MX2007012770A

MX2007012770A - Dispositivos de deteccion optica.

Info

Publication number: MX2007012770A
Application number: MX2007012770A
Authority: MX
Inventors: Casey J O'connor; Arthur E Colvin Jr; Andrew D Dehennis
Original assignee: Sensors For Med & Science Inc
Priority date: 2005-04-15
Filing date: 2006-03-29
Publication date: 2008-01-14
Also published as: US7822450B2; US20080139904A1; SG161272A1; AU2006237499A1; KR101345596B1; TW200643400A; KR20080011184A; JP2008535623A; KR20130103641A; CA2605164A1; KR101343413B1; CN101198857A; CA2605164C; WO2006113070A2; CN102608083A; TWI338128B; US20060231749A1; AU2006237499B2; WO2006113070A3; EP1875213A2

Abstract

La presente invencion proporciona un dispositivo de deteccion electro-optica para detectar la presencia o concentracion de un analito; mas en particular, la invencion se relaciona con (pero no en todos los casos se limita necesariamente a) dispositivos de deteccion optica que se caracterizan por ser completamente autonomo con una forma lisa y redondeada oblonga, ovoide o eliptica (por ejemplo en forma de frijol o de capsula farmaceutica) y con un tamano que permite al dispositivo implantarse en humanos para la deteccion en sitio de varios analitos.

Description

DISPOSITIVOS DE DETECCIÓN ÓPTICA ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN CAMPO DE LA INVENCIÓN La invención se relaciona con dispositivos de detección electro-óptica para deteclar la presencia o concentración de un analito en un medio líquido o gaseoso. Más en particular, la invención se relaciona con (pero no necesariamente en todos los casos se limita a) dispositivos de detección óptica que están caracterizados por ser completamente autónomos, con una forma lisa y redondeada oblonga, ovoide o elíptica (por ejemplo en forma de frijol o cápsula farmacéutica) y un tamaño que permite al dispositivo implantarse en humanos para detección en sitio de varios analitos.

TÉCNICA ANTECEDENTE La patente de los Estados Unidos No. 5,517,313, cuya descripción se incorpora en la presenie mediante referencia, describe un dispositivo de detección de fluorescencia que comprende moléculas indicadoras y un elemento fotosensible, por ejemplo un fotodeteclor. En íérminos generales, denlro del contexto del campo de la presente invención, las moléculas indicadoras son moléculas de las cuales una o más características ópticas es o son afectadas por la presencia local de un analito. En el dispositivo de conformidad con la patente de los Estados Unidos No. 5,517,313, una fuente de luz, por ejemplo un diodo fotoemisor ("LED"), se ubica por lo menos parcialmente dentro de una capa de material que contiene moléculas indicadoras fluorescentes o, alternativamente al menos parcialmente dentro de una capa de guía de onda tal que la radiación (luz) emitida por la fuente alcanza y hace que las moléculas indicadoras fluorescan. Un filtro de paso alto permite a la luz fluorescente emitida por las moléculas indicadoras alcanzar el elemento fotosensible (fotodetector) mientras elimina por filtración la luz dispersa de la fuente de luz. La fluorescencia de las moléculas indicadoras empleadas en el dispositivo descrito en la patente de los Estados Unidos No. 5,517,313 se modula, es decir, atenúa o potencia, mediante la presencia local de un analito. Por ejemplo, la fluorescencia rojo anaranjado del complejo perclorato de tris(4,7-difenil-1 ,10-fenanírolin) rutenio (II) se exlingue medianle la presencia local de oxígeno. Por ello, este complejo puede utilizarse convenientemente como la molécula indicadora en un sensor de oxígeno. Las moléculas indicadoras cuyas propiedades de fluorescencia se ven afectadas por varios otros analitos también son conocidas. Aun más, las moléculas indicadoras que absorben luz, con el nivel de absorción viéndose afectado por la presencia o concentración de un analito, también se conocen. Ver por ejemplo la patente de los Estados Unidos No. 5,512,246, cuya descripción se incorpora en la presenie mediante referencia, la cual describe composiciones cuyas respuestas espectrales son atenuadas por la presencia local de compuesíos de polihidroxilo como azúcares. Sin embargo, se cree que lales moléculas indicadoras absorbentes de luz no se han utilizado antes en una construcción de sensor como en la que se enseña en la patente de los Estados Unidos No. 5,517,313 o en una construcción de sensor como se enseña en la presente. En el sensor descrito en la patente de los Estados Unidos No. 5,517,313, el material que contiene las moléculas indicadoras es permeable al analito. Así, el analito puede diseminarse en el material a partir del medio de prueba que lo rodea, afeclando así la fluorescencia de las moléculas indicadoras. La fuente de luz, material de matriz indicadora que contiene moléculas, filtro de paso alto y el fotodetector se configuran tal que la luz fluorescente emitida por las moléculas indicadoras tiene impacto en el fotodetector de manera tal que se genera una señal eléctrica que indica la concentración del analito en el medio que lo rodea. El dispositivo de detección descrito en la patente de los Estados Unidos No. 5,517,313 representa una marcada mejora sobre dispositivos que constituyen técnica antecedente respecto a la patente de los Estados Unidos No. 5,517,313. Sin embargo, permanece la necesidad de sensores que permiten la detección de varios analitos en un entorno extremadamente importante - el cuerpo humano. Aun más, mejoras adicionales se han hecho en este campo y estas mejoras han resulíado en disposilivos más pequeños y más eficientes.

