ES2246962T3

ES2246962T3 - Dispositivo y procedimiento para el analisis de liquidos corporales.

Info

Publication number: ES2246962T3
Application number: ES01113182T
Authority: ES
Inventors: Holger Behnk
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-05-30
Filing date: 2001-05-30
Publication date: 2006-03-01
Anticipated expiration: 2021-05-30
Also published as: US20020182110A1; CN100419428C; ATE300356T1; DE50106893D1; JP2003083990A; CN1388375A; EP1264636B1; EP1264636A1

Abstract

Disposición de cubetas para el análisis de líquidos corporales con varias cubetas (1), en la que las cubetas (1) están unidas entre ellas en una disposición en forma circular, presentan respectivamente un espacio de alojamiento (2) para el reactivo con un suelo (3) que sube de manera radial hacia el exterior, y la cámara de reacción (4) está dispuesta radialmente en el exterior del espacio de alojamiento (2), y se extiende en la dirección axial hasta una profundidad mayor que el espacio de alojamiento (2), caracterizada porque en cada cámara de reacción está dispuesto sin fijar un elemento de agitación (5) hecho de material que se puede atraer magnéticamente.

Description

Dispositivo y procedimiento para el análisis de líquidos corporales.

La invención se refiere a un dispositivo para el análisis de líquidos corporales con una disposición de varias cubetas que se pueden insertar en el dispositivo, en las que se puede introducir el líquido corporal que se ha de analizar y un reactivo, por separado, y después de que concluya un tiempo de incubación, se pueden unir en una cámara de reacción, y con al menos una estación de medición, estando unidas las cubetas entre ellas en una disposición en forma circular, presentando respectivamente un espacio de alojamiento con un suelo que sube radialmente hacia el exterior y una cámara de reacción dispuesta de modo radial en el exterior del espacio de alojamiento, y pudiéndose girar la disposición de cubetas con la ayuda de un rotor alrededor de su eje. La invención se refiere también a un procedimiento y a una disposición de cubetas para el análisis de líquidos corporales.

Se conoce un dispositivo con disposición de cubetas, en el que la muestra y el reactivo se introducen separadamente en un espacio de alojamiento y en un espacio de reacción de las cubetas, y en el que el reactivo que se encuentra en el espacio de alojamiento se mueve en el espacio de reacción por medio de fuerza centrífuga (documento US-A-4226531). En este caso, sin embargo, no está previsto un mecanismo que se ocupe de que los dos líquidos sean mezclados minuciosamente después de su unión. Posiblemente, la mezcla se lleva a cabo por medio de velocidades de giro cambiantes de la disposición de cubetas. En este caso, sin embargo, se requieren medidas que eviten una salida incontrolada de los líquidos. En el documento mencionado está prevista para tal finalidad una tapa que cubre toda la disposición de cubetas. Por medio de esta tapa, la fabricación se hace más complicada, ya que se han de fabricar dos piezas por medio de moldeado por inyección, y se han de soldar entre ellas.

Adicionalmente, la cubeta rotatoria del documento US-A-4226531 está concebida para el empleo en analizadores centrífugos. En un sistema de este tipo, la velocidad de rotación es varias veces mayor que en el dispositivo de la presente invención. Como consecuencia de la gran fuerza centrífuga, no se puede llevar a cabo ninguna determinación con un reactivo que contenga partículas en suspensión, como por ejemplo una determinación del APTT con un reactivo activado con caolín. Las células de medición, al contrario que en el dispositivo de la invención, están dispuestas de manera horizontal. Se requiere una elevada velocidad de rotación para llenar las células de medición que están dispuestas horizontalmente con la muestra. Los analizadores centrífugos se operan en general sólo con reactivos adaptados de modo correspondiente, y debido a ello no son adecuados ni para mediciones de sangre completas ni para reactivos no adapta-
dos.

Otro dispositivo conocido del tipo descrito al comienzo (US-A-4309384) presenta una disposición de cubeta extraíble según el preámbulo de la reivindicación 1, un rotor, así como una estación de medición que está prevista de modo estacionario en la región del contorno de la disposición de cubeta. A éste le faltan, así mismo, dispositivos para el mezclado controlado de los diferentes líquidos.

El objetivo de la invención reside en la creación de un dispositivo, un procedimiento y una disposición de cubeta que sean baratos, y que permitan la realización de mediciones múltiples de un modo sencillo y fiable.

La solución conforme a la invención está formada por una disposición de cubeta según la reivindicación 1, y por un dispositivo según la reivindicación 2.

