DISPOSITIVO Y PROCEDIMIENTO PARA EL PROCESADO DE MUESTRAS BIOLÓGICAS.

Dispositivo y procedimiento para el procesado de muestras biológicas.



El dispositivo comprende un transportador (6) de contenedores de muestra (14), una unidad (8) de destapado y tapado, y una unidad (9) para recogida de muestras y traslado a placas de cultivo (15); el transportador (6) transporta los contenedores (14) en dos sentidos opuestos, de una posición de destapado y tapado (P1) a una posición de recogida de muestras (P2), y de nuevo a la posición de destapado y tapado (P1). El procedimiento comprende transportar un contenedor (14) a una posición de destapado y tapado (P1), destaparlo, transportarlo a una posición de recogida de muestras (P2), recoger la muestra y depositarla sobre una placa de cultivo (15); transportar el contenedor (14) de nuevo a la posición de destapado y tapado (P1), y tapar el contenedor (14).

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P200930738.

Solicitante: SENER, INGENIERIA Y SISTEMAS, S.A..

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: FERREIRA QUARTINO,Sofía, MASSABÉ MU;OZ,Francesc, JUAN MU;OZ,Jaime, NOGUERA FERRER,Nuria.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • G01N35/02 SECCION G — FISICA.G01 METROLOGIA; ENSAYOS.G01N INVESTIGACION O ANALISIS DE MATERIALES POR DETERMINACION DE SUS PROPIEDADES QUIMICAS O FISICAS (procedimientos de medida, de investigación o de análisis diferentes de los ensayos inmunológicos, en los que intervienen enzimas o microorganismos C12M, C12Q). › G01N 35/00 Análisis automático no limitado a procedimientos o a materiales tratados en uno sólo de los grupos G01N 1/00 - G01N 33/00; Manipulación de materiales a este efecto. › utilizando una serie de recipientes con muestras desplazadas por un transportador que pasa delante de uno o más puestos de tratamiento o análisis.

Fragmento de la descripción:

Dispositivo y procedimiento para el procesado de muestras biológicas.

La presente invención se refiere a un dispositivo para el procesado de muestras biológicas, que comprende medios de transporte de contenedores de muestra, una unidad de destapado y tapado de los contenedores, y una unidad para la recogida de muestras de los contenedores y para su traslado a placas de cultivo; y a un procedimiento para procesar las muestras.

Antecedentes de la invención

Se conocen diferentes tipos de máquinas y dispositivos que permiten automatizar el procesado de muestras biológicas, por ejemplo el proceso de recogida de muestras biológicas de una serie de contenedores, tales como tubos de ensayo que contienen orina o heces, y el depósito y sembrado de estas muestras sobre placas de Petri que contienen un medio de cultivo adecuado, como por ejemplo agar. Posteriormente se lleva a cabo un proceso de cultivo para la identificación y evaluación de colonias de bacterias.

Algunas máquinas trabajan a partir de tubos de ensayo que se alimentan a la máquina destapados, cosa que obviamente representa una limitación importante; en otras se introducen los contenedores tapados, y el proceso realizado por la máquina incluye destapar los contenedores, introducir en ellos un asa de siembra adecuada para recoger una muestra y realizar con ella el sembrado de una placa de Petri, y volver a tapar los contenedores.

Existen en la técnica anterior diferentes soluciones para destapar y volver a tapar los contenedores: por ejemplo, la patente US6617146 describe una máquina en que los contenedores viajan sobre una cinta transportadora hasta una estación de trabajo, donde cuatro rodillos sujetan el contenedor sobre la cinta y lo hacen girar, mientras un manipulador con una pinza coge el tapón y lo aparta del contenedor, hacia arriba y hacia un lado.

Un inconveniente de algunas de las máquinas conocidas para el procesado de muestras biológicas es el uso de manipuladores o robots del tipo "pick and place", que aunque permiten realizar cualquier tipo de movimiento, y por tanto simplifican el diseño y son muy versátiles, son de coste elevado.