Las patentes de los Estados Unidos Nos. 6,400,974 y 6,711 ,423, cuyas descripciones se incorporan en la presente mediante referencia, describen cada una un dispositivo de detección con base en fluorescencia que comprende moléculas indicadoras y un elemento fotosensible que está diseñado para uso en el cuerpo humano.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN En un aspecto, la presente ¡nvención proporciona un dispositivo de detección electro-ópíica. En una modalidad en particular, el dispositivo de detección incluye: un alojamiento que tiene una superficie externa; una pluralidad de moléculas indicadoras ubicadas en al menos una porción de la superficie externa del alojamiento; un tablero de circuitos alojado deníro del alojamiento; un miembro de soporte que tiene un lado que yace sobre un plano que es sustancialmente perpendicular a un plano sobre el cual yace un lado superior del tablero de circuitos; una fuente de radiación unida al lado del miembro de soporte y posicionada a una distancia por encima del lado superior del tablero de circuitos; y un fotodetector conectado al lablero de circuitos para detectar una respuesta de las moléculas indicadoras. Convenientemente, para facilitar la fijación del miembro de soporte al tablero de circuitos, el tablero de circuitos puede tener una muesca en el lado superior del mismo y el miembro de soporte puede tener un extremo insertado en la muesca.

El dispositivo de detección puede además incluir un reflector que esté separado de la fuente de radiación y que tenga un lado reflexivo orientado hacia la fuente de radiación. El fotodetector puede estar posicionado en una ubicación por debajo de una región entre la fuente de radiación y el lado reflexivo del reflector. En otra modalidad, el dispositivo de detección incluye: un alojamiento que tiene una superficie externa; una pluralidad de moléculas indicadoras ubicadas en al menos una porción de la superficie externa del alojamiento; un tablero de circuitos alojado dentro del alojamiento; un fotodetector que tiene un lado superior y un lado inferior, en donde el fotodetector está conectado eléctricamente a un circuito en el tablero de circuitos y al menos un lado superior del fotodetector es fotosensible; un filtro que tiene un lado superior y un lado inferior, el lado inferior estando posicionado sobre el lado superior del fotodetector; y una fuente de radiación posicionada sobre el lado superior del filtro. En algunas modalidades, el dispositivo de detección puede además incluir una base que tenga un lado superior y un lado inferior, con el lado inferior estando fijado a un extremo del tablero de circuitos, y con el lado inferior del fotodelector estando montado al lado superior de la base. Preferiblemente, el lado superior de la base yace en un plano que es sustancialmente perpendicular a un plano sobre el cual yace un lado superior del íablero de circuitos y el lado superior del fotodetector generalmente está paralelo con el lado superior de la base. Para facilitar la fijación de la base al tablero de circuitos, el lado inferior de la base puede tener una muesca en ésta y un extremo de tablero de circuitos puede insertarse en la muesca. En otras configuraciones, el lado superior del fotodetector yace en un plano que está sustancialmenle paralelo con un plano sobre el cual yace un lado superior del tablero de circuitos. Adicionalmente, puede disponerse una base opaca entre la fuente de radiación y el filtro. La base puede estar hecha de molibdeno. Lo anterior y otras características y ventajas de la presente invención, así como la estruclura y operación de las modalidades preferidas de la presente invención se describen en detalle a continuación con referencia a los dibujos adjuntos.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Los dibujos adjuntos, que se incorporan en la presente y forman parte de la especificación, ayudan a ilustrar varias modalidades de la presente invención y, junto con la descripción, sirven adicionalmente para explicar los principios de la invención y permitir un experto en la técnica pertinente utilizar y hacer la invención. En los dibujos, números de referencia similares indican elementos idénticos o funcionalmente similares. Adicionalmeníe, el(los) dígilo(s) más a la izquierda de un número de referencia ideníifica(n) el dibujo en el cual aparece el número de referencia por primera vez.

