ES2333131T3 - Aparato y metodo para manejar fluidos para analisis. - Google Patents

Aparato y metodo para manejar fluidos para analisis. Download PDF

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ES2333131T3 ES05008927T ES05008927T ES2333131T3 ES 2333131 T3 ES2333131 T3 ES 2333131T3 ES 05008927 T ES05008927 T ES 05008927T ES 05008927 T ES05008927 T ES 05008927T ES 2333131 T3 ES2333131 T3 ES 2333131T3
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Abstract

Un dispositivo de manejo de espécimen, que incluye: una plataforma (22) que tiene una pluralidad de posiciones definidas en la misma, incluyendo una pluralidad de receptáculos de parte superior abierta (52), cada uno adaptado para contener un reactivo en el mismo; un cabezal (30) adaptado para llevar fluidos seleccionados en X pipetas (62) sobre dicha plataforma (22), siendo X 3 o más; un accionamiento y controlador que controla el movimiento de dicho cabezal (30) para coger pipetas (62) dispuestas en una hilera con un espaciado uniforme entre las mismas; caracterizado por que dicho dispositivo de manejo incluye además rejillas (34) sobre dicha plataforma (22) para soportar tubos de parte superior abierta individuales (36) en grupos de X, soportando dichas rejillas (34) dichos tubos (36) en cada grupo con dicho espaciado uniforme, adaptándose dicho controlador para controlar el movimiento de dicho cabezal (30) para mover la hilera recogida de pipetas (62) a uno de dichos receptáculos de parte superior abierta (52) para recoger un reactivo apropiado a través de la parte superior abierta de dicho un receptáculo (52), mover las pipetas (62) con los reactivos recogidos desde dichos receptáculos de parte superior abierta (52) a un grupo seleccionado de dichos tubos (36), adaptándose a dicho controlador para mover dicho cabezal (30) sobre grupos de dichos tubos (36) diferentes a dicho grupo seleccionado de dichos tubos (36) con dichas pipetas (62) entre los tubos (36) cuando pasan sobre dichos otros grupos de tubos (36).

Description

Aparato y método para manejar fluidos para análisis.
Antecedentes de la invención
La presente invención se refiere a un dispositivo de manejo de especímenes.
El ensayo de especímenes biológicos de muestra se realiza de forma común, por ejemplo, para comprobar la presencia de un punto de interés, punto que puede ser o incluir todo o porciones de una región específica de ADN, ARN o fragmentos de los mismos, complementos, péptidos, polipéptidos, enzimas, priones, proteínas, ARN mensajero, ARN de transferencia, ARN o ADN mitocondrial, anticuerpos, antígenos, alérgenos, partes de entidades biológicas tales como células, viriones o similares, proteínas de superficie, equivalentes funcionales de lo anterior, etc. Los especímenes tales como los fluidos corporales de un paciente (por ejemplo, suero, sangre completa, orina, frotis, plasma, líquido cefalorraquídeo, fluidos linfáticos, sólidos tisulares) se pueden analizar usando varios ensayos diferentes para proporcionar información con respecto a la salud de un paciente.
En tal ensayo, es imperativo que los especímenes se manejen de un modo que evite que se introduzcan contaminantes en los especímenes, desde el entorno externo o entre especímenes. Por ejemplo, cuando se deja que el virus de VIH de un espécimen contamine de forma inadvertida el espécimen de un paciente diferente, el resultado de ensayo de falso positivo resultante podría potencialmente tener un efecto psicológico catastrófico en el paciente, incluso si un ensayo posterior descubriera más tarde el error. Además, ya que tal ensayo es altamente sensible, incluso las menores cantidades de contaminación pueden provocar resultados de ensayo erróneos. Dicho de forma simple, es imperativo que los especímenes se manejen de forma apropiada.
En tal ensayo sofisticado, también es imperativo que los diversos reactivos que se pueden usar en el ensayo se manejen asimismo de forma apropiada, no solamente para evitar contaminantes, sino también para garantizar que se usa el reactivo apropiado en cantidades apropiadas en los momentos apropiados.
De forma común, tal ensayo se consigue usando dispositivos automatizados que manejan múltiples especímenes y fluidos (típicamente, reactivos). Tales dispositivos automatizados usarán típicamente conjuntos de pipetas para mover diversos fluidos entre sus recipientes originales (habitualmente receptáculos tales como tubos de parte superior abierta) y recipientes en los que se tienen que procesar los especímenes. Por ejemplo, un conjunto de 8 especímenes puede estar contenido en 8 tubos u otros receptáculos cargados en una rejilla del dispositivo y un cabezal que lleva 8 pipetas moverá mediante un movimiento programado las pipetas a esos 8 tubos, donde se aplicará un vacío para extraer una cantidad seleccionada de cada espécimen de su tubo al interior de las pipetas. Después, el cabezal retirará las pipetas de los tubos y se moverá a otro conjunto de tubos localizados en una estación de procesamiento, depositando las cantidades extraídas de cada espécimen de las pipetas en los conjuntos de tubos de ensayo.
En la estación de procesamiento de tales dispositivos automatizados, los especímenes se manejan de forma diversa de acuerdo con el propósito del ensayo (por ejemplo, se incuban, preparan, lisan, eluyen, analizan, leen, etc.). Por ejemplo, los especímenes se pueden preparar para el análisis, como por ejemplo, separando ADN o ARN del espécimen. Los especímenes también, o alternativamente, se pueden analizar. De forma común, tales procesos implican la adición de diversos fluidos (típicamente reactivos) al espécimen en cada tubo. Por ejemplo, en una primera etapa, se puede añadir un reactivo a cada uno de los tubos para lavar los especímenes y se pueden añadir un segundo y un tercer (y más) reactivos a los especímenes en el transcurso de la realización de otros procesos, por ejemplo, para desunir y/o separar el ADN o ARN de interés de forma que se pueda extraer del espécimen en cada tubo para ensayo posterior. También pueden tener lugar procesos similares, en los que se añaden los mismos o diferentes reactivos a los tubos, después de que el espécimen se haya preparado como parte del análisis de los especímenes preparados.
