Aparato y procedimiento de determinaciones analíticas.

Un cartucho (10) de análisis de muestra que define un canal de flujo (13) que tiene un sustrato (39,

39c), teniendoel canal de flujo

(a) una entrada de muestra líquida (12) y

(b) una disposición de medición de la conductancia (17, 17a, 17b, 17c) montada sobre el sustrato que incluye:

(i) una primera célula de medición de la conducción, no filtrada (20, 20a, 20b, 20c), en comunicación de flujofluido con la entrada de muestra líquida y

(ii) una segunda célula de medición de la conductancia, filtrada (21, 21 a, 21 b, 21 c), en comunicación de flujofluido con la entrada de muestra líquida.

Aparato y procedimiento de determinaciones analíticas

Campo técnico

La presente divulgación se refiere, en general, a técnicas y equipos de diagnóstico médico. Se refiere particularmente a técnicas y equipos para el análisis de sangre. La tecnología se refiere particularmente a mediciones de la conductancia, por ejemplo para realizar determinaciones del hematocrito.

Antecedentes El hematocrito (Hct) es el porcentaje en volumen de eritrocitos en sangre completa. Aunque el término se aplicó originariamente al aparato o al procedimiento usado para evaluar este porcentaje, se usa ahora generalmente para designar el resultado de la determinación.

Más específicamente, el hematocrito se define mediante la relación del volumen de eritrocitos compactados con respecto al volumen de la sangre completa. Tradicionalmente se ha determinado por centrifugación. Según el procedimiento de centrifugación, se extrae una muestra de sangre en un tubo capilar que se hace girar después a una velocidad alta en una centrifugadora hasta que la porción sólida de las células sanguíneas se compacte conjuntamente en un extremo del tubo. La relación de volúmenes se mide midiendo únicamente la longitud de: (1) las células sanguíneas compactadas y (2) la longitud general de la muestra sanguínea en el tubo y dividiendo la longitud (1) entre la longitud (2) . En este procedimiento, se anula la longitud (o volumen) y el resultado se comunica normalmente como un porcentaje, denominado comúnmente el porcentaje de volumen celular compactado o el % de PCV. Estas mediciones han demostrado ser útiles para el diagnóstico y la evaluación de una serie de afecciones y enfermedades, por ejemplo anemias.

Las mediciones del hematocrito se han dado también de forma aproximada en base a mediciones de la conductancia eléctrica. El enfoque de conductancia eléctrica ha implicado generalmente establecer una vía de circulación de muestra o configuración de células que incluye una disposición de electrodos que comprende normalmente dos electrodos separados por un material inerte frente a la sangre y las condiciones de medición de la conductancia, normalmente oro. Los electrodos están dispuestos con una relación, espaciada, definida con precisión para permitir la medición de la conductancia de un fluido introducido entre los mismos y en contacto con los mismos. En un enfoque típico, el tamaño y la posición de los electrodos y el tamaño y la forma de la vía de circulación (célula) están controlados con precisión. En dichas circunstancias, la conductancia puede medirse y el hematocrito puede calcularse después en base a una curva de calibración predeterminada (derivada empíricamente) (por ejemplo una línea de mínimos cuadrados) que relacione la conductancia con el hematocrito para la misma célula.

El enfoque descrito anteriormente para evaluar el hematocrito se ha basado en la observación de que, en general, las células sanguíneas no son muy conductoras. Por lo tanto, cuando mayor sea el volumen que se recoja de células sanguíneas dentro del espacio entre los electrodos, mayor será la resistencia (o menor será la conductancia) del sistema.

En la industria médica, es deseable realizar evaluaciones analíticas usando cartuchos de muestra de manejo sencillo. Dichos cartuchos se fabrican en lotes que comprenden una gran cantidad de cartuchos. Como consecuencia, se han desarrollado enfoques de evaluaciones del hematocrito que no dependen de un control y un modelo precisos del tamaño y la forma de la célula. Típicamente, para dichas circunstancias, se desarrolla una relación de conductancia basada en: (1) medir la conductancia de un material patrón (o de calibración) de conductancia conocida o predeterminada introducido en el volumen existente entre los dos electrodos, y (2) medir también la conductancia de una muestra de sangre dispuesta en la misma célula o ubicación. Para esto, se desarrolla y se calcula una relación de conductancia; por ejemplo dividiendo la conductancia de la muestra (2) entre la conductancia de la solución patrón (1) . La división anula determinados factores de variaciones debido al tamaño específico y a la forma específica de la célula.

