alinhado com um alvo de dispensação de fluido desejado. Adicionalmente, o ombro pode ser usado para controlar a distância entre o bocal e o alvo de dispensação de fluido. Os cartuchos 10 e 110 podem ser fabricados (isto é, usinados ou moldados) de modo que as superfícies de alinhamento e os ombros respectivos tenham baixa tolerância pelo alinhamento preciso do cartucho dentro de um grande sistema de cartuchos. A montagem adicional e/ou recursos de alinhamento também podem ser incluídos nos cartuchos. Por exemplo, o cartucho 10 também inclui uma superfície de alinhamento 68 que é configurada para tangenciar uma porção de um sistema de dispensa- ção. Além do mais, o cartucho 110 inclui, opcionalmente, uma aba de mon- tagem 163 que será descrita em maior detalhe abaixo, em relação às FIGU- RAS 15 e 16. Deve ficar claro que qualquer forma de recursos auxiliares de alinhamento pode ser usada para que possa auxiliar no posicionamento do cartucho conforme desejado, para o seu uso no sistema de dispensação de fluido respectivo.

As FIGURAS 13 e 14 mostram uma modalidade exemplar de um sistema de dispensação de fluido 70 que incorpora um ou mais cartuchos de dispensação de fluido, de acordo com a presente invenção. O sistema 70 inclui geralmente um conjunto de montagem de cartucho 71 e uma monta- gem de suporte de amostra 72. Um conjunto de montagem de cartucho 71 inclui uma pluralidade de estações 73 nas quais os cartuchos de dispensa- ção de fluido 10 são montados. As estações 73 incluem, preferencialmente, aberturas de montagem 74 que são configuradas para receber e posicionar os cartuchos de dispensação de fluido adjacentes a uma montagem de atu- ador 75. Deve-se compreender que qualquer forma de sistema de dispensa- ção de fluido 70 pode ser usada para que possa receber o cartucho e atuar a montagem de dispensação para dispensar reagentes conforme desejado.

O sistema de dispensação de fluido 70 inclui também uma plura- lidade de elementos receptores 76 montados sobre a montagem de suporte de amostra 72. Os elementos receptores 76 podem ser qualquer item dese- jado_para dispensar os fluidos dos cartuchos 10. Os exemplos de elementos receptores 76 adequados incluem bandeja de retenção de lâmina, recipien- tes de amostra e banhos de mistura. Preferencialmente, os elementos re- ceptores 76 são bandejas de retenção de lâmina de microscópio que contêm lâminas com amostras de tecido posicionadas sobre elas, em que as lâmi- nas são posicionadas, viradas para baixo, sobre a respectiva bandeja 76. Em tal sistema, o reagente de um aparelho de dispensação de fluido 10 não é dispensado sobre a lâmina ou a amostra que o contém, mas em vez disso é dispensado sobre uma superfície receptora da bandeja de lâmina 76 e op- cionalmente flui como através de diferenciais de pressão de vácuo induzido ou de ação capilar embaixo da lâmina que está posicionada sobre a bandeja de lâmina 76. Opcionalmente, os membros receptores 76 podem ser monta- dos sobre blocos de aquecimento 77 que são configurados para fornecer o aquecimento seletivo das lâminas ou de outras porções dos elementos re- ceptores 76. Os blocos de aquecimento 77 podem ser, opcionalmente, car- regados por mola para aperfeiçoar o contato entre os elementos receptores 76 e um ou mais blocos de aquecimento 77.

A montagem de suporte de elemento receptor 72 é geralmente posicionada abaixo da conjunto de montagem de cartucho 71 de modo que a gravidade possa ser usada para soltar os fluidos dos cartuchos 10 para os elementos receptores 76, conforme descrito abaixo. Preferencialmente, a conjunto de montagem de cartucho 71 é móvel em relação à montagem de suporte de elemento receptor 72 estacionária de modo que os cartuchos 10 possam ser posicionados para dispensar fluido sobre qualquer elemento re- ceptor 76 desejado. Em uma modalidade alternativa, tanto o conjunto de montagem de cartucho 71 como a montagem de suporte de amostra 72 são móveis em relação uma outra para que a dispensação de fluidos seja alcan- çada pelo movimento de ambas, relativa uma a outra. Conforme mostrado na FIGURA 13, os elementos receptores 76 podem ser todos iguais como lâminas de microscópio ou, alternativamente, os elementos receptores 76 podem incluir tipos diferentes de itens como lâminas de microscópio e reci- pientes de amostra.

