ES2280604T3 - Deteccion de olores usando insectos. - Google Patents

Abstract

Una unidad de sujeción (100) para alojar al menos dos insectos en posiciones predeterminadas, en la que la unidad de sujeción (100) comprende un alojamiento (100) y dos o más sujetadores (87) de insecto retirables, cada uno para alojar un insecto respectivo (90) de un tipo particular en una posición determinada, estando adaptada la unidad de sujeción para que esté asociada de forma retirable a una unidad de detección (150), para exponer insectos (90) en la unidad de sujeción (100) a una muestra de gas que se va probar y monitorizar una respuesta de los insectos a la muestra para detectar así una respuesta indicativa del olor objetivo.

Description

Detección de olores usando insectos.

Campo de la invención

Esta invención se refiere a la detección de olores y está relacionada con aparatos y procedimientos para detectar un olor objetivo específico.

Antecedentes de la invención

Se sabe que animales, tales como los perros, tienen buena sensibilidad a los olores, siendo los perros hasta 200 veces más sensibles a los olores que las personas humanas. Tales animales pueden ser entrenados para responder a un olor específico de una forma detectable determinada. Por ejemplo, se utilizan perros olfateadores entrenados para detectar explosivos, drogas ilegales, etc.

También se sabe que los insectos tienen una sensibilidad mucho mayor a los olores y pueden ser más sensibles que las mejores técnicas físicas, incluyendo la cromatografía de gases, siendo sensibles posiblemente a materiales olorosos presentes en niveles muy bajos, hasta de 10^{-18} molar. Los insectos, incluyendo abejas, avispas, polillas, áfidos, etc., pueden ser entrenados o condicionados para responder con alta precisión y específicamente a un olor específico de forma detectable, por ejemplo, midiendo las señales eléctricas en las antenas (electroantenografía) u observando los movimientos físicos tales como una extensión de la probóscide. Por ejemplo, las abejas melíferas forrajeadoras (especie Apis mellifera) pueden ser condicionadas a un olor objetivo determinado, produciendo una respuesta de reflejo fácilmente visible de extensión de la probóscide. (véase, por ejemplo, el documento de Pham - Delegue M.-H., Bailez O., Blight M. M., Masson C., Picard-Nizou A. y Wadhams L. J. (1993) Discriminación de Conducta de los volátiles de la planta de colza por la abeja melífera Apix mellifera L. Chem. senses 18: 483 - 494.).

Hasta el momento se han monitorizado las respuestas de insectos de este tipo únicamente en laboratorios, por ejemplo, para fines experimentales. Los insectos no son robustos, por lo que se presentan dificultades prácticas con respecto al manejo y transporte de insectos para su utilización en condiciones de laboratorio.

El documento de Abramson C I, Boyd B J "Un Aparato Automatizado para Condicionar la Extensión de la Probóscide en abejas melíferas. L" J. Entomol. Sci. Vol 36, número 1 (2001) páginas 78 - 92 se refiere a las investigaciones de laboratorio sobre el acondicionamiento de abejas, en las cuales se sujeta una abeja pegándola en posición con cinta adhesiva en un casquillo del calibre 38.

La presente invención tiene el objeto de facilitar una utilización y explotación más amplia de las habilidades de detección de olores de los insectos.

Sumario de la invención

De acuerdo con la presente invención se proporciona una unidad de sujeción para alojar al menos dos insectos en posiciones predeterminadas, en la que la unidad de alojamiento comprende un alojamiento y dos o más sujetadores de insectos, cada uno para sostener un insecto respectivo de un tipo determinado en una posición predeterminada, estando adaptada la unidad de sujeción para estar asociada, de forma retirable, con una unidad de detección, para exponer los insectos que se encuentran en la unidad de sujeción a una muestra del gas que se va a probar y monitorizar la respuesta de los insectos a la muestra para detectar así una respuesta indicativa del olor objetivo.

Se diseña la unidad de sujeción de la invención para utilizarse con una unidad de detección para producir aparatos para la detección de un olor objetivo específico, comprendiendo además el aparato un medio para exponer un insecto en una unidad de sujeción asociada a la unidad de detección a una muestra de gas que se va a probar, y un medio que permite la monitorización de la respuesta del insecto a la muestra, detectando así una respuesta indicativa del olor objetivo.

En uso, una unidad de sujeción que aloja dos o más insectos que responden de forma detectable al olor objetivo se asocia a la unidad de detección. Se suministra al aparato una muestra del gas que se va a probar, para que los insectos en la unidad de sujeción queden expuestos a la misma. Se monitorizan los insectos para una respuesta indicativa del olor objetivo, permitiendo así la determinación de si el olor objetivo está presente, o no, en la muestra.

El insecto utilizado en la detección de los olores es, convenientemente, la abeja, particularmente abejas melíferas forrajeadoras (especies Apis mellifera). Como se indica más arriba, se puede condicionar las abejas, por ejemplo de una forma conocida, para que realicen una respuesta refleja de extensión de la probóscide a un olor objetivo determinado. Se puede monitorizar la respuesta de extensión de la probóscide, por ejemplo, por técnicas conocidas tales como radar de efecto Doppler, técnicas de análisis por imagen, etc. Las abejas poseen muy buenas propiedades de discriminación de olores, siendo capaces, por ejemplo, de distinguir entre tabaco envuelto, el material de envoltura y el tabaco no envuelto, permitiendo una detección muy precisa de olores. Además las abejas son sensibles a niveles muy bajos de olores, teniendo una sensibilidad sustancialmente mayor que los perros olfateadores, permitiendo la detección precisa y fiable de olores específicos a niveles muy bajos. Se puede condicionar de forma similar otros insectos, incluyendo avispas, para que respondan a olores específicos. Ciertos insectos pueden tener también una respuesta refleja innata a ciertos olores, lo cual puede ser explotado sin necesidad de acondicionar al insecto.