Después, la relación de conductancias se usa para determinar el hematocrito (Hct) a partir de una curva de calibración predeterminada (por ejemplo una línea) para la solución de calibración del patrón y la célula. Este enfoque reduce la necesidad de controlar con precisión el tamaño y la forma de los electrodos y la vía de circulación. Indicado como alternativa, el uso de una relación o razón entre una solución de sangre desconocida y un calibrador conocido o una solución de calibración conocida y la comparación posterior de la relación con una curva de calibración establecida previamente para el mismo calibrador, permite la medición del hematocrito mientras se anula la variabilidad del tamaño de célula, la forma del electrodo, etc., entre lotes de fabricación, etc.

Las sustancias presentes en el plasma sanguíneo o las variaciones de propiedades del plasma sanguíneo pueden influir en la conductividad. Es decir, existen variables de la sangre que pueden afectar a la conductividad diferentes a los eritrocitos. Por ejemplo, la concentración de electrolitos en el plasma sanguíneo puede variar ampliamente de muestra a muestra (de paciente a paciente) . Esto puede afectar al resultado del hematocrito calculado cuando se usa el enfoque de relación de conductancia descrito, ya que esta variable no se controla ni se tiene en cuenta para el enfoque. Indicado como alternativa, la variabilidad electrolítica en la muestra de sangre, por ejemplo de paciente a

paciente, puede influir en las mediciones de conductancia. No obstante, en general no es posible el ajuste para esa variabilidad en la preparación de la solución de calibración. De este modo, la relación resultante abordada en el párrafo anterior no anulará esa variable y se acarreará en el cálculo del hematocrito final.

Se han realizado intentos para lidiar con esta variable. Por ejemplo, según la patente de Estados Unidos 4.686.479, se mide la concentración de electrolitos en la sangre y, para la medición de hematocrito, se usa la concentración de electrolito medida para llevar a cabo una corrección matemática sobre el resultado de las mediciones de conductancia para determinar la conductividad de la sangre. Los problemas con este enfoque incluyen: la posible variabilidad inherente de los sensores de electrolitos de la sangre adicionales que se necesiten y el hecho de que determinados electrolitos no pueden medirse y, por lo tanto, no se incluirían en el factor de corrección.

El documento US 4484135 describe un instrumento de medición del hematocrito capaz de determinar en continuo el hematocrito de sangre en circulación midiendo la resistividad eléctrica de la sangre mediante el uso de un primer dispositivo de medición de la resistividad en una vía circulatoria y midiendo la resistividad del filtrado de un ultrafiltro en un segundo dispositivo de medición de la resistividad.

Se desea la mejora en las mediciones del hematocrito. Lo que es particularmente deseado es un enfoque conveniente reproducible para proporcionar una evaluación razonablemente coherente de hematocrito, a partir de mediciones de tipo conductancia. Además, se necesita un aparato para aplicar el enfoque.

Sumario de la invención La presente invención proporciona un cartucho de análisis de muestra según la reivindicación 1 y un procedimiento de evaluación del hematocrito según la reivindicación 16. La presente divulgación describe técnicas y equipos para realizar mediciones de la conductancia para evaluar, por ejemplo, una muestra de sangre completa desconocida. En general, el equipo puede aplicarse para proporcionar: una primera célula de medición de la conductancia, no filtrada, y una segunda célula de medición de la conductancia, filtrada. En una disposición típica, las dos células están ubicadas para que entren en contacto con una única muestra al mismo tiempo. Una disposición típica, tal como se describe, incluye usar una célula filtrada de eritrocitos como la segunda célula, filtrada, y ubicar la disposición como una disposición de medición del hematocrito en comunicación de flujo de fluido con una entrada de muestra líquida en el mismo cartucho.

En un cartucho de análisis de muestra típico (que incluye la disposición de medición del hematocrito tal como se caracteriza) la segunda célula de medición de la conductancia, filtrada, comprende un par de electrodos separados ubicados en, o por debajo de, un filtro, seleccionándose el filtro, por ejemplo, para filtrar eritrocitos, impidiendo que alcancen la región entre los dos... [Seguir leyendo]

1. Un cartucho (10) de análisis de muestra que define un canal de flujo (13) que tiene un sustrato (39, 39c) , teniendo el canal de flujo

(a) una entrada de muestra líquida (12) y

(b) una disposición de medición de la conductancia (17, 17a, 17b, 17c) montada sobre el sustrato que incluye:

(i) una primera célula de medición de la conducción, no filtrada (20, 20a, 20b, 20c) , en comunicación de flujo fluido con la entrada de muestra líquida y

(ii) una segunda célula de medición de la conductancia, filtrada (21, 21 a, 21 b, 21 c) , en comunicación de flujo fluido con la entrada de muestra líquida.

2. Un cartucho de análisis de muestra según la reivindicación 1 en el que:

(a) la disposición de medición de la conductancia (17, 17a, 17b, 17c) es una disposición de medición del hematocrito y

(b) la segunda célula de medición de la conductancia, filtrada (21, 21a, 21b, 21c) , es una célula de medición de la conductancia filtrada de eritrocitos.

