ES2864580T3 - Sistema manipulador de placas de pocillos para un citómetro de flujo - Google Patents
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Abstract
Sistema manipulador de placas (10) para un citómetro de flujo que comprende un tubo de succión, comprendiendo el sistema manipulador de placas: · un sistema de actuación vertical (40) que está acoplado con el citómetro de flujo y que ajusta la distancia vertical entre el tubo de succión y una bandeja de muestras; · un sistema de vinculación horizontal (12) que posiciona la bandeja de muestras en un plano horizontal, que incluye: o un brazo de base (20) que gira alrededor de una junta de brazo de base (28), en el que la junta de brazo de base (28) es concéntrica con un eje de actuación vertical del sistema de actuación vertical (40); y o un brazo de muestras (30) que gira alrededor de una junta de brazo de muestras (38) sobre el brazo de base (20); · un sistema de accionamiento (14) que comprende un primer motor de accionamiento (46) que está acoplado con el brazo de base (20) y un segundo motor de accionamiento que está acoplado con el brazo de muestras (30), en el que el sistema de accionamiento (14) está configurado para hacer girar independientemente el brazo de base (20) y el brazo de muestras (30) para hacer girar cualquier muestra de la bandeja de muestras entre el tubo de succión y el brazo de muestras; caracterizado por que el sistema de vinculación horizontal (12) comprende asimismo: · una pluralidad de espigas de posicionamiento (56) para detener el brazo de base (20) y el brazo de muestras (30) cuando los brazos son girados hacia posiciones de calibración; y · un tope (52) para calibrar la posición relativa entre el tubo de succión y la bandeja de muestras.
Description
DESCRIPCIÓN
Sistema manipulador de placas de pocilios para un citómetro de flujo
Referencia cruzada a solicitudes relacionadas
La presente solicitud reivindica la prioridad de la solicitud número de serie provisional US 61/082.045 presentada el 18 de julio de 2008.
Antecedentes
Se utilizan frecuentemente manipuladores de placas de pocillos para posicionar una placa de pocillos para muestreo automatizado de numerosos pocillos de una placa de pocillos. Los manipuladores de plaza de pocillos para dispositivos tales como citómetros de flujo utilizan típicamente husillos, tornillos de bolas, o sistemas de cremallera y piñones a fin de proporcionar la manipulación 2D de un dispositivo. Estos sistemas maniobran típicamente una placa de pocillos linealmente a lo largo de un eje X y un eje Y. Aunque son competentes de algunas maneras, estos sistemas son lentos y requieren una gran área de superficie dedicada para maniobrar sobre un área dada. Estos sistemas son incapaces también de detectar y ajustarse fácilmente a una sonda doblada que -si la sonda doblada alcanza un pocillo no atendido - puede ser desastroso para los datos del muestreo. Por tanto, existe una necesidad de que el campo de los manipuladores de placas de pocillos automatizados cree un manipulador de placas de pocillos mejorado y útil. Esta invención proporciona un sistema y procedimientos nuevos y útiles de esta clase. La invención se define en las reivindicaciones.
Breve descripción de las figuras
La figura 1 es una vista en perspectiva de una forma de realización preferida de la invención.
La figura 2 es una vista en perspectiva del lado inferior de la forma de realización preferida de la invención. La figura 3 es una vista detallada de una espiga de posicionamiento de brazo.
La figura 4 es una vista detallada de un tope de posicionamiento.
La figura 5 es una vista superior de un sistema manipulador de placas sujeto a un citómetro de flujo que ilustra un procedimiento preferido de calibración de un manipulador de placas.
La figura 6 es una representación ilustrada de un procedimiento preferido de calibración de la posición relativa entre un tubo de succión y una bandeja de muestras, que muestra primero una vista superior de un sistema manipulador de placas sujeto a un citómetro de flujo y mostrando seguidamente vistas detalladas de un tope de posicionamiento y un tubo de succión de un citómetro de flujo.
La figura 7 es una vista superior de un sistema manipulador de placas unido a un citómetro de flujo que ilustra un procedimiento preferido de uso del manipulador de placas.
Descripción de las formas de realización preferidas
La siguiente descripción de las formas de realización preferidas de la invención no está destinada a limitar la invención a estas formas de realización preferidas, sino que en su lugar habilitan a cualquier experto en la materia a implementar y utilizar esta invención.
1. Sistema manipulador de placas
Como se muestra en la figura 1, el sistema manipulador de placas 10 de la forma de realización preferida funciona para mover una bandeja de muestras a diversas posiciones en relación con un tubo de succión de un dispositivo de muestreo, en particular un citómetro de flujo. El sistema manipulador de placas 10 incluye un sistema de actuación vertical 40, un sistema de vinculación horizontal 12 y un sistema de accionamiento 14. El sistema de actuación vertical 40 funciona moviendo el contenido de una bandeja de muestras y un tubo de succión dentro y fuera de contacto a lo largo de un eje vertical. El sistema de vinculación horizontal 12 funciona para sujetar una bandeja de muestras (por ejemplo, una placa de pocillos) y proporcionar la estructura mecánica a fin de trasladar la bandeja de muestras a diversas posiciones sobre un plano horizontal 2D. El sistema de accionamiento 14 funciona para accionar el movimiento rotacional del sistema de vinculación horizontal 12. El sistema manipulador de placas 10 incluye un amortiguador de posicionamiento 52 e incluye preferentemente unos topes 50. Los topes 50 funcionan para recibir una placa de pocillos y localizar la placa de pocillos en una posición conocida sobre el sistema de vinculación horizontal 12. El tope de posicionamiento 52 funciona para encontrar la posición relativa del tubo de succión y la bandeja de muestra. Aunque diseñado para un sistema de citómetro de flujo tal como el sistema de citómetro de flujo que se divulga en la publicación US No. 2007/0224684 presentada el 22 de marzo
de 2006 y titulada “Transportable Flow Cytometer”, el sistema manipulador de placas 10 puede utilizarse en cualquier entorno adecuado o para cualquier dispositivo de muestreo adecuado.
