ES2906369T3 - Conjunto óptico para su uso en dispositivo de prueba portátil para analizar muestras biológicas - Google Patents

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Abstract

Un conjunto óptico (156) para su uso en un dispositivo de prueba portátil (100), comprendiendo el conjunto óptico (156): un bloque de muestras (190) en el que puede posicionarse el arreglo de tubos (140) que contiene una muestra biológica y una mezcla de reactivos, comprendiendo el bloque de muestras (190): una pluralidad de cavidades (196) que se conforman para recibir los respectivos tubos del arreglo de tubos (140); y un componente de calentamiento (192) para calentar la muestra biológica y la mezcla de reactivos en el arreglo de tubos (140); una porción de carcasa (174), en la que la porción de carcasa (174) se posiciona alrededor del bloque de muestras (190); una primera porción de montaje óptico (176) posicionada en un primer lado de la porción de carcasa (174) y el bloque de muestras (190), la primera porción de montaje óptico (176) comprende: una primera carcasa (242) acoplada al primer lado de la porción de carcasa (174) y que define una primera pluralidad de conductos (252); un primer filtro de excitación (248) posicionado entre la primera pluralidad de conductos (252) de la primera carcasa (242) y la porción de carcasa (174), en la que el primer filtro de excitación (248) se extiende a través de la primera pluralidad de conductos (252); una primera pluralidad de diodos emisores de luz (262), cada uno posicionado dentro de uno de la primera pluralidad de conductos (252) y posicionado en un primer lado del primer filtro de excitación (248), en el que cada uno de la primera pluralidad de diodos emisores de luz (262) se dispone para excitar las emisiones de la muestra biológica y la mezcla de reactivos en uno de los respectivos tubos del arreglo de tubos (140); una segunda carcasa (240) acoplada al primer lado de la porción de carcasa (174) y que define una segunda pluralidad de conductos (250); un primer filtro de emisión (244) posicionado entre la pluralidad de conductos (250) de la segunda carcasa (240) y la porción de carcasa (174), en el que el primer filtro de emisión (244) se extiende a través de la segunda pluralidad de conductos (250); y una primera pluralidad de fotodetectores (256), cada uno posicionado dentro de la segunda pluralidad de conductos (250) y posicionado en un primer lado del primer filtro de emisión (244), en el que cada uno de la primera pluralidad de fotodetectores (256) se dispone para detectar emisiones de la muestra biológica y la mezcla de reactivos en uno de los respectivos tubos del arreglo de tubos (140); y una segunda porción de montaje óptico (178) posicionada en un segundo lado de la porción de carcasa (174) y el bloque de muestras (190), la segunda porción de montaje óptico (178) comprende: una tercera carcasa (272) acoplada al segundo lado de la porción de carcasa (174) y que define una tercera pluralidad de conductos (282); un segundo filtro de excitación (278) posicionado entre la pluralidad de conductos (282) de la tercera carcasa (272) y la porción de carcasa (174), en el que el segundo filtro de excitación (278) se extiende a través de la tercera pluralidad de conductos (282); una segunda pluralidad de diodos emisores de luz (292), cada uno posicionado dentro de uno de la tercera pluralidad de conductos (282) y posicionado en un primer lado del segundo filtro de excitación (278), en el que cada uno de la segunda pluralidad de diodos emisores de luz (292) se dispone para excitar las emisiones de la muestra biológica y la mezcla de reactivos en uno de los respectivos tubos del arreglo de tubos (140); 0 una cuarta carcasa (270) acoplada al segundo lado de la porción de carcasa (174) y que define una cuarta pluralidad de conductos (280); un segundo filtro de emisión (274) posicionado entre la cuarta pluralidad de conductos (280) de la carcasa (270) y la porción de carcasa (174), en el que el segundo filtro de emisión (274) se extiende a través de la cuarta pluralidad de conductos (280); y una segunda pluralidad de fotodetectores (286), cada uno posicionado dentro de uno de la cuarta pluralidad de conductos (280) y posicionado en un primer lado del segundo filtro de emisión (274), en el que cada uno de la segunda pluralidad de fotodetectores (286) se dispone para detectar emisiones de la muestra biológica y la mezcla de reactivos en uno de los respectivos tubos del arreglo de tubos (140).

Description

DESCRIPCIÓN
Conjunto óptico para su uso en dispositivo de prueba portátil para analizar muestras biológicas
Antecedentes
La presente invención se refiere a los dispositivos que son capaces de analizar muestras biológicas y, en particular, a un dispositivo de prueba portátil que puede usarse en el campo.
Las muestras biológicas típicamente se prueban en los laboratorios después de que las muestras biológicas se recogen en el campo. Se toman un número de etapas para preparar la muestra después de que se ha recolectado, que incluye la mezcla de la muestra con tampones de reacción, tintes y cualquier otra solución química necesaria para preparar la muestra para la prueba. Durante o después de la preparación de la muestra, también se debe preparar el equipo de prueba. Esto puede incluir el calentamiento del equipo, la calibración del equipo para las pruebas específicas que se realizarán y la ejecución de cualquier otro procedimiento inicial requerido para el equipo de prueba específico que se usa. Una vez que se preparan la muestra y el equipo, la muestra preparada puede colocarse en el equipo para la prueba.
El proceso típico para la prueba de las muestras biológicas descrito anteriormente tiene desventajas significativas. Una desventaja es que las muestras biológicas necesitan recolectarse en el campo, llevarse al laboratorio y luego probarse. Esto puede presentar los siguientes problemas. Uno, la muestra biológica puede contaminarse entre el tiempo en que se recolecta y el tiempo en que se va a probar. Dos, puede descubrirse que no se ha recolectado suficiente muestra biológica en el campo, lo que impide que las pruebas se completen. Tres, puede descubrirse más tarde que las muestras biológicas que se tomaron no son adecuadas para la prueba. Cuando una muestra biológica es inadecuada para la prueba por cualquiera de las razones anteriores, será necesario recolectar una muestra biológica adicional con el fin de completar la prueba. Esto requiere tiempo adicional, dinero y otros recursos adicionales para completarlo.
El documento WO2013/133725A1 describe un conjunto óptico 140 para un dispositivo portátil para detectar molécula(s) dentro de los recipientes de reacción 110 que comprende un colimador 403, una disposición del divisor de haz y una pluralidad de disposiciones de guía 143. El colimador 403 colima un haz de excitación desde una fuente de excitación 400. La disposición del divisor de haz divide el haz de excitación del colimador en una pluralidad de haces de excitación divididos. Cada divisor de haz divide un haz entrante en dos haces. En el caso donde la disposición del divisor de haz comprenda más de un divisor de haz, los divisores de haz se disponen en niveles de manera que un primer nivel comprende un divisor de haz para recibir el haz de excitación del colimador, y cada uno de los otros niveles comprende uno o más divisores de haz. Cada divisor de haz en al menos uno de los otros niveles recibe un haz de excitación dividido desde un nivel anterior. Cada disposición de guía 140 guía uno respectivo de la pluralidad de haces de excitación divididos a lo largo de una trayectoria de excitación A desde la disposición del divisor de haz hacia un recipiente de reacción 110 que contiene una muestra para estimular la emisión de una luz de reacción de la muestra. Cada disposición de guía 140 guía además la luz de reacción desde la muestra a lo largo de una trayectoria de detección B hacia una disposición del detector 142.
El documento EP2605001A1 describe un dispositivo (12; 72) y un procedimiento para medir ópticamente la fluorescencia de los ácidos nucleicos en las muestras de prueba (14). El dispositivo (12; 72) comprende una pluralidad de pozos de muestra (32) cada uno para recibir un tubo de muestra vertical (16) hecho de un material transparente, que tiene una pared lateral (20) y un extremo inferior (22) y que contiene uno de las muestras de prueba (14) junto con al menos un tinte fluorescente, al menos una fuente de luz de excitación (24; 74, 76, 78, 80) dispuesta en las proximidades de cada pozo de muestra (32) para dirigir un haz de luz de excitación a través de la pared lateral (20) del tubo de muestra (16) en la muestra de prueba (14) para excitar el tinte, y un detector óptico de fluorescencia (28) dispuesto debajo del extremo inferior (22) de cada tubo de muestra (16) para capturar la fluorescencia emitida por el tinte en la muestra de prueba (14) tras la excitación.
El documento WO2012/142516A1 describe sistemas y procedimientos para realizar la amplificación y detección simultáneas de los ácidos nucleicos. Los sistemas y procedimientos comprenden procedimientos para administrar una pluralidad de protocolos junto con la dirección de un arreglo de sensores a través de cada una de una pluralidad de cámaras de reacción. En ciertos ejemplos, los protocolos comprenden perfiles de termociclaje y los procedimientos pueden introducir compensaciones y extensiones de duración en los perfiles de termociclado para lograr un comportamiento de detección más eficiente.
El documento US2011/0300550A1 describe un procedimiento capaz de detectar eficientemente y fácilmente un ácido nucleico desde una muestra biológica tal como heces. El procedimiento comprende: (A) una etapa para mezclar una muestra biológica con una solución estabilizadora de ácido nucleico que comprende un solvente orgánico soluble en agua como un ingrediente activo y, posteriormente, preservar la suspensión así obtenida durante un período de tiempo predeterminado; y (B) una etapa para realizar una reacción de transcripción inversa y/o una reacción de amplificación del ácido nucleico con el uso de una parte de la suspensión producida desde la etapa (A) como solución plantilla, para detectar de esta manera un ácido nucleico en la suspensión.
El documento WO2011/119404A1 describe sistemas y procedimientos portátiles para amplificar nucleótidos y para detectar secuencias de nucleótido en una muestra. Los instrumentos y procedimientos portátiles usan técnicas RPA para la amplificación del DNA y detectan la fluorescencia de la muestra en respuesta a la amplificación y/o a la presencia de secuencias específicas de DNA.
Sumario
La presente invención comprende un conjunto óptico, un dispositivo de prueba portátil y un procedimiento como se define en las reivindicaciones. Las realizaciones que no caen completamente dentro del ámbito de las reivindicaciones deben interpretarse como ejemplos útiles para comprender la invención.
En la presente memoria se describe un dispositivo de prueba portátil que incluye una carcasa con una pantalla táctil integrada y un receptáculo 122 en el cual puede colocarse un portamuestras que contiene una muestra biológica y una mezcla de reactivos. El dispositivo de prueba portátil incluye además un conjunto óptico posicionado en la carcasa, un conjunto electrónico que se configura para recibir datos del conjunto óptico y transmitirlos para mostrarlos en la pantalla táctil, y un suministro de potencia en la carcasa para alimentar el dispositivo de prueba portátil. El conjunto óptico incluye un filtro de excitación que se extiende por todo el conjunto óptico y un filtro de emisión que se extiende por todo el conjunto óptico.
Breve descripción de los dibujos
La Figura 1 es una vista en perspectiva de un dispositivo de prueba portátil.
La Figura 2A es una vista en perspectiva de un lado superior del dispositivo de prueba portátil cuando se coloca una cubierta sobre una pantalla.
La Figura 2B es una vista en planta inferior del dispositivo de prueba portátil.
La Figura 3A es una vista en perspectiva de un lado superior de un diseño alternativo del dispositivo de prueba portátil cuando se coloca una cubierta sobre una pantalla.
La Figura 3B es una vista en perspectiva de un lado inferior del diseño alternativo del dispositivo de prueba portátil cuando la cubierta se almacena en un rebaje en el lado inferior del dispositivo de prueba portátil.
La Figura 4A es una vista en perspectiva del dispositivo de prueba portátil cuando un portamuestras en forma de un arreglo de tubos se coloca en el dispositivo de prueba portátil.
La Figura 4B es una vista en perspectiva del dispositivo de prueba portátil cuando un portamuestras en forma de una tarjeta se coloca en el dispositivo de prueba portátil.
La Figura 4C es una vista en perspectiva del dispositivo de prueba portátil cuando la tarjeta se coloca en el dispositivo de prueba portátil.
La Figura 5 es un diagrama de bloques del dispositivo de prueba portátil.
La Figura 6A es una vista en perspectiva de un conjunto óptico.
La Figura 6B es una vista en sección transversal del conjunto óptico.
La Figura 7 es una vista despiezada de una porción de calentamiento del conjunto óptico.
La Figura 8 es una vista despiezada de una porción de lente del conjunto óptico.
La Figura 9 es una vista despiezada de una porción de carcasa del conjunto óptico.
La Figura 10A es una vista parcialmente despiezada de una primera porción de montaje óptico del conjunto óptico. La Figura 10B es una vista parcialmente despiezada de una segunda porción de montaje óptico del conjunto óptico. La Figura 10C es una vista parcialmente despiezada de una primera porción de montaje óptico del conjunto óptico. La Figura 11A es una vista en perspectiva de un conjunto de pantallas.
La Figura 11B es una vista parcialmente despiezada del conjunto de pantallas.
La Figura 11C es una vista parcialmente despiezada de un lector de códigos legibles por máquina acoplado al conjunto de pantallas.
La Figura 12 es una vista despiezada de una segunda porción de carcasa y una tapa del dispositivo de prueba portátil.
La Figura 13A es una vista despiezada del conjunto de pantallas y una primera porción de carcasa del dispositivo de prueba portátil.
La Figura 13B es una vista parcialmente despiezada del conjunto de pantallas, el conjunto óptico, la primera porción de carcasa y la segunda porción de carcasa en el dispositivo de prueba portátil.
La Figura 13c es una vista parcialmente despiezada del dispositivo de prueba portátil.
La Figura 14 es un diagrama de flujo que muestra las etapas para operar el dispositivo de prueba portátil.
La Figura 15A es una vista en perspectiva de un dispositivo de prueba portátil no cubierto por la invención reivindicada, con una tableta posicionada en el dispositivo de prueba portátil.
La Figura 15B es una vista en perspectiva del dispositivo de prueba portátil visto en la Figura 15A cuando se abre una tapa óptica.
La Figura 16A es una vista en perspectiva de un conjunto óptico superior.
La Figura 16B es una vista despiezada del conjunto óptico superior visto en la Figura 16A.
La Figura 17A es una vista en perspectiva de un conjunto óptico no cubierto por la invención reivindicada, que incluye el conjunto óptico superior visto en las Figuras 16a -16B y un conjunto óptico inferior.
La Figura 17B es una vista despiezada del conjunto óptico visto en la Figura 17A.
La Figura 18A es una vista en perspectiva de una porción inferior del dispositivo de prueba portátil, que incluye el conjunto óptico visto en las Figuras 16A-16B y un conjunto de potencia.
La Figura 18B es una vista despiezada de la porción inferior del dispositivo de prueba portátil visto en la Figura 18A.
La Figura 19A es una vista en perspectiva del dispositivo de prueba portátil.
La Figura 19B es una vista despiezada del dispositivo de prueba portátil visto en la Figura 19A.
La Figura 20A es una vista en perspectiva de un área de preparación de muestras en el dispositivo de prueba portátil.
La Figura 20B es una vista en perspectiva de una cubierta de película sobre el área de preparación de muestras en el dispositivo de prueba portátil.
La Figura 20C es una vista en perspectiva del área de preparación de muestras visto en la Figura 20A, cuando los arreglos de muestras se posicionan en el área de preparación de muestras.
La Figura 20D es una vista en perspectiva del área de preparación de muestras visto en la Figura 20A cuando se ha posicionado un arreglo de muestras en el dispositivo de prueba portátil.
La Figura 21 es un diagrama de flujo que muestra las etapas para operar el dispositivo de prueba portátil.
La Figura 22A es una vista en perspectiva de un conjunto óptico no cubierto por la invención reivindicada.
La Figura 22B es una vista desde arriba del conjunto óptico.
La Figura 23 es una vista lateral en sección transversal del conjunto óptico tomada a lo largo de la línea 23-23 de la
Figura 22B.
La Figura 24A es una vista en perspectiva del conjunto óptico en una primera posición.
La Figura 24B es una vista en perspectiva del conjunto óptico en una segunda posición.
La Figura 24C es una vista en perspectiva del conjunto óptico en una tercera posición.
La Figura 25 es una vista lateral en sección transversal de un conjunto óptico no cubierto por la invención reivindicada.
La Figura 26A es una vista lateral de un primer lado del conjunto óptico de acuerdo con una primera configuración.
La Figura 26B es una vista lateral de un segundo lado del conjunto óptico de acuerdo con la primera configuración.
La Figura 27A es una vista lateral de un primer lado del conjunto óptico de acuerdo con una segunda configuración.
La Figura 27B es una vista lateral de un segundo lado del conjunto óptico de acuerdo con la segunda configuración.
La Figura 28A es una vista en perspectiva de un conjunto óptico no cubierto por la invención reivindicada.
La Figura 28B es una vista desde abajo del conjunto óptico.
La Figura 29A es una vista en perspectiva despiezada de un primer lado del conjunto óptico.
La Figura 29B es una vista en perspectiva despiezada de un primer lado del conjunto óptico.
La Figura 29C es una vista en perspectiva despiezada de un segundo lado del conjunto óptico.
La Figura 29D es una vista lateral despiezada de un segundo lado del conjunto óptico.
La Figura 30A es una vista en perspectiva de una tarjeta.
La Figura 30B es una vista lateral en alzado de la tarjeta.
La Figura 30C es una vista frontal en alzado de la tarjeta.
La Figura 31A es una vista frontal en alzado de la tarjeta que muestra las variaciones del pozo A-D. La Figura 31B es una vista frontal en alzado de la tarjeta que muestra las variaciones del pozo E-H. La Figura 32A es una vista lateral en alzado de la tarjeta que muestra los sellos en la tarjeta. La Figura 32B es una vista frontal en alzado de la tarjeta que muestra un primer sello permanente y un sello removible.
La Figura 32C es una vista frontal en alzado de la tarjeta después de remover el sello removible.
La Figura 32D es una vista frontal en alzado de la tarjeta después de aplicar un segundo sello permanente.
La Figura 33A es una vista en perspectiva de un lado superior de una tarjeta.
La Figura 33B es una vista en perspectiva de un lado inferior de la tarjeta.
La Figura 34A es una vista en perspectiva de la tarjeta cuando se rota hacia abajo una segunda porción de cuerpo.
La Figura 34B es una vista en perspectiva de la tarjeta con un primer sello permanente.
La Figura 34C es una vista en perspectiva de la tarjeta con un primer sello removible.
La Figura 34D es una vista en perspectiva de la tarjeta que puede colocarse en un liofilizador.
La Figura 34E es una vista en perspectiva de la tarjeta con el segundo sello removible colocado sobre el primer sello removible.
La Figura 35A es una vista en perspectiva de la tarjeta con el primer sello removible y el segundo sello removible.
La Figura 35B es una vista en perspectiva de la tarjeta con el primer sello removible y el segundo sello removible removidos para proporcionar acceso a los pozos.
La Figura 35C es una vista en perspectiva de la tarjeta cuando la segunda porción de cuerpo se dobla sobre los pozos para sellar los pozos con el sello permanente.
La Figura 35D es una vista en perspectiva de la tarjeta que se prepara para la prueba.
La Figura 36A es una vista en perspectiva de un conjunto de tapas.
La Figura 36B es una vista desde arriba de un sello que puede usarse con el conjunto de tapas.
La Figura 37A es una vista en perspectiva del conjunto de tapas acoplado a un arreglo de tubos de muestras.
La Figura 37B es una vista en perspectiva del conjunto de tapas con el sello aplicado al conjunto de tapas.
La Figura 37C es una vista en perspectiva del conjunto de tapas en una posición cerrada sobre el sello.
La Figura 37D es una vista en perspectiva del conjunto de tapas abierto y el respaldo removido del sello.
La Figura 37E es una vista en perspectiva del conjunto de tapas en una posición cerrada para formar un sello con el sello permanente.
La Figura 38A es una vista frontal de un portamuestras que incluye un arreglo de tubos y un arreglo de tapas.
La Figura 38B es una vista en perspectiva del portamuestras cuando el arreglo de tapas se coloca sobre el arreglo de tubos.
La Figura 39A es una vista frontal de un portamuestras que incluye un arreglo de tubos y un arreglo de tapas.
La Figura 39B es una vista en perspectiva del portamuestras cuando el arreglo de tapas se coloca sobre el arreglo de tubos.
La Figura 39C es una vista lateral del portamuestras cuando el arreglo de tapas se coloca sobre el arreglo de tubos. La Figura 39D es una vista desde arriba del portamuestras.
La Figura 40A es una vista en perspectiva del portamuestras cuando el arreglo de tapas se coloca sobre el arreglo de tubos.
La Figura 40B es una vista frontal del portamuestras cuando el arreglo de tapas se coloca sobre el arreglo de tubos. La Figura 40C es una vista desde abajo del portamuestras.
Descripción detallada
En general, la presente divulgación se refiere a un dispositivo de prueba portátil para analizar muestras biológicas. El dispositivo de prueba portátil puede llevarse al campo para la prueba de las muestras biológicas a medida que se recolectan. Esto es ventajoso con respecto a los sistemas de la técnica anterior, ya que permite al usuario la prueba de las muestras biológicas mientras las recoge. Esto puede prevenir problemas con la contaminación y degradación de las muestras biológicas debido a la transportación a un laboratorio para la prueba, el descubrimiento posterior de que no se ha tomado suficiente muestra, o el descubrimiento posterior de que la muestra biológica recolectada no es apta para su uso. Permitir a un usuario la prueba de la muestra biológica en el campo puede ahorrar tiempo, dinero y recursos. Las pruebas en el campo también permiten dar una respuesta rápida en materia de seguridad si los resultados de las pruebas indican la presencia de un agente patógeno o una toxina que pueda ser perjudicial.
En las realizaciones que se describen a continuación, el dispositivo de prueba portátil es capaz de probar las muestras biológicas con un proceso de amplificación isotérmica, tal como química DNAble® de EnviroLogix o química LAMP. Esto elimina la necesidad de termociclaje como un medio para amplificar los productos de ácido nucleico para la detección de punto final. Esto permite que un usuario obtenga los datos de la muestra biológica mientras se ejecuta la prueba. El dispositivo de prueba portátil muestra estos datos en una pantalla en el dispositivo de prueba portátil o en una tableta para que el usuario pueda ver los resultados de la prueba en el campo. Permitir que el usuario vea los resultados de la prueba en el campo es ventajoso, ya que luego puede tomar una decisión informada sobre la necesidad de realizar pruebas adicionales. Además, si las pruebas indican que hay un patógeno o una toxina en la muestra biológica, el usuario puede iniciar inmediatamente el protocolo de seguridad adecuado para protegerse contra el patógeno o la toxina. En las realizaciones alternativas, el dispositivo de prueba portátil también es capaz de incorporar un termociclador para permitir el uso de químicas de reacción en cadena de polimerasa (PCR) no isotérmicas y dar como resultado qPCR y análisis de punto final.
Dispositivo de prueba portátil 100 con el conjunto óptico 156
La Figura 1 es una vista en perspectiva de un dispositivo de prueba portátil 100. El dispositivo de prueba portátil 100 incluye la carcasa 110 (que incluye la primera porción de carcasa 112 y la segunda porción de carcasa 114), la pantalla 116, el mango 118, la tapa 120 y el receptáculo 122122 (que se muestra en la Figura 4A).
El dispositivo de prueba portátil 100 se usa para analizar las muestras biológicas que se han mezclado con una mezcla de reacción (También se denomina muestra biológica y mezcla de reactivos). La carcasa 110 forma el cuerpo del dispositivo de prueba portátil 100. La carcasa 110 incluye la primera porción de carcasa 112 y la segunda porción de carcasa 114. La primera porción de carcasa 112 forma una porción base del dispositivo de prueba portátil 100 y la segunda porción de carcasa 114 forma una porción superior del dispositivo de prueba portátil 100. Localizada en un lado superior frontal de la carcasa 110 está la pantalla 116. La pantalla 116 es una pantalla táctil en la realización mostrada, pero puede ser cualquier pantalla adecuada en las realizaciones alternativas. Un usuario puede usar la pantalla 116 para seleccionar el protocolo de prueba y configurar los parámetros para las pruebas que se ejecutarán en el dispositivo de prueba portátil 100. Un usuario también puede utilizar la pantalla 116 para proporcionar información de trazabilidad de la muestra y del ensayo al dispositivo de prueba portátil 100. La pantalla 116 también mostrará los datos que se recolectan durante la prueba.
La carcasa 110 incluye además el mango 118. El mango 118 se localiza en un lado frontal de la carcasa 110 en la realización mostrada, pero puede localizarse en cualquier localización adecuada en las realizaciones alternativas. El mango 118 se muestra como un mango integrado con la carcasa 110 en la realización mostrada, pero puede acoplarse al dispositivo de prueba portátil 100 de cualquier manera adecuada en las realizaciones alternativas. El mango 118 se incluye en el dispositivo de prueba portátil 100 para que el dispositivo de prueba portátil 100 pueda transportarse fácilmente en el campo.
La carcasa 110 también incluye la tapa 120. La tapa 120 se localiza en un lado superior de la carcasa 110 en la realización mostrada, pero puede localizarse en cualquier localización adecuada en las realizaciones alternativas. La tapa 120 se incluye en el dispositivo de prueba portátil 100 para cubrir el receptáculo 122 (mostrado en la Figura 4A). Las muestras biológicas que van a probarse se cargan en un portamuestras que luego puede colocarse en el receptáculo 122. La tapa 120 cubre el receptáculo 122 para prevenir la contaminación en el receptáculo 122 cuando se usa el dispositivo de prueba portátil 100 en el campo. La tapa 120 evita además que la radiación se escape del dispositivo de prueba portátil 100 y evita que la luz ambiental entre en el dispositivo de prueba portátil 100 cuando se completa la prueba. La tapa 120 puede moverse entre una posición abierta y una cerrada y puede mantenerse en la posición cerrada con cualquier medio adecuado. En la realización mostrada, la tapa 120 se mantiene en una posición cerrada con imanes. Cuando la tapa 120 está en una posición cerrada, ejerce presión sobre el portamuestras que se coloca en un bloque térmico en el dispositivo de prueba portátil 100. Esto mejora el acoplamiento y la transferencia de calor entre el portamuestras y el bloque térmico en el dispositivo de prueba portátil 100.
El dispositivo de prueba portátil 100 se diseña para su uso en el campo y proporciona muchas ventajas para tal uso. Los materiales biológicos que se recolectan en el campo pueden probarse en el campo a medida que se recolectan. Esto alivia las preocupaciones sobre la contaminación o la degradación de la muestra biológica, ya que no es necesario transportar la muestra biológica de regreso a un laboratorio para la prueba. Además, el dispositivo de prueba portátil 100 permite que un usuario reaccione rápidamente a los resultados de las pruebas que se ejecutan en el campo. Si una prueba no es concluyente, puede recolectarse y muestrear material biológico adicional de inmediato. Además, si las pruebas indican que hay un patógeno o una toxina en la muestra, el usuario puede iniciar inmediatamente el protocolo de seguridad adecuado para protegerse contra el patógeno o la toxina.
El dispositivo de prueba portátil 100 incluye un número de características que lo hacen adecuado para su uso en el campo. Se incluye el mango 118 para transportar fácilmente el dispositivo. La pantalla 116 se integra en el dispositivo de prueba portátil 100 para que el dispositivo de prueba portátil 100 pueda actuar como un sistema todo en uno, ya que el dispositivo de prueba portátil 100 es capaz de probar una muestra biológica, procesar los datos que se recolectan y mostrar los datos en la pantalla 116. La pantalla 116 elimina la necesidad de que el dispositivo de prueba portátil 100 se conecte a otra máquina u ordenador para procesar y mostrar los resultados de la prueba. Esto puede permitir que un usuario evite tener que llevar un dispositivo adicional en el campo o tener que esperar hasta regresar a un laboratorio para leer los datos. El dispositivo de prueba portátil 100 incluye todas las características que son necesarias para la prueba, procesar y mostrar los resultados de las pruebas en un dispositivo compacto todo en uno.
La Figura 2A es una vista en perspectiva de un lado superior del dispositivo de prueba portátil 100 cuando la cubierta 124 se coloca sobre la pantalla 116. La Figura 2B es una vista en planta inferior del dispositivo de prueba portátil 100. El dispositivo de prueba portátil 100 incluye la carcasa 110, la pantalla 116 (no se muestra en las Figuras 2A-2B), la cubierta 124, el interruptor de potencia 126, el conector de potencia 128 y la tapa de la batería 130.
La carcasa 110 forma el cuerpo del dispositivo de prueba portátil 100. La pantalla 116 se posiciona en una porción frontal superior de la carcasa 110. La pantalla 116 es una pantalla táctil y un usuario puede usar la pantalla 116 para seleccionar el protocolo de prueba y ver los datos recolectados durante la prueba. La cubierta 124 se proporciona para cubrir y proteger la pantalla 116. El dispositivo de prueba portátil 100 se diseña para su uso en el campo, por lo que existe un riesgo significativo de que la pantalla 116 se dañe si queda expuesta cuando el dispositivo de prueba portátil 100 se transporta en el campo. La cubierta 124 forma un ajuste de interferencia con la carcasa 110 sobre la pantalla 116. La cubierta 124 puede posicionarse sobre la pantalla 116 y encajar en su lugar para que quede retenida durante la transportación del dispositivo de prueba portátil 100. La cubierta 124 protege la pantalla 116 de daños durante la transportación del dispositivo de prueba portátil 100. La cubierta 124 puede removerse de la pantalla 116 mediante el uso de una muesca que se localiza a lo largo de una porción del perímetro de la cubierta 124. Un usuario puede colocar un dedo en la muesca y sacar la cubierta 124 de la pantalla 116.
El dispositivo de prueba portátil 100 incluye además el interruptor de potencia 126 y el conector de potencia 128 localizado en un lado de la carcasa 110. El interruptor de potencia 126 puede usarse por un usuario para encender y apagar el dispositivo de prueba portátil 100. El conector de potencia 128 se usa para conectar el dispositivo de prueba portátil 100 a una fuente de potencia para que pueda cargarse una batería en el dispositivo de prueba portátil 100. La tapa de la batería 130 sostiene la batería en el dispositivo de prueba portátil 100 y puede removerse para acceder a la batería.
