ES2973029T3

ES2973029T3 - Sistema de detección biológica

Info

Publication number: ES2973029T3
Application number: ES21181027T
Authority: ES
Inventors: Sz-Shian He
Original assignee: Skyla Corp
Current assignee: Skyla Corp
Priority date: 2020-07-22
Filing date: 2021-06-23
Publication date: 2024-06-18
Anticipated expiration: 2041-06-23
Also published as: EP4257244A3; EP4257245A2; EP4112178A3; EP3943191B1; EP3943191A1; EP4112178A2; CN113970634A; EP4257245A3; EP3943191C0; EP4257244A2

Abstract

Un sistema de detección biológica incluye un módulo de control, una placa giratoria de soporte, un primer módulo impulsor, subplacas giratorias, segundos módulos impulsores y casetes de prueba. La placa giratoria del cojinete tiene un eje giratorio principal. El primer módulo impulsor está conectado eléctricamente al módulo de control y conectado al eje giratorio principal, de modo que la placa giratoria del cojinete gira alrededor del eje giratorio principal. Cada una de las placas base giratorias tiene un eje giratorio independiente respectivo. Las placas secundarias giratorias están dispuestas de forma giratoria en la placa giratoria de soporte alrededor del respectivo eje giratorio independiente. Los ejes giratorios independientes y el eje giratorio principal pueden tener diferentes direcciones de rotación y velocidades de rotación. Los segundos módulos de accionamiento están conectados eléctricamente al módulo de control, de modo que las subplacas giratorias giran independientemente alrededor del respectivo eje giratorio independiente. Los casetes de prueba están dispuestos de manera desmontable sobre las subplacas giratorias, y cada casete de prueba incluye una estructura de microcanales. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Sistema de detección biológica

ANTECEDENTES

Campo técnico

La invención se refiere a un sistema de detección biológica.

Descripción de la técnica relacionada

En las tecnologías biomédicas, el control del flujo de un reactivo y de un líquido sometido a prueba (por ejemplo, sangre u orina) ha sido un problema. Convencionalmente, en la detección biomédica, el movimiento del líquido se controla mediante una pipeta y el fenómeno de la capilaridad. Por lo tanto, si hay que probar varios casetes de prueba, hay que probarlos uno tras otro, lo que lleva mucho tiempo. Aunque se pueden utilizar varios dispositivos de prueba para probar los casetes de prueba con el fin de reducir el tiempo de prueba, resulta costoso adquirir varios dispositivos de prueba. El documento JP 2012 021854 A describe un aparato de inspección que incluye una porción de pared exterior que es una carcasa cilíndrica. Dentro de la pared exterior, una plataforma giratoria, que es un cuerpo de disco que tiene un diámetro más pequeño que la pared exterior, se proporciona de manera giratoria. En ambos extremos en la dirección del diámetro de la plataforma giratoria hay un par de portavirutas, cada uno de los cuales contiene una viruta de inspección que puede almacenar un líquido que se va a inspeccionar (espécimen) y un líquido mezclado con el espécimen (reactivo). El dispositivo de inspección puede aplicar una fuerza centrífuga haciendo girar la viruta de inspección a gran velocidad. El documento US 4 814 282 A se relaciona con un aparato para generar fuerzas centrífugas, incluyendo un plato giratorio alrededor de un eje, y al menos un medio de retención montado en la placa para girar con la misma, estando adaptado el medio de retención para recibir un artículo que se va a someter a fuerza centrífuga y siendo giratorio con respecto al miembro de placa para permitir la dirección de la fuerza centrífuga que actúa sobre el artículo que va a cambiarse.

SUMARIO

Las realizaciones de la invención proporcionan un sistema de detección biológica capaz de probar una pluralidad de casetes de prueba al mismo tiempo y controlar eficazmente el movimiento del líquido.

Los objetos de la presente invención se resuelven mediante las características de la reivindicación independiente. Las realizaciones preferidas se definen en las reivindicaciones dependientes. Cualquier "aspecto", "ejemplo" y "realización" de la descripción que no entre en el alcance de las reivindicaciones no forma parte de la invención y se proporciona únicamente con fines ilustrativos.

Un sistema de detección biológica de acuerdo con una realización de la divulgación incluye un módulo de control, una placa giratoria de cojinete, un primer módulo de accionamiento, subplacas giratorias, segundos módulos de accionamiento y casetes de prueba. La placa giratoria de cojinete tiene un eje giratorio principal. El primer módulo de accionamiento está conectado eléctricamente al módulo de control y conectado al eje giratorio principal, y la placa giratoria de cojinete gira alrededor del eje giratorio principal. Cada una de las subplacas giratorias tiene un eje giratorio independiente distinto del eje giratorio principal. Las subplacas giratorias están dispuestas sobre la placa giratoria del cojinete y cada una de ellas puede girar independientemente alrededor del eje giratorio independiente respectivo. Los segundos módulos de accionamiento están conectados eléctricamente al módulo de control, de modo que cada una de las subplacas giratorias gira independientemente alrededor del respectivo eje giratorio independiente. Por ejemplo, los segundos módulos de accionamiento pueden estar conectados al eje giratorio independiente, y los ejes giratorios independientes y el eje giratorio principal tienen diferentes direcciones de giro y velocidades de giro. Los casetes de pruebas se colocan de forma desmontable en las subplacas giratorias. Cada uno de los casetes de prueba incluye una estructura de microcanales adaptada para ser dispuesta con un conjunto de fluidos. La placa giratoria de cojinetes es accionada por el primer módulo de accionamiento para girar alrededor del eje giratorio principal, con el fin de proporcionar una fuerza centrífuga a los casetes de prueba en la placa giratoria de cojinetes. Cada una de las subplacas giratorias es accionada independientemente por uno de los segundos módulos de accionamiento, de modo que cada uno de los casetes de prueba gira independientemente alrededor del respectivo eje giratorio independiente.

De acuerdo con una realización de la divulgación, el sistema de detección biológica incluye además un tercer módulo de accionamiento y una varilla de empuje. El tercer módulo de accionamiento está conectado eléctricamente al módulo de control y dispuesto en la placa giratoria de cojinete. La barra de empuje está dispuesta entre las subplacas giratorias y conectada al tercer módulo de accionamiento para ser accionada por el tercer módulo de accionamiento para acercarse a una de las subplacas giratorias. La varilla de empuje está adaptada para insertarse en el casete de prueba en la subplaca giratoria para romper una cápsula en el casete de prueba y hacer que un fluido de la cápsula fluya hacia la estructura de microcanales.

De acuerdo con una realización de la divulgación, el sistema de detección biológica incluye además un miembro de peso y un cuarto módulo de accionamiento. El miembro de peso está dispuesto de manera giratoria en la placa giratoria del cojinete. El cuarto módulo de accionamiento está conectado eléctricamente al módulo de control y conectado al miembro de peso, de modo que el miembro de peso gira en relación con la placa giratoria del cojinete.

De acuerdo con una realización de la divulgación, el sistema de detección biológica incluye además un módulo de comunicación inalámbrico o por cable. El módulo de comunicación inalámbrica o por cable está conectado eléctricamente al módulo de control para transmitir una señal externa al módulo de control para controlar el primer módulo de accionamiento y al menos uno de los segundos módulos de accionamiento.

De acuerdo con una realización de la divulgación, los segundos módulos de accionamiento y las subplacas giratorias están situados en un mismo lado o en lados diferentes de la placa giratoria de apoyo.

De acuerdo con una realización de la divulgación, los casetes de prueba incluyen un primer casete y un segundo casete diferentes entre sí, y las estructuras de microcanales incluyen una primera estructura de microcanales y una segunda estructura de microcanales diferentes entre sí. El primer casete incluye la primera estructura de microcanales, y el segundo casete incluye la segunda estructura de microcanales. Cuando el primer casete y el segundo casete están dispuestos respectivamente en dos de las subplacas giratorias, las dos subplacas giratorias son accionadas por sus correspondientes segundos módulos de accionamiento para girar en diferentes direcciones de rotación, velocidades de rotación o ángulos de rotación.

De acuerdo con una realización de la divulgación, la primera estructura de microcanal incluye un primer puerto de inyección de muestra, un primer segmento doblado conectado al primer puerto de inyección de muestra, y un primer tanque de cuantificación conectado al primer segmento doblado. El conjunto de fluidos corresponde al primer casete, e incluye un primer fluido, y el primer fluido se inyecta en el primer puerto de inyección de muestras. El segundo módulo de accionamiento correspondiente al primer casete hace girar la subplaca giratoria, de forma que el primer fluido es accionado por la fuerza centrífuga para atravesar el primer segmento doblado y fluir hacia el primer tanque de cuantificación.

De acuerdo con una realización de la divulgación, la primera estructura de microcanales incluye además un segundo segmento doblado conectado al primer tanque de cuantificación y un primer tanque de mezcla conectado al segundo segmento doblado. El segundo módulo de accionamiento hace girar la subplaca giratoria, de forma que el primer fluido del primer tanque de cuantificación es accionado por la fuerza centrífuga para pasar a través del segundo segmento doblado y entrar en el primer tanque de mezcla.