El manejo de los reactivos y otros fluidos puede ser problemático con tales dispositivos automatizados. Aunque los reactivos se pueden mover automáticamente de los receptáculos a los tubos que contienen espécimen en la estación de procesamiento mediante el uso del cabezal y las pipetas como se ha señalado, en primer lugar es necesario cargar el reactivo apropiado en el receptáculo apropiado en el dispositivo para garantizar que el cabezal y las pipetas estén añadiendo el reactivo apropiado al tubo que contiene espécimen apropiado en el momento apropiado en el proceso. Además, se debe reconocer que es necesario que los receptáculos se limpien de forma sencilla, para eliminar posibles contaminantes o para permitir el uso de diferentes fluidos junto con diferentes procesos. Como resultado de tales requisitos, los receptáculos típicamente se pueden retirar de forma sencilla del aparato para tal acción.
Hasta la fecha, la carga del reactivo apropiado en el receptáculo apropiado se ha conseguido de varios modos diferentes. En un procedimiento de este tipo, el individuo que está controlando el dispositivo mide y añade manualmente los reactivos a los receptáculos y después pone esos receptáculos en el dispositivo. En otro procedimiento de este tipo, la carga de los reactivos se consigue automáticamente mediante el propio dispositivo, que usa algún aparato de transferencia (tal como un cabezal y una pipeta o pipetas como se ha descrito previamente) para mover los reactivos del suministro a granel de los reactivos proporcionado con el dispositivo.
Sin embargo, como ya se ha señalado, cualquiera de los anteriores procedimientos puede ser problemático. Por ejemplo, la adición manualmente de los reactivos puede introducir un error humano, preparando erróneamente el reactivo, añadiendo reactivos a los receptáculos incorrectos o incluso montando el receptáculo incorrectamente en el dispositivo. En el último caso, incluso si se cargan los reactivos correctos en las cantidades correctas, estarán en una localización equivocada en el dispositivo de tal forma que cuando el cabezal y las pipetas extraen automáticamente un reactivo para usar en una cierta etapa del procesamiento, puede ser el reactivo equivocado o podría no haber reactivo de ningún tipo donde el cabezal y las pipetas van a extraer el mismo. Además, aunque tales errores se pueden reducir usando el segundo procedimiento (en el que el propio dispositivo carga los reactivos desde los suministros a granel), los propios suministros a granel pueden ocupar más espacio de lo que es deseable para el dispositivo. Además, el permitir que se realice este proceso por el dispositivo, naturalmente, interrumpirá el dispositivo mientras que realiza estas etapas. La interrupción del dispositivo puede reducir la cantidad de ensayos que se realizan durante un día dado, y por lo tanto, retrasar la finalización de ensayos o requerir una inversión adicional significativa de capital para dispositivos adicionales para permitir un nivel de capacidad de ensayo deseado.
La presente invención se refiere a superar uno o más de los problemas que se han indicado anteriormente.
El documento EP 0 226 867 describe un aparato de pipeteo que incluye un dispositivo de recepción para recipientes de ensayo, una sección de recogida para una o más placas de micropatrón o Abbott, un dispositivo de recepción para recipientes para el almacenamiento de reactivos, un dispositivo de alimentación para las pipetas y una tolva de pipetas, que se sitúan uno al lado del otro en un chasis y son accesibles desde la parte superior. El aparato de pipeteo contiene, además, un dispositivo dosificador situado en un bastidor móvil sobre el chasis, guiándose el bastidor en un riel y moviéndose a lo largo del riel por una unidad accionadora. El dispositivo de recepción puede alojar una pluralidad de recipientes de ensayo, cada uno de los cuales se coloca en un soporte que comprende un collar para sujetar el recipiente estable en cuanto a la posición y para permitir el uso de diferentes recipientes de ensayo. Además, el dispositivo de recepción incluye un medio de accionamiento para mover los recipientes de ensayo con respecto al dispositivo dosificador. Este medio de accionamiento comprende doce unidades de accionamiento dispuestas en una hilera y coordinadas con cada soporte y una unidad de accionamiento adicional para mover las doce unidades de accionamiento de forma conjunta. Durante el funcionamiento, el dispositivo dosificador coge las pipetas situadas en la corredera. El dispositivo dosificador transporta las pipetas al dispositivo de recepción de recipientes de ensayo. Los recipientes de ensayo se mueven en dirección hacia el dispositivo dosificador hasta que las puntas de los pistones de la pipeta se ponen en contacto con el líquido. Si los niveles del líquido en los recipientes de ensayo están a la misma altura, el líquido se absorbe por las pipetas. Después, las pipetas se mueven para aspirar los reactivos, adaptándose al mismo tiempo la distancia de las pipetas con respecto a la placa de micropatrón y limpiándose externamente las pipetas en el dispositivo de limpieza. Después de esto, los líquidos absorbidos por las pipetas se descargan, por ejemplo, en las placas de micropatrón.
Sumario de la invención
La invención se refiere a un dispositivo de manejo de especímenes de acuerdo con la reivindicación 1.
Se describe una realización preferida por la reivindicación 2.