El procedimiento para la operación de este dispositivo se caracteriza porque se introduce el reactivo en el espacio de alojamiento y líquido corporal en la cámara de reacción de al menos una de las cubetas, la disposición se cubetas se inserta en el dispositivo, y con la ayuda del rotor se lleva a cabo un giro de al menos 360º para determinar qué cubetas contienen líquidos que han de ser analizados, las cubetas se incuban con los reactivos y las muestras, por medio de una rápida rotación subsiguiente de la disposición de cubetas se llevan los reactivos a la cámara de reacción, y a continuación se llevan a cabo las mediciones ópticas y/o magnéticas.

La disposición de cubetas conforme a la invención para el análisis de líquidos con varias cubetas se caracteriza porque en cada cámara de reacción está dispuesto un elemento de agitación hecho de material que se puede atraer magnéticamente.

Según la invención, tanto los espacios de alojamiento para los reactivos como los espacios de reacción en los que se introducen los líquidos pueden estar abiertos por arriba. Las disposiciones de cubetas, así pues, se pueden fabricar por medio de moldeado por inyección, siendo posible un desmoldeado sencillo.

Las cubetas abiertas por arriba se pueden apilar una dentro de otra ahorrando espacio. Por medio de este apilado de cubetas una dentro de otra también se pueden fijar entonces los elementos de agitación, de manera que no se pierdan. Esto significa ahorros de espacio considerables.

El elemento de agitación magnético se ocupa no sólo de una mejor mezcla. Más bien, el elemento de agitación, con su movimiento, contrae los coágulos de tal manera que se produce una diferencia de enturbiamiento muy grande, que puede ser medida mejor ópticamente que cuando el enturbiamiento tiene lugar por todo el volumen de reacción.

El reactivo y el líquido corporal se pueden incubar en primer lugar poco antes de la reacción que comienza, es decir, calentarse típicamente a una temperatura de 37ºC. Con el dispositivo conforme a la invención, ahora no es necesario incubar el reactivo previamente, teniendo el reactivo cultivado únicamente una vida, es decir, tiempo en el que se puede usar, relativamente corta. Por el contrario, el reactivo se puede guardar refrigerado, y se puede introducir directamente en las cubetas. También se pueden guardar de modo refrigerado los líquidos corporales, e introducirse en las cubetas. Esto puede efectuarse fuera del dispositivo de medición, de manera que, por ejemplo, se puede llenar una nueva disposición de cubetas mientras que con una anterior se sigue llevando a cabo una medición. Esto incrementa la capacidad posible de pruebas. En caso de que la disposición de cubetas tenga doce cubetas, si se calculan 120 segundos para la incubación, 60 segundos para el proceso de medición y 20 segundos para el cambio de lugar de las disposiciones de cubetas, entonces son posibles 216 mediciones por hora. Una mayor velocidad de trabajo también es posible ya que las cubetas están abiertas por arriba, y los líquidos, al contrario que en el estado de la técnica, no han de ser introducidos cuidadosamente a través de aberturas estrechas.

En caso de que la disposición de cubetas esté introducida en el dispositivo, entonces ésta se gira en primer lugar una vez al menos 360º alrededor de su eje, para que el dispositivo pueda registrar en qué cubetas se han de llevar a cabo mediciones, o en cuáles de ellas ya han sido llevadas a cabo mediciones previamente. Este proceso se ha de automatizar, de la misma manera que las mediciones subsiguientes. De este modo, por ejemplo, se puede introducir la identificación del paciente por medio de un teclado, o se puede pedir por parte de un ordenador conectado. Las entradas y los controles correspondientes se pueden llevar a cabo por medio de una o varias teclas y indicadores.

A continuación, durante un tiempo predeterminado, por ejemplo 120 segundos, se lleva a cabo el calentamiento de las cubetas y de los líquidos, lo cual se puede realizar por medio de un contacto térmico sencillo de la cubeta con el rotor sobre el que está dispuesta. Las cubetas poseen en este caso una superficie comparativamente grande, que se pone en contacto con superficies correspondientes del rotor, de manera que el intercambio de calor tiene lugar rápidamente.

Después de la finalización del tiempo de incubación, se pone a girar el rotor, y con ello las cubetas se ponen a girar de un modo tan rápido que los reactivos, como consecuencia de la fuerza centrífuga, van a parar a las cámaras de reacción, y allí se unen con el líquido corporal. El movimiento de giro correspondiente se inicia en este caso de modo cuidadoso y lento para evitar salpicaduras.

