ES2230103T3 - Aparato y metodo para ensayar un fluido biologico. - Google Patents
Aparato y metodo para ensayar un fluido biologico.Info
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Abstract
Un aparato (10) para ensayar una muestra biológica de un animal a fin de verificar la presencia de una enfermedad en el animal, incluyendo el aparato un recipiente (12), una varilla sumergible (14) y un luminómetro (15) que tiene una tapa (50), estando adaptado un extremo (31) de la varilla sumergible (14) a ser insertado en la muestra de forma que se una a la varilla sumergible (14) una cantidad predeterminada de la muestra, en el que el recipiente (12) incluye una cámara (20) que contiene un reactivo (21), el cual durante el ensayo reacciona con la muestra adherida a la varilla sumergible (14) para producir emisiones de luz, estando la cámara (20) dispuesta en el recipiente (12) entre un extremo (17) cerrado del recipiente (12) y una membrana (16) dentro del recipiente (12), siendo desplazable la varilla sumergible (14) dentro del recipiente (12) desde una primera posición, en la cual la varilla sumergible (14) está apoyada en el recipiente (12) fuera de contacto con la membrana (16), a una segunda posición, en la cual el extremo (31) de la varilla sumergible (14) con la muestra unida está en contacto con el reactivo (21), siendo rota la membrana (16) al desplazarse la varilla sumergible (14) de la primera posición a la segunda, estando adaptado el luminómetro (15) para recibir el recipiente (12) y estando adaptada la tapa (50), al ser cerrada, para hacer que la varilla sumergible se desplace de la primera posición a través de la membrana (16) a la segunda posición, con lo cual se realiza una determinación del nivel de bacterias y/o células somáticas en la muestra y por tanto de la enfermedad del animal, detectando las emisiones de luz del recipiente (12).
Description
Aparato y método para ensayar un fluido
biológico.
La presente invención se refiere a un aparato y a
un método para ensayar un fluido biológico.
Es conocido ensayar la leche producida por vacas
de leche y otros mamíferos para determinar si el animal sufre
mastitis. Por ejemplo, se realizan en forma regular ensayos de
laboratorio de muestras de leche tomadas por los operarios de
recogida de leche.
Tales ensayos conocidos implican la determinación
del número de células bacterianas en la muestra para indicación
directa de la presencia de mastitis, o bien la determinación del
número de células somáticas, por ejemplo, células de tejidos,
sangre u otras en la muestra para proporcionar una indicación
directa de la presencia de mastitis en el animal. Este último
ensayo se apoya en el hecho de que en un animal con una infección
tal como mastitis los leucocitos producidos por el sistema
inmunológicos del animal se transferirán a la leche del animal para
combatir los patógenos. Por tanto un nivel elevado de células
somáticas en la muestra indicará que está presente una infección en
el animal.
Un problema con los ensayos conocidos basados en
laboratorio es que existe un inevitable retraso entre el momento en
que se recoge la muestra y aquél en que los resultados de ensayo se
encuentran disponibles. La mastitis puede progresar rápidamente y
por tanto, los resultados de ensayo pueden no indicar con precisión
el estado de la enfermedad, por ejemplo, cuando se ordeña el animal
la vez siguiente. También, un ensayo de laboratorio basados en
muestras tomadas por un operario de recogida (conductor del camión
cisterna), incluirá con mayor probabilidad leche producida por una
pluralidad de animales. Así, tales ensayos, aun siendo de alguna
utilidad para determinar la calidad de la leche de una granja en
particular, no son útiles para advertir a un ganadero lechero sobre
cual de sus animales sufre de mastitis.
Por tanto, un ganadero lechero necesita ser capaz
de realizar ensayos en animales individuales que darán un resultado
rápido, de forma que se pueda alertar al ganadero lechero sobre un
animal que padezca mastitis. En respuesta, el ganadero lechero
puede decidir si prescinde de la leche de un animal concreto a fin
de no rebajar la calidad de la leche de su explotación, o puede
decidir si trata al animal, por ejemplo, con antibióticos, o
permite al propio sistema inmunológico del animal combatir la
infección.
En cada caso, es importante un diagnóstico
temprano de la mastitis para capacitar al ganadero lechero en forma
proactiva para mantener la calidad de la leche de su explotación
que entrega como producción, y proporcionar a tiempo un tratamiento
apropiado de los animales individuales de la explotación.
Se conocen ensayos de leche que se destinan a su
realización por el propio ganadero lechero, conocidos como el
Ensayo de Mastitis de California (CMT) y el ensayo de
conductividad. Sin embargo, para realizar estos ensayos, quien
efectúa el ensayo necesita hacer juicios subjetivos que un ganadero
lechero puede no estar suficientemente capacitado para hacer.
También, tales ensayos presentan una carencia de sensibilidad para
detectar la mastitis subclínica, y el CMT carece de precisión en
los niveles de recuento de células somáticas requeridos por las
reglas habituales y reglamentos. Tales ensayos no se prestan
fácilmente a ser usados en el contexto de un establo en el que se
pueden ordeñar las vacas.
Se conocen métodos de ensayo higiénicos in
situ y aparatos para detectar niveles de bacterias en
superficies tales como superficies de puestos de preparación de
alimentos, por ejemplo, a partir de la solicitud de patente del
Reino Unido GB2281966A y de la solicitud internacional
WO98/37229.
