PT1470425E - Dispositivo para a análise automática de uma amostra líquida - Google Patents

Description

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DESCRIÇÃO

DISPOSITIVO PARA A ANÁLISE AUTOMÁTICA DE UMA AMOSTRA

LÍQUIDA A presente invenção refere-se a um dispositivo para a análise automática de uma amostra liquida. Mais particularmente, a presente invenção tem por objectivo, embora de forma não exclusiva, um aperfeiçoamento de um aparelho de análise automática, que pode ser utilizado nomeadamente para a determinação do tempo de modificação do estado físico de um meio.

Este aparelho aplica-se, sobretudo, na determinação do tempo de coagulação do sangue, de acordo com um processo segundo o qual a amostra de sangue é disposta no fundo de uma cuveta que contém uma esfera ferromagnética, que é solicitada segundo um movimento periódico, sob o efeito de um campo magnético externo. As modificações dos movimentos da esfera ferromagnética (por exemplo, as variações de amplitude e/ou de frequência) que são representativas das mudanças do estado físico do sangue, podem ser então detectadas com o recurso a equipamentos apropriados.

Um aparelho deste tipo encontra-se descrito na patente WO 99 64839, depositada em nome da Sociedade Júnior Instruments.

Este compreende um distribuidor de cuvetas descartáveis, que compreendem, por sua vez, um fundo abaulado que constitui o caminho de rolamento da esfera, e uma face oposta ao fundo que apresenta uma abertura. Estas cuvetas estão dispostas lado a lado e são fixadas, de forma destacável, numa película de apoio flexível, que obtura as suas aberturas. A película equipada com as cuvetas pode ser 2 enrolada numa bobina, que pode ser colocada num meio disposto num compartimento de armazenamento e de distribuição do aparelho. Estas cuvetas desfilam individualmente num posto de detecção.

Uma vez que o filme de suporte obtura as aberturas das cuvetas, é necessário criar uma fenda por incisão para permitir a passagem da pipeta. Ao fazê-lo, é exercida uma pressão sobre a película que é susceptível de accionar a desengate da cuveta.

Por um lado, a presença desta fenda torna mais delicada a operação de pipetagem, com o risco de manchar a película, ficando entendido que pelo documento "Patent Abstracts of Japan, vol. 008, No. 033 (P-254), de 14 de

Fevereiro de 1984", se conhece um dispositivo que permite o engate sem contacto de uma agulha de amostragem através de um orifício realizado na tampa de um recipiente da amostra.

Por outro lado, a presença da película implica a utilização de uma fonte luminosa potente e a homogeneidade do feixe gerado por esta fonte através da cuveta será afectada, por sua vez, pela presença da fenda e das eventuais manchas presentes na película. Além disso, o meio heterogéneo atravessado pelo feixe gerado pela fonte cria reflexos múltiplos, nomeadamente nas paredes e batentes das cuvetas, correndo-se o risco de falsear a análise do movimento da esfera ferromagnética.

Mais particularmente, a invenção tem ainda por objectivo o de solucionar estes inconvenientes.

Para o efeito, a invenção propõe um dispositivo para a análise automática de uma amostra de um líquido, em que 3 este dispositivo compreende uma série de cuvetas descartáveis, que compreendem, cada uma, um fundo, uma face superior oposta ao fundo e que apresenta uma abertura e dois rebordos opostos que se estendem de um lado ao outro da cuveta, sensivelmente no plano da abertura, estando as cuvetas dispostas lado a lado e fixadas umas às outras por meio de uma película flexível fixada aos referidos rebordos, cobrindo as aberturas das referidas cuvetas, pelo menos parcialmente, e apresentando uma série de orifícios localizados, respectivamente, alinhados com as aberturas das referidas cuvetas, estando estes orifícios dimensionados de forma a permitirem o engate sem contacto dos dispositivos de injecção e/ou de amostragem.

De acordo com a invenção, este dispositivo inclui um posto de detecção óptica que utiliza uma fonte luminosa, por exemplo, por infra-vermelhos, que ilumina a face superior da cuveta, e um detector opto-electrónico disposto sob o fundo, sendo o propósito de iluminação o de permitir a leitura do movimento da esfera por meio da detecção opto-electrónica. A película é fabricada num material difusor para a luz infra-vermelha, tornando mais homogéneo o feixe luminoso de iluminação. As dimensões do orifício serão assim determinadas principalmente em função das dimensões da pipeta, da sua posição, bem como da homogeneidade pretendida da intensidade dos feixes luminosos que atravessam um volume útil pré-determinado da cuveta.

