PT1899704E - Aparelho e métodos que permitem o armazenamento de materiais sensíveis - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO

APARELHO E MÉTODOS QUE PERMITEM O ARMAZENAMENTO DE MATERIAIS

SENSÍVEIS

Este pedido refere-se a aparelhos e a métodos para o armazenamento de materiais sensíveis. Em particular, refere a sistemas em que os materiais sensíveis são armazenados numa pluralidade de recipientes, cada um dos quais pode constituir um caixa selada impedindo a troca de física de materiais entre o ambiente externo do recipiente, normalmente a atmosfera ambiente, e o conteúdo do recipiente. 0 conteúdo é o material sensível em si, juntamente com uma atmosfera apropriada. 0 recipiente pode também incluir, por exemplo, meios para suportar o próprio material sensível. A patente US-A-5855272 descreve um sistema de armazenamento de materiais sensíveis, neste caso particular gravações áudio ou audiovisuais, colocando-as em um recipiente hermeticamente vedável e purgando o interior do recipiente com um gás inerte tal como azoto ou árgon. Seguido a tal purga a tampa do recipiente pode ser finalmente fechada para o selar e gás de purga suplementar injectado para tornar a pressão da atmosfera no interior do recipiente positiva em relação ao ambiente, garantindo assim que qualquer fuga, pelo menos inicialmente, transfere o material do interior do recipiente para o exterior em vez de deixar que algo de fora entre. A patente US-A-5561915 descreve um recipiente com uma câmara de cartucho de dióxido de carbono construída no seu interior. Depois de o recipiente ser selado, um cartucho é inserido na câmara e actua para injectar dióxido de carbono no interior, 1 deslocando a atmosfera no seu interior que é expelida através de um orifício de escape. Depois de a atmosfera no interior do recipiente ter sido substituída por dióxido de carbono, o cartucho gasto é eliminado e o orifício de escape é fechado com um encaixe de tubo. A patente US-A-5960708 revela recipientes de transporte empilháveis constituídos por um recipiente que tem membros superior e inferior fechados hermeticamente em conjunto e com válvulas de entrada e de saída para permitir que o interior do recipiente seja cheio com gases destinados a retardar a deterioração dos produtos alimentares dentro do recipiente. A patente US-A-5794408 descreve um processo de inertização de tampas de embalagens, ou seja, grandes sacos flexíveis que rodeiam itens como seja o equipamento militar ou embalados para o transporte. As tampas são totalmente seladas em torno dos itens com excepção de duas aberturas, uma para a injecção de gás inerte para dentro do saco, a outra para a extracção de atmosfera a partir do saco, enquanto é sempre mantido um equilíbrio virtual entre a pressão no interior do saco e a pressão ambiente externa.

Um problema de armazenamento particular surge na indústria farmacêutica e a indústria de biotecnologia em relação ao transporte e armazenamento de materiais de amostra. Em particular, os materiais biotecnológicos tendem a ser instáveis e necessitam de ser cuidadosamente manuseados. Não só deve ser tomado cuidado para não permitir que as amostras sejam contaminadas pelo pó, mas é desejável que elas sejam protegidas dos efeitos adversos de fontes de calor, luz ou 2 exposição a materiais reactivos tais como o oxigénio ou a humidade na atmosfera.

Uma área especifica de substancial preocupação é a preservação dos compostos utilizados em produtos de pesquisa farmacêutica. Estes são muitas vezes altamente sensíveis e são convencionalmente tratados e armazenados como uma solução de o composto em causa, em sulfóxido de dimetilo. Este é um solvente muito forte para uma gama muito ampla de compostos orgânicos compostos e não interage quimicamente com eles. Por outro lado, o material de sulfóxido de dimetilo em si é altamente hidrófilo e, consequentemente, tende a absorver a humidade da atmosfera ambiente que pode, em seguida, interagir com o composto em solução em sulfóxido de dimetilo.

