ES2231589T3 - Dispositivo con receptaculos de reaccion. - Google Patents
Dispositivo con receptaculos de reaccion.Info
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Abstract
Dispositivo (60, 160) con receptáculos, para su utilización en la realización de ensayos químicos o biológicos, cuyo dispositivo (60, 160) comprende: una serie de receptáculos alineados (162), comprendiendo cada uno de dichos receptáculos (162) un cuerpo hueco, un extremo superior abierto (161) y un extremo inferior cerrado (163), de manera que los receptáculos (162) son capaces de interaccionar con un dispositivo de transferencia de una sustancia construido y dispuesto para suministrar un fluido o para retirarlo de uno o varios de dichos receptáculos (162); una o varias estructuras (76, 176) de soporte de elementos limitadores de contacto, de manera que cada una de dichas estructuras de soporte de elementos limitadores de contacto (76, 176) es adyacente al extremo superior abierto (161) de, como mínimo, uno de los receptáculos (162) y comprendiendo un cuerpo que tiene un orificio (79, 150) para recibir de manera desmontable un elemento limitador de contacto (170, 470); y una estructura (164) de nervio de conexión que conecta de manera fija los receptáculos (162) entre sí, de manera que los receptáculos (162), las estructuras (76, 176) de soporte de los elementos limitadores de contacto y la estructura (164) de nervio de conexión forman una única pieza.
Description
Dispositivo con receptáculos de reacción.
La presente invención se refiere a receptáculos
de reacción utilizables para contener substancias químicas o
biológicas.
Los receptáculos de reacción o tubos de ensayo se
utilizan habitualmente en el campo químico y biológico para llevar a
cabo una serie de tipos de ensayos en un espacio limitado. Los
ensayos que habitualmente comprenden una o varias etapas realizadas
en receptáculos de reacción comprenden reacciones químicas,
inmunoensayos y ensayos relativos a ácidos nucleicos. Se describen
ejemplos de dichas reacciones y ensayos de modo completo en la
literatura científica actualmente existente, y son bien conocidos
por los expertos en la materia. Si bien los receptáculos de reacción
se fabrican y se comercializan de modo general como unidades
individuales o tubos de ensayo, es habitual para profesionales, el
utilizar soportes de retención para distribuir de manera
conveniente y colectivamente un grupo de recipientes de reacción
para llevar a cabo múltiples ensayos de forma simultánea o
secuencial. En algunos casos, se montan como pieza unitaria
múltiples receptáculos de reacción.
En la mayor parte de ensayos, se utiliza un
dispositivo de transferencia de substancias para facilitar o
dispensar, o bien para retirar, soluciones de los receptáculos de
reacción. Los dispositivos más habituales para transferencia de
substancias son las pipetas y dispositivos de aspiración que
incluyen uno o varios elementos tubulares por los cuales se
dispensan o se retiran los fluidos. Cuando se utilizan dispositivos
de transferencia de substancias en la conducción de un grupo de
ensayos independientes aproximadamente al mismo tiempo o con mucha
proximidad entre sí, siempre existe la preocupación de que un
dispositivo de transferencia de substancias servirá de manera
inadvertida como vehículo para la transferencia de substancias o
contaminantes entre recipientes de reacción. Una preocupación
adicional es que el profesional añadirá de manera impropia
substancias al recipiente de reacción o las retirará del mismo. Para
hacer mínimo el riesgo de contaminación cruzada y de errores de
pipeteado y de aspiración, los profesionales deben controlar
cuidadosamente las transferencias de substancias y trabajar con una
precisión prácticamente sin fallo cuando realizan el pipeteado de
substancias para la introducción o aspiración con respecto a
recipientes de reacción. El evitar contaminación cruzada y errores
de pipeteado y de aspiración es particularmente importante cuando el
ensayo es del tipo de diagnóstico o está destinado a proporcionar
información referente al avance de la enfermedad de un paciente a
lo largo del tiempo o sobre el éxito de un régimen de
tratamiento.
Una forma de limitar las posibilidades de
contaminación cruzada consiste en reducir la cantidad de área
superficial del dispositivo de transferencia de substancia que
pueden establecer contacto con el contenido de un recipiente de
reacción. Este objetivo se puede conseguir utilizando un elemento
limitador del contacto, tal como una punta de pipeta, que sirve
esencialmente como barrera entre la superficie externa de la pipeta
y el contenido de un recipiente de reacción. Seleccionando la punta
de la pipeta con suficiente longitud y volumen, el contacto entre
la pipeta y el contenido del recipiente de reacción se puede
eliminar substancialmente. La causa de ello es que las substancias
procedentes del recipiente de reacción serán introducidas en una
parte de la punta de la pipeta que queda dispuesta por debajo de la
superficie inferior de la misma. Desde luego, en la mayor parte de
casos, será también importante tener una punta de pipeta única
destinada a cada receptáculo de reacción.
En el caso en el que se utiliza una serie de
puntas de pipetas para llevar a cabo múltiples ensayos de manera
simultánea o secuencialmente, los profesionales necesitan
típicamente posicionar una serie de puntas de pipeta en el lugar que
pueda tener acceso conveniente por lo menos por una pipeta. El
disponer una cantidad suficiente de puntas de pipeta se hace más
complicado cuando el dispositivo de transferencia de la substancia
funciona en forma de robot en un instrumento de ensayos automatizado
(o parcialmente automatizado). En un formato automatizado, se puede
requerir una gran cantidad de puntas de pipeta para su colocación
en el instrumento en un lugar que sea accesible por la pipeta, pero
que limita el espacio total requerido. De acuerdo con ello, existe
la necesidad de puntas de pipeta fácilmente accesibles por una
pipeta robotizada, sin requerir que la pipeta deba realizar
movimientos complicados o deba desplazarse a lo largo de distancias
substanciales.
