ES2246068T3 - Dispositivo para aislar perlas polimericas pequeñas de una suspension de dichas perlas. - Google Patents

Abstract

La invención se refiere aun dispositivo que sirve para separar pequñas perlas poliméricas de una suspensión de tales perlas que comprende una célula de flujo a través de la cual fluye la suspensión de perlas, y una fuente de radiación que cruza la corriente de perlas. Un detector detecta la presencia de perlas en la célula de flujo y un medio de control dirige las perlas a un canal de salida de perlas.

Description

Dispositivo para aislar perlas poliméricas pequeñas de una suspensión de dichas perlas.

Esta invención se refiere a un nuevo dispositivo adecuado para la separación de perlas poliméricas de una suspensión de una pluralidad de dichas perlas en un fluido.

En las industrias química y bioquímica las reacciones químicas se efectúan frecuentemente sobre la superficie de pequeñas perlas poliméricas de un intervalo de diámetro de 50-600 micrómetros, y típicamente de 250-300 micrómetros de diámetro. Por ejemplo una sustancia activa se puede absorber químicamente sobre una perla de ese tipo, por ejemplo sobre su superficie y/o el cuerpo de la perla, la perla tratada se puede exponer a continuación a ulteriores sustancias o marcadores activos tales como los marcadores de fluorescencia, y se puede detectar la existencia de una interacción entre las diversas sustancias activas y/o los marcadores mediante la observación de la perla. Esta técnica es particularmente útil en las ciencias biológicas en las que sólo pueden estar disponibles pequeñas cantidades de dichas sustancias activas, y en la investigación de librerías de química combinatoria.

En dichas técnicas es usualmente necesario transferir las perlas individuales desde una fuente que contiene muchas de dichas perlas, por ejemplo una suspensión (cuyo termino según se usa aquí incluye entre otros una suspensión acuosa con formación de un lodo) de las perlas en un líquido, dentro de localizaciones definidas en un receptáculo, por ejemplo viales individuales, o pocillos individuales en una placa de micro-valoración.

Un cierto número de problemas impiden dichas transferencia. El pequeño tamaño de las perlas las hace difíciles de manipular. Es difícil transferir las perlas usando las técnicas actuales sin que al mismo tiempo se transfiera una cantidad relativamente elevada de líquido. A menudo están implicadas un gran número de perlas, y los métodos actuales de transferencia de las perlas adolecen de los problemas inherentes al manejo de grandes números de pequeñas perlas. En la actualidad se usan bien los métodos manuales, por ejemplo la recogida de las perlas individuales a mano, o dispositivos excesivamente complejos.

Un dispositivo para separar automáticamente las perlas de una suspensión de una pluralidad de perlas en suspensión en un fluido se describe en el Documento WO-A-94/28119, el cual es un dispositivo a gran escala, previsto principalmente para su uso con perlas de diámetro cercano a los 3 mm, y para la separación de perlas que contienen biomasa encapsulada a partir de las perlas vacías. Las perlas se detectan ya que ellas interceptan un rayo de luz y se desvían a un colector. Dispositivos para separar automáticamente partículas más pequeñas, por ejemplo células suspendidas en un fluido, se describen en el Documento US-A-4.756.427 en el cual las células se pueden detectar mediante por ejemplo fluorescencia y a continuación se desvían hacía abajo a un miembro de un tubo en forma de "Y", y en los Documentos US-A-5.030.002 y US-A-4.175.662. Se considera improbable que los dispositivos de clasificación de las perlas descritos en estas patentes de EE.UU. mencionadas últimamente se puedan adaptar directamente para su uso en la separación de las perlas poliméricas mencionadas anteriormente usadas en las reacciones químicas. Además ellos adolecen de la desventaja de que las partículas suspendidas permanecen en una masa sustancial de fluido en suspensión incluso después de su separación. Esto significa que si las partículas se van a suministrar a una localización en particular, por ejemplo un pocillo especificado en una placa de micro-valoración, este exceso de fluido acompaña a la partícula en la localización.

Es un objeto de esta invención proporcionar un dispositivo que es más adecuado para la operación con volúmenes más pequeños de suspensión y para las perlas poliméricas más pequeñas mencionadas anteriormente. Es también un objeto de esta invención proporcionar un dispositivo que pueda separar las perlas y se pueda usar con una gama de tamaños de perlas, es decir que no esté limitado a un tamaño en particular.

De acuerdo con esta invención, se proporciona un dispositivo para la separación de perlas poliméricas de una suspensión de una pluralidad de dichas perlas en un fluido de acuerdo con la reivindicación 1.

El dispositivo se usa preferiblemente para la separación de perlas poliméricas del tipo usado en las reacciones químicas y bioquímicas, según se mencionó anteriormente, por ejemplo de un intervalo de diámetro de 50-600 micrómetros, y típicamente de 250-300 micrómetros, suspendidas en un fluido de suspensión que es un líquido móvil tal como el agua o preferiblemente un alcohol tal como el metanol o el etanol.

La célula de flujo es adecuadamente una célula que tiene al menos parte si no todas de sus paredes transparentes a la radiación incidente de tal manera que la fuente de radiación puede estar localizada fuera de la célula de flujo. Si por ejemplo la radiación incidente es la luz, entonces dichas partes transparentes sobre la célula completa pueden estar hechas de materiales transparentes tales como materiales plásticos, vidrio, cuarzo, etc. En algunos modos de operación el detector puede ser sensible a la radiación secundaria que es de una longitud de onda diferente respecto a la radiación incidente, por ejemplo si como se trata más adelante el detector es sensible a la emisión de fluorescencia, y en este caso puede ser necesario que al menos una parte si no toda de las paredes de la célula sea transparente a la radiación secundaria. La célula de flujo está adecuadamente en la forma de un tubo de pared interior estrecha, de dimensiones a través de la dirección de flujo de las perlas de aproximadamente 1,5-4 veces el diámetro de las perlas, por ejemplo en el caso de las perlas de 250-300 micrómetros de diámetro, preferiblemente de alrededor de 600-1500 micrómetros de través. Los mejores resultados se consiguen con una pared interior estrecha, pero no tan estrecha que sea probable su bloqueo.

Adecuadamente la célula de flujo es una célula de paredes transparentes que tiene la parte de su pared que da la cara a la dirección de entrada de la radiación incidente, y/o que da la cara al detector de la radiación, sustancialmente lisa y perpendicular a esta dirección. Por lo tanto adecuadamente la célula de flujo puede ser de sección transversal poligonal que tiene las caras opuestas lisas, particularmente de sección transversal rectangular (el cual término incluye la sección cuadrada), con la dirección de flujo a lo largo del eje del tubo longitudinal. Alternativamente la célula de flujo puede tener la parte de su pared que da la cara a la dirección de entrada de la radiación incidente, y/o que da la cara al detector de la radiación, de una forma de lente, de tal manera que dicha parte(s) de la pared puedan actuar como una lente y puedan ayudar a guiar a la radiación incidente hacia el flujo de las perlas y/o hacia el detector de la radiación.

La suspensión de perlas se puede introducir en el extremo de entrada de una fuente mediante cualquier medio conveniente, por ejemplo mediante inyección a partir de un depósito tal como un recipiente de almacenamiento o una jeringuilla, o por medio de un tubo de alimentación, etc. En un depósito puede ser necesario proporcionar algunos medios tales como un agitador para mantener las perlas en suspensión, es decir para impedir que las mismas se depositen. La velocidad a la que las perlas se introducen en el extremo de entrada se puede controlar mediante por ejemplo una bomba controlada, por ejemplo una bomba de dosificación o una bomba de jeringuilla o bomba peristáltica, o por medio de la presión del aire. El dispositivo se puede construir de tal forma que múltiples muestras de suspensiones de perlas, cada una contenida respectivamente en un depósito que es susceptible de estar conectado con el dispositivo, se puedan introducir en el dispositivo, bien secuencialmente o de otro modo. Se puede proporcionar un carrusel de dichos depósitos, y un dispositivo tal se puede automatizar convenientemente.