Deste modo, é altamente desejável preservar e armazenar estes materiais, muito embora os materiais sensíveis já estejam em solução, de uma maneira controlada num ambiente não interactivo, porque a própria solução pode ser classificada como um material sensível. A presente invenção proporciona geralmente um sistema para o armazenamento de materiais sensíveis, tal como o definido pela reivindicação 1, e um método para a preservação de materiais sensíveis como o definido na reivindicação 6. 0 aparelho pode incluir uma análise de gás ou um sistema de detecção para controlar o teor dos gases de escape, por exemplo, um sensor de oxigénio para detectar a concentração de oxigénio nesse gás, ou um sensor de teor de humidade. 0 aparelho inclui, de preferência,meios para injectar gás de purga suficiente para dentro do recipiente para deixar o 3 recipiente pressurizado para ajudar a compensar os efeitos adversos efeito de qualquer fuga na vedação. 0 grau ao qual é pressurizado pode ser escolhido como se desejar, mas é geralmente relativamente pequeno, particularmente se a pressão no interior do recipiente vedado for substancial em relação à pressão ambiente, existindo não só um risco de falha da vedação mas adicionalmente os lados do recipiente podem aumentar de tamanho podendo, assim, evitar o empilhamento regular de um número de recipientes numa instalação de armazenamento adequada.

Os regulamentos relativos a sistemas pressurizados e vasos de pressão também podem precisar de ser respeitados, embora seja mais comum simplesmente usar o aparelho para pressurizar o recipiente apenas na medida não coberta pelos regulamentos.

Um modo preferido de alcançar o excesso desejado de pressão no recipiente é configurar o aparelho de purga de modo a que, após o gás de purga tem sido injectado de um modo suficientemente longo para os gases de escape para atingirem uma condição aceitável, a pressão no recipiente é deixada descer através da ventilação de gás a partir do interior do recipiente ao medir a pressão, e deixando de ventilar o gás uma vez que o nível de pressão em excesso desejada é alcançado.

Embora seja muitas vezes simples e conveniente purgar a atmosfera no interior dos recipientes ou em um recipiente de cada vez, é possível operar em outras maneiras. Por exemplo, é possível purgar um conjunto de recipientes ligado em série com a fonte de gás de purga ligada à porta de entrada do primeiro recipiente na série, o orifício de saída do primeiro 4 recipiente da série ligado à porta de entrada do segundo, e assim por diante, o orifício de saída do último recipiente na série a ser ligado ao aparelho de gás de purga. Obviamente, o processo de purga irá então levar muito mais tempo para limpar toda a atmosfera ambiente existente a partir dos recipientes, mas podem ser obtidas vantagens de tempo total por esse tipo de processamento em lote. Numa outra alternativa, o gás de purga tomado a partir do aparelho de formação de gás pode ser distribuído através um tubo de distribuição para uma pluralidade de entradas de uma pluralidade de recipientes essencialmente dispostos em paralelo, os orifícios de escape para cada um dos recipientes do mesmo modo a ser ligado a um colector, que, em seguida, se liga ao orifício de entrada do gaseamento aparelho. A natureza exata dos recipientes individuais para produtos sensíveis pode variar amplamente, as exigências fundamentais no entanto são que o interior do recipiente pode ser selado contra o lado de fora e que o recipiente tem um orifício de entrada e um orifício de saída. Dentro destes constrangimentos, o recipiente pode variar amplamente. É conveniente para muitas aplicações práticas industriais produzir os recipientes de uma série de tamanhos padrão e o aparelho de gaseamento pode incluir um controlo simples para ajustar os parâmetros tais como tempo de desgaseificação, o excesso de pressão e semelhantes, de acordo com o tipo e tamanho do recipiente em questão.

