ES2945032T3 - Dispositivo de incubadora con lector - Google Patents
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Abstract
En el presente documento se divulga un método y un dispositivo para probar la presencia de un residuo no deseado en un producto agrícola, incluida una combinación de lector e incubadora que puede utilizar sistemas de vehículos de motor a bordo, como un microprocesador a bordo y una fuente de alimentación a bordo. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Dispositivo de incubadora con lector
Campo
Esta descripción se refiere en general a un dispositivo y método para la incubación y el análisis de pruebas de diagnóstico y, más particularmente, el análisis de incubación de pruebas de diagnóstico utilizando sistemas a bordo de un vehículo de motor.
Antecedentes
Los camiones cisterna de leche a menudo recolectan leche de una variedad de fuentes. Dicha leche puede entregarse a una instalación central de procesamiento o almacenamiento. Normalmente, las pruebas de diagnóstico se realizan en la leche en la instalación central. Por ejemplo, la leche se puede someter a prueba y analizar para una variedad de antibióticos y toxinas. En algunos casos, sin embargo, es útil que la instalación central tenga los resultados de las pruebas antes de que llegue la leche. El aviso previo también puede permitir que la instalación central desvíe la leche contaminada, o menos deseable, para otros fines o no recibir leche contaminada en absoluto. Es deseable evitar un viaje largo con leche contaminada que es inaceptable para la instalación central. También es deseable evitar un retraso en la descarga de leche buena, mientras se espera el resultado de una prueba.
Una instalación central podría querer que la leche de cada fuente, por ejemplo, de cada agricultor, sea sometida a prueba antes de la carga en un camión cisterna de leche. Si un camión cisterna está contaminado, la instalación central querrá un registro separado de dónde se originó la contaminación. Además, dicho registro evitará que la dilución de leche mala con leche buena proteja la fuente de la contaminación de las consecuencias, incluso si ese camión cisterna se diluye más tarde de modo que la contaminación esté por debajo de los niveles "aceptables". También es deseable analizar la leche antes de cargarla en un camión cisterna y, evitar de este modo la mezcla de leche contaminada con leche no contaminada.
En la técnica se conocen kits de prueba de flujo lateral o inmunocromatográficos y métodos para la detección de la presencia o concentración de analitos y residuos químicos, tales como antibióticos, en muestras líquidas, algunos con ajuste de sensibilidad. Dichas pruebas incluyen las descritas en las Patentes de EE. UU. N.°: 7.410.808, emitida el 12 de agosto de 2008; 7.097.983, emitida el 29 de agosto de 2006; 6.475.805, emitida el 5 de noviembre de 2002; 6.319.466, emitida el 20 de noviembre de 2001; 5.985.675, emitida el 16 de noviembre de 1999 y la solicitud de patente de EE. UU. 11/883.784, presentada el 6 de agosto de 2007. Estas pruebas se encuentran entre las que se pueden usar para analizar de manera rentable la leche y otros productos agrícolas mientras están en tránsito, mejorando de este modo la logística del transporte.
El documento WO 2009/038798 divulga un sistema lector de ensayos que incorpora un lector de ensayos convencional, por ejemplo, un lector de flujo lateral y un inserto alineado con el sensor del lector para detectar el resultado de un ensayo. El inserto puede incluir una carcasa que define una cavidad para recibir una barrera extraíble, en donde la barrera extraíble se puede alinear entre el sensor y la tira de prueba. La barrera puede incluir una ventana óptica y puede ser limpiable y/o desechable para mantener la precisión del lector. Las tiras de prueba se introducen en el lector a través de un puerto de recepción dentro de la carcasa del inserto. Una entrada de aire en el inserto mantiene aún más la precisión del lector al permitir que el aire pase por encima de la carcasa para extraer el exceso de polvo, restos o similares.
El documento US 2005/052646 divulga mediciones de prueba de luminiscencia que se realizan utilizando un módulo de ensayo que tiene electrodos integrados con un aparato lector adaptado para recibir módulos de ensayo, inducir luminiscencia, preferentemente luminiscencia inducida por electrodos, en los pocillos o regiones de ensayo de los módulos de ensayo y medir la luminiscencia inducida.
El documento US 2005/201898 divulga un módulo de lector de medios de prueba que incluye una carcasa, una membrana y un generador de imágenes ópticas. La carcasa está configurada para recibir un adaptador de medios de prueba y tiene una pared de barrera configurada para separar el adaptador de medios de prueba del interior de la carcasa. La pared de barrera incluye una ventana que tiene un lado interior y un lado exterior. La membrana es transparente a una longitud de onda útil para obtener imágenes de medios de prueba en el adaptador de medios de prueba. La membrana tiene una región reactiva y cubre al menos una parte del lado exterior de la ventana. El generador de imágenes ópticas está ubicado en el interior de la carcasa y está configurado para generar imágenes de los medios de prueba ubicados en el lado exterior de la ventana a lo largo de una trayectoria óptica que se extiende a través de la ventana y la membrana.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 muestra un sistema en el que se combinan una incubadora y un lector en una sola pieza de equipo 1 que se puede conectar a un ordenador a bordo del camión 2 y a la fuente de alimentación a bordo 6.
La figura 2 es una vista isométrica que muestra el sistema de la figura 1 con una incubadora con lector combinada 11 con cubierta 12 abierta que muestra la cavidad 13 en la base 14.
La figura 3 es una vista isométrica que muestra la incubadora con lector combinada 11 con la cubierta 12 cerrada.
La Figura 4 es una vista isométrica que muestra la tira de prueba 21 y el recinto 20 de tira de prueba con la cubierta 12 abierta y la cavidad 13 configurada para recibir la tira de prueba 21 y el recinto 20.
La figura 5 es una vista isométrica que muestra la tira de prueba 21 y el recinto 20 de tira de prueba con la cubierta 12 cerrada y la tira de prueba 21 y el recinto 20 sobresaliendo.
La figura 6 es un corte transversal parcial de la figura 5 que muestra la tira de prueba 21 dentro de la cavidad 13 en la cubierta cerrada 12.