La figura 1 es una vista en sección esquemática de un sensor de fluorescencia de conformidad con una modalidad de la invención. La figura 2 es una vista en sección esquemática de un sensor de fluorescencia de conformidad con otra modalidad de la invención. La figura 3 es una vista superior en perspectiva de un tablero de circuitos de conformidad con una modalidad de la ¡nvención. La figura 4 es una vista en sección esquemática de un sensor de fluorescencia de conformidad con otra modalidad de la invención. La figura 5 es una vista en sección esquemática de un ensamble de conformidad con una modalidad de la invención. La figura 6 es una vista en sección esquemática de un sensor de fluorescencia de conformidad con otra modalidad de la invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCiON La figura 1 es una vista en sección esquemática de un sensor óptico ("sensor") 110, de conformidad con una modalidad de la invención, que opera con base en la fluorescencia de moléculas indicadoras fluorescentes 116. Como se muestra, el sensor 110 incluye un alojamiento de sensor 112. El alojamiento de sensor 112 puede formarse a partir de un material de polímero ópticamente transmisor adecuado. Materiales de polímero preferidos incluyen, sin restricción, polímeros acrílicos como polimetilmetacrilatos (PMMA).

El sensor 110 puede además incluir una capa de matriz 114 revestida sobre al menos parte de la superficie exterior del alojamiento de sensor 112, con moléculas indicadoras fluorescentes 116 distribuidas a lo largo de la capa 114 (la capa 114 puede cubrir todo o parte de la superficie del alojamiento 112). El sensor 110 además incluye una fuente de radiación 118, por ejemplo un diodo fotoemisor (LED) u otra fuente de radiación, que emita radiación, incluyendo radiación sobre una escala de longitudes de onda que interactúan con las moléculas indicadoras 116. Por ejemplo, en el caso de un sensor de fluorescencia, el sensor de radiación 118 emite radiación a una longitud de onda que hace que las moléculas indicadoras 116 emitan fluorescencia. El sensor 110 también incluye un fotodetector 120 (por ejemplo un fotodiodo, fototransistor, fotoresistor u otro elemento fotosensible) el cual, en el caso de un sensor de fluorescencia, es sensible a la luz fluorescente emitida por las moléculas indicadoras 116 tal que se genera una señal por el fotodetector 120 en respuesta a éste que indica el nivel de fluorescencia de las moléculas indicadoras. Dos fotodeteclores 120a y 120b se muestran en la figura 1 para ilustrar que el sensor 110 puede tener más de un fotodetector. La fuente 118 puede implementarse utilizando, por ejemplo, el modelo de LED número EU-U32SB de Nichia Corporation (www.nichia.com). Pueden utilizarse oíros LED dependiendo de las moléculas indicadoras específicas aplicadas al sensor 110 y los analilos específicos de interés a ser detectados.