Cuando la disposición de cubetas gira, entonces las cubetas, unas tras otras, van a parar cerca de un imán que atrae el elemento de agitación. Este elemento de agitación se puede atraer magnéticamente, y preferentemente es una bola. Por medio del movimiento de la bola ocasionado por medio del campo magnético, no sólo se agita la mezcla de reactivo y el líquido corporal. En el caso de una medición de coagulante, la bola contrae con su movimiento los coágulos, de tal manera que aparece una diferencia de enturbiamiento muy grande que puede ser medida ópticamente, de manera que está garantizado un reconocimiento seguro de la coagulación.

Cada cubeta con el elemento de agitación y la mezcla de reactivo y líquido corporal discurre en su trayectoria circular no sólo junto a los imanes, sino también pasa junto a una o varias estaciones de medición, en las que se puede llevar a cabo, fundamentalmente, una medición óptica. En este caso se puede medir o bien luz reflejada o bien luz transmitida. También es posible que la medición se realice en diferentes estaciones de medición con diferentes longitudes de onda, para de esta manera medir diferentes parámetros. Finalmente, por medio de un sensor en una estación de medición se puede detectar la posición del elemento de agitación, que ya no se moverá más cuando la mezcla formada por el reactivo y el líquido corporal esté coagulada. Esto hace posible fijar el instante de la coagulación incluso en el caso de líquidos opacos, como por ejemplo la sangre.

Ventajosamente, el suelo de las cámaras de reacción está abombado tanto en la dirección radial como en la dirección de contorno de modo cóncavo. Gracias a ello se puede conseguir una acción de mezclado especialmente efectiva, en particular con un elemento de agitación en forma de bola. Al comienzo, el elemento de agitación se para en el punto más profundo del suelo de la cámara de reacción, es decir, en el centro. Los abombamientos, en este caso, son tan pronunciados que la bola, por medio de la fuerza centrífuga, no puede alejarse de este lugar de un modo significativo. En el caso de que, sin embargo, la bola vaya a parar a la región del campo magnético, entonces es atraída por éste, y se mueve sobre el abombamiento hacia arriba, gracias a lo cual se inicia un movimiento circular de la bola. Al mismo tiempo, la bola alcanza en este caso, sin embargo, la región de las paredes más o menos perpendiculares, y ya no está obstaculizada por medio del abombamiento que se incrementa hacia el exterior a un movimiento hacia el exterior. Por el contrario, la bola se mueve en este punto totalmente hacia el exterior, a lo largo de la pared exterior correspondiente, para después, en la parte opuesta, volver a caer hacia abajo, y por medio de los abombamientos volver a ser llevada al centro del suelo de la cámara de reacción. Este movimiento finaliza tan pronto como el líquido que se ha de analizar esté coagulado. En este caso, la bola permanece en el suelo. Con un sensor magnético se puede determinar entonces que la bola ya no se mueve hacia arriba, gracias a lo cual se detecta que el líquido está coagulado.

De un modo adecuado, las curvaturas de los dos abombamientos son diferentes.

Tal y como ya se ha mencionado, las cubetas están abiertas por su parte superior. Adicionalmente, todas las cámaras y espacios de alojamiento se ensanchan ligeramente hacia arriba, de modo adecuado. Esto tiene la ventaja, por un lado, de que la disposición de cubetas se puede fabricar por medio de un moldeado por inyección, en el que, entonces, las mitades de los moldes, después de la fabricación de una disposición de cubetas, pueden ser retiradas sin dificultades hacia arriba y hacia abajo. Por otro lado, las cubetas se pueden apilar una dentro de otra de esta manera. Para la preparación de las mediciones en cada uno de los espacios de reacción se puede introducir un elemento de agitación, y apilar la siguiente disposición sobre ésta, que entonces cierra las aberturas de la disposición de cubetas que se encuentra por debajo, de manera que las bolas ya no se pueden caer. Esto se puede repetir entonces, evidentemente, con otras disposiciones de cubetas apiladas sobre ellas. Esto es un trabajo de preparación que se puede llevar a cabo independientemente del instante de mediciones posteriores. Naturalmente, de esta manera las cubetas también pueden estar provistas de bolas, y pueden ser entregadas por parte del fabricante apiladas unas sobre otras.

Con el registro óptico del valor añadido, con el dispositivo conforme a la invención y el procedimiento conforme a la invención se pueden determinar substratos cromógenos, tiempos de coagulación de látex y sangre. La medición de la coagulación se favorece en este caso por medio del movimiento activo de la bola, es decir, que la bola contraiga en su movimiento el coágulo de tal manera que se pueda medir una diferencia muy grande de enturbiamiento. Sin embargo, también es posible el análisis de otros líquidos corporales o de otros estados o parámetros de estos líquidos corporales.