En el método descrito en la publicación
GB2281966A, se retira un tampón prehumedecido de un tubo protector,
se frota sobre una superficie a ensayar, se sumerge en una
disolución de enzimas durante un periodo de tiempo predeterminado,
y se devuelve a continuación al tubo protector. El tubo protector y
el tampón pueden ser luego insertados en un luminómetro para
comenzar las mediciones de ensayo. Similarmente, en el método
descrito en la publicación WO98/37229, se aplica un reactivo
líquido a la superficie de ensayo y se frota un tampón de ensayo
sobre la superficie para recoger una muestra. La muestra reacciona
con un reactivo inmovilizado en el fondo de un tubo de recuento
para producir luz.
Se conocen equipos de ensayo de fluidos
biológicos portátiles, por ejemplo, a partir de la patente de los
EEUU A-5827675, pero éstos son complejos para usar
y no se prestan con facilidad a ser usados, por ejemplo por un
ganadero lechero, en el campo. Por ejemplo, en el aparato y el
método descritos en la publicación de EEUU
A-582675, es necesario forzar manualmente un tampón
en el cual se retiene una muestra a través de una membrana rompible
para que entre en contacto con un reactivo sellado en una cámara de
un tubo de muestras, desprender el tampón del tubo de muestras, e
insertar el tubo de muestras en un luminómetro a fin de comenzar
las mediciones de ensayo.
Según un aspecto de la invención, se proporciona
un aparato para ensayar una muestra biológica de un animal a fin de
verificar la presencia de una enfermedad del animal, incluyendo el
aparato un recipiente, una varilla sumergible y un luminómetro,
estando adaptado un extremo de la varilla sumergible a ser
insertado en la muestra de forma que se pegue a la varilla
sumergible una cantidad predeterminada de la muestra y tome parte
en una reacción en el recipiente que produce emisiones de luz,
estando adaptado el luminómetro para recibir el recipiente y para
ser operado de forma que se realiza una determinación del nivel de
bacterias y/o células somáticas en la muestra y por tanto de la
enfermedad del animal, detectando las emisiones de luz del
recipiente.
La invención ha sido desarrollada en forma
primaria pero no exclusivamente para su uso en ensayo de leche
cruda.
Utilizando así un aparato de acuerdo con la
invención, se puede ensayar leche de un animal productor de leche
individual, por ejemplo, por un ganadero lechero tan pronto o
inmediatamente después de que se obtenga la leche, simplemente, y
debido a que el luminómetro es capaz de medir las emisiones de luz
procedentes del recipiente, el ensayo no se basa en determinaciones
subjetivas.
A fin de que se pueda usar el luminómetro, es
esencial que la leche u otro fluido unido a la varilla sumergible
reaccione con un agente en la varilla sumergible y/o el reactivo
del recipiente cree una reacción emisora de luz. La cantidad de luz
producida se determina preferiblemente por el número de células
somáticas de la leche unido a la varilla sumergible, con lo cual el
ensayo es un ensayo indirecto, es decir, la presencia de la
enfermedad en el animal se indica por el número de células
somáticas en la muestra más bien que por el número de células
bacterianas en la muestra. Sin embargo, se puede aplicar la
invención a los métodos directos de ensayo que ensayan las células
bacterianas de la muestra, usando un reactivo adecuado.
Preferiblemente el recipiente contiene un
extractante y se suelta el contenido de células somáticas de la
leche u otro fluido unido a la varilla sumergible en contacto con
el extractante. El extractante puede estar contenido en una cámara
del recipiente previamente al ensayo y el extremo de la varilla
sumergible puede estar apoyado en el recipiente, fuera de contacto
con el extractante hasta que se realiza el ensayo. Por ejemplo, se
puede disponer una cámara en el recipiente entre un extremo cerrado
del recipiente y una membrana dentro del recipiente, y la membrana
puede ser rota para permitir que la leche u otro fluido unido a la
varilla sumergible, y el extractante se pongan en contacto durante
el ensayo. La membrana puede ser de plástico, o un metal o una
combinación de éstos, tal como, sólo a título de ejemplo, Mylar
metalizado.
La varilla sumergible puede ser desplazable
dentro del recipiente desde una posición en la cual la varilla
sumergible está apoyada fuera de contacto con la membrana, y una
posición en la cual el extremo de la varilla sumergible está en
contacto con el extractante, rompiendo tal movimiento la
membrana.
En una disposición la varilla sumergible puede
estar apoyada en un tapón que cierra un extremo abierto del
recipiente hasta que se retira, incluyendo el tapón una conexión
frangible que se rompe para permitir a la varilla sumergible
desplazarse dentro del recipiente para romper la membrana. Así la
varilla sumergible y el recipiente están adaptados para un solo
uso.
El tapón del recipiente puede incluir medios de
indicación, de forma que el recipiente pueda ser identificado y
fácilmente indexado con un animal que produce la leche u otro
fluido biológico. En una disposición, tales medios de indicación
pueden incluir una o más alas sobre las cuales se puede disponer
información, por ejemplo, escribiendo.
El recipiente es preferiblemente tubular, pero
preferiblemente es de sección transversal no circular y se puede
recibir en una abertura correspondiente del luminómetro de forma
que el recipiente se limite a una orientación deseada, por ejemplo,
para maximizar la captación de luz del recipiente.
