WO2013147579A1 - Sistema híbrido de pipeteo con inserción de punta desechable - Google Patents

Sistema híbrido de pipeteo con inserción de punta desechable Download PDF

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WO2013147579A1
WO2013147579A1 PCT/MX2013/000033 MX2013000033W WO2013147579A1 WO 2013147579 A1 WO2013147579 A1 WO 2013147579A1 MX 2013000033 W MX2013000033 W MX 2013000033W WO 2013147579 A1 WO2013147579 A1 WO 2013147579A1
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WO
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Prior art keywords
nozzle
disposable tip
disposable
box
subsystem
Prior art date
Application number
PCT/MX2013/000033
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Diana Elizabeth CALVA MENDEZ
Mario Marcelo LEHMAN
Original Assignee
Calva Mendez Diana Elizabeth
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Calva Mendez Diana Elizabeth filed Critical Calva Mendez Diana Elizabeth
Publication of WO2013147579A1 publication Critical patent/WO2013147579A1/es

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/02—Burettes; Pipettes
    • B01L3/021—Pipettes, i.e. with only one conduit for withdrawing and redistributing liquids
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/10—Devices for transferring samples or any liquids to, in, or from, the analysis apparatus, e.g. suction devices, injection devices
    • G01N2035/1027—General features of the devices
    • G01N2035/103—General features of the devices using disposable tips

Definitions

  • This invention relates to pipetting systems and methods, including manual and automatic systems, which today are composed of a device or equipment for pipetting and a container with disposable tips inside, which are usually treated separately.
  • systems, equipment and methods that perform suction and dispensing operations are considered, as is the case of piston pipettes, which are used to transfer liquids from one container to another (s).
  • Pipetting systems have various applications in science and technology as well as related industries such as food, biotechnology, molecular biology, genetics, health, 'biomedicine, environmental chemistry and pharmacology, without being bounded thereto.
  • the transfer and dispensing of liquids is carried out in analysis and research laboratories, hospitals and in all those places that require liquid handling precisely.
  • 2- Block diagram Represents the structure of a system with emphasis on the function that the blocks fulfill. It then shows the parts that form it and the way they relate to each other, but it does not represent the physical aspect or its functioning. Each part can actually be a set of parts that are grouped together when they fulfill a function. Usually, it is used as a description (which we call) at level 1, which is less detailed in terms of implementation and more oriented towards the understanding of important concepts.
  • a block is considered to be a coherent set of things (components or modules in our case) with some common characteristics, or that develop a function or operation together.
  • 3- Schematic diagram Here they replace all or some of the blocks in the block diagram of a system and it is broken down into modules, components and their connections that may or may not be abstract, using in part a graphic language as well as more realistic representations . That is to say that this type of diagram is more approximate to a real representation (in relation to the block diagram) and constitutes an example (which we call at level 2) of a quasi-real device or equipment. But the fundamental property it contains is that it clearly defines the architecture of the system at a more specific level than the case of the block diagram, allowing to visualize the subsystems that integrate it.
  • a device it shows the system in a more detailed level to what is the schematic representation, since the type, nature or classification of it is specified, and we say then that it is a description at level 3.
  • a device we define it as an artifice arranged for the execution of one or more actions or functions, considering here that it can be manual, automatic or hybrid (semi-automatic). Physically it is made up of components, and there may be grouping of these into modules, and from a practical point of view it can be considered as a concrete example of a system. In what interests us here, manual pipettes and pipetting heads for automated equipment are examples of pipetting devices.
  • Subset of elements of a system according to the criteria that are classified or requested to make the separation.
  • elements we refer to blocks, components or modules, that is to say that a subsystem can be defined in the three different levels, however it is from level 2 when it is clearly separated from the blocks that are introduced in level 1.
  • Level 3 already specifying the subsystem based on the components, is defined by these and then it can include components that are replacing different blocks, although this is also at the discretion of the designer.
  • Two or more subsystems may be superimposed, so that they share some elements. However, it is necessary to establish a criterion that allows differentiating two subsystems, so that the set is not redundant. We use this later with direct application to the pipetting system that is the object of this invention.
  • 6- Flowchart It is a graphic representation of an algorithm or process, and they use symbols with well-defined meanings that represent the steps of the algorithm, where the direction of execution is represented by arrows that connect the starting points with the intermediate steps and the end of the process.
  • 8- Module unit set of grouped components, which are used in the implementation of a system, to make it easier, regular and economical. It is made up of components, provided that a certain grouping criterion can be used on it, the whole developing a defined function or operation or part thereof. However, a module is defined by the function it performs within the system and not by its internal components. Different modules are coupled or linked through connections, the same or of the same nature as the components.
  • 9- Connection It is the functional link that is established between two elements of the same characteristics or hierarchical levels that are representing something or system, that is, between pairs of blocks, modules or components, which allows them to establish an interaction between one and other. They are represented by lines or arrows (giving in this case a sense of flow).
  • the representation of a system is basically given at three levels, although there may be sub-levels where they are specified some parts or components in more detail.
  • level 1 we have the block diagram, which establishes the functions and what are the possible subsystems.
  • level 2 the schematic diagram already allows to establish some modules or components at a general level, allowing to define the subsystems, which could even each contain several of the functions indicated by the block diagrams of level 1.
  • level 3 it is already a device diagram, which allows it to be defined from the point of view of type, nature, form and components, although as in the previous level there may be several sub-levels with greater details between one and the other.
  • the pipetting operation is one in which a precise and relatively small amount of liquid is taken, which is then introduced (dispensed) into a second container for analysis or some other type of test or function, such as dilution and / or mixture of liquids, but not limited.
  • the operation is also mentioned as aspirated / dispensed due to the characteristics of the system in charge of carrying it out, and which employs a pressure chamber with a piston or piston, as well as disposable tips where the aspirated liquid is introduced and then dispensed.
  • a pipetting system is one that is composed of a pipetting device or equipment and a container or tray with disposable tips inside.
  • Disposable tip (pipette tip, in English).
  • a different disposable tip is used in each liquid aspiration / dispensing operation, that is, for each sample taken with the pipetting device or equipment, and it is important to avoid carry contamination between different samples. Since it is made of plastic material, it is important to be able to recycle this material.
  • a typical disposable tip is hollow inside and has circular symmetry (like a conical tube), and is formed by a crown with an inner channel, which can be conical or cylindrical with some longitudinal projections, and a frustoconic body or extension.
  • the crown of the disposable tip has an external diameter larger than the conical body, which has a small hole at its distal end.
  • the nozzle of the pipetting device or equipment is inserted inside the crown of the disposable tip, and is held there by friction, exerting a certain force that can reach 5 kg. This value is not accurate and has been greatly reduced with the use of more materials or systems. adequate.
  • Table 2 - Patents related to disposable tips and coupling between them with the nozzle.
  • the examples in Table 2 develop ways to achieve a good seal between the pipette nozzle and the disposable tip to ensure accuracy, while reducing the force required to insert and eject the disposable tips.
  • Different ways of sealing are shown, such as: a disposable tip whose crown has a projection to facilitate insertion and expulsion.
  • Different arrangements and designs of channels in the crown are also claimed to reduce insertion / expulsion forces, which is achieved using a rubber-like material to be flexible and facilitate sealing.
  • a flexible hinge that facilitates the insertion, expulsion and sealing, as well as an o-ring (or packing) on the nozzle of the pipette, or disposable tips joined by a strip for use with multipipetas.
  • two cylindrical portions of different diameters can be used, both with protruding rings, with which the disposable tip makes contact and seals, while the disposable tip has a collar in which two zones (steps) of different diameters that make contact with the rings of the nozzle are located.
  • the integration of an electrode in the flow passage is used to detect, among other things, the amount of liquid, the aspirate, the presence of bubbles and the rate of aspiration.
  • a disposable tip made of a water-repellent polymer substrate and that prevents biological samples from sticking on the outside of the tip during dispensing.
  • Container or tray (rack, in English) with disposable tips.
  • Many patents related to disposable tip containers can be found where it is generally considered separate from the pipetting device or equipment.
  • the disposable tips are inside the container positioned in the most appropriate way, generally vertically, supported on the base of the crown in a structure similar to a rack, which favors axial alignment with the nozzle and facilitates the insertion of this in the inside of the disposable tip (and from the crown).
  • various mechanisms are used such as: a plate, a peripheral base and a peripheral skirt, where the plate contains the receptacles for the disposable tips, the base extends from the plate to a distal surface from where the protruding skirt is extended to allow similar trays to light up.
  • a system with a transfer tray and a plate that pushes the disposable tips and releases them from the tray.
  • An assembly for insertion of disposable tips that has an insertion surface on which the tips are placed and to which a retention force to insert the tips into one or more nozzles.
  • the disposable tip is inserted by first positioning the device above the disposable tip and aligning it with the nozzle in the axial direction, and then pushing the device or the head of the pipetting equipment over the crown opening of said disposable tip, while it is remains inside the container or tray.
  • a disposable tip is inserted into the nozzle it is important that sufficient force be used to seal the joint, so that there are no leaks for pressure variations that are made from the pressure chamber, inside the disposable tip, and that the aspirated fluid and Do not leave the nozzle / disposable tip connection. In this way, it is achieved that exact amounts of fluid are aspirated and dispensed.
  • pipettes typically include a disposable tip remover (or ejection system) consisting basically of a sliding cylinder, which surrounds the nozzle, in the axial direction of the disposable nozzle / tip assembly, and a spring that restores the cylinder to its initial position.
  • a nozzle and a disposable tip to decrease the force of expulsion, where the nozzle includes three sections, a top securing the disposable tip, an intermediate that serves as a stop and a bottom sealing part.
  • a pipette in which the expulsion of the disposable tip is not done from the outside of the nozzle as in most pipettes with ejector, which allows the radius of the nozzle to not increase and the insert can be inserted.
  • pipette in narrow containers this is achieved by placing a device (plunger type) inside the nozzle that push the tip for expulsion.
  • Another case is a mechanism for the expulsion of disposable tips in which a sleeve around the nozzle is the one that, when pushed, ejects the disposable tip by storing the energy used to insert the disposable tip, which is achieved through a spring that when decompressed pushes the sleeve. This and the spring also serve to limit the insertion force.
  • a nozzle with cylindrical lateral support areas on its outer part that serve to adjust with cylindrical support regions inside the disposable tip to allow a simple but firm insertion of the disposable tip, while facilitating the expulsion.
  • This nozzle defines an annular sealing zone and an annular support zone, where the sealing diameter is slightly larger than the support.
  • the pipetting operation is performed when a precise and relatively small amount of liquid is taken, this content remaining within a disposable tip.
  • the liquid is then introduced (dispensed) into a second container or distributed in several containers for analysis or some other type of test or function, such as dilution and / or mixing of liquids.
  • the operation We also mention the individual as aspirated / dispensed, due to the characteristics of the system in charge of carrying it out, and which uses a pressure chamber with a piston or plunger. Both volumes, aspirated and dispensed, are previously programmed by the user.
  • a mechanical or electronic system performs and / or supervises the aspiration of the previously programmed liquid volume, which is done from the suction / dispensing subsystem
  • the disposable pipetting device / tip assembly is moved so as to place the disposable tip in or over the container where a certain volume will be dispensed
  • step d) the same mechanical or electronic system of step d) performs the operation of dispensing the volume of liquid, which can be repeated several times from the step e) for several containers until the total volume of liquid aspirated is finished and the disposable tip, inserted in the nozzle, is empty of liquid, g) the whole pipetting device / disposable tip is moved by positioning it above a waste container , and then the disposable tip ejector is activated so that it pushes the disposable tip out of the nozzle, and that it falls into said container,
  • step h If required, for the next sample or operation of aspirated / dispensed, the process is repeated from step a).
  • N 1 channel (or nozzle)
  • NxM-channels which is a multipipette
  • variants of the general pipetting method can be found (in relation to the placement of the disposable tip, aspirated sample, dispensed from it and ejection of the disposable tip), which are based on the introduction of sensors, devices, control loops or combinations of these in one or more of the steps of the general pipetting method to, for example, guarantee better accuracy, avoid contamination or make pipetting in microplates more flexible.
  • control loops with sensors are included to determine that the quantity aspirated is as desired.
  • the aim is to ensure that all the aspirated liquid is expelled from the inside of the disposable tip, as sometimes a few drops of sample are adhered to the walls of the same.
  • additional sensors and steps are also used in pipetting in which some air can be aspirated (to generate pressure and increase the force with which the sample is expelled) or water (to increase the relative humidity inside the disposable tip and reduce adhesion) prior to sample aspiration.
  • other methods involve disposable tip containers for automated equipment from which different tip sizes can be taken and which in some cases allow aspiration or dispensing from selected positions of a microplate.
  • This type of system consists of a manual pipette and a container of disposable tips, where a good part of the operations are executed directly by the user.
  • NxM nozzle head can be used manually, sliding over A coordinate table.
  • the user In several of the existing pipettes, the user must also make a force for the expulsion of the disposable tip already used. This force is in relation to the corresponding insertion force, which is usually different for each user or depends on proper positioning of the pipette and disposable tip in the axial direction. In this process it is also necessary to make a movement of the arm that holds the pipette to position it on a container and insert the disposable tip. Because the process is usually done repetitively, it influences the appearance of skeletal muscle damage in the user's arm, hand and joints. The control on the force applied when inserting a disposable tip into the nozzle depends fundamentally on the user's ability. This means that an operator, inadvertently, could be using a greater effort than necessary.
  • Table 6 shows different examples of manual pipettes, among which are the different types currently available (mechanical, electronic and hybrid). In all cases, features that present advantages for users from the point of view of their operation are included, as they facilitate calibration, reduce the possibility of errors on the part of the user and give them a greater number of programming options.
  • Table 6 contemplate the inclusion of methods for the correct calibration of the dispensed liquids, the inclusion of sensors in mechanical pipettes to be able to determine and adjust the amount of liquid aspirated, thus making it of the hybrid type since it incorporates electronic elements and feedback , sensors in electronic pipettes to reduce the likelihood of error by users by choosing the appropriate disposable tip, according to the volume selected, and the inclusion of communication with computers, to facilitate interaction and programming by the user. Automated pipetting system.
  • the execution of the pipetting process is carried out by a robotic equipment, which can be of coordinate axis or SCARA, on which a head is coupled with the components for the development of the functions. Even in this case the container with disposable tips is developed separately and, at most, is somehow coupled to the pipetting equipment. There is no example in which the container and the head of the pipetting equipment are coupled, so that they move together.
  • the container is generally separated from the pipetting device or equipment, not having an interaction between them. This would involve the addition of new components and subsystems for the development of a greater number of functions,
  • the container is at rest with respect to the pipetting device or equipment, which causes a certain number of movements that have not been optimized or diminished,
  • a general hybrid pipetting system is established, which is defined in three different levels: with terminal blocks (in a block diagram), with subsystems (in a schematic diagram) and with components and modules (in a device diagram) .
  • Fig. 1 is a block diagram of the hybrid pipetting system, showing the terminal blocks, which give rise to the different subsystems, being able to connect in different ways or sharing intermediate blocks, which are within the central block (20) .
  • the external components are also highlighted: the nozzle (11), for the pipetting operation, the disposable tip (12) inserted at its end and the box (13) with disposable tips, having inside it: the assembly (14) and the disposable tip away (15).
  • Fig. 2a is a schematic diagram of the disposable tip insert / eject subsystem for mobile nozzle, where the nozzle (11) moves to the position (11 A), above the box (13) with disposable tips, for Insert one of them at its end.
  • Fig. 2b is a schematic diagram of the insertion / expulsion subsystem of disposable tip for fixed nozzle, where the disposable tip (15) of the box (13) is taken by the insertion module (46), in position (46A), and is taken to the end of the nozzle (11) and inserted in this in position (46B).
  • Fig. 3 is a flow chart showing the steps to follow for the pipetting operation using the hybrid pipetting system of Fig. 1.
  • Fig. 4a is a schematic representation of a hybrid manual pipetting device, with axial symmetry, where the disposable tip insertion / ejection subsystem and the case (76) for the case of mobile nozzle can be seen.
  • Fig. 4b shows the movement of the nozzle (78) to insert thereon a disposable tip from the box (76), for the case of the device of Fig. 4a.
  • Fig. 5a is a schematic representation of a hybrid manual pipetting device, with axial symmetry, showing the disposable tip insertion / ejection subsystem and the case (76) for the case of fixed nozzle.
  • a cut is made at the average height of the three-dimensional structure, to see the internal components when you have the point of view R. On the right you can see the expansion of the sector with dotted line on the device .
  • Fig. 5b it is shown how the ejection of the disposable tip (79) inserted in the nozzle is done, for the pipetting system presented in Fig. 5a.
  • Fig. 5c shows the way in which a disposable tip is carried from the box (76) to the end of the nozzle (118) and inserted therein, following the ejection passage shown in Fig. 5b.
  • Fig. 5d shows the way in which the insertion / expulsion subsystem is released to return to its initial position, as a continuation of the step shown in Fig. 5c.
  • Fig. 6a is a block diagram of an extreme case, for the hybrid pipetting system of Fig. 1, showing that the terminal blocks (5B), (8), (9) and (10B), introduced In the present invention, they are within the structure (C).
  • Fig. 6b is a block diagram of an extreme case, for the hybrid pipetting system of Fig. 1, showing that the terminal blocks (5B), (8), (9) and (10B), introduced In the present invention, they are within the structure (D).
  • Fig. 7 is a block diagram of the hybrid pipetting system with a double box with sections (13A) and (13B), containing the disposable tips to be inserted over the end of the nozzle (11) and the disposable tips already used respectively, so that the ejection subsystem has been replaced by a disposable tips / recycling subsystem, with terminal block (3A).
  • Fig. 7a is an extension (corresponding to Fig. 7) of the coupling sector between the structures (D) and (C), according to the section AA 'indicated in Fig. 7, so that it can be seen in better detail the terminal blocks and their ligatures.
  • Fig. 8a is a schematic diagram of the disposable tip insert / eject subsystem for mobile nozzle with a double box (as in Fig. 7), where the nozzle (11) moves towards the box section (13A), which contains unused disposable tips, to insert one of them into the end of the nozzle (11), and after having performed the suction / dispensing operation moves to the box section (13B) for discarding the disposable tip (12).
  • Fig. 8a is a schematic diagram of the disposable tip insert / eject subsystem for mobile nozzle with a double box (as in Fig. 7), where the nozzle (11) moves towards the box section (13A), which contains unused disposable tips, to insert one of them into the end of the nozzle (11), and after having performed the suction / dispensing operation moves to the box section (13B) for discarding the disposable tip (12).
  • Fig. 8a is a schematic diagram of the disposable tip insert / eject subsystem for mobile nozzle with a double box (as in
  • 8b is a schematic diagram of the disposable tip insertion / ejection subsystem for fixed nozzle with a double box, where the disposable tip (12) that is inserted into the nozzle (1) is brought by a mobile insertion module ( 154) from position (154A) in the box section (13A), which subsequently in position (154B) separates the disposable tip (12) from the nozzle (11) and takes it to position (154C) in the section box (13B) for discarding the disposable tip (12).
  • a system is defined at least in three levels: block diagram (level 1), where the functions are defined, schematic diagram (level 2), where define the subsystems, and device diagram (level 3), where the components are defined.
  • level 1 block diagram
  • level 2 schematic diagram
  • level 3 device diagram
  • the definition at level 1 is the most general, and it can be said that it is unique in the sense that the variants it admits are the possible architectures that we will define, which influence various properties of the pipetting system but do not influence the functions it performs .
  • level 2 the variants are many more, since the subsystems can be grouped together or constituted in many ways, and this gives many more possibilities in the structure of the pipetting system and its operation.
  • level 3 since the same functions and the same subsystems can be made up of different types of components, there are even more variants and architectures.
  • the present invention relates to a hybrid pipetting system that is constituted internally by different subsystems, which are responsible for fulfilling the functions and developing the corresponding operations.
  • Some of these subsystems are present in the systems of traditional pipetting, and can be found in the equipment and devices that are on the market, but other subsystems have not been contemplated (in the patent literature) or are present in them, and are introduced in this invention.
  • we will make a clear differentiation between both kinds of subsystems (those already known and the new ones), so that the novel contributions presented here can be clearly seen.
  • Fig. 1 you can see the block diagram of a pipetting system, which includes in its representation the special cases of manual and automated systems.
  • the first concept introduced here is that both structures are separate but can be coupled and decoupled from one another.
  • the outer shape of each one is not defined in Fig. 1, since they can be very varied and made of different materials, depending even on the type of pipetting system (manual or automatic), the ergonomics, the number of functions which is intended to include, the performance that is to be achieved and the design that you want to present.
  • the structure (D) a pipetting base, since it mostly contains the terminal blocks that give rise to the traditional subsystems found in a pipetting system, while the structure (C), which contains the majority of the terminal blocks that originate the new subsystems (or a good part of them), we call it a coupling base.
  • both structures are separated and never coupled with the structure (C), which includes the box (13) with disposable tips (which may or may not be sterilized), at rest with respect to the structure (D), and both move together.
  • Central block it is a single block that replaces a whole set of blocks and connections that are not defined, since there can be a large number of possible architectures. In some ways it is similar to a black box for the hybrid pipetting system, and receives the terminal block connections. In other words, it is not defined in its structure but it is defined in its function, which is to concentrate the interactions between the terminal blocks. It helps establish a general pipetting system structure, from which particular cases can be derived.
  • 2- Terminal block it is the one that has at least one connection with the central block, having in its interior interaction with other terminal blocks, as well as an external interaction or a ligation towards an external component.
  • Each terminal block defines a function of the pipetting system, and from there the subsystems that integrate it are derived and the type of components that they include.
  • 3- Intermediate block it is the one that has at least one input from and one output to another block as part of a subsystem, and serves to define an architecture in the pipetting system, establishing the way in which the terminal blocks are connected or related , and finally if the pipetting system is manual, automatic or semi-automatic, as well as if it is mechanical, electronic or hybrid.
  • 4 - Isolated block it is the one that is disconnected from the central block and the rest of the terminal blocks, also fulfilling its corresponding function.
  • 6- Ligature from a terminal block it is an idealized representation to show that there is an interaction between a terminal block and an external component. The interaction can finally occur through one of the components of the terminal block that performs the specific function of ligature or a direct coupling with the set of components within the terminal block.
  • ligature or connection it allows to specify, for a certain architecture, if such ligature or connection is present (closed door) or is not present (open door), although it is always shown (in the figures) as open. This affects the number of functions, connectivity and finally the type of device, being able to be mechanical, electronic or hybrid, as well as manual, automatic or semi-automatic.
  • 8- External component is one on which one or more outputs (by means of ligatures) of the terminal blocks and of the subsystems that make up (at different levels) the pipetting system are applied. It is coupled in some way to structures (C) and (D) or to another external component. In general, there is more than one subsystem (although not necessarily this is decisive) that act on or interact with an external component.
  • 9- External interaction It is the one that takes place between a terminal block and the user or with some equipment, device, component that is not coupled to the structures (C) or (D). Such equipment or device may also have a means of connection or communication that allows it to perform said interaction.
  • 10- Internal interaction it is given by the connections between blocks, modules and / or components and allows the definition of subsystems at different levels.
  • 11 - Additional device attached as part of a terminal block acting on an external component and in the corresponding ligature, and serves to assist the terminal block in its function.
  • the additional devices used here are sensors and couplings, and may have a continuous or discontinuous connection to a terminal block.
  • 12- Sensor is a device that detects physical or chemical quantities, called instrumentation variables, transform them into electrical variables and transmit them to a control subsystem.
  • a sensor can be resistive, inductive, capacitive, magnetic, electronic, mechanical, optical, acoustic or hybrid among the above.
  • each subsystem is differentiated through the function or action performed by its terminal block that may include a component, a set of components or modules.
  • each block has a function and represents a set of components or modules; comprising a central block, intermediate blocks and terminal blocks, as well As your connections.
  • the pipetting system consists of a central block (20) and several terminal blocks, numbered from (1) to (9), (10A) and (10B).
  • the terminal blocks (1) (2) and (7) are used for interaction with the outside, and for that reason part of them is outside the structure (D).
  • the remaining terminal blocks interact by means of ligatures, numbered (21) to (32), with the external components that are: the nozzle (11), which sits on the base (D) and goes outwards, the disposable tip inserted in its end (12), which interacts directly with the liquid to be transferred, the box (13), with disposable tips inside, the couplings (16), which are always attached to the box (13) or are part of it , the set of disposable tips (14), inside the box, the disposable tip separated (15) from the previous assembly and the sector of the base structures (C) and (D) on which the coupling is made by means of the block of box coupling (8). All mentioned disposable tips can be classified as consumable external components. Ligatures and connections have the following characteristics:
  • More than one ligature can come out from a terminal block, and this means that it develops a function that is part of a composite function or a combination of functions, and in that case on some or all ligatures there may be a door that allows the option of whether that function, which is part of the composite function, is included (closed door) or is not included (open door).
  • This central block (20) Within the central block (20) the intermediate blocks or the connections and interactions with the terminal blocks are not defined, nor the connections between them. This central block (20) is then undefined in its internal composition, and this is because within it there can be a large number of possibilities in terms of connections to and from the terminal blocks and in the connected intermediate blocks, which are fundamentally the which are within said central block (20).
  • the characteristics and importance of this central block (20) are the following:
  • the second direction (D c ) is a novel aspect and is the one corresponding to the axial direction of the trapped disposable tip (15) inside the box (13).
  • each terminal block defines a subsystem, so that the essence of the subsystems included in the pipetting system and the most relevant that allows them to be distinguished from each other are the terminal blocks, which perform a certain function.
  • each of the terminal blocks of Fig. 1, numbered from (1) to (10A) and (10B) defines, through its same name, a subsystem of which they are the output or the input.
  • a subsystem is defined by the last set of components or modules that act directly on some external component or that perform an external interaction, without considering any additional device.
  • Fig. 1 interaction with the user (1), communication and interconnection (2), disposable tip ejection (3), aspirated / dispensed (4), angular nozzle positioning (5A), nozzle movement (5B), data processing (6), power and power (7), case coupling (8), location / section of disposable tips (9), nozzle / disposable tip adjustment (10A), tip insertion disposable (10B).
  • the components of the terminal and intermediate blocks are electronic, mechanical, pneumatic, optical, magnetic, electromagnetic, acoustic and / or hybrid among some of the above,
  • All the terminal blocks are connected to the central block (20), but we must observe that only the terminal block of energy and power (7) has a connection in a receiving direction and not of signal sending, that is to say that the interaction occurs only in the direction of entry.
  • the box coupling terminal blocks (8), location / section of disposable tips (9) and insertion tip insert (10B) are located between the base structures (D) and (C), and then the set of components or modules of these terminal blocks are distributed between both structures according to the corresponding architecture of the corresponding subsystem.
  • the pipetting system can be mobile nozzle, when the nozzle (11) goes to the disposable tip (15), and then it is inserted into the end of the nozzle (11), or it can be fixed nozzle, when there is a subsystem that takes the disposable tip (15) towards the nozzle (11) and is responsible for inserting it. Then, there is a door P3, on the ligation (26) of the disposable tip insert terminal block (10B), because the two options mentioned for the nozzle (1) are being represented: either mobile (open door) or fixed ( door closed).
  • the insertion angle (a) mentioned above, according to whether the pipetting system is mobile or fixed nozzle, can also be interpreted in two ways:
  • the movements of the nozzle (11) take place from two terminal blocks: angular positioning (5A) and nozzle movement (5B).
  • He Angular positioning (5A) is known, and is an ergonomic property, given by means of ligature (24B) and can be an insulated block if door P10 is open.
  • the terminal block of movement (5B) there are two doors P6 and P7, which can both be closed, indicating that the functions of nozzle movement (11) are in the axial direction by means of P6 and the ligature (24C ), as well as movement of the nozzle (11) towards the box (13), with P7 closed and ligature (24A), being in this case a mobile nozzle pipetting system (P3 open).
  • the nozzle / disposable tip adjustment terminal block (10A) acts with ligature (27) and has the door P4 to indicate that when it is closed it can be part of a subsystem and when it is open it can only be a module or fixing component between the nozzle (11) and the disposable tip (12) that is isolated from the central block (20). The same happens with the terminal block of location / section of disposable tips (9), through the door P5 (isolated when it is open).