Las moléculas indicadoras 116 pueden revesíirse sobre la superficie del cuerpo del sensor o pueden eslar contenidas dentro de la capa de matriz 114 (como se muestra en la figura 1), que comprende una matriz de polímero biocompatible que se prepara de conformidad con métodos conocidos en la técnica y que se reviste sobre la superficie del alojamiento de sensor 112. Materiales de matriz biocompatible adecuados, que preferiblemente son permeables al analito, incluyen algunos metacrilatos (por ejemplo HEMA) e hidrogeles, los cuales, convenientemente, pueden hacerse selectivamente permeables - en particular al analito- es decir, realizan una función de recorte de peso molecular. El sensor 110 puede ser complelamente autónomo. En otras palabras, el sensor esta preferiblemente construido de manera tal que no se extienden terminales eléctricas dentro o fuera del alojamiento de sensor 112 para suministrar energía al sensor (por ejemplo para accionar la fuente 1 18) o transmitir señales desde el sensor. Más bien, el sensor 110 puede energizarse mediante una fuente de energía externa (que no se muestra), como se sabe bien en la técnica. Por ejemplo, la fuente de energía externa puede generar un campo magnético para una corriente en el elemento inductivo 142 (por ejemplo una bobina de cobre u otro elemento inductor). Adicionalmente, el conjunto de circuitos 166 puede utilizar el elemento inductivo 142 para comunicar información a un lector de datos externo. El conjunto de circuitos 166 puede incluir elementos de circuito discretos, un circuito integrado (por ejemplo un circuito integrado específico para aplicación (ASIC) y/u otros componentes electrónicos). La fuente de energía externa y lector de datos pueden ser el mismo dispositivo. En una modalidad alternativa, el sensor 110 puede ser energizado por una fuente de energía autónoma interna, como, por ejemplo, micro baterías, micro generadores y/u otras fuentes de energía. Como se muestra en la figura 1 , muchos de los componentes electro-ópticos del sensor 110 se afianzan a un tablero de circuitos 170. Un tablero de circuitos 170 proporciona rutas de comunicación entre los varios componentes del sensor 110. Como se ilustra adicionalmente en la figura 1 , los filtros ópticos 134a y 134b, como filtros de paso alto o de paso de banda, pueden abarcar un lado foto sensible de los fotodetectores 120a y 120b, respectivamente. El filtro 134a puede evitar o reducir sustancialmenle la cantidad de radiación generada por la fuente 118 de afectar un lado fotosensible 135 del fotodeleclor 120a. Al mismo tiempo, el filtro 134a permite a la luz fluorescente emitida por moléculas indicadoras fluorescentes 116 pasar a través para alcanzar el lado fotosensible 135 del fotodetector 120a. Esto reduce significativamente el "ruido" en la señal fotodetectora que se atribuye a la radiación accidental de la fuente 118. De conformidad con un aspecto de la invención, una aplicación para la cual se desarrolló el sensor 110 - aunque en modo alguno es la única aplicación para la cual es adecuada - es medir varios analitos biológicos en el cuerpo humano. Por ejemplo, el sensor 110 puede utilizarse para medir glucosa, oxígeno, toxinas, farmacéuticos u otros fármacos, hormonas y otros analitos metabólicos en el cuerpo humano. La composición específica de la capa de matriz 114 y los moléculas indicadores 116 pueden variar dependiendo del analito en particular que va a usar el sensor para delectar y/o en donde el sensor va a ser usado para detectar el analilo (es decir en la sangre o tejidos subcutáneo). Preferiblemente, sin embargo, la capa de matriz 114, si está presente, debería facilitar la exposición de las moléculas indicadoras al analito. También, se prefiere que las características ópticas de las moléculas indicadoras (por ejemplo el nivel de fluorescencia de las moléculas indicadoras fluorescentes) sea una función de la concentración del analito específico al cual se exponen las moléculas indicadoras. Para facilitar el uso en sitio del cuerpo humano el alojamiento 112 preferiblemente se forma de manera lisa, oblonga o redondeada. Convenientemente, tiene la forma y tamaño aproximados de un fríjol o una cápsula de gelatina farmacéutica, es decir, está en el orden de aproximadamente 500 mieras a aproximadamente 2.15 cm en longitud L y en el orden de aproximadamente 300 mieras a aproximadamente 0.76 cm en diámetro D, con superficies generalmente lisas y redondeadas a lo largo de ésta. Esta configuración permite al sensor 110 implantarse en el cuerpo humano, es dérmicamente o en tejidos subyacentes (incluyendo dentro de órganos o vasos sanguíneos) sin que el sensor interfiera con funciones corporales esenciales o que causen dolor o incomodidad excesivos.

