PT106367A - SYSTEM FOR DETERMINING THE BLOOD TYPE OF HUMANS AND RESPECT METHOD OF USE - Google Patents

SYSTEM FOR DETERMINING THE BLOOD TYPE OF HUMANS AND RESPECT METHOD OF USE Download PDF

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Graca Maria Henriques Minas
Filomena Maria Da Rocha Menezes De Oliveira Soares
Sara Filomena Ribeiro Pimenta
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Univ Do Minho
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Abstract

A PRESENTE INVENÇÃO ESTÁ RELACIONADA COM UM SISTEMA E RESPETIVO MÉTODO DE FUNCIONAMENTO, PARA ANÁLISES CLÍNICAS E CONSISTE NUMA SOLUÇÃO PORTÁTIL, REUTILIZÁVEL E DE BAIXO CUSTO QUE PERMITE A DETERMINAÇÃO DOS TIPOS SANGUÍNEOS ABO-RH DE UMA FORMA SIMPLES, RÁPIDA, SEGURA E EM QUALQUER LOCAL. O MÉTODO DE FUNCIONAMENTO BASEIA-SE NA PREPARAÇÃO DE QUATRO AMOSTRAS, RECORRENDO AO PROTOCOLO CONVENCIONAL EM LÂMINA, EM QUE SÃO UTILIZADAS AMOSTRAS DE SANGUE TOTAL E SOLUÇÕES COMERCIAIS DE ANTICORPOS TIPO A, E, AB E D. O SISTEMA RECORRE À ESPETROFOTOMETRIA PARA DETETAR A REAÇÃO DE AGLUTINAÇÃO E ASSIM REALIZAR A ANÁLISE E É COMPOSTO POR UM ECRÃ, UMA LÂMINA INTERMÉDIA (1) COM QUATRO CAVIDADES DE REGIÕES DE TESTE (2) ONDE SE COLOCAM AS AMOSTRAS A ANALISAR E OS RESPETIVOS REAGENTES; COMPONENTES OPTOELETRÓNICOS, CONCRETAMENTE, CONJUNTOS DE LEDS (5) E A SUA ELETRÓNICA DE CONTROLO, E FOTODÍODOS (6) E A SUA ELETRÓNICA DE LEITURA (7) . ESTA INVENÇÃO CARATERIZA-SE POR RECORRER À MEDIÇÃO DE TRÊS VALORES DE DENSIDADE ÓTICA, POR CADA REGIÃO DE TESTE DA LÂMINA, EM COMPRIMENTOS DE ONDA ESPECÍFICOS. ESTES VALORES DE DENSIDADE ÓTICA SÃO OBTIDOS ATRAVÉS DO SISTEMA DE ILUMINAÇÃO COM LEDS OU COM LUZ BRANCA.The present invention relates to a system and a working method for clinical analyzes and consists of a portable, reusable and low cost solution which allows the determination of the ABO-RH blood types in a simple, fast, safe and non-hazardous manner . THE FUNCTIONING METHOD IS BASED ON THE PREPARATION OF FOUR SAMPLES, REFERRING TO THE CONVENTIONAL PROTOCOL ON SLAUGHTER, WHICH SAMPLES OF TOTAL BLOOD AND COMMERCIAL SOLUTIONS OF TYPE A, AND, AB AND D ANTIBODIES ARE USED. THE SYSTEM WILL GO TO SPECTOPHETOMETRY TO DETECT THE REACTION OF AGGLUTINATION AND THEREFORE ANALYSIS AND IS COMPOSED BY A SCREEN, AN INTERMEDIATE BLADE (1) WITH FOUR CAVITIES OF TEST REGIONS (2) WHERE THE SAMPLES TO BE ANALYZED AND RESPECTIVE REAGENTS ARE PLACED; OPTOELETRONIC COMPONENTS, CONCRETELY, SETS OF LEDS (5) AND TO THEIR CONTROL ELECTRONICS, AND PHOTODIODOS (6) AND TO THEIR READING ELECTRONICS (7). This invention is characterized by reference to the measurement of three optical density values, for each region of the blade test, in specific wave lengths. THESE OPTICAL DENSITY VALUES ARE OBTAINED THROUGH THE LIGHTING SYSTEM WITH LEDS OR WITH WHITE LIGHT.

Description

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DESCRIÇÃO "SISTEMA PARA DETERMINAÇÃO DO TIPO SANGUÍNEO DE HUMANOS E RESPETIVO MÉTODO DE UTILIZAÇÃO"DETAILED DESCRIPTION OF THE DRAWING SYSTEM FOR DETERMINING THE BLOOD TYPE OF HUMANS AND USING THE METHOD OF USE "

Domínio da Invenção à presente invenção insere-se no domínio das análises clínicas, consistindo num sistema para determinação do tipo sanguíneo ABO-Rh de humanos por deteção da aglutinação do sangue total com os respetivos anticorpos, através de espetrofotometria e respetivo método de deteção.Field of the Invention The present invention is in the field of clinical analysis, consisting of a system for determination of human ABO-Rh blood type by detection of the agglutination of whole blood with the respective antibodies by spectrophotometry and respective detection method.

Antecedentes da Invenção 0 sangue é constituído por diversos componentes. Em termos gerais, é formado por um fluido principal, o plasma sanguíneo, e por componentes celulares. Destes, são os eritrócitos os mais relevantes, no que diz respeito à determinação dos tipos sanguíneos, uma vez que são os antigénios presentes na superfície destas células que definem o tipo sanguíneo de um indivíduo.Background of the Invention The blood is comprised of several components. In general terms, it is formed by a main fluid, the blood plasma, and by cellular components. Of these, the erythrocytes are the most relevant, with respect to the determination of blood types, since they are the antigens present on the surface of these cells which define the blood type of an individual.

Quando se pretende classificar o tipo de sangue num indivíduo recorre-se usualmente a dois sistemas sanguíneos, ABO e Rh. 0 sistema sanguíneo ABO é definido pela existência de antigénios na superfície dos eritrócitos do tipo A (sangue do tipo A) , do tipo B (sangue do tipo B) ou ambos os tipos (sangue do tipo AB) . Podem ainda existir eritrócitos que não têm antigénios A nem B (sangue do tipo 0) . No que diz respeito ao plasma sanguíneo, um indivíduo com sangue do tipo A contém anticorpos do tipo B que atacam os antigénios tipo B. Seguindo a mesma lógica, o plasma sanguíneo de um indivíduo com sangue tipo B contém anticorpos tipo A. Portanto, o plasma de um dado tipo sanguíneo contém o isoanticorpo natural (anticorpo A e/ou anticorpo B) que 2 corresponde ao antigénio que não está presente na superfície dos seus eritrócitos. Por essa razão o tipo sanguíneo AB não contém nenhum anticorpo no seu plasma, e o sangue do tipo O contém os anticorpos A e B. 0 sistema sanguíneo Rh é bastante complexo, com vários antigénios. Contudo, o termo Rh positivo é usualmente utilizado quando um indivíduo tem um antigénio Rh especifico na superfície dos seus eritrócitos, o antigénio D. Pelo contrário, se o antigénio D está ausente diz-se que o indivíduo é Rh negativo.When it is desired to classify the blood type in a subject one usually refers to two blood systems, ABO and Rh. The ABO blood system is defined by the presence of antigens on the surface of type A (type A), type B (type B) or both (type AB blood) erythrocytes. There may also be erythrocytes which have neither A nor B antigens (type 0 blood). With respect to blood plasma, a subject with type A blood contains type B antibodies that attack type B antigens. Following the same logic, the blood plasma of an individual with type B blood contains type A antibodies. plasma of a given blood type contains the natural isoantibody (antibody A and / or antibody B) which corresponds to the antigen which is not present on the surface of its erythrocytes. For this reason the AB blood type does not contain any antibodies in its plasma, and the O blood contains antibodies A and B. The Rh blood system is quite complex with several antigens. However, the term Rh positive is usually used when an individual has a specific Rh antigen on the surface of their erythrocytes, the antigen D. In contrast, if the antigen D is absent the subject is said to be Rh negative.

