ITMI942083A1 - Strumento diagnostico automatizzato in particolare per l'analisi di campioni in pacchi di prova per un analita - Google Patents
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Abstract
Una macchina per analisi cliniche economicamente efficace e affidabile fornisce uno strumento e processo diagnostico efficiente e di facile impiego per provare e analizzare accuratamente, rapidamente e automaticamente campioni in "pacchi" di prova per un analita. Nella macchina per analisi cliniche, carrelli comandati a distanza trasportano pacchi di prova contenenti campioni che devono essere provati da una stazione di caricamento/scarico ad una stazione di trattamento/prova attraverso un carosello e viceversa. Nella stazione di trattamento, uno speciale dispositivo di trattamento o processore, con rulli, pattini di miscelazione, complessi di tracimatura, magneti, piastra di serraggio e dispositivo saldatore termico azionati magneticamente, tratta campioni in pacchi di prova con vari reagenti per rivelare un analita. Il carosello ritiene i pacchi di prova durante periodi di incubazione e fa ruotare i pacchi a perdere o monouso provati presso un lettore ottico che rileva otticamente la presenza di un analita nel campione. Lettori di codici a barre sono previsti per favorire l'identificazione del pacco di prova, paziente e relativo campione.
Description
DESCRIZIONE
La presente invenzione riguarda un analizzatore clinico e, più particolarmente, uno strumento diagnostico automatizzato e processo per analizzare campioni in pacchi di prova per un analita. La rivelazione di microorganismi infettivi è principalmente realizzata o mediante tecniche di coltura o mediante tecniche di rivelazione di anticorpi. Le tecniche di coltura sono state impiegate convenzionalmente per molti decenni e in combinazione con alcune prove biotecniche sono in grado di identificare agenti patogeni batterici più comuni. Tecniche di rivelazione di anticorpi sono entrati nell'uso di laboratorio di routine circa due decenni fa. Benché siano generalmente più sensibili delle tecniche di coltura, le tecniche a anticorpi sono generalmente solamente utili per diagnosticare un gruppo limitato di microorganismi.
Tecniche di coltura convenzionali, che sono ancora attualmente usate, comportano l'inoculare un tessuto umano o campione fluido su una piastra o su piastre di mezzi nutritivi speciali, impiegando tecniche sterili. I mezzi impiegati sono basati sulla loro capacità di supportare microorganismi specifici che potrebbero trovarsi nel campione. Quando le piastre o piastrine dei mezzi sono inoculate, esse sono incubate per 12-24 ore. Successivamente, le piastre sono esaminate macroscopicamente e relativamente alla crescita del microorganismo o dei microoorganismi. Se è presente crescita, una o due ulteriori prove biochimiche sono eseguite per identificare l'organismo in base alle sue note reazioni metaboliche. L'identificazione biochimica comporta l'inoculare materiale specifico con un isolato puro dei batteri. Le reazioni biochimiche sono incubate per 24-48 ore e quindi osservate relativamente alla presenza di una reazione chimica positiva oppure negativa. Spesso, un vetrino è pure preparato per l'esame microscopico suscettibile di favorire nella identificazione. Piastre o piastrine che non hanno inizialmente prodotto crescita sono incubate per un totale di 48-72 ore per determinare chiaramente il loro stato negativo. Negli anni '80 sono stati sviluppati procedimenti per produrre risultati più rapidi. In questi procedimenti, dopo la prima crescita per 24 ore, isolati sono inoculati in materiali biochimici di rapida reazione. Identificazione preliminare può essere disponibile in modo rapido ad esempio dell'ordine di 4 ore in taluni di questi procedimenti con completa identificazione entro 12-24 ore per la coltura primaria. Il principio della maggior parte delle prove rapide è il medesimo dei procedimenti biochimici classici, ma è stato adattato ad un formato rapido, automatizzato o semiautomatizzato. Il microbatterio tuberculosis (M.Tb), che è l'agente causale della tubercolosi (TB) è rivelato mediante tecniche di coltura classiche. La differenza principale è che il M.Tb è un microorganismo a crescita estremamente lenta, impiegante tra quattro e sei settimane per la crescita e per la sua identificazione. Quando il campione viene ricevuto, viene preparato un vetrino per l'esame microscopico, che può fornire un risultato presuntivo se sul vetrino è osservato un microorganismo presentantesi come il TB. Questo non è un metodo affidabile ma, se positivo, può fornire al medico una certa indicazione relativamente al fatto che il paziente potrebbe avere la TB.
I procedimenti o metodi di rivelazione di anticorpi sfruttano vantaggiosamente gli anticorpi. Un anticorpo è una molecola proteica che è prodotta nel sistema immunologico normale come risposta imraunologica a materiale estraneo (non autarchico). Il materiale estraneo viene chiamato antigene. La produzione di una risposta immunologica è chiamata antigenica. Molti microorganismi sono antigenici per il corpo umano, per cui anticorpi sono prodotti quando si è verificata esposizione al microorganismo. Il procedimento di rivelazione degli anticorpi originali comporta la rivelazione e spesso la quantificazione dell anticorpo nel sangue del paziente. Il principio del procedimento è basato sul legame estremamente specifico dell anticorpo all'antigene. Se sono presenti sia l'antigene che l'anticorpo, essi formeranno un legame chimico analogo a quello di una serratura e chiave. In quello più semplice di questi procedimenti, il campione sanguigno, contenente potenzialmente l'anticorpo, è miscelato con l'antigene che ha un rivelatore radioattivo insito nella sua struttura. Se l'anticorpo e l'antigene sono entrambi presenti, essi si legheranno producendo un segnale radioattivo indicante una reazione positiva. Se l'anticorpo non è presente nel campione, 1'antigene sarà lavato via e la reazione non produrrà un segnale radioattivo. A causa dei potenziali pericoli relativi al trattare materiali radioattivi, i procedimenti originali sono stati largamente sostituiti da rivelatori enzimatici che evidenziano una reazione cromatica quando positiva. Sono stati sviluppati altri procedimenti, basati sul legame anticorpo-antigene, che combinano una molteplicità di anticorpi e sistemi antigenici per aumentare la specificità. Poiché essi sono proteine, anticorpi possono essere pure rivelati mediante comuni procedimenti di rivelazione di proteine, come l’elettroforesi.
Nel passato, analisi cliniche di analiti in un provetta o "pacco" di prova erano tediose, consumavano tempo, richiedendo spesso giorni per ottenere risultati, erano intensive dal punto di vista manuale e spesso inaffidabili. Perciò, è desiderabile fornire uno strumento diagnostico ed un processo perfezionato che eliminino la maggior parte dei, se non tutti i problèmi precedenti.
E' fornito uno strumento diagnostico automatizzato perfezionato per analizzare rapidamente, efficientemente ed efficacemente campioni in pacchi di prova per un analita. Vantaggiosamente, il nuovo strumento diagnostico automatizzato è facile da impiegare, affidabile e sicuro. Vantaggiosamente, i pacchi di prova sono analizzati automaticamente, rapidamente e ripetutamente mediante lo strumento diagnostico favorevole per l'utente senza alcun contatto umano del campione nei pacchi di prova chiusi per evitare contaminazione e garantire affidabilità e conferma dei risultati di analisi.
A tal fine, lo strumento diagnostico automatizzato comprende un complesso di trattamento mobile che contatta campioni in pacchi di prova con almeno un reagente per formare un analita otticamente rivelabile. Il complesso di trattamento mobile favorisce nell'analisi dei pacchi di prova. Analisi di acidi nucleici sono preferite per avere risultati ottimali benché, in alcune circostanze, possa essere desiderabile impiegare analisi immunologiche o altre analisi. Il complesso di trattamento può spostarsi verticalmente, orizzontalmente, longitudinalmente, lateralmente e in altre direzioni come desiderato. Il complesso di trattamento può avere almeno un rullo e/o pattino mobile di moto alternativo per favorire la miscelazione dei reagenti nei pacchi di prova. Gli analiti rivelabili otticamente nei pacchi di prova sono rilevati otticamente e rivelati mediante un complesso di rivelazione ottico.
Distanziato dal complesso di trattamento vi è un complesso di supporto di pacchi di prova per supportare i pacchi di prova. Il complesso di supporto dei pacchi di prova può essere sotto forma di un piatto girevole, carosello o giostra, trasportatore a nastro o altro meccanismo di supporto o dispositivo di ritenzione. Un motore o altri mezzi di azionamento dinamici sono previsti per spostare il complesso del supporto dei pacchi di prova ed il complesso di rivelazione ottico l'uno rispetto all'altro in maniera tale che i pacchi di prova siano rivelati mediante il complesso di rivelazione ottico a intervalli temporizzati o sincronizzati. Nella forma di realizzazione illustrativa, sia il complesso del supporto dei pacchi di prova che il complesso di rivelazione ottico sono mobili e azionati mediante motori.
L'invenzione fornisce pure un rilevante processo diagnostico automatizzato per analizzare campioni e pacchi di prova per analiti. Nel procedimento, analiti otticamente leggibili sono formati mediante espressione, rullatura e miscelazione sequenziali di reagenti con campioni in aree di reazione di un insieme o gruppo di pacchi di prova a perdere o monouso chiusi. Porzioni di scarto dei campioni sono separati dagli analiti nei pacchi di prova e rullate o in altro modo fatte passare in sacchetti per scarti nei pacchi di prova, che sono successivamente sigillati o saldati.
Durante il trattamento, le temperature dei pacchi di prova sono controllate per migliorare l'affidabilità delle prove. I pacchi di prova sono ripetutamente spostati presso una stazione di scansione ove essi sono scanditi otticamente e sottoposti a rilevazione relativa agli analiti rivelabili otticamente.
Nel processo preferito, bolle di reagenti nei pacchi di prova a perdere o monouso chiusi sono compresse e tenute sono rimosse con elementi di compattazione mobili di moto alternativo come pattini oppure tramite rulli. Porzioni di scarto dei campioni sono separate magneticamente dagli analiti e spostate in sacchetti degli scarti che sono successivamente termosaldati. Preferibilmente, i pacchi di prova sono ruotati in una posizione verticale presso la stazione di scansione, mediante un carosello.
Nella forma di realizzazione preferita, lo strumento diagnostico automatizzato ha un complesso di stazione di trattamento speciale comprendente un complesso o sella mobile che si sovrappone sui e impegna i pacchi di prova. Il complesso a sella mobile esprime e miscela reagenti con campioni nei pacchi di prova per formare analiti otticamente leggibili e separa e sigilla porzioni di scarto dei campioni dagli analiti e sacchetti degli scarti per i pacchi di prova. Nella forma di realizzazione illustrativa, il complesso a sella include un sub-complesso a rulli, un subcomplesso a pattini e miscelatore, e un sub-complesso saldatore che sono mutuamente operativamente collegati. Il sub-complesso a rulli miscela reagenti e i campioni nell'area di reazione dei pacchi di prova, e sposta il materiale di sfondo comprendente porzioni di scarto dei campioni a sacchetti degli scarti nei pacchi di prova. I sub-complessi a pattini di miscelazione manipolano e miscelano reagenti in bolle (blister) e pacchi di prova e rompono le bolle per far fuoriuscire reagenti dalle bolle alle aree di reazione dei pacchi di prova. Il sub-complesso saldatore salda bolle o blister per reagenti vuote, aree di reazione svuotate e sacchetti di scarti riempiti nei pacchi di prova. Preferibilmente, il complesso della stazione di trattamento include pure un complesso a piastra di serraggio o fissaggio per ritenere e supportare i pacchi di prova in una posizione eretta. Magneti azionati pneumaticamente sono operativamente collegati al complesso della piastra di serraggio o fissaggio per impegnare i pacchi di prova. I magneti azionati pneumaticamente attraggono magneticamente palline metalliche (particelle metalliche) nei pacchi di prova portanti gli analiti otticamente rilevabili. Nella forma di realizzazione illustrativa, il complesso della stazione di trattamento include pure un complesso di scarico per chiudere tipicamente i sacchetti degli scarti nei pacchi di prova.
Vantaggiosamente, il complesso della stazione di trattamento fornisce le tecniche di analisi e i meccanismi di analisi per analizzare a sonde di acidi nucleici campioni dei pacchi di prova mediante cattura di bersagli (target) desiderabili (RTC). Le tecniche di analisi preferite includono: sonde di ibridizzazione per bersagli (target) di sequenze di acidi nucleici comprendenti gli analiti nei campioni; catturare le sonde ibridizzate e bersagli o target sulle palline; rimuovere magneticamente le palline da sospensione nei pacchi di prova; lavare il materiale di sfondo dai campioni, rilasciare bersagli dalle palline con un eluente; e duplicare sonde rivelatrici con enzima replicasi Q-beta per l'amplificazione.
Lo strumento diagnostico automatizzato comprende un complesso sensore per rivelare otticamente gli analiti rivelabili otticamente nei pacchi di prova. Nella forma preferita, il complesso di rilevazione include un complesso a testa di lettura per rilevare analiti fluorescenti ibridizzati. Un complesso a carosello è previsto per ritenere un complesso di pacchi di prova in una posizione generalmente verticale e per spostare e far ruotare intermittentemente, ripetutamente e accuratamente i pacchi di prova presso il complesso sensore ottico in modo tale che il complesso sensore ottico può rivelare otticamente caratteristiche ottiche transitorie variabili degli analiti nei pacchi di prova a intervalli periodici selezionati, come pure confermare la diagnosi. Controlli di temperatura sono previsti per controllare la temperatura dei campioni nei pacchi di prova durante il trattamento, l'analisi, la diagnostica e la lettura. I controlli di temperatura includono controlli o comandi di incubatrici, preferibilmente posizionati attorno al carosello per riscaldare il complesso di pacchi di prova verticali nel carosello. I controlli o comandi di temperatura includono pure elemento di riscaldamento attorno al complesso della stazione di trattamento per riscaldare i pacchi di prova nella stazione di trattamento .
Lo strumento diagnostico automatizzato comprende pure una stazione a sportello di caricamento per l'ingresso e l'uscita (entrata e fuoriuscita) dei pacchi di prova. Un carrello di caricamento è previsto per movimentare e trasportare i pacchi di prova dalla stazione a sportello di caricamento al carosello e viceversa. Il carrello di trattamento è previsto per spostare e trasportare i pacchi di prova dal carosello alla stazione di trattamento e viceversa. Preferibilmente, almeno uno dei carrelli include un trasportatore a nastro. Un elemento a navetta è fissato al trasportatore a nastro per ritenere amovibilmente i pacchi di prova in una posizione verticale.
Benché vari tipi, sagome e dimensioni di pacchi di prova e altri mezzi per il contenimento di campioni possono essere impiegati nello strumento diagnostico, per ottenere risultati ottimali è preferito che i pacchi di prova comprendano pacchi a perdere chiusi montati su vassoi resistenti agli impatti fornenti piastre di supporto. I pacchi a perdere o monouso chiusi hanno bolle o blister suscettibili di scoppiare contenenti reagenti per le prove desiderate. Vantaggiosamente, i pacchi a perdere chiusi sono costituiti da plastica flessibile suscettibili di trasmettere la luce, come plastica trasparente o traslucida, con porzioni visibili per osservare i reagenti e campioni entro l'interno dei pacchi. I vassoi fornenti le piastre di supporto si impegnano in modo coniugato e fissano rigidamente i pacchi monouso chiusi. Nella forma di realizzazione preferita, i vassoi comprendono meccanismi di agganciamento con celle di lettura e finestrelle otticamente trasparenti e per consentire di osservare gli analiti otticamente rilevabili nei pacchi monouso o a perdere chiusi. I pacchi di prova includono pure preferibilmente una piastra termicamente conduttrice per condurre calore dai controlli o comandi di riscaldamento per migliorare l'amplificazione. Nella forma di realizzazione illustrativa, i vassoi hanno porzioni di supporto superiori lateralmente fessurate e porzioni di supporto inferiori per impegnare l'elemento a navetta e il carosello. Ciascuno dei vassoi è codificato con contrassegni corrispondenti ad una prova e identificazione desiderate del campione e del paziente. Vantaggiosamente, lo strumento diagnostico automatizzato include un complesso lettore di contrassegni come un lettore di codici a barre, posizionato in prossimità della stazione a sportello di carico per leggere otticamente contrassegni, codici a barre e identificazione dei vassoi.
Una o più unità di elaborazione centrale, come un calcolatore con uno schermo di visualizzazione, possono essere previste per ricevere segnali dal lettore di codice a barre o lettore di contrassegni come pure dalla tasca di lettura ottica del complesso di rilevazione. Vantaggiosamente, l'unità di elaborazione centrale è operativamente collegata alla stazione di trattamento per controllare la sequenza di operazioni dei complessi e sub-complessi della stazione di trattamento.
Una illustrazione dettagliata dell'invenzione è reperibile nella descrizione seguente e nelle rivendicazioni accluse prese in unione con i disegni nei quali:
la figura 1 è una vista frontale dello strumento diagnostico automatizzato secondo principi della presente invenzione;
la figura 2 è una vista prospettica di uno sportello di caricamento dello strumento diagnostico automatizzato caricato con un pacco di prova;
la figura 3 è una vista laterale dello sportello di caricamento che viene caricato con un pacco di prova;
la figura 4 è una vista prospettica ingrandita di un pacco di prova prima che la sezione di riempimento di ingresso del pacco chiuso monouso sia stata iniettata con reagenti fluidi e tagliata;
la figura 5 è una vista prospettica del pacco di prova dopo che la sezione di riempimento di ingresso del pacco chiuso monouso è stata iniettata con reagenti e fluidi e tagliata;
la figura 6 è una vista prospettica del pacco di prova;
la figura 7 è una vista di insieme del pacco di prova;
la figura 8 è una vista frontale interna dello strumento diagnostico automatizzato;
la figura 9 è una vista dall'alto interna dello strumento diagnostico automatizzato ;
la figura 10 è una vista frontale del carrello di caricamento e let-tori di codici a barre dello strumento diagnostico automatizzato con un pacco di prova caricato in un elemento a navetta del carrello di carica-mento;
la figura 11 è una vista frammentaria ingrandita della porzione inferiore sinistra del carrello di caricamento;
la figura 12 è una vista frammentaria ingrandita della porzione superiore del carrello di caricamento;
la figura 13 è una vista frammentaria ingrandita della porzione inferiore destra del carrello di caricamento;
la figura 14 è una vista frontale di un elemento a navetta di trattamento portante un pacco di prova in un carrello di trattamento dello strumento diagnostico automatizzato;
la figura 15 è una vista frammentaria ingrandita della porzione superiore sinistra del carrello di trattamento;
la figura 16 è una vista frammentaria ingrandita della porzione inferiore sinistra del carrello di trattamento;
la figura 17 è una vista frammentaria ingrandita della porzione inferiore destra del carrello di trattamento;
la figura 18 è una vista prospettica del complesso a sella dello strumento diagnostico automatizzato;
la figura 19 è una vista laterale del complesso a sella;
la figura 20 è una vista frontale del complesso a sella;
la figura 21 è una vista dall'alto del complesso a sella o a slitta visto dalla parte posteriore dello strumento diagnostico automatizzato; la figura 22 è una vista prospettica di una sella di lettura del pacco di prova presa dalla parte posteriore del pacco di prova;
la figura 23 è una vista di insieme di un coperchio e luce per campione del pacco di prova visto dalla porzione posteriore del pacco di prova;
la figura 24 è una vista d'insieme di dispositivi di adesione di codici a barre e porzioni di un vassoio costituente parte della parte posteriore del pacco di prova;
la figura 25 è una vista di insieme di un pacco di prova e complesso di piastra di serraggio o fissaggio dello strumento diagnostico automatizzato ;
la figura 26 è una vista prospettica del complesso a piastra di serraggio e indicante la direzione di movimento dei magneti;
la figura 27 è uno schema circuitale pneumatico dello strumento diagnostico automatizzato;
la figura 28 è una vista prospettica schematica dell'interno dello strumento diagnostico automatizzato;
la figura 29 è una vista laterale del complesso di trattamento; la figura 30 è una vista prospettica di una testa di lettura del lettore ottico dello strumento diagnostico automatizzato;
la figura 31 è una vista schematica di un sistema di riscaldamento di trattamento dello strumento diagnostico automatizzato;
la figura 32 è una vista prospettica di una porzione del complesso di scarico dello strumento diagnostico automatizzato;
la figura 33 è una vista prospettica ingrandita di una porzione a inserto di sigillatura o saldatura del complesso di scarico;
la figura 34 è una vista in sezione trasversale di una porzione di uno dei complessi a magnete dello strumento diagnostico automatizzato; la figura 35 è una vista prospettica di un complesso a magnete; la figura 36 è una vista in sezione trasversale frammentaria di una porzione di azionamento inferiore del carosello e perno di bloccaggio dello strumento diagnostico automatizzato;
la figura 37 è una vista in sezione trasversale di una porzione di azionamento inferiore del carosello dello strumento diagnostico automatizzato ;
la figura 38 è una vista in sezione trasversale della testa di lettura e della finestra della cella di lettura a pacco di prova;
la figura 39 è una vista frontale della testa di lettura e del lettore ottico montato su porzioni dello strumento diagnostico automatizzato;
la figura 40 è una vista prospettica di porzioni del complesso a slitta o sella;
la figura 41 è una vista prospettica di un complesso a slitta o sella e porzioni del complesso processore dello strumento diagnostico automatiz-zato ;
la figura 42 è una vista di insieme di un complesso di rulli dello strumento diagnostico automatizzato;
la figura 43 è una vista in sezione trasversale di un complesso saldatore dello strumento diagnostico automatizzato;
la figura 44 è ima vista in sezione trasversale di un'altra posizione del complesso saldatore;
la figura 45 è una vista prospettica dell <1 >alloggiamento di lampade del lettore ottico;
la figura 46 è una vista schematica dei componenti del canale di eccitazione del lettore ottico;
la figura 47 è una vista in sezione trasversale ingrandita dei componenti del canale di eccitazione del lettore ottico;
la figura 48 è una vista frammentaria ingrandita del fascio di fibre ottiche del lettore ottico con porzioni di una guaina rimossa in corrispondenza di una giunzione a Y per facilità di comprensione e chiarezza;
la figura 49 è una vista in sezione trasversale del canale dei segnali di emissione del lettore ottico; e
la figura 50 è una vista schematica dall'alto del sistema di riscaldamento a carosello dello strumento diagnostico automatizzato.
Sarà ora descritta la forma di realizzazione preferita.
Generalità
Uno strumento diagnostico automatizzato 100 (figura 1) fornisce un analizzatore clinico e una macchina diagnostica automatica per analizzare campioni per analiti in pacchi di prova 200 (figura 2) pure chiamati pacchi specifici di prova (TSP). Lo strumento diagnostico automatizzato è un'unità autonoma che automatizza una serie di reazioni, processi, prove e analiti su pacchi di prova. Lo strumento diagnostico automatizzato o automatico esegue tutte le reazioni interessate in un'analisi nei pacchi di prova.
