Sistema fluídico compuesto por lo menos de un elemento sensor como componente fluídico y por lo menos otro componente fluídico adyacente al primero,

caracterizado porque,

tanto sobre las superficies internas de las zonas conductoras de líquido del elemento sensor como también del componente fluídico adyacente al mismo, existe una película del mismo polímero hidrófilo

Procedimiento para la hidrofilización de superficies de elementos fluídicos, y sistemas que contienen dichos elementos.

Ámbito de la invención

La invención se refiere a sistemas fluídicos que constan por lo menos de un elemento sensor como componente fluídico y otro componente fluídico adyacente al mismo, sobre cuyas superficies internas está presente una película del mismo polímero hidrófilo, y al procedimiento para la obtención de dichos sistemas fluídicos, en particular para modificar las propiedades de las superficies, como por ejemplo la humectabilidad para soluciones acuosas.

Además, la invención se refiere, a módulos sensores para la determinación de parámetros físicos y/o químicos de un líquido, los cuales comprenden varios elementos sensores así como un subsistema fluídico para el transporte de líquidos a los elementos sensores o respectivamente a partir de los mismos, y en los cuales está contenido un sistema fluídico de esta clase.

Finalmente, la invención se refiere a sistemas de análisis para la determinación por lo menos de un parámetro físico o químico de un líquido, en particular de un líquido corporal, el cual posee por lo menos un elemento sensor para la determinación de este parámetro y un sistema fluídico de componentes fluídicos y en el cual está contenido dicho sistema fluídico. Dichos sistemas de análisis pueden ser empleados en particular para la determinación diagnóstica de importantes parámetros de los líquidos corporales.

Estado actual de la técnica

Los sistemas analíticos modernos para la determinación de parámetros físicos o químicos de un líquido poseen a menudo complejos sistemas fluídicos, los cuales deben garantizar un transporte lo más libre posible de inconvenientes y obstrucciones, del líquido a investigar a los elementos sensores, y después de la determinación de los parámetros, el transporte de la muestra de líquido fuera de los elementos sensores.

Estos sistemas de análisis se emplean en particular en el diagnóstico clínico, donde en particular se emplean para el análisis de la sangre o para mediciones especiales de las muestras presentes en forma líquida. Dichos sistemas son por ejemplo para la determinación de la presión parcial del oxígeno o dióxido de carbono en la sangre, de los parámetros de la hemoglobina como la hemoglobina total, la oxihemoglobina, la carboxihemoglobina o la methemoglobina de la sangre entera o de la sangre hemolizada, del valor del hematocrito de la sangre entera así como del valor del pH o de la concentración de iones, por ejemplo, el litio, sodio, potasio, magnesio, calcio o cloruro, o metabolitos especiales como la glucosa, la urea, la creatinina, o el lactato en líquidos fisiológicos. Dichos complejos sistemas de análisis poseen a menudo para la determinación de los correspondientes parámetros, diferentes elementos sensores, los cuales se emplean para muchas determinaciones. Estos elementos sensores son por ejemplo sensores electroquímicos u ópticos para la determinación de valores de gas, del valor del pH, de valores iónicos y valores de metabolitos o unidades ópticas de medición para la determinación de los valores de hemoglobina.

La patente americana US 3.874.850 (Sorensen et al.) describe un sistema analítico de esta clase para el análisis de la sangre. Este sistema tiene varios elementos sensores, los cuales sirven para la determinación del valor del pH, la presión parcial de oxígeno y de dióxido de carbono y del contenido de hemoglobina de una muestra de sangre. Estos elementos sensores están unidos mediante un complejo sistema fluídico de los más diferentes componentes fluídicos como mangueras, depósitos para alimentación y para residuos, bombas o válvulas, en donde mediante estos sistemas la muestra es transportada con ayuda de jeringas o capilares, desde los pacientes hasta el sistema de análisis.

Además de estos sistemas, se conocen también sistemas, que pueden ser utilizados en la inmediata proximidad de los pacientes, y mediante los cuales se transfiere la muestra de líquido mediante un sistema de mangueras directamente desde los pacientes al sistema de análisis. Un sistema de esta clase se describe por ejemplo en la patente US 6.080.583 (de Bahr).

Muchos sistemas de análisis contienen junto a los subsistemas fluídicos para el transporte de líquidos de muestra y/o de los medios de control de calidad, a menudo también otros subsistemas fluídicos, por ejemplo para el transporte de medios de calibración en forma fluida o también en forma gaseosa y/o medios de lavado o limpieza a partir de depósitos de reserva a los elementos sensores y de allí a los depósitos de residuos. Con ello se controla el transporte de los diferentes medios mediante bombas y válvulas por caminos parcialmente diferentes.