El extractante puede ser típicamente un lisato,
que rompe las células somáticas del fluido, al entrar en contacto.
Así, para facilitar la reacción, preferiblemente la varilla
sumergible incluye un reactivo tal como una enzima para reaccionar
con componentes celulares de la leche u otra muestra biológica.
La varilla sumergible está hecha, en la forma más
conveniente, de material plástico. Para evitar la neutralización de
la enzima u otro reactivo portado en la varilla sumergible por el
material del cual está hecha la varilla sumergible, se dispone
preferiblemente una barrera entre el agente y el material de la
varilla sumergible. En una disposición, el agente puede ser portado
en un paño absorbente que se adhiere o fija de otra forma a la
varilla sumergible. Un paño de este tipo es un paño de tejido
absorbente hecho de algodón o de otras fibras naturales a título de
ejemplo. Un paño de este tipo puede estar configurado para absorber
cantidades conocidas de leche u otro fluido, de forma que se usa en
el ensayo una cantidad de fluido conocida. La varilla sumergible
puede estar configurada para alentar que no se pegue a la varilla
sumergible un exceso de fluido. Por ejemplo, el extremo de la
varilla sumergible puede ser puntiagudo.
Un reactivo adecuado es luciferina de luciérnaga
junto con la enzima luciferasa.
El luminómetro puede estar configurado para
contar todos los fotones emitidos como resultado de la reacción
luciferina/luciferasa o sólo los fotones de un intervalo de
frecuencias determinado. Así, se pueden detectar por el luminómetro
todos los fotones o sólo los fotones específicos de la reacción
luciferina/luciferasa, según se desee.
Según un segundo aspecto de la invención, se
proporciona un método de ensayar una muestra biológica procedente
de un animal a fin de verificar la presencia de una enfermedad en
el animal, incluyendo el método insertar un extremo de una varilla
sumergible en una muestra de fluido biológico, con lo cual se
adhiere una cantidad predeterminada de la muestra a la varilla
sumergible, insertar la varilla sumergible en un recipiente con lo
cual la cantidad predeterminada de la muestra toma parte en la
reacción en el recipiente que produce emisiones de luz, insertar el
recipiente en el luminómetro y hacer funcionar el luminómetro para
detectar emisiones de luz procedente del recipiente y determinar el
nivel de bacterias de la muestra y proporcionar un dato de salida
del luminómetro.
El método del segundo aspecto de la invención
puede utilizar cualquiera de las características del primer aspecto
de la invención.
Según un tercer aspecto de la invención, se
proporciona una varilla sumergible para uso en un aparato de
acuerdo con el primer aspecto de la invención, incluyendo el
conjunto una varilla sumergible que tiene un extremo libre y que
está adaptada para ser sumergida en una muestra de fluido biológico,
y para adherir a la varilla sumergible una cantidad predeterminada
de la muestra para uso en una reacción subsiguiente, caracterizado
porque la muestra es leche y la varilla sumergible porta un agente
que toma parte en la reacción subsiguiente para proporcionar
emisiones de luz.
La varilla sumergible del conjunto puede tener
cualquiera de las características de la varilla sumergible del
primer aspecto de la invención.
Según un cuarto aspecto de la invención, se
proporciona en forma combinada un recipiente que contiene un
reactivo de ensayo y una muestra de fluido biológico a ensayar, y
un dispositivo de luminómetro, estando adaptado el luminómetro a
recibir el recipiente y a detectar las emisiones de luz, y en el
cual están adaptados el recipiente y el luminómetro, de manera que
el recipiente, cuando es recibido en el luminómetro, es recibido
según una orientación preferida.
El reactivo puede estar contenido dentro del
recipiente en virtud de estar adherido a la varilla sumergible.
Por ejemplo, el recipiente puede ser alargado y
de sección transversal no circular y el luminómetro puede incluir
una abertura de sección transversal correspondiente a la sección
transversal del recipiente. Así, el recipiente puede ser orientado
para maximizar la captación de luz y para asegurarse de la
consistencia del ensayo entre diferentes muestras.
El recipiente y/o el luminómetro pueden tener
cualquiera de las características del recipiente y/o del
luminómetro del aparato del primer aspecto de la invención.
A continuación se describirá la invención
haciendo referencia a los dibujos anexos, en los cuales:
la Figura 1 es una vista ilustrativa de un
aparato para ensayar leche según la invención;
la Figura 2 es una vista lateral de detalle de
parte del aparato de la Figura 1;
la Figura 3 es una vista en planta de la parte
del aparato mostrada en la Figura 2.
Haciendo referencia a los dibujos, se muestra un
aparato 10 para ensayar leche a fin de determinar si un animal que
ha producido la leche padece una enfermedad, particularmente
mastitis.
El aparato 10 incluye un recipiente 12 que recibe
un conjunto 13 de varilla sumergible antes de su uso. El conjunto
13 de varilla sumergible incluye una varilla sumergible 14, que en
el uso del aparato 10 como se describe a continuación, se sumergida
en una muestra de leche, se vuelve a colocar en el recipiente 12, y
el recipiente 12 que contiene la varilla sumergible 14 se coloca a
continuación en un luminómetro 15 que detecta las emisiones de luz
procedentes del recipiente 12.
