ES2316376T3

ES2316376T3 - Aparato de caracterizacion de particulas.

Info

Publication number: ES2316376T3
Application number: ES00949449T
Authority: ES
Inventors: Ulrik Darling Larsen
Original assignee: Chempaq AS
Current assignee: Chempaq AS
Priority date: 1999-08-06
Filing date: 2000-08-03
Publication date: 2009-04-16
Anticipated expiration: 2020-08-03
Also published as: AU778225B2; EP1206692B1; EP1206692A1; CA2381285A1; WO2001011338A1; ATE415620T1; CA2381285C; US6959618B1; DE60040915D1; AU6280000A; DK1206692T3; AU778225C

Abstract

Una unidad sensora (10) para la caracterización de partículas suspendidas en un líquido, que comprende un alojamiento (14) que alberga un primera cámara (22), una cámara de recolección (24) con un entrada/salida (30) para la conexión a una fuente de presión de gas positiva o negativa, una pared (20) que separa la primera cámara (22) y la cámara de recolección (24) y que contiene un orificio (36) para el paso de las partículas desde la primera cámara (22) hacia la cámara de recolección (24), y un primer electrodo (38) en la primera cámara (22) y un segundo electrodo (40) en la cámara de recolección (24), donde cada electrodo (38, 49) esta eléctricamente conectado a su respectivo terminal (42, 44) al cual se tiene acceso desde el exterior de la unidad sensora (10), caracterizada porque la unidad sensora (10) es removible y esta adaptada para ser recibida en una estación de anclaje (12) de tal forma que cuando la unidad sensora (10) es recibida en esta estación de anclaje (12), la entrada/salida (30) queda operacionalmente conectada con un puerto en la estación de anclaje (12) para la conexión con la fuente de presión de gas positiva o negativa y los conectores eléctricos en la estación de anclaje están operacionalmente conectados a los respectivos terminales (42, 44).

Description

Aparato de caracterización de partículas.

La presente invención está referida a un aparato de caracterización de partículas en el cual las partículas suspendidas en un líquido atraviesan un orificio, en principio en una sola línea, para permitir la caracterización de las partículas por medio, por ejemplo, mediante un contador Coulter.

Mediante la aspiración de partículas a través de un pequeño orificio, éstas pueden ser caracterizadas con respecto a su tamaño, concentración y conductividad a mediante el uso de una técnica de impedancia eléctrica, ampliamente conocida con el nombre de medición Coulter (ver V. Kachel, "Electrical Resistance Pulse Sizing:Coulter Sizing", Flow Cytometry and Sorting [Medición de Pulso de Resistencia Eléctrica: Medición Coulter], Citrometría de Flujo y Clasificación, Segunda Edición, pp. 45-80, 1990 Wiley-Liss).

Con frecuencia se utilizan diferentes métodos que incorporan formas ópticas y eléctricas de medición de partículas para el diagnóstico y son empleados en sofisticados instrumentos como citómetros de Flujo y equipos de medición Coulter. Hasta el presente existen sólo ha habido unos pocos instrumentos disponibles para el recuento y la medición de partículas, lo cual de todos modos requiere el uso de equipamiento bastante costoso a cargo de personal calificado para la ejecución de las mediciones. Muchos grupos han trabajado en citómetros de flujo óptico micro torneado (A. Y. Fu et al., "A micro-fabricated fluorescence-activated cell sorter" [Clasificador de células Activado por Florescencia Micro fabricado], Nature Biotechnology, Vol. 17, Noviembre 1999, pp. 1109-1111), que pueden ser usados como instrumentos portátiles de bajo costo. Sin embargo, estos instrumentos aún requieren una dosificación de fluido muy precisa, un láser y un sistema de detección sensible. Como una alternativa, se puede utilizar el método Coulter que es mucho más simple (explicado en la siguiente sección). Un instrumento de este tipo estaría limitado al recuento y la medición de células pero aún así sería una herramienta atractiva para una amplia variedad de aplicaciones, como por ejemplo el control de la calidad de la leche y el recuento de las células de la sangre.

El recuento y medición de partículas mediante el principio Coulter es un método reconocido internacionalmente usado en la mayoría de los analizadores hematológicos de equipos de recuento de partículas (ver figura 3). El método se basa en cambios mensurables en la impedancia eléctrica producidos por partículas no conductivas en un electrolito. Una pequeña abertura llamada "apertura" u "orificio" conecta dos cámaras eléctricamente aisladas donde se han colocado electrodos para hacer contacto con el electrolito. El orificio aplica una restricción al curso eléctrico en el cual se establece una zona sensible a través de la cual las partículas son aspiradas. En la zona sensible cada partícula producirá un desplazamiento del electrolito circundante y bloqueará de este modo parte del curso de corriente y generará un pulso de voltaje. A través de este método varios miles de partículas por segundo son caracterizadas con gran precisión. A diferencia de los métodos ópticos, este método no depende de la morfología, color, o densidad de la partícula

La WO 97/24600 se refiere a un conjunto de electrodos para el uso en aparatos para la ejecución de mediciones electrónicas de partículas, en especial para la medición de células de la sangre. El aparato posee un sistema de fluido complejo para su enjuague y lavado.

Gale, B.K. et al. "Micromachined Electrical Field-flow Fractionation (\mu-EFFF) System" (Sistema de Fraccionamiento Campo-Flujo Eléctrico Micro torneado (\mu-EFFF)). Actas del taller internacional anual de la IEEE sobre micro sistemas electromecánicos, EEUU, Nueva York, IEEE, Vol. Taller 10, 26 de enero de 1997 (1997-01-26), páginas 119-124, XP000197956 ISBN: 0-7803-3745-X se refiere al micro torneado de un sistema para la separación y purificación de moléculas de diferentes tamaños que basa su funcionamiento en el fraccionamiento de campo-flujo eléctrico.

La US 4760328 se refiere a un contador de partículas donde los electrodos y el sistema de circuitos para el procesamiento de la señal están integralmente realizados sobre el panel del orificio.

La US 5804022 divulga un método para la realización de micro estructuras en dispositivos con columnas planas miniaturizadas mediante ablación láser.

La US 5872713 divulga un sistema de prueba de analito que comprende un instrumento de prueba y bandas de prueba de un solo uso. El instrumento de prueba realiza mediciones ópticas de las concentraciones de analito sobre la tira reactiva cuando ésta se coloca sobre la base de dicho instrumento de prueba.