En algunas modalidades, una longilud preferida del alojamiento es aproximadamente 1.27 cm a 2J 5 cm y un diámetro preferido es aproximadamente 0.25 cm a 0.27 cm. En la modalidad que se muestra en la figura 1 , la fuente 118 está elevada respecto a un lado superior 171 del tablero de circuitos 170. Más específicamente, en la modalidad mostrada, la fuente 118 se fija a un miembro de soporte 174, el cual funciona para elevar la fuente 118 por encima del lado 171 y para conectar eléctricamente la fuente 118 al conjunto de circuitos en el tablero 170 para que la energía pueda suministrarse a la fuente 118. La distancia (d) entre la fuente 1 18 y el lado 171 generalmente está en la escala enire cero y 0.07 cm. Preferiblemente, la distancia (d) está en la escala entre 0.02 y 0.05 cm. El miembro de soporte 174 puede ser un tablero de circuitos. El tablero de circuitos 170 puede tener una muesca 180 para recibir un extremo proximal 173 del miembro 174. Esta característica se ilustra adicionalmente en la figura 3, que es una vista superior en perspectiva del tablero 170. En algunas modalidades, el miembro de soporte 174 puede incluir un contacto eléctrico 158 (por ejemplo una almohadilla conductora u otro dispositivo para conducir electricidad) dispuesto en una superficie de éste y conectada eléctricamente a la fuente 118. El contacto 158 se conecta eléctricamente a un contacto eléctrico correspondiente 157 que puede estar dispuesto en la muesca 180 a través de una interconexión eléctrica 159 (por ejemplo una traza de circuitos u otra línea d transmisión). El contacto 157 puede conectarse eléctricamente al circuito 166 u otro circuito en el tablero de circuitos 170. En consecuencia, en algunas modalidades, existe una ruta eléctrica del circuito 166 a la fuente 118. Como se muestra adicionalmente en la figura 1 , un reflector 176 puede fijarse al tablero 170 en un extremo de éste. Preferiblemente, el reflector 176 se fija al íablero 170 para que una porción de cara 177 de reflector 176 esté generalmente perpendicular al lado 171 y orientado a la fuente 118. Preferiblemente, la cara 177 refleja la radiación emitida por la fuente 118. Por ejemplo, la cara 177 puede tener un revestimiento reflexivo dispuesto sobre éste o la cara 177 puede estar construida de un material reflexivo. En referencia ahora a los fotod electo res 120, los fotodetectores 120 preferiblemente están dispuestos por debajo de una región de lado 171 ubicada entre la fuente 118 y el reflector 176. Por ejemplo, en algunas modalidades, los fotodetectores 120 se montan a un lado inferior 175 del tablero 170 en una ubicación que está por debajo de una región eníre la fueníe 118 y el reflector 176. En modalidades en donde lo fotodetectores 120 se montan al lado inferior 175 del tablero 170, se crea preferiblemeníe un orificio para cada folodetector 120 a través del tablero 170. Esto se ilustra en la figura 3. Como se muestra en la figura 3, dos orificios 301a y 301 b se crearon en el tablero 170, proporcionando así un pasaje para la luz de las moléculas indicadoras 116 para alcanzar los fotodetectores 120. Los orificios en el tablero de circuito 170 pueden crearse mediante, por ejemplo, barrenado, maquinado láser y similares. Preferiblemente, cada foíodelector 120 está posicionado tal que la luz que entra al orificio probablemente alcance un lado fotosensible del fotodetector 120, como se muestra en la figura 1. Esía lécnica también disminuye la cantidad de luz ambiente que alcanza el fotodetector 120. Como se ilustra adicionalmente en la figura 1 , cada orificio en el tablero 170 puede contener un filtro 134 para que la luz sólo pueda alcanzar un fotodetector 120 al pasar a través del filtro correspondiente 134. El lado inferior y todos los lados de los fotodeleclores 120 pueden cubrirse con maíerial epóxico para el bloqueo de luz negra 190 para disminuir aún más la canlidad de luz ambiental que golpea el fotodetector 120. En una modalidad, el fotodetector 120a se utiliza para producir una señal que corresponde a la luz emitida o adsorbida por moléculas indicadoras 116 y el fotodetecíor 120b se utiliza para producir una señal de referencia. En esta modalidad, un elemento fluorescente 154 puede posicionarse sobre el filtro 134b. Preferiblemente, el elemento fluorescente 154 fluórese a una longitud de onda predeterminada. El elemento 154 puede estar hecho de terbio u otro elemento fluorescente que florezca a la longitud de onda predeterminada. En esta modalidad, el filtro 134a y el filtro 134b filtran diferentes longitudes de onda de luz. Por ejemplo, el filtro 134a puede filtrar longitudes de onda por debajo de 400 nm y el filtro 134b puede filtrar longitudes de onda por debajo de 500 nm.

