ES2925941T3 - Monitorización óptica de procesos de mezclado - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a un dispositivo (40) para controlar un proceso de mezcla de una muestra líquida. El dispositivo (40) tiene una pinza (11) para un contenedor de líquido (30) y un dispositivo agitador (13), el dispositivo agitador (13) tiene un contenedor lleno de líquido (30) insertado en la pinza (11) para mezclar el líquido se puede poner en movimiento, y un sensor óptico (42) para determinar los niveles de llenado del líquido en una pared interior del recipiente de líquido (30) movida por el dispositivo de agitación (13), dependiendo el nivel de llenado (51) de el movimiento del contenedor de líquido (30) es variable en el tiempo (50), y una memoria (44) para almacenar los niveles de llenado determinados por el sensor óptico (42), un dispositivo de evaluación (45) para evaluar los niveles de llenado almacenados en la memoria (44), el dispositivo de evaluación (45) utiliza los niveles de llenado almacenados para determinar si el líquido se ha mezclado suficientemente. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Monitorización óptica de procesos de mezclado

La presente invención se encuentra dentro del área de los aparatos de análisis automáticos y hace referencia a un dispositivo y a un procedimiento para la monitorización óptica de procesos de mezclado de líquidos en recipientes de líquido.

Los aparatos de análisis actuales, tal como se emplean en la analítica, el análisis forense, la microbiología y el diagnóstico clínico, pueden realizar una pluralidad de reacciones de detección y análisis con una pluralidad de muestras. Para poder realizar una pluralidad de estudios de forma automatizada se necesitan diversos dispositivos que trabajen de forma automática, para la transferencia espacial de celdas de medición, recipientes de reacción y recipientes de líquidos reactivos, como por ejemplo brazos de transferencia con función de sujeción, cintas transportadoras o ruedas transportadoras giratorias, así como dispositivos para la transferencia de líquidos, como por ejemplo dispositivos de pipeteado. Los aparatos comprenden una unidad de control central que, mediante software correspondiente, es capaz de planificar y ejecutar en gran medida de forma autónoma las etapas de trabajo para los análisis deseados.

Muchos de los procedimientos de análisis utilizados en los aparatos de análisis de esa clase, que trabajan de forma automatizada, se basan en métodos ópticos. En especial están muy difundidos los sistemas de medición que se basan en principios de medición fotométricos (por ejemplo turbidimétricos, nefelométricos, fluorométricos o luminométricos) o radiométricos. Esos procedimientos posibilitan la detección cualitativa o cuantitativa de analitos en muestras líquidas, sin tener que prever etapas de separación adicionales. La determinación de parámetros clínicamente relevantes, como por ejemplo la concentración o la actividad de un analito, tiene lugar de forma múltiple, mezclando una alícuota de un líquido corporal de un paciente, de forma simultánea o consecutiva, con uno o varios líquidos reactivos en un vaso de reacción, debido a lo cual se pone en marcha una reacción bioquímica que consigue una modificación mensurable de una propiedad óptica de la carga de prueba.

El resultado de medición, desde el sistema de medición, a su vez, es enviado a una unidad de almacenamiento y es evaluado. A continuación, el aparato de análisis proporciona al usuario valores de medición específicos de la muestra, mediante un medio de salida, como por ejemplo un monitor, una impresora o una conexión de red.

Para la transferencia espacial de recipientes de líquido con frecuencia están proporcionados elementos de sujeción para sujetar, sostener y liberar un recipiente de líquido, los cuales, mediante un elemento de conexión flexible, están conectados a un brazo de transferencia que puede desplazarse de forma horizontal y vertical. En la solicitud EP-A2-2308588 se describe un dispositivo para la transferencia de un recipiente de líquido, en particular para la transferencia de vasos de reacción en forma de tubos pequeños (cubetas), dentro de un aparato de análisis automático. El dispositivo presenta un elemento de sujeción pasivo, que puede deformarse elásticamente, para sujetar y sostener de forma no positiva un recipiente de líquido, y es adecuado para recibir cubetas individuales, ubicadas en una posición de recepción, para transportar las mismas a una posición de destino y para depositarlas allí, en otra posición de recepción.

Además, a menudo es necesario mezclar los líquidos contenidos en los recipientes de líquido. Para alcanzar resultados de medición precisos, por ejemplo es necesario mezclar de modo uniforme cargas de reacción, por tanto, mezclas de un líquido de muestra que debe analizarse, como por ejemplo sangre, plasma, suero, orina, etc., y uno o varios líquidos reactivos, como por ejemplo soluciones de anticuerpos o similares. Del mismo modo puede ser necesario mezclar líquidos reactivos que contienen sustancias que pueden sedimentarse, como por ejemplo fases sólidas particuladas, como por ejemplo partículas de látex recubiertas con anticuerpos, antes de la utilización, para que se produzca una solución homogénea.

Con ese objetivo, en la figura 1 de la solicitud EPA2- 2308588 se describe un dispositivo de agitación con una espiga de acoplamiento que se mueve alrededor de un eje de rotación vertical. Para mezclar una muestra de líquido en un recipiente de líquido se describe un procedimiento que comprende las siguientes etapas:

a. recepción del recipiente de líquido con un elemento de sujeción fijado en un brazo de transferencia que puede desplazarse automáticamente, mediante un elemento de conexión flexible, donde el elemento de sujeción presenta un orificio de acoplamiento; después

b. desplazamiento del elemento de sujeción con el recipiente de líquido hacia el dispositivo de agitación; después

c. establecimiento de una conexión entre el elemento de sujeción y el dispositivo de agitación, donde la conexión, mediante la introducción de la espiga de acoplamiento del dispositivo de agitación en el orificio de acoplamiento proporcionado en el elemento de sujeción, tiene lugar en una dirección coaxial con respecto al eje de rotación de la espiga de acoplamiento; y después

d. movimiento de la espiga de acoplamiento.