Debido a que la unidad de sujeción no forma parte de la unidad de detección sino está asociada de forma retirable con la misma, se puede utilizar la unidad de sujeción para transportar insectos alojados en la misma desde un primera ubicación, por ejemplo donde se crían y se acondiciona los insectos, a un punto de uso en una segunda ubicación (posiblemente distante geográficamente de la primera ubicación) en la que se sitúa la unidad de detección. La unidad de detección puede ser una instalación permanente o semi permanente en un punto de uso, o puede ser en forma de una unidad portátil.

La unidad de sujeción es portátil, es decir, está diseñada y adaptada para ser transportada desde una ubicación a otra ubicación (posiblemente lejana geográficamente) teniendo insectos alojados en su interior. La unidad de sujeción es apropiadamente robusta para poder ser transportada sin que sea probable que se produzcan daños a los insectos alojados dentro de la misma.

Por lo tanto, la presente invención permite la producción en masa, y posiblemente el acondicionamiento si fuese necesario, de insectos para ser transportados desde una primera ubicación, siendo transportados los insectos en una unidad de sujeción hasta un punto determinado de uso en una segunda ubicación de una forma que no ha sido posible hasta ahora. En algunos casos, puede ser deseable acondicionar los insectos en la segunda ubicación.

La invención incluye también en su alcance una unidad de sujeción como se ha definido más arriba en combinación con una unidad de detección. Preferiblemente, la unidad de sujeción aloja en su interior dos o más insectos en posiciones predeterminadas con respecto a la unidad de sujeción y con respecto a la unidad de detección.

Preferiblemente, la unidad de sujeción aloja en su interior dos o más insectos que responden de manera detectable a un olor objetivo.

Preferiblemente, la unidad de sujeción incluye, o lleva asociada consigo, un medio de soporte vital para los insectos situados en la unidad de sujeción, incluyendo típicamente medios para suministrar nutrientes tales como una solución de sacarosa para las abejas. De esta manera, se puede mantener los insectos dispuestos en una unidad de sujeción durante un período largo de tiempo, por ejemplo, cuando en transito y en uso, hasta aproximadamente 7 días en el caso de abejas.

No es esencial que la unidad de sujeción tenga medios para suministrar nutrientes. Por ejemplo, las abejas solamente necesitan alimentarse una vez cada 24 horas, de manera que pueden sobrevivir en transito hasta 24 horas sin alimento, siempre que las condiciones, por ejemplo, temperatura, humedad, etc., sean las apropiadas. Cuando la unidad de sujeción no incluye medios para suministrar nutrientes, es preferible que la unidad de detección incluya, o tenga asociada con la misma, medios para suministrar nutrientes. Las condiciones ambientales, por ejemplo, temperatura, humedad, etc., dentro de la unidad de detección deben ser apropiadas para los insectos.

La unidad de sujeción comprende un alojamiento y dos o más sujetadores retirables para los insectos, cada uno de los cuales es para sujetar un insecto respectivo de un tipo determinado en una posición predeterminada. Típicamente, la unidad de sujeción incluye una pluralidad, aproximadamente de 3 a 8, de sujetadores de insectos similares, por ejemplo, organizadas en línea o en una disposición (en parte) circular sobre un soporte.

Se adapta convenientemente la unidad de detección para que tenga una unidad de sujeción que se recibe en su interior de forma retirable, por ejemplo, por medio de una unidad de sujeción que se puede situar en una abertura apropiadamente configurada en la unidad de detección.

Deseablemente, una pluralidad de unidades de sujeción similares pueden asociarse simultáneamente con la unidad de detección, por ejemplo, con la unidad de detección que incluye una pluralidad de aberturas similares como se ha explicado más arriba. Cada una de las unidades de sujeción distintas puede alojar al menos dos insectos que responden a un olor objetivo específico diferente, de manera que se puedan usar la unidad de detección y las unidades de sujeción asociadas para detectar un cierto número de olores objetivos diferentes, posiblemente simultáneamente en una sola muestra de gas.

Los medios para exponer un insecto en una unidad de sujeción en la unidad de detección a una muestra de gas que va a ser probada comprenden preferiblemente medios apropiados de conductos, y preferiblemente incluyen también medios para crear un flujo de gas que pasa por el insecto, por ejemplo un medio de ventilador o medios de aspiración.

Preferiblemente, los medios de conductos terminan en uno o más tubos de extremo acampanado (uno para cada insecto que está siendo probado), para suministra gas al insecto asociado como una corriente turbulenta localizada.

Por ejemplo, se puede obtener la muestra de gas que se va a probar del interior de un contenedor de camión, un contenedor de carga etc., utilizando, por ejemplo, técnicas conocidas tales como las que se usan actualmente para obtener muestras para que los perros olfateadores las prueban. Se puede suministra la muestra directamente a la unidad de detección para su comprobación inmediata o almacenarla para la comprobación posterior.

Los medio para monitorizar una respuesta del insecto a la muestra comprenden convenientemente equipos apropiados de análisis de imagen, utilizando, por ejemplo, una cámara CCD. Debido a que se sujeta un insecto en la unidad de sujeción en una posición predeterminada, la posición de una parte determinada del insecto, por ejemplo la probóscide de una abeja, es predeterminada de manera similar, facilitando la monitorización.