Lo strumento diagnostico automatizzato include: un alloggiamento o corpo scatolare 102 (figura 1), pannelli includenti un pannello anteriore 104 e un pannello laterale 106, una unità di elaborazione centrale 108, uno sportello di caricamento 110, carrelli includenti un carrello di caricamento 300 (figura 9) ed un carrello di trattamento 302, lettore 304 e 306 di codici a barre (figura 10), un complesso a carosello ruotante 400 (figura 9) pure chiamato carosello, un modulo ottico 500 collegato operativamente mediante fibre ottiche ad un lettore o scansore ottico 502 con una testa di lettura 504, un processore 600, e una stazione di trattamento 602. La stazione di trattamento 602 comprende un processore con: un complesso 604 di piastra di fissaggio del processore (figura 25) e un complesso a magnete 606 del processore, un complesso di scarico 608 del processore (figura 29) ed un complesso a sella o slitta 610 del processore o dispositivo di trattamento. Il complesso 610 a sella o slitta del processore comprende un sub-complesso 612 di rulli, (figura 18) con rulli di trattamento superiore e inferiore 614 e 616, un sub-complesso 618 di miscelatori o pattini con miscelatori comprendenti pattini 620 e 622 mobili di moto alternativo, ed un sub-complesso 624 di saldatori con un saldatore laterale 626 e un saldatore 628 dell'area di reazione. I processore 600 è controllato pneumaticamente mediante un circuito e sistema pneumatico 700 (figura 27). Pacchi di prova nella stazione di trattamento sono riscaldati mediante un sistema 630 di riscaldamento del processore (figura 31). Pacchi di prova nel carosello o giostra 400 (figura 9) sono riscaldati mediante un sistema 402 di riscaldamento del carosello. Controlli o comandi elettrici sono previsti per controllare e regolare la velocità e lo spostamento dei carrelli, carosello, testa di lettura e camme nel complesso a sella o slitta come sarà discusso in seguito.
Un complesso 112 a perno di bloccaggio (figura 37) comprende un perno di bloccaggio mobile 115 (figura 37) per fissare in modo rilasciabile il carosello in varie posizioni. Il complesso del perno di bloccaggio opera per posizionare il pacco di prova di fronte alla testa di lettura in modo tale che la testa di lettura può leggere l'analita rivelabile otticamente nella cella di lettura. Il complesso del perno di bloccaggio favorisce inoltre nel posizionare e allineare i pacchi di prova per l'ingresso nel e l'uscita dal carrello di caricamento e carrello di trattamento.
Alloggiamento e pannelli
L'alloggiamento 102 (figura 1) dello strumento diagnostico può avere struttura metallica rinforzata o essere fatto di una plastica resiliente può essere posizionato su un banco da laboratorio, tavolo o mensola. Il pannello anteriore 104 dello strumento diagnostico automatizzato contiene quattro LED (diodi fotoemettitori): di potenza, caricamento, scarico e di stato attivo. I LED indicano lo stato corrente dello strumento diagnostico automatizzato. Il LED di potenza o applicazione di energia elettrica è illuminato quando lo strumento diagnostico automatizzato è acceso. Il LED di caricamento è illuminato quando possono essere caricati pacchi di prova. Il LED di scarico è illuminato quando un pacco di prova è pronto per essere scaricato. Il LED di stato attivo si illumina quando lo sportello di caricamento 110 non può essere aperto.
Il pannello laterale 106 (figura 1) dello strumento diagnostico automatizzato fornisce energia elettrica all'intero strumento e consente allo strumento di comunicare con altri dispositivi. Il pannello laterale comprende: un azionamento di dischi, quattro terminali o porti di interfaccia, un'interfaccia parallela, un'interfaccia seriale, un terminale video, una basetta di connessione, un interruttore di applicazione di energia elettrica e un fusibile. L'azionamento dei dischi copia informazione su dischetti. Quattro terminali o porti di interfaccia possono collegare componenti allo strumento diagnostico automatizzato. Un'interfaccia parallela può essere prevista per una opzionale stampante. Un'interfaccia seriale può essere prevista per il collegamento ad un altro calcolatore. Un terminale video può essere previsto per un monitor 116 con uno schermo 118 di calcolatore. Una basetta di connessione o di connettore tonda può essere prevista per una tastiera 120 di calcolatore. Una basetta di alimentazione di energia elettrica è collegata al cordone di alimentazione di energia elettrica a tre spinotti. Un interruttore di alimentazione di energia elettrica ON/OFF commuta lo strumento diagnostico automatizzato in inserzione e spegnimento. Un fusibile protegge lo strumento da sovratensioni o sovracorrenti.
L'alloggiamento 102 prevede un corpo di alloggiamento esterno che limita l'emissione di radiofrequenze dai componenti elettronici entro il contenitore. Un contenitore isolante favorisce il mantenimento di una temperatura costante entro lo strumento diagnostico automatizzato, garantendo che i pacchi di prova abbiano a incontrare la corretta temperatura nel carosello, nella stazione di trattamento e nei carrelli.
Unità di elaborazione centrale
Il monitor 116 (figura 1) e la tastiera 120 operano assieme per consentire all'operatore di osservare e immettere informazione relativa a prove di pazienti e al funzionamento dello strumento. Il monitor 116 può essere un monitor a colori VGA da 14 pollici standard. Quadranti 122 lungo il fondo del monitor 116 regolano il contrasto e la luminosità della visualizzazione. La tastiera 120 consente all'operatore di tastierare informazione come nome del paziente, e premere tasti funzionali speciali per visualizzare informazione specifica sul monitor come un rapporto relativo ai risultati di prova del paziente. L'azionamento a dischetti su pannello laterale consente all'operatore di copiare risultati relativi ai pazienti su dischetti amovibili (dischi flessibili o "floppy disk"). L'azionamento può accettare dischetti formattati in DOS da 3,5 pollici di alta densità. Lo strumento diagnostico automatizzato può pure includere una stampante opzionale e può essere impiegato in unione con un dispositivo processore o di trattamento dei campioni. Lo strumento diagnostico automatizzato può essere impiegato con una qualsiasi stampante avente un'interfaccia parallela, può essere basato sullo standard Centronics, è compatibile con Epsori® e può fornire un'uscita di 80 colonne.
Il modulo elettronico 124 (figura 9) in corrispondenza della porzione posteriore dello strumento diagnostico automatizzato contiene microprocessori comprendenti due calcolatori o elaboratori che elaborano i vari complessi interni. Il calcolatore o elaboratore dei risultati di prova comunica con il monitor, con la tastiera e con l'opzionale stampante. Risultati di prova dei pazienti e registrazioni delle prestazioni dello strumento sono memorizzati sull'azionamento rigido (hard drive), di questo calcolatore assieme a programmi che consentono agli operatori di osservare e immettere informazioni sul monitor. L'elaboratore o calcolatore del sistema programma il lavoro di elaborazione per ciascun pacco di prova e sposta i vari complessi entro lo strumento diagnostico automatizzato. I programmi che controllano i complessi e garantiscono che tutte le attività di elaborazione abbiano a verificarsi sotto programma sono memorizzati sul disco rigido (hard disk) di questo calcolatore. L'impiego di due calcolatori fornisce un'interfaccia che garantisce che il calcolatore o elaboratore del sistema non sia influenzato dalle azioni dell'operatore. Il calcolatore del sistema è dedicato a controllare il funzionamento dello strumento diagnostico, per cui tutta la temporizzazione o sincronizzazione di tutte le azioni di trattamento è esatta, precisa e accurata. I pannelli circuitali impiegati per determinare o sorvegliare le funzioni complessive dello strumento diagnostico risiedono entro il modulo elettronico 124.
Il modulo elettronico 124 dello strumento diagnostico può includere due pannelli principali di PC, compatibili con IBM, in una configurazione principale-asservita (master-slave) al fine di fornire la potenza di microelaborazione nello strumento diagnostico automatizzato. Il sistema principale può comprendere un pannello principale da 33 Mhz 386 con un azionamento di dischi rigidi, dischi flessibili e grafica VGA. Il pannello principale asservito può essere un 33 Mhz 386, con grafica VGA. Una scheda di interfaccia può contenere una EPROM con software asservito su essa, e fornisce un bus per il pannello principale del sistema principale. Quattro pannelli elettronici principali sono innestati nel pannello principale del sistema che quindi distribuisce segnali e energia elettrica allo strumento diagnostico. I quattro pannelli principali sono: (1) un pannello digitale che decodifica i codificatori a servomotore e legge gli opto-interruttori; (2) un servopannello, che fornisce elementi di comando o driver di potenza o energia elettrica per i motori e riscaldatori; (3) un pannello pneumatica che fornisce driver per le valvole pneumatiche e la pompa e regola i sensori a piastrina del riscaldatore; e (4) elettronica di lettura. La funzione principale di questi quattro pannelli è quella di fornire sensori e driver che formano una pluralità di servosistemi ad anello chiuso. Pannelli addizionali possono includere un driver a corrente costante programmabile per alimentare in energia elettrica i dispositivi saldatori e il preamplificatore dei fotodiodi dei lettori. I lettori di codici a barre comunicano con l'elemento asservito (slave) attraverso un'interfaccia. Il modulo elettronico 124 (figura 9) compresi i calcolatori, la tastiera e lo schermo di visualizzazione sono cablati a e ricevono segnali dal lettore di codici a barre e dalla testa di lettura. I calcolatori sono pure collegati alla stazione complessa di trattamento per controllare la sequenza di operazioni della stazione complesso di trattamento conformemente alla necessaria sequenza di fasi per eseguire le prove desiderate dei campioni nei pacchi di prova nella stazione di trattamento.
Sportello di caricamento
Lo sportello di caricamento 110 (figura 2), pure chiamato sportello di caricamento o complesso dello sportello di caricamento prevede una stazione di caricamento 126 in cui l'operatore carica e scarica pacchi di prova 200. Lo sportello di caricamento si apre per mostrare la camera di caricamento ove l'operatore inserisce i pacchi di prova. L'operatore può caricare un pacco di prova alla volta come è mostrato in figura 3 e chiude lo sportello di caricamento dopo aver caricato ciascun pacco di prova. La chiusura dello sportello di caricamento fa sì che lo strumento diagnostico automatizzato abbia a iniziare a trattare il pacco di prova. Vantaggiosamente, l'operatore può solamente aprire lo sportello di caricamento quando lo strumento è pronto per ricevere o scaricare pacchi di prova. Lo sportello di caricamento è chiuso e bloccato quando operazioni sensibili alla temperatura e sensibili alla luce si stanno verificando entro lo strumento diagnostico automatizzato.
Lo sportello di caricamento apre un passaggio di ingresso per l'ingresso e l'entrata dei pacchi di prova che devono essere provati e diagnosticati nello strumento diagnostico. Lo sportello di caricamento apre pure e chiude un passaggio di uscita per la fuoriuscita e l'uscita dei pacchi di prova diagnosticati provati.
Lo sportello di caricamento 110 (figura 2) comprende un complesso che include: un indicatore di stato a diodi fotoemettitori (LED) e etichetta 128, una serratura 130 dello sportello, un interruttore di attivazione a prossimità 132, una piastra 134 di battuta dello sportello di caricamento, ed un magnete di ritenzione 136. La serratura 130 dello sportello fissa lo sportello di caricamento 110 dopo che il pacco di prova è stato caricato in esso per protocolli di manipolazione controllati e ininterrotti. L'indicatore a LED 128 evidenzia lo stato dello strumento diagnostico 100. Il magnete di ritenzione 136 è previsto per favorire e facilitare il bloccaggio dello sportello di caricamento. L'interruttore di prossimità di attivazione 132 disabilita l'azionamento a motore dei carrelli di caricamento quando lo sportello di caricamento è aperto. Lo sportello di caricamento è concepito per essere aperto impiegando una sola mano di in posizione mentre l'altra ritiene il pacco di prova. Lo sportello di caricamento può essere aperto solamente quando la serratura 130 dello sportello è in condizione off o aperta e l'indicatore a LED 128 per il caricamento è acceso. Il pacco di prova viene caricato nell'area della stazione di caricamento disponendo il bordo inferiore del pacco di prova nell'elemento a navetta di caricamento inferiore del carrello di caricamento esercitando pressione in giù sulla piastra molleggiata inferiore. Il bordo superiore del pacco di prova è quindi spinto nell'elemento a navetta di caricamento superiore. Una volta attuato il caricamento, lo sportello di caricamento viene chiuso ed il magnete e la serratura sono attivati prima dell'operazione successiva. Lo scarico del pacco di prova trovato trattato dallo sportello di caricamento avviene in modo inverso al caricamento.
Carrelli
I carrelli di caricamento e trattamento 300 e 302 (figura 9) comprendono trasportatori che muovono il pacco di prova attorno nello strumento diagnostico automatizzato. Il carrello di caricamento 300 sposta il pacco di prova tra lo sportello di caricamento e il carosello 400. L'operatore carica un pacco direttamente nel carrello di caricamento 300 rimuove il pacco di prova trattato direttamente dal carrello di caricamento. Il carrello di trattamento 302 sposta il pacco di prova tra il carosello 400 e unità di trattamento 602. Ciascun carrello 300 e 302 ha un insieme di cinghie di trasmissione continue 308 e 310 (figura 10) una sulla sommità e una sul fondo, che si muovono assieme come una unità. Al fine di insediare il pacco di prova nel carrello, una staffa 312 sulla cinghia di trasmissione inferiore 310 si allinea al di sotto di una staffa 314 sulla cinghia di trasmissione superiore 308. Le staffe 312 e 314 sono fissate permanentemente alle cinghie di trasmissione 308 e 310, si adattano alle dimensioni del pacco di prova, e si spostano come una coppia quando le cinghie di trasmissione si muovono. Per supportare ulteriormente il pacco di prova quando esso si muove, un binario 316 in ciascun passaggio di ciascun carrello si aggancia con una gola 202 (figure 6, 23 e 24) nella piastra posteriore 204 del pacco di prova. Il pacco di prova è condotto lungo questo binario quando esso viene spostato. Ciascuna cinghia di trasmissione 308 e 310 (figura 10) è spostata mediante la sua propria puleggia 318-321, le quali sono azionate da un motore che fornisce movimento dolce e preciso.
Come è stato indicato precedentemente, il carrello di caricamento, pure chiamato carrello del carico, e carrello di processo, pure chiamato carrello di trattamento, hanno ciascuno una coppia di nastri trasportatori 308 e 310 (figura 10) che si muovono generalmente in piani orizzontali. Ciascuna coppia dei nastri trasportatori dei carrelli include un nastro trasportatore superiore 308 e un nastro trasportatore inferiore 310. I nastri trasportatori superiore e inferiore 308 e 310 in ciascun carrello sono allineati in registrazione verticale l'uno con l'altro. Ciascuno dei carrelli comprende pure un insieme di pulegge 318-321 comprendenti pulegge posizionate orizzontalmente, per azionare e far ruotare i nastri trasportatori 308 e 310 in una direzione orizzontale. Ciascun carrello comprende inoltre un elemento a navetta 322 che è fissato ai nastri trasportatori superiore e inferiore 308 e 310. L'elemento a navetta 322 ha staffe superiore e inferiore 312 e 314, che sono fissate ai nastri trasportatori superiore e inferiore. La staffa inferiore dell'elemento a navetta ha un binario di guida 316 che impegna saldamente la ed è ricevuto dalla fessura orizzontale estendentesi lateralmente 202 della porzione di supporto superiore fessurata 206 dei vassoi 204 del pacco di prova 200. Le staffe dell'elemento a navetta hanno porzioni di collegamento che impegnano saldamente le porzioni di supporto inferiori 246 dei piatti. L'elemento a navetta dei carrelli e i nastri trasportatori dei carrelli cooperano fra lo-ro per fornire un carrello di supporto trasporto dei pacchi di prova per convogliare e trasportare i pacchi di prova in una posizione verticale eretta.
Come è mostrato in figura 10, il carrello di caricamento 300 comprende: un complesso 324 di carrello di caricamento superiore, un supporto 326 di carrello di caricamento, una scatola ingranaggi del motore di carrello di caricamento e codificatore o encoder 328, una molla di caricamento 330, un complesso 332 di carrello di caricamento inferiore, un complesso di sportello termico 334, un albero di azionamento 336 ed un cilindro ruotante 338. Le cinghie di trasmissione duplici 308 e 310 dei complessi a carrello di caricamento superiore e inferiore 324 e 326 sono azionate mediante una scatola a ingranaggi a motore singolo 328. Un encoder o codificatore sul motore della scatola a ingranaggi favorisce nell'ottenimento di posizionamento accurato del pacco di prova sul carosello. Le cinghie di trasmissione 308 e 310 possono essere rinforzate con acciaio/kevlar per evi-tare stiro o stiramento delle cinghie e ridurre i giochi. Piastre di tensionatura 340 e 341 (figure 10, 12 e 13) in corrispondenza di ciascuna estremità dei complessi di carrelli superiore e inferiore possono essere previste per regolare la trazione delle cinghie di trasmissione 308 e 310. Accoppiamenti 344 (figura 11) sono previsti per consentire agevole connessione di trasmissione tra l'albero 336 dei complessi dei carrelli di caricamento superiore e inferiore. Un morsetto 348 di azionamento inferiore (figura 11) è previsto per fissare la scatola a ingranaggi del motore e 1'encoder al sistema di azionamento trasmissione. Complessi 334 di sportelli termici azionati pneumaticamente (figura 10) forniscono una termosaldatura per il carrello di caricamento. Un opto-dispositivo fine corsa 346 (figura 13) sul complesso di binario inferiore è previsto per la calibrazione di impostazione all'avviamento dello strumento diagnostico.
Nel funzionamento, il pacco di prova viene caricato con la base per prima nell'elemento a navetta 322 attraverso la molla di caricamento 330 (figura 10) del complesso di carrello di caricamento inferiore 332 e la sezione di sommità del pacco di prova è posizionata nel complesso del carrello di caricamento superiore. La molla di caricamento agisce come forza di ritenzione nell'area di caricamento. I lettori 304 e 306 dei codici a barre leggono e identificano il pacco di prova prima di procedere alla camera di incubazione nel carosello. Il complesso 334 dello sportello termico è aperto tramite il cilindro pneumatico ruotante 338 prima del trasporto al carosello. I pacchi di prova sono spostati mediante l'elemento a navetta attraverso le cinghie di trasmissione 308 e 310 del carrello di caricamento. Le cinghie 308 e 310 degli alberi di trasmissione sono azionate mediante una scatola a ingranaggi a motore o motoriduttore e encoder 328 alla loro posizione specificata sul carosello. Quando il carosello ha ruotato ad una fessura libera, il motoriduttore e encoder 328 operano in modo inverso, ritornando alla posizione di caricamento in stato pronto per ricevere il pacco di prova successivo.
Come è mostrato in figura 14, il carrello di trattamento (processore) 302 presenta: un complesso di carrello processore superiore 350, tiranti 352 e 353, un albero di trasmissione 354 di carrello di trattamento, un complesso 356 di carrello processore inferiore, un motoriduttore di carrello di trattamento e encoder 358 e molle 360 e 361 di posizionamento dei pacchi di prova. Le due cinghie di trasmissione 308 e 310 dei complessi a carrello di trattamento superiore e inferiore sono azionate mediante un motoriduttore singolo 358. Un encoder sul motore 358 favorisce nell'ottenere accurato posizionamento dei pacchi di prova. Accoppiamenti 362 (figura 17) sono previsti per consentire più agevole connessione di trasmissione tra l'albero 354 dei complessi superiore e inferiore. Le cinghie di trasmissione 308 e 310 del carrello di trattamento possono essere rinforzate con acciaio/kevlar per evitare stiramento delle cinghie e ridurre i giochi. Le piastre 364 e 366 di tensionatura dei carrelli di trattamento (figure 14-16) in corrispondenza di ciascuna estremità dei complessi dei carrelli di trattamento superiore e inferiore possono essere previste per regolare la trazione sulle cinghie di trasmissione 308 e 310. Un opto-dispositivo fine corsa 368 (figura 16) sul complesso del carrello di trattamento del binario inferiore è previsto per la calibrazione di impostazione all'avviamento dello strumento diagnostico. Un morsetto di azionamento inferiore 370 (figura 7) è previsto per fissare l'encoder 358 del motoriduttore al sistema di trasmissione o azionamento del carrello processore.
Nel funzionamento, pacchi di prova sono trasportati dal complesso del carrello di caricamento processore al carosello e viceversa mediante il carrello di trattamento o processore 302. Il pacco di prova 200 è posizionato sull'elemento a navetta 322 dei complessi superiore e inferiore del carrello di trattamento. Il pacco di prova viene convogliato e azionato tramite cinghie di sincronizzazione 308 e 310 fissate all'elemento a navetta del carrello di trattamento in una posizione all'interno del processore o dispositivo di trattamento per cui i pacchi di prova possono essere trattati. I pacchi di prova sono fissati e ritenuti saldamente nei complessi a carrelli di trattamento superiore e inferiore tramite molle piatte 360 e 361 finché la piastra di fissaggio del processore non può essere impegnata e il trattamento avviato. Quando il carrello di prova viene trattato nella stazione di trattamento, il carrello di trattamento spinge il pacco di prova in una direzione inversa indietro sul carosello per l'incubazione, rotazione e lettura ottica attraverso l'elemento a navetta e i nastri trasportatori del carrello di trattamento.
Lettore di codici a barre
Quando l'operatore chiude lo sportello di caricamento, i lettori 304 e 306 dei codici a barre (figura 10) scandiscono automaticamente entrambi gli elementi adesivi 206 e 208 dei codici a barre (figura 24) sul lato del pacco di prova. I lettori 304 e 306 dei codici a barre (figure 8 e 10) sono montati adiacentemente al carrella di caricamento 300 per leggere codici a barre di identificazione del paziente e codici a barre di identificazione dei pacchi di prova previsti sui pacchi di prova stessi. Il sistema impiega il numero ID (di identificazione) di campione scandito per pedinare il campione. Altra informazione scandita consente al sistema di registrare dettagli di fabbricazione, come il numero di partita. I lettori di codici a barre 304 e 306 sono unità stazionarie montate all'interno della camera di caricamento. Luci o lampade rosse dei lettori di codici a barre sono visibili quando lo sportello di caricamento è aperto come è mostrato in figura 2.
I lettori 304 e 306 dei codici a barre (figura 10) sono posizionati adiacenti alla stazione di caricamento e alla sovrastruttura a intelaiatura di supporto verticale del carrello di caricamento 300. I lettori dei codici a barre scandiscono e leggono i codici a barre sulle etichette sui pacchi di prova per identificare i campioni e prove che vengono condotte mediante lo strumento diagnostico.
Carosello
II carosello 400 (figura 8, 9 e 28), pure chiamato complesso a carosello, è la posizione di ritenzione centrale per i pacchi di prova. Le seguenti attività si verificano nel carosello: riscaldamento iniziale prima della prima sessione dei pacchi di prova nella stazione di trattamento; incubazione tra sessioni nella stazione di trattamento; e rivelazione di fluorescenza durante lo stadio di analisi finale e amplificazione prima che il pacco di prova sia pronto per la rimozione dallo strumento diagnostico automatizzato. Il carosello ha un insieme di piastre o piatti di sommità e fondo 404 e 406 che sono fissati ad un albero centrale 408. L'albero centrale del carosello ruota attorno ad un asse verticale, facendo sì che l'intero carosello abbia a ruotare. Il carosello ha fessure 410 e 412 di ricezione dei pacchi di prova che sono uniformemente posizionate attorno al carosello per ritenere dieci pacchi di prova in una posizione verticale eretta. I pacchi di prova sono ritenuti nelle fessure 410 e 412 del carosello mediante un risalto in ciascuna fessura di sommità, che si aggancia nella gola sulla piastra posteriore del pacco di prova. Il carosello ruota dolcemente avanti e indietro, arrestandosi talvolta per ricevere pacchi di prova o erogarli ai carrelli. Il carosello esegue una completa rotazione in senso antiorario come ad esempio in un tempo di 40 secondi. Il movimento di agitazione avanti e indietro del carosello impedisce a pacchi di prova di rimanere vicino alla luce di testa rossa per un periodo protratto prima dello stadio di rivelazione di fluorescenza e protegge pacchi di prova da variazioni di temperatura. Un motore 413 aziona il carosello facendo ruotare un piccolo ingranaggio che, a sua volta, fa ruotare il piatto o piastra del carosello.
