ES2929757T3 - Sistema y método para la calibración de una centrífuga - Google Patents

Sistema y método para la calibración de una centrífuga Download PDF

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Abstract

Un portamuestras para usar en una centrífuga, siendo el portamuestras generalmente plano y comprendiendo: una abertura o rebaje para retener de forma liberable un elemento de almacenamiento de muestras que incluye una cámara de muestras adaptada para contener un volumen de líquido; un punto central alrededor del cual girará el soporte durante el uso; y una o más características de calibración, donde la(s) característica(s) de calibración comprenden uno o más bordes exteriores, que se encuentran en el lado de la o cada característica de calibración que está más alejada del punto central, y uno o más bordes exteriores comprenden una serie de porciones de borde exterior separadas radialmente o posiciones que están separadas a diferentes distancias del punto central en función de la posición angular alrededor del punto central. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Sistema y método para la calibración de una centrífuga
La presente invención se refiere a un sistema y método para el análisis de fluidos, y en particular se refiere a un sistema para el análisis preciso de fluidos bajo centrifugación.
Cuando se analiza un líquido multicomponente, como la sangre, una técnica conocida consiste en colocar una muestra del fluido en una cámara de muestras alargada de una cubeta, y hacer girar la cubeta en una centrífuga, de manera que la cámara de muestras alargada está dispuesta generalmente de forma radial con respecto al eje sobre el que gira la cubeta.
Como comprenderá el lector experto, en virtud de las fuerzas derivadas del proceso de centrifugación, los componentes más pesados del fluido se concentrarán en el extremo de la cámara de muestras más alejado del eje de rotación, mientras que los componentes más ligeros se concentrarán en el extremo de la cámara de muestras más cercano al eje de rotación. De esta manera, se puede lograr el fraccionamiento del fluido, y se pueden medir los límites entre los distintos componentes. Por ejemplo, un profesional médico puede desear determinar la proporción de hematíes en una muestra de sangre, es decir, el hematocrito.
Durante el proceso de centrifugación, los hematíes (al ser el componente más pesado de la sangre) se concentrarán en el punto más alejado del eje de rotación. Suponiendo que la muestra de sangre se encuentre dentro de una cámara de muestras de dimensiones fijas en dirección radial desde el eje de rotación, la posición más alta de la capa de hematíes (borde) con respecto al extremo de la cámara de muestras más alejado del eje de rotación, dividida por la posición de la altura total de la muestra (borde) con respecto al extremo de la cámara de muestras más alejado del eje de rotación, puede utilizarse para indicar la proporción de hematíes de la muestra (hematocrito).
Con referencia a la figura 1 de los esquemas acompañantes, se puede ver una vista esquemática de una disposición convencional para analizar sangre en estas circunstancias. Una muestra de sangre 1 se mantiene dentro de una cámara de muestras alargada S, que se somete a centrifugación. Como ya se ha comentado antes, la muestra de sangre 1 se ha separado en dos componentes distintos, a saber, los hematíes 2, que se han acumulado en el extremo de la cámara de muestras más alejado del eje de rotación A, y los restantes componentes 3 de la sangre ocupan la parte de la cámara de muestras más cercana al eje de rotación. A un lado de la cámara de muestras se ha previsto una fuente de radiación 4. La fuente de radiación 4 emite un haz 5 de radiación (que puede ser en forma de frecuencias ópticas de luz, o cualquier otro tipo de radiación), que incide en la muestra de sangre 1.
En el lado más alejado de la muestra de sangre 1 con respecto a la fuente de radiación 4 se prevé una matriz de sensores 6. La matriz de sensores 6 incluye un número de sensores de radiación discretos, dispuestos a lo largo de un eje que está alineado con la muestra de sangre 1. Se entenderá que el haz 5 de radiación emitido por la fuente de radiación 4 incidirá en la muestra de sangre 1, y en la medida en que la radiación atraviese la muestra de sangre 1, esta radiación será detectada por los sensores de la matriz de sensores 6.
La matriz de sensores 6 puede, por ejemplo, comprender un dispositivo acoplado de carga (CCD) estrecho y alargado La parte inferior de la figura 1 muestra un gráfico que representa esquemáticamente la intensidad de radiación 7 detectada por la matriz de sensores 6 a lo largo de su longitud 8. En una zona más interna Z1T y en una zona más externa Z2, la radiación pasa por encima de la muestra de sangre 1 e incide directamente en la matriz de sensores 6. Cuando el haz 5 de radiación atraviesa los hematíes 2, hay una zona 9 correspondiente, que se extiende hasta un borde exterior 11a que se encuentra con la zona más externa Z2, donde la intensidad de la radiación detectada por la matriz de sensores 6 es baja, ya que se transmitirá relativamente poca radiación a través de los densos hematíes 2. Cuando la radiación pasa a través de los otros componentes 3 de la sangre, habrá una región 10, que se extiende hasta un borde interior 11c que se encuentra con la zona más interna Zr, donde el nivel de radiación detectado por la matriz de sensores 6 será relativamente alto, ya que estos otros compuestos de la sangre serán más transmisivos que los hematíes 2.
Donde estas dos regiones 9,10 se encuentren habrá un borde 11b en el gráfico de la radiación detectada. En el análisis de la muestra de sangre 1, la longitud de la zona 9 creada por el componente de hematíes (o 11 caída a) como una porción del perfil de intensidad creado por la longitud total de la muestra (es decir, el total de las dos regiones 9, 10 u 11 c-11 a) proporciona una indicación no lineal aunque directa de la proporción de hematíes 2 en la muestra de sangre 1.
Sin embargo, para el sistema mostrado en la figura 1, la determinación precisa de hematíes como una porción de la muestra total depende de una relación espacial consistente entre la fuente de radiación 4, el recipiente (como una cubeta) que contiene la muestra de sangre 1, y la matriz de sensores 6. Si uno o más de estos componentes se mueve o se desplaza de su alineación original, se perderá la precisión del sistema. La figura 2 muestra el sistema de la figura 1 en líneas continuas, con una posición alternativa desplazada lateralmente para la fuente de radiación 4 que se muestra en líneas discontinuas Puede verse que el haz 5 de radiación producido por la fuente de radiación 4 también se desplazará lateralmente como resultado de esto. Un desplazamiento lateral de la fuente de radiación llevaría a que los bordes 11a, 11b y 11c cambiaran con una relación no lineal entre sí que haría imprecisa la indicación directa de la proporción de hematíes 2 en la muestra de sangre 1.
Si la fuente de radiación 4 no se hubiera desplazado de este modo, el borde detectado por la matriz de sensores 6 estaría en la posición indicada por el número de referencia 11b1 en la figura 2. En cambio, como resultado del desplazamiento, la posición de este borde se detecta en la posición 11b2. Por tanto, esta lectura no será comparable con precisión a las lecturas tomadas cuando el sistema estaba correctamente calibrado, como se muestra en la figura 1.
El documento US6002474 divulga un dispositivo de centrifugación que se utiliza para centrifugar una muestra de fluido, como una muestra de sangre, para separar la muestra de fluido en sus diversas capas componentes, y que es capaz de medir la longitud de las capas componentes para calcular los recuentos de células de cada capa. El dispositivo de centrifugación incluye un conjunto rotor responsable del giro y así centrifugar la muestra de fluido, y un dispositivo lector óptico móvil para leer las capas de células en la muestra centrifugada. El dispositivo de centrifugación es capaz de controlar con precisión la lectura de la muestra centrifugada en función de la orientación del rotor, de modo que éste puede seguir girando la muestra centrifugada mientras se realizan las lecturas.
El documento WO96/17243 divulga un aparato para analizar sangre o similares, que dispone de un rotor de centrifugación con un medio para sostener visiblemente una muestra, y un brazo de escaneado que atraviesa el rotor e incluye un medio para enviar luz a la muestra para detectar las interfaces de los componentes de la muestra. Se puede prever una segunda fuente de luz para la inspección colorimétrica de la muestra.