Proporcionar la cubierta 124 sobre la pantalla 116 es ventajoso, ya que la pantalla 116 podría dañarse fácilmente cuando se usa el dispositivo de prueba portátil 100 en el campo. La pantalla 116 es una pantalla táctil que actúa como interfaz de usuario principal entre un usuario y el dispositivo de prueba portátil 100, por lo que el daño a la pantalla 116 podría afectar el funcionamiento general del dispositivo de prueba portátil 100. La pantalla protectora 116 con la cubierta 124 evita que la pantalla 116 se dañe. Además, es ventajoso alimentar el dispositivo de prueba portátil 100 con una batería, ya que permite usar el dispositivo de prueba portátil 100 en el campo.
La Figura 3A es una vista en perspectiva de un lado superior de un diseño alternativo del dispositivo de prueba portátil 100' cuando se coloca la cubierta 124' sobre la pantalla 116'. La Figura 3B es una vista en perspectiva de un lado inferior del diseño alternativo del dispositivo de prueba portátil 100'cuando la cubierta 124' se almacena en un rebaje 132' en el lado inferior del dispositivo de prueba portátil 100'. El dispositivo de prueba portátil 100' incluye la carcasa 110', la pantalla 116' (no se muestra en las Figuras 3A-3B), la cubierta 124', el interruptor de potencia 126', y el rebaje 132'.
La carcasa 110' forma el cuerpo del dispositivo de prueba portátil 100'. La pantalla 116' se posiciona en la porción frontal superior de la carcasa 110'. La cubierta 124' forma un ajuste de interferencia con la carcasa 110' sobre la pantalla 116'. La cubierta 124' puede posicionarse sobre la pantalla 116' y encajar en su lugar para que quede retenida durante la transportación del dispositivo de prueba portátil 100'. La cubierta 124' protege la pantalla 116' de daños durante la transportación del dispositivo de prueba portátil 100'. La cubierta 124' puede removerse de la pantalla 116' mediante el uso de una muesca que se localiza a lo largo de una porción del perímetro de la cubierta 124'. Un usuario puede colocar un dedo en la muesca y sacar la cubierta 124' de la pantalla 116'.
Cuando se usa el dispositivo de prueba portátil 100', la cubierta 124' puede almacenarse en el rebaje 132'. El rebaje 132' se construye en un lado inferior del dispositivo de prueba portátil 100' y tiene la forma para que se ajuste la cubierta 124'. La cubierta 124' forma un ajuste de interferencia con el rebaje 132' y puede encajarse en su lugar en el rebaje 132'. Cuando ya no se usa el dispositivo de prueba portátil 100', la cubierta 124' puede removerse del rebaje 132' mediante el uso de la muesca que se ubica a lo largo del perímetro de la cubierta 124' para sacar la cubierta 124' del rebaje 132'. El interruptor de potencia 126' también se posiciona en el lado inferior del dispositivo de prueba portátil 100'. El interruptor de potencia 126' puede usarse por un usuario para encender y apagar el dispositivo de prueba portátil 100'.
Proporcionar la cubierta 124' sobre la pantalla 116' es ventajoso, ya que la pantalla 116' podría dañarse fácilmente cuando se usa el dispositivo de prueba portátil 100' en el campo. La pantalla protectora 116' con la cubierta 124' evita que la pantalla 116' se dañe. Además, proporcionar el rebaje 132' para almacenar la cubierta 124' es ventajoso, ya que permite al usuario almacenar fácilmente la cubierta 124' cuando se usa el dispositivo de prueba portátil 100'. Esto evita que un usuario olvide la cubierta 124' colocada en alguna parte o que remueva la cubierta 124' a propósito para que el usuario no tenga que seguir la pista de la cubierta 124'. Proporcionar una manera fácil de almacenar la cubierta 124' en el rebaje 132' asegurará el uso adecuado de la cubierta 124' y protegerá la pantalla 116' de daños. La Figura 4A es una vista en perspectiva del dispositivo de prueba portátil 100 cuando un portamuestras en forma de un arreglo de tubos 140 se coloca en el dispositivo de prueba portátil 100. La Figura 4B es una vista en perspectiva del dispositivo de prueba portátil 100 cuando un portamuestras en forma de tarjeta 142 se coloca en el dispositivo de prueba portátil 100. La Figura 4C es una vista en perspectiva del dispositivo de prueba portátil 100 cuando la tarjeta 142 se coloca en el dispositivo de prueba portátil 100. El dispositivo de prueba portátil 100 incluye la carcasa 110, la pantalla 116, el mango 118 y la tapa 120. La Figura 4A también incluye el receptáculo 122 y el arreglo de tubos 140. Las Figuras 4B-4C también incluyen el receptáculo 122' y tarjeta 142.
Como se ve en la Figura 4A, el receptáculo 122 se localiza en un lado superior del dispositivo de prueba portátil 100 en la realización mostrada, pero puede localizarse en cualquier localización adecuada en las realizaciones alternativas. El receptáculo 122 es una abertura en la carcasa 110 del dispositivo de prueba portátil 100. Un portamuestras que contiene una muestra biológica puede colocarse en el receptáculo 122 para la prueba. En la Figura 4A, el receptáculo 122 se configura para recibir el arreglo de tubos 140. En las realizaciones alternativas, el receptáculo 122 puede configurarse de cualquier manera que sea capaz de recibir un portamuestras.
Como se ve en las Figuras 4B-4C, el receptáculo 122' se localiza en un lado superior del dispositivo de prueba portátil 100 en la realización mostrada, pero puede localizarse en cualquier localización adecuada en las realizaciones alternativas. El receptáculo 122' es una abertura en la carcasa 110 del dispositivo de prueba portátil 100. Un portamuestras que contiene una muestra biológica puede colocarse en el receptáculo 122' para la prueba. En las Figuras 4B-4C, el receptáculo 122' se configura para recibir la tarjeta 142. En las realizaciones alternativas, el receptáculo 122' puede configurarse de cualquier manera que sea capaz de recibir un portamuestras.
Cuando se coloca un portamuestras en el receptáculo 122 (o receptáculo 122') del dispositivo de prueba portátil 100, se posicionará en un conjunto óptico que se mantiene en el dispositivo de prueba portátil 100. El conjunto óptico podrá amplificar, excitar y detectar la muestra biológica en el portamuestras. El conjunto óptico incluye un componente de calentamiento que se usa para calentar la muestra biológica, provocando que se amplifique. El conjunto óptico usará luego la radiación para excitar la muestra biológica, de modo que ésta emita radiación. La tapa 120 se posiciona sobre el receptáculo 122 para prevenir que la radiación escape de la carcasa 110 a través del receptáculo 122. La tapa 120 evita además que la luz ambiental ingrese a la carcasa 110 a través del receptáculo 122, lo cual evita que la luz ambiental distorsione o niegue los resultados de las pruebas que se ejecutan en el dispositivo de prueba portátil 100. La tapa 120 puede moverse entre una posición abierta y una cerrada. Cuando la tapa 120 está en una posición abierta, los portamuestras (que incluye el arreglo de tubos 140 o la tarjeta 142) pueden insertarse y remover del receptáculo 122. Cuando la tapa 120 se cierra, los portamuestras se mantendrán en el receptáculo 122 y la radiación en el dispositivo de prueba portátil 100 no escapará de la carcasa 110.
El receptáculo 122 puede moldearse para recibir cualquier portamuestras, lo que permite que el dispositivo de prueba portátil 100 se diseñe para adaptarse a una amplia variedad de portamuestras estándar y personalizados. El arreglo de tubos 140 y la tarjeta 142 son ejemplos de cada uno. El arreglo de tubos 140 es un portamuestras estándar que está ampliamente disponible en el mercado. La tarjeta 142 es un portamuestras diseñado a medida que se diseña para usarse con el dispositivo de prueba portátil 100. El receptáculo 122 permite que el dispositivo de prueba portátil 100 se diseñe para adaptarse a una amplia variedad de formas y tamaños de portamuestras.
La Figura 5 es un diagrama de bloques del dispositivo de prueba portátil 100. El dispositivo de prueba portátil 100 incluye la pantalla 116, el suministro de potencia 150, el conjunto electrónico 152, el lector de códigos legibles por máquina 154 y el conjunto óptico 156. El conjunto óptico 156 incluye el bloque térmico 160, los diodos emisores de luz 162 y los fotodetectores 164.
El dispositivo de prueba portátil 100 se usa para analizar y obtener datos de las muestras biológicas en el campo. Para lograr esto, el dispositivo de prueba portátil 100 se equipa con una pantalla 116, un suministro de potencia 150, un conjunto electrónico 152, un lector de códigos legibles por máquina 154 y un conjunto óptico 156. En la realización mostrada, la pantalla 116 es una pantalla táctil que actúa como una interfaz de usuario principal entre un usuario y el dispositivo de prueba portátil 100. Un usuario puede introducir información en la pantalla 116 para indicar qué pruebas debe realizarse en el dispositivo de prueba portátil 100 para cada muestra biológica. Además, un usuario puede monitorear los resultados de las pruebas que se ejecutan en el dispositivo de prueba portátil 100 en la pantalla 116.
La pantalla 116 se conecta al conjunto electrónico 152 con un circuito de interfaz. La información que se introduce en la pantalla 116 se comunicará al conjunto electrónico 152 mediante el uso del circuito de interfaz. El conjunto electrónico 152 incluye hardware, microprograma y software para controlar las operaciones del dispositivo de prueba portátil 100, que incluye un microprocesador. El conjunto electrónico 152 indicará qué prueba va a ejecutarse en el dispositivo de prueba portátil 100 y comunica esta información a través del dispositivo. Los datos que se recopilan en el dispositivo de prueba portátil 100 durante la prueba también se comunicarán al conjunto electrónico 152. El conjunto electrónico 152 puede procesar estos datos y transmitirlos a la pantalla 116 para que se visualicen. El conjunto electrónico 152 almacena además estos datos para su recuperación o transferencia en un momento posterior.
El conjunto electrónico 152 se conecta al suministro de potencia 150 con un circuito de interfaz. La fuente de potencia 150 incluye componentes que pueden alimentar el dispositivo de prueba portátil 100, que incluye una batería, una placa de potencia, un interruptor de potencia y un conector de potencia que puede conectarse a un suministro de potencia para recargar. La energía del suministro de potencia 150 se envía al conjunto electrónico 152 a través del circuito de interfaz para que el dispositivo de prueba portátil 100 pueda funcionar.
El dispositivo de prueba portátil 100 puede incluir además un lector de códigos legibles por máquina 154. Cuando un portamuestras que contiene un código legible por máquina se coloca en el dispositivo de prueba portátil 100, el lector de códigos legibles por máquina 154 puede leer el código legible por máquina en el portamuestras. También puede proporcionarse un código legible por máquina separado del portamuestras. El código legible por máquina puede contener todos los parámetros para el protocolo de prueba y la información de trazabilidad del ensayo para la prueba que va a ejecutarse. Alternativamente, el código legible por máquina puede indicar qué prueba se va a ejecutar. Esto es ventajoso, ya que permite que un usuario inserte una muestra en el dispositivo de prueba portátil 100 y el dispositivo de prueba portátil 100 seleccionará automáticamente un protocolo de prueba y comenzará la prueba.
El conjunto electrónico 152 incluye un microprocesador, una memoria asociada y un circuito de interfaz para interactuar con la pantalla 116 y el conjunto óptico 156. La entrada que se recibe en el conjunto electrónico 152 desde la pantalla 116 puede procesarse en el conjunto electrónico 152. Esta información puede usarse para controlar el conjunto óptico 156. El conjunto óptico 156 efectúa la prueba de la muestra biológica que se coloca en el dispositivo de prueba portátil 100. A medida que se completa la prueba, los datos que se recolectan en el conjunto óptico 156 pueden comunicarse al conjunto electrónico 152. El conjunto electrónico 152 procesa estos datos y puede transmitir los datos a la pantalla 116 para que el usuario pueda controlar los resultados de la prueba. El conjunto electrónico 152 también puede transmitir los datos a un dispositivo externo con cualquier medio de transferencia de datos adecuado, que incluye la transferencia inalámbrica o la transferencia a través de un puerto USB, puerto microUSB, tarjeta SD o tarjeta microSD.
El conjunto óptico 156 incluye el bloque térmico 160, los diodos emisores de luz 162 y los fotodetectores 164 para realizar las pruebas de las muestras biológicas que se colocan en el dispositivo de prueba portátil 100. El conjunto óptico 156 amplificará la muestra biológica mediante el uso de calor y luego excitará la muestra biológica con radiación para detectar la presencia de un marcador fluorescente específico. Las muestras biológicas que se colocan en el dispositivo de prueba portátil 100 se mezclarán con una mezcla de reacción que contiene uno o más tintes fluorescentes. Cuando la muestra biológica se coloca en el dispositivo de prueba portátil 100, el bloque térmico 160 amplificará la muestra biológica con calor. El bloque térmico 160 se posiciona debajo del receptáculo 122 en el dispositivo de prueba portátil 100 de modo que cuando se coloca un portamuestras que contiene una muestra biológica en el dispositivo de prueba portátil 100, el portamuestras se posicionará en el bloque térmico 160. A medida que se amplifica la muestra biológica, puede analizarse mediante el uso de diodos emisores de luz 162 y fotodetectores 164. Los diodos emisores de luz 162 transmiten radiación a la muestra biológica para excitar la muestra biológica. Una pluralidad de diodos emisores de luz 162 puede usarse en el dispositivo de prueba portátil 100 para excitar la muestra biológica a una velocidad de ciclo predeterminada. En la realización mostrada, la pluralidad de diodos emisores de luz 162 se activan y desactivan a 1,54 kHz. En las realizaciones alternativas, los diodos emisores de luz 162 pueden ciclar a cualquier velocidad de ciclo predeterminada. Cuando la muestra biológica se excita a la velocidad de ciclo predeterminada, emitirá radiación a la misma velocidad de ciclo predeterminada y las correspondientes longitudes de onda de los tintes fluorescentes que se agregaron a la muestra biológica. Esta radiación puede recibirse por los fotodetectores 164. Una pluralidad de fotodetectores 164 puede usarse en el dispositivo de prueba portátil 100 para leer la radiación emitida por la muestra biológica en diferentes longitudes de onda de radiación. Las señales producidas por los fotodetectores 164 pueden luego transmitirse al conjunto electrónico 152 para su procesamiento y análisis, y mostrarse en la pantalla 116 como los datos recolectados durante la prueba.
El dispositivo de prueba portátil 100 es ventajoso, ya que es un dispositivo todo en uno. El dispositivo de prueba portátil 100 incluye el conjunto óptico 156 para realizar pruebas de muestras biológicas en el campo. El dispositivo de prueba portátil 100 incluye además un conjunto electrónico 152 y una pantalla 116 para especificar qué prueba ejecutar y procesar y mostrar los datos que se recolectan durante la prueba. El dispositivo de prueba portátil 100 incluye además el suministro de potencia 150, que incluye una batería, de modo que el dispositivo de prueba portátil 100 puede usarse en el campo. El dispositivo de prueba portátil 100 incluye todos los componentes necesarios para realizar la prueba de una muestra biológica y lo hace en un dispositivo compacto que puede usarse fácilmente en el campo. Mediante el uso del dispositivo de prueba portátil 100 en el campo evita preocupaciones sobre la contaminación o degradación de las muestras biológicas y permite al usuario reaccionar rápidamente a los resultados de la prueba en el campo.
La Figura 6A es una vista en perspectiva del conjunto óptico 156. La Figura 6B es una vista en sección transversal del conjunto óptico 156. El conjunto óptico 156 incluye la porción de calentamiento 170 (no mostrada en la Figura 6A), la porción de lente 172 (no mostrada en la Figura 6A), la porción de carcasa 174, la primera porción de montaje óptico 176 y la segunda porción de montaje óptico 178. También se muestra en la Figura 6B es un arreglo de tubos 140.
El conjunto óptico 156 incluye la porción de calentamiento 170 para calentar la muestra biológica y la mezcla de reactivos en el arreglo de tubos 140. Posicionada en la porción de calentamiento 170 está la porción de lente 172 para dirigir la radiación a través del conjunto óptico 156. La porción de carcasa 174 se posiciona alrededor de la porción de calentamiento 170 y forma la porción de cuerpo principal del conjunto óptico 156. La primera porción de montaje óptico 176 se posiciona en un primer lado de la porción de carcasa 174 y la segunda porción de montaje óptico 178 se posiciona en un segundo lado de la porción de carcasa 174. Tanto la primera porción de montaje óptico 176 como la segunda porción de montaje óptico 178 montan los diodos emisores de luz en el conjunto óptico 156 para excitar la muestra biológica y la mezcla de reactivos en el arreglo de tubos 140. Además, tanto la primera porción de montaje óptico 176 como la segunda porción de montaje óptico 178 montan los fotodetectores en el conjunto óptico 156 para detectar una señal de la muestra biológica y la mezcla de reactivos en el arreglo de tubos 140.
La Figura 7 es una vista despiezada de una porción de calentamiento 170 del conjunto óptico 156. Como se ve en las Figuras 6B y 7, la porción de calentamiento 170 incluye el bloque de muestras 190, el componente de calentamiento 192, el sensor de temperatura 194, los pozos 196, los conductos 198, los conductos 200, los conductos 202 y los conductos 204.
La porción de calentamiento 170 incluye el bloque de muestras 190 que forma la porción principal del cuerpo de la porción de calentamiento 170. El componente de calentamiento 192 se acopla a un segundo lado del bloque de muestras 190. El componente de calentamiento 192 es un calentador plano de poliimida en la realización mostrada, pero puede ser cualquier calentador adecuado en las realizaciones alternativas. El sensor de temperatura 194 se coloca en la porción inferior del bloque de muestras 190 para detectar la temperatura del bloque de muestras 190. Además, en las realizaciones alternativas, un interruptor de corte térmico, como un interruptor PEPI, puede colocarse en serie con un cable en el componente de calentamiento 192.
El bloque de muestras 190 incluye los pozos 196 en un lado superior del bloque de muestras 190. Cada pozo 196 se dimensiona para recibir un tubo en el arreglo de tubos 140. En la realización que se muestra en la Figura 7, el componente de calentamiento 192 calienta cada uno de los pozos 196 a una temperatura constante para que el dispositivo de prueba portátil 100 pueda usarse con químicas de amplificación isotérmica. En las realizaciones alternativas, el componente de calentamiento 192 puede calentar cada pozo 196 a una temperatura diferente a través de un gradiente, o puede haber una pluralidad de componentes de calentamiento para que cada pozo sea calentado por un componente de calentamiento diferente a una temperatura diferente. Esto permite al usuario conducir una prueba preliminar para determinar qué temperatura debe usarse para analizar una muestra biológica particular. En las realizaciones alternativas adicionales, el componente de calentamiento 192 puede incluir un termociclador que es capaz de ciclar la porción de calentamiento 170 a través de diferentes temperaturas para que el dispositivo de prueba portátil 100 pueda usarse con químicas de reacción en cadena de polimerasa (PCR) no isotérmicas.
El bloque de muestras 190 incluye además los conductos 198, los conductos 200, los conductos 202 y los conductos 204. Los conductos 198 se extienden desde un primer lado del bloque de muestras 190 hasta los pozos 196. Los conductos 200 que se extienden desde el lado inferior del bloque de muestras 190 hasta los pozos 196. Los conductos 202 se extienden desde el segundo lado del bloque de muestras 190 hasta los pozos 196. Los conductos 204 se extienden desde el lado inferior del bloque de muestras 190 hasta los pozos 196. Los conductos 198, los conductos 200, los conductos 202 y los conductos 204 se extienden a través del bloque de muestras 190 para dirigir la radiación dentro y fuera de la muestra biológica y la mezcla de reactivos en el arreglo de tubos 140 en los pozos 196.
La Figura 8 es una vista despiezada de la porción de lente 172 del conjunto óptico 156. Como se ve en las Figuras 6B y 8, la porción de lente 172 incluye las lentes 210 y el retenedor de lente 212.
La porción de lente 172 incluye las lentes 210 que se posicionan en el bloque de muestras 190 de la porción de calentamiento 170. Los conductos 198 en el bloque de muestras 190 se dimensionan para recibir las lentes 210 en el primer lado del bloque de muestras 190. Se posiciona una lente 210 en cada conducto 198 del bloque de muestras 190. Las lentes 210 se mantienen en los conductos 198 con el retenedor de lente 212. El retenedor de lente 212 tiene una pluralidad de aberturas para que la radiación pueda pasar a través del retenedor de lente 212 para pasar a través de las lentes 210.
La Figura 9 es una vista despiezada de la porción de carcasa 174 del conjunto óptico 156. Como se ve en las Figuras 6A-6B y 9, la porción de carcasa 174 incluye la primera carcasa 220, la segunda carcasa 222, el escudo térmico 224, los conductos 226, los conductos 228, los conductos 230, los conductos 232 y las aberturas 234.
La porción de carcasa 174 incluye la primera carcasa 220 posicionado en un primer lado de la porción de calentamiento 170 y la segunda carcasa 222 posicionado en un segundo lado de la porción de calentamiento 170. La primera carcasa 220 y la segunda carcasa 222 forman una porción de cuerpo principal de la porción de carcasa 174. El escudo térmico 224 se posiciona entre la primera carcasa 220 y la segunda carcasa 222 en el lado superior de la porción de calentamiento 170.
La primera carcasa 220 incluye los conductos 226 y los conductos 228. Los conductos 226 se extienden desde un primer lado de la primera carcasa 220 hasta un lado interior de la primera carcasa 220 adyacente al bloque de muestras 190. Cada conducto 226 en la primera carcasa 220 se alinea con un conducto 198 en el bloque de muestras 190. Los conductos 228 se extienden desde un lado inferior de la primera carcasa 220 hasta un lado interior de la primera carcasa 220 adyacente al bloque de muestras 190. Cada conducto 228 en la primera carcasa 220 se alinea con un conducto 200 en el bloque de muestras 190. Los conductos 226 y 228 se extienden a través de la primera carcasa 220 para dirigir la radiación hacia adentro y hacia afuera de la muestra biológica y la mezcla de reactivos en el arreglo de tubos 140 en los pozos 196 del bloque de muestras 190.
La segunda carcasa 222 incluye los conductos 230 y los conductos 232. Los conductos 230 se extienden desde un segundo lado de la segunda carcasa 222 hasta un lado interior de la segunda carcasa 222 adyacente al bloque de muestras 190. Cada conducto 230 en la segunda carcasa 222 se alinea con un conducto 202 en el bloque de muestras 190. Los conductos 232 se extienden desde un lado inferior de la segunda carcasa 222 hasta un lado interior de la segunda carcasa 222 adyacente al bloque de muestras 190. Cada conducto 232 en la segunda carcasa 222 se alinea con un conducto 204 en el bloque de muestras 190. Los conductos 230 y 232 se extienden a través de la segunda carcasa 222 para dirigir la radiación hacia adentro y hacia afuera de la muestra biológica y la mezcla de reactivos en el arreglo de tubos 140 en los pozos 196 del bloque de muestras 190.
El escudo térmico 224 se posiciona sobre el bloque de muestras 190 y se mantiene entre la primera carcasa 220 y la segunda carcasa 222. Las aberturas 234 se extienden desde un lado superior hasta un lado inferior del escudo térmico 224. Cada abertura 234 en el escudo térmico 224 se alinea con un pozo 196 en el bloque de muestras 190. Esto permite posicionar el arreglo de tubos 140 en los pozos 196 en el bloque de muestras 190 a través de las aberturas 234 en el escudo térmico 224. El escudo térmico 224 se posiciona sobre el bloque de muestras 190 para prevenir que el calor se escape por el lado superior del bloque de muestras 190. El escudo térmico 224 proporciona además una superficie aislada para proteger al usuario del lado superior del bloque de muestras 190 cuando el bloque de muestras 190 está caliente.
La Figura 10A es una vista parcialmente despiezada de la primera porción de montaje óptico 176 del conjunto óptico 156. La Figura 10B es una vista parcialmente despiezada de la segunda porción de montaje óptico 178 del conjunto óptico 156. La Figura 10C es una vista parcialmente despiezada de la primera porción de montaje óptico 176 y la segunda porción de montaje óptico 178 del conjunto óptico 156. Como se ve en las Figuras 6A-6b , 10A y 10C, la primera porción de montaje óptico 176 incluye la carcasa 240, la carcasa 242, el filtro de emisión 244, la junta 246, el filtro de excitación 248, los conductos 250, los conductos 252, la placa de montaje de fotodetectores 254, fotodetectores 256, la junta 258, la placa de montaje de los diodos emisores de luz 260, los diodos emisores de luz 262 y la junta 264. Como se ve en las Figuras 6A-6B, 10B-10C, la segunda porción de montaje óptico 178 incluye la carcasa 270, la carcasa 272, el filtro de emisión 274, la junta 276, el filtro de excitación 278, los conductos 280, los conductos 282, la placa de montaje de fotodetectores 284, los fotodetectores 286, la junta 288, la placa de montaje de los diodos emisores de luz 290, los diodos emisores de luz 292 y la junta 294.
La primera porción de montaje óptico 176 se posiciona en un primer lado de la porción de carcasa 174. La primera porción de montaje óptico 176 incluye la carcasa 240 y la carcasa 242 que forman una porción principal del cuerpo de la primera porción de montaje óptico 176. La carcasa 240 se acopla a un primer lado de la primera carcasa 220 de la porción de carcasa 174. El filtro de emisión 244 se posiciona entre la carcasa 240 y la primera carcasa 220 en una ranura en el primer lado de la primera carcasa 220. La junta 246 se posiciona entre el filtro de emisión 244 y la carcasa 240. La carcasa 242 se acopla a un lado inferior de la primera carcasa 220 de la porción de carcasa 174. El filtro de excitación 248 se posiciona entre la carcasa 242 y la primera carcasa 220 en una ranura en el lado inferior de la primera carcasa 220.
La carcasa 240 incluye los conductos 250. Los conductos 250 se extienden desde un primer lado de la carcasa 240 hasta un lado interior de la carcasa 240 adyacente a la primera carcasa 220. Cada conducto 250 en la carcasa 240 se alinea con un conducto 226 en la primera carcasa 220. La carcasa 242 incluye los conductos 252. Los conductos 252 se extienden desde un lado inferior de la carcasa 252 hasta un lado interior de la carcasa 242 adyacente a la primera carcasa 220. Cada conducto 252 en la carcasa 242 se alinea con un conducto 228 en la primera carcasa 220.
La placa de montaje de fotodetectores 254 se conecta a un primer lado de la carcasa 240. La placa de montaje de fotodetectores 254 es una placa electrónica que incluye los fotodetectores 256. Cada fotodetector 256 en la placa de montaje de fotodetectores 254 se posiciona en un conducto 250 en la carcasa 240. La junta 258 se posiciona entre la placa de montaje de fotodetectores 254 y la carcasa 240. La placa de montaje de diodos emisores de luz 260 se acopla a un lado inferior de la carcasa 242. La placa de montaje de diodos emisores de luz 260 es una placa electrónica que incluye los diodos emisores de luz 262. Cada diodo emisor de luz 262 en la placa de montaje de diodos emisores de luz 260 se posiciona en un conducto 252 en la carcasa 242. La junta 264 se posiciona entre la placa de montaje de diodos emisores de luz 260 y la carcasa 242.
La segunda porción de montaje óptico 178 se posiciona en un segundo lado de la porción de carcasa 174. La segunda porción de montaje óptico 178 incluye la carcasa 270 y la carcasa 272 que forman una porción principal del cuerpo de la segunda porción de montaje óptico 178. La carcasa 270 se acopla a un segundo lado de la segunda carcasa 222 de la porción de carcasa 174. El filtro de emisión 274 se posiciona entre la carcasa 270 y la segunda carcasa 222 en una ranura en el segundo lado de la segunda carcasa 222. La junta 276 se posiciona entre el filtro de emisión 274 y la carcasa 270. La carcasa 272 se acopla a un lado inferior de la segunda carcasa 222 de la porción de carcasa 174. El filtro de excitación 278 se posiciona entre la carcasa 272 y la segunda carcasa 222 en una ranura en el lado inferior de la segunda carcasa 222.
La carcasa 270 incluye los conductos 280. Los conductos 280 se extienden desde un segundo lado de la carcasa 270 hasta un lado interior de la carcasa 270 adyacente a la segunda carcasa 222. Cada conducto 280 en la carcasa 270 se alinea con un conducto 230 en la segunda carcasa 222. La carcasa 272 incluye los conductos 282. Los conductos 282 se extienden desde un lado inferior de la carcasa 282 hasta un lado interior de la carcasa 282 adyacente a la segunda carcasa 222. Cada conducto 282 en la carcasa 272 se alinea con un conducto 232 en la segunda carcasa 222.
La placa de montaje de fotodetectores 284 se conecta a un primer lado de la carcasa 270. La placa de montaje de fotodetectores 284 es una placa electrónica que incluye los fotodetectores 286. Cada fotodetector 286 en la placa de montaje de fotodetectores 284 se posiciona en un conducto 280 en la carcasa 270. La junta 288 se posiciona entre la placa de montaje de fotodetectores 284 y la carcasa 270. La placa de montaje de diodos emisores de luz 290 se acopla a un lado inferior de la carcasa 272. La placa de montaje de diodos emisores de luz 290 es una placa electrónica que incluye los diodos emisores de luz 292. Cada diodo emisor de luz 292 en la placa de montaje de diodos emisores de luz 290 se posiciona en un conducto 282 en la carcasa 272. La junta 294 se posiciona entre la placa de montaje de diodos emisores de luz 290 y la carcasa 272.