El sistema de actuación vertical 40 de la forma de realización preferida funciona para mover el contenido de la bandeja de muestras y un tubo de succión dentro y fuera de contacto a lo largo de un eje vertical. El contenido de la bandeja de muestras y el tubo de succión se mueven fuera de contacto a fin de permitir que el sistema de vinculación horizontal 12 mueva la bandeja de muestras a lo largo del plano horizontal sin interferencia por el tubo de succión. El contenido de la bandeja de muestras y el tubo de succión se mueven verticalmente en contacto cuando sea necesario, por ejemplo, cuando el tubo de succión succiona un fluido de muestra de un pocillo de una placa de pocillos. Este sistema de actuación vertical 40 ajusta preferentemente el desplazamiento vertical entre el sistema de vinculación horizontal y el tubo de succión. El sistema de actuación vertical 40 es preferentemente capaz de ajustar la distancia vertical para un rango de desplazamiento continuo (o un rango casi continuo de posiciones) a fin de acomodar una variedad de bandejas de muestras tal como un soporte de tubos de ensayo o placas de pocillos profundos. Por ejemplo, un soporte de diferentes tubos (tales como, 12x75 mm, 1,5 ml, 0,5 ml, etc.) o incluso un muestreo de una superficie plana (sin depósito) puede acomodarse individualmente por el sistema de actuación vertical 40. El rango de desplazamiento está preferentemente en un rango de seis pulgadas, pero puede utilizarse alternativamente cualquier rango de desplazamiento vertical adecuado. El sistema de actuación vertical puede presentar alternativamente un número limitado de alturas de desplazamiento discretas, tales como una altura de cambio de bandeja de muestras, una altura de holgura y una altura de muestreo. La altura de cambio de bandeja de muestras está preferentemente en el lugar en el que la bandeja de muestras y el tubo de succión están en un desplazamiento vertical máximo, y es la altura preferentemente utilizada cuando se cambia una bandeja de muestras. La altura de holgura es preferentemente lo suficientemente alta para mover el sistema de vinculación horizontal entre diferentes muestras, pero está más próxima a la bandeja de muestras para la operación más rápida de muestreo. La altura de muestreo está preferentemente en el lugar en el que el tubo de succión y el contenido de la bandeja de muestras están en contacto o alternativamente cuando el tubo de succión está en contacto con el fluido de muestra. El sistema de actuación vertical 40 puede presentar adicionalmente una resolución suficientemente alta de actuación (por ejemplo, <0,5 mm). En una aplicación, puede utilizarse un sistema de actuación vertical de resolución suficientemente alta 50 para muestrear capas estratificadas específicas de muestras en un tubo, tal como después de la centrifugación. Estas diferentes alturas de desplazamiento o cualquier número adecuado de alturas pueden implementarse adicionalmente para el funcionamiento con el rango discreto o continuo. En una forma de realización preferida, el sistema de actuación vertical 40 mueve el sistema de vinculación horizontal 12 verticalmente hacia arriba y hacia el tubo de succión a fin de poner en contacto el contenido de la bandeja de muestras y el tubo de succión. El sistema de actuación vertical puede montarse alternativamente en el sistema de vinculación horizontal 12 y mover una bandeja de muestras hacia arriba. En una forma de realización alternativa, el sistema de actuación vertical 40 mueve el tubo de succión verticalmente hacia abajo y hacia el sistema de vinculación horizontal 12 para poner en contacto la placa de pocillos y el tubo de succión. El sistema de actuación vertical 40 de esta forma de realización alternativa puede incluir adicionalmente un tubo flexible que va desde el tubo de succión hasta el citómetro de flujo. El tubo flexible funciona para mantener la conexión del tubo de succión 18 con el citómetro de flujo, mientras proporciona flexibilidad de modo que el tubo de succión pueda moverse verticalmente alejándose y hacia el chasis de citómetro de flujo. El sistema de actuación vertical 40 incluye preferentemente un motor y un mecanismo de husillo (o mecanismo de tornillo de bolas) para actuar sobre el sistema de vinculación horizontal 12 a lo largo de un eje vertical. El sistema de actuación vertical 40 puede utilizar alternativamente solenoides, levas, pistones, correas y poleas o cualquier mecanismo adecuado para lograr la actuación vertical.