En una realización preferida un flujo de un fluido de revestimiento, que puede ser el mismo fluido que el fluido de suspensión, se introduce alrededor del flujo de suspensión de las perlas que fluye a través del extremo de entrada de la célula de flujo, fluyendo el fluido de revestimiento en la misma dirección que el flujo de las perlas. Preferiblemente el fluido de suspensión y el fluido de revestimiento fluyen a través de la célula de flujo en un flujo laminar, es decir en capas sustancialmente no mezcladas de respectivamente el fluido de suspensión y el fluido de revestimiento. Dicho flujo laminar ayuda a que las perlas fluyan uniformemente a través de la célula de flujo a lo largo de un camino sustancialmente recto. El fluido de revestimiento ayuda a regular el flujo de las perlas y contribuye a conseguir una separación en serie adecuada de las perlas. El flujo del fluido de revestimiento se puede controlar para optimizar el flujo de las perlas a través de la célula de flujo.

Dicho flujo del fluido de revestimiento se puede conseguir mediante una estructura del dispositivo en la que, aguas arriba del extremo de entrada de la célula de flujo, se proporciona un puerto de entrada para la suspensión de perlas en el fluido de suspensión, lo que conduce a un conducto de entrada que es de sección transversal comparable al diámetro de las perlas y que termina en un orificio de tamaño comparable que se abre dentro de una cámara de entrada del fluido de revestimiento de sección transversal más ancha que el orificio y que rodea al orificio, estando la cámara en su extremo de salida en comunicación con el extremo de entrada de la célula de flujo. Un flujo de un fluido de revestimiento, preferiblemente a un caudal superior al del fluido de suspensión, se puede introducir en la cámara, preferiblemente aguas arriba del orificio, de tal manera que la capa exterior del fluido de revestimiento rodee un núcleo interior de fluido de suspensión, y los fluidos de revestimiento y de suspensión fluyan en un flujo laminar en y a través de la célula de flujo.

En una realización la cámara de revestimiento puede ser en la forma de una cámara que disminuye progresivamente desde un extremo aguas arriba más ancho hacia un extremo aguas abajo más estrecho, por ejemplo una cámara generalmente cónica (cuyo termino incluye por ejemplo la forma de pera o la que tiene un extremo aguas arriba cilíndrico y un extremo aguas abajo cónico), coaxial con la dirección del flujo a través de la célula de flujo, y en comunicación con la célula de flujo en su extremo estrecho. En esta realización el conducto de entrada puede entrar en la cámara en su extremo más ancho, adecuadamente en una posición axial, y el orificio puede estar en un punto a lo largo de la cámara en el que la cámara disminuye progresivamente, de tal manera que el flujo del fluido a través de la cámara de revestimiento en este punto se está comprimiendo y se está acelerando. Por ejemplo en una cámara de revestimiento de forma cónica el orificio puede estar en un punto a lo largo de la longitud de la cámara de aproximadamente 0,5 \pm 0,2 de la distancia entre el extremo estrecho de la cámara y el punto en el que comienza el segmento cónico. El fluido de revestimiento se puede introducir vía una entrada cerca o aguas arriba del extremo ancho del segmento cónico.

Las perlas se disponen en una corriente de flujo en serie sucesiva a medida que ellas fluyen a través de la célula de flujo, es decir las perlas individuales en el flujo están espaciadas en la dirección del flujo mediante una distancia conveniente en la dirección del flujo para facilitar la operación del dispositivo, por ejemplo que asegure que sólo una perla a la vez intercepta la radiación incidente, y de tal manera que haya un intervalo de tiempo suficiente entre sucesivas perlas de tal manera las perlas individuales en el flujo sean separadas. El espaciado de las perlas se puede determinar fácilmente mediante por ejemplo las dimensiones del dispositivo, por ejemplo el orificio, el canal de entrada y la célula de flujo, mediante la velocidad a la que la suspensión se introduce en el canal de entrada, y mediante el caudal del fluido de revestimiento. En la cámara de revestimiento de disminución progresiva descrita anteriormente, la aceleración del flujo del fluido puede ayudar a incrementar la separación longitudinal entre las perlas. En una célula de flujo con las dimensiones antes mencionadas, un caudal adecuado para las perlas a través de la célula de flujo es entre 5-75 mm s^{-1}, y por ejemplo cerca de 10-15 mm s^{-1}. Dicho caudal se puede conseguir fácilmente mediante el apropiado control de la entrada del fluido de revestimiento etc., y permite la operación del dispositivo dentro de los límites de trabajo de las bombas, detectores, válvulas, etc. conocidos.

La fuente de radiación puede ser por ejemplo una fuente de luz, por ejemplo, en la región visible, del infrarrojo o del ultravioleta del espectro. Las fuentes de luz adecuada, disponibles en pequeños tamaños y consecuentemente convenientes para un dispositivo de pequeño tamaño, incluyen los láseres, particularmente los láseres de diodo, y los diodos emisores de luz (LED). Los LED de brillo elevado son particularmente adecuados para estimular la emisión de fluorescencia de las perlas marcadas con fluorescencia. Por ejemplo el marcador fluoresceína es estimulado por la luz de longitud de onda de 490 nm, y están disponibles comercialmente LED que pueden emitir radiación incidente alrededor de esta longitud de onda.

La radiación incidente se dirige dentro de la célula de flujo en una dirección tal que a medida que las perlas fluyen a través de la célula de flujo ellas interceptan la radiación incidente. Preferiblemente la dirección incidente es sustancialmente perpendicular a la dirección del flujo, con la radiación incidente en la forma de un rayo estrecho que es interceptado por las perlas que fluyen. Adecuadamente la anchura del rayo incidente debe ser más ancha que la pared interior de la célula de flujo para asegurar que las perlas que fluyen no puedan evitar el rayo.

La fuente de luz se puede proporcionar con guías ópticos, colimadores, etc., filtros, lentes convergentes etc. para dirigir la radiación incidente de una manera óptima dentro de la célula de flujo, por ejemplo en la forma de un rayo estrecho en una dirección optimizada y de una longitud de onda preferida, y guías ópticos adecuados de este tipo son evidentes para aquellas personas especializadas en la técnica. Adecuadamente el rayo de radiación incidente es un rayo lateral sustancialmente paralelo de intensidad sustancialmente uniforme a través de su anchura. Los guías ópticos adecuados, por ejemplo para simplicidad una única lente circular, serán evidentes a aquellas personas especializadas en la técnica.

El detector de la radiación está posicionado con respecto a la fuente de radiación y al flujo de las perlas de tal manera que se produce un cambio en la radiación detectada por el detector a medida que la perla intercepta el rayo incidente.

El detector de la radiación está posicionado con respecto a la fuente de radiación y al flujo de las perlas de tal manera que el detector esté en línea con la dirección incidente, pero sobre el lado opuesto del flujo de las perlas a la fuente de radiación. En una disposición tal una perla pasará entre la fuente de radiación y el detector. Entre el flujo de las perlas y el detector existe un obstructor de la radiación de un tamaño de aproximadamente el mismo orden de magnitud que la sección transversal del rayo incidente, por ejemplo en la forma de un pequeño disco, esfera o barra opacos, de tal manera que la radiación incidente no incida directamente sobre el detector sino que en vez de eso se desvíe alrededor del obstructor en el detector. El obstructor funciona mediante obstruir que la radiación incidente entre directamente en el detector, pero si una perla pasa a través del rayo de la radiación incidente, la radiación es dispersada por la perla de tal manera que rodea al obstructor y entra en el detector. Consecuentemente una intensidad de radiación más elevada es detectada por el detector cuando una perla pasa a través del rayo, más bien que la intensidad de radiación reducida que se detectaría si la perla meramente eclipsara el rayo. Dicho obstructor se puede regular para conseguir una eficacia óptima. Por ejemplo el obstructor puede ser en la forma de una tira de material opaco, fino en relación con su ancho, que se puede ajustar mediante rotación alrededor de su eje longitudinal de tal manera que presente una superficie que varía entre su anchura y su espesor al rayo incidente.