Portanto, a existência de grupos sanguíneos distintos faz com que um paciente não possa receber qualquer tipo de sangue no seu organismo, uma vez que este pode conter anticorpos que podem atacar os antigénios fornecidos. A determinação do tipo de sangue é assim um teste essencial que antecede o processo de transfusão sanguínea. Este pode ser crítico, especialmente em situações de emergência, uma vez que o estado do doente é preocupante e o tempo para a determinação do seu tipo de sangue é escasso. Para além disso, uma transfusão de um tipo sanguíneo errado pode acarretar riscos elevados para o paciente, ou até mesmo a sua morte.Therefore, the existence of distinct blood groups causes that a patient can not receive any type of blood in its organism, since this one can contain antibodies that can attack the supplied antigens. Determining the blood type is thus an essential test that precedes the process of blood transfusion. This can be critical, especially in emergency situations, since the patient's condition is worrying and the time to determine his blood type is scarce. In addition, a transfusion of the wrong blood type can lead to high risks for the patient, or even death.

Os processos existentes para a determinação do tipo sanguíneo dividem-se em dois grandes grupos: os testes manuais e os sistemas automáticos. Os métodos manuais são caracterizados por produzirem resultados muito rapidamente, adequando-se a situações de emergência. No entanto, a decisão final do teste depende do técnico que o realiza. Para além disso, são testes propícios à ocorrência de erro humano, já que todas as etapas até à decisão final estão dependentes do técnico analista. Relativamente aos sistemas automáticos, estes reduzem alguma subjetividade, através da automação dos procedimentos e/ou decisão de teste. Para além disso, são bastante precisos e fiáveis. Contudo, são 3 complexos, de grandes dimensões, o que inviabiliza a sua portabilidade, economicamente dispendiosos e não conseguem produzir resultados tão rapidamente como no caso dos testes manuais. Tal facto pode ser critico, especialmente em situações de emergência.Existing blood type determination processes are divided into two major groups: manual testing and automatic systems. Manual methods are characterized by producing results very quickly, adapting to emergency situations. However, the final decision of the test depends on the technician who performs it. In addition, they are tests that are likely to cause human error, since all steps up to the final decision are dependent on the technical analyst. Regarding the automatic systems, these reduce some subjectivity, through the automation of the procedures and / or test decision. Moreover, they are quite accurate and reliable. However, there are 3 large complexes which make portability unfeasible, economically costly and fail to produce results as quickly as manual tests. This may be critical, especially in emergency situations.

Assim, a presente invenção surge como uma solução às limitações descritas, já que se trata de um dispositivo que automatiza o processo de determinação do tipo de sangue, que produz resultados rapidamente, que pode atuar próximo do paciente, devido à sua portabilidade, sendo assim adequado em situações de emergência e é economicamente competitivo. A determinação dos grupos sanguíneos pode ser baseada em vários princípios, tais como: a utilização de marcadores de fluorescência, o uso de membranas porosas seletivas a células aglutinadas, o conhecimento da informação genética do indivíduo, ou ainda, a medição da transmitância ótica ou densidade ótica das amostras.Thus, the present invention appears as a solution to the described limitations, since it is a device that automates the process of blood type determination, which produces results fast, that can act close to the patient, due to its portability, thus being appropriate in emergency situations and is economically competitive. The determination of blood groups can be based on several principles, such as: the use of fluorescence markers, the use of selective porous membranes to clustered cells, the knowledge of the genetic information of the individual, or the measurement of optical transmittance or density of the samples.