  • Fig. 1 the pipetting system is defined at a general level, and this means that it represents all the functions that can be developed. But the architecture, that is to say the structure of intermediate blocks and the connections defining the subsystems, is not established in Fig. 1. That is, it is necessary to determine the way in which they interact and how the intermediate blocks are connected between them, within the central block (20), and towards the terminal blocks, this being what defines an architecture of the pipetting system. It is clear then that, in the block diagram of Fig. 1, the terminal blocks are the most important since they define the development of the functions and operations of the pipetting system, and that in this level 1 the subsystems are defined with the set of intermediate blocks, terminal blocks and connections. In levels 2 and 3 within each of these terminal blocks we can find components, assemblies or groupings of components and / or modules, which can be of the types mentioned above.
  • User interaction subsystem on the terminal block (1): From here the functions of the pipetting system are programmed, the volumes of liquid aspirated / dispensed are established and / or some of the operations are executed and controlled. The user can operate the pipetting system interacting with the terminal block (1) manually (mechanically or electronically), both for the development of the functions and for their programming. This subsystem can be activated by manually operated buttons or levers, with mechanical, pneumatic, electronic or electromagnetic transmissions, by a drive through the user's voice or through a remote action control. In Fig. 1 we see that the terminal block (1) has a two-way connection with the central block (20), interacting inside it with other subsystems. The user interaction subsystem is, in some way, present in all known systems and is necessary to be able to indicate to the device the operations to be executed and obtain the results.
  • Communication and interconnection subsystem on the terminal block (2): Allows the interaction of the pipetting system with other equipment, or with some other type of device. You can use wireless media (bluetooth, WLAN, infrared, radio frequency), communication interfaces with peripheral devices through cables or ports such as USB to a computer or control console and data processing, without being limited to these cases.
  • wireless media blue, WLAN, infrared, radio frequency
  • the communication and interconnection terminal block (2) interacts and connects with other systems within the central block (20).
  • This subsystem is present in some cases of electronic and hybrid pipetting systems, or in automated equipment, being especially suitable in the latter case to coordinate the work of different equipment in the laboratory.
  • Disposable tip ejection subsystem on the terminal block (3): The ejection of the disposable tip (12), inserted at the end of the nozzle (11), is done once it has been used in order to be discarded and avoid contamination between different samples.
  • Most pipetting systems that currently exist have an expulsion subsystem consisting of a hollow tube that is located outside the nozzle (11), so that it can rise and fall in relation to it, and its purpose is to transmit the force (that the user or the equipment exerts) to eject the disposable tip (12).
  • most of the ejecting subsystems are mechanical, they exist of another type such as pneumatic or electronic. Automated pipetting systems have no problems as to the force involved for expulsion, but they develop the same process as the manual case. In Fig.
  • the disposable tip ejection terminal block (3) has a two-way connection to the central block (20), and acts directly towards the disposable tip (12) by means of ligature (21). All pipetting systems have an expulsion subsystem, having appeared in recent years some interesting variants as to the type of components used.
  • Suction / dispensing subsystem on the terminal block (4): Through it the pipetting devices carry out their essential function, which is the transfer of liquids between different containers, vessels or containers. This is, by sucking or aspirating a liquid precisely, according to a volume previously determined by the user, which is then dispensed (all in parts) with the same volumetric precision in another container (s).
  • This subsystem is usually composed of a piston that displaces air inside a pressure chamber, driven by a motor or manually, transmitting the pressure changes inside the disposable tip.
  • the nozzle is a plastic tube, although not limited, with an inner channel in its axial direction, through which the aforementioned connection is established (between pressure chamber and disposable tip). But it may also be that the disposable tips are replaced (for certain applications) with micro syringes, which internally have a plunger.
  • the suction / dispensing terminal block (4) has a two-way connection with the central block (20) and interacts directly with the nozzle (11) by means of ligature (25). This way of dispensing liquids is one of the most efficient in relation to the volumes involved, which is why pipettes are usually classified as piston pipettes, although when it comes to dispensing drops accurately they are no longer as effective.
  • Control and data processing subsystem on the terminal block (6): To carry out the functions performed by the different subsystems, such as are aspirated / dispensed, insertion / expulsion of disposable tip, data exchange, drive, processing and In general, a subsystem is required that receives as input the signals generated by the remaining subsystems and by the sensors, to process them and generate outputs that regulate and perform the functions necessary for the proper functioning of the pipetting system.
  • This subsystem contains an electronic processor and memory, and concentrates all input signals (aspirated / dispensed volume, position of the disposable tip and nozzle, status of the signal for ejection and replacement of disposable tip, etc.) to generate actions accordingly: liquid aspiration, liquid dispensing, replacement (insertion and expulsion) of the disposable tip (12), variation of the volume of aspirated / dispensed, among others.
  • control and data processing subsystem may not be present in the pipetting system, and in this case it is of a manual mechanical type, but when it is present it may be electronic or hybrid, as well as manual or automatic.
  • This subsystem is not found in mechanical manual devices, although since the tendency is to hybridize pipetting systems, this subsystem is being incorporated into many of those already known.
  • the power and power subsystem has a rechargeable battery, passive and active electronic components, and a connection with input from the mains, solar cells or other type of energy source that can be used for recharging. Obviously, due to its characteristics, it is not present in fully mechanical pipetting systems.
  • the nozzle (11) usually has a frustoconic termination at its distal end to facilitate insertion of the disposable tip.
  • a frustoconic termination at its distal end to facilitate insertion of the disposable tip.
  • o-rings to further favor the nozzle / disposable tip seal or facilitate its expulsion, o-rings, elastic components or walls or of various materials with deformation properties, pneumatic components, improvement in the materials of which the disposable tip and the nozzle, components for threading the nozzle onto the disposable tip, without thereby being limited in some way to this list.
  • a better performance is achieved in the friction grip or in the sealing between the two i
  • the nozzle / disposable tip adjustment terminal block (10A) acts through the ligature (27) and may not be connected to the remaining blocks, forming an isolated subsystem, when the door P4 is open.
  • the adjustment or sealing between the nozzle (11) and the disposable tip (12) is present in all pipetting systems, with different variants and levels of complexity.
  • the angle ⁇ can be varied at the user's discretion. This is important as an ergonomic property.
  • an automated pipetting system it is a function that can be set automatically for each individual suction / dispensing operation.
  • the variable angular position from the terminal block (5A), through the ligature (24B) is represented in the pipetting system of Fig. 1. As seen in Fig.
  • this subsystem can be used not only in manual but also automatic systems, and from this point of view it also has a degree of originality introduced in the present invention.
  • Fig. 1 contemplates all the possibilities and variants of a pipetting system as it is conceived today, and other additional considerations that are the object of this invention, and which are also presented as subsystems.
  • Nozzle movement subsystem on the terminal block (5B): To replace a disposable tip in a semi-automated or automated way, it is necessary to have a subsystem that inserts, in some way, a disposable tip from a container at the end of the nozzle
  • the door P7 is included that allows to enable or disable the ligature (24A) of the terminal block (5B).
  • the nozzle (11), through this subsystem can have a movement in the axial direction to facilitate the insertion and expulsion of the disposable tip (12). This movement can be present for both mobile nozzle and fixed nozzle, and is given by ligature (24C) with the door P6 closed.
  • the nozzle movement subsystem is not present in any type of pipetting system. Although it can be said that the automatic pipetting systems have nozzle movement (11), this is due to the movement of the head and there is no movement of the nozzle in the fixed reference system to the head.
  • Box coupling subsystem on the terminal block (8): It consists of flexible locks, of plastic material, magnetic, electromagnetic couplings or mechanical hooks that allow to firmly hold the base structures (C) and (D) between them and the box (13) about them.
  • the box In the known systems the box is separated from the pipetting device or head, and the disposable tips inside are kept in position so that they can be inserted in the simplest way on the end of the nozzle of the device or pipetting head.
  • the box with disposable tips is part of the coupling base (C), or container, and it can be easily coupled and uncoupled either the single box of both bases or the box together with the coupling base ( C) of the pipetting base (D).
  • Fig. 1 it is seen that from the terminal block (8) the ligature (32) goes directly on the couplings (16) attached to the box (13), but also has a ligature (31) with the door P2, which makes it optional, on the structure (C) and other ligature (30) on the pipetting base (D), acting through the couplings (19A) and (19B).
  • Door P1 when open indicates that this terminal block can form the coupling subsystem by itself and have no connections to the central block. This subsystem is not present in current pipetting devices.
  • Location subsystem / section of disposable tips, on the terminal block (9) It has connection with the central block (20) to coordinate the movements of the set of disposable tips (14), located inside the box (13 ), with other functions and operations of the pipetting system. It can also be isolated from the remaining subsystems, through the open door P5, since it can be a subsystem similar to a bullet loader. In this way some functions can be developed in parallel.
  • the terminal block (9) acts on the set of disposable tips, guides the assembly by means of ligature (29A) so that one of the disposable tips is positioned to be removed from the rest and helps to separate the disposable tip (15 ) by ligature (29B). In the current systems the disposition of the disposable tips is static, that is to say that they do not have a positioning within the box, so this type of subsystem is not present.
  • Disposable tip insertion subsystem on the terminal block (10B): This subsystem facilitates the insertion of disposable tips, such as (12), at the end of the nozzle (11) of the pipetting system. The function of these disposable tips is to prevent contamination by carry between different samples.
  • This subsystem is directly related to the disposable nozzle / tip adjustment subsystem, defined by the terminal block (10A), of which there are several today.
  • the disposable tip (15) When inserting the disposable tip (15) over the nozzle (11) it must be ensured that the disposable tip (15) is inserted with sufficient force to ensure a seal that ensures the accuracy of the volume of aspirated and dispensed, but that at the same time, the user demands (in the case of a manual system) the least possible force to expel the disposable tip, that is, there is also a relationship with the disposable tip eject subsystem, defined by the terminal block (3 ).
  • the insertion of the disposable tips in the manual pipetting devices is done by the user, and the force exerted for the insertion is not controlled and only depends on the experience, expertise and perception of the user. With this subsystem the process is done with a minimum and homogeneous force, for each disposable tip (ergonomic property).
  • the head In the case of automated equipment, since it develops the same movements as in the manual case, the head must insert a disposable tip over the nozzle (11), prior to the operation of aspiration / dispensing. With this insertion subsystem it is intended to perform this task in parallel in order to give the pipetting equipment greater speed, which is generally used when many samples are available.
  • the terminal block (10B) which has a direct relationship with the terminal block (5B), represents the option that the disposable tip (15) be moved to the end of the nozzle (11) and inserted into it. This is manifested by the ligature (26), which for this reason has a door P3 that can be closed in case the door P7 is open, but obviously they cannot both be closed or open.
  • the control subsystem also has extended functions as it intervenes in the movement of the nozzle, the location of the disposable tip, communication and interaction, as well as controlling the positions of the mobile elements such as the nozzle (1) and the disposable tips, which is done through the sensors (17A) and (17B), from the ligatures (22) and (23) respectively. These are all functions of the new terminal blocks introduced in the present invention.
  • the base Pipetting (D) can be identified with what is now the manual pipette or the pipetting head in an automated equipment, while the coupling base (C) is the disposable tip container, which is separated from the previous ones.
  • the coupling base (C) is the disposable tip container, which is separated from the previous ones.
  • ⁇ There is a moving nozzle (movable nozzle) or an insertion module with transfer of the disposable tip (fixed nozzle). These are the two options that exist so that a new disposable tip can be inserted at the end of the nozzle (11), and this will be seen in more detail in the examples of Figs. 2a and 2b.
  • the nozzle (11) has several angular positions ( ⁇ fixed in each aspirated / dispensed operation) it is the same case of fixed nozzle
  • the nozzle can move with rotations (on an axis or on a point) and / or translations in space, driven by components or modules located inside the pipetting and coupling bases, to position from there above one of the disposable tips that are inside the box (13).
  • a box (13) with disposable tips is included within the base structure (C), which can be attached to the base structure (D), directly or through the base structure (C).
  • This box is the equivalent of today's container (rack in English), and there is also the possibility that the box (13) remains separated from the pipetting base as is the case in such cases.
  • Figs. 2a and 2b two different schematic diagrams for a subsystem of insertion / expulsion that contemplate the two possible ways of introducing a new disposable tip at the end of the nozzle (1 1).
  • this can be done by positioning the nozzle (1), as indicated in Fig. 2a, above the disposable tip (15) and inserting it on it (case of mobile nozzle) or carrying the disposable tip ( 15) towards the end of the nozzle (11) and inserting it into it, as shown in Fig. 2b (case of fixed nozzle).
  • the modules and the connections between them are specified, which are the constituents of the blocks of Fig. 1, also specifying the type of ligation that exists between the terminal blocks and the external components.
  • Figs. 2a and 2b have some common characteristics.
  • a base structure (28) that supports the modules and connections and on which the box (13) is coupled with disposable tips. You can see that there is no coupling base (C), or that at most this is the same box (13).
  • the box (13) and the disposable tip (15) are located at an angle a, and there are also the couplings (16), one of which enters directly on the base structure (28) and another on a bridge (44) which also sits on the base structure (28).
  • the nozzle (11) is at an angle ⁇ with respect to the main direction Dp, and the central block (20) internally has an intermediate block of common components (40) or (42), for each of Figs. 2a and 2b respectively, from where the various connections to the modules and action components, which correspond to the terminal blocks of Fig. 1, depart.
  • the eject terminal block (3) of Fig. 1 is the same for Figs. . 2a and 2b, and consists of an eject module (38) that is located in an extreme or rest position and has a connection (50) to the common component block (40) or (42) mentioned above, and can be moved to the position (38A) acting directly on the disposable tip (12) to separate it from the nozzle (11) (ligature (21) in Fig. 1).
  • the ejection module (38) is activated first, which, as indicated by the double direction arrow, goes to position (38A), separates the disposable tip (12) of the nozzle (11) and returns to its initial position at (38), as indicated by the double arrow.
  • This is not shown in Fig. 2b for a matter of clarity with the remaining specified modules, but the movement from (38) to (38A) is present in this case in the same way as in Fig. 2a.
  • Fig. 2a shows that the insert block (10B) of Fig. 1 is formed in this case by an insert module (41) which is fixed and acting directly (ligature (28) in Fig. 1) on the disposable tip (15), the module (41) being able to be coupled to the box (13) or seated on the base (28).
  • the module (41) has a connection (52) with the common component block (40).
  • the position in which the nozzle (11) is initially is an extreme or resting position, but can be moved to the position (11 A) at an angle ⁇ and aligned axially with the disposable tip (15). This movement is also activated from the common component block (40).
  • the movement module (39) acts by performing a combination of translation and rotation movements, transmitting these movements to the nozzle (11), and then positioning itself in (39A), with the nozzle in (11A). In this position, the insertion module (41), which has the disposable tip (15) trapped, is inserted at the end of the nozzle (1 1A). From this action two processes are carried out in parallel, both activated from the block of common components (40). One action is that the nozzle returns to its initial position by completing the movement cycle (as indicated by the double direction arrow) to be at an angle ⁇ , in the direction of pipetting DB (see Fig. 1).
  • the other action is that from the set of disposable tips (14) one of them is selected again to position it in (15), which is also done from the block of common components (40) by means of the action of the push (45) and selection (43) modules, which belong to the blocks (9) and (10B), shown in Fig. 1, respectively.
  • the push module (45) moves and guides the assembly (14), so that the selection module (43) can push a disposable tip and separate it from the rest by positioning it in (5), and get caught by the insertion module ( 41).
  • the nozzle (1 1) is fixed and disconnected from the common component block (42), which is inside the central block (20), and the insertion action is different from the previous case.
  • the ejection module (38) is the same and performs the same operation as in the case of Fig. 2a, having to exert the necessary force to overcome the friction between the disposable tip (12) and the nozzle ( 1 1) to separate them.
  • the way in which the disposable tip (15) becomes positioned in (12) is changed, since there is a mobile insertion module (46), which is in an intermediate position, and goes to the position (46A) to take the disposable tip (15) and then towards the position (46B), that is to say by bringing it to the position (12) and inserting it into the nozzle (1 1).
  • the action of positioning a new disposable tip in (15) from the set of disposable tips (14) is also carried out. through the push module (45) and the selection module (43), such that the insertion module (46) reaches position (46A) at the right time to catch the disposable tip (15).
  • the general method for the pipetting system in Fig. 1 is applicable to both manual devices and automated pipetting equipment.
  • the steps that are followed in the general pipetting method, that is, when the system is defined at level 1, are:
  • the user operates on the coupling terminal block (8), and is responsible for coupling the two base structures (C) and (D), so that the box (13) is at an angle a,
  • the user schedules the development of the functions and operations to be performed through the terminal block of interaction with the user (1), or they can data are entered or sent through the terminal communication block (2), c) in both cases the actions are recorded and the necessary data is taken within the terminal block of control and data processing (6), d) the terminal block of location / section (9) together with the insertion terminal block (10B) selects a disposable tip (15) of the assembly (14) that is inside the box (13),
  • a disposable tip (12) is inserted into the end of the nozzle (11) by activating the disposable tip insert terminal block (10B), also having one of the following options:
  • ⁇ Mobile nozzle the nozzle movement terminal block (5B) positions it above the disposable tip (15), which is inside the box (13), aligning both in the axial direction,
  • the disposable tip (12) already used is separated from the nozzle (11) and discarded, through the terminal ejection block (3).
  • the pipetting method Pl which is set at level 2, can be seen in Fig. 3.
  • the insertion / ejection subsystem is specified, and several modules and components are defined.
  • the steps should be divided, as in the general case, for when using a mobile nozzle or fixed nozzle.
  • the steps that are followed are: (130): carry out preparation and conditioning, prior to the pipetting procedure: selection of the volume to be dispensed, choice of the appropriate disposable tip, preparation of containers, material and liquids to be transferred, as well as the coupling of the device or head of pipetting with the disposable tip container,
  • EXAMPLE 1 Manual pipetting system with vertical nozzle movement, with a handle, with an insertion / ejection subsystem and a box with attached disposable tips.
  • FIG. 4a A schematic representation of a manual pipetting system is shown in Fig. 4a, which has been cut at the average height of the three-dimensional structure along the axial direction D A. This corresponds to the main address Dp of the pipetting system of Fig. 1, and the point of view R should be taken as a reference.
  • the pipetting system has a housing (71) with an upper extension (75) by above and to one side of the buttons (73) and (74), which allows the movement of the nozzle (78) in the axial direction thereof.
  • a handle (72) It also has a handle (72), an actuation button (73) for aspirating / dispensing, an actuation button (74) for insertion / ejection of a disposable tip, and a display (86) where you can see the suction volumes and liquid dispensed
  • the majority of the components sit on the housing (71), with a suction / dispensing module (85) and an insertion / expulsion module (88).
  • the suction / dispensing module (85) is activated from the button (73) through the connection (69), and then connected to the pressure chamber (84), and this is connected in turn, by a flexible hose ( 83), with the nozzle (78).
  • the insert / eject module (88) is activated from the button (74) through the connection (96), and is extended by a rod (91), which has a return spring (89), and can push a pair of heads, such as (92), which are located on both sides of the plane where the disposable tips (from right to left of the page) that are inside the box (76) are moved.
  • These Heads have (each) a drive spring, such as (93) and rest on a base, such as (94).
  • the nozzle (78) has a rack (95) that engages the gear (87), which is controlled by the impeller (90) (mechanical or electronic), connected in turn to the insertion / ejection module (88) via connection (97).
  • the insertion / ejection subsystem is composed of the button (74), the connection (96), the insertion / ejection module (88), the connection (97) to the impeller (90), which acts on the gear (87) connected to the rack (95) of the nozzle (78), the rod (91) with the spring (89), the pair of heads (92) to the side and on both sides of the nozzle (77), the pair of springs with rod (93) and base (94), a thrust subsystem for disposable tips inside the case (76),
  • the user interaction subsystem consists of the drive buttons (73) and (74), the display (86) to display the aspirated / dispensed volumes, connections (69) and (96), the module aspirated / dispensed (85) and the insertion / expulsion module (88).
  • the insertion / expulsion module (88) causes the ejector (77) to be lowered first, which ends in the form of a tube surrounding the nozzle (78), which pushes and separates the disposable tip (79) of the nozzle (78). Once this happens, and the ejector (77) reaches a certain position where the expulsion is secured, the insertion / expulsion module activates the impeller (90) that moves the gear (87), causing the nozzle (78) go up to a position above the box (76), as seen in Fig. 4b. The position of the ejector (77) is restored with the spring (82) that is on the base (81).
  • the stem (91) moves the pair of heads (92) also downwards, compressing the corresponding springs (93) and allowing a disposable tip to be located below the nozzle (78), trapped by the pair of heads (92) and separated from the rest (see Fig. 4b).
  • the nozzle (78) drops a little and the pair of heads (92) are also free and, driven by the pair of springs (93), insert the disposable tip on the end of the nozzle (78).
  • the nozzle (78) moves down with the disposable tip (79) at its end.
  • the disposable tips inside the box (76) are then ready to place a new disposable tip in position when the nozzle (78) returns upwards.
  • the set of components to perform this operation may have a wall with springs inside the box (76), in a manner similar to the magazine of a rifle or by means of a band rotating with pulleys, which drag the disposable tips.
  • EXAMPLE 2 Manual pipetting system with fixed nozzle, with movement of components of the insertion / ejection subsystem, a handle and a box with attached disposable tips.
  • FIG. 5a This case is shown in Fig. 5a, where we see a schematic representation with a cut at the average height of the three-dimensional device, when the view is taken from R, and with the axial direction DA as in the previous example. It can be seen that it is composed of a housing (100), a lower cavity (14), with a curved wall, where the insertion rod (115) and a handle (72) travel (rotationally). There are also a couple of buttons (73) and (74) that activate the central modules of the suction / dispensing (85) and insert / eject (101) subsystems, through connections (69) and (102) respectively.
  • the suction / dispensing subsystem is extended with the chamber (113) and a connecting tube (119) that connects with the nozzle (118), which is inside the ejector (117).
  • This ejector is moved from the interface (103) which is located after the central insertion / ejection module (101).
  • the interface (103) moves the head (105), which also has a spring (104) that restores it to its initial position.
  • the detail of the components is seen.
  • Said head (105) has a flange (110), and a lock (107) located internally on a cylindrical hole of the head (105) which, by means of a transverse axis, moves on the guide (111), and also has a spring (106) that sits on the wall of the hole in the head, which restores the lock (107) to its initial position.
  • the initial position of the head (105) and the lock (107) is shown in Fig. 5a. From the head (105) comes a side arm (109) that ends with the ejector (117).
  • the insertion rod (115) has a return spring (116) and can rotate around the shaft (121) located at the base (120). This rotation is activated by the switch or knob (112) that is part of the drive module (108).
  • the insertion rod (115) ends as a holding head (124), for the disposable tip that is inside, and enters the cavity (123), on the base of the handle (72), and its position is detected by the sensor (122), which is connected to the insertion / ejection module (101). This disposable tip will be moved from the inside of the box (76) to the end of the nozzle (118), being placed in position (79).
  • the suction / dispensing subsystem is extended with the chamber (113) and a connecting tube (119) that connects with the nozzle (118), which is inside the ejector (117),
  • the insertion / ejection subsystem is extended with an interface (103), a head (105), with a spring (104) that restores it to its initial position, and has a flange (110) and a lock (107), located inside a cylindrical bore of the head (105) and which has a spring (106), a guide (111), on which the head (105), a lateral arm (109), which leaves from the head ( 105) and ends with the ejector (117), an insertion rod (115), which has a return spring (6) and can rotate around the shaft (121) located at the base (120), ends as a spindle holder (124), for the disposable tip that is inside, and enters the cavity (123), on the base of the handle (72),
  • the insertion / ejecting subsystem is activated and the head (105) moves downwards stretching the spring (104).
  • the result is to separate the disposable tip (79) from the nozzle (118), being pushed by the ejector (117), since it connects directly with the arm (109) seated in the head (105) .
  • the head (105) operates, through the switch (112), the drive module (108), which can have a motor.
  • the drive module (108) is responsible for putting in move the shaft (121) and make the clamping head (124), which has one of the disposable tips in the box (76) trapped, have a rotation of 90 degrees (in the direction of the arrow) to get in vertical position.
  • the latter can be seen in Fig. 5c, where the clamping head (124) has a cut, and is already positioned below the nozzle (1 8), with its upper end hooked into the head (105) through of the tab (110) and the lock (107). This lock is protruding from the transverse hole of the head (105) and the restoring spring (106) is compressed, forced by the movement on the guide (111).
  • the arrows indicate the directions of movement that the components driven by the springs (104) and (106) will have, while the spring (116), which is on the rod (115), is without stretching.
  • the button (74) is released, the spring (104) exerts the greatest force on the insertion / ejection subsystem and also drags the clamping head (124), then stretching the spring (116).
  • the head (105) returns to its initial position and the lock (107), by the force exerted by the spring (106), follows the guide (111) to its position in Fig. 5a and releases the rod end ( fifteen). In the position shown in Fig.
  • the effect obtained is that the disposable tip, contained in the clamping head (124), is inserted into the nozzle (18) due to the vertical force developed by the spring (104) .
  • the upper end of the rod (115) has been released and the spring (116) will cause it to move down, and finally the drive module (108) will cause the clamping head (124) and the rod (115) to perform the movement of rotation, around the axis (121), to position itself again in the manner indicated in Fig. 5a.
  • the expanded sector shows that when the lock (107) reaches the upper position on the guide (11), the spring (06) places it towards its rest position and the head (105) is free, allowing the movement of the rod (115) in the direction indicated by the arrow, in the enlarged sector to the right of Fig.
  • each terminal block is associated with a single subsystem, however it can also occur in a different way. That is, depending on the architecture of the pipetting system, a terminal block may be associated with more than one subsystem or a subsystem may have several of the terminal blocks shown in Fig. 1. In the three different levels of definition it can happen that some elements corresponding to the diagram of that level are shared, either through intermediate blocks, components or modules. But at level 3, when there is a greater specification of the components, some of these, corresponding to a terminal block of level 1, may be shared in different subsystems as well. In short, the number of combinations and possible subsystems is also very varied. In Fig.
  • FIG. 6a Some variants and modalities emerged from Fig. 1 are shown in Figs. 6a and 6b.
  • the block (5B) located inside the base structure (D) and the box coupling terminal blocks (8), location / section of disposable tips (9), and disposable tip insertion are considered (10B) placed between the pipetting base (D) and the coupling base (C), that is to say that there is a part of the terminal blocks within it.
  • the mentioned blocks are all included within the coupling base (C), also considering that some intermediate block, which is inside the central block (20) in Fig. 1, also It may be partially within this structure.
  • Figs. 7 refers to the possibility that the disposable tip (12), when ejected, is not thrown into an external container.
  • An extension of the right part of Fig. 7 is shown in Fig. 7a, with a cut at the height AA 'to be able to visualize the terminal blocks and ligatures in more detail.
  • the box (13) is now divided into two parts.
  • One part is the box section (13A) with unused disposable tips, where the assembly (14) and the selected tip (15) are, such as the description given in Fig. 1.
  • the other part is the box section Disposal / recycling (13B), which stores the disposable tips already used, for disposal or to enable a plastic recycling process involved in the disposable tips and in the double box (13A) / (13B). Now you have a new subsystem.
  • Disposal / recycling subsystem on the terminal block (3A): For this there is a block (3A) replacing the ejection block (3) of Fig. 1, which is responsible for separating the disposable tip (12 ) of the nozzle (11). It has the ligature (21A) in the case of pipetting systems with fixed nozzle, and when the door P9 is closed. From there it is carried by the terminal block (10B) to the box section (13B). In the case of mobile nozzle (P9 open) it is responsible for locating the discarded disposable tip inside the box section (13B) and separating it there from the nozzle (11). In both cases we must also observe that there is a new angle ⁇ that defines the direction D G for the disposal of the disposable tip already used within the box section (13B).