Breve descripción de los dibujos
La Figura 1 es una vista parcial en perspectiva de un dispositivo de ensayo automatizado que incorpora la presente invención;
Las Figuras 2-5 son vistas en perspectiva de recipientes de reactivo y bandejas usadas con el dispositivo de ensayo de la Figura 1;
La Figura 6 es una vista en perspectiva de un kit de reactivo que se puede usar con las bandejas de las Figuras 2-5;
La Figura 7 es una vista en planta simplificada de la parte superior del dispositivo de ensayo de la Figura 1;
La Figura 8 es una vista del corte transversal simplificada que ilustra una cubierta que se puede usar con una estación de procesamiento del dispositivo de ensayo de la Figura 1 de acuerdo con la presente invención;
La Figura 9 es una vista parcial de la plataforma y las bandejas de una realización alternativa de un dispositivo de ensayo automatizado que incorpora la presente invención; y
Las Figuras 10a-10b son un diagrama de flujo para un proceso para usar un dispositivo de ensayo automatizado que incorpora la presente invención.
Descripción detallada de la invención
Un dispositivo de ensayo automatizado 20 que incorpora la invención descrita en este documento se ilustra en la Figura 1. Por simplicidad de la explicación de la invención, muchos de los componentes del dispositivo de ensayo 20 no se muestran (y no se tienen por qué mostrar) en las figuras. El dispositivo de ensayo automático se puede adaptar para el aislamiento sustancial de ácidos nucleicos de muestras biológicas, que incluye el aislamiento y el ensayo de ácidos nucleicos de muestras biológicas. En ese contexto, la Figura 1 ilustra de forma general una plataforma 22 del dispositivo de ensayo 20 en la que se puede realizar el ensayo de las muestras de espécimen. En el dispositivo de ensayo 20 como se analiza en este documento, los especímenes se pueden cargar en la plataforma 22 del dispositivo 20 junto con otros artículos necesarios para el ensayo deseado, tales como reactivos y pipetas. También se muestra de forma general un capuchón 26 en la Figura 1 para proteger contra contaminación por el entorno en el que se localiza el dispositivo 20. El capuchón 26 puede ser cualquier recinto adecuado para evitar que los contaminantes externos entren en el mismo como se conoce en la técnica y el capuchón 26 particular usado no es significativo para la presente invención excepto en cuanto a que se pueda abrir para permitir al operario del dispositivo acceder a la plataforma 22 como es común. Aunque no se muestra, el dispositivo de ensayo automático puede incluir ventajosamente también una o más de las siguientes características: (1) dos elementos de calentamiento, cada uno capaz de calentar de forma controlable volúmenes de hasta 168 mililitros (48 tubos x 3,5 mililitros por tubo) hasta al menos 50ºC y más preferiblemente al menos 75ºC, (2) un receptáculo para sujetar y segregar de muestras y recibos las puntas de pipeta usadas de tal forma que se minimiza la contaminación de puntas usadas, (3) dispositivos de control de aerosol, por ejemplo, sin limitación, (a) un sellador de tubo de muestra o tubo de reactivo, (b) electrodos para tratar superficies y/o líquidos con corriente eléctrica capaz de modificar ácidos nucleicos, (c) una fuente de luz ultravioleta capaz de degradar o modificar ácidos nucleicos, (d) un aparato para provocar un flujo de aire laminar en o alrededor del dispositivo de ensayo automático, (4) un controlador de temperatura capaz de ciclar temperaturas de muestras y/o reactivos de un modo adecuado para PCR, (5) imanes para uso en combinación con un pipeteador u otro sistema de aspiración capaz de separar sustancialmente partículas magnéticas de líquidos en los que se pueden suspender y (6) un detector óptico (por ejemplo, un fluorómetro) para medir la absorbancia o fluorescencia de luz de muestras procesadas.
Dentro del capuchón 26 y dispuesto sobre la plataforma 22 hay un cabezal 30 que incluye una serie lineal de pipeteadores 32 adaptados de forma adecuada para fijar de forma que se puedan liberar pipetas desechables al mismo como se conoce. La serie de pipeteadores 32 se dispone en un espaciado uniforme seleccionado para propósitos que serán evidentes. Además, el cabezal 30 puede soportar de forma adecuada los pipeteadores 30 de tal forma que se puede ajustar selectivamente el espaciado uniforme entre los mismos. Se proporciona un accionamiento y controlador adecuados con el dispositivo 20 para controlar el movimiento del cabezal 30 y los pipeteadores 32.
Se proporcionan rejillas 34 adecuadas para soportar los tubos 36 con los especímenes en los mismos, fijándose las rejillas 34 de forma que se puedan retirar a la plataforma 22 tal como se detalla adicionalmente más adelante en este documento.
Una estación de procesamiento 40 se localiza en la plataforma 22, en la que se pueden procesar las muestras de espécimen. En la presente descripción, el procesamiento es para aislar un analito de interés del espécimen (por ejemplo, ADN o ARN), después de cuyo procesamiento, el analito aislado se puede ensayar adicionalmente de acuerdo con un protocolo apropiado. Sin embargo, se debe entender que la presente invención no está limitada de ningún modo a tal procesamiento y se podría usar de forma sencilla con un dispositivo en el que se realizan diferentes procesamientos o protocolos.