El recipiente 12 es en este ejemplo un tubo de
ensayo, hecho de un material transparente tal como un plástico o
vidrio adecuado. Dentro del recipiente 12 existe una membrana 16
que separa un extremo 17 cerrado del recipiente 12 del resto del
recipiente 12 que tiene un extremo 18 abierto.
Dentro de una cámara 20 dispuesta entre el
extremo 17 cerrado y la membrana 16, se dispone un extractante 21
en forma líquida, cuya composición química y funciones se aclararán
a continuación. El extractante 21 se encuentra por tanto retenido
dentro de la cámara 20, y preferiblemente existe un espacio 22
dentro de la cámara 20 que no está lleno de extractante 21, sino
que contiene aire o gas inerte. En el ejemplo de reactivo adecuado
a describir, se prefiere que el reactivo sea saturado en oxígeno, y
así, si se desea, el espacio 22 puede contener un gas enriquecido
en oxígeno, o incluso oxígeno puro.
La membrana 16 puede estar hecha de un material
que se pueda fácilmente pinchar/romper, por ejemplo un plástico
delgado adecuado, metal o material de combinación, tal como Mylar
metalizado, polietileno o polipropileno, a título de ejemplos y
sólo la membrana 16 se posiciona preferiblemente dentro del
recipiente 12 y sellada respecto al recipiente 12, usando por
ejemplo una técnica de sellado ultrasónico. En alternativas
adicionales, la membrana puede estar hecha de materiales metálicos
o incluso de cera o acetato de celulosa.
El recipiente 12 es preferiblemente de una
configuración no circular, pero puede ser adaptado de otra forma
como se indica a continuación, de manera que se puede colocar el
recipiente 12 en una orientación preferida dentro del luminómetro
15.
El extremo 18 abierto del recipiente 12 recibe el
conjunto 13 de varilla sumergible que tiene un tapón 25, el cual
tiene una parte de cierre 26 que sirve tanto para montar la varilla
sumergible 14 como para cooperar con el recipiente 12 a fin de
cerrar el extremo 18 abierto del mismo. Así, la parte de cierre 26
del tapón 25 se puede hacer de un material plástico flexible
adecuado y es preferiblemente de encaje por empuje en el extremo 18
abierto del recipiente 12. El tapón 25 incluye en este ejemplo unos
medios 27 de indicación que se adaptan a ser etiquetados, por
ejemplo, escribiendo sobre los mismos de modo que se puede
referenciar al recipiente 12 a un animal cuya leche se va a
ensayar.
Los medios 27 de indicación tienen en este
ejemplo dos alas 28, 29 que se extienden lateralmente desde la
parte 26 de cierre y al mismo tiempo que proporciona una superficie
para etiquetar, se pueden adaptar para cooperar con el luminómetro
15 como se describe a continuación para apoyar el recipiente 12 en
el luminómetro 15 durante la detección de la emisión de luz.
La parte 26 de cierre del tapón 25 está unida a
la parte 27 de indicación por medio de una conexión 30 frangible,
la cual retiene la parte 26 de cierre de modo que la varilla
sumergible 14 apoyada en la misma esté apoyada normalmente de forma
que un extremo 31 libre de la misma esté por encima del nivel de la
membrana 16. Sin embargo, la conexión 30 frangible puede ser rota
aplicando presión a la parte 26 de cierre en la dirección indicada
por la flecha A de la figura 2, de forma que el extremo 31 libre de
la varilla sumergible 14 puede ser empujado a través de la membrana
16 en contacto con el reactivo 21 dentro de la cámara 20 en el
extremo 17 cerrado del recipiente 12.
La varilla sumergible 14 apoyada en la parte 26
de cierre está hecha preferiblemente de un material plástico
adecuado, pero podría estar hecha de cualquier otro material
adecuado según se desee. La varilla sumergible 14 se adhiere
preferiblemente dentro de una abertura de la parte 26 de cierre, o
puede estar retenida sólo como un ajuste de interferencia, o en
otro ejemplo, la varilla sumergible 14 podría estar hecha de una
pieza con la parte 26 de cierre del conjunto 13 de la varilla
sumergible.
El extremo 31 libre de la varilla sumergible 14
tiene una configuración en punta. Esto es así para que el extremo
31 libre pueda pinchar fácilmente la membrana 15 cuando se
requiera, y también para que cuando la varilla sumergible 14 se
introduzca en una muestra de leche, se aliente al exceso de leche a
que gotee desde el extremo 31 libre, de forma que sólo se use en el
ensayo una cantidad predeterminada de leche.
La varilla sumergible 14 porta un reactivo, el
cual toma parte en una reacción química durante el ensayo como se
describe a continuación. Típicamente, el reactivo incluye una
enzima. Más preferiblemente, el reactivo es una mezcla de
luciferina de luciérnaga y la enzima luciferasa.
Debido a que la enzima puede ser desnaturalizada
y neutralizada si la enzima entra en contacto con el material
plástico de la varilla sumergible 14, preferiblemente se lleva el
agente por un portador neutral tal como un paño 36 de tejido, el
cual puede estar adherido, y/o sujetado mecánicamente por medio de
apilamiento térmico respecto a la varilla sumergible 14. Mediante
una disposición de este tipo, aunque cualquier enzima u otro agente
que esté en contacto íntimo con el plástico de la varilla
sumergible 14 y/o con el adhesivo de la cinta de doble cara puede
ser neutralizado, se aislará una cantidad suficiente de la enzima u
otro agente para tomar parte en la reacción química del ensayo.