El sistema de vinculación horizontal 12 de la forma de realización preferida funciona cuando la plataforma que posiciona una bandeja de muestras se desplaza a lo largo de un plano horizontal 2D. El sistema de vinculación horizontal 12 es preferentemente capaz de posicionar cualquier pocillo dado sobre la bandeja de muestras debajo de un tubo de succión del dispositivo de muestreo. El sistema de vinculación horizontal 12 incluye un brazo de base 20 y un brazo de muestras 30. El sistema de vinculación horizontal 12 presenta preferentemente por lo menos dos grados de libertad rotacional y, preferentemente, grados de libertad no lineal. El sistema de vinculación horizontal 12 posiciona preferentemente la bandeja de muestras por movimiento rotacional del brazo de base 20 y el brazo de muestras 30. El brazo de base 20 y el brazo de muestras 30 cooperan preferentemente para formar un sistema de vinculación de tres barras con solo dos grados de libertad rotacional. El vinculación de tres barras está preferentemente abierto. Como se utiliza en la presente memoria, se entiende que el término “abierto” significa que las bielas de vinculación preferentemente no forman un sistema de vinculación cerrado en el que cada biela está conectada con por lo menos otras dos bielas. El citómetro de flujo funciona preferentemente como una biela de vinculación de tres barras o, alternativamente, el suelo o cualquier objeto adecuado puede funcionar como un bastidor o biela de referencia fija. Una segunda biela es preferentemente el brazo de base 20 que presenta preferentemente dos juntas rotacionales y vincula preferentemente el brazo de muestras 30 y el citómetro de flujo (o el bastidor). La tercera biela es preferentemente el brazo de muestras 30 que gira alrededor de una de las juntas rotacionales del brazo de base 20. Pueden incluirse alternativamente bielas adicionales en el sistema de vinculación horizontal 12 y el sistema de vinculación horizontal 12 puede abrirse o cerrarse alternativamente. El brazo de base 20 y el brazo de muestras 30 cooperan también para permitir que cualquier muestra dada en una bandeja de muestras (por ejemplo, el pocillo de una placa de pocillos) se posicione debajo del tubo de succión 17. El brazo de base 20 y el brazo de muestras 30 giran preferentemente de manera independiente, girando el brazo
de base 20 alrededor de una junta de brazo de base estacionaria 28 y girando el brazo de muestras 30 alrededor de una junta de brazo de muestras 38 sobre el brazo de base 20.
El brazo de base 20 del sistema de vinculación horizontal 12 funciona para proporcionar un grado de libertad al sistema de vinculación horizontal 12 en forma de rotación alrededor de un punto fijo. El brazo de base 20 funciona además para proporcionar la base para el brazo de muestras 30. El brazo de base 20 es preferentemente un tramo plano de material rígido. Preferentemente, el brazo de base 20 está realizado en aluminio. Alternativamente, puede utilizarse para el brazo de base 20 acero, plástico, fibra de carbono o cualquier material adecuadamente rígido. El brazo de base 20 incluye una junta de brazo de base 28 alrededor del cual puede girar el brazo de base 20. La localización de la junta de brazo de base 28 está fijada preferentemente con relación al citómetro de flujo. La junta de brazo de base 28 está montada preferentemente en el citómetro de flujo por medio de un soporte 60. El brazo de base 20 incluye también una junta de brazo de muestras 38 para funcionar como el punto alrededor del cual gira el brazo de muestras 30. La junta de brazo de muestras 38 y la junta de brazo de base 28 están adecuadamente espaciadas para permitir que una bandeja de muestras sea maniobrada sobre el área deseada. Este espaciamiento entre la junta de brazo de muestras 38 y la junta de brazo de base 28 es preferentemente mayor que la mitad de la longitud de una bandeja de muestras. La longitud del brazo de base 20 es preferentemente del orden de magnitud de la longitud de una placa de 96 pocillos a fin de proporcionar suficiente maniobrabilidad de la placa de pocillos. La longitud puede dimensionarse alternativamente para permitir que una bandeja de muestras gire completamente alrededor de la junta de brazo de muestras 38 o pueda utilizarse cualquier longitud adecuada.
El brazo de muestras 30 del sistema de vinculación horizontal 12 funciona para proporcionar un segundo grado de libertad al sistema de vinculación horizontal 12 en forma de rotación alrededor de un punto fijo sobre el brazo de base 20. El brazo de muestras 30 funciona además para retener una bandeja de muestras recibida. El brazo de muestras 30 es preferentemente un tramo plano o placa de material rígido. Preferentemente, el brazo de muestras 30 está realizado en aluminio. Alternativamente, puede utilizarse acero, plástico, fibra de carbono o cualquier material adecuadamente rígido para el brazo de muestras 30. El área de la parte plana del brazo de placa de pocillos 20 está dimensionada preferentemente para recibir una placa de 96 pocillos, pero puede estar dimensionada alternativamente para retener cualquier bandeja de muestras adecuada. El brazo de muestras 30 incluye también la junta de brazo de muestras 38 que se conecta con el brazo de base 20, como se describe anteriormente. La junta de brazo de muestras 38 funciona para proporcionar un punto alrededor del cual pueda girar el brazo de muestras 30. La junta de brazo de muestras 38 está preferentemente localizada centralmente en el brazo de muestras 30, de tal manera que el brazo de muestras 30 gire simétricamente alrededor de la junta de brazo de muestras 38. La forma de realización preferida del brazo de muestras 30 incluye preferentemente un soporte de bandeja de muestras 31. El soporte de bandeja de muestras 31 funciona para recibir una bandeja de muestras y posicionar la bandeja de muestras en una posición conocida sobre el brazo de muestras 30. El soporte de bandeja de muestras 31 es preferentemente una estructura que está separada del brazo de muestras 30 o sujeta a este. El soporte de bandeja de muestras 31 puede ser alternativamente una ranura, un orificio, un soporte de dos partes (que, preferentemente, atornilla, abrocha o ajusta mutuamente) o un soporte. El soporte de bandeja de muestras 31 retiene preferentemente una variedad de bandejas de muestras tal como una placa de pocillos (una placa de 6 pocillos, de 24 pocillos, de 96 pocillos, de 384 pocillos, de 1536 pocillos u otra placa de pocillos adecuada), un soporte de tubos de ensayo o cualquier otro recipiente adecuado de una pluralidad de muestras. El soporte de bandeja de muestras 31 puede montarse alternativamente en la junta de brazo de muestras 38, de tal manera que el soporte de bandeja de muestras 31 defina meramente la superficie superior de la junta de brazo de muestras 38, de modo que una bandeja de muestras esté conectada aparentemente con la junta de brazo de muestras 38 directamente. En una forma de realización preferida, el centro de la bandeja de muestras está posicionada preferentemente de manera concéntrica con la junta de brazo de muestras 38, de tal manera que una muestra (o pocillo) centralmente localizado pueda posicionarse horizontalmente accionando solo el brazo de base 20.