Los medios de exposición y los medios de monitorización convenientemente forman parte de la unidad de detección. La unidad de detección incluye convenientemente una fuente de luz para iluminar los insectos dentro de la misma, por ejemplo, una o más agrupaciones de LED. Es preferible utilizar luz roja para iluminar las abejas. Convenientemente se proporciona un difusor entre la fuente de luz y los insectos, para iluminación más homogénea. Es deseable que las superficies de la unidad de detección detrás y al lado de la unidad de sujeción y de los insectos (en uso) sean de color claro, por ejemplo, blanco, para proporcionar un fondo de contraste contra el cual se puedan visualizar los insectos por el medio de monitorización, por ejemplo, la cámara CCD. Preferiblemente, el medio de monitorización se sitúa verticalmente encima de los insectos en la unidad de detección, en
uso.

Medios de visualización y/o medios de grabación apropiados se encuentran asociados preferiblemente al medio de monitorización, para visualizar y/o grabar los resultados de la monitorización.

La unidad de sujeción es convenientemente reutilizable. En este caso, después de usarse en una unidad de detección determinada, la unidad de sujeción y el insecto o insectos situados en la misma pueden ser devueltos a la primera ubicación o a una ubicación similar. Los insectos utilizados pueden ser retirados o liberados o reacondicionados para usos adicionales. Esto es en contraste con prácticas de la técnica anterior en las que se tratan generalmente a los insectos de forma desechable, siendo desechados después de un solo uso, a menudo en malas condiciones o muertos. Se puede reutilizar la unidad de sujeción devuelta para alojar insectos adicionales en la misma, para suministro a la misma unidad de detección o a una unidad de detección similar.

La invención proporciona también un aparato para detectar uno o más olores objetivo específicos, comprendiendo el aparato: una pluralidad de unidades de detección, estando adaptada cada unidad de manera que tenga una unidad de sujeción retirable asociada a la misma para alojar al menos dos insectos en una posición predeterminada, y cada unidad de detección incluye o tiene asociada con la misma medios para exponer los insectos en una unidad de sujeción asociada a una muestra de gas que se va a probar y medios para realizar la monitorización de una respuesta de los insectos a la muestra para detectar así una respuesta indicativa del olor objetivo; y una pluralidad de unidades de sujeción, en las que las unidades de sujeción y las unidades de detección son intercambiables, siendo cualquier unidad de sujeción utilizable con cualquier unidad de detección. Típicamente, las unidades de sujeción son similares o idénticas.

Por lo tanto, se pueden suministrar insectos en las unidades de sujeción a cualquier unidad de detección en el sistema desde una o más primeras ubicaciones para criar, y posiblemente acondicionar, los insectos. De forma similar, después de su utilización, las unidades de sujeción pueden ser devueltas a la primera ubicación o ubicaciones para su reciclaje y reutilización, para un posible resuministro a cualquier unidad de detección en el sistema.

La invención proporciona también un procedimiento para detectar un olor objetivo específico, comprendiendo el procedimiento asociar una unidad de sujeción a una unidad de detección, comprendiendo la unidad de sujeción un alojamiento y dos o más sujetadores de insectos retirables, sujetando cada uno un insecto respectivo de un tipo particulat en una posición predeterminada, respondiendo los insectos de forma detectable al olor objetivo; exponer los insectos a una muestra de gas que se va a probar; y monitorizar una respuesta de los insectos a la muestra para detectar así una respuesta indicativa del olor objetivo.

La invención tiene aplicaciones potenciales en un amplio rango de campos, incluyendo la detección de bienes ocultos tales como tabaco, drogas ilegales etc., con objetivos de aduanas, explosivos con objetivos de seguridad, diagnósticos médicos, seguridad y calidad de alimentos, objetivos forenses, etc.

El procedimiento puede comprender: en una primera ubicación, alojar al menos dos insectos en una posición predeterminada en la unidad de sujeción; transportar la unidad de sujeción y los insectos en la misma a una segunda ubicación en la que se encuentra una unidad de detección; asociar la unidad de sujeción a la unidad de detección en la segunda ubicación; exponer los insectos a una muestra del gas que se va aprobar; y monitorizar una respuesta del insecto o insectos a la muestra, para detectar así una respuesta indicativa del olor objetivo.

Típicamente, la primera ubicación es una ubicación central en la que se crían los insectos, y posiblemente también se acondicionan, para responder a un olor objetivo particular. La segunda ubicación es un punto de uso geográficamente separado, y puede estar en una ubicación fija tal como un punto de comprobación de aduanas en un aeropuerto o puerto de mar, una fábrica etc., en la que una unidad de detección puede situarse de forma permanente o semi permanente, o una ubicación desplazable en la que se sitúa una unidad de detección portátil.

Alternativa o adicionalmente, se pueden acondicionar los insectos en la segunda ubicación si es necesario. Las condiciones dentro de la unidad de sujeción y de la unidad de detección deben ser tales que mantengan al insecto o a los insectos durante un período largo de tiempo, cuando están en tránsito o en uso, por ejemplo, hasta aproximadamente 7 días en el caso de abejas.

Después del uso en la segunda ubicación, durante varios días en el caso de las abejas, se retira o se disocia la unidad de sujeción de la unidad de detección y se le devuelve, preferiblemente alojando todavía el insecto o insectos, a la primera ubicación o a una ubicación similar para el manejo de los insectos. Allí, los insectos pueden ser retirados, liberados o posiblemente reacondicionados para usos adicionales. De forma similar, se puede reutilizar la unidad de sujeción al alojar insectos adicionales en la misma para suministrarla a una unidad de detección.