  • the control terminal block (6) also has a sensor to detect the positioning of the nozzle and / or disposable tip with respect to the box section (13B). This process represents something new and very suitable for the handling of consumables within the laboratory, being simpler and more direct (for the user) the handling of such materials. We did not find it today, and it is applicable to automated equipment and manual devices.
  • Disposable tip location / introduction subsystem on the terminal block (9A): When the box is divided into two sections, section (13A) containing disposable tips that have not yet been used, and section (13B) initially empty and where the disposable tips already used will be placed, then the terminal block (9) retains the functions and ligatures on the box section (13A). But now there is a new terminal block for the location / introduction of disposable tips (9A), with ligatures (33A) and (33B), which play the function of positioning and guiding the set of disposable tips (14A) inside the box section (13B).
  • the disposable tip introduced (15A), inside the box section (13B), is introduced therein with the contribution of the discard / recycled terminal blocks (3A), by means of ligature (21 B), and location / introduction of disposable tips (9A), by ligation (33B).
  • the inserted disposable tip (15A), inside the box section (13B) becomes part of the assembly (14A) by the joint action of the ligatures (33A) and (33B) of the terminal location / insertion block (9A), and also has the ligature (23A) with the sensor (17B), on the box section (13A).
  • the data control and processing terminal block has the ligature (23B) with the sensor (17C), to determine the position of the disposable tip inserted (15A) in the box section (13B).
  • the terminal block (9A) is similar and has almost the same components as the terminal block (9), and can share several components with each other, with the caveat that instead of fitting in the nozzle or taking the disposable tip ( 15), remove from the nozzle or deposit the disposable tip (15A), which is the disposable tip (12) when positioned above the box section (3B).
  • This subsystem is not present in any type of pipetting device or system.
  • Figs. 8a and 8b are the two variants with double box, equivalent to the cases shown in Figs. 2a and 2b, showing the location / section (153) and location / discard modules (152) of disposable tips for the boxes (13A) and (13B) respectively. Both modules also guide the set of disposable tips into the box sections (13A) and (3B).
  • the location / section module (153) has, in both Figs. 8a and 8b, a connection (166) to the shared component block (157) and (158).
  • the location / discard module (152) has different connections, (165) and (175) to these blocks (157) and (158) respectively, since the system (mobile or fixed nozzle) is different different the way it is introduced in the box section (13B).
  • FIG. 8a you have the insertion module (150), with a connection (170) to the location / section module (153), and in Fig. 8b it is called the insertion / disposal module (154).
  • the latter takes four defined positions: in (154), (154A), (154B), (154C), moving in the directions indicated by the arrows, and is replacing the insertion module (46) which has three defined positions: (46), (46A) and (46B).
  • step (131), (132A) and (132B) an insert / discard subsystem is activated, with the box having two sections: one with unused disposable tips (13A) and another with disposable tips that have already been used (13B).

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Abstract

Se presenta un sistema de pipeteo que posee dos estructuras base: una base de pipeteo, con la mayoría de los componentes y subsistemas de los sistemas de pipeteo conocidos, y una base de acople, que le introduce al conjunto nuevos subsistemas. Como ambas bases pueden acoplarse, se derivan diferentes modalidades y variantes, ya que pueden concebirse un gran número de configuraciones y arquitecturas, de acuerdo al nivel en que se define (1 a 3). En especial, se tiene un subsistema de inserción/expulsión, que hace muy eficiente el recambio de puntas desechables, el cual se realiza de dos maneras: con la boquilla moviéndose hacia la punta desechable o a la inversa (con la boquilla fija). Se muestran ejemplos de sistemas de pipeteo manual, para cada caso. Incluye la modalidad de tener una caja con puntas desechables nuevas y usadas, para reciclaje del plástico. El sistema de pipeteo es aplicable tanto al caso manual como automático, teniendo ventajas en ambos casos sobre los sistemas actuales y se establece un método también aplicable a ambos casos.

Description

SISTEMA HIBRIDO DE PIPETEO CON INSERCION DE PUNTA DESECHABLE
CAMPO DE LA INVENCION
Esta invención se refiere a los sistemas y métodos de pipeteo, incluyendo sistemas manuales y automáticos, que al día de hoy se componen de un dispositivo o equipo para pipeteo y un contenedor con puntas desechables en su interior, los cuales suelen tratarse de manera separada. En un sentido particular, se consideran sistemas, equipos y métodos que realizan operaciones de aspirado y dispensado, como es el caso de las pipetas de pistón, que se emplean para el trasvase de líquidos desde un recipiente a otro(s).
OBJETO DE LA INVENCIÓN
En la actualidad es común el uso de pipetas para el trasvase de líquidos en laboratorios de investigación o clínicos, y en industrias tales como la farmacéutica, genómica, alimentos, diagnóstico, entre otras. En esta invención se establece un sistema híbrido de pipeteo, que puede tener componentes de diferente naturaleza (mecánicos, electrónicos, etc.), y es más completo pero también más complejo que los conocidos. Se muestra que contiene nuevas características y más funciones, a través de subsistemas definidos sobre lo que hoy sería la conjunción del dispositivo o equipo de pipeteo y el contenedor o charola con puntas desechables. Esto también da origen a un método para el recambio de puntas desechables, y en especial se introduce un subsistema de inserción/expulsión de puntas desechables, en base a dos posibles arquitecturas: 1) con movimiento de la boquilla, o 2) con movimiento de la punta desechable. Sistemas, métodos y/o dispositivos de recambio de puntas desechables no están incluidos como parte de las pipetas manuales que se encuentran en el mercado, sean mecánicas, electrónicas o híbridas. El sistema y el método obtenidos no tienen ningún tipo de restricciones en cuanto a la forma de uso y sus aplicaciones posibles, aunque se dan ejemplos de dispositivos derivados, sin quedar por ello limitado de alguna manera a los mismos. Se orienta, en un sentido particular, hacia pipetas manuales donde la manera en que se realiza el recambio de puntas desechables es una propiedad ergonómica. Otro aspecto considerado dentro del sistema de pipeteo es la introducción de un contenedor con una doble caja, que permite un rápido y fácil reciclado del plástico. Con las mismas características y propiedades presentadas, el sistema de pipeteo se puede aplicar al caso de equipos automatizados que emplean un brazo robótico para el proceso de pipeteo. La aplicación (manual o automática) del sistema y del método desarrollado en esta invención incluye mejorar la relación de fuerzas de inserción/expulsión así como una optimización en el desempeño del dispositivo. INTRODUCCION Y ANTECEDENTES
Los sistemas de pipeteo tienen diversas aplicaciones en ciencia y tecnología, así como en las industrias relacionadas, tales como alimentos, biotecnología, biología molecular, genética, salud,' biomedicina, medio ambiente, química y farmacología, sin quedar acotadas a las mismas. En especial, el trasvase y dispensado de líquidos se realiza en laboratorios de análisis e investigación, hospitales y en todos aquellos lugares que requieran manejo de líquidos de manera precisa.
Para una mejor comprensión del presente desarrollo, consideramos primeramente los sistemas a un nivel general e incluimos a continuación algunas definiciones útiles.
1- Sistema: Conjunto de componentes o elementos organizados que se encuentran en interacción entre ellos, que buscan metas comunes, en una referencia temporal para producir una salida (como información, materia y/o energía). Puede representarse a diferentes niveles y aquí lo consideramos, desde un punto de vista básico, mediante una representación abstracta. Aunque también, desde un punto de vista físico o más realista puede representarse a través de módulos, componentes y sus conexiones. Cuando estos son de diferente tipo o naturaleza se dice que el sistema es híbrido, y también puede estar dividido en partes para una mejor comprensión o agrupamiento de tales componentes.
2- Diagrama de bloques: Representa la estructura de un sistema poniendo énfasis en la función que cumplen los bloques. Muestra entonces las partes que lo forman y el modo en que se relacionan entre sí, pero no representa el aspecto físico ni su funcionamiento. Cada parte puede ser en realidad un conjunto de partes que se agrupan cuando juntas cumplen una función. Por lo general, se utiliza como descripción (que llamamos) a nivel 1 , que es menos detallada en cuanto a la implementación y más orientada a la comprensión de los conceptos importantes. Se considera que un bloque es un conjunto coherente de cosas (componentes o módulos en nuestro caso) con algunas características comunes, o que desarrollan una función u operación en conjunto.
3- Diagrama esquemático: Aquí reemplazan todos o algunos de los bloques en el diagrama de bloques de un sistema y se lo desglosa en módulos, componentes y sus conexiones que pueden ser o no abstractos, empleando en parte un lenguaje gráfico así como representaciones más realistas. Es decir que este tipo de diagrama es más aproximado a una representación real (en relación al diagrama de bloques) y constituye un ejemplo (que denominamos a nivel 2) cuasi real de un dispositivo o equipo. Pero la propiedad fundamental que contiene es que define claramente la arquitectura del sistema a un nivel más específico que el caso del diagrama de bloques, permitiendo visualizar los subsistemas que lo integran.
4- Diagrama de dispositivo: Muestra el sistema en un nivel más detallado a lo que es la representación esquemática, ya que se especifica el tipo, naturaleza o clasificación del mismo, y decimos entonces que es una descripción a nivel 3. Un dispositivo lo definimos como un artificio dispuesto para la ejecución de una o más acciones o funciones, considerando aquí que puede ser manual, automático o híbrido (semiautomático). Físicamente está conformado por componentes, pudiendo haber agrupamiento de estos en módulos, y desde un punto de vista práctico se lo puede considerar como ejemplo concreto de un sistema. En lo que aquí nos interesa, las pipetas manuales y los cabezales de pipeteo para equipos automatizados son ejemplos de dispositivos de pipeteo.
5- Subsistema: Subconjunto de elementos de un sistema, según el criterio que se clasifique o que se pida para hacer la separación. Como elementos, nos referimos a bloques, componentes o módulos, es decir que un subsistema se puede definir en los tres diferentes niveles, sin embargo es a partir del nivel 2 cuando queda claramente separado de los bloques que se introducen en el nivel 1. En el nivel 3, ya especificando el subsistema en base a los componentes, queda definido por estos y entonces puede incluir componentes que están reemplazando a diferentes bloques, aunque esto también queda a criterio de quien hace el diseño. Dos o más subsistemas pueden estar superpuestos, de modo que comparten algunos elementos. Sin embargo, es necesario establecer un criterio que permita diferenciar dos subsistemas, para que el conjunto no sea redundante. Esto lo utilizamos más adelante con directa aplicación al sistema de pipeteo que es objeto de esta invención.
6- Diagrama de flujo: Es una representación gráfica de un algoritmo o proceso, y utilizan símbolos con significados bien definidos que representan los pasos del algoritmo, donde el sentido de la ejecución se representa mediante flechas que conectan los puntos de inicio con los pasos intermedios y el fin del proceso.
7- Componente: cada uno de los constituyentes básicos que intervienen en la estructura y operación de un dispositivo o equipo. En la sección referida a la descripción detallada consideramos componentes que son (sin quedar limitado) de tipo electrónico, mecánico, neumático, óptico, magnético, electromagnético, acústico y/o híbrido entre al menos dos de los anteriores. Los componentes interaccionan o se enlazan entre sí a través de conexiones.
8- Módulo: conjunto unitario de componentes agrupados, que se emplean en la implementación de un sistema, para hacerlo más fácil, regular y económico. Está constituido por componentes, siempre que se pueda utilizar sobre el mismo un cierto criterio de agrupamiento, desarrollando el conjunto una función u operación definida o parte de ellas. Sin embargo, un módulo está definido por la función que realiza dentro del sistema y no por sus componentes internos. Diferentes módulos se acoplan o enlazan a través de conexiones, al igual o de la misma naturaleza que los componentes.
9- Conexión: Es el enlace funcional que se establece entre dos elementos de las mismas características o niveles jerárquicos que están representando alguna cosa o sistema, es decir entre pares de bloques, módulos o componentes, lo cual les permite establecer una interacción entre uno y otro. Se representan mediante líneas o flechas (dándole en este caso un sentido de flujo).
10- Acoplamiento: es el ajuste que se consigue entre dos componentes o estructuras para formar un conjunto mayor y para que puedan estar unidos cuando desarrollan una función de conjunto.
Vemos entonces de lo anterior que la representación de un sistema la damos básicamente en tres nivel, aunque puede haber subniveles donde se especifican algunas partes o componentes de manera más detallada. A nivel 1 tenemos el diagrama de bloques, que establecen las funciones y cuáles son los posibles subsistemas. A nivel 2 el diagrama esquemático ya permite establecer algunos módulos o componentes a nivel general, permitiendo definir los subsistemas, que incluso podrían contener cada uno varias de las funciones indicadas por los diagramas de bloques del nivel 1 . A nivel 3 ya es un diagrama de dispositivo, que permite definirlo desde el punto de vista de tipo, naturaleza, forma y componentes, aunque igual que en el nivel anterior puede haber varios subniveles con mayores detalles entre uno y otro.
Referido a sistemas de pipeteo y todo lo relativo al proceso, dispositivos y mecanismos incluidos en los mismos, es importante considerar también algunos conceptos que nos ubiquen en contexto. También incluimos la bibliografía de patentes que se puede encontrar en relación a los conceptos, seleccionando muy pocos pero relevantes y de los más recientes ejemplos. Esto permite establecer los alcances de lo que se encuentra hoy en día en relación a tales temas, y poder explicar en las siguientes secciones cuáles son las novedades de la presente invención.
Sistema de pipeteo.
La operación de pipeteo es aquella en que se toma una cantidad precisa y relativamente pequeña de líquido, que es introducido (dispensado) luego en un segundo recipiente para su análisis o algún otro tipo de testeo o función, como es el caso de la dilución y/o mezcla de líquidos, pero sin quedar limitado. En el presente contexto, la operación también la mencionamos como aspirado/dispensado debido a las características del sistema encargado de realizarla, y que emplea una cámara de presión con un pistón o émbolo, así como puntas desechables donde se introduce el líquido aspirado que luego es dispensado.
Con la finalidad de tener un criterio unificado, aquí consideramos que un sistema de pipeteo es aquel que está compuesto por un dispositivo o equipo de pipeteo y un contenedor o charola con puntas desechables en su interior. Los sistemas de pipeteo tienen NxM boquillas para realizar la operación, siendo N=1 ,2,... , M=1 ,2,..., que utiliza cada una su correspondiente punta desechable.
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Tabla 1 - Patentes que hacen referencia y tratan sobre sistemas de pipeteo Si se analiza la bibliografía de patentes, se puede comprobar que no hay una clara definición de lo que es un sistema de pipeteo, aunque en la patente US 3,494,201 (Roach, 1968) es donde se da el mismo sentido al que utilizamos aquí. En las referencias de la Tabla 1 podemos encontrar modificaciones al llenado (con un líquido) de puntas desechables mediante dispositivos diferentes a los comúnmente utilizados (pistones), cambios en el mecanismo de funcionamiento para permitir el aspirado de varias muestras separadas por una capa de aire, flexibilización de la toma de puntas desechables en equipos automatizados, o introducción de sensores y lazos de control para mejorar la precisión del aspirado, también se involucra el uso de sistemas de cómputo para la calibración del volumen aspirado de muestras. A los dispositivos de pipeteo los tomamos como ejemplos de sistema más simples que el caso de un equipo, que puede estar compuesto por varios dispositivos, y desarrolla tareas más complejas. Sin quedar limitado al concepto, podemos asociar en principio lo que es un dispositivo con una pipeta o micropipeta manual, que a su vez puede ser mecánica, electrónica o híbrida, pero también lo asociamos con el cabezal de un equipo de pipeteo automatizado, que tiene un número NxM de boquillas (en forma de matriz). Este sistema (cabezal + contenedor) se opera mediante un brazo robótico, como puede ser una mesa de coordenadas o uno SCARA, aunque también hay ejemplos en que puede operarse de manera manual.
Punta desechable (pipette tip, en inglés).
Una punta desechable diferente se utiliza en cada operación de aspirado/dispensado de líquido, o sea para cada muestra que se toma con el dispositivo o equipo de pipeteo, y es importante para evitar la contaminación por acarreo entre diferentes muestras. Ya que está hecha de material plástico, es importante poder hacer entonces un reciclado de este material. Una punta desechable típica es hueca en su interior y tiene simetría circular (como un tubo cónico), y está formada por una corona con canal interior, que puede ser cónica o cilindrica con algunas salientes longitudinales, y un cuerpo o prolongación frustocónica. La corona de la punta desechable tiene un diámetro externo mayor que el cuerpo cónico, el cual cuenta con un orificio pequeño en su extremo distal. La boquilla del dispositivo o equipo de pipeteo se inserta en el interior de la corona de la punta desechable, y se mantiene allí por fricción, ejerciendo una cierta fuerza que puede llegar a los 5 kg. Este valor no es exacto y ha sido disminuido en gran medida con el empleo de materiales o sistemas más adecuados.
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Tabla 2 - Patentes relacionadas con puntas desechables y acoplamiento entre estas con la boquilla. En los ejemplos de la Tabla 2 se desarrollan formas de lograr un buen sellado entre la boquilla de la pipeta y la punta desechable para garantizar precisión, a la vez que deben reducirse la fuerza que se requiere para insertar y expulsar las puntas desechables. Se muestran diferentes maneras de lograr el sellado, como por ejemplo: una punta desechable cuya corona tiene una saliente para facilitar la inserción y la expulsión. También se reivindican diferentes arreglos y diseños de canales en la corona para disminuir las fuerzas de inserción/expulsión, que se logra utilizando un material similar al hule para que sea flexible y facilite el sellado. Se trata el empleo de una bisagra flexible que facilita la inserción, expulsión y sellado, así como un o-ring (o empaque) sobre la boquilla de la pipeta, o bien puntas desechables unidas por una tira para su uso con multipipetas. En el caso de equipos automatizados se pueden emplear dos porciones cilindricas de diferentes diámetros, ambas con anillos que sobresalen, con las que la punta desechable hace contacto y sella, mientras que la punta desechable cuenta con un collar en el que se ubican dos zonas (escalones) de diferentes diámetros que hacen contacto con los anillos de de la boquilla. La integración de un electrodo en el paso del flujo se usa para detectar, entre otras cosas, la cantidad de líquido, el aspirado, la presencia de burbujas y la velocidad de aspirado. También se incluye una punta desechable hecha de un sustrato de polímero repelente al agua y que evita que muestras biológicas se adhieran en la parte exterior de la punta durante el dispensado.
Contenedor o charola (rack, en inglés) con puntas desechables.
Típicamente las puntas desechables son suministradas en contenedores o charolas que tienen orificios para alojar un total de NxM puntas desechables (con N=1 ,2,... , M=1 ,2,...). Se pueden encontrar muchas patentes referidas a contenedores de puntas desechables donde en general se lo considera separado del dispositivo o equipo de pipeteo. Las puntas desechables están dentro del contenedor posicionadas de la forma más adecuada, generalmente en forma vertical, apoyadas sobre la base de la corona en una estructura similar a una gradilla, que favorece el alineado axial con la boquilla y facilita la inserción de esta en el interior de la punta desechable (y desde la corona).
En los ejemplos citados en la Tabla 3 se utilizan diversos mecanismos tales como: una placa, una base periférica y una falda periférica, donde la placa contiene los receptáculos para las puntas desechables, la base se extiende desde la placa hasta una superficie distal desde donde se extiende la falda que sobresale para permitir que se encimen charolas similares. Un sistema con una charola de transferencia y una placa que empuja las puntas desechables y las libera de la charola. Un montaje para inserción de puntas desechables que presenta una superficie de inserción sobre la que se colocan las puntas y a la que se aplica una fuerza de retención para insertar las puntas en una o varias boquillas. Un dispositivo para cargar un contenedor con puntas desechables dispuestas en charolas. El dispositivo inserta las puntas colocadas una encima de otra desde su charola a través de una plataforma superior que la sostiene y una plataforma inferior o base que sostiene al contenedor. La plataforma superior se presiona hacia abajo para cargar las puntas desechables en el contenedor.
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Expulsión y recambio de puntas desechables.
Definimos como "recambio" al proceso de inserción y expulsión de puntas desechables, sobre y desde la boquilla del sistema de pipeteo, respectivamente. La punta desechable se inserta posicionando primero el dispositivo por encima de la punta desechable y alineándola con la boquilla en la dirección axial, y luego empujando el dispositivo o el cabezal del equipo de pipeteo sobre la abertura de la corona de dicha punta desechable, mientras esta permanece dentro del contenedor o charola. Cuando una punta desechable se inserta en la boquilla es importante que se utilice una fuerza suficiente para sellar la unión, de manera que no haya fugas para las variaciones de presión que se hacen desde la cámara de presión, en el interior de la punta desechable, y que el fluido aspirado y dispensado no se salga por la unión boquilla/punta desechable. De esta manera, se consigue que cantidades exactas de fluido sean aspiradas y dispensadas. También la punta desechable debe ser montada con la suficiente fuerza para evitar que se caiga, pero si es montada con demasiada fuerza podría resultar difícil removerla del extremo de la boquilla luego de su uso. Por lo general, las pipetas incluyen un removedor (o sistema de expulsión) de puntas desechables que consiste básicamente en un cilindro deslizable, que rodea a la boquilla, en la dirección axial del conjunto boquilla/punta desechable, y un resorte que restituye el cilindro a su posición inicial.
Se han desarrollado diversas soluciones para facilitar la expulsión de las puntas desechables que van desde la implantación de mecanismos que empujan la punta al accionar un botón, hasta diseños de puntas desechables que favorecen su deformación o se usan en combinación con diseños específicos de boquillas. La Tabla 4 contempla algunos ejemplos de estos casos, como el diseño de una boquilla para reducir la fuerza de inserción/expulsión que tiene unos lóbulos sobre los que sella la punta desechable al deformarse cuando entra en contacto con ellos. Estos lóbulos tienen una forma particular en la que su parte más prominente se va suavizando en forma de rampa ascendente sobre la boquilla. Encontramos también una boquilla y una punta desechable para disminuir la fuerza de expulsión, donde la boquilla incluye tres secciones, una superior de aseguramiento de la punta desechable, una intermedia que sirve como tope y una parte inferior de sellado. También hay una pipeta en la que la expulsión de la punta desechable no se hace desde la parte exterior de la boquilla como sucede en la mayoría de las pipetas con expulsor, lo que permite que el radio de la boquilla no aumente y se pueda insertar la pipeta en contenedores angostos, esto se logra ubicando en el interior de la boquilla un dispositivo (tipo émbolo) que empuja la punta para su expulsión. Otro caso es un mecanismo de expulsión de puntas desechables en el que una manga alrededor de la boquilla es la que, al ser empujada, expulsa la punta desechable mediante el almacenamiento de la energía utilizada para insertar la punta desechable, que se consigue a través de un resorte que al descomprimirse empuja la manga. Esta y el resorte también sirven para limitar la fuerza de inserción. Otro caso es el de una boquilla con zonas cilindricas de soporte lateral en su parte externa que sirven para ajustar con regiones cilindricas de soporte en el interior de la punta desechable para permitir una inserción sencilla pero firme de la punta desechable, a la vez que facilita la expulsión. Esta boquilla define una zona anular de sellado y una zona anular de soporte, donde el diámetro de sellado es ligeramente mayor al de soporte.
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Método de pipeteo.
La operación de pipeteo se realiza cuando se toma una cantidad precisa y relativamente pequeña de líquido, quedando este contenido dentro de una punta desechable. El líquido es introducido (dispensado) luego en un segundo recipiente o distribuido en varios recipientes para su análisis o algún otro tipo de testeo o función, como es el caso de la dilución y/o mezcla de líquidos. La operación individual también la mencionamos como aspirado/dispensado, debido a las características del sistema encargado de realizarla, y que emplea una cámara de presión con un pistón o émbolo. Ambos volúmenes, de aspirado y dispensado, se programan previamente por el usuario. Los métodos que hoy en día se pueden encontrar en la bibliografía son variantes y modalidades de un método general conocido desde hace mucho tiempo, con el cual se cumplen los siguientes pasos: a) posicionamiento del dispositivo de pipeteo por encima del contenedor de puntas desechables, alineando la boquilla en la dirección axial con una de las puntas desechables, llevando el dispositivo con el movimiento del brazo del usuario, sosteniéndolo con una mano, o con un brazo robótico,
b) inserción de la boquilla dentro de la punta desechable, lo cual se realiza desplazándola en la dirección axial, para que entre por la corona mientras la punta desechable asienta (desde la corona) dentro del contenedor. Se debe realizar un cierto esfuerzo en la dirección axial para lograr un adecuado sello entre la boquilla y el interior de la punta desechable,
c) operando el conjunto dispositivo de pipeteo/punta desechable, se introduce la punta desechable insertada en la boquilla del dispositivo de pipeteo en el interior del líquido a ser trasvasado,
d) un sistema mecánico o electrónico realiza y/o supervisa la aspiración del volumen de líquido previamente programado, lo cual se realiza desde el subsistema de aspirado/dispensado,
e) se traslada el conjunto dispositivo de pipeteo/punta desechable de modo de colocar la punta desechable dentro o por sobre el recipiente donde será dispensado un cierto volumen,
f) el mismo sistema mecánico o electrónico del paso d) realiza la operación de dispensado del volumen de líquido, el cual puede repetirse varias veces desde el paso e) para varios recipientes hasta finalizar el volumen total de líquido aspirado y que la punta desechable, insertada en la boquilla, quede vacía de líquido, g) se desplaza el conjunto dispositivo de pipeteo/punta desechable posicionándolo por encima de un recipiente de desecho, y luego se activa el expulsor de punta desechable para que este empuje la punta desechable fuera de la boquilla, y que esta caiga en el interior de dicho recipiente,
h) En caso de requerirse, para la siguiente muestra u operación de aspirado/dispensado, se repite el proceso desde el paso a).
Este proceso, descripto para N=1 canal (o boquilla), es básicamente el mismo para el caso de NxM-canales (que es una multipipeta). Nos permite también destacar más adelante las diferencias y novedades introducidas en esta invención desde el punto de vista del método derivado.
En las referencias incluidas en la Tabla 5 se pueden encontrar variantes del método general de pipeteo (en relación a la colocación de la punta desechable, aspirado de muestra, dispensado de la misma y expulsión de la punta desechable), que se basan en la introducción de sensores, dispositivos, lazos de control o combinaciones de estos en uno o varios de los pasos del método general de pipeteo para, por ejemplo, garantizar una mejor precisión, evitar contaminación o hacer más flexible el pipeteo en microplacas.
En los casos en que se busca mejorar la precisión se incluyen lazos de control con sensores (ultrasónicos, piezoeléctricos, ópticos o de presión) para determinar que la cantidad aspirada sea la deseada. En otros casos se busca lograr que todo el líquido aspirado sea expulsado desde el interior de la punta desechable, pues en ocasiones algunas gotas de muestra quedan adheridas a las paredes de la misma. Para lograrlo se utilizan también sensores y pasos adicionales en el pipeteo en los que puede aspirarse un poco de aire (para generar presión y aumentar la fuerza con la que se expulsa la muestra) o agua (para aumentar la humedad relativa dentro de la punta desechable y reducir la adherencia) previo al aspirado de la muestra. Finalmente, otros métodos involucran contenedores de puntas desechables para equipos automatizados desde donde se pueden tomar diferentes tamaños de puntas y que en algunos casos permiten aspirar o dispensar desde posiciones seleccionadas de una microplaca.
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Sistema de pipeteo manual.
Este tipo de sistema se compone de una pipeta manual y un contenedor de puntas desechables, en donde una buena parte de las operaciones son ejecutadas directamente por el usuario. Las pipetas pueden ser mecánicas, electrónicas o híbridas, pudiendo ser también simples (una sola boquilla) o multicanal (N boquillas, con N = 1 , 2, ...). Un ejemplo reciente también muestra que puede utilizarse manualmente un cabezal de NxM boquillas, deslizando sobre una mesa de coordenadas. Existen diversas patentes relativas a pipetas manuales, en las que se plantean nuevas variantes en sus mecanismos y funcionalidades, así como soluciones a problemas ergonómicos, ya que influyen directamente sobre la salud del usuario. Sin embargo, esto no implica solo cambios en el diseño sino también en la estructura de sus mecanismos internos, funcionalidades, forma exterior y materiales.