Adicionalmente por ejemplo un detector de radiación se puede posicionar respecto a la fuente de radiación y al flujo de las perlas de tal manera que el detector esté en un ángulo no cero respecto a la dirección incidente, por ejemplo a 90º con respecto a la dirección incidente. En una disposición tal se prefiere que la célula de flujo tenga dos regiones de pared transparente lisas, una que da la cara a la dirección incidente y la otra que da la cara al detector, por ejemplo una célula de flujo tubular de sección poligonal o rectangular. Esta disposición es adecuada para la detección de la emisión de fluorescencia procedente de las perlas, en un ángulo respecto a la dirección incidente, tal que la radiación incidente no incida directamente sobre el detector. Alternativamente o adicionalmente entre un primer detector de la radiación y el flujo de las perlas puede existir un espejo parcialmente transparente (por ejemplo un espejo con una abertura) de tal manera que parte de la radiación pueda alcanzar el primer detector de la radiación a través del espejo, y parte pueda ser reflejada por el espejo hacia un segundo detector de la radiación.

Para algunas aplicaciones pueden existir útilmente combinaciones de dos o más fuentes de luz y/o de detectores, por ejemplo para distinguir entre perlas que tengan diferentes características.

Si un detector está dispuesto para detectar la emisión de fluorescencia procedente de las perlas se puede disponer también para detectar la naturaleza de la emisión de fluorescencia, por ejemplo su intensidad, longitud de onda etc., de tal manera que proporcione datos acerca de la naturaleza química de las sustancias sobre las perlas.

El detector de la radiación puede ser cualquier detector de la radiación conveniente capaz de detectar cambios en la radiación incidente cuando la perla intercepta el rayo incidente. Los detectores convenientes tales como los tubos de fotodiodos y de foto-multiplicadores están disponibles comercialmente.

Localizado aguas abajo del punto en el que las perlas interceptan la radiación incidente existe un canal de salida de la perla y un canal de salida del fluido. El canal de salida de la perla puede ser adecuadamente de aproximadamente las mismas dimensiones de anchura que la célula de flujo, por ejemplo de aproximadamente 600-1500 micrómetros de través, y por conveniencia el canal de salida del fluido puede ser de dimensiones comparables. Se prefiere que el extremo de salida de la célula de flujo esté en comunicación con un canal de salida común alineado en la dirección del flujo de las perlas, y que se divide en un punto aguas abajo en dos o más canales, por ejemplo en una disposición de canal ramificado en la que el canal de salida común se divide en dos canales que son respectivamente un canal de salida de la perla y un canal de salida de fluido, tal como una disposición de canal bifurcado, en forma de "T" o preferiblemente en forma de "Y". Uno de estos canales puede comprender el canal de salida de la perla y el otro el canal de salida del fluido. Las disposiciones alternativas están incluidas por supuesto dentro del alcance de la invención, por ejemplo el canal de salida de la perla y el canal de salida del fluido pueden conducir directamente fuera de la célula de flujo.

Pueden existir uno o más canales de salida de la perla, por ejemplo si el dispositivo no sólo detecta las perlas sino que también distingue y separa las mismas en dos o más diferentes tipos de perlas, por ejemplo que tengan características ópticas, por ejemplo el color, espectroscópicas o características de fluorescencia diferentes.

Los medios de válvulas pueden ser capaces de restringir el flujo a través del respectivo canal de salida de la perla y del canal de salida de fluido en la medida que el flujo a través del canal respectivo esté completamente cerrado. Alternativamente los medios de válvulas pueden ser capaces de dirigir el flujo de manera preferente a través del canal de salida de la perla o del canal de salida del fluido respectivo, por ejemplo en la medida que el flujo a través del otro canal respectivo esté completamente cerrado. En la disposición anteriormente descrita cuando el flujo se ramifica a partir de un canal de salida común, por ejemplo en una disposición de canal ramificado, o cuando el canal de salida de la perla y el canal de salida del fluido conduce directamente fuera de la célula de flujo, los medios de válvulas están adecuadamente localizados en la unión de los canales ramificados, o en uno o en ambos del canal de salida de la perla y el canal de salida del fluido, por ejemplo en el canal de salida de la perla y el canal de salida del fluido aguas abajo del punto en el que el canal de salida común se divide, o en el punto en el que los miembros se ramifican del tronco.

En una realización en la que los medios de válvulas están localizados en la unión de los canales ramificados, los medios de válvula pueden comprender un cuerpo de válvula, que tiene uno o más canales a través de los mismos, los canales y el canal de salida común y los canales de salida de la perla y de salida del fluido son movibles unos con respecto a los otros de tal manera que el canal de salida común se puede poner en comunicación bien con los canales de salida de la perla o de salida del fluido de tal manera que dirijan una perla a lo largo del canal de salida de la perla.

Por ejemplo dicho cuerpo de válvula puede comprender un pistón de válvula que tiene uno o más canales que pasan a través de él, movibles de manera rotatoria dentro de un manguito de válvula de conformación dentro del cual conduce el canal de salida común, y fuera del cual conducen los canales de salida de la perla y de salida del fluido, y mediante rotación del pistón dentro del manguito el canal de salida común se puede poner en comunicación, vía los canales en el pistón, bien con los canales de salida de la perla o con los de salida del fluido. Adecuadamente el canal a través del pistón puede ser un pistón en forma de "Y", lo que permite la entrada de fluido en uno u otro de los miembros o troncos de la "Y", y la salida del fluido a través del tronco u otro miembro y por lo tanto en el canal de salida de la perla o el canal de salida del fluido, causando la rotación del pistón el que un miembro diferente o el tronco se ponga en comunicación con el canal de salida de la perla o con el canal de salida del fluido. Los medios de accionamiento adecuados para dicho pistón serán evidentes para aquellas personas especializadas en la técnica. Un medio de accionamiento adecuado es un motor de etapas, y están comercialmente disponibles motores de etapas que pueden proporcionar un grado adecuado de rotación de dicho pistón dentro de un tiempo muy breve.

En otra realización los medios de válvulas pueden estar localizados aguas abajo del punto en el que el canal de salida común se ramifica, por ejemplo en uno o ambos del canal de salida de la perla y del canal de salida del fluido. Cuando los medios de válvulas están localizados aguas abajo del punto en el que el canal de salida común se divide se prefiere que los medios de válvula estén localizados próximos al punto en el que el canal se divide, de tal manera que una perla pueda viajar rápidamente a un punto aguas abajo de la válvula. Cuando el flujo está restringido en uno de los canales, por ejemplo a lo largo de un miembro en el caso de una disposición de canal en forma de "Y", el flujo de fluido se desvía consecuentemente a través del otro canal. En una estructura tal, en la primera configuración de válvulas el medio de válvula en el canal de salida del fluido restringe el flujo a través del canal de salida del fluido mientras que el medio de válvula en el canal de salida de la perla permite el flujo del fluido, en la segunda configuración de válvulas la situación es a la viceversa, y el medio de válvulas se puede cambiar de la primera a la segunda configuración cuando una perla está aguas abajo de la válvula en el canal de salida de la perla. La disposición anteriormente descrita puede usar sólo una válvula, por ejemplo en una disposición en canal en la que el flujo se produce de manera preferente a lo largo de un canal, de tal manera que el canal de salida de la perla, incluso mientras que el otro canal, tal como el canal de salida del fluido, permanece abierto, con un medio de válvula sólo en el canal de flujo preferente. Sin embargo se prefiere proporcionar medios de válvulas que operen de manera dependiente para controlar respectivamente el flujo tanto en los canales de salida de la perla, como en los de salida del fluido.