En la realización descrita, la estación de procesamiento 40 incluye cuatro estaciones 40a-d, donde las muestras de los especímenes de los tubos 36 en las rejillas 34 se pueden procesar de acuerdo con requisitos de ensayo. Los tubos de ensayo o vasos de reacción 42 en una abrazadera de soporte 44 se pueden mover de forma adecuada entre las estaciones 40a-d, por ejemplo, por brazos de transferencia 46 controlados y accionados de forma adecuada para coger y mover la abrazadera de soporte en el capuchón 26 cuando se desee. Por ejemplo, aunque la abrazadera 44 se muestra en la estación 40b en la Figura 1, durante el inicio del procesamiento, la abrazadera 44 puede estar en la estación 40a, donde se cargan inicialmente las muestras de espécimen en tubos de ensayo sujetados 42. Como se describe con más detalle más adelante, puede tener lugar cierto procesamiento en la estación 40a, tal como lavado de las muestras de espécimen, después de lo cual los brazos de transferencia 46 mueven la abrazadera de soporte 44 a una segunda estación 40b, donde puede tener lugar un procesamiento diferente (por ejemplo, lisis). Se pueden proporcionar diferentes condiciones en estaciones diferentes 40a-d (por ejemplo, calentamiento, enfriamiento, campos magnéticos) de acuerdo con los protocolos para el procesamiento que se está realizando. Como también se describe con más detalle más adelante en este documento, se pueden introducir diferentes reactivos en los tubos de ensayo 42 en cada estación.
Aunque se pueden usar diferentes reactivos que pertenecen al alcance de la invención (dependiendo los reactivos principalmente del procesamiento deseado de las muestras de espécimen), cuando el procesamiento es preparación de muestra en la que se tiene que analizar un punto biológico particular de interés, el reactivo puede incluir ventajosamente partículas que tengan una afinidad por esos analitos biológicos de interés. Las partículas que tienen afinidad por analitos biológicos de interés que son útiles en el contexto de la presente invención incluyen, sin limitación, partículas que tienen superficies de vidrio, sílice u óxido metálico. De forma similar, el dispositivo de ensayo automático se puede construir a fin de que resista los efectos corrosivos de bases fuertes (por ejemplo, hidróxido potásico) y reactivos que comprenden altas concentraciones de caótropos usados de forma común en el aislamiento de ácidos nucleicos (por ejemplo, isotiocianato de guanidinio 4,5 M (o superior) o urea 5 M (o superior).
También se proporciona una pluralidad de bandejas 50a-d que tienen receptáculos 52 para diferentes reactivos, fijándose las bandejas 50a-d de forma que se pueden retirar a la plataforma 22 tal como se detalla adicionalmente más adelante en este documento. Además, una estación de suministro de pipetas 60 también se fija en la plataforma 22, cargándose la estación de suministro de pipetas 60 con suministros de pipetas 62 dimensionadas de forma diferente y desechables para el uso por el dispositivo 20.
Las rejillas 66 que soportan los tubos 68 para muestras de espécimen procesadas también se pueden fijar de forma que se puedan retirar a la plataforma 22. En la realización ilustrada, por ejemplo, el ADN aislado en la estación de procesamiento 40 se puede retirar de los tubos de ensayo 42 y transferir por el cabezal 30, pipeteadores 32 y pipetas adecuadas 62 a los tubos 68 en las rejillas 66. Después, el procesamiento adicional del ADN aislado se puede realizar de forma separada de acuerdo con el protocolo apropiado para analizar, por ejemplo, una región específica del ADN. Se puede incluir equipamiento adicional en el dispositivo 20 si fuera necesario para tal protocolo. De nuevo, se debe señalar que la presente invención se puede usar con prácticamente cualquier tipo de procesamiento, en particular, cuando se usan diferentes fluidos tales como reactivos en el procesamiento. Las rejillas 66 se pueden fijar de forma que se puedan retirar a la plataforma 22 para permitir el lavado y la descontaminación de las rejillas 66.
Las Figuras 2-5 ilustran las cuatro bandejas 50a-d junto con recipientes pre-mezclados y medidos o envases 70, 72, 74, 76, 78. Los recipientes 70-78 se proporcionan en un kit 80 (véase la Figura 6) que contienen cinco recipientes diferentes 70-78, todos para usar en procesamiento de un número específico de muestras de espécimen, teniendo el kit 80 cuatro grupos de esos recipientes 70-78.
El kit 80 se puede envasar de cualquier modo adecuado, incluyendo el ilustrado en la Figura 6 en el que se proporciona una única caja 82 con dos cajas 84, 86 en la misma, incluyendo cada caja interior 84, 86 un divisor 88 en las mismas que separa dos grupos diferentes de recipientes 70-78. El kit puede contener además opcionalmente instrucciones relacionadas con el uso del kit para la preparación de ácidos nucleicos y/o el uso de tales ácidos nucleicos preparados en el diagnóstico de una enfermedad o afección.
En la realización ilustrada, como un ejemplo, se debe entender que se pueden procesar al mismo tiempo hasta noventa y seis especímenes. Por tanto, los tubos de ensayo 36 se disponen en seis hileras de ocho por la abrazadera de soporte 44, donde se pueden usar dos abrazaderas de soporte 44 diferentes y desplazar entre diferentes estaciones al mismo tiempo. De forma similar, hasta cuatro rejillas 34 pueden soportar cada una veinticuatro tubos 36 de especímenes en una hilera, al igual que hasta cuatro rejillas 66 pueden soportar cada una veinticuatro tubos 68 para las muestras de espécimen procesadas. Cada uno de los cuatro grupos de recipientes 70-78 en el kit 80 contiene cantidades medidas de reactivos requeridos para el procesamiento de veinticuatro muestras de espécimen. Aunque tales números de especímenes y cantidades son prácticos (por ejemplo, un cabezal 30 que lleva ocho pipetas 62 puede mover de forma conveniente cantidades de muestras y reactivos entre tales series de tubos), se debe entender que la presente invención claramente no está limitada a un dispositivo 20 en el que se usan tales series en tales números.