En varias de las pipetas existentes, el usuario debe realizar también una fuerza para la expulsión de la punta desechable ya utilizada. Esta fuerza está en relación con la correspondiente fuerza de inserción, la cual suele ser diferente para cada usuario o depende de un adecuado posicionamiento de pipeta y punta desechable en la dirección axial. En este proceso también se requiere hacer un movimiento del brazo que sostiene la pipeta para posicionar la misma sobre un contenedor e insertar la punta desechable. Debido a que el proceso suele hacerse de forma repetitiva, influye en la aparición de daños músculo esqueléticos en el brazo, la mano y las articulaciones del usuario. El control en la fuerza aplicada al insertar una punta desechable en la boquilla depende fundamentalmente de la habilidad del usuario. Esto significa que un operador, de manera inadvertida, podría estar utilizando un esfuerzo mayor del necesario. Entonces, aún teniendo un sistema de expulsión de puntas ergonómico, si este es operado con los dedos (por ejemplo el pulgar) deberá hacerse una fuerza mayor a la necesaria para expulsar la punta desechable. Esto también puede llevar a lesiones por esfuerzos repetitivos. Una opción no recomendada, porque puede contaminar la punta desechable, es insertar la punta desechable con la otra mano, pero igualmente se debe ejercer una fuerza y la punta puede quedar mal posicionada en la dirección axial.
Ya que los mecanismos internos desarrollan también las funciones de aspirado y dispensado, se busca que estos no ofrezcan gran resistencia en la operación por parte del usuario, y las fuerzas involucradas para su accionamiento no sean muy importantes al momento de realizar trabajo repetitivo.
En la Tabla 6 se muestran diferentes ejemplos de pipetas manuales, entre las que se encuentran los diferentes tipos existentes en la actualidad (mecánica, electrónica e híbrida). En todos los casos se incluyen características que presentan ventajas para los usuarios desde el punto de vista de su operación, pues facilitan la calibración, disminuyen la posibilidad de errores por parte del usuario y les confieren mayor número de opciones de programación.
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Los ejemplos de de la Tabla 6 contemplan la inclusión de métodos para la correcta calibración de los líquidos dispensados, la inclusión de sensores en pipetas mecánicas para poder determinar y ajustar la cantidad de líquido aspirado, haciéndola así del tipo híbrido pues incorpora elementos electrónicos y retroalimentación, sensores en pipetas electrónicas para disminuir las probabilidades de error por parte de los usuarios al elegir la punta desechable adecuada, de acuerdo al volumen seleccionado, y la inclusión de comunicación con computadoras, para facilitar la interacción y programación por parte del usuario. Sistema de pipeteo automatizado.
Está representado por equipos donde la participación del usuario es mínima, interviniendo sólo para la programación de volúmenes de pipeteo, selección de número de muestras y otras funciones adicionales menos relevantes. La ejecución del proceso de pipeteo la realiza un equipo robotizado, pudiendo ser de eje de coordenadas o SCARA, sobre el cual se acopla un cabezal con los componentes para el desarrollo de las funciones. Incluso en este caso el contenedor con puntas desechables está desarrollado aparte y, a lo sumo, va acoplado de alguna manera al equipo de pipeteo. No hay ningún ejemplo en el cual vayan acoplados el contenedor y el cabezal del equipo de pipeteo, de modo que se muevan juntos.
Los ejemplos de la Tabla 7 muestran que en los equipos automatizados el desarrollo se centra en el diseño de los cabezales que toman las puntas desechables y a través de los cuales se realizan las tareas de aspirado y dispensado, haciendo énfasis en el aumento de la versatilidad y velocidad de los equipos. Existen varios ejemplos en los que se presentan cabezales que pueden intercambiarse fácilmente para poder adaptarse a los diferentes contenedores o arreglos de microplacas, desde los que se hacen las tareas de aspirado y dispensado, así como equipos con un par de cabezales donde uno se dedica únicamente al aspirado y otro al dispensado. También hay equipos en los que se montan hasta tres cabezales diferentes para una mejor adaptación a los diferentes tamaños de microplacas, y cabezales en los que el trabajo no necesariamente se realiza haciendo el aspirado y dispensado simultáneo en todas las puntas desechables pues permiten elegir configuraciones personalizadas. Se presenta también un ejemplo en el que las boquillas que toman las puntas desechables permiten la inserción de diferentes tamaños de puntas desechables. NUMERO FECHA AUTOR(ES) CLASIFICACION
US4785677 22/11/1988 Higo B01 L 3/02, 73/864.14
US6576477B1 07/04/1998 Astle B01 L 3/02, 422/100
US7858041 B2 28/12/2010 Muraishi et al. B01 L/ 3/02
US2006/0110287A1 25/05/2006 Kraemer et al. G01 N 35/00, 422/63
US2008/0060719A1 13/03/2008 Massaro B65B 37/00, 141/237
US2008/0170965A1 17/07/2008 Naumann B01 L 3/02, 422/100
US6982063B2 03/01/2006 Hamel et al. B01 L 3/02, 422/100
US7939031 B2 10/05/2011 Angus et al. G01 N 1/14, 422/430
US2003/0215360A1 20/11/2003 Ruddock G01 N 35/00, 422/63
US7526968B2 05/05/2009 Lisee B01 L 3/02, 73/864.14
Tabla 7 - Patentes reí feridas a equipos de pipeteo automatizado.
De la bibliografía anterior y de las características y propiedades que se suelen considerar para los sistemas de pipeteo actuales, se pueden obtener las siguientes conclusiones:
1- no hay una clara diferenciación entre el sistema de pipeteo y el dispositivo o equipo de pipeteo. Para una mejor comprensión en relación a los aspectos introducidos en la presente invención hemos definido un sistema de pipeteo como el conjunto compuesto por el dispositivo o equipo que realiza las operaciones de pipeteo y el contenedor o charola con puntas desechables en su interior,
2- no se ha tratado de modificar el método de inserción para cambiar la forma de ejercer la fuerza para insertar la punta desechable en el dispositivo o equipo de pipeteo. Este cambio en relación a la fuerza de inserción resulta difícil de lograr para los sistemas mecánicos en pipetas manuales, aunque no es muy relevante para el caso de los equipos automatizados. Pero en este último caso puede influir el método de inserción de puntas desechables sobre un mejor desempeño y velocidad del equipo,
3- existe la necesidad de hacer el proceso de transferencia de puntas desechables en una forma más simple, facilitando los movimientos del usuario y/o la velocidad de tal proceso,
4- el contenedor está generalmente separado del dispositivo o equipo de pipeteo, no teniendo una interacción entre ellos. Esto implicaría la suma de nuevos componentes y subsistemas para el desarrollo de una mayor cantidad de funciones,
5- el contenedor está en reposo respecto al dispositivo o equipo de pipeteo, lo cual hace que haya un cierto número de movimientos que no han sido optimizados o disminuidos,
6- no hay un subsistema de inserción/expulsión de punta desechable, que permita una homogenizacion de las fuerzas de inserción/expulsión y una menor intervención del usuario en los sistemas manuales y un desarrollo de operaciones en paralelo para los sistemas automatizados,
7- referido a la velocidad del proceso, tanto manual como automático, se puede comprobar fácilmente que al hacerse la inserción y expulsión de la punta desechable de manera paralela al movimiento del brazo (del usuario o robótico) se ahorra tiempo en el proceso y se consigue entonces mayor velocidad* en el procesado de las muestras.
Las anteriores, sin quedar limitada en alguna forma sólo a las mencionadas, son las propiedades y características que constituyen la base de los aspectos novedosos de la presente invención. Estos aspectos de los sistemas de pipeteo, que serán tenidos en cuenta en las siguientes secciones, principalmente son: 1- Posee dos estructuras base, una que denominamos base de pipeteo, da origen a los componentes y subsistemas tradicionales que se encuentran en los sistemas de pipeteo que hay en el mercado, y otra que denominamos base de acople, da origen a los nuevos subsistemas introducidos aquí. En un sistema de pipeteo tradicional ambas estructuras están separadas y nunca se acoplan.
2- Se establece un sistema general de pipeteo híbrido, que se define en tres diferentes niveles: con bloques terminales (en un diagrama de bloques), con subsistemas (en un diagrama esquemático) y con componentes y módulos (en un diagrama de dispositivo).
3- Desde lo anterior se derivan diferentes modalidades y variantes al sistema de pipeteo, ya que pueden concebirse un gran número de configuraciones y arquitecturas, y representa a los casos mecánico, electrónico e híbrido.
4- Se muestra la configuración de un subsistema de inserción/expulsión, que hace muy eficiente el recambio de puntas desechables, lográndose una mínima intervención del usuario para un sistema manual o mayor velocidad para un sistema automatizado. El recambio se realiza de dos maneras diferentes: con la boquilla moviéndose hacia la punta desechable o con la punta desechable moviéndose hacia la boquilla.
5- Se muestran ejemplos de sistemas de pipeteo manual, para cada caso del punto anterior, donde se presentan subsistemas de inserción/expulsión de punta desechable.
6- Se presenta la posibilidad de tener una doble caja con las puntas desechables no utilizadas y con las puntas desechables ya utilizadas, para posibilitar un rápido y eficaz reciclaje del plástico del cual están hechas las puntas desechables y la caja.
7- Lo mencionado en los puntos anteriores puede generalizarse a un sistema con NxM boquillas y también aplicarse al caso de sistema de pipeteo automatizado, donde se emplea un equipo con un brazo robótico y un cabezal de pipeteo de N x M canales (o boquillas).
8- Se establece un sistema y un método de pipeteo aplicable al caso manual y al caso automatizado.
9- En el caso manual, la relación de fuerzas de inserción y de expulsión es importante desde el punto de vista ergonómico.
10- El problema de las fuerzas no es importante en el caso de equipos automatizados, ya que poseen un brazo robótico que reemplaza el brazo del usuario. Sin embargo, la manera en se ubiquen la caja con puntas desechables y los movimientos que deba hacer el cabezal influyen también en la velocidad del equipo para realizar el proceso.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
La Fig. 1 es un diagrama de bloques del sistema de pipeteo híbrido, donde se muestran los bloques terminales, que dan origen a los diferentes subsistemas, pudiendo conectarse de diferentes maneras o compartiendo bloques intermedios, los cuales están dentro del bloque central (20). Se destacan también los componentes externos: la boquilla (11), para la operación de pipeteo, la punta desechable (12) insertada en su extremo y la caja (13) con puntas desechables, teniendo en su interior: el conjunto (14) y la punta desechable apartada (15).
La Fig. 2a es un diagrama esquemático del subsistema de inserción/expulsión de punta desechable para boquilla móvil, donde la boquilla (11) se mueve hacia la posición (11 A), por encima de la caja (13) con puntas desechables, para insertar una de ellas en su extremo.
La Fig. 2b es un diagrama esquemático del subsistema de inserción/expulsión de punta desechable para boquilla fija, donde la punta desechable (15) de la caja (13) es tomada por el módulo de inserción (46), en la posición (46A), y es llevada hasta el extremo de la boquilla (11) e insertada en esta en la posición (46B).
La Fig. 3 es un diagrama de flujo que muestra los pasos a seguir para la operación de pipeteo empleando el sistema de pipeteo híbrido de la Fig. 1.
La Fig. 4a es una representación esquemática de un dispositivo híbrido de pipeteo manual, con simetría axial, donde se puede ver el subsistema de inserción/expulsión de punta desechable y la caja (76) para el caso de boquilla móvil. Aquí se muestra un corte a la altura media sobre la estructura tridimensional del dispositivo, visto desde el punto de vista R.
, La Fig. 4b muestra el movimiento de la boquilla (78) para insertar sobre ella una punta desechable desde la caja (76), para el caso del dispositivo de la Fig. 4a. La Fig. 5a es una representación esquemática de dispositivo híbrido de pipeteo manual, con simetría axial, donde se muestra el subsistema de inserción/expulsión de punta desechable y la caja (76) para el caso de boquilla fija. Al igual que en las Figs. 4a y 4b, sobre este dispositivo se realiza un corte a la altura media de la estructura tridimensional, para ver los componentes internos cuando se tiene el punto de vista R. A la derecha se puede ver la ampliación del sector con línea punteada sobre el dispositivo.
En la Fig. 5b se muestra cómo se hace la expulsión de la punta desechable (79) insertada en la boquilla, para el sistema de pipeteo presentado en la Fig. 5a.
En la Fig. 5c se muestra la manera en que una punta desechable es llevada desde la caja (76) hasta el extremo de la boquilla (118) e insertada en ella, a continuación del paso de expulsión mostrado en la Fig. 5b.
En la Fig. 5d se muestra la manera en que se libera el subsistema de inserción/expulsión para volver a su posición inicial, como continuación del paso mostrado en la Fig. 5c.
La Fig. 6a es un diagrama de bloques de un caso extremo, para el sistema de pipeteo híbrido de la Fig. 1 , donde se muestra que los bloques terminales (5B), (8), (9) y (10B), introducidos en la presente invención, están dentro de la estructura (C).
La Fig. 6b es un diagrama de bloques de un caso extremo, para el sistema de pipeteo híbrido de la Fig. 1 , donde se muestra que los bloques terminales (5B), (8), (9) y (10B), introducidos en la presente invención, están dentro de la estructura (D).
La Fig. 7 es un diagrama de bloques del sistema de pipeteo híbrido con una caja doble con secciones (13A) y (13B), que contienen las puntas desechables para ser insertadas sobre el extremo de la boquilla (11) y las puntas desechables ya utilizadas respectivamente, de modo que el subsistema de expulsión ha sido reemplazado por un subsistema de descarte/reciclado de puntas desechables, con bloque terminal (3A).
La Fig. 7a es una ampliación (correspondiente a la Fig. 7) del sector de acoplamiento entre las estructuras (D) y (C), de acuerdo al corte AA' que se señala en la Fig. 7, para que se pueda apreciar con mejor detalle los bloques terminales y sus ligaduras.
La Fig. 8a es un diagrama esquemático del subsistema de inserción/expulsión de punta desechable para boquilla móvil con una caja doble (como en la Fig. 7), donde la boquilla (11) se mueve hacia la sección de caja (13A), que contiene puntas desechables no utilizadas, para insertar una de ellas en el extremo de la boquilla (11), y luego de haber realizado la operación de aspirado/dispensado se mueve hacia la sección de caja (13B) para el descarte de la punta desechable (12). La Fig. 8b es un diagrama esquemático del subsistema de inserción/expulsión de punta desechable para boquilla fija con una caja doble, donde la punta desechable (12) que se inserta en la boquilla ( 1) es traída por un módulo de inserción móvil (154) desde la posición (154A) en la sección de caja (13A), que posteriormente en la posición (154B) separa la punta desechable (12) de la boquilla (11) y la lleva a la posición (154C) en la sección de caja (13B) para el descarte de la punta desechable (12).
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
De las definiciones dadas en la sección anterior (Introducción y Antecedentes) se puede concluir que un sistema queda definido al menos en tres niveles: diagrama de bloques (nivel 1), donde se definen las funciones, diagrama esquemático (nivel 2), donde se definen los subsistemas, y diagrama de dispositivo (nivel 3), donde se definen los componentes. La definición a nivel 1 es la más general, y se puede decir que es única en el sentido de que las variantes que admite son las posibles arquitecturas que definiremos, que influyen en varias propiedades del sistema de pipeteo pero no influyen en las funciones que desempeña. Para nivel 2 las variantes son muchas más, ya que los subsistemas se pueden agrupar entre ellos o constituirse de muchas maneras, y esto da muchas más posibilidades en la estructura del sistema de pipeteo y en su funcionamiento. En el nivel 3, ya que las mismas funciones y los mismos subsistemas pueden estar conformados por diferentes tipos de componentes, hay todavía más variantes y arquitecturas.
La presente invención se refiere a un sistema de pipeteo híbrido que está constituido internamente por diferentes subsistemas, los cuales son los encargados de cumplir las funciones y desarrollar las operaciones correspondientes. Algunos de estos subsistemas están presentes en los sistemas de pipeteo tradicionales, y se pueden encontrar en los equipos y dispositivos que hay en el mercado, pero otros subsistemas no han sido contemplados (en la bibliografía de patentes) ni están presentes en los mismos, y son introducidos en esta invención. En lo que sigue, haremos una clara diferenciación entre ambas clases de subsistemas (los ya conocidos y los nuevos), para que se pueda ver claramente los aportes novedosos presentados aquí.
En la Fig. 1 se puede observar el diagrama de bloques de un sistema de pipeteo, que incluye en su representación los casos especiales de los sistemas manuales y automatizados. Se tienen dos estructuras (D) y (C), que constituyen las bases que dan soporte (directa o indirectamente) a los componentes del sistema de pipeteo completo. El primer concepto aquí introducido es que ambas estructuras están separadas pero se pueden acoplar y desacoplar una de otra. La forma exterior de cada una no está definida en la Fig. 1 , ya que pueden ser muy variadas y estar hechas de distintos materiales, dependiendo incluso del tipo de sistema de pipeteo (manual o automático), de la ergonomía, el número de funciones que se pretende incluir, del desempeño que se quiere alcanzar y del diseño que se desea presentar. A la estructura (D) la denominamos base de pipeteo, ya que contiene en su mayoría los bloques terminales que dan origen a los subsistemas tradicionales que se encuentran en un sistema de pipeteo, mientras que a la estructura (C), que contiene la mayoría de los bloques terminales que originan los nuevos subsistemas (o una buena parte de ellos), la denominamos base de acoplamiento. En un sistema de pipeteo tradicional ambas estructuras están separadas y nunca se acoplan estando la estructura (C), que incluye la caja (13) con puntas desechables (que pueden o no estar esterilizadas), en reposo respecto a la estructura (D), y ambas se mueven en conjunto.
Para una mejor comprensión de las figuras que presentaremos introducimos algunas definiciones generales en relación al diagrama de bloques del sistema de pipeteo de la Fig. 1 :
1- Bloque central: es un único bloque que reemplaza a todo un conjunto de bloques y conexiones que no están definidos, ya que puede haber un gran número de posibles arquitecturas. De alguna manera es similar a una caja negra para el sistema de pipeteo híbrido, y recibe las conexiones de los bloques terminales. Es decir que no está definido en su estructura pero sí está definido en su función, que es la de concentrar las interacciones entre los bloques terminales. Ayuda a establecer una estructura general de sistema de pipeteo, de la cual se pueden derivar los casos particulares.
2- Bloque terminal: es aquel que tiene al menos una conexión con el bloque central, teniendo en su interior interacción con otros bloques terminales, así como una interacción exterior o una ligadura hacia un componente extemo. Cada bloque terminal define una función del sistema de pipeteo, y de allí se derivan los subsistemas que lo integran y el tipo de componentes que estos incluyen.
3- Bloque intermedio: es el que tiene al menos una entrada desde y una salida hacia otro bloque como parte de un subsistema, y sirve para definir una arquitectura en el sistema de pipeteo, estableciendo la manera en que se conectan o relacionan los bloques terminales, y finalmente si el sistema de pipeteo es manual, automático o semiautomático, así como si es mecánico, electrónico o híbrido.
4- Bloque aislado: es el que está desconectado del bloque central y del resto de los bloques terminales, cumpliendo igualmente la función que le corresponde.
5- Conexión entre bloques: se establecen enlaces entre bloques que tienen también un sentido (con flechas) para saber hacia donde se va dirigiendo el movimiento o funciones de los constituyentes de un subsistema. Todas las conexiones que se establecen entre dos o más módulos, entre dos o más componentes o entre módulos y componentes pueden ser de tipo eléctrico, electrónico, mecánico, acústico, neumático, óptico, electromagnético o híbrida entre los anteriores.
6- Ligadura desde un bloque terminal: es una representación idealizada para mostrar que hay una interacción entre un bloque terminal y un componente externo. La interacción puede darse finalmente a través de uno de los componentes del bloque terminal que desarrolla la función específica de ligadura o bien un acoplamiento directo con el conjunto de componentes dentro del bloque terminal.
7- Puerta sobre una ligadura o conexión: permite especificar, para una cierta arquitectura, si tal ligadura o conexión está presente (puerta cerrada) o no está presente (puerta abierta), aunque siempre se la muestre (en las figuras) como abierta. Esto repercute en el número de funciones, en la conectividad y finalmente en el tipo de dispositivo, pudiendo ser mecánico, electrónico o híbrido, así como manual, automático o semiautomático.
8- Componente externo: es aquel sobre el cual se aplican una o más salidas (mediante ligaduras) de los bloques terminales y de los subsistemas que componen (a diferentes niveles) el sistema de pipeteo. Está acoplado de alguna manera a las estructuras (C) y (D) o a otro componente externo. En general, hay más de un subsistema (aunque no necesariamente esto es determinante) que actúan sobre o interaccionan con un componente externo.
9- Interacción exterior: Es la que tiene lugar entre un bloque terminal y el usuario o con algún equipo, dispositivo, componente que no está acoplado a las estructuras (C) o (D). Tal equipo o dispositivo puede tener también un medio de conexión o comunicación que le permite realizar dicha interacción 10- Interacción interior: está dada por las conexiones entre bloques, módulos y/o componentes y permite la definición de los subsistemas en diferentes niveles.
11 - Dispositivo adicional: se adjunta como parte de un bloque terminal actuando sobre un componente externo y en la ligadura correspondiente, y sirve para ayudar al bloque terminal en su función. Los dispositivos adicionales que aquí utilizamos son sensores y acoples, y pueden tener una conexión continua o discontinua hacia un bloque terminal.
12- Sensor: es un dispositivo que detecta magnitudes físicas o químicas, llamadas variables de instrumentación, transformarlas en variables eléctricas y transmitirlas hacia un subsistema de control. Un sensor puede ser resistivo, inductivo, capacitivo, magnético, electrónico, mecánico, óptico, acústico o híbrido entre los anteriores.
13- Acople: Componente que sirve para agrupar, unir o encajar dos o más estructuras, componentes o módulos, de manera que ajusten perfectamente y su funcionamiento combinado produzca un resultado conveniente. Puede ser magnético, mecánico, electrónico, electromecánico o híbrido entre los anteriores. Cuando hablamos de un subsistema, debemos mencionar que tienen ciertas características propias de la definición general de sistemas más otras características, que tienen a partir de que son un subconjunto de un conjunto mayor para los tres niveles en que se puede definir un sistema. Todas estas características son:
1) que tienen estructura y forma, definidas por los módulos y/o componentes, sus conexiones, su composición y por el espacio requerido para los movimientos que deban desarrollar,
2) que tienen comportamiento, involucrando entradas, procesamiento, interacción con otros subsistemas, y salidas de materia, energía, información o datos, 3) que tienen interconectividad, ya que las varias partes del subsistema tienen una relación funcional y estructural entre ellas, desde el bloque central y la especificación de bloques intermedios (nivel 1) o desde las conexiones e interacciones entre los bloques que tienen un conjunto de componentes, componentes individuales y módulos (niveles 2 y 3),
4) que pueden tener funciones o grupo de funciones, a través de sus salidas e interacciones, que se definen desde la inclusión de los bloques terminales en el diseño general del sistema de pipeteo y luego se especifican mediante los componentes y módulos,
5) que entre diferentes subsistemas se pueden compartir elementos, que en un diagrama de bloques se corresponden con bloques intermedios y en los diagramas esquemáticos y de dispositivo se corresponden con conjuntos componentes o módulos ubicados en una posición intermedia,
6) que cada subsistema queda diferenciado a través de la función o la acción que realiza su bloque terminal que puede incluir un componente, un conjunto de componentes o módulos.
Las características 1) a 4) son comunes a todos los sistemas y subsistemas, pero las dos restantes son especialmente propias de los subsistemas considerando su directa aplicación al sistema de pipeteo de la presente invención. Las características 5) y 6) surgen de especificar hacia donde apuntan los bloques terminales y como se integran los bloques o componentes intermedios, hacia las posibles entradas o salidas de cada subsistema, que tienen que ver con los componentes externos y con interacciones internas o externas.
Se puede ver en la Fig. 1 , y de las definiciones anteriormente dadas, que cada bloque tiene una función y representa a un conjunto de componentes o módulos; comprendiendo un bloque central, bloques intermedios y bloques terminales, así como sus conexiones. Entonces, vemos que el sistema de pipeteo consta de un bloque central (20) y varios bloques terminales, numerados de (1) a (9), (10A) y (10B). Los bloques terminales (1) (2) y (7) son utilizados para interacción con el exterior, y por esa razón parte de ellos está fuera de la estructura (D). Los restantes bloques terminales interactúan mediante ligaduras, numeradas de (21) a (32), con los componentes externos que son: la boquilla (11), que asienta sobre la base (D) y sale hacia el exterior, la punta desechable insertada en su extremo (12), que interacciona directamente con el líquido a ser trasvasado, la caja (13), con puntas desechables en su interior, los acoples (16), que están siempre unidos a la caja (13) o son parte de ella, el conjunto de puntas desechables (14), dentro de la caja, la punta desechable apartada (15) del conjunto anterior y el sector de las estructuras base (C) y (D) sobre el cual se hace el acoplamiento mediante el bloque de acoplamiento de caja (8). Todas las puntas desechables mencionadas se las puede clasificar como componentes externos consumibles. Las ligaduras y las conexiones tienen las siguientes características:
• pueden ser continuas o discontinuas, ya sea por los movimientos de componentes dentro de cada bloque terminal o por el tipo de coordinación que deben tener entre ellos,
• representan interacciones de algún tipo o son una acción directa de un componente del bloque terminal correspondiente sobre un componente externo, pudiendo ambas actuar con dispositivos adicionales como sensores,
• desde un bloque terminal pueden salir más de una ligadura, y esto significa que desarrolla una función que es parte de una función compuesta o de una combinación de funciones, y en tal caso sobre algunas o todas las ligaduras puede haber una puerta que permite la opción de si esa función, que es parte de la función compuesta, está incluida (puerta cerrada) o no está incluida (puerta abierta).
Dentro del bloque central (20) no están definidos los bloques intermedios ni las conexiones e interacciones con los bloques terminales, ni tampoco las conexiones entre estos. Este bloque central (20) queda entonces indefinido en su composición interna, y esto es porque dentro de él puede haber un gran número de posibilidades en cuanto a las conexiones hacia y desde los bloques terminales y en los bloques intermedios conectados, que son fundamentalmente los que están dentro de dicho bloque central (20). Las características e importancia de este bloque central (20), son las siguientes:
1. tiene como función la de concentrar y posibilitar las interacciones y comunicaciones entre los bloques terminales,
2. es indefinido en el sentido que, a través de la especificación de las conexiones y de los bloques intermedios que están en su interior, queda establecida una arquitectura del sistema híbrido de pipeteo,
3. al definir la arquitectura se está especificando también la forma en que se unen o interaccionan los bloques terminales y los bloques intermedios, quedando entonces definidos (a nivel 1 , muy general) los posibles subsistemas que ellos pueden conformar. De todas maneras, tal como se ha planteado antes, los subsistemas con un mejor detalle y especificación quedan definidos desde el nivel 2.
Estructuralmente, vemos también que hay dos ángulos característicos β y a, respecto a la dirección principal Dp (dirección axial del sistema de pipeteo), que definen la dirección de pipeteo DB y la dirección de inserción Dc. La primera dirección (DB) caracteriza al sistema de pipeteo en cuanto a su simetría, es decir si es axial (β=0) o no axial (β≠0), y es un aspecto ya conocido. La segunda dirección (Dc) es un aspecto novedoso y es la correspondiente a la dirección axial de la punta desechable atrapada (15) dentro de la caja (13).
En un primer punto de vista cada bloque terminal define un subsistema, de modo que la esencia de los subsistemas incluidos en el sistema de pipeteo y lo mas relevante que permite distinguirlos uno de otro son los bloques terminales, que desarrollan una cierta función. De tal manera, cada uno de los bloques terminales de la Fig. 1 , numerados de (1) a (10A) y (10B), define, a través de su mismo nombre, un subsistema del cual son la salida o la entrada. En un nivel posterior un subsistema está definido por el último conjunto de componentes o módulos que actúan directamente sobre algún componente externo o que realizan una interacción externa, sin considerar cualquier dispositivo adicional.
