ES2909424T3 - Sistema de pipeteo para un analizador - Google Patents

Abstract

Sistema (1) de pipeteo para un analizador automático, en donde el sistema (1) de pipeteo comprende una aguja (6) de pipeteo que está dispuesta para ser autorreiniciable y móvil en un elemento (2) móvil del sistema (1) de pipeteo, en donde se asigna a una distancia entre la aguja (6) de pipeteo y un elemento (2) móvil un sistema (12, 14) de medición de movimiento, en donde el sistema (1) de pipeteo comprende, además, un sistema (16) de evaluación que está conectado con el sistema (12, 14) de medición de movimiento y que está diseñado para emitir una señal táctil a una unidad de control asociada al elemento (2) móvil en caso de que la señal del sistema (12, 14) de medición del movimiento sufra un cambio mayor que un cambio mínimo predeterminado, en donde el sistema (1) de pipeteo está diseñado de tal manera que el cambio de distancia causado por la inercia de la masa durante un movimiento operativo del elemento (2) móvil provoca un cambio en la señal que es menor que el cambio mínimo predeterminado, en donde el sistema (12, 14) de medición del movimiento comprende un sensor (14) Hall y un imán (12), en donde el sensor Hall (14) está dispuesto en el elemento (2) móvil y el imán (12) está dispuesto en la aguja (6) de pipeteo o el imán (12) está dispuesto en el elemento (2) móvil y el sensor (14) Hall está dispuesto en la aguja (6) de pipeteo.

Description

DESCRIPCIÓN

Sistema de pipeteo para un analizador

La invención se encuentra en el campo de los analizadores automáticos y se refiere a un sistema de pipeteo para un analizador automático, que comprende una aguja de pipeteo que está dispuesta para ser móvil en un brazo de transferencia en forma autorreiniciable, y a un sistema de medición del movimiento.

Numerosos procedimientos de detección y análisis para determinar parámetros fisiológicos en muestras de fluidos corporales u otros parámetros en otras muestras biológicas se llevan a cabo hoy en día en forma automática en gran número en los correspondientes analizadores automáticos. En el campo del diagnóstico de laboratorio, las muestras de fluidos corporales por analizar, tales como sangre, plasma, suero u orina, se ponen a disposición en recipientes de muestra sellados. Los recipientes de muestra se alimentan al analizador individualmente o en grupos dispuestos en bastidores adecuados. Por lo general, los recipientes de muestra se transportan primero por medio de un sistema de transporte más allá de un dispositivo de identificación que lee la información sobre la identidad de la muestra que está adjunta al recipiente de muestra, por ejemplo, en forma de un código de barras, y la envía a una unidad de almacenamiento. A continuación, se toma una alícuota del líquido de muestra de cada recipiente de muestra y se transfiere a un recipiente de reacción en el que se lleva a cabo el procedimiento de prueba analítica.

Para poder realizar un gran número de exámenes en forma automática, es necesario en un gran número de lugares extraer pequeñas cantidades de líquido de los recipientes correspondientes mediante pipeteo automático. Por ejemplo, se deben tomar alícuotas de la muestra de los recipientes de muestras o se deben tomar cantidades parciales de reactivos especificadas con precisión de los recipientes de reactivos y transferirlas al recipiente de reacción previsto para el análisis respectivo. Para este propósito, dependiendo del uso previsto, se prevén varios sistemas de pipeteo apropiados en un analizador automático.

Un sistema de pipeteo presenta una aguja de pipeteo que está unida a un elemento móvil activo como, por ejemplo, un brazo de transporte. La aguja de pipeteo está diseñada como una aguja hueca que, operada por presión o vacío, puede extraer cantidades definidas de muestra. La aguja de pipeteo se inserta a lo largo del eje central del recipiente respectivo, perfora eventualmente un tapón elástico si el recipiente está cerrado y se sumerge en el líquido. La inmersión es registrada por un sensor correspondiente y la cantidad especificada se aspira bajo control de presión. La cantidad extraída se envía luego al análisis correspondiente. A continuación, la aguja de pipeteo se enjuaga en una instalación adecuada y está lista para el próximo uso.

Si hay un error en el posicionamiento de la aguja de pipeteo durante el funcionamiento del sistema de pipeteo, por ejemplo, debido a un ajuste incorrecto o un mal funcionamiento del sistema de pipeteo o del dispositivo que alimenta los recipientes correspondientes, puede ocurrir un contacto imprevisto, es decir, un choque. Debido a las fuerzas que actúan, a veces altas, esto puede provocar daños en la aguja o en el objeto tocado o un arrastre de material de muestra y, por lo tanto, una falsificación de las pruebas.

Por lo tanto, es necesario evitar este tipo de choques. El sistema de pipeteo debe reconocer los choques y, si es necesario, detener el movimiento. Los microinterruptores se utilizan para esto en los dispositivos actuales. La aguja de pipeteo suele estar unida al elemento móvil como, por ejemplo, el brazo de transporte, en forma autorreiniciable, por ejemplo, a través de un resorte. Si hay un choque, la aguja de pipeteo se levanta en relación con el elemento móvil. El microinterruptor está dispuesto de tal manera que es disparado por este levantamiento, por lo que se detiene el movimiento del sistema de pipeteo.

Una desventaja de los microinterruptores usados con anterioridad es su sensibilidad mecánica e inexactitud. Estos a menudo fallan debido a influencias externas como la humedad y la vibración. Además, es necesario un ajuste manual complejo, es decir, el ajuste debe hacerse a mano con manómetros y el ajuste debe comprobarse mediante pruebas exhaustivas. Al reemplazar la aguja de pipeteo o trabajar en esta área, el umbral de conmutación del microinterruptor debe ajustarse mecánicamente. Esto lleva mucho tiempo y es propenso a errores.

