ES2322871T3 - Sonicacion de un medio. - Google Patents

Abstract

Aparato (15) para sonicar un medio (8) que comprende: un recipiente (6) para contener el medio (8); un transductor (1) operable para producir ondas de sonido; y un sonotrodo (2) acoplado al transductor (1), caracterizado porque el sonotrodo (2) comprende una pluralidad de porciones salientes (4) separadas por al menos una rendija (5), estando dispuesta la pluralidad de porciones salientes (4) para sostener mecánicamente el recipiente (6).

Description

Sonicación de un medio.

La presente invención se refiere a la sonicación de un medio, particularmente en un pequeño instrumento de laboratorio de diagnóstico in vitro, por ejemplo un analizador de inmunoensayos o un analizador de química clínica.

De aquí en adelante, el término "sonido" se utilizará para referirse tanto a sonido audible como a ultrasonido. La sonicación es la aplicación de ondas de sonido. Ya es conocido sonicar medios para la finalidad de llevar a cabo reacciones. Normalmente la sonicación se emplea para disociar agregados. Un campo de particular interés en donde se emplea la sonicación es en ensayos en donde se añade una muestra a un reactivo capaz de detectar un analito que pudiera estar presente en la muestra. Tipos comunes de ensayo son los inmunoensayos. Un ejemplo del uso de la sonicación en un inmunoensayo es aquel que tiene la finalidad de mezclar o acentuar la producción de agregados, tal como, por ejemplo, en ensayos asistidos con partículas. En la mayoría de aplicaciones prácticas se emplean frecuencias de ultrasonido (al menos 20 kHz), en cuyo caso se puede emplear el término "ultrasonicación".

El sonicador más frecuentemente utilizado es una sonda sonicadora de micropunta que se aplica al medio que ha de ser sonicado. Alternativamente, también son disponibles baños de sonicación grandes. La sonicación normalmente solo se considera que es eficaz cuando la varilla es rodeada por un líquido. Esto está basado en el hecho de que un contacto sólido entre el transductor y el recipiente de reacción, sin material de acoplamiento acústico, generalmente se considera
que no transfiere de manera eficaz las ondas de sonido al medio líquido existente dentro del recipiente de reacción.

Dado que las ondas acústicas son fundamentalmente vibraciones mecánicas, se requiere un medio para que las ondas puedan desplazarse o propagarse. Las vibraciones en la superficie de la fuente de sonido transfieren la energía acústica al medio. Para caracterizar un medio acústicamente, el parámetro más importante es la impedancia acústica, Z. Para un medio sin pérdidas, Z = \rhoc, en donde \rho es la densidad del medio y c es la velocidad del sonido en el medio. Cuando el sonido incidente es perpendicular a la interfase reflectante, es decir, cuando el ángulo de incidencia es 0, la fracción de energía pasada P_{2} y energía incidente P_{1} viene dada por la fórmula:

P_{2} / P_{1} = (4Z_{1}Z_{2}) / (Z_{1} + Z_{2})^{2}

En medios no elásticos, tales como agua y la mayoría de los líquidos, existe una transición continua en tanto que la amplitud del sonido sea relativamente baja. Sin embargo, a medida que se aumenta la amplitud, la magnitud de la presión negativa en las zonas de rarificación llega a ser eventualmente suficiente para causar la fractura del líquido debido a la presión negativa. Esto causa un fenómeno conocido como cavitación. Generalmente, por debajo de 100 kHz la intensidad requerida para producir cavitación vaporosa es casi independiente de la frecuencia. Por encima de ese valor, la intensidad necesaria para la cavitación vaporosa sube como una función de la frecuencia.

Documentos disponibles del estado de la técnica describen la sonicación aplicada empleando diversas técnicas para varios fines, por ejemplo como sigue.

La US-4.523.122 describe un transductor ultrasónico y una construcción de una o dos capas de una capa de coincidencia de impedancia acústica formada sobre la superficie que raya la onda ultrasónica.

La US-4.571.087 se refiere a un aparato de sonicación de utilidad en inmunología, microbiología y química clínica. Dicha patente proporciona un aparato para la sonicación rápida y automatizada de una muestra en el pocillo de una placa de microvaloración, en donde la energía de sonicación es dirigida a través de un medio de transmisión de energía a lo largo de un recorrido de propagación definido.

La US-5.160.870 también describe una capa compuesta que sirve como un diafragma subyacente a los elementos transductores además de una disposición de detección ultrasónica, micro-mecanizada, que tiene una pluralidad de transductores piezoeléctricos cada uno de los cuales genera una señal eléctrica.

La US-5.853.994 se refiere a un sistema de ensayo mejorado de la aglutinación de partículas para determinar uno o más tipos de analitos explotando al menos una clase de partículas de poliestireno finamente divididas, teniendo cada clase un intervalo estrecho predeterminado de diámetros de partícula. Después de producir conjugados entre partículas y el analito presentes, la mezcla es irradiada con estallidos de ultrasonido, si bien no se describe el método de transmisión del ultrasonido al sitio de ensayo de la muestra.

En US-6.368.553 y US-6.086.821 (US-2002/0112541) se describe el uso de fuerza ultrasónica en donde el transductor ultrasónico se sitúa en el exterior del recipiente de reacción en donde el ultrasonido se transmite a través de un medio de conducción, o bien se sitúa de manera que queda sumergido en el líquido del recipiente de reacción. La familia de patentes describe una atenuación severa del ultrasonido cuando es transmitido a través de las paredes gruesas de un pocillo de microvaloración o de una platina de microscopio.

La US-4.615.984 describe la aplicación de ultrasonido a un complejo de ligando-aglutinante soportado sobre un soporte sólido para disociar el ligando que puede ser empleado en un ensayo en fase sólida. Se emplea una trompa sónica (un sonotrodo) del tipo habitualmente utilizado el soldadura ultrasónica, para transmitir el ultrasonido desde un transductor al medio que contiene el complejo de ligando-aglutinante soportado sobre un soporte sólido. El documento también sugiere la aplicación del ultrasonido directamente al soporte sólido para reducir la pérdida de energía a través de la pared del tubo de ensayo y con ello reducir el tiempo e intensidad del ultrasonido.

La enseñanza del estado de la técnica expuesto anteriormente es que el transductor sin ningún material de acoplamiento acústico no transfiere de un modo eficaz la energía sónica producida al medio líquido existente dentro del recipiente de reacción. Normalmente, para esta finalidad se emplea un material de acoplamiento acústico separado, tal como un líquido o un material de tipo gel. Por tanto, dichas aplicaciones demandan un acoplamiento acústico eficiente entre el transductor y la sonda sonicadora y el material que ha de ser sonicado. También se han desarrollado materiales de tipo caucho, especialmente para el campo de ensayos no destructivos (NDT). El Aqualene^{TM} de R/D Tech constituye un ejemplo de materiales de acoplamiento elastoméricos que resultan especialmente adecuados para fines NDT. Las aplicaciones médicas utilizan fundamentalmente compuestos de tipo gel, con un contenido en agua muy elevado, para el acoplamiento acústico de transductores al cuerpo humano.