En la Fig. 1 se tienen los siguientes bloques terminales: interacción con el usuario (1), comunicación e interconexión (2), expulsión de punta desechable (3), aspirado/dispensado (4), posicionamiento angular de boquilla (5A), movimiento de boquilla (5B), procesamiento de datos (6), energía y potencia (7), acoplamiento de caja (8), ubicación/apartado de puntas desechables (9), ajuste boquilla/punta desechable (10A), inserción de punta desechable (10B).
Los bloques terminales tienen las siguientes características:
1- algunos son esenciales, y no pueden faltar, y son los siguientes: interacción con el usuario (1), expulsión de punta desechable (3), aspirado/dispensado (4), y de ajuste boquilla /punta desechable (10A),
2- los restantes pueden estar presentes (todos o sólo algunos), permitiendo definir al sistema de pipeteo desde dos puntos de vista: primero si es manual o automático, segundo si es de tipo mecánico, electrónico o híbrido,
3- están asociados a cada una de las funciones u operaciones que se pueden realizar, actúan sobre un componente externo o interaccionan con el exterior, estableciendo las salidas y/o entradas de los subsistemas que definen, así como la interacción entre ellos o con algún bloque intermedio dentro del bloque central (20),
4- los componentes de los bloques terminales e intermedios, son de tipo electrónico, mecánico, neumático, óptico, magnético, electromagnético, acústico y/o híbrido entre algunos de los anteriores,
Desde la Fig. 1 , y ya que cada bloque terminal permite definir un subsistema, se pueden obtener algunas características respecto de las posibles entradas y/o salidas de los subsistemas, las cuales apuntan hacia:
1) interacción con el exterior, definida por los bloques terminales de interacción con el usuario (1), de comunicación e interconexión (2) y de energía y potencia
(7),
2) interacción interna con otros subsistemas, lo cual se representa mediante la flecha con doble sentido de cada bloque (salvo el bloque terminal de energía y potencia (7) que la tiene en un solo sentido),
3) interacción con la boquilla (11), que se representan mediante las ligaduras (21) (24A), (24B), (24C), (25), (26) y (27), y el sensor (17A) con la ligadura (22) respectivamente,
4) accionamiento sobre la punta desechable (12) o sobre el conjunto que forma esta con la boquilla (1 ), a través de las ligaduras (21), (26) y (27),
5) interacción con los acoples (16) de la caja (13), mediante la ligadura (32),
6) interacción con el conjunto de puntas desechables (14) dentro de la caja (13), mediante las ligaduras (29A) y (29B),
7) interacción con la punta desechable seleccionada (15) desde el conjunto (14) mediante las ligaduras (28), (29B) y el sensor ( 7B) de la ligadura (23),
8) acoplamiento hacia las estructuras base (C) y (D), a través de las ligaduras (30) y (31), con los acoples (19A) y (19B). Estos tipos de acción o interacción contienen las características 1) a 6) antes mencionadas para los subsistemas, y definen completamente a cada subsistema, ya que dentro del bloque central (20) los bloques intermedios y las conexiones pueden darse de una manera que no está determinada en la Fig. 1 , pudiendo existir un número muy grande de posibles combinaciones. Sin embargo, como ya mencionamos, la función del bloque central (20) igual queda claramente establecida y podemos definir cada subsistema a partir de las características del bloque terminal, que en su interior tiene un conjunto de componentes o módulos encargados de las entradas/salidas de cada subsistema (de la lista antes mencionada). Todos los bloques terminales están conectados al bloque central (20), pero debemos observar que sólo el bloque terminal de energía y potencia (7) tiene conexión en una dirección de recepción y no de envío de señal, es decir que la interacción se da sólo en la dirección de entrada. Los bloques terminales de acoplamiento de caja (8), de ubicación/apartado de puntas desechables (9) y de inserción de punta desechable (10B) se ubican entre las estructuras base (D) y (C), y entonces el conjunto de componentes o módulos de estos bloques terminales se distribuyen entre ambas estructuras de acuerdo a la arquitectura propia del subsistema correspondiente. Esto significa que hay un cambio en el concepto de contenedor de puntas desechables que ahora es equivalente al de base de acoplamiento (C), y ya no es sólo la caja con puntas desechables sino que puede tener algunos componentes dentro de su estructura, los cuales se acoplan también a algunos componentes que están sobre la base de pipeteo (D), siempre que sean parte del mismo bloque terminal. Observamos también que el bloque terminal de acoplamiento de caja (8) es el encargado del acoplamiento entre las estructuras (D), (C) y la caja (13), a través de los acoples (19A), con la ligadura (30), y (19B), con la ligadura (31), y con la ligadura (32) hacia los acoples (16). Tiene dos puertas P1 y P2, lo cual significa que con las puertas cerradas el bloque terminal (8) está conectado al bloque central (20) y a la estructura de acople (C), y con las puertas abiertas es independiente de ambas. Sin embargo, es necesario que al menos haya acoplamiento entre la estructura base (D) y la caja (13).
Falta aún especificar la manera en que la punta desechable (15) llega a insertarse en la boquilla (11), convirtiéndose en la punta desechable (12) que está lista para la operación de aspirado/dispensado. El sistema de pipeteo puede ser de boquilla móvil, cuando la boquilla (11) va hacia la punta desechable (15), y entonces esta se inserta en el extremo de la boquilla (11), o puede ser de boquilla fija, cuando hay un subsistema que lleva la punta desechable (15) hacia la boquilla (11) y se encarga de insertarla. Entonces, hay una puerta P3, sobre la ligadura (26) del bloque terminal de inserción de punta desechable (10B), porque se está representando las dos opciones mencionadas para la boquilla (1 ): que sea móvil (puerta abierta) o fija (puerta cerrada). El ángulo de inserción (a) antes mencionado, de acuerdo a si el sistema de pipeteo es de boquilla móvil o fija, también se puede interpretar de dos maneras:
1. establece el ángulo al que debe posicionarse la boquilla (11) por sobre la punta desechable (15) para poder insertarla en su extremo (boquilla móvil), tal como queda ubicada la punta desechable (12),
2. es el ángulo al que debe posicionar el módulo o componentes que están dentro del bloque terminal de inserción (10B), y que se encargan de tomar la punta desechable (15), para luego llevarla hasta e insertarla en el extremo de la boquilla (11) (boquilla fija).
Los desplazamientos de la boquilla (11) tienen lugar desde dos bloques terminales: de posicionamiento angular (5A) y de movimiento de boquilla (5B). El posicionamiento angular (5A) es conocido, y es una propiedad ergonómica, dándose mediante la ligadura (24B) y pudiendo ser un bloque aislado si la puerta P10 está abierta. En el caso del bloque terminal de movimiento (5B), se tienen dos puertas P6 y P7, las cuales pueden estar ambas cerradas, indicando que se tiene las funciones movimiento de boquilla (11) en al dirección axial mediante P6 y la ligadura (24C), así como movimiento de la boquilla (11) hacia la caja (13), con P7 cerrada y ligadura (24A), siendo en tal caso un sistema de pipeteo de boquilla móvil (P3 abierta).
El bloque terminal de ajuste boquilla/punta desechable (10A) actúa con ligadura (27) y tiene la puerta P4 para indicar que cuando está cerrada puede formar parte de un subsistema y cuando está abierta puede ser solamente un módulo o componente de fijación entre la boquilla (11) y la punta desechable (12) que está aislado del bloque central (20). Lo mismo sucede con el bloque terminal de ubicación/apartado de puntas desechables (9), a través de la puerta P5 (aislado cuando está abierta).
Vemos que en la Fig. 1 el sistema de pipeteo queda definido a nivel general, y esto significa que representa la totalidad de funciones que se pueden desarrollar. Pero la arquitectura, o sea la estructura de bloques intermedios y las conexiones definiendo los subsistemas, no queda establecida en la Fig. 1. Es decir, que falta determinar la manera en que interaccionan y cómo se conectan los bloques intermedios entre ellos, dentro del bloque central (20), y hacia los bloques terminales, siendo esto lo que define una arquitectura del sistema de pipeteo. Está claro entonces que, en el diagrama de bloques de la Fig. 1 , los bloques terminales son los más importantes ya que definen el desarrollo de las funciones y operaciones del sistema de pipeteo, y que en este nivel 1 los subsistemas están definidos con el conjunto de bloques intermedios, bloques terminales y las conexiones. En los niveles 2 y 3 dentro de cada uno de estos bloques terminales podemos encontrar componentes, conjuntos o agrupaciones de componentes y/o módulos, que pueden ser de los tipos antes mencionados.
A continuación damos una breve explicación de los subsistemas conocidos asociados con los bloques terminales correspondientes, que tradicionalmente forman parte de un sistema de pipeteo, sin que por esto queden limitados (de alguna forma) a los mismos.
• Subsistema de interacción con el usuario, sobre el bloque terminal (1): Desde aquí se programan las funciones del sistema de pipeteo, se establecen los volúmenes de aspirado/dispensado de líquido y/o se ejecutan y controlan algunas de las operaciones. El usuario puede operar el sistema de pipeteo interactuando con el bloque terminal (1) de manera manual (mecánica o electrónica), tanto para el desarrollo de las funciones como para una programación de las mismas. Este subsistema puede ser activado por botones o palancas de accionamiento manual, con transmisiones mecánicas, neumáticas, electrónicas o electromagnéticas, por un accionamiento a través de la voz del usuario o mediante un control de acción remota. En la Fig. 1 vemos que el bloque terminal (1) tiene una conexión en doble sentido con el bloque central (20), interactuando en su interior con otros subsistemas. El subsistema de interacción con el usuario está, de alguna manera, presente en todos los sistemas conocidos y es necesario para poder indicarle al dispositivo las operaciones a ejecutar y obtener los resultados.
• Subsistema de comunicación e interconexión, sobre el bloque terminal (2): Permite la interacción del sistema de pipeteo con otros equipos, o con algún otro tipo de dispositivo. Puede utilizar medios de comunicación inalámbrica (bluetooth, WLAN, infrarrojo, radiofrecuencia), interfaces de comunicación con dispositivos periféricos a través de cables o puertos como el USB hacia una computadora o consola de control y procesamiento de datos, sin quedar limitado a estos casos. En la Fig. 1 se ve también que el bloque terminal de comunicación e interconexión (2) interactúa y se conecta con otros sistemas dentro del bloque central (20). Este subsistema está presente en algunos casos de sistemas de pipeteo electrónico e híbrido, o en equipos automatizados, siendo adecuado especialmente en este último caso para coordinar el trabajo de diferentes equipos en el laboratorio.
• Subsistema de expulsión de punta desechable, sobre el bloque terminal (3): La expulsión de la punta desechable (12), insertada en el extremo de la boquilla (11), se hace una vez que ha sido utilizada con el fin de ser descartada y evitar la contaminación entre diferentes muestras. La mayoría de los sistemas de pipeteo que existen en la actualidad tienen un subsistema de expulsión que consiste en un tubo hueco que se ubica por fuera de la boquilla (11), de manera que pueda subir y bajar en relación a esta, y su finalidad es transmitir la fuerza (que el usuario o el equipo ejerce) para expulsar la punta desechable (12). Si bien la mayoría de los subsistemas de expulsión son mecánicos, existen de otro tipo como es el caso neumático o electrónico. Los sistemas de pipeteo automatizado no tienen problemas en cuanto a la fuerza involucrada para la expulsión, pero desarrollan el mismo proceso que el caso manual. En la Fig. 1 el bloque terminal de expulsión de punta desechable (3) tiene una conexión con doble sentido hacia el bloque central (20), y actúa directamente hacia la punta desechable (12) mediante la ligadura (21). Todos los sistemas de pipeteo tienen un subsistema de expulsión, habiendo aparecido en años recientes algunas variantes interesantes en cuanto al tipo de componentes utilizados.
• Subsistema de aspirado/dispensado, sobre el bloque terminal (4): A través del mismo los dispositivos de pipeteo llevan a cabo su función esencial, que es el trasvase de líquidos entre diferentes recipientes, vasos o contenedores. Esto es, mediante la succión o aspirado de un líquido de manera precisa, de acuerdo a un volumen determinado previamente por el usuario, que luego es dispensado (todo en partes) con la misma precisión volumétrica en otro(s) recipiente(s). Este subsistema suele estar compuesto por un pistón que desplaza aire dentro de una cámara de presión, accionado mediante un motor o de manera manual, transmitiendo los cambios de presión al interior de la punta desechable. El componente intermedio que permite conectar la cámara de presión y la punta desechable es la boquilla (11), se ubica a un cierto ángulo β respecto a la dirección axial y permite definir el sistema de pipeteo como axial (β=0) y no axial (β≠0). La boquilla es un tubo de plástico, aunque sin quedar limitado, con un canal interior en su dirección axial, a través del cual se establece la conexión mencionada (entre cámara de presión y punta desechable). Pero también puede ser que las puntas desechables se reemplacen (para ciertas aplicaciones) por micro jeringas, las cuales tienen internamente un émbolo. El bloque terminal de aspirado/dispensado (4) tiene una conexión de doble sentido con el bloque central (20) e interactúa directamente con la boquilla (11) mediante la ligadura (25). Esta forma de dispensar líquidos es de las más eficientes en relación a los volúmenes involucrados, por lo cual las pipetas suelen clasificarse como pipetas de pistón, aunque cuando se trata de dispensar gotas de manera precisa ya no son tan efectivos.
• Subsistema de control y procesamiento de datos, sobre el bloque terminal (6): Para llevar a cabo las funciones desempeñadas por los diferentes subsistemas, como son aspirado/dispensado, inserción/expulsión de punta desechable, intercambio de datos, accionamiento, procesamiento y control en general, se requiere de un subsistema que reciba como entrada las señales generadas por los restantes subsistemas y por los sensores, para procesarlas y generar salidas que regulen y desempeñen las funciones necesarias para el adecuado funcionamiento del sistema de pipeteo. Este subsistema contiene un procesador electrónico y una memoria, y concentra todas las señales de entrada (volumen de aspirado/dispensado, posición de la punta desechable y la boquilla, estado de la señal para la expulsión y recambio de punta desechable, etc.) para generar acciones en consecuencia: aspirado de líquido, dispensado de líquido, recambio (inserción y expulsión) de la punta desechable (12), variación del volumen de aspirado/dispensado, entre otras. Desde el bloque terminal de control y procesamiento de datos (6) hay interacción con los restantes subsistemas a través de las conexiones dentro del bloque central (20) y recibe como dato la posición de la boquilla (11) y de la punta desechable (15) mediante los sensores (17A) y (17B), con ligaduras (22) y (23). El subsistema de control y procesamiento de datos puede no estar presente en el sistema de pipeteo, y en este caso es de tipo mecánico manual, pero cuando sí está presente puede ser electrónico o híbrido, así como manual o automático. Este subsistema no lo encontramos en dispositivos manuales mecánicos, aunque dado que la tendencia es a hibridizar los sistemas de pipeteo, este subsistema se está incorporando en muchos de los ya conocidos.
• Subsistema de energía y potencia, sobre el bloque terminal (7): A través de este, se provee la energía y la potencia necesarias para el funcionamiento de los otros subsistemas, así como para el funcionamiento de los sensores y acoples involucrados en la operación de la pipeta. El subsistema de energía y potencia tiene una pila recargable, componentes electrónicos pasivos y activos, y una conexión con entrada desde la red eléctrica, celdas solares u otro tipo de fuente de energía que pueda utilizarse para la recarga. Obviamente, por sus características no está presente en los sistemas de pipeteo totalmente mecánicos. • Subsistema de ajuste entre la boquilla (11) y la punta desechable (12), sobre el bloque terminal (10A): En las tablas con referencias a patentes, en especial la Tabla 4, se puede verificar que hay mucho hecho en relación al acoplamiento boquilla/punta desechable. Para esto, la boquilla (11) suele tener una terminación frustocónica en su extremo distal para facilitar la inserción de la punta desechable. Para favorecer aún más el sellado boquilla/punta desechable o facilitar la expulsión de la misma, se pueden emplear o-rings, componentes o paredes elásticas o de diversos materiales con propiedades de deformación, componentes neumáticos, mejora en los materiales de que están hechos la punta desechable y la boquilla, componentes para roscar la boquilla sobre la punta desechable, sin que por tal razón quede limitado de alguna forma a esta lista. Se logra entonces un mejor desempeño en el agarre por fricción o en el sellado entre ambos i
componentes así como una menor fuerza en la expulsión, ya que debemos destacar que hay una relación entre las fuerzas de inserción y expulsión que establece entonces una relación entre ambos subsistemas y hace al desempeño final del dispositivo o equipo de pipeteo. El bloque terminal de ajuste boquilla/punta desechable (10A) actúa a través de la ligadura (27) y puede no estar conectado con los restantes bloques, formando un subsistema aislado, cuando la puerta P4 está abierta. El ajuste o sellado entre la boquilla (11) y la punta desechable (12) está presente en todos los sistemas de pipeteo, con diferentes variantes y niveles de complejidad.
• Subsistema de posicionamiento angular de la boquilla (11), sobre el bloque terminal (5A): Cuando el sistema de pipeteo es axial tiene el ángulo β=0 que es fijo, pero cuando es no axial β≠0 y puede tomar cualquier valor entre 0 y 90 grados. Hay algunos sistemas manuales que tienen ciertas posiciones angulares, de modo que el ángulo β se lo puede variar a criterio del usuario. Esto es importante como propiedad ergonómica. En un sistema de pipeteo automatizado es una función que se puede establece automáticamente para cada operación individual de aspirado/dispensado. En el sistema de pipeteo de la Fig. 1 queda representada la posición angular variable desde el bloque terminal (5A), a través de la ligadura (24B). Como se ve en la Fig. 1 está conectado con los restantes subsistemas pero también puede estar aislado del bloque central (20) si la puerta P10 está abierta. Entonces, vemos que este subsistema puede utilizarse no solo en sistemas manuales sino también automáticos, y desde este punto de vista tiene también un grado de originalidad introducida en la presente invención.
Estos subsistemas tiene la propiedad de caracterizar el tipo de sistema de pipeteo, de acuerdo a la naturaleza de sus componentes, y pueden estar presentes todos o algunos (como ya se mencionó para los bloques terminales), de modo que el sistema de pipeteo puede ser mecánico, electrónico o híbrido. Además, desde otro punto de vista puede ser manual o automático, o inclusive semiautomático. Es decir, la Fig. 1 contempla todas las posibilidades y variantes de un sistema de pipeteo como se lo concibe hoy en día, y otras consideraciones adicionales que son el objeto de esta invención, y que se presentan también como subsistemas.
Los subsistemas que aquí introducimos y presentamos como formando parte de un sistema de pipeteo híbrido, pero que finalmente puede ser también (como casos especiales) mecánico o electrónico, son:
• Subsistema de movimiento de boquilla, sobre el bloque terminal (5B): Para efectuar el recambio de una punta desechable de manera semi-automatizada o automatizada, es necesario contar con un subsistema que inserte, de alguna manera, una punta desechable desde un contenedor en el extremo de la boquilla
(11). Esto puede hacerse moviendo la punta desechable (15) hacia la boquilla (11) (boquilla fija) o moviendo la boquilla ( 1) hacia la punta desechable (15) (boquilla móvil). El subsistema que aquí describimos considera la segunda posibilidad, ya que establece un movimiento de la boquilla (11) hacia una posición adecuada por encima de la punta desechable (15). Esto se representa a través de la ligadura (24A) con la puerta P7 cerrada. Es decir, la boquilla (11) es llevada por el bloque terminal de movimiento (5B), o algunos de sus componentes, desarrollando movimientos de rotación y/o traslación que le permiten ubicarse por encima de la punta desechable (15), alineándose ambas en sentido axial, para insertarla en el extremo de la boquilla (11). Dado que existe otra posibilidad, moviendo la punta desechable (15) hacia la boquilla (1 ), estando fija en este caso, es que se incluye la puerta P7 que permite habilitar o deshabilitar la ligadura (24A) del bloque terminal (5B). Pero también la boquilla (11), a través de este subsistema, puede tener un movimiento en la dirección axial para facilitar la inserción y la expulsión de la punta desechable (12). Este movimiento puede estar presente tanto para boquilla móvil como para boquilla fija, y está dado mediante la ligadura (24C) con la puerta P6 cerrada. El subsistema con movimiento de boquilla no está presente en ningún tipo de sistema de pipeteo. Aunque puede decirse que los sistemas de pipeteo automático tiene movimiento de la boquilla (11), este es debido al movimiento del cabezal y no hay un movimiento de la boquilla en el sistema de referencia fijo al cabezal.
• Subsistema de acoplamiento de caja, sobre el bloque terminal (8): Consiste de trabas flexibles, de material plástico, acoplamientos magnéticos, electromagnéticos o enganches mecánicos que permiten sostener firmemente las estructuras base (C) y (D) entre ellas y la caja (13) sobre ellas. En los sistemas conocidos la caja está separada del dispositivo o cabezal de pipeteo, y las puntas desechables en su interior se mantienen en posición para que puedan insertarse de la manera más simple sobre el extremo de la boquilla del dispositivo o cabezal de pipeteo. Pero en el caso presente la caja con puntas desechables forma parte de la base de acoplamiento (C), o contenedor, y puede acoplarse y desacoplarse de manera sencilla ya sea la caja sola de ambas bases o la caja junto con la base de acoplamiento (C) de la base de pipeteo (D). Lo importante es que al menos la caja (13) se pueda sacar de manera sencilla para poder reemplazarla o recargarla con otras puntas desechables en su interior. En la Fig. 1 se ve que desde el bloque terminal (8) la ligadura (32) va directamente sobre los acoplamientos (16) unidos a la caja (13), pero también tiene una ligadura (31) con la puerta P2, que la hace opcional, sobre la estructura (C) y otra ligadura (30) sobre la base de pipeteo (D), actuando a través de los acoples (19A) y (19B). La puerta P1 (cuando está abierta) indica que este bloque terminal puede formar por sí solo el subsistema de acoplamiento y no tener conexiones con el bloque central. Este subsistema no está presente en los dispositivos actuales de pipeteo.
· Subsistema de ubicación/apartado de puntas desechables, sobre el bloque terminal (9): Tiene conexión con el bloque central (20) para poder coordinar los movimientos del conjunto de puntas desechables (14), ubicadas en el interior de la caja (13), con otras funciones y operaciones del sistema de pipeteo. Igualmente puede estar aislado de los restantes subsistemas, a través de la puerta P5 abierta, ya que puede ser un subsistema similar a un cargador de balas. De este modo algunas funciones se pueden desarrollar en paralelo. El bloque terminal (9) actúa sobre el conjunto de puntas desechables, guía al conjunto mediante la ligadura (29A) para que una de las puntas desechables se ubique en posición de ser apartada del resto y ayuda a la separación de la punta desechable (15) mediante la ligadura (29B). En los sistemas actuales la disposición de las puntas desechables es estática, es decir que no tienen un posicionamiento dentro de la caja, así que este tipo de subsistema no está presente.
• Subsistema de inserción de punta desechable, sobre el bloque terminal (10B): Mediante este subsistema se facilita la inserción de puntas desechables, como la (12), en el extremo de la boquilla (11) del sistema de pipeteo. La función de estas puntas desechables es la de evitar la contaminación por acarreo entre diferentes muestras. Este subsistema está directamente relacionado con el subsistema de ajuste boquilla/punta desechable, definido por el bloque terminal (10A), de los cuales hay varios hoy en día. En la inserción de la punta desechable (15) sobre la boquilla (11) se debe asegurar que la punta desechable (15) se inserte con la fuerza suficiente para garantizar un sellado que asegure la precisión del volumen de aspirado y dispensado, pero que a la vez demande del usuario (en el caso de sistema manual) la menor fuerza posible para realizar la expulsión de la punta desechable, o sea que también se tiene una relación con el subsistema de expulsión de punta desechable, definido por el bloque terminal (3). Hasta ahora, la inserción de las puntas desechables en los dispositivos de pipeteo manual la realiza el usuario, y la fuerza que se ejerce para la inserción no es controlada y solo depende de la experiencia, pericia y percepción del usuario. Con este subsistema se hace el proceso con una fuerza mínima y homogénea, para cada punta desechable (propiedad ergonómica). En el caso de un equipo automatizado, ya que este desarrolla los mismos movimientos que en el caso manual, el cabezal debe insertar una punta desechable sobre la boquilla (11), previo a la operación de aspirado/dispensado. Con este subsistema de inserción se pretende realizar esta tarea en paralelo de modo de darle mayor velocidad al equipo de pipeteo, que se utiliza generalmente cuando se tienen muchas muestras. En la Fig. 1 el bloque terminal (10B), que tiene una relación directa con el bloque terminal (5B), representa la opción de que la punta desechable (15) sea trasladada hasta el extremo de la boquilla (11) e insertada en esta. Esto se manifiesta mediante la ligadura (26), que por esta razón tiene una puerta P3 que puede estar cerrada en caso de que la puerta P7 esté abierta, pero obviamente no pueden estar ambas cerradas o abiertas. La otra ligadura (28), desde el bloque terminal (10B), va hacia la punta desechable (15) puesto que también el subsistema se encarga de ejercer la adecuada fuerza en la dirección de inserción sobre la boquilla (11), ya sea para boquilla fija como móvil. Este subsistema no está presente en los sistemas de pipeteo actuales.
• El subsistema de control también tiene funciones extendidas ya que interviene en el movimiento de la boquilla, la ubicación de punta desechable, comunicación e interacción, así como controlar las posiciones de los elementos móviles como la boquilla ( 1) y las puntas desechables, lo cual se realiza a través de los sensores (17A) y (17B), desde las ligaduras (22) y (23) respectivamente. Todas estas son funciones de los nuevos bloques terminales introducidos en la presente invención.
Como ya se mencionó, todos estos subsistemas actúan directa o indirectamente sobre la boquilla (11) y la punta desechable (12) que se ubica en su extremo, pero
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algunos también actúan sobre la caja (13) y sobre la punta desechable (15), así como con los acoplamientos (16). También interactúan con el exterior e, internamente al bloque central (20), interactúan entre ellos (si ninguno está aislado). Además de los subsistemas mencionados se tienen dos componentes importantes con aspectos innovadores dentro del esquema de la Fig. 1 : la caja acoplada a todo el sistema y la boquilla móvil, que se denominan componentes externos, ya que no pertenecen a un solo subsistema. Los aspectos novedosos en relación con ellos son:
• Hay dos estructuras base (D) y (C) que pueden acoplarse entre ellas: La base de pipeteo (D) puede identificarse con lo que hoy en día es la pipeta manual o el cabezal de pipeteo en un equipo automatizado, mientras que la base de acoplamiento (C) es el contenedor de puntas desechabies, que está separado de los anteriores. Al poder acoplarse (D) y (C), se forma un sistema más completo y más complejo que los que existen actualmente. Además, el concepto de contenedor es diferente ya que también puede incluir partes de bloques terminales de los subsistemas y una caja (13) con puntas desechabies.
" · Se tiene una boquilla con movimiento (boquilla móvil) o un módulo de inserción con traslado de la punta desechable (boquilla fija). Estas son las dos opciones que existen para que una punta desechable nueva se pueda insertar en el extremo de la boquilla (11), y esto se verá con más detalle en los ejemplos de las Figs. 2a y 2b. Igualmente, si la boquilla (11) tiene varias posiciones angulares (β fijo en cada operación de aspirado/dispensado) es el mismo caso de boquilla fija. En el caso móvil, la boquilla puede moverse con rotaciones (sobre un eje o sobre un punto) y/o traslaciones en el espacio, impulsada por componentes o módulos ubicados en el interior de las base de pipeteo y de acoplamiento, para posicionarse desde allí por encima de una de las puntas desechabies que están dentro de la caja (13).
• Se incluye una caja (13) con puntas desechabies dentro de la estructura base (C), que puede acoplarse a la estructura base (D), directamente o a través de la estructura base (C). Esta caja es el equivalente al contenedor (rack en inglés) de hoy en día, y también está la posibilidad de que la caja (13) permanezca separada de la base de pipeteo como se da en tales casos.