Otro problema que se presenta en los recipientes
de reacción convencionales es que están envasados en forma de tubos
de ensayo individuales, que no es fácil manipular por un
instrumento de ensayos automatizado. Los recipientes de reacción
individuales dificultan el rendimiento, puesto que el profesional y
el instrumento deben manipular separadamente los recipientes de
reacción. Dado que los recipientes de reacción convencionales no
están dotados de estructura alguna que permita su manipulación con
un instrumento automatizado, los recipientes de reacción están
estacionados en general en un lugar dentro del instrumento y no
tienen ninguna movilidad automatizada. Esta pérdida de capacidad de
movimiento impone ciertas limitaciones estructurales y ciertas
ineficacias de ensayo, puesto que el instrumento se debe diseñar en
base al posicionado de los recipientes de reacción. De acuerdo con
ello, existe la necesidad de un dispositivo con recipiente de
reacción que pueda ser manipulado por un instrumento de ensayo
automatizado, de manera que el dispositivo pueda incluir un
recipiente de reacción o una serie de recipientes de reacción
acoplados entre sí como unidad operativa única.
Es un objetivo de la presente invención dar a
conocer un dispositivo con receptáculo de reacción que cumple una o
varias de las necesidades antes indicadas. Este objetivo se
consigue por un recipiente con receptáculo de reacción de acuerdo
con la reivindicación 1. El recipiente se puede utilizar para llevar
a cabo ensayos químicos o biológicos, y comprende una serie de
receptáculos de reacción para contener substancias utilizadas en la
realización de dichos ensayos. Los receptáculos de reacción están
acoplados operativamente entre sí, de forma directa o indirecta, y
son capaces de interaccionar con un dispositivo de transferencia de
substancia que suministra substancias a dichos receptáculos o las
retira de los mismos, constituyendo el dispositivo con recipiente de
reacción.
Para que el dispositivo de transferencia de
substancias pueda dispensar de manera segura y eficaz substancias
hacia dentro de los receptáculos de reacción o las pueda retirar de
los mismos, se disponen los elementos limitadores de contacto. Los
elementos limitadores de contacto están construidos y dispuestos
para su acoplamiento operativo por el dispositivo de transferencia
de la substancia para limitar un contacto potencialmente
contaminante, como mínimo, entre una parte del dispositivo de
transferencia de la substancia y una substancia potencialmente
contaminante que es dispensada en un recipiente de reacción o es
retirada del mismo por el dispositivo de transferencia de
substancias. Uno o más elementos limitadores de contacto está
asociado con uno o varios receptáculos de reacción de dicho
dispositivo con receptáculo de reacción.
El receptáculo de reacción está equipado con una
o varias estructuras de soporte del elemento que limitan al
contacto, estando asociada cada una de dichas estructuras de
soporte de elementos de limitación con uno de dichos elementos
limitadores de contacto. Cada una de las estructuras de soporte de
un elemento de limitación de contacto está construida y dispuesta
para (i) recibir y retener de manera desmontable el elemento
limitador de contacto asociado en una orientación operativa
aproximadamente en uno o varios receptáculos asociados, a efectos
de poder acoplarse operativamente por el dispositivo de
transferencia de substancias, y (ii) permitir que el elemento
limitador de contacto asociado sea desmontado de la estructura de
soporte de dicho elemento limitador de contacto asociado cuando el
correspondiente elemento limitador de contacto está acoplado
operativamente por el dispositivo de transferencia de
substancia.
Dado que el dispositivo con receptáculo de
reacción recibe sus propios elementos limitadores de contacto, un
instrumento de ensayo automatizado puede ser construido de manera
tal que el dispositivo de transferencia de substancia evita
movimientos complejos y se acopla convenientemente por los
elementos limitadores de contacto cuando el dispositivo con
recipiente de reacción es llevado a una posición operativa dentro
del instrumento. Una ventaja adicional es que el instrumento no
tiene que ser configurado para recibir una cantidad de elementos
limitadores de contacto, y los profesionales se podrán ahorrar al
tener que controlar el volumen de los elementos limitadores de
contacto en el instrumento mientras se están realizando los
ensayos.
Otras características y peculiaridades de la
presente invención, así como los métodos operativos, como funciones
de elementos relacionados de su estructura y combinación de piezas,
así como economías de fabricación, quedarán más evidentes después de
la consideración de la siguiente descripción y de las
reivindicaciones adjuntas haciendo referencia a los dibujos, todos
los cuales forman parte de esta descripción, en la que los
numerales de referencia iguales indican partes correspondientes de
las diferentes figuras.
La figura 1 es una vista en perspectiva de una
primera realización de un dispositivo con receptáculo de reacción y
elemento limitador de contacto en forma de casquillo, que incorpora
aspectos de la presente invención;
la figura 2 muestra una vista lateral en alzado
de un casquillo limitador de contacto;
la figura 3 es una vista inferior parcial del
dispositivo con receptáculo de reacción de la figura 1, en la
dirección indicada con las flechas "III" de la figura 1;
la figura 4 es un alzado lateral de una primera
realización alternativa del dispositivo con receptáculo de reacción
de la presente invención;
la figura 5 es una vista en planta del
dispositivo con receptáculo de reacción de la figura 4;
la figura 6 es una sección en la dirección
"VI-VI" de la figura 4;
la figura 7 es una sección en la dirección
"VII-VII" en la figura 4;
la figura 8 es una sección en la dirección
"VIII-VIII" de la figura 4;
la figura 9 es una vista en perspectiva de un
dispositivo de manipulación de un dispositivo con receptáculo de
reacción a título de ejemplo, para manipular un dispositivo con
receptáculo de reacción según la presente invención;
la figura 10 es una vista en alzada lateral,
parcialmente en sección, del dispositivo de manipulación de la
figura 9 con un dispositivo con receptáculo de reacción dispuesto
en su interior;
la figura 11 es una vista en alzado lateral,
parcialmente en sección, de un dispositivo de proceso de un
dispositivo con receptáculo de reacción a título de ejemplo para
procesar un dispositivo con receptáculo de reacción según la
presente invención;
la figura 12 es una vista lateral parcial de un
dispositivo con receptáculo de reacción según la presente invención
y una placa de sacudidas inclinada, destinada a impartir vibración
oscilante al dispositivo;
la figura 13 es una sección que muestra un
dispositivo con receptáculo de reacción según la presente
invención, soportado por una estructura portadora del receptáculo
dentro de un dispositivo de proceso del dispositivo con receptáculo
con un elemento tubular del dispositivo de proceso que se acopla a
un casquillo limitador de contacto dispuesto dentro de una
estructura de soporte de limitación de contacto del dispositivo de
la presente invención;
la figura 14 es una sección que muestra el
dispositivo con receptáculo de reacción dispuesto dentro de la
estructura portadora del receptáculo con elementos tubulares y el
casquillo limitador de contacto dispuesto en el extremo o final del
elemento tubular insertado en el dispositivo;
la figura 15 es una vista en alzado lateral de
una realización alternativa de un casquillo limitador de contacto
acoplado por un elemento tubular de un dispositivo de transferencia
de substancia.