En una realización, la varilla sumergible 14
puede estar hecha de un material plástico transparente tal como un
policarbonato transparente, reduciendo así la cantidad de bloqueo
de luz causado por la varilla sumergible, durante la lectura del
luminómetro 15. También el paño 36 de tejido es plano, presentando
una superficie máxima al detector de luz del luminómetro 15.
Debido a que particularmente las enzimas, pero
otros agentes también, se degradan en presencia del oxígeno, se
prefiere que el recipiente cerrado 12 por encima de la membrana 16
contenga una atmósfera inerte. El recipiente 12 por encima de la
membrana 16 puede ser así al menos parcialmente evacuado, aunque
esto podría hacer difícil sacar el conjunto 13 de la varilla
sumergible del recipiente, o el recipiente 12 puede contener gas
inerte, tal como nitrógeno, o al menos un gas rico en gas inerte.
Así, la membrana 16 necesita ser impermeable al gas, de forma que
el gas rico en oxígeno del espacio 22 del extremo 17 cerrado no se
permee a través de la membrana 16 o pasada la misma a la atmósfera
inerte del resto del recipiente 12.
Esto permite mejorar la vida de servicio y la
estabilidad del producto. Es importante que la actividad de la
enzima se mantenga de forma que se puedan obtener resultados
consistentes a lo largo de la vida del producto, la cual se espera
que sea típicamente de un año aproximadamente.
A continuación se describirá el método de
ensayo.
En primer lugar se abre el recipiente 12
retirando el conjunto 13 de la varilla sumergible, usando las alas
28, 29 de los medios 27 de indicación del conjunto 13 como mango,
según se necesite. Esto produce una rotura de un sello (no
representado) entre la parte 26 de cierre y el recipiente 12 para
proporcionar una señal visual/táctil obvia de que el conjunto 13 de
la varilla sumergible ha sido utilizado, reduciendo así al mínimo
la posibilidad de que la varilla sumergible 14 se use
inadvertidamente por segunda vez antes de ser medida. La retirada
del miembro 26 de cierre desprenderá la atmósfera inerte por encima
de la varilla sumergible 14 a la atmósfera y así esta etapa del
método preferiblemente se realiza inmediatamente antes de las otras
etapas del método. El extremo libre 34 de la varilla sumergible 14
se introduce a continuación en una muestra de leche a ensayar. La
muestra se obtiene preferiblemente durante el ordeño, así es
preferiblemente específica de un único animal, según se identifica
en los medios 27 de indicación. Cuando se desea, la muestra puede
ser específica de una teta concreta.
En cada caso, se permite que la leche en exceso
gotee de la varilla sumergible 14, la cual es preferiblemente
retenida en un extremo 31 libre que apunta en orientación hacia
abajo, de forma que se estimula que el exceso de leche gotee desde
el extremo 31 libre que apunta hacia abajo.
El tamaño del paño 36 de tejido que porta la
varilla sumergible 14 está dispuesto para asegurarse de que una
cantidad predeterminada de leche se adhiere a la varilla sumergible
14 y entra en contacto con la enzima u otro agente sobre el paño
36.
Después se devuelve la varilla sumergible 14 al
recipiente 12, y se inserta la parte 26 de cierre del tapón 25 en
el recipiente 12 con el extremo libre 31 de la varilla sumergible
14 a la cual se ha adherido la leche, todavía fuera de contacto con
el reactivo en la cámara cerrada 20 del recipiente 12.
Un ganadero lechero u otro personal de ensayo
puede recoger muestras de una pluralidad de animales, y realizar
las etapas del método anteriormente descritas para cada muestra,
usando un conjunto 13 de varilla sumergible y un recipiente 12 para
cada muestra. Cuando se han recogido todas las muestras requeridas,
y cuando resulta conveniente para quien realiza el ensayo, por
ejemplo al término del ordeño, se puede realizar la etapa siguiente
del método.
Para cada recipiente 12, se puede romper la
conexión frangible 30 del tapón 25 para hacer que el extremo 31
libre en punta de la varilla sumergible 13 pinche la membrana 16 y
haga que la leche unida y la enzima u otro agente entren en
contacto con el extractante 21. El recipiente 12, al ser
generalmente de sección transversal constante a lo largo de la
mayoría de su longitud, y la parte 26 de cierre del tapón 25,
continuarán cooperando conforme se mueve la varilla sumergible 14
para pinchar la membrana 16, y continuarán dando apoyo a la varilla
sumergible 14 en su nueva posición dentro del recipiente 12.
El extractante 21 es un lisato y por tanto,
cuando la leche unida a la varilla sumergible entra en contacto con
el extractante 21 (como hará, siempre que se mantenga el recipiente
en una orientación general vertical), las células somáticas de la
leche son sometidas a lisis y rotas. La lisis de las células
somáticas da lugar a la liberación, entre otras cosas, de trifosfato
de adenosina (ATP) de las células. Cada célula somática contiene
aproximadamente la misma cantidad de ATP y por tanto la cantidad de
ATP liberada en el extractante 21 depende del número de células
somáticas presentes en la muestra de leche. El ATP y el oxígeno en
el espacio 22 son catalizados por la luciferasa para reaccionar con
la luciferina de luciérnaga y emitir fotones.