Il carosello 400 (figura 8) deve, in vari tempi, allinearsi con (a) il carrello di carico 300 per recuperare nuovi pacchi di prova o rinviare pacchi di prova completati; (b) il carrello di trattamento 302 per erogare pacchi di prova alla stazione di trattamento 602 o riportarli al carosello dopo il completamento del trattamento; e (c) la testa di lettura 504 (figura 9) per controllare pacchi di prova relativamente alla fluorescenza durante l'amplificazione. Un perno di bloccaggio 115 (figura 37) blocca il carosello in posizione. Quando è il momento che il carosello abbia a riprendere a ruotare, il perno di bloccaggio 115 arretra e il motore del carosello si reimpegna.
Il complesso 400 del carosello (figura 28) comprende un carosello ruotante con due piatti girevoli 404 e 406. I piatti o tavoli girevoli comprendono un piatto o piastra orizzontale superiore fessurata 404 comprendente un disco superiore eccentricamente fessurato, e una piastra o piatto orizzontale inferiore 406 comprendente un disco inferiore molleggiato eccentricamente fessurato. I dischi superiore e inferiore definiscono fessure eccentriche 410 e 412 che sono allineate in registrazione verticale l’una con l'altra per ricevere e impegnare le porzioni di supporto superiore e inferiore dei vassoi in modo tale da ritenere i pacchi di prova in posizioni erette nel carosello. Posizionato al di sotto del e fissato al disco inferiore 406 vi è un ingranaggio condotto ingrandito 414. L'ingranaggio condotto è posizionato al di sopra di una base orizzontale o piastra di base 415 (figura 37). L'albero centrale verticale 408 (figura 28) si estende tra e collega i dischi superiore e inferiore 404 e 406. L'albero è fissato mediante saldatura, legame o mediante un connettore adatto come una coppiglia all'ingranaggio condotto ingrandito 414. Il complesso del carosello ha un motore di azionamento che è collegato a e fa ruotare un albero di trasmissione di motore a sbalzo. L'estremità dell'albero di trasmissione del motore ha un ingranaggio a pignone che ingrana contro, impegna e aziona l'ingranaggio condotto 414 per far ruotare le due tavole girevoli (piatti o piastre) del carosello ritenenti i pacchi di prova.
Il complesso del carosello fornisce immagazzinamento, incubazione, rotazione, trasporto e lettura dei pacchi di prova. I pacchi di prova sono caricati sul carosello mediante i carrelli di caricamento e trattamento. I pacchi di prova sono contenuti nel carosello mentre è ottenuta la richiesta temperatura di incubazione. La lettura dei pacchi di prova è ottenuta unitamente con il corpo principale del carosello e il complesso 502 del meccanismo della testa di lettura (figura 9). Nella forma di realizzazione illustrativa, il carosello è configurato per ritenere dieci pacchi di prova. L'angolo e la posizione delle dieci fessure 410 e 412 (figura 28) disponibili sul carosello sono tali che due fessure distanziate di 180" sono disponibili nella linea di movimento di un pacco di prova da una estremità dello strumento diagnostico all'altra, cioè da sinistra a destra, e indietro nuovamente. La fessura del carosello più vicina alla testa di lettura 504 (figura 9) è posizionata per garantire allineamento corretto della testa di lettura e della finestrella 212 della cella di lettura (figura 22) di ciascun pacco di prova. In alcune circostanze, può essere desiderabile impiegare un carosello che è configurato e disposto per ritenere più o meno di dieci pacchi di prova.
Nella forma di realizzazione preferita, ciascun pacco di prova è ritenuto entro le fessure allineate 410 e 412 del carosello (figura 28) delle piastre di sommità e fondo 404 e 406 del carosello mediante l’impiego di molle ad archetto 418 (figura 36) associate con e impegnanti le piastre di sommità e fondo del carosello. La forza elastica delle molle ad archetto superiore e inferiore fissa i pacchi di prova durante la rotazione del carosello, la lettura (scansione ottica) della testa di lettura (lettore ottico) 504 (figura 9) come pure ritenendo i pacchi di prova contro il loro proprio peso nella medesima posizione finché non sono rimossi mediante uno dei carrelli 300 o 302.
Il carosello è azionato mediante un motore in corrente continua da 12V servo-controllato azionato mediante un ingranaggio 414 del carosello (figura 37) e ingranaggio cilindrico di azionamento a pignone. Il perno di bloccaggio 115 può essere fatto di acciaio inossidabile. Il perno di bloccaggio impedisce rotazione del carosello durante il caricamento e lo scarico dei pacchi di prova mediante i carrelli di caricamento e trattamento, come pure durante i cicli di lettura del meccanismo a testa di lettura. Il perno di bloccaggio è azionato di moto alternativo mediante un cilindro pneumatico 418 a doppio effetto montato su una staffa 420. Interruttori di lettura possono controllare e sorvegliare lo stato del perno di bloccaggio. Il perno di bloccaggio stesso presenta una estremità rastremata 117 che è concepita per posizionarsi in una fessura 420 nell'ingranaggio 414 del carosello invece che passare attraverso di esso, il che favorisce nel garantire impegno positivo preciso. Il perno di bloccaggio può scorrere entro un cuscinetto 422.
Lettore ottico
Lo strumento diagnostico 100 ha un lettore ottico e scansore 502 (figura 9) che fornisce un rivelatore ottico. Il lettore ottico ha una testa di lettura ottica mobile 504 posizionato in prossimità della base del carosello per impegnare ad accoppiamento e contattare le finestrelle 212 della cella di lettura (figura 22) dei pacchi di prova al fine di leggere e rilevare gli aneliti rivelabili otticamente nella cella di lettura dei pacchi di prova- Preferibilmente, la testa di lettura 504 (figura 30) comprende un rivelatore di fluorescenza per rivelare aneliti fluorescenti. La testa di lettura 504 (figura 30) misura la fluorescenza nei campioni sviluppata durante l'amplificazione per rivelare un analita nel modo seguente. Il carosello 400 si arresta e la testa di lettura 504 si estende alla finestrella 212 della cella di lettura (figura 38) sulla parte posteriore del pacco di prova. La testa di lettura 504 conduce luce da una lampada ad alogeno nella finestrella 212 della cella di lettura e scandisce fluorescenza ritornante nel campione dalla reazione di amplificazione. Un fascio 506 di fibre ottiche conduce luce dalla lampada aiogenica alla cella di lettura e conduce fluorescenza indietro dalla testa di lettura 504 ad un rivelatore di fluorescenza che misura l'intensità della luce che viene rinviata. La lettura può richiedere meno di un secondo, dopo il quale tempo la testa di lettura 504 arretra e il carosello riprende la sua rotazione. Vengono eseguite più letture per verificare risultati. Per garantire rivelazione accurata di fluorescenza dal campione, la cella di lettura 212 sul pacco di prova è costruita per fornire una lunghezza di percorso precisa per la lettura. La testa di lettura ed il rivelatore di fluorescenza possono pure essere ottimizzati pe rivelare fluorescenza da ioduro di propidio ("PI"), che è il colorante creante fluorescenza che può essere aggiunto al campione durante l'amplificazione. Fluorescenza è solamente rivelata quando la struttura d'acido nucleico desiderato è presente nel campione. La lampada aiogenica è sempre accesa quando lo strumento diagnostico automatizzato è acceso. La testa di lettura 504 è spostata mediante una cinghia di trasmissione dentata 508 (figura 39) condotta lungo un insieme di pulegge motorizzate 510 e 512. Quando un pacco di prova non viene letto, la testa di lettura rimane nella sua posizione retratta.
Il lettore ottico 502 (figura 39) comprende un meccanismo a testa di lettura che fornisce uno scansore con un fluorometro di superficie anteriore in cui il campione provato chimicamente viene citato a tutte le lunghezze d'onda tra 527,5 e 552,5 nanometri e la fluorescenza risultante viene misurata entro una larghezza di banda tra 607,5 e 656,6 nanometri. Queste corrispondono a porzioni adatte degli spettri di assorbimento e emissione dell'ioduro di propidio (PI). PI è il colorante preferito impiegato nella prova dei campioni nei pacchi di prova.
Il sistema e modulo ottico 500 (figura 9) può essere diviso in 5 subsezioni: (1) la sorgente di luce e l'alloggiamento 514 delle lampade (figura 45); (2) il canale (sorgente) di eccitazione 516 (figura 47); (3) il fascio 506 di fibre ottiche (figure 38 e 40); (4) il pozzetto del campione comprendente la finestrella 212 della cella di lettura (figura 38) ed il campione; e (5) il canale (segnale) di emissione 518 (figura 49). La sorgente di luce del lettore ottico richiede energia luminosa sufficiente entro la larghezza di banda di eccitazione, cioè lo spettro di assorbimento di PI. Nel lettore ottico preferito, è impiegata una lampada 520 ad alogeno-tungsteno a incandescenza aperta a lunghezza d'onda continua (CW) di 12V/20W (figura 45). Questa lampada ha un angolo di divergenza del fascio di ±5<* >e un diametro minimo del fascio di 35 min. L'alloggiamento 514 della lampada ha una finestrella di vetro 522 assorbito di infrarosso (IR) delimitata da un anello di alluminio 524 che attenua il trasferimento di ener-gia termica arresto del modulo ottico. L'alloggiamento della lampada presenta pure numerosi sfiati 526 e 528. La lampada del lettore ottico è caricata nell'alloggiamento della lampada dalla parte posteriore ed è sostituibile. L'alloggiamento della lampada fornisce sufficiente autoventilazione per la lampada del lettore ottico, ma scherma la lampada del lettore ottico da tutte le correnti d'aria dirette e il suo asse ottico è allineato con quello del resto del modulo.
Il canale di eccitazione 516 (figure 46 e 47) del lettore ottico comprende: un supporto 528 della finestrella di assorbimento di infrarosso (IR) di alluminio, e una finestrella 530; un filtro di eccitazione 532; un blocco di eccitazione di alluminio 534; canali di eccitazione di acetale 536; lente 538; un divisore 540 di raggio, il rivelatore 542 della lampada ed una faccia ricevente 544. La luce termicamente attenuata dalla sorgente di luce del lettore ottico è fatta passare attraverso la finestrella di vetro assorbitrice di infrarosso per l'attenuazione. Lo scopo di ciò è quello di proteggere i componenti ottici da temperature eccessive. L'energia assorbita viene portata via dalla massa dell'alloggiamento dei canale di eccitazione di alluminio. Un isolamento di elevato o gradiente termico può essere previsto realizzando il canale di eccitazione a partire da acetale nero. Il canale 536 di eccitazione di acetale ha una sezione cilindrica che, quando caricata con i componenti ottici del canale di eccitazione, è posizionata nell'alloggiamento ed è fissata. Il raggio o fascio della sorgente quasi parallelo del lettore ottico può essere filtrato mediante un filtro a interferenza passabanda del diametro di 25 mm con una lunghezza d'onda centrale (CWL) di 540 nm e un semi-massimo di piena larghezza di 23 nm (FWHM). Il bloccaggio mediante questo filtro si estende dai raggi x sino a IR in corrispondenza di 120 nm e il filtro ha una densità ottica minima (OD) di 6, tipicamente 8 e un fattore di trasmissione minima del 60%. La CWL effettiva del filtro per un angolo di incidenza di 5* è di circa 539,25 nm che è trascurabile. Una lente di accettabile di conversa 538 del lettore ottico raccoglie la luce dell'energia di essiccazione e può divergerla su una faccia 544 di un fascio di fibre ottiche del diametro di 3 mm con un angolo solido di 60* che è inferiore all'angolo di accettazione di 70* delle fibre ottiche. La faccia 544 della fibra ottica è posta entro la lunghezza focale della lente per cui la sua faccia è illuminata in modo massimo. Le fibre ottiche sono finemente casualizzate al fine di diffondere efficacemente l'immagine della sorgente. Un divisore di raggio di vetro 540 può essere posizionato con un angolo di 45" rispetto al raggio o fascio di eccitazione divergente. Ciò riflette circa il 5% d'energia di eccitazione verso un fotodiodo al silicio per favorire il monitoraggio della lampada del lettore ottico.
Come meglio rappresentato in figura 48, il fascio 506 di fibre ottiche del lettore ottico ha una configurazione di guida a Y con: una boccola 546 del fascio di fibre comune, guaina metallica 548 del fascio comune, una giunzione 550 sagomata a Y, una derivazione 522, una guaina metallica 554 del fascio del segnale di emissione e boccola 556 e una guaina metallica 558 del fascio della lampada di eccitazione e boccola 560. Un fascio comune 562 comprendente circa 8000 fibre di vetro è fissato ad una lunga boccola di acciaio inossidabile 546 che quindi accede alla finestrella del campione. Questa porta sia raggi o fasci di eccitazione che raggi di emissione. Il fascio di fibre ottiche principale 562 è quindi biforcato in corrispondenza di una adatta giunzione 550, il 64% delle fibre essendo dedicate al canale (di segnale) di emissione. Le fibre sono casualizzate o in corrispondenza della boccola comune 546 o in corrispondenza della giunzione 506 in dipendenza dalla lunghezza totale della guida e sono protetti mediante una guaina metallizzata 548. I fasci di fibre ottiche sono cementati su tutte le facce entro le loro boccole rispettive con superfici finemente rettificate e lucidate. Il cemento o mastice, tuttavia, è scelto in modo tale che esso sia trasparente alle lunghezze d'onda di eccitazione e emissione della luce. Ciò è utile per garantire emissioni di sfondo trascurabili a causa di auto-fluorescenza della guida.
La sagoma e le dimensioni del pozzetto del campione comprendente la finestrella 212 della cella di lettura (figura 38) del meccanismo di aggancio per il lettore ottico sono concepite per limitare le emissioni ad un angolo solido di 30 in modo da rientrare entro l'angolo di eccitazione delle fibre ottiche (70") per una efficienza massimizzata della raccolta del segnale. La finestrella 212 della cella di lettura ha una configurazione di sezione trasversale (sagomata a tronco) troncoconica estendentesi verso l'esterno. La testa di lettura 504 ha una configurazione troncoconica (sagomata a tronco) estendentesi verso l'interno che fornisce una basetta o sede troncoconica. La testa di lettura a sagoma complementare alla finestrella della cella di lettura per impegnare in modo coniugato la e inserirsi entro la finestrella della cella di lettura al fine di leggere l'analita rivelabile otticamente nella cella di lettura. Preferibilmente, la distanza tra la faccia della fibra ottica e il pozzetto del campione è impostata in modo da minimizzare la sensibilità al movimento del pozzetto del campione del pacco di prova, massimizzare la raccolta del raggio di emissione e minimizzare la raccolta di un qualsiasi sfondo del sistema, ad esempio fluorescenza del cemento, che è riflessa dalla superficie del pozzetto del pacco di prova indietro e nella fibra ottica con angoli sino a 70*.
Il canale 518 del segnale di emissione (figura 49) comprende: un fascio 564 di fibre di segnale di ossidazione e boccola 566, un blocco d'alluminio 568; un filtro di eccitazione 570; un rivelatore 572 di segnali; un distanziatore 574 di fotodiodo d'alluminio, un pannello circuitale 576; e un coperchio di schermatura d'alluminio 578. La fluorescenza del campione provato nel pacco di prova assieme ad una certa energia di eccitazione riflessa sono trasportate indietro attraverso la fibra ottica al rivelatore 572 di segnali e al canale di eccitazione 516. Preferibilmente, del segnale di emissione, almeno il 64% arriva in corrispondenza del rivelatore di segnale. Le emissioni possono ulteriormente essere filtrate ad esempio con un filtro 570 a interferenza passabanda del diametro di 25 mm con una lunghezza d'onda centrale (CWL) di 632 nm e un semimassimo a piena larghezza di 49 nm (FWHM). Tale bloccaggio e filtrazione si estende dai raggi X fino a IR in corrispondenza di 1200 nm. Il filtro 570 ha una densità ottica minima (OD) di 6 (tipicamente 8) e un fattore di trasmissione minimo del 70%. La CWL effettiva del filtro 570 per un angolo di incidenza di 35* per emissioni di sfondo può essere di 592,59 nm e 614,18 nm per un angolo di incidenza di 15* per il segnale. L'emissione di sfondo può estendersi a 14,91 mn all'esterno della lunghezza d'onda di taglio inferiore del segnale di emissione prevista (607,5 nm). Per attenuare ulteriormente le emissioni indesiderate al di sotto dei 607,5 nm, un filtro di vetro di colorato può essere posizionato prima del filtro di emissione. Il segnale filtrato è rivelato mediante un fotodiodo al silicio di grande area (100 mm^). Il preamplificatore a stadio singolo di alto guadagno per questo trasduttore ha preferibilmente un basso rumore di uscita (inferiore a ImV), elevato rapporto di reiezione di modo comune (90dB) e elevato rapporto segnale/rumore (83 dB per uscita di piena scala). La risposta in frequenza ad anello chiuso dell'amplificatore è preferibilmente adattata alle caratteristiche del fotodiodo per minimizzare il guadagno di rumore e per determinare stabilità. Il pannello circuitale 576 supporta il fotodiodo. Un distanziatore di alluminio anodizzato 574 protegge i corti elettrodi del fotodiodo collegando il distanziatore alla sbarra di riferimento del circuito. Per un addizionale miglioramento nelle prestazioni di rumore e di stabilità, il circuito è preferibilmente elettromagneticamente schermato mediante un cappuccio metallico messo a terra (messo a massa) 578, il blocco 568 contenente i filtri di emissione 570 ed il rivelatore 572 è regolato termicamente ad una temperatura adatta.
Lo scansore ottico 502 (figura 39) ha un meccanismo 580 testa di lettura che presenta il fascio di fibre ottiche 506 del modulo ottico alla cella di lettura di ciascun pacco di prova nell'orientamento corretto entro il tempo selezionato dal processo del sistema dello strumento diagnostico. Il meccanismo a testa di lettura manovra e posiziona il pacco di prova in modo tale che la desiderata ripetibile relazione è ottenuta tra il pacco di prova e il fascio di fibre ottiche 506. L'azionamento 582 della testa di lettura è fornito da un motore 584 in corrente continua da 12V servocontrollato e puleggia di trasmissione 510 e 512 e cinghia di trasmissione a ciclo chiuso 508. La cinghia di trasmissione 508 è fissata al-la base allungata 586 del meccanismo della testa di lettura. La base 586 è montata su una guida lineare 588 per garantire dolce e preciso movimento lineare. Un albero lineare scanalato 590 è montato sul corpo 592 dell'al-loggiamento della testa di lettura e fornisce la caratteristica di montaggio e serraggio per il fascio 506 di fibre ottiche attraverso il colletto 594 su una estremità. L'altra estremità dell'albero scanalato ha una testa rastremata e una molla 596 di compressione della testa di lettura montata su essa come parte del meccanismo di aggancio per garantire il richiesto impegno di contatto tra la testa di lettura 504 e la finestrella della cella di lettura del pacco di prova. L'albero scanalato 590 garantisce che, una volta assemblato, il fascio di fibre ottiche 506 abbia a risultare saldo e a non ruotare così da impedire variazioni e cambiamento dell'area di visione della cella di lettura del pacco di prova. La molla 596 della testa di lettura fornisce la richiesta compressione per favorire nel consentire al pacco di prova di essere posizionato e fissato temporaneamente in ciascuna operazione di lettura. Preferibilmente, la testa di lettura 504 comprende un testo di lettura a doppia rastremazione per il contatto interno come pure esterno con la finestrella della cella di lettura del pacco di prova. Regolazione e aggancio grossolani sono forniti mediante la rastremazione esterna. Regolazione e aggancio fini sono forniti dalla rastremazione interna. Un elemento identificatore può essere fissato all'albero scanalato mobile per tagliare o intercettare un raggio ottico, cioè interrompere un raggio ottico, in corrispondenza del punto di controllo richiesto che sorveglia la posizione della testa di lettura e fornisce informazione di retroazione a calcolatore.
Stazione di trattamento
La stazione di trattamento 602 (figure 8 e 9) è ove lo strumento diagnostico automatizzato esegue numerose operazioni meccaniche sul pacco di prova. Il processore 600 della stazione di trattament espelle reagenti dalle bolle o blister del pacco di prova nel campione del pacco di prova; miscela materiali nei pacchi di prova; sposta liquidi in sacchetti per scarti nel pacco di prova; e sigilla o salda bolle e sacchetti per scarti nei pacchi di prova per garantire che liquidi non abbiano a scorrere in queste aree del pacco di prova in corrispondenza di momenti non appropriati.
Il processore 600 nella stazione di trattamento comprende tre complessi principali: un complesso 604 a piastra di serraggio o fissaggio (figura 29), un complesso 608 di scarico a saracinesca di scarico degli scarti, ad un complesso 610 a sella o a slitta. Il complesso della piastra di fissaggio prevede una piastra di fissaggio 632 che si serra contro il pacco di prova per ritenerla saldamente in posizione durante il trattamento. Il complesso 608 di scarico o della saracinesca di scarico degli scarti apre e chiude i sacchetti degli scarti nel pacco di prova. Il complesso a sella-slitta 610 esegue attività di trattamento, come l'espulsione di reagenti e la miscelazione di liquidi nel pacco di prova. Il pacco di prova è ritenuto tra il complesso della piastra di fissaggio o serraggio e il complesso a sella. La parte anteriore del pacco di prova è rivolta al complesso a sella o a slitta, e la parte posteriore del pacco di prova è attestata contro il complesso della piastra di serraggio. Il processore può pure avere un ventilatore 634 e una guida a catena o guida 636 a filo metallico.
Le prove dei campioni dei pacchi di prova sono eseguite sequenzialmente e automaticamente mediante il processore 602 (complesso di trattamento) posizionato in una stazione di trattamento. La stazione e il complesso di trattamento espellono e miscelano automaticamente ai reagenti con i campioni nei pacchi di prova in una sequenza appropriata perchè la prova desiderata abbia ad essere condotta sui campioni nei pacchi di prova. La stazione del complesso di trattamento comprendono un complesso a piastra di serraggio 604 che serra a compressione, supporta e ritiene i pacchi di prova in una posizione verticale eretta. Magneti 606 azionati o azionabili pneumaticamente sono operativamente collegati al complesso 604 della piastra di fissaggio mediante alberi mobili di moto alternativo per impegnare i vassoi e attrarre magneticamente palline metalliche nei pacchi di prova che portano gli analiti rivelabili otticamente. Il complesso della piastra di serraggio si muove lungo una pista lineare 638. La stazione e il complesso di trattamento comprendono pure un complesso 608 di scarico verticale che apre e chiude sacchetti degli scarti nei pacchi chiusi monouso o a perdere. Un complesso trasportatore ha nastro verticale eretto è operativamente collegato e fissato mediante elementi di fissaggio o connettori a complesso a sella o a slitta mobile verticalmente 610 per spostare il complesso a sella o a slitta verticalmente in modo tale che i rulli, pattini, saldatori e altri componenti del complesso a sella possano contattare e impegnare aree diverse dei pacchi chiusi monouso.
Complessi della piastra di fissaggio e dei magneti
Il complesso 604 della piastra di fissaggio (figure 25 e 26) ha una piastra di fissaggio 632 che fornisce il meccanismo di supporto della stazione di trattamento. La piastra di fissaggio ritiene il pacco di prova mentre essa si trova nella stazione di trattamento. La superficie della piastra di serraggio si conforma esattamente al dorso el pacco di prova in moda tale che tutte le parti del pacco di prova sono completamente supportate quando la sella applica pressione al pacco di prova durante il trattamento. La piastra di fissaggio e serraggio spinge un pacco di prova appena erogato contro la sella. La piastra di serraggio arretra in corrispondenza della estremità della sessione della stazione di trattamento del pacco consentendo al carrello di trattamento di riportare il pacco di prova al carosello. Quattro aree in sottosquadro quadrate 640 nella piastra di fissaggio o serraggio consentono ai magneti 606 di avanzare e contattare quattro aree 214 della piastra posteriore 204 del pacco di prova 200 per attirare palline magnetiche fuori da soluzione. Ciascun magnete è spostato mediante il suo proprio dispositivo pneumatico.