Os documentos de patente W09821593A1, US6955889B1, US5776711A e EP1059534A2 descrevem a utilização de anticorpos marcadores de fluorescência (tipos A, B e D) que se ligam aos correspondentes antigénios na superfície das células vermelhas do sangue. Estes são depois identificados pela técnica de citometria de fluxo, permitindo assim a determinação do tipo sanguíneo em análise. Esta tecnologia permite ainda a identificação de anticorpos no correspondente plasma sanguíneo. 0 documento de patente US7718420 descreve um biochip microfluídico portátil para a determinação dos grupos sanguíneos baseado na deteção da reação de aglutinação. 0 dispositivo contém um microcanal para a inserção da amostra de sangue, um sistema de microcanais para a entrada dos reagentes, um sistema de micromisturadores para facilitar a mistura entre os reagentes e a amostra, uma microcâmara de 4 reação e, ainda, um microfiltro de forma a reter as células aglutinadas que possam ter resultado da reação entre a amostra e o respetivo reagente e assim determinar o tipo de sangue. 0 documento de patente US4851210 descreve a utilização de uma membrana de afinidade a regiões especificas das células sanguíneas, para a distinção dos grupos sanguíneos. Esta membrana pode ser acoplada a uma amostra de sangue de forma a constituir um dispositivo para classificação do tipo sanguíneo. 0 documento de patente US20060105402 apresenta um dispositivo que utiliza um filtro poroso, especificamente construído para permitir a passagem de células não aglutinadas na direção perpendicular à superfície, permitindo assim a classificação dos grupos sanguíneos. 0 documento de patente US2009264318A1 descreve a realização de testes genéticos a um organismo como a forma de marcação inequívoca do mesmo, tornando assim possível a identificação dos antigénios na superfície dos eritrócitos, e assim determinar o tipo de sangue, a partir da informação genética do indivíduo. 0 documento de patente US6330058B1 descreve o uso da espetrofotometria para a determinação dos tipos sanguíneos. Neste, o espetro de densidade ótica de uma amostra de sangue diluída na presença de um reagente também sujeito a diluição é medido num intervalo de comprimentos de onda entre 200 nm a 1000 nm. Para além disso, o espetro de referência de uma amostra de controlo (respetiva amostra de sangue diluída em solução salina) é também obtido. Os reagentes utilizados são soluções comerciais de anticorpos (Anti-A, Anti-B e Anti-D), que permitem a classificação dos grupos sanguíneos ABO e Rh. As soluções são preparadas em cuvetes, e os espectros de densidade ótica são obtidos num espectrofotómetro comercial. Para cada um dos espetros é 5 calculado um indicador numérico de aglutinação, que é obtido dividindo o declive da reta na região linear do espectro pelo declive da reta na região linear do espectro de referência. O valor resultante é depois multiplicado por 100. 0 índice de aglutinação (IA) é obtido subtraindo o resultado a 100. Um valor elevado de IA significa que se está perante uma amostra aglutinada (interação anticorpo-antigénio); pelo contrário, um valor baixo de IA, significa que não existiu interação entre o anticorpo e o antigénio presente na amostra, ou seja, a amostra é não aglutinada. Esta distinção entre os dois tipos de amostras permite aferir o tipo sanguíneo em análise. Neste tipo de procedimento, é necessário um espetrofotómetro, equipamento de grandes dimensões, o que invalida a portabilidade e a possibilidade de se realizar a análise em qualquer local, principalmente em situações de emergência. Para além disso, é necessário a preparação de uma amostra de controlo e de amostras envolvendo quantidades de reagentes superiores a 100 pL; é necessário efetuar um conjunto de diluições, quer das amostras de sangue, quer dos reagentes; é necessário esperar cerca de 1 minuto para se obter a reação antes de se poder proceder às medições espetrofotométricas; e são necessárias condições específicas para essas reações ocorrerem, como a utilização de incubadoras com temperatura controlada. e ainda O documento de patente US5169601A refere-se a um sistema não portátil para deteção da reação de aglutinação imunológica (deteção de anticorpos, antigénios, proteínas, entre outros). A reação de aglutinação é detetada por utilização de um LED, sendo baseada no padrão de transmissão da luz emitida pelo LED através de uma amostra. Este sistema possui sensores CCD, como detetores de luz, lentes convexas, um CPU, uma placa com poços de fundo cónico, para reservatório de várias amostras, 6 motores para movimento dessas placas. A determinação do tipo sanguíneo é baseada na utilização de células eritrocitárias que são colocadas na placa com poços em conjunto com reagentes anticorpos. Posteriormente, a transmitância ótica da amostra é analisada, tendo em conta a utilização do conjunto LED/lente convexa/sensor CCD. 0 documento de patente W09417212A1 apresenta um sistema portátil para detetar e monitorizar uma reação de aglutinação à medida que esta vai ocorrendo, permitindo assim a deteção de hormonas, anticorpos, antigénios, entre outros. Este sistema é constituído por um conjunto de capilares, para fluxo da amostra ao longo dos vários estágios de aglutinação. Em cada um dos capilares, existe um conjunto LED/fotodíodo para análise da amostra, sendo que o sistema monitoriza a aglutinação das partículas (nos 3 capilares) com base nas propriedades de dispersão de luz das mesmas, ou seja, as alterações ao nível da densidade ótica da amostra são monitorizadas ao longo do tempo. A deteção da reação de aglutinação é baseada na diferença da densidade ótica que é medida em cada capilar à medida que a amostra chega aos respetivos capilares. É uma medição sequencial ao longo do tempo, ou seja, cada amostra é medida 3 vezes em 3 instantes de tempo diferentes e em 3 capilares diferentes. Assim, o objetivo do sistema é detetar a presença da reação de aglutinação e ainda o seu tipo (forte ou fraca).Patent documents W09821593A1, US6955889B1, US5776711A and EP1059534A2 describe the use of fluorescence marker antibodies (types A, B and D) which bind to the corresponding antigens on the surface of the red blood cells. These are then identified by the flow cytometry technique, thus allowing determination of the blood type under analysis. This technology also allows the identification of antibodies in the corresponding blood plasma. US7718420 describes a portable microfluidic biochip for the determination of blood groups based on the detection of the agglutination reaction. The device contains a microchannel for the insertion of the blood sample, a microchannel system for the entry of the reagents, a system of micromixers to facilitate mixing between the reagents and the sample, a 4 reaction microchamber and also a microfilter of to retain the agglutinated cells that may have resulted from the reaction between the sample and the respective reagent and thus determine the blood type. US4851210 describes the use of an affinity membrane for specific regions of blood cells for the distinction of blood groups. This membrane may be coupled to a blood sample so as to constitute a device for sorting the blood type. The document US20060105402 discloses a device using a porous filter, specifically constructed to allow the passage of non-agglutinated cells in a perpendicular direction to the surface, thus allowing the classification of blood groups. US2009264318A1 discloses performing genetic tests on an organism as the unambiguous labeling form thereof, thereby making it possible to identify the antigens on the surface of the erythrocytes, and thereby determine the blood type, from the genetic information of the subject . US6330058B1 discloses the use of spectrophotometry for the determination of blood types. In this, the optical density spectrum of a diluted blood sample in the presence of a reagent also subject to dilution is measured over a wavelength range of 200 nm to 1000 nm. In addition, the reference spectrum of a control sample (respective blood sample diluted in saline) is also obtained. The reagents used are commercial antibody solutions (Anti-A, Anti-B and Anti-D), which allow the classification of ABO and Rh blood groups. Solutions are prepared in cuvettes, and optical density spectra are obtained in a commercial spectrophotometer. For each of the spectra is calculated a numerical indicator of agglutination, which is obtained by dividing the slope of the line into the linear region of the spectrum by the slope of the line in the linear region of the reference spectrum. The resulting value is then multiplied by 100. The agglutination index (IA) is obtained by subtracting the result at 100. A high AI value means that a bound sample (antibody-antigen interaction) is present; on the contrary, a low AI value means that there was no interaction between the antibody and the antigen present in the sample, i.e., the sample is non-agglutinated. This distinction between the two types of samples makes it possible to measure the blood type under analysis. In this type of procedure, it is necessary a spectrophotometer, equipment of great dimensions, which invalidates the portability and the possibility of being carried out the analysis in any place, mainly in emergency situations. In addition, the preparation of a control sample and samples involving reagent quantities greater than 100 ÂμL is required; it is necessary to make a set of dilutions of both the blood samples and the reagents; it is necessary to wait about 1 minute to obtain the reaction before the spectrophotometric measurements can be carried out; and specific conditions are required for such reactions to occur, such as the use of temperature controlled incubators. The invention relates to a non-portable system for detecting the immune agglutination reaction (detection of antibodies, antigens, proteins, among others). The agglutination reaction is detected by using an LED, and is based on the transmission pattern of the light emitted by the LED through a sample. This system has CCD sensors, such as light detectors, convex lenses, a CPU, a plate with conical bottoms, a multi-sample reservoir, and 6 motors for the movement of these plates. Blood type determination is based on the use of erythrocyte cells that are placed in the well plate together with antibody reagents. Afterwards, the optical transmittance of the sample is analyzed, taking into account the use of the LED / convex lens / CCD sensor. The patent document W09417212A1 discloses a portable system for detecting and monitoring an agglutination reaction as it is occurring, thereby allowing the detection of hormones, antibodies, antigens, among others. This system consists of a set of capillaries, for flow of the sample along the various stages of agglutination. In each of the capillaries, there is a LED / photodiode array for sample analysis, and the system monitors the particle agglutination (in the 3 capillaries) based on the light scattering properties of the particles, that is, changes in the optical density of the sample are monitored over time. Detection of the agglutination reaction is based on the difference in optical density that is measured in each capillary as the sample reaches the respective capillaries. It is a sequential measurement over time, that is, each sample is measured 3 times in 3 different instants of time and in 3 different capillaries. Thus, the purpose of the system is to detect the presence of the agglutination reaction and its type (strong or weak).

Contrariamente a todos os sistemas, dispositivos e métodos conhecidos e apresentados até agora, apresenta-se uma tecnologia que consiste num sistema automático, portátil, para a determinação dos grupos sanguíneos baseado num protocolo simples de teste em lâmina e na medição discreta de três valores de densidade ótica por amostra, em comprimentos de onda diferentes, recorrendo a um sistema de Díodos Emissores de Luz (LEDs), ou em alternativa na 7 utilização de apenas uma luz branca e filtros óticos para o sistema de iluminação.Contrary to all systems, devices and methods known and presented so far, there is provided a technology consisting of an automatic, portable blood grouping system based on a simple slide test protocol and the discrete measurement of three values of optical density per sample, at different wavelengths, using a Light Emitting Diode (LED) system, or alternatively in the use of only one white light and optical filters for the lighting system.

Assim, a preparação das amostras é rápida, simples, sem necessidade de diluição de reagentes e envolve a utilização de uma reduzida quantidade de reagentes de anticorpos, contrariamente à patente US6330058B1, levando assim a uma diminuição do tempo de análise e à redução dos custos com o gasto de reagentes.Thus, the preparation of the samples is quick, simple, without the need for dilution of reagents and involves the use of a reduced amount of antibody reagents, contrary to the patent US6330058B1, thus leading to a reduction of analysis time and reduction of costs with the expense of reagents.

Adicionalmente, na determinação do tipo sanguíneo, a presente invenção utiliza sangue total, e não células eritrocitárias como descrito em US5169601A.Additionally, in determining blood type, the present invention uses whole blood, not erythrocyte cells as described in US5169601A.