En la forma de realización preferida, el soporte de bandeja de muestras 31 incluye preferentemente una pluralidad de topes 50. Los topes 50 funcionan para guiar la bandeja de muestras hacia el soporte de bandeja de muestras 31 y retener la bandeja de muestras. Los topes 50 están realizados preferentemente en un material resiliente, tal como un caucho o una silicona. Los topes 50 retienen preferentemente de forma cooperativa la bandeja de muestras en posición por fricción y/o dimensionándose para definir estrechamente el perímetro de la bandeja de muestras. Los topes 50 pueden hacerse alternativamente de un material rígido. El soporte de bandeja de muestras 31 tiene preferentemente ocho topes 50 dispuestos alrededor de un área rectangular que define el perímetro de una placa de 96 pocillos. Dos topes 50 están situados preferentemente a cada lado del rectángulo, preferentemente cerca de las esquinas del rectángulo. Los topes podrían ser alternativamente una única estructura que reviste el perímetro exterior del soporte de bandeja de muestras 31. Alternativamente, cualquier número de topes podría utilizarse para sujetar adecuadamente una bandeja de muestras en una única posición. Los topes 50 son preferentemente de forma cónica, funcionando el ángulo del cono para dirigir una placa de pocillos hacia una posición singular sobre el soporte de bandeja de muestras 31.
Como se muestra en la figura 3, el sistema de vinculación horizontal 12 de la invención incluye adicionalmente una espiga de posicionamiento de brazo 56. La espiga de posicionamiento de brazo 56 funciona para detener el brazo
de base 20 y/o el brazo de muestras 30 cuando se giran hacia una posición conocida. Cuando se han detenido el brazo de base 20 y/o el brazo de muestras 30 por la espiga de posicionamiento de brazo 56, pueden determinarse la localización y la orientación del sistema de vinculación horizontal 12. Pueden utilizarse adicionalmente dos espigas de posicionamiento de brazo 56 o cualquier número adecuado de espigas de posicionamiento de brazo 56. En una primera forma de realización, la espiga de posicionamiento de brazo 56 está integrada preferentemente en la junta de brazo de base 28 y la junta de brazo de muestras 38, de modo que la rotación de la junta se detenga mecánicamente cuando está en un ángulo conocido. Una espiga de posicionamiento 56 está posicionada preferentemente sobre el brazo de base 20 para detener la rotación del brazo de muestras 30, mientras que otra espiga de posicionamiento 56 está posicionada preferentemente sobre el soporte 60 para detener la rotación del brazo de base 20. Adicionalmente, la espiga de posicionamiento 56 puede ser un mecanismo de trinquete que detiene un brazo del sistema de vinculación horizontal 12 cuando se hace girar en una dirección particular. En una segunda forma de realización, las espigas de posicionamiento de brazo 56 pueden ser topes físicos que sobresalen hacia arriba a fin de impedir la rotación de un brazo. Todavía en otra forma de realización, los codificadores pueden colocarse sobre las juntas del brazo de base y el brazo de muestras. El codificador puede utilizarse para vigilar electrónicamente la posición de los brazos y detener eléctricamente la rotación del brazo de base 20 o el brazo de muestras 30 cuando el brazo de base 20 y/o el brazo de muestras giran hacia una posición designada. El sistema de vinculación horizontal 12 puede incorporar alternativamente cualquier otro dispositivo o procedimiento adecuado para detener el brazo de base 20 y/o el brazo de muestras 30 cuando giran hacia una posición conocida.