Otro ejemplo de sistemas para la determinación de varios importantes parámetros de diagnóstico de muestras de líquidos con un complejo sistema fluídico, es el sistema de análisis Omni S de Roche Diagnostics GmbH. El perfil modular de parámetros montado en este sistema, comprende los gases de la sangre, electrolitos, hemoglobina total, oxímetro CO, metabolitos así como la bilirrubina, y tiene una baja necesidad de volumen de muestra, de manera que es apropiado particularmente para emplear en la unidad de recién nacidos.

La figura 1 muestra una vista general esquemática del sistema fluídico del sistema Omni S-System. Las líneas de unión entre los componentes del transporte de fluidos representan uniones transportadoras de fluídos, las cuales según la finalidad de empleo pueden estar configuradas como mangueras o tubos. Los pequeños círculos representados dentro de estas uniones fluídicas representan válvulas, con cuya ayuda puede regularse el transporte del líquido. Estas válvulas están configuradas la mayor parte como válvulas de pinza. Las barras perpendiculares a las uniones fluídicas representan elementos de acoplamiento con los cuales grupos de componentes fluídicos se ponen en contacto entre sí. Las uniones fluídicas dibujadas con tres líneas, representan el recorrido de la muestra de una muestra de líquido desde la boca de entrada 8 hasta los módulos sensores 1a a 1d. Las zonas 1a hasta 1d simbolizan en cada caso módulos sensores, los cuales pueden constar de varios elementos sensores. Así el módulo sensor 1a contiene elementos sensores para la determinación de metabolitos como por ejemplo el lactato, la urea o la glucosa, el módulo sensor 1b puede contener electrodos selectivos de iones, para la determinación de calcio, potasio, sodio, o cloro, el módulo sensor 1c puede contener sensores de gases en la sangre para la determinación de la presión parcial de oxígeno y dióxido de carbono, así como para la determinación del valor del pH, y el módulo sensor 1d puede contener elementos sensores para la determinación de la hemoglobina y derivados de la hemoglobina. La muestra que se va a investigar se aplica en la boca de entrada 8 al sistema fluídico del sistema de análisis, y allí a lo largo del recorrido de la muestra, se transporta a los diferentes módulos sensores 1a a 1d, de manera que, durante el transporte, es además alicuotada. Esta función se efectúa mediante las válvulas que se encuentran en el recorrido de la muestra. Los líquidos para fines del control de calidad pueden igualmente aplicarse a la boca de entrada y sobre el mismo recorrido de la muestra pueden ser transportados como la propia muestra a los módulos sensores. El curso del transporte de los líquidos a lo largo del recorrido de la muestra se monitoriza mediante los sensores físicos de muestras 7, los cuales entre otras cosas, dan información sobre el nivel de llenado del sistema. Una partición de la muestra aplicada sobre el módulo sensor 1a hasta 1c tiene lugar en el interior del sistema de canalización 2, en el cual existen de nuevo, válvulas integradas. Los líquidos para fines de limpieza o calibrado, se encuentran en los depósitos para líquidos 6, los cuales están unidos mediante mangueras y tubos con el sistema fluídico restante y se regulan mediante válvulas incorporadas a dicho sistema. El transporte de estas soluciones así como también las soluciones de muestra, tiene lugar mediante las bombas peristálticas 3, las cuales están conectadas mediante válvulas al sistema fluídico. Las muestras y líquidos usados se transportan mediante el sistema fluídico desde los módulos sensores a través de una bomba de vacío 5 a un depósito de recogida 9, el cual desemboca en un depósito de desperdicios 4.

Estos aparatos modernos trabajan a menudo con muy poca cantidad de muestra y de líquidos,...

1. Sistema fluídico compuesto por lo menos de un elemento sensor como componente fluídico y por lo menos otro componente fluídico adyacente al primero,

caracterizado porque,

tanto sobre las superficies internas de las zonas conductoras de líquido del elemento sensor como también del componente fluídico adyacente al mismo, existe una película del mismo polímero hidrófilo.

2. Sistema fluídico según la reivindicación 1,

caracterizado porque,

el componente fluídico es un componente del grupo que comprende los elementos, canales, tuberías, tubos, válvulas, distribuidores, elementos de acoplamiento, dispositivo para recepción de líquidos, boquillas, zona conductora de líquidos de un elemento sensor o recipiente de líquidos.

3. Sistema fluídico según la reivindicación 1 ó 2,

caracterizado porque,

el grueso de la película de polímero hidrófilo está entre 0,01 y 50 µm, de preferencia entre 0,01 y 10 µm, con particular preferencia entre 0,01 y 5 µm.

4. Sistema fluídico según una de las reivindicaciones 1 a 3,

caracterizado porque,

el polímero hidrófilo es soluble en disolventes o mezclas de disolventes orgánicos, y es en gran parte insoluble en soluciones acuosas.

