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ES2559310T3 - Aparato de dispensación de fluido - Google Patents

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ES2559310T3
ES2559310T3 ES07795292.7T ES07795292T ES2559310T3 ES 2559310 T3 ES2559310 T3 ES 2559310T3 ES 07795292 T ES07795292 T ES 07795292T ES 2559310 T3 ES2559310 T3 ES 2559310T3
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ES
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fluid
assembly
dispensing
cartridge
reservoir
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English (en)
Inventor
Xuan S. Bui
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Sakura Finetek USA Inc
Original Assignee
Sakura Finetek USA Inc
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Publication date
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Abstract

Un cartucho de dispensación de fluido (10) incluyendo: un depósito de fluido (12); y un conjunto de dispensación (14) acoplado por fluido al depósito de fluido (12), incluyendo: un alojamiento de dispensación (29) incluyendo una cavidad situada entre un primer conjunto de válvula (22) y un segundo conjunto de válvula (23); y un elemento deformable (27) acoplado al alojamiento de dispensación (29), sellando a los fluidos el elemento deformable (27) una abertura en una porción (28) del alojamiento de dispensación (29) y definiendo un espacio de desplazamiento (34), donde la cavidad y el elemento deformable (27) definen colectivamente una cámara de dosificación (21) y el elemento deformable (27) está configurado para ser deformado a partir de una posición de reposo, correspondiente a un primer volumen de dosificación de la cámara, a una posición de expulsión, correspondiente a un segundo volumen de dosificación de la cámara que es más pequeño que el primer volumen de dosificación de la cámara, caracterizado porque: el fluido que ha fluido desde el depósito de fluido (12) al conjunto de dispensación (14) entra y es expulsado de la cavidad en una dirección sustancialmente vertical; y el conjunto de dispensación (14) incluye además: un conjunto de válvula de boquilla (23); y una boquilla de fluido (19) que tiene un conducto de fluido (60), donde el conjunto de válvula de boquilla (23) incluye: un elemento flexible (52); y un muelle (56) dispuesto para ejercer una fuerza de empuje sobre el elemento flexible (52) en una dirección de la boquilla de fluido (19), y donde el elemento flexible (52) es móvil entre una primera posición en la que el elemento flexible (52) efectúa sellado contra una superficie de sellado del conducto de fluido (60) de tal manera que se evite que fluya fluido entre la cámara de dosificación (21) y el conducto de fluido (60), y una segunda posición en la que se ha formado un intervalo entre el elemento flexible (52) y la superficie de sellado del conducto de fluido (60) de tal manera que pueda fluir fluido desde la cámara de dosificación (21) al conducto de fluido (60) y ser expulsado a través de la boquilla de fluido (19).

Description

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DESCRIPCION
Aparato de dispensacion de fluido Campo de la invencion
La presente invencion se refiere a sistemas de procesado de muestras biologicas y en particular a un aparato de dispensacion de fluido que puede ser usado en un sistema de procesado de muestras biologicas.
Antecedentes de la invencion
Al realizar pruebas biologicas, a menudo hay que dispensar lfquidos, tal como reactivos, sobre portaobjetos de prueba conteniendo espedmenes de tejido. Al analizar tejido con tumor, por ejemplo, se podna colocar una seccion cortada fina del tejido sobre un portaobjetos y procesar a traves de varios pasos, incluyendo dispensar cantidades predeterminadas de reactivos lfquidos sobre el tejido. Se han desarrollado dispositivos automatizados de dispensacion de fluido reactivo para aplicar exactamente una secuencia de reactivos preseleccionados a portaobjetos de prueba.
Un ejemplo de un sistema conocido de dispensacion de reactivo se ilustra en la Patente de Estados Unidos numero 5.232.664 de Krawzak y colaboradores. En dicho sistema, una bandeja de dispensacion de reactivo puede recibir multiples recipientes de reactivo y puede incluir un medio para colocar recipientes de reactivo seleccionados sobre portaobjetos para recibir reactivo. Un cilindro neumatico o accionador equivalente hace contacto con un cartucho individual efectuando el movimiento de un elemento de desplazamiento empujado por muelle. El elemento de desplazamiento empujado por muelle desliza dentro de un cilindro reduciendo por ello el volumen de reactivo en el cilindro, que, a su vez, hace que se aplique fluido reactivo sobre los portaobjetos.
Una desventaja asociada con tales sistemas es que los sistemas dispensadores a menudo utilizan un embolo de portaobjetos que esta en contacto de sellado con una superficie interna de un cilindro. Como resultado, la vida util de tales sistemas queda limitada por el desgaste entre el piston y el cilindro. Los sistemas que incluyen una configuracion de piston y cilindro deslizantes tambien requieren un encaje preciso de la junta estanca de piston de modo que se mantenga un cierre estanco a fluido entre la superficie de deslizamiento durante los cambios en la direccion de desplazamiento del piston. En vista de estas desventajas, se necesita un sistema de dispensacion de reactivo que no se base en una junta estanca deslizante entre un piston y un cilindro.
Una desventaja adicional asociada con los sistemas de dispensacion de reactivo convencionales es la posible desalineacion de cartuchos individuales dentro de agujeros de montaje de un conjunto de montaje. En vista de esta desventaja, se necesita un sistema de dispensacion de reactivo incluyendo cartuchos que esten conformados de manera que se autoalineen dentro de agujeros de montaje de forma similar.
Resumen de la invencion
Segun la presente invencion se facilita un cartucho de dispensacion de fluido segun la reivindicacion 1 y un sistema de dispensacion de fluido segun la reivindicacion 15.
La presente invencion alivia en gran medida las desventajas antes indicadas y otras de los aparatos de dispensacion de fluido conocidos proporcionando un cartucho de dispensacion de fluido que puede dispensar exactamente pequenas cantidades de fluidos sin requerir una junta estanca deslizante entre un piston deslizante y un cilindro.
En una realizacion, los componentes de dosificacion operan en union con un conjunto de bomba que es accionado por una fuerza externa para deformar el elemento deformable a la posicion de expulsion, creando por ello un aumento de presion dentro de la camara de dosificacion. El aumento crea entre la camara de dosificacion y el entorno externo una presion diferencial que hace que la segunda valvula se abra permitiendo que el contenido de la camara de dosificacion sea expulsado. Cuando se quita la fuerza externa del conjunto de bomba, el elemento deformable puede volver a su posicion de reposo creando una presion diferencial entre el deposito y la camara de dosificacion. Dicha presion diferencial hace que la primera valvula se abra permitiendo que fluya fluido a la camara de dosificacion desde el deposito.
El elemento deformable es preferiblemente un diafragma, y un elemento de desplazamiento o piston del conjunto de bomba esta acoplado preferiblemente al diafragma de modo que el movimiento del piston deforme el diafragma. La deformacion del diafragma a la posicion de expulsion produce una reduccion de volumen en la camara de dosificacion y un aumento resultante de la presion. El piston tambien puede ser empujado por un muelle para hacer volver el diafragma a la posicion de reposo. Un accionador, tal como un solenoide, puede estar colocado fuera del conjunto de bomba junto a una porcion expuesta del piston de modo que el movimiento del solenoide puede ser usado para mover el piston.
El cartucho de dispensacion de fluido de la presente invencion puede ser usado opcionalmente dentro de un sistema
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de dispensacion de fluido que incluye una pluralidad de estaciones en las que pueden colocarse los cartuchos de dispensacion de fluido. Las estaciones incluyen preferiblemente agujeros de montaje que estan conformados para recibir los cartuchos junto a un conjunto accionador externo correspondiente. Aunque los cartuchos pueden depender de la fuerza gravitacional para sentar dentro de sus respectivos agujeros de montaje, opcionalmente los cartuchos se montan soltablemente en el aparato de dispensacion de fluido usando un conjunto de montaje. Un ejemplo de un conjunto de montaje incluye una lengueta que esta situada en el cartucho que se recibe en una ranura adyacente al agujero de montaje respectivo. La lengueta puede tener forma de cuna de modo que, cuando la lengueta sea recibida por la ranura, el ajuste de la lengueta dentro de la ranura sea mas apretado.