La espiga de acoplamiento se mueve de forma excéntrica sobre una trayectoria circular e impone ese movimiento circular al elemento de sujeción acoplado y, con ello, al recipiente de líquido y al líquido contenido dentro, debido a lo cual se consigue un mezclado del líquido contenido.

En teoría, el elemento de sujeción se mueve de forma sincrónica con la espiga de acoplamiento que gira. En la práctica, sin embargo, se ha observado que el contacto o el acoplamiento entre la espiga de acoplamiento del dispositivo de agitación y el orificio de acoplamiento del elemento de sujeción ocasionalmente se interrumpe al menos brevemente, porque la espiga de acoplamiento pierde el contacto con la pared interna del orificio de acoplamiento. Al restablecerse el contacto de forma posterior pueden producirse sacudidas breves, que de todos modos pueden tener un efecto desventajoso en el proceso de mezclado.

La abertura del orificio de acoplamiento, precisamente, en general es un poco más grande que el extremo superior que se engancha de la espiga de acoplamiento, para poder prescindir de un posicionamiento altamente preciso del orificio de acoplamiento sobre la espiga de acoplamiento, durante el acoplamiento, puesto que dicho posicionamiento volvería esencialmente más lento todo el proceso de mezclado. Unas tolerancias de fabricación más estrictas en cuanto al mecanismo de acoplamiento, compuesto por la espiga de acoplamiento y el orificio de acoplamiento, causarían una abrasión y un desgaste mayores, debido a lo cual sería necesario un cambio más frecuente de las piezas correspondientes, de lo cual a su vez resultaría una inversión más elevada para el mantenimiento, para el aparato de análisis automático.

Además, un juego entre el elemento de sujeción y el recipiente de líquido, que puede basarse por ejemplo en tolerancias de fabricación o en un desgaste de un dispositivo de apriete elástico, puede conducir a una interrupción del movimiento de agitación.

Debido a la breve interrupción del contacto entre la espiga de acoplamiento y el orificio de acoplamiento, o al juego entre el elemento de sujeción y el recipiente de líquido, puede suceder que una muestra de líquido no se mezcle del modo deseado y que, en consecuencia, se produzca un resultado de medición incorrecto.

El dispositivo presenta un sensor, con cuya ayuda pueden monitorearse la duración, la frecuencia y, de forma cualitativa, la amplitud del movimiento del elemento de sujeción y, con ello, puede monitorearse el proceso de mezclado en el recipiente de líquido. Gracias a esto puede detectarse un acoplamiento defectuoso entre la espiga de acoplamiento y el orificio de acoplamiento. Sin embargo, la monitorización del proceso de mezclado tiene lugar sólo de forma muy indirecta y, por tanto, pueden producirse resultados de monitorización incorrectos, ya que no se detecta el movimiento del recipiente de líquido, o del líquido en sí mismo, sino solamente el movimiento del elemento de sujeción.

También en otras realizaciones de dispositivos para el mezclado de una muestra de líquido en un recipiente de líquido pueden presentarse problemas similares durante la monitorización indirecta de procesos de mezclado, lo cual a su vez conduce a que las muestras de líquido no mezcladas del modo deseado no sean detectadas y, en consecuencia, se genere un resultado de medición incorrecto.

El objeto en el que se basa la presente invención, por tanto, consiste en proporcionar un dispositivo para la monitorización de un proceso de mezclado de una muestra de líquido, el cual esté mejorado de manera que el mismo posibilite una monitorización más fiable y menos propensa a fallos de los procesos de mezclado y, de este modo, se reduzca la frecuencia de resultados de medición incorrectos. Dicho objeto, según la invención, se soluciona mediante los objetos y procedimientos descritos a continuación.

La presente invención se basa en la consideración de que el líquido se mezcla en el recipiente de líquido esencialmente debido a que el mismo, a causa del movimiento de agitación, sube en la pared interna del recipiente de líquido y, a continuación, nuevamente circula junto. Para el éxito del mezclado, por lo tanto, no es determinante el movimiento del recipiente de líquido conectado al elemento de sujeción, sino si el líquido sube de forma suficiente en la pared interna del recipiente de líquido debido al movimiento de agitación.

El objeto de la presente invención consiste en un dispositivo para la monitorización de un proceso de mezclado de una muestra de líquido; el dispositivo presenta

a) un elemento de sujeción para un recipiente de líquido,

b) un dispositivo de agitación, donde el dispositivo de agitación puede poner en movimiento un recipiente de líquido llenado de líquido, insertado en el elemento de sujeción, para mezclar el líquido, y

c) un sensor óptico para la determinación de niveles de llenado del líquido en una pared interna del recipiente de líquido movido mediante el dispositivo de agitación, donde el nivel de llenado puede variar en función del movimiento del recipiente de líquido a lo largo del tiempo, y

d) una memoria para almacenar los niveles de llenado determinados mediante el sensor óptico,

e) un dispositivo de evaluación para evaluar los niveles de llenado almacenados en la memoria, donde el dispositivo de evaluación, mediante los niveles de llenado almacenados, determina si el líquido se mezcló de forma suficiente, donde el sensor óptico comprende un sensor de línea y/o un sensor de superficie para la detección de valores de luminosidad.

