Sistema compacto, integrado para procesar muestras de ensayo.

Un sistema integrado (10) para el procesamiento de una pluralidad de muestras (106) de ensayo y dispositivos(100) para muestras de ensayo,

para la recepción de dichas muestras de ensayo, recibidas dichas muestras deensayo en receptáculos de fluido individuales, caracterizado porque comprende:

un sistema (1000) de transporte de soporte que tiene sensores de interrupción óptica para el movimiento de unsoporte;

un soporte (200) que tiene ranuras (206, 202) formadas en el mismo, para transporte de una pluralidad dedichos receptáculos de fluido individuales y una pluralidad de los dichos dispositivos para muestras de ensayo,colocado cada uno de los dichos dispositivos para muestras de ensayo, en comunicación fluida con unamuestra de ensayo almacenada en uno de dichos receptáculos de fluido individuales;

una estación (300) de vacío adaptada para la inserción manual de dicho soporte dentro de dicha estación devacío y la retirada manual de dicho soporte de la dicha estación de vacío, comprendiendo adicionalmente dichaestación de vacío una fuente (306) de vacío, controlada dicha fuente de vacío de modo que carga dichasmuestras de ensayo desde dichos receptáculos de fluido individuales al interior de los dispositivos paramuestras de ensayo respectivos;

y

un subsistema (50) de procesamiento del soporte y dispositivos de ensayo remoto respecto a dicha estación devacío, comprendiendo (1) dicho sistema (1000) de transporte del soporte, el movimiento de dicho soporte en elsubsistema de procesamiento del soporte y dispositivos de ensayo, incluyendo el sistema de transporte delsoporte uno o más sensores ópticos (1050A, 10508 (¿ ?)(1050B), 1050C) para la detección de la posición dedicho soporte dentro del subsistema de procesamiento del soporte y dispositivos de ensayo, y (2) módulos parael procesamiento de dicho soporte y dispositivos para muestras de ensayo, incluyendo dichos módulos unaestación (400) de sellado que sella dichos dispositivos para muestras de ensayo, y un módulo (800) para larealización de mediciones ópticas de dichos dispositivos para muestras de ensayo, en el que dicho subsistemade procesamiento del soporte y dispositivos de ensayo y dicha estación de vacío están integrados en un únicoinstrumento y en el que dicho soporte se carga manualmente dentro de dicho subsistema de procesamiento delsoporte y dispositivos de ensayo, después de completada la carga en vacío de dichos dispositivos (100) paramuestras de ensayo, en el que dicho sistema de transporte del soporte mueve dicho soporte a lo largo de uneje longitudinal único entre una estación (16) de carga y estación de descarga del soporte, en la que dichosoporte y dichos módulos son recibidos; y en el que dicho uno o más sensores ópticos detectan las ranuras (212) de interrupción formadas en la parte inferior de dicho soporte permitiendo que se supervisecontinuamente la localización de dicho soporte.

Sistema compacto, integrado para procesar muestras de ensayo Antecedentes de la invención Campo de la invención La presente invención se refiere a dispositivos de ensayo y a los instrumentos y sistemas relacionados que ensayan muestras biológicas, microbiológicas, químicas o de otros tipos.

Descripción de la técnica relacionada Las biológicas y otros tipos de muestras se pueden hacer reaccionar y someter a análisis químicos u ópticos usando varias técnicas, incluyendo el análisis de transmitancia y/o fluorescencia óptica. La finalidad del análisis puede ser identificar en la muestra un agente biológico u objetivo desconocidos , para determinar la concentración de una sustancia en la muestra, o determinar si el agente biológico es sensible a ciertos antibióticos, así como la concentración de antibióticos que sería efectiva en el tratamiento de una infección producida por el agente.

A mediados de la década de 1970, los ingenieros y científicos que trabajaron con el asignatario del solicitante y su predecesor en derecho, desarrollaron una técnica para realizar análisis ópticos de muestras biológicas usando una tarjeta de muestras de ensayo sellada que contenía una pluralidad de pequeños pocillos para muestras. La técnica, y los instrumentos y dispositivos relacionados, llegaron a ser conocidos en la industria como el “Sistema Vitek!”. El Sistema Vitek! fué (y continúa siendo) un éxito comercial.