Es un objeto de la presente invención proporcionar un sistema mejorado para el análisis de fluidos.
En consecuencia, un aspecto de la presente invención proporciona un portamuestras para el uso en una centrífuga, siendo el portamuestras generalmente planar y comprendiendo: una abertura o cavidad para retener de forma segura un elemento de almacenamiento de muestras que incluye una cámara de muestras adaptada para contener un volumen de líquido; un punto central alrededor del cual el portamuestras gira durante el uso; y una o más características de calibración, donde la característica(s) de calibración comprende uno o más bordes exteriores que se encuentran en el lado de la característica de calibración que está más alejado del punto central, y uno o más bordes exteriores comprenden una serie de porciones o posiciones del borde exterior separadas radialmente y espaciadas a diferentes distancias del punto central en función de la posición angular alrededor del punto central y donde cada característica de calibración es una abertura formada a través de todo el espesor del portamuestras, o es un inserto de un material transparente o sustancialmente transparente que se ubica en un orificio del portamuestras.
Ventajosamente, el portamuestras comprende una característica de calibración que presenta un borde exterior continuo que tiene una pluralidad de porciones o posiciones del borde exterior que están a distancias variables del punto central. Preferiblemente, el borde exterior de la característica de calibración es curvo y la distancia del borde exterior desde el punto central varía de forma continua o sustancialmente continua a lo largo de su longitud.
Convenientemente, el borde exterior de la característica de calibración comprende una serie de porciones del borde exterior discretas, cada una de las cuales está a una distancia diferente del punto central.
Ventajosamente, el portamuestras comprende una serie de características de calibración individuales, separadas entre sí, cada una de las cuales tiene un borde exterior que está a una distancia diferente del punto central.
Preferiblemente, cada característica de calibración es sustancialmente alargada y está dispuesta para extenderse en dirección sustancialmente radial con respecto al punto central.
Convenientemente, cada característica de calibración es sustancialmente circular.
Convenientemente, las características de calibración comprenden además uno o más bordes interiores, ubicados en un lado o en cada característica de calibración que está más cerca del punto central, y uno o más bordes interiores comprenden una serie de porciones o posiciones del borde interior separadas radialmente, y espaciadas a diferentes distancias del punto central como una función de la posición angular alrededor del punto central.
Otro aspecto de la presente invención prevé un portamuestras según cualquiera de los anteriores en combinación con un elemento de contención de muestras que está adaptado para ser retenido de forma admisible en la abertura o cavidad del portamuestras, incluyendo el elemento de contención de muestras una cámara de muestras en la cual, durante el uso, puede contener un fluido a analizar.
Ventajosamente, la cámara de muestras tiene una longitud que, en uso, está dispuesta para discurrir en una dirección sustancialmente radial con respecto al punto central, y en la que las porciones o posiciones del borde exterior de la característica(s) de calibración corresponden a distancias desde el punto central que se encuentran a lo largo de la longitud de la cámara de muestras.
Preferentemente, el borde exterior de la o cada una de las características de calibración está a una profundidad, con respecto a la profundidad del portamuestras, que es la misma o sustancialmente la misma que la profundidad a la que el fluido en la cámara de muestras del elemento de contención de muestras discurrirá cuando el elemento de contención de la muestra esté retenido en la apertura o cavidad del portamuestras. Convenientemente, el borde exterior de la o cada una de las características de calibración tiene un espesor que es el mismo o sustancialmente el mismo que el espesor del fluido en la cámara de muestra del elemento de contención de muestras, cuando el elemento de contención de la muestra está retenido en la apertura o cavidad del portamuestras y la cámara de muestras está llena de fluido.
Otro aspecto de la presente invención proporciona un aparato de centrifugación que comprende: un portamuestras y un elemento de contención de muestras según cualquiera de los anteriores; una disposición de rotación adaptada para sostener el portamuestras y girar el portamuestras alrededor del punto central del mismo; una fuente de radiación dispuesta para estar en un lado del portamuestras; y un detector de radiación, adaptado para detectar la radiación emitida por la fuente de radiación, y dispuesto en el lado opuesto del portamuestras de la fuente de luz, o en el mismo lado del portamuestras que la fuente de radiación.
Ventajosamente, el aparato de centrifugación comprende una matriz alargada de fuentes de radiación dispuestas a lo largo de una línea que es sustancialmente radial con respecto al centro del portamuestras y que se extiende sobre una distancia radial que se corresponde o es mayor que la extensión radial de la cámara de muestras.
Preferiblemente, el aparato de centrifugación comprende una matriz alargada de detectores de radiación, dispuestos en una línea que es sustancialmente radial con respecto al centro del portamuestras, y dispuestos sobre una distancia que se corresponde es mayor que la de la cámara de muestras.
Otro aspecto de la presente invención proporciona un método de calibración y análisis que comprende los pasos de: proporcionar un aparato centrífugo según cualquiera de los anteriores; proporcionar una muestra de fluido en la cámara de muestras del elemento de contención de muestras; girar el portamuestras usando la disposición de rotación; iluminar la fuente de radiación y, durante la iluminación de la fuente de radiación, registrar un perfil de intensidad para cada porción o posición del borde exterior de la característica(s) de calibración, que comprende las señales recibidas del detector de radiación cuando la radiación de la fuente de radiación se transmite a través, o se refleja, de la característica(s) de calibración; iluminar la fuente de radiación y, durante la iluminación de la fuente de radiación, registrar un perfil de intensidad de la muestra de fluido, que comprende las señales recibidas del sensor de radiación cuando la radiación de la fuente de radiación se transmite a través, o se refleja, de la muestra de fluido; y determinar la posición de al menos un límite entre fases en la muestra de fluido, basado en la correlación entre una característica del perfil de intensidad de la muestra de fluido correspondiente al límite, y las características de los perfiles de intensidad relativas a una o más de las porciones o posiciones del borde exterior de la característica(s) de calibración.
Convenientemente, se proporciona una pluralidad de fuentes de radiación, y el registro de un perfil de intensidad para cada, o una selección de, las porciones o posiciones del borde exterior de la característica(s) de calibración, y el registro de un perfil de intensidad para la muestra de fluido, realiza para cada una de las fuentes de radiación iluminadas a su vez. Ventajosamente, el método comprende además los pasos de: durante la iluminación de la fuente de radiación, registrar un perfil de intensidad para cada porción de borde interior o posición de la característica(s) de calibración, que comprende las señales recibidas del detector de radiación cuando la radiación de la fuente de radiación se transmite a través, o se refleja, de la característica(s) de calibración; y determinar la posición de al menos un límite entre fases en la muestra de fluido, basado en la correlación entre una característica en el perfil de intensidad de la muestra de fluido correspondiente al límite, y las características en los perfiles de intensidad relativas a una o más de las porciones o posiciones del borde interior de la característica(s) de calibración.
Un aspecto adicional de la presente invención proporciona un portamuestras para el uso en una centrífuga, siendo el portamuestras generalmente planar y comprendiendo: una abertura o cavidad para retener de forma segura un elemento de almacenamiento de muestras que incluye una cámara de muestras adaptada para contener un volumen de líquido; un punto central alrededor del cual el portamuestras girará durante el uso; y una o más características de calibración, donde la característica(s) de calibración comprende uno o más bordes interiores, que se encuentran en el lado o en cada característica de calibración más cercana al punto central, y uno o más bordes interiores tienen una serie de porciones o posiciones de borde separadas radialmente que a su vez están espaciadas a diferentes distancias del punto central, y donde la o cada característica(s) de calibración es una abertura formada a través de todo el espesor del portamuestras, o es un inserto de un material transparente o sustancialmente transparente que se ubica en un orificio del portamuestras. Otro aspecto de la presente invención proporciona un portamuestras que es generalmente planar y que comprende: una abertura o cavidad para retener de forma extraíble un elemento de almacenamiento de muestras que incluye una cámara de muestras adaptada para contener un volumen de líquido; un punto central alrededor del cual el portamuestras gira durante el uso; una o más características de una primera calibración, donde la primera característica(s) de calibración comprende uno o más bordes exteriores, que se encuentran en el lado o en cada primera característica de calibración que está más alejada del punto central, y uno o más bordes exteriores comprenden una serie de porciones o posiciones del borde exterior separadas radialmente que están espaciadas a diferentes distancias del punto central; y una o más segundas características de calibración, donde la segunda característica(s) de calibración comprende uno o varios bordes interiores, que se encuentran en el lado de la característica(s) de calibración más cercano al punto central, y uno o varios bordes interiores tienen una serie de porciones o posiciones de borde separadas radialmente y espaciadas a diferentes distancias del punto central, donde la primera o segunda característica de calibración es una abertura formada a través de todo el espesor del portamuestras, o es un inserto de un material transparente o sustancialmente transparente que se ubica en un orificio del portamuestras.