Nos casos em que o dispositivo efectua uma determinação do tempo de modificação do estado físico de uma amostra contida na cuveta pela detecção dos deslocamentos de uma esfera móvel sobre o fundo da cuveta, o referido orifício poderá apresentar a forma de uma abertura oblonga alinhada paralelamente ao caminho de 4 rolamento da esfera, cuja largura é ligeiramente inferior ao diâmetro da esfera.

De forma vantajosa, o material de que é feita a película poderá apresentar propriedades de absorção de líquidos, por exemplo, porosidades, de forma a fixar as eventuais projecções de líquidos, reduzindo desta forma os riscos de contaminação das amostras que se encontram nas cuvetas adjacentes à cuveta em processo de análise.

Este dispositivo poderá ainda incluir um posto de pipetagem, que utiliza uma pipeta que se desloca transversalmente relativamente ao eixo de progressão das cuvetas. Com o propósito de remediar uma imprecisão do movimento da pipeta, a aplicação da referida pipeta sobre a película, ou a possibilidade de os seus bordos poderem ocasionar o desengate das cuvetas e/ou projecções, os orifícios da película estendem-se segundo um eixo transversal ao referido eixo de progressão das cuvetas.

Além disso, este dispositivo poderá ainda incluir um posto de recorte das cuvetas analisadas, de maneira a recolhê-las para um único recipiente. É de referir que este conjunto cuvetas-pelícuia pode ser adaptado aos modelos já existentes.

Um modo de realização da presente invenção será descrito a seguir, a título de exemplo não restritivo, referindo-se aos desenhos anexos, nos quais: a Figura 1 é uma representação esquemática de um aparelho de análise automática, de média dimensão; 5 a Figura 2 é uma vista em perspectiva esquemática de uma cuveta montada na película; a Figura 3 é uma vista esquemática, de cima, da película equipada com as suas cuvetas e do sistema de accionamento por cremalheira; a Figura 4 é um corte esquemático vertical segundo A/A da Figura 3.

Neste exemplo, o aparelho de análise automática 1 acciona a alimentação das cuvetas, que compreende uma sucessão de uma centena de cuvetas que formam uma banda 2.

Como é ilustrado na Figura 2, as cuvetas C, fabricadas por moldagem de um material plástico transparente, compreendem, cada uma, um corpo de forma paralelepipédica lisa, cujo fundo abaulado FI constitui o caminho de rolamento de uma esfera BE de material ferromagnético. No lado oposto a este fundo FI, a cuveta C apresenta uma abertura ao nível da qual os seus dois bordos opostos BOi, BO2 são prolongados em ângulo recto por dois rebordos, respectivamente, Ri, R2, dotados, cada um, de uma protuberância cilíndrica PC que se estende do lado oposto ao corpo. Estas duas protuberâncias destinam-se a encaixar-se, à força, nos dois furos respectivos TR, dispostos, respectivamente, nos dois bordos laterais da película. Os rebordos Ri, R2 apresentam, por exemplo, a forma de um trapézio isósceles, cuja base maior se fixa à cuveta. Os bordos laterais de uma película de suporte 3 apresentam assim, no intervalo dos rebordos Ri, R2, cuvetas sucessivas de recortes trapezoidais, cujos bordos oblíquos se estendem alinhados com os bordos oblíquos dos rebordos Ri, R2. Graças a estas disposições, os bordos laterais da película 6 apresentam, cada um, um perfil denteado, cujos dentes são acentuados pela presença dos rebordos Ri, R2 das cuvetas. A película é flexível e fabricada com um material absorvente, por exemplo, de papel. É perfurada acima de cada cuveta por um orifício oblongo 4, que se estende ao longo do eixo longitudinal das cuvetas, transversalmente ao eixo de progressão das cuvetas.

De acordo com o dispositivo representado na Figura 4, a banda das cuvetas 2 é guiada por um raile 5. Este raile possui uma secção em forma de U, na qual as duas abas verticais são prolongadas em ângulo recto por dois rebordos R3, R4, assentando os rebordos Ri, R2 das cuvetas sobre os rebordos R3, R4. A banda passa sucessivamente por um posto de pipetagem 6, um posto de detecção 7 e por um posto de recorte 8, à saída do qual cada cuveta analisada é recuperada para uma tina 9 prevista para este efeito. 0 funcionamento destes diferentes postos é gerido por um processador P que apresenta uma unidade central, assim como os periféricos, como, por exemplo, um conjunto monitor 10/teclado 11. 0 accionamento da película 3 é garantido através de um mecanismo de accionamento que emprega uma correia sem fim 12, guiada em cada uma das extremidades pelos roletes 13, 14. Esta correia compreende um entalhamento, cujos entalhes apresentam um espaçamento com uma distância equivalente a um múltiplo da largura das cuvetas (por exemplo, de 4-5 cuvetas). Estes entalhes possuem um perfil evolvente de círculo, que corresponde a uma cremalheira com forma de dentado normal, de maneira a engatar perfeitamente entre os dentes do perfil denteado da cinta; conseguem, desta forma, 7 engatar na banda de cuvetas com exactidão, com centragem automática e compensação das eventuais folgas. 0 posto de pipetagem 6 é alimentado por uma pipeta vertical automática 15, móvel em altura, de forma a poder tomar uma posição inferior de pipetagem ou de lavagem, e uma posição superior, que permite os seus deslocamentos num plano horizontal.