De acuerdo con una realización de la divulgación, la primera estructura de microcanales incluye además un tercer segmento doblado conectado al primer tanque de mezcla y un tanque de líquido residual conectado al tercer segmento doblado. El segundo módulo de accionamiento hace girar la subplaca giratoria, de forma que el primer fluido del primer tanque de mezcla es impulsado por la fuerza centrífuga para pasar a través del tercer segmento doblado y entrar en el tanque de líquido residual.

De acuerdo con una realización de la divulgación, la primera estructura de microcanales incluye un segundo tanque de cuantificación, un cuarto segmento doblado conectado al segundo tanque de cuantificación, y un primer tanque de mezcla conectado al cuarto segmento doblado. El conjunto de fluidos corresponde al primer casete e incluye un segundo fluido. El segundo módulo de accionamiento hace girar la subplaca giratoria, de manera que el segundo fluido es accionador por la fuerza centrífuga para pasar secuencialmente a través del segundo tanque de cuantificación y el cuarto segmento doblado y entrar en el primer tanque de mezcla.

De acuerdo con una realización de la divulgación, la primera estructura de microcanales incluye un tanque de almacenamiento, un quinto segmento doblado conectado al tanque de almacenamiento, un tercer tanque de cuantificación conectado al quinto segmento doblado, un sexto segmento doblado conectado al tercer tanque de cuantificación, y un primer tanque de mezcla conectado al sexto segmento doblado. El conjunto de fluidos corresponde al primer casete e incluye un tercer fluido situado en el tanque de almacenamiento, y el segundo módulo de accionamiento hace girar la subplaca giratoria, de tal manera que el tercer fluido situado en el tanque de almacenamiento es accionado por la fuerza centrífuga para pasar secuencialmente a través del quinto segmento doblado, el tercer tanque de cuantificación y el sexto segmento doblado y entrar en el primer tanque de mezcla.

De acuerdo con una realización de la divulgación, el tercer fluido está encapsulado por una cápsula, el tanque de almacenamiento incluye una abertura y una aguja alejada de la abertura, la cápsula está situada en el tanque de almacenamiento y al lado de la aguja.

De acuerdo con una realización de la divulgación, la primera estructura de microcanales incluye un primer tanque de mezcla, un séptimo segmento doblado conectado al primer tanque de mezcla, un cuarto tanque de cuantificación conectado al séptimo segmento doblado, un octavo segmento doblado conectado al cuarto tanque de cuantificación, y un primer tanque de detección conectado al octavo segmento doblado. El segundo módulo de accionamiento hace girar la subplaca giratoria, de forma que el fluido es accionador por la fuerza centrífuga para pasar secuencialmente a través del séptimo segmento curvado, el cuarto tanque de cuantificación y el octavo segmento curvado y entrar en el primer tanque de detección.

De acuerdo con una realización de la divulgación, la segunda estructura de microcanal incluye un segundo puerto de inyección de muestra, un noveno segmento doblado conectado al segundo puerto de inyección de muestra, un quinto tanque de cuantificación conectado al noveno segmento doblado, un décimo segmento doblado conectado al quinto tanque de cuantificación, y un segundo tanque de mezcla conectado al décimo segmento doblado. El conjunto de fluidos corresponde al segundo casete e incluye un cuarto fluido, el segundo módulo de accionamiento correspondiente al segundo casete hace girar la subplaca giratoria, de manera que el cuarto fluido es accionador por la fuerza centrífuga para pasar secuencialmente a través del noveno segmento doblado, el quinto tanque de cuantificación y el décimo segmento doblado y entrar en el segundo tanque de mezcla.

De acuerdo con una realización de la divulgación, la segunda estructura de microcanales incluye un sexto tanque de cuantificación, un undécimo segmento doblado conectado al sexto tanque de cuantificación, y un segundo tanque de mezcla conectado al undécimo segmento doblado. El conjunto de fluidos corresponde al segundo casete e incluye un quinto fluido, el segundo módulo de accionamiento hace girar la subplaca giratoria, de manera que el quinto fluido es accionador por la fuerza centrífuga para pasar secuencialmente a través del sexto tanque de cuantificación y el undécimo segmento doblado y entrar en el segundo tanque de mezcla.

De acuerdo con una realización de la divulgación, la segunda estructura de microcanales incluye un segundo tanque de mezcla, un duodécimo segmento doblado conectado al segundo tanque de mezcla, un tanque de almacenamiento temporal conectado al duodécimo segmento doblado, un decimotercer segmento doblado conectado al tanque de almacenamiento temporal, un séptimo tanque de cuantificación conectado al decimotercer segmento doblado, un decimocuarto segmento doblado conectado al séptimo tanque de cuantificación, y un segundo tanque de detección conectado al decimocuarto segmento doblado. El segundo módulo de accionamiento hace girar la subplaca giratoria, de forma que un fluido es accionador por la fuerza centrífuga para pasar secuencialmente a través del duodécimo segmento curvado, el tanque de almacenamiento temporal, el decimotercer segmento curvado, el séptimo tanque de cuantificación y el decimocuarto segmento curvado y entrar en el segundo tanque de detección.

De acuerdo con una realización de la divulgación, cuando la placa giratoria del cojinete gira alrededor del eje giratorio principal, una dirección giratoria o una velocidad giratoria de al menos una de las subplacas giratorias es diferente de una dirección giratoria o una velocidad giratoria de la placa giratoria del cojinete.

Una realización de la divulgación proporciona un dispositivo de detección biológica adaptado para detectar al menos un casete de prueba. Cada uno de los casetes de prueba incluye una estructura de microcanales y un fluido situado en la estructura de microcanales. El dispositivo de detección biológica incluye un módulo de control, una placa giratoria portante, un primer módulo de accionamiento, al menos una subplaca giratoria y al menos un segundo módulo de accionamiento. La placa giratoria de cojinete tiene un eje giratorio principal. El primer módulo de accionamiento está conectado eléctricamente al módulo de control y conectado al eje giratorio principal, y la placa giratoria de cojinete gira alrededor del eje giratorio principal. La al menos una subplaca giratoria tiene al menos un eje giratorio independiente distinto del eje giratorio principal. Cada una de las subplacas giratorias está dispuesta sobre la placa giratoria del cojinete y puede girar independientemente alrededor del eje giratorio independiente respectivo. El al menos un segundo módulo de accionamiento está conectado eléctricamente al módulo de control, de modo que la al menos una subplaca giratoria gira alrededor del al menos un eje giratorio independiente.

De acuerdo con una realización de la divulgación, el dispositivo de detección biológica incluye además un tercer módulo de accionamiento y una varilla de empuje. El tercer módulo de accionamiento está conectado eléctricamente al módulo de control y dispuesto en la placa giratoria de cojinete. La varilla de empuje está dispuesta junto a la al menos una subplaca giratoria y conectada al tercer módulo de accionamiento para ser accionada por el tercer módulo de accionamiento para acercarse a una de las al menos una subplacas giratorias. La varilla de empuje está adaptada para insertarse en el casete de prueba en la subplaca giratoria para romper una cápsula en el casete de prueba y hacer que un fluido de la cápsula fluya hacia la estructura de microcanales.

De acuerdo con una realización de la divulgación, el dispositivo de detección biológica incluye además un miembro de peso y un cuarto módulo de accionamiento. El miembro de peso está dispuesto de manera giratoria en la placa giratoria del cojinete. El cuarto módulo de accionamiento está conectado eléctricamente al módulo de control y conectado al miembro de peso, de modo que el miembro de peso gira en relación con la placa giratoria del cojinete.

De acuerdo con una realización de la divulgación, el dispositivo de detección biológica incluye además un módulo de comunicación inalámbrico o por cable. El módulo de comunicación inalámbrica o por cable está conectado eléctricamente al módulo de control para transmitir una señal externa al módulo de control para controlar el primer módulo de accionamiento y al menos uno de los segundos módulos de accionamiento.

De acuerdo con una realización de la divulgación, el al menos un segundo módulo de accionamiento y la al menos una subplaca giratoria están situadas en un mismo lado o en lados diferentes de la placa giratoria de cojinete.

De acuerdo con una realización de la divulgación, la al menos una subplaca giratoria incluye una pluralidad de subplacas giratorias dispuestas sobre la placa giratoria del cojinete para rodear el eje giratorio principal.

De acuerdo con una realización de la divulgación, la al menos una subplaca giratoria incluye una subplaca giratoria, y la subplaca giratoria y el módulo de control están situados en posiciones opuestas en la placa giratoria del cojinete.