Las tarjetas usadas en el Sistema Vitek son conocidas en la literatura de patentes, véanse por ejemplo las Patentes de Estados Unidos 4.118.280, 3.963.355, 4.018.65; 4.116.775 y 4.038.151. Versiones más recientes de las tarjetas se describen en las Patentes de Estados Unidos Des. 382.647, Des. 414.272, 5.609.828, 5.746.980, 5.766.553, 5.843.380, 5.869.005, 5.916.812, 5.932.177, 5.951.952 y 6.045.758.

Las tarjetas se desarrollaron tanto para identificación de microorganismos desconocidos que pudieran estar presentes en una muestra como para la sensibilidad de un organismo conocido a concentraciones de antibióticos calibradas con precisión. Durante la fabricación de las tarjetas, los pocillos se rellenan tanto con varios tipos de medios de crecimiento para varios agentes biológicos, como también con concentraciones de antibióticos diferentes, y se cubren con una cinta de sellado transparente.

Las tarjetas tienen un orificio para un tubo de transferencia externo como mecanismo para permitir que una muestra de fluido entre en la tarjeta. Las tarjetas incluyen adicionalmente una estructura interna de pasos de fluido para permitir que el fluido entre en los pocillos de la tarjeta desde el orificio del tubo de transferencia. Un extremo del tubo de transferencia con forma de pajita está insertado en el orificio del tubo de transferencia. El otro extremo está insertado en un receptáculo abierto (por ejemplo, tubo de ensayo) que contiene la muestra de fluido a ser analizada. De acuerdo con las enseñanzas de la patente de Charles et ál. Patente de Estados Unidos Nº 4.188.280, la tarjeta con el tubo de transferencia fijado al tubo de ensayo está colocado en una máquina de vacío de llenado y sellado independiente, conocida como la Vitek! Filler Sealer. La máquina de llenado y sellado genera un vacío. Cuando se libera el vacío, la muestra de fluido es arrastrada desde el tubo de ensayo al interior del tubo de transferencia y a través de los canales internos de la tarjeta y al interior de todos los pocillos de muestras. En el instrumento de la técnica anterior de la Patente 4.188.280 de Charles et ál., después de que los pocillos se carguen con la muestra, las tarjetas se insertan manualmente dentro de una ranura en un módulo de sellado en la máquina, en donde el tubo de transferencia se corta y funde, sellando el interior de la tarjeta.

Las tarjetas se retiran entonces manualmente del módulo de llenado para su sellado y se cargan dentro de una máquina de lectura e incubado, conocida como la Vitek! Reader, también descrita en la Patente 4.188.280 de Charles et ál. La máquina de lectura e incubado incuba las tarjetas a una temperatura deseada. Se proporciona un lector óptico para la realización de un ensayo de transmitancia de los pocillos de la tarjeta. Básicamente, las tarjetas se apilan en columnas en la máquina de lectura, y un sistema óptico se mueve arriba y abajo de la columna de tarjetas, extrayendo las tarjetas al interior de la óptica de transmitancia, una cada vez, leyendo las tarjetas y colocando las tarjetas de nuevo en la columna de tarjetas.

La disposición del sistema Vitek anterior (como se describe en la Patente 4.188.280 de Charles et ál.) Tiene varias limitaciones, ya que se requieren dos máquinas, una llenadora/selladora y una lectora, para procesar y analizar las tarjetas. Adicionalmente, se requiere un tiempo y un trabajo adicional para realizar el análisis completo de la tarjeta. El presente solicitante desarrolló y comercializó posteriormente un instrumento completamente automatizado, denominado en el presente documento, y conocido en la técnica, como el instrumento “Vitek 2”. El instrumento Vitek 2 automatiza ambas operaciones de carga y sellado al vacío y las combina con la incubación y lectura en un único instrumento. El instrumento global se describe en varias patentes, incluyendo las patentes de Estados Unidos 5.762.873 y 6.086.824, cuyo contenido se incorpora en el presente documento por referencia.

Brevemente, el sistema “Vitek 2” proporciona una máquina automatizada de ensayo de muestras que realiza diluciones para ensayos de sensibilidad, rellena las tarjetas con las muestras en una estación de vacío y sella la tarjeta mediante el corte del tubo de transferencia, y realiza la incubación y el análisis de transmitancia y fluorescencia óptica de las tarjetas, todo automáticamente. La máquina proporciona unas estaciones novedosas de pipeteado y dilución, que permiten que los fluidos se añadan a los tubos de ensayo o se transfieran desde un tubo de ensayo a otro. La máquina es capaz de realizar ensayos simultáneos de identificación y susceptibilidad de una muestra colocada en un único tubo de ensayo. La máquina proporciona un ensayo de identificación y susceptibilidad automático, rápido de la muestra.