Los instrumentos convencionales que utilizan la técnica de la impedancia basan su funcionamiento en una membrana fija con un orificio mecanizado de precisión el cual se mantiene mediante el lavado y el enjuague de la membrana. Estos procedimientos requieren limpieza, además de líquidos de enjuague, bombas y sistemas de control electrónico, lo cual complica e incrementa el costo del instrumento. En los contadores Coulter convencionales, los orificios están realizados en materiales como el rubí o el zafiro los cuales se eligen por su estabilidad dimensional bajo las condiciones requeridas para su fusión a vidrio en la construcción de elementos de sensores. Estos analizadores de partículas disponibles en el mercado no pueden ser considerados portátiles, lo cual supone que todo el equipo se instala básicamente en grandes laboratorios. Además, lógicamente también se necesita mantenimiento.

Debido a que muchos laboratorios no pueden utilizar instrumentos estándares inflexibles o no pueden costearlos, los métodos manuales son todavía ampliamente utilizados para la realización de recuentos simples. Estos métodos se basan en un pequeño portaobjeto de microscopio con marcas perpendiculares bien definidas conocidas como hemocitómetro (ver Stevens, "Fundamentals of Clinical Haematology" [Fundamentos de Hematología Clínica], W.B. Saunders Company, 1997, ISBN 0-7216-4177-6). La muestra es inyectada en el espacio entre el hemocitómetro y una cubierta de vidrio que se coloca sobre las marcas. El hemocitómetro se coloca bajo un microscopio y las partículas se cuentan en forma manual. Se han alcanzado recuentos manuales de entre 100 y 300 células, un método con un margen de error de aproximadamente el 10%. Mediante el recuento electrónico se pueden contar más de 10.000 células en 1 minuto, con un margen de error de 1% o menos. Además, la precisión en el tiempo es crítica cuando se recuenta con hemocitómetros, debido a que las partículas necesitan reposar un poco, pero si esto toma mucho tiempo causará una distribución despareja de las células debido a la evaporación en los bordes abiertos. No es realmente posible llevar a cabo una medición del tamaño de las células con un hemocitómetro estándar, pero si se agrega una cámara CCD de alta resolución se puede determinar el tamaño transversal de una célula (ver solicitud de patente WO
98/50777).

El área transversal descubierta con las imágenes 2D no guarda necesariamente relación con el volumen de las partículas, pero depende de la simetría axial. Con la técnica de impedancia eléctrica es posible determinar el volumen de las partículas a partir de su medición. Si se mantiene una corriente constante a través del orificio, el pulso de voltaje registrado de las partículas que desplazan el electrolito en el orificio tendrá una altura proporcional al volumen de la partícula. Esto se debe a que las partículas pueden ser consideradas no conductivas comparadas con el electrolito, el campo eléctrico en el centro del orificio es homogéneo, lo cual se produce normalmente cuando el diámetro es más pequeño que el largo del orificio (1/D>1), la partícula se debe considerar pequeña comparada con el diámetro del orificio (d<0.2*D), sólo pasa una partícula a la vez y las partículas se pasan a través del orificio en el curso axial.

De acuerdo con la invención, se dispone de una unidad sensora para la caracterización de partículas suspendidas en un líquido. La unidad sensora comprende un alojamiento que incluye una primera cámara, una cámara de recolección que tiene una entrada/salida para la conexión a una fuente de presión de gas positiva o negativa, una pared que separa la primera cámara de la cámara de recolección y que posee un orificio para el paso de las partículas desde la primera cámara a la cámara de recolección, y un primer electrodo en la primera cámara y un segundo electrodo en la cámara de recolección. Cada electrodo esta eléctricamente conectado a su terminal respectivo al cual se puede tener acceso desde el exterior de la unidad sensora (10). La unidad sensora es removible y esta adaptada para ser aceptada en una estación de anclaje de tal forma que cuando la unidad sensora es recibida en esta estación de anclaje, la entrada/salida quede operacionalmente conectada con un puerto en la estación de anclaje para la conexión con la fuente de presión de gas positiva o negativa y los conectores eléctricos en la estación de anclaje queden operacionalmente conectados a los respectivos terminales.

Además, se dispone de un aparato para la caracterización de partículas suspendidas en un líquido. El aparato comprende una unidad sensora y también una estación de anclaje que incluye un puerto para la conexión con la fuente de presión de gas positiva o negativa y que conforma una conexión de gas con la entrada/salida cuando la unidad sensora es recibida en la estación de anclaje, y los conectores eléctricos para la conexión a los respectivos terminales cuando la unidad sensora es recibida en la estación de anclaje.

En un primer respecto, la presente invención dispone de un aparato para la caracterización de partículas suspendidas en un líquido. Dicho aparato comprende:

: una unidad sensora compuesta de

: un alojamiento que alberga una cámara de recolección delimitada por una pared que contiene un orificio para el paso dichas partículas,

: dicha cámara de recolección posee una entrada/salida para la conexión a una fuente de presión de gas positiva o negativa,

: donde la unidad sensora además incluye componentes de un dispositivo de caracterización de partículas para la caracterización de partículas que pasen a través del orificio, a cuyos componentes se puede tener acceso funcional desde el exterior de dicho alojamiento,

: una estación de anclaje para la recepción de la unidad sensora,

: una fuente de presión de gas positiva o negativa operacionalmente conectada a un puerto en dicha estación de anclaje, y dicho puerto está concebido de tal manera que cuando la unidad sensora es recibida en dicha estación de anclaje este puerto forma una conexión de gas con la entrada/salida de la cámara de recolección,

: medios en dicha estación de anclaje para acceder funcionalmente a los componentes del dispositivo de caracterización de partículas de dicha unidad sensora,

: y otros componentes de dicho dispositivo de caracterización de partículas ubicados en un lugar remoto a dicha unidad sensora y conectados operacionalmente a los medios para el acceso a los componentes de la estación de anclaje.

Normalmente un aparato de este tipo es operado de tal forma que el flujo a través del orificio se dirige a la cámara de recolección.

El alojamiento se encuentra dividido en una primera cámara y una cámara de recolección por la pared que contiene un orificio. La primera cámara puede tener entonces un respiradero de entrada/salida para la comunicación con la atmósfera.

Preferentemente, la unidad sensora esta diseñada para ser desechada luego de un único uso. Es importante que luego del uso no haya necesidad de limpiar el resto del aparato antes de utilizarlo para realizar otra prueba con una unidad sensora nueva. Consecuentemente, se debe evitar el escape de líquido desde la unidad sensora y su entrada hacia la estación de anclaje. Por este motivo, la ubicación del orificio con respecto al respiradero de entrada/salida, la entrada/salida de la segunda cámara y dicho dispositivo de caracterización de partículas debe ser tal que el volumen de líquido suficiente para la deseada caracterización de partículas pueda ser arrastrado o bombeado a través del orificio sin que el líquido se escape del alojamiento. Generalmente, debería ser posible pasar un volumen de líquido de al menos 1 ml. Por ejemplo, 5 ml a través del orificio, mientras se realizan mediciones de caracterización de partículas sin que el líquido se rebose fuera del alojamiento.