La figura 7 es una perspectiva parcial que muestra un módulo de un inserto 51, que incluye una ventana extraíble 53 donde la ventana extraíble 53 se retira parcialmente del inserto 51 y la tapa de entrada de aire 55 se extrae.
La figura 8 es una perspectiva parcial que muestra un módulo de inserto 51, donde la ventana extraíble 53 se retira parcialmente del inserto 51 y la tapa de entrada de aire 55 se fija a la entrada de aire 56.
La figura 9 es una perspectiva parcial que muestra un módulo de inserto 51, donde la ventana extraíble 53 se retira del inserto 51.
La figura 10 es una vista en perspectiva de una realización de incubadora con lector 11 con módulo de incubación 62 de tiras de prueba extraíble.
La figura 11 es una vista en perspectiva parcialmente despiezada de la incubadora con lector 11 con módulo de incubación 62 de tiras de prueba extraíble extraído de la incubadora con lector 11.
La figura 12 es una vista en perspectiva del módulo de incubación 62 de tiras de prueba extraíble con cubierta 12 abierta.
Sumario
Es beneficioso proporcionar un mecanismo mediante el cual las instalaciones centrales puedan recibir información sobre productos agrícolas, tal como la leche, antes de la llegada a la instalación de almacenamiento central y/o instalación de procesamiento. Dicha información puede incluir los resultados de una prueba de diagnóstico, tal como una tira o película de prueba, por ejemplo, una tira de prueba de flujo lateral. Dependiendo del elemento de señal de la prueba, es posible que se requiera equipo para leer y/o interpretar el resultado de la prueba. En un ejemplo, una tira de prueba está configurada para proporcionar un cambio de color en la tira de prueba que puede detectarse detectando una disminución en la reflectancia de la luz de una tira. Los resultados pueden ser detectados por un sensor óptico que se coloca para detectar la luz reflejada en la tira de prueba. En otro ejemplo, el sensor óptico se coloca para detectar la transmisión a través de una tira de prueba. En otro ejemplo, una prueba proporciona un resultado luminiscente y el resultado es detectado por un luminómetro.
Independientemente del tipo de equipo utilizado, se requieren capacidades de microprocesamiento, incluso para la detección y el análisis de resultados. Además, puede ser necesaria una fuente de alimentación. Para enviar el resultado a la instalación central, se requiere una capacidad de transmisión de datos. En muchos casos, ordenadores a bordo del vehículo y otros sistemas a bordo u otros sistemas fácilmente disponibles para los camioneros y otros operadores de vehículos, proporcionan algunos o todos esos requisitos.
Los ordenadores a bordo son frecuentes en los vehículos de motor. Estos ordenadores suelen realizar una variedad de tareas que incluyen la detección de datos, la interpretación de datos y la retención de datos. Los ordenadores a bordo pueden estar integrados en el vehículo de motor o un sistema separado llevado dentro del vehículo de motor, como un ordenador portátil o dispositivos de comunicación portátiles con capacidad de microprocesamiento apropiada y similares. Asimismo, ya sea dentro del sistema informático a bordo, o en un sistema a bordo separado, el vehículo a menudo tendrá capacidades de transmisión de datos, por ejemplo, a través de dispositivos de comunicación móviles tales como teléfonos móviles, teléfonos satelitales y otras formas de comunicación inalámbrica y por cable y herramientas de transmisión de datos.
Al utilizar los sistemas a bordo, el equipo analítico, tal como sensores ópticos, se puede proporcionar a un coste mínimo para el transportista, el procesador, el agricultor y otros usuarios. Por ejemplo, se puede proporcionar un paquete "desmontado" que excluya una batería o un microprocesador, o ambos, o que solo tenga una opción de batería de respaldo o una capacidad de microprocesamiento limitada. Este equipo de prueba de bajo coste es particularmente importante en las pruebas en tránsito, por ejemplo, pruebas en tránsito de leche, que son
extremadamente sensibles al precio. El coste adicional de las fuentes de alimentación redundantes, microprocesadores, pantallas LCD y teclados puede, de este modo, ser eliminado. También se pueden incluir otros componentes de prueba, por ejemplo una incubadora, que también utiliza la energía a bordo y también puede utilizar un microprocesador a bordo. El hecho de hacer que el equipo se pueda limpiar, particularmente cuando se usan sensores de detección sensibles, tales como sensores ópticos, puede añadirse a la confiabilidad y robustez del equipo. Dicha confiabilidad y robustez es particularmente importante en el entorno que no es de laboratorio, incluido el entorno de pruebas en tránsito.
La combinación de un lector y una incubadora en un único sistema que permite la incubación y la lectura simultáneas de una prueba, tal como una prueba en un formato de tira de prueba de flujo lateral, tiene más ventajas. Tal combinación puede simplificar la operación de prueba, mejorar la fiabilidad de las pruebas, mejorar la velocidad del resultado, reducir la posibilidad de errores, reducir la posibilidad de interferencia de los restos y reducir las opciones de engaño limitando la interacción del operador (humano) y/o evaluando dinámicamente el desarrollo de la tira de prueba durante la prueba. Dicha evaluación dinámica puede realizarse mediante un microprocesador a bordo que recibe datos de prueba de la incubadora con lector o mediante componentes de microprocesamiento incorporados en la incubadora con lector.
Los aspectos también pueden incluir un componente de sensor de color. Dicho componente de sensor de color se puede configurar como un componente de detección separado dentro de una incubadora con lector o, dependiendo del lector utilizado para leer el resultado de la tira de prueba, un componente singular que detecta tanto el desarrollo en la tira de prueba como el código de colores. Las tiras de prueba y otras pruebas de diagnóstico, se pueden codificar con un color que define la prueba que se está ejecutando. Por ejemplo, un color rojo podría indicar una prueba que se utilizará para detectar antibióticos betalactámicos. Varias matrices también pueden ser delineadas por el sistema de color. En el ejemplo rojo, después de que la incubadora con lector detecte el color rojo en la tira de prueba, la incubadora con lector se puede configurar automáticamente para esa prueba específica, por ejemplo, ajustando la temperatura de la incubadora y seleccionando los parámetros de resultado apropiados dentro de la incubadora con lector. Dicho sensor de color alternativamente o también puede configurarse para utilizar la capacidad de microprocesamiento integrada. Dicha incubadora con lector también puede configurarse para utilizar componentes de microprocesamiento dentro de la incubadora con lector.