Um modo preferido de fabrico dos recipientes é a de uma caixa de topo aberto, com uma tampa, as paredes a caixa e o material da tampa a serem impermeáveis ao material de gás, por exemplo chapa de metal. Claramente meios de vedação devem 5 ser fornecidos para permitir que a tampa seja selada nas extremidades da caixa de topo aberto. Este pode ser, por exemplo, material de vedação de borracha flexivel ou borracha como em torno do canto interno angular de um modo geral uma tampa em forma de bandeja, e podem ser proporcionados meios no topo aberto da caixa para permitir que a tampa seja mantida firmemente contra a parte superior da caixa de topo aberto para vedar o seu interior contra a atmosfera ambiente. Alternativamente, as arestas superiores das paredes da caixa podem transportar uma tira de vedação anular de com seção transversal em forma de U e feita de um material vedante resistente apropriado.

As portas de entrada e de saída podem ser montadas nas paredes da caixa de uma forma selada habitual. Preferencialmente ambas as portas são simples válvulas de sentido único ou válvulas de verificação. Desde que a porta de exaustão tenha uma válvula de escape a qual se abre somente quando a pressão no interior do recipiente está acima de um nível pré-estabelecido, a operação de purga para a atmosfera a partir do interior do recipiente e, em seguida, a pressurização pode ser processada de um modo muito simples. 0 interior dos recipientes pode ser fornecido, se desejado, com os acessórios convenientes para auxiliar o armazenamento de operações previstas. Por exemplo, o interior pode ser dividido numa série de compartimentos, por exemplo seis compartimentos de uma matriz de 3 x 2, em cada uma das quais uma unidade padrão pode ser inserida. Por exemplo, no tratamento biológico de amostras, as prateleiras ou placas de tamanho padrão ou tubos são amplamente utilizados e o recipiente de armazenamento pode ser dimensionado e 6 configurado de modo a permitir que uma gama de suportes seja facilmente acomodada.

De preferência, as portas de entrada e de saída são portas pneumáticas padrão adaptadas para cooperar por um rápido encaixe/acção de liberação rápida com um acessório apropriado na extremidade de um tubo, tal como um linha de pressão ou a linha de escape. 0 gás de purga utilizado na prática do presente invenção refere-se convencionalmente ao azoto porque é barato e eficaz, porém, para a alta especificação de certa áreas, o árgon pode ser usado. Não há, obviamente, nenhuma razão para não usar qualquer outro gás de purga inerte adequado. 0 aparelho de gaseamento pode ser construído de acordo com os princípios apropriados de projeto de engenharia e de acordo com o problema de armazenamento particular de material sensível previstos. Ele terá de ser provido de uma forma de fornecimento de energia para operar e, é claro, com um fornecimento de gás de purga, de forma conveniente a partir de um cilindro de armazenamento de gás padrão, que pode ser ligado ao aparelho de gaseamento utilizando derivações convencionais pressurizadas. A invenção é ilustrada através de um exemplo apenas com referência aos desenhos anexos, em que: A Figura 1 é uma vista em perspectiva de um recipiente de armazenamento e de uma tampa para utilização na presente invenção; 7 A Figura 2 é uma vista em perspectiva de um tipico aparelho de gaseamento mostrado ligado a um recipiente do tipo ilustrado na Figura 1, A Figura 3 é um diagrama que mostra o circuito pneumático interno e alguns circuitos eléctricos a ele associados do dispositivo mostrado na Figura 2; e

Com referência aos desenhos, a Figura 1 mostra uma recipiente para utilização na prática da invenção. Consiste de uma base de secção metálica 1 e uma tampa de metal 2 com a forma de uma placa que tem uma saia pendente, que está adaptada para se ajustar estreitamente em torno da borda superior da parede lateral da secção de base 1. Montado no lado da secção de base 1 estão quatro grampos padrão 5, cada um dos quais tem uma porção adaptada para engatar sobre uma aba 6 localizada na saia da tampa 2 e, assim, empurrar a tampa 2 para baixo para a base da secção 1. Não mostrada na Figura 1 é uma vedação anelar interna que roda em torno do interior da tampa 2 e que é de um material elástico apropriado, tal como uma borracha ou composto de silicone. Está sob a forma de uma espessura uniforme do grânulo em que a extremidade superior das paredes laterais da secção de base 1 é empurrada como os grampos e a puxar as abas para baixo através da tampa 6.