La funzione principale del complesso della piastra di fissaggio (di serraggio) è quella di supportare e fissare il pacco di prova nella posizione corretta mentre esso viene trattato tramite il complesso processore. Il complesso della piastra di fissaggio fornisce pure la forza di reazione necessaria per mantenere equilibrio durante il trattamento chimico del pacco di prova. La piastra di fissaggio si muove lungo una pista lineare 638 (figura 26) ed è azionata mediante mezzi pneumatici in corrispondenza della sommità e fondo della piastra di fissaggio. La guida lineare assorbe il peso dell'intero complesso della piastra di fissaggio e mantiene uno spostamento lineare preciso in seguito ad attivazione. Il complesso della piastra di fissaggio è azionato mediante due cilindri pneumatici 642 a doppio effetto che sono attivati mediante interruttori a lamelle. I cilindri pneumatici sono accoppiati alla piastra di fissaggio con bussole di estremità astiformi e perni per garantire che sia mantenuta la linea di forza corretta.
Come parte del processo chimico entro i pacchi di prova, è desiderabile che separazione delle particelle magnetiche abbia a verificarsi in ciascuna delle quattro aree di reazione in momenti diversi. Ciò è realizzato mediante quattro complessi a magnete 606 (figure 25 e 26) che costituiscono collettivamente un complesso a magnete di trattamento. Ciascuno dei complessi a magnete 606 ha un blocco magnetico laminato 648 (figura 35) che è fissato mediante perni 649 ad un giogo sagomato a U. Almeno uno dei perni può essere anulare ed essere circondato da un tubo (tubicino) 651 (figura 34). I magneti sono sollecitati verso l'esterno dal giogo 650 mediante una molla 652 di compressione di magnete. Il magnete è mantenuto prigioniero nel giogo 650 tramite perni 649 e una molla 652. Il giogo 650 agisce come il supporto e la guida del magnete. La molla 652 al di sotto del magnete fornisce al magnete una piccola quantità di sollecitazione e trazione. I perni 649 favoriscono il controllo del movimento radiale e assiale del complesso dei magneti per garantire un certo grado di auto-livellamento della faccia del magnete molleggiata contro la piastra posteriore di plastica flessibile 204 (figura 25) del pacco di prova. Il magnete è presentato alla parte posteriore della contropiastra 204 del pacco di prova (figura 25) in una sezione specialmente assottigliata 214 per garantire vicinanza assai stretta ai sacchetti del pacco di prova contenente i reagenti di prova (composti chimici) e particelle magnetiche. Il magnete stesso può comprendere un materiale di boro/neodimio/ferro con una intensità estremamente elevata di 35MGO. Preferibilmente, il magnete è laminato orizzontalmente per consentire ad un campo magnetico concentrato di essere contenuto entro una piccola e specifica area del pacco di prova. La natura orizzontale del campo favorisce nell ' impedire che particelle magnetiche abbiano scivolare all'esterno dell'area del campo magnetico in seguito a ulteriori attività entro il pacco di prova.
Il complesso dei magneti è accoppiato al cilindro pneumatico a doppio effetto che fornisce il richiesto movimento lineare alternativo del magnete così da garantire che il magnete sia impegnato al pacco di prova quando richiesto e retratto via quando non richiesto. Il movimento del pistone del cilindro pneumatico e il movimento dei magneti è attivato e controllato mediante interruttori a lamelle (reed) montati sul cilindro pneumatico. Accoppiamento del complesso del magnete al cilindro pneumatico è realizzato mediante un perno adatto a spinta al cilindro pneumatico. Accoppiamento nel complesso dei magnete del cilindro pneumatico è realizzato mediante un perno adattato a spinta nel giogo del magnete dopo passaggio attraverso un pezzo di tubicino di plastica 651 (figura 34) entro il foro di una barra di collegamento separata. La disposizione di accoppiamento consente un certo grado flessibile di libertà in ciascun asse per consentire al complesso del magnete di presentare un grado di libera fluttuazione per impedire occlusione e adesione quando esso viene azionato mediante un cilindro pneumatico a doppio effetto fisso rigidamente attraverso un blocco di guida rigidamente fisso.
Complesso di scarico
Il complesso di scarico 608, o a saracinesca di scarico degli scarti (figura 29) è l'elemento di ritenzione a saracinesca per i sacchetti degli scarti dei pacchi di prova. Il complesso di scarico apre e chiude i sacchetti degli scarti sul pacco di prova in modo tale che i liquidi sono solo spostati e introdotti nei sacchetti in corrispondenza del momento appropriato. Quattro saracinesche 654 sagomate a T sul complesso di scarico con i quattro sacchetti degli scarti sul pacco di prova. Un albero a camme 656 (figura 32) fa ruotare il complesso di scarico o delle saracinesche di scarico degli scarti, tirando le saracinesche via dal pacco per aprire i sacchetti degli scarti, e spingendo le saracinesche contro il pacco per chiuderli temporaneamente.
La funzione del complesso di scarico è quella di fornire una saracinesca di tenuta meccanica temporanea per ciascuna delle quattro aree degli scarti sui pacchi di prova (TSP). Ciò è ottenuto mediante un attuatore pneumatico ruotante a pala o paletta singola fornente la forza di azionamento ad una camma di acciaio inossidabile eccentrica 658 (figura 32) che a sua volta attiva quattro saracinesche indipendenti. La camma 658 ha una molteplicità di sezioni 659 di camma che forniscono spostamento lineare della saracinesca di scarico degli scarti dalla data rotazione per 180* fornita dall attuatore pneumatico. I seguicamma 660 di acetale forniscono un collegamento tra la camma 658 ed una parete o "pavimento" o base 662 della saracinesca degli scarti mobile. La parete o pavimento 662 della saracinesca degli scarti si trova in contatto con la camma 658 per fornire un dispositivo di ritorno o richiamo positivo. Perni 664 passano attraverso i seguicamma 660 e i piedi 666 delle saracinesche degli scarti molleggiati. Le molle nei piedi delle saracinesche degli scarti forniscono un precarico che è trasmesso alle superfici dei sacchetti del pacco di prova sotto contatto per garantire che la corretta forza di tenuta o saldatura e relativa pressione sia applicata durante la sigillatura o saldatura. Ciascuno dei piedi delle saracinesche degli scarti individuali è guidato e posizionato mediante un singolo blocco di guida 670 contenente cuscinetti di acetale per un funzionamento libero e dolce. Inserti 672 di sigillature delle saracinesche degli scarti sono posizionati sulla estremità di ciascuno dei piedi 666 delle saracinesche degli scarti per contattare e sigillare o saldare i sacchetti degli scarti nei pacchi di prova. Gli inserti 672 delle saracinesche degli scarti hanno una sezione o porzione di autolivellamento 673 (figura 33), una sezione di fissaggio di posizionamento 674 e un bordo aguzzo 675 comprendente un elemento di sigillatura o saldatura che fornisce le richieste caratteristiche di sigillatura del sacchetto del pacco di prova.
Complesso della sella; rulli, miscelatori e saldatori
Il complesso 610 della sella (figura 18) è il cuore operativo della stazione di trattamento. Il complesso della sella manipola il pacco di prova, espellendo a schiacciatura reagenti nel campione del paziente, miscelandò liquidi e lavando via materiale di sfondo del campione in modo tale che può aver luogo un'analisi. Il complesso 610 della sella ha un paraspruzzi 611 e contiene tre sub-complessi che operano su pacco di prova: (1) sub-complessi a rulli 612 miscelano liquidi nell'area di reazione del pacco di prova e spostano liquidi nel pacco chiuso a perdere; (2) subcomplessi miscelatori 618 comprendenti pattini manipolano bolle di reagenti dei pacchi di prova per rimiscelare il loro contenuto e espellono pure a schiacciamento il contenuto delle bolle nell'area di reazione del pacco di prova; e (3) il sub-complessi saldatori 624 chiudono permanentemente bolle vuote, aree di reazione liberate o svuotate e sacchetti di scarti riempiti per impedire a liquidi di essere spinti indietro in essi. Quando lo strumento diagnostico automatizzato 100 manipola una porzione del pacco di prova, l'intero complesso 610 della sella si sposta verso l'alto o verso il basso per posizionare i rulli 614 e 616, miscelatori 620 e 622, e saldatori 626 e 628 sulla posizione del pacco di prova appropriato. Il complesso 610 della sella si sposta su un cuscinetto lineare. Sub-complessi si spostano in dentro e in fuori come richiesto per manipolare il pacco. Camme ruotanti azionano i sub-complessi in dentro e in fuori, spingendoli contro il pacco di prova.
I sub-complessi a rulli 612 (figura 18) del complesso della sella miscelano liquidi nell'area di reazione dei pacchi di prova e movimentano liquidi dall'area di reazione ad un'altra posizione nel pacco di prova. I sub-complessi a rulli miscelano liquidi in un'area di reazione come segue. Un rullo 614 o 616 del complesso della sella può dapprima essere posizionato in corrispondenza del fondo dell'area di reazione del pacco monouso chiuso. Il complesso della sella è quindi spostato verso l'alto, tirando il rullo finché il liquido nell'area di reazione del pacco monouso chiuso non si trova in corrispondenza della sommità dell'area di reazione. Quindi, il rullo viene riposizionato al di sopra del liquido in corrispondenza della sommità dell'area di reazione del pacco a perdere o monouso chiuso e tirato verso il basso facendo sì che il rullo abbia a spingere il fluido nel fondo dell'area di reazione. Questa sequenza ripetuta per molte volte per miscelare completamente il contenuto dell'area di reazione del pacco monouso chiuso.
I sub-complessi a rulli 612 (figura 18) del complesso a sella spostano pure liquido nei sacchetti degli scarti del pacco monouso chiuso nel modo seguente. Un rullo 614 o 616 del complesso a sella può dapprima essere posizionato sul fondo dell'area di reazione. La saracinesca di scarico o degli scarti apre il sacchetto degli scarti. Quindi, il rullo tira verso l'alto alla sommità dell'area di reazione, spingendo il liquido nel sacchetto degli scarti. Da ultimo, la saracinesca di scarico degli scarti chiude temporaneamente il sacchetto degli scarti. Dopo che lo stadio di reazione è stato completato, il sacchetto degli scarti è permanentemente termosaldato mediante il complesso saldatore.
I sub-complessi a rulli 612 (figura 18) del complesso della sella spostano ulteriormente liquido verso il basso all'area di reazione successiva attraverso il rullo 614 o 616 che può essere posizionato in corrispondenza della sommità dell'area di reazione del pacco monouso chiuso e si sposta quindi verso il basso al fondo dell'area di reazione. La pressione del liquido nell'area di reazione rompe la tenuta o saldatura del pacco di prova suscettibile di scoppiare tra le aree di reazione e il liquido viene spinto nell'area di reazione inferiore del pacco di prova. Quindi, una termosaldatura permanente attraverso una porzione del pacco monouso, viene generata mediante il complesso saldatore 624 per chiudere l'area di reazione superiore del pacco di prova.
I sub-complessi miscelatori (pattini) 618 (figura 18) del complesso a sella sospendono il contenuto delle bolle dei reagenti dei pacchi di prova e espellono pure a schiacciamento a compressione il contenuto delle bolle dei pacchi di prova nell'area di reazione del pacco di prova. I subcomplessi miscelatori (pattini) miscelano il contenuto delle bolle prima di espellerla nell'area di reazione in modo, ad esempio, da risospendere palline magnetiche in soluzione. I miscelatori (pattini) 620 e 622 manipolano le bolle come segue. Il miscelatore (pattino) 620 o 622 si estende brevemente, pressando un lato della bolla del pacco di prova e quindi si arretra. L'altro miscelatore (pattino) 620 o 622 preme sull'altro lato della bolla, e arretra. Questa sequenza è ripetuta, provocando una miscelazione avanti e indietro del liquido nella bolla. Il sub-complessi a miscelatori (pattini) 618 espellono pure o schiacciano fuori a pressione il contenuto di una bolla del pacco di prova in un'area di reazione nel modo seguente. Il miscelatore esterno (pattino) 622 esercita pressione sulla metà esterna della bolla del pacco di prova (la metà che è più distante dall'area di reazione). Quindi, l'altro miscelatore (pattino) 620 esercita pressione verso il basso con pressione sufficiente a rompere la tenuta suscettibile di scoppiare della bolla, facendo sì che il liquido nella bolle abbia a spostarsi nell'area di reazione. Quindi, il complesso saldatore 624 genera una termosaldatura permanente per chiudere la bolla del pacco di prova.
I complessi saldatori 624 (figura 18) del complesso 610 della sella creano termosaldature per chiudere bolle vuote, aree di reazione svuotate o liberate e sacchetti degli scarti riempiti nei pacchi di prova per impedire a liquidi di essere spinti indietro in essi. Il saldatore laterale 626 crea una termosaldatura verticale che chiude bolle dei reagenti svuo-tate nei pacchi monouso. Il saldatore 628 dell'area di reazione crea una termosaldatura orizzontale per chiudere un'area di reazione nel pacco a perdere chiuso dopo che il suo contenuto è stato spostato all'area di reazione successiva al di sotto di esso. Il saldatore 628 dell'area di reazione può pure essere impiegato per saldare permanentemente l'entrata ai sacchetti degli scarti nel modo seguente. Il termosaldatore 628 è posizio-nato adiacente al pacco di prova. Calore viene applicato al saldatore 628 per un breve tempo. Quindi, il saldatore 628 rimane sul pacco monouso per mantenere la saldatura o tenuta chiusa mentre essa si raffredda. Il saldatore 628 è quindi retratto dal pacco di prova prima che il complesso della sella si sposti.
Come è stato discusso precedentemente, al complesso 610 della sella (figura 18) della stazione di trattamento include sub-meccanismi e complessi comprendente un complesso 612 di rulli, il complesso miscelatore 618 un complesso di saldatura 624. Il complesso 612 di rulli include rulli 614 e 616 azionati da camme mobili di moto alternativo per miscelare reagenti e campioni nelle aree di reazioni dei pacchi monouso chiusi. I rulli 614 e 616 si spostano pure materiale di sfondo e porzione di scarto dei campioni ai sacchetti degli scarti nei pacchi monouso chiusi. Il complesso miscelatore 618 comprende elementi a impatto 620 e 622 azionati da camme mobili orizzontalmente di moto alternativo. Gli elementi di impatto 620 e 622 comprendono preferibilmente pattini metallici per manipolare e miscelare reagenti nelle bolle dei pacchi monouso chiusi. I pattini 620 e 622 sono pure manipolati per rompere le bolle nei pacchi monouso chiusi per espellere reagenti dalle bolle alle aree di reazione dei pacchi monouso chiusi. Il complesso saldatore 624 ha saldatori 626 e 628 azionati da camme mobili orizzontalmente di moto alternativo. I saldatori includono un saldatore laterale 626 e un saldatore 628 di area di reazione. Il saldatore laterale 626 termosalda bolle per reagenti dei pacchi di prova svuotate. Il saldatore 628 dell'area di reazione termosalda aree di reazione dei pacchi di prova liberate, svuotate, usate come pure sacchetti degli scarti parzialmente riempiti o pieni contenenti il materiale di sfondo e porzioni di scarto dei campioni nei pacchi di prova.
I sub-complessi a rulli 612 (figura 18) costituenti parte del complesso a sella del processore (stazione di trattamento) impiegando due rulli compositi 614 e 616. Un rullo, che è il rullo ad alta pressione 614, serve per una rullatura di elevata forza. Un rullo, che è il rullo di bassa pressione 616, serve per rullatura di bassa forza. I rulli spostano liquido attorno al pacco di prova quando viene attuato trattamento del pacco di prova. La guaina esterna (strato) siliconica 676 (figura 42) dei rulli si conforma ai contorni del pacco di prova per garantire volumi residui minimi e può fornire un'impronta di 3 mm che agisce come un elemento di intercettazione per arrestare controflusso dal serbatoio degli scarti del pacco di prova. Il nucleo di naylon 677 di ciascun rullo fornisce la superficie di supporto e sostegno per la guaina siliconica esterna 676 dei rulli. Addizionalmente, il nucleo di naylon 676 fornisce una buona faccia di legame interstiziale per il silicone, che riduce notevolmente la delaminazione dei rulli. I rulli sono ritenuti mediante un perno 678 dei rulli e graffe a E 679 su un giogo 680 e sono sollecitati contro i pacchi di prova mediante molle 681 e un seguicamma 683 dei rulli e quindi ritorno è favorito mediante la molla di richiamo a 682. Il seguicamma 683 è azionato mediante una camma 684 di rullo e riceve un perno di supporto 685 e un perno di richiamo 686.
La sella 610 del processore (figura 18) è un meccanismo e complesso compatto alloggiato e manovrato verticalmente entro il processore. Il suo scopo è quello di manipolare i fluidi reagenti ed i campioni di prova entro il pacco di prova al fine di eseguire un'analisi specifica. Le manipolazioni richieste per i pacchi di prova sono: (a) formazione delle bolle; (b) schiacciamento delle bolle; (c) saldatura delle bolle dopo lo schiacciamento; (d) rullatura del fluido di scarto nella bolla dello scarto; (e) fissaggio dell'area di reazione; (f) rullatura di fluido desiderato nell'area di reazione successiva; (g) sigillatura dell'area di reazione dopo l'uso; e (h) amplificazione a rullatura del campione analizzato (cocktail) nella cella di lettura. La sella 610 usa sei attuatori di sella per compiere questo gruppo di manipolazioni. Gli attuatori della sella sono azionati mediante due servomotori attraverso un insieme di camme intercalate 684 montate su due alberi a camme. Gli alberi a camme includono un albero a camme 687 di rulli (figura 41) e un albero a camme 688 di espulsione a pressione o schiacciamento che hanno un insieme di posizioni o stati, ad esempio posizionati di attesa. Le posizioni/stati dell'albero a camme 687 dei rulli includono: (1) rullo di alta pressione e saldatura dell'area di reazione [RASEAL]; (2) rullo di alta pressione; (3) entrambi i rulli; (4) rullo di bassa pressione; (5) off; e (6) e saldatori laterali [SSEAL]. La posizione/stati dell'albero a camme di espulsione 688 includo-no: (1) entrambi i pattini; (2) pattino posteriore; (3) off; e (4) pattino anteriore. La posizione/stati degli alberi a camme sono posizionati a intervalli di 60’. L'albero a camme 687 dei rulli è impedito fisicamente dal pervenire nella condizione inter-stati tra il saldatore laterale 626 e il saldatore a reazione di alta pressione 628 mediante le sagome complementari delle camme dei saldatori. Lo strumento diagnostico ripristina con sicurezza le camme 684 della sella rilevando 1'opto-dispositivo di calibrazione e ripristinando in direzione opposta se 1<1>opto-dispositivo è bloccato.
Le camme 684 della sella (figure 41) comprendono generalmente simili camme a rulli, camme 689 dei saldatori e camme dei miscelatori (pattini) 690. Le camme della sella o slitta sono camme a due profili che hanno un profilo di camma esterno 691 per fornire la necessaria forza di attivazione al seguicamma, ed un profilo di camma interno secondario 692 per fornire un meccanismo di ritorno del tipo a ricaduta o fall-back. I profili delle camme stessi possono esser profili compositi costituiti da una semplice curva di movimento armonico (SHM) per 57,5<* >e una sosta nominale per 5" in corrispondenza del nasello, in accoppiamento con raggi costanti tra stadi equivalenti. Vi può essere una salita/caduta o discesa di 8 mm tra posizioni/stati degli alberi a camma. Questo profilo delle camme SHM è stato scelto per fornire l'angolo di pressione più basso possibile per minimizzare carichi laterali nel sistema. Le camme della sella agiscono su cuscinetti a rullini nel seguicamma 683 che si muovono entro il blocco di guida. I seguicamma 683 dei sub-compelssi a rulli, sub-complessi dei saldatori e sub-complessi dei miscelatori sono generalmente simili. I seguicamma sono caricati da molle contro le camme della sella mediante l'azione delle molle di richiamo sui perni di bloccaggio 114. Se i perni di bloccaggio 114 sono svitati e rimossi, allora gli attuatori possono essere facilmente estratti. Per i rulli 614 e 616, e i pattini di espulsione a pressione o schiacciamento 620 o 622, la forza viene trasferita attraverso molle principali al giogo attuatore mentre i saldatori 624 e 626 impiegano un meccanismo di autolivellamento. I rulli 614 e 616 stessi sono nuclei di nylon attorno ai quali un nastro siliconico è formato e quindi molato o rettificato a sagoma. I pattini di espulsione 620 e 622 sono configurati a gamba di cane al fine di ottenere pattini orizzontalmente deviati da un albero a camme verticale. Ciò è previsto per consentire ai pattini 620 o 622 di miscelare fluido in una bolla o blister miscelando alternativamente metà di una bolla nell'altra metà.
Gli elemento motori primari del processore o dispositivo di trattamento a sella sono motori CC servocontrollati accoppiati a camme della sella o della slitta con scatole ingranaggi e giunti accoppiamenti universali. Questi possono essere appiattiti al fine di adattarli più facilmente nell'area di trattamento. Movimento verticale del processore della sella è ottenuto mediante un servomotore sul telaio del processore che aziona una cinghia dentata. La sella del processore è fissata a tale cinghia mediante un morsetto 693 della cìnghia (figura 40) che sfrutta il mantenimento di un'area di sezione trasversale equivalente variando al tempo stesso la sagoma di sezione trasversale. Ciò garantisce che la cinghia sia ritenuta saldamente in posizione.
La sella è fissata direttamente al processore mediante il carrello della sella della guida lineare verticale. Il carrello della sella è avvitato in posizione contro un riferimento verticale 694 (figura 40) sulla piastra posteriore della sella. Le piastre di sommità e fondo si registrano contro questo medesimo riferimento verticale. Le linee di riferimento delle piastre di sommità e fondo si registrano a loro volta con il blocco di guida che impone o fissa le posizioni dell attuatore. Il blocco di guida 695 (figura 18) è diviso in tre parti che si allineano attorno agli attuatori per fornire un buon riferimento indietro al riferimento o datura.
I saldatori 626 e 628 (figura 18) si basano su un elemento caldo fatto di acciaio inossidabile o altro materiale, e protetto dai pacchi di prova di plastica mediante nastro tessile a base di vetro caricato con politetrafluoroetilene (PTFE). Il nastro di PTFE impedisce a plastica fusa dei pacchi di prova di aderire all'elemento caldo. Lo strumento diagnostico illustrato impiega un saldatore con un pattino lavorato in modo da fornire ancoraggio meccanico per l'elemento caldo, il nastro ad armatura di PTFE e le connessioni elettriche. Il meccanismo di autolivellamento dei saldatori si basa su due perni 696 e 697 (figure 43 e 44) che si auto-allineano da se stessi in due fessure sovradimensioni. I saldatori sono sollecitati verso i pacchi monouso mediante molle 699. Quando i saldatori no si trovano in contatto con il pacco di prova, i saldatori mantengono una posizione allineata. Quando uno spigolo del saldatore è rettificato, il resto del saldatore ruota attorno a quel punto finché non si insedia completamente. Il saldatore corto è scaricato in modo tale da estendersi attraverso l'area di reazione senza comprimere il fluido entro l'area di reazione del pacco di prova e fornisce una pressione uniforme attorno all'elemento caldo.
La sella può essere collegata elettricamente al telaio del dispositivo processore o di trattamento mediante una catena di condotti attraverso la quale cavi 138 (figura 18), cavi nastrati e cavi dei saldatori flessibili addizionali si stendono. Questi possono essere guidati al pannello di distribuzione ove sono uniti i motori, encoder e otp-dispositivi. I saldatori possono pure essere collegati mediante cavi flessibili attraverso un condotto protettivo racchiuso al pannello di distribuzione.