Se conocen también baños de sonicación grandes en donde el transductor tiene un acoplamiento fijo con el recipiente. Se puede emplear un material de acoplamiento. Para esta finalidad, se utilizan frecuentemente pegamentos epoxi o acrílicos. La WO-88/06927, en la cual está basada la forma en dos partes de las reivindicaciones, describe un baño de sonicación grande configurado para efectuar una operación silenciosa y en donde una parte cónica del transductor está acoplada al recipiente del baño.

La US-2003/0066915 describe un aparato de sonicación para romper células o virus manteniéndolos en un rebajo convexo de una pared en forma de bóveda. La pared es suficientemente elástica para permitir desviaciones en respuesta a las vibraciones procedentes del sonotrodo. Un sonotrodo acoplado a un transductor entra en contacto con la pared bajo una fuerza de precarga suficiente para deformar la pared. La constante elástica de la pared y la fuerza de precarga se eligen para ajustar la frecuencia natural de la pared para que sea igual a la frecuencia operativa del transductor.

La US-4.198.461 describe la preparación de fibras y masas poliméricas por precipitación a partir de una solución en un aparato de sonicación. La solución se mantiene en un recipiente dentro de un soporte montado en un árbol accionado por un cabezal sacudidor a frecuencias de 80 Hz a 2.000 Hz.

En US-6.686.195 y EP-1.466.966 se describe un aparato de sonicación para sonicar una muestra biológica para efectuar la lisis de células dentro de la muestra. La muestra se mantiene en un tubo de ensayo que tiene un extremo redondeado. Un sonotrodo está acoplado entre un transductor y el tubo de ensayo. El sonotrodo tiene un rebajo cóncavo configurado para ajustarse al extremo redondeado al tubo de ensayo para mejorar la eficiencia mediante el contacto de una zona del tubo de ensayo que es más grande que el aparato en donde se coloca el tubo de ensayo en la punta de un sonotrodo.

Aunque algunos de los aparatos de sonicación conocidos son eficaces a la hora de sonicar un medio, sigue siendo deseable poder efectuar la sonicación de un medio con bajas pérdidas de energía y con una baja subida de temperatura.

De acuerdo con un primer aspecto de la presente invención, se proporciona un aparato para sonicar un medio que comprende:

un recipiente para mantener el medio;

un transductor operativo para producir ondas de sonido; y

un sonotrodo acoplado al transductor,

comprendiendo el sonotrodo una pluralidad de porciones salientes separadas por rendijas estando dispuesta la pluralidad de porciones salientes para sostener mecánicamente el recipiente.

De acuerdo con un segundo aspecto de la presente invención, se proporciona un método de sonicación de un medio empleando dicho aparato.

De este modo, se proporciona la sonicación de un medio por aplicación de ondas de sonido desde un transductor a un recipiente por vía de un sonotrodo acoplado entre el transductor y el recipiente. Se ha comprobado que el diseño particular del sonotrodo es eficaz a la hora de sonicar un medio con una pérdida de energía relativamente baja y con una subida de temperatura también relativamente baja. Ha de entenderse que esto se logra como sigue. El sonotrodo tiene una pluralidad de porciones salientes separadas por rendijas que sostienen el recipiente. Por ejemplo en el diseño más sencillo, existen dos porciones salientes separadas por una sola rendija. En este diseño, cada una de las porciones salientes vibra en un modo de flexión y transmite vibraciones al recipiente, muy similares a las vibraciones de un diapasón. De este modo, el diseño del sonotrodo es eficaz a la hora de transmitir vibraciones al recipiente. Por ejemplo, se puede causar la resonación de la combinación del recipiente y sonotrodo. Como resultado, las vibraciones hacen que vibre todo el recipiente con una amplitud de flexión grande, siendo con ello eficaz a la hora de transmitir vibraciones al medio del recipiente. Esto se puede pensar que es debido al incremento de la zona de transmisión de energía desde simplemente la zona de contacto.

El diseño del sonotrodo presenta una ventaja particular cuando se emplea en aplicaciones de sonicación en donde se desea la cavitación del medio. En este caso, el diseño del sonotrodo permite controlar fácilmente el nivel de cavitación.

Además, la invención se puede aplicar de un modo relativamente económico, permitiendo ello un amplio campo de aplicación. Uno de los campos de aplicación reside en pequeños instrumentos de laboratorio de diagnóstico in vitro, por ejemplo un analizador de inmunoensayos o un analizador de química clínica. En este caso, el medio contiene habitualmente un reactivo de ensayo capaz de detectar un analito. Es posible utilizar la invención en combinación con la tecnología de analizadores ahora existente o con la tecnología futura, por ejemplo para futuras plataformas de diagnóstico in vitro de bajo coste que permitan el uso de ultrasonido y mediciones cinéticas en tiempo real sin perturbar la generación de calor en el interior del recipiente de ensayo.

Por tanto, el aparato de sonicación de la presente invención se puede emplear como una parte elemental integrada de un analizador inmunológico o de química clínica para desintegrar el material de la muestra (por ejemplo, para romper los enlaces entre agregados y para la rotura de células, hemolisis, homogenización), para mezclar el material de muestra con otros reactivos necesarios para análisis específicos y para acentuar la cinética de reacción. Al ser una parte íntegra del sistema de análisis (por ejemplo, un bloque óptico), este aparato de sonicación permite efectuar mediciones cinéticas exactas. Además, debido a la eficiencia en el transporte de energía sónica desde el transductor al líquido existente dentro de un recipiente o cubeta de medición, este sistema permite un consumo de energía muy bajo, haciéndolo así adecuado para un sistema activado por batería.

Similarmente, la invención es adecuada para ensayos de diagnóstico in vitro como aplicaciones del tipo de punto de cuidado (POC) y punto de uso (POU). Por otro lado, la introducción y separación de recipientes de ensayo sin ningún acoplamiento acústico en el sistema de sonicación es fácil y reproducible y se puede acoplar directamente a la mecánica y electrónica especialmente diseñadas para este sistema de sonicación.