Con referencia de nuevo a las Figuras 2-5, se puede observar que cada bandeja 50a-d incluye receptáculos abiertos en la parte superior 52a-j que se marcan por los iconos 90, 92, 94, 96, 98 representativos de un reactivo particular a usar en el procesamiento. Por ejemplo, los iconos 94 y 96 pueden representar un fluido de lavado. Sin embargo, la representación gráfica particular incluida en el icono 90-98 puede ser cualquier cosa, incluyendo números o letras u otros símbolos, colores o combinaciones de los mismos, siendo el aspecto importante que el icono usado en un receptáculo particular 52 coincide con el icono del recipiente 70-78 que contiene el reactivo a verter en el mismo.
Además, los receptáculos 52a-j se pueden marcar con una indicación de cuántos recipientes de reactivo 70-78 del kit 80 se deben verter en el receptáculo dependiendo del número de muestras de espécimen que se estén procesando. Por ejemplo, se entenderá por el operario que un grupo de recipientes 70-78 se debe usar si se deben procesar 1-24 muestras, dos grupos si se deben procesar 25-48 muestras, tres grupos si se deben procesar 49-72 muestras y los cuatro grupos si se deben procesar 73-96 muestras.
Cuando el receptáculo 80-88 para un reactivo dado es de tamaño adecuado para alojar todo el reactivo necesario incluso para un ensayo completo (por ejemplo, para noventa y seis muestras), entonces se debe verter el número apropiado de tales recipientes 70-78 en ese receptáculo 52a-j dependiendo del número de muestras que se esté ensayando.
Para reactivos que se usan en cantidades relativamente menores, tales como los reactivos en los recipientes 70 (Figura 2) y 78 (Figura 5), todo de cada reactivo se puede verter en un receptáculo. Por tanto, cuando se procesa una capacidad completa de noventa y seis muestras, cuatro recipientes 70, 78, respectivamente, de esos reactivos se verterán en los receptáculos 52a, 52h marcados con el icono correspondiente 90, 98. Como otro ejemplo, cuando se procesan solamente 25-48 muestras, solamente dos recipientes 70, 78 de cada reactivo de ese tipo se añadirán a los receptáculos respectivos 52a, 52h.
Cuando se usa una mayor cantidad de un reactivo particular que se puede sujetar por un receptáculo particular 52, entonces se usan múltiples receptáculos 52b-g, 52i-j para ese reactivo, con una marca proporciona sobre los receptáculos 52b-g, 52i-j para indicar cuál llenar basándose en el número de muestras que se están procesando. Por tanto, por ejemplo, con referencia a las Figuras 2-3 donde se puede observar que se usarían cantidades relativamente mayores del reactivo del recipiente 72, un recipiente 72 se vertería en el receptáculo 52b (marcado con A1-24'') para el procesamiento de 1-24 muestras, un segundo recipiente 72 se vertería adicionalmente en el receptáculo 52c (marcado con A25-48'', aunque no se observa en la Figura) para el procesamiento de 25-48 muestras, un tercer recipiente 72 se vertería adicionalmente en el receptáculo 52d (marcado con A49-72'') para el procesamiento de 49-72 muestras y un cuarto recipiente 72 se vertería adicionalmente en el receptáculo 52e (marcado con A73-96'', aunque no se observa en la Figura) para el procesamiento de 73-96 muestras. Tal marcado, por tanto, ayuda a garantizar que se use el reactivo apropiado cuando se estén procesando menos de 73 (en el presente ejemplo) muestras (por ejemplo, el cabezal 30 se controlará para ir solamente a los receptáculos 52b-d para 72 muestras y ocurriría un error si uno de los tres recipientes 72 con ese reactivo se vertiera en el receptáculo 52e, dejando uno de los receptáculos 52b-d vacío).
De forma similar, para reactivos usados en cantidades intermedias (tales como en los recipientes 74 y 76), se pueden usar dos receptáculos (52f-g y 52i-j, respectivamente), vertiéndose los primeros dos recipientes (74 ó 76) de un reactivo particular en un primer receptáculo marcado con A1-48'' (52f o 52i, respectivamente) y vertiéndose los recipientes adicionales de ese reactivo en un segundo receptáculo (52g o 52j, respectivamente) marcado con A49-96'' cuando se están procesando más de 48 muestras. Sin embargo, serían posibles métodos alternativos para verter cantidades de un reactivo particular en múltiples receptáculos.
Por tanto, se puede entender que mediante el uso del kit 80 y las bandejas 50a-d con receptáculos 52a-j e iconos 90-98, un operario individual del dispositivo 20 puede proporcionar de forma sencilla y de forma fiable la cantidad apropiada y mezcla de reactivos para el uso por la máquina, con un riesgo mínimo de error de operario al realizar esto. Además, esta operación también se puede conseguir sin necesitar que el propio dispositivo se programe para hacer esto, se interrumpa al hacer esto o que se requiera que aloje cantidades voluminosas al hacer esto. Además, el uso de tales reactivos preparados en recipientes específicos 70-78 permite de forma sencilla que una cantidad preseleccionada de partículas de control internas se añada de forma precisa y de forma fiable a los reactivos para permitir ventajosamente una estimación posterior de cómo de eficazmente se aísla el analito de interés (por ejemplo, ADN) por el procesamiento. Tales partículas de control internas se pueden medir de forma sencilla en una cantidad específica conocida para el uso con la cantidad convencional conocida de reactivo en el recipiente particular 70-78, de tal forma que se puede proporcionar una mezcla de fluido apropiada para el procesamiento de muestra deseado.