Para que la invención pueda entenderse más fácilmente, se describirán ahora, a modo de ejemplo, las realizaciones de la misma con referencia a los esquemas acompañantes, en los que:
La figura 1 muestra un sistema de medición convencional;
La figura 2 muestra el sistema de medición de la figura 1 después de haber desplazado la fuente de radiación de su posición correcta;
Las figuras 3, 4 y 5 muestran un disco que presenta una abertura de calibración;
Las figuras 6 y 7 muestran el disco de las figuras 3, 4 y 5 en una configuración de centrifugado;
Las figuras 8a-8c muestran diferentes posiciones de rotación del disco de las figuras 3, 4 y 5 con respecto a los demás componentes de la configuración de centrifugado y los perfiles de intensidad;
La figura 9 muestra un gráfico esquemático del ancho del perfil de intensidad medido en las posiciones de rotación de la figura 8a-8c;
Las figuras 10 y 11 muestran un disco adecuado para el uso con la presente invención.
Las figuras 12a, 12b y 13a-13f muestran diferentes perfiles transversales para aberturas de calibración adecuadas para el uso con la presente invención; y
Las figuras 14a-14f muestran varias aberturas de calibración adecuadas para el uso con la presente invención.
Con referencia a la figura 3, se muestra un disco 12. El disco 12 incluye una abertura de montaje central 13, que se alinea con el centro del disco 12, y pasa preferiblemente a través de todo el espesor del disco 12. En el ejemplo mostrado, la abertura de montaje 13 generalmente es circular en sección transversal, aunque la abertura de montaje puede tener cualquier forma adecuada.
El disco tiene unas superficies superior e inferior 14, 15, que son sustancialmente planas y paralelas entre sí, y una pared lateral circunferencial 16.
A través del disco 12 se conforma una abertura de calibración 17. La abertura de calibración 17 se conforma a través de todo el espesor del disco 12, y los bordes interiores de la abertura de calibración 17 son (en este ejemplo) generalmente rectos, es decir, pasan directamente de la superficie superior 14 a la superficie inferior 15 en una dirección que es perpendicular al plano del disco 12.
La abertura de calibración 17 incluye un borde interior 18, que es concéntrico o sustancialmente concéntrico con el centro del disco 12. En el ejemplo mostrado, el borde interior 18 se extiende durante aproximadamente 180° alrededor del centro del disco 12, a una distancia que es, en la realización representada, aproximadamente una décima parte del camino desde el centro del disco 12 hasta el borde exterior del mismo. A efectos de una calibración precisa, es preferible que la abertura de calibración 17 se extienda al menos 180° alrededor del disco 12, aunque la invención no se limita a eso.
Un borde de separación 19 se extiende desde un extremo del borde interior 18. El borde de separación 19 es recto y se extiende directa o sustancialmente directamente hacia el exterior desde el centro del disco 12 hacia el borde exterior del mismo. La longitud del borde de separación 19 es, en el ejemplo mostrado, alrededor de un tercio del radio total del disco 12.
Por último, la abertura de calibración 17 tiene un borde exterior 20, que está curvado y se extiende desde el otro extremo 21 del borde interior 18 hasta el extremo exterior 22 del borde de separación 19.
El borde exterior 20 de la abertura de calibración 17 tiene la siguiente forma. Donde el borde exterior 20 se encuentra con el borde interior 18, estos bordes 18, 20 convergen en un punto, y en este punto la distancia efectiva entre los bordes interior y exterior 18, 20 es cero.
A medida que se sigue el borde exterior 20 a lo largo de su longitud, la distancia radial entre los bordes interior y exterior 18,20 (es decir, la distancia entre los bordes interior y exterior 18, 20, medida en una línea recta que pasa directamente hacia fuera desde el centro del disco 12 hacia su borde) aumenta linealmente (es decir, en la misma cantidad por cada unidad de distancia angular) hasta que el borde exterior 20 se encuentra con el punto exterior de la pared de separación 19, en cuyo punto la distancia radial entre los bordes interior y exterior 18, 20 es idéntica a la longitud de la pared de separación 19.
La figura 4 muestra el disco 12 montado para girar alrededor de un eje 23, que pasa por la abertura de montaje 13, y es perpendicular al plano del disco 12. En la figura 4, una flecha representa el hecho de que, en uso, el disco 12 girará alrededor del eje 23.
Con referencia a las figuras 6 y 7, el disco 12 se puede montar para girar alrededor del eje 23, con una pluralidad de fuentes de luz 24 siendo posicionadas en un lado del disco 12, y una matriz receptora de luz alargada 25 posicionada en el otro lado del disco 12. La pluralidad de fuentes de luz 24 está dispuesta de manera que, mirando el disco 12 a lo largo del eje de rotación 23, las fuentes de luz 24 están dispuestas en una línea que es radial con respecto al disco 12. La línea de fuentes luminosas 24 se extiende desde un punto situado entre la abertura de montaje 13 del disco 12 y el borde interior 18 de la abertura de calibración 17, hacia el exterior, hasta una posición que está más alejada de la abertura de montaje 13 que el extremo más alejado del borde de separación 19. Las fuentes de luz 24 están, por tanto, vistas a lo largo del eje de rotación 23, dispuestas en una línea que se extiende radialmente a un lado del centro del disco 12. La matriz receptora de luz alargada 25 está dispuesta para estar directa o sustancialmente opuesta a las fuentes de luz 24.
El disco 12 se compone preferentemente de un material opaco a la radiación emitida por las fuentes de luz 24.
Si el disco 12 gira a una posición en la que cualquier parte de la abertura de calibración 17 está alineada entre las fuentes de luz 24 y la matriz receptora de luz 25, la luz de una o más de las fuentes de luz 24 puede pasar a través de la abertura de calibración 17 y ser recibida por la matriz receptora de luz 25. Si, por otro lado, el disco 12 gira a una posición en la que ninguna parte de la abertura de calibración 17 está alineada entre las fuentes de luz 24 y la matriz receptora de luz 25, entonces la luz de las fuentes 24 se bloqueará para que no llegue a la matriz receptora de luz 25.
Debe entenderse que, en la configuración mostrada en la figura 7, las fuentes de luz 24 y la matriz receptora de luz 25 se mantienen fijas, mientras que el disco 12 gira alrededor del eje 23. Las fuentes de luz 24 y la matriz receptora de luz 25 están conectadas a un procesador 26, que envía señales de control a las fuentes de luz 24 y recibe señales de la matriz receptora de luz 25.
Las figuras 8a, 8b y 8c muestran el disco 12 en tres orientaciones rotacionales diferentes con respecto a las fuentes de luz 24 y la matriz receptora de luz 25. Debajo de cada una de las figuras 8a, 8b y 8c hay un gráfico que muestra esquemáticamente la intensidad de la luz 27 recibida por la matriz receptora de luz 25, en función de la distancia 28 a lo largo de su longitud, pasando desde el extremo interior de la misma al extremo exterior.