En otra realización el medio de válvula comprende obturadores que son movibles alternativamente, por ejemplo en una dirección perpendicular a la dirección de flujo del canal de salida de la perla y del canal de salida del fluido, en las posiciones respectivas de "cerrado" y de "abierto" en las cuales el flujo a través del canal está restringido, por ejemplo cerrado, o está permitido, es decir el canal está abierto. Con las dimensiones del canal de salida de la perla a las que se hace referencia anteriormente, solo se requiere un movimiento alternativo de cerca de 1 mm del obturador entre las posiciones de cerrado y abierto, lo que facilita un dispositivo pequeño y una operación a velocidad elevada. Es deseable que el obturador se mueva entre las posiciones de cerrado y de abierto a una velocidad elevada, de tal manera que se pueda conseguir un rendimiento elevado a través del dispositivo, y de tal manera que una cantidad mínima de fluido de suspensión acompañe a las perlas pasados los medios de válvulas.

Adecuadamente los obturadores pueden ser pistones movibles alternativamente, que pueden ser accionados mecánica o electromecánicamente entre las posiciones de cerrado y de abierto. Los obturadores pueden ser perfilados, por ejemplo con superficies redondeadas o con pendiente, para desviar aguas abajo cualesquiera perlas que estén en riesgo de ser cogidas entre el obturador y la pared del canal de salida de la perla a medida que se aproxima la perla. Los medios de accionamiento adecuados para dichos obturadores serán evidentes para aquellas personas especializadas en la técnica. Un medio de accionamiento adecuado es un solenoide, y están disponibles comercialmente solenoides los cuales se pueden conmutar en tiempos tan breves como 2 ms, lo que es generalmente más rápido que lo que se requiere.

En otra realización por ejemplo, en una disposición de canal ramificado se pueden proporcionar medios para aplicar un impulso fluídico dirigido lateralmente a una perla a medida que ella viaja hacia abajo del canal de salida común para desviar la perla dentro del canal de salida de la perla. Por ejemplo en otra realización el flujo de fluido se puede desviar dentro de diferentes compartimientos separados de una rueda capaz de rotar o de un portaobjetos movible, de cuyos compartimientos las perlas pueden ser incitadas a pasar al canal de salida de la perla.

En una estructura preferida el canal de salida de la perla está provisto con medios para introducir un flujo de un fluido de arrastre (el cual puede ser el mismo fluido que el fluido de suspensión o de revestimiento) aguas arriba de una perla, de tal manera que una perla pueda ser arrastrada a lo largo del canal de salida de la perla. Por ejemplo cuando una perla está aguas abajo de los medios de válvula y los medios de válvula cierran el canal la perla está en o de otro modo restringe el flujo de fluido a través del canal o desvía el fluido a lo largo del otro canal, el flujo de fluido a lo largo del canal de salida de la perla está restringido. Esto puede inhibir el flujo de la perla a través del canal de salida de la perla y un fluido de arrastre puede por lo tanto ayudar al flujo de la perla aguas abajo de la válvula. Los medios de introducción del fluido de arrastre pueden por ejemplo comprender una abertura en el conducto en el canal de salida de la perla aguas abajo de un medio de válvulas, de tal manera que vía este conducto, cuando el medio de válvulas está en la posición de cerrado con una perla aguas abajo con respecto al medio de válvulas en el canal de salida de la perla, se puede introducir un fluido de arrastre en el canal de salida de la perla.

Por ejemplo el medio de válvulas puede estar provisto con un conducto de fluido de arrastre a través del cual se puede hacer pasar el fluido de arrastre. Por ejemplo puede ser provisto un manguito de válvula como se describe anteriormente con un conducto de fluido de arrastre a través del cual se puede introducir el fluido de arrastre, y el pistón de la válvula se puede hacer rotar dentro del manguito de la válvula en una posición en la que el canal de fluido de arrastre se pone en comunicación con el canal de salida de la perla, vía un canal en el pistón, para de este modo dirigir el fluido de arrastre dentro del canal de salida de la perla. El pistón adecuadamente puede incluir un canal de fluido de arrastre el cual se puede poner en comunicación con el conducto del fluido de arrastre y el canal de salida de la perla.

Adicionalmente o alternativamente puede estar provisto un medio de válvulas tal como un obturador con un conducto interno que tiene una abertura en el canal de salida de la perla, vía el cual, se puede introducir un fluido de arrastre en el canal de salida de la perla, para ayudar al flujo de una perla a lo largo del canal.

Cuando la perla pasa a lo largo del canal de salida de la perla la masa de suspensión y de fluido de revestimiento (si se usa) fluye a lo largo del canal de salida del fluido. Este fluido puede ser dirigido a un receptáculo de eliminación de desechos sólidos, o alternativa y preferiblemente algo o todo del fluido se puede reciclar para ser usado como fluido de revestimiento es decir, mediante la reintroducción del fluido de desecho en la cámara de entrada del fluido de revestimiento. Puede ser deseable hacer pasar dicho fluido reciclado a través de un filtro para capturar las perlas que se han perdido inadvertidamente la detección y su colección y residuos tales como fragmentos de perlas etc. si los mismos están presentes.

El medio de control, sensible a una señal procedente del detector de la radiación, y capaz de dirigir los medios de válvulas según se describió anteriormente, puede ser cualquier tipo de medio de control electrónico conocido por aquellas personas especializadas en la técnica, y puede incluir medios para el tratamiento de los datos. Típicamente la señal procedente del detector tal como un fotodiodo o un foto-multiplicador será una señal eléctrica. Un medio de control adecuado puede ser un microprocesador u ordenador, unido electromecánicamente al medio de accionamiento de la válvula. Adecuadamente dicho medio de control puede vigilar y controlar otros parámetros del dispositivo, tales como la velocidad de flujo del fluido de suspensión, del flujo del fluido de revestimiento y del flujo del fluido de arrastre etc. El medio de control puede controlar también el flujo de las perlas en el dispositivo, por ejemplo mediante el control de la bomba, de tal manera que sólo un número preferido de perlas, por ejemplo sólo una perla, esté presente en la célula de flujo al mismo tiempo. También el medio de control se puede programar para superar la influencia del ruido electrónico, la radiación de fondo, etc. Típicamente un medio de control tal, por ejemplo un microprocesador u ordenador se puede programar previamente con datos tales como el tiempo de conmutación de los medios de válvulas, la naturaleza del cambio en la radiación detectada por el detector producida cuando la perla intercepta el rayo incidente, y las dimensiones del dispositivo, en particular la distancia entre el punto en el que la perla intercepta el rayo incidente y la entrada al canal de salida de la perla, y/o la distancia entre el punto en el que la perla intercepta el rayo incidente y los medios de válvulas en el canal de salida de la perla, de tal manera que los medios de control puedan computar el tiempo cuando la perla está aguas abajo de los medios de válvulas en el canal de salida de la perla y operar los medios de válvulas en el momento correcto, es decir cuando la perla está aguas abajo de los medios de válvulas. Los medios de control óptimamente pueden dirigir los medios de válvulas de tal manera que el medio de válvulas esté en la primera configuración durante sólo el breve tiempo necesario para que la perla pase los medios de válvulas, de tal manera que una cantidad mínima de fluido de suspensión acompañe a la perla a lo largo del canal de salida de la perla.