Ahora en referencia a la figura 2, la figura 2 ilustra un sensor 210 de conformidad con olra modalidad de la invención. Como se muestra en la figura 2, el sensor 210 es similar al sensor 110. Una diferencia primaria siendo que el reflector 176 se reemplaza mediante un miembro de soporte 202, que se conecta al extremo 194 del tablero 170 y al cual se fija la fuente 118. En esta modalidad, el miembro de soporte 174 se reemplaza con un reflector 209. Al igual que el reflector 176, el reflector 209 tiene una cara reflexiva 21 1 que eslá orientada hacia la fuente 118. Adicionalmente, para que el fotodetector 120a permanezca más cercano a la fuente 118, el fotodetector 120a puede cambiar su lugar con el fotodetector 120b y el filtro 134a puede cambiar su lugar con el filtro 134b. El elemento fluorescente 154 también puede reposicionarse para que se mantenga en la parte superior del filtro 134b. Como se muestra en las figuras 1 y 2, en algunas modalidades, las moléculas indicadoras 116 pueden posicionarse solo en una región que está por encima de una región 193, cuya región eslá entre la fuente 118 y el reflecto 176. En referencia ahora a la figura 4, la figura 4 es una vista en sección esquemática de un sensor óptico 410, de conformidad con otra modalidad de la invención. El sensor 410 incluye muchos de los mismos componentes que el sensor 110. Sin embargo, el posicionamiento de la fuenle 118, fotodetector 120a y filtro 134a en el sensor 410 es diferente que el posicionamiento del sensor 110.

Como se muestra en la figura 4, una base 412 se monta a un extremo 413 del tablero de circuitos 170. Un lado superior 414 y lado inferior 416 de la base 412 cada uno pueden yacer en un plano que es perpendicular a un plano en el cual yace el lado 171 del tablero 170. El lado inferior 416 puede tener una muesca 418 ahí que recibe el extremo 413 del tablero 170. La muesca 418 facilita la fijación de la base 412 al tablero 170. El fotodetector 120a puede montarse sobre el lado superior 414 de la base 412. Preferiblemente el fotodetector 120a se monta en la base 412 para que el lado fotosensible 135 del fotodetector 120a yazca en un plano que es generalmente perpendicular al plano en el cual el lado 171 del tablero 170 yace y está orienlado en la misma dirección que el lado superior 414. El filtro 134a preferiblemente se dispone por encima del lado 135 del fotodetector 120a para que la mayor parte, sino es que toda, la luz que contada el lado 135 deba pasar primero a través del filtro 134a. El filtro 134a puede montarse fijamente al fotodetector 120a. Por ejemplo, un maíerial epóxico coincidenle con el índice refractivo (Rl) 501 (ver figura 5) puede utilizarse para fijar el filtro 134a al fotodetector 120a. En algunas modalidades, la base 412 puede incluir al menos dos contactos eléctricos dispuestos sobre éste (por ejemplo en el lado 414). Por ejemplo, como se muestra en la figura 4, un primer contacto eléctrico 471 y un segundo contacto eléctrico 472 se disponen en el lado 414 de la base 412. Un alambre 473 (u otro conector eléctrico) preferiblemente conecta eléctricamente el fotodeteclor 120a al contacto eléctrico 471 y un alambre 474 (u otro conector eléctrico) preferiblemente conecto eléctricamente la fuente 118 al contacto eléctrico 472. El contacto 471 se conecta eléctricamente a un contacto correspondiente 475 mediante una interconexión eléctrica 476. De manera similar, el coníacto 472 se conecta eléctricamente a un contacto correspondiente 477 mediante una interconexión eléctrica 478. Los contactos 475, 477 preferiblemente están dispuestos en el extremo del tablero 170 que se inserta en la muesca 418. Los contacto 475, 477 pueden conectarse eléctricamente al circuito 166 u otro circuito en el tablero de circuito 170. En consecuencia, en algunas modalidades, la base 412 proporciona una porción de una ruta eléctrica desde el circuito 166 a la fuente 118 y/o al fotodetector 120a. En referencia ahora a la