Además, este sistema se puede adaptar a diferentes volúmenes y características físico-químicas (por ejemplo, densidades, temperaturas, suspensiones, dispersiones, cambios físicos medioambientales) de los líquidos existentes dentro de dicho recipiente. Puede formar parte de la construcción de la cámara de cubeta óptica, permitiendo ello funciones simultáneas de mezcla, desintegración, separación y enriquecimiento y el seguimiento óptico en tiempo real de las reacciones y cambios de temperatura que tienen lugar dentro del recipiente. El control de la mezcla y temperaturas en tiempo real permite una temporización muy exacta de las reacciones cinéticas dentro de la cubeta de los recipientes de medición del analizador. Este tipo de temporización cinética exacta después y antes de la sonicación no ha sido posible con anterioridad en los analizadores ya disponibles en el mercado tal como, por ejemplo, en inmunoensayos asistidos por partículas.

En general, la sonicación puede tener cualquier finalidad incluyendo, pero no de forma limitativa, el procesado de muestras y reactivos, la disociación; la cavitación vaporosa; la transferencia de masa; la desintegración; la mezcla; la mejora de reacciones, el enriquecimiento o separación de reactivos o analitos; el control de reacciones con temporización; el control de reacciones con la temperatura; el control de reacciones con energía cinética; y el control de reacciones con las reacciones habituales para sonoquímica. Una aplicación particularmente ventajosa de la sonicación se encuentra en la técnica descrita en la Solicitud de Patente Internacional No. PCT/EP06/004244 (publicada como WO-2006/119933). Otra ventaja de la invención es que la misma permite la integración de múltiples componentes de inmunoensayos y de la muestra para obtener un ensayo homogéneo con el fin de conseguir la rotura de uniones y agregados, y su mezcla para poder medir la velocidad inicial de la reacción de unión.

Dependiendo de la aplicación, el medio puede ser de cualquier tipo. Se ofrecen ahora algunos ejemplos pero estos no son limitativos. El medio puede ser una solución o una suspensión, por ejemplo comprendiendo partículas, ligandos o anti-ligandos en un fluido. El método se puede emplear para medir un solo o múltiples analitos y sus cinéticas. Las partículas empleadas en un ensayo pueden tener diferente tamaño y composición (tales como materiales poliméricos, sílice, oro coloidal y materiales magnéticos, etc). Además, también se pueden emplear liposomas, células, microorganismos, etc. Por otro lado, la invención aquí descrita puede aplicarse a la medición simultánea de varios analitos empleando, por ejemplo, medios fotométricos, fluormétricos y magnetométricos, en donde el tamaño de cada grupo individual de los agregados se puede identificar por el tamaño y características de las partículas implicadas en la formación de dicho agregado.

Empleando la presente invención se pueden analizar muestras clínicas y no clínicas, tales como muestras higiénicas. Se pueden emplear muestras de diferentes fluidos corporales tales como sangre entera, suero, plasma, fluido espinal, fluido ascítico, orina, saliva, semen y muestras para el control higiénico tales como alimentos, leche, muestras para control de la esterilidad procedentes de superficies o agua.

Normalmente, el analito se determina a partir de la muestra sin tratamiento adicional, pero, si es necesario, la muestra puede ser tratada previamente antes del ensayo, por ejemplo puede ser centrifugada, bemolizada o enriquecida.

El recipiente puede ser de cualquier tipo, por ejemplo un tubo de ensayo, una cubeta o un vial. El recipiente puede ser separable lo cual es ventajoso a la hora de manipular el medio y volver a utilizar el aparato. Una alternativa consiste en fijar el recipiente en el sonotrodo.

Para los fines de la sonicación se pueden emplear cualquier frecuencia, amplitud y tiempo de sonicación.

La frecuencia es normalmente de al menos 1 kHz, pero más habitualmente es de al menos 20 kHz, en cuyo caso la frecuencia puede ser denominada como ultrasonicación. Se consigue una ventaja particular cuando la frecuencia es de al menos 35 kHz. Normalmente, la frecuencia es como máximo de 10 MHz o como máximo de 50 kHz, pero la frecuencia no queda limitada a estos valores. Para aplicaciones típicas, la frecuencia resonante será del orden de 20 kHz a 100 kHz.

El método y aparato resultan particularmente adecuados para energías relativamente bajas, por ejemplo en donde la potencia de las ondas sonoras suministradas al medio 8 es de 10 W o menos, 8 W o menos o 5 W o menos, pero la potencia no queda limitada a estos valores y podría ser mayor de 10 W. Estas potencias se aplican a un volumen del medio 8 del orden de 0,1 ml a 2 ml, por ejemplo. Para otros volúmenes, las potencias podrían ser ajustadas de forma prorrateada.

La amplitud de las oscilaciones en el medio depende de la energía de las ondas sonoras absorbidas. El método y aparato resultan particularmente adecuados para amplitudes de oscilaciones en el medio de cómo máximo 100 \mum, a lo sumo de 75 \mum o menos o como máximo de 50 \mum. Habitualmente, las amplitudes de las oscilaciones en el medio serán de al menos 10 \mum, al menos 25 \mum o al menos 50 \mum.

Similarmente, las ondas de sonido se pueden formar como resulte más adecuado para efectuar la sonicación. Por ejemplo, las ondas de sonido pueden ser continuas o se pueden proporcionar en uno o más impulsos. La sonicación se aplica durante un periodo suficientemente largo para llevar a cabo la finalidad proyectada, siendo este habitualmente del orden de segundos.

Preferentemente, el diseño del sonotrodo y la frecuencia de las ondas de sonido se eligen en mutua dependencia entre sí, de manera que las ondas de sonido causen la resonación de la combinación del electrodo y recipiente. Dicha resonancia facilita la aplicación eficiente de las ondas de sonido al medio. De este modo, para una sonicación eficiente, se pueden cambiar el diseño y las dimensiones mecánicas del sonotrodo cuando se cambia la frecuencia de
sonicación.

Además, el contacto puede ser en seco y sin capas de acoplamiento, de manera que no existe medio de conducción extra que actúa como acoplamiento acústico entre el sonotrodo y el recipiente.

Para una mejor compresión, se describirá ahora a modo de ejemplo no limitativo, una modalidad de la presente invención con referencia a los dibujos adjuntos, en donde:

La figura 1 es una vista desde la parte superior de un aparato de sonicación.

La figura 2 es una vista en sección transversal del aparato de sonicación, tomada a lo largo de la línea II-II de la figura 1.

La figura 3 es una vista en sección transversal del aparato de sonicación, tomada a lo largo de la línea III-III de la figura 1.

La figura 4 muestra una simulación por ordenador (ANSYS) del fenómeno de resonancia en el aparato de sonicación.

La figura 5 es una vista en sección transversal del aparato de sonicación con una primera construcción alternativa, tomada a lo largo de la línea II-II de la figura 1.

La figura 6 es una vista en sección transversal del aparato de sonicación con una segunda construcción alternativa, tomada a lo largo de la línea II-II de la figura 1.

La figura 7 es una vista esquemática del transductor y circuito de accionamiento del aparato de sonicación.

La figura 8 es un diagrama de circuito del circuito de accionamiento.