Se describirá la invención con más detalle, por medio de las ilustraciones, con referencia a los dibujos que se acompañan, en los que:

la figura 1 es una vista desde atrás y un lado (lado derecho) de una pieza moldeada para un sujetador de abeja, para utilizarse con realizaciones de la invención;

la figura 2 es una vista desde delante y lado derecho de la pieza moldeada de sujetador de abeja que se muestra en la figura 1;

la figura 3 es una vista desde atrás y arriba de la pieza moldeada de sujetador de abeja que se muestra en las figuras 1 y 2;

la figura 4 es una vista desde delante y lado derecho de un sujetador de abeja formado de la pieza moldeada que se muestra en las figuras 1 a 3;

la figura 5 es una vista desde el lado derecho del sujetador de abeja que se muestra en la figura 4;

la figura 6 es una vista en sección por la línea A - A en la figura 5;

la figura 7 es una vista desde atrás y lado derecho del sujetador de abeja que se muestra en las figuras 4 a 6, con un túnel de carga unido;

la figura 8 es una vista esquemática en sección longitudinal que ilustra una abeja entrando en el sujetador de abeja que se muestra en las figuras 4 a 7;

la figura 9 es una vista similar a la de la figura 8, que muestra una abeja completamente situada en el sujetador de abeja;

la figura 10 es una vista frontal que ilustra un sujetador de abeja como se muestra en las figuras 4 a 9;

la figura 11 es una vista lateral de una abeja dentro del sujetador de abeja de las figuras 4 a 10, estando extendida la probóscide de la abeja;

la figura 12 muestra un soporte visto desde delante y un lado (lado izquierdo) para sujetar 3 sujetadores de abeja como se muestra en las figuras 4 a 11, para formar una unidad de sujeción;

la figura 13 muestra una unidad de sujeción que comprende el soporte de la figura 12, visto desde delante y el otro lado, sujetando 3 sujetadores de abeja;

la figura 14 es una vista desde delante y un extremo de una unidad de detección;

la figura 15 es una vista desde delante y el otro extremo de la unidad de detección de la figura 14;

la figura 16 es una vista desde atrás y un extremo de los componentes internos de la unidad de detección de las figuras 14 y 15;

la figura 17 es una vista desde atrás y otro extremo de los componentes internos de la unidad de detección de las figuras 14 y 15;

la figura 18 es una ilustración esquemática del sistema de flujo de aire de la unidad de detección de las figuras 14 a 17;

la figura 19 es una ilustración esquemática de algunos de los componentes internos de la unidad de detección de las figuras 14 a 18;

la figura 20 es una vista esquemática lateral de los componentes que se muestran en la figura 19;

la figura 21 es una vista esquemática en planta de un detalle de los componentes internos de la unidad de detección de las figuras 14 a 20;

la figura 22 muestra parte de la unidad de detección de las figuras 14 a 21 en conjunto con la unidad de sujeción de la figura 13;

la figura 23 es una vista esquemática extrema de la unidad de sujeción de la figura 13 en la unidad de detección de las figuras 14 a 21;

la figura 24 es un gráfico del número de píxeles respecto al tiempo (segundos) representando la extensión de probóscide respecto al tiempo que se obtiene utilizando el aparato de la invención; y

la figura 25 ilustra esquemáticamente un aspecto del procedimiento de la invención.

Descripción detallada de los dibujos

Las figuraras 1 a 11 ilustran una realización de un sujetador de abeja hecho de una pieza de moldeo 40 de polipropileno, como se muestra en las figuras 1 a 3, fabricado utilizando una herramienta de moldeo por inyección de apertura y cierre. La pieza de moldeo comprende una porción 42 de canal inferior y una porción 44 de tapa superior conectadas por medio de una trama fina 46 (mostrada esquemáticamente en los dibujos) que constituye una articulación integral.

La porción 42 de canal inferior incluye una pared 47 de fondo, paredes laterales 48 y 49 y una pared delantera 50. La parte posterior de la porción de canal inferior está abierta. Un nervio longitudinal 51 se extiende hacia arriba desde la pared 47 de fondo. Cada una de las paredes laterales 48 y 49 es de una configuración escalonada e incluye una abertura respectiva 52, 54 con la finalidad de cierre, que se discutirá más adelante. La pared delantera tiene una abertura circular 56 dentro de la misma, con una ranura central 58 que se extiende hacia abajo desde la misma y que termina en una porción inferior inclinada 60 de la pared delantera. Se proporciona una abertura rectangular respectiva 62, 64 en la pared delantera, en cada lado de la ranura 58.

La porción 44 de tapa superior incluye un miembro 65 de cubierta generalmente plano, que tiene una abertura central 66 en la cual se sitúa una lengüeta 68 que tiene una púa 70 adyacente al extremo libre de la misma para atrapar y retener una abeja en el sujetador, como se discutirá a continuación, constituyendo así un medio de retención. Una pareja de brazos 72, 74 se extienden perpendicularmente desde el lado inferior de la porción 44 de tapa, terminando cada uno en una porción 76, 78 de brida orientada hacia fuera respectivamente, para aplicarse en las aberturas 52, 54 para fines de cierre. Una pareja de aletas o grapas de montaje generalmente triangulares 80, 82 se extiende perpendicularmente desde el lado superior de la porción 44 de tapa, con un nervio 84, 86 respectivo de posicionamiento en las caras interiores adyacentes de las grapas.