En las figuras a las que se hace referencia a
continuación, los numerales de referencia no se deben interpretar
como limitativos de las reivindicaciones.
Tal como se muestra en las figuras 1 y 3, una
realización preferente de un dispositivo con receptáculo de reacción
según la presente invención se ha indicado de manera general por el
numeral de referencia (160). Tal como se ha mostrado, el
dispositivo (160) con receptáculo de reacción comprende una serie de
receptáculos individuales (162). En la realización que se ha
mostrado, el dispositivo (160) con receptáculo de reacción
comprende cinco receptáculos individuales (162), pero un receptáculo
de reacción según la presente invención puede incluir cualquier
número de receptáculos (162), según deseo. Es preferible diez
receptáculos (162), y lo más preferente son cinco receptáculos
(162). Cada uno de los receptáculos individuales (162) tiene
preferentemente la construcción similar a la de un tubo de ensayo
convencional, es decir, un cuerpo cilíndrico con una embocadura
circular abierta (161) y un extremo inferior cerrado (163) de forma
redondeada. Cada receptáculo individual puede tener, no obstante,
otras formas, tales como rectangular, octogonal. Los receptáculos
pueden tener iguales o distintas formas y dimensiones. Los
receptáculos (162) están orientados preferentemente en una
disposición alineada que comprende una alineación única de
receptáculos (162) que están conectados entre sí por una estructura
de nervios de conexión (164) que define un escalón (165) dirigido
hacia abajo, que se extiende longitudinalmente a lo largo de
cualquier lado del dispositivo (160) con receptáculo de reacción.
Los receptáculos (162) pueden ser orientados en una disposición no
lineal distinta, o un dispositivo de receptáculo de reacción único
puede comprender más de una alineación de receptáculos (162).
El dispositivo (160) con receptáculo de reacción
está constituido a base de una sola pieza formada por polipropileno
moldeado por inyección. El polipropileno más preferente es el
comercializado por Montell Polyolefins, de Wilmington, Delaware,
según el producto indicado por la sigla PD701NW. El material
Montell es utilizado por su facilidad de moldeo y por ser
químicamente compatible con los ensayos biológicos preferentes
llevados cabo en el dispositivo con recipiente de reacción. Además,
el material Montell experimenta un número limitado de eventos de
descarga estática, lo cual es importante cuando los resultados del
ensayo realizado en el dispositivo con receptáculo de reacción
están determinados por la detección de la luz emitida por el
contenido del dispositivo al terminar el ensayo. Los eventos de
descarga estática pueden interferir con la detección exacta o la
cuantificación de la emisión de luz.
Una estructura de protección arqueada (185)
dispuesta en un extremo del dispositivo con receptáculo de reacción
(160) comprende una parte superior (169) y una parte inferior
(173). Una estructura (166) de manipulación del dispositivo con
receptáculo, se prolonga desde la parte superior (169) de la
protección. La estructura (166) de manipulación del dispositivo con
receptáculo comprende una placa que se extiende lateralmente (168),
que se prolonga desde la parte superior (169) de la protección con
una pieza transversal (167) en el extremo opuesto de la placa (168).
Un tabique de refuerzo o cartela (183) se prolonga hacia abajo
desde la placa lateral (168) entre la pared inferior (173) de la
protección y la pieza transversal (167).
Tal como se ha mostrado en la figura 3, la parte
inferior de protección (173) y la pieza transversal (167) tienen
superficies convexas dirigidas una contra la otra. El dispositivo
(160) con receptáculo de reacción está acoplado preferentemente en
dispositivos de manipulación y otros componentes, tal como se
describirá más adelante, por desplazamiento de un elemento de
acoplamiento del dispositivo de manipulación lateralmente (en la
dirección "A") dentro de un espacio (50) entre la parte
inferior (173) de la protección y la pieza transversal (167). Las
superficies convexas de la parte inferior (173) de la protección y
la pieza transversal (167) proporcionan puntos más anchos de
entrada para un elemento de acoplamiento que experimenta movimiento
relativo lateral dentro del espacio (50). Se pueden disponer en la
parte media de las superficies convexas de la pieza transversal
(167) y la parte inferior (173) de la protección, unos rebordes
arqueados (171, 172) que se prolongan verticalmente respectivamente.
El objetivo de los rebordes (171, 172) se describirá más
adelante.
Una estructura (174) receptora de la etiqueta
dispuesta en un extremo del dispositivo (160) con receptáculo de
reacción en oposición a la estructura (166) de manipulación del
dispositivo con receptáculo, comprende preferentemente una parte
superior (71) y una parte inferior (75), que presentan conjuntamente
una superficie plana (175) receptora de la etiqueta. La estructura
(174) receptora de la etiqueta comprende además una pared vertical
de refuerzo o cartela (78) que se prolongan entre la parte superior
(71) y la parte extrema del receptáculo (162) para proporcionar un
soporte para la parte superior (71). Tal como se aprecia mejor en
la figura 4, la pared de refuerzo (80) de la estructura (174)
receptora de la etiqueta está orientada verticalmente y se extiende
diagonalmente desde una estructura nervada próxima (164) hacia el
extremo inferior de la parte inferior (75) para proporcionar un
refuerzo para la parte inferior (75). Las etiquetas, tal como
etiquetas con código de barras escaneable mediante máquinas, se
puedan aplicar a las superficies (175) para proporcionar
información de identificación y de instrucciones al dispositivo
(160) con receptáculo de reacción. Las etiquetas se pueden aplicar
a la superficie (175) por cualesquiera medios adecuados, tales como
impresión sobre la superficie (175) o adherencia de una etiqueta
laminar por medio de un adhesivo a la superficie (175).