Sistema di pneumatico
Il diagramma di flusso schematico pneumatico di figura 27 illustra schematicamente il circuito pneumatico 700 dello strumento diagnostico. Il circuito pneumatico 700 controlla e alimenta aria a tutti i complessi, componenti e moduli dello strumento diagnostici che contengono una qualche forma di azionamento pneumatico. Il circuito pneumatico 700 ha un recipiente o serbatoio pneumatico comprendente un serbatoio 702 dell'aria. Collegata al serbatoio tramite una valvola di non ritorno 704 vi è una pompa (compressore) 706 avente un silenziatore 708. Pure collegati in serie al serbatoio vi sono: un regolatore 710 di pressione, pressostati elettropneumatici 712 e 714, manometri (interruttori) 716 e 718 ed una valvola di scarico 720. Un collettore 722 a dieci vie avente valvole pneumatiche a solenoide ad azione diretta 724-731 è collegato pneumaticamente a cilindri pneumatici 732-740 e al regolatore di pressione 710. Il collettore 722 a dieci vie include: una valvola a spillo di bloccaggio 724, una valvola 725 a sportello termico, una valvola 726 a saracinesca degli scarti, una valvola 727 della piastra di fissaggio, e valvole 728-731 a magneti (magnetiche) per le palline. La valvola a spillo di bloccaggio 724 è collegata ad un cilindro 732 dello spillo o perno di bloccaggio del carosello attraverso un connettore a sei vie 742. La valvola 725 dello sportello termico è collegata ad un cilindro 733 dello sportello termico del carrello di caricamento attraverso un connettore a sei vie 742. La valvola 726 della saracinesca degli scarti è collegata al cilindro 734 della saracinesca degli scarti attraverso un connettore 744 a dodici vie. La valvola 727 della piastra di fissaggio è collegata ai cilindri superiore e inferiore 735 e 736 della piastra di fissaggio. Le valvole magnetiche 728-731 sono collegate ai cilindri a magneti (magnetici) 737-740.
Nel circuito pneumatico, la pompa 706 può funzionare sino a 90 secondi dopo che il pressostato a monte del serbatoio (manometro) ha rivelato una pressione di 4 bar. La pompa si riaw ia quando il pressostato (manometro) 716 rivela che la pressione è scesa al di sotto di 4 bar, trasmettendo un segnale all'unità di elaborazione centrale. Una valvola di non ritorno 704 arresta qualsiasi perdita attraverso la pompa e fornisce un più agevole avviamento per la pompa riducendo la contropressione che può peraltro determinare stallo della pompa. Il serbatoio 702 dell'aria può quindi essere regolato a 3,75 bar ed è sorvegliato mediante un secondo pressostato (manometro) 718 che indica la pressione a valle. Un gruppo (collettore) 722 di valvole ad azione diretta 724-731 azionate da solenoidi sono impiegate per governare il flusso d'aria a ciascun complesso e ai componenti azionati pneumaticamente, garantendo che essi abbiano ad essere azionati nel momento corretto tramite segnali dalla unità di elaborazione centrale. Il circuito pneumatico ha silenziatori 708 e 746-748 per ridurre i livelli di rumore per scaricare aria e una valvola di scarico 720 che è commutata agli stati on e off mediante un interruttore elettrico.
Sistema di riscaldamento del carosello
Un complesso 140 regolatore di controllo della temperatura (figura 50) fornisce un sistema 402 di riscaldamento del carosello e un sistema 630 di riscaldamento del processore (figura 31) per controllare e contenere la temperatura dei campioni nei pacchi di prova nello strumento diagnostico 100. Il complesso regolatore di controllo di temperatura include un riscaldatore-incubatore e un riscaldatore della stazione di trattamento. Il sistema di riscaldamento del carosello, pure chiamato riscaldatore-incubatore, riscalda i complesso di pacchi di prova verticali o eretti nel caroselli e include fili riscaldanti e elementi riscaldanti posizionati sul piatto o piastra inferiore (tavola girevole inferiore) e sulle pareti interne circostanti arcuate del carosello.
Controllo della temperatura del carosello dello strumento diagnostico automatizzato impiega un sistema di convezione pilotato da galleggiamento in modo da mantenere la temperatura di un pacco di prova complessiva entro 2’C. Il controllo della temperatura del sistema 402 di riscaldamento del carosello (figura 50) include: un materassino riscaldatore 430 fissato alla superficie superiore del piatto o piastra inferiore del carosello; un riscaldatore 432 di parete posteriore adiacente all'isolante posteriore 434, ed un riscaldatore 436 della parete anteriore adiacente all'isolante anteriore 438. I controlli di temperatura possono essere regolati mediante un cilindro del carosello. Le pareti verticali interne del cilindro del carosello forniscono la sorgente di calore. Ciò può essere realizzato montando due materassini riscaldatori di piena area su piastre di supporto metalliche che sono fissate alle due metà di isolante formante i componenti strutturali del sistema. I materassini riscaldatori sulle pareti verticali possono fornire un ingresso di potenza totale di 120 watt e possono essere mantenuti ad un punto di riferimento impostato entro 37-39<*>C. L'aria in contatto con questi materassini è riscaldata mediante conduzione. La piastra inferiore (disco) del carosello può avere un materassino riscaldatore da 60 watt fissato ad essa. Il riscaldatore del carosello può fornire ingresso di calore uniforme alla piastra inferiore (disco) e ciò, in combinazione con l'ambiente a basse perdite consente di avere gradienti termici minimi attraverso tutta la piastra. Procedimenti di convezione distribuiscono l'aria riscaldata attraverso tutto il sistema. I pacchi i prova sono a loro volta riscaldati mediante conduzione dal contatto dell'aria riscaldata circostante. L'area 212 della cella di lettura (figura 22) del pacco di prova è particolarmente importante, e questa zona riscaldata mediante conduzione diretta. L'isolante del sistema di riscaldamento del carosello può essere costituito da un poliuretano rigido di bassa densità avente una densità nell'intervallo da 140 kg a 180 kg m^. Questo espanso di bassa densità fornisce conducibilità termiche di -0,03-0,04 w/m/k, il che è utile per mantenere i bassi gradienti termici richiesti e fornire un sistema efficiente dal punto di vista della potenza o energia.
Un sensore singolo comprendente un termistore è incapsulato nel materassino riscaldatore del carosello per trasdurre accuratamente temperature rappresentative di ciascuna sezione del carosello. I pacchi di prova sono fissati mediante molle ad archetto entro le fessure dei dischi (piastre) tra ciascun segmento del carosello. Le molle ad archetto forniscono forza sufficiente a mantenere il pacco di prova in posizione e a fissare la piastra posteriore della cella di lettura, fissata alla parte posteriore del pacco, contro la superficie della piastra di base del carosello. La cella di lettura è mantenuta in contatto con la contropiastra termicamente conduttrice della cella dei lettura del pacco di prova per fornire un efficace percorso conduttore dalla piastra del carosello controllata in temperatura al contenuto della cella di lettura stessa. Questo canale di controllo della temperatura può essere controllato mediante l'unità di elaborazione centrale.
Il meccanismo della testa di lettura (complesso) e l'alloggiamento del carosello sono riscaldati mediante un materassino riscaldatore fissato alla base della testa di lettura. Il materassino riscaldatore della testa di lettura ha un termistore annegato incapsulato servente come sensore. La temperatura può essere impostata tra 37 e 39<*>C. Il materassino riscaldatore della testa di lettura può essere alimentato con una tensione variante tra OV e 15V, in opposizione a ± 15V come lo sono tutti gli altri materassini. Ciò fornisce al materassino riscaldatore della testa di lettura un pieno livello di potenza di 15W. I materassini riscaldatori sono preferibilmente costruiti di gomma siliconica con sensori interni comprendenti termistori. I materassini del carosello e della testa di lettura contengono sottosquadri o tagli termici integrali. Tagli termici esterni possono essere impiegati sui materassini di parete. Durante fasi di riscaldamento, piena potenza è diretta a tutti i materassini riscaldatori. Quando il ciclo di intermittenza di ciascun canale scende al di sotto di un livello predeterminato quando l'unità di avvicina a temperature di stato stabile, l'alimentazione di potenza è ridotta al 25% della piena potenza.
Sistema di riscaldamento del processore
Controllo di temperatura del processore o dispositivo di trattamento nella stazione di trattamento comprende u sistema 630 di riscaldamento del processore (figura 31) che include un sistema di convezione forzata per mantenere temperature dell'aria ove i pacchi di prova sono trattati e un sistema di conduzione per applicare calore direttamente al pacco di prova quando i pacchi di prova sono provati o trattati nella posizione fissata. Al fine di mantenere i pacchi di prova alle temperature desiderate nella stazione di trattamento, entrambi i sistemi di riscaldamento a convezione e conduzione sono preferibilmente fatti funzionare simultaneamente. I riscaldatori del sistema di riscaldamento del processore sono isolati mediante isolante poliuretanico di bassa densità.
Il sistema di convezione comprende: un riscaldatore 631 di parete lato sinistro, un riscaldatore 633 di parete lato destro e un ventilatore 634 per far circolare l'aria riscaldata. I riscaldatori 631 e 633 delle pareti laterali comprendono materassini riscaldatori che sono fissati a contropiastre metalliche del processore per regolare e controllare la temperatura del processore. Le piastre sono fissate al lato frontale sini-stro e destro del modulo processore nella stazione di trattamento. Un singolo termistore montato nel materassino di riscaldamento di destra (riscaldatore della parete laterale destra) 633 è impiegato per controllare le temperature dei riscaldatori 631 e 635 delle pareti laterali destra e sinistra. I materassini di riscaldamento comprendenti i riscaldatori 631 e 633 delle pareti laterali sinistra e destra possono essere mantenuti ad una temperatura di 41,5<*>C. Un ventilatore 634 montato di fronte al processore fa circolare l'aria riscaldata tra le piastre e dirige l'aria riscaldata circa 38<*>C ai pacchi di prova.
Il sistema conduttivo nella stazione di trattamento include un riscaldatore 635 della piastra di fissaggio (figura 31) comprendente un materassino riscaldatore siliconico. Il riscaldatore 635 della piastra di fissaggio è fissato al complesso della piastra di fissaggio, che fissa e mantiene i pacchi di prova nella stazione di trattamento. Il riscaldamento della piastra di fissaggi può fornire 60W di potenza e ha un termistore per mantenere la superficie della piastra di fissaggio contro il pacco di prova ad una temperatura tra 37 e 39’C.
I materassini riscaldatori del sistema 630 di riscaldamento di trattamento possono avere una struttura di gomma siliconica con sensori di intervalli comprendenti termistori. Il materassino di riscaldamento della piastra di fissaggi può contenere un taglio termico integrale. I materassini di riscaldamento delle pareti laterali sinistra e destra possono avere tagli termici esterni. La frequenza di campionatura può essere di 10 Hz e modulazione della larghezza degli impulsi è impiegata per fornire efficiente sfruttamento della potenza. Durante fasi di riscaldamento, piena potenza è diretta ai materassini di riscaldamento. Quando il ciclo di in-termittenza scende al di sotto di un livello predeterminato quando l'unità si avvicina a temperature di stato stabile, l'alimentazione di potenza ai materassini di riscaldamento è ridotta al 25% della piena potenza. Nell'uso, il riscaldatore di trattamento è posizionato nella stazione e complesso di trattamento per riscaldare la piastra metallica in modo da riscaldare e mantenere la temperatura dei campioni nei pacchi di prova su venti prove nella stazione di trattamento.
Controlli elettrici
I motori nello strumento diagnostico automatizzato sono controllati mediante il medesimo sistema di servocontrollo basilare. Il sistema di servocontrollo ha anelli di servocontrollo che sono responsabili del controllo posizionale e di movimento dei servomotori includenti un motore in corrente continua con una scatola ingranaggi o riduttori integrale. Un encoder di posizione del motore comprende un contatore il quale mostra la posizione del servomotore. Il contatore può essere incrementato per ogni movimento in senso orario del motore e decrementato per ogni movimento in senso antiorario. Una volta che è stata individuata una posizione nota (datum o di riferimento) il motore è quindi in grado di spostarsi a qualsiasi alta posizione con grande precisione. Il circuito di comando o azionamento del motore è responsabile della erogazione degli ampere e della tensione richiesti per azionare il motore. I circuiti preferiti sono atti a erogare fino a due ampere a 12 volt per spostare il motore o in senso orario o in senso antiorario. I servocanali sono responsabili del controllo del movimento e del funzionamento dei seguenti sub-complessi meccanici: (a) il carrello di caricamento che sposta un pacco di prova dallo sportello di carico a una qualsiasi di dieci posizioni sul carosello o viceversa, come pure consente ai pacchi di prova di essere caricati o scaricati sullo/dallo strumento dignostico;
(b) il carrello di trattamento che sposta un pacco di prova dalla stazione di trattamento dopo che esso è stato trovato ad una qualsiasi di dieci posizioni sul carosello o viceversa;
(c) il carosello che sposta i pacchi di prova presso la testa di lettura al carrello di caricamento e carrello di processo o trattamento;
(d) la testa di lettura che rileva la presenza di fluorescenza nei pacchi di prova;
(e) la camma a rulli del complesso a sella, che solleva e abbassa il rullo di alta pressione, il rullo di bassa pressione, il saldatore dell'area di reazione ed il saldatore delle bolle laterali;
e
(f) la camma del pattino di espulsione a schiacciamento, del complesso della sella che apre (fa scoppiare) ed è responsabile della risospensione e della espulsione di bolle laterali.
Pacchi di prova
Il pacco specifico di prova (TSO) 200 (figura 6) è un pacco monouso a perdere che è impiegato per eseguire una prova completa su un campione di un paziente. Ciascun pacco è: (a) specifico per la prova, ad esempio il pacco di prova MTB contiene reagenti che attuano prova specifica relativa alla presenza di M. tuberculosis in un campione; (b) monouso a perdere -ciascun campione viene provato nel suo proprio pacco di prova che è gettato via dopo l'uso; e (c) chiuso - il contenuto del pacco di prova è protetto da contaminazione che sarebbe suscettibile di invalidare i risultati di prova. Nel medesimo tempo, il rischio di esposizione da parte dell'operatore a materiali biopericolosi è minimizzato. I pacchi di prova 200 sono contenitori chiusi monouso che sono preriempiti con tutti i reagenti richiesti, in cui è iniettato il campione, e quindi sono caricati nello strumento diagnostico automatizzato per la prova come è rappresentato in figura 2.
Il pacco di prova 200 (figura 6) comprende: un pacco 216 monouso di plastica trasparente flessibile; una piastra posteriore di plastica semirigida bianca traslucida (contropiastra) 204 fornente un vassoio; una finestrella 212 della cella di lettura di plastica trasparente; una piastra di copertura nera termicamente conduttrice 218 fornente una piastra di riscaldamento ed un riscaldatore della cella di lettura; ed una luce o apertura 220 per il campione. Il pacco monouso chiuso 216 comprende: una cella di lettura 213, una serie, insieme o complesso di bolle per reagenti (bolle o blister suscettibili di scoppiare) 222; cinque aree di reazione 224-228; un'area 229 di tracimatura di amplificazione e contenimento; quattro aree degli scarti o sacchetti 230-233; un passaggio 221 del campione ed un passaggio di amplificazione 237. La piastra di copertura termicamente conduttrice 218 può essere fatta di metallo o altro materiale termicamente conduttore. La cella di lettura 213 è una parte integrale del pacco monouso chiuso 216. La cella di lettura 213 si adatta entro, è allineata con ed è coperta in modo protettivo dalla finestrella 212 della cella di let-tura. Durante la fabbricazione e il riempimento e introduzione del reagente, il pacco monouso chiuso 200 (figura 7) ha blister 234 o alveoli a bol-le che sono riempiti con reagenti e sono tagliati (recisi) dopo che i reagenti sono stati inietatti, trasferiti o in altro modo espulsi a schiacciamento nelle bolle o blister 222 dei reagenti. Alcuni dei blister dei reagenti possono non essere riempiti per taluni protocolli di prova.
Come è mostrato in figura 7, la parte anteriore 235 della piastra posteriore 204 comprende: (a) piedini di collegamento o piedestalli 236 che ricevono e sono termosaldati al pacco monouso chiuso 216 e alla piastra di copertura termicamente conduttrice 218; (b) un foro a luce 238 per campioni incassato che riceve la luce 220 del campione; (c) una apertura della cella di lettura sagomata a buco di serratura o foro 240 per ricevere la finestrella 212 della cella di lettura; e (d) camere o rientranze 242 a sacchetti degli scarti oblunghi che supportano e ricevono i sacchetti 224-228 della area degli scarti. Il dorso (parte posteriore) 243 della contropiastra 204 comprende: una porzione di supporto superiore 206 (figura 23) con una fessura di guida laterale 202 fornente una gola per ricevere e impegnarsi sul binario del carrello; una gola o scanalatura ricevente perno di bloccaggio sagomata a U e sede 244; una porzione di supporto inferiore 246 (figura 22) con una gola o scanalatura e sede 248 ricevente perno di bloccaggio; un canale o gola 250 sagomato a U per accogliere la testa di lettura; e quattro palette 252-255 di aggancio della cella di lettura comprendenti nervature rastremate i cui assi attuano intersezione della finestrella 212 della cella di lettura e della cella di lettura 213.
I perni di bloccaggio impegnano le sedi 244 e 248 per perni di bloccaggio nella stazione di trattamento per fissare il pacco di prova 200 durante il trattamento del pacco di prova. Le palette di aggancio 252-255 costituiscono parte del meccanismo di aggancio che si allinea in registrazione con, riceve telescopicamente, si inserisce in e impegna in modo coniugato la testa di lettura. La finestrella 212 della cella di lettura di plastica trasparente e una cella di lettura 213 hanno ciascuna un elemento a camino 256 e 257 della cella di lettura allungato. La porzione posteriore (di dorso) centrale intermedia della contropiastra 204 ha quattro aree o rientranze 258 di impegno di magneti quadrate (figura 10). Il lato di identificazione (ID) longitudinale allungato 260 (figura 24) della piastra posteriore o contropiastra ha elementi adesivi o etichette di identificazione 206 e 208 per identificare la prova ed il campione del paziente.
Come è mostrato in figura 23, la luce 220 del campione ha una sede conica 262 con un raccordo di bloccaggio 264 e stelo 266. Un cappuccio o tappo 268 di ingresso del campione amovibile copre la luce 220 di ingresso del campione. Il cappuccio 268 viene rimosso durante l'iniezione del campione di ingresso.
La piastra di copertura termicamente conduttrice (piastra di riscaldamento) 218 (figura 7) ha una camera o rientranza 270 ricevente la finestrella della cella di lettura sagomata a buco della serratura in comunicazione con una camera o rientranza 272 ricevente passaggio del campione laterale. La piastra di copertura termicamente conduttrice 218 copre, riceve, fissa e trasferisce calore alla finestrella 212 della cella di lettura e alla cella di lettura 213.
Pacchi di prova sono preferibilmente forniti in scatole sicure, tutte del medesimo tipo di prova e relativo lotto o partita. Ciascun pacco di prova nella scatola è individualmente imballato in un foglio protettivo e in un involucro ermetico alla luce. Ciascuna scatola è individualmente imballata in un foglio protettivo e in un involucro ermetico alla luce. Ciascuna scatola può essere etichettata con: tipo di prova (ad esempio MTB per M. tuberculosis), numero di lotto o di partita per determinare e quando il pacco è stato fabbricato: e data di scadenza per il pacco di prova. Ciascuna scatola di pacchi di prova include pure due campioni di controllo di qualità che l'operatore inietta nei pacchi di prova e tratta attraverso lo strumento come parte di una procedura di controllo di qualità incipiente per verificare le prestazioni dello strumento e del pacco di prova.
Provette di trattamento dei campioni possono essere impiegate per contenere il campione prima che esso sia iniettato nel pacco di prova. La provetta di trattamento può essere progettata per operare con un dispositivo di trasferimento del campione e può essere ottimizzata per qualsiasi pre-trattamento speciale che potrebbe essere richiesto per il campione. Dispositivi di trasferimento del campione possono essere usati per consentire all'operatore di iniettare la corretta quantità del campione direttamente dalla provetta di trattamento del campione nel pacco di prova. Una estremità è fissata alla provetta di trattamento del campione e l'altra estremità è avvitata nel pacco di prova. Un filtro può essere impiegato nel dispositivo di trasferimento del campione per garantire che solamente un campione chiaro sia erogato nel pacco di prova. Un raccordo di caricamento può essere previsto per supportare il pacco di prova mentre l'operatore inietta un campione nel pacco. Il raccordo di caricamento resiste a movimento mentre l'operatore fissa il dispositivo di trasferimento del campione al pacco di prova.
Anche nuovo, un pacco di prova inusato include reagenti e materiali comprendenti: sonde, diluenti, palline magnetiche, soluzioni di lavaggio, eluenti, miscela di nucleotidi e enzima di replicasi Q-beta.
Reagenti possono attuare la chimica di cattura di target reversibile ( "RTC"). I reagenti sono posizionati negli alveoli a bolle o blister su un lato del pacco di prova. Le sonde si legano alla sequenza di acidi nucleici desiderata o target in modo tale che essa può essere isolata e quindi rivelata. Posso o essere impiegati due tipi di sonde: sonde di rivelazione e sonde di cattura. I diluenti riducono la concentrazione della soluzione per facilitare la cattura di complessi di target-sonde. Le palline magnetiche catturano il complesso di target-sonde. Soluzioni di lavaggio rimuovono materiali di sfondo e reagenti inusati. Gli eluenti rimuovono la sequenza di acidi nucleici target o desiderata dalle palline magnetiche. La miscela di nucleotidi fornisce un ambiente che facilita l'amplificazione di un segmento di acido nucleico, e può pure includere il colorante fluorescente ioduro di propidio ("PI") che si lega nel segmento di acido nucleico che sarà amplificato. Enzima di replicasi Q-beta può promuovere l'amplificazione del segmento di acido nucleico, la cui fluorescenza può essere rivelata mediante la testa di lettura del lettore ottico.
Una luce 220 del campione (figura 23) consente all’operatore di iniettare il campione che deve essere analizzato nel pacco di prova. La luce del campione si trova sul dorso del pacco di prova. Aree di reazione nel pacco monouso chiuso forniscono una posizione per la miscelazione del campione e dei reagenti. Le cinque aree di reazione 224-228 (figura 6) nel pacco monouso chiuso sono posizionate lungo il centro del pacco. Sacchetti 230-233 degli scarti nel pacco monouso chiuso immagazzinano fluidi di scarto da ciascuno stadio nel processo di analisi. I quattro sacchetti degli scarti, che sono posizionati lungo il lato ID destro 260 del pacco di prova, sono vuoti quando il pacco di prova è nuovo. Una cella di lettura 212 (figura 22) ritiene il campione di prodotto finale della reazione e consente al lettore ottico di leggere la fluorescenza del pacco del campione. Una piastra di copertura termicamente conduttrice 218 protegge la parte anteriore della cella di lettura.
I blister o alveoli a bolla 222 dei reagenti (figura 4), le bolle di caricamento (riempimento) d'ingresso 234, e i sacchetti 230-233 degli scarti del pacco monouso chiuso possono essere formati da un singolo foglio di materiale trasparente non reattivo. Questo pezzo formato è fissato al vassoio comprendente la piastra posteriore di plastica rigida del pacco di prova. La luce del campione è stampata come una parte della piastra posteriore o contropiastra. La cella di lettura è formata da una plastica otticamente trasparente rigida, ed è fissata alla contropiastra durante la fabbricazione. Saldature suscettibili di scoppiare nel pacco monouso chiuso chiudono temporaneamente i blister o bolle dei reagenti e separano aree di reazione l'una dall'altra nel pacco monouso chiuso. Quando il pacco di prova viene trattato, lo strumento diagnostico automatizzato fa scoppiare le bolle dei reagenti per introdurre reagenti in un'area di reazione e per spostare il contenuto di un'area di reazione alla successiva. Durante il trattamento, termosaldature permanenti sono applicate per chiudere bolle svuotate, aree di reazione rese libere e sacchetti degli scarti riempiti per impedire a liquidi di essere spinti indietro in essi.