Como se ve en las Figuras 6A-10C, el conjunto óptico 156 puede excitar y detectar emisiones de una muestra biológica y una mezcla de reactivos en el arreglo de tubos 140 que se posiciona en el conjunto óptico 156. Los diodos emisores de luz 262 son diodos emisores de luz bicolores que pueden emitir radiación en dos longitudes de onda diferentes. En la realización mostrada, los diodos emisores de luz 262 son diodos emisores de luz bicolor azul y ámbar para excitar el tinte fluorescente de amidita de fluoresceína (FAM) y el tinte fluorescente de 6-Carboxil-X-Rodamina (ROX), respectivamente. Además, los diodos emisores de luz 262 emiten radiación a una velocidad de ciclo predeterminada de 1,54 kHz. La radiación de los diodos emisores de luz 262 puede pasar a través de los conductos 252, del filtro de excitación 248, de los conductos 228 y de los conductos 200 hacia la muestra biológica y la mezcla de reactivos en el arreglo de tubos 140 que se encuentra en los pozos 196. El filtro de excitación 248 es un filtro de excitación de paso de banda dual que es capaz de pasar cualquiera de las longitudes de onda emitidas por los diodos emisores de luz 262. El filtro de excitación 248 es un filtro único que se extiende a lo largo de toda la longitud del arreglo de tubos 140, por lo que el filtro de excitación 248 se extiende entre los conductos 228 adyacentes en la primera carcasa 220. La radiación de los diodos emisores de luz 262 puede excitar un tinte fluorescente en la muestra biológica y la mezcla de reactivos. Esta excitación del tinte fluorescente emitirá una señal de la muestra biológica y la mezcla de reactivos y la emisión puede pasar a través de los conductos 198, de los conductos 226, del filtro de emisión 244 y de los conductos 250 para ser detectada por los fotodetectores 256. El filtro de emisión 244 es un filtro de emisión de paso de banda dual en la realización mostrada. El filtro de emisión 244 es un filtro único que se extiende a lo largo de toda la longitud del arreglo de tubos 140, por lo que el filtro de emisión 244 se extiende entre los conductos 226 adyacentes en la primera carcasa 220.
Los diodos emisores de luz 292 son diodos emisores de luz que pueden emitir radiación en una sola longitud de onda. En la realización mostrada, los diodos emisores de luz 292 son diodos emisores de luz verde para excitar el tinte fluorescente 6-carboxi-X-hexaclorofluoresceína (HEX). Además, los diodos emisores de luz 292 emiten radiación a una velocidad de ciclo predeterminada de 1,54 kHz. La radiación de los diodos emisores de luz 292 puede pasar a través de los conductos 282, del filtro de excitación 278, de los conductos 232 y de los conductos 204 hacia la muestra biológica y la mezcla de reactivos en el arreglo de tubos 140 que se encuentra en los pozos 196. El filtro de excitación 278 es un filtro de paso de banda único que es capaz de pasar la longitud de onda emitida por los diodos emisores de luz 292. El filtro de excitación 278 es un filtro único que se extiende a lo largo de toda la longitud del arreglo de tubos 140, por lo que el filtro de excitación 278 se extiende entre los conductos 232 adyacentes en la segunda carcasa 222. La radiación de los diodos emisores de luz 292 puede excitar un tinte fluorescente en la muestra biológica y la mezcla de reactivos. Esta excitación del tinte fluorescente emitirá una señal de la muestra biológica y la mezcla de reactivos y la emisión puede pasar a través de los conductos 202, de los conductos 230, del filtro de emisión 274 y de los conductos 280 para ser detectada por los fotodetectores 286. El filtro de emisión 274 es un filtro de paso de banda único en la realización mostrada. El filtro de emisión 274 es un filtro único que se extiende a lo largo de toda la longitud del arreglo de tubos 140, por lo que el filtro de emisión 274 se extiende entre los conductos adyacentes 230 en la segunda carcasa 222.
En una realización alternativa, los diodos emisores de luz 292 pueden ser diodos emisores de luz bicolores que pueden emitir radiación en dos longitudes de onda diferentes. Además, el filtro de excitación 278 puede ser un filtro de paso de banda dual que es capaz de pasar las dos longitudes de onda emitidas por los diodos emisores de luz 292, y el filtro de emisión 274 también puede ser un filtro de paso de banda dual. Esto daría como resultado que el dispositivo de prueba portátil 100 sea capaz de probar cuatro tintes fluorescentes diferentes que pueden mezclarse con la muestra biológica y la mezcla de reactivos.
Los diodos emisores de luz 262 y los diodos emisores de luz 292 emiten radiación en forma de luz que se cicla a una velocidad predeterminada de 1,54 kHz. Esto provoca emisiones de la muestra biológica y la mezcla de reactivos a la misma tasa predeterminada. Los fotodetectores 256 y los fotodetectores 286 reciben así las emisiones de la muestra biológica y la mezcla de reactivos a una velocidad de 1,54 kHz también. El circuito electrónico conectado a los fotodetectores 256 y los fotodetectores 286 se diseña para filtrar electrónicamente todas las demás frecuencias excepto 1,54 kHz. Esto anulará cualquier luz ambiental u otras fuentes de radiación en el dispositivo de prueba portátil 100 que pueda interferir con la precisión de la prueba.
Tener un filtro único para el filtro de emisión 244, el filtro de excitación 248, el filtro de emisión 274 y el filtro de excitación 278 simplifica el diseño del dispositivo de prueba portátil 100. Este diseño simplificado hace que el dispositivo de prueba portátil 100 sea más adecuado para su uso en el campo. Si uno de los filtros de emisión 244, filtro de excitación 248, filtro de emisión 274 o filtro de excitación 278 tuviera que ser reemplazado, sería fácil reemplazar el filtro completo en lugar de un número de filtros individuales diferentes. Además, mediante el uso de un filtro para cada filtro de emisión 244, filtro de excitación 248, filtro de emisión 274 o filtro de excitación 278 reduce el costo del dispositivo de prueba portátil 100.
La Figura 11A es una vista en perspectiva del conjunto de pantallas 300. La Figura 11B es una vista parcialmente despiezada del conjunto de pantallas 300. La Figura 11C es una vista parcialmente despiezada del lector de códigos legibles por máquina 154 acoplado al conjunto de pantallas 300. El conjunto de pantallas 300 incluye la pantalla 302, el montaje de pantalla 304 y la placa de circuito 306. La pantalla 302 incluye la pantalla 116. Las Figuras 11A y 11C muestran además un lector de códigos legibles por máquina 154.
El conjunto de pantallas 300 incluye la pantalla 302 montada en el montaje de pantalla 304. La pantalla 302 incluye la pantalla 116 en un primer lado de la pantalla 302. Un segundo lado de la pantalla 302 se monta en un primer lado del montaje de pantalla 304 con un sujetador. En la realización mostrada, la pantalla 302 se monta en el montaje de pantalla 304 con un sujetador adhesivo, pero la pantalla 302 puede montarse en el montaje de pantalla 304 con cualquier sujetador adecuado en las realizaciones alternativas.
La placa de circuito 306 se acopla a un segundo lado del montaje de pantalla 304 con sujetadores. En la realización mostrada, la placa de circuito 306 se acopla al montaje de pantalla 304 con sujetadores de husillo, pero la placa de circuito 306 puede acoplarse al soporte de pantalla 304 con cualquier sujetador adecuado en las realizaciones alternativas. La placa de circuito 306 es una parte del conjunto electrónico 152 que se comunica con la pantalla 302 y que contiene una computadora del sistema para el dispositivo de prueba portátil 100. La placa de circuito 306 puede comunicarse además con otros componentes electrónicos del conjunto electrónico 152 en el dispositivo de prueba portátil 100.
El lector de códigos legibles por máquina 154 también se acopla al montaje de pantalla 304 con sujetadores. En la realización mostrada, el lector de códigos legibles por máquina 154 se acopla al montaje de pantalla 304 con sujetadores de husillos, pero el lector de códigos legibles por máquina 154 puede unirse al montaje de pantalla 304 con cualquier sujetador adecuado en las realizaciones alternativas. El lector de códigos legibles por máquina 154 se conecta al conjunto electrónico 152 con un circuito de interfaz. Cuando un lector de códigos legibles por máquina 154 se usa para escanear un código, la información del código puede comunicarse al conjunto electrónico 152 para indicar al dispositivo de prueba portátil 100 qué protocolo de prueba se va a ejecutar.
La Figura 12 es una vista despiezada de la segunda porción de carcasa 114 y la tapa 120 del dispositivo de prueba portátil 100. La segunda porción de carcasa 114 incluye la abertura 310, la abertura 312, la junta 314, las inserciones de bisagra 316, los imanes 318 y la ventana 320. La tapa 120 incluye la primera porción de tapa 330, la segunda porción de tapa 332 y los imanes 334.
La segunda porción de carcasa 114 incluye la abertura 310 y la abertura 312. La abertura 310 es una abertura en un lado superior de la segunda porción de carcasa 114 en la que puede posicionarse la pantalla 302 del conjunto de pantalla 300. La junta 314 se proporciona para formar un sello entre la abertura 310 en la segunda porción de carcasa 114 y la pantalla 302. Posicionar la pantalla 302 del conjunto de pantallas 300 en la abertura 310 permite acceder a la pantalla 116 de la pantalla 302 a través de la abertura 310. La abertura 312 es una abertura en un lado superior de la segunda porción de carcasa 114 en la que puede posicionarse el conjunto óptico 156. El conjunto óptico 156 posicionado en la abertura 312 permite al usuario colocar y remover el arreglo de tubos 140 del conjunto óptico 156 para su análisis. La tapa 116 se posiciona sobre la abertura 312.
Las inserciones de bisagra 316 se posicionan en la segunda porción de carcasa 114 para la tapa de bisagra 116 en la segunda porción de carcasa 114. Los imanes 318 se posicionan en la segunda porción de carcasa 114 para mantener la tapa 116 en su lugar sobre la abertura 312 cuando la tapa está en una posición cerrada. Tanto las inserciones de bisagra 316 como los imanes 318 se posicionan junto a la abertura 312 en el lado superior de la segunda porción de carcasa 114. La ventana 320 también se proporciona en un lado de la segunda porción de carcasa 114. El lector de códigos legibles por máquina 154 se posiciona adyacente a la ventana 320 en el dispositivo de prueba portátil 100 para que un código pueda leerse por el lector de códigos legibles por máquina 154 a través de la ventana 320.
La tapa 116 se acopla a la segunda porción de carcasa 114 con las inserciones de bisagra 316. La tapa 116 incluye la primera porción de tapa 330 y la segunda porción de tapa 332. La primera porción de tapa 330 incluye pasadores de bisagra que se acoplan con las inserciones de bisagra 316 para mantener la tapa 116 en el dispositivo de prueba portátil 100. La primera porción de tapa 330 incluye además una superficie lisa en una superficie interior para interactuar con el arreglo de tubos 140 cuando el arreglo de tubos 140 se coloca en el dispositivo de prueba portátil 100. La superficie lisa de la porción de tapa 330 que interactúa con el arreglo de tubos 140 puede limpiarse y descontaminarse fácilmente después de completar una prueba en el dispositivo de prueba portátil 100. Los imanes 334 se posicionan en la primera porción de tapa 330 y se alinean con los imanes 318 en la segunda porción de carcasa 114. Los imanes 334 y los imanes 318 sostendrán la tapa 116 en la segunda porción de carcasa 114.
La segunda porción de tapa 332 se conecta a la parte superior de la primera porción de tapa 330 con un espacio provisto en el medio. Este espacio puede dejarse abierto o puede llenarse con un material aislante para que la tapa 116 pueda actuar como aislante sobre el receptáculo 122 del dispositivo de prueba portátil 100. Este contendrá el calor del componente de calentamiento 192 en el dispositivo de prueba portátil 100. Además, en las realizaciones alternativas, puede acoplarse un componente de calentamiento a la tapa 116 para que entre en contacto con la parte superior del arreglo de tubos 140. Esto puede calentar además un área circundante al arreglo de tubos 140 y prevenir la condensación en una porción del capuchón del arreglo de tubos 140.
La Figura 13A es una vista despiezada del conjunto de pantallas 300 y la primera porción de carcasa 112 del dispositivo de prueba portátil 100. La Figura 13B es una vista parcialmente despiezada del conjunto de pantallas 300, el conjunto óptico 156, la primera porción de carcasa 112 y la segunda porción de carcasa 114 del dispositivo de prueba portátil 100. La Figura 13C es una vista parcialmente despiezada del dispositivo de prueba portátil 100. El dispositivo de prueba portátil incluye la primera porción de carcasa 112, la segunda porción de carcasa 114, el suministro de potencia 150, el conjunto electrónico 152, el conjunto óptico 156, el conjunto de pantallas 300, la carcasa de la batería 340, la junta 350 y la etiqueta de serie 354. El suministro de potencia 150 incluye el interruptor de potencia 126, el conector de potencia 128, la placa de potencia 342 y la batería 352. El conjunto electrónico 152 incluye la placa electrónica 344, la placa de comunicaciones 346 y los puertos USB 348. La placa electrónica 344 es una placa controladora de entrada y salida.
Como se ve en la Figura 13A, el suministro de potencia 150, el conjunto electrónico 152 y el conjunto de pantallas 300 se posicionan en la primera porción de carcasa 112. La carcasa de la batería 340 también se posiciona sobre la batería 352 en la primera porción de carcasa 112.
El suministro de potencia 150 incluye el interruptor de potencia 126 y el conector de potencia 128 acoplados a la placa de potencia 342. La placa de potencia 342 se posiciona adyacente a la parte trasera de la primera porción de carcasa 112. La placa de potencia 342 además se conecta a la batería 352 que se cubre por la carcasa de la batería 340 a través de un circuito de interfaz. El suministro de potencia 150 alimenta el dispositivo de prueba portátil 100.
El conjunto electrónico 152 incluye la placa electrónica 344, la placa de comunicación 346 y los puertos USB 348. La placa electrónica 344 se posiciona en el centro de la primera porción de carcasa 112. El conjunto de pantallas 300 se posiciona adyacente a un lado frontal de la primera porción de carcasa 112, posicionado parcialmente sobre la placa electrónica 344. La placa de circuito 306 del conjunto de pantallas 300 puede conectarse a la placa de circuito 300 con un circuito de interfaz. La placa de comunicaciones 346 se posiciona adyacente al lado posterior de la primera porción de carcasa 112. Posicionados en la placa de comunicaciones 346 hay dos puertos USB 348. En las realizaciones alternativas, los puertos USB 348 pueden ser cualquier puerto que permita que el dispositivo de prueba portátil 100 se conecte a otros dispositivos electrónicos, que incluye las capacidades de comunicación inalámbrica o Bluetooth. La placa de comunicaciones 346 se conecta a la placa electrónica 344 con un circuito de interfaz. También se implementa una capacidad de posicionamiento global en la placa de comunicaciones 346. Esto permite que el dispositivo de prueba portátil 100 registre la localización del dispositivo de prueba portátil 100 cuando se ejecutan las pruebas. Esto permite al usuario rastrear la localización de los patógenos que se detectan cuando se completan las pruebas en el campo.
Como se ve en la Figura 13B, el conjunto óptico 156 se posiciona sobre la placa de potencia 342 y la placa de comunicaciones 346 junto al lado posterior del dispositivo de prueba portátil 100. La segunda porción de carcasa 114 puede colocarse sobre los componentes sostenidos en la primera porción de carcasa 112 del dispositivo de prueba portátil 100. La pantalla 302 del conjunto de pantalla 300 se extiende a través de la abertura 310 de la segunda porción de carcasa 114 de modo que un usuario pueda acceder a la visualización 116 en la pantalla 302. El conjunto óptico 156 se posiciona adyacente a la abertura 312 de la segunda porción de carcasa 314 para que pueda colocarse un portamuestras en el conjunto óptico 156 a través de la abertura 312. La junta 350 se posiciona entre un perímetro de la abertura 312 y el conjunto óptico 156 para formar un sello entre la segunda porción de carcasa 114 y el conjunto óptico 156.
Como se ve en la Figura 13C, la batería 352 se inserta en el dispositivo de prueba portátil 100 a través de un lado inferior de la primera porción de carcasa 112. Cuando la batería 352 se coloca en el dispositivo de prueba portátil 100, se posicionará en la carcasa de la batería 340 (como se ve en la Figura 13A). Luego, la tapa de la batería 130 puede colocarse sobre la batería 352 y sujetarse a la primera porción de carcasa 112 para sostener la batería 352 en el dispositivo de prueba portátil 100. La cubierta 124 también puede posicionarse sobre la pantalla 116 del dispositivo de prueba portátil 100 para proteger la pantalla 116 de daños. La etiqueta de serie 354 puede fijarse a un lado inferior de la primera porción de carcasa 112 mediante el uso de cualquier medio de sujeción adecuado.
La Figura 14 es un diagrama de flujo que muestra las etapas para operar el dispositivo de prueba portátil 100. El diagrama de flujo incluye las etapas 370-386. El proceso comienza con la etapa 370, que consiste en preparar una muestra biológica y una mezcla de reactivos para la prueba. La mezcla de reactivos puede contener la mezcla maestra necesaria para el ensayo deseado, que incluye tintes fluorescentes o marcadores como FAM o ROX, necesarios para detectar el analito deseado en el dispositivo de prueba portátil 100. Una vez que un usuario adquiere una muestra biológica del campo, puede mezclarse la muestra biológica con un reactivo para formar una mezcla de muestra biológica y mezcla de reactivos. Más específicamente, la muestra biológica se mezcla primero con un tampón de reacción. A continuación, una porción de la muestra biológica y la mezcla de tampones de reacción se transfiere a un portamuestras que contiene una mezcla maestra seca. Esto forma la muestra biológica y la mezcla de reactivos para la prueba.
En la etapa 372, el dispositivo de prueba portátil 100 se enciende mediante el uso del interruptor de potencia 126. En la etapa 374, se escanea un código con el lector de códigos legibles por máquina 154. El código contendrá información sobre qué protocolo de prueba se ejecutará y qué parámetros deben usarse. Esta información puede comunicarse a través del dispositivo de prueba portátil 100 para que el conjunto de calentamiento 170 pueda comenzar a calentar a la temperatura requerida para el protocolo de prueba deseado. En la etapa 376, la interfaz de usuario en la pantalla 116 notificará visual y audiblemente al usuario que el dispositivo de prueba portátil 100 está listo para la prueba. Luego, el usuario abre la tapa 116 y coloca el portamuestras con la muestra biológica y la mezcla de reactivos en el conjunto de calentamiento 170 en el dispositivo de prueba portátil 100.
En la etapa 378, el usuario comienza la secuencia de excitación y detección para el ensayo deseado mediante el uso de la interfaz de usuario en la pantalla 116. El conjunto óptico 156 comienza la secuencia de excitación y detección. Durante la secuencia de excitación y detección, el dispositivo de prueba portátil 100 transmite los datos de emisión al conjunto electrónico 152 y la pantalla 116. La etapa 380 incluye mostrar los datos de reacción en tiempo real recibidos del dispositivo de prueba portátil 100 en la interfaz de usuario en la pantalla 116. Durante la etapa 382, el conjunto electrónico 152 y la pantalla 116 registran los datos recibidos desde el dispositivo de prueba portátil 100 y supervisan los datos en busca de actividad umbral. Una vez que se completa el ensayo, durante la etapa 384, la pantalla 116 indica al usuario un resultado positivo, negativo o indeterminado. Finalmente, durante la etapa 386, el conjunto electrónico 152 almacena los datos obtenidos para su recuperación o transferencia.
En general, la presente divulgación se refiere a un dispositivo de prueba portátil para analizar muestras biológicas. El dispositivo de prueba portátil puede llevarse al campo para la prueba de las muestras biológicas a medida que se recolectan. Esto es ventajoso con respecto a los sistemas de la técnica anterior, ya que permite al usuario la prueba de las muestras biológicas mientras las recoge. Esto puede prevenir problemas con la contaminación y degradación de las muestras biológicas debido a la transportación a un laboratorio para la prueba, el descubrimiento posterior de que no se ha tomado suficiente muestra, o el descubrimiento posterior de que la muestra biológica recolectada no es apta para su uso. Permitir a un usuario la prueba de la muestra biológica en el campo puede ahorrar tiempo, dinero y recursos. Las pruebas en el campo también permiten dar una respuesta rápida en materia de seguridad si los resultados de las pruebas indican la presencia de un agente patógeno o una toxina que pueda ser perjudicial.
En la realización que se describe a continuación, el dispositivo de prueba portátil es capaz de probar las muestras biológicas con la química DNAble® de EnviroLogix, que emplea un proceso de amplificación isotérmica. Esto elimina la necesidad de termociclaje como un medio para amplificar los productos de ácido nucleico para la detección de punto final. Esto permite que un usuario obtenga los datos de la muestra mientras se ejecuta la prueba. En las realizaciones alternativas, el dispositivo de prueba portátil puede usarse para la prueba de las muestras biológicas con otras químicas de amplificación isotérmicas. El dispositivo de prueba portátil muestra estos datos para que un usuario pueda ver los resultados de la prueba en el campo. Permitir que el usuario vea los resultados de la prueba en el campo es ventajoso, ya que luego puede tomar una decisión informada sobre la necesidad de realizar pruebas adicionales. En las realizaciones alternativas, el dispositivo de prueba portátil también es capaz de incorporar un termociclador para permitir el uso de químicas de reacción en cadena de polimerasa (PCR) no isotérmicas y dar como resultado qPCR y análisis de punto final.
Dispositivo de prueba portátil 400 con el conjunto óptico 418
La Figura 15A es una vista en perspectiva del dispositivo de prueba portátil 400, que no se cubre por la invención reivindicada, con la tableta 404 posicionada en el dispositivo de prueba portátil 400. La Figura 15B es una vista en perspectiva del dispositivo de prueba portátil 400, como se ve en la Figura 15A cuando se abre una tapa óptica 408. El dispositivo de prueba portátil 400 incluye la carcasa 402 y la tableta 404. La carcasa 402 incluye el área de preparación de muestras 406, la tapa óptica 408, la abertura de la carcasa 410, la primera porción de carcasa 412, la segunda porción de carcasa 414 y el soporte 416. También incluido en el dispositivo de prueba portátil 400, pero no mostrado en las Figuras 15A-15B, son un conjunto óptico y un conjunto de potencia.
El dispositivo de prueba portátil 400 es un dispositivo todo en uno para tomar muestras y probar las muestras biológicas en el campo. El dispositivo de prueba portátil 400 incluye la carcasa 402 y la tableta 404. La carcasa 402 contiene un conjunto óptico y un conjunto de potencia, no mostrados en las Figuras 15A-15B. El conjunto de potencia alimenta el dispositivo de prueba portátil 400 y puede conectarse al ordenador tablet 102 para proporcionar energía al ordenador tablet 102. El ordenador tablet 102 se comunica con el dispositivo de prueba portátil 400 mediante el uso de tecnología Bluetooth u otra tecnología inalámbrica adecuada. El conjunto óptico se usa para calentar las muestras biológicas para la amplificación isotérmica de ácidos nucleicos y para analizar las muestras biológicas una vez que se colocan en el dispositivo de prueba portátil 400. Los datos recopilados durante la prueba se transmiten al ordenador tablet 404, donde se muestran en tiempo real. En la realización mostrada, los datos se transfieren de forma inalámbrica desde el dispositivo de prueba portátil 400 al ordenador tablet 404, pero en las realizaciones alternativas puede usarse una conexión directa.
La carcasa 402 incluye el área de preparación de muestras 406, donde pueden prepararse las muestras biológicas para la prueba. El área de preparación de muestras 406 se posiciona en la superficie superior de la carcasa 402 del dispositivo de prueba portátil 400. El área de preparación de muestras 406 incluye una pluralidad de aberturas en la carcasa 402 que pueden usarse para preparar una muestra biológica para la prueba en un dispositivo de prueba portátil 400. La carcasa 402 también incluye una tapa óptica 408 que cubre la abertura 410. La tapa óptica 408 puede abrirse para que las muestras biológicas se puedan colocar en la abertura 410 de la carcasa 402 para la prueba. Una vez que las muestras biológicas se posicionan en el dispositivo de prueba portátil 400, la tapa óptica 408 se cierra. A continuación, la muestra biológica puede analizarse mediante el uso del conjunto óptico. La carcasa 402 también incluye el soporte 416 en la que puede posicionarse la tableta 102.
El dispositivo de prueba portátil 400 es ventajoso, ya que permite a un usuario la prueba de las muestras biológicas mientras las recolecta en el campo. Esto puede prevenir problemas de contaminación de la muestra biológica, ya que la muestra biológica se analiza a medida que se recolecta. Esto también puede prevenir problemas con las muestras biológicas que se recolectan y luego se determina que no son adecuadas para la prueba. Las pruebas en el campo le permiten al usuario determinar en tiempo real si una muestra biológica es adecuada para la prueba y evita que los usuarios tengan que recolectar muestras, lo que ahorra tiempo y dinero. Los datos recopilados en el campo pueden almacenarse en el dispositivo de prueba portátil 400 y descargarse o accederse más tarde. Además, los datos pueden transmitirse a un sitio remoto a través de una conexión telefónica, una conexión a Internet u otros medios adecuados. Los datos también pueden transmitirse mediante el uso de la computación en la nube para que otra persona pueda acceder a ellos más tarde o de inmediato para una evaluación rápida y, si se desea, una respuesta de ciclo cerrado.
Además, pueden incorporarse capacidades de GPS para permitir al usuario rastrear las ubicaciones de muestreo específicas y verificar que la prueba se haya realizado en la localización correcta. Se puede prescribir y trazar una localización de muestreo mediante el uso las capacidades de mapeo GPS. Como un ejemplo, un mapa de un campo de maíz puede diseñarse en el monitor y los puntos de muestra predeterminados (por ejemplo, una localización de una planta de maíz específica) ya sea gráficamente o con coordenadas GPS. El usuario puede observar el monitor y utilizar las coordenadas GPS para llegar al punto de muestra adecuado.
La Figura 16A es una vista en perspectiva de un conjunto óptico superior 420. La Figura 16B es una vista despiezada del conjunto óptico superior 420, como se ve en la Figura 16A. El conjunto óptico superior 420 incluye el componente de calentamiento 422, la primera pluralidad de diodos emisores de luz 424, la segunda pluralidad de diodos emisores de luz 426, el primer componente estructural 428, el segundo componente estructural 430, el primer filtro 432, el segundo filtro 434, el tercer filtro 436 y cuarto filtro 438.
El conjunto óptico superior 420 es una de las dos partes que forman el sistema óptico para el dispositivo de prueba portátil 400. El conjunto óptico superior 420 incluye una primera pluralidad de diodos emisores de luz 424 y una segunda pluralidad de diodos emisores de luz 426 que se utilizan para excitar una muestra biológica cuando se coloca en un dispositivo de prueba portátil 400 para la prueba. La primera pluralidad de diodos emisores de luz 424 se localiza en un primer lado del conjunto óptico superior 420. En la realización mostrada, la primera pluralidad de diodos emisores de luz 424 son diodos emisores de luz azul para excitar el tinte fluorescente de amidita de fluoresceína (FAM). La segunda pluralidad de diodos emisores de luz 426 se localiza en un segundo lado del conjunto óptico superior 420. En la realización mostrada, la segunda pluralidad de diodos emisores de luz 426 son diodos emisores de luz ámbar para excitar el tinte fluorescente 6-carboxil-X-rodamina (ROX). En las realizaciones alternativas, la primera pluralidad de diodos emisores de luz 424 y la segunda pluralidad de diodos emisores de luz 426 pueden ser diodos emisores de luz de cualquier color correspondientes al tinte o marcador utilizado en la prueba de una muestra biológica.
El conjunto óptico superior también incluye el componente de calentamiento 422. El componente de calentamiento 422 es un bloque térmico en la realización mostrada, pero puede ser cualquier componente de calentamiento adecuado en las realizaciones alternativas. El componente de calentamiento 422 es capaz de calentar desde una temperatura ambiente hasta una temperatura de aproximadamente 95 grados Celsius. El componente de calentamiento 422 tiene una pluralidad de aberturas que se extienden desde el lado superior del componente de calentamiento 422 hasta el lado inferior del componente de calentamiento 422 en el que puede colocarse un arreglo de tubos. El arreglo de tubos se extenderá completamente a través y más allá de la pluralidad de aberturas en el componente de calentamiento 422. Esto permite que la primera pluralidad de diodos emisores de luz 424 y la segunda pluralidad de diodos emisores de luz 426 pasen luz al arreglo de tubos para excitar la muestra biológica en el arreglo de tubos.
El primer componente estructural 428 y el segundo componente estructural 430 forman una base estructural para el conjunto óptico superior 420. El primer componente estructural 428 se posiciona entre la primera pluralidad de diodos emisores de luz 424 y el primer lado del componente de calentamiento 422. La primera pluralidad de diodos emisores de luz se posiciona de modo que se extiendan al primer componente estructural 428. El segundo componente estructural 430 se posiciona entre la segunda pluralidad de diodos emisores de luz 426 y el segundo lado del componente de calentamiento 422. La segunda pluralidad de diodos emisores de luz se posiciona de modo que se extiendan al segundo componente estructural 430. El primer componente estructural 428 y el segundo componente estructural 430 actúan además como aislantes térmicos y evitan que el calor se escape del componente de calentamiento 422. Esto mejora la eficacia y la fiabilidad del componente de calentamiento 422. El primer componente estructural 428 y el segundo componente estructural 430 proporcionan una trayectoria a través de la cual puede desplazarse la luz de la primera pluralidad de diodos emisores de luz 424 y la segunda pluralidad de diodos emisores de luz 426. Esto evita que se pierda la luz y aumenta la eficacia de la primera pluralidad de diodos emisores de luz 424 y la segunda pluralidad de diodos emisores de luz 426 que excitan la muestra biológica que se coloca en el componente de calentamiento 422.
El primer componente estructural 428 y el segundo componente estructural 430 incluyen además una porción recortada en la que pueden colocarse cada uno el primer filtro 432 y el segundo filtro 434, respectivamente. El primer filtro 432 y el segundo filtro 434 son ambos filtros de excitación para filtrar la luz de los diodos emisores de luz a medida que pasa para excitar una muestra biológica. La luz de la primera pluralidad de diodos emisores de luz 424 pasa a través del primer filtro 432 que se coloca en el primer componente estructural 428 antes de que la luz pase a la muestra biológica en el componente de calentamiento 422. El primer filtro 432 es un filtro de 490 nanómetros en la realización mostrada para alinearse con la emisión FAM. La luz de la segunda pluralidad de diodos emisores de luz 426 pasa a través del segundo filtro 434 que se coloca en el segundo componente estructural 430 antes de que la luz pase a la muestra biológica en el componente de calentamiento 422. El segundo filtro 434 es un filtro de 580 nanómetros en la realización mostrada para alinearse con la excitación ROX. En las realizaciones alternativas, el primer filtro 432 y el segundo filtro 434 pueden ser cualquier filtro para alinearse con diferentes tintes fluorescentes o marcadores.