La reacción continuará durante cierto tiempo, y
así donde la membrana 16 ha sido pinchada fuera del luminómetro 15,
se puede colocar el recipiente 12 en el luminómetro 15 después de
que comienza la reacción.
Sin embargo, preferiblemente, se pincha la
membrana 16 por la varilla sumergible 14 dentro del luminómetro 15.
El luminómetro 15 tiene una abertura 40 en el mismo para recibir el
recipiente 12. La abertura 40 está configurada de forma que sólo se
pueda recibir el recipiente 12 en el luminómetro en una orientación
preferida. En el ejemplo mostrado, el recipiente 12 es generalmente
de sección transversal elíptica u oval en la mayoría de su
longitud, con la abertura 40 del luminómetro 15 siendo de una
configuración correspondiente. Así, uno de los lados 41, 42 del
recipiente 12 puede situarse próximo a un sensor de luz dentro del
luminómetro 15, y siendo más plano que un tubo de ensayo
convencional, se maximiza la eficiencia en la captación de luz.
También, disponiendo que la parte plana del paño 36 de tejido de la
varilla sumergible 14 esté alineada con el eje más largo del tubo
elíptico 12, el paño 36 se orientará en el luminómetro 15 con la
parte plana del paño 36 de frente el detector, para maximizar la
eficiencia de la detección de luz.
Las alas 28, 29 de los medios 27 de indicación
del tapón 25 se sitúan en las correspondientes ranuras 48, 49 del
luminómetro 15.
Como la tapa 50 del luminómetro 15 se cierra
preferiblemente a continuación, esta acción hace que la varilla
sumergible 14 sea empujada hacia abajo a través de la membrana 16.
Esto se puede lograr, por ejemplo, teniendo la tapa 50 un pasador o
análogo que empuja hacia abajo en el centro del miembro de cierre
26. Así, el diseño del tapón puede ser tal que haga difícil para un
usuario pinchar manualmente la membrana 16 con la varilla
sumergible 14. Como se muestra, preferiblemente la tapa 50 está
unida mediante bisagras al cuerpo 51 del luminómetro 15, y cerrando
la tapa 50 actúa también un interruptor 53 con lo cual se inicia
una secuencia de detección de luz.
La reacción luciferina/luciferasa es
extremadamente sensible y específica de la presencia de ATP en la
disolución. Por tanto, la luz emitida como consecuencia de la
reacción químico-luminiscente está directamente
relacionada con la cantidad de ATP en la disolución. Puesto que la
cantidad de ATP en la disolución está, a su vez, directamente
relacionada con el número de células somáticas en la muestra de
leche, la intensidad de la luz emitida está directamente
relacionada con la cantidad de células somáticas de la muestra de
leche. Debido a que el paño 36 portado por la varilla sumergible 14
está dispuesto de tal manera que se une una predeterminada cantidad
de leche al paño 36, la concentración de células somáticas de la
muestra es también proporcional a la intensidad de la luz
emitida.
Se puede disponer el luminómetro 15 para dar una
indicación visual y/o acústica cuando comienza la detección de la
emisión de luz y/o cuando el luminómetro 15 ha acabado su secuencia
de detección. Preferiblemente, se calibra el luminómetro 15 para
dar una indicación inmediata de los resultados del ensayo. Por
ejemplo el luminómetro 15 puede incluir una presentación 60 de
luces roja 61, ámbar 62, y verde 63, una de las cuales se enciende
para indicar el resultado del ensayo. Cuando se enciende la luz
verde 63 esto puede indicar que las emisiones de luz han estado por
debajo de un primer nivel predeterminado que indica que sólo están
presentes células somáticas a un nivel bajo, normal, en la muestra
de leche, de forma que s e puede concluir que el animal del que
procede la leche no tiene mastitis. Cuando se enciende la luz ámbar
62, esto puede indicar las emisiones de luz han estado por encima
del primer nivel predeterminado, pero no por encima del segundo
nivel predeterminado que indicaría que están presentes sellas
somáticas a un nivel alto. Así, ante una lectura ámbar, sería
aconsejable repetir el ensayo o proceder a ensayos adicionales más
detallados. Cuando se enciende la luz roja 61, esto indicaría que
está presente un número anormal de células somáticas por encima de
un segundo nivel predeterminado en la muestra de leche, lo cual
indicaría enfermedad del animal. Puesto que la leche procede de una
teta, la enfermedad más probable indicada es mastitis. Ante un
resultado "rojo", el ganadero lechero u otro personal de
ensayo, puede administrar tratamiento con antibióticos y/o buscar
ayuda experta de un veterinario habilitado.
Son características adicionales de la invención
las siguientes:
Se observará que puesto que el recipiente 12 está
sellado hasta que se retira el tapón 25, y el tapón 25 está sellado
con el recipiente 12 inmediatamente después de sumergir, el riesgo
de ingreso de materia no deseada en el recipiente 12 se reduce al
mínimo. Así, el personal de ensayo puede sumergir la varilla
sumergible 13 en una muestra de leche y devolver la varilla
sumergible al recipiente 12 rápida y fácilmente, aun en las
condiciones de un establo, sin un riesgo sustancial de
contaminación del ensayo. La conexión entre la parte 26 de cierre y
los medios 27 de indicación puede permitir que la parte 26 de cierre
sea retirada del recipiente 12 por una simple operación de pinchado
que se puede realizar con una mano con el recipiente 12 apoyado,
por ejemplo, en una funda o análogo que puede ser portada
convenientemente por el personal de ensayo.