Los medios para el tratamiento de las datos se pueden hacer también sensibles a los datos que se refieren a la naturaleza del cambio en la radiación detectada por el detector que se produce cuando la perla intercepta el rayo incidente, de tal manera que por ejemplo si dichos datos indican que un cierto número de las perlas están agrupadas juntas el grupo se puede enviar a través del canal de salida del fluido para su vertido. También por ejemplo las perlas en una muestra que presentan una emisión fluorescente se pueden separar de las perlas en la muestra que no presentan una emisión fluorescente, y las últimas se pueden desviar a lo largo del canal de salida del fluido para su vertido. También por ejemplo los medios de tratamientos de datos se pueden programar para diferenciar entre las perlas y las burbujas que pasan a través de las células de flujo, por ejemplo la estructura descripta anteriormente que tiene un obstructor de la radiación, permite que las burbujas de aire sean diferenciadas fácilmente por la naturaleza del impulso de intensidad de radiación detectada por el detector cuando la perla o la burbuja interceptan el rayo.

El canal de salida de la perla puede conducir a un medio para dirigir las perlas individuales o los grupos de perlas dentro de localizaciones definidas en un receptáculo, por ejemplo viales individuales, o pocillos individuales en una placa de micro-valoración. Este medio puede comprender por ejemplo una bandeja que soporta dichos viales o una placa de micro-valoración, y una salida terminal del canal de salida de la perla, los cuales son movibles a los largo de los ejes X-Y unos con respecto a otros, por ejemplo bajo el control de los medios de control. Se conocen medios de control y robots para la manipulación adecuados los cuales pueden impartir dicho movimiento X-Y a una placa de pocillo de micro-valoración.

El dispositivo de la invención se puede fabricar de materiales convencionales, tales como metal, plásticos etc., y se pueden fabricar convenientemente en forma modular, por ejemplo con uno o más de los medios de entrada de la perla, cámara de revestimiento, célula de flujo y medios de válvulas en módulos respectivos susceptibles de su interconexión e intercambiables, lo que permite de este modo diferentes selecciones de dichos elementos para ser combinados. El dispositivo de la invención se puede fabricar pequeño, de tal modo que la distancia entre el puerto de entrada de la perla y los medios de válvulas pueda ser de unos pocos mm. Esta pequeña escala permite al dispositivo de la invención funcionar con un elevado rendimiento. Dos o más dispositivos de la invención se pueden disponer en paralelo en conjuntos, alimentados por un único depósito de perlas, de nuevo para incrementar el rendimiento de las perlas.

El dispositivo de la invención facilita la separación rápida y segura y opcionalmente también la clasificación de las perlas de una suspensión de dichas perlas, y su subsiguiente deposición dentro de un receptáculo con la mínima deposición de fluido de suspensión acompañante dentro del receptáculo.

El dispositivo se describirá ahora por vía de ejemplo sólo con referencia a los dibujos que se acompañan, los cuales muestran:

Figura 1 Una sección longitudinal esquemática a través de un dispositivo de la invención.

Figura 2 Una sección transversal esquemática a través de un dispositivo de la invención que muestra el camino óptico más claramente.

Figura 3 Secciones transversal y longitudinal a través de las células de flujo de un dispositivo de la invención.

Figura 4 Una vista esquemática de una estructura de obstructor de la radiación.

Figura 5 Una sección transversal a través de un medio de válvulas alternativo.

Figura 6 Un diagrama esquemático de un dispositivo alternativo de esta invención.

Figuras 7 y 8 Un diagrama esquemático del medio de válvulas de la Figura 6.

En referencia a las Figuras 1, 2 y 3 se muestra un dispositivo 1 (global) de acuerdo con esta invención. El dispositivo comprende una célula de flujo 2 a través de la cual puede fluir una suspensión de perlas poliméricas 3 de cerca de 300 mm de diámetro, suspendidas en un fluido de suspensión tal como agua o un alcohol tal como metanol.

La célula de flujo 2 es un tubo estrecho de paredes de vidrio transparente, de dimensiones a través de la dirección de flujo de las perlas de alrededor de 800-1000 micrómetros. Las Figuras 3A, 3B y 3C muestran tres secciones transversales alternativas para la célula de flujo, respectivamente cuadrada en su sección transversal externa y de sección circular en la pared interna, cuadrada en la sección transversal externa y de sección cuadrada en la pared interna, y circular en la sección transversal externa y de sección circular en la pared interna, teniendo todas las tres la dirección de flujo a lo largo de eje longitudinal del tubo. En el dispositivo 1 ilustrado, la célula 2 está sujeta en un cuerpo 4 fabricado de metal. La célula de flujo 2 tiene un extremo de entrada 5 a través del cual la suspensión de las perlas 3 se introduce en una corriente de flujo en serie sucesiva, y las perlas 3 fluyen a través de la célula de flujo 2 hacia un extremo de salida 6 de la célula 2.

La suspensión de las perlas 3 se introduce dentro del dispositivo 1 ilustrado mediante inyección de una fuente (no mostrada) conectada vía un conector Luer (no mostrado) al dispositivo en un puerto de entrada 7. La fuente puede ser por ejemplo una jeringuilla o un recipiente que contiene las perlas suspendidas en un fluido en suspensión, y para ayudar a mantener las perlas en suspensión puede existir un agitador u otra forma de agitación en la fuente. El puerto de entrada 7 comunica con un canal de entrada 8 que tiene una sección transversal comparable con el diámetro de las perlas 3 y que termina en un orificio 9 de tamaño comparable. El orificio 9 se abre dentro de una cámara de entrada del fluido de revestimiento 10 de sección transversal más ancha que el orificio 9, y en su extremo de salida la cámara 10 está en comunicación con el extremo de entrada 6 de la célula de flujo 2. La cámara 10 es de sección decreciente, siendo cilíndrica en su extremo aguas arriba, y se estrecha en una forma cónica hacia su extremo de salida.

Se introduce un flujo de un fluido de revestimiento en la cámara 10 aguas arriba del orificio 9 vía la entrada 11, de tal manera que las perlas 3 son transportadas dentro de la célula de flujo 2 mediante el flujo del fluido de revestimiento. El fluido de revestimiento ayuda a regular el flujo de las perlas y contribuye a conseguir una separación en serie adecuada de las perlas 3.

Una fuente de radiación 12 que es un láser está localizado en una posición para dirigir la radiación incidente (indicada por la línea de trazos) dentro de la célula de flujo 2, en una dirección incidente tal que a medida que las perlas 3 fluyen a través de la célula de flujo interceptan la radiación incidente en un punto 13, estando provistas aberturas de guía 14 en el cuerpo 4 para el paso de la radiación a través del cuerpo. La dirección incidente es sustancialmente perpendicular a la dirección de flujo, con la radiación incidente en la forma de un rayo estrecho que es interceptado por las perlas que fluyen 3.

Un detector de la radiación 15, que es un tubo de fotodiodo, está posicionado en línea con la dirección incidente, pero sobre el lado opuesto del flujo de las perlas 3 al láser 12, teniendo la célula de flujo cuadrada 2 dos paredes transparentes lisas enfrentadas opuestas, una sobre cada lado del flujo de las perlas. Una perla 3 que se hace pasar entre el láser 12 y el detector 15 eclipsa momentáneamente la radiación incidente. Entre el flujo de las perlas 3 y el detector 15 existe un obstructor de la radiación 16 que puede ser en la forma de una pequeña esfera opaca, montada sobre retículos, o alternativamente puede ser de la estructura mostrada más completamente en la Figura 4, de tamaño de la sección transversal a través de la dirección del rayo incidente, de aproximadamente el mismo orden de magnitud que el rayo incidente de tal manera que la radiación incidente no incida directamente sobre el detector 15. Una lente 17 puede estar provista opcionalmente para dirigir la luz desviada dentro del detector 15, sin embargo el detector 15 puede estar posicionado alternativamente próximo a la célula de flujo 2 en cuyo caso la lente 17 puede no ser necesaria, y se omite en la Figura 2.