Descrição geral da invenção A presente invenção consiste num novo sistema e respetivo método de determinação do tipo sanguíneo ABO-Rh de humanos, baseado em espetrofotometria. Com este novo sistema não é necessário existirem amostras de controlo, é rápido, elimina a subjetividade associada à interpretação dos resultados por parte dos técnicos e é simples, uma vez que os reagentes e as amostras de sangue total não necessitam de ser sujeitas a diluições, centrifugação ou incubação a temperatura controlada. 0 protocolo de teste aplicado é baseado no procedimento em lâmina utilizado no teste manual convencional, utilizando-se por isso, uma lâmina que possui quatro regiões de teste, onde serão colocados o sangue total e em cada região um tipo de reagente anticorpo que consiste em soluções comerciais de anticorpos tipo A (Anti-A), tipo B (Anti-B), tipo AB (Anti-AB) e tipo D (Anti-D). 0 sistema é composto por quatro conjuntos de Díodos Emissores de Luz (LEDs) (5) a uma distância horizontal 8 equivalente à distância entre as regiões da lâmina. Cada conjunto de LEDs irá compreender 3 LEDs que emitem uma gama de comprimentos de onda de 400 nm - 430 nm, 530 nm - 575 nm e maior que 750 nm, respetivamente. A vantagem de cada conjunto compreender 3 LEDs deve-se a uma análise precisa da amostra, em 3 comprimentos de onda relevantes para a classificação da amostra em aglutinada ou não aglutinada. Os feixes de luz irão incidir perpendicularmente sobre as amostras e, irão ser detetados pelos fotodiodos (6), sendo o sistema controlado por um microcontrolador que define qual o LED em funcionamento e por conversores corrente-tensão (7), de forma a produzir um valor de tensão proporcional à corrente gerada pelos fotodiodos, e que possa ser adquirido pelo ADC (Conversor Analógico Digital) do microcontrolador. A escolha da gama de comprimentos de onda de análise das amostras foi selecionada tendo em conta as propriedades óticas das células sanguíneas - picos de absorção da hemoglobina e ainda a alteração das propriedades óticas do sangue total com o estado da aglutinação do sangue total com os reagentes anticorpos. Após a realização de testes experimentais com um sistema espetrofotométrico comercial e aplicando o método de deteção descrito, foi possível aferir as 3 gamas de comprimentos de onda selecionadas, como as mais adequadas para a distinção dos dois tipos de amostras: aglutinadas ou não aglutinadas. Assim, para cada comprimento de onda, a intensidade de luz detetada pelo fotodíodo (7) dependente das características da amostra: amostra aglutinada ou não aglutinada, o que se traduz pelo facto de ter ocorrido ou não interação entre o antigénio presente no sangue e o anticorpo reagente, respetivamente. De preferência, os picos de emissão nos comprimentos de onda deverão rondar os 406 nm, 566 nm e 956 nm, que são os 9 comprimentos de onda, dentro da gama referida, que permitem a correta e eficiente distinção entre amostras aglutinadas e não aglutinadas e, como consequência, a determinação dos tipos sanguíneos ABO-Rh, segundo os testes experimentais realizados. 0 microcontrolador recebe os três valores de tensão para cada uma das quatro cavidades das regiões de teste (2) da lâmina (1) , e tendo por base valores de tensão de referência, isto é valores obtidos apenas com os reagentes numa fase de calibração do sistema, calcula os três valores discretos de densidade ótica, por aplicação da lei de Lambert-Beer.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is a novel system and method for determining ABO-Rh blood type of humans, based on spectrophotometry. With this new system there is no need for control samples, it is quick, it eliminates the subjectivity associated with the interpretation of the results by the technicians and is simple, since the reagents and whole blood samples do not need to be subjected to dilutions, centrifugation or incubation at controlled temperature. The test protocol applied is based on the slide procedure used in the conventional manual test, thereby using a slide having four test regions, wherein the whole blood will be placed and in each region a type of antibody reagent consisting of commercial type A (Anti-A), type B (Anti-B), type AB (Anti-AB) and type D (Anti-D) commercial solutions. The system consists of four sets of Light Emitting Diodes (LEDs) (5) at a horizontal distance 8 equivalent to the distance between the regions of the blade. Each set of LEDs will comprise 3 LEDs emitting a wavelength range of 400 nm - 430 nm, 530 nm - 575 nm and greater than 750 nm, respectively. The advantage of each set comprises 3 LEDs due to accurate analysis of the sample, at 3 wavelengths relevant for the classification of the sample in agglutinated or unglued. The light beams will be incident perpendicularly on the samples and will be detected by the photodiodes (6), the system being controlled by a microcontroller which defines which LED is in operation and by current-voltage converters (7), in order to produce a voltage value proportional to the current generated by the photodiodes, and that can be acquired by the ADC (Digital Analog Converter) of the microcontroller. The choice of sample wavelength range was selected taking into account the optical properties of blood cells - absorption peaks of hemoglobin and also the alteration of the optical properties of whole blood with the state of agglutination of whole blood with the reagents antibodies. After conducting experimental tests with a commercial spectrophotometric system and applying the described detection method, it was possible to measure the 3 selected wavelength ranges, as the most suitable for the distinction of the two types of samples: agglutinated or non-agglutinated. Thus, for each wavelength, the light intensity detected by the photodiode (7) depends on the characteristics of the sample: agglutinated or unglued sample, which results in whether or not there is interaction between the antigen present in the blood and the antibody reagent, respectively. Preferably, the emission peaks at the wavelengths should be in the range of 406 nm, 566 nm and 956 nm, which are the 9 wavelengths within said range, which allow the correct and efficient distinction between agglutinated and non-agglutinated samples and , as a consequence, the determination of ABO-Rh blood types, according to the experimental tests performed. The microcontroller receives the three voltage values for each of the four wells of the test regions (2) of the blade (1), and based on reference voltage values, i.e., values obtained with only the reagents in a calibration phase of the system, calculates the three discrete values of optical density, by application of Lambert-Beer law.

Após o cálculo dos valores de densidade ótica, o microcontrolador executa um conjunto de algoritmos, de forma a classificar cada uma das amostras em aglutinada ou não aglutinada. Os algoritmos de classificação das amostras baseiam-se na variação existente entre os três valores de densidade ótica obtidos pelos três LEDs de um mesmo conjunto de LEDs, ou seja, para uma dada região de amostra. A variação existente entre esses 3 valores de densidade ótica é distinta consoante o tipo de amostra analisada, aglutinada ou não aglutinada, permitindo assim classificar cada uma das amostras presentes na cavidade das regiões de teste. No final, tendo a classificação das quatro amostras, pode aferir-se o tipo de sangue em análise uma vez que cada tipo é caracterizado por aglutinar com um grupo específico de anticorpos.After the calculation of the optical density values, the microcontroller performs a set of algorithms, in order to classify each of the samples in agglutinated or non-agglutinated. The algorithms of classification of the samples are based on the variation between the three values of optical density obtained by the three LEDs of the same set of LEDs, that is, for a given sample region. The variation between these three values of optical density is different according to the type of sample analyzed, agglutinated or non-agglutinated, thus allowing to classify each of the samples present in the cavity of the test regions. At the end, having the classification of the four samples, the type of blood under analysis can be measured since each type is characterized by binding with a specific group of antibodies.