Ahora debemos considerar ciertos aspectos importantes respecto al sistema mostrado en la Fig. 1 :
1) a nivel 1 , cuando se define el diagrama de bloques, los subsistemas que se han mencionado quedan caracterizados por el bloque terminal que interactúa directamente en relación a la función que desarrolla el subsistema, con un componente externo o con el exterior. Este punto de vista no es estricto ni determinante, ya que pueden tomarse diferentes subsistemas de acuerdo a la interacción que tengan los componentes y módulos dentro de los bloques intermedios involucrados. Es decir que, cuando se pasa a los niveles 2 y 3, dos o más subsistema (como se los considero anteriormente) tienen componentes en común, salvo algunos componentes o módulos correspondientes al bloque terminal, se pueden incluir en un subsistema más general y más completo que los incluya.
2) Usamos un punto de vista diferente al que se usa normalmente, ya que por ejemplo, el subsistema de interacción con el usuario debe ir conectado a los otros subsistemas que ejercen acción sobre un componente externo o con el subsistema de control, e incluso este último también va conectado al bloque terminal correspondiente de cualquiera de los restantes subsistemas. Esto hace que un subsistema sea más complejo en su definición a nivel 2 y 3, y no está caracterizado entonces sólo por sus bloques terminales. Pero el concepto aquí es diferente, puesto que el subsistema se da completo si desde el mismo componente del subsistema de interacción con el usuario se pueden ejecutar diferentes acciones (correspondiéndose con bloques terminales diferentes), entonces el subsistema más general involucra más de un bloque terminal, puesto que tiene un bloque intermedio que permite enlazarlos.
EJEMPLOS CON DIAGRAMA ESQUEMATICO.
Los dos aspectos anteriores se consideran en las Figs. 2a y 2b, donde se pueden observar dos diferentes diagramas esquemáticos para un subsistema de inserción/expulsión que contemplan las dos maneras posibles de introducir una nueva punta desechable en el extremo de la boquilla (1 1). Como ya se mencionó, esto puede realizarse posicionando la boquilla ( 1 ), tal como se indica en la Fig. 2a, por sobre la punta desechable (15) e insertando esta sobre aquella (caso de boquilla móvil) o llevando la punta desechable (15) hacia el extremo de la boquilla (11) e insertándola en esta, como se muestra en la Fig. 2b (caso de boquilla fija). En ambas figuras se especifican los módulos y las conexiones entre ellos, que son los constituyentes de los bloques de la Fig. 1 , precisando también el tipo de ligadura que existe entre los bloques terminales y los componentes externos. En las Figs. 2a y 2b se tienen algunas características comunes. Hay una estructura base (28) que sostiene a los módulos y conexiones y sobre la que se acopla la caja (13) con puntas desechables. Se puede ver que no hay una base de acople (C), o que a lo sumo esta es la misma caja (13). Además, podemos ver el conjunto de puntas desechables (14), y la punta desechable seleccionada (15) para insertarse en el extremo de la boquilla (1 1 ). La caja (13) y la punta desechable (15) están ubicadas a un ángulo a, y también se tienen los acoples (16), uno de los cuales entra sobre la estructura base (28) directamente y otro sobre un puente (44) que también asienta sobre la estructura base (28). La boquilla (11) está a un ángulo β respecto a la dirección principal Dp, y el bloque central (20) tiene interiormente un bloque intermedio de componentes comunes (40) o (42), para cada una de las Figs. 2a y 2b respectivamente, desde donde salen las diversas conexiones hacia los módulos y componentes de acción, que corresponden a los bloques terminales de la Fig. 1. El bloque terminal de expulsión (3) de la Fig. 1 es el mismo para las Figs. 2a y 2b, y consta de un módulo de expulsión (38) que se ubica en una posición extrema o de reposo y tiene una conexión (50) hacia el bloque de componentes comunes (40) o (42) antes mencionado, y se puede mover hacia la posición (38A) actuando directamente sobre la punta desechable (12) para separarla de la boquilla (11) (ligadura (21) en la Fig. 1). Desde el bloque de componentes comunes (40) o (42) se activa en primer lugar al módulo de expulsión (38) que, como indica la flecha con doble sentido, pasa a la posición (38A), separa la punta desechable (12) de la boquilla (11) y vuelve a su posición inicial en (38), tal como lo indica la doble flecha. Esto no se muestra en la Fig. 2b por una cuestión de claridad con los restantes módulos especificados, pero el movimiento desde (38) hacia (38A) está presente en este caso en la misma forma que en la Fig. 2a. También hay un módulo de selección (43) para separar la punta desechable (15) del conjunto (14), y otro módulo de empuje (45) que actúa sobre el conjunto (14) para desplazarlo y guiarlo. Ambos módulos están conectados entre sí, mediante la conexión (56), y conectados con el conjunto de componentes comunes (40) o (42) mediante la conexión (55).
La Fig. 2a muestra que el bloque de inserción (10B) de la Fig. 1 está conformado en este caso por un módulo de inserción (41) que está fijo y actuando directamente (ligadura (28) en la Fig. 1) sobre la punta desechable (15), pudiendo el módulo (41) estar acoplado a la caja (13) o asentado sobre la base (28). Además, el módulo (41) tiene una conexión (52) con el bloque de componentes comunes (40). La posición en que está la boquilla (11) inicialmente es una posición extrema o de reposo, pero puede moverse hasta la posición (11 A) ubicándose a un ángulo α y alineada axialmente con la punta desechable (15). Este movimiento es activado también desde el bloque de componentes comunes (40). El módulo de movimiento (39) actúa realizando una combinación de movimientos de traslación y rotación, transmitiéndole estos movimientos a la boquilla (11), y posicionándose luego en (39A), con la boquilla en (11A). En esta posición, el módulo de inserción (41 ), que tiene atrapada a la punta desechable (15), inserta esta en el extremo de la boquilla (1 1A). A partir de esta acción se realizan dos procesos en paralelo, ambos activados desde el bloque de componentes comunes (40). Una acción es que la boquilla retorna hacia su posición inicial completando el ciclo de movimiento (tal como indica la flecha con doble sentido) para quedar a un ángulo β, en la dirección de pipeteo DB (ver Fig. 1). La otra acción (en paralelo a la anterior) es que del conjunto de puntas desechables (14) se selecciona nuevamente una de ellas para posicionarla en (15), lo cual se hace también desde el bloque de componentes comunes (40) mediante la acción de los módulos de empuje (45) y selección (43), que pertenecen a los bloques (9) y (10B), mostrados en la Fig. 1 , respectivamente. El módulo de empuje (45) desplaza y guía el conjunto (14), de modo que el módulo de selección (43) pueda empujar una punta desechable y separarla del resto posicionándola en ( 5), y quede atrapada por el módulo de inserción (41 ).
En el caso de la Fig. 2b la boquilla (1 1 ) está fija y desconectada del bloque de componentes comunes (42), que está dentro del bloque central (20), y la acción de inserción es diferente del caso anterior. Como ya se mencionó, el módulo de expulsión (38) es el mismo y realiza la misma operación que en el caso de la Fig. 2a, debiendo ejercer la fuerza necesaria para vencer la fricción entre la punta desechable (12) y la boquilla (1 1) para separarlas. Aquí se cambia la manera en que la punta desechable (15) llega a posicionarse en (12), ya que hay un módulo de inserción móvil (46), que está en una posición intermedia, y va hacia la posición (46A) para tomar la punta desechable (15) y luego hacia la posición (46B), es decir llevándola hacia la posición (12) e insertándola en la boquilla (1 1 ). En paralelo a la acción anterior también se realiza la acción de posicionar una nueva punta desechable en (15) desde el conjunto de puntas desechables (14), a través del módulo de empuje (45) y el módulo de selección (43), de tal manera que el módulo de inserción (46) llega a la posición (46A) en el momento justo para atrapar la punta desechable (15).
Los dos ejemplos anteriores muestran los aspectos considerados previamente a la descripción de ambas figuras. Especialmente se puede ver que varios de los bloques terminales de la Fig. 1 han sido agrupados en un solo subsistema, que llamamos subsistema de inserción/expulsión, debido a la existencia de los módulos de componentes comunes (40) y (42), desde donde se realiza el accionamiento de los módulos correspondientes a los bloques terminales de la Fig. 1. Igualmente, debemos aclarar que, dado que en la operación y en el control de este subsistema, también pueden intervenir componentes o módulos de los bloques terminales (1), (2), (7) y (6) de la Fig. 1 , cuando tales componentes o módulos ya quedan especificados, como sería el caso de un diagrama esquemático más general que el de las Figs. 2a y 2b, y el subsistema completo de inserción/expulsión incluye también componentes de tales bloques terminales.
METODO DE PIPETEO O FORMA DE UTILIZAR EL SISTEMA DE PIPETEO. El método general para el caso del sistema de pipeteo de la Fig. 1 es aplicable tanto a dispositivos manuales como a equipos de pipeteo automatizados. Los pasos que se siguen en el método de pipeteo general, es decir cuando el sistema está definido a nivel 1 , son:
a) el usuario acciona sobre el bloque terminal de acoplamiento (8), y se encarga de acoplar las dos estructuras base (C) y (D), de modo que la caja (13) quede en un ángulo a,
b) el usuario programa el desarrollo de las funciones y las operaciones a realizar a través del bloque terminal de interacción con el usuario (1), o bien pueden introducirse o enviarse datos a través del bloque terminal de comunicación (2), c) en ambos casos anteriores se registran las acciones y se toman los datos necesarios dentro del bloque terminal de control y procesamiento de datos (6), d) el bloque terminal de ubicación/apartado (9) junto con el bloque terminal de inserción (10B) selecciona una punta desechable (15) del conjunto (14) que está dentro de la caja (13),
e) se inserta una punta desechable (12) en el extremo de la boquilla (11) activando el bloque terminal de inserción (10B) de punta desechable, teniendo además una de las siguientes opciones:
· boquilla móvil: el bloque terminal de movimiento (5B) de boquilla posiciona a esta por encima de la punta desechable apartada (15), que está dentro de la caja (13), alineando ambas en la dirección axial,
• boquilla fija: el bloque terminal de inserción (10B) de punta desechable lleva a esta hasta la posición por debajo de la boquilla (11), alineando ambas en la dirección axial,
f) el sistema de pipeteo queda listo para la primera operación de pipeteo de líquido, la cual se realiza a través del bloque terminal de aspirado/dispensado (4),
g) se separa la punta desechable (12) ya utilizada de la boquilla (11) y se la descarta, a través del bloque terminal de expulsión (3).
El método de pipeteo Pl, que se establece a nivel 2, se puede ver en la Fig. 3. En el sistema de pipeteo correspondiente, se especifica el subsistema de inserción/expulsión, y se definen varios módulos y componentes. Los pasos deben dividirse, como para el caso general, para cuando se utiliza boquilla móvil o boquilla fija. Para el primer caso (boquilla móvil) los pasos que se siguen son: (130) : llevar a cabo preparación y el acondicionamiento, previos al procedimiento de pipeteo: selección del volumen a dispensar, elección de la punta desechable adecuada, preparación de contenedores, material y líquidos a trasvasar, así como el acoplamiento del dispositivo o cabezal de pipeteo con el contenedor de puntas desechables,
(131) : inicio del proceso de inserción de la punta desechable en el extremo de la boquilla (11) a partir del accionamiento del subsistema de inserción/expulsión, desde el subsistema de interacción con el usuario o desde el subsistema de comunicación e interconexión.
(132A): desde el bloque de componentes comunes (40) y con la acción del módulo de movimiento (39), que realiza una combinación de movimientos de traslación y/o rotación, la boquilla (11) se mueve hasta posicionarse (alineada axialmente) por sobre una punta desechable que está dentro de la caja (13), (132B): se selecciona una nueva punta desechable (15) dentro de la caja (13), mediante el módulo de selección (43), actuando en conjunto con el módulo de empuje (45), que también guía al conjunto (14) para que el módulo de inserción (41) pueda atraparla y sostenerla en posición,
(133) : cuando la boquilla y la punta desechable están enfrentadas, mediante la acción del módulo de inserción (41), se inserta la punta desechable (15) en la boquilla (11 A),
(134) : la boquilla (11), con la punta desechable insertada en su extremo, se mueve hasta posicionarse nuevamente a un ángulo β, nuevamente con la intervención del módulo de movimiento (39A) hasta su posición inicial en (39), finalizando así el proceso de inserción de la punta desechable.
(135): inicio del proceso de aspirado/dispensado de líquido, mediante el accionamiento del subsistema de aspirado/dispensado. Aspirado de líquido desde un recipiente hacia dentro de la punta desechabie (12).
(136) : dispensado de líquido desde la punta desechabie hacia otro recipiente, y finalización del proceso de aspirado/dispensado.
(137) : inicio del proceso de expulsión y recambio de puntas desechables a través del módulo de expulsión (38), que tiene un movimiento activado desde el bloque de componentes comunes (40), que permite la separación de punta desechabie (12) de la boquilla (11),
(138) : Pregunta: Hay puntas desechables en el contenedor y se requieren más pruebas?. Las posibles respuestas son: SI o NO. SI: vuelve a iniciarse el proceso desde el paso (131). NO: Finalización del proceso de pipeteo y se continúa con el siguiente paso.
E4: Final del método de pipeteo Pl.
En el caso que sea de boquilla fija, se modifican los siguientes pasos:
(132A): desde el bloque de componentes comunes se realiza la activación del subsistema de inserción/expulsión, que permite al módulo de inserción (46) llevar la punta desechabie apartada (15), tomándola en la posición (46A), para posicionarla como la punta desechabie (12), insertada en el extremo de la boquilla (11).
(133) : cuando la boquilla y la punta desechabie están enfrentadas, mediante la acción del módulo de inserción en (46B), se inserta la punta desechabie en la boquilla (11),
(134) : el módulo de inserción se posiciona en (46) para permitir la realización del proceso de aspirado/dispensado. EJEMPLOS CON DIAGRAMA DE DISPOSITIVO.
EJEMPLO 1. Sistema de pipeteo manual con movimiento vertical de la boquilla, con una empuñadura, con un subsistema de inserción/expulsión y una caja con puntas desechables acoplada.
En la Fig. 4a se muestra una representación esquemática de un sistema de pipeteo manual, al cual se la ha hecho un corte a la altura media de la estructura tridimensional a lo largo de la dirección axial DA. Esta se corresponde con la dirección principal Dp del sistema de pipeteo de la Fig. 1 , y debe tenerse como referencia el punto de vista R. En este caso el sistema de pipeteo tiene una carcasa (71) con una prolongación superior (75) por encima y a un lado de los botones (73) y (74), que permite el desplazamiento de la boquilla (78) en la dirección axial de la misma. Tiene también una empuñadura (72), un botón (73) de accionamiento para aspirado/dispensado, un botón (74) de accionamiento para inserción/expulsión de punta desechable, y un display (86) donde se pueden ver los volúmenes de aspirado y dispensado de líquido. Se tiene una caja (76) que se ubica a un ángulo a=0 y se sostiene mediante las trabas flexibles (80), con lo cual la boquilla (78) se mueve hacia abajo y hacia arriba para poder insertar una nueva punta desechable, como la (79), y para la operación de aspirado/dispensado. Sobre la carcasa (71) asientan la mayoría de los componentes, con un módulo de aspirado/dispensado (85) y un módulo de inserción/expulsión (88). El módulo de aspirado/dispensado (85) es activado desde el botón (73) mediante la conexión (69), y luego se conecta a la cámara de presión (84), y esta se conecta a su vez, mediante una manguera flexible (83), con la boquilla (78). El módulo de inserción/expulsión (88) es activado desde el botón (74) a través de la conexión (96), y se prolonga mediante un vástago (91), que tiene un resorte de restitución (89), y puede empujar un par de cabezales, como el (92), que están ubicados a ambos lados del plano por donde se desplazan las puntas desechables (de derecha a izquierda de la página) que están dentro de la caja (76). Estos cabezales tienen (cada uno) un resorte de impulsión, como el (93) y apoyan sobre una base, como la (94). La boquilla (78) cuenta con una cremallera (95) que se acopla al engrane (87), el cual está controlado por el impulsor (90) (mecánico o electrónico), conectado a su vez al módulo de inserción/expulsión (88) mediante la conexión (97).
Destacamos en este caso los siguientes subsistemas:
• el subsistema de inserción/expulsión está compuesto por el botón (74), la conexión (96), el módulo de inserción/expulsión (88), la conexión (97) hacia el impulsor (90), el cual acciona sobre el engrane (87) conectado a la cremallera (95) de la boquilla (78), el vástago (91) con el resorte (89), el par de cabezales (92) hacia un costado y a ambos lados de la boquilla (77), el par de resortes con vástago (93) y la base (94), un subsistema de empuje para las puntas desechables en el interior de la caja (76),
• el subsistema de interacción con el usuario se compone de los botones de accionamiento (73) y (74), el display (86) para visualizar los volúmenes de aspirado/dispensado, las conexiones (69) y (96), el módulo de aspirado/dispensado (85) y el módulo de inserción/expulsión (88).
Cuando el usuario acciona el botón (74), el módulo de inserción/expulsión (88) hace que baje primero el expulsor (77), que termina con forma de tubo rodeando la boquilla (78), el cual empuja y separa la punta desechable (79) de la boquilla (78). Una vez que esto sucede, y llegando el expulsor (77) a una cierta posición donde está asegurada la expulsión, el módulo de inserción/expulsión activa el impulsor (90) que mueve el engrane (87), haciendo que la boquilla (78) suba hasta una posición por encima de la caja (76), como se ve en la Fig. 4b. La posición del expulsor (77) se restituye con el resorte (82) que está sobre la base (81). Mientras el usuario continúa accionando el botón (74) un poco más abajo, el vástago (91) mueve el par de cabezales (92) también hacia abajo, comprimiendo los correspondientes resortes (93) y permitiendo que una punta desechable se ubique por debajo de la boquilla (78), atrapada por el par de cabezales (92) y separada del resto (ver Fig.4b). En tales condiciones, cuando el usuario libera el botón (74) la boquilla (78) baja un poco y el par de cabezales (92) también quedan libres e, impulsados por el par de resortes (93), insertan la punta desechable sobre el extremo de la boquilla (78). Cuando el par de cabezales vuelven a su posición inicial, la boquilla (78) se mueve hacia abajo con la punta desechable (79) en su extremo. Ambas pasan por dentro del tubo del expulsor (77), puesto que tiene unos componentes en su interior que permiten el paso de la punta desechable (79) hacia abajo pero no hacia arriba. Las puntas desechables en el interior de la caja (76) quedan entonces listas para ubicar una nueva punta desechable en posición cuando la boquilla (78) vuelva hacia arriba. El conjunto de componentes para realizar esta operación puede tener una pared con resortes en el interior de la caja (76), en una forma similar al cargador de un fusil o mediante una banda rotando con unas poleas, que arrastre las puntas desechables. Ya en la posición final, con la punta desechable (79) en el extremo de la boquilla (78) el sistema vuelve a quedar listo para la operación de aspirado/dispensado (como en la Fig. 4a).
EJEMPLO 2. Sistema de pipeteo manual con boquilla fija, con movimiento de componentes del subsistema de inserción/expulsión, una empuñadura y una caja con puntas desechables acoplada.
Este caso se muestra en la Fig. 5a, donde vemos una representación esquemática con un corte a la altura media del dispositivo tridimensional, cuando se tiene la vista desde R, y con la dirección axial DA como en el ejemplo anterior. Se puede ver que se compone de una carcasa (100), una cavidad inferior ( 14), de pared curvada, por donde se desplaza (rotacionalmente) el vástago de inserción (115) y una empuñadura (72). También se tiene un par de botones (73) y (74) que activan los módulos centrales de los subsistemas de aspirado/dispensado (85) y de inserción/expulsión (101), a través de las conexiones (69) y (102) respectivamente. El subsistema de aspirado/dispensado se prolonga con la cámara (113) y un tubo de conexión (119) que conecta con la boquilla (118), la cual está por dentro del expulsor (117). Este expulsor es desplazado desde la interface (103) que se encuentra a continuación del módulo central de inserción/expulsión (101). La interface (103) hace mover el cabezal (105), que posee además un resorte (104) que lo restituye a su posición inicial. En la ampliación de la derecha, correspondiente al sector con línea punteada, se ve el detalle de los componentes. Dicho cabezal (105) tiene una pestaña (110), y una traba (107) ubicado interiormente sobre un hoyo cilindrico del cabezal (105) que, mediante un eje transversal, se mueve sobre la guía (111), y cuenta además con un resorte (106) que asienta sobre la pared del hueco en el cabezal, que restituye la traba (107) a su posición inicial. La posición inicial del cabezal (105) y de la traba (107) es la mostrada en la Fig. 5a. Desde el cabezal (105) sale un brazo lateral (109) que termina con el expulsor (117). En la misma figura también se observa la caja (76) con puntas desechables en su interior, a un ángulo a=90 grados, que se acopla sobre la empuñadura (72) mediante las trabas flexibles (80). El vástago de inserción (115) tiene un resorte de restitución (116) y puede rotar alrededor del eje (121) ubicado en la base (120). Esta rotación es activada mediante el conmutador o perilla (112) que forma parte del módulo impulsor (108). El vástago de inserción (115) termina como un cabezal de sujeción (124), para la punta desechable que queda en su interior, y entra en la cavidad (123), sobre la base de la empuñadura (72), y su posición es detectada por el sensor (122), que va conectado al módulo de inserción/expulsión (101). Esta punta desechable será trasladada desde el interior de la caja (76) hasta el extremo de la boquilla (118), ubicándose en la posición (79).
Destacamos aquí los siguientes subsistemas:
• el subsistema de aspirado/dispensado se prolonga con la cámara (113) y un tubo de conexión (119) que conecta con la boquilla (118), la cual está por dentro del expulsor (117),
• el subsistema de inserción/expulsión se prolonga con una interface (103), un cabezal (105), con un resorte (104) que lo restituye a su posición inicial, y tiene una pestaña (110) y una traba (107), ubicada dentro de un hueco cilindrico del cabezal (105) y que tiene un resorte (106), una guía (111), sobre la que se mueve el cabezal (105), un brazo lateral (109), que sale desde el cabezal (105) y termina con el expulsor (117), un vástago de inserción (115), que tiene un resorte de restitución ( 6) y puede rotar alrededor del eje (121) ubicado en la base (120), termina como un cabezal de sujeción (124), para la punta desechable que queda en su interior, y entra en la cavidad (123), sobre la base de la empuñadura (72),
Apretando el botón (74) hacia abajo con una fuerza F, como se muestra en la Fig. 5b, se activa el subsistema de inserción/expulsión y el cabezal (105) se desplaza hacia abajo estirando el resorte (104). En primer lugar se tiene el resultado de separar la punta desechable (79) de la boquilla (118), siendo empujada por el expulsor (117), ya que este se conecta directamente con el brazo (109) asentado en el cabezal (105). Al llegar al final del recorrido hacia abajo, el cabezal (105) hace funcionar, a través del conmutador (112), el módulo impulsor (108), que puede tener un motor. El módulo impulsor (108) es el encargado de poner en movimiento el eje (121) y hacer que el cabezal de sujeción (124), que tiene atrapada una de las puntas desechables que están en la caja (76), tenga una rotación de 90 grados (en dirección de la flecha) para ponerse en posición vertical. Esto último se puede ver en la Fig. 5c, donde el cabezal de sujeción (124) tiene un corte, y ya está posicionado por debajo de la boquilla (1 8), con su extremo superior enganchado en el cabezal (105) a través de la pestaña (110) y la traba (107). Esta traba se encuentra sobresalida del agujero transversal que tiene el cabezal (105) y está comprimido el resorte de restitución (106), obligado por el movimiento sobre la guía (111). Sobre la parte ampliada a la derecha, las flechas indican las direcciones de movimiento que tendrán los componentes impulsados por los resortes (104) y (106), mientras que el resorte (116), que está sobre el vastago (115), está sin estiramiento. Al soltar el botón (74) el resorte (104) ejerce la mayor fuerza del subsistema de inserción/expulsión y arrastra también al cabezal de sujeción (124), estirando entonces el resorte (116). El cabezal (105) vuelve a su posición inicial y la traba (107), por la fuerza ejercida por el resorte (106), sigue por la guía (111) hasta su posición de la Fig. 5a y libera el extremo del vástago (1 5). En la posición que se muestra en la Fig. 5d el efecto obtenido es que la punta desechable, contenida en el cabezal de sujeción (124), se inserta en la boquilla ( 18) debido a la fuerza vertical que desarrolla el resorte (104). El extremo superior del vástago (115) ha sido liberado y el resorte (116) provocará que se desplace hacia abajo, y finalmente el módulo impulsor (108) hará que el cabezal de sujeción (124) y el vástago (115) realicen el movimiento de rotación, alrededor del eje (121), para posicionarse nuevamente en la forma indicada en la Fig. 5a. El sector ampliado muestra que al llegar la traba (107) a la posición superior sobre la guía ( 11), el resorte ( 06) la ubica hacia su posición de reposo y el cabezal (105) queda libre, permitiendo el movimiento del vástago (115) en la dirección indicada por la flecha, en el sector ampliado a la derecha de la Fig. 5d, mediante la acción del resorte (116). De esta manera, el sistema de pipeteo queda listo para la operación de aspirado/dispensado. Una vez que esta operación ha sido completada, se vuelve a repetir el proceso si es necesario para insertar una nueva punta desechable como la (79) en el extremo de la boquilla (118).
MODALIDADES Y VARIANTES DE LA INVENCION
Por una cuestión de sencillez en la presentación de la Fig. 1 , anteriormente se estableció que cada bloque terminal está asociado a un único subsistema, sin embargo también puede darse de diferente forma. Es decir que, dependiendo de la arquitectura del sistema de pipeteo, un bloque terminal puede estar asociado a más de un subsistema o un subsistema puede tener varios de los bloques terminales mostrados en la Fig. 1. En los tres diferentes niveles de definición puede suceder que se compartan algunos elementos correspondientes al diagrama, de ese nivel, ya sea a través de bloques intermedios, componentes o módulos. Pero en el nivel 3, cuando hay una mayor especificación de los componentes puede que algunos de estos, correspondientes a un bloque terminal del nivel 1 , se compartan en diferentes subsistemas también. En definitiva, el número de combinaciones y de posibles subsistemas también es muy variada. En la Fig. 1 se especifican claramente los bloques terminales que actúan sobre los componentes externos, interaccionan con el exterior e interiormente entre ellos para que el sistema de pipeteo pueda desarrollar sus funciones. Pero también puede suceder que dos subsistemas actúen coordinados y por lo tanto se los pueda agrupar como un subsistema más representativo y más completo para la función o funciones que desarrollan. Se vieron ejemplos de esto en las Figs. 2a y 2b para boquilla móvil y fija.
Debemos mencionar que, si bien en la Fig. 1 se representa una sola boquilla que toma una punta desechable cada vez, el sistema se puede extender al caso de
NxM boquillas con N = 1 , 2 M = 1 , 2, tomando igual número de puntas desechables con las distancias entre boquillas que puedan ser variables. Entonces, debemos considerar las siguientes cuestiones derivadas:
• la caja (13) tiene ahora las puntas desechables dispuestas en un arreglo de N x M x K, siendo K = 1 , 2, ... el número de veces que se puede utilizar el sistema de pipeteo con esta caja o el número máximo de pruebas a realizar,
« en cada operación de pipeteo se inserta y se expulsa un total de N x M puntas desechables, todas a la vez, sobre y desde las N x M boquillas.
Estos hechos se ven también reflejados en las diferentes modalidades y variantes que veremos a continuación.
Algunas variantes y modalidades surgidas de la Fig. 1 se muestran en las Figs. 6a y 6b. En la Fig. 1 se considera al bloque (5B) ubicado dentro de la estructura base (D) y los bloques terminales de acoplamiento de caja (8), de ubicación/apartado de puntas desechables (9), y de inserción de punta desechable (10B) colocados entre la base de pipeteo (D) y la base de acoplamiento (C), es decir que hay una parte de los bloques terminales dentro de ella. Sin embargo, existen otras posibilidades extremas, así como varias posibles combinaciones entre ellas, para la ubicación de dichos bloques. En la Fig. 6a se muestra la posibilidad de que los bloques mencionados estén todos incluidos dentro de la base de acoplamiento (C), considerando además que algún bloque intermedio, que está dentro del bloque central (20) en la Fig. 1 , también puede estar parcialmente dentro de esta estructura. Esto implica una modificación en la forma del dispositivo, en los bloques terminales y en las conexiones que están en ambas bases estructurales (D) y (C). La otra posibilidad es la que se muestra en la Fig. 6b, con los mismos bloques considerados antes dentro de la estructura (D), de modo que la estructura (C) sólo es una base para la caja (13) o es directamente la caja (13). Entre ambos casos se pueden ubicar diferentes combinaciones con algunos bloques dentro de la estructura (C), otros dentro de la estructura (D) y otros compartidos entre ambas estructuras.
