ITVR950060A1 - Procedimento per l'esecuzione di analisi su liquidi biologici - Google Patents

Abstract

Provetta o cuvetta per la realizzazione di analisi mediante l'impiego di un materiale formato da gel ed un adatto reattivo, la quale presenta una cavità interna avente da una parte fondo cieco e, dall'altra, un'apertura laterale di accesso.

Description

"PROCEDIMENTO PER L'ESECUZIONE DI ANALISI SU LIQUIDI BIOLO-

GICI"

D E S C R I Z I O N E

La presente invenzione si riferisce ad un procedimento e ad un dispositivo per l'esecuzione di esami o test immunologici ed immunoematologici .

Come è noto, tali esami possono essere eseguiti con diverse metodiche che prevedono l'utilizzo di particolari reagenti, i quali posti in contatto con un liquido biologico mettono in evidenza la presenza dell'elemento o degli elementi ricercati nel liquido biologico stesso.

A seconda del tipo di ricerca e del tipo di reattivo usato l'operatore dovrà seguire metodiche differenti per tempi, manualità, quantità di reattivo da impiegare e di liquido biologico da porre in reazione.

Ad esempio una delle metodiche più utilizzate per determinare il gruppo sanguigno di un individuo consiste nel mettere in reazione il sangue del soggetto con una sostanza inerte composta da microgranuli di materiale sintetico di diametro variabile, che per comodità chiameremo nel seguito "gel", e da un antisiero specificò per 1'antigene ricercato.

Più in particolare, la metodica nel caso dell'

sangue è la seguente.

Si inserisce all'interno di una provetta (cuvetta) di vetro o di plastica una quantità nota di gel a cui è stato precedentemente aggiunto in modo omogeneo 1'antisiero specifico per il test da effettuare, indi si aggiunge una quantità determinata di globuli rossi opportunamente diluiti da esaminare. La provetta così caricata viene posta in una centrifuga in modo da consentire ai globuli rossi del sangue di entrare in contatto con la soluzione presente nella provetta, e durante la centrifugazione, se i globuli rossi saranno reattivi con 1'antisiero specifico presente, formeranno degli agglutinati e il gel impedirà loro di sedimentare sul fondo della provetta. In tal caso, non si avrà la formazione sul fondo della provetta stessa di un "bottone" ben definito (reazione negativa), ma una dispersione degli agglutinati nella soluzione di gel soprastante (reazione positiva).

Un altro metodo utilizzato è quello relativo al "test di Coombs" e alle prove crociate, il quale prevede il caricamento all'interno di una provetta di vetro o di plastica di una quantità nota di gel, a cui è stato precedentemente aggiunto in modo omogeneo siero di Coombs. Si aggiunge quindi nella stessa provetta una quantità determinata di emazie ovvero di globuli rossi panantigenici che hanno nella loro struttura tutti gli antigeni conosciuti, nonché una quantità determinata di siero da testare.

La provetta viene lasciata incubare per un tempo variabile da 10 a 15 minuti a temperatura di 37°C circa. Terminata l'incubazione la provetta viene posta in centrifuga e centrifugata ad una velocità prestabilita. Se nel tempo di incubazione e centrifugazione è avvenuta una reazione, il risultato sarà una agglutinazione tra emazie, siero da testare e siero di Coombs.

Anche in questo caso il gel impedisce agli agglutinati di formare un "bottone" ben definito sul fondo della provetta.

Esistono in commercio dispositivi già pronti all'uso formati da una serie di cuvette (normalmente sei o otto poste una di fianco all'altra e unite in un unico supporto di materiale plastico) in cui è già stato precedentemente inserito il gel (sostanza di supporto alla reazione) miscelato opportunamente con il reattivo (sia esso antisiero, siero di Coombs , o altro).

Tali dispositivi hanno l'indubbio vantaggio di offrire all'utilizzatore un dispositivo pronto all'uso per eseguire i test, ossia di non dover riempire una provetta di gel e reattivo, ma di trovarla già pronta.

Gli svantaggi sono però molteplici primo fra tutti la preconfigurazione dei test. I costruttori di detti prodotti già pronti all'uso, infatti, hanno dovuto necessariamente prevedere due cose: un numero minimo di cuvette già riempite da fornire nello stesso dispositivo o sistema, per comodità qui di seguito denominato "schedino , ed una data configurazione di esami da eseguire sullo schedino.