En una forma conveniente de la estructura puesta de ejemplo por la Figura 2 la distancia entre el frente del láser 12 y el centro de la célula de flujo 12 es tal que una perla 3 pasa cerca de 5-7,5 mm, por ejemplo cerca de 6,5 mm enfrente del láser 12, y el obstructor 16 se posiciona cerca de 2,5-5 mm detrás de la perla 3. Estas dimensiones se encuentran adecuadas en la práctica para permitir que la luz se concentre sobre la perla 3 y para permitir que suficiente luz sea dispersada alrededor del obstructor 16 y sea recogida por el detector 15.

El obstructor 16 según se muestra en la Figura 3 obstruye la entrada directa de la radiación incidente dentro del detector 15, de tal manera que cuando una perla 3 no está presente en la célula de flujo 2, ninguna o muy poca radiación incidente alcanza el detector 15. Sin embargo, según se muestra en la Figura 2, cuando una perla 3 atraviesa el rayo de radiación incidente, la radiación se dispersa alrededor de la perla 3 y alcanza el detector 15. Esto significa que un pico de intensidad de radiación es detectado por el detector cuando una perla atraviesa el rayo.

Aguas abajo del punto 13 en el que las perlas 3 interceptan la radiación incidente el extremo de salida 6 de la célula de flujo 2 está en comunicación con un canal de salida común 18 alineado coaxialmente en la dirección de flujo de las perlas, y que se divide en una disposición de canal en forma de "Y", comprendiendo el canal de salida común 18 el tronco de la Y, con el flujo a lo largo del tronco hacia el tenedor de la Y. Los brazos de la Y, aguas abajo del tenedor, comprenden un canal de salida de la perla 19 y un canal de salida del fluido 20. El miembro de la Y que comprende el canal de salida de la perla 19 está en línea con el tronco 18 de la Y. El canal de salida de la perla es de alrededor de 600-1500 micrómetros de través.

Los medios de válvulas, 21, 22, están provistos respectivamente en el canal de salida de la perla 19 y en el canal de salida del fluido 20. Los medios de válvulas comprenden pistones que se mueven alternativamente en las cámaras de válvulas de conformación próximas 23, 24 en una dirección perpendicular a la dirección de flujo del canal de salida de la perla 19 y del canal de salida del fluido 20, es decir estando alternativamente dentro y fuera del plano del dibujo.

El pistón 21 se muestra en una posición de "cerrado" en la que el flujo a través del canal de salida de la perla está cerrado. El pistón 22 se muestra en línea de puntos, y está por debajo del plano del dibujo, y está en una posición de "abierto" en la que el flujo a través del canal de salida del fluido está permitido, es decir el canal de salida del fluido está abierto. Esta es la "segunda configuración de válvulas" a la que se hace referencia anteriormente, y en esta configuración el flujo de fluido está dirigido a través del canal de salida del fluido 20 más bien que a través del canal de salida de la perla 19. La "primera configuración de válvulas" es lo opuesto, es decir la válvula 21 está abierta y la válvula 22 está cerrada, de tal manera que el flujo del fluido, y por lo tanto las perlas 3 transportadas por el flujo, está dirigido a través del canal de salida de la perla 19 más bien que a través del canal de salida del fluido 20.

El pistón 21 está provisto con un conducto interno 25 que tiene una abertura en el canal de salida de la perla 19 cuando el pistón 21 está en la posición de abierto, por medio del cual, un fluido de arrastre (no mostrado) se puede introducir en el canal de salida de la perla 19, para ayudar al flujo de una perla 3 aguas abajo del pistón 21 a lo largo del canal 19. Alternativamente el conducto 25 puede estar ausente en el pistón 21 de tal manera que el pistón 21 es sólido, y un conducto 25A puede estar presente, a través del cual se puede introducir un fluido de arrastre cuando la perla 3 está aguas abajo del pistón de válvula cerrada 21, para ayudar al flujo de una perla 3 aguas abajo del pistón 21 a lo largo del canal 19. El conducto 25A está orientado para dirigir el fluido de arrastre en el pistón 21 para desprender cualesquiera perlas 3 que puedan ser atrapadas adyacentes al pistón 21.

Las válvulas 21, 22 están accionada por medios de accionamiento (no mostrados) tales como solenoides que pueden mover las válvulas 21, 22 alternativamente dentro y fuera del plano del dibujo. Los medios de accionamiento están controlados electromecánicamente mediante medios de control 26, por ejemplo un ordenador, unido eléctricamente al detector 15.

El canal de salida de la perla 19 conduce a una salida terminal 27 por medio del cual las perlas individuales 3 o los grupos de pequeños números de perlas 3 pueden ser depositadas en viales individuales, o en pocillos individuales en una placa de micro-valoración (no mostrada). El fluido de suspensión en exceso se puede conducir fuera como desechos desde la salida terminal 28 del canal de salida del fluido 20.

El dispositivo 1 funciona como sigue. A medida que un flujo de perlas 3 en suspensión en un fluido de suspensión se introduce vía el puerto de entrada 7 él entra en la cámara 10 en la que el flujo se une con un gran volumen de flujo de un fluido de revestimiento. Mediante el control del caudal del fluido de suspensión y del de revestimiento las perlas 3 son incitadas a disponerse en serie individualmente en el flujo de fluido en la célula de flujo 2. Inicialmente la válvula 22 está abierta y la válvula 21 está cerrada, según se muestra en la Figura 1.

Cuando una perla 3 intercepta el rayo de radiación incidente en el punto 13, se produce un cambio en la radiación detectado por el detector 15. Este esta comunicado electrónicamente con el medio de control 26. A partir de los cálculos basados en los parámetros del dispositivo 1 tales como los caudales y la distancia entre el punto 13 y la válvula 21, el medio de control 26 dirige la válvula 22 a su posición de cerrada y la válvula 21 a la de abierta cuando la perla 3 está en un punto poco antes de aguas arriba del tenedor en la Y del canal 18, de tal manera que el flujo de fluido y de la perla 3 se desvía dentro del canal de salida de la perla. Cuando la perla 3 está aguas abajo de la válvula 21, el medio de control 15 dirige la válvula 21 a su posición de cerrada y la válvula 22 a la de abierta, desviando el flujo de fluido a lo largo del canal de salida del fluido 20. El fluido de arrastre (no mostrado) se introduce a continuación en el canal de salida de la perla 19 aguas arriba de la perla 3, para ayudar al flujo de una perla a lo largo del canal 19 hacia la salida terminal 27. De este modo sólo una cantidad mínima de fluido acompaña a la perla 3 fuera de la salida 27.