Los componentes del dispositivo de caracterización de partículas asociados a la unidad sensora incluyen un primer electrodo en la primera cámara y un segundo electrodo en la segunda cámara. Cada uno de dichos electrodos se encuentran eléctricamente conectados a un terminal al cual se puede tener acceso desde el exterior de la unidad sensora, y dichos medios en dicha estación de anclaje para el acceso funcional a dichos componentes incluyen sus respectivos conectores eléctricos para la conexión a los terminales. Generalmente, es preferible que todas las conexiones eléctricas necesarias y las conexiones de fluidos a la unidad sensora puedan ser establecidas al colocar la unidad sensora en la estación de anclaje, preferentemente mediante una simple presión contra la misma.

En una distribución preferente, la entrada/salida de la segunda cámara de la unidad sensora conduce desde un espacio delantero en esa segunda cámara a través de un conducto realizado en el alojamiento hacia un puerto ubicado en la base del alojamiento el cual co-opera con el puerto de la estación de anclaje. La unidad sensora puede entonces quedar sujeta a la estación de anclaje mediante una presión hacia abajo.

Como otra opción, la entrada/salida de la segunda cámara de la unidad sensora conduce desde un espacio delantero en la segunda cámara a través de un conducto en dicho alojamiento hacia un puerto ubicado en la parte superior de dicho alojamiento el cual co-opera con dicho puerto de la estación de anclaje. La unidad sensora puede entonces quedar sujeta a la estación de anclaje mediante una presión hacia arriba.

Preferentemente, el orificio antes mencionado se encuentra realizado mediante un proceso de fotolitografía, como por ejemplo en una oblea de silicio. Al fabricar las obleas de silicio (también conocidas como "obleas de conteo") de esa forma para un contador Coulter, éstas se vuelven mucho más económicas que las obleas de orificio para los contadores convencionales que se encuentran en el mercado. Esto permite fabricar una unidad sensora que pueda albergar la cámara necesaria, la abertura y los electrodos. De esta forma, la unidad sensora puede ser usada como una unidad desechable, lo que evita la necesidad de lavar y enjuagar la abertura como en los instrumentos convencionales. Además, no es necesario perder el tiempo en cambiar el instrumento para la medida de las partículas en cuestión debido a que ésta será específica para la abertura utilizada. La cámara desechable podría contener una solución estándar (un líquido con una concentración conocida de partículas) que puede ser utilizada para la calibración de las medidas y para la determinación de las concentraciones. Las cámaras pueden ser construidas de tal forma que los líquidos queden dentro de la misma, para que de esta forma el instrumento donde van a ser colocadas no requiera enjuague luego del uso.

Preferentemente, dicho aparato incluye medios para determinar el comienzo y el final de un período durante el cual un volumen de líquido predeterminado atraviese el mencionado orificio.

Esto puede incluir la provisión de un electrodo secundario en la primera o la segunda cámara ubicado para detectar cuando un líquido en dicha cámara está en el primer nivel o por encima de este. El electrodo secundario esta conectado a un terminal al cual se tiene acceso desde el exterior de la unidad sensora, y la estación de anclaje puede entonces incluir un conector eléctrico para la conexión al terminal del electrodo secundario.

También puede haber un electrodo secundario adicional en la misma cámara además de dicho electrodo secundario el cual puede ubicarse para detectar cuando el líquido en dicha cámara está en o por encima de un segundo nivel. Dicho electrodo secundario adicional está conectado a un terminal al cual se tiene acceso desde el exterior de la unidad sensora, y dicha estación de anclaje podría incluir un conector eléctrico para la conexión a dicho terminal del electrodo secundario adicional.

Estos electrodos secundarios podrían ser usados para detectar cuando el nivel del líquido es tal que los respectivos electrodos secundarios están o no inmersos en el líquido y por lo tanto podrían servir para determinar el comienzo y el fin de un período durante el cual un volumen fijo de líquido ha pasado a través del orificio. Por ejemplo, la caracterización de partículas puede comenzar cuando el nivel del líquido está justo por debajo del nivel del primer electrodo secundario y finalizar cuando el nivel del líquido está justo por debajo del mencionado segundo electrodo secundario. El volumen del líquido que salga de la cámara que contiene los electrodos secundarios durante este período será definido por la separación entre los electrodos secundarios. Por supuesto, no es necesario que los electrodos secundarios estén en la cámara desde la cual el líquido atraviesa el orificio, estos bien podrían estar en la cámara dentro de
la cual los líquidos fluyen, ni tampoco es necesario que ambos electrodos secundarios estén en la misma cámara.

Allí donde el término del paso de un volumen definido de líquido es el vaciamiento efectivo de una de las cámaras por debajo del nivel del orificio, es preferible que cada una de las cámaras (primera y segunda) (o al menos la cámara desde la cual pasa el líquido) tenga un área en sección transversal al nivel de dicho orificio la cual es substancialmente menor que el área en sección transversal de dicha cámara por encima de una parte substancial de la altura de la cámara sobre dicho orificio.

La presente invención incluye una unidad sensora para un aparato para la caracterización de partículas suspendidas en un líquido. La unidad sensora comprende:

: un alojamiento dividido en una primera cámara y una segunda cámara separadas por una pared que contiene un orificio para el paso de las partículas,

: dicha primera cámara, que tiene un respiradero de entrada/salida para la comunicación entre un espacio delantero en dicha primera primera cámara y la atmósfera y dicha segunda cámara tiene una conexión de entrada/salida para la conexión a una fuente de presión de gas positiva o negativa la cual lleva desde un espacio delantero en dicha segunda cámara a través de un conducto realizado en el alojamiento hasta un puerto ubicado en la base de dicho alojamiento,

: dicha unidad sensora comprende componentes de un instrumento de caracterización de partículas para la caracterización de las partículas que pasan a través del mencionado orificio en uso, a cuyos componentes se tiene acceso funcional desde el exterior de dicho alojamiento, como por ejemplo un electrodo respectivo en cada cámara. Dichos componentes del dispositivo de caracterización de partículas asociados a la unidad sensora incluyen un primer electrodo en la primera cámara y un segundo electrodo en la segunda cámara, cada uno de dichos electrodos están conectados mediante una conexión eléctrica a un terminal al cual se tiene acceso desde el exterior de la unidad sensora.

Preferentemente, dicho orificio se forma mediante un proceso que comprende fotolitografía, como en una oblea de silicio.