La luce 220 dei campioni (figura 23) sul dorso 243 del pacco di prova è ove l'operatore inietta il campione del paziente nel pacco di prova. La luce del campione può comprendere una sede conica 262 con un raccordo di bloccaggio 264 del tipo Luer che si adatta esattamente e si blocca ad un dispositivo di trasferimento del campione, garantendo iniezione del corretto volume di campione e eliminando la possibilità di perdite durante l'iniezione. Il coperchio o cappuccio 268 d'ingresso del campione può comprendere un tappo tipo Luer conico che ricopre la luce del campione. Il cappuccio d'ingresso del campione può essere fissato alla luce del campio-ne durante la fabbricazione ed è preferibilmente rimosso solamente per inserire il campione del paziente. Quindi, il cappuccio deve essere sostituito.
Il lettore ottico dello strumento diagnostico automatizzato determina il risultato di ciascuna analisi di ciascun paziente leggendo il livello di fluorescenza rivelabile nella finestrella 212 della cella di lettura (figura 22) dopo che il trattamento del pacco di prova è stato completato. Al fine di fornire una sagoma esattamente definita per la lettura, la finestrella della cella di lettura sul dorso del pacco di prova è preferibilmente strutturata e costruita con una superficie planare piatta rigida che è otticamente trasparente. La finestrella della cella di lettura è incassata per la protezione da danneggiamento, impronte digitali, graffi e polvere. Il dorso della cella di lettura 212 è rinforzato mediante una piastra di copertura metallica termicamente conduttrice 218 che è visibile dalla parte anteriore del pacco di prova. La piastra di copertura termicamente conduttrice 218 conduce pure calore dalla base del carosello e controlla la temperatura nella cella di lettura come ad esempio durante l'amplificazione. Il volume di liquido nella cella di lettura è controllato mediante un preciso volume del reagente del campione come pure mediante contropressione provocata da aria spostata fuori dalla cella di lettura nel cuscino della cella di lettura sulla parte anteriore e nell'elemento a camino sulla parte posteriore del vassoio (contropiastra) del pacco di prova.
Come è rappresentato in figura 24, un elemento adesivo (etichetta) per codice a barrette o barre 206 può essere fissato ad esempio quando il pacco di prova viene fabbricato. Un elemento adesivo (etichetta) di codice a barre del campione 208 può pure essere fissato dall'operatore nel preparare il pacco di prova. Nella forma di realizzazione preferita, un numero di identificazione a più cifre (ID) su questa etichetta del codice a barre o barrette identifica univocamente il campione. Tale adesivo del codice a barrette contiene informazione che identifica univocamente e il pacco di prova, e fornisce dettagli relativi alla sua fabbricazione per poter essere individuato. Adesivi a codici a barrette identificano: tipo di prova; numero di lotto o partita per determinare il fabbricante del pacco; numero di serie per identificare univocamente il pacco di prova; e data di scadenza (mese e anno) per il pacco di prova. Un adesivo a codice a barrette del fabbricante effettivo identificherà una prova, lotto e numero di serie specifici. Gli adesivi a codici a barrette preferiti consentono allo strumento dignostico automatizzato di mantenere registrazione di ciascun risultato di prova. Possono essere previsti due tipi di adesivi o etichette: (1) adesivo con numero di identificazione (ID) del campione per designare numeri ID unici in ciascuna scatola di pacchi di prova; e (2) adesivi con informazioni di controllo qualitativo per specificare un numero ID di controllo qualitativo unico per il campione. Ciascun numero ID unico sugli adesivi dei codici a barrette può includere: una cifra (1, 2 o 3) che identifica il contenuto del pacco di prova in cui il numero "1" identifica un campione del paziente; il numero "2" identifica un campione di controllo di qualità positivo e il numero "3" identifica un campione di controllo di qualità negativo. Ciascun adesivo o etichetta a codici a barrette o a barre può avere un numero ID del campione a più cifre e un numero di controllo interno multicifre.
I pacchi di prova 200 (figura 7) forniscono un complesso di campionatura dei pacchi di prova con un pacco monouso chiuso 216 e un vassoio resistente agli urti (contropiastra) 204. I pacchi monousi chiusi hanno bolle 222 suscettibili di essere fatte scoppiare che contengono reagenti per prove selezionate come pure aree di reazione 224-228 in cui i reagenti sono miscelati con il campione per eseguir eia prova desiderata. I pacchi monouso hanno pure sacchetti 230-233 o tasche degli scarti per contenere materiale di sfondo lavato via e scarti. I pacchi monousi chiusi sono fatti di plastica trasparente flessibile per consentire di osservar ei reagenti e i campioni contenuti nei pacchi. Ciascun pacco monouso chiuso ha una cella di lettura, pure chiamata finestrella 212 di cella di lettura, per contenere e visualizzare analiti otticamente rivelabili.
Il vassoi resistenti agli impatti sono preferibilmente stampati a partire da plastica resistente agli impatti o resiliente e forniscono contropiastre per supportare i pacchi monouso chiusi. I vassoi hanno superfici di ricezione dei pacchi monouso chiusi che sono sagomati in modo complementare alle porzioni di superfici coniugate dei pacchi monouso chiusi per impegnare in modo coniugato e supportare rigidamente i pacchi monouso chiusi. Ciascuno dei vassoi ha e definisce una apertura 240 ricevente finestrella (figura 7) che è posizionata in allineamento con la cella di lettura del pacco monouso coniugato. Ciascun vassoio comprende pure una porzione di supporto superiore 206 orizzontalmente fessurata (figura 23) con una fessura orizzontale 202 estendentesi lateralmente e ha pure una porzione di supporto inferiore 246 (figura 22). I vassoi hanno pure piuoli 236 (figura 7) che sono fissati, ad esempio mediante collegamento termico, ai pacchi monouso chiusi. Per scopi di identificazione, ciascuno dei vassoi dei pacchi di prova ha etichette 206 e 208 (figura 24) come etichette autoadesive, che sono fissate ai vassoi. Le etichette hanno codici a barre o barrette che corrispondono alla prova desiderata che deve essere eseguita ed identificano i campioni ed il paziente.
Vantaggiosamente, ciascuno dei pacchi di prova ha una finestrella di lettura 212 resistente agli urti trasparente (figura 22) che è fissata al piatto nella apertura ricevente finestrella. La finestrella di lettura impegna saldamente e saldamente contatta la cella di lettura per consentire di osservare e leggere analiti otticamente rivelabili nella cella di lettura del pacco monouso chiuso. Preferibilmente, la cella di lettura è sagomata a buco di serratura e il vassoio ha alette di aggancio rastremate inclinate 252-255 posizionate attorno alla cella di lettura per fornire parte di un meccanismo di aggancio per facilitare allineamento e accoppia-mento della testa di lettura del rivelatore ottico e della finestrella della cella di lettura.
Il pacco di prova ha pure una piastra termicamente conduttrice 218 (figure 6 e 7) fissata ad alcuni dei piuoli 236 del vassoio. I piuoli sono fissati alla piastra termicamente conduttrice e al pacco monouso chiuso mediante una porzione a raggrinzimento sporgente ingrandita determinata mediante riscaldamento delle porzioni a sbalzo non fissate del piuolo oltre la sua temperatura di fusione. La piastra termicamente conduttrice impegna il pacco monouso chiuso attorno alla cella di lettura e conduce calore per migliorare l'amplificazione. La piastra termicamente conduttrice comprende una porzione circolare 270 estendentesi verso l'esterno attorno alla cella di lettura che fornisce un'area di contenimento e tasca di supporto per l'analita otticamente rivelabile nella cella di lettura.
Il pacco di prova ha un sacchetto di plastica totalmente contenuto comprendente u pacco chiuso monouso con comparti per attuare una serie di razioni chimiche. Il pacco monouso chiuso ha alveoli a bolle per contenere e, quando schiacciati, per consentire espulsione efficiente di fluidi. Le bolle includono bolle a riempimento (bolle a caricamento d'ingresso) 234 che forniscono un sistema di riempimento privo di contaminazione con riempimento verticale privo d'aria. Il sistema di riempimento e relativo procedimento consentono pure a qualsiasi fluido tracimato di essere sigillato e eliminato correttamente. Il pacco di prova ha una cella di lettura 213 (figura 7) che è contenuta entro il sacchetto chiuso (pacco monouso chiuso) ed è concepita per essere priva di bolle, ed essere sempre piena ed avere una leggera pressione per garantire che la sagoma abbia ad essere completamente mantenuta. La finestrella della cella di lettura garantisce buona qualità ottica. Buona stabilità alla temperatura della cella di lettura è ottenuta mediante contatto con le piastre di riscaldamento 218 di copertura termicamente conduttrice (figura 6). La cella di lettura impegna, si accoppia con e coopera con un complesso a testa di lettura. Il complesso a testa di lettura ha una testa di lettura conica per letture successive e riposizioni che sono assunte con elevata ripetibilità della posizione della testa di lettura, fornendo così buoni risultati ripetitivi da un lettore ottico (a fibra) a fibre ottiche.
Durante la prova i pacchi monausi chiusi subiscono separazione magnetica mediante rulli e una serie di magnetici poiché il fluido dell'area sigillata o saldata e le particelle magnetiche non devono essere separati. I parametri fisici sono tali che il fluido e le particelle magneti che sono posizionati in presenza di potenti magneti. A causa della fluidodinamica, la capacità relativa a far ciò può richiedere uno o due rulli per ridurre la velocità del fluido e consentire così alle particelle magnetiche di essere separaste mediante la presenza ravvicinata di un campo magnetico.
I pacchi monouso chiusi possono essere fabbricati a partire da pellicola di plastica. Preferibilmente, le camere e le caratteristiche del recipiente forniscono un sacchetto comprendente il pacco monouso chiuso e sono formate mediante saldatura di due pellicole di plastica. La pellico-la di plastica preferita è fabbricata dalla Du Pont de Nemours e venduta con il marchio di fabbrica di Surlyii^. Surlyii® è una resina OD ionomera termoplastica contenete legami sia covalenti che ionici. Le forze elettrostatiche intercariche ioniche sono assai intense e termicamente reversibili a temperature varianti tra 175‘C e 290"C. Due fogli di plastica Suri possono essere riuniti durante il processo di fabbricazione, con uno dei o entrambi i fogli termoformati alla sagoma richiesta in un processo di produzione a velocità continua e un foglio può essere posato al di sopra dell'altro. Legami permanenti possono esser formati tra le due pellicole per formare camere, passaggi e saldature ottenute. In aggiunta, legami semiperraanenti possono essere formati per servire come tenute saldature suscettibili di scoppiare. Questi legami sono realizzati con filamenti riscaldati, oppure mediante altre tecniche di saldatura delle materie plastiche. La durata di calore, pressione di compressione esercitati sulle due pellicole, temperatura del filamento e tempo di raffreddamento influenzano la natura del legame.
La differenza tra tenute o saldature rompibili e pareti permanenti nei pacchi monousi chiusi è dell'ordine dei gradi. Pareti permanenti tengono a conservare integrità sino a 50-psi. Tenute suscettibili di scoppiare tendono a rompersi a pressioni comprese tra 10 e 30 psi. Queste saldature ottenute permanenti o pareti sono realizzate con u filamento più largo suscettibile di operare a temperatura più elevata. L'elemento a elevata temperatura più largo è ritenuto contro i due fogli con una più elevata pressione di compressione, per un tempo maggiore e raffreddato più lentamente che non saldature suscettibili di scoppiare nei pacchi monouso chiusi.
Il recipiente a pacco di prova (pacco monouso) ha una prima area di reazione che è atta a ricevere un supporto solido, un campione di prova e almeno una prima sonda atta ad associarsi con il supporto ed il target per formare un complesso di supporto-sonda-target o bersaglio in seguito a imposizione di condizioni di legame di sonda, lasciando detriti del campione liberi in soluzione. Un campione viene introdotto nella prima area di reazione attraverso la luce del campione. Dopo che il campione è stato introdotto nell'area di reazione, la luce del campione può essere sigillata. La sonda o le sonde possono essere contenute in una delle bolle per reagenti, e possono essere forzate nella prima area di reazione del pacco monouso chiuso applicando pressione alla bolla. (Il centro appuntito di ciascuna tenuta suscettibile di scoppiare adiacente a ciascuna bolla, o tra aree di reazione, è la parte più debole della tenuta o saldatura, e può essere rotta applicando pressione alla bolla dell'area di reazione mediante l'azione di un rullo di un pattino). Aggiunta della sonda all'area di radiazione consente alla sonda di formare un complesso sonda-target o bersaglio prima di legarsi al supporto, mentre la sonda e il campione contenente il target si trovano nell'area di reazione.
In analisi che impiegano un sistema a due sonde, in cui una sonda di rivelazione è atta a produrre una risposta rivelabile, e una seconda sonda di cattura è atta a catturare un complesso di sonda rivelabile-target ad un supporto solido, può essere vantaggioso consentire al campione e alla sonda di cattura di ibridizzare prima della cattura sui supporti. Catture della sonda di cattura sul supporto prima della ibridizzazione della sonda di cattura al target compromette la cinetica del legame di sonde al target, richiedendo una ibridizzazione di durata maggiore 0 traducendosi in una ibridizzazione meno efficiente. Il pacco di prova facilita l'ibridizzazione delle sonde al target mantenendo il supporto separato dal campione durante una ibridizzazione iniziale. Questa ibridizzazione può aver luogo in qualsiasi area di reazione, ma tipicamente nella prima e/o seconda area di reazione.
Dopo 1<1 >ibridizzazione, supporti magnetici o palline magnetiche sono preferibilmente ricevuti entro la prima camera di reazione. Supporti magnetici sotto forma di palline metalliche (particelle) possono essere contenuti entro una camera di supporto, cioè un blister o bolla per reagente contenente le particelle magnetiche. Al fine di facilitare il riempimento della camera di supporto, il pacco monouso chiuso può essere ruotato di camere di riempimento (blister di caricamento d'ingresso) 234 (figura 4) che consentono al pacco di prova di cooperare con ugelli di riempimento, imbuti, ecc. Dopo che i supporti sono stati caricati nella camera di supporto, le camere di riempimento non sono più richieste e sono recise e rimosse. Una saldatura permanente viene realizzata tra i fogli di plastica superiore e inferiore, saldando o sigillando il supporto entro le camere di supporto che divengono celle chiuse.
Le palline magnetiche possono supportare gruppi amminici primari funzionali carbossilici che facilitano legame covalente o associazione di una sonda alle particelle di supporto magnetiche. Le palline di supporto possono essere magneti a dominio singolo e supermagnetiche così da manifestare un piccolo o nessun magnetismo residuo. Il supporto magnetico è preferibilmente atto a realizzare dispersione sostanzialmente omogenea mentre il mezzo campione include almeno una frazione antilegante atta a legarsi ad un legante in condizioni di legame per fornire un complesso di supporto target-sonda.
Dopo che il target e le sonde sono stati lasciati ibridizzare in condizioni di legame entro la camera di reazione, i supporti magnetici ritenuti nella camera di supporto sono espulsi nella camera di reazione mediante i pattini. Una saracinesca è frapposta fra la camera di supporto magnetica e la camera di reazione (area di reazione) per separare le camere finché il pattino non viene applicato a pressione sulla camera di supporto. Dopo che il supporto magnetico è penetrato nella camera di reazione, la camera di supporto è permanentemente saldata o sigillata dalla camera di reazione per impedire ritorno di fluidi nella camera stessa.
I supporti magnetici che sono presenti nella camera di reazione (area di reazione) sono miscelati per fornire contatto e dispersione entro le soluzioni reagenti contenute nella camera di reazione. Il pacco monouso chiuso di plastica flessibile consente miscelazione di soluzioni mediante semplice rotolamento attraverso il corpo del pacco monouso chiuso. Il complesso sonda-target viene lasciato legare al supporto magnetico ed il supporto magnetico è immobilizzato.
La contropiastra o il vassoio possono essere dotati di aree incavate e/o intaccate verso il lato posteriore della piastra per consentire ai magneti di essere posizionati in stretta vicinanza dei supporti. L'impiego e l'esigenza di queste tacche dei supporti magnetici dipendono dallo spessore della contropiastra e dalla intensità o forza dei magnetici impiegati per l'immobilizzazione. Durante l'immobilizzazione, i detriti del campione sono separati dal complesso supporto-sonda-target comprimendo la camera di reazione (area di reazione) per sollecitare soluzioni attraverso i passaggio per effluente in una camera dell'effluente. Il passaggio tra la camera dell'effluente e la prima camera di reazione può essere chiuso mediante pressione di serraggio compressiva sul passaggio.
Dopo la rimozione di soluzioni/reagenti contenenti detriti di campione dalla prima camera di razione, i supporti magnetici e le pareti della camera di reazione possono contenere ulteriori detriti di campione non specificatamente legati. Al fine di solubilizzare o sospendere questi ulteriori detriti di campione, i supporti magnetici sono ulteriormente lavati. Una serie di camere di lavaggio 230-233 sono formate nelle pellicole di plastica superiore e inferiore (prima e seconda). Ciascuna camera di lavaggio è blisterizzata e ciascun pacco monouso chiuso ha una camera di riempimento blisterizzata per accogliere ugelli, tubi, imbuti ecc. Dopo il completamento della operazione di riempimento e dopo che i fluidi sono ritenuti entro le camere di lavaggio, ciascuna camera.di lavaggio è sigillata o saldata mediante la formazione di una saldatura permanente.
Ciascuna camera di lavaggio è separata dalla camera di reazione mediante una saldatura suscettibile di scoppiare. Alla applicazione di pattini in seguito al primo lavaggio della prima camera di lavaggio, la saldatura rompibile di lavaggio si apre e consente alle soluzioni ritenute entro la camera di lavaggio di penetrare nella camera di reazione. In seguito ad adatta miscelazione, i supporti magnetici sono immobilizzati entro la prima camera di reazione e le soluzioni di lavaggio sono rimosse tramite passaggio dell'effluente nella camera dell'effluente. Al fine di evitare ritorno di flusso di soluzioni in una qualsiasi delle camere di lavaggio aperte, ciascuna camera può essere permanentemente saldata o sigillata dopo che soluzioni sono state rimosse da essa. Successivamente al lavaggio dalle soluzioni nella prima camera di lavaggio, i supporti rite-nuti nella camera di reazione sono lavati sequenzialmente con le soluzioni ritenute nella seconda camera di lavaggio e, in un modo similare, con le soluzioni di lavaggio ritenute nella terza camera di lavaggio. Questo lavaggio può essere ripetuto per addizionali volte s evi sono blister addizionali contenenti soluzioni di lavaggio. Durante ciascun lavaggio, supporti magnetici sono trattenuti nella camera di reazione e soluzioni di lavaggio sono rimosse dalla camera di reazione mediante passaggi dell'effluente nella camera dell'effluente.
Il sistema antilegante del supporto della sonda può essere reversibile per consentire di rimuovere un complesso di sonda-target dal supporto magnetico. Il pacco di prova può utilizzare acidi nucleici omopolimerici, leganti e antileganti. Un acido nucleico omopolimerico può essere associato con una particella magnetica e un acido nucleico omopolimerico complementare può essere associato con la sonda. Questi omopolimeri possono essere rilasciati sotto condizioni di rilascio adatte come alternanze in temperatura, pH, forza dei sali ecc.
I supporti magnetici (palline metalliche) impiegati entro la camera di reazione (area di reazione) del pacco monouso chiuso possono contenere i livelli inaccettabili di sonda e detriti di campione non specificatamente legati. In soluzione, il complesso target-sonda è rimosso dalla prima camera di reazione attraverso un saldatura suscettibile di essere fatta scoppiare e portato in una seconda camera di reazione. La seconda camera di reazione del pacco monouso chiuso è formata tra saldature dei fogli superiore e inferiore (primo e secondo) di pellicola del pacco di prova. La seconda camera di reazione è blisterizzata per accogliere volumi di fluidi.
Al fine di separare il complesso di target e sonda dal supporto, il recipiente comprendente il pacco monouso chiuso può portare soluzioni eluenti entro una camera per eluente. La camera per eluente è mantenuta separata dalla prima camera di reazione mediante una saldatura ottenuta rompibile. Compressione nella camera per eluente sollecita soluzioni eluenti attraverso la saldatura o tenuta suscettibile di essere fatta scoppiare rompibile e nella prima camera di reazione. Soluzioni eluenti sono miscelate con il supporto magnetico mediante rullatura delle soluzioni attraverso la prima camera di reazione. In condizioni di rilascio appropriate, il complesso target-sonda è rilasciato dal supporto. Soluzioni portanti il complesso target-sonda sono sollecitate attraverso una saldatura o tenuta rompibile separante la prima camera di reazione da una seconda camera di reazione.
La prima, seconda, terza e quarta camere di reazione del pacco monoso chiuso possono essere mantenute separate l'una dall'altra mediante una tenuta o saldatura permanente. La prima, seconda, terza e quarta camere di reazione (aree) blister, ecc del pacco monouso chiuso sono strutturalmente e funzionalmente simili. Dopo ricattura del complesso target-sonda sui supporti e lavaggi successivi con soluzioni di lavaggio ritenute nella prima, seconda e terze camere di lavaggio, rimozione di soluzioni attraverso un passaggio in una camera per effluente, il complesso target-sonda può essere rilasciato dal secondo supporto mediante soluzioni eluenti mantenuti in una camera per eluente in un modo come quello descritto con riferimento alla prima camera di reazione. Come con la prima camera di reazione, dopo rimozione di soluzioni da camere di lavaggio e camere per eluente, queste camere possono essere saldate sigillate permanentemente per evitare controflusso di soluzioni in queste camere. Soluzioni eluenti portanti il complesso target-sonda rilasciate dal supporto sono sollecitate attraverso una tenuta rompibile della seconda camera in una terza camera di reazione. Dopo che soluzioni sono entrate nella terza camera di reazione, la terza camera di reazione può essere chiusa alla seconda camera di reazione mediante formazione di una parete o saldatura permanente. Il funzionamento e la funzionalità dei componenti e elementi associati con la terza camera di reazione sono identici alla funzione e ai componenti associati con la seconda camera di reazione. Dopo cattura del complesso target-sonda sui supporti successivi lavaggi, il complesso target-sonda viene rilasciato dal supporto. Soluzioni eluenti contenenti il complesso target-sonda sono sollecitati attraverso una saldatura rompibile a scoppio mediante compressione della terza camera di reazione. Soluzioni eluenti contenenti il complesso target-sonda passano attaverso una saldatura rompibile a scopo in una quarta camera i reazione. La funzione e i componenti associati con la quarta camera di reazione sono strutturalmente operativamente simili a quelli della seconda camera di reazione e della terza camera di reazione. Soluzioni eluenti per soltibilizzare il complesso target-sonda dopo lavaggi possono essere mantenute in una camera per eluente blisterizzata e separata e distanziata dalla quarta camera di reazione mediante una saldatura rompibile a scoppio. Nella eventualità che siano desiderati addizionali lavaggi o soluzioni eluenti, essi possono essere contenute in una camera addizionale. Dopo cattura di supporti, lavaggi e eluizione da tali supporti, la soluzione di eluizione contenuta nella quarta camera di reazione può essere forzata attraverso una saldatura rompibile in una quinta camera di reazione. Al fine di mantenere la quinta camera di reazione separata e distanziata dalla quarta camera di reazione, una tenuta permanente può essere saldata nei fogli superiore e inferiore (primo e secondo) del pacco di prova. Una camera di lettura (cella di lettura) è mantenuta separata dalla quinta camera di reazione al fine di consentire miscelazione dei reagenti prima del loro spostamento alla camera di lettura. Completa miscelazione prima della lettura del segnale può produrre letture più coerenti.