Esto provoca que el movimiento del líquido pueda detectarse directamente y, por ejemplo, pueda excluirse un acoplamiento defectuoso del movimiento del elemento de sujeción con el recipiente de líquido o entre el recipiente de líquido y el líquido. Además, mediante la detección óptica directa, de cuán alto sube el líquido en la pared interna del recipiente de líquido debido al movimiento, puede tener lugar una monitorización del proceso de mezclado muy fiable y poco propensa a errores. Esto tiene el efecto de que se reduce considerablemente la frecuencia con la cual se generan resultados de medición incorrectos.

Al moverse el recipiente de líquido en general sube el nivel de llenado del líquido, medido mediante el sensor, en la pared interna del recipiente de líquido movido mediante el dispositivo de agitación. El líquido está mezclado de forma suficiente cuando el nivel de llenado, debido al movimiento mediante el dispositivo de agitación, ha subido de modo suficiente, y esto se encuentra representado de modo correspondiente en los niveles de llenado almacenados. De lo contrario, el líquido no se ha mezclado de modo suficiente.

El mezclado del líquido en general es tanto mejor, cuanto más alto ha subido el nivel de llenado debido al movimiento mediante el dispositivo de agitación. A partir de cuándo se encuentra presente un mezclado suficiente, por ejemplo, puede depender también de las propiedades del propio líquido, como por ejemplo del volumen del líquido y/o de su viscosidad.

De manera preferente, un mezclado suficiente se encuentra presente cuando el nivel de llenado, debido al movimiento mediante el dispositivo de agitación, ha aumentado hasta por encima de un valor límite predeterminado. De lo contrario no se encuentra presente un mezclado suficiente.

El sensor óptico del dispositivo según la invención comprende un sensor de línea y/o un sensor de superficie para la detección de valores de luminosidad. Esto ofrece la ventaja de que la unidad de monitorización, en su totalidad, puede fabricarse de forma más compacta y más conveniente en cuanto a los costes. Además, esto ofrece la ventaja de que debido a ello puede reducirse en gran medida el tiempo requerido para la evaluación, debido a la cantidad de datos comparativamente menos extensa. Esto es muy importante, ya que la evaluación debería tener lugar lo más rápido posible en cuanto al tiempo, por ejemplo, eventualmente en el caso de un mezclado insuficiente del líquido después de un proceso de mezclado, para poder efectuar otro proceso de mezclado sin perder más tiempo, inmediatamente a continuación. Por ese motivo, el dispositivo según la invención, por ejemplo, también es ventajoso en comparación con los sistemas de procesamiento de imágenes clásicos. Adicionalmente, la utilización de un sensor de línea y/o de un sensor de superficie también puede ser ventajosa en cuanto a los costes.

En otra configuración ventajosa del dispositivo según la invención, el dispositivo comprende un dispositivo de iluminación para iluminar el líquido en el recipiente de líquido. Esto ofrece la ventaja de que la iluminación puede regularse en cuanto a los requerimientos del sensor óptico. De este modo es posible una detección óptica más fiable de los niveles de llenado.

En otra configuración ventajosa del dispositivo según la invención, la iluminación tiene lugar en una geometría de luz incidente y/o en una geometría de luz transmitida. De manera ventajosa, el dispositivo de iluminación está configurado de forma correspondiente para ello. Esto ofrece la ventaja de que el dispositivo puede diseñarse de forma optimizada para distintas geometrías y propiedades de los vasos de líquido y de los líquidos que deben mezclarse.

En otra configuración ventajosa del dispositivo según la invención, el dispositivo comprende además

f) al menos un elemento de conexión flexible que está dispuesto entre el brazo de transferencia y el elemento de sujeción para el recipiente de líquido,

g) un dispositivo de acoplamiento dispuesto en el elemento de sujeción para el recipiente de líquido, donde con la ayuda del dispositivo de acoplamiento puede producirse una conexión separable entre el motor del dispositivo de agitación y el elemento de sujeción para el recipiente de líquido.

Esto ofrece la ventaja de que puede asegurarse que eventuales movimientos del dispositivo de agitación se transmitan en su mayor parte al recipiente de líquido, sin reducir a un movimiento ascendente y descendente la movilidad del elemento de sujeción para el recipiente de líquido. Mediante el elemento de conexión flexible, por ejemplo, se asegura que un movimiento circular plano que es generado por un dispositivo de agitación y que es transmitido al elemento de sujeción para el recipiente de líquido mediante un dispositivo de acoplamiento, no se transmita también al brazo de transferencia. Si el movimiento circular plano que se traslada al elemento de sujeción para el recipiente de líquido mediante el dispositivo de agitación, se transmitiera también al brazo de transferencia, se producirían errores de desplazamiento de la activación del brazo de transferencia.

El término "elemento de conexión flexible" a continuación denomina un dispositivo que está colocado entre el elemento de sujeción y el brazo de transferencia, el cual atenúa el movimiento del dispositivo de agitación, que impide una transmisión del movimiento hacia el brazo de transferencia y permite al elemento de sujeción movilidad suficiente durante el proceso de agitación para garantizar un mezclado óptimo y eficiente del líquido en el recipiente de líquido, pero que al mismo tiempo es suficientemente rígido, de manera que el brazo de transferencia y el elemento de sujeción pueden recibir, transportar y liberar cubetas.