La presente invención de una incubadora con lector de pruebas de diagnóstico integrada incluye configurar la incubadora con lector para recibir corriente eléctrica de una fuente de energía y para incubar una prueba de diagnóstico. La incubadora con lector también está configurada para leer una prueba de diagnóstico y enviar una transmisión de datos a un microprocesador a bordo de un vehículo de motor. Los datos transmitidos pueden ser utilizados por un microprocesador para determinar el resultado de una prueba. Los datos transmitidos también se pueden usar para determinar otra información relacionada con la tira de prueba, como áreas de reflectancia reducida causadas por suciedad/restos y la información sobre si el procedimiento de prueba se realizó correctamente. Los aspectos incluyen la programación del microprocesador a bordo para recibir la transmisión de datos del lector de pruebas de diagnóstico, tal como un lector óptico. Para las pruebas, el producto agrícola se pone en contacto con una prueba de diagnóstico y la prueba de diagnóstico es incubada por la incubadora con lector hasta que se produce un cambio en la prueba de diagnóstico, representando el cambio el resultado de la prueba, y en donde los datos correspondientes a ese cambio son detectados por el lector y transmitidos al microprocesador. La capacidad del microprocesador puede residir parcialmente en el microprocesador del vehículo a bordo. Algunas o todas las capacidades del microprocesador también pueden residir dentro de la incubadora con lector. De forma similar, la incubadora con lector puede depender parcialmente de la energía de un vehículo de motor o incluir una batería integral.
En algunos aspectos, se establece una comunicación entre la incubadora con lector y un dispositivo de transmisión inalámbrica de modo que el dispositivo de transmisión inalámbrico pueda transmitir los resultados de la prueba a una ubicación remota.
Las realizaciones también incluyen una ventana óptica extraíble entre la prueba de diagnóstico y una parte del sensor de una incubadora con lector. La ventana óptica puede ser limpiable y reemplazable y puede estar compuesta de plástico transparente de cloruro de polivinilo. La ventana óptica también puede estar compuesta de vidrio.
Una prueba de diagnóstico es una tira de prueba de flujo lateral en la que se detecta un resultado mediante la unión de un analito detectable dentro de una o más áreas de la tira de prueba. La tira de prueba de flujo lateral se lee en una incubadora con lector configurada para incluir una carcasa, teniendo la carcasa tanto una cubierta como una cavidad, la cavidad configurada para recibir la tira de prueba de flujo lateral, la cubierta configurada para incluir la cavidad.
Una tira de prueba se coloca en relación con un sensor dentro de la incubadora con lector para que el sensor pueda detectar un cambio en la tira de prueba, el cambio resultante de una fuente de luz colocada para impactar la tira de prueba de modo que los cambios en la tira de prueba, tales como cambios colorimétricos, indicados por los cambios de reflectancia en una tira de prueba, puedan ser detectados y medidos.
Descripción detallada
En el presente documento se describen varias realizaciones en las que los sistemas de vehículos a bordo se pueden usar junto con equipos de diagnóstico tales como sensores/lectores ópticos e incubadoras. Los sistemas de abordo se pueden utilizar para microprocesamiento, transmisión de energía y datos. Los programas de software especializados se pueden cargar en el ordenador a bordo y pueden proporcionar instrucciones sobre la lectura y las instrucciones sobre la interpretación de los datos de una prueba de diagnóstico. La presente invención incluye el uso de capacidades de microprocesamiento que se incorporan en la incubadora con lector para algunos o todos los requisitos de microprocesamiento requeridos. Otras realizaciones incluyen la utilización de fuentes de energía de una batería dentro de la incubadora con lector y, opcionalmente, una fuente de energía de un vehículo de motor.
Una categoría de prueba de diagnóstico que se puede ejecutar utilizando un sistema a bordo es una tira de prueba de flujo lateral para la detección de residuos no deseados, tales como antibióticos y/o toxinas en un producto agrícola tal como leche, granos y otros productos agrícolas y alimentos similares. Dichas tiras de prueba pueden incluir elementos que proporcionen una señal, tal como un cambio de reflectancia, que se puede detectar por un equipo tal como un lector óptico. Las tiras de prueba de diagnóstico se utilizan para una variedad de aplicaciones de detección en una variedad de matrices tales como sangre, orina y alimentos tales como leche.
Algunos ensayos de flujo lateral son dispositivos de prueba basados en membranas en los que una muestra que se sospecha que contiene un analito de interés se coloca en o cerca de un extremo de la tira de membrana. La muestra se puede llevar al extremo opuesto de la tira de membrana mediante una fase móvil que atraviesa la tira de membrana y se encuentra con uno o más reactivos. Los reactivos pueden incluir aglutinantes para el analito. Los aglutinantes pueden ser móviles y, por lo tanto, fluir con la muestra o inmovilizarse en la tira de prueba como agente de captura. Dependiendo de la configuración del ensayo, ya sea el aglutinante del analito, el propio analito, o algún otro reactivo en el sistema de ensayo, serán capturados por el agente de captura inmovilizado y, de este modo, producirán una señal detectable. La señal puede generarse mediante una etiqueta proporcionada dentro del ensayo. La señal detectable se mide mediante un lector óptico. Los datos se envían opcionalmente a un microprocesador incorporado para su análisis y se analizan utilizando las capacidades del microprocesador dentro del lector. Alternativamente, algunos datos pueden ser interpretados por un microprocesador de abordo y otros por una capacidad de microprocesador dentro de una incubadora con lector.
