ITTO20001156A1 - Apparecchiatura per il trattamento di disgregazione di campioni biologici e dispositivo disgregatore per l'impiego in detta apparecchiatura. - Google Patents

Apparecchiatura per il trattamento di disgregazione di campioni biologici e dispositivo disgregatore per l'impiego in detta apparecchiatura. Download PDF

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Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Apparecchiatura per il trattamento di disgregazione di campioni biologici e dispositivo disgregatore per l'impiego in detta apparecchiatura"
La presente invenzione si riferisce ad un'apparecchiatura per il trattamento di disgregazione di campioni biologici, particolarmente per la preparazione di campioni omogeneizzati da sottoporre al saggio per la rivelazione dei patogeni dell'encefalopatia spungiforme bovina (ESB).
L'invenzione riguarda inoltre un dispositivo disgregatore, preferibilmente di tipo "usa e getta", idoneo per l'impiego nella suddetta apparecchiatura.
I saggi attualmente disponibili per la diagnosi della ESB vengono effettuati su campioni biologici di tessuti cerebrali degli animali abbattuti e mirano a rivelare la presenza di prioni alternati con l'impiego di anticorpi che si legano alla proteina prionica EBS-specifica.
La preparazione del campione destinato ad essere sottoposto al saggio di legame con l'anticorpo costituisce un aspetto essenziale per il successo del saggio. A tal fine, le procedure attualmente in uso richiedono la disgregazione o omogeneizzazione del tessuto ed un successivo trattamento enzimatico idoneo a distruggere i prioni non alterati, impiegando poi l'anticorpo per rilevare la possibile presenza di prioni anomali.
La presente invenzione è stata sviluppata con l'obiettivo principale di automatizzare l'operazione di disgregazione/omogeneizzazione dei campioni per ridurre i tempi necessari per la preparazione dei campioni stessi, che gravemente incidono sui tempi totali per l'attuazione dei saggi.
Si intende inoltre che un ulteriore obiettivo dell'invenzione è quello di fornire un'apparecchiatura che consenta di mettere in atto una procedura standardizzata e totalmente riproducibile di omogeneizzazione per tutti campioni sottoposti a trattamento, conseguendo nel contempo un'ottimale omogeneizzazione .
In vista di tali obiettivi, l'invenzione ha per oggetto un'apparecchiatura ed un dispositivo di disgregazione, come definiti nelle rivendicazioni che seguono .
Ulteriori vantaggi e caratteristiche dell'invenzione risulteranno evidenti dalla descrizione dettagliata che segue, effettuata con riferimento ai disegni annessi, forniti a titolo di esempio non limitativo, in cui:
la fig.l è una vista prospettica parziale di un'apparecchiatura secondo il trovato, priva di un relativo elemento di involucro o carcassa, al fine di evidenziare le sue caratteristiche costruttive;
le figg.2a-2e sono viste schematiche in pianta di un'apparecchiatura del tipo della fig.l, in cui sono illustrate, rispettivamente, le sequenze operative attuate dall'apparecchiatura;
le figg.3a e 3b sono viste schematiche in elevazione frontale di un dettaglio dell'apparecchiatura della fig.l, in due successive fasi operative; e
la fig.4 è una vista in elevazione frontale, parzialmente sezionata, di un elemento della fig.l.
Con riferimento ai disegni, con 2 è indicato nel suo insieme un dispositivo disgregatore, atto a ricevere e ad omogeneizzare campioni biologici, particolarmente tessuti soffici, quali tessuti cerebrali e midollo ed idoneo ad essere fabbricato come dispositivo usa e getta, di basso costo, per il trattamento di omogeneizzazione di un singolo campione.
Tale dispositivo comprende un contenitore 4 avente una conformazione generalmente a bicchiere, di materiale plastico, comprendente preferibilmente una sezione superiore 6 a parete cilindrica, una sezione intermedia 10 a parete conica, una sezione inferiore 8 a parete cilindrica ed una sezione di fondo 12, preferibilmente a parete troncoconica.