Se produce un sujetador de abeja 87 a partir de la pieza de moldeo 40 al pivotar las porciones 42 y 44 una hacia la otra, alrededor de la articulación 46, de manera que la porción 44 de tapa se solape a la porción 42 de canal como se muestra en las figuras 4 a 11. Las figuras 8 a 11 incluyen una representación esquemática de una abeja dentro del sujetador. Los brazos 72, 74 son suficientemente deformables elásticamente para permitir que las porciones 76, 78 de brida se desplacen dentro de la porción de canal inferior y se apliquen en las aberturas 52, 54, bloqueando así la porción 44 de tapa en posición en la porción de canal inferior por medio de un ajuste de salto elástico (figura 6). El sujetador de abeja resultante tiene una forma generalmente tipo de caja, teniendo una longitud total de 14 mm, una altura total de 9 mm (excluyendo las grapas de montaje erectas), una anchura máxima de 9 mm, con una porción inferior más estrecha de 7 mm de ancho. El sujetador define una cámara 88 generalmente similar a una caja, que tiene una anchura en la porción inferior de 5 mm. La holgura entre la parte superior del nervio 51 y el lado inferior del miembro 65 de cubierta (y la lengüeta 68) es de 5 mm, habiendo un espacio entre la parte superior del nervio 51 y la púa 70 de 3,5 mm. El nervio 51 es de 1,8 mm de ancho. La parte trasera abierta de la porción de canal inferior constituye una entrada a la cámara, y la abertura circular 56 (que tiene un diámetro de 4 mm) en la pared delantera constituye una abertura de cabeza para una abeja situada en la cámara.

En uso, se inserta una abeja melífera forrajeadora 90 en la cámara 88 a través de la entrada constituida por la parte trasera abierta de la porción de canal inferior, con la cabeza en primer lugar. Un manipulador experto puede insertar manualmente la abeja. Alternativamente, se puede atraer a la abeja para que entre en la cámara por medio de la utilización de una o más elementos atrayentes situados apropiadamente aguas abajo de la cámara. La abeja puede entrar en la cámara por medio de un túnel de carga, de forma interna de sección transversal similar, a la cámara, como se muestra en la figura 7. Cuando la abeja entra en la cámara, se desplaza la lengüeta 68 hacia arriba, como se muestra en la figura 8, al aplicarse la púa 70 a la parte trasera del abdomen de la abeja. Cuando la abeja se encuentra completamente dentro de la cámara, sobresaliendo la cabeza 94 de la abeja por la abertura 56, como se muestra en la figura 9, la lengüeta vuelve a su posición original debido a la naturaleza elástica del material, estando situada la púa 70 detrás de la parte trasera del abdomen de la abeja, evitando así que la abeja salga de la cámara a través de la entrada. Por lo tanto, la lengüeta y la púa funcionan como una válvula de una vía, permitiendo la entrada de una abeja a la cámara, pero evitando la salida. La abertura 56 está dimensionada apropiadamente para permitir que la cabeza, pero no el cuerpo, de la abeja atraviese la misma, de manera que el cuerpo de la abeja quede retenido en la cámara. Por lo tanto, la púa funciona como medio de retención. La cámara 88 está dimensionada de manera que proporcione espacio suficiente para acomodar la abeja dentro de la misma, a la vez que evita que la abeja se dé la vuelta o retire la cabeza al interior de la cámara. El nervio 51 ayuda en la orientación de la abeja en la cámara, permitiendo que la parte inferior del cuerpo de la abeja pueda apoyarse en el nervio y las dos parejas de patas traseras de la abeja puedan agarrar posiblemente los lados del nervio. La pareja de patas delanteras de la abeja puede atravesar las aberturas 62, 64 ayudando adicionalmente a orientar la abeja en la cámara. Las alas de la abeja se acomodan confortablemente en la región superior ligeramente más ancha de la
cámara 88.

Estando restringida la abeja en el sujetador, se pueden realizar observaciones de la cabeza, particularmente de la extensión de la probóscide 96, como se ilustra en la figura 11, estando situada la ranura 58 de manera que facilite la extensión de la probóscide fuera de la cámara y facilitar así la monitorización de la misma.

Cuando se hayan terminado las observaciones, se puede pivotar la porción 44 de tapa de la porción 42 de canal inferior alrededor de la articulación 46, abriendo así la cámara y permitiendo que la abeja salga de la cámara sin que sufra daño.

La figura 12 ilustra un soporte o transportador 100 adaptado para que tenga 3 sujetadores 87 de abeja asegurados de forma retirable al mismo, como se ha descrito más arriba con referencia a las figuras 4 a 11, para formar una unidad de sujeción. El soporte 100 comprende una pieza moldeada de polipropileno que tiene 3 rebajes 110, 112 y 114, teniendo cada uno de ellos una orejeta erecta asociada 116, 118 y 120, respectivamente. Cada orejeta incluye una pareja de rebajes similares en lados opuestos de la misma, siendo visible únicamente un rebaje 121, 122 y 124 en al figura 12. Cada rebaje está abierto en un extremo (en la parte posterior de la unidad de sujeción 100), tiene paredes paralelas superior e inferior (por ejemplo 126 y 128) y termina en una pared extrema interior inclinada (por ejemplo 130) a un ángulo de aproximadamente 45º respecto a la pared lateral inferior asociada 128.