La presencia y, en algunos casos, la concentración, de un analito en una muestra de tira de prueba puede determinarse midiendo la reflectancia de la luz de un área de desarrollo de color en la tira. Por ejemplo, el porcentaje de reflectancia se puede utilizar para determinar el resultado. La transmisión óptica también se puede emplear en algunas realizaciones.
Los lectores incluyen una fuente de luz y un detector alineados de manera que la luz de la fuente de luz brille sobre la tira de prueba que contiene la muestra y luego se refleje en el detector, tal como un detector óptico. La fuente de luz puede incluir una bombilla incandescente, un tubo fluorescente, un diodo emisor de luz o similar. Un ejemplo de un lector óptico de este tipo se describe en la patente de EE. UU. n.° 6.124.585 (Aparato para medir la reflectancia de tiras que tienen un color no uniforme), emitida el 26 de septiembre de 2000. Además, se puede emplear una variedad de tipos de lectores según el tipo de prueba y la señal emitida, incluyendo espectrofotómetros, cámaras LCD, lectores de reflectancia, luminómetros, fluorómetros, captura de imagen de código de barras, cámaras CMOS, contador de centelleo, detectores magnéticos y otros instrumentos.
Cuando la prueba de diagnóstico, tal como una tira de prueba, requiere detección óptica, varios sensores ópticos pueden ser útiles, incluyendo un solo fotodiodo, múltiples fotodiodos, una matriz de fotodiodos lineales, un dispositivo de par cargado y un semiconductor de óxido de metal complementario que incluye los sensores descritos en la solicitud de patente de Ee . UU. n.° 12/678.388, presentada el 18 de agosto de 2010. El sensor óptico y la fuente de luz se pueden colocar encima o debajo de la tira de prueba. Cuando el sensor está, por ejemplo, encima de la tira de prueba, una ventana ópticamente transparente extraíble también se puede colocar sobre la tira de prueba. Cuando el sensor está debajo de la tira de prueba, la ventana extraíble también se colocará debajo de la tira de prueba. Las ventanas extraíbles se pueden reemplazar y también se pueden limpiar. Tales ventanas ópticas extraíbles pueden ser particularmente útiles en el entorno que no es de laboratorio en el que se realizan las pruebas en tránsito. Dicho entorno puede requerir que el equipo de prueba sea especialmente resistente.
En una realización, se usa una incubadora con lector óptico para medir la reflectancia de una tira de prueba. Se puede usar un dispositivo similar a una cubierta para colocar una tira de prueba dentro de una cubierta y cerrar la cubierta para la lectura y/o incubación. Una serie de fuentes discretas de luz eléctrica, por ejemplo, una pluralidad de diodos emisores de luz (LED), se puede montar en una placa de circuito impreso, por ejemplo, en la superficie superior de la placa de circuito impreso, ubicada dentro de la carcasa. Se puede configurar un LED y controlar la corriente para que emita un patrón de iluminación adecuado para reflejar desde la tira de prueba ubicada directamente sobre un LED. La luz de los LED puede reflejarse en la tira de prueba y a través de una apertura en la placa de circuito. La luz reflejada a través de la placa de circuito se puede dirigir a un detector óptico dentro de la incubadora con lector. Por ejemplo, un primer espejo montado debajo de la placa de circuito puede dirigir la luz a través de una lente de enfoque hacia un segundo espejo. El segundo espejo puede dirigir la luz enfocada hacia un detector óptico montado debajo de la placa de circuito. Una incubadora con lector puede generar un flujo de datos que puede convertirse mediante una unidad de microprocesamiento a bordo en una serie de 128 lecturas numéricas unidimensionales distintas. Las 128 lecturas
pueden tomarse varias veces por separado y promediarse. Los datos también son analizados por una unidad de microprocesador dentro de una incubadora con lector y, opcionalmente, por un microprocesador a bordo.
En otra realización, en la que se utiliza un dispositivo acoplado cargado (CCD) o un semiconductor de óxido de metal complementario (CMOS) como sensor de imagen, se puede programar un lector para analizar una tira de prueba a través de lecturas bidimensionales, en lugar de a través de las lecturas unidimensionales, de 1x128. En ejemplos, una matriz de "píxeles" de 5x128 o 512 x 492. Tal lectura bidimensional amplía el área de captura de reflectancia para capturar la reflectancia directamente desde los lados de una tira de prueba.
Una incubadora con lector óptico puede incluir una pluralidad de LED o, alternativamente, un LED se usa con un circuito de retroalimentación opcional. El circuito de retroalimentación puede usar un fotodiodo para detectar la variación de salida de luz del LED único. Si la salida de luz cambia, se envía una señal para que se pueda hacer un ajuste apropiado, por ejemplo, un aumento o disminución en la corriente al LED. La salida de luz del LED puede reflejarse directamente en la tira de prueba o, alternativamente, dirigirse a un primer espejo para la reflexión, y a continuación fuera de la tira de prueba a un segundo espejo. El segundo espejo dirige la luz a través de una lente a un generador de imágenes, por ejemplo, un generador de imágenes CCD o CMOS.
Una incubadora con lector puede utilizar la energía proporcionada por un puerto USB desde un ordenador a bordo. Para algunas aplicaciones, particularmente aplicaciones que requieren niveles actuales no disponibles desde un puerto USB, es posible que se requiera conectividad de alimentación separada, por ejemplo, usando el encendedor de cigarrillos, junto con el puerto RS 232 para transmisión de datos. También se puede incluir una batería dentro del lector para una fuente de alimentación separada, independiente.
En una realización, una tira de prueba que contiene una muestra se coloca dentro del lector y se incuba y se lee sin manipulación adicional. En tal realización, la temperatura de la incubadora se puede controlar para mantener una temperatura suficiente para la incubación de las tiras de prueba y para evitar el sobrecalentamiento. Los componentes ópticos se eligen para su uso a temperaturas elevadas (por encima de la temperatura ambiente). El aislamiento puede ser útil para proteger los componentes del sensor óptico sensibles a la temperatura de las temperaturas elevadas. El enfriamiento termoeléctrico que utiliza el "efecto Peltier" en un dispositivo "Peltier" se puede usar para evitar el sobrecalentamiento. Las realizaciones incluyen el uso de bloques de aluminio en la incubadora.