La figura 9 es un diagrama esquemático de una realización de bucle de fase bloqueada (PLL) en el circuito de accionamiento.

La figura 10 es un gráfico de la respuesta del bucle del aparato de sonicación.

La figura 11 es un gráfico de la corriente a través del transductor.

La figura 12 es un gráfico del voltaje de un lado a otro del transductor.

La construcción mecánica del aparato de sonicación 15 se muestra en las figuras 1 a 3.

El aparato de sonicación 15 tiene un transductor piezoeléctrico 1 que es operativo para producir ondas de sonido. El transductor 1 está acoplado directamente a un sonotrodo 2 que está formado por una sola pieza de material, preferentemente aluminio que es económico y fácil de fabricar. De este modo, las ondas de sonido producidas por el transductor 1 son transferidas a través del sonotrodo 2.

El sonotrodo 2 tiene una construcción con una disposición general similar a la de un diapasón. En particular, el sonotrodo 2 comprende una porción de base 3 que está acoplada al transductor 1 y desde la cual salen dos porciones salientes 4 en el lado opuesto respecto al transductor 2, generalmente, en la práctica, el lado más superior. Las porciones salientes 4 están separadas por una rendija 5. Las porciones salientes en este diseño son idénticas y de este modo tienen los mismos modos de vibración. Las porciones salientes 4 tienen una longitud que es del orden de, o más preferentemente igual a, un cuarto de la longitud de onda de las ondas de sonido producidas por el transductor 1 en operación normal a medida que se propagan en el material de las porciones salientes 4. Como resultado, la vibración de las porciones salientes 4 resona a una frecuencia próxima a la de las ondas de sonido con las cuales son
accionadas.

El sonotrodo 2 sostiene una cubeta 6 (mostrada en líneas de trazos en las figuras 2 y 3) entre las porciones salientes 4. Esto se consigue mediante las porciones salientes 4 que tienen un rebajo 7 formado entre las porciones salientes 4, es decir, el rebajo 7 está formado por superficies enfrentadas de cada una de las porciones salientes 4. El rebajo 7 está configurado para adaptarse a la cubeta 6. En este caso, la cubeta 6 tiene una sección transversal circular y, de este modo, el rebajo 7 tiene también una sección transversal circular, pero en general la cubeta 6 y el rebajo 7 podrían tener una forma diferente, de manera que el rebajo 7 formado por las superficies enfrentadas de cada una de las porciones salientes 4 tiene correspondientemente una forma diferente. Así, el rebajo 7 sostiene mecánicamente a la cubeta 6 mediante fricción.

Para incrementar la fuerza friccional, el rebajo 7 puede ser diseñado con dimensiones ligeramente más pequeñas que las dimensiones exteriores de la cubeta 6. En este caso, las porciones salientes 4 pueden ser forzadas hacia el exterior durante la introducción de la cubeta 6 en el rebajo 7 y liberadas posteriormente.

Aunque en este ejemplo el sonotrodo 2 sostiene mecánicamente a la cubeta 6 por fricción, podrían proporcionarse igualmente otros tipos de acoplamientos mecánicos, por ejemplo un ajuste mediante tornillo.

El contacto entre el sonotrodo 2 y la cubeta 6 es en seco y sin capas de acoplamiento u otros medios que actúen como acoplamiento acústico. La posibilidad de evitar un acoplamiento constituye una ventaja particular del aparato 1, aunque en principio podría utilizarse dicho acoplamiento.

La cubeta 6 es una parte elemental e intercambiable del sonotrodo 2. En la práctica, la cubeta 6 y el sonotrodo 2 vibran de forma conjunta a la frecuencia resonante de la combinación. La cubeta 6 y el sonotrodo 2 se diseñan para que tengan una frecuencia resonante adecuada para la aplicación deseada de la sonicación. Por ejemplo, un aparato de sonicación real 15 con el cual han de ser tomadas mediciones tiene una frecuencia resonante de 40 kHz y es accionado a 37 kHz. El aparato de sonicación se puede disponer de manera alternativa para que tenga una mayor frecuencia resonante de, por ejemplo, 60 kHz. El uso de una mayor frecuencia resonante presenta la ventaja de reducir ruidos y aportar dimensiones mecánicas más pequeñas.

En la práctica, las ondas de sonido producidas por el transductor 2 son transmitidas por el sonotrodo 2 a la cubeta 6. En la práctica, la cubeta 6 contiene un medio 8 y las ondas de sonido son transmitidas a través de la cubeta 6 hacia el medio 8. Por ejemplo, la figura 4 muestra una simulación por ordenador (ANSYS) del funcionamiento del sonotrodo 2 y cubeta 6 en el aparato de sonicación 15. Es evidente que la cubeta 6 actúa como una parte resonante fundamental de la combinación con el electrodo 2. La energía ultrasónica de 44 kHz se mueve desde el sonotrodo 2 a través y a lo largo de la cubeta 6 hacia el medio 8 existente dentro de la cubeta 6, causando con ello la sonicación del medio 8.

La configuración del sonotrodo 2 con una rendija 5 entre las porciones salientes 4 es ventajosa a la hora de estabilizar y controlar la vibración resonante del sonotrodo 2 y a la hora de transmitir así ondas de sonido hacia la cubeta 6. Para facilitar esto, el rebajo 7 se extiende a una profundidad menor que la rendija 5, de manera que la cubeta 6 es sostenida exclusivamente por las porciones salientes 4, aunque esto no es esencial y podría lograrse un efecto similar si el rebajo 7 se extiende a una mayor profundidad que la rendija 5.

La rendija 5 tiene también la ventaja de permitir el paso de luz, lo cual es de utilidad en muchas aplicaciones en donde es deseable controlar ópticamente una reacción dentro de la cubeta 6.

La geometría del sonotrodo 2 también permite otros modos acústicos útiles.

Aunque el diseño del sonotrodo 2 utiliza dos porciones salientes 4, en general el sonotrodo podría emplear cualquier número plural de porciones salientes 4 dispuestas alrededor del rebajo 7 y el principio operativo sería el mismo.

El aparato de sonicación 15 tiene una disposición de montaje como sigue. El transductor 1 está soportado por una masa de apoyo 9. La masa de apoyo 9 proporciona una reacción a las ondas de sonido generadas por el transductor 1 y está formada simplemente como un bloque de material tal como aluminio, pero en general podría tener una construcción más complicada. Los pernos 11 entre el sonotrodo 2 y la masa de apoyo 9 causan la compresión del transductor 1 contra el sonotrodo 2 para lograr una transferencia eficaz de las ondas de sonido.

La masa de apoyo 9 está soportada por un amortiguador 10 para aislar el transductor 1 de la superficie sobre la cual está asentado. El amortiguador 10 puede estar formado simplemente como un bloque de material tal como caucho, pero de nuevo podría tener una construcción más complicada.