La siguiente modalidad que se muestra en la Figs. 7 se refiere a la posibilidad de que la punta desechable (12), cuando es expulsada, no se la arroje en el interior de un recipiente externo. En la Fig. 7a se muestra una ampliación de la parte derecha de la Fig. 7, con un corte a la altura AA' para poder visualizar los bloques terminales y las ligaduras con más detalle. Para esto, la caja (13) está ahora dividida en dos partes. Una parte es la sección de caja (13A) con puntas desechables no utilizadas, donde está el conjunto (14) y la punta seleccionada (15), tal como la descripción dada en la Fig. 1. La otra parte es la sección de caja de descarte/reciclado (13B), la cual almacena las puntas desechables ya utilizadas, para su desecho o para posibilitar la realización de un proceso de reciclado del plástico involucrado en las puntas desechables y en la caja doble (13A)/(13B). Ahora se tiene entonces un nuevo subsistema.
• Subsistema de descarte/reciclado, sobre el bloque terminal (3A): Para esto se tiene un bloque (3A) en reemplazo del bloque de expulsión (3) de la Fig. 1, el cual se encarga de separar la punta desechable (12) de la boquilla (11). Tiene la ligadura (21A) para el caso de sistemas de pipeteo con boquilla fija, y cuando la puerta P9 está cerrada. Desde allí es llevada por el bloque terminal (10B) hasta la sección de caja (13B). Para el caso de boquilla móvil (P9 abierta) se encarga de ubicar la punta desechable descartada dentro de la sección de caja (13B) y separarla allí de la boquilla (11). En ambos casos debemos observar también que hay un nuevo ángulo γ que define la dirección DG para el descarte de la punta desechable ya utilizada dentro de la sección de caja (13B). El bloque terminal de control (6) también tiene un sensor para detectar el posicionamiento de boquilla y/o punta desechable respecto de la sección de caja (13B). Este proceso representa algo novedoso y muy adecuado para el manejo de consumibles dentro del laboratorio, siendo más simple y directo (para el usuario) el manejo de tales materiales. No lo encontramos hoy, y es aplicable a equipos automatizados y dispositivos manuales.
• Subsistema de ubicación/introducción de punta desechable, sobre el bloque terminal (9A): Cuando la caja se divide en dos secciones, la sección (13A) conteniendo puntas desechables que aún no han sido utilizadas, y la sección (13B) inicialmente vacía y donde se colocarán las puntas desechables ya utilizadas, entonces el bloque terminal (9) conserva las funciones y ligaduras sobre la sección de caja (13A). Pero ahora hay un nuevo bloque terminal de ubicación/introducción de puntas desechables (9A), con ligaduras (33A) y (33B), que desempeñan la función de posicionamiento y guía del conjunto de puntas desechables (14A) dentro de la sección de caja (13B). La punta desechable introducida (15A), dentro de la sección de caja (13B), es introducida en esta con la contribución de los bloques terminales de descarte/reciclado (3A), mediante la ligadura (21 B), y de ubicación/introducción de puntas desechables (9A), mediante la ligadura (33B). Además, la punta desechable introducida (15A), dentro de la sección de caja (13B), pasa a formar parte del conjunto (14A) mediante la acción conjunta de las ligaduras (33A) y (33B) del bloque terminal de ubicación/introducción (9A), y también tiene la ligadura (23A) con el sensor (17B), sobre la sección de caja (13A). El bloque terminal de control y procesamiento de datos tiene la ligadura (23B) con el sensor (17C), para determinar la posición de la punta desechable introducida (15A) en la sección de caja (13B). En definitiva, el bloque terminal (9A) es similar y tiene casi los mismos componentes que el bloque terminal (9), y pueden compartir varios componentes entre ellos, con la salvedad que en vez de encajar en la boquilla o tomar la punta desechable (15), quita de la boquilla o deposita la punta desechable (15A), que es la punta desechable (12) cuando está posicionada por sobre la sección de caja ( 3B). Este subsistema no está presente en ningún tipo de dispositivo o sistema de pipeteo. Las Figs. 8a y 8b son las dos variantes con doble caja, equivalentes a los casos mostrados en las Figs. 2a y 2b, donde se muestran los módulos de ubicación/apartado (153) y de ubicación/descarte (152) de puntas desechables para las cajas (13A) y (13B) respectivamente. Ambos módulos también guían al conjunto de puntas desechables dentro de las secciones de caja (13A) y ( 3B). El módulo de ubicación/apartado (153) tiene, en ambas Figs. 8a y 8b, una conexión (166) hacia el bloque de componentes compartidos (157) y (158). En cada una de las Figs. 8a y 8b, el módulo de ubicación/descarte (152) tiene conexiones diferentes, (165) y (175) hacia estos bloques (157) y (158) respectivamente, ya que por ser diferente el sistema (boquilla móvil o fija) es diferente la forma en que se la introduce en la sección de caja (13B). En ambos casos se tiene una estructura base (128) diferente en comparación con las Figs. 2a y 2b, puesto que requiere una distribución diferente en los componentes y para cubrir el movimiento de la boquilla (11) o de la punta desechable (15), debido a la doble caja. Se tiene también un puente (144) con mayor extensión o más robusto, los acoples (151) ubicados sobre las dos secciones de caja (13A) y (13B), pero ya no está el módulo de expulsión de punta desechable. También debemos considerar que ahora se tienen tres posiciones en relación a los ángulos α, β y γ. Para el caso de la Fig. 8a la boquilla (1 ) se mueve hacia dos posiciones (11 A) y (11B) para enfrentar a las dos secciones de caja (13B) primero y luego (13A), siguiendo el recorrido de las flechas, pero con un módulo de movimiento (139), con posiciones (139A) y (139B) que lleva a la boquilla (1 ) a realizar mayor recorrido que en el caso de la Fig. 2a. Los módulos están conectados con el bloque de componentes compartidos (157) y (158), para las Figs. 8a y 8b respectivamente, dentro del bloque central (20), con conexiones (163), (164) y (165) para la Fig. 8a y (173), (174) y (175) para la Fig. 8b, hacia los correspondientes módulos que tienen funciones similares a los casos de las Figs. 2a y 2b. En la Fig. 8a se tiene el módulo de inserción (150), con una conexión (170) hacia el módulo de ubicación/apartado (153), y en la Fig. 8b se denomina módulo de inserción/desechado (154). Este último toma cuatro posiciones definidas: en (154), (154A), (154B), (154C), moviéndose en las direcciones indicadas por las flechas, y está en reemplazo del módulo de inserción (46) que tiene tres posiciones definidas: (46), (46A) y (46B).
Desde las variantes presentadas en las Figs. 7 y 7a, y los casos especiales de las Figs. 8a y 8b surgen también modalidades para el método establecido en la Fig. 3.
El método descripto en la sección anterior (Fig. 3) tiene también sus variantes para el caso de contar con una caja doble. En los pasos (131), (132A) y (132B) se activa un subsistema de inserción/descarte, con la caja teniendo dos secciones: una con puntas desechables no utilizadas (13A) y otra con las puntas desechables que ya se han utilizado (13B).
Para el caso de boquilla móvil se modifica:
(137): Inicio del proceso de descarte/reciclado y recambio de puntas desechables, ya que la boquilla (11) con la punta desechable insertada en su extremo se posiciona en (11 A), de modo que el módulo de ubicación/descarte (152) separa la punta desechable de la boquilla y la introduce en la sección de caja (13B), posicionándola luego como parte del conjunto (14A).
Para el caso de boquilla fija se modifica:
(137): Inicio del proceso de descarte/reciclado y recambio de puntas desechables, ya que el módulo de inserción/desechado (154) atrapa y separa la punta desechable (12) en la posición (154B), para llevarla luego hasta la posición (154B) donde el módulo de ubicación/descarte (152) separa la punta desechable de la boquilla y la introduce en la sección de caja (13B), posicionándola luego como parte del conjunto (14A).
Como es de esperarse, la modificación en los pasos que deben seguirse también se da en el caso del método a nivel 1 (Fig. 1), como descripto en la sección anterior, y en el paso g) donde se separa la punta desechable ( 2) ya utilizada.de la boquilla (11), se debe considerar igualmente los casos de boquilla móvil y fija, para la doble caja de la Fig. 7.

Claims

REIVINDICACIONES Habiendo descrito de manera suficiente y clara mi invención, considero como una novedad y por lo tanto reclamo como de mi exclusiva propiedad, lo contenido en las siguientes cláusulas:
1. Sistema híbrido de pipeteo con inserción de punta desechable, para el cual se considera que en el diagrama de bloques (a nivel 1):
• se tienen dos estructuras base, sobre las que asientan (directa o indirectamente) los componentes, pudiendo ser una de ellas un dispositivo o cabezal de pipeteo y la otra un contenedor con puntas desechables en su interior, pero sin quedar limitado a ambos casos y donde las puntas desechables son componentes externos consumibles,
• cada bloque tiene una función y representa a un conjunto de componentes o módulos; comprendiendo un bloque central, bloques intermedios y bloques terminales, así como sus conexiones,
• los bloques terminales actúan sobre un componente externo (boquilla o punta desechable) mediante una ligadura, mantienen una interacción con el exterior (interacción con el usuario, comunicación con otros equipos o dispositivos, recarga de energía), o tienen interacciones internas (conexiones entre ellos o con bloques intermedios),
• cada uno de los bloques terminales define por sí solo un único subsistema, los bloques intermedios y los componentes externos sobre los que aplican también forman parte del subsistema,
• los bloques terminales están asociados a cada una de las funciones u operaciones que se pueden realizar, determinando las salidas y/o entradas de los subsistemas que definen, así como la interacción entre ellos o con algún bloque intermedio dentro del bloque central,
• las ligaduras están definidas como conexiones de algún tipo o son una acción directa de un componente del bloque terminal correspondiente sobre un componente externo, pudiendo ambas actuar con dispositivos adicionales como sensores,
• las ligaduras y toda otra conexión pueden ser continuas o discontinuas, ya sea por los movimientos de componentes dentro de cada bloque terminal o por el tipo de coordinación que deben tener entre ellos,
• desde un bloque terminal pueden salir más de una ligadura, y esto significa que desarrolla una función que es parte de una función compuesta o de una combinación de funciones, y en tal caso sobre algunas o todas las ligaduras puede haber una puerta que permite la opción de si esa función, que es parte de la función compuesta, está incluida (puerta cerrada) o no está incluida (puerta abierta),
· el bloque central tiene como función la de concentrar y posibilitar las interacciones y comunicaciones entre los bloques terminales,
• el bloque central es indefinido en el sentido que, a través de la especificación de las conexiones y de los bloques intermedios que están en su interior, define una arquitectura del sistema híbrido de pipeteo,
· al definir la arquitectura se está especificando también la forma en que se conectan o interaccionan los bloques terminales dentro de los subsistemas que ellos pueden conformar,
• se tienen los siguientes bloques terminales: de interacción con el usuario, de comunicación e interconexión hacia el exterior, de expulsión de punta desechable, de aspirado/dispensado de líquido, de control y procesamiento de datos, de energía y potencia, de ajuste boquilla/punta desechable, de posicionamiento angular de boquilla,
• los bloques terminales se conectan hacia el bloque central mediante una línea con flecha en cada extremo o flecha en un solo extremo, para indicar el flujo de la acción, pudiendo haber una puerta sobre dicha línea para indicar si el bloque terminal está aislado (puerta abierta) o en interacción (puerta cerrada),
• los bloques terminales de interacción con el usuario, de expulsión de punta desechable, de ajuste boquilla/punta desechable y de aspirado/dispensado de líquido siempre están presentes,
« los restantes bloques terminales pueden o no estar presentes, pero estos permiten definir al sistema de pipeteo desde dos puntos de vista, primero si es manual o automático y segundo si es de tipo mecánico, electrónico o híbrido,
• los subsistemas están definidos a partir de los bloques terminales, por los bloques intermedios y por el agrupamiento de algunos bloques terminales, de acuerdo a las conexiones y componentes comunes que se tengan dentro del bloque central, no siendo esta forma de agruparlos única ni definitiva,
• los componentes de los bloques terminales y de los bloques intermedios son de tipo electrónico, mecánico, neumático, óptico, magnético, electromagnético, acústico o híbrido entre algunos de los anteriores,
· la caja con puntas desechables en su interior está separada del dispositivo o cabezal de pipeteo, y las puntas desechables se mantienen en posición para que puedan insertarse de la manera más sencilla sobre el extremo de la boquilla del dispositivo o cabezal de pipeteo,
• la boquilla consiste en un tubo de plástico, aunque sin quedar limitado, con un canal interior en la dirección axial, que permite conectar el interior de la punta desechable, que está insertada en su extremo, con los componentes del bloque terminal de aspirado/dispensado, pasando a formar parte (el conjunto boquilla/punta desechable) del subsistema de aspirado dispensado,
• la boquilla tiene generalmente una terminación frustocónica que facilita la inserción de la punta desechable, y también puede contar con componentes elásticos, plásticos, magnéticos, neumáticos o una combinación de los mismos, para asegurar un buen sellado en la unión boquilla/punta desechable,
• la boquilla se ubica a un cierto ángulo característico β, que define la dirección de pipeteo (DB), respecto a la dirección principal Dp (dirección axial del dispositivo o cabezal de pipeteo), que permite clasificar al sistema de pipeteo como axial (β=0) y no axial (β≠0),
caracterizado porque:
• las dos estructuras base tienen la opción de acoplarse y desacoplarse entre sí, denominándose base de pipeteo (D) y base de acoplamiento (C), y son las que soportan y sostienen (directa o indirectamente, a nivel 3) a los componentes del sistema de pipeteo,
• la base de pipeteo (D) puede ser un dispositivo o cabezal de pipeteo, y la base de acoplamiento (C) puede ser un contenedor con puntas desechables,
• la caja (13) con puntas desechables forma parte de la base de acoplamiento (C), y puede acoplarse y desacoplarse de manera sencilla ya sea la caja sola de ambas bases o la caja (13) junto con la base de acoplamiento (C) de la base de pipeteo (D),
• tiene una única caja (13) acoplada, con una sola sección dentro de ella, y por tal razón se la denomina caja simple,
· se cambia el concepto de contenedor, que es equivalente a la base de • acoplamiento (C), puesto que puede tener algunos componentes dentro de su estructura, los cuales se acoplan también a otros componentes que están sobre la base de pipeteo (D), siempre que sean parte del mismo bloque terminal,
· los componentes externos son ahora la boquilla (1 1), el conjunto boquilla/punta desechable (12), la caja (13) y los acoples de la misma (16), la punta desechable apartada (15), el conjunto (14) dentro de la caja y el sector de las estructuras base (C) y (D) donde se realiza el acoplamiento mediante el bloque de acoplamiento de caja (8),
· los dispositivos adicionales son sensores, como (17A) y (17B), y también acoples, como (19A) y (19B),
• hay un segundo ángulo característico, ya que el ángulo α se denomina posición de inserción, y es el ángulo que se forma entre la dirección de inserción (De), dada por el eje de la punta desechable apartada (15) dentro de la caja (13), y la dirección principal Dp,
• tiene nuevos bloques terminales que actúan sobre la boquilla (1 1), la punta desechable (15) y el conjunto (14), que están dentro de la caja (13), y sobre los acoples (16) de la misma,
• los nuevos bloques terminales son: de movimiento de boquilla (5B), de acoplamiento de caja (8), de ubicación/apartado de puntas desechables (9) y de inserción de punta desechable (10B),
• los componentes de los bloques terminales de acoplamiento de caja (8), de ubicación/apartado de puntas desechables (9), de inserción de punta desechable (10B) y de movimiento de boquilla (5B) son de tipo electrónico, mecánico, neumático, óptico, magnético, electromagnético, acústico o híbrido entre algunos de los anteriores,
• el bloque terminal de movimiento de boquilla (5B) actúa sobre la boquilla (11) a través de la ligadura (24C) cuando la puerta P6 está cerrada, y la acción que se ejerce en tal caso es la de un movimiento lineal en la dirección axial de la boquilla (11), para ayudar a la inserción y a la expulsión de la punta desechable (12),
• el bloque terminal de acoplamiento de caja (8) se encarga de acoplar (entre ellas) a la caja (13) con puntas desechables, la base de pipeteo (D) y la base de acoplamiento (C), considerando que al menos debe tenerse el acoplamiento entre la caja (13) con puntas desechables y la base de pipeteo (D),
• el bloque terminal de acoplamiento de caja (8) actúa sobre los acoples (16) que van unidos a la caja (13), a través de la ligadura (32), así como sobre la estructura (D) a través de la ligadura (30) y el acople (19A) y actúa (con la puerta P2 cerrada) sobre la estructura (C) a través de la ligadura (31) y el acople (19B),
• cuando la puerta P1 está abierta el bloque terminal de acoplamiento de caja (8) está aislado de los restantes bloques terminales y del bloque central (20),
• el bloque terminal de ubicación/apartado de puntas desechables (9) actúa sobre el conjunto de puntas desechables (14) que están dentro de la caja (13) a través de las ligaduras (29A) y (29B), ejerciendo un empuje sobre el conjunto (14) y guiándolo dentro de la caja (13),
• cuando la puerta P5 está abierta el bloque terminal de ubicación/apartado de puntas desechables (9) está aislado del bloque central (20) y de los restantes bloques terminales,
• el bloque terminal de ubicación/apartado de puntas desechables (9), mediante la ligadura (29B), y el bloque terminal de inserción de punta desechable (10B), mediante la ligadura (28), actúan sobre el conjunto de puntas desechables (14) para apartar una de ellas en la posición (15), la cual será insertada luego en el extremo de la boquilla (11),
· el bloque terminal de inserción de punta desechable (10B), a través de la ligadura (28) sostiene y asegura la punta desechable apartada (15), y ejerce también una acción de movimiento en la dirección axial de la misma, para que se separe de la caja (13),
• de las funciones de los bloques terminales se desprende que no todos pueden estar presentes con todas sus funcionalidades, siendo que algunos se contraponen entre sí, y algunos también pueden estar aislados.
2. Sistema híbrido de pipeteo con inserción de punta desechable, conforme a la cláusula 1 , caracterizado porque es de boquilla móvil y entonces:
• el bloque terminal de movimiento (5B) ejerce una acción de movimiento (composición de traslaciones y/o rotaciones) sobre la boquilla (11) con la puerta P7 cerrada y a través de la ligadura (24A),
• el bloque terminal de movimiento (5B) ejerce una acción de desplazamiento lineal sobre la boquilla ( 1) en su dirección axial, con la puerta P6 cerrada y a través de la ligadura (24C),
· el bloque terminal de movimiento de boquilla (5B) se encarga de posicionar la boquilla (11) por encima de la punta desechable apartada (15) y devolver la boquilla (11) a la posición inicial (ángulo β),
• la boquilla (11) puede moverse con rotaciones (sobre un eje o sobre un punto) y/o traslaciones en el espacio, impulsada por componentes o módulos ubicados en el interior de la base de pipeteo (D), • la boquilla (11) puede moverse en su dirección axial para ayudar a la inserción y a la expulsión de la punta desechable (12) insertada en su extremo,
• la boquilla (11) tiene dos posiciones extremas (para cada operación de aspirado/dispensado), caracterizadas por los ángulos α y β, siendo α el ángulo al que se ubica la boquilla (11), respecto a DP, para alinearse axialmente con la punta desechable apartada (15) dentro de la caja (13),
• el bloque terminal de inserción de punta desechable (10B) tiene la puerta P3 abierta y entonces no ejerce acción sobre la boquilla (11) a través de la ligadura (26).
3. Sistema híbrido de pipeteo con inserción de punta desechable, conforme a la cláusula 1 , caracterizado porque es de boquilla fija y entonces:
• el bloque terminal de inserción de punta desechable (10B) tiene la puerta P3 cerrada y ejerce una acción, mediante la ligadura (26), sobre la punta desechable apartada (15), llevándola desde su posición dentro de la caja (13) hasta alinearla axialmente por debajo de la boquilla (11) e insertarla en su extremo (punta desechable (12)),
• el ángulo α está definido (desde este punto de vista) como el ángulo al que debe posicionarse el módulo o componentes que están dentro del bloque terminal de inserción (10B), y que se encargan de tomar la punta desechable apartada (15), para luego llevarla e insertarla en el extremo de la boquilla ( 1),
• el bloque terminal de movimiento (5B) tiene la puerta P7 abierta y entonces no ejerce acción con la ligadura (24A) sobre la boquilla (11).
4. Sistema híbrido de pipeteo con inserción de punta desechable, conforme a las cláusulas 1 a 3, caracterizado porque:
· el bloque terminal de control y procesamiento de datos (6) tiene la ligadura (22) con el sensor (17A), para establecer la posición de la boquilla (11), cuando es de boquilla móvil, o la posición de los componentes que llevan la punta desechable desde la caja (13) hasta el extremo de la boquilla (11), cuando es de boquilla fija,
· el bloque terminal de control y procesamiento de datos tiene la ligadura (23) con el sensor (17B), para determinar la posición de la punta desechable apartada (15),
• el subsistema de control y procesamiento de datos cumple también con las siguientes funciones: interviene en el movimiento de la boquilla, la ubicación de punta desechable, comunicación e interacción, así como controlar las posiciones de los elementos móviles como la boquilla o componentes que trasladan la punta desechable atrapada y las puntas desechables en su conjunto, lo cual se realiza utilizando sensores.
5. Sistema híbrido de pipeteo con inserción de punta desechable, conforme a las cláusulas 1 a 4, caracterizado porque (a nivel 2 y 3):
• tiene un subsistema de ubicación/apartado de puntas desechables que actúa sobre el conjunto de puntas desechables (14),
• el subsistema de ubicación/apartado de puntas desechables guía al conjunto para que una de las puntas desechables se ubique en posición de ser apartada del resto y ayuda a la separación de la punta desechable (15) mediante la ligadura (29B),
• el subsistema de ubicación/apartado de puntas desechable actúa en coordinación con el subsistema de inserción de punta desechable para que este atrape la punta desechable (15), que será insertada en el extremo de la boquilla (11), • el subsistema de ubicación/apartado de puntas desechables comparte componentes con los siguientes subsistemas: de control y procesamiento de datos, de interacción con el usuario, de inserción de punta desechable, de ajuste boquilla/punta desechable.
6. Sistema híbrido de pipeteo con inserción de punta desechable, conforme a la cláusula 1 y 4, caracterizado porque:
• La caja (13), definida como caja simple, con puntas desechables en su interior se reemplaza por una caja doble, con una sección de caja (13A) que contiene puntas desechables sin utilizar y una sección de caja (13B) donde se depositan las puntas desechables ya utilizadas,
• el bloque terminal de expulsión (3) se reemplaza por un bloque terminal de descarte/reciclado (3A), que tiene como función (siempre presente) ayudar a introducir la punta desechable (12) en la sección de caja (13B),
• el bloque terminal de descarte/reciclado (3A) también se puede distribuir sobre cualquiera de las estructuras base (de pipeteo o de acoplamiento) o una parte en cada una de ellas,
• el bloque terminal de ubicación/apartado de puntas desechables (9), con las mismas ligaduras (29A) y (29B), tiene la función de posicionar y guiar el conjunto de puntas desechables (14) dentro de la sección de caja ( 3A), · hay un nuevo bloque terminal de ubicación/introducción de puntas desechables (9A), con ligaduras (33A) y (33B), que desempeñan la función de posicionamiento y guía del conjunto de puntas desechables (14A) dentro de la sección de caja (13B),
• la punta desechable introducida (15A), dentro de la sección de caja (13B), es introducida en esta con la contribución de los bloques terminales de descarte/reciclado (3A), mediante la ligadura (21 B), y de ubicación/introducción de puntas desechables (9A), mediante la ligadura (33B),
• la punta desechable introducida (15A), dentro de la sección de caja (13B), pasa a formar parte del conjunto (14A) mediante la acción conjunta de las ligaduras (33A) y (33B) del bloque terminal de ubicación/introducción (9A), y también tiene la ligadura (23A) con el sensor (17B), sobre la sección de caja (13A),
• el bloque terminal de control y procesamiento de datos tiene la ligadura (23B) con el sensor (17C), para determinar la posición de la punta desechable introducida (15A) en la sección de caja (13B).
7. Sistema híbrido de pipeteo con inserción de punta desechable, conforme a las cláusulas 1 , 2 y 6, caracterizado porque es de boquilla móvil entonces:
• la boquilla (1 1 ) tiene ahora tres posiciones extremas (para cada operación de aspirado/dispensado), caracterizadas por los ángulos α, β y γ, siendo γ el ángulo al que se ubica la boquilla (1 1), respecto a Dp, para que se pueda introducir la punta desechable (15A) dentro de la sección de caja (13B),
• El bloque terminal de descarte/reciclado tiene la puerta P9 abierta, de modo que la ligadura (21A) no está presente.
8. Sistema híbrido de pipeteo con inserción de punta desechable, conforme a las cláusulas 1 , 3 y 6, caracterizado porque es de boquilla fija entonces:
· el bloque terminal de descarte/reciclado (3A) tiene la puerta P9 cerrada, y la ligadura (21 B) separa la punta desechable (12) insertada en la boquilla (1 1), llevándola hasta la posición en (15A),
• se tiene el ángulo γ que, para este caso se puede definir como el ángulo al que deben posicionarse los componentes del bloque terminal de descarte/reciclado (3A) para introducir la punta desechable (15A) dentro de la sección de caja (13B).
9. Sistema híbrido de pipeteo con inserción de punta desechable, conforme a las cláusulas 1 y 6 a 8, caracterizado porque (a nivel 2 y 3):
• tiene un subsistema de ubicación/apartado de puntas desechables que actúa sobre el conjunto (14) en la sección de caja (13A) y actúa para la ubicación/introducción de puntas desechables sobre el conjunto (14A) en la sección de caja (13B),
• ambos subsistema de ubicación de puntas desechable actúan en coordinación con los subsistemas de inserción de punta desechable, ajuste y de descarte/reciclado de punta desechable.
10. Sistema híbrido de pipeteo con inserción de punta desechable, conforme a las cláusulas 1 a 9, caracterizado porque para el diagrama de bloques (nivel 1) y para el diagrama esquemático (a nivel 2):
• el bloque central (20) tiene la función de hacer interaccionar a los subsistemas entre sí, a través de conexiones y bloques intermedios que pueden definirse dentro de él y (finalmente) en su reemplazo, lo cual se expresa a través de la definición de la arquitectura dentro del bloque central del sistema de pipeteo,
• cuando se define la arquitectura dentro del bloque central (20), y hay un bloque intermedio compartido entre dos o más subsistemas, ambos subsistemas se pueden incluir en uno solo más amplio, como un subsistema compuesto,
• los bloques terminales que están dentro de la base de acoplamiento (C) también se pueden acoplar hacia el bloque central (20), cuando la base de acoplamiento (C) se acopla con la base de pipeteo (D), para formar así el subsistema correspondiente al que pertenece cada uno de los bloques terminales, • los componentes activos que están sobre cada base (de pipeteo y de acoplamiento) se acoplan cuando pertenecen a un mismo bloque terminal,
• el subsistema compuesto tiene los correspondientes bloques terminales realizando las funciones u operaciones de manera coordinada, y cada uno de ellos actúa sobre el correspondiente componente externo: boquilla, punta desechable o caja con puntas desechables,
» en un subsistema compuesto se comparten entre cada subsistema que está incluido en él algunos o todos los componentes y/o módulos que pertenecen al bloque intermedio compartido.