En una máquina conocida los contenedores se introducen uno a uno sobre una cinta transportadora mediante soportes individuales, y la cinta los traslada de una estación de entrada a una estación de trabajo, y de aquí a una estación de salida. En la estación de trabajo, un primer manipulador destapa un contenedor y se aparta con el tapón, para que un segundo manipulador pueda avanzar hasta la posición del contenedor e introducir un asa de siembra en el mismo para recoger una muestra. Una vez que el segundo manipulador se lleva el asa a la posición de sembrado sobre la placa de Petri, el primer manipulador vuelve a avanzar con el tapón hasta alcanzar la posición sobre el contenedor, y lo tapa de nuevo.

En esta máquina los contenedores se alimentan de uno en uno y requieren soportes individuales, cosa que dificulta la operación de alimentación de los contenedores; además, el manipulador que destapa y vuelve a tapar los contenedores es relativamente complejo, ya que debe dejar paso al asa de siembra y se debe evitar la interferencia entre los dos manipuladores.

Descripción de la invención

Un objetivo de la presente invención es proporcionar un dispositivo para el procesado de muestras biológicas que permita simplificar al menos algunas unidades reduciendo los elementos electromecánicos, y reducir así el coste del dispositivo y de su mantenimiento, evitando por ejemplo manipuladores de alto coste tales como los robots "pick and place", sin reducir sustancialmente las prestaciones y la versatilidad con respecto a máquinas conocidas.

De acuerdo con este objetivo, un dispositivo para el procesado de muestras biológicas de acuerdo con un aspecto de la presente invención comprende medios de transporte de contenedores de muestra, una unidad de destapado y tapado de los contenedores, y una unidad para la recogida de muestras de los contenedores y para su traslado a placas de cultivo; y se caracteriza por el hecho de que los medios de transporte comprenden un transportador lineal adaptado para transportar los contenedores sucesivamente en dos sentidos opuestos, desde una posición de destapado y tapado de los contenedores a una posición de recogida de muestras, y de nuevo a la posición de destapado y tapado.

De este modo, los contenedores se destapan en una posición, se mueven a otra posición para la recogida de la muestra, y se vuelven a conducir a la posición de destapado a fin de colocarles de nuevo el tapón: la unidad de tapado y destapado puede ser de movimientos muy simples, ya que no tiene que dejar el paso libre para que otra unidad trabaje con el contenedor en la misma posición, y tampoco necesita desplazar el tapón a otra localización en el dispositivo. Por su parte, el transportador únicamente debe sostener los contenedores y moverlos sucesivamente en los dos sentidos, y esto es sencillo si se implementa por ejemplo como una cinta transportadora.

La existencia de dos posiciones diferentes, para el destapado/tapado y para la recogida de la muestra, facilita además la colocación de las distintas unidades de trabajo en el dispositivo.

En definitiva, el dispositivo en su conjunto puede ser simple y de coste relativamente reducido, tanto de instalación como de limpieza, mantenimiento, etc., sin por ello renunciar a prestaciones satisfactorias.

En particular, el tiempo necesario para el desplazamiento del contenedor de una posición a otra no tiene por qué incrementar significativamente el tiempo de ciclo del dispositivo: en efecto, el movimiento para devolver un primer contenedor de la posición de recogida de muestra a la posición de destapado/tapado, y para destapar un segundo contenedor y desplazarlo a la posición de recogida de la muestra se puede realizar mientras la otra unidad, que ha recogido una muestra del primer contenedor, deposita la muestra sobre una placa de cultivo, opcionalmente realiza un sembrado sobre la placa, y finalmente cambia o esteriliza un asa de siembra antes de acudir a recoger la muestra del segundo contenedor.

El dispositivo puede comprender además una unidad de carga de contenedores situada a lo largo del transportador, y una unidad de descarga de contenedores situada a lo largo del transportador.

Preferiblemente el transportador lineal es una cinta transportadora sobre la cual se sostienen los contenedores.

En realizaciones de la invención, el dispositivo comprende módulos de soporte de los contenedores durante el procesado de las muestras en el dispositivo. Los módulos están adaptados para soportar por lo menos dos contenedores, y preferiblemente una pluralidad de contenedores alineados en la dirección de avance del transportador.

Los módulos de soporte estabilizan los contenedores y simplifican las operaciones de carga y descarga en la máquina y, en general, el transporte de los contenedores entre las diferentes unidades; además, pueden simplificar los mecanismos relacionados con la identificación, el destapado y el tapado de los contenedores.