Se describirán ahora ciertas construcciones alternativas para el aparato de sonicación 15 que utilizan diferentes disposiciones para sostener mecánicamente la cubeta 6 sobre el sonotrodo 2.

Una primera construcción alternativa para el aparato de sonicación 15 se muestra en la figura 5 la cual es una vista en sección transversal similar a la de la figura 3. En esta construcción alternativa, el aparato de sonicación 15 está modificado mediante la previsión adicional de una disposición de carga 40 que carga la cubeta 6 contra el sonotrodo 2. En particular, la disposición de carga 40 comprende un alojamiento 41 que aloja una placa móvil 42 y un resorte 43 que solicita a la placa 42 para separarla del alojamiento 41. La disposición de carga 40 está montada con la placa 42 acoplándose en el extremo superior de la cubeta 6 y con el alojamiento fijado con respecto al resto del aparato de sonicación 15, en este ejemplo mediante una pluralidad de brazos 44 (uno de los cuales se muestra) que se extienden desde el alojamiento 41 hasta el amortiguador 10 o, alternativamente, a otra parte del aparato de sonicación 15. En lugar de los brazos 44, la disposición de carga 40 podría mantenerse con respecto al aparato de sonicación 15 de cualquier otro modo, por ejemplo disponiendo el aparato de sonicación 15 y la disposición de carga 40 en una caja que, cuando se cierra, mantiene ambos elementos juntos entre sí.

De este modo, la acción del resorte de solicitación 43 carga la cubeta 6 contra el sonotrodo 2. La disposición de carga 40 está adaptada para reducir al mínimo cualquier vibración de la misma y en particular para no resonar con la cubeta 6.

La ventaja de la disposición de carga 40 consiste en mejorar la transmisión de vibraciones desde el sonotrodo 2 a la cubeta 6. También reduce la fuerza de acoplamiento que se necesita aplicar directamente entre el sonotrodo 2 y la cubeta 6, por ejemplo requiriendo el rebajo 7 para proporcionar un ajuste menos estanco.

La fuerza de carga del resorte de solicitación 43 se elige para proporcionar un grado suficiente de acoplamiento entre el sonotrodo 2 y la cubeta 6 para poder conducir de manera adecuada las vibraciones. La fuerza es normalmente del orden de 1 N a 40 N, por ejemplo alrededor de 20 N.

La disposición de carga 40 está adaptada convenientemente para transmitir la fuerza de carga a la cubeta 6 en un punto de vibración mínima por flexión de la cubeta 6, es decir, en un punto nodal de la vibración. Esto se puede conseguir mediante el diseño de los valores relativos de la longitud de la cubeta 6 y de la frecuencia resonante de la combinación de la cubeta 6 y sonotrodo 2. Pueden existir múltiples puntos de vibración mínima por flexión a lo largo de la cubeta 6 y la carga podría ser aplicada alternativamente en cualquiera o en la totalidad de dichos puntos. La transmisión de la fuerza de carga a la cubeta 6 en un punto de vibración mínima por flexión de la cubeta 6 presenta la ventaja de proporcionar un efecto de amortiguación mínimo sobre la vibración de la cubeta 6.

La disposición de carga 40 es un ejemplo de cómo la cubeta 6 puede ser cargada contra el sonotrodo 2. Dicha carga se puede conseguir de otros modos. Igualmente, la cubeta 6 puede proporcionarse con salientes en los cuales se puede aplicar la carga. La carga no necesariamente se aplica sobre la superficie extrema de al cubeta 6 y, alternativamente, podría aplicarse sobre una superficie lateral de la cubeta 6. Las cargas pueden ser aplicadas en más de un sitio. La carga se puede aplicar por técnicas distintas al uso de un resorte. Una de varias alternativas consiste en disponer el aparato de sonicación 15 en una caja con una tapa que se ajusta de forma estanca y que carga la cubeta 6 contra el sonotrodo 2.

Una segunda construcción alternativa para el aparato de sonicación 15 se muestra en la figura 6 que es una vista en sección transversal similar a la de las figuras 3 y 5. En esta construcción alternativa, el aparato de sonicación 15 está modificado en comparación con la primera construcción alternativa como sigue. Las porciones salientes 4 del sonotrodo 2 están formadas sin un rebajo 7. En su lugar, las porciones salientes 4 están dispuestas para sostener mecánicamente el recipiente en sus extremos exteriores 45. Los extremos exteriores 45 están configurados para adaptarse con la superficie inferior de la cubeta 6 y la cubeta 6 se carga contra los extremos exteriores 45 mediante la disposición de carga. Los extremos exteriores 45 presentan una configuración cóncava que sirve así para centrar la cubeta 6 sobre las porciones salientes 4 pero, alternativamente, los extremos exteriores 45 podrían ser planos.

Según otra alternativa, la segunda construcción alternativa de la figura 6 podría modificarse omitiendo la disposición de carga y en su lugar sosteniendo mecánicamente la cubeta 6 sobre los extremos exteriores de las porciones salientes 4 mediante un acoplamiento mecánico.

En la figura 7 es muestran la construcción del transductor 1 y los elementos eléctricos del aparato de sonicación 15.

El transductor 1 tiene una construcción de bimorfo convencional consistente en un apilamiento de dos capas 12 de material piezoeléctrico que alternan con electrodos 13. En general, el transductor puede tener cualquier construcción capaz de generar las ondas de sonido deseadas, pero un ejemplo típico será un producto fabricado por la compañía Ferroperm. Normalmente, las capas 12 de material piezoeléctrico tendrán forma de disco y el transductor podría tener un diámetro de 30 mm y un grosor de 2 mm. El material piezoeléctrico puede ser un material cerámico tal como PZT, por ejemplo PZT 26 que tiene una impedancia acústica Z de 2,70 E + 07 kg (m^{2}/s).

Un circuito de accionamiento 14 suministra una señal de accionamiento para activar el transductor 1. La señal de accionamiento se aplica a los electrodos 13. La polaridad de la señal de accionamiento y la polaridad de las capas 12 de material piezoeléctrico se eligen de manera que las capas 12 de material piezoeléctrico experimenten un cambio diferencial de longitud, con una de ellas expansionándose mientras que la otra se contrae. El cambio diferencial de longitud causa la flexión del transductor lo cual genera ondas de sonido. Para lograr un efecto similar podrían utilizarse otras formas de transductor.