Un sujetador 87 de abeja como se ha descrito anteriormente está asegurado a una orejeta del soporte 100 por medio de las grapas de montaje 80, 82 y los nervios de posicionamiento 84, 86. Un sujetador está inclinado con un ángulo de aproximadamente 45º, estando la pared delantera 50 encima de la parte trasera abierta del sujetador. La separación entre las grapas 80, 82 es ligeramente mayor que la anchura de una orejeta de manera que las grapas se puedan asegurar en una orejeta como un ajuste por empuje desde delante, y las grapas se deforman resilientemente hasta un grado suficiente para permitir que los nervios 84, 86 pasen por encima de la orejeta y se ajusten dentro de los rebajes como un ajuste por salto elástico, aplicándose los nervios a las paredes extremas interiores inclinadas de los rebajes. De esta forma, se puede asegurar un sujetador de abeja al soporte de forma firme pero retirable, como se muestra en la figura 13, formando una unidad de sujeción. En la práctica, en primer lugar se colocaría una abeja en un sujetador y se aseguraría el sujetador con la abeja al soporte, estando, por lo tanto, las abejas en una posición predeterminada, pero por claridad y simplicidad las abejas no se muestran en la figura 13.

La unidad de sujeción, incluyendo el soporte 100, se diseña para utilizarse con una unidad de detección 150 como se ilustra en las figuras 14 a 23. Los componentes internos principales de la unidad de detección 150 se muestran en las figuras 16 y 17, y las figuras 18 a 23 muestran varios componentes y detalles, y las figuras 14 y 15 muestra la apariencia externa general.

La unidad de detección 150 comprende un conjunto 160 de cámara inferior para recibir una unidad de sujeción que incluye el soporte 100 con abejas y que tiene asociados un sistema de flujo de aire y un sistema de suministro de muestras de gas; un conjunto superior 170 que incluye una cámara CCD 172 y fuentes de luz 174, 176 de diodos emisores de luz (LED); y una placa difusora 180 entre los conjuntos superior e inferior.

El conjunto 160 de cámara inferior comprende un canal 190 alargado, de extremos abiertos que tiene paredes laterales y de fondo de politetrafluorotileno (PTFE) y una pared superior 192 de lámina de policarbonato de calidad óptica. Se asegura un extremo del canal 190 a un alojamiento 194, incluyendo un filtro de carbón activado, y constituyendo una entrada de aire al canal. Se asegura el otro extremo del canal a un alojamiento 196 que incluye un ventilador con un montaje de aislamiento de vibración de caucho para aspirar el aire filtrado a través del canal. Una bandeja 200 de carga que incluye un rebaje 202 adaptado para recibir una unidad de sujeción que incluye el soporte 100 (figura 22) es recibido de forma deslizante en una abertura 204 en una de la paredes laterales del canal 190 (figura 19) para situar las abejas transportadas por la unidad de sujeción dentro del canal. La bandeja 200 está provista de obturaciones de juntas tóricas apropiadas que hacen de interfaz con las superficies apropiadas en el canal para proporcionar una obturación estanca al aire.

Como se muestra en las figuras 21 y 22, la bandeja 200 incluye una disposición de suministro de muestra de gas, que incluye un tubo 210 de suministro de aire que conduce el suministro principal similar de aire filtrado a través del canal 190, pasando a un tubo 212 de vidrio que tiene 3 ramas laterales similares 214, terminando cada una de ellas en un "extremo de campana" 216 (no mostrado en la figura 22) para suministrar gas como una corriente turbulenta que chocará contra las antenas de una abeja respectiva sujeta en la unidad de sujeción que incluye un soporte 100 en la bandeja 200 de carga. Las ramas 214 suministran el gas de muestra a las abejas, justamente delante de y aguas arriba de las cabezas de las abejas, en línea con el flujo principal de aire a través de la cámara. El tubo 210 incluye una válvula 220 de conexión/desconexión para controlar el flujo de aire, y una válvula 222 de membrana para inyectar la muestra de gas que va a ser probada en el sistema.

El conjunto superior 170 incluye una cámara CCD 172. Se monta la cámara de manera que se alinee con las cabezas de las abejas sujetas en la unidad de sujeción 100 en el canal 190. Como se ilustra en la figura 23, los sujetadores 87 de abeja asegurados al soporte 100 están ligeramente inclinados unos con respecto a los otros, siendo el grado de inclinación tal que las cabezas de las abejas en los sujetadores están orientadas hacia el centro de la lente de la cámara para que el movimiento de extensión de probóscide visto desde arriba por la cámara se vea normal en el campo de visión para las 3 abejas. La cámara 172 está unida a un ordenador personal (PC) (no mostrado) programado apropiadamente para realizar un programa de análisis de imágenes para medir la extensión, si se produce, de las probóscides de las abejas en la cámara, y almacenar y/o visualizar los resultados.

Cada una de las fuentes de luz LED 174 y 176 comprende una agrupación de 20 LEDs rojos orientados con un ángulo de manera que la luz emitida sea reflejada de la unidad de sujeción de abejas, incluyendo el soporte 100, la superficie superior de la bandeja 200 de carga, y la base del canal 190 (siendo estos componentes de color blanco para proporcionar una superficie de contraste contra la cual se visualiza la cabeza oscura y la probóscide de la abeja) en la lente de la cámara. La luz se difumina al pasar a través de la placa 180 de difusión, proporcionando incluso una iluminación más homogénea. Se proporciona un orificio rectangular 230 en el centro de la placa de difusión para permitir que la luz pase a la cámara.

Los componentes de la unidad de detección se alojan en una envoltura exterior 240 con forma de caja (mostrada en imagen especular en las figuras 14 y 15), que incluye una abertura 242 en una pared lateral 244 para permitir la apertura y cierre de la bandeja 200 de carga para permitir la carga y descarga de las abejas. La unidad de detección incluye un medio de control medioambiental (no mostrado), que incluye un elemento controlado por termistor en el flujo de aire para regular la temperatura y medios para regular la humedad del aire que se está suministrando a las abejas dentro de la misma. La unidad de detección se puede energizar externamente desde una red de suministro de electricidad, y/o se puede incluir una fuente de alimentación por batería (no mostrada) para proporcionar una unidad portátil apropiado para utilizarse en el campo.