Como se ilustra en la figura 2, el sistema de accionamiento 14 de la forma de realización preferida funciona para accionar el brazo de base 20 y el brazo de muestras 30. El sistema de accionamiento 14 incluye preferentemente dos subsistemas de motor/acoplador 44. Cada subsistema de motor/acoplador funciona para hacer girar una junta (ya sea la junta de brazo de base 28 o la junta de brazo de muestras 38). El subsistema de motor/acoplador 44 incluye preferentemente un motor accionador 46 y un acoplador de rotación 48. El motor accionador 46 funciona para accionar el movimiento. Los dos motores accionadores 46 de los subsistemas de motor/acoplador 44 están montados preferentemente en el lado inferior del brazo de base 20. Los motores accionadores 46 pueden colocarse alternativamente en cualquier posición adecuada, tal como uno en el brazo de base 20 y otro en el brazo de muestras 30. Los motores accionadores 46 son preferentemente motores paso a paso, pero alternativamente pueden ser servomotores o motores CC o cualquier actuador adecuado. Los motores paso a paso incluyen preferentemente codificadores para medir la posición del motor, pero los codificadores digitales externos pueden sujetarse alternativamente a los motores accionadores 46 con el fin de vigilar la posición del motor accionador 46, pueden sujetarse al sistema de vinculación horizontal 12 a fin de vigilar el ángulo de rotación del brazo de base 20 y/o el brazo de muestras 30, o pueden sujetarse en cualquier localización adecuada para detectar la posición. El acoplador de rotación 48 del subsistema de motor/acoplador 44 funciona para transmitir la rotación del motor accionador 46 hacia el trabajo rotacional realizado sobre la junta de base 28 o la junta de placa de pocillos 38 sin transformar la rotación del motor accionador 46 en alguna otra forma de movimiento, tal como un movimiento lineal. Esta disposición “sin transformación” reduce la complejidad, los costes y la fricción del sistema de accionamiento 10. Como se utiliza en la presente memoria, el término “sin transformación” incluye movimiento rotacional que es convertido en otro trabajo rotacional, pero excluye el movimiento rotacional que es convertido en trabajo lineal. Por ejemplo, la rotación de un motor accionador 46 es trasladado en rotación del brazo de base 20 alrededor de la junta de brazo de base 28. La reducción en la fricción permite además que el sistema de vinculación horizontal 12 gire libremente cuando los motores accionadores 46 estén en un estado neutro. Preferentemente, el acoplador de rotación 48 del subsistema de motor/acoplador 44 es una correa y una polea. La correa y la polea acopla un motor accionador 46 con la junta de brazo de base 28 y un motor accionador 46 con la junta de brazo de muestras 38. Alternativamente, las ruedas dentadas, cadenas, piñones, un vástago de accionamiento o cualquier otro dispositivo adecuado podrían utilizarse para transmitir el movimiento del motor a la junta de brazo de base 28 o la junta de brazo de muestras 38. En una segunda forma de realización, los motores accionadores 46 pueden conectarse directamente con la junta de brazo de base 28 y la junta de brazo de muestras 38 sin el uso de un dispositivo de acoplamiento. En esta segunda forma de realización, los motores accionadores 46 se seleccionarían preferentemente a fin de que tuvieran suficiente par para hacer girar la junta de brazo de base 28 y la junta de brazo de muestras 38 sin necesidad de ruedas dentadas o poleas.
El sistema manipulador de placas 10 puede incluir adicionalmente un soporte 60. El soporte funciona para montar el sistema manipulador de placas 10 en un dispositivo de muestreo. El soporte 60 es preferentemente una estructura rígida que está atornillada a un chasis del citómetro de flujo. El soporte es preferentemente retirable del dispositivo de muestreo (de tal manera que pueda añadirse también a un dispositivo de muestreo). El soporte 60 puede integrarse alternativamente en el dispositivo de muestreo. Por ejemplo, el soporte puede servir adicionalmente como parte del cuerpo de un dispositivo de muestreo. En una forma de realización preferida, el soporte está conectado preferentemente al dispositivo de muestreo (por ejemplo, un citómetro de flujo) y el sistema de actuación vertical 40, y el sistema de vinculación horizontal 12 y el sistema de accionamiento 14 están conectados preferentemente al sistema de actuación vertical 40. El soporte 60 puede conectarse alternativamente al dispositivo de muestreo y el sistema de vinculación horizontal 12, y el sistema de actuación vertical 40 está conectado preferentemente al sistema de vinculación horizontal 12. El soporte 60 puede conectar alternativamente el sistema manipulador de placas a cualquier bastidor o biela de referencia fija adecuado, tal como una mesa o superficie.
Como se muestra en la figura 4, el tope de posicionamiento 52 de la forma de realización preferida funciona para determinar la ubicación del tubo de succión con relación a la placa de pocillos. La forma del tope de posicionamiento 52 funciona para guiar un tubo de succión hacia un único punto de modo que pueda determinarse la posición de la placa de pocillos y el tubo de succión. El tope de posicionamiento 52 es preferentemente una estructura en forma cilíndrica con un extremo del cilindro que define una cavidad convexa 53 con un punto bajo generalmente singular. En la presente memoria, se entiende preferentemente que cavidad convexa describe una cavidad que se extiende de forma convexa hacia el tope de posicionamiento 52, de tal manera que las paredes del tope de posicionamiento 52 son cóncavas. Como descripción alternativa, la cavidad 53 se extiende preferentemente hacia el tope de posicionamiento 52 con una sección transversal decreciente que termina en un punto generalmente singular. La cavidad 53 tiene preferentemente una forma cónica, pero puede ser alternativamente una pirámide invertida, presentar lados parabólicos o elípticos, o adoptar cualquier otra forma adecuada que funcione para terminar en un punto generalmente singular. El tamaño de la cavidad 53 proporciona preferentemente suficiente espacio para que el tubo de succión se inserte debajo del punto bajo de la cavidad 53. La forma y el tamaño de las paredes que definen la cavidad 53 se inclinan preferentemente hacia abajo directamente hacia el punto bajo singular de tal manera que faciliten el movimiento del tubo de succión hacia el punto bajo singular. El tope de posicionamiento 52 puede sujetarse al brazo de muestras 30, a un lado del soporte de bandeja de muestras 31. Alternativa y/o adicionalmente, el tope de posicionamiento 52 puede funcionar como un tope 50 utilizado para definir el área del soporte de bandeja de muestras 31. En una variación, el sistema manipulador de placas 10 puede incluir una pluralidad de topes de posicionamiento 52 que funcionan para detectar la inclinación o ángulo de la placa de pocillos con relación al plano horizontal. Preferentemente, hay ocho topes de posicionamiento 52 cerca de cada esquina de la placa de pocillos. Alternativamente, puede haber tres o más topes de posicionamiento 52 para detectar la inclinación de la placa de pocillos con el plano horizontal. En una forma de realización alternativa, el tope de posicionamiento puede ser parte de una bandeja de muestras o sujetarse directamente a esta. En una forma de realización alternativa, el tope de posicionamiento puede ser parte de un sistema de lavado, tal como el sistema de lavado divulgado en el documento número de serie US 12/476.860 presentado el 2 de junio de 2009 y titulado “Fluidic System with Washing Capabilities for a Flow Cytometer”. El tope de posicionamiento 52 está realizado preferentemente en un plástico rígido de baja fricción o, alternativamente, caucho, plástico, metal u otro material adecuado.