Basándose en lo anterior, la placa giratoria del sistema de detección biológica o del dispositivo de detección biológica de acuerdo con las realizaciones de la divulgación es accionada por el primer módulo de accionamiento para girar alrededor del eje giratorio principal para proporcionar una fuerza centrífuga a los casetes de prueba en la placa giratoria. Además, cada una de las subplacas giratorias puede ser accionada independientemente por un segundo módulo de accionamiento correspondiente. Como resultado, cada uno de los casetes de prueba instalados en las subplacas giratorias puede girar independientemente alrededor del eje giratorio independiente, de tal manera que el fluido colocado en los casetes de prueba puede recibir o compensar la fuerza centrífuga proporcionada por la placa giratoria del cojinete para acelerarse o desacelerado en las estructuras de microcanales. Por lo tanto, en comparación con la pipeta o el fenómeno de capilaridad convencionalmente adaptado para controlar el movimiento del líquido, el sistema de detección biológica o el dispositivo de detección biológica de acuerdo con las realizaciones de la invención hace girar la placa giratoria del cojinete y las subplacas giratorias a través de un control activo para conducir rápida y eficientemente el fluido con fuerza centrífuga. Además, el sistema de detección biológica de acuerdo con las realizaciones de la invención es capaz de probar múltiples casetes de prueba al mismo tiempo para reducir significativamente el tiempo de prueba.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Los dibujos adjuntos se incluyen para proporcionar una mayor comprensión de la divulgación, y se incorporan y constituyen parte de esta memoria descriptiva. Los dibujos ilustran realizaciones de la divulgación y, junto con la descripción, sirven para explicar los principios de la divulgación.

La FIG. 1 es una vista en perspectiva que ilustra la parte frontal de un sistema de detección biológica de acuerdo con una realización de la invención.

La FIG. 2 es una vista en perspectiva que ilustra la parte trasera del sistema de detección biológica de la FIG.

1.

Las FIGs. 3A a 4C son vistas esquemáticas de un principio de funcionamiento de un sistema de detección biológica.

La FIG. 5A es una vista superior de un casete de prueba del sistema de detección biológica de la FIG. 1. Las FIGs. 5B a 5R son vistas esquemáticas que ilustran un proceso de prueba del casete de prueba de la FIG. 5A.

La FIG. 6A es una vista superior de otro casete de prueba del sistema de detección biológica de la FIG. 1. Las FIGs. 6B a 6H son vistas esquemáticas que ilustran un proceso de prueba del casete de prueba de la FIG. 6A.

La FIG. 7 es una vista superior esquemática que ilustra un sistema de detección biológica de acuerdo con otra realización de la invención.

La FIG. 8 es una vista esquemática en perspectiva que ilustra la parte trasera de un sistema de detección biológica de acuerdo con otra realización de la invención.

La FIG. 9A es una vista esquemática en perspectiva que ilustra la parte frontal de un sistema de detección biológica de acuerdo con otra realización de la divulgación que no entra dentro del alcance de la invención. La FIG. 9B es una vista esquemática cuando se retira un casete de prueba del sistema de detección biológica de la FIG 9a.

DESCRIPCIÓN DE LAS REALIZACIONES

Ahora se hará referencia en detalle a las realizaciones preferidas de la divulgación, ejemplos de las cuales se ilustran en los dibujos adjuntos. Siempre que sea posible, se utilizarán los mismos números de referencia en los dibujos y en la descripción para referirse a partes iguales o similares.

Se proporciona un sistema de detección biológica capaz de probar una pluralidad de casetes de prueba al mismo tiempo. Con el sistema de detección biológica, el tiempo de las pruebas puede reducirse considerablemente.

La FIG. 1 es una vista en perspectiva que ilustra la parte frontal de un sistema de detección biológica de acuerdo con una realización de la invención. La FIG. 2 es una vista en perspectiva que ilustra la parte trasera del sistema de detección biológica de la FIG. 1. En referencia a las FIGs. 1 y 2, un sistema 10 de detección biológica de la realización incluye un dispositivo 9 de detección biológica y una pluralidad de casetes 30 de prueba. El dispositivo 9 de detección biológica incluye un módulo 11 de control (como se muestra en la FIG. 2), una placa 12 giratoria de cojinete, un primer módulo 14 de accionamiento (como se muestra en la FIG. 2), una pluralidad de subplacas 20 giratorias, y una pluralidad de segundos módulos 22 de accionamiento(como se muestra en la FIG. 2).

Como se muestra en la FIG. 2, la placa 12 giratoria de cojinete está provista con un eje 13 giratorio principal (FIG. 1). El eje 13 giratorio principal es el eje central del eje 12 giratorio de cojinete. El primer módulo 14 de accionamiento está conectado eléctricamente al módulo 11 de control y conectado al eje 13 giratorio principal, y recibe una orden del módulo 11 de control para accionar la placa 12 giratoria de cojinete para que gire alrededor del eje 13 giratorio principal. En la FIG. 2, el primer módulo 14 de accionamiento sólo se muestra a modo de ejemplo. La forma del primer módulo 14 de accionamiento no está limitada a éste. El primer módulo 14 de accionamiento puede ser un motor, un metal con memoria que se deforma al cambiar la temperatura o un actuador de otras formas.

Como se muestra en la FIG. 1, en la realización, cada una de las subplacas 20 giratorias tiene un respectivo eje 21 giratorio independiente. Los ejes 21 giratorios independientes son los ejes centrales de las subplacas 20 giratorias. Por lo tanto, los ejes 21 giratorios independientes no son coaxiales con el eje 13 giratorio principal. Las subplacas 20 giratorias están dispuestas sobre la placa 12 giratoria de cojinete y giran alrededor de los respectivos ejes 21 giratorios independientes para girar en relación con la placa 12 giratoria de cojinete. El sentido de giro o la velocidad de rotación de cualquiera de los ejes 21 giratorios independientes pueden ser diferentes de los del eje 13 giratorio principal.

Además, aunque en la realización se ilustra un ejemplo con seis subplacas 20 giratorias, el número de subplacas 20 giratorias no está limitado. En otras realizaciones, el número de las subplacas 20 giratorias puede ser cualquier número de 2 a 10 o incluso más de 10. Alternativamente, también puede haber una sola subplaca 20 giratoria.

Como se muestra en la FIG. 2, cada uno de los segundos módulos 22 de accionamiento está conectado eléctricamente al módulo 11 de control y conectado al respectivo eje 21 giratorio independiente, y recibe una orden del módulo 11 de control para accionar la correspondiente subplaca 20 giratoria para que gire independientemente alrededor del eje 21 giratorio independiente. En otras realizaciones, los segundos módulos 22 de accionamiento pueden empujar alternativamente los bordes u otras partes de las subplacas 20 giratorias para hacer girar las subplacas 20 giratorias independientemente, en lugar de accionar los ejes 21 giratorios independientes para hacer girar las subplacas 20 giratorias independientemente. Además, los segundos módulos 22 de accionamiento pueden ser motores, metales de memoria que se deforman al cambiar la temperatura, o actuadores de otras formas.

En la realización, las subplacas 20 giratorias están situadas en la superficie frontal de la placa 12 giratoria de cojinete, mientras que los segundos módulos 22 de accionamiento (como se muestra en la FIG. 2) están situados en la superficie posterior de la placa 12 giratoria de cojinete. Por consiguiente, los segundos módulos 22 de accionamiento y las subplacas 20 giratorias están situados en lados opuestos de la placa 12 giratoria de cojinete. No obstante, las posiciones relativas entre los segundos módulos 22 de accionamiento, las subplacas 20 giratorias y la placa 12 giratoria de cojinete no están limitadas a ello.

En la realización, el número de los segundos módulos 22 de accionamiento coincide con el número de las subplacas 20 giratorias. Cada una de las subplacas 20 giratorias es accionada independientemente por un segundo módulo 22 de accionamiento designado. Por lo tanto, en el sistema 10 de detección biológica de la realización, la placa 12 giratoria de cojinete puede girar alrededor del eje 13 giratorio principal mientras que cada una de las subplacas 20 giratorias puede girar independientemente alrededor de los ejes 21 giratorios independientes. Dado que cada una de las subplacas 20 giratorias es accionada independientemente por el segundo módulo 22 de accionamiento designado, las velocidades de rotación, las direcciones de rotación y los ángulos de rotación de las subplacas 20 giratorias pueden diferir entre sí. En consecuencia, el casete 30 de prueba o el flujo de líquido en cada una de las subplacas 20 giratorias pueden recibir o compensar la fuerza centrífuga generada por la rotación de la placa 12 giratoria de cojinete, con base en diferentes necesidades.

En la realización, los casetes 30 de prueba pueden estar dispuestos de forma desmontable en las subplacas 20 giratorias. Las personas que realizan la prueba pueden instalar los casetes 30 de prueba según sea necesario en las subplacas 20 giratorias y retirar los casetes 30 de prueba de las subplacas 20 giratorias una vez finalizada la prueba. Las personas que realizan la prueba también pueden llevar a cabo pruebas en casetes 30 de prueba de otras formas en función de las necesidades.

Una vez instalados en las subplacas 20 giratorias, los casetes 30 de prueba se fijan a las subplacas 20 giratorias y se accionan con ellas. Por lo tanto, cuando el sistema 10 de detección biológica está en funcionamiento, la placa 12 giratoria de cojinete es accionada por el primer módulo 14 de accionamiento para girar alrededor del eje 13 giratorio principal. En este momento, los casetes 30 de prueba también giran alrededor del eje 13 giratorio principal (es decir, revolución). En esta fase, cada una de las subplacas 20 giratorias puede ser accionada independientemente por los correspondientes segundos módulos 22 de accionamiento. En consecuencia, los casetes 30 de prueba pueden además girar alrededor de los ejes 21 giratorios independientes, con el fin de girar a diferentes ángulos en diferentes velocidades de giro y direcciones de giro.