figura 5, la figura 5 adicionalmente ilustra una disposición de fotodetectores 120a, filtro 134a y fuente 118. Como se muestra en las figuras 4 y 5, la fuente 118 se monta en un lado superior 467 del filtro 134a. En consecuencia, como se muestra en las figuras 4 y 5, el fotodetector 120a, filtro 134a y fuente 118 están alineados. Es decir, como se muestra en la figura 5, tanto el filtro 134a como la fuenle 118 esíán dispuestos cada uno en un área que está sobre al menos una porción de lado fotosensible 135 del folodeteclor 120a. Preferiblemente, una base translúcida no transparente 431 está dispuesta entre la fuente 118 y el filtro 134. La base opaca 431 funciona para prevenir que la luz emitida de la fuente 118 alcance el lado 467 del filtro 134a. La base 431 puede ser una pestaña de molibdeno recubierta con oro (molytab) u otra estructura opaca. Material epóxico 555 puede utilizarse para fijar la fuente 118 a la base 431 y la base 431 al filtro 134a. Preferiblemente, en esta modalidad, la fuente 118 está configurada y orientada para que la mayor parte de la luz transmitida a partir de ésla se transmita en una dirección alejándose del lado 467, como se muestra en las figuras 4 y 5. Por ejemplo, en la modalidad que se muestra, la luz principalmente está dirigida hacia un extremo 491 del alojamiento 102. Preferiblemente, las moléculas indicadoras 116 se ubican en el extremo 491 para que reciban la radiación emitida de la fuente 118. Como se discutió antes, las moléculas indicadoras 1 16 responderán a la radiación recibida y la respuesta será una función de la concentración del analito que se está midiendo en la región de las moléculas indicadoras 116. El fotodetector 120a detecta la respuesta. En referencia ahora a la figura 6, la figura 6 es una vista en sección esquemática de un sensor óptico 610 de conformidad con otra modalidad de la invención. El sensor 610 incluye muchos de los mismos componentes que el sensor 110. También, el sensor 610 es similar al sensor 410 en que, en el sensor 610, fotodetector 120a, filtro 134a y fuente 118 están alineados preferiblemente. Adicionalmente, al igual que en el sensor 410, en el sensor 610 el filtro 134a puede montarse fijamente al lado 135 del fotodeleclor 120a y la fuente 118 puede montarse fijamente al lado 467 del filtro 134a, y el ensamble de fotodeteclor 120a, filtro 134a, fuente 118 puede ubicarse adyacente a un extremo 491 del alojamiento 102, como se ilustra en la figura 6. Sin embargo, la orieníación de la fuente 118, fotodetector 120a y filtro 134a en el sensor 610 es diferente de la orientación en el sensor 410. Por ejemplo, en el sensor 610, el lado 135 del fotodetector 120a está orientado en una dirección que está sustancialmente perpendicular al eje longitudinal del alojamiento 102. Adicionalmente, en el sensor 610, el filtro 134a y/o fotodelector 120a están fijos directamente al tablero 170 tal que la base 412 puede removerse. En la modalidad mostrada, el filtro 134a y/o fotodetector 120a se fijan directamente al extremo 413 del tablero 170. En una o más de las modalidades descritas arriba, el alojamiento 102 puede llenarse con un material para mantener los componentes albergados en el alojamiento 102 de moverse alrededor. Por ejemplo, el alojamiento 102 puede llenarse con un material epóxico óptico ya sea antes o después que el tablero 170 y los componeníes se fijen a ésíe y se inserten en el alojamiento 120. El material epóxico EPO-TEK 301-2 de Epoxy Technology de Billerica, MA y/o otros materiales epóxicos pueden ser utilizados. Aunque se han descrito arriba varias modalidades/variaciones de la presente invención, debe entenderse que se han presentado como ejemplo únicamente y no como restricción. Así, el alcance y amplitud de la presente invención no debe limitarse por ninguna de las modalidades de ejemplo descritas arriba, sino que debe definirse únicamente de conformidad con las siguientes reivindicaciones y sus equivalentes.