Puesto que en el ejemplo descrito, se rompe una
conexión frangible para permitir que el extremo 31 libre de la
varilla sumergible 14 se ponga en contacto con el reactivo 21, no
hay riesgo de que el recipiente 12 del aparato 10 sea reutilizado
en forma inadvertida, puesto que sería evidente para el personal de
ensayo que el recipiente 12 ya ha sido utilizado y no es fácilmente
posible devolver la varilla sumergible 14 a su posición de
preensayo dentro del recipiente 12.
Si se desea, los medios 27 de indicación, o de
otra manera el recipiente 12, pueden ser adaptados para permitir
que se identifique automáticamente una muestra de leche específica
en el luminómetro 15, de forma que el luminómetro 15 pueda
automáticamente indexar resultados de ensayo y proporcionar una
impresión o una salida de datos electrónicos para su uso en
ordenador, por ejemplo.
En el ejemplo mostrado, los medios 27 de
indicación incluyen una pluralidad de ranuras 55. Una o algunas o
todas esas ranuras 55 pueden estar presentes o retiradas, y el
luminómetro 15 puede incluir medios para detectar la presencia o
ausencia de las ranuras 55, de forma que unos medios 27 de
indicación concretos pueden ser identificados automáticamente. Se
pueden usar otras disposiciones que incluyen código de barras,
etiquetas electrónicas y análogos de forma que se pueda establecer
una correlación por el luminómetro 15, o en un ordenador al cual se
transfieren los datos, entre un resultado de ensayo y una muestra de
ensayo.
Por ejemplo, el recipiente 12 no tiene por que
ser de la configuración de sección transversal no circular
descrita, sino que podría ser de una configuración no circular
alternativa o incluso circular si se desea. El tapón 25 no tiene
por que tener medios de indicación como se muestra en 27, sino que
se puede usar algún otro medio de indexar un recipiente 12 de ensayo
concreto con un animal determinado a ensayar.
En vez de una conexión 30 frangible entre la
parte 26 de cierre y el resto del tapón 25, son posibles otras
disposiciones que permitan que la varilla sumergible 14 esté
apoyada fuera del contacto con el reactivo 21 en el espacio cerrado
del recipiente 12 hasta que se desee para realizar el ensayo.
En el ejemplo descrito, se adhiere la leche a la
varilla sumergible 14 por medio del paño 36 de tejido absorbente,
el cual sirve también para aislar la enzima u otro agente portado
por la varilla sumergible 14, pero la leche se puede unir de otra
forma a la varilla sumergible 14, aunque es preferida la disposición
descrita. Usando una reacción químico-luminiscente
alternativa que depende de un componente celular de células
somáticas de la leche y de un reactivo de la varilla sumergible, se
puede evitar también el uso de un extractante en el recipiente 12.
Alternativamente, en otra reacción química de este tipo, puede no
ser necesario el uso de un reactivo 21 en la varilla sumergible 14,
sino que se puede disponer en el recipiente 12 un reactivo
adecuado, de forma que exista una reacción entre el reactivo y el
componente celular de las células somáticas de la leche, que
produzca emisiones de luz para detectarlas usando un luminómetro
15.
La membrana 16 podría ser en otro ejemplo de
cera, acetato de celulosa, o metal, tal como aluminio o acero
inoxidable.
Se puede adaptar el luminómetro 15 a manipular
diversos recipientes 12 a la vez, mejor que un solo recipiente 12,
como se muestra. El luminómetro 15 puede simplemente contar los
fotones de luz emitidos como resultado de la reacción química entre
un reactivo y un componente celular de células somáticas en la
leche, o puede diferenciar entre fotones de diferente frecuencia de
forma que sólo se puedan contar los fotones dentro de un intervalo
de frecuencias determinado emitidos durante una reacción química
concreta relevante para identificar las células somáticas en la
muestra de leche.
En otra disposición, en vez del ensayo indirecto
descrito, en el cual el nivel de células somáticas en una muestra
de leche se usa como un indicador del nivel de bacterias en la
leche, se puede usar el aparato 10 anteriormente descrito con
reactivo(s)
apropiado(s) para realizar un ensayo directo en el cual se detecten las emisiones de luz que surgen como resultado de una reacción química entre componentes celulares de células bacterianas y el(los) reactivo(s).
apropiado(s) para realizar un ensayo directo en el cual se detecten las emisiones de luz que surgen como resultado de una reacción química entre componentes celulares de células bacterianas y el(los) reactivo(s).
Se ha desarrollado la invención particularmente,
pero no exclusivamente, para ensayar animales, y puede aplicarse no
sólo a las vacas de leche, sino a cualesquiera otros mamíferos que
produzcan leche en los casos en los que se desee ensayar la leche
en búsqueda de señales de padecer una enfermedad.
Se puede adaptar la invención para ensayar otras
muestras biológicas, tales como saliva, sangre u orina,
particularmente en los casos en los que se prefieren tales ensayos
de forma rutinaria fuera del ambiente de un laboratorio.
Se apreciará que a través de la especificación el
término "componente celular" se usa para referirse no sólo a
proteínas, sino a otros componentes tales como ácidos nucleicos,
oligosacáridos, ácidos grasos y cualesquiera conglomerados o
constituyentes de éstos o de otras moléculas y elementos contenidos
en células.