Un inconveniente frequente di questa circostanza si ha quando un operatore debba eseguire solo tre esami del sangue, ma deve per forza utilizzare uno schedino che ha sei o otto cuvette già pronte e quindi non utilizza più della metà delle cuvette, le quali peraltro vanno comunque buttate, dopo l'uso, insieme a quelle sfruttate, oppure esse possono essere recuperate, ma occorre conservarle sigillate. Questa operazione di recupero, tuttavia, comporta un rischio biologico di contaminazione da contatto accidentale con materiale potenzialmente infetto, il che obbliga l'operatore ad effettuare una manipolazione estremamente accurata.

Se si considera il gran numero di test ematologici (antiA, antiB, antiE, ecc.) che vengono eseguiti, ci si accorge che si verificano sostanziali diseconomie e sprechi soprattutto per istituti che eseguono pochi esami. Qualora si voglia tentare il .recupero, non si può eliminare del tutto il rischio biologico di contaminazione, come sopra specificato.

L'alternativa è che 1'utilizzatore attenda di avere un numero di test da effettuare pari a quello delle cuvette di ogni schedino prima di eseguire il lavoro.

Un altro svantaggio dello "schedino sta nella difficile automazione del processo sopra descritto.

Siccome sono necessarie diverse fasi di lavoro che vanno dall'introduzione di liquidi vari nelle cuvette dello schedino , alla incubazione, alla centrifugazione e per terminare con il rilevamento e lettura dei risultati, è necessaria una strumentazione complessa e costosa.

In tutte le metodiche sopra brevemente descritte si impiegano gel quasi solidi, aventi cioè densità relativamente elevata, tale da impedire fenomeni di sedimentazione, il che porterebbe come conseguenza la separazione di fasi tra i componenti del materiale gel+reattivo, ossia alla falsificazione dei risultati di prova. Nel caso dello schedino poi l'impiego di un gel al alta densità è un requisito essenziale trattandosi di preconfezionamento nelle cuvette, che come tale deve assicurare una buona integrità e non dar luogo ad alterazioni o ad inconvenienti durante lo stoccaggio ed il trasporto anche per tempi prolungati.

Sono già state proposte anche tecniche - molto sofisticate e, di conseguenza, costose - di caricamento di gel relativamente densi in provetta, quale quella che prevede un caricamento dal fondo della provetta o a "sorgente" mediante uno o più aghi di iniezione per evitare per quanto possibile 1'intrappolamento nel corpo del gel di eventuali bollicine d'aria che influirebbero negativamente sui risultati di analisi

Il problema dell'eliminazione delle bollicine d'aria dal gel è già stato affrontato e risolto dalla stessa Richiedente della presente domanda nella sua domanda di brevetto VR94A00021 depositata il 7 Marzo 1994, nella quale si è proposto di liberare le bollicine d'aria sottoponendo il gel entro la provetta ad un processo di "sfiatamento" forzato. A tale scopo, il gel viene caricato in cuvette speciali, dotate di apposito foro sfiatatore e di relativo filtro di sfiato e sottoposto a centrifugazione. In questo modo l'aria contenuta all'interno del gel viene forzata a lasciare il gel, mentre il gel viene trattenuto all'interno della provetta o cuvetta ad opera dal filtro, che lascia passare l'aria, ma non il gel.

L'eliminazione delle bollicine d'aria dal gel costringe quindi ad adottare cuvette speciali e a sfiatare mediante centrifugazione con il sostenimento dei relativi costi.

Scopo principale della presente invenzione è pertanto quello di eliminare gli inconvenienti sopra esposti riscontrabili con i sistemi noti, mettendo a disposizione un nuovo metodo per l'esecuzione di esami immunologie! ed immunoematologici che non richieda l'impiego di cuvette forate e dotate di filtro od altrimenti attrezzate per eliminare l'aria imprigionata nel gel.

Un altro scopo della presente invenzione è che tale metodo sia relativamente semplice e sicuro e consenta la completa automatizzazione per la sua realizzazione.

Secondo un primo aspetto della presente invenzione si fornisce un procedimento per l'esecuzione di esami immunologie! ed immunoematologici comprendente l'impiego di un gel a bassa densità tale da consentire e favorire la risalita in superficie di eventuali bolle d'aria od altro gas presenti nel gel onde ottenere la degasificazione spontanea del gel.

Secondo un altro aspetto della presente invenzione si fornisce una provetta o cuvetta adatta per la realizzazione del procedimento di cui sopra, la quale comprende una cavità interna allungata, che, da una parte, presenta fondo cieco e, dall'altra è dotata di apertura laterale che sbocca lateralmente rispetto ad essa.