5. Sistema fluídico según una de las reivindicaciones 1 a 4,

caracterizado porque,

el polímero hidrófilo es un copolímero de bloque con zonas hidrófilas y zonas hidrófobas.

6. Sistema fluídico según una de las reivindicaciones 1 a 5,

caracterizado porque,

el polímero hidrófilo es un copolímero poliéter-poliuretano.

7. Módulo sensor para la determinación de parámetros físicos y/o químicos de un líquido, el cual comprende varios elementos sensores así como un sistema fluídico parcial para el transporte de los líquidos a los elementos sensores o respectivamente a partir de los mismos,

caracterizado porque,

por lo menos está contenido un sistema fluídico según una de las reivindicaciones 1-6.

8. Módulo sensor según la reivindicación 7,

caracterizado porque,

está configurado como un cassette o un conjunto sensor con el cual un gran número de parámetros físicos o químicos pueden determinarse en gran parte simultáneamente con una única muestra.

9. Módulo sensor según la reivindicación 7 u 8,

caracterizado porque,

es un sistema fluídico con una entrada fluídica, un espacio fluídico para transporte, que atraviesa, o también puede ser ramificado, de uno o varios canales y una salida fluídica, en donde en particular están en contacto varios elementos sensores con el espacio para transporte fluídico común, el cual satisface con ello la función de un canal de muestras común.

10. Sistema analítico para la determinación por lo menos de un parámetro físico o químico de un líquido, el cual comprende por lo menos un elemento sensor para la determinación por lo menos de un parámetro físico o químico del líquido y un sistema fluídico para el transporte de líquidos al elemento sensor y/o a partir del elemento sensor,

caracterizado porque,

por lo menos está contenido un sistema fluídico según una de las reivindicaciones 1-6.

11. Sistema analítico según la reivindicación 10,

caracterizado porque,

el líquido que hay que analizar es un líquido fisiológico, en particular sangre, suero, plasma u orina.

12. Procedimiento para la obtención de un sistema fluídico, compuesto por lo menos de un elemento sensor como componente fluídico y por lo menos de otro componente fluídico adyacente al primero según una de las reivindicaciones 1-6,

caracterizado porque,

la obtención de una película del mismo polímero hidrófilo tiene lugar de manera que,

a) las superficies internas de los componentes fluídicos se someten a un tratamiento previo físico-químico,

b) las superficies internas de los componentes fluídicos se ponen en contacto con una solución del mismo polímero hidrófilo,

c) la solución del polímero hidrófilo se substituye por un medio en forma gaseosa de tal manera que en primer lugar las superficies internas de los componentes fluídicos permanecen humectadas con una parte de la solución del polímero hidrófilo, y

d) queda una película del polímero hidrófilo mediante la evaporación del disolvente sobre las superficies internas de los componentes fluídicos, y

la obtención de la película del polímero hidrófilo tiene lugar en primer lugar sobre las superficies internas de los componentes fluídicos individuales o grupos componentes más pequeños de dichos componentes fluídicos, los cuales se montan a continuación en el sistema fluídico según una de las reivindicaciones 1-6.

13. Procedimiento para la obtención de un sistema fluídico, compuesto por lo menos de un elemento sensor como componente fluídico y por lo menos otro componente fluídico adyacente al primero, según una de las reivindicaciones 1-6,

caracterizado porque,

la obtención de una película del mismo polímero hidrófilo tiene lugar de manera que

a) las superficies internas de los componentes fluídicos se someten a un tratamiento previo físico-químico,

b) las superficies internas de los componentes fluídicos se ponen en contacto con una solución del mismo polímero hidrófilo,

c) la solución del polímero hidrófilo se substituye por un medio en forma de gas de tal manera que en primer lugar las superficies internas de los componentes fluídicos permanecen humectadas con una parte de la solución del polímero hidrófilo, y

d) queda una película del polímero hidrófilo mediante la evaporación del disolvente sobre las superficies internas de los componentes fluídicos, y

el tratamiento previo según el paso de procedimiento a) tiene lugar en primer lugar sobre las superficies internas de los componentes fluídicos individuales o grupos componentes más pequeños de dichos componentes fluídicos, estos componentes fluídicos o grupos de componentes se montan a continuación en el sistema fluídico, y los pasos de procedimiento b) a d) se efectúan en este sistema fluídico ya montado.

14. Procedimiento según la reivindicación 12 ó 13,

caracterizado porque,

el tratamiento previo físico-químico es un tratamiento con plasma.

15. Procedimiento según una de las reivindicaciones 12 a 14,

caracterizado porque,

la película del polímero hidrófilo se forma directamente sin otras capas intermedias sobre las superficies internas del componente fluídico.