Como también se muestra en las Figuras 2-5, además del uso de iconos 90-98 para garantizar que se usan las cantidades apropiadas de los reactivos apropiados para el procesamiento, también se usa un segundo conjunto de iconos 100, 102, 104, 106 en el extremo de las bandejas 50a-d junto con iconos coincidentes 100-106 en la plataforma 22 para garantizar que el operario pueda localizar de forma sencilla y de forma fiable cada bandeja 50a-d en la localización apropiada en la plataforma 22. También estos iconos 100-106 pueden ser cualquier cosa, incluyendo número o letras u otros símbolos, colores o combinaciones de los mismos. Este uso de estos iconos 100-106, por tanto, garantiza adicionalmente que las bandejas 50a-d y receptáculos 50a-j se coloquen de forma apropiada en la plataforma 22, de tal forma que el cabezal 30 cogerá los reactivos apropiados cuando avance de acuerdo con su funcionamiento programado a una localización particular en la que se supone que se localiza el receptáculo para ese reactivo.
A continuación se hará referencia a la Figura 7 para explicar de forma general una operación en la que se tienen que procesar 96 muestras. Aunque el cabezal 30 no se muestra en esta vista, se debe entender que se desplazará sobre los componentes ilustrados y descenderá las pipetas 62 en los tubos 36, 42, 68 y los receptáculos 52a-j para recoger fluidos (es decir, muestras de espécimen y reactivos) y después se moverán sobre la plataforma 22 hasta una localización diferente sobre tubos 42, 68 diferentes en los que se descarga el fluido recogido.
Por ejemplo, el cabezal 30 se movería inicialmente sobre la estación de suministro de pipetas 60 para coger un conjunto de ocho pipetas 62 del tamaño apropiado y después se movería a la primera hilera 120 de tubos de espécimen para coger ocho muestras de espécimen (por ejemplo, de los últimos ocho tubos [los que están en la parte superior de la Figura 7] en la hilera 120) y después se movería a los ocho tubos de ensayo 42 localizados en la hilera 140a en la estación 40a, donde descarga esas muestras de espécimen. Típicamente, algunas (por ejemplo, seis) de las primeras ocho muestras de espécimen contendrían materiales conocidos de tal forma que los resultados del análisis cuando el procesamiento ha finalizado se pueden comprobar para precisión.
El cabezal 30, entonces, se movería sobre un conducto de descarga 146, donde soltaría las pipetas contaminadas 62 (con el conducto 146 abierto a un receptáculo de basura debajo de la plataforma 22) y después avanzaría a la estación de suministro de pipetas 60 para nuevas pipetas 62, que después usaría para coger ocho muestras de espécimen (por ejemplo, de los otro ocho tubos en la hilera 120) para la transferencia a los ocho tubos de ensayo 42 localizados en la hilera 140b en la estación 40a. Este proceso se repetiría para cada conjunto de ocho especímenes hasta que los noventa y seis tubos de ensayo 42 (en seis hileras 120, 122, 124, 126, 128, 130) se hubieran provisto de muestras de espécimen.
En este punto, el cabezal 30 se usaría para coger un reactivo apropiado del receptáculo apropiado 52a-j como se requiere para la primera etapa del procesamiento y, después, descargaría ese reactivo en cualquiera de los diversos tubos de ensayo 42. Con un cabezal 30 que tiene ocho pipetas 62, tal proceso podría implicar hasta doce etapas en la recogida del primer reactivo.
Después de esto tiene lugar el procesamiento apropiado en la estación de procesamiento 40. Esto podría implicar, por ejemplo, usar los brazos de transferencia 46 para mover las abrazaderas de soporte 44 entre las diferentes estaciones 40a-d para diferentes etapas del proceso, añadiéndose reactivos diferentes adicionales en esas diferentes etapas de los diversos receptáculos 52a-j. A la finalización de este procesamiento, el punto de interés (por ejemplo, el ADN aislado) se transferiría por el uso del cabezal 30 y las pipetas 62 a los tubos 68 en las bandejas 66 en hileras (150, 152, 154, 156, 158, 160) que se corresponden a los tubos 36 en las hileras 120-130 que alojan inicialmente los especímenes.
Como con las bandejas 50a-d para los receptáculos 52a-j, las rejillas 34, 66 para los especímenes también se pueden proporcionar ventajosamente con iconos sobre las mismas que coinciden con iconos sobre la plataforma 22 para garantizar que las rejillas 34, 66 se localicen de forma apropiada sobre la plataforma 22. Esto permite que el operario haga coincidir de forma fiable la muestra de espécimen procesada en los tubos 68 en las rejillas 66 con los especímenes en los tubos 36 en las rejillas 34 y, en esencia, permite al operario que diga de forma fiable qué muestra procesada está relacionada con qué espécimen.
También se debe señalar que en la anterior operación, el movimiento del cabezal 30 se controla ventajosamente de tal forma que mueve las pipetas 62 sobre y entre los diversos tubos 36, 42 para minimizar la posibilidad de contaminación de muestras de espécimen. Es decir, soportando las pipetas 62 sobre el cabezal 30 con un espaciado seleccionado que coincide con el de las hileras de los tubos, el cabezal 30 se controla para moverse de tal forma que cuando las pipetas 62 pasan sobre una hilera de tubos 36, 42, estarán entre los tubos 36, 42 cuando lo hagan. Además, con el espaciado de pipeteador ajustable como se ha señalado previamente, tal ventaja se puede obtener mientras que al mismo tiempo se permite la presentación compacta de diversos componentes. Por ejemplo, como se puede observar en la Figura 7, los receptáculos 52a-j y la estación del suministro de pipetas 60 se pueden disponer en longitudes de hilera significativamente más cortas de lo que pueden los tubos de ensayo 42, permitiendo de este modo que cada componente se proporcione a fin de adoptar un espacio mínimo sobre la plataforma 22 a pesar de requisitos de espacio relativamente grandes para otros componentes. Por ejemplo, un tubo de ensayo 42 puede requerir más espacio que una pila de pipetas no solamente porque es relativamente mayor sino también debido a que el procesamiento sobre la plataforma 22 puede requerir ciertos espaciado entre los tubos 42 que no se requiere para otros componentes (por ejemplo, el calentamiento uniforme de forma fiable de todos los tubos en una serie de tubos puede requerir que las fuentes de calor adecuadas [y el espacio para esas fuentes de calor] se proporcionen a lo largo de una serie de tubos y los componentes de procesamiento de muestra, tales como imanes, pueden necesitar de forma similar que se distribuyan a lo largo de una serie de tubos). El espaciado de los pipeteadores 32, por tanto, se puede ajustar ventajosamente a diferentes cantidades uniformes, dependiendo del componente sobre el que se pasa, para permitir que las pipetas soportadas se pasen sobre y entre los componentes, cualquiera que sea el espaciado uniforme de los componentes y, por tanto, minimizar el riesgo de contaminación.