En referencia a la Figura 4 se muestra una forma alternativa de obstructor de la radiación 30 global. El obstructor 30 comprende una varilla cilíndrica de material opaco, trabajada de tal forma que sus extremos terminales longitudinalmente 31, 32 son cilíndricos, pero en su parte central está en la forma de de una tira lisa fina 33, la anchura de la cual es ligeramente superior a la anchura del rayo de radiación incidente. Mediante rotación de la varilla 30 alrededor de su eje longitudinal según se muestra por la flecha, la superficie externa de la varilla 30 expuesta al rayo se puede variar entre el espesor y la anchura de la tira 33. Con las dimensiones de la disposición óptica del láser 12, la célula 2 y el detector 15 tratados con referencia a la Figura 2 anterior, las dimensiones adecuadas para los extremos terminales cilíndricos son de cerca de 1-2, por ejemplo de cerca de 1,5 mm de diámetro, siendo la anchura de la tira 33 correspondientemente cerca de 1,5 mm, su espesor cerca de 0,1-0,3, por ejemplo cerca de 0,2 mm, y su longitud de cerca de 7 mm. Un obstructor de estas dimensiones se encuentra que es adecuado para permitir que suficiente radiación sea dispersada dentro del detector 15.

En referencia a la Figura 5 una forma alternativa de medios de válvulas 37 se muestra de manera global. Este comprende un cuerpo de válvula cilíndrico 38, que tiene un canal 39 a través del mismo. El canal 39 está en la forma de una "Y" que tiene dos ramas 39A y 39B y un tronco 39C. El cuerpo 38 se mueve de manera rotatoria dentro de un manguito de válvula de conformación 40 dentro del cual conduce el canal de salida común 18, y fuera del cual conduce los canales de salida de la perla 19 y de salida del fluido 20. Mediante rotación del cuerpo 38 dentro del manguito 40 el canal de salida común 18 se puede poner en comunicación bien con el canal de salida de la perla 19 o con el de salida del fluido 20. Como se muestra en la Figura 6, la rama 39A esta en comunicación con el canal de salida común 18, que pone en comunicación el tronco 39C con el canal de salida de la perla 19, es decir siendo una primera configuración de la válvula. Mediante rotación del cuerpo 38 dentro del manguito 40 en la dirección mostrada por la flecha, según se muestra por las líneas de puntos la rama 39B está en comunicación con el canal de salida común 18, que pone en comunicación el tronco 39C con el canal de salida del fluido 19, es decir una segunda configuración de la válvula. La inversa de esta rotación hace retornar el medio de válvula a la primera configuración.

En referencia a las Figuras 6, 7 y 8 se ilustran en las mismas una alternativa y preferida estructura global del dispositivo de esta invención. Muchas de las características de este dispositivo son idénticas al dispositivo de la Figura 1, y las partes que tienen una función y estructura común se numeran en correspondencia con la Figura 1.

En el dispositivo de la Figura 6, después de pasar a través de la célula de flujo 2 y de ser detectada de la misma manera que en el dispositivo de la Figura 1, las perlas suspendidas en una mezcla de fluido de suspensión y de fluido de revestimiento se hacen pasar al medio de válvula 41 (global). Este comprende un cuerpo de válvula cilíndrico 42, que es capaz de rotar en el manguito de válvula de conformación 43. El cuerpo de la válvula 42 tiene un canal 44 a través del mismo. El canal 44 está en la forma de una "Y" que tiene dos ramas 44A y 44B y un tronco 44C. El manguito de válvula 43 tiene aberturas en el mismo que conducen al canal de salida común 18, y fuera del cual conducen los canales de salida de la perla 45 y de salida del fluido 46. Mediante rotación del cuerpo 42 dentro del manguito 43 el canal de salida común 18 se puede poner en comunicación bien con el canal de salida de la perla 45 o con el de salida del fluido 46. Según se muestra en la Figura 6, la rama 44A está en comunicación con el canal de salida común 18, poniendo al tronco 44C en comunicación con el canal de salida del fluido 46, es decir siendo una segunda configuración de la válvula. En esta configuración el fluido puede fluir a través del medio de válvula 41 y fuera del canal de salida del fluido 46.

La operación de los medios de válvulas 41 se muestra más claramente en las Figuras 7 y 8. Cuando una perla ha sido detectada por el detector 15, el cuerpo 42 se hace rotar dentro del manguito 43 en la dirección mostrada por la flecha por medio de un motor de etapas (no mostrado) bajo el control del medio de control 26. Las configuración mostrada en la Figura 8 se consigue de este modo, en el cual la rama 44B está en comunicación con el canal de salida común 18, poniendo el tronco 44C en comunicación con el canal de salida de la perla 19, es decir una segunda configuración de la válvula. Con el canal 44 en esta configuración una perla 3 entra en el canal 44 desde el canal 18 y pasa a través del canal dentro del canal de salida de la perla 45, es decir en la posición mostrada como 3'. Cuando la perla está en la posición 3' el cuerpo de la válvula 42 se hace rotar de vuelta a la segunda configuración, es decir en la dirección mostrada por la flecha en la Figura 7, y se consigue la posición mostrada en la Figura 8. En esta posición el flujo del fluido de suspensión y del fluido de revestimiento se desvían de tal manera que no fluyen a través del canal de salida de la perla 45. El manguito de la válvula está provisto con un conducto de entrada del fluido de arrastre 47, a través del cual el fluido de arrastre puede ser dirigido, y el cuerpo de válvula 42 está provisto con un canal de arrastre 48. En la configuración mostrada en la Figura 8 el canal de arrastre 48 está en comunicación tanto con el conducto de entrada del fluido de arrastre 47 como con el canal de salida de la perla 45 de tal manera que el fluido fluye a través del canal de arrastre 48 y arrastra la perla 3 hacia fuera a través del canal de salida de la perla.

El fluido en exceso que sale del canal de salida del fluido 46 se puede desviar para su vertido, pero alternativamente se puede dirigir vía la tubería 49 de vuelta a la cámara del fluido de revestimiento 10 vía su entrada 11, es decir reciclar el fluido. Un filtro en línea está provisto para separar las perlas que no han sido detectadas inadvertidamente por el detector, u otros residuos.

El control 26 controla también la operación de un robot de movimiento X-Y que se mueve de tal manera que un pocillo de la placa de micro-valoración 52 especificado está en una posición de recepción adyacente al extremo abierto del canal de salida de la perla 45. De este modo la posición de cada perla 3 se puede registrar en un sistema de almacenamiento de datos, y se puede llevar un recuento de las perlas de tal manera que se cuenten todas las perlas.

Será evidente a partir de las Figuras 1 y 6 que el dispositivo de la invención puede ser de estructura modular, de tal manera que por ejemplo diferentes tipos de módulos del sistema detector se pueden combinar con diferentes tipos de módulos de medios de válvulas para aplicaciones en particular, por ejemplo estando conectados en la salida 18.

Mediante el uso de un dispositivo de la estructura descrita con referencia a las Figuras 6, 7 y 8 se encontró posible dispensar un única perla en cada pocillo de una placa de pocillos de micro-valoración de 96 pocillos en 6 minutos, y dispensar 10 perlas por pocillo en una placa de 96 pocillos en 8 minutos, o una única perla por pocillo en una placa de 384 pocillos en 28 minutos, todo ello con una precisión superior al 95%. Por ejemplo el dispositivo tardó 0,1 segundos en detectar una perla, y el cuerpo de la válvula puede rotar entre la primera y segunda configuraciones en 0,07 segundos, 1,25 segundos para dispensar una perla, y 2,45 segundos para localizar el pocillo siguiente adyacente al canal de salida de la perla. Se anticipa que sin un esfuerzo inventivo adicional estos últimos dos tiempos se pueden reducir respectivamente a 0,45 y 0,87 segundos, lo que permite al dispositivo colocar una perla en cada pocillo de una placa de 96 pocillos en cerca de 1,4 minutos.