Esta pipeta 15 é fixada numa das extremidades de um braço 16, montado giratório pela sua outra extremidade em torno de um eixo vertical 17. 0 accionamento em rotação do braço 16 é garantido por um motor comandado pelo processador P.

Graças a este mecanismo particularmente simples, a pipeta 15 pode ser transportada sucessivamente até à área de pipetagem do posto de pipetagem 6, a uma área de lavagem 18 diametralmente oposta, equipada com uma ou mais tinas de lavagem, e a duas áreas de amostragem 19, 20, dispostas simetricamente em relação ao eixo que passa pela área de pipetagem 6 e pela área de lavagem 18.

As áreas de amostragem 19, 20 estão localizadas no trajecto de recipientes REi, RE2 transportados por dois carrosséis, respectivamente, CRi, CR2, móveis em rotação em torno de dois eixos verticais 21, 22 e comandados por dois motores controlados pelo processador P. A função de um destes carrosséis CRi é a de guardar os recipientes REi das amostras de sangue para análise, enquanto o outro carrossel CR2 contém os recipientes RE2 afectados aos diferentes reagentes que serão empregues no âmbito das análises que se pretende efectuar. 8

Naturalmente, o processador P está programado de maneira a comandar as sequências de pipetagem que são apropriadas à natureza das análises a serem realizadas, podendo compreender sucessivamente: - uma lavagem prévia da pipeta 15; - a colheita de uma dose de amostra contida num dos recipientes REi do carrossel CRi; - a injecção desta dose numa cuveta C localizada no posto de pipetagem 6; - a lavagem da pipeta 15; - a colheita de uma dose do reagente contido num dos recipientes RE2 do carrossel CR2; - a injecção desta dose de reagente na cuveta C; - a identificação das amostras de sangue a serem analisadas, bem como a dos reagentes, é feita automaticamente, graças a um leitor de código de barras 23 capaz de efectuar a leitura de códigos de barras presentes nos recipientes REi, RE2 transportados pelos carrosséis CRi, CR2.

Neste exemplo, e para estas leituras, o leitor de código de barras simples 23 é montado na extremidade de um braço 24 articulado em torno de um eixo vertical 25, de maneira a poder ocupar três posições, nomeadamente: 9 uma posição Pi de leitura do código de barras dos recipientes REi do 1 carrossel CRi; uma posição P2 de leitura do código de barras dos recipientes RE2 do 1 carrossel CR2; e uma posição P3 de leitura dos recipientes colocados pelo operador num posto de leitura, por exemplo, em função da introdução de informações exploradas pelo processador no âmbito do funcionamento do aparelho. 0 posto de medição 7 compreende aqui três posições de medição sucessivas, compreendendo cada uma (Figura 4) um par de electroimanes coaxiais Ei, Ε'ι - E2, E'2 - E3, E'3, localizados de um lado e do outro da película 3, alinhados com as faces laterais das cuvetas C. 0 posto 7 compreende ainda: - uma fonte de luz infra-vermelhos 26 localizada por cima da cuveta; - um bloco de detectores por transferência de carga (DTC) 27 localizado abaixo das cuvetas C transportadas pela película, na qual se projecta a imagem da esfera iluminada pela fonte de luz. 0 emprego de diversas posições de medição ao longo do circuito da película apresenta a vantagem de facultar uma maior flexibilidade operacional. É de referir que o suporte da fonte de luz que é fixado ao raile 5 garante, por outro lado, uma manutenção 10 acima do conjunto cuvetas/película, para evitar a saída do raile.

Os electroímanes Ei, Ε'ι - E2, E'2 - E3, E "3 são excitados por um circuito de potência PR comandado pelo processador P, de maneira a criar um campo magnético de impulsos, susceptível de accionar a esfera BE segundo um deslocamento alternativo no fundo da cuveta C. A câmara 27 está acoplada ao processador P que analisa, em tempo real, a imagem graças a um programa apropriado, de maneira a medir a amplitude das oscilações da esfera BE e determinar o instante crítico em que esta amplitude fica aquém de um limiar determinado (por exemplo, 50% da amplitude inicial).