Vantaggiosamente, una delle sonde ha una etichetta suscettibile di rivelazione. Reagenti per facilitare la produzione di una risposta rivelabile possono essere portati in una camera di rivelazione. Nella eventualità che la sonda include una entità replicabile, come ad esempio MDV-1 o sequenze analoghe, le camere di rivelazione possono contenere un enzima, replicasi Q-Beta, e necessari co-fattori e agenti. Nella eventualità che le sonde includono MDV-1 o sequenze analoghe che sono replicate o duplicate mediante l'enzima replicasi Q-Beta durante una fase di rivelazione, uno dei reagenti di rivelazione può includere ioduro di propidio. Vantaggiosamente, la camera di lettura consente rivelazione fluorescente dello ioduro di propidio all'esterno della quinta camera di reazione.
I pacchi di prova sono atti ad eseguire quattro cicli di cattura di target reversibili in un ambiente chiuso con amplificazione di una frazione rivelabile. Il segnale dalla frazione rivelabile può essere rivelato all'esterno del recipiente. I pacchi monouso chiusi possono contenere reagenti diversi per eseguire prove diverse nella stazione di trattamento dello strumento diagnostico automatizzato.
Funzionamento
Quando un operatore inserisce un pacco di prova 200 (figure 2 e 3) contenente un campione del paziente nello sportello di caricamento 110 e chiude lo sportello, hanno luogo molte funzioni. I lettori 304 e 306 di codici a barre (figura 10) scandiscono i codici a barre 206 e 208 (figure 24) sul pacco di prova che contengono numeri unici che lo strumento diagnostico automatizzato impiega internamente per mantenere registrazione di ciascun campione. Un carrello di caricamento 300 (figura 10) porta il pacco di prova scandito dallo sportello di caricamento ad un carosello 400 (figura 9). Il carosello ritiene i pacchi di prova mentre il campione è sottoposto ad incubazione ed inoltre mentre i pacchi di prova si trovano tra fasi della stazione di trattamento. Il carrello di trattamento 302 (figure 9 e 14) porta il pacco di prova dal carosello 400 alla stazione di trattamento 602 ed indietro al carosello. Il processore 600 nella stazione di trattamento 602 (figure 8 e 9) manipola sezioni del pacco di prova per introdurre e miscelare reagenti con il campione ed esegue quindi operazioni meccaniche sulle miscele risultanti. La testa di lettura 504 (figure 9 e 30) scandisce ciascun pacco di prova relativamente a fluorescenza nello stadio di reazione finale per determinare se il campione è negativo o positivo. Da ultimo, il carrello di caricamento 300 (figura 9) porta il pacco trattato indietro allo sportello di caricamento 110 (figura 2) per la rimozione.
Lo strumento diagnostico automatizzato può includere la tecnologia delle sonde degli acidi nucleici per la diagnosi di malattie infettive. Il principio della prova comporta l'isolamento di una sequenza di acidi nucleici, comprendente un target o bersaglio che è unico per un microorganismo specifico. Tale procedimento è atto a rivelare piccole quantità del target direttamente da un campione clinico. Il target può essere isolato tramite una serie di fasi di legame e purificazione chiamate Reversible Target Capture ("RTC") o cattura di target reversibile in cui il target è temporaneamente catturato mentre materiali di sfondo vengono rimossi. Quindi, il target è rilasciato per purificazione addizionale. Alla fine, il target è rivelato tramite amplificazione di un materiale rivelatore legato al target. Le fasi di legame possono far affidamento sul principio di Watson-Crick, per il quale nucleotidi complementari formano coppie di basi prevedibili (A-T, G-C, ecc.). Sequenze di acidi nucleici specifiche, chiamate sonde, sono concepite per legarsi (ibridizzarsi) ad un target noto. Le sonde ibridizzano poiché esse contengono sequenze che complementano esattamente la sequenza di acidi nucleici del target. In aggiunta alla sequenza fissata al target, le sonde presentano estremità o "code" che sono impiegate in altre fasi di reazione, come la cattura dei target. Per "sequenza di sonde" si intende generalmente una sequenza di acidi nucleici specifica che complementa esattamente la sequenza dei target e che ibridizza al target in condizioni chimiche ottimali. Sonde consentono alla sequenza di acidi nucleici del target di essere catturata o rivelata nel campione. Una sonda di cattura si lega dapprima al target e quindi ha palline magnetiche, consentendo alle palline di catturare il target. Una sonda di rivelazione si lega al target per consentire allo strumento diagnostico di rivelare il target nel campione. Un complesso di target-sonde è formato quando le sonde di cattura e di rivelazione si legano al target. Ibridizzazione è il processo di formazione di un legame tra una sequenza di acidi nucleici target specifica ed una sequenza complementare in una sonda, determinando un complesso ternario chiamato complesso di targetsonde. La cattura è il processo di legame della coda della sonda di cattura ad una pallina metallica suscettibile di essere magneticamente attratta. La cattura consente al complesso di target-sonde di essere rimosso da sospensione, ad esempio mediante magneti, mentre materiali di sfondo sono lavati via dal campione assieme a qualsiasi sonda non ibridizzata. Un diluente è un solvente introdotto per diluire la concentrazione di soluti nella soluzione. L'eluizione è il procedimento di introduzione di una soluzione chimica (eluente) per rimuovere materiali assorbiti (soluti). In queste prove, 1’eluente è impiegato per liberare il target dal suo stato catturato rompendo legami o tra di esso e la sua sonda di cattura o tra la sonda di cattura e le particelle magnetiche su cui essa è catturata. Un colorante di intercalatura è un colorante che si lega tra coppie di base in una struttura di acidi nucleici a duplicazione, divenendo fluorescente per consentire rivelazione. L'amplificazione è il processo di stimolare duplicazione ο replicazione di una sequenza di acidi nucleici. Replicasi Q-beta è l'enzima di replicazione impiegato per eseguire una molteplicità di coppie della sonda di rivelazione.
Lo strumento diagnostico automatizzato esegue la sua analisi su campioni i cui acidi nucleici target sono stati rilasciati da cellule di microorganismi. Il meccanismo di rilascio differisce da organismo d'organismo. Reagenti di prova specifici per gli analiti sono previsti con i pacchi di prova e sono identificati mediante l'etichetta a codici a barre o barrette (adesivo).
Dopo che il pacco di prova contenente il campione è stato introdotto nello strumento diagnostico automatizzato, sono eseguite fasi per catturare il target, rimuovere materiale di sfondo e quindi rilasciare il target. La prima fase è 1'ibridizzazione in cui sonde ibridizzano alla sequenza di acidi nucleici del target nel campione. Due tipi di sonde sono introdotti nella prima area di reazione per 1'ibridizzazione: sonde di cattura e sonde di rivelazione. Magneti rimuovono le palline magnetiche ed il loro complesso delle sonde target-catturate dalla sospensione mentre materiali di sfondo sono lavati via dal campione, assieme a qualsiasi sonda non ibridizzata. Un eluente rilascia il target dalle palline per cui il target o elemento desiderato è disponibile per la purificazione addizionale. Per aumentare la varietà e la quantità di materiali di sfondo rimossi dal campione, lo strumento diagnostico automatizzato esegue un secondo ciclo di ibridizzazione, cattura, lavaggio ed eluizione impiegando una chimica di cattura e rilascio diversa. Quindi, due ulteriori cicli di cattura e rilascio isolano ulteriormente il target nella miscela di reazione. Questa strategia di impiegare una serie di chimiche di cattura e rilascio diverse, ciascuna delle quali liberai 1 campione di materiali diversi, è chiamata cattura doppia. La combinazione di cattura di target inversa (RTC) e di cattura doppia favorisce nel purificare l'acido nucleico o target desiderato. Sono eseguiti in totale quattro diversi cicli RTC. Ciascun ciclo rimuove materiale di sfondo addizionale e sonde non ibridizzate dalla miscela di reazione. Nel ciclo RTC 1, la sonda di cattura e la sonda di rivelazione ibridizzano con target. Palline magnetiche si legano a e ritengono la sonda di cattura durante l'eluizione. Nel ciclo RTC 2, una sonda di cattura diversa ibridizza col target. Palline magnetiche nuove si legano alla sonda di cattura, e quindi rilasciano la sonda durante l'eluizione. Nel ciclo RTC 3, complessi di target-sonde sono catturati, lavati e rilasciati. Nel ciclo RTC 4, è eseguito un ciclo finale di cattura, lavaggio e rilascio. Dopo che i cicli RTC sono stati completati, il campione risulta sostanzialmente purificato da materiali di sfondo ed è pronto per lo stadio di amplificazione e rivelazione finale. In conseguenza dei quattro cicli RTC, è ottenuto uno dei risultati seguenti: (a) un risultato positivo è indicato dalla presenza di fluorescenza (sonda di rivelazione di fluorescenza fissata al target); analita (target); (b) un risultato negativa è ottenuto se non vi è fluorescenza dell'analita target. Se il target o analita desiderato è presente, esso viene ibridizzato a entrambe le sonde di rivelazione e cattura. La sonda di rivelazione sarà replicata (amplificata) e la fluorescenza risultante può essere rivelata. Se il target non è presente, le sonde di rivelazione saranno state lavate via dal campione. Amplificazione non si verificherà e non sarà rivelata alcuna fluorescenza
Il processore 600 nella stazione di trattamento 602 dello strumento diagnostico automatizzato esegue tutti gli stadi nell'analisi di cattura di target reversibile (RTC) descritta precedentemente· Vantaggiosamente, tutti gli stadi di trattamento RTC e lo stadio di rivelazione di target successivo hanno luogo entro un pacco di prova chiuso che contiene tutti i reagenti richiesti. Lo strumento diagnostico automatizzato manipola il pacco di prova, rilasciando reagenti nel campione, miscelando, separando e lavando il campione come appropriato. Preferibilmente, tutte le operazioni sono precisamente temporizzate e volumi sono controllati per fornire chimica ottimale.
Un operatore o tecnico può preparare il pacco di prova iniettando il campione nella luce 220 del campione sul dorso del pacco di prova monouso chiuso. L'operatore pone il pacco nella camera di carico dello strumento diagnostico (stazione di carico) e chiude lo sportello di carico 510 in corrispondenza del quale momento lo strumento diagnostico inizia a trattare il pacco di prova. Nella stazione di trattamento dello strumento diagnostico, sonde di cattura e di rivelazione sono espulse nell'area di reazione attraverso la saldatura suscettibile di rottura a scoppio della bolla dopo di che la bolla o alveolo a bolla è permanentemente termosaldata mediante il complesso saldatore. Uno o più rulli 614 o 616 nel complesso a sella od a slitta 610 del processore 600 miscelano il contenuto nella prima area di reazione. Durante la cattura di primo stadio, i reagenti seguenti sono introdotti nell'area di reazione: un diluente che serve come tampone per ridurre la concentrazione di sale impiegato nell'ibridizzazione; ed una pallina o palline di tipo metallico suscettibili di essere magneticamente attratte le cui estremità o code si legano alle code delle sonde di cattura. Nella stazione di trattamento dello strumento diagnosti-co, un diluente è espulso nella prima area di reazione da due bolle, dopo di che le bolle sono permanentemente termosaldate mediante il complesso saldatore. Palline metalliche sono miscelate nella loro bolla per riportarle in sospensione, e sono quindi espulse nella prima area di reazione dopo di che la bolla è permanentemente saldata mediante il complesso saldatore 624. Uno o più rulli 614 o 616 del complesso a sella del processore miscelano il contenuto della prima area di reazione. Quindi, i rulli spostano il contenuto al fondo della prima area di reazione, in allontanamento dal sacchetto degli scarti. Il pacco di prova può essere spostato al carosello mediante il carrello di trattamento per l'incubazione, durante il quale tempo le palline metalliche catturano il complesso di sondetarget.
Durante il lavaggio di primo stadio, un materiale di lavaggio viene introdotto nell'area di reazione del pacco monouso chiuso per rimuovere materiali di sfondo dal campione, Si verificano tre lavaggi sequenziali. Nella stazione di trattamento dello strumento diagnostico, magneti 606 dal complesso di fissaggio 604 del processore 600 attivano le palline metalliche sulla piastra posteriore 204 del pacco di prova in modo da rimuovere le palline dalla soluzione assieme al complesso di sonde-target catturato. La sonda di cattura si separa dal target, mentre la sonda di rivelazione rimane fissata. La sonda di cattura sulla pallina metallica è successivamente scartata assieme alla pallina metallica, tre soluzioni di lavaggio sono introdotte nell'area di reazione del pacco monouso chiuso, una soluzione di lavaggio alla volta. Ciascuna bolla di lavaggio è permanentemente termosaldata mediante il complesso saldatore 624 dopo che la soluzione di lavaggio è stata espulsa a pressioni o schiacciamento nell'area di reazione. Dopo che ciascuna soluzione di lavaggio è stata introdotta, uno o più rulli 614 e 616 miscelano il liquido nell'area di reazione e quindi spingono il liquido di lavaggio nel sacchetto degli scarti. Quindi, è introdotta la successiva soluzione di lavaggio. La prima soluzione di lavaggio rompe la saldatura rompibile a scoppio che chiudeva l'ingresso al sacchetto dello scarto. Dopo il lavaggio finale, l'ingresso al sacchetto è permanentemente termosaldato mediante il complesso saldatore 624.
Durante l'eluizione di primo stadio, un volume di tampone di eluizione viene introdotto in un'area di reazione del pacco chiuso a perdere per denaturare il legame tra la sonda di cattura ed il target (analita). Nella stazione di trattamento dello strumento diagnostico, un eluente può essere espulso nell'area di reazione, dopo di che la sua bolla è permanentemente termosaldata mediante il complesso saldatore 624.
Il processo seguente si verifica durante il ciclo RTC di secondo stadio: (a) ibridizzazione - il complesso target/rivelatore ibridizza con la seconda sonda di cattura; (b) cattura - il complesso target-sonde sono catturati su palline magnetiche tramite la sonda di cattura; (c) lavaggio - il materiale di sfondo viene lavato via da soluzione; e (d) eluizione -il complesso target-sonde è rimosso dalle palline metalliche. Un tipo diverso di sonda di cattura viene introdotto per la seconda ibridizzazione. Nella stazione di trattamento dello strumento diagnostico, il sacchetto degli scarti è temporaneamente sigillato mediante la saracinesca 608 degli scarti o di scarico. Sonde di cattura sono espulse nella seconda area di reazione, dopo di che la bolla della sonda è permanentemente termosaldata mediante il complesso saldatore 624. Uno o più rulli 614 e 616 distribuiscono la soluzione nella seconda area di reazione. Magneti 606 dal complesso di fissaggio 604 del processore 600 attivano le palline metalliche nella prima area di reazione fuori da sospensione, e quindi uno o più rulli 614 ee 616 spingono il liquido in giù alla seconda area di reazione attraverso la tenuta rompibile a scoppio che separa le aree di reazione. Le aperture tra la prima e seconda aree di reazione sono permanentemente termosaldate mediante il complesso saldatore 624. Uno o più rulli miscelano il contenuto nella seconda area di reazione. Quindi, i rulli 614 e 616 spostano il contenuto al fondo della seconda area di reazione, in allontanamento dal sacchetto degli scarti. Il pacco di prova può essere spostato mediante il carrello di trattamento 302 a carosello 400 per l'incubazione, durante il quale tempo la sonda di cattura ibridizza con il complesso di rivelatore-target .
Durante la cattura, i seguenti reagenti sono introdotti nella seconda area di reazione del pacco monouso chiuso: (a) un diluente - è introdotto il medesimo tampone che è stato usato nella prima cattura; e (b) una pallina metallica di tipo "B", la cui frazione si lega alla coda della sonda di cattura. Nella stazione di trattamento dello strumento diagnostico, il sacchetto degli scarti è temporaneamente saldato mediante il complesso della saracinesca degli scarti. Diluente viene espulso nella seconda area di reazione da due bolle o blister, dopo di che le bolle sono permanentemente termosaldate mediante il complesso saldatore 624. Palline metalliche sono miscelate nella loro bolla per riportarle in sospensione, e sono quindi espulse nella seconda area di reazione dopo di che la bolla è permanentemente saldata mediante il complesso saldatore. Uno o più rulli 614 e 616 del complesso a sella o slitta 610 miscelano il contenuto della seconda area di reazione. Quindi, i rulli 614 e 616 spostano il contenuto al fondo della seconda area di reazione, in allontanamento dal sacchetto degli scarti. Il pacco di prova può essere spostato mediante il carrello di trattamento al carosello 400 per l'incubazione, in corrispondenza del quale momento le nuove palline metalliche catturano il complesso di targetsonde.
Durante il lavaggio di secondo stadio del pacco monouso chiuso, una soluzione tampone ad alto contenuto di sale viene introdotta per rimuovere materiali di sfondo, particolarmente sonde non specificatamente legate. Nella stazione di trattamento dello strumento diagnostico, magneti 606 azionabili pneumaticamente del complesso di fissaggio 604 attirano le palline metalliche sulla piastra posteriore o contropiastra 204 del pacchetto di prove rimuovendole da soluzione assieme al complesso di sonde-target catturato. Tre soluzioni di lavaggio sono introdotte in un'area di reazione, una soluzione di lavaggio alla volta. Ciascuna bolla di soluzione di lavaggio è permanentemente termosaldata mediante il complesso saldatore 624 dopo che la soluzione di lavaggio è stata espulsa nell'area di reazione. Dopo che ciascuna soluzione di lavaggio è stata introdotta, uno o più rulli 614 e 616 miscelano il liquido nell'area di reazione e quindi lo spingono entro il sacchetto degli scarti. Quindi, è introdotta la successiva soluzione di lavaggio. Dopo che la soluzione di lavaggio finale è stata spinta nel sacchetto degli scarti, il sacchetto degli scarti è permanentemente termosaldato mediante il complesso saldatore 624.
Durante l'eluizione di secondo stadio del pacco monouso chiuso, un volume di tampone di eluizione a basso tenore salino viene introdotto per ridurre la concentrazione salina ed in tal modo separare gli ibridi di coda. Nella stazione di trattamento dello strumento diagnostico, eluente viene espulso nell'area di reazione dopo di che la sua bolla è permanentemente termosaldata mediante il complesso saldatore. Uno o più rulli 614 e 616 miscelano il contenuto della seconda area di reazione. Il pacco di prova può essere spostato mediante il carrello di trattamento 302 al carosello 400 per l'incubazione. La sonda di cattura si separa dalla pallina magnetica. Sia la sonda di cattura che la sonda di rivelazione rimangono fissate al target.
I processi seguenti si verificano durante il ciclo RTC di terzo stadio: (a) cattura - complesso di target-sonde è catturato su palline metalliche attraverso una sonda di cattura; (b) lavaggio - i materiali di sfondo sono lavati via da soluzione; e (c) eluizione - il complesso del target-sonde è rimosso dalle palline metalliche. Non vi è necessità di avere una fase di ibridizzazione iniziale, poiché la sonda di cattura rimane fissata al target in corrispondenza della fine del secondo ciclo RTC. Le medesime chimiche di cattura, lavaggio ed eluizione sono impiegate nel terzo ciclo RTC di quelle che sono state impiegate nel secondo ciclo RTC. Durante il terzo stadio, magneti 606 azionati pneumaticamente del complesso di fissaggio 604 rimuovono palline da soluzione in un'area di reazione del pacco monouso chiuso e quindi i rulli 614 e 616 lavano il liquido nella terza area di reazione attraverso la tenuta o saldatura rompibile a scoppio che separa la seconda e terza area di reazione. L'apertura tra la seconda e terza area di reazione è quindi permanentemente termosaldata mediante il complesso o saldatore 624 ed i magneti 606 arretrano. Diluente è quindi espulso nella terza area di reazione e le bolle del diluente sono saldate. Palline metalliche di tipo B sono introdotte nell'area di reazione e la loro bolle è saldata mediante il complesso saldatore 624. Il pacco di prova può essere spostato mediante il carrello di trattamento 302 al carosello 400 per l'incubazione, durante il qual tempo le palline di legano alla sonda di cattura sul complesso target-sonde. Tre lavaggi successivi rimuovono materiale di sfondo. Liqudii di lavaggio usati sono spostati nella bolla degli scarti che è permanentemente saldata mediante il complesso saldatore 624 dopo il lavaggio finale. Eluente viene espulso nella terza area di reazione dopo di che la bolla è saldata. Il pacco di prova può quindi nuovamente essere spostato al carosello 400 per l'incubazione, durante il quale tempo la sonda di cattura di separa nuovamente dalle palline metalliche. Sia la sonda di cattura che la sonda di rivelazione rimangono fissate al target.
I procedimenti seguenti si verificano durante il ciclo RTC di quarto stadio: (a) cattura - il complesso del target-sonde sono catturate su palline metalliche tramite la sonda di cattura; (b) lavaggio - il materiale di sfondo viene lavato via da soluzione; e (c) eluizione - il complesso bersaglio-sonde è rimosso da palline magnetiche. Come nel ciclo RTC di terzo stadio, non vi è necessità di una fase di ibridizzazione poiché la sonda di cattura rimane fissata al target in corrispondenza della fine del ciclo RTC precedente. La medesima chimica di cattura viene impiega nel quarto ciclo RTC di quella che è stata impiegata nei cicli RTC di secondo e terzo stadio. Tuttavia, composizione chimiche diverse di lavaggio ed eluizione sono impiegate nel quarto ciclo RTC. La soluzione o liquido di lavaggio può essere un tampone di lavaggio di prearaplificazione che è chimicamente compatibile con amplificazione beta-Q. La medesima soluzione può essere impiegata per tutti e tre i lavaggi. L'eluente può essere un buffer di rilascio di pre-amplificazione, come un buffer a basso contenuto di sale in cui può operare replicasi Q-beta. Sia la sonda di cattura che la sonda di rivelazione rimangono fissate al target (analita) dopo l’incubazione. L'eluente separa il complesso di target-sonde dalle palline metalliche.
I procedimenti seguenti si verificano durante il quinto stadio di trattamento del pacco di prova monouso: (a) amplificazione opzionale e (b) rivelazione in cui la cella di lettura 212 del pacco di prova è scandita relativamente a fluorescenza mediante la testa di lettura 504 del lettore ottico. Per favorire amplificazione, le soluzioni seguenti possono essere introdotte nella quinta area di reazione del pacco monouso chiuso: (a) un enzima di replicasi Q-beta che replica o duplica la sonda di rivelazione; e (b) una miscela di nucleotidi come una combinazione di nucleotidi, ioduro di propidio (PI) e tampone. Ioduro di propidio è un colorante che intercala tra coppie di base in una struttura di acidi nucleici e diviene fluorescente. In questo caso, esso si lega nelle sequenze delle sonde di rivelazione duplicantisi. Durante l'amplificazione nella stazione di trattamento dello strumento diagnostico, miscela di enzima di replicasi Q-beta e nucleotidi può essere introdotta nella quinta area di reazione del pacco monouso chiuso e quindi le loro bolle sono sigillate o saldate mediante il complesso saldatore 624. Magneti azionati pneumaticamente 606 del complesso di fissaggio 604 tirano palline nella quarta area di reazione del pacco monouso chiuso da sospensione. Uno o più rulli 614 e 616 spingono il liquido alla quinta area di reazione del pacco monouso chiuso attraverso la tenuta o saldatura rompibile a scoppio che separa la quarta e quinta area di reazione. L'apertura tra la quarta e la quinta area di reazione può essere permanentemente termosaldata mediante il complesso saldatore 610 ed il magnete 606 arretra. Uno o più rulli 614 e 616 possono spingere la soluzione nella cella di lettura 212. Una termosaldatura permanente può essere prodotta mediante il complesso saldatore 610 per chiudere l'area circondante l'area della cella di lettura per garantire un ambiente chiuso e di volume fisso per l'amplificazione del campione. Il pacco di prova può essere spostato mediante il carrello di trattamento 302 al carosello 400 per l'incubazione. Il pacco di prova incuba brevemente prima della prima lettura della testa di lettura 504 durante il quale tempo inizia amplificazione. Un campione senza la sequenza di acidi nucleici target non eroga la sonda di rivelazione nella quinta area di reazione.