La figura 8a muestra una posición de rotación en la que una parte relativamente estrecha de la abertura de calibración 17 se solapa con las fuentes de luz 24 y la matriz receptora de luz 25. Se puede ver que el perfil de intensidad para esta posición comprende un pico relativamente estrecho 29.
La figura 8b muestra una posición cuando el disco 12 ha girado (en este ejemplo, en sentido horario) con respecto a la posición mostrada en 8a, de modo que las fuentes de luz 24 y la matriz receptora de luz 25 se superponen con una parte más amplia de la abertura de calibración 17, cerca del centro de la misma. Se puede observar que el perfil de intensidad en esta posición comprende un pico 30 más amplio.
Por último, la figura 8c muestra la posición en la que el disco 12 ha girado de manera que las fuentes de luz 24 y la matriz receptora de luz 25 se superponen con una parte amplia de la abertura de calibración 24, cerca del borde de separación 19.
Como sería de esperar, el perfil de intensidad para esta posición comprende un pico 31 que es más amplio que los picos 29, 30 que aparecen para las otras posiciones de rotación.
Con respecto a la superposición de la abertura de calibración 17 con las fuentes de luz 24 y la matriz receptora de luz 25, a medida que el disco 12 gira, el borde interno 18 de la abertura de calibración 17 queda efectivamente fijo radialmente con respecto a las fuentes de luz 24 y la matriz receptora de luz 25. Sin embargo, durante la rotación del disco 12 con respecto a las fuentes de luz 24 y a la matriz receptora de luz 25, el borde exterior 20 de la abertura de calibración parece moverse constantemente desde una posición inicial que está cerca del borde interior 18 (como se muestra en la figura 8a), alejándose del borde interior 18 hasta que está a una distancia máxima del mismo, cerca de la abertura de separación 19 (como se muestra en la figura 8c).
La figura 9 muestra esquemáticamente cómo la anchura del perfil de intensidad aumenta linealmente a medida que cambia el ángulo del disco 12. Se entenderá que el gráfico mostrado en la figura 9 cubre la porción de rotación del disco 12 en la que al menos parte de la abertura de calibración 17 se solapa con las fuentes de luz 24 y la matriz receptora de luz 25. En las posiciones angulares en las que ninguna parte de las aberturas de calibración 17 se superpone de esta manera, entonces cero o sustancialmente cero luz de las fuentes de luz 24 será detectada por la matriz receptora de luz 25.
Las figuras 10 y 11 muestran otro disco 32 que incluye una abertura de calibración 17 incluyendo una pared interior 18, una pared exterior 20 y una pared espadadora 19 como se ha descrito antes. Una vez más, el disco adicional 32 tiene una abertura de montaje central 13, en la que el disco 32 puede montarse para girar alrededor de un eje.
El disco adicional 32 también incluye una abertura de sujeción 33, para retener de forma segura una cubeta u otro dispositivo que contenga una muestra de fluido a analizar. La forma general de la abertura de sujeción 33 dependerá de la forma de la cubeta u otro dispositivo que se vaya a utilizar con el disco 32, y se espera que la forma de la abertura de sujeción 33 coincida generalmente con la forma exterior de la cubeta u otro dispositivo. En este ejemplo, la abertura de sujeción 33 está formada en el borde del disco 32, y se extiende generalmente hacia el interior (pero no alcanza) la abertura de montaje central 13.
En las figuras 10 y 11 está marcada la ubicación 34 donde se ubicará una cámara de muestras de la cubeta. En este ejemplo, la cámara de muestras estará dispuesta generalmente de forma radial con respecto al disco 32, y se extiende entre un extremo interior 35, que está situado a un radio n del centro del disco 32, y un extremo exterior 36, que está situado a una distancia r2 del centro del disco 32.
La abertura de calibración 17 está formada en el disco 32 de tal manera que el borde interior 18 del mismo, está a una distancia que es igual o menor que n desde el centro del disco 32. En el punto más ancho de la abertura de calibración 17, el borde exterior 20 se encuentra a una distancia sustancialmente igual o mayor que r2 del centro del disco 32. El lector experto entenderá que, por lo tanto, la longitud de la pared de separación 19 es aproximadamente igual a la longitud de la cámara de muestras.
Ahora se describirán los pasos de un método de análisis de fluidos utilizando el disco 32 adicional. En este ejemplo, el fluido a analizar es sangre. Se carga una muestra de sangre en una cubeta de forma conocida. A continuación, la cubeta se fija en la abertura de sujeción 33, de modo que su cámara de muestras se sitúa en la posición 34 indicada en las figuras 10 y 11. Ahora se hace girar el disco 32 alrededor de su eje. Puede utilizarse cualquier velocidad de rotación adecuada, aunque un ejemplo de velocidad adecuada es 6.000 rpm.
Como resultado de esta rotación, una fuerza dirigida radialmente hacia fuera actuará sobre la sangre contenida en la cámara de muestras de la cubeta. Los componentes más pesados de la sangre, es decir, los hematíes, se acumularán en el extremo de la cámara de muestras que está más alejado del eje de rotación. Los componentes más ligeros de la sangre (por ej., suero) se acumularán en el extremo de la cámara de muestras más cercano al eje de rotación.
Ahora tiene lugar la fase de calibración del aparato.
Como se ha comentado antes, una matriz de fuentes de luz está dispuesta en un lado del disco 32, y una matriz de sensores de luz se ubica en un punto correspondiente en el lado opuesto del disco 32 En un primer paso, se ilumina una de las fuentes de luz de la matriz. Esta puede ser, por ejemplo, la fuente de luz más interna de la matriz. Mientras se ilumina esta primera fuente de luz, se analizan las señales de los sensores de luz en varias posiciones de rotación diferentes en las que la abertura de calibración 17 está alineada entre los sensores de luz y las fuentes de luz. Por ejemplo, se puede tomar una lectura cuando la parte más estrecha de la abertura de calibración 17 está alineada entre las fuentes de luz y los sensores de luz. A continuación, pueden tomarse diez o veinte (por ejemplo) lecturas en posiciones angulares espaciadas, que culminan en una lectura final cuando la parte más ancha de la abertura de calibración 17 está alineada entre las fuentes de luz y los sensores de luz
Las señales recogidas de los sensores de luz en cada una de estas posiciones rotacionales se almacenan, para generar un perfil de intensidad para la fuente de luz que se ilumina. Para garantizar que el perfil de intensidad almacenado sea preciso, se pueden tomar perfiles de intensidad repetidos durante diferentes rotaciones del disco 32. Por ejemplo, se pueden tomar diez lecturas.
Como paso siguiente, se apaga la primera fuente de luz y se ilumina una segunda fuente de luz.
El proceso anterior se repite, o sea, las señales de los sensores de luz se recogen en varias orientaciones rotacionales diferentes de la abertura de calibración 17 con respecto a las fuentes de luz y los sensores de luz.
Este proceso se repite, iluminándose sucesivamente cada una de las fuentes de luz. Una forma conveniente de realizar este paso puede ser iluminar cada fuente de luz por turnos, empezando por la fuente de luz más interna y trabajando hacia la fuente de luz más externa, o viceversa. Sin embargo, las fuentes de luz se pueden iluminar en cualquier secuencia. Tras esta fase de calibración, empieza la fase de medición.
Una vez más, se ilumina una primera de las fuentes de luz, apagándose las demás. Las señales de los sensores de luz se recogen mientras la cámara de análisis se alinea entre las fuentes de luz y los sensores de luz. Esto puede repetirse, por ejemplo, diez veces.
A continuación, se apaga la primera fuente de luz y se ilumina una segunda fuente de luz, y se repite este proceso de medición. En cuanto a la fase de calibración, cada una de las fuentes de luz se ilumina a su vez, y las señales recogidas por los sensores de luz se reciben cuando la cámara de análisis se sitúa entre las fuentes de luz y los sensores de luz.