Preferentemente, la unidad sensora comprende un electrodo secundario en la primera y la segunda cámara ubicado para detectar cuando el líquido en dicha cámara está en o por encima del primer nivel, cuyo electrodo secundario está conectado a un terminal al cual se tiene acceso desde el exterior de la unidad sensora. Preferentemente la unidad sensora comprende:

: un electrodo secundario adicional en la misma cámara que el antes mencionado electrodo secundario y ubicado para detectar cuando el líquido en esa cámara está en o por encima del segundo nivel y el electrodo secundario adicional está conectado a un terminal al cual se tiene acceso desde el exterior de la unidad sensora.

Opcionalmente, cada una de las cámaras (la primera y segunda) tiene un área en sección transversal al nivel de dicho orificio la cual es substancialmente menor al área en sección transversal de dicha cámara en una parte substancial de la altura de la cámara sobre dicho orificio.

En un segundo aspecto, la presente invención dispone de un aparato para la caracterización de partículas en el cual las partículas son caracterizadas mientras pasan a través de un orificio, en donde dicho orificio esta formado mediante un proceso que comprende la fotolitografía, como por ejemplo en una oblea de silicio.

Un orificio podría estar formado convenientemente en un polímero foto reactivo mediante fotolitografía y su posterior revelado. De ese modo, una hoja separable de polímero del tipo usado convencionalmente como un material fotosensible podría ser expuesto a la luz para solubilizar un sitio a extraer para definir un orificio (o para insolubilizar las áreas donde no se formará dicho sitio) seguido de un revelado con solvente para extraer el material y así formar el orificio. Normalmente, se realizará simultáneamente un gran número de obleas de conteo que contienen un orificio respectivo en una misma hoja. Los polímeros fotosensibles adecuados son descritos, por ejemplo, en M. Madou "Fundamentals of Microfabrication" (Fundamentos de la microfabricación); CRC Press LLC, 1997, ISBN 0-8493-9451-1. Éstos incluyen AZ-5214E, SU8, poliamidas y otros.

En forma alternativa, el polímero fotosensible podría ser usado como una capa protectora por encima de un substrato como el silicio o cualquier otro material que pueda ser grabado al agua fuerte en los cuales el orificio es formado al corroer las regiones expuestas mediante el revelado del polímero fotosensible. Si el substrato grabado al agua fuerte es buen conductor de la electricidad este podría ser aislado antes de ser usado mediante la formación de una adecuada capa de aislamiento por encima de él. El polímero fotosensible podría ser usado como dicha capa.

Las obleas de conteo realizadas por medio de litografía pueden ser usadas en todo tipo de aparatos y métodos conforme a esta invención.

Además, se dispone de un método para operar un aparato de caracterización de partículas que comprende una estación de anclaje, una unidad sensora que es desmontable de la estación de anclaje, que tiene un alojamiento que alberga un primera cámara, una cámara de recolección, y una pared que separa la primera cámara y la cámara de recolección, caracterizada dicha pared por contener un orificio para el paso de las partículas desde la primera cámara hacia la cámara de recolección que inicialmente contiene un volumen de aire y tiene una conexión a una bomba de aire por medio de la cual el aire puede ser bombeado para inducir el flujo del líquido de muestra a través del orificio hacia el interior de la cámara de recolección, la unidad sensora que incluye además un primer electrodo en la primera cámara y un segundo electrodo en la cámara de recolección, cada electrodo está conectado eléctricamente a un terminal respectivo al cual se tiene acceso desde el exterior de la unidad sensora, la estación de anclaje además comprende un conector eléctrico que esta operacionalmente conectado a su respectivo terminal cuando la unidad sensora es recibida en la estación de anclaje. El método comprende el paso de un líquido que contiene partículas desde la primera cámara a través del orificio hacia la cámara de recolección, mediciones de caracterización de partículas por un período determinado de tal forma que el líquido no fluya hacia el exterior del alojamiento, la desconexión de la unidad sensora de la estación de anclaje con todo el líquido que ha pasado hacia la cámara de recolección, y el descarte de la unidad sensora.

En un tercer aspecto, la presente invención dispone de un método para la operación de un aparato para la caracterización de partículas que comprende una unidad sensora desmontable que contiene un orificio de recuento que sirve como una entrada a una cámara que inialmente contiene un volumen de aire y que posee una conexión hacia una bomba de aire por medio de la cual el aire puede ser bombeado para inducir el flujo del líquido de muestra a través de dicho orificio hacia dicha cámara, dicho método comprende el paso de un líquido que contiene partículas a través de dicho orificio hacia dicha cámara y la realización de mediciones de caracterización de partículas por un período tal que el líquido no llene dicha cámara, la desconexión de la unidad sensora desde el mencionado aparato con todo el líquido que ha pasado hacia la cámara y el descarte de la unidad sensora.

Para el uso en este tipo de método, la invención incluye un aparato para la caracterización de partículas suspendidas en un líquido, donde dicho aparato comprende:

: una unidad sensora la cual comprende

: un alojamiento tubular que define una cámara la cual tiene una pared que contiene un orificio para el paso de dichas partículas y que se extiende hacia arriba desde el nivel del orificio,

: una estación de anclaje para recibir dicha unidad sensora

: una fuente de presión de gas positiva o negativa conectada operativamente a un puerto en dicha estación de anclaje, el cual está ubicado de tal forma que cuando la unidad es recibida en la estación de anclaje dicho puerto forma una conexión de gas con la cámara por encima del orificio antes mencionado,

: un primer electrodo que se extiende hacia el interior de dicha cámara cuando la unidad sensora está en posición en la estación de anclaje, y

: un segundo electrodo ubicado fuera de la cámara cuando la unidad sensora esta en posición en la estación de anclaje,

donde, dicha cámara tiene un volumen de al menos 1 ml.

Generalmente, en todos los modos de la realización se prefiere que todos los componentes que se encuentren humedecidos por la muestra en uso sean desechados y todos los componentes no desechables puedan ser reutilizados sin limpieza.

La presente invención será descrita en detalle e ilustrada en referencia a los dibujos adjuntos, donde:

La Figura 1 muestra una vista transversal lateral a través de una unidad sensora y una estación de anclaje del aparato según lo dispuesto en una primera realización preferente de la invención;

La Figura 2 muestra un gráfico con los resultados obtenidos en el Ejemplo 1;

La Figura 3 muestra un gráfico con los resultados obtenidos en el Ejemplo 2;

La Figura 4 muestra un gráfico con los resultados obtenidos en el Ejemplo 3;

La Figura 5 muestra un gráfico con los resultados obtenidos en el Ejemplo 4;

La Figura 6 muestra una tabla con los resultados obtenidos en el Ejemplo 4;

La Figura 7 muestra una vista transversal lateral de una unidad sensora para el uso en una segunda realización preferente de la invención.