Preferentemente, en el dispositivo según la invención se prevé que el elemento de conexión flexible se componga de un material elástico y/o de amortiguación, como por ejemplo, pero no de forma limitativa, de elastómeros, goma de uretano, caucho, goma, material expandido o acero para resortes. Además, también varios elementos intermedios separados pueden utilizarse unos junto a otros o sobre otros, para garantizar una seguridad frente a la torsión. El elemento de conexión flexible garantiza que se agite el recipiente de líquido y no el brazo de transferencia, eventualmente con otros componentes del sistema dispuestos en el mismo, y que el elemento de sujeción para el recipiente de líquido puede moverse de forma suficiente (por tanto, pueda agitarse), para alcanzar un mezclado óptimo de la muestra de líquido en el recipiente de líquido. Al mismo tiempo, debido a su grosor, el mismo sin embargo limita también la desviación del elemento de sujeción durante el transporte del vaso.

El término "recipiente de líquido" denomina un dispositivo que contiene el líquido que debe mezclarse y debe transportarse.

Además, el recipiente de líquido preferentemente se trata de al menos un recipiente seleccionado del grupo que comprende

• vasos de micro-reacción (por ejemplo un así llamado "tubo Eppendorf"),

• cubetas (para fotómetro) y/o

• vasos de centrífuga.

El término "brazo de transferencia" a continuación denomina un dispositivo en el cual está dispuesto el elemento de sujeción para el recipiente de líquido, mediante la pieza intermedia flexible.

Preferentemente, mediante el brazo de transferencia puede moverse el soporte para el recipiente de líquido.

Esto último en particular tiene sentido cuando el brazo de transferencia forma parte de una estación de robots para el tratamiento, la manipulación y el análisis de muestras químicas, clínicas y/o biológicas. De este modo, el brazo de transferencia, por ejemplo, se utiliza para el transporte de recipientes de líquido, como por ejemplo cubetas, desde una estación de pipeteado a un fotómetro o una máquina de PCR.

Preferentemente, el brazo de transferencia se desplaza de forma robótica. Preferentemente, además, el mismo forma parte de una máquina automática de laboratorio o de un sistema de laboratorio, por ejemplo para la microbiología, la analítica, el análisis forense o el diagnóstico clínico.

El término "dispositivo de agitación" en general denomina un dispositivo que pone en movimiento el líquido en el recipiente de líquido, para lograr un mezclado.

En una forma de ejecución preferente, el dispositivo de agitación presenta una excéntrica accionada de forma motriz.

Por una excéntrica, en el área de la mecánica y la construcción de máquinas, se entiende un disco de control colocado sobre un árbol, cuyo punto central se encuentra por fuera del eje del árbol. Con una excéntrica, por ejemplo, los movimientos rotacionales pueden transformarse en movimientos traslacionales, y de forma inversa. El motor, por ejemplo, puede tratarse de un motor eléctrico, de un servomotor o de un motor de paso a paso. La excéntrica puede accionarse de forma coaxial, pero igualmente también mediante un accionamiento por correas o un accionamiento por piñones.

El dispositivo de agitación, sin embargo, igualmente puede tratarse de un dispositivo de agitación ultrasónico o de un altavoz, con cuya ayuda pueden transmitirse vibraciones al recipiente de líquido.

En una forma de ejecución especialmente preferente de la invención, el motor y el elemento de sujeción para el recipiente de líquido están conectados uno con otro sólo durante el proceso de mezclado.

El término "elemento de sujeción" denomina un dispositivo que puede sostener el recipiente de líquido. Preferentemente, el elemento de sujeción también puede sujetar, sostener y liberar nuevamente el recipiente de líquido. Se considera ventajoso que el elemento de sujeción esté realizado de una pieza. Esto posibilita una fabricación reproducible de números de piezas más elevados, ya que no deben ensamblarse piezas individuales y el funcionamiento correcto del elemento de sujeción ensamblado sólo debe controlarse a modo de una muestra aleatoria, pero no en cada pieza individual.

El elemento de sujeción de una pieza está diseñado de forma que puede deformarse elásticamente y se encuentra en un estado tensado. Si el mismo se desplaza con una fuerza suficiente en contra de un obstáculo, se produce un efecto de pestillo y el elemento de sujeción se abre. Mediante otro movimiento en dirección del obstáculo, el elemento de sujeción rodea el obstáculo y, debido al estado tensado, se cierra nuevamente tan pronto como el obstáculo está completamente rodeado. Además, el elemento de sujeción libera el obstáculo rodeado sólo después de superar una fuerza de liberación que es necesaria para abrir nuevamente el elemento de sujeción.

Fundamentalmente, la sujeción es un movimiento básico para sujetar y sostener, y establece una conexión entre el robot o aparato de análisis y la pieza de trabajo, aquí el recipiente de líquido. Para una conexión segura son determinantes la clase de combinación activa y el número de los planos de contacto. La combinación activa puede lograrse mediante una combinación por fricción, por encaje o por materiales. Al utilizar una combinación por fricción, la sujeción se produce al ejercer una presión sobre la superficie de la pieza de trabajo. A diferencia de ello, en la combinación por encaje, la sujeción tiene lugar rodeando la pieza de trabajo de la misma forma. De este modo, en el caso de un guiado seguro, las fuerzas de apriete transmitidas son muy reducidas. En el caso de una combinación por materiales, el contacto con la pieza de trabajo tiene lugar empleando la adhesión.

Además, los sistemas de sujeción, según su acción, pueden clasificarse en sistemas mecánicos, neumáticos, magnéticos y adhesivos. Esas acciones también pueden utilizarse de forma combinada para una mayor flexibilidad del sistema de sujeción.