En realizaciones de la invención los módulos de soporte de contenedores comprenden un cuerpo con al menos dos piezas, móviles una respecto a otra para definir una posición de liberación de los contenedores, en la cual los contenedores están alojados con juego entre las dos piezas del cuerpo, y una posición de sujeción de los mismos, en la cual los contenedores quedan aprisionados entre las dos piezas.

Además las dos piezas del cuerpo del módulo pueden presentar un rebaje por cada contenedor, estando enfrentados los rebajes de una pieza con los rebajes de la otra pieza para definir entre ambos unos alojamientos para los contenedores, y presentando el módulo medios para mantener las dos piezas en la posición de liberación de los contenedores, en ausencia de fuerzas exteriores.

Para alojar con más seguridad los contenedores, los rebajes de las dos piezas pueden estar dotados de semicasquillos de material flexible.

De acuerdo con realizaciones ventajosas, los módulos de soporte están adaptados para ser transportados por el transportador lineal: De este modo los contenedores se pueden procesar mientras están en los módulos, desde su carga hasta su descarga.

Preferiblemente el dispositivo comprende, en correspondencia con la unidad de destapado y tapado, medios para actuar sobre cada módulo de soporte de contenedores...

 


Reivindicaciones:

1. Dispositivo para el procesado de muestras biológicas, que comprende medios de transporte (6) de contenedores de muestra (14), una unidad (8) de destapado y tapado de los contenedores, y una unidad (9) para la recogida de muestras de los contenedores (14) y para su traslado a placas de cultivo (15), caracterizado por el hecho de que los medios de transporte comprenden un transportador lineal (6) adaptado para transportar los contenedores (14) sucesivamente en dos sentidos opuestos, desde una posición de destapado y tapado (P1) de los contenedores a una posición de recogida de muestras (P2), y de nuevo a la posición de destapado y tapado (P1).

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que comprende además una unidad de carga (7) de contenedores (14) situada a lo largo del transportador (6).

3. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por el hecho de que comprende además una unidad de descarga (10) de contenedores (14) situada a lo largo del transportador (6).

4. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el transportador lineal (6) es una cinta transportadora (61) sobre la cual se sostienen los contenedores (14).

5. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que comprende módulos de soporte (13) de los contenedores (14) durante el procesado de las muestras en el dispositivo.

6. Dispositivo según la reivindicación 5, caracterizado por el hecho de que cada módulo de soporte (13) está adaptado para soportar por lo menos dos contenedores (14).

7. Dispositivo según la reivindicación 6, caracterizado por el hecho de que los módulos (13) están adaptados para soportar una pluralidad de contenedores (14) alineados en la dirección de avance del transportador.

8. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, caracterizado por el hecho de que los módulos de soporte (13) de contenedores (14) comprenden un cuerpo con al menos dos piezas (131a, 131b), móviles una respecto a otra para definir una posición de liberación de los contenedores, en la cual los contenedores (14) están alojados con juego entre las dos piezas (131a, 131b) del cuerpo, y una posición de sujeción de los mismos, en la cual los contenedores quedan aprisionados entre las dos piezas (131a, 131b).

9. Dispositivo según la reivindicación 8, caracterizado por el hecho de que las dos piezas (131a, 131b) del cuerpo del módulo presentan un rebaje (132) por cada contenedor (14), estando enfrentados los rebajes (132) de una pieza (131a) con los rebajes (132) de la otra pieza (131b) para definir entre ambos unos alojamientos para los contenedores (14), y presentando el módulo (13) medios para mantener las dos piezas en la posición de liberación de los contenedores (14), en ausencia de fuerzas exteriores.

10. Dispositivo según la reivindicación 9, caracterizado por el hecho de que los rebajes (132) de las dos piezas (131a, 131b) están dotados de semicasquillos (133) de material flexible.

11. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 10, caracterizado por el hecho de que los módulos de soporte (13) están adaptados para ser transportados por el transportador lineal (6).

12. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 11, caracterizado por el hecho de que comprende, en correspondencia con la unidad de destapado y tapado (8), medios (86) para actuar sobre cada módulo de soporte (13) de contenedores y provocar el paso de la posición de liberación de los contenedores a la posición de sujeción de los contenedores.

13. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 12, caracterizado por el hecho de que comprende medios de carga (7) de los módulos (13) sobre el transportador lineal (6).

14. Dispositivo según la reivindicación 13, caracterizado por el hecho de que los medios de carga (7) de los módulos comprenden una primera bandeja (71) de almacenamiento de los módulos (13), en la que los módulos se almacenan uno junto a otro en una posición paralela a la dirección del transportador lineal (6), y un mecanismo de empuje (72, 73) de los módulos (13) desde la primera bandeja (71) hacia dicho transportador (6).

15. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 14, caracterizado por el hecho de que comprende medios de descarga (10) de los módulos (13) del transportador lineal (6).

16. Dispositivo según la reivindicación 15, caracterizado por el hecho de que los medios de descarga (10) de los módulos (13) comprenden una segunda bandeja (101) de almacenamiento de los módulos (13), en la que los módulos se almacenan uno junto a otro en una posición paralela a la dirección del transportador lineal (6), y un mecanismo de empuje (102) de los módulos desde el transportador (6) hacia la segunda bandeja (6).

17. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 16, caracterizado por el hecho de que la unidad de destapado y tapado (8) comprende medios sensores (81) para situar un contenedor (14) determinado de un módulo de soporte (13) de contenedores en la posición de destapado y tapado (P1).

18. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 17, caracterizado por el hecho de que la unidad (9) para la recogida de muestras de los contenedores (14) y su traslado a placas de cultivo (15) comprende medios sensores (120) para situar un contenedor (14) determinado de un módulo de soporte (13) de contenedores en la posición de recogida de muestras (P2).

19. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 17 o 18, caracterizado por el hecho de que dichos medios sensores (120) comprenden sensores para detectar la posición del módulo de soporte (13) de los contenedores (14) a lo largo de la trayectoria de los módulos (13).

20. Dispositivo según la reivindicación 19, caracterizado por el hecho de que los sensores para detectar la posición del módulo comprenden una pluralidad de sensores (120), en número igual al de los contenedores (14) que puede soportar un módulo (13), situados a lo largo de la trayectoria de los módulos (13) y dispuestos para detectar una etiqueta (135) asociada a los módulos (13).

21. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que comprende un lector de códigos (82) para detectar un código de identificación asociado a cada contenedor (14), estando dispuesto el lector de códigos (82) en correspondencia con la posición de destapado y tapado (P1).

22. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que la unidad de destapado y tapado (8) de los contenedores (14) comprende una pinza de asido (85) del tapón de un contenedor (14), situada en la posición de destapado y tapado (P1) del dispositivo, estando dotada dicha pinza (85) por lo menos de un movimiento de apertura y cierre para poder liberar o sujetar un tapón, y de un movimiento vertical.

23. Dispositivo según la reivindicación 22, caracterizado por el hecho de que la pinza de asido (85) del tapón está dotada además de un movimiento de rotación alrededor del eje vertical.

24. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que la unidad (9) para la recogida de muestras de los contenedores (14) y su traslado a placas de cultivo (15) comprende un manipulador (9) para al menos un asa de siembra (91, 92), estando dotado dicho manipulador (9) de medios para desplazar el asa entre la posición de recogida de muestras (P2), en que un extremo libre del asa (91, 92) se introduce en el interior de un contenedor de muestra (14), y una posición (P3) de depósito de la muestra sobre una placa de cultivo (15), en que dicho extremo libre del asa (91, 92) entra en contacto con la placa de cultivo (15).

25. Dispositivo según la reivindicación 24, caracterizado por el hecho de que el manipulador (9) es adecuado para sostener al menos una primera asa de siembra (91) y una segunda asa de siembra 92) diferente de la primera, y está provisto de medios para colocar un asa de siembra en una condición activa o de trabajo y cualquier otra asa de siembra en una condición inactiva.

26. Dispositivo según la reivindicación 25, caracterizado por el hecho de que los medios para colocar un asa de siembra en una condición activa o de trabajo y cualquier otra asa de siembra en una condición inactiva comprenden un cabezal (94) giratorio alrededor de un eje horizontal, destinado a sostener las asas de siembra (91, 92) en posición perpendicular al eje de giro del cabezal (94).

27. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 24 a 26, caracterizado por el hecho de que el manipulador (9) está dotado además de medios para desplazar al menos un asa de siembra (91, 92) a una estación de esterilizado (130).

28. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 24 a 27, caracterizado por el hecho de que el manipulador (9) para el asa de siembra (91, 92) está dotado además de medios para desplazar el extremo libre del asa de siembra (91, 92) sobre la placa de cultivo (15) según al menos un movimiento de sembrado.

29. Dispositivo según la reivindicación 28, caracterizado por el hecho de que el manipulador (9) es adecuado para desplazar el extremo libre del asa de siembra (91, 92) sobre la placa de cultivo (15) según una pluralidad de movimientos de sembrado.

30. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 24 a 29, caracterizado por el hecho de que comprende una plataforma con medios de rotación para sostener una placa de cultivo (15) en dicha posición (P3) de depósito de una muestra sobre una placa.

31. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que comprende primeros medios de almacenamiento (16) para almacenar placas de cultivo (15) vírgenes, y medios de alimentación (162, 164) de dichas placas desde los primeros medios de almacenamiento (16) a la posición (P3) de depósito de una muestra sobre una placa.

32. Dispositivo según la reivindicación 31, caracterizado por el hecho de que comprende segundos medios de almacenamiento (17) para almacenar placas de cultivo (15) sobre las que se ha depositado una muestra, y medios de retirada (175, 172, 174) de dichas placas desde la posición (P3) de depósito de una muestra sobre una placa a los segundos medios de almacenamiento (17).

33. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 31 o 32, caracterizado por el hecho de que los medios de almacenamiento (16, 17) comprenden una carcasa (161, 171) de forma general cilíndrica, adaptada para girar alrededor de su eje, y que tiene definidos en su periferia una serie de rebajes (163, 173), cada uno adecuado para alojar una pluralidad de placas de cultivo apiladas.

34. Procedimiento para procesar muestras biológicas, caracterizado porque comprende las etapas de:

a) cargar contenedores de muestra (14) sobre un transportador (6),

b) transportar un contenedor (14) a una posición de destapado y tapado (P1),

c) destapar el contenedor (14) que se encuentra sobre el transportador (6) en la posición de destapado y tapado (P1),

d) transportar el contenedor (14) destapado a una posición de recogida de muestras (P2),

e) recoger una muestra del contenedor (14) destapado que se encuentra sobre el transportador en la posición de recogida de muestras (P2), y depositarla sobre una placa de cultivo (15);

f) transportar el contenedor (14) de nuevo a la posición de destapado y tapado (P1),

g) tapar de nuevo el contenedor (14) que se encuentra sobre el transportador en la posición de destapado y tapado (P1), y

h) descargar el contenedor (14) del transportador (6).

35. Procedimiento para procesar muestras biológicas, caracterizado porque comprende las etapas de:

i) cargar sobre un transportador (6) un módulo de soporte (13) con una pluralidad de contenedores de muestra (14),

j) transportar el módulo (13) a una posición de destapado y tapado (P1),

k) destapar un contenedor (14) del módulo (13),

l) transportar el módulo (13) con el contenedor (14) destapado a una posición de recogida de muestras (P2),

m) recoger una muestra del contenedor (14) y depositarla sobre una placa de cultivo (15);

n) transportar el módulo (13) de nuevo a la posición de destapado y tapado (P1),

o) tapar de nuevo el contenedor (14),

p) repetir las etapas j) a o) con los otros contenedores (14) del módulo (13), y

q) descargar el módulo (13) del transportador (6) una vez que se han procesado todos los contenedores (14) que soporta.

36. Procedimiento según la reivindicación 35, caracterizado por el hecho de que por lo menos para la etapa k) se hace pasar el módulo de soporte (13) de contenedores (14) de una posición de liberación de los contenedores, en la cual los contenedores (14) están alojados con juego en el módulo (13), y una posición de sujeción de los mismos, en la cual los contenedores (14) quedan aprisionados en el módulo (13).


 

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