La Figura 8 muestra una vista transversal lateral de una unidad sensora para el uso en una tercera realización preferente de la invención, que se detalla en tres etapas (A, B, y C) de uso;

La Figura 9 muestra una vista transversal lateral de una unidad sensora para el uso en una cuarta realización preferente de la invención, que se detalla en dos etapas (A y B) de uso;

La Figura 10 muestra una vista transversal longitudinal de una unidad sensora y una estación de anclaje de una quinta realización preferente del aparato de la invención; y

La Figura 11 muestra una vista transversal longitudinal de la unidad sensora y la estación de anclaje de una sexta realización preferente del aparato de la invención.

El aparato que se muestra en la Figura 1 comprende una unidad sensora 10 y una estación de anclaje 12.

La unidad sensora comprende un alojamiento 14 que tiene una pared base 16 y una pared lateral circundante 18 con una pared 20 que se alza desde la base y que separa el alojamiento en dos cámaras; una primera o cámara "abierta" 22 y una segunda o cámara "cerrada" 24. En el extremo superior de la primera cámara 22 hay un sello de membrana removible 26, que provee de un cierre temporal que se extrae para su uso. En el extremo superior de la segunda cámara hay una pared superior 28 que cierra la cámara. Un orificio en la pared del fondo del alojamiento forma una salida/entrada 30 desde la cual asciende un conducto 32 realizado en la pared de la cámara. El conducto 32 no alcanza la pared superior 28 y por lo tanto comunica con un espacio delantero 34 dentro de dicha cámara 24.

La pared divisora 20 posee una oblea de conteo (no se muestra) que es recibida a través de un orificio pasante realizado en la pared y que define un orificio de conteo 36 ubicado un poco por encima de la pared base 16 pero bastante cercano a ésta. Cada cámara posee un electrodo 38, 40 que se extiende desde un terminal exterior 42, 44 a través de la pared de la base 16 y hasta un determinado nivel dentro de su respectiva cámara el cual esta algo por encima del nivel del orificio de conteo 36.

Las partículas pueden ser aspiradas en cualquiera de las direcciones a través del orificio mediante un flujo de presión dirigido. Cuando se agrega una solución salina u otra solución líquida electrolítica a las cámaras, las dos cámaras quedan aisladas eléctricamente entre ellas excepto por la ruta del flujo de corriente dada por el paso a través del orificio.

La estación de anclaje 12 tiene un alojamiento en forma de taza que tiene una base 46 y una pared lateral circundante 48. En la base 46 se encuentran los respectivos conectores eléctricos accionados por resortes 50, 52 para el contacto automático con los terminales 42, 44 de la unidad sensora lo que ocurre cuando la unidad sensora es recibida en la base mediante la presión contra la estación de anclaje. También hay un conducto 54 que pasa a través de la pared de la base 46 y que está alineado con el conducto 32 de la unidad sensora. El conducto 54 posee en la apertura que da hacia la cara superior de la pared 46 un sello O-ring para conformar una conexión de gas hermética con la cara inferior de la pared base 16 de la unidad sensora.

Una bomba de vacío 58 se encuentra conectada por una línea 60 al extremo inferior del conducto 54. En una modificación del aparato, la bomba de vacío 60 puede ser invertida para que de esa forma aplique presión de gas positiva al conducto 54.

En forma de diagrama en 62 se indican los demás componentes convencionales de un contador Coulter que incluyen todos los sistemas de circuitos electrónicos y el equipo de visualización necesarios para la operación del aparato.

La estación de anclaje esta contenida dentro de un instrumento portátil en el cual la unidad sensora es un componente desechable que se inserta. La unidad sensora se interconecta fácilmente con la estación de anclaje cuando se la coloca en el receptáculo de la estación de anclaje como lo ilustra la Figura 1. La unidad sensora se coloca en la estación de anclaje y se fija a ésta mediante una leve presión hacia abajo. Los contactos eléctricos con los electrodos se establecen automáticamente al momento de la inserción y el sellado hermético de la apertura del conducto de succión 32 queda automáticamente establecido de forma tal que la pequeña bomba de aire 58 pueda ejercer succión.

El alojamiento de la unidad sensora puede ser parcialmente fabricado mediante económicas técnicas de producción en masa tales como el moldeado por inyección de polímero. Los electrodos pueden ser hechos de pequeños vástagos de metal o grafito. El orificio puede ser hecho con mucha precisión mediante fotolitografía de silicio y varias técnicas de grabado al agua fuerte (grabado al agua fuerte en húmedo y en seco, ver por ejemplo "Fundamentals of microfabrication" (Fundamentos de la Micro fabricación), Marc Madou, CRC Press LLC, ISBN 0-8493-9451-1) y puede ser ubicado sobre la pared de separación. La superficie de la oblea de silicio que contiene el orificio puede someterse a aislamiento eléctrico mediante la formación de una capa de dióxido de silicio o de nitrito de silicio sobre la oblea horneándola en un horno en una atmósfera adecuada.

El líquido de muestra con partículas en suspensión puede ser aplicado en la apertura de la cámara de la unidad sensora. La aplicación de una diferencia de presión negativa a la cámara cerrada a través del conducto 32 hará que el líquido sea succionado a través del orificio hacia la cámara cerrada. La salida de succión está ubicada en el espacio delantero cerca de la parte superior de la cámara cerrada, de forma tal que sólo se succione aire siempre y cuando el líquido se encuentre por debajo de ese nivel. Esto implica que la estación de anclaje y el resto del instrumento no necesiten ser limpiados como sería el caso luego de estar en contacto con material biológico.

Las cámaras pueden ser previamente llenadas con líquidos (preferentemente un electrolito) y partículas de calibración para la medición. Esto implica que la unidad sensora esté lista para su uso antes de su inserción dentro de la estación de anclaje. Estas partículas pueden ser usadas para la calibración de los tamaños o como una medida de la concentración de partículas en la muestra, si éstas pueden ser diferenciadas de las partículas de calibración. Si se conoce la concentración de las partículas de calibración, no hace falta saber el volumen o la concentración de partículas en la muestra para determinar esto. La concentración se obtiene mediante la siguiente fórmula C1 = n1 / n2 * C2, donde C1 es la concentración que se busca, C2 es la concentración conocida de las partículas de calibración, n1 es el número de partículas contadas de la muestra y n2 es el número de partículas contadas según la calibración estándar.