Se pueden suministrar o dispensar substancias
hacia los receptáculos (162) o se pueden extraer de los mismos a
través de sus embocaduras abiertas (161) por medio de un
dispositivo de transferencia de substancia, tal como un dispositivo
de pipeteado o de aspiración (se indicará a continuación
coloquialmente como "dispositivo de pipeteado" o
"pipeta"). El dispositivo de pipeteado puede comprender un
elemento tubular delgado (ver, por ejemplo, el elemento (220) de la
figura 11) que está insertado en el receptáculo (162) a través de
la embocadura abierta (161) y que puede establecer contacto con el
propio receptáculo (162), la substancia contenida en dicho
receptáculo (162) y/o la substancia que es administrada hacia
dentro del receptáculo. Se puede utilizar un dispositivo de
pipeteado para dispensar substancias hacia dentro de los
receptáculos individuales (162) y/o para retirar substancias de los
múltiples receptáculos indicados. De acuerdo con ello, para reducir
la probabilidad de contaminación cruzada entre receptáculos
individuales (162), es necesario limitar la magnitud del
dispositivo de pipeteado que establece contacto con la substancia o
las paredes de cualquier receptáculo (162). Por lo tanto, un
elemento limitador de contacto, que puede adoptar la forma de un
apunte de protección de un solo uso o casquillo ("tiplet"),
cubre el extremo del elemento tubular del dispositivo de pipeteado.
Un elemento limitador de contacto es utilizado para cubrir el
extremo del elemento tubular mientras que el dispositivo de
pipeteado establece contacto con un receptáculo individual para
dispensar substancias hacia dentro del receptáculo o para extraerlas
del mismo. Antes de que el dispositivo de pipeteado se desplace al
receptáculo siguiente, el elemento limitador de contacto es
descartado o almacenado para su utilización posterior con dicho
receptáculo, y se acopla un nuevo elemento limitador de contacto por
el elemento tubular.
Tal como se ha mostrado en la figura 2, una
realización preferente de un elemento limitador de contacto
comprende un casquillo (170). En la realización preferente, el
casquillo (170) comprende un cuerpo tubular (179) que tiene una
pestaña periférica (177), que se extiende preferentemente de forma
radial con respecto a dicho cuerpo tubular (179), y una zona de
pared de mayor grosor (178), adyacente a la pestaña periférica
(177), poseyendo un diámetro que en general es más grande que la
parte restante del cuerpo tubular (179) del casquillo (170). Un
orificio interno que se extiende axialmente (180) pasa por el
casquillo (170). El orificio (180) incluye un extremo (181) abierto
o abocinado hacia el exterior, que facilita la inserción de un
extremo inferior libre de un elemento tubular de un dispositivo de
pipeteado dentro de un orificio (180) del casquillo (170). El
diámetro interno del orificio interno (180) proporciona un ajuste de
interferencia con el diámetro externo del elemento tubular para
fijar por fricción el casquillo (170) sobre el elemento tubular
cuando el extremo inferior de dicho elemento tubular es obligado o
forzado hacia el interior del orificio interno (180).
En la realización mostrada, el cuerpo tubular
(179) y el orificio interno (180) tienen forma general cilíndrica
correspondiente a la forma típicamente cilíndrica del elemento
tubular de un dispositivo de transferencia de substancias, tal como
un dispositivo de pipeteado o de aspiración. No obstante, la
presente invención no queda limitada a elementos limitadores de
contacto que tengan cuerpos tubulares y orificios internos
cilíndricos, dado que el cuerpo tubular y el orificio interno del
elemento limitador de contacto pueden tener una forma distinta de
la cilíndrica para adaptarse a elementos tubulares no cilíndricos
de dispositivos de transferencia de substancias.
El extremo inferior del casquillo (170) incluye
preferentemente una parte cónica o achaflanada (182). Cuando el
casquillo (170) es utilizado en la parte inferior o fondo del
elemento tubular de un dispositivo de pipeteado utilizado para la
aspiración de substancias de un receptáculo (162), la parte
achaflanada (182) impedirá que se forme vacío entre el extremo del
casquillo (170) y el extremo inferior (163) del receptáculo
(162).
Una realización alternativa de un elemento
limitador de contacto es un casquillo designado por el numeral de
referencia (470) en la figura 17. El casquillo (470) comprende un
cuerpo tubular (479) que tiene una pestaña periférica (477), que se
extiende preferentemente de forma radial con respecto a dicho cuerpo
tubular (479), y una parte de pared de mayor grosor (478) adyacente
a la pestaña periférica (477), que tiene un diámetro general mayor
que la parte restante del cuerpo tubular (479) del casquillo (470).
Un orificio axial interno (480) que se extiende axialmente pasa por
el casquillo (470). El orificio (480) comprende un extremo
achaflanado (481) que facilita la inserción de un extremo superior
(483) de un cuerpo tubular (479) dentro de un extremo libre del
fondo del elemento tubular (420). El diámetro externo del extremo
superior (483) del cuerpo tubular (479) proporciona un acoplamiento
de interferencia con el diámetro interno del elemento tubular (420)
para fijar por fricción el casquillo (470) sobre el elemento tubular
(420) cuando el extremo superior (483) del cuerpo tubular (479) es
insertado en el extremo libre del fondo del elemento tubular
(420).
Tampoco en este caso, el cuerpo tubular (479) y
el orificio interno (480) requieren ser necesariamente de forma
general cilíndrica, tal como se ha mostrado en la figura 17,
pudiendo tener una forma distinta de la cilíndrica para adaptarse a
elementos tubulares no cilíndricos de dispositivos de transferencia
de substancias.
El extremo inferior o de fondo del casquillo
(470) incluye preferentemente una parte achaflanada (482). Cuando el
casquillo (470) es utilizado en el fondo o parte baja del elemento
tubular de un dispositivo de pipeteado utilizado para aspirar
substancias de un receptáculo (162), la parte achaflanada (482)
impedirá que se forme vacío entre el extremo del casquillo (470) y
el fondo (163) del receptáculo (162).