La invención se describe a continuación a partir de una forma de realización ventajosa tomando como referencia los dibujos anexos. Se muestra:

Fig. 1 una sección a través de dos cubetas opuestas diametralmente a lo largo de la línea 1/1 de la Fig. 2;

Fig. 2 la disposición de cubetas conforme a la invención desde arriba;

Fig. 3 la disposición principal de la disposición de cubetas en un rotor con estaciones de medición;

Fig. 4 una vista en despiece ordenado de las partes fundamentales del dispositivo conforme a la invención;

Fig. 5 la disposición de la Fig. 4 en un estado montado; y

Fig. 6 el movimiento temporal y espacial de la bola que sirve como elemento de agitación.

Tal y como se muestra en las Fig. 1 y 2, la disposición de cubetas presenta doce cubetas 1, de las cuales dos, respectivamente, están dispuestas diametralmente opuestas entre ellas. Hacia el centro de la disposición en forma circular se encuentra un espacio de alojamiento 2 para el reactivo, que presenta un suelo 3 que sube de modo radial hacia el exterior. De modo radial hacia el exterior se cierra, respectivamente, una cámara de reacción 4, que se extiende en la dirección axial más hacia abajo que el espacio de alojamiento 2. En el espacio de alojamiento 2 se introduce el reactivo, en la cámara de reacción 4 se introduce el líquido que se ha de analizar. En la cámara de reacción 4 se encuentra, respectivamente, otro elemento de agitación 5 en forma de bola que se puede atraer magnéticamente. La disposición, en este caso, se puede transportar por medio de una empuñadura 6, y se puede insertar en el rotor que está designado con 12 en la Fig. 4. Se puede prescindir de la empuñadura 6, ya que se puede coger la disposición por las cubetas.

El rotor 12 está insertado en un incubador 7, en cuyo contorno están previstas estaciones de medición 8 con un diodo emisor de luz, que tienen diferentes longitudes de onda. En otra posición está dispuesto un imán 9, con el que se mueve el elemento de agitación 5. Con sensores 10 se puede detectar la posición de este elemento de agitación magnético. El rotor 12 y la disposición de cubetas giran en la medición en la dirección de la flecha 11.

En la Fig. 4 se muestra una vista en despiece ordenado de la disposición conforme a la invención. La disposición en forma circular de cubetas 1 se coloca sobre el rotor 12, cuya superficie superior está bien adaptada a la superficie inferior de la disposición de cubetas 1, de manera que en este caso tiene lugar un buen contacto térmico. Este rotor 12 está insertado en el incubador 7, que con la ayuda de piezas distanciadoras 13 está fijado en una placa base 14. El accionamiento del rotor 12 tiene lugar en este caso por medio de una polea de correa dentada 15. La Fig. 5 muestra la disposición de la Fig. 4 en el estado montado.

En la disposición de las Fig. 4 y 5 se muestra que se lleva a cabo una medición de la luz pasante que parte de un diodo 8 emisor de luz y que es recibida por un fotodiodo 16. En lugar de esto, también podría tener lugar una medición en la luz reflejada.

Tal y como se ha mencionado, la medición comenzará por medio del hecho de que los reactivos se introduzcan en los espacios de alojamiento 2, y los líquidos corporales en las cámaras de reacción 4. La disposición de cubetas 1 se puede colocar entonces sobre el rotor 12, y en primer lugar ser rotada una vez 360º, para poder determinar qué cubetas contienen líquidos que han de ser analizados. Puesto que el incubador 7 y el rotor 12 se han calentado, tiene lugar en este caso una incubación a la temperatura deseada de al menos 37ºC, que se alcanza aproximadamente después de dos minutos. Entonces, la disposición de cubetas 1 se desplaza a una rotación rápida, de manera que los reactivos, como consecuencia de la fuerza centrífuga, vayan a parar desde el espacio de alojamiento 2 a la cámara de reacción 4, y allí se mezclen por medio del elemento de agitación 5 que es movido por medio del imán 9. La medición se lleva a cabo entonces en las estaciones de medición 8/16 y 10.

La Fig. 6 muestra el movimiento del elemento de agitación 5 en forma de bola de modo esquemático en el giro de la disposición de cubetas, y en concreto a la derecha de modo radial desde el exterior, y a la izquierda en la dirección de contorno, es decir, a la derecha en la dirección visual de la flecha R de la Fig. 2 y a la izquierda en la dirección de la flecha L de la Fig. 2.