Si no hay partículas de calibración presentes, la concentración de las partículas en la muestra puede ser determinada mediante el control del volumen aspirado a través del orificio. El aparato puede ser configurado de tal forma que se pueda determinar cuando un volumen conocido de líquido ha pasado a través del orificio. Esto puede ser hecho mediante la construcción de un contenedor de manera tal que se permita extraer el líquido básicamente por completo de la cámara abierta hacia la cámara cerrada o por lo menos de forma tal que el volumen extraído al bajar el nivel en la cámara abierta al nivel del orificio de conteo sea razonablemente preciso. En la Figura 7 se muestra una forma de realizar esto. Al inclinar la superficie superior de la pared base 16 del alojamiento y ubicar el orificio y los electrodos cerca de la parte inferior del pozo así formado en cada cámara, será posible aspirar prácticamente todo el líquido a través del orificio, y al mismo tiempo mantener el contacto con los electrodos. El volumen que ha pasado se determina entonces por el volumen inicial en la cámara abierta. La ventaja de este método es que el volumen deseado de la muestra aplicada puede variar en diferentes pruebas.

Como una forma alternativa de determinar el volumen que ha pasado, es posible ubicar electrodos secundarios en las cámaras que indiquen el nivel del electrolito mediante la detección de la presencia de medios conductivos en la forma indicada en la Figura 8. Los electrodos 38, 40 estarán presentes como en la Figura 1, pero no se muestran. Un electrodo secundario de nivel alto 64 ubicado en la cámara abierta del alojamiento indica cuando el electrolito 66 se encuentra por encima de ese nivel mediante la medición de la conductividad hacia un electrodo de referencia 68. Un electrodo secundario de nivel bajo 70 indica cuando el nivel del electrolito está por encima de este nivel de medición de conductividad hacia el electrodo de referencia. El comienzo y el final del paso del volumen controlado se indican con la conductividad cero entre el electrodo de referencia y los respectivos electrodos de nivel. El volumen será el volumen entre los dos electrodos de nivel. En la situación (A) el líquido cubre ambos electrodos de nivel. En la situación (B) el líquido se encuentra apenas por debajo del electrodo de nivel alto, lo que determina una conductividad nula entre éste y la referencia. En la situación (C) el líquido se encuentra apenas por debajo del electrodo de nivel bajo, lo que determina una conductividad nula entre éste y la referencia. No es necesario controlar el volumen vertido en la cámara, siempre y cuando el electrodo en el nivel superior esté cubierto por la muestra antes de realizar la medición. Debido a que el electrodo común para la medición de impedancia se usa como fuente de corriente, también debería usarse este electrodo como electrodo de referencia. Otras configuraciones de los electrodos pueden ser aplicadas para determinar una referencia de nivel.

Finalmente, debido a que los electrodos 38, 40 que se encuentran ubicados en las cámaras son necesarios para contar las partículas, el contacto con ellos será un indicador real de la presencia de medios conductivos. Esto puede ser utilizado para indicar los niveles del electrolito en las dos cámaras como se muestra en la Figura 9. Los electrodos 38, 40 son conductivos desde un cierto nivel hacia arriba, lo cual puede ser establecido haciendo que la parte inferior del mismo no sea conductiva, por ejemplo, mediante una manga no conductiva 72. Cuando un volumen medido del electrolito 66 se agrega a la cámara abierta 22 del alojamiento 14 no se produce contacto entre los electrodos. En esta situación no se contarán pulsos. Luego de un corto período, mientras se aplica succión, el nivel en la cámara cerrada alcanzará la parte conductiva del electrodo 40 (situación (A)). El recuento comenzará automáticamente y finalizará cuando el nivel en la cámara abierta se encuentre por debajo del nivel de la manga no conductiva del electrodo 38 (situación (B)). Este método permite que se usen diferentes cantidades de muestras, y el recuento será de las partículas en el volumen aplicado menos el volumen por debajo de la parte conductiva del electrodo 40. Este método es de alguna forma similar al primer método descrito con referencia a la Figura 7 en el cual las cámaras no están vacías cuando el recuento comienza y concluye, lo cual puede ser importante, cuando el curso electrónico debe ser establecido antes de la medición. Si el curso electrónico no ha sido establecido, las señales de la medición de impedancia pueden ser bastante ruidosas al comienzo y al final, por lo que luego deberán ser desestimadas en el recuento mediante los circuitos electrónicos.

La Figura 10 muestra una ilustración de la unidad sensora desechable y la estación de anclaje asociada con esta. Aquí la primera o cámara abierta 22 es rudimentaria y podría ser omitida completamente. La unidad sensora posee un alojamiento con la forma de un tubo cilíndrico 14 dividido en una cámara superior 24 y una primera cámara inferior 22 por medio de una pared de partición 20 que contiene una oblea de conteo que define un orificio de conteo 36. El orificio de conteo está realizado en una oblea de silicio adherida en el centro de la pared 20. La pared de partición 20 puede ser ubicada tan abajo en el tubo 14 como se desee, aún en su extremo inferior.

En esta ilustración, no hay electrodos que formen parte de la unidad sensora pero podría ser modificada adhiriendo los electrodos al tubo 14. Por ejemplo, un electrodo podría estar ubicado como un tubo dentro del tubo 14 y el otro podría colocarse como un tubo fuera del tubo 14 de tal forma que el tubo 14 actúe como un separador aislante entre los dos electrodos como lo muestra la Figura 11. Como se muestra, ambos electrodos sensores están asociados a la estación de anclaje. Esta estación de anclaje 12 comprende un alojamiento tubular que posee una pared lateral 48 que define una cavidad en su extremo inferior donde se coloca la unidad sensora mediante un ajuste a presión de interferencia. En su extremo superior el alojamiento de la estación de anclaje 12 encierra dos conductos, uno (54) que se utiliza en la aplicación de succión y que se encuentra conectado a la bomba de succión (no se muestra) y el otro (76) que se utiliza para el paso de los cables de conexión eléctrica hacia un primer y segundo electrodo de medición y hacia un tercer electrodo de detención. El primer electrodo 38 es tubular y concéntrico con el tubo 14 y se encuentra en el exterior del mismo. Está sostenido en una ranura circular 78 que mira hacia abajo en el extremo de la pared 48. El segundo electrodo 40 es un electrodo en forma de cable en espiral el cual se extiende dentro del tubo 14 hasta justo antes del orificio de conteo 36. El tercer electrodo o electrodo de detención 70 se encuentra ubicado por encima del electrodo 40 y es utilizado para indicar cuando el líquido ha sido succionado hacia el espacio dentro del tubo 14 hasta un nivel máximo deseado. Esta realización puede ser utilizada mediante la inmersión del tubo 14 dentro de un depósito de muestra abierto y el paso de la muestra en forma ascendente a través del orificio de conteo por medio de succión. La unidad sensora puede ser fácilmente desconectada y reemplazada.