Il contenitore è provvisto di un coperchio 14 formato da tre dischi 16, 18 e 20, aventi ciascuno un foro centrale 22 e corrispondenti aperture o finestre periferiche. Il disco intermedio 20 è montato girevole tra i dischi 16 e 18 e presenta un'aletta 24, che consente di ruotare manualmente il disco intermedio per portare la rispettiva finestra in posizione affacciata alle finestre dei dischi 20 e 18, per consentire l'introduzione del campione. Il disco intermedio 20 presenta inoltre una regione a membrana sottile, ad esempio di gomma, che può essere agevolmente forata per consentire l'introduzione di un puntale per l'aspirazione del campione disgregato.
Con 26 è indicato un albero, montato girevole internamente al contenitore, presentante alla sua estremità interna al contenitore un organo trituratore 28, ad esempio del tipo ad una o più pale. L'albero 26 è supportato assialmente dal fondo del contenitore mediante mezzi di accoppiamento sferico; in particolare, tali mezzi di accoppiamento comprendono una sfera metallica 30, alloggiata e liberamente girevole in una sede 32 del fondo 12 ed una cavità 34 a superficie sferica o eventualmente troncoconica, ricavata nell'estremità terminale dell'albero 26.
L'albero 26 è dotato, alla sua estremità esterna al contenitore, di un organo di impegno 36, avente ad esempio una superficie scanalata con costole in rilievo, suscettibile di essere impegnato con impegno di forma da un organo di impegno complementare cavo 40, associato ad un albero motore, come descritto nel seguito.
Ulteriori caratteristiche preferite del dispositivo 2 comprendono una superficie interna del fondo 12, dotata di costole o nervature 42, idonea a favorire la formazione di un vortice e, opzionalmente, un elemento anulare 44, inserito nella sezione inferiore 8 del contenitore e dotato, opzionalmente, di una formazione anulare 46 sporgente verso il contenitore. L'elemento anulare 44 facilita la creazione di un vortice verso gli elementi taglienti dell'organo trituratore 28, in modo da far sì che il tessuto da disgregare sia concentrato verso detti taglienti.
Il dispositivo disgregatore illustrato che, come si è detto, costituisce una forma di attuazione preferita, può essere costruito con materiali plastici di basso costo. L'accoppiamento sferico tra l'albero ed il fondo del contenitore, ottenuto con l'impiego di una sfera di acciaio che agisce da cuscinetto antigrippaggio, consente di impartire all'albero elevate velocità di rotazione, ad esempio di circa 20000 rpm, ottenendo una completa disgregazione del tessuto fino ad avere tutte le cellule {99%) completamente spaccate, in tempi brevi dell'ordine di circa 30 secondi.
Il coperchio 14 funge da elemento di centraggio per l'albero 26, essendo l'albero liberamente girevole nel foro 22.
Un'apparecchiatura per il trattamento di disgregazione dei campioni, descritta nelle figg.1-3, comprende in generale una stazione di disgregazione, indicata nel suo insieme con 50, comprendente mezzi motori 52 con un albero motore 54, la cui estremità terminale supporta un organo di impegno cavo 40, la cui parete interna è suscettibile di impegnare con impegno di forma l'organo 36 del dispositivo disgregatore. Il motore 52 e l'albero ad esso associato sono mobili tra una posizione rialzata di disimpegno (fig.3a) ed una posizione abbassata (fig.3b) di impegno con l'albero 26 del dispositivo disgregatore.
Nelle figg.1-3 è descritta una forma di realizzazione preferita, suscettibile di operare su di una pluralità di dispositivi disgregatori 2, alimentati alla stazione di disgregazione mediante un elemento di supporto 54, in cui possono essere alloggiati una pluralità di dispositivi disgregatori.
Si intende naturalmente che l'apparecchiatura descritta è suscettibile di operare con dispositivi disgregatori ad albero rotante di diversa conformazione e non necessariamente corrispondenti al dispositivo disgregatore 2 precedentemente illustrato.
Analogamente, si intende che il principio costruttivo dell'apparecchiatura illustrata nel seguito è suscettibile di essere applicato al trattamento di un numero qualsivoglia di campioni.
L'apparecchiatura comprende un involucro 56, al quale è eventualmente associato un coperchio (non illustrato) che copre la stazione di disgregazione 50. L'involucro 56 supporta, al suo interno, un primo ed un secondo vassoio 58 e 60, rispettivamente per l'alimentazione e lo scarico dei dispositivi disgregatori alla stazione 50 di disgregazione.