Duas pegas de transporte 8 são montadas em lados opostos da saia que faz parte de tampa 2, de modo a que, uma vez a secção de base 1 e a tampa 2 são montadas e juntadas, o conjunto pode ser levantado por alças 8. 8

Como se mostra no desenho, o interior da base tem um conjunto de paredes divisórias 10, que pode ser uma estrutura pré-formada, que tem um ajuste relativamente folgado na base, e o qual divide o espaço interior da secção de base 1 em seis compartimentos, cada um dos quais pode receber um padrão de matriz do tamanho da amostra 12. Montado sobre uma parede de base 1 está uma abertura de entrada 14 da construção pneumática convencional. Uma abertura de escape (não mostrada na figura 1) é montada na parede oposta à porta 14. A figura 2 mostra uma disposição típica de um sistema de acordo com a presente invenção. Na direita está uma unidade de gás de purga geralmente denotada 30 e no lado esquerdo um recipiente do tipo mostrado na figura 1 e, em geral, denotado como 32.

Como pode ser visto, a unidade 30 é geralmente constituída por uma caixa rectangular que tem portas de entrada e de saída 33 e 34 montadas na sua face frontal. Uma linha pneumática 35 está ligada entre a porta de saída 33 da unidade de gás de purga 30 e a abertura de entrada 14 no recipiente 32 . Uma linha pneumática 36 liga o orifício de saída no recipiente 32 com o orifício de entrada 34 sobre a unidade 30. A unidade 30 também tem um painel de controlo 38 inclui uma tela de apresentação 39. Não mostrada na figura 2 está uma ligação eléctrica de alimentação da unidade 30 (que pode ser um cabo de alimentação normal que pode ser conectado a qualquer tomada de alimentação de electricidade adequada) e uma fonte de gás de purga, de preferência um cilindro de gás padrão, com a redução da pressão habitual da válvula de saída 9 montada na sua parte superior e ligada a uma abertura de entrada na parte traseira da unidade 30 através de um tubo apropriado. O circuito pneumático da unidade 30 é mostrado na Figura 3. Fazendo referência a esta figura, esta mostra a parte interna da unidade 30 em diagrama. O compartimento propriamente dito é denotado como 50, e como pode ser visto como um fluxo de gás de purga que corre numa direcção geralmente para a direita como mostrado na figura 3 a partir de uma garrafa de azoto comprimido 51 mostrada no canto inferior direito através de uma entrada de alta pressão padrão e uma porta de entrada 52 através de uma linha de alimentação principal para a saida da porta montada na parte frontal da unidade, que está ligada à abertura de entrada do recipiente. A porta de saida do recipiente está ligada à porta de entrada na parte da frente da unidade 30 e, em seguida, passa através da unidade 30 para uma abertura 55 localizada na parte traseira da unidade.

Como pode ser visto na figura 3, as linhas de ramificação 60 e 62 saem a partir da alimentação de gás de purga e de escape e estes podem ser selectivamente conectados ao lado de entrada de uma bomba 64 que, por sua vez está localizada a montante de uma unidade de sensor de oxigénio por meio do qual o gás pode ser passado, o lado a jusante do sensor 66 está ligado a uma simples atmosfera de ventilação 68 localizada na parede traseira do compartimento da unidade 30.