Tal como se ha mostrado en la figura 1, el
dispositivo (160) con recipiente de reacción incluye preferentemente
estructuras de soporte de un elemento limitador de contacto en
forma de estructuras (176) de soporte de casquillos, adyacentes a la
embocadura abierta (161) de cada receptáculo respectivo (162). Cada
una de las estructuras (176) de soporte de los casquillos
proporciona un orificio alargado (150), preferentemente de forma
general cilíndrica, dentro del cual queda alojado el casquillo
limitador de contacto (170)(470). Una cara extrema anular (152) se
extiende alrededor del orificio (150), y cuando el casquillo
(170)(470) es insertado en una estructura (176) de soporte del
mismo, la pestaña periférica (177)(477) establece contacto con la
cara extrema (152) de la estructura (176) de soporte del casquillo
para limitar la profundidad a la cual dicho casquillo (170)(470)
puede ser insertado en el orificio (150). El diámetro externo de la
parte de pared de mayor grosor (178)(478) es ligeramente mayor que
el diámetro interno del orificio (150). De manera alternativa y
preferente, una serie de pequeños nervios salientes (154)(ver
figura 3) se extienden longitudinalmente a lo largo de la pared
interior del orificio (150) en posiciones distintas en separación
circunferencial. Las crestas de los nervios salientes (154) definen
un diámetro interno ligeramente menor que el diámetro externo de la
parte de la pared regruesada (178)(478). De acuerdo con ello, la
estructura (176) de soporte del casquillo proporciona un
acoplamiento con interferencia deslizante entre la parte (178)(478)
de pared de mayor grosor y el diámetro interno del orificio (150) o
bien entre la parte de pared de mayor grosor (178)(478) y las
crestas de los nervios (154). De este modo, el casquillo (170)(470)
es retenido de forma segura dentro del orificio (150) de la
estructura (176) de soporte del casquillo de manera que el casquillo
(170)(470) no se pueda desmontar de la estructura (176) de montaje
del mismo, aunque se invierta el dispositivo (160) con receptáculo
de reacción. Por otra parte, si el casquillo (170)(470) está
acoplado por fricción por el elemento tubular de un dispositivo de
pipeteado mientras que el casquillo (170)(470) queda retenido en la
estructura (176) de soporte del casquillo, la retención por
fricción entre el casquillo (170)(470) y el elemento tubular es
superior a la retención por fricción entre el casquillo (170)(470) y
la estructura (176) que soporta al mismo. De este modo, el
casquillo (170)(470) debe permanecer fijado en el extremo del
elemento tubular cuando se retira el elemento tubular en dirección
axial desde el orificio (150) de la estructura (176) de soporte del
casquillo.
En el resto de esta descripción, se hará
referencia solamente al casquillo (170)(la realización mostrada en
la figura 2). Los técnicos en la materia apreciarán, no obstante,
que las siguientes descripciones e ilustraciones pueden ser
aplicables igualmente al casquillo (470)(realización mostrada en la
figura 17).
En las figuras 4 y 5 se ha mostrado una
estructura alternativa (76) de soporte del casquillo. El
dispositivo (60) con receptáculo de reacción incluye una estructura
(76) de soporte del casquillo que es distinta de la estructura (176)
de soporte del casquillo del dispositivo con recipiente de reacción
(160) de la figura 1. No obstante, en todos los demás aspectos, el
dispositivo (60) con recipiente de reacción es idéntico al
dispositivo (160) con recipiente de reacción. La estructura (76) de
soporte del casquillo comprende un orificio (79) receptor del
casquillo con una cara extrema (77) que rodea el orificio (79) que
forma una zona anular parcial. Una ranura (78) se prolonga
longitudinalmente a lo largo de una pared de la estructura (76) de
soporte del casquillo. Las ranuras (78) permiten que la estructura
(76) de soporte del casquillo se expansione cuando se inserta un
casquillo (170) dentro de dicha estructura (76) de soporte del
casquillo, y la elasticidad del material del que está formado el
dispositivo (60) con recipiente de reacción proporciona un
acoplamiento por fricción entre el casquillo (170) y la estructura
(76) de soporte del casquillo.
Tal como se ha mostrado en las figuras 1, 4 y 5,
la estructura (164) del nervio de conexión se prolonga a lo largo
de ambos lados del dispositivo (160) con recipiente de reacción y
define de forma descendente unos escalones (165) enfrentados con
rebordes externos (192) a lo largo de cada uno de los laterales del
dispositivo (160)(60) con recipiente de reacción. Dicho
dispositivo (160)(60) con recipiente de reacción está soportado
operativamente dentro de un instrumento de diagnóstico o similar por
medio de los escalones (165) que descansan sobre pestañas
horizontales paralelas, separadas entre sí por una distancia
ligeramente superior a la anchura del receptáculo individual (162)
pero menor que la anchura de la estructura de nervios (164) entre
los bordes (192). Dichas pestañas pueden quedar definidas por una
ranura que se extiende desde un borde de una placa de soporte de un
dispositivo con recipiente de reacción. En un instrumento
automatizado para procesar el contenido de un dispositivo con
recipiente de reacción, el dispositivo con recipiente de reacción
puede ser insertado dentro de la estructura de soporte y puede ser
extraído de la misma por un dispositivo de manipulación del
dispositivo con recipiente de reacción.
En un extremo de la estructura de nervios (164)
en oposición a la estructura (166) de manipulación del dispositivo
con recipiente de reacción, dos zonas (82) que forman ángulo hacia
arriba proporcionan unos escalones (84) con ángulo hacia arriba a
ambos lados del dispositivo (160)(60) con recipiente de reacción.
Los escalones (84) con ángulo hacia arriba facilitan el
deslizamiento del dispositivo (160)(60) con recipiente de reacción
sobre la estructura de soporte.
Un dispositivo a título de ejemplo (20) para
manipular un dispositivo (160)(60) con recipiente de reacción es el
mostrado en las figuras 9 y 10. El dispositivo (20) comprende una
estructura de base (22) fijada a un soporte de montaje o placa de
montaje de instrumento que procesa el contenido de numerosos
dispositivos con recipiente de reacción según la presente invención
y que puede llevar a cabo uno o varios ensayos dentro de cada
dispositivo (160) con recipiente de reacción. El dispositivo de
manipulación (20) desplaza dichos dispositivos con recipiente de
reacción desde un lugar a otro dentro del instrumento.
El dispositivo de manipulación (20) comprende
además un portador de transporte rotativo (28) que gira alrededor de
un eje (25) por medio de un motor paso a paso (24) que hace girar
una polea (29) fijada al eje (25) con intermedio de una correa de
impulsión (27). El vástago (25) y la polea (29) pueden estar
cubiertos por un cuerpo envolvente (26) de la polea. El soporte
(28) de transporte rotativo comprende una placa de base (30)
cubierta por un cuerpo envolvente (32). El cuerpo envolvente (32)
incluye una abertura (36) en uno de sus extremos, y la placa base
(30) comprende una ranura (31) formada en la misma. Un gancho de
manipulación (34) está montado para traslación deslizante en la
ranura (31) y está fijado a un husillo de impulsión (40) que es
accionado por un motor paso a paso (38) para extender y retraer el
gancho de manipulación (34) dentro de la ranura (31).