Preferentemente, en el marco de esta invención pueden utilizarse elementos de sujeción mecánicos, pero en particular también elementos de sujeción magnéticos. Los elementos de sujeción mecánicos, como elementos de sujeción de un dedo, de dos dedos o de más dedos, son posibles en una realización rígida, de articulación rígida o elástica.

El término "dispositivo de acoplamiento" denomina un dispositivo mediante el cual el dispositivo de agitación puede conectarse de forma separable con el elemento de sujeción para el recipiente de líquido, por ejemplo mediante un pasador excéntrico y un orificio de acoplamiento.

Además, se considera preferente un dispositivo de acoplamiento que presenta un orificio de acoplamiento o una espiga de acoplamiento, que están conformados de manera que el mismo o la misma puede engancharse en un dispositivo complementario en el dispositivo de agitación. Mediante un biselado dispuesto en la abertura del orificio de acoplamiento, el orificio de acoplamiento puede llevarse directamente sobre la espiga de acoplamiento, sin que la misma previamente deba ser llevada a una posición determinada.

Preferentemente puede preverse que el dispositivo de agitación presente una espiga de acoplamiento, de manera preferente en forma de un pasador excéntrico, que puede engancharse en un orificio de acoplamiento complementario en el dispositivo de acoplamiento. Una configuración de esa clase en particular es adecuada cuando el dispositivo de agitación se trata de un motor con excéntrica.

En formas de ejecución alternativas del dispositivo según la invención, el dispositivo de acoplamiento, por ejemplo, se encuentra presente como acoplamiento de fricción, acoplamiento magnético, o como acoplamiento de discos. Una configuración de esa clase en particular es adecuada cuando el dispositivo de agitación se trata de un dispositivo de ultrasonido o de un altavoz.

Además, de manera preferente, el dispositivo de agitación está diseñado de forma desplazable.

Mediante una disposición de esa clase es posible poner en contacto el dispositivo de agitación con el elemento de sujeción para el recipiente de líquido, antes del comienzo del proceso de mezclado. En particular esto puede ser conveniente cuanto el brazo de transferencia presenta una movilidad más reducida.

Otro objeto de la invención consiste en un aparato de análisis automático para el tratamiento, la manipulación y el análisis de muestras químicas y/o biológicas, el cual presenta un dispositivo según la invención para la monitorización de un proceso de mezclado de una muestra de líquido.

En una forma de ejecución preferente del aparato de análisis automático, el aparato de análisis automático comprende una pluralidad de posiciones de recepción para respectivamente una cubeta o un vaso de reactivo y/o al menos un dispositivo de pipeteado que puede desplazarse automáticamente. Además, el aparato de análisis automático preferentemente comprende uno o varios brazos de transferencia que pueden desplazarse de forma robótica y/o que puede rotar de forma robótica, los cuales preferentemente pueden moverse al menos de forma parcial mediante un accionamiento por correas.

En otra configuración ventajosa el aparato de análisis comprende un dispositivo de medición con un fotómero que posibilita un análisis fotométrico de una muestra.

Otro objeto de la invención consiste en un procedimiento para la monitorización de un proceso de mezclado de una muestra de líquido; el procedimiento presenta las etapas:

a) retención de un recipiente de líquido que contiene la muestra de líquido, con un elemento de sujeción, b) mezclado de la muestra de líquido,

c) determinación de niveles de llenado del líquido en una pared interna del recipiente de líquido movimiento mediante el dispositivo de agitación, mediante un sensor óptico, preferentemente durante todo el tiempo del movimiento, donde el nivel de llenado puede variar en función del movimiento del recipiente de líquido a lo largo del tiempo,

d) almacenamiento de los niveles de llenado individuales determinados mediante el sensor óptico, en una memoria,

e) evaluación de los niveles de llenado almacenados en la memoria, mediante un dispositivo de evaluación, f) determinación, mediante el dispositivo de evaluación, mediante los niveles de llenado almacenados, de si el líquido se mezcló de forma suficiente.

En una realización preferente, el procedimiento comprende además al menos una de las siguientes etapas:

g) sujeción del recipiente de líquido antes del comienzo del mezclado, mediante el elemento de sujeción, h) transporte posterior del recipiente de líquido después del desacoplamiento, y/o

i) liberación del recipiente de líquido.

En otra realización preferente, el procedimiento se realiza con un dispositivo según la invención para la monitorización de un proceso de mezclado de una muestra de líquido.

El término "análisis fotométrico", como se lo utiliza aquí, hace referencia a mediciones de absorción, de reflexión, de difracción, de fluorescencia, de fosforescencia, de quimiluminiscencia y/o de dispersión, con ondas electromagnéticas. Se consideran aquí en primer lugar las ondas electromagnéticas del espectro visible (longitud de onda de entre aproximadamente 350 nm y aproximadamente 750 nm), pero también en el rango infrarrojo (IR) (longitud de onda de entre aproximadamente 750 nm y aproximadamente 1 mm) y en el rango ultravioleta (UV) (longitud de onda de entre aproximadamente 350 nm y aproximadamente 50 nm).

Un aparato de análisis automático, en una realización preferente, comprende una pluralidad de módulos de aparatos. Los módulos de aparatos, por ejemplo, se tratan de un dispositivo para el transporte y el almacenamiento para vasos de muestras, por ejemplo en forma de disco, de un dispositivo de transporte y de almacenamiento para recipientes de reactivo, por ejemplo en forma de disco, de un bloque de incubación, de un fotómetro o de otro módulo del aparato de análisis automático, que se necesita para el procesamiento de muestras.