Los materiales de la cubeta 6 y del diseño general del sonotrodo 2 se eligen teniendo en cuenta la transmisión de ondas de sonido desde el transductor 1 al medio 8. Para conseguir una eficiente transmisión de banda estrecha desde el transductor 1 a la cubeta 6, es conveniente que la impedancia acústica Z_{2} del sonotrodo 2 sea igual a la "media geométrica" (Z_{2} = \surd(Z_{1} Z_{3})) de la impedancia acústica Z_{1} del transductor 1 y de la impedancia acústica Z_{3} de la cubeta 6, o de un valor próximo a dicha media geométrica (por ejemplo dentro del 50% de la media geométrica). Una combinación ventajosa de materiales es que el transductor 1 esté constituido por PZT 26 que tiene una impedancia acústica Z_{1} de 2,70 E + 07 kg (m^{2}/s), que el sonotrodo 2 esté constituido por aluminio que tiene una impedancia acústica Z_{2} de 1,70 E + 07 kg (m^{2}/s) y que la cubeta 6 esté constituida por Ticona Topas 8007® que tiene una impedancia acústica Z_{3} de 1,65 E + 06 kg (m^{2}/s). Con fines comparativos, el agua tiene un valor Z de 1,50 E + 06 kg (m^{2}/s) y el aire tiene un valor Z de 4,100 E + 02 kg (m^{2}/s).

Otra consideración consiste en formar la cubeta 6 a partir de un material que tiene una impedancia acústica que proporciona un apareamiento acústico entre el sonotrodo 2 y el medio 8. La combinación de materiales antes mencionados reúne este requisito, en particular al proporcionar una coincidencia de al menos 0,4 veces la coincidencia óptima, siendo esta la coincidencia adecuada para un dispositivo accionado por batería. De este modo, en banda estrecha, se consiguió una transmisión eficiente de sonido hacia la cubeta 6. Se consideraron otros materiales para la cubeta 6, pero Ticona Topas 8007® tenía la impedancia acústica óptima y las características mecánicas de los materiales considerados. Por tanto, existe una transmisión extremadamente buena de ondas de sonido desde el transductor 1 hacia el medio 8.

Además, Ticona Topas 8007® presenta la ventaja de proporcionar una baja pérdida de energía como consecuencia de la fricción interna. Dado que la cubeta 6 resona en combinación con el sonotrodo 2, ello mejora la eficiencia del funcionamiento del aparato de sonicación 15.

Se pueden lograr ventajas similares con otros polímeros olefínicos termoplásticos de estructura amorfa, entre los cuales Ticona Topas 8007® es un ejemplo. Por ejemplo, el material de la cubeta 6 puede ser un copolímero olefínico cíclico (COC). Dichos polímeros son copolímeros de etileno y una olefina estructurada con anillo, habitualmente derivada de diciclopentadieno. La estructura de anillo incorporada aporta su rigidez a los COCs, mientras que su tamaño impide que las moléculas lleguen a ordenarse lo suficiente como para cristalizar. La naturaleza de estos polímeros es completamente amorfa, dando lugar a piezas con baja capacidad de contracción y alabeo. Estas características hacen que los materiales de COC resulten especialmente aplicables para el uso de ultrasonidos, por ejemplo para recipientes o cubetas que se emplean en la instrumentación de diagnóstico in vitro.

Sin embargo, en general, la cubeta 6 podría estar hecha de otros materiales plásticos tales como polipropileno, polietileno, polimetilpenteno y poliestireno, aunque los mismos no pueden resultar tan adecuados y eficientes para la transmisión de energía sónica al interior del vial de reacción como el material empleado en la presente invención. Similarmente, cualquier otro material, por ejemplo material plástico, vidrio, cuarzo, silicio y metales, es adecuado en tanto en cuanto que aporte propiedades suficientemente buenas de impedancia coincidente al resonador.

El circuito de accionamiento 14 se ilustra en la figura 8 y será ahora descrito.

El circuito de accionamiento 14 es razonadamente simple y encuentra la frecuencia operativa adecuada independientemente del volumen del medio 8 en la cubeta 6. El circuito de accionamiento 14 es activado por una batería 20 y consiste en tres bloques de circuito, concretamente: un bloque de control 21, que incluye control del tiempo de mezcla, control de la amplitud, circuitos de ajuste de fase y circuitos de detección, y que genera una señal de accionamiento en la forma correcta; un bloque amplificador 22 que amplifica la señal de accionamiento procedente del bloque de control 21 y la suministra al transductor por vía de un conector BNC 24; y un bloque de energía de corriente continua que efectúa la conversión CC/CC del voltaje procedente de la batería y suministra energía eléctrica al bloque de control 21 y al bloque amplificador 22.

El bloque de control 21 comprende electrónica de seguimiento y controles del tiempo y amplitud de sonicación, como sigue.

Un amplificador de detección 25 mide la corriente que fluye a través del transductor 1.

Un bloque de control de la amplitud 26 controla la amplitud de la oscilación que ha de estar relacionada con la energía de sonicación, tomando como base la salida del amplificador de detección 25. El bloque de control de la amplitud 26 puede ser regulado por un potenciómetro de la amplitud 27.

Un circuito temporizador 28 recibe la salida del bloque de control de la amplitud 26 y cierra el bucle de realimentación, permitiendo así la oscilación libre. El tiempo de mezcla es controlado por un conmutador FET que activa al circuito de realimentación. El tiempo de cierre del bucle del circuito temporizador 28 es regulado por un potenciómetro temporizador 29 o por una entrada procedente del conector de ajuste del tiempo de mezcla 30.

La salida del circuito temporizador 28 es suministrada a un amplificador 31 que ajusta la ganancia correcta y regula la señal de realimentación.

La salida del amplificador 31 es suministrada a un circuito de ajuste de fase 32 que establece la fase correcta a la señal de realimentación.

El funcionamiento del transductor 1 y del resto del aparato de sonicación 15 está basado en una oscilación libre. En oscilación libre, la combinación de la masa de apoyo 9, transductor 1, sonotrodo 2 y cubeta 6 se emplea como un "circuito oscilador" que determina la frecuencia de oscilación del sistema.

El bloque amplificador 22 genera un alto voltaje empleando un amplificador de potencia y un transformador con núcleo de ferrita. El voltaje de salida máximo del amplificador de potencia es de +10 V a -10 V y el voltaje de salida máximo del transformador es de 400 Vpp (pico a pico). El ato voltaje es impulsado al interior del transductor 1 y se mide la corriente. El voltaje de salida del amplificador de detección 25 es relativo a la corriente que fluye a través del "circuito oscilador". Este voltaje es realimentado al amplificador de potencia del boque amplificador 22 como se ha descrito anteriormente. Si el voltaje de realimentación y el voltaje de accionamiento se encuentran en la misma fase y la ganancia en bucle abierto del sistema es de \geq1, el circuito comienza a oscilar en la frecuencia en donde se satisfacen plenamente estas condiciones límite. En la figura 10 se muestra gráficamente la respuesta en bucle abierto medida desde TP1 a TP2 (la entrada y salida del circuito temporizador 28). La respuesta es medida por la transmisión de ruido aleatorio a la TP1 y midiendo la respuesta procedente de TP2. La ganancia y la fase satisfacen plenamente las condiciones límite de la oscilación libre. En la electrónica de control, se emplea un filtro de paso de banda LC para conseguir el tipo correcto de configuración con respecto a la respuesta de fase y para limitar el ancho de banda. La frecuencia central del filtro LC ha de ser aproximadamente la misma que la frecuencia de resonancia del aparato de sonicación 15. La potencia del circuito se puede ajustar limitando la amplitud de detección en el amplificador de detección 25, por ejemplo empleando limitadores diádicos ajustables.