Para acoplar la estructura (166) de manipulación
del dispositivo con recipientes del dispositivo (160) con
receptáculo de reacción, el gancho de manipulación (34) se prolonga
a una posición delantera que sobresale de la abertura (36) tal como
se ha mostrado en la figura 9. Se lleva a cabo la traslación
lateral del gancho de manipulación (34), por ejemplo, realizando
una pequeña rotación del portador de transporte rotativo (28), para
situar el gancho de manipulación (34) en el espacio (50) entre la
parte baja (173) de la estructura de protección arqueada (185) y la
pieza transversal (167) de la estructura (166)d de
manipulación del dispositivo con receptáculo. Una vez acoplada la
estructura (166) de manipulación, el motor paso a paso (38) retira
el husillo de impulsión (40), empujando el gancho de manipulación
(34) y el dispositivo (160) con receptáculo de reacción nuevamente
al portador (28) de transporte de tipo rotativo. Los escalones (165)
dirigidos hacia abajo definidos por la estructura (164) de nervios
de conexión del dispositivo (160) con receptáculos de reacción
están soportados por la placa base (30) a lo largo de bordes
opuestos (42) de la ranura (31), soportando de este modo el
dispositivo (160) con receptáculos de reacción el portador (28) de
transporte de tipo rotativo. Con el dispositivo (160) con
receptáculo de reacción fijado dentro del portador (28) del
transporte rotativo, el portador (28) puede ser obligado a girar
por el motor paso a paso (24) a una posición distinta en la cual el
motor paso a paso (38) puede extender el husillo de impulsión (40)
y el gancho de manipulación (34) para empujar el dispositivo (160)
con receptáculos de reacción hacia afuera del portador (28) de
transporte de tipo rotativo y a un lugar distinto dentro del
instrumento.
Un dispositivo (200) de proceso de receptáculo de
reacción a título de ejemplo se ha mostrado en la figura 11. El
dispositivo de proceso (200) puede representar uno de varios
dispositivos similares o relacionados que conjuntamente constituyen
un instrumento de proceso de receptáculos de reacción.
El dispositivo de proceso (200) comprende un
cuerpo envolvente (201) con una abertura (202) formada en su
interior. El dispositivo (160) con receptáculos de reacción puede
ser insertado dentro del dispositivo de proceso (200) a través de la
abertura (202) y se puede retirar a través de la abertura (202) por
un dispositivo de manipulación, tal como un dispositivo de
manipulación (20) mostrado en las figuras 9 y 10 que se han
descrito anteriormente. En el interior del cuerpo envolvente (201),
el dispositivo con receptáculos de reacción está soportado por una
estructura (206) portadora de receptáculos que tiene una placa base
(204) (ver también las figuras 13 y 14) con una ranura receptora de
receptáculos (no mostrada) formada en la misma a efectos de que el
dispositivo (160) con receptáculos de reacción pueda ser soportado
por partes de la placa (204) a lo largo de bordes opuestos de la
ranura que soporta la estructura (164) de nervios de conexión del
dispositivo (160) con receptáculos de reacción.
El dispositivo de proceso (200) puede ser un
dispositivo mezclador para mezclar el contenido del dispositivo
(160) con receptáculo de reacción, pudiendo ser el dispositivo de
proceso (200) un dispositivo dispensador para dispensar
simultáneamente substancias en cada uno de los receptáculos
individuales (162) del dispositivo (160) con receptáculos de
reacción; o el dispositivo de proceso (200) puede ser un
dispositivo para aspirar simultáneamente substancias de cada uno
de los receptáculos (162) del dispositivo (160) con receptáculo de
reacción. De manera alternativa, el dispositivo de proceso (200)
puede llevar a cabo cualquier combinación de dos o más de las
funciones anteriormente explicadas.
Como dispositivo mezclador, el cuerpo o
estructura (206) portadora de receptáculos puede ser acoplada a un
conjunto de mezcladora orbital que comprende un motor paso a paso
(208), una rueda (210) con un pasador excéntrico (212) que se
extiende desde la misma, y una rueda libre (216) que tiene un
pasador excéntrico (218) y que está acoplada a la rueda de impulsión
(210) por medio de una correa (214). Al hacer girar el motor paso a
paso (208) la polea de impulsión (210), que a su vez hace girar la
polea libre (216), los pasadores excéntricos (212) y (218)
establecen contacto con la estructura (206) portadora de
receptáculo, desplazando así la estructura del portador de los
receptáculos y el dispositivo con receptáculos de reacción (160) en
un desplazamiento orbital. Un movimiento a una frecuencia
suficientemente elevada puede provocar suficiente agitación del
dispositivo (160) con receptáculos de reacción para mezclar su
contenido.
Tal como se ha mostrado en las figuras 1, 4 y 5,
los nervios laterales (190) se extienden longitudinalmente a lo
largo de las paredes externas de los recipientes (162) por encima
del cuerpo o estructura (164) de conexión de los nervios en
posiciones diametralmente opuestas entre sí. Los bordes externos de
los nervios laterales (190) son en general coplanarios con los
bordes externos (190) de la estructura (164) que constituye un
nervio de conexión. Los nervios laterales proporcionan resistencia
adicional y rigidez a la boca abierta (161) de los receptáculos
(162). Además, los bordes externos de los nervios laterales (190)
pueden establecer contacto con las paredes laterales de un cuerpo o
estructura (206) portadora de los receptáculos, tal como se ha
mostrado en las figuras 13 y 14, para limitar la extensión a la que
el dispositivo con receptáculos de reacción (160) podrá bascular
lateralmente con la estructura (206) portadora de los receptáculos.
Si bien es preferible que en general los nervios laterales (190)
queden dispuestos en cada uno de los recipientes (162), los nervios
(190), cuando existen, pueden quedar dispuestos asimismo en un
número menor que la totalidad de los recipientes (162).