Mais concretamente, após a determinação dos três valores calculados de densidade ótica, para uma dada amostra e para os comprimentos de onda de 406 nm, 566 nm e 956 nm, são executados os algoritmos de classificação e decisão, 10 recorrendo à seguinte sequência, introduzida no microcontrolador: São calculadas as diferenças entre os 3 valores de densidade ótica (DO), para uma dada amostra, através das expressões : diferença_l=sqrt((DO[566 nm]-DO[406 nm])*(DO[566 nra] -DO[406 nm])); diferença_2=sqrt((DO[956 nm]- DO[566 nm])*(DO[956 nm] -DO[566 nm]));More specifically, after determining the three calculated values of optical density, for a given sample and for wavelengths of 406 nm, 566 nm and 956 nm, the classification and decision algorithms are performed, using the following sequence, introduced in the microcontroller: The differences between the 3 values of optical density (OD) for a given sample are calculated using the following expressions: difference_l = sqrt ([OD [566 nm] -DO [406 nm]) * (OD [566 nm ] -DO [406 nm])); Difference_2 = sqrt ((OD [956 nm] - OD [566 nm]) * (OD [956 nm] -DO [566 nm]));

Se o valor determinado em diferença_l for menor que o valor de uma variável determinada previamente e experimentalmente (limite_maior) e se o valor da diferença_2 for menor que uma segunda variável também determinada previamente e experimentalmente (limite_menor), então a amostra é aglutinada, sendo atribuída à variável amostra o valor de 1. Se as duas condições anteriores não se verificarem então a amostra é não aglutinada sendo atribuída à variável amostra o valor de 0.If the value given in difference_l is less than the value of a previously determined and experimentally variable (upper_limit) and if the value of difference_2 is less than a second variable also previously determined and experimentally (lower_limit), then the sample is bound together, to the variable sample the value of 1. If the two previous conditions are not verified then the sample is not agglutinated, being assigned to the sample variable the value of 0.

Os valores das variáveis limite_maior e limite_menor são ajustados de acordo com os valores obtidos pelos testes experimentais, realizados com amostras de sangue padronizadas. Nos testes experimentais efetuados, utilizando apenas os 3 comprimentos de onda selecionados, é possível verificar os valores limite, das variáveis limite_maior e limite_menor, que permitiram uma distinção precisa entre amostras aglutinadas e não aglutinadas, isto baseado no conhecimento do tipo sanguíneo testado e no tipo de amostras. Assim, para os dois tipos de amostras aglutinadas e não aglutinadas, verificou-se quais os valores médios obtidos para as variáveis diferença_l e diferença_2, e com base nesses valores médios definiu-se valores limite para a distinção das amostras - limite_maior 11 e limite_menor, sendo estes valores classificados como valores limites de referência. O valor limite maior rondará o 1.0 e o limite menor ronda o 0.2.The values of the upper-limit and lower-limit variables are adjusted according to the values obtained by the experimental tests performed with standardized blood samples. In the experimental tests carried out using only the 3 wavelengths selected, it is possible to verify the limit values, the variables limit_major and limit_menor, that allowed a precise distinction between agglutinated and non-agglutinated samples, based on the knowledge of the blood type tested and the type of samples. Thus, for the two types of agglutinated and non-agglutinated samples, the mean values obtained for the difference-1 and difference_2 variables were determined and, on the basis of these average values, limit values were defined for the distinction of samples - upper limit 11 and lower limit, these values being classified as reference limits. The maximum limit value will be around 1.0 and the lower limit will be around 0.2.

Por fim, é executado o algoritmo de decisão, com base na tabela 1, de forma a concluir-se o tipo sanguíneo em análise.Finally, the decision algorithm is executed, based on table 1, in order to conclude the blood type under analysis.

Tabela 1 - Algoritmo de decisão do dispositivo (X - aglutinação).Table 1 - Device decision algorithm (X - agglutination).

Tipo Reação com: Sanguíneo Anti-A Anti-B Anti-AB Anti-D A positivo X X X A negativo X X B positivo X X X B negativo X X AB positivo X X X X AB negativo X X X 0 positivo X O negativo O resultado de teste é apresentado no ecrã (display) do microcontrolador, fornecendo assim a informação ao utilizador, ecrã que pode ser tátil ou não, e o resultado de teste pode ser armazenado num cartão de memória (tipo micro SD) e/ou transmitido para um computador por USB e/ou comunicação sem fios.Type Reaction with: Blood Anti-A Anti-B Anti-AB Anti-D A positive XXXA negative XXB positive XXXB negative XX AB positive XXXX AB negative XXX 0 positive XO negative The test result is displayed on the microcontroller display, thus providing information to the user, which screen may be tactile or not, and the test result may be stored on a micro SD memory card and / or transmitted to a computer via USB and / or wireless communication.

Os LEDs deverão ser circulares com um diâmetro na gama dos 5 mm - 30 mm, gama esta adequada ao tamanho do feixe de luz dos LEDs.The LEDs must be circular with a diameter in the range of 5 mm - 30 mm, this range is suitable for the size of the light beam of the LEDs.

Em termos de eficácia, verifica-se que a quantidade ideal dos reagentes para a correta deteção da aglutinação é 20 pL 12 a 50 μΒ e H desse volume de sangue total. Isto é, se numa região da lâmina se coloca 20 pL a 50 pL do reagente anti-A e H de sangue total, numa outra região deverá ser colocado 2 0 pL a 50 pL do reagente anti-B e H de sangue total, numa outra 20 pL a 50 pL do reagente anti-AB e H de sangue total e na última 20 pL a 50 pL do reagente anti-D e H de sangue total. O material da lâmina utilizada deverá ser transparente, podendo ser vidro, poliestireno, entre outros, para possibilitar a passagem de luz. As cavidades das regiões de teste necessitam de ter um fundo plano para não afetar a medição ótica, mas podem ter qualquer formato, desde que possibilite que os feixes de luz dos 3 LEDs de cada conjunto fiquem confinados nessa região.In terms of effectiveness, it is found that the optimum amount of the reagents for correct agglutination detection is 20æl 12 to 50μΒ and H of that total blood volume. That is, if in a region of the slide 20 pL is added to 50 pL of the whole blood anti-A and H reagent, another region should be placed 20 pL to 50 pL of the whole blood anti-B and H reagent in a region another 20 μl to 50 μl of the whole blood anti-AB and H reagent and the last 20 μl to 50 μl of the whole blood anti-D and H reagent. The material of the blade used should be transparent, being glass, polystyrene, among others, to allow the passage of light. The wells of the test regions need to have a flat bottom so as not to affect the optical measurement, but can have any shape, as long as it enables the light beams of the 3 LEDs of each set to be confined in that region.

Durante o processamento, é necessário garantir o alinhamento entre o feixe de luz, a amostra e os fotodiodos, de forma a que o feixe atravesse perpendicularmente as regiões de teste, que contêm as amostras.During processing, it is necessary to ensure alignment between the light beam, the sample and the photodiodes, so that the beam crosses perpendicularly the test regions, which contain the samples.

Verifica-se que o sistema apresentado permite a distinção das amostras aglutinada e não aglutinada através da variação da grandeza de três valores de densidade ótica recolhidos para cada região de teste, sem a necessidade de preparação de uma amostra de controlo; e permitindo uma maior fiabilidade dos resultados uma vez que não se baseia apenas na transmissão de luz através de um capilar/poço de uma amostra.It will be seen that the system shown allows for the separation of the agglutinated and unglued samples by varying the magnitude of three optical density values collected for each test region without the need for preparation of a control sample; and allowing greater reliability of the results since it is not based solely on the transmission of light through a capillary / well of a sample.