El conjunto óptico superior 420 también incluye el tercer filtro 436 y el cuarto filtro 438. El tercer filtro 436 y el cuarto filtro 438 son ambos filtros de emisión que filtran la luz a los fotodiodos 142 y 144, respectivamente (mostrado en la Figura 3B). Los fotodiodos 142 y 144 se posicionan debajo del componente de calentamiento 422 en un conjunto óptico inferior, descrito en relación con las Figuras 3A-3B a continuación. El tercer filtro 436 se posiciona entre una primera pluralidad de fotodiodos y el componente de calentamiento 422. El tercer filtro 436 es un filtro de 610 nanómetros en la realización mostrada para alinearse con la emisión ROX. El cuarto filtro 438 se posiciona entre una segunda pluralidad de fotodiodos y el componente de calentamiento 422. El cuarto filtro 438 es un filtro de 520 nanómetros en la realización mostrada para alinearse con la emisión FAM. En las realizaciones alternativas, el tercer filtro 436 y el cuarto filtro 438 pueden ser cualquier filtro para alinearse con diferentes tintes fluorescentes o marcadores.
El conjunto óptico superior 420 se diseña para excitar las muestras biológicas que se colocan en el dispositivo de prueba portátil 400 para la prueba. El conjunto óptico superior 420 es ventajoso, ya que contiene luz de la primera pluralidad de diodos emisores de luz 424 y la segunda pluralidad de diodos emisores de luz 426. Esto evita que la luz se escape y asegura resultados precisos y fiables cada vez que se usa el dispositivo de prueba portátil 400 para analizar las muestras biológicas.
La Figura 17A es una vista en perspectiva del conjunto óptico 418, que no se cubre por la invención reivindicada, que incluye el conjunto óptico superior 420, como se ve en las Figuras 16A -16B y el conjunto óptico inferior 440. La Figura 17b es una vista despiezada del conjunto óptico 418, como se ve en la Figura 17A. El conjunto óptico superior 420 se describe anteriormente en relación con las Figuras 16A-16B. El conjunto óptico inferior 440 incluye la primera pluralidad de fotodiodos 442, la segunda pluralidad de fotodiodos 444, el espaciador 446, la junta 448, la placa superior 450 y la placa inferior 452. En el conjunto óptico inferior 440 también se incluyen componentes electrónicos para controlar el conjunto óptico 418, que incluye componentes electrónicos para controlar el calentamiento del componente de calentamiento 422.
El conjunto óptico inferior 440 se posiciona debajo del conjunto óptico superior 420 para formar el conjunto óptico 418. El conjunto óptico inferior 440 incluye una primera pluralidad de fotodiodos 442 y una segunda pluralidad de fotodiodos 444. La primera pluralidad de fotodiodos 442 se posiciona en una primera fila en la placa superior 450. La segunda pluralidad de fotodiodos 444 se posiciona en una segunda fila en la placa superior 450. La placa superior 450 se coloca debajo del conjunto óptico superior 420 de modo que la primera pluralidad de fotodiodos 442 y la segunda pluralidad de fotodiodos 444 se posicionan debajo del componente de calentamiento 422 del conjunto óptico superior 420. Esto permite que la primera pluralidad de fotodiodos 442 y la segunda pluralidad de fotodiodos 444 detecten emisiones fluorescentes de las muestras biológicas que se colocan en el arreglo de tubos en el componente de calentamiento 422. En la realización mostrada, la primera pluralidad de fotodiodos 442 se seleccionan para alinearse con la emisión ROX y la segunda pluralidad de fotodiodos 444 se seleccionan para alinearse con la emisión FAM. En las realizaciones alternativas, la primera pluralidad de fotodiodos 442 y la segunda pluralidad de fotodiodos 444 pueden seleccionarse para alinearse con diferentes tintes fluorescentes o marcadores. El conjunto óptico inferior 440 también incluye el espaciador 446 y la junta 448. El espaciador 446 se extiende entre la placa superior 450 hasta el lado inferior del primer componente estructural 428 y el segundo componente estructural 430 del conjunto óptico superior 420. El espaciador 446 se coloca alrededor de la primera pluralidad de fotodiodos 442 y la segunda pluralidad de fotodiodos 444. Este contiene luz de la primera pluralidad de fotodiodos 442 y la segunda pluralidad de fotodiodos 444 y dirige la luz hacia la parte inferior del arreglo de tubos que se colocan en el conjunto óptico superior 420. La junta 448 se posiciona encima del espaciador 446 para formar un sello entre el espaciador 446 y el conjunto óptico superior 420.
La primera pluralidad de fotodiodos 442, la segunda pluralidad de fotodiodos 444, el espaciador 446 y la junta 448 se posicionan todos en la placa superior 450. La placa superior 450 se posiciona luego sobre la placa inferior 452 para formar el conjunto óptico inferior 156. Los componentes eléctricos se colocan en la placa superior 450 y la placa inferior 452 para hacer funcionar el conjunto óptico 418, que incluye el calentamiento del componente de calentamiento 422.
El conjunto óptico 418, que incluye el conjunto óptico superior 420 y el conjunto óptico inferior 440, es capaz de realizar tanto la excitación como la detección de las muestras biológicas que se colocan en el dispositivo de prueba portátil 400. El conjunto óptico 418 se diseña para ser compacto para permitir su uso en el dispositivo de prueba portátil 400. Ser compacto es ventajoso, ya que permite que la excitación y la detección de las muestras biológicas ocurran en el campo a medida que se recolectan las muestras biológicas. El conjunto óptico 418 puede incluir adicionalmente una barrera de luz alrededor del conjunto óptico 418 para prevenir que la luz escape del conjunto óptico 418. En una primera realización, la barrera de luz puede incluir un conjunto óptico 418 circundante con cinta a prueba de luz. En una realización alternativa, la barrera de luz puede incluir una carcasa alrededor del conjunto óptico 418 para prevenir que la luz se escape.
En la realización vista en las Figuras 17A-17B, el conjunto óptico 418 se diseña para ser compatible con la química DNAble® de EnviroLogix, que emplea un proceso de amplificación isotérmico. La reacción procede a una única temperatura elevada, generalmente 56 grados Celsius. La química DNAble® permite completar la amplificación en menos de diez minutos. En las realizaciones alternativas, el conjunto óptico 418 puede usarse para otras pruebas químicas, como ensayos relacionados con Salmonella, lectina de soya, organismos genéticamente modificados, E. coli e influenza.
La Figura 18A es una vista en perspectiva de una porción inferior del dispositivo de prueba portátil 400, que incluye el conjunto óptico 418, como se ve en las Figuras 17A-17B y un conjunto de potencia 460. La Figura 18B es una vista despiezada de la porción inferior del dispositivo de prueba portátil 400, como se ve en la Figura 18A. La porción inferior del dispositivo de prueba portátil 400 que incluye la primera porción de carcasa 412, el conjunto óptico 418 y el conjunto de potencia 460. El conjunto óptico 418 incluye el conjunto óptico superior 420 y el conjunto óptico inferior 440. El conjunto de potencia 460 incluye la batería 462, el conector de potencia 464 y la placa de potencia 466.
El dispositivo de prueba portátil 400 incluye la primera porción de carcasa 412 que actúa como base para el dispositivo de prueba portátil 400. El conjunto óptico 418 y el conjunto de potencia 460 se colocan en la primera porción de carcasa 412. El conjunto óptico 418 incluye el conjunto óptico superior 420 para la excitación que se acopla al conjunto óptico inferior 440 para la detección. El conjunto óptico 418 se posiciona en la primera porción de carcasa 412 de modo que el componente de calentamiento 422 del conjunto óptico superior 420 se alinee con la abertura en el dispositivo portátil 100 para recibir la muestra biológica. El conjunto de potencia 460 se posiciona en la primera porción de carcasa 112 alrededor del conjunto óptico 418 para utilizar todo el espacio en la primera porción de carcasa 412. Esto permite que el dispositivo de prueba portátil 400 sea lo más compacto posible para su uso como dispositivo manual.
El conjunto de potencia 460 incluye la batería 462. La batería 462 alimenta el dispositivo de prueba portátil 400 para que el dispositivo de prueba portátil 400 pueda usarse en el campo. La batería 462 también es capaz de alimentar la tableta 404, que se muestra en las Figuras 15A-15B. El ordenador tablet 404 puede conectarse al conjunto de potencia 460 con una conexión flexible y alimentarse a través de la batería 462 o potencia de AC.
El conjunto de potencia 460 incluye además la placa de potencia 466. La placa de potencia 466 consolida y distribuye la potencia a través del dispositivo de prueba portátil 400. El conector de potencia 464 también se incluye en el conjunto de potencia 460 para que el conjunto de potencia 460 pueda conectarse a un suministro de potencia para recargar la batería 462 y la tableta 404. Que incluye el conjunto de potencia 460 en el dispositivo de prueba portátil 400 es ventajoso, ya que permite usar el dispositivo de prueba portátil en el campo. En las realizaciones alternativas, el dispositivo de prueba portátil 400 puede utilizar células solares, generadores de viento, generadores eléctricos manuales u otros medios adecuados para proporcionar potencia a la unidad. Estas realizaciones alternativas permiten que el dispositivo de prueba portátil 400 se use en áreas remotas donde no hay potencia disponible o donde las baterías no están disponibles o no son asequibles.
La Figura 19A es una vista en perspectiva del dispositivo de prueba portátil 400. La Figura 19B es una vista despiezada del dispositivo de prueba portátil 400, como se ve en la Figura 19A. El dispositivo de prueba portátil 400 incluye la carcasa 402, el área de preparación de muestras 406, la tapa óptica 408, la abertura 410, el soporte 416, el conjunto óptico 418, el conjunto de potencia 460 y el interruptor de potencia 468. La carcasa 402 incluye la primera porción de carcasa 412 y la segunda porción de carcasa 414.
La primera porción de carcasa 412 forma una base para el dispositivo de prueba portátil 400, y la segunda porción de carcasa 414 se posiciona encima de la primera porción de carcasa 412. La primera porción de carcasa 412 y la segunda porción de carcasa 414 se mantienen juntas con sujetadores en la realización mostrada, pero pueden mantenerse juntas con cualquier medio adecuado en las realizaciones alternativas.
La carcasa 402 contiene el conjunto óptico 418 y el conjunto de potencia 460. El conjunto óptico 418 prueba las muestras biológicas que se colocan en el dispositivo de prueba portátil 400. El conjunto de potencia 460 alimenta el dispositivo de prueba portátil y es capaz de alimentar una tableta que puede posicionarse en el dispositivo de prueba portátil 400. El interruptor de potencia 468 se extiende entre el conjunto de potencia 460 y el exterior de la carcasa 402. El interruptor de potencia 468 permite que un usuario encienda y apague fácilmente el dispositivo de prueba portátil 400. El soporte 416 es una ranura que se extiende desde un primer lado hasta un segundo lado del dispositivo de prueba portátil 400 en el lado superior de la carcasa 402. Puede colocarse una tableta en el soporte 416 para configurar el protocolo de ensayo, recibir datos del dispositivo de prueba portátil 400 y mostrar los resultados de la prueba en tiempo real.
El área de preparación de muestras 406 está en el lado superior de la carcasa 402. El área de preparación de muestras 406 se usa para preparar una muestra biológica para la prueba. La abertura 410 está en un lado superior de la carcasa 402. La abertura 410 se posiciona sobre el conjunto óptico 418 de modo que pueda colocarse un arreglo de tubos que contienen una muestra biológica a través de la abertura 410 y dentro del conjunto óptico 418 para la prueba. La tapa óptica 408 se posiciona sobre la abertura 410 y se conecta a la carcasa 402 a lo largo de una bisagra. La tapa óptica 408 puede abrirse para que las muestras biológicas puedan colocarse en la abertura 410 y luego cerrarse durante la prueba.
La Figura 20A es una vista en perspectiva de un área de preparación de muestras 406 en el dispositivo de prueba portátil 400. La Figura 20B es una vista en perspectiva de una cubierta de película 476 sobre el área de preparación de muestras 406 en el dispositivo de prueba portátil 400. La Figura 20C es una vista en perspectiva del área de preparación de muestras 406 visto en la Figura 20A, cuando los arreglos de muestras se posicionan en el área de preparación de muestras 406. La Figura 20D es una vista en perspectiva del área de preparación de muestras 406 vista en la Figura 20A cuando se posiciona un arreglo de muestras en el dispositivo de prueba portátil 400. El dispositivo de prueba portátil 400 incluye el área de preparación de muestras 406, la tapa óptica 408, la abertura 410 y el componente de calentamiento 422. El área de preparación de muestras 406 incluye el receptáculo para tubos 470, la primera pluralidad de receptáculos para tubos 472 y la segunda pluralidad de receptáculos para tubos 474. También se muestra en la Figura 20B es la cubierta de la película 476.
El área de preparación de muestras 406 incluye el receptáculo para tubos 470 ubicado en un primer lado del área de preparación de muestras 406, la primera pluralidad de receptáculos para tubos 472 ubicados en una fila en un lado frontal del área de preparación de muestras 406 y la segunda pluralidad de receptáculos para tubos 474 ubicados en una fila en el lado posterior del área de preparación de muestras 406. En la realización vista en las Figuras 20A-20D, puede colocarse un único tubo que contiene una muestra biológica en el receptáculo para tubos 470, puede colocarse un arreglo de tubos que contienen un tampón de reacción en la primera pluralidad de receptáculos para tubos 472, y puede colocarse un arreglo de tubos que contienen una mezcla maestra en una segunda pluralidad de receptáculos para tubos 474. En las realizaciones alternativas, el área de preparación de muestras 406 puede incluir una pluralidad de receptáculos para tubos 170 para contener una pluralidad de muestras biológicas. En las realizaciones alternativas adicionales, el área de preparación de muestras 406 puede incluir uno o más componentes de calentamiento posicionados en el receptáculo para tubos 470, la primera pluralidad de receptáculos para tubos 472 o la segunda pluralidad de receptáculos para tubos 474. La colocación de componentes de calentamiento en el área de preparación de muestras 406 permite calentar la muestra biológica, el tampón de reacción y/o la mezcla maestra durante la preparación de la muestra biológica. El calentamiento de la muestra biológica, el tampón de reacción y/o la mezcla maestra mientras se prepara la muestra biológica ayudará a lisar la muestra biológica recolectada en el campo para preparar la muestra biológica para la prueba. En las realizaciones alternativas, el área de preparación de muestras 406 puede proporcionarse separada del dispositivo de prueba portátil 400 y puede incluir recipientes y componentes de calentamiento adicionales.
Como se ve en la Figura 20B, la cubierta de película 476 puede posicionarse sobre el área de preparación de muestras 406. La cubierta de película 476 es una estructura de película preformada con una porción plana que puede colocarse contra la superficie superior del área de preparación de muestras 406 y una pluralidad de fundas que pueden posicionarse en cada receptáculo para tubos 470, la primera pluralidad de receptáculos para tubos 472 y la segunda pluralidad de receptáculos para tubos 474. La cubierta de película 476 puede colocarse en el área de preparación de muestras 406 antes de cada prueba y retirarse del área de preparación de muestras 406 después de cada prueba para prevenir la contaminación entre las pruebas. En una realización alternativa, la cubierta de película 476 puede hacerse de una película de alta temperatura y extenderse para cubrir el componente de calentamiento 422.
Como se ve en la Figura 20C, la muestra biológica puede prepararse para la prueba en el área de preparación de muestras 406 al distribuir la muestra biológica desde el tubo único en el receptáculo para tubos 470 al arreglo de tubos que contiene el tampón de reacción en la primera pluralidad de receptáculos para tubos 472. La mezcla del tampón de reacción y la muestra biológica puede luego transferirse desde el arreglo de tubos en la primera pluralidad de receptáculos para tubos 472 al arreglo de tubos en la segunda pluralidad de receptáculos para tubos 474. Esto mezclará la muestra biológica y el tampón de reacción con la mezcla maestra que contiene los reactivos necesarios para realizar el ensayo deseado, que incluye los tintes fluorescentes o marcadores, como ROX o FAM. En las realizaciones alternativas, las etapas para preparar la muestra pueden variar y pueden usarse diferentes soluciones.
Cuando la muestra biológica se prepara para la prueba, la tapa óptica 408 puede abrirse para revelar la abertura 410 y el componente de calentamiento 422. El arreglo de tubos en la segunda pluralidad de receptáculos para tubos 474 puede colocarse a través de la abertura 410 en las aberturas del componente de calentamiento 422, como se ve en la Figura 20D. Esto colocará el arreglo de tubos para la prueba con el sistema óptico en el dispositivo de prueba portátil 400.
La preparación de muestras biológicas en el área de preparación de muestras 406 es ventajosa, ya que permite al usuario recoger una muestra, preparar la muestra y la prueba de la muestra, todo en un dispositivo portátil. Esto permite al usuario preparar y probar fácilmente la muestra en el campo, sin tener que llevar la muestra a un laboratorio para prepararla. También permite al usuario evitar tener que llevar varios dispositivos cuando prueba las muestras biológicas en el campo, ya que no se necesita un dispositivo de preparación de muestras por separado.
La Figura 21 es un diagrama de flujo que muestra las etapas para operar el dispositivo de prueba portátil 400. El diagrama de flujo incluye las etapas 500-522. El proceso comienza con la etapa 500, preparación de la muestra. Una vez que un usuario adquiere una muestra del campo, puede insertarse en el receptáculo para tubos 470 en el área de preparación de muestras 406 del dispositivo de prueba portátil 400. La muestra de campo puede calentarse en el área de preparación de muestras 406 para ayudar en la liberación de una muestra biológica de la muestra de campo. En la etapa 502, el dispositivo de prueba portátil 400 se enciende mediante el uso del interruptor de potencia 468. En la etapa 504, el usuario introduce un ensayo requerido y la información de trazabilidad de la muestra en el menú de configuración de la prueba en la tableta 404, que se encuentra en el soporte 416 de la carcasa 402 del dispositivo de prueba portátil 400. En la etapa 506, el usuario selecciona y comienza el protocolo de prueba para el ensayo deseado. Cuando se inicia el protocolo de prueba, el componente de calentamiento 422 comienza a calentarse a la temperatura requerida para el ensayo deseado.
Mientras se calienta el componente de calentamiento 422, en la etapa 508, en un arreglo de tubos en la primera pluralidad de receptáculos para tubos 472, el usuario mezcla la muestra biológica del receptáculo para tubos 470 con el tampón de reacción necesario para el ensayo deseado. En la etapa 510, el usuario transfiere la muestra y la mezcla de tampón de reacción desde el arreglo de tubos en la primera pluralidad de receptáculos para tubos 472 a un arreglo de tubos correspondiente en la segunda pluralidad de receptáculos para tubos 474. El arreglo de tubos en la segunda pluralidad de receptáculos para tubos 474 contiene una mezcla maestra requerida para el ensayo deseado, que incluye los tintes fluorescentes o marcadores como FAM o ROX, necesarios para detectar el analito deseado en el dispositivo de prueba portátil 400. La mezcla maestra puede ser líquida o liofilizada. El usuario mezcla la mezcla de muestra y tampón con la mezcla maestra en el arreglo de tubos en la segunda pluralidad de receptáculos para tubos 474. En la etapa 512, la interfaz de usuario en la tableta 404 notificará visual y audiblemente al usuario que el dispositivo de prueba portátil 400 está listo para la prueba. Luego, el usuario sella el arreglo de tubos en la segunda pluralidad de receptáculos para tubos 474, abre la tapa 108 y transfiere el arreglo de tubos a través de la abertura 410 a la pluralidad de aberturas en el componente de calentamiento 422.
En la etapa 514, el usuario comienza la secuencia de excitación y detección para el ensayo deseado en la tableta 404. El sistema óptico 118 comienza la secuencia de excitación y detección. Durante la secuencia de excitación y detección, el dispositivo de prueba portátil 400 transmite datos de emisión al ordenador tablet 404. La etapa 516 incluye mostrar los datos de reacción en tiempo real recibidos del dispositivo de prueba portátil 400 en la interfaz de usuario en la tableta 404. Durante la etapa 518, la tableta 404 registra los datos recibidos del dispositivo de prueba portátil 400 y monitorea los datos para la actividad de umbral. Una vez que se completa el ensayo, durante la etapa 520, la tableta 404 le indica al usuario un resultado positivo o negativo. Finalmente, durante la etapa 522, la tableta 404 puede almacenar los datos obtenidos para recuperarlos o transferirlos.
En general, la presente divulgación se refiere a un dispositivo de prueba portátil para analizar muestras biológicas. El dispositivo de prueba portátil puede llevarse al campo para la prueba de las muestras biológicas a medida que se recolectan. Esto es ventajoso con respecto a los sistemas de la técnica anterior, ya que permite al usuario la prueba de las muestras biológicas mientras las recoge. Esto puede prevenir problemas con la contaminación y degradación de las muestras biológicas debido a la transportación a un laboratorio para la prueba, el descubrimiento posterior de que no se ha tomado suficiente muestra, o el descubrimiento posterior de que la muestra biológica recolectada no es apta para su uso. Permitir a un usuario la prueba de la muestra biológica en el campo puede ahorrar tiempo, dinero y recursos. Las pruebas en el campo también permiten dar una respuesta rápida en materia de seguridad si los resultados de las pruebas indican la presencia de un agente patógeno o una toxina que pueda ser perjudicial.
En la realización que se describe a continuación, el dispositivo de prueba portátil es capaz de probar las muestras biológicas con la química DNAble® de EnviroLogix, que emplea un proceso de amplificación isotérmica. Esto elimina la necesidad de termociclaje como un medio para amplificar los productos de ácido nucleico para la detección de punto final. Esto permite que un usuario obtenga los datos de la muestra mientras se ejecuta la prueba. En las realizaciones alternativas, el dispositivo de prueba portátil puede usarse para la prueba de las muestras biológicas con otras químicas de amplificación isotérmicas. El dispositivo de pruebas portátil muestra estos datos en una pantalla del dispositivo para que el usuario pueda ver los resultados de la prueba en el campo. Permitir que el usuario vea los resultados de la prueba en el campo es ventajoso, ya que luego puede tomar una decisión informada sobre la necesidad de realizar pruebas adicionales. En las realizaciones alternativas, el dispositivo de prueba portátil también es capaz de incorporar un termociclador para permitir el uso de químicas de reacción en cadena de polimerasa (PCR) no isotérmicas y dar como resultado qPCR y análisis de punto final.
Conjunto óptico 600
La Figura 22A es una vista en perspectiva de un conjunto óptico 600, que no se cubre por la invención reivindicada. La Figura 22B es una vista desde arriba del conjunto óptico 600. El conjunto óptico 600 incluye el arreglo de tubos 602, el bloque de muestras 604, la carcasa móvil 606 y la carcasa estacionaria 608. El bloque de muestras 604 incluye pozos 620. La carcasa móvil 606 incluye la porción de cuerpo 610, la porción de detección 612 y la porción de excitación 614.
El bloque de muestras 604, la carcasa móvil 606 y la carcasa estacionaria 608 forman el cuerpo del conjunto óptico 600. El conjunto óptico 600 también puede recibir el arreglo de tubos 602 en el bloque de muestras 604. El bloque de muestras 604 tiene una pluralidad de pozos 620 ubicados en un lado superior del bloque de muestras 604 que se configura para recibir el arreglo de tubos 602 en la realización mostrada. En las realizaciones alternativas, los pozos 620 pueden configurarse para recibir una tarjeta o cualquier otro portamuestras adecuado. El bloque de muestras 604 contiene un componente de calentamiento para calentar el material biológico en el arreglo de tubos 602.
La carcasa móvil 606 incluye la porción de cuerpo 610, la porción de detección 612 y la porción de excitación 614. La porción de cuerpo 610 tiene una forma de cuerpo rectangular. El bloque de muestras 604 se posiciona en un primer lado de la porción de cuerpo 610. Un primer lado de la porción de detección 612 se acopla a un segundo lado de la porción de cuerpo 610. La carcasa estacionaria 608 se posiciona en un segundo lado de la porción de detección 612. La porción de detección 612 es capaz de sostener los filtros de emisión. La carcasa estacionaria 608 puede sostener los fotodetectores para detectar las emisiones de la muestra biológica en el conjunto óptico 600. La porción de excitación 614 se acopla al primer lado de la porción de cuerpo 206 debajo del bloque de muestras 604. La porción de excitación 614 es capaz de sostener diodos emisores de luz y filtros de excitación para excitar las muestras biológicas en el conjunto óptico 600. La porción de cuerpo 610, la porción de detección 612, la carcasa estacionaria 608 y la porción de excitación 614 tienen una pluralidad de trayectorias que los atraviesan para que la radiación pueda desplazarse a través de la carcasa móvil 606 y hacia las muestras biológicas en el bloque de muestras 604.
La carcasa móvil 606 incluye una pluralidad de módulos de detección que pueden excitar y detectar materiales biológicos en diferentes longitudes de onda de radiación. Esto permite que el conjunto óptico 600 sea compatible con varios tintes fluorescentes diferentes que se usan durante las pruebas de muestras biológicas. Cada tinte fluorescente se excita y se detecta a una longitud de onda de radiación diferente. Con el fin de que cada pozo 620 en el bloque de muestras 604 se lea con cada módulo de detección, la carcasa móvil 606 es capaz de moverse. La carcasa móvil 606 se moverá entre una primera posición, una segunda posición y una tercera posición en la realización mostrada, pero puede moverse entre cualquier número de posiciones en las realizaciones alternativas. El bloque de muestras 604 y la carcasa estacionaria 608 son partes estacionarias y la carcasa móvil 606 se deslizará entre el bloque de muestras 604 y la carcasa estacionaria 608. A medida que se mueve la carcasa móvil 606, diferentes módulos de detección se alinearán con diferentes pozos 620. Esto permitirá que cada pozo 620 se lea con diferentes módulos de detección. La carcasa móvil 606 puede moverse con un actuador u otros medios adecuados. Proporcionar una carcasa móvil 606 en el conjunto óptico 600 es ventajoso, ya que la capacidad de movimiento de la carcasa móvil 606 permite que el conjunto óptico 600 pruebe una pluralidad de longitudes de onda de radiación. El conjunto óptico 600 se diseña para usarse en un dispositivo de prueba portátil. Un dispositivo de prueba portátil debe diseñarse lo más compacto posible, de modo que pueda transportarse y usarse fácilmente en el campo. Sin un conjunto óptico móvil 600, se requeriría más espacio para la colocación de múltiples módulos de detección que pueden leer en diferentes longitudes de onda de radiación. Debido a que la carcasa móvil 606 se mueve en el conjunto óptico 600, los diferentes módulos de detección pueden reposicionarse fácilmente para leer de cada uno de los pozos 620 en el bloque de muestras 604. Esto ahorra un espacio significativo en el dispositivo de prueba portátil, ya que se reduce considerablemente el número de módulos de detección necesarios para la prueba de cada uno de los pozos 620.
La Figura 23 es una vista lateral en sección transversal del conjunto óptico 600 tomada a lo largo de la línea 23-23 de la Figura 22B. El conjunto óptico 600 incluye el arreglo de tubos 602, el bloque de muestras 604, la carcasa móvil 606, la carcasa estacionaria 608 y los módulos de detección 616. El bloque de muestras 604 incluye los pozos 620, las aberturas 622 y las lentes 624. La carcasa móvil 606 incluye la porción de cuerpo 610, la porción de detección 612 y la porción de excitación 614. Cada módulo de detección 616 incluye el diodo emisor de luz 632, la primera trayectoria 634, la segunda trayectoria 636, el filtro de emisión 638 y el filtro de excitación 640. La carcasa estacionaria 608 incluye el fotodetector 630.
El bloque de muestras 604 y la carcasa móvil 606 forman el cuerpo del conjunto óptico 600. El bloque de muestras 604 incluye una pluralidad de pozos 620 que se configuran para recibir el arreglo de tubos 602. El arreglo de tubos 602 incluye una pluralidad de tubos, donde cada tubo contiene una muestra biológica que se va a probar. El bloque de muestras 604 incluye además una pluralidad de aberturas 622 que se extienden desde un primer lado del bloque de muestras 604 hasta los pozos 620. Cada pozo 620 tendrá una abertura correspondiente 622. Las lentes 624 también pueden posicionarse en las aberturas 622 entre el primer lado del bloque de muestras 604 y los pozos 620. Las lentes 624 pueden dirigir la radiación en el conjunto óptico 600 hacia los pozos 620 y los tubos de muestra 202. La carcasa móvil 606 es capaz de moverse y puede situarse en tres posiciones diferentes con respecto al bloque de muestras 604. La carcasa móvil 606 incluye una pluralidad de módulos de detección 616 que se alinean con los pozos 620 en el bloque de muestras 604. Cada módulo de detección 616 es capaz de excitar y detectar emisiones de una muestra biológica en uno de los pozos 620. Cada módulo de detección 616 incluye un diodo emisor de luz 632, una primera trayectoria 634, una segunda trayectoria 636, un filtro de emisión 638 y un filtro de excitación 640. La carcasa estacionaria 608 se posiciona en un segundo lado de la carcasa móvil 606. La carcasa estacionaria 608 incluye el fotodetector 630. A medida que la carcasa móvil 606 se mueve entre tres posiciones diferentes, la carcasa estacionaria 608 permanecerá estacionaria. Esto alineará cada uno de los diferentes fotodetectores 630 en la carcasa estacionaria 608 con un módulo de detección diferente 616.