Como se ha comentado antes, durante la centrifugación, la sangre de la cámara de muestras se separará en dos fases principales, a saber, una fase relativamente opaca que comprende los hematíes, y una fase relativamente transmisiva que comprende los demás componentes de la sangre, como el suero. Entre estas dos fases habrá un "borde". Efectivamente, los hematíes de la muestra de sangre proyectarán una sombra sobre la matriz de detección de luz, siendo el borde de esta sombra un indicador de la posición en la que terminan los hematíes de la muestra de sangre.
Durante la fase de calibración, se recoge información sobre la posición en la que cae el borde de la sombra cuando el borde exterior 20 de la abertura de calibración 17 se sitúa a varias distancias radiales del centro del disco 32, es decir, a varias distancias a lo largo de la longitud de la matriz de detección de luz. Para cada uno de los perfiles de intensidad recogidos durante la fase de calibración, se conoce la distancia del borde exterior 20 de la abertura de calibración 17 con respecto al centro del disco 32 - se conoce la posición de rotación del disco 32 en cada punto de calibración, y también se conoce la forma del borde exterior 20 de la abertura de calibración 17.
Como se ha comentado antes, el borde exterior 20 de la abertura de calibración 17 en este ejemplo es continuadamente curvo, por lo que no tiene regiones de borde claramente delimitadas a diferentes distancias del centro del disco 32. Sin embargo, las lecturas de calibración se toman en posiciones angulares establecidas del disco 32, donde estas posiciones angulares están espaciadas entre sí.
Una vez que se ha recogido el perfil de intensidad procedente de una muestra de sangre, este perfil de intensidad puede compararse con los perfiles de intensidad recogidos durante la fase de calibración.
Como se ha comentado antes, el perfil de intensidad que surge de la muestra de sangre incluirá unos bordes, indicando la posición donde los hematíes comienzan y terminan y el suero termina. Estos bordes se pueden comparar con el borde que aparece en los datos de cada una de las fases de calibración. Cuando la posición del borde en el perfil de intensidad procedente de la muestra de sangre es la misma que la posición del borde en un perfil de intensidad procedente de la fase de calibración, puede concluirse que la posición del punto donde terminan los hematíes de la muestra de sangre, en función de la distancia al centro del disco 32, es la misma que la posición del borde exterior 20 de la abertura de calibración 17, en la posición de rotación correspondiente a dicha fase de calibración, también en función de la distancia desde el centro del disco 32. Lo mismo ocurre con el inicio de los hematíes y el límite suero/aire.
Como alternativa, cuando la posición del borde que surge de una muestra de sangre cae a mitad de camino entre la posición de los bordes en los perfiles de intensidad de dos pasos de calibración, se puede utilizar un proceso de interpolación para determinar la posición de la terminación de los hematíes en la muestra de sangre, en comparación con las posiciones de los bordes en las dos fases de calibración. Por ejemplo, si el borde que surge de la muestra de sangre cae a mitad de camino entre los bordes en las dos fases de calibración, se puede concluir que la posición de la terminación de los hematíes se encuentra a mitad de camino entre las posiciones del borde exterior 20 de la abertura de calibración 17 en los dos pasos de calibración pertinentes.
El lector experto comprenderá que este método elimina muchas posibles fuentes de error que podrían derivar de una mala calibración. Dado que la cubeta se mantiene rígidamente en su lugar con respecto a la apertura de calibración, la relación espacial entre la cubeta y la apertura de calibración es fija. Esto significa que se compensarán los errores derivados de la desalineación del propio disco 32, de las fuentes de luz y/o de los sensores de luz - la fase de calibración registrará correctamente la posición del borde exterior de la abertura de calibración en diversas posiciones de rotación, y estos datos podrán aplicarse a la señal derivada durante el análisis de la muestra de sangre. De este modo, se corregirá automáticamente cualquier error o variación en las posiciones relativas de los distintos componentes.
Aunque no se muestra en las figuras, el disco 32 puede tener características de sincronización inherentes para ayudar al aparato a determinar la posición angular del disco 32 durante la rotación. Por ejemplo, el disco 32 puede tener tres muescas uniformemente espaciadas angularmente formadas a través del mismo, y estas muescas se disponen en ubicaciones angulares conocidas con respecto tanto a la abertura de sujeción 33 como a la abertura de calibración 17. A medida que el disco 32 gira, la matriz de detección de luz recibirá tres "destellos" de luz a intervalos de tiempo uniformemente espaciados, y el sistema podrá entonces determinar la orientación rotacional del disco 32. El uso de características de este tipo para determinar la orientación rotacional de un disco durante la centrifugación es conocido per se y aquí no se debatirá en detalle.
Las figuras 12a y 12b muestran diferentes formas de sección transversal para el borde exterior 20 de la abertura de calibración 17. La figura 12a muestra la abertura de calibración 17 como se ha comentado antes, en la que el borde exterior 20 de la misma es recto en sección transversal, pasando directamente de la superficie superior a la superficie inferior del disco, y estando alineada perpendicular o sustancialmente perpendicular al plano del disco. En otra realización, como se muestra en la figura 12b, el borde exterior 20 presenta una forma de sección transversal que tiene una pared superior 37 que se inclina, a medida que pasa de la superficie superior 14 hacia la superficie inferior 15, en una dirección que va hacia el centro del disco 32. La pared superior 37 termina ligeramente por encima del punto medio del espesor del disco 32. Una pared intermedia 38 preferiblemente es relativamente corta y sobresale directamente del extremo de la pared superior 37 hacia la superficie inferior 15 del disco 32, en una dirección que es perpendicular o sustancialmente perpendicular al plano del disco 32.
Desde el extremo inferior de la pared media 38 se extiende una pared inferior 39. A medida que la pared inferior 39 pasa de la pared media 38 a la superficie inferior 15 del disco 32, la pared inferior 39 se inclina en una dirección que se aleja del centro del disco 32.
Preferiblemente, el perfil de la sección transversal de la pared exterior 20 en esta realización es simétrico o sustancialmente simétrico alrededor de un plano que se encuentra a mitad de camino a través del espesor del disco 32.
Se apreciará que esta forma alternativa del borde exterior 20 de la abertura de calibración 17 proporciona un borde relativamente fino.
En las realizaciones en las que la forma de la sección transversal del borde exterior 20 de la abertura de calibración 17 tiene esta forma, la cámara de muestras de la cubeta, que contiene la muestra a analizar, se ajusta para estar en la misma posición con respecto a la profundidad del disco que la pared media 38. Esto garantiza que la sombra proyectada por la pared media 38 en la matriz de sensores de luz pueda compararse con precisión con la sombra proyectada por la muestra de fluido mantenida dentro de la cámara de muestras. El espesor de la pared media 38, en la dirección de profundidad del disco 32, también puede ser el mismo, o sustancialmente el mismo, que el espesor de una muestra de sangre contenida dentro de la cámara de muestras. Esto significará que la sombra proyectada por la pared media 38 será tan directamente comparable como sea posible a la sombra proyectada por el fluido en la cámara de muestras.
Las figuras 13a-13f muestran posibles formas de sección transversal para el borde exterior 20 de la abertura de calibración 17.
La figura 13a muestra una forma de sección transversal recta con bordes cuadrados, correspondiente a la forma mostrada en las figuras 3-6, 10, 11 y 12a.
La figura 13b muestra una forma que es similar a la mostrada en 13a, aunque aquí donde el borde exterior 20 se encuentra con las superficies superior e inferior 14, 15 del disco 32 hay unos bordes redondeados o radiados 40.
La figura 13c muestra otra alternativa en la que el perfil del borde exterior 20 es redondeado y aproximadamente semicircular.
La figura 13d muestra el perfil presentado en la figura 12b, que incluye las paredes superior e inferior 37,39, con una pared media 38 entre ellas.
La figura 13e muestra otra alternativa, similar a la mostrada en la figura 13d, aunque las paredes superior e inferior 41,42 no están separadas por una pared media, y convergen en un punto agudo 43.