L'organo di supporto 54, formato da una struttura prismatica allungata, presenta una pluralità di sedi allineate 62 atte a ricevere un rispettivo dispositivo disgregatore 2. Il vassoio 58 per l'alimentazione degli organi di supporto 58 alla stazione di disgregazione comprende una piastra 64 ed almeno un nastro trasportatore, o preferibilmente una coppia di nastri trasportatori 66 e 68, senza fine, montati scorrevoli sulla piastra 64, essendo previsti mezzi motori 70 che azionano l'avanzamento dei nastri.
Si intende che, nell'ambito dell'invenzione, possono essere contemplati mezzi di trasporto equivalenti a quelli illustrati. Preferibilmente, la piastra 64 è articolata ad una sua estremità 72 alla struttura fissa del vassoio 58, essendo previsti mezzi motori atti a provocare l'oscillazione della piastra tra una posizione ribassata ed una posizione rialzata. La piastra 64 presenta, alla sua estremità opposta all'estremità di articolazione, un'apertura 74 che circonda un elemento di supporto fisso 76. La piastra 64, nella sua posizione di oscillazione rialzata, ha il suo piano sostanzialmente a filo con l'elemento di supporto 76, mentre nella sua posizione di oscillazione ribassata, l'elemento di supporto 76 sporge attraverso l'apertura 74.
I mezzi di trasporto, per l'alimentazione degli organi di supporto 54 e dei dispositivi di triturazione 2 ad essi associati, comprendono inoltre una vite senza fine 78 e mezzi motori che causano la rotazione della vite senza fine. Ciascun organo di supporto 54 comprende mezzi di impegno (non visibili) suscettibili di impegnare l'elica della vite senza fine, cosicché l'azionamento della vite senza fine provoca l'avanzamento dell'organo di supporto 54 nella direzione indicata dalla freccia F2. Nella stazione di disgregazione 50, uno o più motori elettrici 52 sono supportati da un organo a slitta 79, mobile verticalmente, il cui moto verticale è azionato mediante una camma 80.
Al vassoio 60 sono associati mezzi di scarico 82, comandati da mezzi motori, che provocano il disimpegno dell'organo di supporto 54 dalla vite senza fine 78 e convogliano l'organo di supporto 54 sul vassoio 60. Tali mezzi di scarico possono ad esempio comprendere organi a braccio spintore, ovvero possono essere costituiti da nastri di trasporto senza fine, secondo una struttura corrispondente a quella dei nastri trasportatori utilizzati in associazione con il vassoio 58.
Nel funzionamento, le cui sequenze operative sono illustrate schematicamente nelle figg.2a-2e, uno o più organi di supporto 54 con i rispettivi dispositivi disgregatori, sono posizionati sul vassoio 58 dall'operatore. All'azionamento del pulsante di avvio del ciclo operativo, i mezzi motori provocano il sollevamento della piastra 64, portando all'estremità della piastra 64, opposta all'estremità articolata 72, a filo con l'organo di supporto 76. I nastri trasportatori 66 e 68 vengono azionati per provocare l'avanzamento, secondo la freccia FI dell'organo di supporto 54, fino a posizionare tale organo di supporto in appoggio sull'elemento di supporto 76. Quando l'organo di supporto 54 è arrivato in posizione, in appoggio sull'elemento 76, un interruttore mette in funzione la vite senza fine 78 che impegna i mezzi di impegno portati dall'organo di supporto 54 e, simultaneamente, la piastra 64 si abbassa, in modo da disimpegnare gli organi di supporto dai nastri trasportatori. La vite senza fine 78 provoca l'avanzamento secondo la freccia F2 dell'organo di supporto 54 in una posizione in cui gli alberi 26 dei dispositivi disgregatori sono in allineamento con gli alberi motori 54 dei quattro motori 52 della stazione di disgregazione (fig.2b). Raggiunta la posizione di allineamento, viene azionata la camma 80 consentendo la discesa della slitta 79, fino a portare gli organi di impegno 40 in posizione di impegno con l'organo di impegno 36 del dispositivo disgregatore {fig.
3b).
I motori 52 sono predisposti per conseguire elevate velocità di rotazione di circa 20000 rpm. A seguito del consenso di posizione, i motori elettrici 52 sono azionati per tempi che possono variare tra circa 30 e 180 secondi, al fine di conseguire la completa disgregazione ed omogeneizzazione dei campioni contenuti nei dispositivi disgregatori.