La carcasa móvil 606 incluye la porción de cuerpo 610 que forma la base de la carcasa móvil 606. La porción de detección 612 se acopla a un primer lado de la porción de cuerpo 610 de la carcasa móvil 606, y la porción de excitación 614 se acopla a un segundo lado de la porción de cuerpo 610 de la carcasa móvil 606. La primera trayectoria 634 se extiende horizontalmente a través de la porción de cuerpo 610 de la carcasa móvil 606 desde la porción de detección 612 hasta el bloque de muestras 604. La segunda trayectoria 636 se extiende en ángulo a través de la porción de cuerpo 610 de la carcasa móvil 606 desde la porción de excitación 614 hasta la porción de detección 612. La primera trayectoria 634 y la segunda trayectoria 636 convergen en la porción de detección 612. La primera trayectoria 634 y la segunda trayectoria 636 son capaces de transmitir radiación a través de la carcasa móvil 606. La primera trayectoria 634 y la segunda trayectoria 636 se muestran como trayectorias roscadas en la realización mostrada, pero pueden ser trayectorias suaves en las realizaciones alternativas. Enhebrar la primera trayectoria 634 y la segunda trayectoria 636 puede prevenir que la radiación parásita viaje a través de la carcasa móvil 606, ya que se reflejará cuando diverja del curso principal.
La porción de detección 612 de la carcasa móvil 606 tiene una pluralidad de aberturas que pueden recibir los filtros de emisión 638. Los filtros de emisión 638 se posicionan en las aberturas de la porción de detección 612 entre un primer lado de la porción de detección 612 y un segundo lado de la porción de detección 612.
La carcasa estacionaria 608 tiene una pluralidad de aberturas que pueden recibir el fotodetector 630. El fotodetector 630 se posiciona en un segundo lado de la carcasa estacionaria 608 y se extiende una distancia dentro de la carcasa estacionaria 608.
La porción de excitación 614 de la carcasa móvil 606 tiene una pluralidad de aberturas que pueden recibir los diodos emisores de luz 632 y los filtros de excitación 640. Los diodos emisores de luz 632 se posicionan en un primer lado de la porción de excitación 614 y se extienden una distancia dentro de la porción de excitación 614. Los filtros de excitación 640 se posicionan en la porción de excitación 614 entre los diodos emisores de luz 632 y un segundo lado de la porción de excitación 614.
Cada módulo de detección 616 funciona como sigue. Para excitar una muestra biológica posicionada en el pozo 620, se emite radiación desde el diodo emisor de luz 632. La radiación que se emite desde el diodo emisor de luz 632 se filtrará por el filtro de excitación 640. La radiación filtrada luego se desplazará desde un primer extremo a un segundo extremo de la segunda trayectoria 636. En el segundo extremo de la segunda trayectoria 636, la radiación se reflejará en el filtro de emisión 638. La radiación reflejada se dirigirá a un primer extremo de la primera trayectoria 634. La radiación luego se desplazará desde el primer extremo hasta un segundo extremo de la primera trayectoria 634. En el segundo extremo de la primera trayectoria 634, la radiación se desplazará a través de la abertura 622 y la lente 624 en el bloque de muestras 604 y dentro de los pozos 620. Una vez en los pozos 620, la radiación puede excitar la muestra biológica en uno de los tubos del arreglo de tubos 602.
Después de excitar la muestra biológica, emitirá radiación correspondiente a las etiquetas fluorescentes que se mezclan con la muestra biológica. La radiación emitida por la muestra biológica puede desplazarse luego desde el pozo 620 a través de la lente 624 y la abertura 622 hacia el segundo extremo de la primera trayectoria 634. La radiación luego se desplazará desde el segundo extremo hasta el primer extremo de la primera trayectoria 634. En el primer extremo de la primera trayectoria 634, la radiación alcanzará y pasará a través del filtro de emisión 638. La radiación que se filtra a través del filtro de emisión 638 puede desplazarse a través de la abertura en la porción de detección 612 y hacia la abertura en la carcasa estacionaria 608. El fotodetector 630 posicionado en la carcasa estacionaria 608 puede recibir la radiación.
Diferentes tintes fluorescentes pueden usarse para la prueba de las muestras biológicas durante la amplificación de ácidos nucleicos. Para proporcionar un instrumento que sea capaz de leer diferentes tintes fluorescentes, la carcasa móvil 606 puede moverse en relación con el bloque de muestras 604 de modo que un módulo de detección diferente 616 se alinee con cada pozo 620, en función de qué los tintes fluorescentes se agreguen a la muestra biológica en cada pozo 620. Si se añaden múltiples tintes fluorescentes a la muestra biológica en cada pozo 620, la carcasa móvil 606 puede moverse entre posiciones para garantizar que se lea la diferente fluorescencia de cada pozo 620. El conjunto óptico 600 es ventajoso para su uso en un dispositivo de prueba portátil, ya que el conjunto óptico 600 puede leer la fluorescencia en una pluralidad de diferentes longitudes de onda de radiación con un diseño compacto. Un dispositivo de prueba portátil adecuado debe ser compacto para que pueda transportarse y usarse fácilmente en el campo. Para diseñar un dispositivo de prueba portátil compacto, el conjunto óptico 600 también necesita ser compacto. En los montajes ópticos anteriores, ser compacto equivalía a poder probar sólo una o dos longitudes de onda de radiación diferentes. El conjunto óptico 600 elimina este problema, ya que el conjunto óptico 600 puede moverse para posicionar diferentes módulos de detección 616 con diferentes pozos 620 en el bloque de muestras 604. Esto permite probar más de dos longitudes de onda de radiación sin sacrificar la compacidad del conjunto óptico 600. El conjunto óptico 600 es ventajoso por esta razón y es adecuado para su uso en dispositivos de prueba portátiles.
La Figura 24A es una vista en perspectiva del conjunto óptico 600 en una primera posición. La Figura 24B es una vista en perspectiva del conjunto óptico 600 en una segunda posición. La Figura 24A es una vista en perspectiva del conjunto óptico 600 en una tercera posición. El conjunto óptico 600 incluye el arreglo de tubos 602, el bloque de muestras 604, la carcasa móvil 606, la carcasa estacionaria 608 y los módulos de detección 616 (que incluye el módulo de detección 616A, el módulo de detección 616B, el módulo de detección 616C, el módulo de detección 616D, el módulo de detección 616E, el módulo de detección 616F, módulo de detección 616G, módulo de detección 616H, módulo de detección 6161 y módulo de detección 616J). El bloque de muestras 604 incluye los pozos 620 (que incluye pozo 620A, pozo 620B, pozo 620C, pozo 620D, pozo 620E, pozo 620F, pozo 620G y pozo 620H). La carcasa estacionaria 608 incluye el fotodetector 630 (que incluye el fotodetector 630A, el fotodetector 630B, el fotodetector 630C, el fotodetector 630D, el fotodetector 630E, el fotodetector 630F, el fotodetector 630G y el fotodetector 630H).
El bloque de muestras 604, la carcasa móvil 606 y la carcasa estacionaria 608 forman el cuerpo del conjunto óptico 600. El bloque de muestras 604 es una parte estacionaria con una pluralidad de pozos 620. El arreglo de tubos 602 puede posicionarse en los pozos 620. El arreglo de tubos 602 incluye una pluralidad de tubos individuales, cada uno de los cuales contiene una muestra biológica y una mezcla de reacción con tintes fluorescentes. Cada tubo en el arreglo de tubos 602 se posiciona en un pozo 620. La carcasa estacionaria 608 también es una parte estacionaria con una pluralidad de fotodetectores 630. Un fotodetector 630 en la carcasa estacionaria 608 se alinea con un pozo 620 en el bloque de muestras 604. El fotodetector 630A se alinea con el pozo 620A; el fotodetector 630B se alinea con el pozo 620B; el fotodetector 630C se alinea con el pozo 620C; el fotodetector 630D se alinea con el pozo 620D; el fotodetector 630E se alinea con el pozo 620E; el fotodetector 630F se alinea con el pozo 620F; el fotodetector 630G se alinea con el pozo 620G; y el fotodetector 630H se alinea con el pozo 620H.
En la realización mostrada, la carcasa móvil 606 es una parte móvil que puede moverse entre una primera posición, una segunda posición y una tercera posición con respecto al bloque de muestras 604 y la carcasa estacionaria 608. En las realizaciones alternativas, la carcasa móvil 606 puede moverse entre cualquier número de posiciones. La carcasa móvil 606 incluye una pluralidad de módulos de detección 616. A medida que se mueve la carcasa móvil 606, cada módulo de detección 616 se alineará con un pozo 620 y un fotodetector 630. Cada módulo de detección 616 incluye un diodo emisor de luz para excitar una muestra biológica. Para detectar una pluralidad de tintes fluorescentes diferentes, los diodos emisores de luz que se posicionan en cada módulo de detección pueden variar. La realización mostrada en las Figuras 24A-24C incluye ocho pozos 620, ocho fotodetectores 630 y diez módulos de detección 616. Esto permite probar tres tintes fluorescentes diferentes, ya que la carcasa móvil 606 puede posicionarse en tres posiciones diferentes. En cada posición diferente, cada pozo 620 y el fotodetector 630 se alinearán con un módulo de detección 616 diferente para leer los diferentes tintes fluorescentes de cada pozo 620.
En la realización mostrada en las Figuras 24A-24C, el conjunto óptico 600 puede detectar un primer tinte fluorescente, un segundo tinte fluorescente y un tercer tinte fluorescente. El módulo de detección 616A se configura para detectar el primer tinte fluorescente; el módulo de detección 616B se configura para detectar el segundo tinte fluorescente; el módulo de detección 616C se configura para detectar el tercer tinte fluorescente; el módulo de detección 616D se configura para detectar el primer tinte fluorescente; el módulo de detección 616E se configura para detectar el segundo tinte fluorescente; el módulo de detección 616F se configura para detectar el tercer tinte fluorescente; el módulo de detección 616G se configura para detectar el primer tinte fluorescente; el módulo de detección 616H se configura para detectar el segundo tinte fluorescente; el módulo de detección 6161 se configura para detectar el tercer tinte fluorescente; y el módulo de detección 616J se configura para detectar el primer tinte fluorescente. A medida que la carcasa móvil 606 se mueve entre una primera posición, una segunda posición y una tercera posición, cada pozo 620 se excitará y detectará para cada uno del primer tinte fluorescente, el segundo tinte fluorescente y el tercer tinte fluorescente.
En una primera posición, el pozo 620A se alinea con el módulo de detección 616A para detectar el primer tinte fluorescente; el pozo 620B se alinea con el módulo de detección 616B para detectar el segundo tinte fluorescente; el pozo 620C se alinea con el módulo de detección 616C para detectar el tercer tinte fluorescente; el pozo 620D se alinea con el módulo de detección 616D para detectar el primer tinte fluorescente; el pozo 620E se alinea con el módulo de detección 616E para detectar el segundo tinte fluorescente; el pozo 620F se alinea con el módulo de detección 616F para detectar el tercer tinte fluorescente; el pozo 620G se alinea con el módulo de detección 616G para detectar el primer tinte fluorescente; y el pozo 620H se alinea con el módulo de detección 616H para detectar el segundo tinte fluorescente.
En una segunda posición, el pozo 620A se alinea con el módulo de detección 616B para detectar el segundo tinte fluorescente; el pozo 620B se alinea con el módulo de detección 616C para detectar el tercer tinte fluorescente; el pozo 620C se alinea con el módulo de detección 616D para detectar el primer tinte fluorescente; el pozo 620D se alinea con el módulo de detección 616E para detectar el segundo tinte fluorescente; el pozo 620E se alinea con el módulo de detección 616F para detectar el tercer tinte fluorescente; el pozo 620F se alinea con el módulo de detección 616G para detectar el primer tinte fluorescente; el pozo 620G se alinea con el módulo de detección 616H para detectar el segundo tinte fluorescente; y el pozo 620H se alinea con el módulo de detección 6161 para detectar el tercer tinte fluorescente.
En una tercera posición, el pozo 620A se alinea con el módulo de detección 616C para detectar el tercer tinte fluorescente; el pozo 620B se alinea con el módulo de detección 616D para detectar el primer tinte fluorescente; el pozo 620C se alinea con el módulo de detección 616E para detectar el segundo tinte fluorescente; el pozo 620D se alinea con el módulo de detección 616F para detectar el tercer tinte fluorescente; el pozo 620E se alinea con el módulo de detección 616G para detectar el primer tinte fluorescente; el pozo 620F se alinea con el módulo de detección 616H para detectar el segundo tinte fluorescente; el pozo 620G se alinea con el módulo de detección 6161 para detectar el tercer tinte fluorescente; y el pozo 620H se alinea con el módulo de detección 616J para detectar el primer tinte fluorescente.
Como se ve a partir de esto, a medida que la carcasa móvil 606 se mueve entre una primera posición, una segunda posición y una tercera posición, cada pozo 620 se excitará y detectará para cada uno de los tintes fluorescentes primero, segundo y tercero. La carcasa móvil 606 puede reposicionarse cualquier número de veces durante una prueba para repetir la excitación y detección de cada uno de los pozos 620 hasta que se obtengan resultados de prueba satisfactorios. Además, en las realizaciones alternativas, la carcasa móvil 606 puede incluir más módulos de detección para leer tintes fluorescentes adicionales.
Esto aumentará el número de posiciones a las que se moverá la carcasa móvil 606 para que cada pozo 620 se excite y detecte en cada longitud de onda de fluorescencia diferente.
El conjunto óptico 600 es ventajoso, ya que puede excitar y detectar en una pluralidad de diferentes longitudes de onda de radiación con un diseño compacto y aerodinámico. Esto hace que el conjunto óptico 600 sea adecuado para su uso en un dispositivo de prueba portátil, ya que la compacidad del conjunto óptico 600 reducirá el tamaño total de un dispositivo de prueba portátil. Además, el conjunto óptico 600 permite que un dispositivo de prueba portátil realice pruebas en un número de longitudes de onda de radiación que no era factible con diseños anteriores.
Conjunto óptico 700
La Figura 25 es una vista lateral en sección transversal del conjunto óptico 700, que no se cubre por la invención reivindicada. El conjunto óptico 700 incluye el arreglo de tubos 702, el bloque de muestras 704, la primera carcasa 706, la segunda carcasa 708, el pozo 710, la primera abertura 712, la segunda abertura 714, el primer diodo emisor de luz 720, el segundo diodo emisor de luz 722, el tercer diodo emisor de luz 724, el primer trayectoria de excitación 726, el segundo trayectoria de excitación 728, la tercera trayectoria de excitación 730, el filtro de excitación 732, el primer fotodetector 740, el segundo fotodetector 742, el primer trayectoria de detección 744, el segundo trayectoria de detección 746, el primer filtro de emisión 748, el segundo filtro de emisión 750, la primera lente 752 y la segunda lente 754.
El bloque de muestras 704, la primera carcasa 706 y la segunda carcasa 708 forman el cuerpo del conjunto óptico 700. El bloque de muestras 704 incluye una pluralidad de pozos 710. Los pozos 710 son capaces de recibir el arreglo de tubos 702. El bloque de muestras 704 también incluye un componente de calentamiento para calentar una muestra biológica en el arreglo de tubos 702. El bloque de muestras 704 incluye las primeras aberturas 712 que se extienden desde un primer lado del bloque de muestras 704 hacia los pozos 710. El bloque de muestras 704 también incluye las segundas aberturas 714 que se extienden desde un segundo lado del bloque de muestras 704 hacia los pozos 710. La primera carcasa 706 se localiza en un primer lado del bloque de muestras 704 y la segunda carcasa 708 se localiza en un segundo lado del bloque de muestras 704.
La primera carcasa 706 y la segunda carcasa 708 pueden sostener los diodos emisores de luz y fotodetectores para excitar y detectar emisiones de las muestras biológicas en el arreglo de tubos 702. En la realización que se muestra en la Figura 8, los diodos emisores de luz se localizan en la primera carcasa 706 y los fotodetectores se localizan en la segunda carcasa 708. En las realizaciones alternativas, los fotodetectores pueden ubicarse en la primera carcasa 706 y los diodos emisores de luz pueden ubicarse en la segunda carcasa 708, o puede alternarse una combinación de diodos emisores de luz y fotodetectores tanto en la primera carcasa 706 como en la segunda carcasa 708. En cada disposición, se posiciona un diodo emisor de luz en un lado del pozo 710 y un fotodetector se posiciona en el lado opuesto del pozo 710.
Como se ve en la Figura 25, el primer diodo emisor de luz 720, los segundos diodos emisores de luz 722 y el tercer diodo emisor de luz 724 se posicionan en la primera carcasa 706. El primer diodo emisor de luz 720, los segundos diodos emisores de luz 722 y el tercer diodo emisor de luz 724 se localizan en una configuración triangular. Cada diodo emisor de luz es capaz de excitar un tinte fluorescente diferente en la muestra biológica al emitir radiación a una longitud de onda diferente. El primer diodo emisor de luz 720 excita un primer tinte fluorescente, los segundos diodos emisores de luz 722 excitan un segundo tinte fluorescente y el tercer diodo emisor de luz 724 excita un tercer tinte fluorescente en la realización mostrada. El primer diodo emisor de luz 720 se posiciona en la primera trayectoria 726 que va desde el primer diodo emisor de luz 720 hasta el bloque de muestras 704. Los segundos diodos emisores de luz 722 se posicionan en la segunda trayectoria 728 que va desde los segundos diodos emisores de luz 722 hasta el bloque de muestras 704. El tercer diodo emisor de luz 724 se posiciona en la tercera trayectoria 730 que va desde el tercer diodo emisor de luz 724 hasta el bloque de muestras 704. El filtro de excitación 732 se posiciona en el bloque de muestras 704 para filtrar la luz del primer diodo emisor de luz 720, los segundos diodos emisores de luz 722 y el tercer diodo emisor de luz 724. El filtro de excitación 732 es un filtro de paso de banda triple que es capaz de filtrar la radiación en las longitudes de onda para el primer tinte fluorescente, el segundo tinte fluorescente y el tercer tinte fluorescente. En las realizaciones alternativas, pueden usarse los filtros de excitación separados para cada diodo emisor de luz.
El primer fotodetector 740 y el segundo fotodetector 742 se posicionan en la segunda carcasa 708. El primer fotodetector 740 es capaz de detectar tanto el primer tinte fluorescente como el tercer tinte fluorescente. El segundo fotodetector 742 es capaz de detectar el segundo tinte fluorescente. El primer fotodetector 740 se posiciona en la primera trayectoria 744 que se extiende desde el primer fotodetector 740 hasta el bloque de muestras 704. El segundo fotodetector 742 se posiciona en la segunda trayectoria 346 que se extiende desde el segundo fotodetector 742 hasta el bloque de muestras 704. El primer filtro de emisión 748 se posiciona en la primera trayectoria 744 entre el primer fotodetector 740 y el bloque de muestras 704. El filtro de emisión 748 es un filtro de paso de banda dual que es capaz de filtrar la radiación en las longitudes de onda para el primer tinte fluorescente y el tercer tinte fluorescente. El segundo filtro de emisión 750 se posiciona en la segunda trayectoria 746 entre el segundo fotodetector 742 y el bloque de muestras 704. El segundo filtro de emisión 750 es un filtro de paso de banda único que es capaz de filtrar la radiación en las longitudes de onda para el segundo tinte fluorescente. También posicionado en la primera trayectoria 744 está la primera lente 752. También posicionado en la segunda trayectoria 746 está la segunda lente 754. La primera lente 752 y la segunda lente 754 dirigirán la radiación emitida desde la muestra biológica en el tubo 702 hacia el primer fotodetector 740 y el segundo fotodetector 742, respectivamente.
El conjunto óptico 700 se diseña para que las muestras biológicas puedan excitarse y detectarse en tres longitudes de onda de radiación diferentes. Es ventajoso detectar y excitar en tres longitudes de onda de radiación diferentes, ya que cada muestra biológica puede analizarse para cada uno del primer tinte fluorescente, del segundo tinte fluorescente y del tercer tinte fluorescente. Mediante el uso de los primeros fotodetectores 740 y segundos fotodetectores 742 también es ventajoso, ya que limitará la diafonía entre los canales de detección para mejorar el rendimiento de detección. El diseño del conjunto óptico 700 con agrupación de los diodos emisores de luz y los fotodetectores también es ventajoso, ya que permite diseñar el conjunto óptico 700 con una configuración compacta. El hecho de ser compacto permite usar el conjunto óptico 700 en un dispositivo de prueba portátil. Los dispositivos de prueba portátiles deben ser compactos para que puedan transportarse y usarse fácilmente en el campo.
La Figura 26A es una vista lateral de un primer lado del conjunto óptico 700 de acuerdo con una primera configuración. La Figura 26B es una vista lateral de un segundo lado del conjunto óptico 700 de acuerdo con la primera configuración. El conjunto óptico 700 incluye la primera carcasa 706, la segunda carcasa 708, los primeros diodos emisores de luz 720 (que incluye el primer diodo emisor de luz 720A, el primer diodo emisor de luz 720B, el primer diodo emisor de luz 720C, el primer diodo emisor de luz 720D, el primer diodo emisor de luz 720E, el primer diodo emisor de luz 720F, el primer diodo emisor de luz 720G y el primer diodo emisor de luz 720H), los segundos diodos emisores de luz 722 (que incluye los segundos diodos emisores de luz 722A, los segundos diodos emisores de luz 722B, los segundos diodos emisores de luz 722C, los segundos diodos emisores de luz 722D, los segundos diodos emisores de luz 722E, los segundos diodos emisores de luz 722F, los segundos diodos emisores de luz 722G y los segundos diodos emisores de luz 722H), los terceros diodos emisores de luz 724 (que incluye el tercer diodo emisor de luz 724A, el tercer diodo emisor de luz 724B, el tercer diodo emisor de luz 724C, el tercer diodo emisor de luz 724D, el tercer diodo emisor de luz 724E, el tercer diodo emisor de luz 724F, el tercer diodo emisor de luz 724G, y el tercer diodo emisor de luz 724H), los primeros fotodetectores 740 (que incluye el primer fotodetector 740A, el primer fotodetector 740B, el primer fotodetector 740C, el primer fotodetector 740D, el primer fotodetector 740E, el primer fotodetector 740F, el primer fotodetector 740G y el primer fotodetector 740H), y el segundo fotodetector 742 (que incluye el segundo fotodetector 742A, el segundo fotodetector 742B, el segundo fotodetector 742C, el segundo fotodetector 742D, el segundo fotodetector 742E, el segundo fotodetector 742F, el segundo fotodetector 742G y el segundo fotodetector 742H).
Los primeros diodos emisores de luz 720, los segundos diodos emisores de luz 722 y los terceros diodos emisores de luz 724 se posicionan en la primera carcasa 706. Los primeros diodos emisores de luz 720 son capaces de excitar un primer tinte fluorescente. Los segundos diodos emisores de luz 722 son capaces de excitar un segundo tinte fluorescente. Los terceros diodos emisores de luz 724 son capaces de excitar un tercer tinte fluorescente. Los primeros diodos emisores de luz 720, los segundos diodos emisores de luz 722 y los terceros diodos emisores de luz 724 se disponen en una configuración triangular en la primera carcasa 706. Como explicación ejemplar, esta configuración puede verse con el primer diodo emisor de luz 720A, los segundos diodos emisores de luz 722A y el tercer diodo emisor de luz 724A que se disponen en una configuración triangular. Esta configuración triangular se repite de forma alterna en toda la primera carcasa 706 para proporcionar una configuración compacta.
Los primeros fotodetectores 740 y los segundos fotodetectores 742 se posicionan en la segunda carcasa 708. Los primeros fotodetectores 740 son capaces de detectar las emisiones del primer tinte fluorescente y del tercer tinte fluorescente. Los segundos fotodetectores 742 son capaces de detectar las emisiones del segundo tinte fluorescente. Los primeros fotodetectores 740 y los segundos fotodetectores 742 se apilan uno encima del otro en la segunda carcasa 708. Como explicación ejemplar, esta configuración puede verse con el primer fotodetector 740A y el segundo fotodetector 742A que se apilan uno encima del otro. Esta configuración apilada se repite a través de la segunda carcasa 708.
En la configuración vista en las Figuras 26A-26B, los diodos emisores de luz se posicionan en la primera carcasa 706 en un primer lado de un bloque de muestras y los fotodetectores se posicionan en la segunda carcasa 708 en un segundo lado de un bloque de muestras. Los primeros diodos emisores de luz 720 y los terceros diodos emisores de luz 724 se localizan opuestos a los primeros fotodetectores 740. Los segundos diodos emisores de luz 722 se localizan opuestos a los segundos fotodetectores 742. Cuando se activan los primeros diodos emisores de luz 720 o los terceros diodos emisores de luz 724, los primeros fotodetectores 740 leerán las emisiones de la muestra biológica. Cuando se activan los segundos diodos emisores de luz 722, los segundos fotodetectores 742 leerán las emisiones de la muestra biológica.
La primera configuración de los diodos emisores de luz y los fotodetectores que se ve en las Figuras 26A-26B es ventajosa, ya que proporciona una disposición compacta que es capaz de excitar y detectar en tres longitudes de onda de radiación diferentes. Esto hace que el conjunto óptico 700 sea adecuado para su uso en un dispositivo de prueba portátil.
La Figura 27A es una vista lateral de un primer lado del conjunto óptico 700 de acuerdo con una segunda configuración. La Figura 27B es una vista lateral de un segundo lado del conjunto óptico 700 de acuerdo con la segunda configuración. El conjunto óptico 700 incluye la primera carcasa 706, la segunda carcasa 708, los primeros diodos emisores de luz 720 (que incluye el primer diodo emisor de luz 720A, el primer diodo emisor de luz 720B, el primer diodo emisor de luz 720C, el primer diodo emisor de luz 720D, el primer diodo emisor de luz 720E, el primer diodo emisor de luz 720F, el primer diodo emisor de luz 720G y el primer diodo emisor de luz 720H), los segundos diodos emisores de luz 722 (que incluye los segundos diodos emisores de luz 722A, los segundos diodos emisores de luz 722B, los segundos diodos emisores de luz 722C, los segundos diodos emisores de luz 722D, los segundos diodos emisores de luz 722E, los segundos diodos emisores de luz 722F, los segundos diodos emisores de luz 722G y los segundos diodos emisores de luz 722H), los terceros diodos emisores de luz 724 (que incluye el tercer diodo emisor de luz 724A, el tercer diodo emisor de luz 724B, el tercer diodo emisor de luz 724C, el tercer diodo emisor de luz 724D, el tercer diodo emisor de luz 724E, el tercer diodo emisor de luz 724F, el tercer diodo emisor de luz 724G, y el tercer diodo emisor de luz 724H), los primeros fotodetectores 740 (que incluye el primer fotodetector 740A, el primer fotodetector 740B, el primer fotodetector 740C, el primer fotodetector 740D, el primer fotodetector 740E, el primer fotodetector 740F, el primer fotodetector 740G y el primer fotodetector 740H), y el segundo fotodetector 742 (que incluye el segundo fotodetector 742A, el segundo fotodetector 742B, el segundo fotodetector 742C, el segundo fotodetector 742D, el segundo fotodetector 742E, el segundo fotodetector 742F, el segundo fotodetector 742G y el segundo fotodetector 742H).
Los primeros diodos emisores de luz 720, los segundos diodos emisores de luz 722, los terceros diodos emisores de luz 724, los primeros fotodetectores 740 y los segundos fotodetectores 742 se posicionan en patrones alternos en la primera carcasa 706 y la segunda carcasa 708. Los primeros diodos emisores de luz 720 son capaces de excitar un primer tinte fluorescente. Los segundos diodos emisores de luz 722 son capaces de excitar un segundo tinte fluorescente. Los terceros diodos emisores de luz 724 son capaces de excitar un tercer tinte fluorescente. Los primeros fotodetectores 740 son capaces de detectar las emisiones del primer tinte fluorescente y del tercer tinte fluorescente. Los segundos fotodetectores 742 son capaces de detectar las emisiones del segundo tinte fluorescente.
Los primeros diodos emisores de luz 720, los segundos diodos emisores de luz 722 y los terceros diodos emisores de luz 724 se disponen en una configuración triangular tanto en la primera carcasa 706 como en la segunda carcasa 708. Como explicación ejemplar, esta configuración puede verse con el primer diodo emisor de luz 720A, los segundos diodos emisores de luz 722A y el tercer diodo emisor de luz 724A que se disponen en una configuración triangular. Los primeros fotodetectores 740 y los segundos fotodetectores 742 se disponen en una configuración diagonal tanto en la primera carcasa 706 como en la segunda carcasa 708. Como explicación ejemplar, esta configuración puede verse con el primer fotodetector 740B y el segundo fotodetector 742B que se disponen en una configuración diagonal. La configuración triangular de los diodos emisores de luz se alterna con la configuración diagonal de los fotodetectores tanto en la primera carcasa 706 como en la segunda carcasa 708.
En la configuración vista en las Figuras 27A-27B, los primeros diodos emisores de luz 720 y los terceros diodos emisores de luz 724 se localizan opuestos a los primeros fotodetectores 740. Los segundos diodos emisores de luz 722 se localizan opuestos a los segundos fotodetectores 742. Cuando se activan los primeros diodos emisores de luz 720 o los terceros diodos emisores de luz 724, los primeros fotodetectores 740 leerán las emisiones de la muestra biológica. Cuando se activan los segundos diodos emisores de luz 722, los segundos fotodetectores 742 leerán la emisión de la muestra biológica.
La segunda configuración de los diodos emisores de luz y los fotodetectores que se ve en las Figuras 27A-27B es ventajosa, ya que proporciona una disposición compacta que es capaz de excitar y detectar en tres longitudes de onda de radiación diferentes. Esto hace que el conjunto óptico 700 sea adecuado para su uso en un dispositivo de prueba portátil.
Conjunto óptico 800
La Figura 28A es una vista en perspectiva de un conjunto óptico 800, que no se cubre por la invención reivindicada. La Figura 28B es una vista desde abajo del conjunto óptico 800.
El conjunto óptico 800 incluye la primera porción de carcasa 802, la segunda porción de carcasa 804, la primera carcasa óptica 806, la segunda carcasa óptica 808, el bloque térmico 810 y la placa 820. El bloque térmico 810 incluye los pozos 812. La placa 820 incluye las aberturas 822.