Un aspecto adicional de la presente invencion implica un aparato de dispensacion de fluido incluyendo agujeros de montaje conformados de manera que alineen cartuchos de igual forma, donde los cartuchos y agujeros tienen perfiles de adaptacion en seccion transversal. En una realizacion, los cartuchos y los agujeros de montaje incluyen perfiles de adaptacion en seccion transversal que solamente permiten montar el cartucho en una orientacion.
Estas y otras caractensticas y ventajas de la presente invencion se apreciaran a partir del estudio de la descripcion detallada siguiente de la invencion, junto con las figuras acompanantes en las que numeros de referencia analogos se refieren a partes analogas en todas ellas.
Breve descripcion de los dibujos
La figura 1 es una vista frontal de una realizacion de un aparato de dispensacion de fluido segun la presente invencion.
La figura 2 es una vista en seccion transversal del aparato de dispensacion de fluido de la figura 1 tomada a lo largo de la lmea A-A.
La figura 3 es una vista despiezada del aparato de dispensacion de fluido de la figura 1.
La figura 4 es una vista en seccion transversal de una porcion del aparato de dispensacion de fluido de la figura 1 en una configuracion completamente cerrada.
La figura 5 es una vista en seccion transversal de una porcion del aparato de dispensacion de fluido de la figura 1 en una configuracion parcialmente abierta.
La figura 6 es otra vista en seccion transversal de una porcion del aparato de dispensacion de fluido de la figura 1 en una configuracion parcialmente abierta.
La figura 7 es una vista frontal de una realizacion de un aparato de dispensacion de fluido segun la presente invencion.
La figura 8 es una vista en seccion transversal del aparato de dispensacion de fluido de la figura 7 tomada a lo largo de la lmea E-E.
La figura 9 es una vista despiezada del aparato de dispensacion de fluido de la figura 7.
La figura 10 es una vista en seccion transversal de una porcion del aparato de dispensacion de fluido de la figura 7 en una configuracion completamente cerrada.
La figura 11 es una vista en seccion transversal de una porcion del aparato de dispensacion de fluido de la figura 7 en una configuracion parcialmente abierta.
La figura 12 es otra vista en seccion transversal de una porcion del aparato de dispensacion de fluido de la figura 7 en una configuracion parcialmente abierta.
La figura 13 es una vista superior de un sistema de dispensacion de fluido en el que se puede usar un aparato de dispensacion de fluido segun la presente invencion.
La figura 14 es una vista en seccion transversal lateral del sistema de dispensacion de fluido de la figura 13.
La figura 15 es una vista en seccion transversal de una porcion de un sistema de dispensacion de fluido en el que esta montado un aparato de dispensacion de fluido segun la presente invencion.
La figura 16 es una vista superior de una porcion de un sistema de dispensacion de fluido.
Y la figura 17 es un diagrama de flujo de una realizacion de un sistema de dispensacion de fluido que incorpora un aparato de dispensacion de fluido segun la presente invencion.
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Descripcion detallada de la invencion
En los parrafos siguientes, la presente invencion se describira en detalle a modo de ejemplo con referencia a los dibujos adjuntos. En toda esta descripcion, la realizacion preferida y los ejemplos mostrados deberan ser considerados como ejemplares, mas bien que como limitaciones de la presente invencion. En el sentido en que se usa aqm, la “presente invencion” se refiere a cualquiera de las realizaciones de la invencion descrita aqm, y cualesquiera equivalentes. Ademas, la referencia a varios elemento(s) de la “presente invencion” en todo este documento no significa que todas las realizaciones o metodos reivindicados deban incluir el/los elemento(s) referenciado(s).
Las figuras 1-3 muestran una realizacion preferida de un aparato de dispensacion de fluido 10, o cartucho, segun la presente invencion. El cartucho de dispensacion de fluido 10 incluye en general un deposito de fluido 12 que esta en comunicacion de fluido con un conjunto de dispensacion de fluido 14. El deposito de fluido 12 es por lo general un deposito que esta configurado para contener una cantidad predeterminada de un fluido, tal como un reactivo o un fluido de lavado. Preferiblemente, el deposito 12 es un alojamiento ngido hecho de un material impermeable a los fluidos. El deposito de fluido 12 tambien puede incluir una vejiga o revestimiento de fluido sustituible (no representado). Tambien se debera apreciar que el deposito se puede hacer de cualquier material adecuado para contener lfquido tal como un plastico qmmicamente inerte, por ejemplo, polietileno o polipropileno. El material del deposito es preferiblemente impermeable a los gases para evitar que el aire ambiente contamine el contenido, prolongando por ello la duracion en almacenamiento del fluido contenido. En una realizacion en la que se usa un revestimiento o vejiga, se puede incluir una cubierta sustancialmente ngida que soporte el revestimiento o vejiga. Tal cubierta ngida tambien puede proporcionar una superficie de agarre para manejo y una superficie de marcacion de modo que se pueda registrar informacion en el cartucho, por ejemplo escribiendo en la superficie o fijando una etiqueta.
El deposito 12 incluye una valvula de presion 16 que permite que la presion dentro del deposito 12 se iguale a la presion del aire ambiente. En particular, la valvula de presion 16 puede ser usada para estabilizar la presion dentro del deposito 12 de modo que no se forme un vacfo dentro del deposito 12 despues de dispensar una porcion del contenido de deposito 12 a traves del conjunto de dispensacion 14. La valvula de presion 16 puede ser cualquier valvula que permita que entre fluido al deposito 12. Como se representa, la valvula de presion 16 puede ser una valvula de retencion unidireccional del tipo de “pico de pato”. Se debera apreciar que cualquier valvula puede ser usada para la valvula de presion 16 tal como valvulas de retencion pasivas o valvulas controladas.
El conjunto de dispensacion de fluido 14 incluye en general un conjunto de bomba 20, una camara de dosificacion 21, una valvula de deposito 22, un conjunto de valvula de boquilla 23 y una boquilla 19. El conjunto de bomba 20 incluye ademas un piston de bomba movil 25, un muelle de piston 26 y un elemento deformable, tal como el diafragma 27, que estan alojados entre un alojamiento de bomba 24, o tapon, y una porcion 28 de un alojamiento de conjunto de dispensacion 29. La porcion 28 del alojamiento de conjunto de dispensacion 29 y el alojamiento de bomba 24 estan configurados para acoplar conjuntamente y definir colectivamente una cavidad de bomba 30 que aloja el piston 25, el muelle de piston 26 y el diafragma 27. En la presente realizacion, el alojamiento de bomba 24 se mantiene en posicion por una pluralidad de lenguetas que se extienden desde el alojamiento de conjunto de dispensacion 29 de modo que el alojamiento de bomba 24 pueda saltar a posicion con el diafragma 27 interpuesto entre el alojamiento 24 y el alojamiento 29. Se debera apreciar que el alojamiento de bomba 24 puede estar acoplado al alojamiento de conjunto de dispensacion 29 por cualquier mecanismo conocido en la tecnica, por ejemplo, el alojamiento 24 puede estar adherido o soldado al alojamiento 29.
El diafragma 27 es un elemento sustancialmente flexible que se puede deformar entre una posicion de reposo y una posicion de expulsion. El diafragma 27 incluye una primera porcion de montaje 31 que esta configurada para acoplarse a la porcion 28 del alojamiento de conjunto de dispensacion 29 y una segunda porcion de montaje 32 que esta configurada para montaje en un extremo interior 33 del piston 25. Como se representa en la figura 2, el diafragma 27 esta en la posicion de reposo, en la que tiene en general forma de cuenco. En la posicion de reposo, la superficie interior concava del diafragma 27 define un espacio de desplazamiento 34, que forma parte de la camara de dosificacion 21. Preferiblemente, la primera porcion de montaje 31 del diafragma 27 esta fijamente acoplada y sellada a los fluidos a la porcion 28 del alojamiento de conjunto de dispensacion 29 de modo que se evite que el fluido dentro de la camara de dosificacion 21 fluya pasando por el diafragma 27 hacia el piston 25. Como se describira con mas detalle mas adelante, dado que la primera porcion de montaje 31 es estacionaria con respecto al alojamiento del conjunto de dispensacion 29 y la camara de dosificacion 21, y el diafragma 27 es deformable, el conjunto de bomba 20 no requiere una junta estanca a los fluidos deslizante para crear cambios de presion dentro de la camara de dosificacion 21.