A presente tecnologia para além de permitir a determinação rápida do tipo de sangue, adequando-se a situações de emergência médica na determinação do tipo sanguíneo humano, caracteriza-se pela sua especificidade e simplicidade: utilização de apenas uma lâmina de teste descartável. A 13 lâmina de teste poderá ter qualquer formato mas terá de ter, obrigatoriamente, um fundo plano, de forma a permitir uma correta transmissão dos feixes de luz emitidos pelos LEDs.The present technology, in addition to allowing the rapid determination of blood type, adapting to medical emergency situations in the determination of human blood type, is characterized by its specificity and simplicity: use of only one disposable test slide. The test strip 13 may have any shape but must have a flat bottom, in order to allow a correct transmission of the beams of light emitted by the LEDs.

Numa realização preferencial, o dispositivo de utilização é um dispositivo portátil, constituído por circuitos numa placa PCB superior (3) (Printed Circuit Board) com os quatro conjuntos compostos por três LEDs cada (5) e circuitos eletrónicos para controlar qual o LED em funcionamento em cada momento, alinhada paralelamente com a lâmina de teste e uma outra placa PCB inferior, constituindo a parte de leitura eletrónica do dispositivo (4) formada pelos fotodíodos (6) e por conversores corrente-tensão (7) . A disposição dos PCBs e da lâmina de teste é paralela, sendo viável a configuração reversa (sistema de leitura na parte superior). Em qualquer configuração é necessário garantir o alinhamento entre o feixe de luz, a amostra e os fotodíodos, de forma a que o feixe atravesse perpendicularmente as regiões de teste.In a preferred embodiment, the utilization device is a portable device, consisting of circuits in an upper PCB board (3) (Printed Circuit Board) with the four sets consisting of three LEDs each (5) and electronic circuits to control which LED is in operation at each moment aligned parallel with the test slide and another lower PCB plate constituting the electronic reading portion of the device 4 formed by the photodiodes 6 and current-voltage converters 7. The arrangement of the PCBs and the test slide is parallel, and the reverse configuration is feasible (reading system at the top). In any configuration it is necessary to ensure alignment between the light beam, the sample and the photodiodes, so that the beam crosses perpendicularly the test regions.

Numa outra realização, cada um dos sistemas de LEDs referido pode ser substituído por uma luz branca convencional com três filtros óticos passa-banda, centrados nos comprimentos de onda de 406 nm, 566 nm e 956 nm, com cerca de 20 nm a 30 nm de banda passante. Esses filtros óticos podem ser colocados por cima ou por baixo da lâmina de teste.In another embodiment, each of said LED systems may be replaced by a conventional white light with three band-pass optical filters, centered at the wavelengths of 406 nm, 566 nm and 956 nm, with about 20 nm at 30 nm bandwidth. These optical filters can be placed above or below the test slide.

Breve descrição das figuras A figura 1 representa uma lâmina (1) com quatro cavidades de regiões de teste (2), utilizada para a colocação das amostras no sistema. 14 A figura 2 representa a disposição dos componentes eletrónicos em que (3) corresponde ao sistema de iluminação, (4) sistema de leitura em relação à lâmina de teste (1), (5) conjuntos de LEDs, (6) os fotodíodos e (7) os blocos de conversão corrente-tensão. A figura 3 apresenta um resultado de teste para uma amostra de sangue tipo A negativo, isto é, os valores de densidade ótica discretos para cada um dos comprimentos de onda considerados na análise das amostras. A figura 4 apresenta uma segundo resultado de teste para uma amostra de sangue tipo B negativo. A figura 5 representa um exemplo de um dispositivo final, em que (8) corresponde à embalagem com tampa (10), de cor preta para um melhor isolamento da luz, (9) o suporte para a lâmina de teste. A figura 6 apresenta a tampa do dispositivo (10) caso seja utilizada a luz branca convencional com os filtros óticos, com quatro aberturas (11), de forma a permitir a entrada do feixe de luz.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 shows a blade (1) with four test region cavities (2), used for placing the samples in the system. Figure 2 shows the arrangement of the electronic components wherein (3) corresponds to the illumination system, (4) reading system relative to the test slide (1), (5) sets of LEDs, (6) photodiodes and (7) the current-voltage conversion blocks. Figure 3 shows a test result for a negative type A blood sample, i.e. the discrete optical density values for each of the wavelengths considered in the sample analysis. Figure 4 shows a second test result for a negative type B blood sample. Figure 5 shows an example of an end device, wherein (8) corresponds to the lid package (10), black in color for better light insulation, (9) the holder for the test slide. 6 shows the cover of the device 10 if the conventional white light is used with the optical filters, with four apertures 11, so as to allow the light beam to enter.

Descrição Detalhada 0 presente exemplo é demonstrativo, não se pretendendo limitar o âmbito da proteção.Detailed Description The present example is demonstrative and is not intended to limit the scope of protection.

Inicialmente será preparada a amostra que consiste nos seguintes passos: 1. Adicionar numa das cavidades de região de teste (2) de uma lâmina (1) 20 pL a 50 pL de reagente Anti-A, numa 15 outra cavidade (2) adicionar 20 pL a 50 pL de reagente Anti-B, numa outra cavidade colocar 20 pL a 50 pL de reagente Anti-AB e numa outra cavidade colocar 20 pL a 50 pL de reagente Anti-D. 2. Adicionar sangue total com cerca de um quarto da quantidade de reagente, em cada uma das cavidades das regiões de teste da lâmina; 3. Misturar o sangue e o reagente anticorpo uniformemente, durante cerca de 5 segundos.Initially the sample will be prepared which consists of the following steps: 1. Add 20 μl to 50 μl of Anti-A reagent in one of the wells (2) of a slide (1) of a slide (1) in a further well (2) pL to 50 μl of Anti-B reagent, in another well place 20 μl to 50 μl of Anti-AB reagent and in another well place 20 μl to 50 μl of Anti-D reagent. 2. Add whole blood with about a quarter of the amount of reagent in each of the wells of the slide test regions; 3. Mix the blood and antibody reagent evenly, for about 5 seconds.