3. Un cartucho de análisis de muestra según la reivindicación 2 en el que la segunda célula de medición de la conductancia filtrada de eritrocitos (21, 21a, 21b, 21c) comprende dos electrodos separados (46, 47) protegidos por un material de filtro (36) .

4. Un cartucho de análisis de muestra según la reivindicación 3 en el que el material de filtro (36) comprende un hidrogel.

5. Un cartucho de análisis de muestra según la reivindicación 4 en el que el material de filtro (36) comprende un hidrogel de PVA.

6. Un cartucho de análisis de muestra según la reivindicación 3 en el que el material de filtro (36) comprende una membrana microporosa.

7. Un cartucho de análisis de muestra según la reivindicación 6 en el que el material de filtro (36) comprende una membrana microporosa de policarbonato.

8. Un cartucho de análisis de muestra según la reivindicación 3 en el que el material de filtro (36) comprende un material dieléctrico ranurado.

9. Un cartucho de análisis de muestra según una cualquiera de las reivindicaciones 3-8 en el que los electrodos separados (46, 47) dentro de la segunda célula de medición de la conductancia (21, 21a, 21b, 21c) comprende cada uno un electrodo de oro; estando los electrodos separados de la segunda célula de medición de la conductancia separados uno de otro por una distancia no superior a 0, 127 mm.

10. Un cartucho de análisis de muestra según una cualquiera de las reivindicaciones 2-9 en el que el cartucho define un área perimetral no superior a 80 centímetros cuadrados.

11. Un cartucho de análisis de muestra según una cualquiera de las reivindicaciones 2-10 en el que la disposición de medición del hematocrito está configurada para un volumen de muestra operativo no superior a 200 microlitros.

12. Un cartucho de análisis de muestra según una cualquiera de las reivindicaciones 1-7 y 9-11 en el que la primera célula de medición de la conductancia, no filtrada (20, 20a, 20c) , comprende dos electrodos separados (43, 44) .

13. Un cartucho de análisis de muestra según la reivindicación 12 en el que los dos electrodos separados (43, 44) dentro de la primera célula de medición de la conductancia, no filtrada (20, 20a, 20c) , comprenden cada uno un electrodo de oro.

14. Un cartucho de análisis de muestra según la reivindicación 10 en el que la primera célula de medición de la conductancia, no filtrada (20b) , incluye un único electrodo (66) , que es operado para medir un valor de la conductancia no filtrado usando un electrodo (46 o 47) de la segunda célula de medición de la conductancia, filtrada (21 b) .

15. Un cartucho de análisis de muestra según una cualquiera de las reivindicaciones 2-14 que incluye al menos un sensor analítico, no de hematocrito (77a) , en comunicación de flujo de fluido con la entrada de muestra líquida.

16. Un procedimiento de evaluación del hematocrito; incluyendo dicho procedimiento las etapas de:

(a) medir la conductancia de una muestra de sangre completa en un sistema de medición del hematocrito según la reivindicación 1 usando la primera célula de medición de la conductancia, no filtrada, para proporcionar un valor de medición de sangre completa CB; y usar la segunda célula de medición de la conductancia, filtrada, para obtener un valor de medición filtrado de eritrocitos CP y

(b) correlacionar las mediciones de la conductancia CB y CP para determinar un valor del hematocrito para la muestra de sangre completa desconocida.

17. Un procedimiento según la reivindicación 16 que incluye las etapas de:

(a) medir la conductancia de un calibrador conocido en:

(i) la primera célula de medición de la conductancia, no filtrada, para obtener un valor de medición de la 10 conductancia CC y

(ii) la segunda célula de medición de la conductancia, filtrada, de eritrocitos para obtener un valor de medición de la conductancia CCF;

(b) en el que dicha etapa de correlación comprende correlacionar las mediciones de la conductancia CB, CP, CC y CCF conjuntamente, para determinar un valor del hematocrito para la muestra de sangre completa desconocida.

18. Un procedimiento según la reivindicación 17 en el que dicha etapa de correlación comprende:

(i) calcular un valor de RB mediante la fórmula: RB = CB/CC;

(ii) calcular el valor de RP mediante la fórmula: RP = CP/CCF y

(iii) relacionar RB con RP para determinar un valor del hematocrito para la muestra de sangre completa desconocida.

19. Un procedimiento según la reivindicación 18 en el que dicha etapa de relacionar RB con RP comprende:

(i) calcular RG según la fórmula: RG = RB/RP y

(ii) determinar el hematocrito comparando RG con una función RG establecida previamente usando patrones.

20. Un procedimiento según la reivindicación 19 en el que dicha etapa de determinación del hematocrito comparando RG comprende determinar el hematocrito según la fórmula:

Hematocrito = RG (C1) + C2 en la que C1 y C2 son constantes derivadas empíricamente para el sistema de medición del hematocrito.