El conjunto óptico 800 es capaz de recibir un arreglo de tubos para la prueba. El bloque térmico 810 recibe el arreglo de tubos en los pozos 812. Los pozos 812 se posicionan en un lado superior del bloque térmico 810 y cada pozo 812 se configura para recibir un tubo en el arreglo de tubos. El bloque térmico 810 forma una base del conjunto óptico 800 y calienta una muestra biológica que se coloca en cada uno de los tubos del arreglo de tubos. En las realizaciones alternativas, el bloque térmico 810 puede ser un bloque de muestras que es capaz de recibir un arreglo de tubos y los tubos pueden calentarse mediante el uso de un medio diferente.
La placa 820 también se incluye en el conjunto óptico 800 y se coloca sobre el lado superior del bloque térmico 810. La placa 820 incluye una pluralidad de aberturas 822 que van desde el lado superior de la placa 820 hasta el lado inferior de la placa 820. Cada abertura 822 en la placa 820 puede alinearse con un pozo 812 en el bloque térmico 810. Cuando se coloca un arreglo de tubos en el bloque térmico 810, un tubo puede pasar a través de cada abertura 822 de la placa 820 antes de posicionarse en el pozo 812. La placa 820 se hace de un material opaco en la realización mostrada. Esto evita que la radiación se escape del conjunto óptico 800 y evita que la luz ambiental entre en el conjunto óptico 800. La placa 820 también actúa como aislante para mantener el calor del bloque térmico 810 en el conjunto óptico 800.
También se posiciona una porción de carcasa a cada lado del bloque térmico 810. La primera porción de carcasa 802 se posiciona en un primer lado del bloque térmico 810 y la segunda porción de carcasa 804 se posiciona en un segundo lado del bloque térmico 810. La primera porción de carcasa 802 y la segunda porción de carcasa 804 se unen entre sí alrededor del bloque térmico 810. La primera porción de carcasa 802 y la segunda porción de carcasa 804 pueden conectarse entre sí con cualquier medio adecuado.
El conjunto óptico 800 también incluye la primera carcasa óptica 806 y la segunda carcasa óptica 808. La primera carcasa óptica 806 se conecta a la primera porción de carcasa 802 en el primer lado del bloque térmico 810. La primera carcasa óptica 806 puede conectarse a la primera porción de carcasa 802 con cualquier medio adecuado. La primera carcasa óptica 806 es capaz de sostener un primer conjunto de diodos emisores de luz y un primer conjunto de fotodetectores. La segunda carcasa óptica 808 se conecta a la segunda porción de carcasa 804 en el segundo lado del bloque térmico 810. La segunda carcasa óptica 808 puede conectarse a la segunda porción de carcasa 804 con cualquier medio adecuado. La segunda carcasa óptica 808 es capaz de sostener un segundo conjunto de diodos emisores de luz y un segundo conjunto de fotodetectores.
La primera porción de carcasa 802, la segunda porción de carcasa 804, la primera carcasa óptica 806 y la segunda carcasa óptica 808 se forman por materiales opacos. Esto permite que la radiación que pasa a través del conjunto óptico 800 sea retenida en los conductos que atraviesan la primera porción de carcasa 802, la segunda porción de carcasa 804, la primera carcasa óptica 806 y la segunda carcasa óptica 808. Además, en las realizaciones alternativas, el conjunto óptico 800 puede incluir una porción de carcasa a cada lado del bloque térmico 810, puede incluir una única pieza de la carcasa o cualquier otra configuración adecuada.
El conjunto óptico 800 es ventajoso, ya que tiene un diseño compacto que permite posicionar un conjunto de diodos emisores de luz y un conjunto de fotodetectores a ambos lados del bloque térmico 810. Esto permite colocar más diodos emisores de luz en cada conjunto de diodos emisores de luz, que aumentan las capacidades generales del conjunto óptico 800. Los diodos emisores de luz pueden excitar una muestra biológica a diferentes longitudes de onda de radiación. Por lo tanto, es ventajoso permitir que se posicionen más diodos emisores de luz en el conjunto óptico 800, ya que el conjunto óptico podrá excitar y detectar las emisiones que se correspondan con diferentes tintes fluorescentes.
La Figura 29A es una vista en perspectiva despiezada de un primer lado del conjunto óptico 800. La Figura 29B es una vista en perspectiva despiezada de un primer lado del conjunto óptico 800. La Figura 29C es una vista en perspectiva despiezada de un segundo lado del conjunto óptico 800. La Figura 29D es una vista lateral despiezada de un segundo lado del conjunto óptico 800.
El conjunto óptico 800 incluye la primera porción de carcasa 802, la segunda porción de carcasa 804, la primera carcasa óptica 806, la segunda carcasa óptica 808, el bloque térmico 810, la placa 820, el primer conjunto de diodos emisores de luz 830, el segundo conjunto de diodos emisores de luz 832, el primer conjunto de fotodetectores 834, el segundo conjunto de fotodetectores 836, los filtros de excitación 852, los filtros de excitación 862, el filtro de emisión 872 y el filtro de emisión 882. El bloque térmico 810 incluye los pozos 812, los conductos 856, los conductos 866, los conductos 876 y los conductos 886. La placa 820 incluye las aberturas 822. La primera porción de carcasa 802 incluye los conductos 854 y los conductos 874. La segunda porción de carcasa 804 incluye los conductos 864 y los conductos 884. La primera carcasa óptica 806 incluye los conductos 850 y los conductos 870. La segunda carcasa óptica 808 incluye los conductos 860 y los conductos 880. El primer conjunto de diodos emisores de luz 830 incluye los diodos emisores de luz 840, los diodos emisores de luz 842 y los diodos emisores de luz 844. El segundo conjunto de diodos emisores de luz 832 incluye los diodos emisores de luz 840, los diodos emisores de luz 842 y los diodos emisores de luz 844. El primer conjunto de fotodetectores 834 incluye los fotodetectores 846. El segundo conjunto de fotodetectores 836 incluye los fotodetectores 846.
El conjunto óptico 800 es capaz de recibir un arreglo de tubos para la prueba. El bloque térmico 810 recibe el arreglo de tubos en los pozos 812. Los pozos 812 se posicionan en un lado superior del bloque térmico 810 y cada pozo 812 se configura para recibir un tubo en el arreglo de tubos. El bloque térmico 810 forma una base del conjunto óptico 800 y calienta una muestra biológica que se coloca en cada uno de los tubos del arreglo de tubos. El bloque térmico 810 incluye además los conductos 856, los conductos 866, los conductos 876 y los conductos 886. Los conductos 856 y los conductos 876 se extienden desde un primer lado del bloque térmico 810 hasta los pozos 812. Los conductos 866 y los conductos 886 se extienden desde un segundo lado del bloque térmico 810 hasta los pozos 812. Los conductos 856, los conductos 866, los conductos 876 y los conductos 886 proporcionan vías a través de las cuales la radiación puede desplazarse a través del conjunto óptico 800.
La placa 820 también se incluye en el conjunto óptico 800 y se coloca sobre el lado superior del bloque térmico 810. La placa 820 incluye una pluralidad de aberturas 822 que van desde el lado superior de la placa 820 hasta el lado inferior de la placa 820. Cada abertura 822 en la placa 820 puede alinearse con un pozo 812 en el bloque térmico 810. Cuando se coloca un arreglo de tubos en el bloque térmico 810, un tubo puede pasar a través de cada abertura 822 de la placa 820 antes de posicionarse en el pozo 812.
También se posiciona una porción de carcasa a cada lado del bloque térmico 810. La primera porción de carcasa 802 se posiciona en un primer lado del bloque térmico 810 y la segunda porción de carcasa 804 se posiciona en un segundo lado del bloque térmico 810. La primera porción de carcasa 802 incluye los conductos 854 y los conductos 874 que se extienden desde un primer lado de la primera porción de carcasa 802 hasta un segundo lado de la primera porción de carcasa 802. La segunda porción de carcasa 804 incluye los conductos 864 y los conductos 884 que se extienden desde un primer lado de la segunda porción de carcasa 804 hasta un segundo lado de la segunda porción de carcasa 804. Los conductos 854, los conductos 864, los conductos 874 y los conductos 884 proporcionan vías a través de las cuales la radiación puede desplazarse a través del conjunto óptico 800.
El conjunto óptico 800 incluye además la primera carcasa óptica 806 y la segunda carcasa óptica 808. La primera carcasa óptica 806 se conecta a la primera porción de carcasa 802 en el primer lado del bloque térmico 810. La primera carcasa óptica 806 puede conectarse a la primera porción de carcasa 802 con cualquier medio adecuado. La primera carcasa óptica 806 incluye los conductos 850 y los conductos 870 que se extienden desde un primer lado de la primera carcasa óptica 806 hasta un segundo lado de la primera carcasa óptica 806. La segunda carcasa óptica 808 se conecta a la segunda porción de carcasa 804 en el segundo lado del bloque térmico 810. La segunda carcasa óptica 808 puede conectarse a la segunda porción de carcasa 804 con cualquier medio adecuado. La segunda carcasa óptica 808 incluye los conductos 860 y los conductos 880 que se extienden desde un primer lado de la segunda carcasa óptica 808 hasta un segundo lado de la segunda carcasa óptica 808. Los conductos 850, los conductos 860, los conductos 870 y los conductos 880 proporcionan vías a través de las cuales la radiación puede desplazarse a través del conjunto óptico 800.
Los filtros de excitación 852 se posicionan entre la primera carcasa óptica 806 y la primera porción de carcasa 802. Los filtros de excitación 852 se alinean con los conductos 850 en la primera carcasa óptica 806 y los conductos 854 en la primera porción de carcasa 802. Los filtros de excitación 862 se posicionan entre la primera carcasa óptica 808 y la segunda porción de carcasa 804. Los filtros de excitación 862 se alinean con los conductos 860 en la segunda carcasa óptica 808 y los conductos 864 en la segunda porción de carcasa 804. En la realización mostrada, los filtros de excitación 852 y los filtros de excitación 862 se muestran como una pluralidad de filtros, pero podría ser un filtro en las realizaciones alternativas.
Los filtros de emisión 872 se posicionan entre la primera carcasa óptica 806 y la primera porción de carcasa 802. El filtro de emisión 872 se alinea con los conductos 870 en la primera carcasa óptica 806 y los conductos 874 en la primera porción de carcasa 802. El filtro de emisión 882 se posiciona entre la primera carcasa óptica 808 y la segunda porción de carcasa 804. El filtro de emisión 882 se alinea con los conductos 880 en la segunda carcasa óptica 808 y el conducto 884 en la segunda porción de carcasa 804. En la realización mostrada, el filtro de emisión 872 y el filtro de emisión 882 se muestran cada uno como un filtro, pero podrían ser una pluralidad de filtros en las realizaciones alternativas.
El primer conjunto de diodos emisores de luz 830 y el primer conjunto de fotodetectores 834 se posicionan en la primera carcasa óptica 806. Cada diodo emisor de luz en el primer conjunto 830 se posiciona en un conducto 850 en la primera carcasa óptica 806. Cada fotodetector en el primer conjunto 834 se posiciona en un conducto 870 en la primera carcasa óptica 806. El primer conjunto de diodos emisores de luz 830 incluye cuatro grupos de tres diodos emisores de luz diferentes, que incluye el diodo emisor de luz 840, el diodo emisor de luz 842 y el diodo emisor de luz 844. Cada uno de los diodos emisores de luz 840, el diodo emisor de luz 842 y el diodo emisor de luz 844 excita una muestra biológica a una longitud de onda fluorescente diferente. En la realización mostrada, el diodo emisor de luz 840 puede excitar un primer tinte fluorescente, el diodo emisor de luz 842 puede excitar un segundo tinte fluorescente y el diodo emisor de luz 844 puede excitar un tercer tinte fluorescente. El primer conjunto de fotodetectores 834 incluye ocho fotodetectores 846. En la realización mostrada, cada fotodetector 846 detecta la radiación de dos bandas de longitud de onda diferentes, detectando aquí el primer tinte fluorescente y el tercer tinte fluorescente.
El segundo conjunto de diodos emisores de luz 832 y el segundo conjunto de fotodetectores 836 se posicionan en la segunda carcasa óptica 808. Cada diodo emisor de luz en el segundo conjunto 832 se posiciona en un conducto 860 en la segunda carcasa óptica 808. Cada fotodetector del segundo conjunto 836 se posiciona en un conducto 880 en la segunda carcasa óptica 808. El segundo conjunto de diodos emisores de luz 832 incluye cuatro grupos de tres diodos emisores de luz diferentes, que incluye el diodo emisor de luz 840, el diodo emisor de luz 842 y el diodo emisor de luz 844. Cada uno de los diodos emisores de luz 840, el diodo emisor de luz 842 y el diodo emisor de luz 844 excita una muestra biológica a una longitud de onda fluorescente diferente. En la realización mostrada, el diodo emisor de luz 840 puede excitar el primer tinte fluorescente, el diodo emisor de luz 842 puede excitar el segundo tinte fluorescente y el diodo emisor de luz 844 puede excitar el tercer tinte fluorescente. El segundo conjunto de fotodetectores 836 incluye ocho fotodetectores 846. En la realización mostrada, cada fotodetector 846 detecta la radiación de una banda de longitud de onda, detectando aquí el segundo tinte fluorescente.
Múltiples conductos de excitación se extienden a través del conjunto óptico 800 en ambos lados para que la radiación pueda desplazarse desde la primera pluralidad de diodos emisores de luz 830 y la segunda pluralidad de diodos emisores de luz 832 al bloque térmico 810. Se forma una primera pluralidad de conductos de excitación en el primer lado del bloque térmico 810. Cada una de la primera pluralidad de conductos de excitación se extiende a través de un conducto 850, un conducto 854 y un conducto 856. Hay una pluralidad de conductos 850 para acomodar cada uno de los diodos emisores de luz en el primer conjunto 830. Por lo tanto, tres conductos 850 se posicionan para pasar a un conducto 854. Además, los filtros de excitación 852 también se posicionan en la primera pluralidad de conductos de excitación entre los conductos 850 y los conductos 854. Se forma una segunda pluralidad de conductos de excitación en el segundo lado del bloque térmico 810. Cada una de la segunda pluralidad de conductos de excitación se extiende a través de un conducto 860, un conducto 864 y un conducto 866. Hay una pluralidad de conductos 860 para acomodar cada uno de los diodos emisores de luz en el segundo conjunto 832. Por lo tanto, tres conductos 860 se posicionan para pasar a un conducto 864. Además, los filtros de excitación 862 también se posicionan en la segunda pluralidad de conductos de excitación entre los conductos 860 y los conductos 864.
Múltiples conductos de emisión también se extienden a través del conjunto óptico 800 en ambos lados para que la radiación pueda desplazarse desde el bloque térmico 810 al primer conjunto de fotodetectores 834 y al segundo conjunto de fotodetectores 836. Se forma una primera pluralidad de conductos de emisión en el primer lado del bloque térmico 810. Cada una de la primera pluralidad de conductos de emisión se extiende a través de un conducto 876, un conducto 874 y un conducto 870. Además, el filtro de emisión 872 se posiciona en cada una de la primera pluralidad de conductos de emisión entre los conductos 874 y los conductos 870. Se forma una segunda pluralidad de conductos de emisión en el segundo lado del bloque térmico 810. Cada una de la segunda pluralidad de conductos de emisión se extiende a través de un conducto 886, un conducto 884 y un conducto 880. Además, el filtro de emisión 882 se posiciona en cada una de la segunda pluralidad de conductos de emisión entre los conductos 884 y los conductos 880.
Para excitar una muestra biológica que se posiciona en el bloque térmico 810, se activa un diodo emisor de luz en el primer conjunto de diodos emisores de luz 830 o en el segundo conjunto de diodos emisores de luz 832. Si se activa un diodo emisor de luz del primer conjunto 830, la radiación se desplazará a través del conducto 850, el filtro de excitación 852, el conducto 854 y el conducto 856 hacia el pozo 812 del bloque térmico 810. Si se activa un diodo emisor de luz del segundo conjunto 832, la radiación se desplazará a través del conducto 860, el filtro de excitación 862, el conducto 864 y el conducto 866 hacia el pozo 812 del bloque térmico 810.
La radiación emitida por la muestra biológica que se posiciona en el bloque térmico 810 se detecta por un fotodetector en el primer conjunto 834 o en el segundo conjunto 836. Cada fotodetector del primer conjunto 834 leerá la emisión que ha viajado desde el pozo 812 del bloque térmico 810 a través del conducto 876, el conducto 874, el filtro de emisión 872 y el conducto 870. Cada fotodetector del segundo conjunto 836 leerá la emisión que ha viajado desde el pozo 812 del bloque térmico 810 a través del conducto 886, el conducto 884, el filtro de emisión 882 y el conducto 880.
El conjunto óptico 800 es ventajoso, ya que permite posicionar múltiples diodos emisores de luz alrededor de cada pozo 812 en el bloque térmico 810. Esto permite excitar una muestra biológica en los pozos 812 a una pluralidad de diferentes longitudes de onda de radiación. En la realización mostrada en las Figuras 29A-29D, una muestra biológica puede incluir un primer tinte fluorescente, un segundo tinte fluorescente y un tercer tinte fluorescente que pueden ser todos excitados por un diodo emisor de luz. El conjunto óptico 800 es ventajoso, además, ya que es un diseño compacto sin partes móviles. El diseño compacto permite que el conjunto óptico 800 se use en dispositivos de prueba portátiles para la prueba de los materiales biológicos en el campo.
Tarjeta 900
La Figura 30A es una vista en perspectiva de la tarjeta 900. La Figura 30B es una vista lateral en alzado de la tarjeta 900. La Figura 30C es una vista frontal en alzado de la tarjeta 900. La tarjeta 900 incluye el cuerpo 902, los pozos 904, el mango o lengüeta 906 y el código 908. Cada pozo 904 incluye la primera cavidad 910, la segunda cavidad 912 y el canal 914.
La tarjeta 900 es capaz de recibir un material biológico que se someterá a una amplificación del ácido nucleico y luego se analizará. La tarjeta 900 se forma por el cuerpo 902. El cuerpo 902 se hace de un plástico transparente en la realización mostrada, pero puede hacerse de cualquier material adecuado en las realizaciones alternativas. La tarjeta 900 incluye una pluralidad de pozos 904 en el cuerpo 902. Los pozos 904 se graban en relieve en el cuerpo 902 durante la fabricación de la tarjeta 900. El cuerpo 902 también incluye el mango 906 en un lado superior del cuerpo 902. El mango 906 es una protuberancia rectangular del cuerpo 902 en la realización mostrada y permite que un usuario agarre fácilmente la tarjeta 900. El código 908 también se imprime en el cuerpo 902 de la tarjeta 900. El código 908 es un código legible por máquina que puede leerse por un lector de código de máquina cuando la tarjeta 900 se coloca en un dispositivo para la prueba.
Cada pozo 904 en la tarjeta 900 incluye la primera cavidad 910, la segunda cavidad 912 y el canal 914. La primera cavidad 910 y la segunda cavidad 912 se posicionan separadas entre sí. El canal 914 se extiende entre la primera cavidad 910 y la segunda cavidad 912 y las conecta. La primera cavidad 910 es capaz de recibir una muestra biológica. Después de colocar la muestra biológica en la primera cavidad 910, se desplazará a través del canal 914 hacia la segunda cavidad 912. La segunda cavidad 912 puede contener una mezcla de reacción con la que puede mezclarse la muestra biológica. La amplificación del ácido nucleico puede entonces realizarse cuando la muestra biológica está en la segunda cavidad 912. La muestra biológica en la segunda cavidad 912 puede excitarse y detectar desde un primer lado y un segundo lado de la tarjeta 900.
La tarjeta 900 es un portamuestras en el que un material biológico puede someterse a una amplificación del ácido nucleico. La tarjeta 900 es más ventajosa que los anteriores productos portamuestras para llevar a cabo la amplificación de ácidos nucleicos, ya que la tarjeta 900 tiene un diseño racionalizado y es fácil de manejar. Con los portamuestras anteriores, había múltiples partes y componentes que eran difíciles de agarrar y mantener estables cuando se dispensaba un material biológico en el portamuestras. La tarjeta 900 se forma por un cuerpo principal 902, lo que facilita su gestión. La tarjeta 900 puede sujetarse con el mango 906 o colocarse en posición horizontal sobre una mesa cuando se dispensa un material biológico. Esto hace que la tarjeta 900 pueda usarse en un campo con un dispositivo de prueba portátil, ya que no se requiere una estación de sujeción o estructura de soporte separada para sostener la tarjeta 900.
La tarjeta 900 es además ventajosa, ya que la tarjeta 900 puede venir precargada con una mezcla de reacción en las segundas cavidades 912. Esto agiliza el proceso de preparación de la tarjeta 900 para la prueba. Además, la tarjeta 900 incluye el código 908. El código 908 es un código legible por máquina que puede leerse por el dispositivo en el que se coloca la tarjeta 900. El código 908 puede incluir información sobre qué protocolo de prueba ejecutar con una tarjeta específica 900, que incluye algoritmos de llamada de punto final incorporados e información de trazabilidad de la mezcla de reacción. El código 908 puede incluir además información adicional que puede leer el dispositivo de prueba portátil.
La Figura 31A es una vista frontal en alzado de la tarjeta 900 que muestra las variaciones A-D del pozo. La Figura 31B es una vista frontal en alzado de la tarjeta 900 que muestra las variaciones EH del pozo. La tarjeta 900 incluye el cuerpo 902 y los pozos 904, que incluye los pozos 904A, los pozos 904B, los pozos 904C, los pozos 904D, los pozos 904E, los pozos 904F, los pozos 904G y los pozos 904H. Los pozos 904 pueden incluir las primeras cavidades 910, las segundas cavidades 912, los canales 914, los conductos de aire 916 y las terceras cavidades 918.
La tarjeta 900 incluye el cuerpo 902. Los pozos 904 se posicionan en el cuerpo 902. Los pozos 904 pueden adoptar cualquier número de formas, algunas de las cuales se ven en las Figuras 31A-31B. Todos los pozos 904 son capaces de recibir una muestra biológica y mezclar la muestra biológica con una mezcla de reacción que se precarga en los pozos 904. A continuación, la muestra biológica de cada pozo 904 puede someterse a una amplificación y prueba de los ácidos nucleicos.
Los pozos 904A incluyen cada uno una primera cavidad 910A, una segunda cavidad 912A y un canal 914A. La primera cavidad 910A y la segunda cavidad 912A se posicionan separadas entre sí. La primera cavidad 910A tiene una forma circular y una primera profundidad. La segunda cavidad 912A tiene una forma ovalada y una segunda profundidad. El canal 914A se extiende entre la primera cavidad 910A y la segunda cavidad 912A y las conecta. El canal 914A tiene una profundidad cambiante, comenzando con la primera profundidad en la primera cavidad 910A y finalizando con la segunda profundidad en la segunda cavidad 912A. La primera cavidad 910A es capaz de recibir una muestra biológica. Después de colocar la muestra biológica en la primera cavidad 910A, se desplazará a través del canal 914A hacia la segunda cavidad 912A. La segunda cavidad 912A puede contener una mezcla de reacción con la que puede mezclarse la muestra biológica. La amplificación del ácido nucleico puede entonces llevarse a cabo cuando la muestra biológica está en la segunda cavidad 912A.
Los pozos 904B incluyen cada uno la primera cavidad 910B, la segunda cavidad 912B, el canal 914B y el conducto de aire 916B. La primera cavidad 910B y la segunda cavidad 912B se posicionan separadas entre sí. La primera cavidad 910B tiene una forma circular. La segunda cavidad 912B tiene forma ovalada. El canal 914B se extiende entre la primera cavidad 910B y la segunda cavidad 912B y las conecta. La primera cavidad 910B es capaz de recibir una muestra biológica. Después de colocar la muestra biológica en la primera cavidad 910B, se desplazará a través del canal 914B hacia la segunda cavidad 912B. El conducto de aire 916B se conecta al canal 914B y permite expulsar el aire del canal 914B cuando la muestra biológica viaja a través del canal 914B. La segunda cavidad 912B puede contener una mezcla de reacción con la que puede mezclarse la muestra biológica. La amplificación del ácido nucleico puede entonces realizarse cuando la muestra biológica está en la segunda cavidad 912B.
Los pozos 904C incluyen cada uno la primera cavidad 910C, la segunda cavidad 912C y el canal 914C. La primera cavidad 910C y la segunda cavidad 912C se posicionan separadas entre sí. La primera cavidad 910C tiene una forma circular y tiene una primera profundidad. La segunda cavidad 912C tiene una forma ovalada y tiene la misma profundidad que la primera cavidad 910C. El canal 914C se extiende entre la primera cavidad 910c y la segunda cavidad 912V y las conecta. El canal 914C tiene la misma profundidad que la primera cavidad 910C y la segunda cavidad 912C. La primera cavidad 910C es capaz de recibir una muestra biológica. Después de colocar la muestra biológica en la primera cavidad 910C, se desplazará a través del canal 914C hacia la segunda cavidad 912C. La segunda cavidad 912C puede contener una mezcla de reacción con la que puede mezclarse la muestra biológica. La amplificación del ácido nucleico puede entonces realizarse cuando la muestra biológica está en la segunda cavidad 912C.
Los pozos 904D incluyen cada uno la primera cavidad 910D, la segunda cavidad 912D y el canal 914D. La primera cavidad 910D y la segunda cavidad 912D se posicionan separadas entre sí. La primera cavidad 910D tiene una forma circular. La segunda cavidad 912D tiene una forma que imita tres círculos superpuestos. El canal 914D se extiende entre la primera cavidad 910D y la segunda cavidad 912 y las conecta. La primera cavidad 910D es capaz de recibir una muestra biológica. Después de colocar la muestra biológica en la primera cavidad 910D, se desplazará a través del canal 914D hacia la segunda cavidad 912D. La segunda cavidad 912D puede contener una mezcla de reacción con la que puede mezclarse la muestra biológica. La amplificación del ácido nucleico puede entonces realizarse cuando la muestra biológica está en la segunda cavidad 912D. La forma de la segunda cavidad 912D permite posicionar un diodo emisor de luz y un fotodetector sobre cada uno de los tres círculos superpuestos. Esto permite alinear tres diodos emisores de luz diferentes y tres fotodetectores diferentes con la segunda cavidad 912D.
Los pozos 904E incluyen cada uno la primera cavidad 910E, la segunda cavidad 912E y la tercera cavidad 918E. La primera cavidad 910E tiene una forma rectangular delgada. La segunda cavidad 912E tiene una forma circular. La tercera cavidad 918E tiene una forma de herradura delgada. La primera cavidad 910E se conecta directamente a la segunda cavidad 912E y la segunda cavidad 912E se conecta directamente a la tercera cavidad 918E. La primera cavidad 910E es capaz de recibir una muestra biológica. Después de colocar la muestra biológica en la primera cavidad 910E, se desplazará a la segunda cavidad 912E. La segunda cavidad 912E puede contener una mezcla de reacción con la que puede mezclarse la muestra biológica. La amplificación del ácido nucleico puede entonces realizarse cuando la muestra biológica está en la segunda cavidad 912E. Cualquier exceso de aire o fluido en el pozo 904E puede desplazarse a la tercera cavidad 918E. En una realización alternativa, la muestra biológica podría recibirse en la tercera cavidad 918E y el exceso de aire o fluido podría acumularse en la primera cavidad 910E.
Los pozos 904F incluyen cada uno la primera cavidad 910F, la segunda cavidad 912F y la tercera cavidad 918F. La primera cavidad 910F tiene una forma rectangular delgada. La segunda cavidad 912F tiene una forma circular. La tercera cavidad 918F tiene una forma de lágrima. La primera cavidad 910F se conecta directamente a la segunda cavidad 912F y la segunda cavidad 912F se conecta directamente a la tercera cavidad 918F. La primera cavidad 910F es capaz de recibir una muestra biológica. Después de colocar la muestra biológica en la primera cavidad 910F, se desplazará a la segunda cavidad 912F. La segunda cavidad 912F puede contener una mezcla de reacción con la que puede mezclarse la muestra biológica. La amplificación del ácido nucleico puede entonces realizarse cuando la muestra biológica está en la segunda cavidad 912F. Cualquier exceso de aire o fluido en el pozo 904F puede desplazarse a la tercera cavidad 918F.
Los pozos 904G incluyen cada uno la primera cavidad 910G, la segunda cavidad 912G y el canal 914G. La primera cavidad 910G y la segunda cavidad 912G se posicionan separadas entre sí. La primera cavidad 910G tiene una forma circular. La segunda cavidad 912G tiene una forma circular. El canal 914G se extiende entre la primera cavidad 910G y la segunda cavidad 912G y las conecta. La primera cavidad 910G es capaz de recibir una muestra biológica. Después de colocar la muestra biológica en la primera cavidad 910G, se desplazará a través del canal 914G hacia la segunda cavidad 912G. La segunda cavidad 912G puede contener una mezcla de reacción con la que puede mezclarse la muestra biológica. La amplificación del ácido nucleico puede entonces realizarse cuando la muestra biológica está en la segunda cavidad 912G.
Los pozos 904H incluyen cada uno la primera cavidad 910H, la segunda cavidad 912H y la tercera cavidad 918H. La primera cavidad 910H tiene una forma rectangular delgada. La segunda cavidad 912H tiene una forma rectangular con esquinas redondeadas. La tercera cavidad 918H tiene una forma de herradura delgada. La primera cavidad 910H se conecta directamente a la segunda cavidad 912H. La segunda cavidad 912H se conecta a la tercera cavidad 918H con una característica de restricción. La primera cavidad 910H es capaz de recibir una muestra biológica. Después de colocar la muestra biológica en la primera cavidad 910H, se desplazará a la segunda cavidad 912H. La segunda cavidad 912H puede contener una mezcla de reacción con la que puede mezclarse la muestra biológica. La característica de restricción entre la segunda cavidad 912H y la tercera cavidad 918H permite que el aire pase desde la segunda cavidad 912H a la tercera cavidad 918H, pero retiene fluidos en la segunda cavidad 912H. La amplificación del ácido nucleico puede realizarse entonces cuando la muestra biológica está en la segunda cavidad 912H.