El instrumento utiliza una bandeja de muestras o “barca” y un sistema de colocación o transporte de las muestras de ensayo que mueve la “barca” en cuatro trayectos separados alrededor de una bandeja base rectangular entre las diversas estaciones. El usuario coloca una casete cargada con las tarjetas y tubos de ensayo que contienen las muestras dentro de la barca en una estación de carga. El diseño del sistema de colocación es tal que permite esencialmente una configuración personalizada de las estaciones por encima de la bandeja base. Se puede llevar a cabo fácilmente la expansión de la máquina para incluir carruseles y estaciones de lectura adicionales, o añadir tipos en estaciones de procesamiento intermedias, tales como estaciones de dilución o estaciones de vacío.

El sistema de colocación de las muestras de ensayo del instrumento Vitek 2 se describe en las Patentes de Estados Unidos 5.736.102, 5.762.874, 5.798.182, 5.798.084, 5.853.667 y 5.897.835. La estación de lectura óptica se describe en las Patentes de Estados Unidos 5.798.085, 5.853.666 y 5.888.455. La estación de incubado se describe en las Patentes de Estados Unidos 5.925.884 y 6.156.565. La estación de carga en vacío se describe en la Patente de Estados Unidos 5.965.090. La estación de corte y sellado se describe en la Patente de Estados Unidos 5.891.396. El contenido completo de todas las patentes listadas anteriormente se incorpora en el presente documento por referencia.

Como fue el caso con el sistema Vitek original, el sistema Vitek 2 también ha tenido éxito comercial. El sistema Vitek 2 es particularmente popular en grandes clínicas o laboratorios de ensayo que tienen una necesidad particular de un sistema de ensayo de elevada capacidad y alto rendimiento. Sin embargo, hay pequeños laboratorios y clínicas que necesitan esta funcionalidad y características de un instrumento de ensayo de muestras y diagnóstico del estado de la técnica, pero no requieren necesariamente la alta capacidad y automatización total que es proporcionada por el sistema Vitek 2. Hay una necesidad en la técnica para un instrumento de procesamiento de muestras del estado de la técnica, como el sistema Vitek 2, pero que sea más compacto, menos costoso y menos complejo, y más adecuado para empresas de ensayo de muestras a pequeña y mediana escala. La presente invención proporciona un instrumento y procedimientos de operación que satisfacen esa necesidad.

Mientras que la explicación antecedente... [Seguir leyendo]

1. Un sistema integrado (10) para el procesamiento de una pluralidad de muestras (106) de ensayo y dispositivos (100) para muestras de ensayo, para la recepción de dichas muestras de ensayo, recibidas dichas muestras de ensayo en receptáculos de fluido individuales, caracterizado porque comprende:

un sistema (1000) de transporte de soporte que tiene sensores de interrupción óptica para el movimiento de un soporte; un soporte (200) que tiene ranuras (206, 202) formadas en el mismo, para transporte de una pluralidad de dichos receptáculos de fluido individuales y una pluralidad de los dichos dispositivos para muestras de ensayo, colocado cada uno de los dichos dispositivos para muestras de ensayo, en comunicación fluida con una muestra de ensayo almacenada en uno de dichos receptáculos de fluido individuales; una estación (300) de vacío adaptada para la inserción manual de dicho soporte dentro de dicha estación de vacío y la retirada manual de dicho soporte de la dicha estación de vacío, comprendiendo adicionalmente dicha estación de vacío una fuente (306) de vacío, controlada dicha fuente de vacío de modo que carga dichas muestras de ensayo desde dichos receptáculos de fluido individuales al interior de los dispositivos para muestras de ensayo respectivos; y un subsistema (50) de procesamiento del soporte y dispositivos de ensayo remoto respecto a dicha estación de vacío, comprendiendo (1) dicho sistema (1000) de transporte del soporte, el movimiento de dicho soporte en el subsistema de procesamiento del soporte y dispositivos de ensayo, incluyendo el sistema de transporte del soporte uno o más sensores ópticos (1050A, 10508 (?) (1050B) , 1050C) para la detección de la posición de dicho soporte dentro del subsistema de procesamiento del soporte y dispositivos de ensayo, y (2) módulos para el procesamiento de dicho soporte y dispositivos para muestras de ensayo, incluyendo dichos módulos una estación (400) de sellado que sella dichos dispositivos para muestras de ensayo, y un módulo (800) para la realización de mediciones ópticas de dichos dispositivos para muestras de ensayo, en el que dicho subsistema de procesamiento del soporte y dispositivos de ensayo y dicha estación de vacío están integrados en un único instrumento y en el que dicho soporte se carga manualmente dentro de dicho subsistema de procesamiento del soporte y dispositivos de ensayo, después de completada la carga en vacío de dichos dispositivos (100) para muestras de ensayo, en el que dicho sistema de transporte del soporte mueve dicho soporte a lo largo de un eje longitudinal único entre una estación (16) de carga y estación de descarga del soporte, en la que dicho soporte y dichos módulos son recibidos; y en el que dicho uno o más sensores ópticos detectan las ranuras (212) de interrupción formadas en la parte inferior de dicho soporte permitiendo que se supervise continuamente la localización de dicho soporte.

2. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dichos módulos incluyen adicionalmente una estación (600) de incubado y una estación (500) de auto carga en la que dichos dispositivos para muestras de ensayo se retiran automáticamente de dicho soporte y se insertan en dicha estación de incubado.

3. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicho subsistema (50) de procesamiento del soporte y dispositivos de ensayo comprende:

(1) una estación (16) de carga y descarga del soporte remota respecto a dicha estación (300) de vacío;

(2) un sistema (1000) de transporte para el transporte de dicho soporte (200) desde dicha estación de carga y descarga mediante dicho subsistema de procesamiento del soporte y dispositivos para muestras de ensayo;

(3) un sistema (400) de sellado para el escalado (?) (sellado) de dichos dispositivos (100) para muestras de ensayo;

(4) una estación (600) de incubado para el incubado de dichos dispositivos para muestras de ensayo;

(5) una estación (500) de auto carga para el movimiento de dichos dispositivos para muestras de ensayo desde dicho soporte al interior de dicha estación de incubado;

(6) una estación (800) de lectura para la lectura de dichos dispositivos para muestras de ensayo; y

(7) un sistema (900) de desechado que recibe dichos dispositivos para muestras de ensayo tras la finalización de la lectura de dichos dispositivos para muestras de ensayo.

4. Un sistema de acuerdo con la reivindicación I (?) (1) , que comprende adicionalmente una estación de lectura del soporte que tiene al menos un lector (60) para la lectura de marcas (210, 120) , que puedan ser leídas por una máquina, aplicadas a (a) dicho soporte y (b) dichos dispositivos para muestras de ensayo.

5. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dichos dispositivos (100) para muestras de ensayo comprenden tarjetas de muestras de ensayo de pocillos múltiples.

6. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 3, en el que dicho sistema (1000) de transporte comprende un elemento de acoplamiento del soporte adaptado para acoplarse con dicho soporte (200) , y en el que dicho sistema de transporte está construido y dispuesto de modo que mueve dicho soporte adelante y atrás, a lo largo de un eje longitudinal único entre dicha estación (16) de carga y descarga del soporte, dicha estación (400) de escalado (?) (sellado) , y dicha estación (500) de auto carga.

7. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende adicionalmente:

un conjunto de paneles (12) que cubren dicho instrumento, formando adicionalmente dichos paneles una parte frontal del instrumento; una interfaz (22) de usuario para dicho sistema; una primera puerta (302) que proporciona acceso para la carga de dicho soporte (200) al interior de dicha estación (300) de vacío; una segunda puerta (14) que proporciona acceso para la carga de dicho soporte al interior de dicho subsistema

(50) de procesamiento del soporte y dispositivos de ensayo; y una tercera puerta (902) que proporciona acceso al sistema (900) de desechado que recibe dichos dispositivos de ensayo después de completado del procesamiento de dichos dispositivos de ensayo por parte de dichos módulos.

8. Un sistema de acuerdo con la reivindicación I (?) (1) , que comprende adicionalmente una estación (600) de incubado que tiene un panel (630) de cobertura, proporcionando dicho panel de cobertura acceso para un termómetro (676) que mide la temperatura de dicha estación de incubado, proporcionando dicho termómetro indicación visual de la temperatura instantánea en el interior de dicha estación de incubado.

9. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicha estación de incubado comprende adicionalmente un carrusel (604) y una cámara de distribución de aire a través de la que se suministra aire a dicho carrusel, en el que dicho termómetro supervisa la temperatura de dicha cámara de distribución de aire.

10. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende adicionalmente un sistema de sensores y cierres para controlar y supervisar el acceso del usuario al recinto del instrumento.

11. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende adicionalmente una estación (60) de lectura de códigos de barras para la lectura de los códigos de barras sobre el soporte y los dispositivos para muestras de ensayo.

12. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende adicionalmente una estación (1040, 1042) de sensores para la detección de la presencia del soporte y la presencia y localización de los dispositivos para muestras de ensayo en el soporte.

13. Un procedimiento para el procesamiento de una pluralidad de muestras de ensayo contenidas en receptáculos abiertos con dispositivos para muestras de ensayo, soportados dichos receptáculos y dispositivos para muestras de ensayo mediante un soporte; teniendo cada uno de dichos dispositivos para muestras de ensayo un tubo de transferencia que proporciona comunicación fluida entre dichos dispositivos para muestras de ensayo y uno de dichos receptáculos de fluido recibidos en dicho soporte; caracterizado porque comprende:

la colocación manual de dicho soporte en una estación de vacío que tiene una cámara, y la aplicación de vacío a dicha cámara de la estación de vacío para, de ese modo, transferir dichas muestras de ensayo al interior de dichos dispositivos para muestras de ensayo en forma de un lote; la retirada manual de dicho soporte de dicha cámara de la estación de vacío después de que se haya completado dicha transferencia; el juego (?) (la colocación) manual de dicho soporte dentro de un subsistema de procesamiento del soporte y dispositivos para muestras automatizado, remoto respecto a dicha estación de vacío; el movimiento de modo automático de dicho soporte con un sistema de transporte ópticamente controlado en dicho subsistema de procesamiento del soporte y dispositivos de ensayo, incluyendo dicho transporte del soporte uno o más sensores ópticos para la detección de la posición de dicho soporte dentro del subsistema de procesamiento del soporte y dispositivos de ensayo en el que dicho sistema de transporte del soporte mueve dicho soporte a lo largo de un único eje longitudinal entre una estación de carga y descarga del soporte y a módulos para automáticamente (a) sellar dichos dispositivos para muestras de ensayo, (b) incubar dichos dispositivos para muestras de ensayo, y (c) leer de dichos dispositivos para muestras de ensayo; y en el que dicha estación de vacío y dicho subsistema de procesamiento del soporte y dispositivos de ensayo están integrados en un único instrumento de procesamiento de muestras de ensayo; y en el que dichos uno o más sensores ópticos detectan dichas ranuras formadas en dicho soporte, lo que permite que se supervise continuamente la localización de dicho soporte.

14. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 13 en el que el subsistema de procesamiento del soporte y dispositivos de ensayo comprende adicionalmente:

(1) una estación de carga y descarga del soporte adaptada para la inserción manual de dicho soporte dentro de dicho subsistema de procesamiento del soporte y dispositivos de ensayo y para la retirada manual de dicho soporte desde dicho subsistema de procesamiento del soporte y dispositivos de ensayo,

(2) un subconjunto de transporte para el transporte de dicho soporte desde dicha estación de carga y descarga mediante dicho subsistema de procesamiento del soporte y dispositivos de ensayo;

(3) un sistema de escalado (?) (sellado) para el sellado de dichos dispositivos para muestras de ensayo;

(4) una estación de incubado para el incubado de dichos dispositivos para muestras de ensayo;

(5) un estación de auto carga para el movimiento de los dispositivos para muestras de ensayo desde dicho

soporte al interior de dicha estación de incubado; 5 (6) una estación de lectura para la lectura de dichos dispositivos para muestras de ensayo;

(7) un sistema de desechado que recibe dichos dispositivos para muestras de ensayo después de completada la lectura de dichos dispositivos para muestras de ensayo;

(8) una estación de lectura de códigos de barras;

y 10 (9) una estación de detección del soporte y dispositivos para muestras de ensayo.

15. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 14, en el que dicho subconjunto de transporte comprende un elemento de acoplamiento del soporte adaptado para acoplarse con dicho soporte, y en el que dicho subconjunto de transporte está construido y dispuesto de modo que mueve dicho soporte adelante y atrás a lo largo de una única dirección longitudinal entre dicha estación de carga y descarga del soporte, dicha estación de sellado y dicha estación de auto carga.

16. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 13, en el que dichos dispositivos para muestras de ensayo comprenden tarjetas de muestras de ensayo de pocillos múltiples.

17. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 13, que comprende adicionalmente el movimiento del soporte

a una estación de lectura de códigos de barras y una estación de determinación de la presencia del soporte y la 20 presencia y localización de los dispositivos para muestras de ensayo en el soporte.