Por una "muestra de líquido" o una "muestra", en el sentido de la invención, debe entenderse el material que supuestamente contiene la sustancia que debe detectarse (el analito). El término "muestra" en particular abarca líquidos biológicos de seres humanos o animales, como por ejemplo sangre, plasma, suero, esputo, exudado, lavado broncoalveolar, líquido linfático, líquido sinovial, líquido seminal, mucosa vaginal, materias fecales, orina, líquido cefalorraquídeo, pero también por ejemplo la homogeneización o lisis celular para la determinación fotométrica, preferentemente nefelométrica, de muestras de tejido o cultivos celulares tratados de modo correspondiente. Además, por ejemplo también líquidos o tejidos vegetales, muestras forenses, muestras de agua y de aguas residuales, alimentos, medicinas, pueden utilizarse como muestras, que eventualmente deben someterse a un tratamiento previo de la muestra correspondiente, antes de la determinación. Normalmente, la muestra representará una cantidad parcial del líquido que debe analizarse, por ejemplo en el caso de una muestra de sangre, de plasma o de suero. En casos excepcionales, sin embargo, la muestra también puede representar todo el líquido disponible. En el caso de una detección cuantitativa se miden la cantidad, la concentración o la actividad del analito en la muestra. El término "detección cuantitativa" incluye también métodos semicuantitativos que sólo detectan la cantidad, concentración o actividad aproximadas del analito en la muestra o que sólo pueden utilizarse para una información relativa a las cantidades, la concentración o la actividad. Por una detección cualitativa se entiende la detección de la presencia del analito en la muestra en general o la indicación de que la cantidad, la concentración o la actividad del analito en la muestra se encuentra por debajo o por encima de un valor umbral determinado o de varios valores umbral determinados.

La invención se explica con mayor detalle, de forma ilustrativa, mediante dibujos. Muestran:

Figura 1 un aparato de análisis automático 1 según la invención,

Figuras 2 y 3 una representación esquemática de un dispositivo según la invención para la monitorización de un proceso de mezclado de una muestra de líquido con una iluminación en una geometría de luz incidente, así como en una geometría de luz transmitida,

Figuras 4 a 8 representaciones esquemáticas de los niveles de llenado determinados con un sensor de línea óptico, a lo largo del tiempo.

La figura 1 es una representación esquemática de un aparato de análisis automático 1, con algunos componentes contenidos dentro. En este caso sólo los componentes más importantes se representan muy simplificados para explicar el funcionamiento básico del aparato de análisis automático 1, sin representar aquí en detalle las partes individuales de cada componente.

El aparato de análisis automático 1 está diseñado para realizar los más diversos análisis de sangre o de otros líquidos corporales de forma completamente automática, sin que para ello se requieran actividades por parte de un usuario. Las intervenciones necesarias de un usuario se limitan más bien al mantenimiento o la reparación y a trabajos de llenado posterior, por ejemplo cuando las cubetas deben rellenarse o los recipientes de líquido deben cambiarse.

Las muestras de pacientes se suministran al aparato de análisis automático 1 sobre carros, no representados en detalle, mediante un riel de suministro 2. La información en cuanto a los análisis que deben realizarse por muestra, a modo de ejemplo, puede proporcionarse mediante códigos de barras colocados en los recipientes de muestras, los cuales son leídos automáticamente en el aparato de análisis automático 1. Desde los recipientes de muestras, con la ayuda de un primer dispositivo de pipeteado 3, se extraen alícuotas de las muestras, mediante una aguja de pipeteado.

Las alícuotas de las muestras se suministran a cubetas que tampoco están representadas en detalle, que están dispuestas en posiciones de recepción 4 de un dispositivo de incubación 5 giratorio, templado a 37°C. Las cubetas son extraídas desde un recipiente de reserva de cubetas 6. En el recipiente de reserva de reactivo 7 enfriado a 8-10 °C se guardan vasos de reactivo 8 con diferentes líquidos reactivos. El líquido reactivo, mediante la aguja de pipeteado de un segundo dispositivo de pipeteado 9, se extrae desde un vaso de reactivo 8 y, para proporcionar una carga de reacción, se descarga en una cubeta que ya contiene una alícuota de la muestra. La cubeta con la carga de reacción, mediante el brazo de transferencia 10, con un elemento de sujeción 11, es extraída desde una posición de recepción 4 del dispositivo de incubación 5, y es transferida a un dispositivo de agitación 13, no representado en detalle en la figura 2 y la figura 3, para el mezclado de la carga de reacción. El proceso de mezclado de la muestra de líquido, de este modo, es monitoreado con un dispositivo 40 según la invención para la monitorización de un proceso de mezclado. Después de finalizado el proceso de mezclado, la cubeta se transporta nuevamente a una posición de recepción 14 del dispositivo de recepción giratorio 15 para la estación de medición fotométrica 12, donde se mide la absorbancia de la carga de reacción.

La totalidad del proceso es controlada por una unidad de control 20, como por ejemplo por un ordenador conectado mediante una línea de datos, asistido mediante una pluralidad de otros circuitos electrónicos y microprocesadores, no representados en detalle, dentro del aparato de análisis automático 1 y sus componentes.

La figura 2 muestra una representación esquemática de un dispositivo 40 según la invención para la monitorización de un proceso de mezclado de una muestra de líquido con una iluminación en una geometría de luz incidente. Está representado un dispositivo de agitación 13 que está diseñado como un sistema para la rotación de recipientes de líquido 30, en particular cubetas. El dispositivo de agitación 13 comprende un elemento de sujeción 11 para la cubeta y un brazo de transferencia 10, con el cual la cubeta vacía o llena de líquido puede desplazarse a un aparato de análisis automático 1. El brazo de transferencia 10, mediante un elemento de conexión flexible 36, está conectado al elemento de sujeción 11.