En forma alternativa, tanto la unidad sensora 10 como la estación de anclaje 12 pueden formar parte de un ensamble desechable y en tal caso la unidad sensora puede estar fija en forma permanente a la estación de anclaje. Los cables conectores de los electrodos pueden terminar en forma de conectores de forma tal que el ensamble completo como se ilustra en la Figura 10 sea recibido en una estación de anclaje separada adicional (no se muestra) y las conexiones a los terminales de los electrodos y la línea de vacío 54 se realicen en forma automática al momento de la inserción dentro de la estación de anclaje adicional.

Los métodos descritos pueden combinarse para proveer una mejor solución para la aplicación final. El sensor desechable es particularmente útil cuando se necesita un equipo portátil, económico, simple o flexible como en laboratorios pequeños, en mediciones de campo o como una herramienta de diagnóstico en un "centro de atención".

El 0,1 KCl en agua filtrada es un electrolito adecuado para el uso en aparatos según lo previsto en la invención. Cuando la muestra es aplicada al electrolito, los volúmenes de electrolito de muestra deberían ser preferentemente superiores a 10. La preparación de muestra debería preferentemente resultar dentro de un rango entre 10^{3} y 10^{5} partículas por ml. Se recomienda el centrifugado de la muestra antes y después de agregar el electrolito. Los diámetros de las partículas deberían estar entre el 10 y el 30 por ciento del diámetro del orificio. El flujo de volumen debería normalmente encontrarse entre 100 \muL y 1 ml por minuto.

Para la medición se debe aplicar preferentemente una corriente eléctrica constante de aproximadamente 1 mA. La fuente de la corriente eléctrica debería tener una relación señal/ruido mejor que 50000. La respuesta desde los electrodos debe filtrarse electrónicamente mediante un filtro de paso de banda. Se sugiere un filtro de segundo orden Chebyscheff con un centro de frecuencia de alrededor de 1 kHz.

El uso del aparato antes descrito se ilustra con más detalle en los siguientes ejemplos.

Ejemplo 1 Medición de cuentas de polímero

Una mezcla de partículas de 6,10 \mum y 9,15 \mum suspendidas en electrolito fue aspirada a través del orificio del aparato que se muestra en la Figura 1. Se registró el número de partículas detectadas y la dimensión de cada partícula detectada. Una distribución bimodal de la dimensión de las partículas detectadas se puede ver claramente en la Figura 2.

Se presume que los volúmenes de las partículas son proporcionales a la altura del pulso, lo cual sólo es verdad dentro de un intervalo determinado. Debido a que se puede reproducir la no linealidad, las partículas que se encuentran fuera del rango pueden ser medidas mediante el uso de las cuentas estándar con volúmenes conocidos. Como se desprende de la Figura 2, se determina que la dimensión de la partícula de 9,1 \mum es aproximadamente 0,8 \mum superior a la especificación. Esto puede ser explicado mediante la no linealidad de la escala y la existencia de dobles y triples.

Ejemplo 2 Determinación de la concentración

Una de las mediciones más importantes pero también algo críticas para realizar con el contador es la determinación de la concentración. Para obtener una determinación de concentración precisa la suspensión de partículas debe ser homogénea, el número de partículas contadas debe ser suficientemente alto y la cantidad de líquido que atraviesa la abertura debe estar controlada. Además, junto con la recolección de datos en la computadora se debe considerar por ejemplo la frecuencia de muestreo y el nivel de activación. Uno de los inconvenientes más intrínsecos son las aglomeraciones de partículas, donde las dobles y triples son las más evidentes. Éstas son más frecuentes cuando se trabaja con partículas no biológicas como las cuentas de látex. En la Figura 3 se muestra la distribución de medidas obtenidas con una abertura de silicio. Las cuentas de látex son de 9,146 \mum con una desviación típica de 0,577 \mum. Las dobles poseen el doble de volumen, lo que da como resultado un diámetro medio de 11,5 \mum y de la misma forma las triples dan como resultado un diámetro medio de 13,2 \mum. Debido a la distribución de Gauss de partículas únicas, las dobles y triples se superponen, el número exacto de éstas no puede ser determinado directamente y se deben realizar algunos cálculos matemáticos. En este caso aproximadamente el 20% de los conteos fueron dobles y aproximadamente el 10% fueron triples. Esto da una relación de factor de multiplicación al número de partículas simples de 1,4. En las muestras biológicas las dobles y triples no son tan comunes y en general no causarán inconvenientes.

Las pruebas fueron hechas tres veces con un volumen total de muestra de 0,05 ml para cada ejecución lo que arrojó un recuento medio de 11384 partículas con una desviación estándar de 389 (3,4%). Mediante el uso del factor de corrección de 1,4 esto arroja una concentración corregida total de: 319\cdot10^{3} \pm 11\cdot10^{3} partículas/ml. Una pequeña cantidad de muestra fue retirada de la cámara de conteo y fue contada manualmente en un hemocitrómetro bajo un microscopio. Dos controles de recuento manuales independientes dieron como resultado una concentración de: 314\cdot10^{3} \pm 25\cdot10^{3} partículas/ml. Estos experimentos establecen claramente que existe una buena correlación entre nuestros resultados del contador Coulter y los resultados del recuento manual.

Ejemplo 3 Recuento de células de sangre

La Figura 4 muestra los resultados de las mediciones de células de la sangre realizadas. Los glóbulos rojos poseen un diámetro normal de alrededor de 5 a 7 \mum y son los más frecuentes en la sangre entera, como se puede apreciar en la figura. Los glóbulos blancos son menos frecuentes y poseen un diámetro de 6 a 10 \mum. Como era de esperarse, la distribución representa una curva de Gauss. El recuento de sangre puede ser utilizado en el diagnóstico clínico. El recuento de eritrocitos, leucocitos y trombocitos es bastante simple de realizar mediante mediciones de impedancia y son consideradas los parámetros básicos para la hematología (ver "Fundamentals of Clinical Hematology" [Fundamentos de la Hematología Clínica], Stevens, W.B. Saunders Company, ISBN 0-7216-4177-6).

Ejemplo 4 Recuento de las células somáticas

La calidad de la leche es esencial para los granjeros, los productores de lácteos y los consumidores. Los granjeros deben entregar leche de una determinada calidad la cual es controlada mediante el llamado Recuento de las Células Somáticas (SCC, por sus siglas en inglés). Las células somáticas son contadas en las pruebas de calidad de la leche para determinar infecciones (mastitis clínica). Los granjeros deben cumplir con un límite de 400.000 células por ml. para la reventa lechera. Cambios en la dieta, el estrés o la mastitis conllevan niveles de SCC más altos, lo que reduce la calidad de la leche y en consecuencia determina un descenso en el precio por unidad de volumen. Un contador de células económico ayudará a los granjeros y productores de lácteos a controlar los niveles de SCC.