Cuando se utiliza el aparato, una unidad de sujeción que incluye un soporte 100 que aloja 3 abejas (en sujetadores 87 respectivos) acondicionadas para que respondan a un olor objetivo determinado produciendo una respuesta refleja de extensión de la probóscide, está situada en la bandeja 200 de carga (figura 22 - se omiten las abejas por motivos de claridad) y se sitúa la bandeja 200 de carga en el conjunto de cámara inferior de forma obturada.

El aire filtrado a una temperatura de entre 22ºC y 28ºC y con una humedad apropiada es aspirado a través del canal 190, por encima de las abejas, por medio del ventilador para que pase en flujo laminar por encima de las abejas a una velocidad de aproximadamente 0,4 m/s.

Se obtiene una muestra de gas para ser probada desde, por ejemplo, la carrocería de un vehículo ya sea por medio de muestreo directo de aire o muestreo concentrado. Se suministra el gas que va a ser probado a las abejas por medio del sistema de inyección de muestras. Normalmente, se abre la válvula 220 y se introduce aire filtrado extraído de la fuente principal de aire al canal 190 por medio de un ventilador secundario (no mostrado) a través de las tuberías 210, 212 y 214 a una velocidad de aproximadamente 0,4 m/s para limpiar continuamente la tubería y evitar cualquier acumulación contaminante. Se utiliza la válvula de membrana 222 para inyectar una muestra de gas en el sistema para su comprobación. Cuando esto ocurre, se cierra la válvula 220 de manera que la muestra de gas sustituye el flujo normal de aire filtrado. La muestra de gas atraviesa la tubería 21 y las ramas 214, saliendo a través de los extremos 216 de boquilla, produciendo una corriente de aire turbulento que choca contra las antenas de las abejas en la unidad. Se proporciona la muestra de gas colocando una muestra concentrada de la muestra de gas de comprobación en un tubo de vidrio que tiene un extremo en forma de aguja, y un extremo abierto. Se conecta el extremo abierto a una tubería de fluido, que está conectada a una bomba, por medio de una válvula operada por conmutación, que produce una acumulación de presión. Se inserta el extremo en forma de aguja a través de la válvula de membrana, y se permite que las sustancias volátiles de las muestras de aire concentrado se acumulen lo suficiente antes de liberar la válvula operada por conmutación, permitiendo que la muestra volátil se presente a las abejas a una velocidad de 0,4 m/s.

Los extremos 216 de campana de las ramas 214 de tubería producen un flujo turbulento localizado, que extiende la muestra por un área mayor y asegura que el flujo pase por encima de las antenas de las abejas. Sin esta característica, se suministraría la muestra en un flujo laminar de manera que la corriente de la muestra probablemente no alcanzaría las abejas debido a efectos aerodinámicos.

La cámara 172 monitoriza las cabezas de las abejas y detecta cualquier movimiento de extensión de probóscide como respuesta a la muestra. Se muestran y/o se registran los resultados en el PC asociado.

Resultados típicos se muestran en la figura 24, la cual muestra la extensión de la probóscide (medida en píxeles) con respecto al tiempo de respuesta a la exposición a la muestra de gas que contiene materiales volátiles producidos por tabaco envuelto, introducido en el momento 0.

En una modificación de la unidad de detección descrita anteriormente, se diseña la porción de cámara inferior de manera que reciba 2 o más unidades de sujeción similares, por ejemplo en una relación de lado por lado al tener 2 unidades de carga similares. Cada unidad de sujeción en la unidad de detección tiene un medio apropiado de suministro de muestra de gas asociado a la misma. Una cámara sencilla puede monitorizar todas las respuestas de las abejas, pero, alternativamente, puede ser necesario proporcionar una o más cámaras adicionales. Se puede utilizar una realización de este tipo, por ejemplo, para detectar dos olores objetivo diferentes en una sola muestra, por ejemplo, tabaco envuelto y tabaco no envuelto.

Se utiliza el aparato en una disposición completa como se ilustra en la figura 25. Se producen las abejas como se representa en 300 en una primera ubicación. Se cargan las abejas que se encuentran en una etapa apropiada de desarrollo en los sujetadores 87 de abeja, como se representa en 310, y se aseguran a un soporte 100 para formar una unidad de sujeción, como se represente en 320. Se sitúa la unidad de sujeción en una unidad de detección 150 y las abejas acondicionadas, por ejemplo de una manera conocida, para que respondan a un olor objetivo determinado al producir una respuesta refleja de extensión de la probóscide, como se representa en 330. A continuación, se retira la unidad de sujeción de la unidad de detección y se empaqueta para la distribución, como se representa en 340, manteniéndose bajo condiciones apropiadas de temperatura y de humedad. Todos los pasos anteriores se realizan en la primera ubicación.

A continuación, se distribuyen las abejas con un camión, como se representa en 350, a un punto de uso en una segunda ubicación. Solo es necesario alimentar las abejas una vez al día, así que pueden sobrevivir hasta 24 horas en transito. En la segunda ubicación, se carga la unidad de sujeción en el cajón de una unidad de detección 150 adicional similar, como se representa en 360 y 370. Se suministran a la unidad de detección muestras del gas que se va a probar de un olor determinado, al cual las abejas están acondicionadas a responder, y se realizan medidas de extensión de probóscide como se ha descrito más arriba.