Como alternativa a la oscilación libre, podría utilizarse oscilación forzada. En esta alternativa, se emplea un bucle de fase bloqueada (PLL) para encontrar la frecuencia operativa correcta automáticamente, tal como se muestra de manera esquemática en la figura 9. En particular, en la resonancia cambia la fase de la corriente alterna que actúa sobre el transductor 1. En el PLL, la fase de la corriente de actuación es medida por un detector de fase 33. El voltaje con respecto a la fase es dirigido a un oscilador de voltaje controlado (VCO) 34 que produce una señal de activación oscilatoria suministrada por vía de un amplificador 35 al transductor 1. Si cambia la frecuencia de resonancia del aparato de sonicación 15, también cambia el voltaje de salida del detector de fase 33. Este voltaje controla la frecuencia de oscilación del VCO 34 de tal manera que el voltaje de salida del detector de fase 34 permanece en el valor predeterminado. De este modo, la frecuencia sigue la nueva resonancia. Si cambia la frecuencia de resonancia del aparato de sonicación 15, también cambia el voltaje de salida del detector de fase 33.

Una característica opcional es la sintonización del aparato de sonicación 15, bien manualmente o bien automáticamente, con el fin de encontrar la amplitud y fase óptimas que permitan una transferencia eficiente de energía desde el sonotrodo 2 a la cubeta 6, independientemente del material elegido de la cubeta 6 para el ensayo.

Una opción adicional del sonicador es la posibilidad de poder conmutar desde un estado de sonicación de alta energía a otro de baja energía bien manualmente o bien automáticamente. Teniendo en cuenta los diferentes requisitos geométricos, también es posible ejecutar la sonicación del tipo de onda estacionaria.

El aparato de sonicación 15 permite una generación mucho más baja de energía, calor y ruido audible para una ultrasonicación excelente en la frecuencia de alrededor de 40 kHz, en comparación con los métodos disponibles que utilizan normalmente la frecuencia de 20 a 25 kHz aproximadamente. Para ajustar esto, las figuras 11 y 12 muestran la variación en corriente y voltaje, respectivamente, en el transductor 1 en función del tiempo. La figura 11 muestra que la cantidad de corriente a través del transductor 1 es de 100-300 mApp con el control de potencia en la posición mínima, es decir \sim70% de la potencia máxima. La figura 12 muestra que la cantidad de voltaje sobre los elementos piezo durante el procedimiento de sonicación fue de 120-160 Vpp. El consumo de potencia instantáneo de la parte mezcladora en la potencia mínima es así de aproximadamente 14 W (promedio 7 W).

La potencia de las ondas de sonido suministradas al medio 8 se estima que es de alrededor de 4 W con 1,0 ml del medio 8. El consumo de potencia por el circuito de activación 14 se estima en alrededor de 25 W. Tomando como base estas estimaciones, la eficiencia es del 16% aproximadamente.

El aparato de sonicación 15 ha sido desarrollado para sonicar un medio como parte de la técnica descrita en la Solicitud de Patente Internacional No. PCT/EP06/004244 (publicada como WO-2006/119933). Sin embargo, el aparato de sonicación 15 se puede aplicar igualmente a la sonicación de un medio 8 en un amplio intervalo de otras aplicaciones, como se ha resumido anteriormente. En cada caso, el medio 8 que ha de ser sonicado está dispuesto en la cubeta 6 y el aparato de sonicación 15 se hace funcionar en la forma anteriormente descrita. El aparato de sonicación 15 puede funcionar en un amplio intervalo de frecuencias, como también se ha resumido anteriormente. El cambio de la frecuencia operativa puede requerir cambios en el diseño del aparato de sonicación 15, por ejemplo, cambiar la longitud de las porciones salientes 4 del sonotrodo 2 o cambiar los materiales empleados, pero el funcionamiento fundamental sigue siendo el mismo.

Claims (57)

1. Aparato (15) para sonicar un medio (8) que comprende:

un recipiente (6) para contener el medio (8);

un transductor (1) operable para producir ondas de sonido; y

un sonotrodo (2) acoplado al transductor (1),

caracterizado porque el sonotrodo (2) comprende una pluralidad de porciones salientes (4) separadas por al menos una rendija (5), estando dispuesta la pluralidad de porciones salientes (4) para sostener mecánicamente el recipiente (6).

2. Aparato según la reivindicación 1, en donde la pluralidad de porciones salientes (4) presentan superficies enfrentadas que forman un rebajo (7) configurado para sostener mecánicamente el recipiente (6).

3. Aparato según la reivindicación 2, en donde el rebajo (7) se extiende a una profundidad menor que la rendija o rendijas (5).

4. Aparato según la reivindicación 2 o 3, en donde el rebajo (7) está configurado para adaptarse a la superficie exterior del recipiente (6).

5. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, en donde el rebajo (7) sostiene mecánicamente el recipiente (6) mediante fricción.

6. Aparato según la reivindicación 1, en donde la pluralidad de porciones salientes (4) del sonotrodo están dispuestas para sostener mecánicamente el recipiente (6) sobre sus extremos exteriores.

7. Aparato según la reivindicación 6, en donde los extremos exteriores del sonotrodo (2) están configurados para adaptarse al recipiente (6).

8. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además una disposición de carga (40) prevista para cargar el recipiente (6) contra las porciones salientes (4).

9. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde las porciones salientes (4) tienen una longitud del orden de un cuarto de la longitud de onda de las ondas de sonido en el material de las porciones salientes (4).

10. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el sonotrodo (2) tiene dos de dichas porciones salientes (4) separadas por una rendija (5).

11. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde las porciones salientes (4) son idénticas.

12. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el sonotrodo (2) tiene además una porción de base desde la cual salen las porciones salientes (4), estando acoplada la porción de base (3) al transductor (1).

13. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el sonotrodo (2) está formado de una sola pieza de material.

14. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el sonotrodo (2) sostiene el recipiente (6) según un contacto en seco.

15. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el sonotrodo (2) sostiene el recipiente (6) en contacto con el recipiente (6) sin capas de acoplamiento entre los mismos.

16. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el recipiente (6) es sostenido de manera sustituible por el sonotrodo (2).

17. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el transductor (1) está soportado por una masa de apoyo (9) que proporciona una reacción a las ondas de sonido.

18. Aparato según la reivindicación 17, en donde la masa de apoyo está soportada por un amortiguador (10).

19. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el recipiente (6) está hecho de un material que tiene una impedancia acústica que proporciona una coincidencia acústica entre el sonotrodo (2) y el medio (8).

20. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el recipiente (6) está hecho de un material plástico, metal, vidrio, cuarzo o silicio.

21. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 19, en donde el recipiente (6) está hecho de un polímero olefínico termoplástico de estructura amorfa.

22. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la frecuencia resonante de la combinación del sonotrodo (2) y recipiente (6) es de al menos 20 kHz.

23. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la frecuencia resonante de la combinación del sonotrodo (2) y recipiente (6) es como máximo de 100 kHz.

24. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además un medio (8) contenido en el recipiente (6) y que es un reactivo de ensayo capaz de detectar un analito.

25. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde que comprende además un circuito de activación (14) dispuesto para proporcionar una señal de activación oscilatoria para hacer funcionar el transductor (1).

26. Aparato según la reivindicación 25, en donde la señal de activación es una señal de activación pulsada.

27. Aparato según la reivindicación 25 o 26, en donde la señal de activación es oscilatoria a una frecuencia que causa la resonación de la combinación del sonotrodo (2) y recipiente (6).

28. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones 25 a 27, en donde el circuito de activación (14) incluye un detector (25, 33) dispuesto para controlar la vibración del aparato (15) y en donde el circuito de activación (14) está dispuesto para controlar la frecuencia oscilatoria de la señal de activación en respuesta a la salida del detector (25, 33).

29. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones 25 a 28, en donde el aparato (15) está dispuesto para transmitir ondas de sonido al medio (8) con una potencia de 10 W o menos.

30. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el aparato (15) forma parte de un analizador de inmunoensayos o de un analizador de química clínica para el procesado de muestras y reactivos.

31. Método de sonicación de un medio, caracterizado porque comprende:

disponer el medio (8) en un recipiente (6) sostenido mecánicamente por un sonotrodo (2) acoplado a un transductor (1), comprendiendo el sonotrodo (2) una pluralidad de porciones salientes (4) separadas por al menos una rendija (5), siendo sostenido mecánicamente el recipiente (6) por la pluralidad de porciones salientes (4); y

hacer funcionar el transductor (1) para producir ondas de sonido y transmitir las ondas de sonido desde el transductor (1) al recipiente (6) mediante el sonotrodo (2).

32. Método según la reivindicación 31, en donde la pluralidad de porciones salientes (4) presentan superficies enfrentadas que forman un rebajo (7) configurado para sostener mecánicamente el recipiente (6).

33. Método según la reivindicación 32, en donde el rebajo (7) se extiende a una profundidad menor que la rendija o rendijas (5).

34. Método según la reivindicación 32 o 33, en donde el rebajo (7) está configurado para adaptarse a la superficie exterior del recipiente (6).

35. Método según cualquiera de las reivindicaciones 32 a 34, en donde el rebajo (7) sostiene mecánicamente el recipiente (6) mediante fricción.

36. Método según la reivindicación 31, en donde la pluralidad de porciones salientes (4) del sonotrodo están dispuestas para sostener mecánicamente el recipiente (6) sobre sus extremos exteriores.

37. Método según la reivindicación 36, en donde los extremos exteriores del sonotrodo (2) están configurados para adaptarse al recipiente (6).

38. Método según cualquiera de las reivindicaciones 31 a 37, en donde la pluralidad de porciones salientes (4) sostienen mecánicamente el recipiente (6) con el recipiente (6) cargado contra las porciones salientes (4).

39. Método según cualquiera de las reivindicaciones 31 a 38, en donde las porciones salientes (4) tienen una longitud del orden de un cuarto de la longitud de onda de las ondas de sonido en el material de las porciones salientes (4).

40. Método según cualquiera de las reivindicaciones 31 a 39, en donde el sonotrodo (2) tiene dos de dichas porciones salientes (4) separadas por una rendija (5).

41. Método según cualquiera de las reivindicaciones 31 a 40, en donde las porciones salientes (4) son idénticas.

42. Método según cualquiera de las reivindicaciones 31 a 41, en donde las porciones salientes (4) salen desde una porción de base (3).

43. Método según cualquiera de las reivindicaciones 31 a 42, en donde el sonotrodo (2) está formado de una sola pieza de material.

44. Método según cualquiera de las reivindicaciones 31 a 43, en donde el sonotrodo (2) sostiene el recipiente (6) según un contacto en seco.

45. Método según cualquiera de las reivindicaciones 31 a 44, en donde el sonotrodo (2) sostiene el recipiente (6) en contacto con el recipiente (6) sin capas de acoplamiento entre los mismos.

46. Método según cualquiera de las reivindicaciones 31 a 45, en donde el transductor (1) está soportado por una masa de apoyo (9) que proporciona una reacción a las ondas de sonido.

47. Método según la reivindicación 46, en donde la masa de apoyo está soportada por un amortiguador (10).

48. Método según cualquiera de las reivindicaciones 31 a 47, en donde el recipiente (6) está hecho de un material que tiene una impedancia acústica que proporciona una coincidencia acústica entre el sonotrodo (2) y el medio (8).

49. Método según cualquiera de las reivindicaciones 31 a 48, en donde el recipiente (6) está hecho de un material plástico, metal, vidrio, cuarzo o silicio.

50. Método según cualquiera de las reivindicaciones 31 a 48, en donde el recipiente (6) está hecho de un polímero olefínico termoplástico de estructura amorfa.

51. Método según cualquiera de las reivindicaciones 31 a 50, en donde las ondas de sonido causan la resonación de la combinación del sonotrodo (2) y recipiente (6).

52. Método según cualquiera de las reivindicaciones 31 a 51, en donde la frecuencia resonante de la combinación del sonotrodo (2) y recipiente (6) es de al menos 20 kHz.

53. Método según cualquiera de las reivindicaciones 31 a 52, en donde la frecuencia resonante de la combinación del sonotrodo (2) y recipiente (6) es como máximo de 100 kHz.

54. Método según cualquiera de las reivindicaciones 31 a 53, en donde el medio (8) incluye un reactivo de ensayo capaz de detectar un analito.

55. Método según cualquiera de las reivindicaciones 31 a 54, en donde el método se efectúa como parte de un procedimiento de ensayo.

56. Método según cualquiera de las reivindicaciones 31 a 55, en donde las ondas de sonido son proporcionadas en uno o más impulsos.

57. Método según cualquiera de las reivindicaciones 31 a 56, en donde la potencia suministrada al medio (8) es de 10 W o menos.