Evidentemente, o processador P efectua uma contagem do tempo entre o momento em que o reagente foi injectado na cuveta C e este instante crítico, de maneira a deduzir daqui um tempo de coagulação.

Os deslocamentos da película são sincronizados com os tempos de funcionamento de cada um dos postos do aparelho e, nomeadamente, com os impulsos do campo magnético gerados pelas bobinas.

Eventualmente, o posto de pipetagem poderá estar localizado no mesmo lugar do posto de medição.

Naturalmente, a invenção não se limita ao modo de realização descrito anteriormente.

Desta forma, por exemplo, cada conjunto de fonte infra-vermelha/câmara poderá apresentar um campo que inclua 11 diversas cuvetas, cada uma delas excitada por um par de electroimanes distintos, de maneira a acompanhar a cuveta ao longo de um avanço de diversos passos com um processador P programado de forma a poder detectar simultaneamente os deslocamentos das esferas de diferentes cuvetas.

Lisboa,28 de Setembro de 2006

Claims (14)

1 REIVINDICAÇÕES 1. Dispositivo para a análise automática de uma amostra de liquido, compreendendo este dispositivo uma série de cuvetas (C) descartáveis, compreendendo, cada uma, um fundo, uma face superior oposta ao fundo e apresentando uma abertura e dois rebordos opostos (Rl, R2) que se estendem de um lado e do outro da cuveta, sensivelmente no plano da abertura, estando as cuvetas dispostas lado a lado e fixas umas às outras por uma pelicula flexível (3) fixada aos referidos rebordos (Rl, R2), cobrindo pelo menos parcialmente as aberturas das referidas cuvetas (C), e apresentando uma série de orifícios (4) localizados, respectivamente, alinhados com as aberturas das referidas cuvetas, sendo estes orifícios dimensionados de maneira a permitir o engate sem contacto dos meios de injecção e/ou de amostragem, em que um posto de detecção óptica (7) compreende um detector opto-electrónico (27) disposto sob o fundo da cuveta, caracterizado por o posto de detecção óptica (7) compreender ainda uma fonte luminosa (26) localizada acima da cuveta e que ilumina a face superior desta, e por a película (3) ser fabricada num material difusor para a luz.

2. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por as dimensões doe orifício (4) serem determinadas em função das dimensões da pipeta, da sua posição, assim como da homogeneidade pretendida da intensidade dos feixes luminosos que atravessam um volume útil pré-determinado da cuveta. 2

3. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o fundo das cuvetas (C) constituir o caminho de rolamento de uma esfera (BE) accionada por um campo magnético externo.

4. Dispositivo de acordo com as reivindicações 2 e 3, caracterizado por o referido orifício (4) apresentar a forma de uma cuveta de eixo paralelo ao caminho de rolamento da esfera (BE) e cuja largura é ligeiramente inferior ao diâmetro da esfera.

5. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o material que constitui a película apresentar propriedades de absorção de líquidos.

6. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a série de cuvetas seguir um trajecto que passa sucessivamente por um posto de pipetagem (6), um posto de detecção (7) e por um posto de recorte (8) das cuvetas analisadas.

7. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por as referidas cuvetas (C) analisadas serem recolhidas para um único recipiente (9).

8. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os referidos rebordos (Ri, R2) apresentarem um formato, de maneira a poderem engatar entre os dentes de uma correia de transmissão.

9. Dispositivo de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por os referidos dentes apresentarem um perfil de evolvente de círculo, que corresponde a uma cremalheira de forma dentada normal. 3

10. IDispositivo de acordo com as reivindicações 8 e 9, caracterizado por os referidos rebordos (Ri, R2) apresentarem a forma de um trapézio isósceles, cuja base está fixada à cuveta (C).

11. Dispositivo de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por os bordos laterais da película (3) apresentarem, no intervalo dos rebordos (Ri, R2) das cuvetas sucessivas, recortes trapezoidais cujos bordos oblíquos se estendem alinhados com os bordos oblíquos dos rebordos (Ri, R2) .

12. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a fonte luminosa da referido posto de detecção (7) ser uma fonte de luz infra-vermelha (26) e o detector opto-electrónico ser uma câmara.

13. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o suporte da fonte luminosa fixada ao raile (5) manter por cima o conjunto das cuvetas (C)/película (3) .

14. Dispositivo de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por o campo magnético externo ser gerado por meios electromagnéticos (Εχ, Ε'χ - E2, E'2 - E3, E'3), dispostos lateralmente relativamente à série de cuvetas, alinhados com as suas faces laterais. Lisboa,28 de Setembro de 2006