En una realización, además de que la placa 12 giratoria de cojinete dispuesta como primera capa y las subplacas 20 giratorias dispuestas como segunda capa son capaces de girar independientemente, el sistema 10 de detección biológica puede incluir además una pluralidad de placas giratorias (no mostradas) como tercera capa sobre la segunda capa. Las placas giratorias de la tercera capa pueden accionarse mediante módulos de accionamiento adicionales para que puedan girar de forma independiente. Es decir, la placa 12 giratoria de cojinete en la primera capa, las subplacas 20 giratorias en la segunda capa y las placas giratorias de la tercera capa son accionadas por diferentes módulos de accionamiento para girar independientemente unas de otras. Por supuesto, el número de capas de las placas giratorias en el sistema 10 de detección biológica también puede ser de cuatro o más y no estará limitado a lo anterior.

Mientras tanto, en el sistema 10 de detección biológica de la realización, las subplacas 20 giratorias de la segunda capa están dispuestas directamente sobre la placa 12 giratoria de cojinete de la primera capa. En los sistemas de detección biológica de otras realizaciones, puede haber otros componentes dispuestos entre las subplacas 20 giratorias y la placa 12 giratoria de cojinete. En dicha realización, la placa 12 giratoria de cojinete puede considerarse como la primera capa, otros componentes (que pueden o no ser giratorios, la divulgación no está particularmente limitada a este respecto) pueden considerarse como la segunda capa, y las subplacas 20 giratorias pueden considerarse como la tercera capa o incluso otras capas. Alternativamente, en otras realizaciones, las ubicaciones y el número de capas de la placa 12 giratoria de cojinete y las subplacas 20 giratorias no se limitan a lo anterior, siempre y cuando las subplacas 20 giratorias puedan girar independientemente y recibir la fuerza centrífuga generada durante la rotación de la placa 12 giratoria de cojinete.

En la realización, cada uno de los casetes 30 de prueba incluye una estructura 36 de microcanal, y se inyecta o se coloca un fluido en la estructura 36 de microcanal. Cuando la placa 12 giratoria de cojinete gira (rota) alrededor del eje 13 giratorio principal, el fluido en el casete 30 de prueba puede ser lanzado hacia la dirección de una fuerza centrífuga C. Dado que los casetes 30 de prueba pueden ser rotados a diferentes ángulos en diferentes velocidades de rotación y direcciones de rotación, un operador puede ajustar los ángulos de las estructuras 36 de microcanal con respecto a la fuerza centrífuga C para acelerar o desacelerar el movimiento de fluidos a posiciones específicas en las estructuras 36 de microcanal. Esta operación se describirá detalladamente en los párrafos siguientes.

Mientras tanto, en la realización, el sistema 10 de detección biológica puede incluir opcionalmente un módulo 48 de comunicación inalámbrica (como se muestra en la FIG. 2). El módulo 48 de comunicación inalámbrica está conectado eléctricamente al módulo 11 de control para que una señal externa pueda ser recibida y transmitida al módulo 11 de control para controlar el primer módulo 14 de accionamiento y uno o más de los segundos módulos 22 de accionamiento. Por ejemplo, cuando algunas de las subplacas 20 giratorias no están provistas de los casetes 30 de prueba, o cuando la prueba se lleva a cabo lote por lote, las subplacas 20 giratorias sin los casetes 30 de prueba o las subplacas 20 giratorias de un lote no sometido a prueba no necesitan girar.

Por supuesto, en otras realizaciones, el sistema 10 de detección biológica puede estar conectado a un ordenador externo de forma cableada para la transmisión de señales, con el fin de obtener la señal de control del primer módulo 14 de accionamiento y de los segundos módulos 22 de accionamiento. El sistema 10 de detección biológica no está particularmente limitado a este respecto.

Además, en la realización, el sistema 10 de detección biológica puede incluir opcionalmente un tercer módulo 40 de accionamiento (como se muestra en la FIG. 1), otro tercer módulo 41 de accionamiento (como se muestra en la FIG.

2), y una varilla 42 de empuje. Los terceros módulos 40 y 41 de accionamiento pueden ser motores, metales de memoria que se deforman al cambiar la temperatura o actuadores de otras formas. Los terceros módulos 40 y 41 de accionamiento están conectados eléctricamente al módulo 11 de control y dispuestos sobre la placa 12 giratoria de cojinete. La varilla 42 de empuje está dispuesta entre las subplacas 20 giratorias y accionada por los terceros módulos 40 y 41 de accionamiento, de forma que es accionada por los terceros módulos 40 y 41 de accionamiento para acercarse a una de las subplacas 20 giratorias.

En la realización, el tercer módulo 41 de accionamiento de la FIG. 2 está dispuesta en la superficie posterior de la placa 12 giratoria de cojinete para controlar la varilla 42 de empuje para girar a la subplaca 20 giratoria para aproximarse. Además, el tercer módulo 40 de accionamiento mostrado en la FIG. 1 está dispuesto en la superficie frontal de la placa 12 giratoria de cojinete para controlar la varilla 42 de empuje para que se mueva hacia delante o hacia atrás. Por supuesto, en otras realizaciones, los tipos de los terceros módulos 40 y 41 de accionamiento no están limitados. Los terceros módulos 40 y 41 de accionamiento pueden sustituirse por otras estructuras que permitan la rotación y el movimiento, o pueden ser un ensamblaje único, tal como un brazo robótico.

En un momento específico, la varilla 42 de empuje está adaptada para insertarse en el casete 30 de la subplaca 20 giratoria, de modo que una cápsula 160 (como se muestra en la FIG. 5A) del casete 30 de prueba se empuja hacia delante y se perfora. Como resultado, el fluido de la cápsula 160 fluye hacia la estructura 36 de microcanal. Los detalles al respecto se describirán en párrafos posteriores.

A continuación, se describirá el principio de funcionamiento del sistema de detección biológica.

Las FIGs. 3A a 4C son vistas esquemáticas que ilustran un principio de funcionamiento de un sistema de detección biológica. En referencia a las FIGs. 3A y 3B, en la realización, una estructura 50 de canal de fluido está dispuesta en el casete 30 de prueba en la subplaca 20 giratoria de la FIG. 1, por ejemplo. Cuando la placa 12 giratoria de cojinete del sistema 10 de detección biológica gira, la subplaca 20 giratoria recibe la fuerza centrífuga C. Si la subplaca 20 giratoria en la que está montada la estructura 50 de canal de fluido gira con respecto a la placa 12 giratoria de cojinete hasta un ángulo específico, un fluido F puede moverse en una dirección específica o a un espacio específico en la estructura 50 de canal de fluido.

Específicamente, cuando la estructura 50 de canal de fluido está en una posición relativa a la dirección de la fuerza centrífuga C como se indica en la FIG. 3A, el fluido F puede fluir a un tanque 52 de cuantificación a través de un puerto 51 de inyección de la estructura 50 de canal de fluido, y un exceso de fluido F puede fluir a un tanque 54 de desbordamiento a través de una tubería 53. Específicamente, cuando la estructura 50 de canal de fluido es girada relativa a la dirección de la fuerza centrífuga C a la posición indicada en la FIG. 3B, el fluido F del tanque 52 de cuantificación puede salir a través de una tubería 55 de salida.

Refiriéndose a las FIGs. 3C y 3D, en la realización, cuando una estructura 50a de canal de flujo se gira con respecto a la dirección de la fuerza centrífuga C hacia adelante y hacia atrás entre las posiciones indicadas en las FIGs. 3C y 3D, el fluido F puede fluir recíprocamente de un tanque 56 a otro tanque 56 para mezclarse.

Refiriéndose a las FIGs. 4A a 4C, en la realización, cuando una estructura 50b de canal de flujo se gira con respecto a la dirección de la fuerza centrífuga C desde la posición mostrada en la FIG. 4A a las posiciones mostradas en las FIGs. 4B y 4C, el fluido F en el tanque 56 puede verterse en ensayos y cantidades separadas.

Así, controlando el ángulo del canal de flujo relativo a la dirección de la fuerza centrífuga C, el fluido F puede ser controlado para moverse a una posición específica en el canal de flujo, para lograr una función específica (por ejemplo, cuantificación, mezcla, etc.)

En referencia a la FIG. una vez más, en la realización, los casetes 30 de prueba incluyen un primer casete 32 y un segundo casete 34 de diferentes diseños, que pueden utilizarse para diferentes pruebas o diferentes especímenes. El primer casete 32 incluye una primera estructura 100 de microcanal, y el segundo casete 34 incluye una segunda estructura 200 de microcanal. La primera estructura 100 de microcanal y la segunda estructura 200 de microcanal pueden ser estructuras 36 de microcanal de diseños diferentes.