En una realización, la carcasa de la incubadora con lector tiene un exterior y un interior y contiene un mecanismo similar a una cubierta que se abre para la inserción de una tira de prueba. La cubierta se puede levantar y la tira de prueba se puede insertar en una cavidad de calentamiento, tal como una cavidad metálica, por ejemplo aluminio, diseñada para recibir la tira de prueba. La cavidad puede estar rodeada de material aislante tal como un material plástico, por ejemplo, un termoplástico tal como el polioximetileno, conocido como Delrin (DELRIN es una marca registrada de DuPont) que aísla la cavidad y no se deforma cuando se calienta a las temperaturas requeridas para las pruebas. Puede haber componentes electrónicos conectados a la cavidad para calentar la cavidad a una temperatura preestablecida. Un calentador de cerámica o un calentador de elemento resistivo son ejemplos de calentadores útiles. La cavidad se puede diseñar para que sea pequeña para extraer la corriente mínima. Calentar solo las áreas esenciales y proporcionar aislamiento alrededor de esas áreas minimiza los requisitos de energía. El uso de varios algoritmos de calentamiento puede ser útil. Por ejemplo, se puede utilizar una derivada integrada proporcional (PID). Dichos algoritmos son particularmente útiles cuando los resultados de las pruebas se ven afectados por una pequeña variación de temperatura. Las realizaciones incluyen sistemas de control de incubadora que eliminan la necesidad de ajuste manual mediante el uso de sensores de temperatura digitales integrados y potenciómetro digital que proporciona tanto informes de temperatura precisos como un mecanismo mediante el cual un microcontrolador puede ajustar un circuito de control de incubadora independiente analógico. La energía puede ser suministrada por un vehículo de motor o por una batería interna.
En ciertas realizaciones puede ser necesario el enfriamiento, por ejemplo, para estabilizar el entorno de uno o ambos medios de prueba y muestra antes de la incubación.
Un problema con la ejecución de una prueba de diagnóstico en un camión es el mayor riesgo de contaminar la óptica del sistema con suciedad y restos. Por ejemplo, cuando se somete a prueba la leche, la leche en polvo se puede introducir accidentalmente en un lector tal como, si se usa un lector óptico, en la trayectoria óptica para la detección de resultados. Si la óptica del sistema está por encima de una tira de prueba, como se describe en ciertas realizaciones en el presente documento, el problema se reduce por la fuerza de la gravedad que extrae los restos y la suciedad de la óptica. El problema, sin embargo, no se elimina. El problema se agrava en realizaciones en las que la óptica está debajo de una tira de prueba. Este puede ser el caso cuando un sistema incluye incubadora y lector en un único dispositivo para pruebas en tránsito. Cuando se utiliza una incubadora con lector óptico, entre la tira de prueba y la porción del sensor del lector puede haber una ventana óptica transparente. La ventana óptica puede impedir que los restos de la tira de prueba contaminen el sensor mismo u otras partes del sistema que se usan con el sensor, tales como lentes y espejos. La ventana óptica transparente puede ser extraíble y limpiable o puede ser extraíble y desechable. La ventana extraíble/limpiable puede ser la única ventana utilizada o ser adicional a una ventana fija que cubra otras partes de la óptica. En una realización, el material de la ventana incluye plástico transparente de cloruro de polivinilo (PVC). La ventana puede montarse en un portaobjetos e insertarse en el dispositivo lector entre el área
de la tira de prueba y el sensor. La fuente de luz se puede colocar en una variedad de formas y en una variedad de configuraciones con respecto a la óptica. En el documento WO2009038798A1 se describen algunas realizaciones de ventanas ópticas extraíbles y limpiables: Inserto de lector de ensayo y método de mantenimiento de un lector, presentada el 22 de septiembre de 2008. También son posibles otras configuraciones en las que las ópticas del sistema están protegidas por una o más ventanas ópticas.
Las realizaciones también pueden incluir el uso opcional de un microprocesador incorporado y siempre una capacidad de microprocesador dentro de la incubadora con lector para monitorear el progreso de la prueba, tal como el progreso de la prueba en una tira de prueba de flujo lateral, y determinar un resultado de prueba de la tira de prueba de flujo lateral. Cuando se utiliza un microprocesador a bordo, los datos se pueden transmitir al microprocesador para su interpretación. Dichos datos pueden incluir no solo datos relacionados con el resultado de la prueba, sino también datos relacionados con el progreso de la prueba en la tira de prueba. Por ejemplo, la incubadora con lector se puede activar cerrando la cubierta que incluye la cavidad. Antes de determinar el resultado de la prueba, el microprocesador, ya sea dentro del lector o a bordo del vehículo de motor, recibe del lector datos relativos al progreso de la prueba en la tira de prueba. Por ejemplo, antes de determinar el resultado de la prueba, el lector se puede configurar para transmitir datos al microprocesador que se pueden usar para detectar si se produjo un flujo adecuado de un reactivo en la tira de prueba mientras la tira de prueba estaba dentro de la cavidad y/o si una o más líneas estaban presentes en la tira de prueba antes del contacto de la tira con la muestra que se va a someter a prueba. Antes de determinar el resultado de la prueba, el lector puede usarse de manera similar para recibir datos que pueden usarse para determinar si los restos han contaminado el sensor. Por ejemplo, si hay restos en una lente o dentro de una trayectoria de luz óptica, entonces, los datos recibidos por el lector mostrarán una reducción en la reflectancia en la tira de prueba. Tal reducción en la reflectancia, antes del flujo de muestra en la tira, puede ser el resultado de restos y, por lo tanto, el sensor requiere limpieza y/o recalibración.