Cuando se dispone en la estructura (206)
portadora de recipientes, el dispositivo (160) con receptáculos de
reacción puede recibir el acoplamiento de un sistema de
dispensación y/o aspiración que comprende un conjunto de elementos
tubulares (220). El sistema dispensador y/o de aspiración incluye
preferentemente cinco elementos tubulares (220) orientados de manera
que se corresponden con las orientaciones de los receptáculos
individuales (162) del dispositivo con receptáculos de reacción
(160). Los elementos tubulares (220) están acoplados a medios para
proporcionar movimiento vertical de los extremos libres de los
elementos tubulares (220) con respecto al dispositivo con
receptáculos de reacción (160) para desplazar los extremos de los
elementos tubulares (220) hacia adentro y hacia afuera de los
recipientes individuales (162) para aspirar y/o dispensar
substancias. Además, los elementos tubulares (220) están acoplados
a medios, tales como una bomba de fluidos y una fuente de fluido o
una bomba de vacío, para suministrar fluido a cada uno de los
elementos tubulares (220) o para proporcionar succión en cada uno
de los elementos tubulares (220).
Tal como se ha descrito anteriormente, no
obstante, antes de que los elementos tubulares (220) sean insertados
dentro de los recipientes de reacción (162), es preferible que el
casquillo (170) limitador de contacto quede situado sobre el
extremo de cada elemento tubular (220). De acuerdo con lo anterior,
los elementos tubulares (220) son bajados en primer lugar para
establecer contacto simultáneamente con la totalidad de los
casquillos (170) en sus respectivos cuerpos o estructuras (176) de
soporte de dichos casquillos. La disposición de los elementos
tubulares (220) se puede acoplar a medios para proporcionar
traslación lateral de los elementos tubulares (220) para desplazar
dichos elementos tubulares (220) a una posición situada por encima
de las estructuras (176) de soporte de los casquillos. De manera
alternativa, la estructura (206) portadora de los receptáculos
puede ser desplazada lateralmente para colocar las estructuras de
soporte (176) de los casquillos por debajo de sus respectivos
elementos tubulares (220). En el caso en el que la estructura (206)
portadora de receptáculos es acoplada a un conjunto mezclador
orbital tal como se ha descrito anteriormente, el motor paso a paso
(208) puede desplazar el conjunto en un número limitado de pasos,
desplazando de este modo la estructura (206) portadora de los
recientes y el dispositivo con receptáculos de reacción (160) a una
parte de una trayectoria orbital para colocar la estructura (176)
de soporte de los casquillos por debajo de los elementos tubulares
(220), tal como se ha mostrado en la figura 13.
Tal como se ha mostrado en las figuras 1, 4 y 5,
cada una de las correspondientes estructuras (176)(76) de soporte
de los casquillos se encuentra dispuesta preferentemente en una
posición entre recipientes adyacentes (162). La colocación de las
estructuras (176)(76) de soporte de los casquillos entre los
recipientes adyacentes (162) coloca los elementos tubulares (220) en
las trayectorias orbitales de las estructuras (176)(76) de soporte
de los elementos limitadores de contacto al desplazar el
dispositivo con receptáculos de reacción (160) con respecto a las
pipetas (220). Así pues, el conjunto mezclador orbital puede ser
utilizado para posicionar de manera apropiada las estructuras
(176)(76) de soporte de los casquillos con respecto a los elementos
tubulares (220), tal como se ha descrito anteriormente. Además, la
colocación de las estructuras (176)(76) de soporte de los
casquillos entre recipientes adyacentes (162) proporciona un perfil
más estrecho del dispositivo con receptáculo de reacción (160)(60)
que si las estructuras (176)(76) de soporte de los casquillos
estuvieran situadas sobre la parte externa de los recipientes (162)
con mayor proximidad del borde (192) de la estructura (164) de
nervios de conexión.
El dispositivo de proceso (200) puede incluir
también un conjunto de toberas fijas (222) para dispensar
substancias hacia adentro de los recipientes (162) del dispositivo
con receptáculos de reacción (160) soportado en la estructura (206)
portadora de los receptáculos.
Tal como se ha mostrado la figura 12, un
dispositivo alternativo de mezcla oscilante (232) comprende una
placa de sacudidas inclinada (232) dispuesta sobre un eje (234)
impulsado por un motor (no mostrado). El dispositivo (160) con
receptáculo de reacción, soportado por la estructura de soporte (no
mostrada), es desplazado con respecto al dispositivo de mezcla
oscilante (230) - - o el mezclador oscilante (230) es
desplazado con respecto al dispositivo (160) con receptáculo de
reacción- - , hasta que la placa de sacudidas (232)
queda dispuesta en el espacio (50) entre la parte inferior (173) de
la estructura arqueada de protección (185) y la pieza transversal
(167) de la estructura (166) de manipulación del dispositivo con los
recipientes. Al girar el eje (234), la posición de la de placa de
sacudidas (232) acoplada con el dispositivo con receptáculos de
reacción (160) varía de forma linealmente oscilante para impartir
un movimiento oscilante lineal al dispositivo con receptáculos de
reacción (160).
Los rebordes levantados (171, 172) dispuestos en
la parte media de las superficies convexas de la pieza transversal
(167) y la parte inferior (173), respectivamente, pueden minimizar
el contacto superficial entre la placa de sacudidas (232) y las
superficies convexas, limitando de esta manera la fricción entre
las mismas. No obstante, se ha determinado que los rebordes
salientes (171, 172) pueden interferir con el acoplamiento del
gancho de manipulación (34) del dispositivo de manipulación (20)
con la estructura (166) del dispositivo de manipulación. Por lo
tanto, los rebordes salientes (171, 172) se omiten
preferentemente.
Si bien la invención ha sido descrita en relación
con lo que actualmente es considerado lo más práctico y con las
realizaciones preferentes, se entenderá que la invención no está
limitada a las realizaciones descritas.