El piston de bomba 25 esta alojado deslizantemente dentro del alojamiento de bomba 24. Una porcion del piston 25 sale del alojamiento de bomba 24 de modo que se pueda aplicar una fuerza a la porcion externa del piston 25 para accionar el conjunto de dispensacion 14. El extremo interior 33 del piston de bomba 25 esta acoplado a la segunda porcion de montaje 32 del diafragma 27. El piston 25 y el diafragma 27 estan acoplados de modo que la segunda porcion de montaje 32 del diafragma 27 se traslade con la traslacion del piston 25. El diafragma 27 y el piston 25
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La porcion externa del piston 25 incluye un extremo exterior 35 que se extiende desde la cavidad de bomba 30 a traves de un agujero 36 del alojamiento de bomba 24. En la presente realizacion, la longitud entre el extremo interior 33 y el extremo exterior 35 del piston 25 se selecciona de modo que el extremo exterior 35 permanezca expuesto cuando el diafragma 27 se mueva entre la posicion de reposo y la posicion de expulsion (representada en la figura 5 y descrita mas adelante). El extremo exterior 35 del piston 25 proporciona una superficie para aplicar fuerzas externas al piston 25 para mover el diafragma 27 entre la posicion de reposo y la posicion de expulsion.
El muelle 26 puede ser usado para colocar el piston 25 cuando no se aplique ninguna fuerza externa al piston 25. El muelle 26 esta interpuesto entre la primera porcion de montaje 31 del diafragma 27 y una pestana de contacto de muelle 37 del piston 25. En la realizacion ilustrada, el muelle 26 esta configurado de modo que este bajo compresion y empuje el piston 25 alejandolo de la porcion de bomba 28 del alojamiento de conjunto de dispensacion 29 de modo que el diafragma 27 este en una posicion de reposo. Se debera apreciar que el muelle 26 puede estar configurado para empujar el piston 25 en cualquier direccion deseada. Tambien se debera apreciar que el muelle 26 puede ser sustituido por una pluralidad de elementos de muelle, si se desea. Tambien se debera apreciar que el diafragma 27 puede estar configurado para proporcionar la fuerza elastica para empujar el piston 25 a una posicion deseada. Tambien se debera apreciar que el piston 25 y el muelle 26 se pueden omitir de modo que se aplique fuerza externa directamente al diafragma 27.
La camara de dosificacion 21 es una cavidad configurada para contener lfquido que esta situada entre la valvula de deposito 22, el diafragma 27 y el conjunto de valvula de boquilla 23. La camara de dosificacion 21 proporciona un espacio de contencion de un volumen predeterminado de fluido que ha fluido desde el deposito 12 al conjunto de dispensacion 14 antes de ser expulsado del cartucho 10. La camara de dosificacion 21 puede ser de cualquier tamano o forma deseado. Preferiblemente, la camara de dosificacion 21 tiene un volumen que se aproxima estrechamente al volumen dispensado durante cada ciclo de dispensacion del cartucho 10.
El flujo de fluido desde el deposito 12 a la camara de dosificacion 21 es regulado por la valvula de deposito 22, que esta situada por lo general entre la camara de dosificacion 21 y el deposito 12. En la presente realizacion, la valvula de deposito 22 es una valvula de retencion pasiva, unidireccional, “de pico de pato”. Las aletas deformables de la valvula de pico de pato sellan una contra otra cuando la valvula esta cerrada y se separan una de otra formando un intervalo cuando la valvula se abre.
Las propiedades de las valvulas de deposito 22 se eligen de modo que permitan la comunicacion de fluido entre el deposito 12 y la camara de dosificacion 21 cuando se cree una presion diferencial deseada entre el deposito 12 y la camara de dosificacion 21. Como se describe con mas detalle a continuacion, el accionamiento del conjunto de bomba 20 se usa para alterar la presion de fluido dentro de la camara de dosificacion 21 de modo que la presion de fluido en la camara de dosificacion 21 difiera de la presion de fluido del deposito 12 y el entorno ambiente. En la presente realizacion, la valvula 22 esta configurada para cerrarse cuando haya minima o nula diferencia de presion entre el deposito 12 y la camara de dosificacion 21 o cuando la presion en el deposito 12 sea menor que la presion en la camara de dosificacion 21. Cuando la presion dentro del deposito 12 excede de la presion de fluido en la camara de dosificacion 21 en una diferencia umbral seleccionada, la valvula de deposito 22 se abre. Se debera apreciar que la valvula de deposito 22 puede ser cualquier valvula pasiva o activa conocida en la tecnica. Tales valvulas activas incluyen valvulas de solenoide y cualquier otra valvula controlada activamente conocida en la tecnica, y la posicion de la valvula activa puede ser controlada automatica o manualmente a traves de un controlador de valvula.
Se incluye un filtro opcional 44 junto a la valvula de deposito 22. El filtro 44 esta configurado para filtrar fluido antes de que fluya a la valvula de deposito 22 desde el deposito 12. Como se representa, el filtro 44 es un tapon que incluye ranuras estrechas que estan dimensionadas para evitar que fluyan residuos a la valvula de deposito 22 y el filtro 44 retiene la valvula de deposito 22 en el alojamiento 29. Sin embargo, se debera apreciar que se puede usar cualquier dispositivo de filtro tal como, por ejemplo, un filtro hecho de malla o espuma.
El conjunto de valvula de boquilla 23 se usa para regular el flujo desde la camara de dosificacion 21 fuera del cartucho 10. El conjunto de valvula de boquilla 23 es situado por lo general entre la camara de dosificacion 21 y la boquilla 19. En la presente realizacion, el conjunto de valvula de boquilla 23 es una valvula pasiva que incluye un diafragma 52 y un muelle de valvula 56. El diafragma 52 es un elemento flexible que incluye un agujero pasante 53 y un pico 54 y esta interpuesto entre el alojamiento de conjunto de dispensacion 29 y la boquilla 19. El penmetro del diafragma 52 esta acoplado a una superficie de sellado 58 incluida en el alojamiento de conjunto de dispensacion 29 de modo que se evite que fluido dentro de la camara de dosificacion 21 fluya entre la superficie de sellado 58 y el diafragma 52. El agujero pasante 53 esta alineado con una porcion de la camara de dosificacion 21 de modo que pueda fluir fluido desde la camara de dosificacion 21 pasando por el diafragma 52 y a una camara de valvula 57, que es un volumen definido por la superficie inferior del diafragma 52 y la superficie superior de la boquilla 19.
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El pico 54 es un saliente en forma de cono que se extiende desde una superficie del diafragma 52 en la direccion de boquilla 19. Cuando el aparato de dispensacion de fluido 14 esta en un estado de reposo o llenado, descrito con mas detalle mas adelante, el pico 54 se extiende al menos parcialmente a un conducto de fluido de boquilla 60 de modo que la superficie exterior del pico 54 efectue sellado contra la superficie del conducto de fluido 60. La posicion de sellado entre el pico 54 y la boquilla 19 esta preferiblemente dentro del conducto 60 de modo que el volumen de espacio entre la junta estanca y la salida del conducto 60 se minimice. La minimizacion de dicho volumen reduce la probabilidad de evaporacion de lfquido en dicho espacio que podna hacer que el conducto 60 se obstruyese. Se debera apreciar que el pico 54 puede estar configurado de cualquier forma adecuada para el sellado contra la superficie del conducto 60. Por ejemplo, si el conducto de fluido 60 tiene una forma cuadrada en seccion transversal, el pico 54 puede hacerse igualmente con una seccion transversal cuadrada por ejemplo haciendo el pico 54 en forma de piramide o piramide truncada.