Após a amostra se encontrar preparada, e após se calibrar o sistema, ou seja, obter os valores de tensão com a utilização de apenas reagentes anticorpos na lâmina, procede-se então à análise das amostras. Os passos são: 1. Inserir a lâmina no sistema exatamente no local e posição para o efeito, o que faz com que os conjuntos de LEDs e fotodiodos fiquem alinhados paralelamente com as regiões de teste; 2. O conjunto de LEDs (5) e respetivos circuitos eletrónicos entram em funcionamento, sendo que cada um dos LEDs acende alternadamente e é adquirido um valor de tensão para cada um deles. Esse valor é diretamente proporcional à quantidade de luz recebida pelo fotodiodo (6) em cada medição, gerando uma corrente elétrica que é depois convertida numa tensão pelo bloco de conversão (7); 3. Adquiridos os valores de tensão por parte do microcontrolador, são calculadas as densidades óticas para cada comprimento de onda, através do conhecimento dos respetivos valores de tensão aquando da calibração e pela aplicação da lei de Lambert-Beer; 4. Com base nos valores de densidade ótica calculados, o microcontrolador efetua a determinação do tipo sanguíneo, 16 tendo como base a execução dos algoritmos de classificação de cada amostra de região de teste e respetiva decisão; 5. 0 resultado de teste é indicado num ecrã, informando o utilizador do tipo sanguíneo em análise. A Figura 2 demonstra onde deverão estar localizados os conjuntos de LEDs (5); a lâmina de teste (1) e os fotodíodos (7). A figura 3 apresenta o resultado obtido, para uma amostra de sangue tipo A negativo. Como pode ser observado, uma amostra não aglutinada (tipo sanguíneo A negativo na presença de anticorpos tipo B e tipo D) tem valores de densidade ótica mais elevados e com uma maior variação ao longo dos comprimentos de onda considerados. Pelo contrário, amostras aglutinadas (tipo sanguíneo A negativo na presença de anticorpos tipo A e tipo AB) têm um espectro com valores reduzidos de densidade ótica e aproximadamente constantes entre eles. Tais factos estão de acordo com o teoricamente esperado e são explicados pela teoria de dispersão de Mie associada com as células aglutinadas, que leva a uma existência de grandes quantidades de luz dispersa por parte destas e consequentemente a uma menor densidade ótica no espectro obtido. A figura 4 apresenta o resultado obtido para uma amostra de sangue tipo B negativo. Neste caso, apesar dos valores de densidade ótica para os dois tipos de amostras serem menores, o que pode estar relacionado com uma menor concentração de hemoglobina na amostra de sangue testada, pode mais uma vez aferir-se que as diferenças entre os valores de densidade ótica, dentro da mesma amostra, são distintas para o caso em que se tenha uma amostra aglutinada e não aglutinada. Assim, o facto da análise 17 efetuada pelo sistema integrar a medição de 3 valores de densidade ótica por amostra, e efetuar-se a classificação baseado nas diferenças entre esses três valores, e não apenas na grandeza dos mesmos, é uma caracteristica que permite garantir a precisão do resultado obtido. A figura 5 representa a configuração de um dispositivo final, sendo as dimensões ajustáveis de acordo com o tamanho da lâmina de teste (1). 0 dispositivo é constituído por um suporte que fica na região central (9) de forma a fixar a lâmina com as amostras. As placas PCB (3) e (4) ficam na parte superior e inferior do suporte, consoante a configuração desejada. Na parte superior do dispositivo ficam acoplados o microcontrolador e as baterias. 0 dispositivo tem ainda uma tampa (10) que encaixa na base (8) de forma a isolar a luz externa para que esta não afete as medições óticas. A Figura 6 demonstra um dispositivo para se usar com iluminação por luz branca e filtros óticos, que podem ser posicionados por cima ou por baixo da lâmina de teste, a tampa deve ter 4 aberturas (11) posicionadas na zona das amostras.After the sample has been prepared, and after calibrating the system, that is, obtaining the voltage values with the use of only antibody reagents in the slide, the samples are then analyzed. The steps are: 1. Insert the blade into the system exactly in the location and position for the purpose, which causes the LED and photodiode arrays to align in parallel with the test regions; 2. The set of LEDs (5) and their electronic circuits come on, each of the LEDs alternately illuminating and a voltage value is acquired for each of them. This value is directly proportional to the amount of light received by the photodiode (6) in each measurement, generating an electric current which is then converted into a voltage by the conversion block (7); 3. Once the voltage values have been acquired by the microcontroller, the optical densities for each wavelength are calculated by the knowledge of the respective voltage values during the calibration and the application of the Lambert-Beer law; 4. Based on the calculated optical density values, the microcontroller performs the blood type determination, 16 based on the execution of the classification algorithms of each test region sample and its decision; 5. The test result is indicated on a screen, informing the user of the blood type under analysis. Figure 2 shows where the sets of LEDs (5) should be located; the test slide (1) and the photodiodes (7). Figure 3 shows the result obtained for a negative type A blood sample. As can be seen, a non-agglutinated sample (A-type blood negative in the presence of type B and type D antibodies) has higher optical density values and a greater variation over the considered wavelengths. In contrast, agglutinated samples (A negative blood type in the presence of type A and type AB antibodies) have a spectrum with reduced values of optical density and approximately constant between them. Such facts are in agreement with the theoretically expected and are explained by the theory of dispersion of Mie associated with the agglutinated cells, which leads to a existence of large amounts of light dispersed by these and consequently to a lower optical density in the obtained spectrum. Figure 4 shows the result obtained for a negative type B blood sample. In this case, although the optical density values for the two types of samples are smaller, which may be related to a lower hemoglobin concentration in the blood sample tested, it can once again be verified that the differences between the density values within the same sample, are distinct for the case where a sample is bound and not bound. Thus, the fact that the analysis 17 performed by the system integrates the measurement of 3 optical density values per sample, and the classification based on the differences between these three values, and not only on their magnitude, is a characteristic that allows to guarantee the accuracy of the result obtained. Figure 5 shows the configuration of an end device, the dimensions being adjustable according to the size of the test slide (1). The device is constituted by a holder which is in the central region (9) in order to fix the blade with the samples. The PCB boards (3) and (4) are on the top and bottom of the stand, depending on the configuration you want. The microcontroller and the batteries are attached to the top of the device. The device further has a cap (10) which engages the base (8) to insulate the external light so that it does not affect the optical measurements. Figure 6 shows a device for use with white light illumination and optical filters, which may be positioned above or below the test slide, the cap should have 4 apertures (11) positioned in the sample zone.

Braga, 04 de setembro de 2013Braga, September 04, 2013

Claims (17)