11. Sistema híbrido de pipeteo con inserción de punta desechable, conforme a las cláusulas 1 , 2, 4 a 7 y 9, caracterizado porque es de boquilla móvil, lo cual significa que (a nivel 2 y 3) tiene un subsistema de movimiento de boquilla que:
• hace que la boquilla (11) sea llevada por el subsistema de movimiento de boquilla, desarrollando movimientos de rotación y/o traslación que le permiten ubicarse por encima de la punta desechable (15), alineándose ambas en sentido axial, para permitir la inserción de dicha punta desechable (15) en el extremo de la boquilla (11),
• la boquilla (11) forma parte del subsistema que acciona sobre ella para su movimiento,
· para favorecer el movimiento de la boquilla (11) se tienen componentes mecánicos como guías, poleas, engranes, cremalleras, hechos de materiales metálicos y/o plásticos, sin quedar limitado,
• el subsistema de movimiento de boquilla comparte componentes con los siguientes subsistemas: de control y procesamiento de datos, de interacción con el usuario, de expulsión de punta desechable, de posicionamiento angular de boquilla, de inserción de punta desechable, de ajuste boquilla/punta desechable.
12. Sistema híbrido de pipeteo con inserción de punta desechable, conforme a las cláusulas 1 , 3, 4 a 6, 8 y 9, caracterizado porque es de boquilla fija y entonces: · tiene un subsistema de inserción de punta desechable que atrapa a la punta desechable (15) y luego la mueve para posibilitar la inserción de la punta desechable sobre dicho extremo de la boquilla,
• los componentes externos como la boquilla (11) y las puntas desechables, ya sea el conjunto (14) o la apartada (15), forman parte del subsistema de inserción de punta desechable,
• el subsistema de inserción de punta desechable, para posibilitar el movimiento de algunos de sus componentes, cuenta también con guías, resortes, poleas, engranes, ruedas dentadas, cremalleras, ganchos, hechos de materiales metálicos y/o plásticos sin quedar limitado, y también componentes de tipo electrónicos,
• hay una coordinación en las funciones del subsistema de inserción de punta desechable y de ajuste boquilla/punta desechable, para que este último actúe sobre la unión mientras el primero acerca ambos componentes,
• el subsistema de inserción de punta desechable comparte componentes con los siguientes subsistemas: de control y procesamiento de datos, de interacción con el usuario, de expulsión de punta desechable, de posicionamiento angular de boquilla, de movimiento de boquilla, de ajuste boquilla/punta desechable,
13. Sistema híbrido de pipeteo con inserción de punta desechable, conforme a las cláusulas 1 a 12, caracterizado porque tiene un subsistema de acoplamiento de caja con trabas flexibles, de material plástico, acoplamientos magnéticos, electromagnéticos o enganches mecánicos que permiten sostener firmemente las estructuras base (C) y (D) entre ellas y la caja (13) sobre ellas.
14. Sistema híbrido de pipeteo con inserción de punta desechable, conforme a las cláusulas 6 a 13, caracterizado porque:
• el subsistema de expulsión de punta desechable se reemplaza por un subsistema de descarte/reciclado de punta desechable, y se encarga de separar la punta desechable (12) ya utilizada de la boquilla (11),
• el subsistema de descarte/reciclado actúa en coordinación con el sistema de ajuste boquilla/punta desechable,
• el subsistema de ubicación de punta desechable actúa ahora sobre las dos secciones de caja para que se pueda también introducir y posicionar las puntas desechables (15A) y el conjunto (14A) que han sido ya utilizadas, dentro de la sección de caja (13B) para descarte/reciclado,
« el subsistema de descarte/reciclado comparte componentes con los siguientes subsistemas: interacción con el usuario, movimiento de boquilla, control y procesamiento de datos, ubicación de puntas desechables, inserción de punta desechable.
15. Sistema híbrido de pipeteo con inserción de punta desechable, conforme a la cláusula 14, caracterizado porque se tienen dos opciones posibles para el subsistema de descarte/reciclado:
• es de boquilla móvil, cuando la boquilla (11) se posiciona en los tres ángulos característicos, para la dirección de pipeteo y sobre las dos secciones de caja,
• es de boquilla fija, es decir que el subsistema de descarte/reciclado se encarga de atrapar la punta desechable (15), llevarla hasta el extremo de la boquilla
. (11) e insertarla sobre esta, así como luego de separarla de la boquilla (11) y llevarla hasta depositarla, como (15A), en el interior de la sección de caja (13B) para descarte/reciclado.
16. Sistema híbrido de pipeteo con inserción de punta desechable, conforme a las cláusulas 1 a 15, caracterizado porque
• tiene un arreglo de N x M boquillas, siendo N = 1 , 2, ... y M = 1 , 2,
• la caja (13) tiene ahora las puntas desechables dispuestas en un arreglo de N x M x K, siendo K = 1 , 2, ... el número de veces que se puede utilizar el sistema de pipeteo con esta caja o el número máximo de pruebas a realizar,
· en cada operación de pipeteo se inserta y se expulsa un total de N x M puntas desechables, todas a la vez, sobre y desde las N x M boquillas.
17. Sistema híbrido de pipeteo con inserción de punta desechable, conforme a las cláusulas 1 a 16, caracterizado porque:
• tiene un subsistema de ajuste boquilla/punta desechable, con componentes elásticos y neumáticos para asegurar el sellado entre la boquilla (11) y la punta desechable (12) que va insertada en su extremo,
• tiene un subsistema de ajuste boquilla/punta desechable que actúa o puede actuar en coordinación con los subsistemas de expulsión, inserción o desechado/reciclado.
· el subsistema de ajuste boquilla/punta desechable incluye al menos un o-ring, sello o empaque inflable ubicado como anillo sobre la boquilla (11), de modo que queda ubicado entre esta y la pared interior de la punta desechable,
• cuando una de las puntas desechables queda alineada con la boquilla (11) en sentido axial, es impulsada hacia la boquilla (11) y esta se introduce en la punta desechable, en ese momento el o-ring antes mencionado se infla (a través del subsistema de ajuste) sellando ambas superficies,
• una vez que la punta desechable ha sido utilizada el o-ring antes mencionado se desinfla y la punta desechable (12) se separa de la boquilla (11), ya sea porque se la deja caer en un recipiente de descarte, mediante la acción del subsistema de expulsión, o es tomada por otro componente del sistema de pipeteo para introducirla en la sección de caja (13B) de descarte/reciclado, a través de la acción del subsistema de descarte/reciclado.
18. Sistema híbrido de pipeteo con inserción de punta desechable, conforme a las cláusulas 1 a 5, 9 a 13, 16 y 17, caracterizado porque para el diagrama esquemático (a nivel 2):
• dentro del bloque central (20) está definido un bloque de componentes comunes que centraliza las conexiones hacia los restantes módulos,
• tiene un subsistema de inserción/expulsión que involucra los siguientes bloques terminales: de ubicación/apartado de puntas desechables, de inserción de punta desechable, de movimiento de boquilla, de expulsión de punta desechable, que se conectan todos a un bloque intermedio con componentes comunes,
• tiene los siguientes módulos o conjunto de componentes: módulo de expulsión de punta desechable, módulo de inserción de punta desechable, módulo de apartado de punta desechable, módulo de ubicación, módulo de movimiento de boquilla, con conexiones hacia y desde el bloque de componentes comunes,
• tiene un subsistema de inserción/expulsión en el cual la boquilla (11) se mueve o está fija, y en su extremo se inserta la punta desechable (12) que luego es expulsada mediante el módulo expulsor de punta desechable (38),
· el módulo expulsor de punta desechable (38) tiene una posición de reposo y otra posición hacia la que se mueve para actuar sobre la boquilla (11) y la punta desechable (12) insertada en su extremo y separarlas,
• el módulo de inserción tiene atrapada una punta desechable (15), que se aparta del conjunto (14) que está dentro de la caja (13), mediante los módulos de apartado (43) y de ubicación y guía (45),
• tiene un puente (44) desde la base (28) para que pueda acoplarse y sostenerse la caja (13), que tiene dos acoples (16),
• el bloque de componentes comunes tiene una conexión (55) hacia el módulo de apartado(43) y este se conecta con mediante la conexión (56) con el módulo de empuje (45),
• el bloque de componentes comunes (40) tiene una conexión (50) hacia el módulo expulsor (38).
19. Sistema híbrido de pipeteo con inserción de punta desechable, conforme a la cláusula 8, caracterizado porque es de boquilla móvil y (a nivel 2):
· el módulo de movimiento de boquilla (39) pasa a la posición (39A) y se encarga de llevar la boquilla (11) desde su posición inicial, a un ángulo β, hasta su posición de inserción en (11A), a un ángulo a,
• el módulo de inserción (41), que tiene atrapada una punta desechable (15), se ubica entre la base de pipeteo (28) y la caja (13),
· el módulo de inserción (41) se encarga de insertar la punta desechable (15) en el extremo de la boquilla (11), y esta regresa entonces a su posición inicial (posición de pipeteo) lista para la operación de aspirado/dispensado con la punta desechable (12) en su extremo,
• el bloque de componentes comunes (40) tiene conexiones (51) y (52) con los módulos de movimiento de boquilla (39) y de inserción (41), respectivamente.
20. Sistema híbrido de pipeteo con inserción de punta desechable, conforme a la cláusula 18, caracterizado porque:
• tiene un subsistema de inserción/expulsión que se basa en que la boquilla está fija y el módulo de inserción (46) es el que realiza movimientos de traslación y/o rotación, hacia la posición (46A), y se encarga de atrapar la punta desechable (15), para llevarla hasta el extremo de la boquilla (11) e insertarla en su extremo (posición 46B),
• la posición de reposo del módulo de inserción de punta desechable (46) está dentro de la base de pipeteo (28),
· el bloque de componentes comunes (42) tiene una conexión (53) con el módulo de inserción (46).
21. Sistema híbrido de pipeteo con inserción de punta desechable, conforme a las cláusulas 6 a 18, caracterizado porque:
• tiene una caja doble con dos secciones, una es (13A) con puntas desechables y otra (13B) inicialmente vacía, donde se ubicarán las puntas desechables que se descarten,
• no tiene un módulo de expulsión de punta desechable,
• hay un subsistema que unifica a los subsistemas de inserción de punta desechable y de descarte/reciclado de punta desechable.
22. Sistema híbrido de pipeteo con inserción de punta desechable, conforme a la cláusula 21 , caracterizado porque:
• el módulo de movimiento (139) tiene una posición en (139B) sobre la sección de caja (13A) y una posición ( 39A) sobre la sección de caja (13B),
• se tiene un bloque de componentes comunes (157) con una conexión (163) hacia el módulo de ubicación/descarte (152) y una conexión (166) hacia el módulo de ubicación/apartado (153),
• la boquilla (11) se posiciona primero en (11 A) a un ángulo γ, denominado de descarte/reciclado, alineado axialmente para que el módulo de ubicación/descarte (152) la pueda tomar e introducirla en la sección de caja (13B) de descarte/reciclado,
• la boquilla (11) se posiciona luego en (1 B) a un ángulo α por sobre la sección de caja (13A) con puntas desechables (que pueden o no estar esterilizadas), y se alinea axialmente con una de ellas que está sostenida por el módulo de inserción (150) y ha sido previamente apartada por el módulo de ubicación/apartado (153),
• la punta desechable apartada es insertada en la boquilla por el módulo de inserción (150).
23. Sistema híbrido de pipeteo con inserción de punta desechable, conforme a la cláusula 21 , caracterizado porque:
· se tiene un bloque de componentes comunes (158) con la conexión (174) hacia el módulo de inserción (154), la conexión (175) hacia el módulo de ubicación/descarte (152) y la conexión (166) hacia el módulo de ubicación/apartado (153),
• el módulo de inserción (154) se ubica en (154B) para separar y atrapar la punta desechable (12) de la boquilla ( 1),
• el módulo de inserción (154) se ubica luego en (154C) sobre la sección de caja ( 3B) de descarte/reciclado a un ángulo γ, denominado de descarte/reciclado, alineado axialmente para que el módulo de ubicación/descarte (152) la pueda tomar e introducirla en la sección de caja (13B) de descarte/reciclado,
· el módulo de inserción se posiciona posteriormente en (154A) a un ángulo α por sobre la sección de caja con puntas desechables, y se alinea axialmente con una de ellas previamente apartada por el módulo de inserción,
• la punta desechable apartada es llevada e insertada en el extremo de la boquilla (11 ) por el módulo de inserción (154) en la posición (154B).
24. Dispositivo híbrido de pipeteo manual con inserción de punta desechable, conforme a las cláusulas 1 , 2, 4, 5 y 9 a 13, caracterizado porque:
• cuenta con una boquilla (78) con movimiento en la dirección axial, con una empuñadura (72) ubicada lateralmente sobre la carcasa (71), la cual aloja la mayor parte de los componentes, con un subsistema de inserción/expulsión y una caja (76) con puntas desechables en su interior, acoplada sobre la parte inferior de la empuñadura,
• la caja (76) se ubica a un ángulo a=0 y se sostiene mediante las trabas flexibles (80),
• tiene un módulo de aspirado/dispensado (85), que es activado desde el botón
(73) mediante la conexión (69), y luego se conecta a la cámara de presión (84), y esta se conecta a su vez, mediante una manguera flexible (83) con la boquilla (78),
• tiene un módulo de inserción/expulsión (88), que es activado desde el botón
(74) a través de la conexión (96), y se prolonga mediante un vástago (91), que tiene un resorte de restitución (89), y puede empujar un par de cabezales como el (92),
• dichos cabezales están ubicados a ambos lados del plano por donde se desplazan las puntas desechables que están dentro de la caja (76), y tiene
. (cada uno) un resorte de impulsión, como el (93), y apoyan sobre una base, como la (94), • la boquilla (78) cuenta con una cremallera (95) que se acopla al engrane (87), el cual está controlado por el impulsor (90) (mecánico o electrónico), conectado a su vez al módulo de inserción/expulsión (88) mediante la conexión (97),
• la carcasa (71) tiene una prolongación (75) hacia arriba, por encima y a un lado de los botones de accionamiento (73) y (74), para permitir el movimiento vertical de la boquilla
• el subsistema de inserción/expulsión está compuesto por el botón (74), la conexión (96), el módulo de inserción/expulsión (88), la conexión (97) hacia el impulsor (90), el cual acciona sobre el engrane (87) conectado a la cremallera (95) de la boquilla (78), el vástago (91) con el resorte (89), el par de cabezales (92) hacia un costado y a ambos lados de la boquilla (77), el par de resortes con vástago (93) y la base (94), un subsistema de empuje para las puntas desechables en el interior de la caja (76),
• el subsistema de interacción con el usuario se compone de los botones de accionamiento (73) y (74), el display (86) para visualizar los volúmenes de aspirado/dispensado, las conexiones (69) y (96), el módulo de aspirado/dispensado (85) y el módulo de inserción/expulsión (88).
25. Dispositivo híbrido de pipeteo manual con inserción de punta desechable, conforme a la cláusula 24, caracterizado porque:
· cuando el usuario acciona el botón (74), el módulo de inserción/expulsión (88) hace que baje primero el expulsor (77), que termina con forma de tubo rodeando la boquilla (78), el cual empuja y separa la punta desechable (79) de la boquilla (78),
• llegando el expulsor (77) a una cierta posición donde está asegurada la expulsión, el módulo de inserción/expulsión activa el impulsor (90) que mueve el engrane (87), haciendo que la boquilla (78) suba hasta una posición por encima de la caja (76), y la posición del expulsor (77) se restituye con el resorte (82) que está sobre la base (81),
• mientras el usuario continúa accionando el botón (74) un poco más abajo, el vástago (91) mueve el par de cabezales (92) también hacia abajo, comprimiendo los correspondientes resortes (93) y permitiendo que una punta desechable se ubique por debajo de la boquilla (78), atrapada por el par de cabezales (92) y separada del resto,
• cuando el usuario libera el botón (74) la boquilla (78) baja un poco y el par de cabezales (92) también quedan libres e, impulsados por el par de resortes
(93), insertan la punta desechable sobre el extremo de la boquilla (78),
• cuando el par de cabezales (92) vuelve a su posición inicial, la boquilla (78) se mueve hacia abajo con la punta desechable (79) en su extremo. Ambas pasan por dentro del tubo del expulsor (77), puesto que tiene unos componentes en su interior que permiten el paso de la punta desechable (79) hacia abajo pero no hacia arriba,
• las puntas desechables en el interior de la caja (76) quedan entonces listas para ubicar una nueva punta desechable en posición cuando la boquilla (78) vuelva hacia arriba, en una forma similar al cargador de un fusil o mediante una banda rotando con unas poleas, que arrastre las puntas desechables,
• en la posición final, con la punta desechable (79) en el extremo de la boquilla (78) el sistema vuelve a quedar listo para la operación de aspirado/dispensado.
26. Dispositivo híbrido de pipeteo manual con inserción de punta desechable, conforme a las cláusulas 1 , 3, 4, 5 y 9 a 13, caracterizado porque: • se compone de una carcasa (100), una cavidad inferior (114), de pared curvada, por donde se desplaza (rotacionalmente) el vástago de inserción (115), una empuñadura (72), con una cavidad hacia su base que permite la posición a 90 grados del vástago de inserción (115),
« un par de botones (73) y (74) que activan los módulos centrales de aspirado/dispensado (85) e inserción/expulsión (101), correspondientes a los subsistemas de aspirado/dispensado y de inserción/expulsión, a través de las conexiones (69) y (102) respectivamente,
• el subsistema de aspirado/dispensado se prolonga con la cámara (113) y un tubo de conexión (119) que conecta con la boquilla (118), la cual está por dentro del expulsor (117),
• el subsistema de inserción/expulsión se prolonga con una interface (103), un cabezal (105), con un resorte (104) que lo restituye a su posición inicial, y tiene una pestaña ( 0) y una traba (107), ubicada dentro de un hueco cilindrico del cabezal (105) y que tiene un resorte (106), una guía (111), sobre la que se mueve el cabezal (105), un brazo lateral (109), que sale desde el cabezal (105) y termina con el expulsor (117), un vástago de inserción (115), que tiene un resorte de restitución (116) y puede rotar alrededor del eje (121) ubicado en la base (120), termina como un cabezal de sujeción (124), para la punta desechable que queda en su interior, y entra en la cavidad (123), sobre la base de la empuñadura (72),
• una caja (76) con puntas desechables en su interior, a un ángulo oc=90 grados, que se acopla sobre la empuñadura (72) mediante las trabas flexibles (80). Una perilla (112) que forma parte del módulo impulsor (108),
· el sensor (122) va conectado al módulo central de inserción/expulsión (101).
27. Dispositivo híbrido de pipeteo manual con inserción de punta desechable, conforme a la cláusula 26, caracterizado porque:
• apretando el botón (74) hacia abajo con una fuerza F se activa el subsistema de inserción/expulsión, y el cabezal (105) se desplaza hacia abajo estirando el resorte (104),
• se separa la punta desechable (79) de la boquilla (118), siendo empujada por el expulsor (117), ya que este se conecta directamente con el brazo (109) asentado en el cabezal (105),
• al llegar al final del recorrido hacia abajo, el cabezal (105) hace funcionar, a través del conmutador (112), el módulo impulsor (108) pone en movimiento el eje (121) y hacer que el cabezal de sujeción (124), que tiene atrapada una de las puntas desechables que están en la caja (76), tenga una rotación de 90 grados (en dirección de la flecha) para ponerse en posición vertical.,
• la traba (107) se encuentra sobresalida del agujero transversal que tiene el cabezal (105) y está comprimido el resorte de restitución (106), obligado por el movimiento sobre la guía (111 ),
• al soltar el botón (74), el resorte (104) ejerce la mayor fuerza del subsistema de inserción/expulsión y arrastra también al cabezal de sujeción (124), estirando entonces el resorte (116),
· el cabezal (105) vuelve a su posición inicial y la traba (107), por la fuerza ejercida por el resorte (106), sigue por la guía (111) hasta su posición inicial y libera el extremo del vástago (115), y el efecto obtenido es que la punta desechable, contenida en el cabezal de sujeción (124), se inserta en la boquilla (118) debido a la fuerza vertical que desarrolla el resorte (104),
· el extremo superior del vástago (115) ha sido liberado y el resorte (116) provocará que se desplace hacia abajo, y finalmente el módulo impulsor (108) hará que el cabezal de sujeción (124) y el vástago (115) realicen el movimiento de rotación, alrededor del eje (121), para volver a su posición inicial,
· al llegar la traba (107) a la posición superior sobre la guía (111), el resorte (106) la ubica hacia su posición de reposo y el cabezal (105) queda libre, permitiendo el movimiento del vástago (115) mediante la acción del resorte (116), y el sistema de pipeteo queda listo para la operación de aspirado/dispensado,
· una vez que esta operación ha sido completada, se vuelve a repetir el proceso si es necesario para insertar una nueva punta desechable como la (79) en el extremo de la boquilla (118).
28. Método de pipeteo con sistema híbrido de pipeteo con inserción de punta desechable, conforme a las cláusulas 1 a 4, caracterizado porque (a nivel 1) se desarrollan las siguientes funciones:
a. el usuario acciona sobre el bloque terminal de acoplamiento (8), y se encarga de acoplar las dos estructuras base (C) y (D), de modo que la caja (13) quede en un ángulo ,
b. el usuario programa el desarrollo de las funciones y las operaciones a realizar a través del bloque terminal de interacción con el usuario (1), o bien pueden introducirse o enviarse datos a través del bloque terminal de comunicación (2), c. en ambos casos anteriores se registran las acciones y se toman los datos necesarios dentro del bloque terminal de control y procesamiento de datos (6), d. el bloque terminal de ubicación/apartado (9) junto con el bloque terminal de inserción (10B) selecciona una punta desechable (15) del conjunto (14) que está dentro de la caja,
e. se inserta una punta desechable (12) en el extremo de la boquilla (11) activando el bloque terminal de inserción (10B) de punta desechable, teniendo además una de las siguientes opciones:
· boquilla móvil: el bloque terminal de movimiento (5B) de boquilla posiciona a esta por encima de la punta desechable apartada, que está dentro de la caja, alineando ambas en la dirección axial,
• boquilla fija: el bloque terminal de inserción (10B) de punta desechable lleva a esta hasta la posición por debajo de la boquilla, alineando ambas en la dirección axial,
f. el sistema de pipeteo queda listo para la primera operación de pipeteo de líquido, la cual se realiza a través del bloque terminal de aspirado/dispensado (4),
g. se separa la punta desechable (12) ya utilizada de la boquilla (11) y se la descarta, a través del bloque terminal de expulsión (3).
29. Método de pipeteo con sistema híbrido de pipeteo con inserción de punta desechable, conforme a las cláusulas 6 y 28, caracterizado porque el último paso se reemplaza por los siguientes dos pasos:
g. el usuario, desde el bloque terminal de interacción con el usuario (1) o bien el bloque terminal de control y procesamiento de datos (6) se encargan de activar el bloque terminal de descarte/reciclado, para poder quitar la punta desechable (12) del extremo de la boquilla (11),
h. la operación de descarte/reciclado de la punta desechable se puede realizar de dos maneras diferentes en correspondencia con cada opción del paso e. (en la cláusula anterior), esto es: • boquilla móvil: el bloque terminal de movimiento (10B) posiciona la boquilla (11) por encima de la sección de caja (13B), para permitir que la punta desechable (12) sea separada de la misma,
• boquilla fija: el bloque terminal de descarte/reciclado (3A) separa la punta desechable (12) de la boquilla (11) y la lleva hasta la posición por encima de la sección de caja (13B),
i. la punta desechable es introducida en la sección de caja (13B), mediante la acción del bloque terminal de ubicación/introducción (9A), y luego es empujada para que se una al conjunto (14A).
30. Método de pipeteo con sistema híbrido de pipeteo con inserción de punta desechable, conforme a las cláusulas 18 y 19, caracterizado porque es de boquilla móvil y a nivel 2 se cumplen los siguientes pasos:
• (130): llevar a cabo preparación y el acondicionamiento, previos al procedimiento de pipeteo: selección del volumen a dispensar, elección de la punta desechable adecuada, preparación de contenedores, material y líquidos a trasvasar, así como el acoplamiento del dispositivo o cabezal de pipeteo con el contenedor de puntas desechables,
• (131): inicio del proceso de inserción de la punta desechable en el extremo de la boquilla (11) a partir del accionamiento del subsistema de inserción/expulsión, desde el subsistema de interacción con el usuario o desde el subsistema de comunicación e interconexión.
• (132A): desde el bloque de componentes comunes (40) y con la acción del módulo de movimiento (39), que realiza una combinación de movimientos de traslación y/o rotación, la boquilla (11) se mueve hasta posicionarse (alineada axialmente) por sobre una punta desechable que está dentro de la caja (13), • (132B): se selecciona una nueva punta desechable (15) dentro de la caja (13), mediante el módulo de selección (43), actuando en conjunto con el módulo de empuje (45), que también guía al conjunto (14) para que el módulo de inserción (41) pueda atraparla y sostenerla en posición,
· (133): cuando la boquilla y la punta desechable están enfrentadas, mediante la acción del módulo de inserción (41), se inserta la punta desechable (15) en la boquilla (11 A),
• (134): la boquilla (11), con la punta desechable insertada en su extremo, se mueve hasta posicionarse nuevamente a un ángulo β, nuevamente con la intervención del módulo de movimiento (39A) hasta su posición inicial en (39), finalizando así el proceso de inserción de la punta desechable.
• (135): inicio del proceso de aspirado/dispensado de líquido, mediante el accionamiento del subsistema de aspirado/dispensado. Aspirado de líquido desde un recipiente hacia dentro de la punta desechable (12).
· (136): dispensado de líquido desde la punta desechable hacia otro recipiente, y finalización del proceso de aspirado/dispensado.
• (137): inicio del proceso de expulsión y recambio de puntas desechables a través del módulo de expulsión (38), que tiene un movimiento activado desde el bloque de componentes comunes (40), que permite la separación de punta desechable (12) de la boquilla (11),
• (138): Pregunta: Hay puntas desechables en el contenedor y se requieren más pruebas?. Las posibles respuestas son: SI o NO. SI: vuelve a iniciarse el proceso desde el paso (131). NO: Finalización del proceso de pipeteo y se continúa con el siguiente paso.
· E4: Final del método de pipeteo Pl.
31. Método de pipeteo con sistema híbrido de pipeteo con inserción de punta desechable, conforme a las cláusulas 18, 20 y 30, caracterizado porque es de boquilla fija y se modifican los siguientes pasos:
• (132A): desde el bloque de componentes comunes se realiza la activación del subsistema de inserción/expulsión, que permite al módulo de inserción (46) llevar la punta desechable apartada (15), tomándola en la posición (46A), para posicionarla como la punta desechable (12), insertada1 en el extremo de la boquilla (11).
• ( 33): cuando la boquilla y la punta desechable están enfrentadas, mediante la acción del módulo de inserción en (46B), se inserta la punta desechable en la boquilla (11),
• (134): el módulo de inserción se posiciona en (46) para permitir la realización del proceso de aspirado/dispensado.
32. Método de pipeteo con sistema híbrido de pipeteo con inserción de punta desechable, conforme a las cláusulas 21 a 23, 30 y 31 , caracterizado porque:
• en los pasos (131), (132A) y (132B) se activa un subsistema de inserción/descarte, con la caja teniendo dos secciones: una con puntas desechables no utilizadas (13A) y otra con las puntas desechables que ya se han utilizado (13B),
· para el caso de boquilla móvil, se modifica (137): inicio del proceso de descarte/reciclado y recambio de puntas desechables, ya que la boquilla (11) con la punta desechable insertada en su extremo se posiciona en (11A), de modo que el módulo de ubicación/descarte (152) separa la punta desechable de la boquilla y la introduce en la sección de caja (13B), posicionándola luego como parte del conjunto (14A), para el caso de boquilla fija se modifica (137): Inicio del proceso de descarte/reciclado y recambio de puntas desechables, ya que el módulo de inserción/desechado (154) atrapa y separa la punta desechable (12) en la posición (154B), para llevarla luego hasta la posición (154B) donde el módulo de ubicación/descarte (152) separa la punta desechable de la boquilla y la introduce en la sección de caja (13B), posicionándola luego como parte del conjunto (14A).
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