Vantaggiosamente, secondo l'invenzione si fornisce anche un rotore per centrifuga comprendente una pluralità di provette strutturate come sopra e tenute insieme a raggiera attorno ad un asse di rotazione sostanzialmente verticale, così che l'apertura laterale di ognuna di esse risulti rivolta verso l'alto e dalla parte dell'asse di rotazione.

Ulteriori aspetti e vantaggi della presente invenzione appariranno maggiormente evidenti dalla descrizione dettagliata che segue, di un suo esempio preferito di realizzazione, illustrato a titolo indicativo, ma non limitativo, negli uniti disegni in cui:

la Figura 1 mostra schematicamente una vista in sezione longitudinale di una provetta o cuvetta secondo la presente invenzione;

a Figura 2 illustra una vista in pianta di un rotore a provette radiali come quella di Fig. 1;

la Figura 3 è una vista in sezione diametrale del rotore di Fig, 2;

la Figura 4 mostra un particolare in scala ingrandita riguardante due provette radiali adiacenti nel rotore di Fig. 2; e

la Figura 5 mostra un particolare in scala ingrandita di uno dei semigusci di cui è costituito il rotore delle Figg.

2 e 3.

Con riferimento alle Figure sopra elencate è stata indicata, nel suo complesso con l una provetta o cuvetta secondo la presente invenzione per l'esecuzione di analisi immuno logiche ed immunoematologiche, la quale comprende una cavità interna allungata 2, che, da una parte, presenta fondo cieco 3 e, dall'altra è dotata di un'apertura laterale 4 che sbocca lateralmente rispetto alla cavità interna 2.

Di preferenza, la provetta 1 viene ottenuta unendo due semigusci 5 e 6.

Se i due semigusci 5 e 6 sono circolari a più impronte si può ottenere un rotore 7 per centrifuga, il quale delimita al suo interno una pluralità di provette 1 disposte a raggiera attorno ad un asse di rotazione sostanzialmente verticale x-x, in modo tale che l'apertura laterale 4 di ciascuna provetta 1 risulti rivolta verso l'alto e rivolta dalla parte dell'asse di rotazione.

Vantaggiosamente il rotore 7 presenta un mozzo centrale cavo 8 per il suo montaggio su di un mandrino di azionamento di una centrifuga, per esempio del tipo illustrato e descritto nella domanda di brevetto della Richiedente sopra menzionato.

Inoltre, i due semigusci 5 e 6 possono anche essere accoppiabili ad incastro, ad esempio a maschio e femmina come si è indicato con 56 in Fig. 1, o a scatto, tanto in prossimità dell'apertura laterale 4 quanto in corrispondenza del fondo cieco 3 delle provette. Ciò si può fare prevedendo una o più gole circolari in uno dei semigusci ed un oppure un corrispondente rilievo maschio nell'altro.

Vantaggiosamente, i due semigusci possono, in alternativa od in aggiunta, essere tenuti saldamente uniti insieme mediante incollaggio con un adatto collante oppure saldati insieme, per esempio termosaldati

Il rotore 7,può essere ottenuto in un materiale adatto qualsiasi, come per esempio in lega metallica, in acciaio inossidabile, in adatto materiale plastico stampabile, quale il plexiglas.

Il rotore 7 può essere di forma circolare, ma può presentare in qualsiasi altra adatta forma, e presenta, come nell'esempio illustrato in Fig. 2, novanta covette 1 oppure un altro numero di cuvette prestabilito.

Le varie cuvette l hanno la funzione di contenere il gel+reagente ed un liquido biologico direttamente caricabili attraverso la rispettiva apertura 4.

Sul piano operativo, con apposita macchina di dispensazione reattivi di un tipo adatto qualsiasi si provvede dapprima ad inserirne una quantità dosata di gel+reagente in una o più cuvette 1 del rotore 7. Il rotore viene quindi messo in rotazione da una adatta sorgente di moto, quale un motore elettrico, che provvede a farlo girare ad un numero di giri controllato, per esempio tramite encoder e computer.

Durante la centrifugazione il materiale formato da gel+reattivo si distribuisce uniformemente all'interno della rispettiva provetta. Zone o bolle d'aria eventualmente formatisi nella parte di fondo della provetta, o si sono già in precedenza portate (per effetto della differenza di densità tra bolla e gel in superficie e si sono scaricate all'esterno, ancor prima quindi della centrifugazione, oppure lo fanno durante l'operazione di centrifugazione.