La Figura 8 ilustra una realización alternativa que se puede usar junto con la operación que se ha descrito anteriormente en la que las pipetas 62 se mueven entre los tubos 36, 42 cuando se pasan sobre ese lugar para evitar la contaminación. Específicamente, se puede proporcionar una cubierta solapante 170 sobre los tubos en la estación de procesamiento 40, donde los paneles 172, 174, 176 de la cubierta 170 se pueden mover en dirección de las flechas a posiciones solapantes para descubrir una hilera particular de tubos 42 en los que las pipetas 62 tienen que descargar un fluido (muestra o reactivo), mientras que se mantienen los tubos remanentes 42 cubiertos y, por lo tanto, protegidos de posible contaminación.
La Figura 9 ilustra otra realización alternativa más que se puede usar junto con la estructura que se ha descrito anteriormente que usa iconos 100-106 para garantizar la colocación apropiada de las bandejas 50a-d sobre la plataforma 22. En esta alternativa, la plataforma 22 está provista de clavijas 180a-d conformadas de forma única que sobresalen desde allí en cada localización en la que se tienen que colocar las bandejas 50a-d. Las bandejas 50a-d también están provistas de ranuras conformadas coincidentes 182a-d en las partes inferiores de las mismas por lo que cada bandeja 50a-d se puede fijar solamente en una posición en la plataforma 22.
Aún adicionalmente, como también se ilustra en la Figura 9, cada bandeja 50a-d también puede estar provista de un indicador legible a máquina 186a-d adecuado (tal como un código de barras) único para cada bandeja 50a-d, con un lector adecuado 188 proporcionado con el dispositivo 20, donde el lector 188 explora los indicadores 186a-d para verificar la colocación apropiada. La verificación del lector 188 se podría usar para alertar al operario de un error en la carga de las bandejas 50a-d o se podría usar para ajustar el controlador para el cabezal 30 para garantizar que el cabezal 30 vaya a los receptáculos apropiados 52a-j en el momento apropiado durante el procesamiento. Se debe comprender que aunque la anterior descripción de la Figura 9 se ha hecho con referencia a las bandejas 50a-d que tienen los receptáculos de reactivo 52a-j, se podría usar también la misma estructura para garantizar la colocación apropiada del espécimen y las rejillas de muestra procesada 34, 66.
Las Figuras 10a-10b ilustran el proceso de hacer funcionar el dispositivo 20 tal como se ha descrito previamente, pero usando un lector de código de barras 188 tal como se ilustra en la Figura 9. Antes del inicio 200, el operario ya ha vertido los diversos reactivos de los recipientes 70-78 del kit 80 en los diversos receptáculos 52a-j, de acuerdo con el número de muestras de espécimen que se están procesando y se han colocado bandejas de reactivo 50a-d y rejillas de espécimen y de muestra procesada 34, 66 sobre la plataforma 22 junto con un suministro adecuado de pipetas.
Después de que el operario indique de forma adecuada al dispositivo 20 que puede comenzar, el lector 188 en 202 lee los indicadores 186a-d (por ejemplo, códigos de barras) sobre las bandejas 50a-d (y rejillas 34, 66). Si detecta en 204 que las bandejas 50a-d (y rejillas 34, 66) no están colocadas de forma apropiada, envía un mensaje de error en 206 al operario y detiene el funcionamiento 208 hasta que el operario recoloque las bandejas y las rejillas a la posición apropiada y comience de nuevo. Si detecta en 204 que todo está colocado de forma apropiada, el funcionamiento continúa con el cabezal 30 moviéndose en 210 para coger ocho pipetas 62, moviéndose después las pipetas en 212 para coger un reactivo de un receptáculo apropiado 52a-j. El reactivo recogido después se suministra en 214 a los tubos de ensayo 42.
Las pipetas 62 se pueden desechar en 216 después de solamente un uso si la contaminación es una preocupación en ese punto, en cuyo caso las etapas 210-216 se repiten si fuera necesario, como se indica en 218, hasta que se haya cargado el primer reactivo en todos los tubos de ensayo 42 que recibirán muestras de espécimen a procesar. Alternativamente, si el reactivo se tiene que añadir a más de ocho tubos de ensayo 42 (por ejemplo, a cuarenta y ocho tubos de ensayo 42) donde la contaminación con otros materiales no es una preocupación durante esa etapa, la etapa 210 se puede omitir y las etapas 212-216 repetir hasta que se determine ahora que las pipetas se pueden/deben desechar, tal como puede tener lugar cuando se ha añadido el primer reactivo a todos los tubos 42 a procesar (por ejemplo, seis veces para cuarenta y ocho tubos 42).