Claims

NOVEDAD DE LA INVENCION REIVINDICACIONES 1.- Un dispositivo de detección electro-óptica para detectar la presencia o concentración de un analito, que comprende: un alojamiento que tiene una superficie externa; una pluralidad de moléculas indicadoras ubicadas en al menos una porción de la superficie externa del alojamiento; un tablero de circuitos alojado dentro del alojamiento; un miembro de soporte que tiene un lado que yace sobre un plano que es sustancialmente perpendicular a un plano sobre el cual yace un lado superior del tablero de circuitos; una fuente de radiación unida a dicho lado del miembro de soporte y posicionada a una distancia por encima del lado superior del tablero de circuitos; y un fotodetector conectado al tablero de circuitos para detecíar una respuesía de las moléculas indicadoras. 2 - El disposiíivo de delección de conformidad con la reivindicación 1 , caraclerizado además porque dicho lablero de circuitos tiene una muesca en el lado superior del mismo y dicho miembro de soporte tiene un extremo insertado en dicha muesca. 3 - El dispositivo de detección de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la distancia está en la escala de entre alrededor de 0.02 cm y 0.07 cm. 4.- El dispositivo de detección de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque también comprende un reflector separado de la fuente de radiación y que tiene un lado reflexivo que está orientado hacia la fuente de radiación. 5.- El dispositivo de detección de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado además porque el fotodelector está posicionado en una ubicación por debajo de una región entre la fuente de radiación y el lado reflexivo del reflector. 6.- El dispositivo de detección de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado además porque el fotodetector tiene un lado fotosensible que está orientado en una dirección sustancialmente perpendicular a la dirección en la que está orientado el lado reflexivo del reflector. 7.- El dispositivo de detección de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado además porque el lado fotosensible del fotodetector está posicionado por debajo del lado superior del tablero de circuitos. 8.- El dispositivo de detección de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado además porque el íablero de circuitos tiene un orificio que se exíiende desde el lado superior a un lado inferior. 9.- El disposilivo de detección de conformidad con la reivindicación 8, caracíerizado además porque el folodetector está unido al lado inferior del tablero de circuitos. 10.- El dispositivo de detección de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado además porque dicho tablero de circuitos íiene una muesca en el lado superior del mismo y dicho reflector íiene un extremo insertado dentro de dicha muesca. 11.- El dispositivo de detección de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque un primer contacto eléctrico está dispuesto sobre una superficie del miembro de soporte y la fuente de radiación está conectada eléctricamente al contacto eléctrico. 12.- El dispositivo de detección de conformidad con la reivindicación 11 , caracterizado además porque el primer contacto eléctrico se conecta eléctricamente a un segundo contacto eléctrico dispuesto en el tablero de circuitos. 13.- El dispositivo de detección de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado además porque también comprende una traza de circuitos dispuesta sobre o dentro del miembro de soporte que funciona para conectar eléctricamente el primer contacto eléctrico con el segundo contacto eléctrico. 14.- Un dispositivo de detección electro-óptica para detectar la presencia o concentración de un analito que comprende: un alojamiento que tiene una superficie externa; una pluralidad de moléculas indicadoras ubicada sobre al menos una porción de la superficie externa del alojamiento; un tablero de circuitos alojado dentro del alojamiento; un fotodetector que tiene un lado superior y un lado inferior, en donde el fotodeteclor se conecta eléctricamente a un circuito en el tablero de circuitos y al menos un lado superior del foto detector es fotosensible; un filtro que tiene un lado superior y un lado inferior, el lado inferior estando posicionado sobre el lado superior del foto detector; y una fuente de radiación posicionada sobre el lado superior del filtro. 15.- El sensor de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado además porque también comprende una base que tiene un lado superior y un lado inferior, el lado inferior estando unido a un extremo del tablero de circuitos, en donde el lado inferior del fotodetector se monta sobre el lado superior de la base. 16.- El sensor de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado además porque el lado superior de la base yace en un plano que es sustancialmente perpendicular a un plano sobre el cual yace un lado superior del tablero de circuitos. 17.- El sensor de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado además porque el lado superior del fotodeíector está generalmente paralelo con el lado superior de la base. 18.- El sensor de conformidad con la reivindicación 15, caracíerizado además porque el lado inferior de la base liene una muesca ahí y el extremo del tablero de circuitos se inserta en la muesca. 19-. El sensor de conformidad con la reivindicación 15, caraclerizado además porque también comprende: un primer contacto eléctrico dispuesto sobre la base; y un segundo contacto eléctrico dispuesto sobre la base, en donde el fotodetector se conecta eléctricamente al primer contacto eléctrico, y la fuente de radiación se conecta eléctricamente al segundo contacto eléctrico. 20.- El sensor de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado además porque el primer contacto eléctrico se conecta eléctricamente a un tercer contacto eléctrico dispuesto en el tablero de circuitos y el segundo contacto eléctrico se conecta eléctricamente a un cuarto contacto eléctrico dispuesto en el tablero de circuitos. 21.- El sensor de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado además porque también comprende una traza de circuitos dispuesta sobre o dentro de la base que funciona para conectar eléctricamente el primer contacto eléctrico con el tercer contacto eléctrico y el segundo contacto eléctrico con el cuarto contacto eléctrico. 22.- El sensor de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado además porque el lado superior del fotodelector yace en un plano que es sustancialmente paralelo con un plano sobre el cual yace un lado superior del tablero de circuitos. 23.- El sensor de conformidad con la reivindicación 14, caraclerizado además porque también comprende una base opaca dispuesta entre la fuente y el filtro. 24.- El sensor de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado además porque la base comprende molibdeno. 25.- El sensor de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado además porque el filtro se fija al fotodeíecíor ulilizando un material epóxico. 26.- El sensor de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado además porque el material epóxico se dispone entre el lado inferior del filtro y el lado superior del fotodetector. 27.- El sensor de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado además porque el índice refractivo del material epóxico coincide con el índice refractivo del filtro. 28.- El sensor de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado además porque la fuente de radiación es un diodo fotoemisor.