La tarjeta 900 es ventajosa porque puede usarse una pluralidad de pozos 904 de diferentes formas. Los pozos 904A-904H mostrados en las Figuras 31A-31B son una pequeña muestra de la variedad de pozos 904 de diferentes formas que podrían producirse. La tarjeta 900 permite colocar un material biológico en los pozos 904 y desplazarse a través de cada pozo 904 para mezclarlo con una mezcla de reacción. A continuación, la muestra biológica y la mezcla de reactivos pueden someterse a una amplificación de los ácidos nucleicos y pueden probarse. Cada pozo 904 requiere de una pequeña cantidad de mezcla de reacción y material biológico para llevar a cabo la amplificación del ácido nucleico y la prueba. Esto ahorrará dinero en materiales. Además, se necesita recolectar menos muestra biológica con el fin de completar una prueba.
La Figura 32A es una vista lateral en alzado de la tarjeta 900 que muestra los sellos en la tarjeta 900. La Figura 32B es una vista frontal en alzado de la tarjeta 900 que muestra un primer sello permanente 920 y un sello removible 922. La Figura 32C es una vista frontal en alzado de la tarjeta 900 después de remover el sello removible 922. La Figura 32D es una vista frontal en alzado de la tarjeta 900 después de aplicar un segundo sello permanente 924. La tarjeta 900 incluye el cuerpo 902, los pozos 904, el primer sello permanente 920, el sello removible 922, el segundo sello permanente 924 y el respaldo 926. Cada pozo 904 incluye la primera cavidad 910, la segunda cavidad 912 y el canal 914.
La tarjeta 900 incluye los pozos 904 que se posicionan en el cuerpo 902 de la tarjeta 900. Cada pozo 904 en la tarjeta 900 incluye la primera cavidad 910, la segunda cavidad 912 y el canal 914. La primera cavidad 910 y la segunda cavidad 912 se posicionan separadas entre sí. El canal 914 se extiende entre la primera cavidad 910 y la segunda cavidad 912 y las conecta. La primera cavidad 910 es capaz de recibir una muestra biológica. Después de colocar la muestra biológica en la primera cavidad 910, se desplazará a través del canal 914 hacia la segunda cavidad 912. La segunda cavidad 912 puede contener una mezcla de reacción con la que puede mezclarse la muestra biológica. La amplificación del ácido nucleico puede entonces realizarse cuando la muestra biológica está en la segunda cavidad 912.
La tarjeta 900 incluye además el primer sello permanente 920, el sello removible 922, el segundo sello permanente 924 y el respaldo 926. El primer sello permanente 920 se posiciona sobre el cuerpo 902 de la tarjeta 900 y cubre los canales 914 y las segundas cavidades 912 de los pozos 904. El sello removible 922 se posiciona sobre el cuerpo 902 de la tarjeta 900 y cubre las primeras cavidades 910 de los pozos 904. El segundo sello permanente 924 se acopla a la porción superior del cuerpo 902 de la tarjeta 900, pero el segundo sello permanente 924 no se sella inicialmente en el cuerpo 902 de la tarjeta 900. El respaldo 926 se acopla al segundo sello permanente 924.
El primer sello permanente 920 y el sello removible 922 pueden sellarse en la tarjeta 900 antes de la venta de la tarjeta 900. Durante la fabricación de la tarjeta, puede agregarse una mezcla de reacción a las segundas cavidades 912 de los pozos 904. La mezcla de reacción puede venir en forma líquida o puede estar liofilizada. Después de agregar la mezcla de reacción, puede aplicarse el primer sello permanente 920 a la tarjeta 900 para sellar los canales 914 y las segundas cavidades 912 de los pozos 904. El sello removible 922 también puede aplicarse a la tarjeta 900 para sellar las primeras cavidades 910 de los pozos 904. El segundo sello permanente 924 y el respaldo 926 también pueden acoplarse a la porción superior del cuerpo 902 de la tarjeta 900. Como puede verse en las Figuras 32A-32B.
Cuando un usuario quiere colocar un material biológico en los pozos 904, el sello removible 922 puede removerse del cuerpo 902 de la tarjeta 900, como se ve en la Figura 32C. Esto expondrá las primeras cavidades 910 de los pozos 904. A continuación, puede colocarse una muestra biológica en las primeras cavidades 910, usualmente al pipetear la muestra biológica en forma líquida en las primeras cavidades 910. Como la muestra biológica se coloca en las primeras cavidades 910, puede desplazarse a través de los canales 914 hacia las segundas cavidades 912. Cuando la muestra biológica llega a las segundas cavidades 912 puede mezclarse con la mezcla de reacción que se colocó previamente en las segundas cavidades 912. Después de que la muestra biológica se haya cargado completamente en la tarjeta 900, el respaldo 926 puede removerse del segundo sello permanente 924. Luego puede removerse el segundo sello permanente 924 en el cuerpo 902 de la tarjeta 900 para sellar completamente los pozos 904, como se ve en la Figura 32D. El segundo sello permanente 924 cubre las primeras cavidades 910 y el primer sello permanente 920 en la realización mostrada. En las realizaciones alternativas, el segundo sello permanente 924 puede cubrir solo las primeras cavidades 910 o puede cubrir las primeras cavidades 910 y una porción del primer sello permanente 920.
La tarjeta 900 es ventajosa, ya que permite que un usuario cargue fácilmente una muestra biológica en un portamuestras. La tarjeta 900 es además ventajosa, ya que puede venir precargada con una mezcla de reacción. Después de cargar la muestra biológica en la tarjeta 900, se mezclará con la mezcla de reacción para prepararla para la amplificación del ácido nucleico. Esta es una forma simple de preparar la muestra biológica para la prueba. Además, los sellos que se proporcionan en la tarjeta 900 facilitan que un usuario cargue una muestra biológica en la tarjeta 900 mientras evita la contaminación de los pozos 904.
Tarjeta 1000
La Figura 33A es una vista en perspectiva de un lado superior de la tarjeta 1000. La Figura 33B es una vista en perspectiva de un lado inferior de la tarjeta 1000. La tarjeta 1000 incluye el cuerpo 1002 y los pozos 1004. El cuerpo 1002 incluye la primera porción de cuerpo 1010, la segunda porción de cuerpo 1012 y la bisagra 1014.
La tarjeta 1000 es capaz de recibir un material biológico que se someterá a una amplificación del ácido nucleico y se probará. La tarjeta 1000 se forma con el cuerpo 1002. El cuerpo 1002 se hace de un plástico transparente en la realización mostrada, pero puede ser de cualquier material adecuado en las realizaciones alternativas. El cuerpo 1002 incluye la primera porción de cuerpo 1010, la segunda porción de cuerpo 1012 y la bisagra 1014. La porción de cuerpo 1010 es una forma rectangular. La segunda porción de cuerpo 1012 es una forma de T. Un primer lado largo de la primera porción de cuerpo 1010 se acopla a la porción larga superior de la forma de T de la segunda porción de cuerpo 1012 a lo largo de la bisagra 1014. La primera porción de cuerpo 1010 y la segunda porción de cuerpo 1012 pueden plegarse hacia o desde la otra a lo largo de la bisagra 1014. La primera porción de cuerpo 1010 es más ancha que la segunda porción de cuerpo 1012, lo que permite asegurar la primera porción de cuerpo 1010 cuando se coloca una muestra biológica en la primera porción de cuerpo 1010 o cuando la segunda porción de cuerpo 1012 se sella con la primera porción de cuerpo 1010.
Una pluralidad de pozos 1004 se posicionan en la primera porción de cuerpo 1010. Cada pozo 1004 es una forma circular y los pozos 1004 se posicionan en una línea en la primera porción de cuerpo 1010. Los pozos 1004 son capaces de recibir muestras biológicas y mezclas de reacciones para someterse a la amplificación del ácido nucleico.
La forma de T de la segunda porción de cuerpo 1012 permite que la porción vertical de la forma de T actúe como un mango para la tarjeta 1000. Un usuario puede agarrar fácilmente la segunda porción de cuerpo 1012 para sujetar y mover la tarjeta 1000. Además, puede imprimirse un código legible por máquina en el mango de la segunda porción de cuerpo 1012. Cuando la tarjeta 1000 se coloca en un dispositivo, un lector de códigos puede leer el código legible por máquina en la segunda porción de cuerpo 1012. El código legible por máquina puede indicar qué protocolo de prueba ejecutar, entre otra información.
La tarjeta 1000 es ventajosa, ya que permite al usuario preparar una muestra biológica para la prueba en un portamuestras compacto y fácil de usar. Los materiales biológicos pueden colocarse fácilmente en los pozos 1004 y mezclarse con las mezclas de reacción. Además, el diseño de la tarjeta 1000 con un mango en la segunda porción de cuerpo 1012 hace que la tarjeta 1000 sea fácil de agarrar y maniobrar. La tarjeta 1000 permite al usuario realizar la amplificación del ácido nucleico de pequeñas cantidades de muestra en los pozos 1004.
La Figura 34A es una vista en perspectiva de la tarjeta 1000 cuando la segunda porción de cuerpo 1012 se gira hacia abajo. La Figura 34B es una vista en perspectiva de la tarjeta 1000 con sello permanente 1020. La Figura 4C es una vista en perspectiva de la tarjeta 1000 con un primer sello removible 1022. La Figura 34D es una vista en perspectiva de la tarjeta 1000 que puede colocarse en un liofilizador. La Figura 34E es una vista en perspectiva de la tarjeta 1000 con el segundo sello removible 1026 colocado sobre el primer sello removible 1022. La tarjeta 1000 incluye el cuerpo 1002, los pozos 1004, el sello permanente 1020, el primer sello removible 1022, las aberturas 1024 y el segundo sello removible 1026. El cuerpo 1002 incluye la primera porción de cuerpo 1010, la segunda porción de cuerpo 1012 y la bisagra 1014.
La tarjeta 1000 es capaz de recibir un material biológico para someterse a una amplificación del ácido nucleico. La tarjeta 1000 se forma con el cuerpo 1002. El cuerpo 1002 incluye la primera porción de cuerpo 1010, la segunda porción de cuerpo 1012 y la bisagra 1014. La primera porción de cuerpo 1010 y la segunda porción de cuerpo 1012 se acoplan a lo largo de la bisagra 1014 y pueden doblarse hacia o lejos una de la otra a lo largo de la bisagra 1014. Una pluralidad de pozos 1004 se posicionan en la primera porción de cuerpo 1010. Cada pozo 1004 es una forma circular y los pozos 1004 se posicionan en una línea en la primera porción de cuerpo 1010. En las realizaciones alternativas, los pozos 1004 pueden tener cualquier forma, que incluye forma ovalada, rectangular o de lágrima. Los pozos 1004 son capaces de recibir muestras biológicas y mezclas de reacciones para someterse a la amplificación del ácido nucleico.
Para preparar la tarjeta 1000 para la prueba, la segunda porción de cuerpo 1012 puede plegarse primero hacia abajo a lo largo de la bisagra 1014. Esto permite que un usuario sujete la segunda porción de cuerpo 1012 para sujetar la tarjeta 1000 con firmeza o colocar la segunda porción de cuerpo 1012 en un soporte para sostener la tarjeta 1000. Cuando la tarjeta 1000 se mantiene firme o apoyada, puede dispensarse una mezcla de reacción en los pozos 1004, como se ve en la Figura 34A. La mezcla de reacción normalmente se dispensa en forma líquida.
Antes o justo después de dispensar la mezcla de reacción en los pozos 1004, puede aplicarse el sello permanente 1020 a la primera porción de cuerpo 1010, como se ve en la Figura 34B. El sello permanente 1020 es un adhesivo permanente que se aplica a un lado superior de la primera porción de cuerpo 1010 circundante a los pozos 1004 en la realización mostrada. En las realizaciones alternativas, el sello permanente 1020 puede ser cualquier sello adecuado.
Después de aplicar el sello permanente 1020 y de dispensar la mezcla de reacción en los pozos 1004, se coloca el primer sello removible 1022 sobre el sello permanente 1020, como se ve en la Figura 34C. El primer sello removible 1022 puede ser de cualquier material que sea adecuado para su uso como sello y que pueda removerse fácilmente del sello permanente 1020. El primer sello removible 1022 tiene una pluralidad de aberturas 1024 en él. Se posiciona una abertura 1024 sobre cada pozo 1004. Se proporcionan aberturas 1024 para permitir que el aire cargado de humedad fluya dentro y fuera de los pozos 1004 durante las etapas de preparación restantes.
Después de colocar el primer sello removible 1022 sobre los pozos 1004, la tarjeta 1000 puede colocarse en un liofilizador, como se ve en la Figura 34D. La tarjeta 1000 puede insertarse en el liofilizador en cualquier orientación. Un liofilizador secará la mezcla de reacción líquida que se encuentra en los pozos 1004. Las aberturas 1024 en el primer sello removible 1022 permiten que el aire entre y salga de los pozos 1004 durante la liofilización.
Después de liofilizar la mezcla de reacción en los pozos 1004, el segundo sello removible 1026 puede colocarse sobre las aberturas 1024 en el primer sello removible 1022, como se ve en la Figura 34E. El segundo sello removible 1026 puede ser de cualquier material que sea adecuado para su uso como sello. Colocar el segundo sello removible 1026 sobre el primer sello removible 1022 cubrirá las aberturas 1024 en el primer sello removible 1022. Esto sellará la mezcla de reacción liofilizada en los pozos 1004 y prevendrá que los pozos 1004 se contaminen.
Como se ve en las etapas anteriores, la tarjeta 1000 puede prepararse fácilmente para la amplificación del ácido nucleico y la prueba. El primer sello removible 1022 y el segundo sello removible 1026 se aplican a la tarjeta 1000 durante la preparación de la tarjeta 1000 para proteger la tarjeta 1000 de la contaminación. El primer sello removible 1022 y el segundo sello removible 1026 pueden removerse fácilmente de la tarjeta 1000 cuando se va a colocar un material biológico en los pozos 1004. La tarjeta 1000 es además ventajosa, ya que viene con una mezcla de reacción liofilizada precargada en los pozos 1004. Esto facilita la preparación de una muestra biológica en la tarjeta 1000 para la amplificación del ácido nucleico. La facilidad de preparación hace que la tarjeta 1000 sea adecuada para su uso en el campo.
La Figura 35A es una vista en perspectiva de la tarjeta 1000 con el primer sello removible 1022 y el segundo sello removible 1026. La Figura 35B es una vista en perspectiva de la tarjeta 1000 con el primer sello removible 1022 y el segundo sello removible 1026 removidos para proveer acceso a los pozos 1004. La Figura 35C es una vista en perspectiva de la tarjeta 1000 cuando la segunda porción de cuerpo 1012 se dobla sobre los pozos 1004 para sellar los pozos 1004 con el sello permanente 1020. La Figura 35D es una vista en perspectiva de la tarjeta 1000 que se prepara para la prueba. La tarjeta 1000 incluye el cuerpo 1002, los pozos 1004, el sello permanente 1020, el primer sello removible 1022, las aberturas 1024 y el segundo sello removible 1026. El cuerpo 1002 incluye la primera porción de cuerpo 1010, la segunda porción de cuerpo 1012 y la bisagra 1014.
La tarjeta 1000 es capaz de recibir un material biológico para someterse a una amplificación del ácido nucleico. La tarjeta 1000 se forma con el cuerpo 1002. El cuerpo 1002 incluye la primera porción de cuerpo 1010, la segunda porción de cuerpo 1012 y la bisagra 1014. La primera porción de cuerpo 1010 y la segunda porción de cuerpo 1012 se acoplan a lo largo de la bisagra 1014 y pueden doblarse hacia o lejos una de la otra a lo largo de la bisagra 1014. Una pluralidad de pozos 1004 se posicionan en la primera porción de cuerpo 1010. Cada pozo 1004 es una forma circular y los pozos 1004 se posicionan en una línea en la primera porción de cuerpo 1010. Los pozos 1004 son capaces de recibir muestras biológicas y mezclas de reacciones que pueden sufrir amplificación del ácido nucleico. Después de que un usuario haya obtenido la tarjeta 1000, el usuario puede colocar una muestra biológica en los pozos 1004 de la tarjeta 1000 para la prueba de la muestra biológica. La tarjeta 1000 se muestra en la Figura 35A como lo recibiría un usuario. Para preparar la muestra biológica y la tarjeta 1000 para la prueba, el primer sello removible 1022 y el segundo sello removible 1026 se quitan de la tarjeta 1000 despegándolos de la tarjeta 1000, como se ve en la Figura 35B. Esto expondrá el sello permanente 1020. Después de quitar el primer sello removible 1022 y el segundo sello removible 1026, puede colocarse una muestra biológica en los pozos 1004. La muestra biológica que se coloca en los pozos 1004 normalmente está en forma líquida. Luego, el líquido puede mezclarse con la mezcla de reacción liofilizada que se colocó en los pozos 1004 durante la preparación de la tarjeta 1000. Después de colocar una muestra biológica en los pozos 1004, la segunda porción de cuerpo 1012 de la tarjeta 1000 puede doblarse a lo largo de la bisagra 1014 hacia la primera porción de cuerpo 1010. Como se ve en la Figura 35C, la segunda porción de cuerpo 1012 entrará en contacto con el sello permanente 1020 en la primera porción de cuerpo 1010. Esto sellará permanentemente los pozos 1004 de la tarjeta 1000, como se ve en la Figura 35D.
Después de que la tarjeta 1000 se selle permanentemente, un usuario puede agarrar el mango de la segunda porción de cuerpo 1012 para colocar la tarjeta 1000 en un dispositivo de prueba.
La tarjeta 1000 es ventajosa, ya que puede cargarse fácilmente una muestra biológica en la tarjeta 1000 removiendo el primer sello removible 1022 y el segundo sello removible 1026. Después de cargar la muestra biológica, la tarjeta 1000 puede doblarse a lo largo de la bisagra 1014 para formar un sello permanente entre la primera porción de cuerpo 1010 y la segunda porción de cuerpo 1012. A continuación, la tarjeta 1000 puede colocarse en un dispositivo para la prueba. La facilidad de cargar un material biológico en la tarjeta 1000 y sellar la tarjeta 1000 para la prueba que hace que la tarjeta 1000 sea adecuada para su uso en el campo.
Conjunto de tapas 1100
La Figura 36A es una vista en perspectiva del conjunto de tapas 1100. La Figura 36B es una vista desde arriba de la porción de sello 1110 que puede usarse con el conjunto de tapas 1100. El conjunto de tapas 1100 incluye la porción base 1102, la porción de tapa 1104, las aberturas 1106 y las bridas 1108. La porción de sello 1110 incluye el sello permanente 1112, el respaldo 1114 y la lengüeta 1116.
El conjunto de tapas 1100 incluye la porción base 1102 y la porción de tapa 1104. La porción de tapa 1104 se acopla a la porción base 1102 con una pluralidad de miembros de bisagra para que la porción de tapa 1104 pueda doblarse a lo largo de los miembros de bisagra hacia la porción base 1102. La porción base 1102 incluye una pluralidad de aberturas 1106. Cada abertura 1106 se dimensiona para que se ajuste en un tubo estándar, de modo que la porción base 1102 pueda acoplarse a un arreglo de tubos. La porción de tapa 1104 incluye una pluralidad de bridas 1108. Cada brida 1108 se dimensiona para posicionarse en un tubo estándar de modo que la porción de tapa 1104 pueda doblarse sobre la porción base 1102 y cada brida 1108 pueda colocarse en un tubo en el arreglo de tubos para sellar los tubos.
También se incluye con el conjunto de tapas 1100 la porción de sello 1110. La porción de sello 1110 incluye el sello permanente 1112, el respaldo 1114 y la lengüeta 1116. El sello permanente 1112 forma una primera capa de la porción de sello 1110 y el respaldo 1114 se posiciona sobre el sello permanente 1112 para formar una segunda capa. La porción de sello 1110 puede colocarse en la porción base 1102 del conjunto de tapas 1100 de modo que el sello permanente 1112 se posiciona en la porción base 1102 y el respaldo 1114 se posiciona en el lado superior del sello permanente 1112. El respaldo 1114 puede removerse del sello permanente 1112 despegando el respaldo 1114 del sello permanente 1112. La lengüeta 1116 se extiende hacia afuera desde un primer lado del respaldo 1114. La lengüeta 1116 tiene una forma rectangular que un usuario puede agarrar para posicionar la porción de sello 1110 en la porción base 1102 del conjunto de tapas 1100. También puede imprimirse un código legible por máquina en la lengüeta 1116. Cuando el conjunto de tapas que lleva el arreglo de tubos 1100 y la porción de sello 1110 se colocan en un dispositivo para la prueba, el dispositivo puede escanear el código legible por máquina en la lengüeta 1116. El código legible por máquina puede indicar qué prueba se ejecutará, que incluye la información sobre los algoritmos de llamada de punto final y la información de trazabilidad de la mezcla de reacción, entre otra información.
Cuando la porción de sello 1110 se posiciona en la porción base 1102 del conjunto de tapas 1100, la porción de tapa 1104 puede doblarse sobre la porción base 1102 cuando el respaldo 1114 está en la porción de sello 1110. Esto formará un sello mecánico entre la porción base 1102 y la porción de tapa 1104. Cuando se remueve el respaldo 1114, el sello permanente 1112 quedará expuesto. La porción de tapa 1104 puede doblarse luego sobre la porción base 1102 para formar un sello permanente entre la porción base 1102 y la porción de tapa 1104.
Mediante el uso de un arreglo de tubos estándar es ventajoso, ya que el arreglo de tubos puede usarse con dispositivos que ya están disponibles en el mercado. Un problema que surge cuando mediante el uso de un arreglo de tubos estándar es que la porción de tapa del arreglo de tubos puede removerse de forma intencionada o accidental. Esto plantea problemas con la contaminación de la muestra biológica en el arreglo de tubos. El conjunto de tapas 1100 es, por lo tanto, ventajoso, ya que permite al usuario crear un sello permanente con el arreglo de tubos estándar. El conjunto de tapas 1100 puede cerrarse sobre el respaldo 1114 de la porción de sello 1110 para formar un sello mecánico que puede abrirse y cerrarse cuando el arreglo de tubos se prepara para la prueba. Cuando se coloca una muestra biológica en el arreglo de tubos, el respaldo 1114 puede removerse para exponer el sello permanente 1112. Cuando el conjunto de tapas 1100 se cierra sobre el sello permanente 1112, el arreglo de tubos quedará sellada permanentemente. Esto elimina las preocupaciones sobre la contaminación de la muestra biológica en el arreglo de tubos, ya que sería difícil remover el conjunto de tapas 1100 del arreglo de tubos.
La Figura 37A es una vista en perspectiva del conjunto de tapas 1100 acoplado al arreglo de tubos 1120. La Figura 37B es una vista en perspectiva del conjunto de tapas 1100 con la porción de sello 1110 aplicada al conjunto de tapas 1100. La Figura 37C es una vista en perspectiva del conjunto de tapas 1100 en una posición cerrada sobre la porción de sello 1110. La Figura 37D es una vista en perspectiva del conjunto de tapas 1100 abierto y el respaldo 1114 removido de la porción de sello 1110. La Figura 37E es una vista en perspectiva del conjunto de tapas 1100 en una posición cerrada para formar un sello con sello permanente 1112. El conjunto de tapas 1100 incluye la porción base 1102, la porción de tapa 1104, las aberturas 1106 y las bridas 1108. La porción de sello 1110 incluye el sello permanente 1112, el respaldo 1114 y la lengüeta 1116. También se muestra el arreglo de tubos 1120.
El conjunto de tapas 1100 puede posicionarse en el arreglo de tubos 1120. El arreglo de tubos 1120 es el arreglo de tubos estándar que está fácilmente disponible en el mercado. El conjunto de tapas 1100 incluye la porción base 1102 y la porción de tapa 1104. La porción de tapa 1104 se acopla a la porción base 1102 con una pluralidad de miembros de bisagra para que la porción de tapa 1104 pueda doblarse a lo largo de los miembros de bisagra hacia la porción base 1102. La porción base 1102 incluye una pluralidad de aberturas 1106. Cada abertura 1106 se dimensiona para que se ajuste a un tubo estándar, de modo que la porción base 1102 pueda acoplarse al arreglo de tubos 1120. La porción de tapa 1104 incluye una pluralidad de bridas 1108. Cada brida 1108 se dimensiona para posicionarse en un tubo estándar de modo que la porción de tapa 1104 pueda doblarse sobre la porción base 1102 y las bridas 1108 puedan colocarse en los tubos en el arreglo de tubos 1120 para el sello de los tubos.
También se incluye con el conjunto de tapas 1100 la porción de sello 1110. La porción de sello 1110 incluye el sello permanente 1112, el respaldo 1114 y la lengüeta 1116. El sello permanente 1112 forma una primera capa de la porción de sello 1110 y el respaldo 1114 se posiciona sobre el sello permanente 1112 para formar una segunda capa. La porción de sello 1110 puede colocarse en la porción base 1102 del conjunto de tapas 1100 de modo que el sello permanente 1112 se posiciona en la porción base 1102 y el respaldo 1114 se posiciona en el lado superior del sello permanente 1112. El respaldo 1114 puede removerse del sello permanente 1112 despegando el respaldo 1114 del sello permanente 1112. La lengüeta 1116 se extiende hacia afuera desde un primer lado del respaldo 1114. La lengüeta 1116 tiene una forma rectangular que un usuario puede agarrar para posicionar la porción de sello 1110 en la porción base 1102 del conjunto de tapas 1100.
Para preparar el arreglo de tubos 1120 para la prueba, debe colocarse un material biológico en cada uno de los tubos del arreglo de tubos 1120 y debe sellarse el arreglo de tubos 1120. Para hacer esto, un usuario primero obtiene el arreglo de tubos 1120 y el conjunto de tapas 1100. El conjunto de tapas 1100 puede conectarse al arreglo de tubos 1120 al colocar las aberturas 1106 del conjunto de tapas 1100 alrededor de cada uno de los tubos en el arreglo de tubos 1120, como se ve en la Figura 37A. Las aberturas 1106 forman un ajuste a presión con los tubos en el arreglo de tubos 1120 para sujetar el conjunto de tapas 1100 en el arreglo de tubos 1120. Además, en las realizaciones alternativas, las aberturas 1106 y los tubos en el arreglo de tubos 1120 pueden tener protuberancias para que el conjunto de tapas 1100 encaje a presión en el arreglo de tubos 1120. El arreglo de tubos 1120 se coloca en las aberturas 1106 del conjunto de tapas 1100 de modo que cuando se cierra el conjunto de tapas 1100, los miembros que conectan los tubos en el arreglo de tubos 1120 se posicionan entre la porción base 1102 y la porción de tapa 1104. Esto evita que el conjunto de tapas 1100 se retire del arreglo de tubos 1120 después de que el conjunto de tapas 1100 se selle permanentemente. En las realizaciones alternativas, el conjunto de tapas 1100 puede soldarse o unirse al arreglo de tubos 1120 antes de la venta del arreglo de tubos 1120.
Después de colocar el conjunto de tapas 1100 en el arreglo de tubos 1120, la porción de sello 1110 puede colocarse en la porción base 1102 del conjunto de tapas 1100. La porción de sello 1110 incluye el sello permanente 1112 como una primera capa y el respaldo 1114 como una segunda capa. El sello permanente 1112 se colocará en la porción base 1102 del conjunto de tapas 1100 y el respaldo 1114 mirará hacia arriba desde la porción base 1102, como se ve en la Figura 37B.
Después de colocar la porción de sello 1110 en la porción base 1102 del conjunto de tapas 1100, puede colocarse una mezcla de reacción en cada uno de los tubos del arreglo de tubos 1120. La mezcla de reacción típicamente se pipeteará en cada uno de los tubos del arreglo de tubos 1120. Después de dispensar la mezcla de reacción, puede liofilizarse. La liofilización secará la mezcla de reacción. Después de liofilizar la mezcla de reacción, la porción de tapa 1104 del conjunto de tapas 1100 puede doblarse sobre la porción base 1102 y la porción de sello 1110. Las bridas 1108 de la porción de tapa 1104 pueden insertarse en uno de cada uno de los tubos en el arreglo de tubos 1120. La porción de tapa 1104 entrará en contacto con el respaldo 1114 de la porción de sello 1110. Esto formará un sello mecánico entre la porción de tapa 1104 y la porción base 1102 del conjunto de tapas 1100, como se ve en la Figura 37C. El arreglo de tubos 1120 puede almacenarse entonces hasta que se necesite para la prueba de un material biológico. Además, el conjunto de tapas 1100 puede abrirse y cerrarse sobre el respaldo 1114 para proporcionar acceso al arreglo de tubos 1120.
Cuando va a colocarse un material biológico en el arreglo de tubos 1120 para la prueba, el conjunto de tapas 1100 puede abrirse al separar la porción de tapa 1104 de la porción base 1102. Esto expondrá cada uno de los tubos en el arreglo de tubos 1120. A continuación, puede dispensarse un material biológico en cada uno de los tubos del arreglo de tubos 1120, lo que normalmente se hace mediante pipeteo. El material biológico generalmente se agrega al arreglo de tubos 1120 en forma líquida y puede mezclarse con la mezcla de reacción que se colocó previamente en el arreglo de tubos 1120. Después de agregar el material biológico al arreglo de tubos 1120, el respaldo 1114 y la lengüeta 1116 pueden removerse del arreglo de tubos 1120, como se ve en la Figura 37D. Esto expondrá el sello permanente 1112. La lengüeta 1116 puede tener impreso un código legible por máquina. Un usuario puede conservar la lengüeta 1116 para que la escanee un dispositivo de prueba antes de desechar la lengüeta 1116.
Una vez expuesto el sello permanente 1112, la porción de tapa 1104 del conjunto de tapas 1100 puede doblarse sobre la porción base 1102 del conjunto de tapas 1100. Las bridas 1108 en la porción de tapa 1104 pueden colocarse en cada uno de los tubos en el arreglo de tubos 1120. La porción de tapa 1104 del conjunto de tapas 1100 entrará en contacto con el sello permanente 1112, que formará un sello permanente entre la porción de tapa 1104 y la porción base 1102, como se ve en la Figura 37E. El arreglo de tubos 1100 y el conjunto de tapas 1100 pueden colocarse luego en un dispositivo para someterse a la amplificación y prueba del ácido nucleico.