Cuando el primer casete 32 y el segundo casete 34 están dispuestos respectivamente en dos de las subplacas 20 giratorias, dependiendo de los diseños de la primera estructura 100 de microcanal y la segunda estructura 200 de microcanal, estas dos subplacas 20 giratorias pueden ser accionadas por dos de los segundos módulos 22 de accionamiento para girar con diferentes pasos para diferentes funciones basadas en las necesidades.

A continuación se describirá el proceso de prueba del primer casete 32. La FIG. 5A es una vista superior de un casete de prueba del sistema de detección biológica de la FIG. 1. Las FIGs. 5B a 5R son vistas esquemáticas que ilustran un proceso de prueba del casete de prueba de la FIG. 5A. En referencia a las FIGs. 5A y 5B, en la realización, la primera estructura 100 de microcanal incluye un primer puerto 110 de inyección de muestra, un primer segmento 112 doblado conectado al primer puerto 110 de inyección de muestra, un primer tanque 114 de cuantificación conectado al primer segmento 112 doblado, y un tanque 116 de separación y un tanque 117 de desbordamiento conectados al primer tanque 114 de cuantificación.

En el proceso de las FIGs. 5A a 5B, el espécimen bajo prueba (por ejemplo, sangre, pero la divulgación no se limita a ello) se inyecta en el primer puerto 110 de inyección de muestra. En la realización, la sangre incluye plasma (primer fluido F11) y células sanguíneas F12.

Bajo la acción de la fuerza centrífuga C, la sangre pasa a través del primer segmento 112 doblado y se separa en plasma (el primer fluido F11) y las células sanguíneas F12. Las células sanguíneas F12 con mayor densidad pueden fluir al tanque 116 de separación en esta etapa, y el plasma (el primer fluido F11) puede fluir al primer tanque 114 de cuantificación para su uso posterior. Además, en la realización, el exceso de sangre puede fluir al tanque 117 de desbordamiento.

A continuación, la primera estructura 100 de microcanal se gira con respecto a la dirección de la fuerza centrífuga C hasta la posición indicada en la FIG. 5C. En la realización, la primera estructura 100 de microcanal incluye además un segundo segmento 118 curvado conectado al primer tanque 114 de cuantificación y primeros tanques 120 y 121 de mezcla conectados al segundo segmento 118 curvado. El segundo módulo 22 de accionamiento hace girar la subplaca 20 giratoria de tal manera que el primer fluido F11 situado originalmente en el primer tanque 114 de cuantificación es accionado por la fuerza centrífuga C para pasar a través del segundo segmento 118 curvado y entrar en los primeros tanques 120 y 121 de mezcla. En la realización, puede proporcionarse un anticuerpo P en el primer tanque 121 de mezcla, y el primer fluido F11 puede mezclarse con el anticuerpo P en los primeros tanques 120 y 121 de mezcla.

A continuación, la primera estructura 100 de microcanal se gira con respecto a la dirección de la fuerza centrífuga C hasta la posición indicada en la FIG. 5D. En la realización, la primera estructura 100 de microcanal incluye además un tercer segmento 122 doblado conectado a los primeros tanques 120 y 121 de mezcla y un tanque 124 de líquido residual conectado al tercer segmento 122 doblado. El segundo módulo 22 de accionamiento hace girar la subplaca 20 giratoria de manera que el primer fluido F11 situado en los primeros tanques 120 y 121 de mezcla es accionado por la fuerza centrífuga C para pasar a través del tercer segmento 122 doblado y entrar en el tanque 124 de líquido residual.

A continuación, la primera estructura 100 de microcanal se gira con respecto a la dirección de la fuerza centrífuga C hasta la posición indicada en la FIG. 5E. En la realización, la primera estructura 100 de microcanal incluye un puerto 132 de inyección, un segundo tanque 134 de cuantificación conectado al puerto 132 de inyección, y un tanque 130 conectado al puerto 132 de inyección. Un segundo fluido F2 se inyecta en el puerto 132 de inyección y fluye hacia el segundo tanque 134 de cuantificación y el tanque 130. El segundo fluido F2 es un líquido limpiador, por ejemplo. Sin embargo, el tipo del segundo fluido F2 no está limitado a ello.

A continuación, la primera estructura 100 de microcanal se gira con respecto a la dirección de la fuerza centrífuga C hasta la posición indicada en la FIG. 5F. En la realización, la primera estructura 100 de microcanal incluye además un cuarto segmento 136 doblado conectado al segundo tanque 134 de cuantificación. El cuarto segmento 136 doblado está conectado a los primeros tanques 120 y 121 de mezcla. El segundo módulo 22 de accionamiento hace girar la subplaca 20 giratoria de tal manera que el segundo fluido F2 situado en el segundo tanque 134 de cuantificación es accionado por la fuerza centrífuga C para pasar a través del cuarto segmento 136 doblado y entrar en los primeros tanques 120 y 121 de mezcla.

A continuación, la primera estructura 100 de microcanal se gira con respecto a la fuerza centrífuga C hasta la posición indicada en la FIG. 5G. El segundo módulo 22 de accionamiento hace girar la subplaca 20 giratoria de tal manera que el segundo fluido F2 situado en los primeros tanques 120 y 121 de mezcla es accionado por la fuerza centrífuga C para pasar a través del tercer segmento 122 doblado y entrar en el tanque 124 de líquido residual.

A continuación, la primera estructura 100 de microcanal se gira con respecto a la dirección de la fuerza centrífuga C hasta la posición indicada en la FIG. 5H. En la realización, la primera estructura 100 de microcanal incluye un tanque 140 de almacenamiento, un quinto segmento 142 doblado conectado al tanque 140 de almacenamiento, y un tercer tanque 144 de cuantificación conectado al quinto segmento 142 doblado.

Un tercer fluido F31 situado en el tanque 140 de almacenamiento está encapsulado por la cápsula 160. El tanque 140 de almacenamiento tiene una abertura 143 y una aguja 141 alejada de la abertura 143. La cápsula 160 está situada en el tanque 140 y al lado de la aguja 141.

En referencia a la FIG. 1, la varilla 42 de empuje puede insertarse en la abertura 143 del tanque 140 de almacenamiento para empujar la cápsula 160 hacia la aguja 141 para romper la cápsula 160 y hacer que el tercer fluido F31 de la cápsula 160 salga. Volver a la FIG. 5H, en este momento, el tercer fluido F31 que fluye fuera de la cápsula 160 es accionado por la fuerza centrífuga C para pasar a través del quinto segmento 142 doblado y fluir hacia el tercer tanque 144 de cuantificación.

A continuación, la primera estructura 100 de microcanal se gira con respecto a la fuerza centrífuga C hasta la posición indicada en la FIG. 5I. En la realización, la primera estructura 100 de microcanal incluye un sexto segmento 146 doblado conectado al tercer tanque 144 de cuantificación. El sexto segmento 146 doblado está conectado a los primeros tanques 120 y 121 de mezcla. El tercer fluido F31 en el tercer tanque 144 de cuantificación es accionado por la fuerza centrífuga C para pasar a través del sexto segmento 146 doblado y entrar en los primeros tanques 120 y 121 de mezcla.

A continuación, la primera estructura 100 de microcanal se gira con respecto a la dirección de la fuerza centrífuga C hasta la posición indicada en la FIG. 5J. El segundo módulo 22 de accionamiento hace girar la subplaca 20 giratoria de manera que el tercer fluido F31 situado en los primeros tanques 120 y 121 de mezcla es accionado por la fuerza centrífuga C para pasar a través del tercer segmento 122 doblado y entrar en el tanque 124 de líquido residual.

Entonces, los procesos mostrados en las FIGs. 5E a 5G pueden repetirse para limpiar los primeros tanques 120 y 121 de mezcla permitiendo que el segundo fluido F2 (líquido de limpieza) fluya a través de los primeros tanques 120 y 121 de mezcla.

A continuación, la primera estructura 100 de microcanal se gira con respecto a la dirección de la fuerza centrífuga C hasta las posiciones indicadas en las FIGs. 5K, 5L y 5M secuencialmente. En la FIG. 5K, la varilla 42 de empuje (como se muestra en la FIG. 1) se acciona de nuevo, de modo que una cápsula 160a situada en un tanque 140a de almacenamiento es rota por la aguja 141, y un tercer fluido<f>32 que fluye fuera de la cápsula 160a es accionado por la fuerza centrífuga C para pasar a través de un quinto segmento 142a doblado y fluir hacia un tercer tanque 144a de cuantificación. Luego, el tercer fluido F32 en el tercer tanque 144a de cuantificación es accionado por la fuerza centrífuga C para pasar a través del sexto segmento 146a doblado y entrar en los primeros tanques 120 y 121 de mezcla para mezclarse con el anticuerpo P y luego pasar a través del tercer segmento 122 doblado y entrar en el tanque 124 de líquido residual.