As principais linhas de alimentação de gás de purga contêm nas posições mostradas cinco válvulas accionadas por solenoide SI a S5, sendo cada uma designada NC para uma 10 válvula que está normalmente fechada quando nenhuma energia é aplicada e NO para uma que geralmente está aberta quando não houver energia aplicada. 0 interior da caixa inclui também em particular os circuitos eléctricos para controlar o funcionamento das várias válvulas de solenoide e da bomba 64, e que recebe sinais de sensores de pressão adequados e do sensor de oxigénio 66. Assim, como mostrado na Figura 3, uma tomada de fornecimento pode ser alimentada para a unidade 32 com um arranjo de alimentação de cabo e ficha normal 70, que está ligado a uma unidade de alimentação de potência padrão 71 proporcionando uma saida de 12 volts para conduzir a diversos componentes electrónicos e electromecânicos. Isto é conseguido através da intermediação de uma placa de circuito principal 73, que é alimentada a partir da energia de fornecimento 71 e que está ligada de forma adequada, ao visor 39, um conjunto de botões de programação 75 que são acessíveis a partir da frente da unidade 30, um indicador LEDs 76, 77 e um transdutor de áudio 78. A placa de circuito impresso principal 73 também está ligada ao driver apropriado de circuitos genericamente indicado em 78, para as válvulas de solenoide, a um circuito de condução 79 para a bomba 64 e para fornecer a adequada voltagem ao controlador de sensor de oxigénio geralmente designado 80. O circuito electrónico a bordo 73 pode ser organizado para operar em uma variedade de formas, dependendo da sua programação interna e das entradas nos botões 75. Numa forma de realização preferida, o circuito é programado de modo que ao alimentar-se, há um breve protocolo de auto-teste que é levado a cabo o qual verifica a pressão de alimentação do 11 fornecimento de gás ligada à porta 52 e que as pressões relevantes estão a ser alcançadas, em várias partes do sistema sob condições apropriadas. Se houver uma indicação de falha, este pode ser exibida na tela 39 que permite ao operador tomar as medidas adequadas.

Os sensores de oxigénio são eles próprios peças de equipamento sensíveis e muitas vezes precisam de recalibração. 0 protocolo inicial de auto-teste pode incluir tal calibração ou a calibração pode ser iniciada a qualquer momento pelo utilizador. 0 circuito também pode ser configurado para armazenar um parâmetro relevante, por exemplo, o nível de detecção de oxigénio em que a purga do interior do recipiente é considerada suficiente. Esta pode ser ajustada pela utilização apropriada dos botões 75, que podem ter diferentes funções, dependendo da programação de um microprocessador de controlo a bordo 73, com as funções indicadas, por exemplo, da maneira habitual por uma legenda apropriada que está apresentada na tela 39 ao lado de cada botão 75.

Uma vez que o sistema tenha realizado um auto-teste de protocolo adequado, e as condições de erro tiverem sido satisfeitas, por exemplo, o não fornecimento de gás de purga a ser ligado à porta 52, a unidade pode então indicar que está pronta para ser utilizada para limpar um recipiente. 0 operador pode então ligar um recipiente fechado às portas 33 e 34 sobre a frente da unidade 30 mostrada na Figura 3 e pressiona um botão adequado para iniciar um ciclo de purga até que a análise do gás que sai do recipiente 32 mostre que o nível de oxigénio caiu para que o nível previamente 12 configurado, ponto em que o gás deixa de ser injectado para dentro do recipiente e a pressão no interior do recipiente é deixada cair para a pressão positiva desejada para o armazenamento. 0 recipiente pode então ser desligado do aparelho e um novo a ser purgado de modo semelhante é ligado. 0 fim da processo pode ser sinalizado pela unidade 30, Por exemplo, por uma indicação adequada do LED 76 e/ou por uma mensagem no visor gráfico 39 e/ou através de um sinal sonoro de transdutor 78. 26-09-2012 13

Claims (6)