Claims (19)
1. Dispositivo (60, 160) con receptáculos, para
su utilización en la realización de ensayos químicos o biológicos,
cuyo dispositivo (60, 160) comprende:
una serie de receptáculos alineados (162),
comprendiendo cada uno de dichos receptáculos (162) un cuerpo hueco,
un extremo superior abierto (161) y un extremo inferior cerrado
(163), de manera que los receptáculos (162) son capaces de
interaccionar con un dispositivo de transferencia de una sustancia
construido y dispuesto para suministrar un fluido o para retirarlo
de uno o varios de dichos receptáculos (162);
una o varias estructuras (76, 176) de soporte de
elementos limitadores de contacto, de manera que cada una de dichas
estructuras de soporte de elementos limitadores de contacto (76,
176) es adyacente al extremo superior abierto (161) de, como
mínimo, uno de los receptáculos (162) y comprendiendo un cuerpo que
tiene un orificio (79, 150) para recibir de manera desmontable un
elemento limitador de contacto (170, 470); y
una estructura (164) de nervio de conexión que
conecta de manera fija los receptáculos (162) entre sí, de manera
que los receptáculos (162), las estructuras (76, 176) de soporte de
los elementos limitadores de contacto y la estructura (164) de
nervio de conexión forman una única pieza.
2. Dispositivo (60, 160) con receptáculos, según
la reivindicación 1, en el que los receptáculos (162) tienen
diferentes formas y dimensiones.
3. Dispositivo (60, 160) con receptáculos, según
la reivindicación 1, en el que los receptáculos (162) tienen la
misma forma y dimensiones.
4. Dispositivo (60, 160) con receptáculos, según
la reivindicación 1, en el que cada receptáculo (162) comprende un
cuerpo de forma general cilíndrica.
5. Dispositivo (60, 160) con receptáculos, según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que los receptáculo
(162) son en general paralelos entre si.
6. Dispositivo (60, 160) con receptáculos, según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que los receptáculos
(162) están dispuestos para su acoplamiento simultáneo por el
dispositivo de transferencia de substancias a efectos de permitir
que el dispositivo de transferencia de substancias dosifique fluido
a cada uno de los receptáculos (162) o lo retire de los mismos de
manera simultánea (7).
7. Dispositivo (60, 160) con receptáculos, según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que cada una de las
estructuras (76, 176) de soporte de elementos limitadores de
contacto comprende un cuerpo de forma general cilíndrica.
8. Dispositivo (60, 160) con receptáculos, según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que la estructura
(164) de nervio de conexión define superficies de bordes de forma
general recta (192) que se extienden a lo largo de lados opuestos
de los receptáculos alineados (162) y que tienen escalones de forma
general plana (165) dirigidos hacia los extremos inferiores (163)
de los receptáculos (162).
9. Dispositivo (60, 160) con receptáculos, según
la reivindicación 8, en el que un extremo de la estructura (164) de
nervio de conexión está curvado hacia arriba a lo largo de lados
opuestos de los receptáculos alineados (162) para definir
superficies de borde dirigidas hacia arriba (82) que se extienden
desde las superficies (192) de bordes de forma general recta.
10. Dispositivo (60, 160) con receptáculos, según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, que comprende además una
estructura receptora de etiquetas (174) que tiene una superficie
(175) receptora de etiquetas para la fijación de información a la
misma que pueda ser leída por el hombre y/o mediante una
máquina.
11. Dispositivo (60, 160) con receptáculos, según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, que comprende además una
estructura (166) para la manipulación del dispositivo con
receptáculo que está construida y dispuesta para su acoplamiento
por un dispositivo de manipulación del dispositivo con receptáculos
para manipular el aparato (60, 160) con receptáculos.
12. Dispositivo (60, 160) con receptáculos, según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que como mínimo uno
de los receptáculos (162) tiene nervios (190) que se extienden
hacia afuera desde superficies externas opuestas del mismo,
correspondiendo las superficies opuestas a los lados opuestos de
los receptáculos alineados (162).
13. Dispositivo (60, 160) con receptáculos, según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, que comprende además uno
o varios elementos de contacto (170, 470), estando asociado cada
uno de dichos elementos limitadores de contacto (170, 470) con una
de las estructuras (76, 176) de soporte de elementos limitadores de
contacto, de manera que los elementos limitadores de contacto (170,
470) están construidos y dispuestos para su acoplamiento operativo
por el dispositivo de transferencia de substancias para limitar el
contacto entre, como mínimo, una parte del dispositivo de
transferencia de substancias y el fluido facilitado a uno o varios
de los receptáculos (162) o retirado de los mismos por el
dispositivo de transferencia de substancias.
14. Dispositivo (60, 160) con receptáculos, según
la reivindicación 13, en el que cada uno de los elementos (170,
470) de limitación de contacto comprende:
un cuerpo tubular (179, 479) que tiene un extremo
próximo, un extremo alejado o distal y un orificio interno (180,
480) que se extiende desde el extremo próximo al extremo alejado;
y
una pestaña periférica (177, 477) dispuesta
alrededor de la periferia externa del cuerpo tubular (179,
479),
de manera que cada uno de los elementos (170,
470) limitadores de contacto está construido y dispuesto para su
fijación por fricción sobre el extremo libre de un elemento tubular
del dispositivo de transferencia de substancias cuando dicho
elemento (170, 470) limitador de contacto está acoplado con el
elemento tubular.
15. Dispositivo (60, 160) con receptáculos, según
la reivindicación 14, en el que una parte del cuerpo tubular (179,
479) próxima al extremo distal está constituida con un cierto
ángulo (182, 482) con respecto al eje longitudinal del cuerpo
tubular (179, 479).
16. Dispositivo (60, 160) con receptáculos, según
la reivindicación 14 ó 15, en el que:
la estructura (76, 176) de soporte de elementos
limitadores de contacto tiene una cara extrema periférica (77, 152)
orientada transversalmente con respecto a un eje del orificio (79,
150) de la estructura (76, 176) de soporte de elementos limitadores
de contacto; y
la pestaña periférica (177, 477) del elemento
limitador de contacto (170, 470) se encuentra en contacto con la
cara extrema periférica (77, 152) de la estructura (76, 176) de
soporte de elementos limitadores de contacto cuando el cuerpo
tubular (179, 479) del elemento (170, 470) limitador de contacto
está completamente insertado en el orificio (79, 150) de la
estructura (76, 176) de soporte de los elementos limitadores de
contacto.
17. Dispositivo (60, 160) con receptáculos, según
la reivindicación 13, en el que el elemento limitador de contacto
(170, 470) es una punta de protección
eliminable.
eliminable.
18. Dispositivo (60, 160) con receptáculos, según
la reivindicación 17, en el que la punta de protección eliminable
es una punta de pipeta.
19. Dispositivo (60, 160) con receptáculos, según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 18, que comprende además una
tapa construida y dispuesta para encerrar uno o varios de los
receptáculos (162).
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