A continuación, la primera estructura 100 de microcanal se gira con respecto a la dirección de la fuerza centrífuga C hasta las posiciones indicadas en las FIGs. 5N y 5O secuencialmente. En la FIG. 5N, la varilla 42 de empuje (como se muestra en la FIG. 1) se acciona por tercera vez, de modo que una cápsula 160b situada en un tanque 140b de almacenamiento es rota por la aguja 141, y un tercer fluido F33 en el tanque 140b de almacenamiento es accionado por la fuerza centrífuga C para pasar a través de un quinto segmento 142b doblado y fluir hacia un tercer tanque 144b de cuantificación. A continuación, el tercer fluido F33 en el tercer tanque 144b de cuantificación es accionado por la fuerza centrífuga C para pasar a través del sexto segmento 146b doblado y entrar en los primeros tanques 120 y 121 de mezcla para mezclarse con el anticuerpo P Los terceros fluidos F31, F32 y F33 son agentes colorantes, por ejemplo. Sin embargo, la divulgación no se limita a ello.

A continuación, el primer microcanal 100 se gira con respecto a la dirección de la fuerza centrífuga C hasta la posición indicada en la FIG. 5P En este momento, puede llevarse a cabo una primera detección con el tercer fluido F33 en los primeros tanques 120 y 121 de mezcla.

A continuación, la primera estructura 100 de microcanal se gira con respecto a la dirección de la fuerza centrífuga C hasta las posiciones indicadas en las FIGs. 5Q y 5R secuencialmente. La primera estructura 100 de microcanal incluye un séptimo segmento 150 doblado conectado a los primeros tanques 120 y 121 de mezcla, un tanque 152 de almacenamiento temporal conectado al séptimo segmento 150 doblado, un segmento 154 doblado conectado al tanque 152 de almacenamiento temporal, un cuarto tanque 156 de cuantificación conectado al segmento 154 doblado, un octavo segmento 157 doblado conectado al cuarto tanque 156 de cuantificación, y primeros tanques 158 y 159 de detección conectados al octavo segmento 157 doblado.

El segundo módulo 22 de accionamiento hace girar la subplaca 20 giratoria de tal manera que el fluido es accionado por la fuerza centrífuga C para pasar secuencialmente a través del séptimo segmento 150 doblado, el tanque 152 de almacenamiento temporal, el segmento 154 doblado, el cuarto tanque 156 de cuantificación y el octavo segmento 157 doblado y entrar en los primeros tanques 158 y 159 de detección. Puede realizarse una segunda detección con el tercer fluido 33 en los primeros tanques 158 y 159 de detección.

Por supuesto, los procesos y modos de funcionamiento del primer microcanal 100 de fluido no se limitan a lo anterior.

A continuación se describirá el segundo casete 34 y el proceso de prueba. La FIG. 6A es una vista superior de otro casete de prueba del sistema de detección biológica de la FIG. 1. Las FIGs. 6B a 6H son vistas esquemáticas que ilustran un proceso de prueba del casete de prueba de la FIG. 6A. En referencia a las FIGs. 6A y 6B, en la realización, la segunda estructura 200 de microcanal incluye un segundo puerto 210 de inyección de muestra, un noveno segmento 212 doblado conectado al segundo puerto 210 de inyección de muestra, un quinto tanque 214 de cuantificación conectado al noveno segmento 212 doblado, y un tanque 216 de separación y un tanque 217 de desbordamiento conectados al quinto tanque 214 de cuantificación.

En el proceso de las FIGs. 6A a 6B, se inyecta sangre (pero la divulgación no se limita a ello) en el segundo puerto 210 de inyección de muestra. En la realización, la sangre incluye plasma (cuarto fluido F41) y células sanguíneas F42.

Bajo la acción de la fuerza centrífuga C, la sangre pasa a través del noveno segmento 212 doblado y se separa en plasma (el cuarto fluido F41) y las células sanguíneas F42. Las células sanguíneas F42 con mayor densidad pueden fluir al tanque 216 de separación en esta etapa, y el plasma (el cuarto fluido F41) puede fluir al quinto tanque 214 de cuantificación para su uso posterior. Además, en la realización, el exceso de sangre puede fluir al tanque 217 de desbordamiento.

A continuación, la segunda estructura 200 de microcanal se gira con respecto a la fuerza centrífuga C hasta la posición indicada en la FIG. 6C. En la realización, la segunda estructura 200 de microcanal incluye además un décimo segmento 218 doblado conectado al quinto tanque 214 de cuantificación y un segundo tanque 220 de mezcla conectado al décimo segmento 218 doblado. El segundo módulo 22 de accionamiento correspondiente al segundo casete 34 hace girar la subplaca 20 giratoria de tal manera que el cuarto fluido F41 situado en el quinto tanque 214 de cuantificación es accionado por la fuerza centrífuga C para pasar a través del décimo segmento 218 doblado y entrar en el segundo tanque 220 de mezcla.

A continuación, la segunda estructura 200 de microcanal se gira con respecto a la dirección de la fuerza centrífuga C hasta la posición indicada en la FIG. 6D. En la realización, la segunda estructura 200 de microcanal incluye un puerto 224 de inyección, un sexto tanque 226 de cuantificación conectado al puerto 224 de inyección, y un tanque 222 conectado al puerto 224 de inyección. Un quinto fluido F5 se inyecta en el puerto 224 de inyección y fluye hacia el sexto tanque 226 de cuantificación y el tanque 222. El quinto fluido F5 es un líquido de dilución, por ejemplo. Sin embargo, el tipo del quinto fluido F5 no está limitado a ello.

A continuación, la segunda estructura 200 de microcanal se gira con respecto a la dirección de la fuerza centrífuga C hasta la posición indicada en la FIG. 6E. En la realización, la segunda estructura 200 de microcanal incluye un undécimo segmento 228 doblado conectado al sexto tanque 226 de cuantificación. El undécimo segmento 228 doblado está conectado al segundo tanque 220 de mezcla. El segundo módulo 22 de accionamiento hace girar la subplaca 20 giratoria de tal manera que el quinto fluido F5 situado en el sexto tanque 226 de cuantificación es accionado por la fuerza centrífuga C para pasar a través del undécimo segmento 228 doblado y entrar en el segundo tanque 220 de mezcla. En este momento, el cuarto fluido F41 y el quinto fluido F5 se mezclan y se convierten en un fluido mezclado F45.

A continuación, la segunda estructura 200 de microcanal se gira con respecto a la dirección de la fuerza centrífuga C hasta las posiciones indicadas en las FIGs. 6F, 6G y 6H secuencialmente. En la realización, la segunda estructura 200 de microcanal incluye un duodécimo segmento 230 doblado conectado al segundo tanque 220 de mezcla, un tanque 232 de almacenamiento temporal conectado al duodécimo segmento 230 doblado, un decimotercer segmento 234 doblado conectado al tanque 232 de almacenamiento temporal, un séptimo tanque 236 de cuantificación conectado al decimotercer segmento 234 doblado, un decimocuarto segmento 238 doblado conectado al séptimo tanque 236 de cuantificación, y segundos tanques 240 y 242 de detección conectados al decimocuarto segmento 238 doblado.

Como se muestra en las FIGs.6F, 6G, y 6H, el segundo módulo 22 de accionamiento hace girar la subplaca 20 giratoria de tal manera que el fluido mezclado F45 del cuarto fluido F41 y el quinto fluido F5 se accionan por la fuerza centrífuga C para pasar secuencialmente a través del duodécimo segmento 230 doblado, el tanque 232 de almacenamiento temporal, el decimotercer segmento 234 doblado, el séptimo tanque 236 de cuantificación, y el decimocuarto segmento 238 doblado y entrar en los segundos tanques 240 y 242 de detección.

Por supuesto, los procesos y modos de funcionamiento del segundo fluido 200 de microcanal no se limitan a lo anterior.

Debe tenerse en cuenta que la primera estructura 100 de canal de fluido del primer casete 32 y la segunda estructura 200 de canal de fluido del segundo casete 34 tienen estructuras diferentes, y sus procesos de operación, tiempos secuenciales, direcciones de rotación y ángulos de rotación también son diferentes. Dado que el sistema 10 de detección biológica de acuerdo con la realización es capaz de controlar simultánea e independientemente los ángulos de diferentes subplacas 20 giratorias en diversos puntos temporales, las pruebas pueden llevarse a cabo en el primer casete 32 y el segundo casete 34 al mismo tiempo, reduciendo así el tiempo de operación de la prueba y proporcionando facilidad a las pruebas. En otras palabras, como se muestra en la FIG. 1, se pueden colocar seis casetes 30 de prueba diferentes en el sistema 10 de detección biológica al mismo tiempo para proporcionar seis estructuras 36 de microcanal diferentes y permitir que se lleven a cabo seis tipos de procesos, tiempos secuenciales, direcciones de rotación y ángulos de rotación al mismo tiempo.

Además, durante los procesos de prueba de los casetes 30 de prueba, las direcciones de flujo de los fluidos en las estructuras 36 de microcanal pueden controlarse para llevar a cabo eficazmente procesos de detección tales como cuantificación, mezcla, limpieza, etc. El sistema 10 de detección biológica puede llevar a cabo continuamente los procesos requeridos para los casetes 30 de prueba sin interrumpirse. Cada uno de los casetes 30 de prueba no se ve afectado por los procesos de prueba de otros casetes 30 de prueba. Por lo tanto, el sistema 10 de detección biológica puede probar una pluralidad de casetes 30 de prueba idénticos o diferentes utilizando un dispositivo al mismo tiempo mientras satisface los requisitos de prueba de cada casete 30 de prueba.