2. Procedimiento de uso de un manipulador de placas
Como se muestra en las figuras 5-7, el procedimiento preferido de uso de un manipulador de placas incluye un procedimiento de calibración de un manipulador de placas. Adicional y/o alternativamente, el procedimiento preferido de uso de un manipulador de placas incluye un procedimiento de calibración de la posición relativa entre un tubo de succión y una bandeja de muestras. El procedimiento de uso de un manipulador de placas funciona para calibrar el posicionamiento del sistema de vinculación horizontal y, adicionalmente, el sistema de actuación vertical para un sistema manipulador de placas como se describe anteriormente.
Como se muestra en la figura 5, el procedimiento preferido para calibrar un manipulador de placas incluye: girar un brazo de un sistema de vinculación horizontal S110, detener el brazo cuando el brazo está posicionado en una espiga posicionada S120, ajustar un sistema de coordenadas para el brazo S130. El procedimiento funciona para determinar la posición relativa entre un dispositivo de muestreo y un manipulador de placas. El procedimiento posiciona preferentemente un brazo en una posición de calibración a fin de determinar un origen para la posición del brazo. Como se muestra en la figura 5, las etapas S110, S120 y S130 se realizan preferentemente para un brazo de base y un brazo de muestras, siendo el brazo de base y el brazo de muestras sustancialmente similares al sistema anteriormente descrito. Las etapas S110, S120 y S130 pueden realizarse adicionalmente múltiples veces para un brazo dado con múltiples espigas de posicionamiento a fin de calibrar adicionalmente el brazo, tal como determinando el rango de movimiento (y valores de codificador) para un brazo dado. El procedimiento puede incluir adicionalmente accionar un sistema de actuación vertical hasta que se alcance una distancia máxima y ajustar un sistema de coordenadas para un eje vertical.
La etapa S110 que incluye girar un brazo de un sistema de vinculación horizontal, funciona para mover un brazo en un sistema de vinculación horizontal a una posición de calibración. La posición de calibración está preferentemente en una posición extrema en el rango de movimiento del sistema de actuación vertical. Por ejemplo, puede adoptarse la posición de calibración cuando se gira completamente un brazo en el sentido de las agujas del reloj. El brazo se hace girar preferentemente alrededor de una junta en una posición en el sentido de las agujas del reloj o en una posición en sentido contrario al de las agujas del reloj.
La etapa S120, que incluye detener el brazo cuando el brazo está posicionado en una espiga posicionada, funciona para colocar el brazo en una posición de calibración. Las espigas de posicionamiento de brazo 56 facilitan esta etapa funcionando para detener el brazo de base 20 y el brazo de muestras 30 en una orientación conocida, de modo que pueda determinarse la relación entre el sistema de accionamiento y el sistema de vinculación horizontal. El brazo se detiene preferentemente cuando el brazo alcanza una espiga de posicionamiento. La posición de una bandeja de muestras se ajusta preferentemente en relación con el sistema de vinculación horizontal, de modo que, conociendo la posición del sistema de vinculación horizontal se conoce también la posición de la bandeja de muestra. La espiga de posicionamiento es preferentemente una espiga física que obstruye la rotación del brazo.
La espiga de posicionamiento puede ser alternativamente un interruptor o botón electrónico, un sensor óptico, una estructura física o un dispositivo de detección que puede utilizarse para detener el brazo cuando se alcanza una posición conocida.
La etapa 130 incluye ajustar un sistema de coordenadas del brazo. La entrada procedente de un sensor de posicionamiento, preferentemente un codificador en un motor se lee preferentemente y se ajusta como el origen para el brazo. La posición se refiere preferentemente a la posición relativa entre el sistema manipulador de placas y el dispositivo de muestreo (por ejemplo, citómetro de flujo), pero puede referirse alternativamente a la posición relativa de partes del sistema manipulador de placas en cualquier punto de referencia adecuado.