Si una tira de prueba es válida, por ejemplo, no tiene áreas de reducción en la reflectancia antes del flujo de muestra, entonces la prueba puede continuar. El resultado de la prueba se puede determinar mediante una comparación entre al menos dos líneas en la tira de prueba, por ejemplo, mediante una comparación de los cambios en los valores de reflectancia de dos líneas en la tira de prueba. Combinando el lector y la incubadora, se puede mejorar la velocidad del resultado, por ejemplo, hasta tan poco como menos de 60 segundos o incluso menos de 30 segundos.
Para determinar que una prueba se ha ejecutado correctamente, se pueden almacenar electrónicamente medidas ópticas predeterminadas, tales como los valores de reflectancia, dentro de un componente de microprocesador del lector o dentro de un microprocesador a bordo. Los valores preestablecidos, o parámetros preestablecidos, pueden incluir un valor de reflectancia teórico de una o más líneas de prueba y/o una o más líneas de control en la tira de prueba y también pueden incluir una diferencia entre el valor de reflectancia teórico para la una o más líneas de control y el valor teórico para la una o más líneas de prueba. Un parámetro preestablecido también puede incluir un valor para la tira de prueba después de recibir el flujo de reactivo en la misma.
Las incubadoras con lector pueden incluir sensores ópticos como un solo fotodiodo, múltiples fotodiodos, una matriz de fotodiodos lineales, un dispositivo de par cargado y un semiconductor de óxido de metal complementario en una variedad de formatos.
Mientras se cierra la cubierta, o se puede usar algún otro activador para comenzar la operación de prueba, algunas combinaciones de incubadoras con lector pueden ser capaces de una variedad de secuencias de prueba. Por ejemplo, diferentes analitos y diferentes matrices requieren diferentes temperaturas de incubación. De forma similar, diferentes matrices y diferentes analitos tienen diferentes curvas estándar asociadas y diferentes puntos de corte positivos y negativos (puntos de control). Algunos lectores están programados con múltiples canales, cada uno de los cuales tiene parámetros separados asociados con la prueba relacionada. Las realizaciones incluyen una selección de canal automática iniciada por una codificación en una tira de prueba, tal como una codificación de colores, y se lee por la incubadora con lector ya sea por un sistema de lectura óptica separado o el mismo sistema que lee el resultado de la prueba. Es decir, una tira de prueba puede incluir una parte de codificación de colores que, después del inicio de la prueba, se leerá por un lector de color para determinar uno o ambos canales de lectura y la temperatura apropiada de la incubadora. Por ejemplo, un fotodiodo con un amplio rango dinámico de sensibilidad a las longitudes de onda rojas, verdes y azules se puede utilizar como detector. Los LED rojos, verdes y azules se pueden utilizar como fuente de luz. Cada LED se puede encender secuencialmente y el detector se puede usar para determinar la reflectancia de cada uno de los colores. Una superficie negra (totalmente absorbente ya que no contiene color) producirá poca o ninguna reflectancia de la longitud de onda de los LED dados y, por lo tanto, el detector producirá lecturas de salida bajas. Una superficie blanca producirá la máxima reflectancia de los tres LED. Varios colores (dependiendo de su contenido en la superficie medida) producirán una salida del detector en diferentes niveles.
La fuente de luz LED para el sensor de color puede ser un dispositivo LED rojo, verde, azul en un solo paquete. La fuente de luz LED para el sensor de color también puede ser de tres LED discretos. De forma similar, un solo LED blanco y tres fotodiodos discretos, con respuestas de ancho de banda estrecho en las longitudes de onda rojas, verdes y azules se pueden utilizar como frontal del detector.
En lugar de, o junto con, la codificación de color y un sensor de color algunas realizaciones también pueden emplear
tecnología como la tecnología de identificación por radiofrecuencia (RFID), biometría de tecnología de código de barras, tiras magnéticas, reconocimiento óptico de caracteres, tarjetas inteligentes y reconocimiento de voz. Dicha tecnología puede permitir abordar una variedad de problemas de seguimiento y control en el contexto de las pruebas de diagnóstico, incluidas las pruebas de saneamiento de alimentos. Dicha tecnología también puede utilizar sistemas a bordo para capacidades de potencia y de microprocesamiento.
Varios activadores pueden iniciar el análisis de tiras de prueba ya sea por un microprocesador dentro de la incubadora con lector o por un microprocesador a bordo de un vehículo de motor (después de que los datos de prueba se transmitan desde la incubadora con lector). Por ejemplo, un cierre de la cubierta puede iniciar la operación de prueba, incluyendo la medición óptica. Alternativamente, se puede usar un interruptor separado para iniciar la operación de prueba después de cerrar la cubierta. En cualquier caso, una primera lectura puede determinar si se ha colocado una tira de prueba adecuada. Si se detecta una tira de prueba, se inicia una secuencia de lectura. Por ejemplo, la medición óptica, tal como para detectar la luz reflejada en la tira de prueba, puede utilizar valores, tales como los valores medios de reflectancia, en ciertas áreas de la tira de prueba. Inicialmente, el sistema puede analizar la tira de prueba para determinar si la trayectoria óptica está libre de interferencias, tal como de restos. Los restos pueden estar en cualquier número de ubicaciones en la trayectoria óptica, incluso en una tira de prueba o en un contenedor de tiras de prueba. Simultáneamente con el análisis de la trayectoria óptica en busca de restos, o posteriormente, el sistema puede analizar una tira de prueba para determinar si ya se ha producido el desarrollo de una línea. Es decir, si se ha insertado una tira adecuada en la cavidad. Las tiras de prueba configuradas para desarrollarse dentro de ciertas áreas, tal como una línea de prueba y una línea de control, no deben tener un desarrollo inicial en esas áreas. Por ejemplo, las líneas configuradas para desarrollar un cambio en la reflectancia cuando entran en contacto con los reactivos y la muestra no deben desarrollarse hasta que haya llegado el flujo de muestra y reactivos y se haya producido la unión. Tal flujo no habrá llegado en el momento de una lectura inicial, por ejemplo, 3 segundos. De esta forma, si se detecta el desarrollo de una línea en el análisis inicial de la tira de prueba, se enviará un mensaje de error al usuario y se podrán abortar lecturas adicionales, por ejemplo, mediciones ópticas adicionales. Este mecanismo puede detectar el uso de tiras de prueba preelaboradas (negativas conocidas) o tiras premarcadas. Por lo general, cuando se reduce la reflectancia en una tira de prueba no utilizada, ya sea por la presencia de desarrollo de líneas u otro oscurecimiento de la tira de prueba lejos de la línea base, tal como por contaminación de restos, la reducción de la reflectancia puede informar al usuario de que algo ha ocurrido en una tira de prueba o en una trayectoria óptica, por lo que no se debe aceptar un resultado.