Debe tenerse en cuenta que, aunque sólo se describen dos formas de los casetes 30 de prueba en la realización, las formas descritas en el presente documento sirven meramente como ejemplos para un propósito ilustrativo, y las formas y los procesos de prueba de los casetes 30 de prueba no están limitados a los mismos.

La FIG. 7 es una vista superior esquemática que ilustra un sistema de detección biológica de acuerdo con otra realización de la invención. En referencia a la FIG. 7, un sistema 10a de detección biológica de la realización es principalmente diferente del sistema 10 de detección biológica de la FIG. 1 en que tanto las subplacas 20 giratorias como los segundos módulos 22 de accionamiento están situados en la superficie frontal de la placa 12 giratoria de cojinete. En consecuencia, los segundos módulos 22 de accionamiento y las subplacas 20 giratorias están situados en el mismo lado de la placa 12 giratoria de cojinete.

La FIG. 8 es una vista esquemática en perspectiva que ilustra la parte posterior de un sistema de detección biológica de acuerdo con otra realización de la divulgación. En referencia a la FIG. 8, un sistema 10b de detección biológica de la realización difiere principalmente del sistema 10 de detección biológica de la FIG. 2 en que, en la realización, el sistema 10b de detección biológica incluye además un miembro 44 de peso y un cuarto módulo 46 de accionamiento. El miembro 44 de peso está dispuesto de forma giratoria en la placa 12 giratoria de cojinete. El cuarto módulo 46 de accionamiento puede ser un motor, un metal con memoria que se deforma al cambiar la temperatura o un actuador de otras formas. El cuarto módulo 46 de accionamiento está conectado eléctricamente al módulo 11 de control y está conectado al miembro 44 de peso. En consecuencia, el miembro 44 de peso es giratorio en relación con la placa 12 giratoria de cojinete para ajustar la distribución global del peso. En otras palabras, el miembro 44 de peso y el cuarto módulo 46 de accionamiento pueden equilibrar automáticamente la placa 12 giratoria de cojinete y las subplacas 20 giratorias de modo que sus centros de gravedad se mantengan cerca del eje 13 giratorio principal durante la rotación, a fin de alcanzar un equilibrio y reducir la posibilidad de vibración. En consecuencia, la rotación de la placa 12 giratoria de cojinete y las subplacas 20 giratorias se hace más estable.

La FIG. 9A es una vista esquemática en perspectiva que ilustra la parte frontal de un sistema de detección biológica de acuerdo con otra realización de la divulgación no comprendida en el alcance de la invención. La FIG. 9B es una vista esquemática cuando un casete de prueba es retirado del sistema de detección biológica de la FIG. 9A. En referencia a las FIGs. 9A y 9B, un sistema 10c de detección biológica de la realización difiere principalmente del sistema 10 de detección biológica de la FIG. 1 en que, en la realización, el número de la subplaca 20 giratoria es uno. Del mismo modo, la placa 12 giratoria de cojinete puede girar alrededor del eje 13 giratorio principal para proporcionar la fuerza centrífuga C, y el segundo módulo 22 de accionamiento puede accionar la subplaca 20 giratoria para girar alrededor del eje 21 giratorio independiente (como se muestra en la FIG. 9B). En consecuencia, el fluido en el casete 30 de prueba es accionado por la fuerza centrífuga C para moverse en la estructura 36 de microcanal.

En las FIGs. 9A y 9B, una batería 60 recargable puede al menos suministrar energía al módulo 11 de control. En una realización, la batería 60 recargable puede cargar aún más el segundo módulo 22 de accionamiento. Además, la subplaca 20 giratoria y el módulo 11 de control están situados en posiciones opuestas de la placa 12 giratoria de cojinete. El casete 30 de prueba está colocado sobre la subplaca 20 giratoria y el módulo 11 de control está colocado frente a la subplaca 20 giratoria. Esta disposición es ventajosa para la distribución del peso y permite una rotación más suave.

En vista de lo anterior, la placa giratoria de cojinete del sistema de detección biológica o del dispositivo de detección biológica de acuerdo con las realizaciones de la divulgación es accionada por el primer módulo de accionamiento para girar alrededor del eje giratorio principal para proporcionar una fuerza centrífuga a los casetes de prueba en la placa giratoria de cojinete. Además, cada una de las subplacas giratorias es accionada independientemente por el segundo módulo de accionamiento correspondiente. Como resultado, cada uno de los casetes de prueba instalados en las subplacas giratorias gira independientemente alrededor del eje giratorio independiente, de modo que el fluido colocado en los casetes de prueba recibe o compensa la fuerza centrífuga proporcionada por la placa giratoria del cojinete para acelerarse o desacelerado en las estructuras de microcanales. Por lo tanto, en comparación con la pipeta o el fenómeno de capilaridad convencionalmente adaptado para controlar el movimiento del líquido, el sistema de detección biológica o el dispositivo de detección biológica de acuerdo con las realizaciones de la invención hace girar la placa giratoria del cojinete y las subplacas giratorias a través de un control activo para conducir rápida y eficientemente el fluido con fuerza centrífuga. Además, el sistema de detección biológica de acuerdo con las realizaciones de la invención es capaz de probar múltiples casetes de prueba al mismo tiempo para reducir significativamente el tiempo de prueba.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un sistema (10, 10a, 10b) de detección biológica, que comprende:

un módulo (11) de control;

una placa (12) giratoria de cojinete, provista de un eje (13) giratorio principal;

un primer módulo (14) de accionamiento, conectado eléctricamente al módulo (11) de control y conectado al eje (13) giratorio principal, y adaptado para que la placa (12) giratoria de cojinete gire alrededor del eje (13) giratorio principal;

una pluralidad de subplacas (20) giratorias, cada una de las cuales tiene un respectivo eje (21) giratorio independiente distinto del eje (13) giratorio principal, en el que las subplacas (20) giratorias están dispuestas sobre la placa (12) giratoria de cojinete y cada una de ellas es giratoria independientemente alrededor del respectivo eje (21) giratorio independiente;

una pluralidad de segundos módulos (22) de accionamiento, conectados eléctricamente al módulo (11) de control, de modo que cada una de las subplacas (20) giratorias gire independientemente alrededor del respectivo eje (21) giratorio independiente; y

una pluralidad de casetes (30) de prueba, dispuestos de forma desmontable en las subplacas (20) giratorias, en la que cada uno de los casetes (30) de prueba comprende una estructura (36) de microcanal adaptada para ser dispuesta con un conjunto de fluidos, en la que:

el primer módulo (14) de accionamiento acciona la placa (12) giratoria de cojinete para que gire alrededor del eje (13) giratorio principal, a fin de proporcionar una fuerza centrífuga a los casetes (30) de prueba en la placa (12) giratoria de cojinete, y

cada una de las subplacas (20) giratorias es accionada independientemente por uno de los segundos módulos (22) de accionamiento, de modo que cada uno de los casetes (30) de prueba gira independientemente alrededor del respectivo eje (21) giratorio independiente,

en el que los casetes (30) de prueba comprenden un primer casete (32) y un segundo casete (34) diferentes entre sí, las estructuras (36) de microcanal comprenden una primera estructura (100) de microcanal y una segunda estructura (200) de microcanal diferentes entre sí, el primer casete (32) comprende la primera estructura (100) de microcanal, y el segundo casete (34) comprende la segunda estructura (200) de microcanal, y el sistema (10, 10a, 10b) de detección biológica está configurado para que cuando el primer casete (32) y el segundo casete (34) estén dispuestos respectivamente en dos de las subplacas (20) giratorias, las dos subplacas (20) giratorias sean accionadas por sus correspondientes segundos módulos (22) de accionamiento para girar en diferentes direcciones de giro, velocidades de giro o ángulos de giro.

2. El sistema (10, 10a, 10b) de detección biológica de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende, además:

un tercer módulo (40,41) de accionamiento, conectado eléctricamente al módulo (11) de control y dispuesto en la placa (12) giratoria de cojinete; y

una varilla (42) de empuje, dispuesta entre las subplacas (20) giratorias y conectada al tercer módulo (40,41) de accionamiento para ser accionada por el tercer módulo (40,41) de accionamiento para acercarse a una de las subplacas (20) giratorias, en la que la varilla (42) de empuje está adaptada para ser insertada en el casete (30) de prueba en la subplaca (20) giratoria para romper una cápsula en el casete (30) de prueba y hacer que un fluido de la cápsula en la cápsula fluya hacia la estructura (36) de microcanal.

3. El sistema (10b) de detección biológica como se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones 1-2, que comprende, además:

un miembro (44) de peso, dispuesto de forma giratoria sobre la placa (12) giratoria de cojinete; y un cuarto módulo (46) de accionamiento, conectado eléctricamente al módulo (11) de control y conectado al miembro (44) de peso, de modo que el miembro (44) de peso gire con respecto a la placa (12) giratoria de cojinete.