El muelle 56 esta situado en una cavidad 68 definida por el alojamiento de conjunto de dispensacion 29 y el diafragma 52 y se facilita un agujero 69 de modo que pueda escapar aire de la cavidad 68 durante la compresion del muelle 56. Preferiblemente, el muelle 56 se pone bajo compresion de modo que empuje el pico 54 al conducto 60 cuando la presion de fluido dentro de la camara de dosificacion este a o cerca de la presion ambiente y se selecciona para evitar que gotee cuando el fluido este a dicha presion. Sin embargo, el muelle 56 tambien se selecciona de modo que un aumento de la presion de fluido dentro de la camara de dosificacion 21 y la camara de valvula 57 producido por el accionamiento del conjunto de bomba 20 haga que al menos una porcion del diafragma 52 se desplace hacia arriba hacia el alojamiento de conjunto de dispensacion 29 contra la fuerza de empuje del muelle 56. El pico 54 se mueve con el diafragma 52 alejandose de la boquilla 19, lo que quita la junta estanca a los fluidos entre el pico 54 y el conducto 60. Como resultado, el fluido presurizado puede fluir libremente a traves del conducto 60 de la boquilla 19 pasando por el pico 54.
Las propiedades del diafragma 52 y del muelle 56 se eligen de modo que el conjunto de valvula de boquilla 23 permita la comunicacion de fluido entre la camara de dosificacion 21 y el conducto de fluido 60 de la boquilla 19 cuando se cree una presion diferencial deseada entre la camara de dosificacion 21 y el entorno externo. En la presente realizacion, el muelle 56 esta configurado para mantener el diafragma 52 en una posicion cerrada (es decir, no hay comunicacion de fluido entre la camara de dosificacion 21 y el conducto 60) cuando hay minima o nula diferencia de presion entre la camara de dosificacion 21 y el entorno. Como se describe con mas detalle a continuacion, el accionamiento del conjunto de bomba 20 altera la presion de fluido dentro de la camara de dosificacion 21 y la camara de valvula 57 de modo que la presion difiera de la presion de fluido del entorno externo. Cuando la fuerza que actua sobre el diafragma 52 procedente del fluido dentro de la camara de valvula de boquilla 57 excede de la fuerza que actua sobre el diafragma 52 del muelle 56, el diafragma 52 es movido hacia arriba de modo que se forme un intervalo entre la superficie exterior del pico de diafragma 54 y la superficie interior del conducto 60. Como resultado, puede fluir fluido desde la camara de dosificacion 21 a traves del conducto 60. Ademas, se debera apreciar que se puede usar una valvula activa, tal como un solenoide u otra valvula activa y la posicion de la valvula activa puede ser controlada automatica o manualmente a traves de un controlador de valvula. De forma similar al conjunto de valvula de deposito 22, el conjunto de valvula de boquilla 23 puede ser cualquier valvula pasiva o controlada activamente conocida en la tecnica.
La configuracion de la boquilla 19 y del conducto 60 se puede seleccionar para crear cualesquiera atributos de flujo deseados fuera del cartucho 10. Por ejemplo, el conjunto de dispensacion 14 puede estar configurado para proporcionar una corriente dirigida de fluido, una pulverizacion ancha de fluido o gotitas de fluido. Se debera apreciar que los atributos de flujo del fluido presurizado a traves de la boquilla 19 se pueden seleccionar a voluntad seleccionando la forma del conducto de fluido 60 y adaptando el conjunto de bomba 20 para crear un aumento de presion deseado dentro de la camara de dosificacion 21. La boquilla 19 se puede hacer de cualquier material y se hace preferiblemente de un material plastico duro hidrofobo qmmicamente inerte de modo que se pueda evitar una ultima gota de lfquido despues de la expulsion. Ademas, como se representa en las figuras 3, la boquilla puede estar acoplada directamente al alojamiento del conjunto de dispensacion 29 por lenguetas de modo que la boquilla 19 salte a posicion. Se debera apreciar que la boquilla 19 puede estar acoplada mecanicamente, alternativa o adicionalmente, al alojamiento de conjunto de dispensacion 29 por adhesivo y/o soldadura. Tambien se debera apreciar que la boquilla pueda estar acoplada al alojamiento de dispensacion de fluido 29 a traves del diafragma 52.
Despues de montar el cartucho 10, el deposito 12 se puede llenar con un reactivo u otro lfquido, a voluntad. En general, inmediatamente despues del llenado inicial del deposito 12, la camara de dosificacion 21 esta sustancialmente vada. Con el fin de preparar el cartucho 10 para uso, el conjunto de dispensacion 14 puede ser cebado accionando el conjunto de bomba 20. Como se apreciara por la descripcion siguiente, el accionamiento del conjunto de bomba 20 hace que aumente la presion de fluido dentro de la camara de dosificacion 21, lo que hace que el contenido de la camara de dosificacion 21 sea expulsado a traves de la boquilla 19. Durante el cebado, el aire que ocupa inicialmente la camara de dosificacion 21 es expulsado y sustituido por lfquido procedente del deposito 12.
La operacion del conjunto de dispensacion de fluido 14 se describira con referencia a las figuras 4-6. Durante la operacion, el conjunto de dispensacion de fluido 14 esta configurado en uno de un estado de reposo (es decir, completamente cerrado), un estado de expulsion (es decir, parcialmente abierto con la valvula de boquilla abierta) o
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un estado de llenado (es decir, parcialmente abierto con la valvula de deposito abierta). El conjunto de dispensacion 14 esta en un estado de reposo cuando no se aplica fuerza externa al piston 25 del conjunto de bomba 20. En dicho estado, la valvula de deposito 22 y el conjunto de valvula de boquilla 23 estan cerrados, y no hay flujo de fluido al conjunto de dispensacion 14 desde el deposito 12 ni fuera del conjunto de dispensacion 14 desde la camara de dosificacion 21. Ademas, el diafragma 27 esta en la posicion de reposo, el espacio de desplazamiento 34 tiene un volumen maximo y el muelle 26 esta bajo compresion de modo que empuje el piston 25 alejandolo de la camara de dosificacion 21. En la presente realizacion, cuando el conjunto de dispensacion 14 esta en el estado de reposo, la presion de fluido dentro del deposito 12 y la camara de dosificacion 21 esta aproximadamente igualada con la presion de fluido externa.
Con referencia a la figura 5, el conjunto de dispensacion 14 se puede colocar en el estado de expulsion aplicando al piston 25 una fuerza externa que sea suficiente para superar la fuerza ejercida en el piston 25 por el muelle 26. La fuerza hace que el piston 25 se desplace en la direccion de la flecha B. El movimiento del piston 25 en la direccion de la flecha B hace que el diafragma 27 se deforme y lo pasa de la posicion de reposo en forma de cuenco, representada en la figura 4, a la posicion de expulsion sustancialmente plana, representada en la figura 5. La deformacion del diafragma 27 reduce el volumen del espacio de desplazamiento 34 y la camara de dosificacion 21, lo que incrementa la presion de fluido dentro de la camara de dosificacion 21. La valvula de deposito 22 permanece cerrada en respuesta al aumento de la presion de fluido dentro de la camara de dosificacion 21. Sin embargo, el conjunto de valvula de boquilla 23 esta configurado para abrirse cuando haya un aumento suficiente de presion de fluido dentro de la camara de dosificacion 21. Como resultado, el fluido presurizado dentro de la camara de dosificacion 21 es expulsado a traves de la boquilla 19, como representa la flecha C.