Para mezclar el líquido que se encuentra en la cubeta, el elemento de sujeción 11 con el orificio de acoplamiento 34 se deposita sobre el plato 10 de una excéntrica, de manera que la espiga de acoplamiento 33 se engancha en el orificio de acoplamiento 34. Un movimiento del motor 31 alrededor del eje de rotación 35, junto con el apoyo flexible del elemento de sujeción 11, conduce a un movimiento rotativo de la cubeta. Ese movimiento de la cubeta provoca una elevación del líquido que debe mezclarse, en la pared interna de la cubeta. El nivel de llenado del líquido en la pared interna de la cubeta movida mediante el dispositivo de agitación 13, con la ayuda de un objetivo 41, se representa en un sensor de línea 42. El sensor de línea 42 detecta el nivel de llenado 51 del líquido en la pared interna de la cubeta, como valor de luminosidad. Para una iluminación suficiente está proporcionado un dispositivo de iluminación 43 que ilumina la cubeta en una geometría de luz incidente. Los datos del sensor de línea 42, en una sucesión rápida, se almacenan en la memoria 44 a lo largo de toda la duración del proceso de mezclado. Después de finalizado el proceso de mezclado, los datos que representan la evolución en el tiempo del nivel de llenado del líquido en la pared interna de la cubeta son procesados posteriormente por un dispositivo de evaluación 45.

Mediante los niveles de llenado almacenados, el dispositivo de evaluación 45 determina si el líquido fue mezclado de modo suficiente o si no tuvo lugar un mezclado suficiente. Si el nivel de llenado 51 aumenta de forma suficiente debido al movimiento de la cubeta durante el proceso de mezclado, se encuentra presente un mezclado suficiente.

De lo contrario no se encuentra presente un mezclado suficiente.

La figura 3 muestra una representación esquemática de un dispositivo 40 según la invención para la monitorización de un proceso de mezclado de una muestra de líquido con una iluminación en una geometría de luz transmitida. El dispositivo está estructurado de forma similar al descrito en la figura 2. Sin embargo, para una iluminación suficiente está proporcionado un dispositivo de iluminación 43 que ilumina la cubeta en una geometría de luz transmitida.

Las figuras 4 a 8 muestran representaciones esquemáticas de los niveles de llenado del líquido en una pared interna de una cubeta movida mediante el dispositivo de agitación 13, determinados mediante un sensor de línea óptico. El nivel de llenado 51, a lo largo del tiempo 50, puede variar en función del movimiento de la cubeta. El movimiento de la cubeta en general aumenta el nivel de llenado 51. De este modo, el nivel de llenado 51 aumenta en dirección de la flecha correspondiente. El tiempo 50 se extiende en contra de la dirección de la flecha correspondiente que señala hacia el pasado.

La figura 4, así como la figura 5, muestran los datos de respectivamente un proceso de mezclado, en el cual tuvo lugar un mezclado suficiente del líquido. El nivel de llenado 51 medido ha aumentado desde un nivel de llenado 51 mínimo de 43 (así como 46) unidades del nivel de llenado, a un nivel de llenado 51 máximo de 79 (así como 80) unidades del nivel de llenado, debido al movimiento de la cubeta. La diferencia máxima entre los niveles de llenado asciende a 36 (así como a 34) unidades del nivel de llenado.

Las figuras 6, 7 y 8 muestran los datos de respectivamente un proceso de mezclado, en el cual no tuvo lugar un mezclado suficiente del líquido. En la figura 6, el nivel de llenado 51 medido sólo ha aumentado mínimamente, desde un nivel de llenado 51 mínimo de 35 unidades del nivel de llenado, a un nivel de llenado 51 máximo de 40 unidades del nivel de llenado. La diferencia máxima entre los niveles de llenado asciende a 5 unidades del nivel llenado. Debido a un defecto no tuvo lugar ningún movimiento, o ningún movimiento significativo, de la cubeta. El líquido no se mezcló de modo suficiente. En la figura 7, el nivel de llenado 51 medido, del mismo modo, sólo ha aumentado mínimamente, desde un nivel de llenado 51 mínimo de 46 unidades del nivel de llenado, a un nivel de llenado 51 máximo de 54 unidades del nivel de llenado. La diferencia máxima entre los niveles de llenado asciende a

8 unidades del nivel de llenado. Debido a un atascamiento en el motor 31 no tuvo lugar un movimiento suficiente de la cubeta. El líquido no se mezcló de modo suficiente. En la figura 8, el nivel de llenado 51 medido ha aumentado

desde un nivel de llenado 51 mínimo de 35 unidades del nivel de llenado, a un nivel de llenado 51 máximo de 60 unidades del nivel de llenado. La diferencia máxima entre los niveles de llenado asciende a 25 unidades del nivel de llenado. Aunque la cubeta se desplazó durante todo el transcurso del proceso de mezclado, sin embargo, el nivel de llenado 51 del líquido no ha aumentado de modo suficiente. El líquido no se mezcló de modo suficiente.