Las muestras de leche fueron obtenidas a través del laboratorio del Danish Dairy Board (Consejo de la Industria Lechera de Dinamarca). La leche contiene una gran cantidad de monoglóbulos de grasa con una dimensión de entre 5 y 8 \mum, los cuales se encuentran distribuidos uniformemente en la leche fresca. Para realizar un recuento de células somáticas se debe eliminar o diferenciar la grasa de las células somáticas. En la Figura 5 se muestran los resultados obtenidos en un recuento de leche entera con nuestro contador Coulter. La gran mayoría de las células pequeñas de grasa pueden ser distinguidas. La SCC puede ser obtenida partiendo de este recuento mediante una diferenciación basada en las grandes diferencias de tamaños entre las partículas de grasa y las células somáticas.

El recuento con un Fossomatic estándar (Foss, Hilleroed, Dinamarca) y el método de impedancia no son directamente comparables. El Fossomatic mide señales ópticas provenientes de partículas con marcas fluorescentes de yoduro de propidio que es un marcador de ADN. Mientras que el Fossomatic sólo cuenta partículas con ADN, el método de impedancia discrimina las células somáticas a partir de su tamaño. Sin embargo, hay una pequeña superposición de partículas de grasa y de células Somáticas que debe ser compensada. El recuento de impedancia detectará ocurrencias de mastitis de la misma forma que lo haría el Fossomatic si se resta un 10% del recuento de grasa al recuento de células somáticas (ver Figura 6).

Claims

1. Una unidad sensora (10) para la caracterización de partículas suspendidas en un líquido, que comprende

: un alojamiento (14) que alberga un primera cámara (22), una cámara de recolección (24) con un entrada/salida (30) para la conexión a una fuente de presión de gas positiva o negativa, una pared (20) que separa la primera cámara (22) y la cámara de recolección (24) y que contiene un orificio (36) para el paso de las partículas desde la primera cámara (22) hacia la cámara de recolección (24), y

: un primer electrodo (38) en la primera cámara (22) y un segundo electrodo (40) en la cámara de recolección (24), donde cada electrodo (38, 49) esta eléctricamente conectado a su respectivo terminal (42, 44) al cual se tiene acceso desde el exterior de la unidad sensora (10),

caracterizada porque la unidad sensora (10) es removible y esta adaptada para ser recibida en una estación de anclaje (12) de tal forma que cuando la unidad sensora (10) es recibida en esta estación de anclaje (12), la entrada/salida (30) queda operacionalmente conectada con un puerto en la estación de anclaje (12) para la conexión con la fuente de presión de gas positiva o negativa y los conectores eléctricos en la estación de anclaje están operacionalmente conectados a los respectivos terminales (42, 44).

2. Una unidad sensora (10) según la reivindicación 1, donde el orificio (36) es realizado en un polímero fotoreactivo.

3. Una unidad sensora (10) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, donde la primera cámara (22) posee un respiradero de entrada/salida (26) para la comunicación con la atmósfera.

4. Una unidad sensora (10) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, donde la entrada/salida (30) de la cámara de recolección (24) de la unidad sensora (10) se conduce desde un espacio delantero en la cámara de recolección (24) a través de un conducto realizado en el alojamiento (14) hacia un puerto en el alojamiento (14) el cual co-opera con el puerto de la estación de anclaje (12).

5. Una unidad sensora (10) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la unidad sensora (10) incluye medios para determinar el comienzo y el final de un período durante el cual un volumen predeterminado de líquido ha pasado a través del orificio (36).

6. Una unidad sensora (10) según la reivindicación 5, la cual consta de un electrodo secundario (64) en la primera cámara (22) y en la cámara de recolección (24) ubicado para detectar cuando el líquido en la cámara se encuentra en o por encima del primer nivel, y donde dicho electrodo secundario (64) está conectado a un terminal al cual se tiene acceso desde el exterior de la unidad sensora (10).

7. Una unidad sensora (10) según la reivindicación 6, la cual consta de un electrodo secundario adicional (70) en la misma cámara (22, 24) que el electrodo secundario (64), ubicado para detectar cuando el líquido esta en o por encima del segundo nivel y dicho electrodo secundario adicional (70) está conectado a un terminal al cual se tiene acceso desde el exterior de la unidad sensora (10).

8. Una unidad sensora (10) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde tanto la primera cámara (22) como la cámara de recolección (24) tienen un área en sección transversal al nivel del orificio (36) la cual es substancialmente menor que el área en sección transversal de la cámara (22, 24) respectiva sobre una parte substancial de la altura de la cámara sobre el orificio (36).

9. Una unidad sensora (10) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la unidad sensora (10) está adaptada para realizar la caracterización de partículas sin que líquido se rebose del alojamiento (14).

10. Aparato para la caracterización de partículas suspendidas en un líquido que comprende una unidad sensora (10) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el aparato además comprende una estación de anclaje (12) que incluye

: un puerto para la conexión con la fuente de presión de gas positiva o negativa y que conforma una conexión de gas con la entrada/salida cuando la unidad sensora (10) es recibida en la estación de anclaje (12), y

: conectores eléctricos (50, 52) para la conexión a sus respectivos terminales (42, 44) cuando la unidad sensora (10) es recibida en la estación de anclaje (12).

11. Un método de operación de un aparato de caracterización de partículas que comprende una estación de anclaje (12),

: una unidad sensora (10) que es desmontable de la estación de anclaje (12), que tiene un alojamiento que alberga un primera cámara (22), una cámara de recolección (24), y una pared (20) que separa la primera cámara (22) y la cámara de recolección (24), donde la pared contiene un orificio (36) para el paso de las partículas desde la primera cámara (22) hacia la cámara de recolección (24) que inicialmente contiene un volumen de aire y tiene una conexión a una bomba de aire por medio de la cual el aire puede ser bombeado para inducir el flujo del líquido de muestra a través del orificio (36) hacia la cámara de recolección, la unidad sensora incluye además un primer electrodo (38) en la primera cámara (22) y un segundo electrodo (40) en la cámara de recolección (24), y cada electrodo (38, 40) está conectado eléctricamente a su respectivo terminal (42, 44), al cual se tiene acceso desde el exterior de la unidad sensora (10),

: la estación de anclaje además comprende conectores eléctricos que están operacionalmente conectados a sus respectivos terminales (42, 44) cuando la unidad sensora (10) es recibida en la estación de anclaje (12),

el método comprende

: el paso de un líquido que contiene partículas desde la primera cámara (22) a través del orificio (36) hacia la cámara de recolección (24),

: la realización de mediciones de caracterización de partículas por un período determinado de manera tal que el líquido no fluye hacia el exterior del alojamiento,

: la desconexión de la unidad sensora (10) de la estación de anclaje con todo el líquido que ha pasado hacia la cámara de recolección (24), y

: el descarte de la unidad sensora (10).