Con referencia a la figura 6, despues de quitar la fuerza externa en el piston 25, el conjunto de dispensacion 14 entra en el estado de llenado. Durante la expulsion, el piston 25 se traslada y el muelle 26 se comprime en reaccion a la fuerza externa. A la extraccion de la fuerza externa, la fuerza de compresion del muelle 26 hace que el piston 25 se aleje de la camara de dosificacion 21 en la direccion de la flecha D. El movimiento del piston 25 en dicha direccion hace que el diafragma 27 pase de la posicion de expulsion a la posicion de reposo. Dicha deformacion da lugar a un aumento del volumen del espacio de desplazamiento 34, que crea un vacfo parcial (es decir, una reduccion de presion dentro de la camara de dosificacion 21 por debajo de la presion de fluido en el deposito 12 y la presion externa) dentro de la camara de dosificacion 21. El vacfo parcial hace que la valvula de deposito 22 se abra cuando se logre una presion diferencial suficiente, y puede fluir fluido desde el deposito 12 a la camara de dosificacion 21, como representan las flechas E. Al mismo tiempo, el conjunto de valvula de boquilla 23 se cierra porque la fuerza combinada ejercida en el diafragma 52 por el muelle 56 es mas grande que la fuerza producida por la presion de fluido del entorno en el diafragma 52. En esta configuracion, puede fluir fluido desde el deposito 12 a la camara de dosificacion 21 hasta que la presion dentro de la camara de dosificacion 21 sea sustancialmente igual a la presion de fluido dentro del deposito 12. Cuando la presion dentro de la camara de dosificacion 21 es sustancialmente igual a la presion de fluido dentro del deposito 12, la valvula de deposito 22 se cierra.
Las figuras 7-8 muestran otra realizacion de un cartucho de dispensacion de fluido segun la presente invencion. Se debera apreciar que el cartucho de dispensacion de fluido 110 usa componentes similares o identicos a la realizacion previamente descrita y tales componentes se indican con numeros de referencia similares. El cartucho de dispensacion de fluido 110 incluye en general un deposito de fluido 112 y un conjunto de dispensacion de fluido 114 que esta en comunicacion con el deposito de fluido 112. El deposito de fluido 112 es por lo general un deposito que esta configurado para contener una cantidad predeterminada de un fluido, tal como un reactivo o un fluido de lavado. Se debera apreciar que el deposito de fluido 112 se puede construir como se ha descrito anteriormente con respecto a la realizacion anterior.
El deposito 112 tambien incluye una valvula de presion 116 que permite que entre fluido a los depositos 112 y que se usa para estabilizar la presion dentro del deposito 112 de modo que no se forme un vacfo dentro del deposito 112 despues de dispensar una porcion del contenido del deposito 112 a traves del conjunto de dispensacion 114.
El conjunto de dispensacion de fluido 114 incluye por lo general un conjunto de bomba 120, una camara de dosificacion 121, un conjunto de valvula de deposito 122, un conjunto de valvula de boquilla 123 y una boquilla 119. Con la excepcion del conjunto de valvula de deposito 122, el conjunto de valvula de boquilla 123 y la boquilla 119, los componentes del conjunto de dispensacion de fluido 114 son similares a los descritos anteriormente y no se describiran de nuevo con pleno detalle. El conjunto de bomba 120 incluye un piston de bomba movil 125, un muelle de piston 126 y un diafragma 127, que estan alojados entre un alojamiento de bomba 124 y una porcion 128 de un alojamiento de conjunto de dispensacion 129.
El diafragma 127 es un elemento sustancialmente flexible que se puede deformar entre una posicion de reposo y una posicion de expulsion. Como se representa en la figura 2, el diafragma 127 esta en la posicion de reposo, en la que esta conformado en general como un cuenco concavo y define un espacio de desplazamiento 134, que forma parte de la camara de dosificacion 121.
El piston de bomba 125 esta alojado deslizantemente dentro del alojamiento de bomba 124 y una porcion del piston 125 sale del alojamiento de bomba 124 de modo que se pueda aplicar una fuerza a la porcion externa del piston 125
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para accionar el conjunto de dispensacion 114. El piston 125 y el diafragma 127 estan acoplados de modo que una porcion del diafragma 127 se traslade con la traslacion del piston 125. El muelle 126 aleja el piston 125 de la camara de dosificacion 121 cuando no hay una fuerza externa aplicada al piston 125, que pone el diafragma 127 en una posicion de reposo.
La camara de dosificacion 121 es una camara de fluido que esta situada entre el conjunto de valvula de deposito 122, el diafragma 127 y el conjunto de valvula de boquilla 123. La camara de dosificacion 121 proporciona un espacio de contencion para un volumen predeterminado de fluido que ha fluido desde el deposito 112 antes de ser expulsado del cartucho 110.
El conjunto de valvula de deposito 122 regula el flujo de fluido desde el deposito 112 a la camara de dosificacion 121 y el conjunto de valvula 122 esta situado en general entre la camara de dosificacion 121 y el deposito 112. En la presente realizacion, el conjunto de valvula de deposito 122 es una valvula de retencion unidireccional pasiva que incluye un piston 145 y un muelle de piston 146. El piston 145 es movil entre una posicion de sellado y una posicion abierta y el muelle de piston 146 empuja el piston 145 a la posicion de sellado.
El piston 145 y el muelle de piston 146 estan montados dentro de una camara de valvula de deposito 147 que se define colectivamente por el alojamiento de conjunto de dispensacion 129 y un tapon de valvula de deposito 148. El tapon 148 incluye un conducto de reactivo 149 que esta configurado para proporcionar comunicacion de fluido entre el deposito 112 y la camara de dosificacion 121 cuando el piston 145 esta en la posicion abierta. El tapon 148 incluye una superficie de sellado 150 que esta configurada para contactar selectivamente una superficie de sellado 151 en el piston de valvula 145 cuando esta en la posicion sellada para evitar la comunicacion de fluido entre el deposito 112 y la camara de dosificacion 121. Se debera apreciar que el conjunto de valvula de deposito 122 puede ser cualquier valvula pasiva o activa (es decir, controlada activamente) conocida en la tecnica.
Las propiedades del muelle 146 se eligen de modo que el conjunto de valvula de deposito 122 permita la comunicacion de fluido entre el deposito 112 y la camara de dosificacion 121 cuando se cree una presion diferencial deseada entre el deposito 112 y la camara de dosificacion 121. En la presente realizacion, el muelle 126 esta configurado para empujar el piston 145 a la posicion de sellado (es decir, no hay comunicacion de fluido entre el deposito 112 y la camara de dosificacion 121) cuando hay minima o nula diferencia de presion entre el deposito 112 y la camara de dosificacion 121 o cuando la presion en el deposito 112 sea menor que la presion en la camara de dosificacion 121. Como se describe con mas detalle a continuacion, el accionamiento del conjunto de bomba 20 puede ser usado para alterar la presion de fluido dentro de la camara de dosificacion 121 de modo que la presion de fluido en la camara de dosificacion 121 pueda diferir de la presion de fluido del deposito 112. Cuando la fuerza combinada en el piston 145 producida por el muelle 126 y la presion de fluido dentro de la camara de dosificacion 121 es inferior a la fuerza ejercida en el piston 145 por la presion de fluido dentro del deposito 112, el piston 145 se mueve hacia abajo, hacia la camara de dosificacion 121 de modo que se forme un intervalo entre la superficie de sellado 150 y la superficie de sellado 151. Como resultado, puede fluir fluido desde el deposito 112 a la camara de dosificacion 121. En particular, cuando la presion dentro del deposito 112 excede de la presion de fluido en la camara de dosificacion 121 en una diferencia umbral seleccionada, el conjunto de valvula de deposito 122 se abre. Se debera apreciar que el piston 145 del conjunto de valvula de deposito 122 puede ser sustituido por una bola o cualquier otro elemento que incluya una superficie que pueda efectuar sellado contra una superficie de sellado 150 del tapon de valvula. Ademas, se debera apreciar que se puede usar una valvula activa, tal como un solenoide u otra valvula controlada activamente y la posicion de la valvula activa puede ser controlada automatica o manualmente a traves de un controlador de valvula.
El conjunto de valvula de boquilla 123 regula el flujo de fluido desde la camara de dosificacion 121 y fuera del cartucho 110 a traves de la boquilla 119. El conjunto de valvula de boquilla 123 esta situado en general entre la camara de dosificacion 121 y la boquilla 119. De forma similar al conjunto de valvula de deposito 122, el conjunto de valvula de boquilla 123 puede ser cualquier valvula pasiva o controlada activamente conocida en la tecnica. En la presente realizacion, el conjunto de valvula de boquilla 123 es una valvula de retencion unidireccional pasiva que incluye un piston de valvula 155 y un muelle de valvula 156 que estan alojados dentro de una camara de valvula de boquilla 157 definida colectivamente por el alojamiento de conjunto de dispensacion 129 y la boquilla 119. En el alojamiento de conjunto de dispensacion 129 junto al piston 155 se incluye una superficie de sellado 158 que esta configurada para apoyar selectivamente contra una superficie de sellado 159 incluida en un extremo superior del piston 155.