Como se muestra en la figura 6, el procedimiento de calibración de la posición relativa entre un tubo de succión y una bandeja de muestras de la forma de realización preferida incluye hacer girar el sistema de vinculación horizontal, de tal manera que el tope de posicionamiento esté generalmente por debajo del tubo de succión S210; ajustar los motores accionadores del sistema de accionamiento a neutro S220, actuando el sistema de actuación vertical S230; detener la actuación vertical cuando el tubo de succión está en un punto bajo del tope de posicionamiento S240; y ajustar la posición de un sistema de coordenadas S250. Estas etapas funcionan para posicionar el tubo de succión y la placa de pocillos de tal manera que se conozca su posición relativa. El tope de posicionamiento presenta preferentemente una posición fija con respecto a una bandeja de muestras, y el tope de posicionamiento es preferentemente en esencia similar al tope de posicionamiento descrito anteriormente. En una segunda forma de realización, las etapas S210 a S250 pueden repetirse para una pluralidad de topes de posicionamiento que están preferentemente localizados en cada esquina de la bandeja de muestras. Estas etapas repetidas funcionan para detectar cualquier inclinación o ángulo de la placa de pocillos con respecto al plano horizontal.
La etapa S210 que incluye hacer girar el sistema de vinculación horizontal, de tal manera que el tope de posicionamiento esté por debajo del tubo de succión, funciona para posicionar el tope de posicionamiento en una localización cerca del tubo de succión. Puesto que el tubo de succión podría haberse movido o doblado dado el uso previo del sistema manipulador de placas, la localización exacta del tubo de succión no es necesariamente conocida. Por tanto, el sistema de vinculación horizontal se hace girar preferentemente hacia la posición aproximada del tubo de succión.
La etapa S220 que incluye ajustar los motores de accionamiento del sistema de accionamiento a neutro, funciona para reducir la resistencia del sistema de vinculación horizontal, de modo que el brazo de base y el brazo de muestras puedan girar de forma relativamente libre de resistencia o fricción en las últimas etapas S230 y S240. Los motores de accionamiento se ponen preferentemente en neutro liberando una corriente de sujeción prevista en los motores de accionamiento para el sistema de vinculación horizontal, pero pueden ponerse alternativamente en neutro por un mecanismo de embrague o por cualquier otro dispositivo o procedimiento adecuado.
Las etapas S230 y S240 que incluyen accionar el sistema de actuación vertical y detener la actuación vertical cuando el tubo de succión está en un punto bajo del tope de posicionamiento, funcionan cooperativamente para mover el tubo de succión y la placa de pocillos en una posición relativa conocida. La etapa S230 incluye preferentemente una subetapa de guiar el tubo de succión hacia el punto bajo con un borde inclinado del tope de posicionamiento S232. Preferentemente, el tubo de succión hace contacto con la cavidad convexa del tope de posicionamiento. La inclinación de la cavidad y la actuación vertical de la etapa S230 dan como resultado una fuerza horizontal. Esta fuerza horizontal gira preferentemente el sistema de vinculación horizontal 12 de modo que estén alineados el tubo de succión y el punto bajo singular de la cavidad 53.
La etapa S250 que menciona el ajuste de posición de un sistema de coordenadas, funciona utilizando la información de la posición de la placa de pocillos y el tubo de succión, de modo que el sistema manipulador de placas puede mover con exactitud y precisión el tubo de succión dentro y fuera de contacto con la placa de pocillos. El ajuste de la posición se refiere preferentemente a la posición relativa entre un tubo de succión (incluso cuando está doblado) y la de una bandeja de muestras.
Como se muestra en la figura 7, el procedimiento de uso de un sistema manipulador de placas de la forma de realización preferida puede incluir adicional y/o alternativamente: girar el sistema de vinculación horizontal 12 de modo que el brazo de muestras esté fuera del citómetro de flujo S310; recibir una placa de pocillos en el soporte de bandeja de muestras S320; encontrar la ubicación del tubo de succión S330; mover el sistema de vinculación horizontal hacia un pocillo S340; accionar el sistema de actuación vertical para posicionar el tubo de succión en un pocillo S350. En la etapa S320, la recepción de una placa de pocillos se facilita preferentemente por los topes rodeando la bandeja de muestras. En la etapa S330, la localización del tubo de succión se consigue preferentemente por las etapas de ajuste de posición descritas anteriormente.
Como reconocerá un experto en la materia de los manipuladores de placas a partir de la descripción detallada previa y de las figuras y reivindicaciones, pueden hacerse modificaciones y cambios a las formas de realización preferidas de la invención sin apartarse del alcance de esta invención definida en las siguientes reivindicaciones.
Claims (19)
1. Sistema manipulador de placas (10) para un citómetro de flujo que comprende un tubo de succión, comprendiendo el sistema manipulador de placas:
• un sistema de actuación vertical (40) que está acoplado con el citómetro de flujo y que ajusta la distancia vertical entre el tubo de succión y una bandeja de muestras;
• un sistema de vinculación horizontal (12) que posiciona la bandeja de muestras en un plano horizontal, que incluye:
o un brazo de base (20) que gira alrededor de una junta de brazo de base (28), en el que la junta de brazo de base (28) es concéntrica con un eje de actuación vertical del sistema de actuación vertical (40); y o un brazo de muestras (30) que gira alrededor de una junta de brazo de muestras (38) sobre el brazo de base (20);
• un sistema de accionamiento (14) que comprende un primer motor de accionamiento (46) que está acoplado con el brazo de base (20) y un segundo motor de accionamiento que está acoplado con el brazo de muestras (30), en el que el sistema de accionamiento (14) está configurado para hacer girar independientemente el brazo de base (20) y el brazo de muestras (30) para hacer girar cualquier muestra de la bandeja de muestras entre el tubo de succión y el brazo de muestras;
caracterizado por que el sistema de vinculación horizontal (12) comprende asimismo:
• una pluralidad de espigas de posicionamiento (56) para detener el brazo de base (20) y el brazo de muestras (30) cuando los brazos son girados hacia posiciones de calibración; y
• un tope (52) para calibrar la posición relativa entre el tubo de succión y la bandeja de muestras.