Después de que las lecturas ópticas iniciales sean satisfactorias y se seleccionen los parámetros del lector y las temperaturas de la incubadora apropiados, ya sea de manera manual o automática, se pueden utilizar lecturas ópticas adicionales, por ejemplo, aproximadamente 15 segundos después de que se haya aplicado la muestra, para determinar si se ha producido un flujo adecuado. Por ejemplo, las lecturas ópticas pueden determinar si los reactivos han fluido o no entre una región de aplicación de la muestra y una línea aguas abajo, tal como una línea de prueba. La presencia de la etiqueta, tal como partículas coloreadas, por ejemplo cuentas de sol doradas, que fluyen en la fase móvil, y los cambios de reflectancia resultantes en la tira entre el área de aplicación de la muestra y una primera línea de prueba, puede informar al usuario de que se está produciendo un flujo y devolver un mensaje de error si no se detecta ningún flujo. Una tira de prueba que carece de cambios de reflectancia predecibles podría no haber tenido flujo de muestra o haber tenido un flujo de muestra inadecuado. Ciertas mediciones también pueden indicar si se ha producido un flujo excesivo, como en el caso de que se haya aplicado un volumen demasiado grande de muestra a una tira de prueba y el posible cambio de reflectancia debido a los reactivos se vea superado por el volumen de muestra excesivo. Los cambios de reflectancia entre el área de aplicación de la muestra y las áreas de detección de resultados, tal como línea de prueba y línea de control, pueden ser temporales y desaparecer a medida que fluye la fase móvil. Si se toman medidas ópticas, se pueden detectar tales cambios temporales/no permanentes.
Si una tira de prueba u otro tipo de ensayo, ha pasado las lecturas preliminares, las lecturas pueden comenzar a determinar un resultado. Por ejemplo, después de aproximadamente 30 segundos, puede comenzar el análisis de la línea de prueba y de la línea de control. Cuando hay suficiente diferenciación entre la prueba y el control, se puede proporcionar un resultado. Normalmente, los resultados negativos y los resultados más extremos se pueden proporcionar antes y los resultados más cercanos a los niveles de umbral requerirán más tiempo. Por ejemplo, en el caso de una prueba en la que el valor de reflectancia en una línea de prueba se relaciona inversamente con una cantidad de analito, si la reflectancia de la línea de prueba se reduce a un cierto nivel, se puede llamar un resultado negativo.
Ejemplos
La Figura 1 ilustra un ejemplo fuera del alcance de la invención en el que una incubadora con lector 1 tiene, como su fuente de energía, un vehículo de motor y como su "cerebro" un sistema de ordenador (microprocesador) a bordo 2. La prueba de diagnóstico se coloca en la cavidad 3 y se cubre por un dispositivo similar a una puerta 4. Un código de programación, tal como el código escrito en un lenguaje estándar tal como C o C++ se puede cargar en el ordenador a bordo 2 para la interpretación de la salida de datos del lector. Además, el ordenador a bordo 2 puede proporcionar gestión de datos, funciones de memoria y control requeridas por el lector o la incubadora. Los resultados de las pruebas se pueden transmitir a través de los sistemas del vehículo de motor a una ubicación remota para ayudar con el control logístico. La fuente de alimentación puede ser a través de una conexión USB 5 al ordenador a bordo 2 o a
través de conectividad de energía separada 6 , por ejemplo, a la fuente de alimentación del encendedor de cigarrillos. La incubadora puede estar bien aislada para minimizar los requisitos de energía y las variaciones de temperatura. Es posible que se requieran rangos de temperatura de hasta 65 grados C para ciertas pruebas de diagnóstico. El lector puede ser una variedad de tipos de lectores capaces de utilizar el microprocesador y la alimentación a bordo.
Las figuras 2 y 3 muestran una realización de incubadora con lector 1. En la figura 2 la cubierta 12 está abierta y en la figura 3 la cubierta 12 está cerrada. Cuando se abre la cubierta 12 se expone la cavidad 13 en la base aislada 14. La cubierta 12 puede estar compuesta por una variedad de materiales, tales como materiales aislantes, incluyendo plástico. La cubierta 12 se puede configurar para cerrarse sobre la cavidad 13 cuando la tira de prueba 21 (no se muestra en las Figuras 1,2 y 3), dentro del recinto 20 de tira de prueba (no mostrada en las Figuras 1,2 y 3) se coloca en la misma. El cierre de la cubierta 12 puede iniciar la lectura óptica de la tira de prueba. El cierre de la cubierta 12 también puede iniciar la incubación. Alternativamente, la cavidad 13 se puede calentar antes de recibir la tira de prueba 21. La cavidad 13 incluye la apertura 15 a través de la cual la luz puede iluminar la tira de prueba 21 y a través de la cual los cambios en la tira de prueba 21 pueden ser detectados por el sensor óptico, colocado debajo de la cavidad 13 e informados al usuario a través de la pantalla de resultados 17 opcional. La ventana óptica extraíble se puede colocar entre el sensor óptico y la cavidad 13 y unirse a la empuñadura 18 para facilitar la extracción. La abertura 16 con cubierta 10 puede proporcionar una entrada para aire comprimido. La ventana óptica se puede quitar tirando de la empuñadura 18. La cavidad 13 puede estar compuesta de material calefactable y protegida y aislada por la base 14 y la cubierta 12, cuando están cerradas. Las aberturas 25 y 26 en la cubierta 12 permiten el acceso a los tornillos de ajuste 41, 42 cuando la cubierta 12 está cerrada. También se puede acceder a los tornillos de ajuste cuando la cubierta 12 está abierta. Los tornillos de ajuste 41, 42 y 13 se pueden utilizar para colocar correctamente la cavidad 13 en relación con la óptica para que los cambios en la tira de prueba 21 se puedan detectar por completo. La figura 3 muestra el tornillo de ajuste 43 en la cavidad 13 y tornillos de ajuste 41 y 42 en la base aislada 14. La bisagra 33 permite una fácil apertura de la cubierta 12. La caja 2 muestra una conexión de corriente de 12 o 24 voltios a la incubadora con lector. La caja 6 representa un microprocesador a bordo conectado a la incubadora con lector. Como se muestra en la figura 4, la tira de prueba 21 en el recinto 22 se coloca en la cavidad 13 para la incubación y lectura a través de la apertura 15.