Las propiedades del muelle 156 se eligen de modo que el conjunto de valvula de boquilla 123 permita la comunicacion de fluido entre la camara de dosificacion 121 y un conducto de fluido 160 de la boquilla 119 cuando se cree una presion diferencial deseada entre la camara de dosificacion 121 y el entorno externo. En la presente realizacion, el muelle 156 esta configurado para estar en una posicion cerrada (es decir, no hay comunicacion de fluido entre la camara de dosificacion 121 y el conducto 160) cuando hay minima o nula diferencia de presion entre la camara de dosificacion 121 y el entorno o cuando la presion externa es mas grande que la presion en la camara de dosificacion 121. El accionamiento del conjunto de bomba 120 altera la presion de fluido dentro de la camara de dosificacion 121 de modo que la presion dentro de la camara de dosificacion 121 difiera de la presion de fluido del entorno externo. Cuando la fuerza combinada en el piston 155, producida por el muelle 156 y la presion externa, es
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inferior a la fuerza ejercida en el piston 155 por la presion de fluido dentro de la camara de dosificacion 121, se hace que el piston 155 se desplace hacia abajo hacia la boquilla 119 de modo que se forme un intervalo entre la superficie de sellado 158 y la superficie de sellado 159. Como resultado, puede fluir fluido desde la camara de dosificacion 121 a traves del conducto 160 de la boquilla 119. Se debera apreciar que se puede usar una valvula activa, tal como un solenoide u otra valvula activa, y la posicion de la valvula activa puede ser controlada automatica o manualmente a traves de un controlador de valvula.
La operacion del conjunto de dispensacion de fluido 114 se ilustra en las figuras 10-12. De forma similar a la realizacion previamente descrita, el conjunto de dispensacion de fluido 114 esta configurado en uno de un estado de reposo, un estado de expulsion o un estado de llenado durante la operacion. El conjunto de valvula de deposito 122 y el conjunto de valvula de boquilla 123 estan cerrados cuando el conjunto de dispensacion 114 esta en el estado de reposo, representado en la figura 10. Como resultado, no hay flujo de fluido al conjunto de dispensacion 114 desde el deposito 112 ni fuera del conjunto de dispensacion 114 desde la camara de dosificacion 121. En ese estado, el diafragma 127 esta en la posicion de reposo y el espacio de desplazamiento 134 tiene un volumen maximo. Ademas, el muelle 126 esta bajo compresion de modo que el piston 125 se aleja de la camara de dosificacion 121.
Con referencia a la figura 11, el conjunto de dispensacion 114 se coloca en el estado de expulsion aplicando una fuerza externa al piston 125. La fuerza hace que el piston 125 se desplace en la direccion de la flecha F. El movimiento del piston 125 en la direccion de la flecha F hace que el diafragma 127 se deforme a la posicion de expulsion sustancialmente plana. La deformacion del diafragma 127 reduce el volumen del espacio de desplazamiento 134 y la camara de dosificacion 121, lo que incrementa la presion de fluido dentro de la camara de dosificacion 121. El conjunto de valvula de deposito 122 permanece cerrado en respuesta al aumento de la presion de fluido dentro de la camara de dosificacion 121, pero el conjunto de valvula de boquilla 123 esta configurado para abrirse cuando haya un aumento suficiente de presion de fluido dentro de la camara de dosificacion 121. Como resultado, el fluido presurizado dentro de la camara de dosificacion 121 es expulsado a traves de la boquilla 119, como representa la flecha G.
Despues de quitar la fuerza externa del piston 125, el conjunto de dispensacion 114 entra en el estado de llenado, representado en la figura 12. A la extraccion de la fuerza externa, la fuerza de compresion del muelle 126 hace que el piston 125 se aleje de la camara de dosificacion 121 en la direccion de la flecha H, lo que hace que el diafragma 127 pase de la posicion de expulsion a la posicion de reposo. Dicha deformacion da lugar a un aumento del volumen de espacio de desplazamiento 134, que crea un vacfo parcial dentro de la camara de dosificacion 121. Dicho vacfo hace que el conjunto de valvula de deposito 122 se abra cuando se logre una presion diferencial suficiente, y puede fluir fluido desde el deposito 112 a la camara de dosificacion 121, como representan las flechas I. Al mismo tiempo, el conjunto de valvula de boquilla 123 se cierra porque la fuerza combinada ejercida en el piston 150 por la presion externa de fluido y el muelle 156 es mas grande que la fuerza producida por la presion de fluido dentro de la camara de dosificacion 121 en el piston 155. En esta configuracion, puede fluir fluido desde el deposito 112 a la camara de dosificacion 121 hasta que la presion dentro de la camara de dosificacion 121 sea sustancialmente igual a la presion de fluido dentro del deposito 112. Cuando la presion dentro de la camara de dosificacion 121 es sustancialmente igual a la presion de fluido dentro del deposito 112, el conjunto de valvula de deposito 122 se cierra bajo la influencia del muelle 146.
Tambien se puede usar cartuchos de dispensacion de fluido en conexion con un sistema de dispensacion de fluido mas grande, como el descrito a continuacion con respecto a las figuras 13 y 14. En particular, el cartucho 10 incluye opcionalmente una superficie de alineacion 61 y un saliente 62 y el cartucho 110 incluye una superficie de alineacion 161 y un saliente 162 que son utiles para orientar adecuadamente el cartucho dentro del sistema. Como se describira con mas detalle mas adelante, la respectiva superficie de alineacion esta en interfaz con un agujero en el sistema de modo que el conducto de fluido de la boquilla respectiva se pueda alinear facilmente con un blanco de dispensacion de fluido deseado. Ademas, el saliente puede ser usado para controlar la distancia entre la boquilla y el blanco de dispensacion de fluido. Los cartuchos 10 y 110 se pueden fabricar (es decir, maquinar o moldear) de modo que las respectivas superficies de alineacion y los salientes tengan bajas tolerancias para la alineacion exacta del cartucho dentro de un sistema de dispensacion mas grande. Tambien se puede incluir en los cartuchos elementos de montaje y/o alineacion adicionales. Por ejemplo, el cartucho 10 tambien incluye una superficie de alineacion 68 que esta configurada para contactar una porcion de un sistema dispensador. Ademas, el cartucho 110 incluye opcionalmente una lengueta de montaje 163 que se describira con mas detalle mas adelante en relacion a las figuras 15 y 16. Se debera entender que se puede usar cualquier forma de elementos de asistencia de alineacion que pueden asistir la colocacion del cartucho a voluntad para uso en el respectivo sistema de dispensacion de fluido.
Las figuras 13 y 14 muestran una realizacion ejemplar de un sistema de dispensacion de fluido 70 que incorpora uno o mas cartuchos de dispensacion de fluido segun la presente invencion. El sistema 70 incluye en general un conjunto de montaje de cartucho 71 y un conjunto de soporte de muestra 72. El conjunto de montaje de cartucho 71 incluye una pluralidad de estaciones 73 en las que se montan cartuchos de dispensacion de fluido 10. Las estaciones 73 incluyen preferiblemente agujeros de montaje 74 que estan configurados para recibir y colocar los cartuchos de dispensacion de fluido junto a un conjunto accionador 75. Se debera entender que se puede usar cualquier forma de sistema de dispensacion de fluido 70 que pueda recibir el cartucho y accionar el conjunto de dispensacion para dispensar reactivos a voluntad.