Finalmente, la figura 13f muestra otra alternativa en la que el perfil del borde exterior 20 está curvado de forma parabólica, presentando así un borde más puntiagudo que el ejemplo mostrado en la figura 13c.
El lector experto apreciará que son posibles otras formas de sección transversal para el borde exterior 20, y la invención no se limita a los ejemplos aquí mostrados.
Las figuras 14a-14f muestran diferentes aperturas de calibración que son adecuadas para el uso con la presente invención. Nos referimos primero a la figura 14a, donde se muestra un disco que, en lugar de tener una única abertura de calibración, tiene cuatro aberturas de calibración separadas 44a-44d. Cada una de las aberturas de calibración 44a-44d tiene un borde interior 45 que se encuentra a la misma distancia del centro del disco. Cada una de las aberturas de calibración 44a-44d es generalmente rectangular y alargada, y se extiende radialmente en dirección opuesta al centro del disco. Sin embargo, una primera 44a de las aberturas de calibración es relativamente corta y termina a una primera distancia del centro del disco. Una segunda 44b de las aberturas de calibración es más larga y termina a una distancia mayor del centro del disco. Una tercera 44c de las aberturas de calibración es aún más larga y termina a una tercera distancia del centro del disco, que es mayor que la segunda distancia. Por último, una cuarta 44d de las aberturas es más larga y termina a una cuarta distancia del centro del disco, que es mayor que las otras tres distancias. En uso, los bordes interiores 45 de las aberturas de calibración 44a-44d estarán a una distancia que es igual, o ligeramente inferior, a la distancia del extremo interior de la cámara de muestras desde el centro del disco. El extremo exterior de la cuarta abertura de calibración 44d en el centro del disco estará a una distancia aproximadamente igual, o ligeramente mayor, que la distancia a la que se encuentra el extremo exterior de la cámara de muestras desde el centro del disco.
El lector experto entenderá que estas aberturas de calibración separadas 44a-44d funcionarán de forma similar a la única abertura de calibración 17 comentada antes. Los extremos exteriores de cada una de las aberturas 44a-44d proyectarán sombras respectivas sobre la matriz de sensores de luz en diferentes posiciones, permitiendo así la calibración del sistema que puede utilizarse posteriormente para analizar una muestra de sangre, o una muestra de otro líquido contenida en la cámara de muestras.
La figura 14b muestra una forma alternativa para una sola abertura de calibración 46, que presenta un borde exterior 47 que tiene varios (en este ejemplo, seis) bordes de calibración conectados 48a-48f, cada uno de los cuales es concéntrico con el centro del disco. Los bordes de calibración 48a-48f están conectados por bordes de conexión que se extienden radialmente.
Los bordes de calibración 48a-48f se ubican preferentemente a distancias radiales crecientes desde el centro del disco. El lector experto entenderá que esta abertura de calibración 46 funciona de manera similar a la abertura de calibración 17 mostrada en la figura 3. Sin embargo, la diferencia radica en que, al girar el disco, cada uno de los bordes de calibración 48a-48f proyectará, durante un tiempo, una sombra que se mantiene fija, permitiendo así una determinación más robusta y precisa de dónde cae la sombra en la matriz de detección de luz, en relación con cada uno de los bordes de calibración 48a-48f. Por tanto, este ejemplo tiene regiones o porciones de borde 48a-48f claramente demarcadas, establecidas a diferentes distancias lineales desde el centro del disco.
La figura 14c muestra una abertura de calibración 17 como se muestra en la figura 3 y en otras partes.
La figura 14d muestra una abertura alternativa 49, que tiene una forma similar a la abertura de calibración 17 que aparece en la figura 3, aunque en este caso el borde interior 50 de la abertura de calibración 49 no es concéntrico con el centro del disco. Por tanto, esta abertura 49 tiene tanto un borde interior 50 como un borde exterior 53 que varían continuamente en distancia desde el centro del disco. Así pues, esta abertura 49 puede utilizarse para obtener información de calibración basada en el borde exterior y, de forma separada, en el borde interior. Esto se explica con más detalle a continuación La figura 14e muestra un conjunto alternativo de aberturas de calibración 51, cada una de las cuales comprende una abertura circular o sustancialmente circular formada a través de la profundidad del disco. Las aberturas 51 están espaciadas radialmente de manera uniforme alrededor del centro del disco. Una primera abertura 51 está situada a una primera distancia del centro del disco. Cada abertura sucesiva se proporciona a una distancia que es incrementalmente mayor que la anterior, acumulándose en una abertura final 51 que está a una distancia mayor del centro del disco. Se entenderá que estas aberturas 51 funcionan de manera similar a las aberturas 44a-44d de la figura 14a. El borde exterior de cada una de las aberturas 51 se encuentra en una ubicación conocida, y proyecta una sombra sobre la matriz de sensores de luz cuando la abertura 51 pasa entre las fuentes de luz y la matriz de sensores de luz.
Por último, la figura 14f muestra otro conjunto de aperturas de calibración 52, que son de nuevo aperturas circulares o sustancialmente circulares que se forman a través de la profundidad del disco. En este ejemplo, las aberturas están uniformemente espaciadas radialmente alrededor del centro del disco. Los centros de las aberturas están ubicados a la misma o sustancialmente a la misma distancia radial del centro del disco. Sin embargo, los radios de las aberturas aumentan constantemente desde una primera abertura 52, que tiene el radio más pequeño, hasta una última abertura 52, que tiene el radio más grande. Se entenderá que el borde exterior de cada abertura 52 estará situado a una distancia creciente del centro del disco y, por tanto, cada borde proyectará una sombra sobre la matriz sensible a la luz en una posición diferente, correspondiente a una posición conocida del borde exterior.
Como se desprende de estos diversos ejemplos, hay muchas formas diferentes de la abertura(s) de calibración que pueden utilizarse con la presente invención. Lo importante es que la abertura(s) de calibración proporcione un borde exterior o una serie de bordes exteriores que, al girar el disco, se encuentren a diferentes distancias conocidas del centro del disco. La abertura(s) de calibración presentará idealmente una serie de bordes exteriores, o un borde exterior de una sola forma, que se encuentra, o tiene partes de ellos, a diferentes distancias radiales del centro del disco, que se extienden entre una distancia relativamente corta, que es igual o menor a la distancia radial a la que se encontrará el borde interior de la cámara de muestras en uso (o, alternativamente, igual o menor a la distancia más pequeña desde el centro del disco en la que puede esperarse que se sitúe un borde a observar), y una distancia superior, correspondiente a una posición que es igual o mayor que la posición en la que se situará el extremo exterior de la cámara de muestras durante el uso (o, alternativamente, igual o mayor a la distancia superior desde el centro del disco en la que puede esperarse que se sitúe un borde a observar). Esta disposición de los bordes exteriores en varias posiciones permitirá al sistema calibrar con precisión dónde cae la sombra que deriva de cada borde, y la información obtenida de esta calibración puede utilizarse entonces para analizar de manera precisa los límites entre varias fracciones, fases o componentes en un líquido a analizar en la cámara de muestras.
En las realizaciones comentadas hasta ahora (aparte de la mostrada en la figura 14d), es solo la sombra proyectada por un borde exterior de una abertura de calibración la que se utiliza para fines de calibración. Esta técnica será útil cuando, por ejemplo, en un análisis para hallar la proporción de hematíes en una muestra de sangre, se deba medir el volumen ocupado por la fracción más pesada o más densa en un líquido.
En otras realizaciones, sin embargo, la invención puede utilizarse para determinar el volumen ocupado por la fracción más ligera o menos densa en un líquido multifásico. En este caso, podrían preverse una o más aberturas de calibración en las que la distancia del borde interior de cada abertura varía con respecto al centro del disco, y la sombra proyectada en la matriz de detección de luz por el borde o los bordes interiores se analiza para proporcionar la calibración para el posterior análisis de una muestra de fluido. En estas realizaciones, el borde exterior de la abertura o de cada abertura de calibración puede ser radialmente fijo con respecto al centro del disco. El lector experto apreciará fácilmente cómo las técnicas comentadas antes se pueden adaptar para aplicarse a las circunstancias.