Una vez que se ha cargado el primer reactivo en todos los tubos de ensayo 42, las etapas 210-216 se pueden repetir adicionalmente (como también se indica en 218) para añadir reactivos adicionales a los tubos de ensayo 42 si se desea. Por ejemplo, se pueden añadir artículos uP en primer lugar a los tubos 42 y después se puede añadir tampón de lisis. Por supuesto, los reactivos usados pueden variar dependiendo del procesamiento deseado y la presente invención no se limita al uso de ningún reactivo particular.
Si se tienen que añadir muestras, como se determina en 219, entonces se repite un proceso similar en 220-228 en el que las muestras se mueven de ocho tubos que contienen muestra 36 a ocho de los tubos de ensayo 42 para la primera etapa de procesamiento de las muestras, repitiéndose esas etapas en 228 hasta que todas las muestras de espécimen a ensayar se hayan puesto en los tubos de ensayo 42. Aunque típicamente se requiere que las pipetas usadas para suministrar muestras de espécimen se desechen después de cada uso como en 226 para evitar contaminación, pertenecería al alcance de la presente invención reusar las pipetas si la contaminación no hace necesario usar nuevas pipetas (tal como puede tener lugar, por ejemplo, si se tienen que suministrar cantidades adicionales de las mismas muestras de espécimen a los tubos 42 en más de una etapa).
Si se requieren reactivos adicionales después de que se hayan suministrado las muestras de espécimen a los tubos de ensayo 42 como se determina en 230, el funcionamiento vuelve a la recogida de pipetas en 210 para la repetición de las etapas 210-218 si fuera necesario. Una vez que se han añadido reactivos suficientes, el funcionamiento entonces salta en 219 (ya que las muestras ya se han añadido en las etapas 220-228 y, por tanto, no se tienen que añadir) a la etapa 234 para determinar si debe tener lugar el procesamiento.
Si el procesamiento de muestra después está preparado para realizarse en 234, el procesamiento de muestra se desarrolla en 236. Se puede realizar cualquier diversidad de etapas del proceso en esta fase, incluyendo lavado, incubación y lisado, aunque de nuevo se debe entender que la presente invención se puede usar ventajosamente sin tener en cuenta el procesamiento particular que se está realizando en las muestras.
Si se requiere un procesamiento de muestra adicional en 238 usando reactivos adicionales, las etapas 210-236 se repiten para añadir esos reactivos y procesar las muestras.
Una vez que se ha completado el procesamiento de muestra como se determina en 234, en 240, las pipetas 62 se usan para suministrar las muestras procesadas a los tubos 68 en las rejillas 68, punto en el cual (en 242) termina esta fase del procesamiento.
Añadiendo los reactivos a los tubos de ensayo 42 antes de las muestras tal como se describe en la anterior operación, se puede minimizar el riesgo de contaminación entre muestras. La presente invención se podría usar ventajosamente también, por ejemplo, con un orden diferente de adición de reactivos y muestras (por ejemplo, las muestras se podrían añadir a los tubos de ensayo 42 antes de añadir los reactivos).
Ahora debe ser evidente a partir de lo anterior que la presente invención se puede usar para garantizar que las muestras y reactivos se pueden procesar sin un riesgo grave de contaminación de las muestras.
Se pueden obtener otros aspectos, objetos y ventajas de la presente invención a partir de un estudio de la memoria descriptiva, los dibujos y las reivindicaciones adjuntas.
Cuando las características técnicas mencionadas en cualquier reivindicación vienen seguidas por signos de referencia, esos signos de referencia se han incluido con el único propósito de aumentar la inteligibilidad de las reivindicaciones y, por consiguiente, tales signos de referencia no tienen ningún efecto limitante sobre la interpretación de cada elemento identificado a modo de ejemplo por tales signos de referencia.

Claims (2)

1. Un dispositivo de manejo de espécimen, que incluye:
una plataforma (22) que tiene una pluralidad de posiciones definidas en la misma, incluyendo una pluralidad de receptáculos de parte superior abierta (52), cada uno adaptado para contener un reactivo en el mismo;
un cabezal (30) adaptado para llevar fluidos seleccionados en X pipetas (62) sobre dicha plataforma (22), siendo X 3 o más;
un accionamiento y controlador que controla el movimiento de dicho cabezal (30) para coger pipetas (62) dispuestas en una hilera con un espaciado uniforme entre las mismas;
caracterizado por que dicho dispositivo de manejo incluye además rejillas (34) sobre dicha plataforma (22) para soportar tubos de parte superior abierta individuales (36) en grupos de X, soportando dichas rejillas (34) dichos tubos (36) en cada grupo con dicho espaciado uniforme, adaptándose dicho controlador para controlar el movimiento de dicho cabezal (30) para mover la hilera recogida de pipetas (62) a uno de dichos receptáculos de parte superior abierta (52) para recoger un reactivo apropiado a través de la parte superior abierta de dicho un receptáculo (52), mover las pipetas (62) con los reactivos recogidos desde dichos receptáculos de parte superior abierta (52) a un grupo seleccionado de dichos tubos (36), adaptándose a dicho controlador para mover dicho cabezal (30) sobre grupos de dichos tubos (36) diferentes a dicho grupo seleccionado de dichos tubos (36) con dichas pipetas (62) entre los tubos (36) cuando pasan sobre dichos otros grupos de tubos (36).
2. El dispositivo de manejo de muestra de la reivindicación 1, en el que dicho espaciado uniforme entre dichas pipetas (62) llevadas por dicho cabezal (30) es ajustable y dicho controlador controla además dicho cabezal (30) para ajustar dicho espaciado entre dichas pipetas (62) para coincidir con el espaciado uniforme de las rejillas (34) sobre las que pasan dichas pipetas (62).
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