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El sistema de dispensacion de fluido 70 tambien incluye una pluralidad de elementos receptores 76 montados en el conjunto de soporte de muestra 72. Los elementos receptores 76 pueden ser cualquier elemento sobre el que se desee dispensar fluidos desde cartuchos 10. Los ejemplos de elementos receptores adecuados 76 incluyen bandejas de retencion de portaobjetos, recipientes de muestra y banos de mezcla. Preferiblemente, los elementos receptores 76 son bandejas de retencion de portaobjetos de microscopio que contienen portaobjetos en los que se han colocado muestras de tejidos, donde los portaobjetos estan colocados mirando hacia abajo a la bandeja respectiva 76. En tal sistema, el reactivo procedente de un aparato de dispensacion de fluido 10 no es dispensado sobre el portaobjetos o la muestra que contiene, sino que mas bien se dispensa sobre una superficie receptora de la bandeja de portaobjetos 76 y opcionalmente fluye, por ejemplo mediante presiones diferenciales inducidas por vado o accion capilar, por debajo del portaobjetos que esta colocado en la bandeja de portaobjetos 76. Opcionalmente, los elementos receptores 76 pueden ir montados en almohadillas de calentamiento 77 que estan configuradas para proporcionar un calentamiento selectivo de los portaobjetos u otras porciones de los elementos receptores 76. Las almohadillas de calentamiento 77 pueden ser empujadas opcionalmente por muelle para mejorar el contacto entre los elementos receptores 76 y una o varias almohadillas de calentamiento 77.
El conjunto de soporte de elementos receptores 72 se coloca por lo general debajo del conjunto de montaje de cartucho 71 de modo que se pueda usar la gravedad para distribuir fluidos desde los cartuchos 10 a los elementos receptores 76 como se ha descrito anteriormente. Preferiblemente, el conjunto de montaje de cartucho 71 es movil con respecto al conjunto estacionario de soporte de elementos receptores 72 de modo que los cartuchos 10 se puedan colocar para dispensar fluidos sobre cualquier elemento receptor deseado 76. En una realizacion alternativa, tanto el conjunto de montaje de cartucho 71 como el conjunto de soporte de muestra 72 son moviles uno con relacion a otro de modo que la dispensacion de fluidos se logre moviendo ambos uno con relacion a otro. Como se representa en la figura 13, todos los elementos receptores 76 pueden ser los mismos, tal como portaobjetos de microscopio, o alternativamente los elementos receptores 76 pueden incluir diferentes tipos de artfculos tales como portaobjetos de microscopio y recipientes de muestra.
El conjunto de montaje de cartucho 71 se puede girar de modo que los cartuchos de dispensacion de fluido seleccionados 10 se puedan colocar junto a los accionadores 78, 79, 80 del conjunto accionador 75. Alternativamente, un accionador, tal como el tipo representado de accionadores 78, 79, y 80, puede estar colocado junto a cada cartucho 10 de modo que la rotacion del conjunto de montaje de cartucho 71 no sea necesaria para el accionamiento de un cartucho concreto 10. El conjunto accionador 75 puede ser cualquier dispositivo accionador que dispare el cartucho 10 para emitir una cantidad de fluido controlada. Por ejemplo, el conjunto accionador 75 puede incluir una pluralidad de accionadores lineales, como solenoides, que esten alineados con el extremo exterior 35 del piston de bomba 25 de modo que el movimiento del accionador aplique fuerza para mover el piston de bomba 25 dentro del conjunto de bomba 20.
Preferiblemente, el conjunto de montaje de cartucho 71 se puede trasladar y girar con respecto al conjunto de soporte de muestra 72 de modo que un cartucho individual 10 se pueda colocar selectivamente encima de cualquier elemento receptor 76. Una vez colocado un cartucho 10 sobre un elemento receptor seleccionado 76, el conjunto accionador 75 dispara el cartucho 10 para expulsar una cantidad controlada de fluido al elemento receptor 76.
Segun se ve en las figuras 13 y 14, el conjunto de montaje de cartucho 71 puede estar acoplado rotativamente a un elemento de soporte 81 y el conjunto accionador 75 puede estar montado fijamente en el elemento de soporte 81 de modo que los cartuchos 10 se puedan girar con respecto al conjunto accionador 75. Preferiblemente, el elemento de soporte 81 puede ser trasladado horizontalmente de modo que los cartuchos 10 puedan girar y trasladarse con respecto a elementos receptores estacionarios 76. De esta manera, un cartucho elegido 10 se puede colocar selectivamente encima de cualquier elemento receptor 76.
Segun se ve en la realizacion ilustrada, el conjunto accionador 75 puede incluir opcionalmente tres accionadores 78, 79, 80 usados para dispensar fluido sobre filas respectivas 82, 83, 84 de elementos receptores 76. En la operacion, el accionador 78 esta adaptado para dispensar fluidos a elementos receptores 76 de la fila 82, el accionador 79 esta adaptado para dispensar fluidos a elementos receptores 76 de la fila 83 y el accionador 80 esta adaptado para dispensar fluidos a elementos receptores 76 de la fila 84. Naturalmente, como entenderan los expertos en la tecnica, se puede emplear cualquier numero de accionadores y/o elementos receptores sin apartarse del alcance de la presente invencion.
Como se representa en la figura 14, el sistema 70 incluye opcionalmente recipientes de suministro 85, recipientes de residuos 86 y valvulas 87. Los recipientes de suministro 85 pueden ser usados para contener lfquidos, como agua, para lavar los elementos receptores 76 o reactivos que pueden ser distribuidos a traves de un conjunto de distribucion de fluido incluido en el sistema 70. Las valvulas 87 pueden incluir conmutadores para dirigir el flujo de lfquidos a traves del sistema 70, por ejemplo, para lavar elementos receptores 76. Ademas, las valvulas 87 pueden ser usadas para dirigir el flujo de lfquidos a recipientes de residuos 86 despues de haber utilizado los lfquidos para limpiar los elementos receptores 76.
Se prefiere que la forma de los cartuchos 10 se seleccione de modo que el cartucho solamente se pueda instalar en
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el conjunto de montaje de cartucho 71 en una orientacion. Por ejemplo, la forma en seccion transversal del cartucho 10 tomada a traves de la superficie de alineacion 61 puede ser sustancialmente trapezoidal, y los agujeros de montaje 74 en el conjunto de montaje de cartucho 71 tienen forma similar, limitando por ello la instalacion de cartuchos 10 a una orientacion. Ademas, se puede incluir una o mas chavetas 66 que se reciben dentro de elementos complementarios de los agujeros de montaje 74. Las figuras 13 y 14 muestran ejemplos de cartuchos 10 que tienen secciones transversales sustancialmente trapezoidales que estan adaptadas para encajar dentro de agujeros de montaje sustancialmente trapezoidales 74 (como se representa en la figura 13). En otras realizaciones, los agujeros de montaje 74 y los cartuchos 10 tienen otras formas orientadas de forma similar o incluyen elementos de orientacion, tal como una lengueta y ranura, que limitan la instalacion del cartucho 10 en una orientacion.
Con referencia a las figuras 15 y 16, se describira un elemento de montaje opcional incluido en el cartucho 110. El elemento de montaje puede ser utilizado para montar soltablemente un cartucho 110 dentro de un agujero de montaje correspondiente 74 del conjunto de montaje de cartucho 71. Como se representa, el cartucho 110 incluye una lengueta de montaje 163 que puede ser usada para bloquear el cartucho 110 en posicion despues de haber sido alineada dentro de un sistema mas grande. Como se representa, la lengueta de montaje 163 incluye una porcion exterior 164 y una porcion interior 165 que se combinan de modo que la lengueta de montaje 163 tenga una forma de T en general en seccion transversal. Las dimensiones de la porcion exterior 164 y/o la porcion interior 165 pueden variar en su longitud de modo que un ajuste de rozamiento entre la lengueta de montaje 163 y una ranura de montaje 67 incluida en el conjunto de montaje de cartucho 71 pueda ser mas apretado cuando la lengueta de montaje 163 se introduzca mas en la ranura 67.