Dopo il tempo prestabilito di processo, la camma 80 ruota per provocare l'innalzamento della slitta 79, portando gli alberi dei motori elettrici in posizione di disimpegno dagli alberi dei dispositivi disgregatori; la vite senza fine 78 provoca quindi l'avanzamento dell'organo di supporto 54, fino a portare i successivi quattro dispositivi disgregatori in posizione di allineamento con i quattro motori elettrici 52 (fig.2c), dando inizio ad un nuovo ciclo di disgregazione dei campioni contenuti nei dispositivi disgregatori. Dopo un tempo stabilito da programma (circa 30-180 secondi), la slitta 79 si alza e la vite senza fine 78 porta avanti l'organo di supporto 54, il cui avanzamento fino ad una posizione predeterminata (fig.2d) attiva un dispositivo di comando che aziona i nastri trasportatori 66 e 68 per alimentare un secondo organo di supporto 54 alla stazione di disgregazione.
L'organo di supporto 54, uscente dalla stazione di disgregazione, è disimpegnato dalla vite senza fine 78 ed è spinto mediante i mezzi di scarico 82 sul vassoio 60 (fig.2e).
Naturalmente, l'apparecchiatura secondo l'invenzione potrà essere dotata di un'unità di controllo e comando che comanda l'azionamento dei dispositivi motori per l'effettuazione del ciclo di processo e di sensori di posizione o simili che, in funzione della posizione dell'organo di supporto 54, inviano all'unità di controllo e comando un segnale atto ad attivare i mezzi motori. L'apparecchiatura sarà inoltre dotata di dispositivi di sicurezza per il controllo del ciclo operativo.
In particolare, l'unità di controllo e comando può essere predisposta per interrompere il ciclo operativo a seguito di eventi di malfunzionamento rilevati, quali ad esempio:
interruzione del ciclo nel caso in cui dopo un tempo predeterminato dall'avvio non siano azionati i mezzi motori che azionano la vite senza fine 78;
inibizione del comando di avvio ciclo quando il vassoio 60 ha la sua superficie satura da organi di supporto 54 non prelevati dall'operatore.
Inoltre, per evitare che eventuali interruzioni dell'alimentazione di energia elettrica possano portare all'ottenimento di campioni non totalmente disgregati, nel caso di interruzione di alimentazione elettrica l'unità di controllo e comando può essere predisposta per far ripartire da zero il ciclo di processo, riportando tutti i dispositivi disgregatori in posizione di riposo.
Naturalmente, fermo restando il principio dell'invenzione, i modi di attuazione ed i particolari di realizzazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto descritto ed illustrato, a titolo di esempio non limitativo.

Claims (15)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo disgregatore, particolarmente per la preparazione di campioni biologici per il saggio dell'encefalopatia spungiforme bovina, comprendente: un contenitore (2) a guisa di bicchiere atto a ricevere il campione da disgregare, un albero (26) montato girevole in detto contenitore (2) e dotato alla sua estremità interna al contenitore di un organo disgregatore a pala (28), caratterizzato dal fatto che detto albero (26) è supportato assialmente dal fondo (12) del contenitore mediante mezzi di accoppiamento sferico (30, 34), ed è provvisto alla sua estremità esterna al contenitore di mezzi di impegno (36) per il collegamento di detto albero motore a mezzi motori.
  2. 2. Dispositivo disgregatore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di accoppiamento sferico comprendono una sfera (30) che si impegna in una cavità (34) dell'estremità terminale di detto albero (26).
  3. 3. Dispositivo disgregatore secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detta sfera (30) è alloggiata in una sede (32) del fondo (12) del contenitore.
  4. 4. Dispositivo disgregatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1 a 3, caratterizzato dal fatto che comprende un coperchio (16, 18, 20) provvisto di un foro centrale (22), in cui è montato girevole detto albero (26).
  5. 5. Dispositivo disgregatore secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che detto coperchio (16, 18) comprende un primo (16) ed un secondo (18) disco, collegati tra loro per formare una struttura scatolare e dotati ciascuno di rispettive aperture tra loro affacciate, per l'introduzione del campione, essendo previsto un disco girevole (20) interposto tra detto primo (16) e secondo (18) disco provvisto di un'apertura e suscettibile di ruotare per portare la sua apertura in posizione affacciata alle aperture di detti primo (16) e secondo (18) disco.