1 REIVINDICAÇÕES 1. Sistema de deteção da reação de aglutinação para determinação do tipo sanguíneo de humanos, caracterizado por compreender: componentes optoeletrónicos posicionados na zona superior e inferior do sistema, em que na zona superior estão quatro conjuntos de LEDs (5), sendo que cada conjunto compreende três LEDs com gamas de comprimentos de onda de 400 nm - 430 nm, 530 nm - 575 nm e maior que 750 nm, e circuitos eletrónicos de controlo, e na zona inferior estão quatro fotodíodos (6), cada um orientado para um conjunto de LEDs, e conversores de corrente-tensão (7); - uma lâmina de teste (1) colocada entre o conjunto de LEDs e os fotodíodos (6), em que as regiões de teste (2) encontram-se alinhadas paralelamente com os conjuntos de LEDS e os fotodíodos de modo a que os feixes de luz transmitidos pelos LEDs incidam sobre as regiões de teste; microcontrolador para controlo dos componentes optoeletrónicos e para execução dos métodos de análise e interpretação dos valores obtidos pelos fotodíodos; - meio passível de leitura do resultado.Agglutination reaction detection system for determining human blood type, characterized in that it comprises: optoelectronic components positioned in the upper and lower zone of the system, wherein in the upper zone there are four sets of LEDs (5), wherein each set comprises three LEDs with wavelength ranges of 400 nm - 430 nm, 530 nm - 575 nm and greater than 750 nm, and control electronic circuits, and in the lower zone are four photodiodes (6), each oriented towards a set of LEDs, and current-voltage converters (7); - a test strip (1) placed between the set of LEDs and the photodiodes (6), wherein the test regions (2) are aligned parallel to the sets of LEDS and the photodiodes so that the beams of transmitted by the LEDs on the test regions; microcontroller for the control of the optoelectronic components and for the execution of the methods of analysis and interpretation of the values obtained by the photodiodes; - possible reading of the result. 2. Sistema, de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado por alternativamente, compreender luz branca e filtros passa banda em vez dos LEDs.System according to the preceding claim, characterized in that alternatively comprising white light and bandpass filters instead of the LEDs. 3. Método de deteção de aglutinação para determinação do tipo sanguíneo de humanos, conforme sistema descrito na reivindicação 1, caracterizado por compreender os seguintes passos: 2 a) calibrar o sistema colocando em cada região de teste da lâmina um reagente e ativar o sistema de forma a gue cada conjunto dos três LEDs emita o feixe de luz, que será recolhido pelos fotodiodos e convertido num valor de tensão, que será lido pelo microcontrolador; b) colocar a lâmina da amostra com sangue total e reagentes, ficando as regiões de teste paralelas ao conjunto LEDs/fotodiodos; c) ativar o sistema de modo a que os quatro conjuntos de três LEDs emitam um feixe de luz, sendo esse feixe alternado por entre os três LEDs de cada conjunto, feixe esse que atravessa a amostra até aos fotodiodos; d) geração de uma corrente elétrica por parte do fotodiodo que é convertida numa tensão pelo bloco de conversão (7); e) obter os valores de tensão através do microcontrolador e calcular as densidades óticas para cada um dos comprimento de onda dos três LEDs de cada amostra de região de teste, através da obtenção dos respetivos valores de tensão no passo de calibração; f) calcular as diferenças entre os três valores de densidade ótica, para cada amostra de região de teste, de modo a se obter dois resultados e comparar com valores limites pré-definidos como valores de referência; g) executar a classificação das amostras e a decisão do tipo de sangue, por parte do microcontrolador; h) transmissão dos resultados obtidos. e incidaA method of detecting agglutination for determination of human blood type according to the system described in claim 1, characterized in that it comprises the following steps: a) calibrating the system by placing in each test region of the slide a reagent and activating the so that each set of the three LEDs emits the light beam, which will be collected by the photodiodes and converted to a voltage value, which will be read by the microcontroller; b) place the sample slide with whole blood and reagents, the test regions being parallel to the LED / photodiode array; c) activate the system so that the four sets of three LEDs emit a beam of light, this beam alternating between the three LEDs of each set, which beam passes through the sample to the photodiodes; d) generation of an electric current by the photodiode which is converted into a voltage by the conversion block (7); e) obtaining the voltage values through the microcontroller and calculating the optical densities for each of the wavelengths of the three LEDs of each test region sample, by obtaining the respective voltage values in the calibration step; f) calculate the differences between the three optical density values for each test region sample in order to obtain two results and compare with predefined limit values as reference values; g) perform the classification of the samples and the blood type decision, by the microcontroller; h) transmission of results obtained. and affects 4. Método, de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado por nos passos a) e c) cada um dos LEDs existentes em cada conjunto de LEDS, emitir, alternadamente um feixe de luz de comprimentos de onda entre 400 nm - 430 nm, entre 530 nm - 57 5 nm e maior que 750 nm, perpendicularmente sobre a região de teste. 3A method according to the preceding claim, characterized in that in steps a) and c) each of the LEDs in each set of LEDs alternately emits a light beam of wavelengths between 400 nm - 430 nm, between 530 nm-57 5 nm and greater than 750 nm, perpendicularly over the test region. 3 5. Método, de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado por preferencialmente, os picos de emissão serem para cada um dos LEDS de cada conjunto 406nm, 566nm e 956 nm.A method according to the preceding claim, characterized in that the emission peaks are preferably for each of the LEDs of each set 406nm, 566nm and 956nm. 6. Método, de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado por cada um dos fotodiodos captar a intensidade de luz que atravessa a região de teste e gerar uma corrente elétrica que é proporcional à quantidade de luz recebida e a transmitir para o bloco de conversão corrente-tensão.A method according to the preceding claim, characterized in that each of the photodiodes picks up the intensity of light passing through the test region and generates an electric current which is proportional to the amount of light received and to transmit to the current conversion block -tension. 7. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por no passo b) a preparação da amostra consistir em colocar numa região de teste da lâmina 20 pL a 50 pL de reagente Anti-A e H desse valor de sangue total; numa outra região de teste 20 pL a 50 pL de reagente Anti-B e H desse valor de sangue total; numa outra 20 pL a 50 pL de reagente Anti-AB e Ή desse valor de sangue total e, na última região de teste 20 pL a 50 pL de reagente Anti-D e H desse valor de sangue total.A method according to claim 3, characterized in that in step b) the sample preparation consists of placing in a slide region 20æl to 50æl of Anti-A reagent and H of that whole blood value; in another test region 20 μl to 50 μl of Anti-B reagent and H of that total blood value; in another 20 μl to 50 μl of Anti-AB reagent and Ή of that total blood value and in the last test region 20 μl to 50 μl of Anti-D and H reagent of that total blood value. 8. Método, de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado por se misturarem manualmente as soluções por um período de 5 segundos.A method according to the preceding claim, characterized in that the solutions are mixed manually for a period of 5 seconds. 9. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por no passo d) o fotodíodo gerar três valores de corrente elétrica, cada um para cada um dos 3 comprimentos de onda dos LEDs, que são diretamente proporcionais à quantidade de luz que atravessa a região de teste, e cujo valor é dependente da reação ocorrida entre o sangue e o reagente.A method according to claim 3, characterized in that in step d) the photodiode generates three values of electric current, each for each of the three wavelengths of the LEDs, which are directly proportional to the amount of light passing through the test region, the value of which is dependent on the reaction between the blood and the reagent. 10. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por no passo f) , os valores limites pré-definidos como valores de referência consistirem em o limite maior rondar 4 preferencialmente ο 1.0 e o limite menor rondar preferencialmente os 0.2.A method according to claim 3, characterized in that in step f), the predetermined limit values as reference values consist of the uppermost limit 4, preferably 1.0, and the lower limit is preferably around 0.2. 11. Método, de acordo com a reivindicação 3 e 10, caracterizado por se o cálculo das duas diferenças dos três valores óticos for inferior aos limites de referência, a amostra é classificada como aglutinada.A method according to claim 3 and 10, characterized in that if the calculation of the two differences of the three optical values is below the reference limits, the sample is classified as bonded. 12. Método, de acordo com a reivindicação 3 e 10, caracterizado por se os resultados das duas diferenças dos três valores óticos forem superiores aos limites de referência, a amostra é classificada como não aglutinada.A method according to claim 3 and 10, characterized in that if the results of the two differences of the three optical values are greater than the reference limits, the sample is classified as non-bonded. 13. Método, de acordo com as reivindicações 3 a 12, caracterizado por utilizar sangue total.A method according to claims 3 to 12, characterized in that whole blood is used. 14. Método, de acordo com as reivindicações 3 a 13, caracterizado por, alternativamente se utilizar luz branca e filtros de óticos passa banda em vez dos LEDs.A method according to claims 3 to 13, characterized in that alternatively white light and band pass optical filters are used instead of the LEDs. 15. Método, de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado por serem utilizados três filtros óticos passa banda de 20 a 30 nm, centrados em comprimentos de onda de 406nm, 566nm e 956nm.A method according to the preceding claim, characterized in that three optical bandpass filters of 20 to 30 nm are used, centered at wavelengths of 406 nm, 566 nm and 956 nm. 16. Dispositivo de análise dos tipos sanguíneos ABO-Rh, de acordo com o sistema descrito nas reivindicações 1 e 2 e método conforme descrito nas reivindicações 3-15, caracterizado por compreender uma placa PCB onde se encontram os conjuntos de LEDS e circuitos eletrónicos de controlo, e outra placa PCB onde se encontram os fotodiodos e os conversores corrente-tensão, e o resultado do teste ser apresentado num ecrã ou ainda armazenado num cartão de memória 5 5 e/ou por e/ou transmitido para um computador por USB comunicação sem fios. anterior,An ABO-Rh blood type analyzer according to the system described in claims 1 and 2 and a method as recited in claims 3-15, characterized in that it comprises a PCB plate in which the LED sets and electronic circuits of control, and other PCB board where the photodiodes and the current-voltage converters are located, and the test result is displayed on a screen or further stored in a memory card 5 5 and / or and / or transmitted to a computer via USB communication wireless. previous, 17. Dispositivo, de acordo com a reivindicação caracterizado por ser portátil. Braga, 04 de setembro de 2013Device according to the claim characterized by being portable. Braga, September 04, 2013
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US5169601A (en) * 1990-04-27 1992-12-08 Suzuki Motor Corporation Immunological agglutination detecting apparatus with separately controlled supplementary light sources
US20120037816A1 (en) * 2009-01-19 2012-02-16 Smart Medical Solutions Gmbh Measuring device for determination of at least one parameter of a blood sample

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