1. REIVINDICAÇÕES 1. Um sistema para o armazenamento de materiais sensíveis, num recipiente vedado (32) possuindo uma abertura de entrada (14), e uma porta de escape, ambas as portas sendo simples e de uma via ou de válvulas de retenção, o sistema incluindo aparelhos adaptados para injectar um gás inerte, para um recipiente (32), através da abertura de entrada (14) da mesma, e um aparelho para medir um parâmetro de gás dentro do recipiente através da monitorização do gás retirado a partir do recipiente por meio de gases de escape da porta do mesmo, de modo que ao detectar uma condição desejada do gás dentro do recipiente, a injecção de mais gás através da abertura de entrada (14) do recipiente pode ser interrompida, o sistema inclui uma pluralidade de recipientes portáteis selados (32), caracterizado por cada recipiente (32) ser uma caixa, com paredes de um material impermeável ao gás, em que a injecção de gás no aparelho e no dispositivo de monitorização são incorporados num aparelho de condicionamento do recipiente interior (30), e que o aparelho de ar (30) inclui meios para injectar o gás inerte sob pressão para dentro do recipiente e que emergem a partir do recipiente através a porta de escape para dentro do dispositivo de condicionamento para o monitoramento no seu interior, e meios para permitir que o gás inerte para o fluxo a partir do recipiente (32), após a descontinuação de injecção do gás para dentro do recipiente (22) até que a pressão no interior do recipiente tiver baixado a uma pressão positiva desejada para armazenamento.
2. 2. Um sistema de acordo com a reivindicação 1, em que o aparelho de condicionamento (30) inclui um sistema de análise 1 ou de detecção de gás para controlar o teor dos gases de escape.
3. 3. Um sistema de acordo com a reivindicação 2, em que o sistema de detecção e de análise de gás está adaptado para controlar o teor de oxigénio dos gases de escape e inclui um sensor de oxigénio (66) para detectar a concentração de oxigénio nos gases de escape.
4. 4. Um sistema de acordo com a reivindicação 2, em que o sistema de detecção e de análise de gás está adaptado para controlar o teor de humidade do gás de escape e inclui um sensor de humidade para detectar a concentração de água vapor no gás de exaustão.
5. 5. Um sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 4 e incluindo os meios para distribuir o gás de purga do recipiente do aparelho de condicionamento do interior (30) através de um colector de uma pluralidade de entradas (14) em uma pluralidade de recipientes (32) dispostos em paralelo, sendo os orifícios de escape dos recipientes (32), igualmente ligados a um colector, que se conecta a uma porta de entrada (34) no recipiente interior do aparelho de condicionamento (30) .
6. 6. Um método de preservação de materiais sensíveis que compreende a colocação dos materiais de um recipiente impermeável ao gás (32) com uma abertura de entrada (14) e um dispositivo de porta de escape, duas portas de simples ida ou válvulas de verificação, uma vedação do recipiente (32) contra o lado de fora, injecção de um gás de purga a partir de um aparelho de gás de purga na porta de entrada (14), a 2 monitorização de um parâmetro dos gases de escape, a detecção de quando o valor do parâmetro atingiu um nivel desejado, e parando a injecção do gás de purga, uma vez que o nivel tiver sido atingido, e os materiais são colocados numa série de recipientes (32), caracterizado pelo facto de cada recipiente (32) ser uma caixa, com paredes de um material impermeável ao gás, que um aparelho de injecção de gás e os meios de controlo se encontram no aparelho de gás de purga (30), e cada recipiente é sequencialmente ligado ao aparelho de gás de purga (30), o gás de purga é injectado sob pressão para dentro do recipiente e os gases de escape a surgir como um resultado da porta de saida é monitorado no aparelho de gás de purga e, após a suspensão da injecção após o desejado valor do parâmetro ter sido atingido, o gás de purga é deixado continuar a fluir a partir do recipiente até que a pressão no interior do recipiente tiver baixado a uma pressão positiva para o armazenamento desejado e cada recipiente é então desligado do aparelho de gás de purga. 26-09-2012 3