Con referencia a la figura 17, el conjunto accionador 75 se activa preferiblemente usando un controlador 90 y conmutadores de control 91 que pueden ser usados para activar alguno de los accionadores 78, 79, 80. Preferiblemente, el controlador 90 es un ordenador programable. El controlador tambien puede estar integrado en un controlador principal o sistema de control para un sistema de dispensacion de fluido 70 y los pasos de programacion para el accionamiento de accionadores 78, 79, 80 pueden estar incluidos en un programa principal de procesado de tejido. El controlador 90 puede ser cualquier dispositivo que haga que el conjunto accionador 75 se active automatica o manualmente. Ademas, el controlador 90 puede estar situado de modo que no se mueva con relacion al conjunto de montaje de cartucho 71. Alternativamente, el controlador 90 puede estar situado de tal manera que se mueva con relacion al conjunto de montaje de cartucho 71 y se puede disponer un cableado o enlace de comunicacion inalambrico 92 entre el controlador 90 y el conjunto accionador 75. Una vez activado, el conjunto accionador 75 aplica una fuerza mecanica 93 al conjunto de bomba 20 del cartucho 10 para hacer que el conjunto de dispensacion 14 dispense una corriente o goteo de fluido 94 al elemento receptor 76.
Asf, se ve que se facilita un cartucho de dispensacion de fluido de reactivo. Los expertos en la tecnica apreciaran que la presente invencion se puede poner en practica con realizaciones distintas de las realizaciones preferidas que se presentan en esta descripcion a efectos de ilustracion y no de limitacion, y la presente invencion se limita solamente por las reivindicaciones que siguen.

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    REIVINDICACIONES
    1. Un cartucho de dispensacion de fluido (10) incluyendo: un deposito de fluido (12); y
    un conjunto de dispensacion (14) acoplado por fluido al deposito de fluido (12), incluyendo:
    un alojamiento de dispensacion (29) incluyendo una cavidad situada entre un primer conjunto de valvula (22) y un segundo conjunto de valvula (23); y un elemento deformable (27) acoplado al alojamiento de dispensacion (29), sellando a los fluidos el elemento deformable (27) una abertura en una porcion (28) del alojamiento de dispensacion (29) y definiendo un espacio de desplazamiento (34), donde la cavidad y el elemento deformable (27) definen colectivamente una camara de dosificacion (21) y el elemento deformable (27) esta configurado para ser deformado a partir de una posicion de reposo, correspondiente a un primer volumen de dosificacion de la camara, a una posicion de expulsion, correspondiente a un segundo volumen de dosificacion de la camara que es mas pequeno que el primer volumen de dosificacion de la camara,
    caracterizado porque:
    el fluido que ha fluido desde el deposito de fluido (12) al conjunto de dispensacion (14) entra y es expulsado de la cavidad en una direccion sustancialmente vertical; y
    el conjunto de dispensacion (14) incluye ademas:
    un conjunto de valvula de boquilla (23); y
    una boquilla de fluido (19) que tiene un conducto de fluido (60), donde el conjunto de valvula de boquilla (23) incluye: un elemento flexible (52); y
    un muelle (56) dispuesto para ejercer una fuerza de empuje sobre el elemento flexible (52) en una direccion de la boquilla de fluido (19), y donde el elemento flexible (52) es movil entre una primera posicion en la que el elemento flexible (52) efectua sellado contra una superficie de sellado del conducto de fluido (60) de tal manera que se evite que fluya fluido entre la camara de dosificacion (21) y el conducto de fluido (60), y una segunda posicion en la que se ha formado un intervalo entre el elemento flexible (52) y la superficie de sellado del conducto de fluido (60) de tal manera que pueda fluir fluido desde la camara de dosificacion (21) al conducto de fluido (60) y ser expulsado a traves de la boquilla de fluido (19).
  2. 2. El cartucho de dispensacion de fluido (10) de la reivindicacion 1, donde el primer conjunto de valvula incluye una valvula de deposito (22) situada entre el deposito de fluido (12) y la camara de dosificacion (21) que esta configurada para permitir que fluya fluido desde el deposito (12) a la camara de dosificacion (21).
  3. 3. El cartucho de dispensacion de fluido (10) de la reivindicacion 2, donde el segundo conjunto de valvula incluye una valvula de boquilla (23), y donde la valvula de boquilla (23) esta situada entre la camara de dosificacion (21) y una salida del conjunto de dispensacion (14), y esta configurada para permitir que fluya fluido desde la camara de dosificacion (21) fuera del conjunto de dispensacion (14).
  4. 4. El cartucho de dispensacion de fluido (10) de la reivindicacion 1, donde la boquilla de fluido (19) esta acoplada al conjunto de dispensacion (14), y donde el conducto de fluido (60) define una salida del conjunto de dispensacion (14).
  5. 5. El cartucho de dispensacion de fluido (10) de la reivindicacion 1, donde el elemento deformable es un diafragma (27) que es sustancialmente concavo en la posicion de reposo y sustancialmente plano en la posicion de expulsion.
  6. 6. El cartucho de dispensacion de fluido (110) de la reivindicacion 1, incluyendo ademas una valvula unidireccional (122) acoplada al deposito de fluido (112) que esta configurada para permitir que fluya fluido al deposito (112) desde el entorno.
  7. 7. El cartucho de dispensacion de fluido (10) de la reivindicacion 1, donde el elemento deformable (27) es empujado a la posicion de reposo.
  8. 8. El cartucho de dispensacion de fluido (10) de la reivindicacion 7, donde el conjunto de dispensacion (14) incluye un piston (25) acoplado a una porcion del elemento deformable (27) y configurado de tal manera que la traslacion del piston (25) deforme el elemento deformable (27) entre la posicion de reposo y la posicion de expulsion.
  9. 9. El cartucho de dispensacion de fluido (110) de la reivindicacion 2, donde la valvula de deposito (122) es una
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    valvula unidireccional (122) configurada para permitir que fluya fluido desde el deposito (112) al conjunto de dispensacion (114) y la valvula de boquilla (123) es una valvula unidireccional configurada para permitir que fluya fluido desde el conjunto de dispensacion (114) fuera del cartucho (110).
  10. 10. El cartucho de dispensacion de fluido (10) de la reivindicacion 2, incluyendo ademas un filtro (44) interpuesto entre la valvula de deposito (22) y el deposito de fluido (12).
  11. 11. El cartucho de dispensacion de fluido (10) de la reivindicacion 10, donde el filtro (44) es un tapon que retiene la valvula de deposito (22) en el alojamiento de dispensacion (29).
  12. 12. El cartucho de dispensacion de fluido (10) de la reivindicacion 3, donde la boquilla de fluido (19) esta acoplada al conjunto de dispensacion (14), y donde el conducto de fluido (60) define una salida del conjunto de dispensacion (14), y la valvula de boquilla (23) efectua sellado contra una pared del conducto de fluido (60).
  13. 13. El cartucho de dispensacion de fluido (10) de la reivindicacion 4, donde la boquilla de fluido (19) se hace de un material hidrofobo.
  14. 14. El cartucho de dispensacion de fluido (10) de la reivindicacion 1, incluyendo ademas una porcion de montaje (31) que tiene una forma horizontal en seccion transversal.
  15. 15. Un sistema de dispensacion de fluido (70), incluyendo:
    un conjunto de montaje de cartucho (71) que tiene una pluralidad de estaciones de montaje de cartucho de dispensacion de fluido (73) cada una de las cuales incluye un elemento de montaje de cartucho;
    una pluralidad de cartuchos de dispensacion de fluido (10) segun la reivindicacion 1, estando montados los cartuchos (110) en respectivas estaciones de montaje (73); y
    un conjunto de soporte de muestra (72) configurado para soportar una pluralidad de muestras de tejidos sustancialmente debajo del conjunto de dispensacion de fluido (14), donde los elementos de montaje de cartucho estan conformados para adaptarse a una forma horizontal en seccion transversal correspondiente de un cartucho de dispensacion de fluido correspondiente (110).
  16. 16. El sistema de dispensacion de fluido (70) de la reivindicacion 15, donde el conjunto de montaje de cartucho incluye al menos dos estaciones de montaje (73) que tienen elementos de montaje de cartucho conformados de forma diferente.
  17. 17. El sistema de dispensacion de fluido (70) de la reivindicacion 15, donde cada una de dichas estaciones de montaje (73) incluye un elemento de retencion de cartucho configurado para enclavar selectivamente con un elemento de montaje de cartucho.
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