O conjunto de montagem de cartucho 71 pode ser rotacionado de forma que os cartuchos de dispensação de fluido 10 selecionados pos- sam se posicionar adjacente aos atuadores 78, 79 e 80 da montagem do atuadore 75. Alternativamente, um atuador como o do tipo mostrado como acionadores 78, 79 e 80, pode ser posicionado adjacente a cada cartucho 10, de modo que a rotação do conjunto de montagem de cartucho 71 não seja requerida a atuação de um cartucho 10 específico. A montagem do atu- ador 75 pode ser qualquer dispositivo atuador que acione o cartucho 10 para emitir uma quantidade controlada de fluido. Por exemplo, a montagem de atuador 75 pode incluir uma pluralidade de atuadores lineares como os sole- nóides, que são alinhados à extremidade externa 35 do pistão de bomba 25 de modo que o movimento do acionador emprega força para mover o pistão de bomba 25 dentro da montagem de bomba 20.

Preferencialmente, o conjunto de montagem de cartucho 71 po- de ser tanto mudado de lugar como rotacionado em relação à montagem de suporte de amostra 72 de modo que um cartucho 10 individual possa ser seletivamente posicionado em cima de qualquer elemento receptor 76. Uma vez que o cartucho 10 é posicionado em cima de um elemento receptor 76 selecionado, a montagem de atuador 75 aciona o cartucho 10 para ejetar uma quantidade controlada de fluido sobre o elemento receptor 76.

Conforme observado nas FIGURAS 13 e 14, o conjunto de mon- tagem de cartucho 71 pode ser acoplado de modo rotacionável a um ele- mento de suporte 81 e a montagem de atuador 75 pode ser presa fixamente ao elemento de suporte 81, de modo que os cartuchos 10 possam ser rota- cionados em relação à montagem de atuador 75. Preferencialmente, o ele- mento de suporte 81 pode ser mudado de lugar horizontalmente e, deste modo, os cartuchos 10 podem ser tanto rotacionados como mudados de lu- gar, em relação aos elementos receptores 76 estacionários. Desta maneira, um cartucho 10 escolhido, pode ser seletivamente posicionado em cima de qualquer elemento receptor 76.

Conforme observado na modalidade ilustrada, a montagem de atuador 75 pode incluir, opcionalmente, três atuadores 78, 79 e 80, usados para dispensar fluido sobre as respectivas fileiras 82, 83 e 84 de elementos receptores 76. Em operação, o atuador 78 é ajustado para dispensar fluidos sobre os elementos receptores 76 na fileira 82, o acionador 79 é ajustado para dispensar fluidos sobre os elementos receptores 76 na fileira 83 e o acionador 80 é ajustado para dispensar fluidos sobre os elementos recepto- res 76 na fileira 84. Certamente, conforme ficará entendido pelos versados na técnica, inúmeros elementos receptores e/ou atuadores poderão ser em- pregados sem se afastar do escopo da presente invenção.

Conforme mostrado na FIGURA 14, o sistema 70 inclui, opcio- nalmente, recipientes de suprimento 85, recipientes de desperdício 86 e vál- vulas 87. Os recipientes de suprimento 85 podem ser usados para manter líquidos tais como água para enxágüe de elementos receptores 76 ou rea- gentes que possam ser distribuídos através de uma montagem de distribui- ção de fluido incluída no sistema 70. As válvulas 87 podem incluir chaves para o direcionamento do fluxo de líquidos através do sistema 70, tal como para o enxágüe de elementos receptores 76. Além disso, as válvulas 87 po- dem ser usadas para direcionar o fluxo de líquidos para o interior de recipi- entes de resíduos 86, depois dos líquidos serem usados para enxaguar os elementos receptores 76.

Preferencialmente, o formato dos cartuchos 10 é selecionado de modo que o cartucho possa ser instalado somente em uma orientação no conjunto de montagem de cartucho 71. Por exemplo, o formato de seção transversal do cartucho 10 tomado através da superfície de alinhamento 61 pode ser substancialmente trapezoidal e as aberturas de montagem 74 na conjunto de montagem de cartucho 71 são semelhantemente formadas, por meio disso limitando a instalação dos cartuchos 10 em uma orientação. Adi- cionalmente, uma ou mais chaves 66 podem ser incluídas e são recebidas dentro de recursos complementares da aberturas de montagem 74. As FI- GURAS 13 e 14 mostram exemplos de cartuchos 10 com seção transversal substancialmente trapezoidal, os quais são adaptados para se encaixarem com as aberturas de montagem substancialmente trapezoidal 74 (conforme mostrado na FIGURA 13). Em outra modalidade, as aberturas de montagem 74 e os cartuchos 10 possuem outros formatos semelhantes orientados ou incluem recursos de orientação como uma aba e uma ranhura, que limitam a instalação do cartucho 10 em uma orientação.