Se alimentan las abejas de una solución de sacarosa como se requiera en las ubicaciones primera y segunda, manteniendo en todo momento las abejas en condiciones medioambientales apropiadas para mantenerlas vivas y en buenas condiciones. Se puede mantener las abejas de esta forma hasta 7 días.

Cuando finaliza la utilización en la segunda ubicación, se devuelve la unidad de sujeción junto con las abejas a la primera ubicación mediante camión. Se liberan las abejas de sus sujetadores, para ser liberadas, retiradas o reacondicionadas para usos adicionales, como se requiera.

Usos de las abejas incluyen detectar bienes ocultos tales como tabaco, drogas ilegales etc. con finalidad de aduanas, explosivos con finalidad de seguridad, diagnósticos médicos, calidad y seguridad de alimentos, utilización forense, etc.

Claims (15)

1. Una unidad de sujeción (100) para alojar al menos dos insectos en posiciones predeterminadas, en la que la unidad de sujeción (100) comprende un alojamiento (100) y dos o más sujetadores (87) de insecto retirables, cada uno para alojar un insecto respectivo (90) de un tipo particular en una posición determinada, estando adaptada la unidad de sujeción para que esté asociada de forma retirable a una unidad de detección (150), para exponer insectos (90) en la unidad de sujeción (100) a una muestra de gas que se va probar y monitorizar una respuesta de los insectos a la muestra para detectar así una respuesta indicativa del olor objetivo.

2. Una unidad de sujeción de acuerdo con la reivindicación 1, en la que la unidad de sujeción (100) tiene al menos dos insectos (90) alojados en la misma en posiciones predeterminadas.

3. Una unidad de sujeción (100) de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en la que la unidad de sujeción (100) incluye una pluralidad de sujetadores (87) de insecto similares.

4. Una unidad de sujeción de acuerdo con una cualquiera de la reivindicaciones anteriores, en la que la unidad de sujeción (100) es portátil.

5. Una unidad de sujeción de acuerdo con la reivindicación 4, en la que la unidad de sujeción (100) incluye o tiene asociada a la misma medios de soporte vital para los insectos (90) situados en la unidad de sujeción.

6. Una unidad de sujeción de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en conjunto con una unidad de detección (150) para producir aparatos para detectar un olor objetivo específico, comprendiendo adicionalmente el aparato medios (210, 212, 214) para exponer insectos en la unidad de sujeción asociada a la unidad de detección a una muestra del gas que se va a probar; y medios (172) para permitir la monitorización de una respuesta de los insectos a la muestra para detectar así una respuesta indicativa del olor objetivo.

7. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 6, en el que la unidad de detección y/o la unidad de sujeción incluye o tiene asociada a la misma medios para suministrar nutrientes a los insectos alojados en la unidad de sujeción.

8. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 6 ó 7, en el que se recibe la unidad de sujeción en la unidad de detección de forma retirable.

9. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 6, 7 u 8, en el que se asocian simultáneamente una pluralidad de unidades de sujeción similares a la unidad de detección.

10. Un aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 9, en el que los medios (210, 212, 214) para exponer insectos en la unidad de sujeción en la unidad de detección a una muestra de gas que se va a probar comprenden medios apropiados de conducción, y preferiblemente incluyen también medios para crear un flujo de gas que pasa a los insectos.

11. Un aparato de acuerdo con una cualquiera de la reivindicaciones 6 a 10, en el que los medios para monitorizar una respuesta de los insectos a una muestra comprende equipos (172) de análisis de imágenes.

12. Un aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 11, en la que los medios de exposición y los medios de monitorización forman parte de la unidad de detección.

13. Un aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 12, para detectar uno o más olores objetivos específico, que comprende: una pluralidad de unidades de detección (150), estando adaptada cada unidad para que tenga asociada a la misma de forma retirable una unidad de sujeción (180) para alojar al menos dos insectos en una posición predeterminada, y cada unidad de detección (150) incluye o tiene asociada a la misma medios (210, 212, 214) para exponer los insectos en una unidad de sujeción asociada a una muestra del gas que se va a probar y medios (172) para poder realizar la monitorización de la respuesta de los insectos a la muestra para detectar así una respuesta indicativa del olor objetivo; y una pluralidad de unidades de sujeción (100), en las que las unidades de sujeción y las unidades de detección son intercambiables, siendo cualquier unidad de sujeción utilizable con cualquiera unidad de detección.

14. Un procedimiento para detectar un olor objetivo específico, comprendiendo el procedimiento asociar una unidad de sujeción (100) a una unidad de detección (150), comprendiendo la unidad de sujeción (100) un alojamiento (100) y dos o más sujetadores (87) de insecto retirables, sujetando cada uno de ellos un insecto respectivo de un tipo particular en una posición predeterminada, respondiendo los insectos de manera detectable al olor objetivo; exponer los insectos a una muestra del gas que se va a probar; y monitorizar una respuesta de los insectos a la muestra para detectar así una respuesta indicativa del olor objetivo.

15. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 14, comprendiendo el procedimiento: en una primera ubicación, alojar al menos dos insectos en una posición predeterminada en la unidad de sujeción; transportar la unidad de sujeción y los insectos alojados en la misma a una segunda ubicación en la que está situada la unidad de detección; asociar la unidad de sujeción a la unidad de detección en la segunda ubicación; exponer los insectos a la muestra de gas que se va a probar; y monitorizar una respuesta de los insectos a la muestra, para detectar así una respuesta indicativa del olor objetivo.