Otra posibilidad es observar los límites interior y exterior de un componente fraccionario intermedio del fluido analizado, es decir, un componente que no es ni el más denso ni el menos denso. En este caso, puede ser necesario determinar el borde que aparece en el límite interior de este componente fraccionario y el borde que aparece en el límite exterior del componente fraccionario.
En esta realización, pueden preverse dos aberturas de calibración separadas a través del disco, una de las cuales tiene un borde interior fijo y un borde exterior cuya distancia desde el centro del disco varía (como se muestra en la figura 3), y una segunda abertura de calibración que tiene un borde exterior fijo, y un borde interior cuya distancia varía desde el centro del disco. Cuando se utiliza un disco de este tipo, se pueden llevar a cabo dos fases de calibración separadas, una para detectar las sombras proyectadas por el borde exterior de la primera abertura de calibración, y una segunda para detectar las sombras proyectadas por el borde interior de la segunda abertura de calibración. A continuación, pueden tener lugar dos fases de análisis separadas, una para medir el borde interior proyectado por el componente fraccionario del líquido que se analiza y una segunda fase de análisis separada para detectar la posición de la sombra proyectada por el borde exterior del componente o fracción bajo análisis.
Alternativamente, tanto el borde interior como el exterior pueden ser detectados en una sola fase de calibración y/o los bordes interiores y exteriores del componente fraccionario bajo análisis pueden ser detectados en una sola fase de medición.
Por supuesto, en lugar de una abertura de calibración para cada uno de los bordes interiores y exteriores, se puede prever una serie de aberturas de calibración (por ejemplo, como se muestra en las figuras 14a, 14e y 14f) para uno o ambos bordes interiores o exteriores.
Como una alternativa más, como se muestra en la figura 14d, tanto el borde interior 50 como el borde exterior 53 de la misma abertura 49 pueden utilizarse para fines de calibración. Las realizaciones de la invención pueden, como mínimo, utilizar una sola abertura para obtener la información de calibración para ambos bordes interiores y exteriores. El lector experto entenderá cómo puede aplicarse esto a los otros tipos de apertura divulgados en el presente documento. Por ejemplo, como variación de las aberturas mostradas en la figura 14a, las distancias lineales de los bordes interiores 45 de las respectivas aberturas pueden variar desde el centro del disco, así como (como es el caso en la figura 14a) las distancias lineales de los bordes exteriores 44a- 44d de las aberturas desde el centro del disco que varían.
En la exposición anterior, se lleva a cabo la fase de calibración y se completa antes de que tenga lugar la medición de una muestra de sangre. Pero el lector experto apreciará que no hay ninguna razón para que estos pasos tengan lugar en este orden. Lo importante es que, para cada una de las fuentes de luz de la matriz, se ilumina la fuente de luz y se recoge un perfil de intensidad para la abertura(s) de calibración, y para la muestra de fluido. El perfil de intensidad de la muestra de fluido puede igualmente recogerse antes de obtener los perfiles de intensidad de la abertura(s) de calibración.
De hecho, en las realizaciones preferentes, cada una de las fuentes de luz está iluminada, y mientras la fuente de luz está iluminada se recogen los perfiles de intensidad tanto de la abertura(s) de calibración como de la muestra de fluido. Esto permite realizar mediciones con fines de calibración y mediciones de la muestra de fluido de manera eficiente
En la exposición anterior, el elemento que tiene la abertura(s) de calibración formada a través del mismo, y que sostiene la muestra de fluido, se denomina disco. Sin embargo, no hay ninguna razón por la que el borde exterior de este elemento tenga que ser circular y este elemento puede adoptar cualquier forma adecuada.
La exposición anterior se refiere a las aberturas de calibración como orificios formados a lo largo de toda la profundidad del disco. Se prevé que el disco puede estar formado por un material opaco a la radiación producida por las fuentes de luz o de radiación, y que cada abertura de calibración pueda comprender una región del disco que sea transparente o sustancialmente transparente a la radiación. Esto puede incluir, por ejemplo, un inserto de un material transparente que se ubica en un orificio del disco. Por consiguiente, debe entenderse que el término "abertura de calibración" requiere una región del disco a través de la cual la radiación pueda pasar sin impedimentos o sustancialmente sin impedimentos, y que esto no requiere necesariamente un orificio físico que atraviese el disco.
En la exposición anterior, la matriz de sensores de luz se sitúa en el lado opuesto del disco con respecto a las fuentes de luz. La información recogida por la matriz de sensores de luz proporciona, por tanto, una indicación de la transmisión de luz de las fuentes de luz a través del fluido en la cámara de muestras. También se prevé que, en disposiciones que no se ajustan a la presente invención, esta técnica podría utilizarse con la medición de la reflectividad, es decir, la matriz de sensores de luz se ubica en el mismo lado del disco que las fuentes de luz, y la luz recogida por la matriz de sensores de luz es indicativa de la luz reflejada por la muestra en la cámara de muestras.
En estas disposiciones, se prevé que, en lugar de una abertura de calibración, puedan colocarse o incorporarse uno o más elementos reflectantes, como espejos, en la superficie del disco que se enfrenta a las fuentes de luz y a la matriz de sensores de luz. Los elementos reflectantes de la luz pueden tener la misma forma que las aberturas de calibración comentadas antes. Los elementos reflectantes de luz también se pueden incorporar al disco de manera que la superficie(s) reflectante de éste se encuentre a la misma profundidad que una muestra de fluido contendida en una cubeta u otro recipiente de muestras que se vaya a usar con el disco. Durante una fase de calibración, la luz se reflejará en los elementos reflectantes, y se puede recoger un perfil de iluminación o de reflexión para cada fuente de luz en varias posiciones del borde exterior del elemento(s) reflectante. Esto puede compararse con los perfiles de iluminación o reflexión recibidos durante el análisis de una muestra de fluido, de una forma que el lector experto comprenderá fácilmente. El lector experto apreciará que las realizaciones de la invención proporcionan métodos robustos y fiables para analizar líquidos multifásicos, que aportarán ventajas significativas con respecto a las técnicas convencionales.
Cuando se utilizan en esta especificación y en las reivindicaciones, los términos "comprende" y "comprendiendo" y sus variantes significa que se incluyen las características, pasos o enteros especificados. Los términos no deben interpretarse como excluyentes de la presencia de otras características, pasos o componentes.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Un portamuestras (12, 32) para el uso en una centrífuga, siendo el portamuestras (12, 32) generalmente planar y comprendiendo:
una abertura o cavidad (33) para retener de forma segura un elemento de almacenamiento de muestras que incluye una cámara de muestras adaptada para contener un volumen de líquido;
un punto central (13) alrededor del cual girará el portamuestras (12, 32) durante el uso; y
una o más características de calibración (17, 45, 46, 51, 52), donde la característica(s) de calibración (17, 45, 46, 51, 52) comprende uno o más bordes exteriores (20, 44a-d, 48a-f, 53), que se sitúan en el lado de cada característica de calibración (17, 45, 46, 51, 52) más alejado del punto central (13), y uno o más bordes exteriores (20, 44a-d, 48a-f, 53) comprenden una serie de porciones o posiciones del borde exterior separadas radialmente que están espaciadas a diferentes distancias del punto central (13) como una función de la posición angular alrededor del punto central (13), y donde cada característica de calibración (17, 45, 46, 51, 52) es una abertura formada a través de todo el espesor del portamuestras (12, 32), o es un inserto de un material transparente o sustancialmente transparente que se sitúa en un orificio del portamuestras (12,32).
2. Un portamuestras (12, 32) según la reivindicación 1, que comprende una característica de calibración (17, 46) con un borde exterior continuo (20, 481 -f, 53) que tiene una pluralidad de porciones o posiciones del borde exterior que están a distancias variables del punto central (13).