Tal y como se reconoce en la Fig. 6, el suelo de las cubetas presenta en la dirección de contorno y en la dirección radial abombamientos cóncavos de diferentes curvaturas. Originariamente, la bola 5 se encuentra en el punto más bajo en el centro de la cámara de reacción. Los abombamientos están conformados en este caso de un modo tan pronunciado que la bola, por medio de la fuerza centrífuga, sólo se puede separar de un modo insignificante de este punto más bajo. Esto, sin embargo, sucede cuando, tal y como se muestra en la Fig. 6 con A, la cubeta 1 correspondiente se acerca al imán 9. En este caso, la bola, tal y como se muestra con B y C en la Fig. 6, es atraída por el imán 9, y se mueve sobre el abombamiento hacia arriba, y comienza entonces un movimiento circular mostrado en las Fig. B - F. En este caso, en la posición de D en la Fig. 6, la bola ha abandonado el abombamiento inferior, y se puede mover sobre la pared recta, de manera que, como consecuencia de la fuerza centrífuga, se mueve hacia el exterior y va a parar cerca del sensor 10, donde se puede detectar su presencia. A continuación, la bola se vuelve a mover hacia abajo, hasta que comienza el ciclo de nuevo. Cuando el líquido se ha coagulado, la bola, sin embargo, permanece en la posición de C en la Fig. 6, ya no es detectada por el sensor 10, de manera que con ello se puede determinar el estado coagulado, en caso de que esto no suceda por medio de métodos ópticos.

Tal y como se puede ver por las Fig., todas las cámaras y espacios de alojamiento están abiertos por arriba. Así pues, la disposición de cubetas se puede conformar en un único proceso de moldeado por inyección. Esto se facilita si las cámaras y espacios de alojamiento se ensanchan ligeramente hacia arriba. Gracias a ello se consigue que las disposiciones de cubetas también sean apilables.

Claims

1. Disposición de cubetas para el análisis de líquidos corporales con varias cubetas (1), en la que las cubetas (1) están unidas entre ellas en una disposición en forma circular, presentan respectivamente un espacio de alojamiento (2) para el reactivo con un suelo (3) que sube de manera radial hacia el exterior, y la cámara de reacción (4) está dispuesta radialmente en el exterior del espacio de alojamiento (2), y se extiende en la dirección axial hasta una profundidad mayor que el espacio de alojamiento (2), caracterizada porque en cada cámara de reacción está dispuesto sin fijar un elemento de agitación (5) hecho de material que se puede atraer magnéticamen-
te.

2. Dispositivo para analizar líquidos corporales con una disposición de cubetas que se puede extraer según la reivindicación 1, en el que en las cubetas (1) se puede introducir el líquido corporal que se ha de analizar y un reactivo de modo separado, y después de la conclusión de un tiempo de incubación se pueden unir en la cámara de reacción (4), con un rotor (12), con cuya ayuda la disposición de cubetas puede girar alrededor de su eje, y con un imán (9) y al menos una estación de medición (8, 10), que están previstas de manera estacionaria en la región del contorno de la disposición de cubetas.

3. Dispositivo según la reivindicación 2, caracterizado porque están previstas varias estaciones de medición (8/16, 10).

4. Dispositivo según la reivindicación 2 ó 3, caracterizado porque está prevista al menos una estación de medición (8/16) para detección óptica.

5. Dispositivo según una de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizado porque las estaciones de medición (8/16) están previstas para mediciones ópticas de transmisión y/o de reflexión.

6. Dispositivo según una de las reivindicaciones 2 a 5, caracterizado porque está prevista una estación de medición (10) que detecta el lugar del cuerpo que se puede atraer magnéticamente.

7. Dispositivo según una de las reivindicaciones 2 a 6, caracterizado porque el elemento de agitación (5) que se puede atraer magnéticamente es una bola.

8. Procedimiento para la operación de un dispositivo según una de las reivindicaciones 2 a 7, en el que se introduce el reactivo en el espacio de alojamiento y líquido corporal en la cámara de reacción de al menos una de las cubetas, la disposición de cubetas se inserta en el dispositivo, y con la ayuda del rotor se lleva a cabo un giro de al menos 360º para determinar qué cubetas contienen líquidos que han de ser analizados, se incuban las cubetas con los reactivos y muestras, por medio de una subsiguiente rotación rápida de la disposición de cubetas se llevan los reactivos a la cámara de reacción, y a continuación se llevan a cabo las mediciones ópticas y/o magnéticas.