La cella di lettura 212 del pacco di prova viene scandita per più volte rispetto alla fluorescenza durante il ciclo di lettura mediante la testa di lettura 504 del lettore ottico. Durante ciascuna lettura, lo strumento diagnostico automatico 100 rivela la fluorescenza presente nel campione e registra la quantità di fluorescenza rilevata/rivelata nel calcolatore. Se il complesso target-sonde non è presente, allora il colorante di ioduro di propidio non fornirà fluorescenza in grado sufficiente per la rivelazione da parte della testa di lettura 504 del lettore ottico. Dopo la lettura finale, lo strumento diagnostico valuta tutte le letture per determinare se il livello di fluorescenza stabilisce la presenza del target nel campione. In base a questa valutazione, lo strumento diagnostico 100 indica uno dei risultati seguenti per il campione: (a) lettura positiva è indicata mediante un analita fluorescente per indicare che il target è presente nel campione; (b) lettura negativa si verifica se non vi è fluorescenza che indica che il target non è presente nel campione. Il risultato è visualizzato sullo schermo della base dati dei risultati sul monitor 116 e può essere stampato mediante una stampante associata allo strumento diagnostico automatizzato.
Nell'uso, pacchi di prova 200 da analizzare sono inseriti e caricati nello sportello di caricamento 110 della stazione di caricamento ove essi sono scanditi, letti ed identificati mediante i lettori 304 e 306 dei codici a barrette. Il carrello di caricamento 300 trasporta i pacchi di prova dalla stazione di caricamento al carosello 400. Il carosello ritiene, trasporta, ruota e sposta arcuatamente i pacchi di prova nella direzione circonferenziale. Il carrello di trattamento 302 trasporta i pacchi di prova dal carosello 400 alla stazione di trattamento 602 e relativo complesso ove le prove vengono eseguite sui campioni nei pacchi di prova. Lo strumento diagnostico diagnostica ed analizza automaticamente campioni nei pacchi di prova per aneliti. Prova dei campioni nei pacchi di prova si verifica nel processore 600 nella stazione di trattamento 602. Durante la prova, analiti otticamente rivelabili sono formati in conseguenza del fatto che il complesso di trattamento (processore) 600 espelle sequenzialmen-te, rulla e miscela reagenti con i campioni nelle aree di reazione dei pacchi di prova. Al fine di condurre le prove, alveoli a bolle di reagenti sono complessi e scoppiano nei pacchi di prova mediante gli elementi a pattino ad impatto al mobile di moto alternativo 620 e 622 del complesso miscelatore 618. Durante catture e lavaggi, i target (o analiti) sono fissati (tramite sonde di cattura) alle particelle magnetiche che possono quindi essere separate dalla massa della soluzione. Lo scarto rimane in soluzione e può essere schiacciato via dalle particelle. Durante l'eluizione, i target sono rilasciati dalle particelle, mentre un certo scarto residuo rimane fissato alle particelle. I target, ora liberi in soluzione, possono essere schiacciati via dalle particelle e spostati all'area di reazione successiva (camera). Il materiale di sfondo e le porzioni di scarto sono rullati nei sacchetti degli scarti dei pacchi di prova mediante i rulli 61A e 616 del complesso 612 di rulli ed i sacchetti degli scarti sono successivamente termosaldati mediante il complesso saldatore 610. I pacchi di prova sono riportati al carosello 400 mediante il carrello di trattamento 302. Il carosello 400 sposta e fa ruotare ripetutamente i pacchi di prova in una posizione eretta presso la stazione di scansione in modo tale che la testa di lettura 504 può scandire e rilevare otticamente gli analiti otticamente rilevabili nei pacchi di prova monouso chiusi entro un periodo di tempo per confermare la diagnosi ed i risultati di prova e rivelare variazioni ottiche transitorie negli analiti. I pacchi di prova otticamente scanditi e diagnosticati sono estratti dal carosello 400 e trasportati fuori dalla stazione di caricamento mediante il carrello di caricamento 300.
Generalità
Lo strumento diagnostico automatizzato esegue preferibilmente prove sui pacchi di prova in base alla rivelazione di acidi nucleici unici per un microorganismo specifico. Prove eseguite mediante lo strumento diagnostico automatizzato sono più sensibili di metodi di coltura e possono essere più sensibili che non metodi ad anticorpi. In grado significativo, prove possono essere eseguite rapidamente, accuratamente ed automaticamente, completate ed analizzate mediante lo strumento diagnostico automatizzato in circa quattro (4) ore diversamente da tecniche a batteri comuni convenzionali che richiedono 24-48 ore o prove di tubercolosi (TB) convenzionali che richiedono 4-6 settimane. Il tempo di prova nello strumento diagnostico automatizzato è paragonabile a tecniche ad anticorpi, ma le prove di rivelazione ad anticorpi non sono affidabili finche il paziente non ha sviluppato un anticorpo che varia generalmente con l'individuo e generalmente richiede 2-6 settimane dopo l'infezione. In pazienti che sono immunocompromessi , come pazienti affetti da AIDS, le prove degli anticorpi non sono affidabili.
Vantaggiosamente, prove sono eseguite automaticamente ed analizzate su pacchi monouso chiusi mediante lo strumento diagnostico. Ciò è in contrasto con tecniche di coltura convenzionali che richiedono una gran quantità di lavoro, sono complesse, richiedono interpretazione manuale dei risultati di prova ed espongono chiaramente il campione di prova all'ambiente circostante.
Tra i molti vantaggi dello strumento diagnostico automatizzato nuovo e relativo processo vi sono:
1. Prestazioni automatiche rilevanti.
2. Sensibilità superiore.
3. Meno contaminazione del campione.
4. Facilità di manipolazione.
5. Meno errori ed interferenze.
6. Preparazione uniforme dei campioni.
7. Manipolazione automatizzata dei pacchi di prova.
8. Prova di precisione.
9. Diagnosi accurata.
10. Eccellente ripetibilità e riproducibilità dei risultati.
11. Rivelazione ottica a distanza e scansione di codici a barre a distanza.
12. Grande controllo di qualità.
13. Buona resa.
14. Eccellente "turnaround".
15. Basso tempo di ciclaggio e prova.
16. Minor rischio di contaminazione per gli operatori, tecnici e medici.
17. Semplicità di impiego.
18. Sicurezza.
19. Economicità.
20. Efficienza.
21. Efficacia.
Benché siano state illustrate e descritte forme di realizzazione della presente invenzione, si deve tener presente che varie modifiche e sostituzioni, come pure ridisposizione di parti, componenti e fasi di processo, possono essere attuate dagli esperti del ramo senza allontanarsi dal nuovo spirito ed ambito protettivo della presente invenzione.
Claims (20)
- R IV E N D IC A Z IO N I 1. Strumento diagnostico automatizzato per analizzare campioni in pacchi di prova per un analita, comprendente: mezzi di trattamento mobili per contattare campioni in pacchi di prova con almeno un reagente per formare un analita rivelabile otticamente; mezzi di rivelazione ottici per rilevare e rivelare otticamente detto analita; mezzi di supporto di pacchi di prova per supportare detti pacchi di prova, detti mezzi di supporto dei pacchi di prova essendo distanziati da detti mezzi di trattamento mobili; e mezzi di spostamento per spostare detti mezzi di supporto dei pacchi di prova e detti mezzi di rivelazione ottici gli uni rispetto agli altri in modo tale che detti pacchi di prova sono rilevati mediante detti mezzi di rivelazione ottici in corrispondenza di intervalli temporizzati.
- 2. Strumento diagnostico automatizzato secondo la rivendicazione 1, in cui detti mezzi di supporto dei pacchi di prova comprendono una tavola girevole.
- 3. Strumento diagnostico automatizzato secondo la rivendicazione 1 in cui detti mezzi di supporto dei pacchi di prova comprendono un trasportatore a nastro.
- 4. Strumento diagnostico automatizzato secondo la rivendicazione 1, includente mezzi di trasporto per trasportare detti pacchi di prova da detti mezzi di supporto dei pacchi di prova a detti mezzi di trattamento mobili.
- 5. Strumento diagnostico automatizzato secondo la rivendicazione 1, in cui detti mezzi di trattamento mobili includono mezzi di trattamento mobili sostanzialmente verticalmente.
- 6. Strumento diagnostico automatizzato secondo la rivendicazione 1, in cui detti mezzi di trattamento mobili comprendono mezzi di miscelazione per miscelare reagenti in detti pacchi di prova, e detti mezzi di miscelazione comprendono almeno un elemento scelto dal gruppo costituito da un rullo e da un pattino mobile di moto alternativo.
- 7. Strumento diagnostico automatizzato per analizzare campioni in pacchi di prova per analiti, comprendente: mezzi a stazione di trattamento per spremere o espellere e miscelare reagenti con campioni in pacchi di prova per formare analiti rivelabili otticamente e per separare e sigillare porzioni di scarto di detti campioni da detti analiti in sacchetti per scarti di detti pacchi di prova; mezzi sensori per rivelare otticamente detti analiti; mezzi a carosello per ritenere un complesso di pacchi di prova in una posizione generalmente verticale e per spostare intermittentemente ed accuratamente detti pacchi di prova presso detti mezzi sensori in modo tale che detti mezzi sensori possono rivelare otticamente caratteristiche ottiche transitorie variabili di e confermare rivelazione di detti analiti in intervalli periodici selezionati; mezzi di controllo di temperatura per controllare la temperatura di detti campioni includenti mezzi di incubazione per riscaldare il complesso di pacchi di prova verticali in detti mezzi a carosello e mezzi di riscaldamento per riscaldare detti pacchi di prova in detti mezzi a stazione di trattamento ; mezzi a carrello di trattamento per spostare detti pacchi di prova da detti mezzi a carosello a detti mezzi a stazione di trattamento e viceversa; mezzi a stazione a sportello di caricamento per l'ingresso e l'uscita di pacchi di prova; e mezzi a carrello di caricamento per trasportare detti pacchi di prova da detti mezzi a stazione a sportello di caricamento a detti mezzi a carosello e viceversa.
- 8. Strumento diagnostico automatizzato secondo la rivendicazione 7, in cui almeno uno di detti mezzi a carrello comprende un trasportatore a nastro ed un elemento a navetta fissato a detto trasportatore a nastro per ritenere amovibilmente detti pacchi di prova in una posizione verticale.
- 9. Strumento diagnostico automatizzato per analizzare campioni in pacchi di prova per analiti, comprendente mezzi a stazione di trattamento per spremere o espellere e miscelare reagenti con campioni in pacchi di prova per formare analiti rivelabili otticamente e per separare e saldare o sigillare porzioni di scarto di detti campioni da detti analiti in sacchetti per gli scarti di detti pacchi di prova; mezzi sensori per rivelare otticamente detti analiti; mezzi a carosello per ritenere un complesso di pacchi di prova in una posizione verticale e per spostare intermittentemente ed in modo arcuato detti pacchi di prova presso detti mezzi sensori in modo tale che detti mezzi sensori sono atti a rivelare otticamente caratteristiche ottiche transitorie variabili di ed a confermare rivelazione di detti analiti a intervalli periodici selezionati; mezzi di controllo di temperatura per controllare la temperatura di detti campioni includenti mezzi di incubazione per riscaldare il complesso di pacchi di prova verticali in detti mezzi a carosello e mezzi di riscaldamento per riscaldare detti pacchi di prova in detti mezzi a stazione di trattamento; mezzi a carrello di trattamento per spostare detti pacchi di prova da detti mezzi a carosello a detti mezzi a stazione di trattamento e viceversa; una stazione a sportello di caricamento per l’ingresso e l'uscita di pacchi di prova; mezzi a carrello di caricamento per trasportare detti pacchi di prova da detti mezzi a stazione a sportello di caricamento a detti mezzi a carosello e viceversa; almeno uno di detti mezzi a carrello comprendendo un trasportatore a nastro ed un elemento a navetta fissato a detto trasportatore a nastro per ritenere amovibilmente detti pacchi di prova in una posizione verticale; e detti pacchi di prova comprendendo pacchi monouso chiuso aventi blister o bolle suscettibili di scoppiare contenenti reagenti per prove desiderate, detti pacchi monouso o a perdere chiusi comprendendo una plastica flessibile fototrasmittente avente porzioni per osservare detti reagenti e campioni; vassoi resistenti agli urti comprendenti piastre di supporto per impegnare in modo coniugato e fissare rigidamente detti pacchi monouso chiusi, detti vassoi definendo un'apertura ricevente finestrella in allineamento con celle di lettura e aventi porzioni di supporto superiori e porzioni di supporto inferiori orizzontalmente fessurate, e detti piatti avendo piuoli fissati a detti pacchi monouso chiusi; e piastre termicamente conduttrici fissate a detti piuoli di detti vassoi ed impegnanti detti pacchi monouso chiusi attorno a dette celle di lettura.
- 10. Strumento diagnostico automatizzato secondo la rivendicazione 9, in cui: ciascuno di detti vassoi è codificato con contrassegni corrispondenti ad una prova desiderata e desiderata identificazione del campione del paziente; detto strumento diagnostico automatizzato include mezzi di lettura di contrassegni posizionati in prossimità di detti mezzi a stazione a sportello di caricamento per leggere otticamente detti contrassegni e per l'identificazione di detti vassoi; e un'unità di elaborazione centrale per ricevere segnali da detti mezzi lettori di contrassegni e operativamente collegata a detti mezzi a stazione di trattamento per controllare sequenze di operazioni di detti mezzi a stazione di trattamento.
- 11. Strumento diagnostico automatizzato secondo la rivendicazione 9, in cui: detti mezzi a stazione di trattamento includono mezzi di analisi per l'analisi a sonde di acidi nucleici di campioni in pacchi di prova mediante cattura di target reversibile includente 1'ibridizzare sonde a target di sequenze di acidi nucleici comprendenti detti aneliti nei campioni, catturare le sonde ibridizzate ed i target su palline, rimuovere magneticamente le palline da sospensione nei pacchi di prova, lavare il materiale di sfondo dai campioni, e rilasciare target dalle palline con un eluente; e detti mezzi sensori includono mezzi a testa di lettura per rivelare aneliti fluorescenti ibridizzati.
- 12. Strumento diagnostico automatizzato secondo la rivendicazione 9, in cui detti mezzi a stazione di trattamento includono mezzi a sella-slitta mobili per impegnare pacchi di prova, detti mezzi a sella-slitta comprendendo : mezzi a rullo per miscelare reagenti e campioni in aree di reazione dei pacchi di prova e per spostare materiale di sfondo comprendente por-zioni di scarto dei campioni a sacchetti degli scarti nei pacchi di prova; mezzi a pattino collegati operativamente ai mezzi a rullo per manipo-lare e miscelare reagenti in bolle nei pacchi di prova e per rompere le bolle per schiacciar fuori o espellere reagenti dalle bolle alle aree di reazione dei pacchi di prova; e mezzi saldatori operativamente collegati ai mezzi a pattino per sigillare bolle dei reagenti svuotate, aree di reazione svuotate, e sacchetti di scarti riempiti nei pacchi di prova.
- 13. Strumento diagnostico automatizzato secondo la rivendicazione 9, in cui detti mezzi a stazione di trattamento includono: mezzi a piastra di serraggio per ritenere e supportare i pacchi di prova in una posizione eretta; e mezzi a magnete azionati pneumaticamente operativamente associati con detti mezzi a piastra di serraggio per impegnare detti pacchi di prova ed attrarre magneticamente palline metalliche in detti pacchi di prova por-tanti detti analiti rivelabili otticamente.
- 14. Strumento diagnostico automatizzato secondo la rivendicazione 1, in cui detti mezzi a stazione di trattamento includono mezzi a saracinesca di scarico per aprire e chiudere i sacchetti degli scarti nei pacchi di prova.
- 15. Strumento diagnostico automatizzato per analizzare campioni in pacchi di prova per analiti comprendente: una stazione di caricamento avente uno sportello di caricamento per caricare e scaricare sequenzialmente una serie di pacchi di prova; detti pacchi di prova comprendendo pacchi monouso chiusi aventi bolle suscettibili di scoppiare contenenti reagenti per prove selezionate, aree di reazione e sacchetti per gli scarti, detti pacchi monouso chiusi comprendendo plastica trasparente e flessibile per osservare i reagenti ed i campioni contenuti nei pacchi, e detti pacchi monouso chiusi avendo celle di lettura per contenere e visualizzare analiti rivelabili otticamente; vassoi resistenti agli urti comprendenti piastre di supporto di plastica aventi superfici riceventi pacchi monouso chiusi complementari per sagoma a porzioni di detti pacchi monouso per impegnare in modo coniugato e supportare rigidamente detti pacchi monouso chiusi, detti vassoi definendo aperture di ricezione di finestrelle in allineamento con dette celle di lettura e aventi porzioni di supporto superiori e porzioni di supporto inferiori orizzontalmente fessurate, e detti vassoi avendo piuoli fissati a detti pacchi monouso chiusi; piastre termicamente conduttrici fissate a detti piuoli di detti vassoi ed impegnanti detti pacchi monouso chiusi attorno a dette celle di lettura per condurre calore per migliorare l’amplificazione; etichette fissate a detti vassoi, dette etichette avendo codici a barre corrispondenti ad una desiderata prova ed identificazione dei campioni e del paziente; almeno un lettore di codici a barre adiacente a detta stazione di ca-ricamento per scandire e leggere i codici a barre su detti pacchi di prova per identificare i campioni e le prove; un carosello avente piastre superiore ed inferiore fessurate comprendenti un disco superiore eccentricamente fessurato ed un disco inferiore molleggiato eccentricamente fessurato, detti dischi superiore ed inferiore definendo fessure eccentriche allineate in registrazione sostanzialmente verticale i'una con l'altra per ricevere ed impegnare dette porzioni di supporto superiore ed inferiore di detti vassoi per ritenere detti pacchi di prova in posizione verticale, un ingranaggio condotto ed un base posizionata al di sotto di e fissata aa detto disco inferiore, un albero centrale sostanzialmente verticale estendentesi tra e collegante detti dischi superiore ed inferiore e fissato a detto ingranaggio condotto per far ruotare il carosello e le piastre ritenenti detti pacchi di prova; un rivelatore ottico comprendente una posizione di testa di lettura ottica mobile in prossimità della base di detto carosello per contattare dette finestrelle di lettura per leggere e rilevare analiti otticamente rivelabili in celle di lettura dei pacchi di prova; una stazione di trattamento per espellere e miscelare automaticamente reagenti con campioni in detti pacchi di prova, detta stazione di tratta-mento comprendendo magneti azionati pneumaticamente per impegnare detti vassoi e attrarre magneticamente palline metalliche in detti pacchi di prova portanti detti analiti e rivelabili otticamente; un complesso a saracinesca di scarico verticale per aprire e chiudere sacchetti degli scarti nei pacchi chiusi monouso; un complesso di sella o slitta sostanzialmente verticalmente mobile comprendente un complesso di rulli avente rulli azionati da camma e mobili di moto alternativo sostanzialmente orizzontalmente per miscelare reagenti e campioni in aree di reazione dei pacchi monouso chiusi e per spostare ma-teriale di sfondo comprendente porzioni di scarto dei campioni a sacchetti degli scarti nei pacchi monouso chiusi; un complesso miscelatore avente elementi di impatto azionati da camme mobili di moto alternativo sostanzialmente orizzontalmente comprendenti pattini per manipolare e miscelare reagenti in bolle in detti pacchi monouso chiusi e per rompere le bolle per espellere reagenti dalle bolle alle aree di reazione di detti pacchi monouso chiusi; un complesso saldatore avente saldatori azionati da camme mobili di moto alternativo sostanzialmente orizzontalmente includenti un saldatore laterale per termosaldare bolle per reagenti sostanzialmente svuotate ed un saldatore di area di reazione per termosaldare aree di reazione liberate sostanzialmente svuotate impiegate e sacchetti per gli scarti contenenti le porzioni di scarto; un complesso a nastro trasportatore verticale operativamente collegato a detto complesso a sella o slitta per spostare detto complesso a sella sostanzialmente verticalmente in modo tale che detti rulli, pattini e saldatori possono contattare aree diverse di detti pacchi monouso chiusi; un carrello di caricamento per trasportare detti vassoi di prova da detta stazione di caricamento a detto carosello; e un carrello di trattamento per trasportare detti vassoi di prova da detto carosello a detta stazione di trattamento; e ciascuno di detti carrelli avendo una coppia di nastri trasportatori mobili in piani sostanzialmente orizzontali, detti nastri includendo un nastro trasportatore superiore e un nastro trasportatore inferiore, detti nastri essendo allineati in registrazione sostanzialmente verticale fra loro, un gruppo di pulegge includenti pulegge posizionate sostanzialmente orizzontalmente per azionare e far ruotare detti nastri trasportatori in direzioni sostanzialmente orizzontali, ed un elemento a navetta avente una staffa superiore fissata a detto nastro trasportatore superiore con un binario di guida per impegnare saldamente dette porzioni di supporto superiori fessurate di detti vassoi ed una staffa inferiore fissata a detto nastro trasportatore inferiore con porzioni per impegnare saldamente dette porzioni di supporto inferiori di detti vassoi, e detto elemento a navetta e detti nastri trasportatori cooperando fra loro per convogliare e trasportare detti pacchi di prova in una posizione sostanzialmente verticale.
- 16. Strumento diagnostico automatizzato secondo la rivendicazione 15, includente un complesso a perno di bloccaggio per fissare in modo rilasciabile detti pacchi di prova sul carosello.
- 17. Strumento diagnostico automatizzato secondo la rivendicazione 15, in cui detta testa di lettura comprende un rivelatore di fluorescenza per rilevare analiti fluorescenti.
- 18. Strumento diagnostico automatizzato secondo la rivendicazione 15, in cui dette celle di lettura sono sagomate a buco di serratura e detti vassoi presentano palette inclinate attorno a dette finestrelle di lettura per fornire parte di meccanismi di aggancio per facilitare allineamento ed accoppiamento di detto rivelatore ottico e dette finestrelle.
- 19. Procedimento diagnostico automatizzato per analizzare campioni in pacchi di prova per analiti comprendente le fasi di: formare analiti rivelabili otticamente mediante espulsione sequenziale, rullatura e miscelazione di reagenti con campioni in aree di reazione di un gruppo di pacchi di prova monouso chiusi; separare porzioni di scarto di detti campioni da detti analiti in detti pacchi di prova; rullare dette porzioni di scarto in sacchetti per scarti in detti pacchi di prova; saldare o sigillare detti sacchetti per gli scarti; controllare la temperatura di detti pacchi di prova; spostare ripetutamente i pacchi di prova presso una stazione di scansione; e scandire e rilevare otticamente detti analiti otticamente rivelabili in detti pacchi di prova monouso chiusi in corrispondenza di detta stazione di scansione.
- 20. Procedimento diagnostico automatizzato secondo la rivendicazione 19 includente: comprimere e far scoppiare bolle di reagenti in detti pacchi di prova monouso chiusi con elementi a pattini di impatto mobile di moto alternativo; separare magneticamente le porzioni di scarto dei campioni dagli analiti ; termosaldare detti sacchetti degli scarti; e far ruotare i pacchi di prova in una posizione verticale alla stazione di scansione.
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