3. Un portamuestras (12,32) según la reivindicación 2, donde el borde exterior (20, 53) de la característica de calibración (17) está curvado y la distancia del borde exterior (20, 53) desde el punto central (13) varía de forma continua o sustancialmente continua a lo largo de su longitud, o donde el borde exterior (48a-f) de la característica de calibración (46) comprende una serie de porciones discretas del borde exterior (481 -f), cada una de las cuales está a una distancia diferente del punto central (13).
4. Un portamuestras según la reivindicación 1, que comprende una serie de características de calibración individuales y espaciadas (45, 51, 52), teniendo cada característica (45, 51, 52) un borde exterior (44a-d) que está a una distancia diferente del punto central (13).
5. Un portamuestras según la reivindicación 4, donde cada característica de calibración (45) es sustancialmente alargada y está dispuesta para extenderse en una dirección sustancialmente radial con respecto al punto central (13), o donde cada característica de calibración (51, 52) es sustancialmente circular.
6. Un portamuestras según cualquier reivindicación anterior, donde las características de calibración comprenden además uno o más bordes interiores, ubicados en un lado de cada característica de calibración que está más cerca del punto central, y uno o más bordes interiores comprenden una serie de porciones o posiciones del borde interior separadas radialmente, y que están espaciadas a diferentes distancias del punto central como una función de la posición angular alrededor del punto central.
7. Un portamuestras (12, 32) según cualquier reivindicación anterior en combinación con un elemento de contención de muestras que está adaptado para ser retenido correctamente en la abertura o cavidad (33) del portamuestras (12, 32), incluyendo el elemento de contención de muestras una cámara de muestras en la que durante el uso puede estar contenido un fluido a analizar.
8. Un portamuestras (12, 32) y elemento de contención de muestras según la reivindicación 7, donde la cámara de muestras tiene una longitud que, en uso, está dispuesta para discurrir en una dirección sustancialmente radial con respecto al punto central (13), y donde las porciones o posiciones del borde exterior de la característica(s) de calibración (17, 45, 46, 51,52) corresponden a las distancias del punto central (13) que se encuentran a lo largo de la longitud de la cámara de muestras.
9. Un aparato de centrifugación que comprende:
un portamuestras (12, 32) y un elemento de contención de muestras según la reivindicación 7 u 8;
una disposición de rotación adaptada para sostener el portamuestras (12, 32) y girar el portamuestras (12, 32) alrededor del punto central (13) del mismo;
una fuente de radiación que está dispuesta en un lado del portamuestras (12, 32); y un detector de radiación, adaptado para detectar la radiación emitida por la fuente de radiación, y dispuesto en el lado opuesto del portamuestras (12, 32) de la fuente de luz, o en el mismo lado del portamuestras que la fuente de radiación.
10. Un aparato de centrifugación según la reivindicación 9, que comprende una matriz alargada de fuentes de radiación dispuestas a lo largo de una línea que es sustancialmente radial con respecto al centro del portamuestras (12, 32) y que se extiende a lo largo de una distancia radial que corresponde o es mayor que la extensión radial de la cámara de muestras, y que preferentemente comprende también una matriz alargada de detectores de radiación dispuestos en una línea que es sustancialmente radial con respecto al centro del portamuestras (12, 32), y dispuestos a lo largo de una distancia que corresponde o es mayor que la de la cámara de muestras.
11.Un método de calibración y análisis que comprende los pasos de:
proporcionar un aparato de centrifugación según la reivindicación 9 o 10:
proporcionar una muestra de fluido en la cámara de muestras del elemento de contención de muestras;
girar el portamuestras (12, 32) usando la disposición de rotación;
iluminar la fuente de radiación, y, durante la iluminación de la fuente de radiación, registrar un perfil de intensidad para cada porción o posición del borde exterior o de la característica(s) de calibración (17, 45, 46, 51, 52), comprendiendo las señales recibidas del detector de radiación cuando la radiación de la fuente de radiación se transmite o se refleja a través de la característica(s) de calibración (17, 45, 46, 51, 52);
iluminar la fuente de radiación y, durante la iluminación de la fuente de radiación, registrar un perfil de intensidad de la muestra de fluido, comprendiendo las señales recibidas del sensor de radiación cuando la radiación de la fuente de radiación se transmite o se refleja a través de la muestra de fluido; y determinar la posición de al menos un límite entre fases en la muestra de fluido, en base a la correlación entre una característica del perfil de intensidad de la muestra de fluido correspondiente al límite, y las características en los perfiles de intensidad relativas a una o más de las porciones o posiciones del borde exterior de la característica(s) de calibración (17,45, 46, 51, 52).
12. Un método según la reivindicación 11, donde se proporciona una pluralidad de fuentes de radiación, y el registro de un perfil de intensidad para cada, o una selección de las porciones o posiciones del borde exterior de la característica(s) de calibración (17, 45,46, 51,52), y el registro de un perfil de intensidad de la muestra de fluido, se realiza para cada una de las fuentes de radiación iluminadas a su vez.
13. Un método según la reivindicación 11 o12, cuando depende de la reivindicación 10, donde el método comprende además los pasos de:
durante la iluminación de la fuente de radiación, registrar un perfil de intensidad para cada porción o posición del borde interior de la característica(s) de calibración (17,45,46, 51,52), que comprende las señales recibidas del detector de radiación cuando la radiación de la fuente de radiación se transmite o se refleja a través de la característica(s) de calibración (17, 45, 46, 51, 52); y
determinar la posición de al menos un límite entre fases en la muestra de fluido, en base a la correlación entre una característica del perfil de intensidad de la muestra de fluido correspondiente al límite, y las características de los perfiles de intensidad relativas a una o más de las porciones o posiciones del borde interior de la característica(s) de calibración (17, 45, 46, 51, 52).
14. Un portamuestras para el uso en una centrífuga, siendo el portamuestras generalmente planar y comprendiendo: una abertura o cavidad (33) para retener de forma segura un elemento de almacenamiento de muestras que incluye una cámara de muestras adaptada para contener un volumen de líquido;
un punto central (13) alrededor del cual girará el portamuestras durante el uso; y
uno o más características de calibración (51,52), donde la característica(s) de calibración (51, 52) comprende uno o más bordes interiores, que se encuentran en el lado de cada característica de calibración que está más cerca del punto central (13), y el borde o más bordes interiores tienen una serie de porciones o posiciones del borde separadas radialmente que están espaciadas a diferentes distancias del punto central (13) y donde la o cada característica de calibración (51, 52) es una abertura formada a través de todo el espesor del portamuestras, o es un inserto de un material transparente o sustancialmente transparente que se ubica en un orificio del portamuestras.
15. Un portamuestras para el uso en una centrífuga, siendo el portamuestras generalmente planar y comprendiendo: una abertura o cavidad para retener de forma segura un elemento de almacenamiento de muestras que incluye una cámara de muestras adaptada para contener un volumen de líquido; un punto central alrededor del cual el portamuestras girará durante el uso;
una o más primeras características de calibración, donde la primera característica(s) de calibración comprende uno o más bordes exteriores, que se encuentran en el lado de la primera(s) característica(s) de calibración más alejado del punto central, y el o más bordes exteriores comprenden una serie de porciones o posiciones del borde exterior separadas radialmente y espaciadas a diferentes distancias del punto central; y
una o más segundas características, donde la segunda característica(s) de calibración comprende uno o varios bordes interiores, que se encuentran en el lado en cada segunda característica de calibración más cercano al punto central, y uno o más bordes interiores tienen una serie de porciones o posiciones del borde separadas radialmente y espaciadas a diferentes distancias del punto central,
donde la primera o segunda característica de calibración es una abertura formada a través de todo el espesor del portamuestras, o es un inserto de un material transparente o sustancialmente transparente que se ubica en un orificio del portamuestras.
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