El conjunto de tapas 1100 es ventajoso, ya que permite que un usuario selle permanentemente el arreglo de tubos estándar. Mediante el uso del arreglo de tubos estándar permite al usuario la prueba de una muestra biológica mediante el uso de dispositivos que ya están disponibles en el mercado. Colocar el conjunto de tapas 1100 en el arreglo de tubos estándar permite al usuario colocar una mezcla de reacción en los tubos y luego cerrar los tubos sobre la porción de sello 1110, que incluye el respaldo 1114, hasta que los tubos se usen para la prueba. En este punto, los tubos pueden abrirse y puede colocarse una muestra biológica en ellos. Luego puede removerse el respaldo 1114 y el conjunto de tapas 1100 puede cerrarse sobre el sello permanente 1112. Esto sella permanentemente el arreglo de tubos y evita la contaminación de la muestra biológica en los tubos.
Contenedor de muestras 1200
La Figura 38A es una vista frontal del portamuestras 1200 que incluye el arreglo de tubos 1202 y el arreglo de tapas 1204. La Figura 38B es una vista en perspectiva del portamuestras 1200 cuando el arreglo de tapas 1204 se coloca en el arreglo de tubos 1202. El portamuestras 1200 incluye el arreglo de tubos 1202 y el arreglo de tapas 1204. El arreglo de tubos 1202 incluye los pozos 1206, los rebordes de pozo 1210 y el reborde de tubo 1214. El arreglo de tapas 1204 incluye las bridas 1208, los rebordes de la brida 1212 y el reborde de la tapa 1216.
El portamuestras 1200 incluye el arreglo de tubos 1202 y el arreglo de tapas 1204. El arreglo de tubos 1202 incluye una pluralidad de pozos 1206. Los pozos 1206 se extienden hacia abajo desde una porción base del arreglo de tubos 1202. Cada pozo 1206 es capaz de recibir una mezcla de reacción y material biológico que debe probarse. En la realización vista en las Figuras 38A-38B, los pozos 1206 tienen una forma y configuración estándar. En las realizaciones alternativas, los pozos 1206 pueden tener cualquier forma que pueda probarse. El arreglo de tapas 1204 incluye una pluralidad de bridas 1208. Las bridas 1208 se extienden hacia abajo desde una porción base del arreglo de tapas 1204. El arreglo de tapas 1204 puede colocarse en el arreglo de tubos 1202 para formar el portamuestras 1200. Cada brida 1208 en el arreglo de tapas 1204 puede colocarse en un pozo 1206 en el arreglo de tubos 1202 para formar un primer sello mecánico entre el arreglo de tubos 1202 y el arreglo de tapas 1204.
Para fortalecer el primer sello mecánico entre el arreglo de tubos 1202 y el arreglo de tapas 1204, las bridas 1208 y los pozos 1206 pueden incluir una pluralidad de protuberancias para fortalecer el sello entre el arreglo de tubos 1202 y el arreglo de tapas 1204. Los pozos 1206 incluyen los rebordes de pozo 1210 en un perímetro interior superior de cada pozo 1206. Los rebordes de pozo 1210 pueden incluir una pluralidad de protuberancias que se extienden a lo largo del perímetro de los pozos 1206. Las bridas 1208 incluyen los rebordes de la brida 1212 en un perímetro exterior inferior de cada brida 1208. Los rebordes de la brida 1212 pueden incluir una pluralidad de protuberancias que se extienden a lo largo del perímetro de las bridas 1208. Cuando las bridas 1208 se colocan en los pozos 1206, los rebordes de la brida 1212 entrarán en contacto con los rebordes de pozo 1210. Las protuberancias tanto en los rebordes de la brida 1212 como en los rebordes de pozo 1210 formarán un primer sello mecánico. El primer sello mecánico se refuerza por las protuberancias, ya que las protuberancias dificultan la extracción del arreglo de tapas 1204 del arreglo de tubos 1202.
Puede formarse un segundo sello mecánico entre la porción base del arreglo de tubos 1202 y la porción base del arreglo de tapas 1204. La porción base del arreglo de tubos 1202 incluye un área rebajada circundante de los pozos 1206. En la realización mostrada en las Figuras 38A-38B, el área rebajada tiene la forma de una pluralidad de círculos conectados entre sí por la mitad. El arreglo de tapas 1204 se diseña para imitar esta forma, de modo que cuando el arreglo de tapas 1204 se coloca en el arreglo de tubos 1202, se ajustará en el área rebajada en el arreglo de tubos 1202. Esto forma el segundo sello mecánico entre el arreglo de tubos 1202 y el arreglo de tapas 1204. Esto también permite que el arreglo de tapas 1204 se ajuste al ras con el arreglo de tubos 1202, lo que dificulta que el arreglo de tapas 1204 sea removido del arreglo de tubos 1202. En las realizaciones alternativas, el área rebajada en el arreglo de tubos 1202 y la forma del arreglo de tapas 1204 pueden tener cualquier forma adecuada.
Para fortalecer el segundo sello mecánico entre el arreglo de tubos 1202 y el arreglo de tapas 1204, el arreglo de tubos 1202 y el arreglo de tapas 1204 pueden incluir una pluralidad de protuberancias para fortalecer el sello entre la porción base del arreglo de tubos 1202 y la porción base del arreglo de tapas 1204. El arreglo de tubos 1202 incluye un reborde de tubo 1214 en un perímetro interior superior del área rebajada del arreglo de tubos 1202. El reborde de tubo 1214 puede incluir una pluralidad de protuberancias que se extienden a lo largo del perímetro de la porción rebajada del arreglo de tubos 1202. El arreglo de tapas 1204 incluye el reborde de la tapa 1216 en un perímetro exterior de la porción base del arreglo de tapas 1204. El reborde de la tapa 1216 puede incluir una pluralidad de protuberancias que se extienden a lo largo del perímetro de la porción base del arreglo de tapas 1204. Cuando el arreglo de tapas 1204 se coloca en el arreglo de tubos 1202, el reborde de la tapa 1216 entrará en contacto con el reborde de tubo 1214. Las protuberancias tanto en el reborde de la tapa 1216 como en el reborde de tubo 1214 formarán un segundo sello mecánico. El segundo sello mecánico se refuerza por las protuberancias, ya que las protuberancias dificultan la extracción del arreglo de tapas 1204 del arreglo de tubos 1202.
El portamuestras 1200 es ventajoso, ya que el arreglo de tapas 1204 puede colocarse de forma segura en el arreglo de tubos 1202. Un problema que existe con los arreglos de tubos anteriores es que la tapa puede desprenderse fácilmente del arreglo de tubos, ya sea intencionalmente o accidentalmente. Esto presenta problemas con la contaminación de los materiales en el arreglo de tubos. Para prevenir que esto suceda, el portamuestras 1200 proporciona un mecanismo de doble sello. El primer sello se forma entre las bridas 1208 del arreglo de tapas 1204 y los pozos 1206 del arreglo de tubos 1202. Se forma un segundo sello entre una porción base del arreglo de tapas 1204 y una porción base del arreglo de tubos 1202. Este mecanismo de doble sello es ventajoso, ya que es más difícil quitar el arreglo de tapas 1204 del arreglo de tubos 1202. Además, tanto el primer sello mecánico como el segundo sello mecánico se refuerzan por protuberancias que acoplan el arreglo de tapas 1204 con el arreglo de tubos 1202, lo que dificulta que el arreglo de tapas 1204 se remueva del arreglo de tubos 1202. En las realizaciones alternativas, el segundo sello podría ser un sello adhesivo o cualquier otro sello adecuado.
Además, el arreglo de tapas 1204 se coloca en un área rebajada en la porción base del arreglo de tubos 1202. Esto permite que el arreglo de tapas 1204 quede nivelada con el arreglo de tubos 1202 y dificulta que el arreglo de tapas 1204 se remueva del arreglo de tubos 1202, tanto intencionalmente como accidentalmente. Es ventajoso dificultar la extracción del arreglo de tapas 1204 del arreglo de tubos 1202, ya que alivia las preocupaciones sobre la contaminación del material en el arreglo de tubos 1202.
La Figura 39A es una vista frontal del portamuestras 1200 que incluye el arreglo de tubos 1202 y el arreglo de tapas 1204. La Figura 39B es una vista en perspectiva del portamuestras 1200 cuando el arreglo de tapas 1204 se coloca en el arreglo de tubos 1202. La Figura 39c es una vista lateral del portamuestras 1200 cuando el arreglo de tapas 1204 se coloca en el arreglo de tubos 1202. La Figura 39D es una vista desde arriba del portamuestras 1200. El portamuestras 1200 incluye el arreglo de tubos 1202 y el arreglo de tapas 1204. El arreglo de tubos 1202 incluye los pozos 1206, los rebordes de pozo 1210 y el reborde de tubo 1214. El arreglo de tapas 1204 incluye las bridas 1208, los rebordes de la brida 1212 y el reborde de la tapa 1216.
El portamuestras 1200 incluye el arreglo de tubos 1202 y el arreglo de tapas 1204. El arreglo de tubos 1202 incluye una pluralidad de pozos 1206. Los pozos 1206 se extienden hacia abajo desde una porción base del arreglo de tubos 1202. Cada pozo 1206 es capaz de recibir una mezcla de reacción y material biológico que debe probarse. En la realización vista en las Figuras 39A-39D, los pozos 1206 tienen una forma oval oblonga con un primer lado plano y un segundo lado plano. Esta forma permite leer la muestra biológica en los pozos 1206 tanto a través del primer lado plano como del segundo lado plano.
El arreglo de tapas 1204 incluye una pluralidad de bridas 1208. Las bridas 1208 se extienden hacia abajo desde una porción base del arreglo de tapas 1204. El arreglo de tapas 1204 puede colocarse en el arreglo de tubos 1202 para formar el portamuestras 1200. Cada brida 1208 en el arreglo de tapas 1204 puede colocarse en un pozo 1206 en el arreglo de tubos 1202 para formar un primer sello mecánico entre el arreglo de tubos 1202 y el arreglo de tapas 1204.
Para fortalecer el primer sello mecánico entre el arreglo de tubos 1202 y el arreglo de tapas 1204, las bridas 1208 y los pozos 1206 pueden incluir una pluralidad de protuberancias para fortalecer el sello entre el arreglo de tubos 1202 y el arreglo de tapas 1204. Los pozos 1206 incluyen los rebordes de pozo 1210 en un perímetro interior superior de cada pozo 1206. Los rebordes de pozo 1210 pueden incluir una pluralidad de protuberancias que se extienden a lo largo del perímetro de los pozos 1206. Las bridas 1208 incluyen los rebordes de la brida 1212 en un perímetro exterior inferior de cada brida 1208. Los rebordes de la brida 1212 pueden incluir una pluralidad de protuberancias que se extienden a lo largo del perímetro de las bridas 1208. Cuando las bridas 1208 se colocan en los pozos 1206, los rebordes de la brida 1212 entrarán en contacto con los rebordes de pozos 1210. Las protuberancias tanto en los rebordes de la brida 1212 como en los rebordes de pozo 1210 formarán un primer sello mecánico. El primer sello mecánico se refuerza por las protuberancias, ya que las protuberancias dificultan la extracción del arreglo de tapas 1204 del arreglo de tubos 1202.
Puede formarse un segundo sello mecánico entre la porción base del arreglo de tubos 1202 y la porción base del arreglo de tapas 1204. La porción base del arreglo de tubos 1202 incluye un área rebajada circundante de los pozos 1206. En la realización mostrada en las Figuras 39A-39D, el área empotrada tiene forma rectangular con esquinas redondeadas. El arreglo de tapas 1204 se diseña para imitar esta forma, de modo que cuando el arreglo de tapas 1204 se coloca en el arreglo de tubos 1202, se ajustará en el área rebajada en el arreglo de tubos 1202. Esto forma el segundo sello mecánico entre el arreglo de tubos 1202 y el arreglo de tapas 1204. Esto también permite que el arreglo de tapas 1204 se ajuste al ras con el arreglo de tubos 1202, lo que dificulta que el arreglo de tapas 1204 sea removido del arreglo de tubos 1202.
Para fortalecer el segundo sello mecánico entre el arreglo de tubos 1202 y el arreglo de tapas 1204, el arreglo de tubos 1202 y el arreglo de tapas 1204 pueden incluir una pluralidad de protuberancias para fortalecer el sello entre la porción base del arreglo de tubos 1202 y la porción base del arreglo de tapas 1204. El arreglo de tubos 1202 incluye un reborde de tubo 1214 en un perímetro interior superior del área rebajada del arreglo de tubos 1202. El reborde de tubo 1214 puede incluir una pluralidad de protuberancias que corren a lo largo del perímetro del área rebajada del arreglo de tubos 1202. El arreglo de tapas 1204 incluye el reborde de la tapa 1216 en un perímetro exterior de la porción base del arreglo de tapas 1204. El reborde de la tapa 1216 puede incluir una pluralidad de protuberancias que se extienden a lo largo del perímetro de la porción base del arreglo de tapas 1204. Cuando el arreglo de tapas 1204 se coloca en el arreglo de tubos 1202, el reborde de la tapa 1216 entrará en contacto con el reborde de tubo 1214. Las protuberancias tanto en el reborde de la tapa 1216 como en el reborde de tubo 1214 formarán un segundo sello mecánico. El segundo sello mecánico es reforzado por las protuberancias, y las protuberancias hacen que sea más difícil remover el arreglo de tapas 1204 del arreglo de tubos 1202.
El portamuestras 1200 es ventajoso, ya que es muy difícil retirar el arreglo de tapas 1204 del arreglo de tubos 1202, ya sea de forma intencionada o accidental. Primero, hay un mecanismo de doble sello entre el arreglo de tapas 1204 y el arreglo de tubos 1202. En segundo lugar, hay protuberancias tanto en el arreglo de tapas 1204 como en el arreglo de tubos 1202 que dificultan su separación. En tercer lugar, el arreglo de tapas 1204 se asienta al ras con el arreglo de tubos 1202, de modo que es muy difícil quitar el arreglo de tapas 1204 del arreglo de tubos 1202. Es ventajoso dificultar la extracción del arreglo de tapas 1204 del arreglo de tubos 1202, ya que alivia las preocupaciones sobre la contaminación de la muestra biológica en el arreglo de tubos 1202.
El portamuestras 1200 es además más ventajoso debido a la forma de los pozos 1206. Los pozos 1206 tienen un primer lado plano y un segundo lado plano. Esto permite que la radiación entre y salga de los pozos 1206 desde cualquier lado. Los lados planos de los pozos 1206 proporcionan una amplia base para que dicha radiación entre y salga de la muestra biológica en los pozos 1206.
La Figura 40A es una vista en perspectiva del portamuestras 1200 cuando el arreglo de tapas 1204 se coloca en el arreglo de tubos 1202. La Figura 40b es una vista frontal del portamuestras 1200 cuando el arreglo de tapas 1204 se coloca en el arreglo de tubos 1202. La Figura 40C es una vista desde abajo del portamuestras 1200. El portamuestras 1200 incluye el arreglo de tubos 1202 y el arreglo de tapas 1204. El arreglo de tubos 1202 incluye los pozos 1206, los rebordes de pozo 1210 y el reborde de tubo 1214. El arreglo de tapas 1204 incluye las bridas 1208, los rebordes de la brida 1212 y el reborde de la tapa 1216. También se muestra el adhesivo 1220.
El portamuestras 1200 incluye el arreglo de tubos 1202 y el arreglo de tapas 1204. El arreglo de tubos 1202 incluye una pluralidad de pozos 1206. Los pozos 1206 se extienden hacia abajo desde una porción base del arreglo de tubos 1202. Cada pozo 1206 es capaz de recibir una mezcla de reacción y material biológico que debe probarse. En la realización vista en las Figuras 40A-40C, los pozos 1206 tienen una forma hexagonal con un fondo plano. La forma hexagonal de los pozos proporciona seis lados diferentes para cada pozo 1206. Esta forma permite leer el material biológico de cada pozo 1206 a través de cualquiera de los seis lados.
El arreglo de tapas 1204 incluye una pluralidad de bridas 1208. Las bridas 1208 se extienden hacia abajo desde una porción base del arreglo de tapas 1204. El arreglo de tapas 1204 puede colocarse en el arreglo de tubos 1202 para formar el portamuestras 1200. Cada brida 1208 en el arreglo de tapas 1204 puede colocarse en un pozo 1206 en el arreglo de tubos 1202 para formar un primer sello mecánico entre el arreglo de tubos 1202 y el arreglo de tapas 1204.
Para fortalecer el primer sello mecánico entre el arreglo de tubos 1202 y el arreglo de tapas 1204, las bridas 1208 y los pozos 1206 pueden incluir una pluralidad de protuberancias para fortalecer el sello entre el arreglo de tubos 1202 y el arreglo de tapas 1204. Los pozos 1206 incluyen los rebordes de pozo 1210 en un perímetro interior superior de cada pozo 1206. Los rebordes de pozo 1210 pueden incluir una pluralidad de protuberancias que se extienden a lo largo del perímetro de los pozos 1206. Las bridas 1208 incluyen los rebordes de la brida 1212 en un perímetro exterior inferior de cada brida 1208. Los rebordes de la brida 1212 pueden incluir una pluralidad de protuberancias que se extienden a lo largo del perímetro de las bridas 1208. Cuando las bridas 1208 se colocan en los pozos 1206, los rebordes de la brida 1212 entrarán en contacto con los rebordes de pozo 1210. Las protuberancias tanto en los rebordes de la brida 1212 como en los rebordes de pozo 1210 formarán un primer sello mecánico. El primer sello mecánico se refuerza por las protuberancias, ya que las protuberancias dificultan la extracción del arreglo de tapas 1204 del arreglo de tubos 1202.
Se puede formar un segundo sello entre la porción base del arreglo de tubos 1202 y la porción base del arreglo de tapas 1204. Cuando el arreglo de tapas 1204 se coloca en el arreglo de tubos 1202, un lado inferior de la porción base del arreglo de tapas 1204 entrará en contacto con un lado superior de la porción base del arreglo de tubos 1202. El adhesivo 1220 puede colocarse entre el lado inferior de la porción base del arreglo de tapas 1204 y el lado superior de la porción base del arreglo de tubos 1202 para sellar el arreglo de tapas 1204 sobre el arreglo de tubos 1202. El adhesivo 1220 puede ser cualquier adhesivo adecuado y puede aplicarse mediante el uso cualquier proceso adecuado.
El portamuestras 1200 es ventajoso, ya que es muy difícil retirar el arreglo de tapas 1204 del arreglo de tubos 1202, ya sea de forma intencionada o accidental. Hay un mecanismo de doble sello entre el arreglo de tapas 1204 y el arreglo de tubos 1202. El primer sello es un sello mecánico y el segundo sello es un sello adhesivo. También hay protuberancias tanto en el arreglo de tapas 1204 como en el arreglo de tubos 1202 que dificultan su separación. Es ventajoso dificultar la extracción del arreglo de tapas 1204 del arreglo de tubos 1202, ya que alivia las preocupaciones sobre la contaminación de la muestra biológica en el arreglo de tubos 1202.
El portamuestras 1200 es además más ventajoso debido a la forma de los pozos 1206. Los pozos 1206 tienen forma hexagonal con seis lados distintos. Esto permite que la radiación entre y salga de los pozos 1206 desde cualquiera de los seis lados. Esto permite posicionar tres diodos emisores de luz diferentes en tres lados de los pozos 1206 y posicionar tres fotodetectores en los tres lados restantes de los pozos 1206. Cada diodo emisor de luz puede excitar la muestra biológica en los pozos 1206 a una longitud de onda de radiación diferente y cada fotodetector puede detectar longitudes de onda de radiación diferentes que se emiten desde la muestra biológica. Esto permite probar tres tintes fluorescentes diferentes de los pozos 1206.
Aunque la divulgación se describe con referencia a una(s) realización(es) ejemplar(es), los expertos en la técnica entenderán que pueden realizarse diversos cambios y pueden sustituirse elementos de la misma por otros equivalentes sin apartarse del ámbito de la invención tal como se define en las reivindicaciones adjuntas. Por lo tanto, se pretende que la invención reivindicada no se limite a la(s) realización(es) particular(es) divulgada(s).

Claims (8)

REIVINDICACIONES
1. Un conjunto óptico (156) para su uso en un dispositivo de prueba portátil (100), comprendiendo el conjunto óptico (156):
un bloque de muestras (190) en el que puede posicionarse el arreglo de tubos (140) que contiene una muestra biológica
y una mezcla de reactivos, comprendiendo el bloque de muestras (190):
una pluralidad de cavidades (196) que se conforman para recibir los respectivos tubos del arreglo de tubos (140); y un componente de calentamiento (192) para calentar la muestra biológica y la mezcla de reactivos en el arreglo de tubos (140);
una porción de carcasa (174), en la que la porción de carcasa (174) se posiciona alrededor del bloque de muestras (190);
una primera porción de montaje óptico (176) posicionada en un primer lado de la porción de carcasa (174) y el bloque de muestras (190), la primera porción de montaje óptico (176) comprende:
una primera carcasa (242) acoplada al primer lado de la porción de carcasa (174) y que define una primera pluralidad de conductos (252);
un primer filtro de excitación (248) posicionado entre la primera pluralidad de conductos (252) de la primera carcasa (242) y la porción de carcasa (174), en la que el primer filtro de excitación (248) se extiende a través de la primera pluralidad de conductos (252);
una primera pluralidad de diodos emisores de luz (262), cada uno posicionado dentro de uno de la primera pluralidad de conductos (252) y posicionado en un primer lado del primer filtro de excitación (248), en el que cada uno de la primera pluralidad de diodos emisores de luz (262) se dispone para excitar las emisiones de la muestra biológica y la mezcla de reactivos en uno de los respectivos tubos del arreglo de tubos (140);
una segunda carcasa (240) acoplada al primer lado de la porción de carcasa (174) y que define una segunda pluralidad de conductos (250);
un primer filtro de emisión (244) posicionado entre la pluralidad de conductos (250) de la segunda carcasa (240) y la porción de carcasa (174), en el que el primer filtro de emisión (244) se extiende a través de la segunda pluralidad de conductos (250); y
una primera pluralidad de fotodetectores (256), cada uno posicionado dentro de la segunda pluralidad de conductos (250) y posicionado en un primer lado del primer filtro de emisión (244), en el que cada uno de la primera pluralidad de fotodetectores (256) se dispone para detectar emisiones de la muestra biológica y la mezcla de reactivos en uno de los respectivos tubos del arreglo de tubos (140); y
una segunda porción de montaje óptico (178) posicionada en un segundo lado de la porción de carcasa (174) y el bloque de muestras (190), la segunda porción de montaje óptico (178) comprende:
una tercera carcasa (272) acoplada al segundo lado de la porción de carcasa (174) y que define una tercera pluralidad de conductos (282);
un segundo filtro de excitación (278) posicionado entre la pluralidad de conductos (282) de la tercera carcasa (272) y la porción de carcasa (174), en el que el segundo filtro de excitación (278) se extiende a través de la tercera pluralidad de conductos (282);
una segunda pluralidad de diodos emisores de luz (292), cada uno posicionado dentro de uno de la tercera pluralidad de conductos (282) y posicionado en un primer lado del segundo filtro de excitación (278), en el que cada uno de la segunda pluralidad de diodos emisores de luz (292) se dispone para excitar las emisiones de la muestra biológica y la mezcla de reactivos en uno de los respectivos tubos del arreglo de tubos (140);
una cuarta carcasa (270) acoplada al segundo lado de la porción de carcasa (174) y que define una cuarta pluralidad de conductos (280);
un segundo filtro de emisión (274) posicionado entre la cuarta pluralidad de conductos (280) de la carcasa (270) y la porción de carcasa (174), en el que el segundo filtro de emisión (274) se extiende a través de la cuarta pluralidad de conductos (280); y
una segunda pluralidad de fotodetectores (286), cada uno posicionado dentro de uno de la cuarta pluralidad de conductos (280) y posicionado en un primer lado del segundo filtro de emisión (274), en el que cada uno de la segunda pluralidad de fotodetectores (286) se dispone para detectar emisiones de la muestra biológica y la mezcla de reactivos en uno de los respectivos tubos del arreglo de tubos (140).
2. El conjunto óptico (156) de la reivindicación 1, en el que el bloque de muestras (190) comprende además: una primera pluralidad de aberturas (200), en la que cada abertura (200) se extiende desde un lado inferior del bloque de muestras (190) a una de la pluralidad de las cavidades (196), y en la que la primera pluralidad de aberturas (200) se alinean con la primera pluralidad de conductos (252);
una segunda pluralidad de aberturas (198), en la que cada abertura (198) se extiende desde un primer lado del bloque de muestras (190) a una de la pluralidad de cavidades (196), y en la que la segunda pluralidad de aberturas (198) se alinean con la segunda pluralidad de conductos (250);
una tercera pluralidad de aberturas (204), en la que cada abertura (204) se extiende desde un lado inferior del bloque de muestras (190) a una de la pluralidad de cavidades (196), y en la que la tercera pluralidad de aberturas (204) se alinean con la tercera pluralidad de conductos (282); y
una cuarta pluralidad de aberturas (202), en la que cada abertura (202) se extiende desde un segundo lado del bloque de muestras (190) a una de la pluralidad de cavidades (196), y en la que la cuarta pluralidad de aberturas (202) se alinean con la cuarta pluralidad de conductos (280).
3. El conjunto óptico (156) de la reivindicación 2, y que comprende además:
una pluralidad de lentes (210), en el que una lente (210) se posiciona en cada una de la segunda pluralidad de aberturas (198) en el bloque de muestras (190).
4. El conjunto óptico (156) de la reivindicación 3,
en el que la porción de carcasa (174) comprende una primera porción de carcasa (220), comprendiendo la primera porción de carcasa (220):
una primera pluralidad de conductos (228), en la que cada uno de la primera pluralidad de conductos (228) en la primera porción de carcasa (220) se alinea con una de la primera pluralidad de aberturas (200) en el bloque de muestras (190), y en la que la primera pluralidad de conductos (228) se posicionan en un segundo lado del primer filtro de excitación (248); y
una segunda pluralidad de conductos (226), en la que cada uno de la segunda pluralidad de conductos (226) en la primera porción de carcasa (220) se alinea con una de la segunda pluralidad de aberturas (198) en el bloque de muestras (190), y en el que la segunda pluralidad de conductos (226) se posicionan en un segundo lado del primer filtro de emisión (244),
en el que la porción de carcasa (174) comprende una segunda porción de carcasa (222), comprendiendo la segunda porción de carcasa (222):
una tercera pluralidad de conductos (232), en la que cada uno de la tercera pluralidad de conductos (232) en la segunda porción de carcasa (222) se alinea con una de la tercera pluralidad de aberturas (204) en el bloque de muestras (190), y en la que la tercera pluralidad de conductos (232) se posicionan en un segundo lado del segundo filtro de excitación (278); y
una cuarta pluralidad de conductos (230), en la que cada uno de la cuarta pluralidad de
conductos (230) en la segunda porción de carcasa (222) se alinea con una de la cuarta pluralidad de aberturas (202) en el bloque de muestras (190), y en la que la cuarta pluralidad de conductos (230) se posicionan en un segundo lado del segundo filtro de emisión (274),
en el que:
la primera pluralidad de conductos (228) y la primera pluralidad de aberturas (200) se posicionan de modo que la luz de cada uno de la primera pluralidad de diodos emisores de luz (262) pase a través del primer filtro de excitación (248), uno de la primera pluralidad de conductos (228), y una de la primera pluralidad de aberturas (200) hacia la muestra biológica y la mezcla de reactivo en el arreglo de tubos (140); y
la tercera pluralidad de conductos (232) y la tercera pluralidad de aberturas (204) se posicionan de modo que la luz de cada uno de la segunda pluralidad de diodos emisores de luz (292) pase a través del segundo filtro de excitación (278), uno de la tercera pluralidad de conductos (232), y una de la tercera pluralidad de aberturas (204) hacia la muestra biológica y la mezcla de reactivos en el arreglo de tubos (140), y
en el que:
la segunda pluralidad de conductos (226) y la segunda pluralidad de aberturas (198) se posicionan de modo que las emisiones de la muestra biológica y la mezcla de reactivos en el arreglo de tubos (140) pasen a través de cada una de las segundas pluralidades de aberturas (198), cada una de la segunda pluralidad de conductos (226), y el primer filtro de emisión (244) a la primera pluralidad de fotodetectores (256); y
la cuarta pluralidad de conductos (230) y la cuarta pluralidad de aberturas (202) se posicionan de modo que las emisiones de la muestra biológica y la mezcla de reactivos en el arreglo de tubos (140) pasen a través de cada una de la cuarta pluralidad de aberturas (202), cada una de la cuarta pluralidad de conductor (230), y el segundo filtro de emisión (274) a la segunda pluralidad de fotodetectores (286).
5. El conjunto óptico (156) de la reivindicación 4, en el que:
la primera pluralidad de diodos emisores de luz (262) son diodos emisores de luz bicolores;
el primer filtro de excitación (248) es un filtro de paso de banda dual; y
el primer filtro de excitación (244) es un filtro de paso de banda dual.
6. El conjunto óptico (156) de la reivindicación 4, en el que:
la primera pluralidad de diodos emisores de luz (262) emite radiación a una velocidad de ciclo predeterminada de 1.54 kHz; y
la segunda pluralidad de diodos emisores de luz (292) emite radiación a una velocidad de ciclo predeterminada de 1.54 kHz.
7. Un dispositivo de prueba portátil (100) que comprende el conjunto óptico (156) de cualquier reivindicación anterior.
8. Un procedimiento para analizar una muestra biológica y una mezcla de reactivos en el dispositivo de prueba portátil (100) de la reivindicación 7, comprendiendo el procedimiento:
preparar (370) una muestra biológica y una mezcla de reactivos para la prueba;
colocar (376) la muestra biológica y la mezcla de reactivos en el arreglo de tubos (140);
colocar el arreglo de tubos (140) en el bloque de muestras (190) del conjunto óptico (156);
comenzar (378) una secuencia de prueba de excitación y detección para analizar la muestra biológica y la mezcla de reactivos; y
recolectar (380) datos en tiempo real a partir de la secuencia de prueba de excitación y detección.
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