  6. 6. Dispositivo disgregatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto albero (26) comprende alla sua estremità esterna al contenitore mezzi di impegno (36), suscettibili di impegnare con accoppiamento di forma mezzi di impegno complementari (40) associati a mezzi motori.
  7. 7. Dispositivo disgregatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che comprende un elemento anulare (44) disposto a contatto con la parete del contenitore ad una distanza predeterminata dal fondo del contenitore e sporgente verso l'interno atto a provocare la formazione di un vortice nel corso del trattamento di disgregazione.
  8. 8. Dispositivo disgregatore secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detto disco girevole (20) comprende una regione perforabile atta a consentire l'introduzione di un organo aspiratore ad ago.
  9. 9. Apparecchiatura per il trattamento di disgregazione di campioni biologici, particolarmente per la preparazione di campioni omogeneizzati da sottoporre al saggio dell'encefalopatia spungiforme bovina, caratterizzata dal fatto che comprende: almeno un organo di supporto (54) provvisto di una pluralità di sedi di ricezione (62), almeno un dispositivo disgregatore (2) atto ad essere alloggiato in detta sede (62), comprendente un contenitore a bicchiere (4, 10, 8) ed un albero (26) montato girevole nel contenitore, provvisto alla sua estremità interna al contenitore di un organo trituratore (28) e dotato alla sua estremità esterna al contenitore di mezzi di impegno (36), una stazione di disgregazione (50) comprendente almeno un motore (52) avente un albero motore (54) suscettibile di impegnare detti mezzi di impegno (36) dell'albero (26) del dispositivo disgregatore, detto motore essendo mobile tra una posizione di disimpegno ed una posizione di impegno con detto albero (26), e mezzi trasportatori (66, 68, 78) atti ad alimentare detto organo di supporto (54) alla stazione di triturazione.
  10. 10. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 9, caratterizzata dal fatto che detti mezzi di trasporto comprendono una vite elicoidale senza fine (78), azionata in rotazione da mezzi motori ed in cui detto organo di supporto (54) comprende mezzi di impegno atti ad impegnare l'elica della vite senza fine.
  11. 11. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 9 o 10, caratterizzata dal fatto che detti mezzi di trasporto comprendono una piastra di appoggio (64), atta a supportare detti organi di supporto (54) e mezzi trasportatori a nastro senza fine (66, 68) montati scorrevoli attorno a detta piastra di appoggio, azionati da mezzi motori (70), detti mezzi trasportatori essendo atti ad alimentare l'organo di supporto (54) ad una posizione di impegno con detta vite elicoidale (78).
  12. 12. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 11, caratterizzata dal fatto che detti mezzi trasportatori a nastro (66, 68) sono disposti secondo una direzione di avanzamento sostanzialmente ortogonale all'asse della vite elicoidale (78) e detta piastra di appoggio (64) è articolata ad un'estremità (72) ad una struttura di supporto fissa ed è suscettibile di oscillare tra una posizione rialzata ed una posizione abbassata, ove in detta posizione rialzata l'organo di supporto (54) alimentato dai nastri trasportatori è suscettibile di impegnare la vite elicoidale (74) ed in cui nella posizione abbassata l'organo di supporto (54) è disimpegnato da detti mezzi di trasporto.
  13. 13. Apparecchiatura secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 9 a 12, caratterizzata dal fatto che detto almeno un motore (52) è montato su di un organo a slitta (79) mobile verticalmente tra una posizione sollevata di disimpegno ed una posizione abbassata, in cui l'albero motore (54) impegna l'albero (26) del dispositivo disgregatore, essendo previsto un organo a camma (80) suscettibile di determinare lo spostamento verticale di detto organo a slitta.
  14. 14. Apparecchiatura secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 9 a 13, caratterizzato dal fatto che detti mezzi trasportatori comprendono mezzi di scarico (82) predisposti per disimpegnare l'organo di supporto (54) da detta vite elicoidale (78) a seguito del trattamento di disgregazione in detta stazione di disgregazione.
  15. 15. Apparecchiatura secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che comprende un dispositivo disgregatore (2) come definito in una qualsiasi delle rivendicazioni 1 a 8.
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