Com referência às FIGURAS 15 e 16, um recurso de montagem opcional incluído sobre o cartucho 110, será descrito. O recurso de monta- gem pode ser utilizado para fixar de modo liberável um cartucho 110 dentro de uma abertura de montagem 74 correspondente do conjunto de montagem de cartucho 71. Conforme mostrado, o cartucho 110 inclui uma aba de mon- tagem 163 que pode ser usada para travar o cartucho 110 no lugar após ter sido alinhado dentro de um grande sistema. Conforme mostrado, a aba de montagem 163 tem, geralmente, uma seção transversal no formato da letra Τ. As dimensões da porção externa 164 e/ou da porção interna 165 podem variar em seus comprimentos, de modo que, um ajuste de atrito entre a aba de montagem 163 e uma ranhura de montagem 67, incluídas no conjunto de montagem de cartucho 71, possa se tornar mais justo na medida em que a aba de montagem 163 é inserida, adiante, dentro da ranhura 67.

Em referência à FIGURA 17, a montagem de atuador 75 é prefe- rencialmente acionada pelo uso de um controlador 90 e chaves de controle 91 que podem ser usados para atuar qualquer um dos atuadores 78, 79 e 80. Preferencialmente, o controlador 90 é um computador programável. O controlador pode também ser integrado a um controlador principal ou um sistema de controle por um sistema de dispensação de fluido 70 e a progra- mação de etapas para o acionamento de acionadores 78, 79 e 80, pode ser incluída em um programa principal de processo de tecido. O controlador 90 pode ser qualquer dispositivo que faça com que a montagem de atuador 75 seja ativada manual ou automaticamente. Adicionalmente, o controlador 90 pode ser alocado, de modo que se mova em relação ao conjunto de monta- gem de cartucho 71. Alternativamente, o controlador 90 pode ser alocado, de modo que se mova em relação ao conjunto de montagem de cartucho 71 e um enlace de comunicação sem fio ou com fio rígido 92 pode ser fornecida entre o controlador 90 e a montagem de acionador 75. Uma vez acionado, a montagem de acionador 75 emprega uma força mecânica 93 na montagem de bomba 20 do cartucho 10 para induzir a montagem de dispensação 14 a dispensar um jato ou gotejamento de fluido 94 em cima do elemento recep- tor 76.

Dessa forma, observa-se que um cartucho de reagente de dis- pensação de fluido é fornecido. O versado na técnica irá analisar que a pre- sente invenção pode ser praticada por outras modalidades preferidas que são apresentadas nesta descrição para fins ilustrativos e não-limitantes e a presente invenção se limita somente pelas reivindicações que seguem. No- ta-se que as modalidades equivalentes às modalidades particulares discuti- das nesta descrição podem também ser praticadas na invenção.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Cartucho de dispensação de fluido, que compreende um re- servatório de fluido; e uma montagem de dispensação acoplada de forma fluida ao reservatório de fluido que inclui: um alojamento de dispensação; e um elemento deformável; sendo que o alojamento de dispensação e o elemento deformá- vel coletivamente definem uma câmara de medição e o elemento deformável é configurado para ser deformado a partir de uma posição de repouso cor- respondente a um primeiro volume da câmara de medição, para uma posi- ção ejetora correspondente a um segundo volume da câmara de medição que é menor do que o primeiro volume da câmara de medição.

2. Cartucho de dispensação de fluido de acordo com a reivindi- cação 1, que compreende adicionalmente uma válvula de reservatório Iocali- zada entre o reservatório de fluido e a câmara de medição que é configurada para permitir que o fluido escoe do reservatório de medição para a câmara de medição.

3. Cartucho de dispensação de fluido de acordo com a reivindi- cação 2, que compreende adicionalmente uma válvula de bocal localizada entre a câmara de medição e uma saída da montagem de dispensação que é configurada para permitir que o fluido escoe da câmara de medição para fora da montagem de dispensação.

4. Cartucho de dispensação de fluido de acordo com a reivindi- cação 1, que compreende adicionalmente um bocal de fluido acoplado à montagem de dispensação, sendo que o bocal inclui um conduto de fluido que define uma saída da montagem de dispensação.