4. El sistema (10, 10a, 10b) de detección biológica como se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones 1-3, que comprende, además: un módulo (48) de comunicación inalámbrico o por cable, conectado eléctricamente al módulo (11) de control para transmitir una señal externa al módulo (11) de control para controlar el primer módulo (14) de accionamiento y al menos uno de los segundos módulos (22) de accionamiento.

5. El sistema (10, 10a, 10b) de detección biológica como se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en el que los segundos módulos (22) de accionamiento y las subplacas (20) giratorias están situados en un mismo lado o en lados diferentes de la placa (12) giratoria de cojinete.

6. El sistema (10, 10a, 10b) de detección biológica como se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en el que la primera estructura (100) de microcanal comprende un primer puerto (110) de inyección de muestra, un primer segmento (112) doblado conectado al primer puerto (110) de inyección de muestra, y un primer tanque (114) de cuantificación conectado al primer segmento (112) doblado, el conjunto de fluido corresponde al primer casete (32) y comprende un primer fluido (F11), y el primer fluido (F11) se inyecta en el primer puerto (110) de inyección de muestra, en el que el segundo módulo (22) de accionamiento correspondiente al primer casete (32) está configurado para hacer girar la subplaca (20) giratoria de tal manera que el primer fluido (F11) es accionado por la fuerza centrífuga para pasar a través del primer segmento (112) doblado para fluir hacia el primer tanque (114) de cuantificación.

7. El sistema (10, 10a, 10b) de detección biológica de acuerdo con la reivindicación 6, en el que la primera estructura (100) de microcanal comprende además un segundo segmento (118) doblado conectado al primer tanque (114) de cuantificación y un primer tanque (120, 121) de mezcla conectado al segundo segmento (118) doblado, el segundo módulo (22) de accionamiento está configurado para hacer girar la subplaca (20) giratoria de tal manera que el primer fluido (F11) en el primer tanque (114) de cuantificación es accionado por la fuerza centrífuga para pasar a través del segundo segmento (118) doblado y entrar en el primer tanque (120, 121) de mezcla.

8. El sistema (10, 10a, 10b) de detección biológica como se reivindica en la reivindicación 7, en el que la primera estructura (100) de microcanal comprende además un tercer segmento (122) doblado conectado al primer tanque (120, 121) de mezcla y un tanque (124) de líquido residual conectado al tercer segmento (122) doblado, el segundo módulo (22) de accionamiento está configurado para hacer girar la subplaca (20) giratoria de tal manera que el primer fluido (F11) en el primer tanque (120, 121) de mezcla es accionado por la fuerza centrífuga para pasar a través del tercer segmento (122) doblado y entrar en el tanque (124) de líquido residual.

9. El sistema (10, 10a, 10b) de detección biológica como se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en el que la primera estructura (100) de microcanal comprende un segundo tanque (134) de cuantificación, un cuarto segmento (136) doblado conectado al segundo tanque (134) de cuantificación, y un primer tanque (120, 121) de mezcla conectado al cuarto segmento (136) doblado, el conjunto de fluidos corresponde al primer casete (32) y comprende un segundo fluido (F2), el segundo módulo (22) de accionamiento está configurado para hacer girar la subplaca (20) giratoria de tal manera que el segundo fluido (F2) es accionado por la fuerza centrífuga para pasar secuencialmente a través del segundo tanque (134) de cuantificación y el cuarto segmento (136) doblado y entrar en el primer tanque (120, 121) de mezcla.

10. El sistema (10, 10a, 10b) de detección biológica como se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en el que la primera estructura (100) de microcanal comprende un tanque (140) de almacenamiento, un quinto segmento (142, 142a, 142b) doblado conectado al tanque (140) de almacenamiento, un tercer tanque (144, 144a, 144b) de cuantificación conectado al quinto segmento (142, 142a, 142b) doblado, un sexto segmento (146, 146a, 146b) doblado conectado al tercer tanque (144, 144a, 144b) de cuantificación, y un primer tanque (120, 121) de mezcla conectado al sexto segmento (146, 146a, 146b) doblado, el conjunto de fluidos corresponde al primer casete (32) y comprende un tercer fluido (F31, F32, F33) situado en el tanque (140) de almacenamiento, el segundo módulo (22) de accionamiento está configurado para hacer girar la subplaca (20) giratoria de manera que el tercer fluido (F31, F32, F33) situado en el tanque (140) de almacenamiento sea accionado por la fuerza centrífuga para pasar secuencialmente a través del quinto segmento (142, 142a, 142b) doblado, el tercer tanque (144, 144a, 144b) de cuantificación, y el sexto segmento (146, 146a, 146b) doblado y entrar en el primer tanque (120, 121) de mezcla.

11. El sistema (10, 10a, 10b) de detección biológica de acuerdo con la reivindicación 10, en el que el tercer fluido (F31, F32, F33) está encapsulado por una cápsula, el tanque (140) de almacenamiento comprende una abertura (143) y una aguja (141) alejada de la abertura (143), la cápsula está situada en el tanque (140) de almacenamiento y junto a la aguja (141).

12. El sistema (10, 10a, 10b) de detección biológica como se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en el que la primera estructura (100) de microcanal comprende un primer tanque (120, 121) de mezcla, un séptimo segmento (150) doblado conectado al primer tanque (120, 121) de mezcla, un cuarto tanque (156) de cuantificación conectado al séptimo segmento (150) doblado, un octavo segmento (157) doblado conectado al cuarto tanque (156) de cuantificación, y un primer tanque (158, 159) de detección conectado al octavo segmento (157) doblado, el segundo módulo (22) de accionamiento está configurado para hacer girar la subplaca (20) giratoria de tal manera que el fluido es accionado por la fuerza centrífuga para pasar secuencialmente a través del séptimo segmento (150) doblado, el cuarto tanque (156) de cuantificación, y el octavo segmento (157) doblado y entrar en el primer tanque (158, 159) de detección.

13. El sistema (10, 10a, 10b) de detección biológica como se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en el que la segunda estructura (200) de microcanal comprende un segundo puerto (210) de inyección de muestra, un noveno segmento (212) doblado conectado al segundo puerto (210) de inyección de muestra, un quinto tanque (214) de cuantificación conectado al noveno segmento (212) doblado, un décimo segmento (218) doblado conectado al quinto tanque (214) de cuantificación, y un segundo tanque (220) de mezcla conectado al décimo segmento (218) doblado, el conjunto de fluidos corresponde al segundo casete (34) y comprende un cuarto fluido (F41), el segundo módulo (22) de accionamiento correspondiente al segundo casete (34) está configurado para hacer girar la subplaca (20) giratoria de tal manera que el cuarto fluido (F41) es accionado por la fuerza centrífuga para pasar secuencialmente a través del noveno segmento (212) doblado, el quinto tanque (214) de cuantificación, y el décimo segmento (218) doblado y entrar en el segundo tanque (220) de mezcla.

14. El sistema (10, 10a, 10b) de detección biológica como se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en el que la segunda estructura (200) de microcanal comprende un sexto tanque (226) de cuantificación, un undécimo segmento (228) doblado conectado al sexto tanque (226) de cuantificación, y un segundo tanque (220) de mezcla conectado al undécimo segmento (228) doblado, el conjunto de fluidos corresponde al segundo casete (34) y comprende un quinto fluido (F5), el segundo módulo (22) de accionamiento está configurado para hacer girar la subplaca (20) giratoria de tal manera que el quinto fluido (F5) es accionado por la fuerza centrífuga para pasar secuencialmente a través del sexto tanque (226) de cuantificación y el undécimo segmento (228) doblado y entrar en el segundo tanque (220) de mezcla.

15. El sistema (10, 10a, 10b) de detección biológica como se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en el que la segunda estructura (200) de microcanal comprende un segundo tanque (220) de mezcla, un duodécimo segmento (230) doblado conectado al segundo tanque (220) de mezcla, un tanque (140) de almacenamiento temporal conectado al duodécimo segmento (230) doblado, un decimotercer segmento (234) doblado conectado al tanque (140) de almacenamiento temporal, un séptimo tanque (236) de cuantificación conectado al decimotercer segmento (234) doblado, un decimocuarto segmento (238) doblado conectado al séptimo tanque (236) de cuantificación, y un segundo tanque (240,242) de detección conectado al decimocuarto segmento (238) doblado, el segundo módulo (22) de accionamiento está configurado para hacer girar la subplaca (20) giratoria de tal manera que un fluido es accionado por la fuerza centrífuga para pasar secuencialmente a través del duodécimo segmento (230) doblado, el tanque (140) de almacenamiento temporal, el decimotercer segmento (234) doblado, el séptimo tanque (236) de cuantificación, y el decimocuarto segmento (238) doblado y entrar en el segundo tanque (240,242) de detección.

16. El sistema (10, 10a, 10b) de detección biológica como se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones 1 15, en el que cuando la placa (12) giratoria de cojinete está configurada para girar alrededor del eje (13) giratorio principal, una dirección de giro o una velocidad de giro de al menos una de las subplacas (20) giratorias es diferente de una dirección de giro o una velocidad de giro de la placa (12) giratoria de cojinete.