2. Sistema manipulador de placas (10) según la reivindicación 1, en el que el sistema de vinculación horizontal (12) está acoplado con el sistema de actuación vertical (40).
3. Sistema manipulador de placas (10) según la reivindicación 1, en el que el sistema de actuación vertical está posicionado por encima del sistema de vinculación horizontal.
4. Sistema manipulador de placas (10) según la reivindicación 1, en el que el sistema de accionamiento comprende un acoplador de rotación que comprende una correa y una polea.
5. Sistema manipulador de placas (10) según la reivindicación 1 o 2, en el que el sistema de actuación vertical (40) incluye un husillo accionado por un motor paso a paso.
6. Sistema manipulador de placas (10) según la reivindicación 2, en el que el sistema de accionamiento (14) es un sistema de accionamiento sin transformación.
7. Sistema manipulador de placas (10) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el sistema de vinculación horizontal (12) presenta dos grados de libertad rotacional.
8. Sistema manipulador de placas (10) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la junta de brazo de base (28) del sistema de vinculación horizontal (12) está acoplada con el sistema de actuación vertical (40), y en el que el brazo de muestras (30) está acoplado con la junta de brazo de muestras (38) sobre el brazo de base (20).
9. Sistema manipulador de placas (10) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores que incluye una primera espiga de posicionamiento (56) que obstruye físicamente la rotación del brazo de base (20) en una orientación conocida, y una segunda espiga de posicionamiento (56) que obstruye físicamente la rotación del brazo de muestras (30) en una orientación conocida.
10. Sistema manipulador de placas (10) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el brazo de muestras (30) incluye un soporte de bandeja de muestras (31) que recibe y retiene una bandeja de muestras.
11. Sistema manipulador de placas (10) según la reivindicación 10, en el que el soporte de bandeja de muestras (31) incluye una pluralidad de topes (50) unidos al brazo de muestras (30), en el que los topes (50) están posicionados para definir el perímetro de la bandeja de muestras, y en el que la forma de los topes está inclinada para guiar la bandeja de muestras hacia una posición singular.
12. Sistema manipulador de placas (10) según la reivindicación 11, en el que el tope (52) sirve preferentemente como uno de entre la pluralidad de topes (50) que incluye una cavidad convexa (53) definida con un punto bajo.
13. Procedimiento de uso de un sistema manipulador de placas utilizado con un citómetro de flujo que comprende:
• calibrar un manipulador de placas, comprendiendo la calibración:
• hacer girar un brazo de base (20) de un sistema de vinculación horizontal (12), girando el brazo de base (20) alrededor de una junta de brazo de base (28) que es concéntrica con un eje de actuación vertical de un sistema de actuación vertical (40);
• detener el brazo de base (20) cuando el brazo de base (20) está posicionado en una espiga de posicionamiento (56) y hace contacto físico con la misma;
• ajustar un sistema de coordenadas para el brazo de base (20);
• hacer girar un brazo de muestras (30) para recibir una bandeja de muestras, de un sistema de vinculación horizontal (12), girando el brazo de muestras (30) alrededor de una junta de brazo de muestras (38) sobre el brazo de base (20);
• detener el brazo de muestras (30) cuando el brazo de muestras (30) está posicionado en una espiga de posicionamiento (56); y
• ajustar un sistema de coordenadas para el brazo de muestras (30).
14. Procedimiento según la reivindicación 13, que incluye asimismo:
• hacer girar el sistema de vinculación horizontal (12), de manera que un tope (52) esté por debajo de un tubo de succión del citómetro de flujo, presentando el tope (52) una cavidad definida (53) con un punto bajo; • accionar un sistema de actuación vertical (40) para poner en contacto el tubo de succión y un tope (52);
• detener el accionamiento cuando el tubo de succión está en el punto bajo del tope (52); y
• ajustar una posición de un sistema de coordenadas para el sistema de vinculación horizontal (12).
15. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 13 y 14, que incluye asimismo accionar un sistema de actuación vertical (40) hasta que el sistema de actuación vertical (40) esté en una posición extrema y ajustar el sistema de coordenadas para el eje vertical.
16. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 13-15, que incluye asimismo:
• hacer girar un sistema de vinculación horizontal (12) hacia fuera del citómetro de flujo;
• recibir y retener la bandeja de muestras;
• hacer girar el sistema de vinculación horizontal (12) hacia el citómetro de flujo.
17. Procedimiento según la reivindicación 14, que comprende asimismo:
• hacer girar independientemente el brazo de base y el brazo de muestras para hacer girar cualquier muestra de la bandeja de muestras entre el tubo de succión y el brazo de muestras.
18. Procedimiento según la reivindicación 17, que incluye asimismo:
guiar el tubo de succión hacia el punto bajo con un borde inclinado del tope (52); y
ajustar un motor accionador (46) de un sistema de accionamiento (12) a neutro, permitiendo el sistema de accionamiento (14) en neutro que un brazo de base (20) y un brazo de muestras (30) giren mediante la componente de fuerza horizontal generada por una fuerza vertical sobre el borde inclinado del tope (52).
19. Sistema de citómetro de flujo que comprende un sistema manipulador de placas (10) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12 en comunicación con un tubo de succión conectado al citómetro de flujo.
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