Claims (11)
1. Un aparato (10) para ensayar una muestra
biológica de un animal a fin de verificar la presencia de una
enfermedad en el animal, incluyendo el aparato un recipiente (12),
una varilla sumergible (14) y un luminómetro (15) que tiene una
tapa (50), estando adaptado un extremo (31) de la varilla sumergible
(14) a ser insertado en la muestra de forma que se una a la varilla
sumergible (14) una cantidad predeterminada de la muestra, en el
que el recipiente (12) incluye una cámara (20) que contiene un
reactivo (21), el cual durante el ensayo reacciona con la muestra
adherida a la varilla sumergible (14) para producir emisiones de
luz, estando la cámara (20) dispuesta en el recipiente (12) entre un
extremo (17) cerrado del recipiente (12) y una membrana (16) dentro
del recipiente (12), siendo desplazable la varilla sumergible (14)
dentro del recipiente (12) desde una primera posición, en la cual
la varilla sumergible (14) está apoyada en el recipiente (12) fuera
de contacto con la membrana (16), a una segunda posición, en la
cual el extremo (31) de la varilla sumergible (14) con la muestra
unida está en contacto con el reactivo (21), siendo rota la
membrana (16) al desplazarse la varilla sumergible (14) de la
primera posición a la segunda, estando adaptado el luminómetro (15)
para recibir el recipiente (12) y estando adaptada la tapa (50), al
ser cerrada, para hacer que la varilla sumergible se desplace de la
primera posición a través de la membrana (16) a la segunda
posición, con lo cual se realiza una determinación del nivel de
bacterias y/o células somáticas en la muestra y por tanto de la
enfermedad del animal, detectando las emisiones de luz del
recipiente (12).
2. Un aparato según la reivindicación 1,
caracterizado porque la tapa (50) está adaptada además, al
ser cerrada, a activar el luminómetro y comenzar a detectar las
emisiones de luz del recipiente (12).
3. Un aparato según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque la varilla sumergible (14) incluye
además un reactivo y este reactivo toma parte en una reacción con
la muestra unida a la varilla sumergible para crear una reacción
que produce de luz.
4. Un aparato según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el
reactivo contenido en la cámara (20) del recipiente (12) es un
extractante (21) para hacer lisis de las células de la muestra
biológica y liberar el contenido de las células, dependiendo la
reacción de uno o más componentes del contenido de las células.
5. Un aparato según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la
varilla sumergible (14) está apoyada en un tapón (25) que cierra un
extremo (18) abierto del recipiente (12) hasta que se retira,
incluyendo el tapón (25) una conexión (30) frangible que se rompe
para permitir a la varilla sumergible (14) desplazarse dentro del
recipiente (12) para romper la membrana (16), incluyendo además el
tapón (25) del recipiente (12) unos medios (27) de indicación, de
forma que el recipiente (12) pueda ser identificado únicamente e
indexado fácilmente con un animal que produce la muestra,
incluyendo los medios (27) de indicación una o más alas (28, 29) en
las cuales se puede disponer la información.
6. Un aparato según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el
recipiente (12) es generalmente tubular de sección transversal no
circular y puede ser recibido en una abertura (40) no circular
correspondiente del luminómetro (15).
7. Un aparato según cualquiera de las
reivindicaciones 3 a 6, caracterizado porque para facilitar
la reacción de producción de luz, el reactivo en la varilla
sumergible (14) incluye una mezcla de luciferina y luciferasa,
siendo catalizada la luciferina por la luciferasa para reaccionar y
emitir luz, en presencia de ATP, y porque para evitar la
neutralización del reactivo portado en la varilla sumergible (14)
por el material del cual está hecha la varilla sumergible (14), se
dispone una barrera entre el reactivo y el material de la varilla
sumergible (14).
8. Un aparato según la reivindicación 7,
caracterizado porque el reactivo es portado en el paño (36)
absorbente que está adherido o fijado de otra manera a la varilla
sumergible (14).
9. Un aparato según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el
extremo (31) de la varilla sumergible (14) es puntiagudo.
10. Un método para ensayar un fluido biológico de
un animal a fin de verificar la presencia de una enfermedad en el
animal, incluyendo el método insertar un extremo (31) de una
varilla sumergible (14) en una muestra del fluido biológico, con lo
cual se adhiere una cantidad predeterminada de la muestra de fluido
a la varilla sumergible (14), insertar la varilla sumergible (14)
en un recipiente (12), incluyendo el recipiente (12) una cámara
(20) dispuesta entre un extremo (17) cerrado del recipiente (12) y
una membrana (16) dentro del recipiente (12), insertar el
recipiente (12) en el luminómetro (15), y cerrar una tapa (50), del
luminómetro (15) haciendo el cierre de la tapa (50) que la varilla
sumergible (14) se desplace dentro del recipiente (12) a través de
la membrana (16), al interior de la cámara (20), permitiendo así
que la muestra de fluido biológico reaccione con el reactivo
contenido en la cámara (20), produciendo la reacción emisiones de
luz, y hacer funcionar el luminómetro (15) para detectar las
emisiones de luz procedentes del recipiente (12) y determinar el
nivel de bacterias y/o células somáticas de la muestra y
proporcionar un dato de salida del luminómetro (15).
11. Un método según la reivindicación 10, que usa
un aparato (10) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9.
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