Claims (15)

1. Un dispositivo (1) para la separación de perlas poliméricas (13) de una suspensión de una pluralidad de dichas perlas (13) en un fluido, que comprende:

una célula de flujo (2) a través de la cual puede fluir una suspensión de las perlas (13) en el fluido;

la célula de flujo (2) que tiene un extremo de entrada (5) a través del cual la suspensión de perlas (13) se puede introducir en la célula de flujo (2), de tal manera que las perlas (13) estén dispuestas en una corriente de flujo en serie sucesiva a medida que ellas fluyen a través de la célula de flujo (2) hacia un extremo de salida (6) de la célula de flujo (2);

una fuente de radiación (12) capaz de dirigir la radiación incidente dentro de la célula de flujo (2) en una dirección incidente de tal manera que a medida que las perlas (13) fluyen a través de la célula de flujo (2) interceptan la radiación incidente;

un detector de radiación (15) posicionado con respecto a la fuente de radiación (12) y al flujo de las perlas (13) de tal manera que se produce un cambio en la radiación detectado por el detector cuando la perla (13) intercepta el rayo incidente;

un canal de salida de la perla (19) y un canal de salida del fluido (20) localizados aguas abajo desde el punto en el que las perlas (13) interceptan la radiación incidente, y que están en comunicación con el extremo de salida (6);

medios de válvulas (21, 22, 37, 41) que en una primera configuración dirigen el flujo del fluido preferentemente a través del canal de salida de la perla (19) más bien que a través del canal de salida del fluido (20), y alternativamente que en una segunda configuración dirigen el flujo de fluido preferentemente a través del canal de salida del fluido (20) más bien que a través del canal de salida de la perla (19), de tal manera que en la primera configuración de válvulas las perlas (13) son hechas fluir a través del canal de salida de la perla (19); y

medios de control (26) sensibles a una señal del detector de radiación (15) que se obtiene de interceptar la perla (13) el rayo incidente, y que dirige los medios de válvulas (21, 22, 37, 41) en la primera configuración de las válvulas de tal manera que una perla (13) fluye a través del canal de salida de la perla (19), y después de que la perla (13) está aguas abajo de los medios de válvulas (21, 22, 37, 41) entonces dirige los medios de válvulas (21, 22, 37, 41) a la segunda configuración de válvulas,

en el que la radiación incidente está en la forma de un rayo estrecho sustancialmente perpendicular a la dirección de flujo que es interceptado por las perlas (13) que fluyen, y el detector de la radiación (15) está posicionado con respecto a la fuente de la radiación (12) y el flujo de las perlas (13) de tal manera que el detector esté en línea con la dirección incidente, pero sobre el lado opuesto del flujo de las perlas (13) a la fuente de radiación (12), caracterizado porque:

entre el flujo de las perlas (13) y el detector existe un obstructor de la radiación (16, 30) de un tamaño del mismo orden de magnitud que la sección transversal del rayo incidente de tal manera que la radiación incidente no incida directamente sobre el detector (15) sino que en vez de ello sea dispersada por las perlas (13) alrededor del obstructor (16, 30) dentro del detector (15).

2. Dispositivo (1) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el obstructor de la radiación (16) está en la forma de un disco, esfera o barra opacos.

3. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el obstructor de la radiación (16) está en la forma de una tira (33) de material opaco, fina en relación con su anchura, que se puede ajustar por rotación alrededor de su eje longitudinal de tal manera que presente una superficie que varía entre su anchura y su espesor al rayo incidente.

4. Dispositivo (1) de acuerdo con la reivindicación 1, 2 ó 3, caracterizado porque la célula de flujo (2) está en la forma de un tubo de dimensiones a través de la dirección de flujo de las perlas (13) de 1,5-4 veces el diámetro de las perlas (13).

5. Dispositivo (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque aguas arriba del extremo de entrada (5) de la célula de flujo (2), está provisto un puerto de entrada para la suspensión de las perlas (13) en el fluido de suspensión, que conduce a un canal de entrada (8) que es de una sección transversal comparable con el diámetro de las perlas (13) y que termina en un orificio (9) de de sección transversal comparable con el diámetro de las perlas (13) que se abre en una cámara de entrada del fluido de revestimiento (1) de sección transversal más ancha que el orificio (9) y que rodea al orificio (9), estando en su extremo de salida la cámara en comunicación con el extremo de entrada (5) de la célula de flujo (2), teniendo la cámara de entrada del fluido de revestimiento (10) una entrada (11) para un fluido de revestimiento por medio de la cual un flujo de un fluido de revestimiento puede ser introducido en la cámara (10) aguas arriba del orificio (9) para formar un flujo del fluido de revestimiento que fluye en la misma dirección que el flujo de las perlas (13) alrededor del flujo de suspensión de las perlas (13) y a través del extremo de entrada (5) de la célula de flujo (2).

6. Dispositivo (1) de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado porque la cámara de entrada del fluido de revestimiento (10) disminuye progresivamente desde un extremo aguas arriba más ancho hacia un extremo aguas abajo más estrecho, que es coaxial con la dirección de flujo a través de la célula de flujo (2), y en comunicación con la célula de flujo (2) en su extremo estrecho.

7. Dispositivo (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el extremo de salida (6) de la célula de flujo (2) está en comunicación con un canal de salida común (18) alineado en la dirección de flujo de las perlas (13), y que se divide en un punto aguas abajo en dos o más canales, que son respectivamente un canal de salida de la perla (19) y un canal de salida del fluido (20).

8. Dispositivo (1) de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque los medios de válvulas (21, 22,37, 41) comprenden un cuerpo de válvula (38) que tiene uno o más canales (39, 39A, 39B, 39C) a través del mismo, siendo los canales (39, 39A, 39B, 39C) y el canal de salida común (18) y el canal de salida de la perla (19) y el canal de salida del fluido (20) movibles unos respecto a los otros de tal manera que el canal de salida común (18) se puede poner en comunicación bien con los canales de salida de la perla o con el de salida del fluido de tal modo que dirige una perla (13) a lo largo del canal de salida de la perla (19).

9. Dispositivo (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque los medios de válvulas (21, 22) comprenden obturadores (21, 22) que son movibles alternativamente a las respectivas posiciones de cerrados y abiertos en las cuales el flujo a través del canal de salida de la perla (19) y el canal de entrada de la perla está respectivamente restringido o permitido.

10. Dispositivo (1) de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado porque los obturadores (21, 22) son pistones movibles alternativamente, los cuales pueden ser accionados mecánica o electromecánicamente entre las posiciones de cerrados o de abiertos.

11. Dispositivo (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el canal de salida de la perla (19) está provisto con medios (47) para introducir un flujo de un fluido de arrastre aguas arriba de una perla (13), de tal manera que una perla (13) pueda ser arrastrada a lo largo del canal de salida de la perla (19).

12. Dispositivo (1) de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado por medios de válvulas (41) provistas con un canal de fluido de arrastre (48) a través del cual se puede hacer pasar el fluido de arrastre.

13. Dispositivo (1) de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizado por un manguito de válvula (43) provisto con un conducto de fluido de arrastre (47) a través del cual se puede introducir el fluido de arrastre, y un pistón de válvula (42) que es capaz de rotar dentro del manguito de la válvula (43) en una posición en la que el conducto de fluido de arrastre (47) se pone en comunicación con el canal de salida de la perla (45) vía un canal (48) en el pistón para de este modo dirigir el fluido de arrastre dentro del canal de salida de la perla (45).

14. Dispositivo (1) de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizado por un medio de válvulas (21) que comprende un obturador (21) provisto con un conducto interno (25) que tiene una abertura en el canal de salida de la perla (19) vía la cual se puede introducir un fluido de arrastre dentro del canal de salida de la perla (19) para ayudar al flujo de una perla (13) a lo largo del canal (19).

15. Dispositivo (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por medios por intermedio de los cuales el fluido del canal de salida del fluido (20) se vuelve a introducir en la cámara de entrada del fluido de revestimiento (10).