La figura 5 muestra la cubierta 12 cerrada que incluye la tira de prueba 21 y el recinto 22 de tira de prueba que se han colocado en la cavidad 13. Cuando la cubierta 12 está cerrada en la tira de prueba 21 dentro de la cavidad 13 pueden ocurrir las pruebas, incluido el control previo al resultado de la tira de prueba 21 para áreas de reflectancia reducidas que pueden ser causadas por factores que incluyen restos dentro de la trayectoria óptica o un intento por parte del usuario de engañar al sistema al intentar usar una tira de prueba preejecutada o premarcada.
La figura 6 es una sección transversal parcial de la figura 5 que muestra la cubierta 12 cerrada que incluye la tira de prueba 21 y el recinto 22 de tira de prueba que se han colocado en la cavidad 13.
Las figuras 7-9 muestran un módulo de inserto 31. Estas figuras ilustran la ventana óptica extraíble 33 en la posición retirada, donde la ventana 33 se extrae de la cavidad 13. La ventana óptica 33 se puede extraer, por ejemplo, para la limpieza y/o reemplazo, tirando o enganchándose en la empuñadura 18. En un lector óptico, por ejemplo, entonces se puede usar una fuente de luz para iluminar la tira de prueba 21 a través de una abertura en una placa de circuito. En esta realización, la luz puede reflejarse en la tira de prueba 21, que luego se puede enfocar en un sensor óptico colocado en relación, por ejemplo, desde arriba de la apertura.
Las figuras 10-12 muestran una incubadora con lector, que no es una realización de la presente invención, numerada en la presente como 61. En este caso, la cavidad de la tira de prueba 13 es parte de un módulo extraíble 62. Una pantalla táctil 63 opcional se incluye para facilitar su uso. El módulo extraíble 62 puede incluir una o más ventanas, tales como ventanas ópticas, protegiendo la óptica del sistema de la contaminación a través de la apertura 15. También se puede incluir una apertura adicional (no mostrada) para alinearla con el extremo aguas abajo de la tira de prueba 21, dicha apertura adicional se puede alinear para ser leída por un sensor de color, tal como, por ejemplo, un fotodiodo con un amplio rango dinámico de sensibilidad a las longitudes de onda rojas, verdes y azules, dentro de la incubadora con lector 61. Este código de colores se puede utilizar para, después del inicio de la prueba, ser leído por un lector de colores dentro de la incubadora con lector 61 para determinar uno o ambos canales de lectura y la temperatura apropiada de la incubadora. Una apertura de codificación de colores de este tipo también puede estar protegida por una ventana óptica. La incubadora con lector 61, como la incubadora con lector 1 puede incluir conexiones para el uso de microprocesador a bordo y fuente de alimentación de vehículos de motor.
Claims (5)
1. Un aparato de incubadora con lector (61) adecuado para ser operado a bordo de un vehículo y dispuesto para incubar una tira de prueba de flujo lateral (21) a una temperatura aumentada por encima de la temperatura ambiente durante un cambio que representa un resultado de prueba que ocurre en dicha tira de prueba de flujo lateral (21) y para generar un resultado de prueba de diagnóstico a partir de dicha tira de prueba de flujo lateral (21), comprendiendo dicho aparato (61):
a. una fuente de energía (6);
b. un lector óptico que comprende una fuente de luz y un sensor óptico;
c. un microprocesador (2) dentro de dicho aparato de incubadora con lector (61) y en comunicación con dicho lector óptico que comprende medios para comunicarse con dicho vehículo, en donde dicho microprocesador está adaptado para generar dicho resultado de la prueba de diagnóstico y entregar una transmisión del progreso de la prueba y una transmisión de datos del resultado de la prueba de diagnóstico a un microprocesador externo a bordo de dicho vehículo; y
d. un módulo (62) que tiene:
i. una cavidad (13) dispuesta para recibir dicha tira de prueba de flujo lateral (21) de manera que dicha tira de prueba de flujo lateral esté alineada en una trayectoria óptica con dicho lector óptico, en donde la cavidad (13) comprende una apertura de iluminación (15) dispuesta para permitir que la luz de la fuente de luz del lector óptico ilumine la tira de prueba (21) y para permitir que el sensor óptico del lector óptico, colocado debajo de la cavidad (13), detecte cambios en la tira de prueba (21)
ii. una cubierta (12) asegurada a dicho aparato de incubadora con lector (61) para incluir dicha tira de prueba de flujo lateral (21) en una posición cerrada.
2. Aparato de acuerdo con la reivindicación 1, en donde dicha cubierta (12) es una cubierta recolocable para incluir dicha tira de prueba de flujo lateral (21).
3. Aparato de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en donde dicho módulo (62) incluye al menos una apertura adaptada para alinearse con un extremo aguas abajo de dicha tira de prueba de flujo lateral (21).
4. Aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dicho microprocesador indica a dicho lector óptico que realice la prueba de dicha tira de prueba de flujo lateral (21) y que genere dicho resultado de la prueba de diagnóstico.
5. Aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dicho aparato está adaptado para probar la calidad de un producto agrícola a partir de dicho resultado de prueba de diagnóstico proporcionado por dicha tira de prueba de flujo lateral (21).
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