Dna macchina di dispensazione reattivi provvederà allora ad inserire nella cuvetta una quantità appropriata di liquido biologico da analizzare attraverso l'apertura laterale 4. Il rotore 7 verrà nuovamente posto in rotazione ad un numero di giri controllato dall'encoder e dal computer, così da consentire al liquido biologico di reagire con il gel+reagente.

L'apparecchiatura di centrifugazione è dotata di adatto lettore che rileva, ad esempio, il colore dei prodotti di reazione entro le cuvette per la determinazione dei risultati di analisi, come è noto nella tecnica in questo settore.

Terminata la reazione, la rotazione del rotore 7 viene arrestata e viene attivata la fase di lettura tramite il lettore. Il rotore 7 viene fatto ora ruotare lentamente, sotto il controllo dell'encoder e del computer in modo da consentire al lettore di effettuare una scansione completa di ogni cuvetta 1 presente sul rotore 7.

Il computer prow ederà ad elaborare i dati provenienti dal lettore e grazie ad un appropriato software di interpretazione delle immagini determina l'esito della reazione avvenuta all'interno delle cuvette l.

Come si può constatare, con la soluzione proposta dalla presente invenzione si assicura sia la perfetta degasificazione del materiale gel+reagente, la quale avviene in modo spontaneo grazie ^alla bassa densità del gel impiegato, che consente alle bollicine d'aria eventualmente presenti di portarsi facilmente in superficie, sia lo sfruttamento integrale di tutte le cuvette 1 fino ad esaurimento completo del rotore 7, e quindi senza sprechi, e sia il caricamento automatico delle singole provette 1 attraverso l'apertura laterale superiore 4 senza problemi.

Nel caso in cui l'operatore, ad esempio per ragioni di sicurezza onde evitare il rischio biologico di contaminazione decidesse di buttare un rotore, le cui cuvette non sono state tutte utilizzate, egli in definitiva getta un manufatto in plastica di infimo valore, ma non spreca nè gel nè reattivo, che sono materiali assai più costosi e preziosi.

L'invenzione sopra descritta è suscettibile di numerose modifiche e varianti entro l'ambito protettivo definito dal tenore delle rivendicazioni.

Così, ad esempio, invece di un rotore completo di provette secondo la presente invenzione, si possono prevedere segmenti di rotore delle stesse provette, da montare sulla centrifuga a guisa di "schedini".

Claims (9)

1. R I V E N D I C A Z I O N I 1. Provetta o cuvetta per la realizzazione di analisi mediante l'impiego di un materiale formato da gel ed un adatto reattivo, caratterizzata dal fatto di comprendere una cavità interna, che, da una parte, presenta fondo cieco e, dall'altra è dotata di apertura laterale di accesso.
2. 2. Rotore per centrifuga, caratterizzato dal fatto di comprendere una pluralità di provette secondo la rivendicazione 1 tenute insieme a raggiera attorno ad un asse di rotazione sostanzialmente verticale, così che l'apertura laterale di ciascuna provetta risulti rivolta verso l'alto e dalla parte dell'asse di rotazione.
3. 3. Rotore secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto di comprendere due semigusci o conchiglie dotati di una pluralità di impronte a raggiera atte a delimitare altrettante provette una volta accoppiati insieme.
4. 4. Rotore secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detti semigusci o conchiglie sono accoppiabili ad incastro. ·
5. 5. Rotore secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che detti .semigusci o conchiglie sono accoppiabili a scatto.
6. 6. Rotore secondo una qualunque delle rivendicazioni da 3 a 5, caratterizzato dal fatto che detti semigusci o conchiglie sono tra loro incollati.
7. 7 . Rotore secondo una qualunque delle rivendicazioni da 3 a 5, caratterizzato dal fatto che detti semigusci sono tra loro saldati.
8. 8. Rotore secondo una qualunque delle precedenti rivendicazioni da 2 a 7, caratterizzato dal fatto di presentare un mozzo di montaggio su di un mandrino rotante.
9. 9. Procedimento per l'esecuzione di esami immunologici ed immunoemato logici in provetta o cuvetta contenente un gel, caratterizzato dal fatto di prevedere l'impiego di un gel avente una densità così bassa da consentire, una volta caricato in provetta, la risalita in superficie di eventuali bolle d'aria in esso formatesi, onde assicurare la degasificazione spontanea del gel in ogni circostanza.