Lista de símbolos de referencia

1 Aparato de análisis

Riel de suministro

3 Dispositivo de pipeteado

Posición de recepción

5 Dispositivo de incubación

Recipiente de reserva de cubetas

Recipiente de reserva de vasos de reactivo

8 Vaso de reactivo

9 Dispositivo de pipeteado

10 Brazo de transferencia

11 Elemento de sujeción

12 Estación de medición

13 Dispositivo de agitación

14 Posición de recepción

15 Dispositivo de recepción

0 Unidad de control

30 Recipiente de líquido

31 Motor

32 Plato

33 Espiga de acoplamiento

34 Orificio de acoplamiento

35 Eje de rotación

36 Elemento de conexión flexible

0 Dispositivo

1 Objetivo

2 Sensor

3 Dispositivo de iluminación

4 Memoria

5 Dispositivo de evaluación

50 Tiempo

51 Nivel de llenado

Claims (14)

REIVINDICACIONES

1. Dispositivo (40) para la monitorización de un proceso de mezclado de una muestra de líquido, el dispositivo (40) presenta

a) un elemento de sujeción (11) para un recipiente de líquido (30),

b) un dispositivo de agitación (13), donde el dispositivo de agitación (13) puede poner en movimiento un recipiente de líquido (30) llenado de líquido, insertado en el elemento de sujeción (11), para mezclar el líquido,

caracterizado porque el dispositivo presenta

c) un sensor óptico (42) para la determinación de niveles de llenado del líquido en una pared interna del recipiente de líquido (30) movido mediante el dispositivo de agitación (13), donde el nivel de llenado (51) puede variar en función del movimiento del recipiente de líquido (30) a lo largo del tiempo (50),

d) una memoria (44) para almacenar los niveles de llenado determinados mediante el sensor óptico (42), y e) un dispositivo de evaluación (45) para evaluar los niveles de llenado almacenados en la memoria (44), donde el dispositivo de evaluación (45), mediante los niveles de llenado almacenados, determina si el líquido se mezcló de forma suficiente, donde el sensor óptico (42) comprende un sensor de línea y/o un sensor de superficie para la detección de valores de luminosidad.

2. Dispositivo (40) según la reivindicación 1, donde el dispositivo (40) comprende además un dispositivo de iluminación (43) para iluminar el líquido en el recipiente de líquido (30).

3. Dispositivo (40) según la reivindicación 2, donde la iluminación del líquido tiene lugar en una geometría de luz incidente.

4. Dispositivo (40) según la reivindicación 2, donde la iluminación del líquido tiene lugar en una geometría de luz transmitida.

5. Dispositivo (40) según una de las reivindicaciones precedentes, donde el dispositivo (40), además, presenta f) al menos un elemento de conexión flexible (36) que está dispuesto entre un brazo de transferencia (10) y el elemento de sujeción (11) para el recipiente de líquido (30),

g) un dispositivo de acoplamiento dispuesto en el elemento de sujeción (11) para el recipiente de líquido (30), donde con la ayuda del dispositivo de acoplamiento puede producirse una conexión separable entre un motor (31) del dispositivo de agitación (13) y el elemento de sujeción (11) para el recipiente de líquido (30).

6. Dispositivo (40) según la reivindicación 5, donde el elemento de conexión flexible (36) se compone de un material elástico y/o de amortiguación, preferentemente de un disco de goma.

7. Dispositivo (40) según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el recipiente de líquido (30) se trata de al menos un recipiente seleccionado del grupo que comprende

• vaso de micro-reacción.

• cubeta para fotómetro, y/o

• vaso de centrífuga.

8. Dispositivo (40) según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el elemento de sujeción (11) para el recipiente de líquido (30) está realizado de una pieza.

9. Dispositivo (40) según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el dispositivo de agitación (13) está conformado de forma desplazable.

10. Dispositivo (40) según una de las reivindicaciones 5 a 9, donde el dispositivo (40) presenta un dispositivo de acoplamiento que comprende un orificio de acoplamiento (34) o una espiga de acoplamiento (33), que están conformados de manera que el mismo o la misma puede engancharse en un dispositivo complementario en el dispositivo de agitación (13).

11. Aparato de análisis automático (1) para el tratamiento, la manipulación y el análisis de muestras químicas y/o biológicas, el cual presenta un dispositivo (40) según una de las reivindicaciones precedentes.

12. Procedimiento para la monitorización de un proceso de mezclado de una muestra de líquido, el cual presenta las etapas:

a) retención de un recipiente de líquido (30) que contiene la muestra de líquido, con un elemento de sujeción (11),

b) mezclado de la muestra de líquido,

c) determinación de niveles de llenado del líquido en una pared interna del recipiente de líquido (30) movido mediante el dispositivo de agitación (13), mediante un sensor óptico (42), donde el sensor óptico (42) comprende un sensor de línea y/o un sensor de superficie para la detección de valores de luminosidad, preferentemente durante todo el tiempo (50) del movimiento, donde el nivel de llenado (51) puede variar en función del movimiento del recipiente de líquido (30) a lo largo del tiempo (50),

d) almacenamiento de los niveles de llenado individuales determinados mediante el sensor óptico (42), en una memoria (44),

e) evaluación de los niveles de llenado almacenados en la memoria (44), mediante un dispositivo de evaluación (45),

f) determinación, mediante el dispositivo de evaluación (45), mediante los niveles de llenado almacenados, de si el líquido se mezcló de forma suficiente.

13. Procedimiento según la reivindicación 12, el cual comprende además al menos una de las etapas:

g) sujeción del recipiente de líquido (30) antes del comienzo del mezclado, mediante el elemento de sujeción (11),

h) transporte posterior del recipiente de líquido (30) después del desacoplamiento, y/o

i) liberación del recipiente de líquido (30).

14. Procedimiento según una de las reivindicaciones 12 ó 13, caracterizado porque el mismo se realiza con un dispositivo (40) según una de las reivindicaciones 1 - 11.