5. Cartucho de dispensação de fluido, de acordo com a reivindi- cação 1, em que o elemento deformável é um diafragma que é substancial- mente côncavo na posição de repouso e substancialmente plano na posição ejetora.

6. Cartucho de dispensação de fluido, de acordo com a reivindi- cação 1, que compreende adicionalmente uma válvula de único sentido aco- piada ao reservatório de fluido que é configurada para permitir que o fluido escoe dentro do reservatório a partir do ambiente.

7. Cartucho de dispensação de fluido, de acordo com a reivindi- cação 1, em que o elemento deformável é inclinado para a posição de re- pouso.

8. Cartucho de dispensação de fluido, de acordo com a reivindi- cação 7, em que a montagem de dispensação inclui um pistão acoplado a uma porção do elemento deformável e é configurada de modo que a transla- ção do pistão deforme o elemento deformável entre a posição de repouso e a posição ejetora.

9. Cartucho de dispensação de fluido, de acordo com a reivindi- cação 2, em que a válvula de reservatório é uma válvula de único sentido configurada para permitir que o fluido escoe a partir do reservatório para dentro da montagem de dispensação e a válvula de bocal é uma válvula de único sentido configurada para permitir que o fluido escoe da da montagem de dispensação para fora do cartucho.

10. Cartucho de dispensação de fluido, de acordo com a reivin- dicação 2, em que compreende adicionalmente um filtro interposto entre a válvula de reservatório e o reservatório de fluido.

11. Cartucho de dispensação de fluido, de acordo com a reivin- dicação 10, em que o filtro é uma tampa que retêm a válvula de reservatório no alojamento de dispensação.

12. Cartucho de dispensação de fluido, de acordo com a reivin- dicação 3, que compreende adicionalmente um bocal de fluido acoplado à montagem de dispensação, sendo que o bocal inclui um conduto de fluido que define uma saída da montagem de dispensação e a válvula de bocal forma uma vedação de encontro a uma parede do conduto de fluido.

13. Cartucho de dispensação de fluido, de acordo com a reivin- dicação 4, em que o bocal de fluido é construído a partir de um material hi- drofóbico.

14. Cartucho de dispensação de fluido, de acordo com a reivin- dicação 1, que compreende adicionalmente uma porção de montagem com um formato de seção transversal horizontal.

15. Cartucho de dispensação de fluido, de acordo com a reivin- dicação 14, em que o formato de seção transversal horizontal da porção de montagem é configurado para ser recebido em uma montagem receptora com formato semelhante em uma orientação predeterminada.

16. Cartucho de dispensação de fluido, de acordo com a reivin- dicação 14, em que o formato de seção transversal horizontal é substanci- almente trapezoidal.

17. Sistema de dispensação de fluido, que compreende: uma montagem para montagem de cartucho com uma pluralida- de de estações de montagem de cartucho de dispensação de fluido, cada uma das quais inclui um recurso para montagem de cartucho; uma pluralidade de cartuchos de dispensação de fluido que in- clui um reservatório e um montagem de dispensação de fluido que inclui uma câmara de medição e um elemento deformável que é configurado para alterar o volume da câmara de medição quando deformado, os cartuchos são montados para as estações de montagem respectivas; e uma montagem de suporte de amostra configurada para susten- tar uma pluralidade de amostras de tecido substancialmente abaixo da mon- tagem de dispensação de fluido, sendo que as características de montagem de cartucho são for- madas para se adaptarem a um formato de seção transversal horizontal de um cartucho de dispensação de fluido correspondente.

18. Sistema de dispensação de fluido, de acordo com a reivindi- cação 17, em que o recurso para montagem de cartucho é uma abertura.

19. Sistema de dispensação de fluido, de acordo com a reivindi- cação 17, em que o recurso para montagem de cartucho é uma endentação.

20. Sistema de dispensação de fluido, de acordo com a reivindi- cação 17, em que a montagem para montar cartucho inclui pelo menos duas estações de montagem com recursos para montagem de cartucho com for- matos diferentes.

21. Sistema de dispensação de fluido, de acordo com a reivindi- cação 17, em que cada uma das ditas estações de montagem inclui um re- curso para retenção de cartucho configurado para travar seletivamente um recurso para montagem de cartucho.

22. Sistema de dispensação de fluido, de acordo com a reivindi- cação 21, em que o recurso para montagem de cartucho é uma aba de mon- tagem e o recurso para retenção de cartucho é uma ranhura configurada para receber a aba de montagem e fornecer um ajuste de fricção entre a aba de montagem e a característica de fricção.