Por lo tanto, la invención se basa en el objetivo de proporcionar un sistema de pipeteo con una aguja de pipeteo dispuesta en forma móvil en un elemento móvil, que permite una detección de choques más fiable y más precisa y que requiere un mantenimiento especialmente bajo.

Este objeto se soluciona según la invención, de acuerdo con la reivindicación 1, asignando un sistema de medición de movimiento a una distancia entre la aguja de pipeteo y el elemento móvil. Esto tiene la ventaja de que es posible una detección de choques más confiable y de bajo mantenimiento en un sistema de pipeteo si los microinterruptores utilizados con anterioridad se reemplazan por un sistema más flexible. Debido al hecho de que se asigna un sistema de medición de movimiento a una distancia entre la aguja de pipeteo y el elemento móvil, el sistema no presenta un punto de disparo definido que requiera un ajuste y configuración complicados. En este caso, el sistema de medición de movimiento no tiene que poder determinar un valor absoluto correcto continuo para la distancia, sino que basta con determinar simplemente un cambio relativo en la distancia. Una desviación de la posición de reposo ya puede detectar un contacto de la aguja de pipeteo.

El objeto de la presente invención es, por lo tanto, un sistema de pipeteo para un analizador automático de acuerdo con las reivindicaciones independientes, que comprende una aguja de pipeteo que está dispuesta para ser autorreiniciable y móvil en un elemento móvil del sistema de pipeteo, y en donde un sistema de medición de movimiento se asigna a una distancia entre la aguja de pipeteo y el elemento móvil. Varios conceptos tales como, por ejemplo, de naturaleza óptica, son concebibles para el sistema de medición de movimiento. Sin embargo, según la invención, el sistema de medición de movimiento comprende un sensor Hall y un imán. En este caso, el imán está unido a uno de los componentes del sistema de pipeteo y el sensor Hall, al otro. Un cambio en la posición relativa del imán con respecto al sensor Hall provoca un cambio en el campo magnético generado en el sensor Hall y, por lo tanto, permite una detección de un contacto entre la aguja de pipeteo y una superficie. Debido a las propiedades de autorreinicio de un elemento de unión del soporte de la aguja de pipeteo, el imán siempre está en la misma posición relativa al sensor Hall sin tocar la aguja de pipeteo, por lo que aquí siempre está presente el mismo campo magnético (posición de reposo). Por lo tanto, no se requiere un ajuste complicado. Basta con un simple ajuste de la señal del sensor Hall en el estado sin contacto. Cualquier cambio en esta señal significa un contacto. Un sensor de movimiento magnético también tiene la ventaja de que es especialmente resistente a las influencias externas, como los campos electromagnéticos de los teléfonos móviles, por ejemplo.

En una realización ventajosa, el imán está alineado con su eje polar en el sensor Hall. Esto mejora aún más la sensibilidad y, por lo tanto, la velocidad de respuesta del sistema, ya que la alineación del eje polar con el sensor Hall da como resultado un cambio máximo en el campo magnético en el sensor Hall cuando se desvía el imán.

La señal del sensor Hall se vuelve más fuerte en caso de choque y se puede detectar más rápidamente. Ventajosamente, el sensor Hall está dispuesto en el elemento móvil y el imán está dispuesto en la aguja de pipeteo. En principio, la estructura para la medición de distancia se puede intercambiar simétricamente. Sin embargo, el imán es solo un elemento pasivo, mientras que el sensor Hall es el elemento activo que produce la señal. Dado que las señales se encaminan a la unidad de control a través del elemento móvil y su accionamiento en cualquier caso, tal accesorio acorta las vías de señal y simplifica la construcción. En otra realización ventajosa, el imán incluye un compuesto de neodimio. En particular, las aleaciones de neodimio, hierro y boro forman imanes permanentes extremadamente fuertes con alta remanencia, que son especialmente adecuados para su uso en sistemas de pipeteo. El uso de conexiones de neodimio hace posible generar un campo magnético particularmente fuerte para una detección de movimiento particularmente buena y rápida en los espacios más pequeños. De este modo, la detección de choques también se puede implementar de una manera que ahorra espacio.

De acuerdo con la invención, el sistema de pipeteo comprende un sistema de evaluación conectado al sistema de medición de movimiento, que está diseñado para enviar una señal táctil a una unidad de control asignada al elemento móvil cuando cambia la señal del sistema de medición de movimiento. Esta señal se procesa en la unidad de control del elemento móvil, por ejemplo, del brazo de transferencia y conduce allí en ciertas circunstancias a una parada inmediata del brazo de transferencia. La señal táctil del sistema de evaluación es ignorada por la unidad de control solo en los casos en los que la unidad de control lleva a cabo una colocación planificada de la aguja de pipeteo, por ejemplo, cuando se perfora la tapa de un tubo de extracción de sangre según lo planificado. Por lo tanto, el sistema de medición de movimiento se puede desactivar si es necesario.

De acuerdo con la invención, el cambio en la señal que hace que el brazo de transferencia se detenga es mayor que un cambio mínimo predeterminado. De este modo, se asigna a la señal un valor umbral predeterminado o un intervalo correspondiente. Tal dispositivo, que comprende imanes y un sensor Hall, se describe en el documento WO2012/119118. Si el cambio de señal está por debajo del valor umbral o dentro del intervalo, no se emite ninguna señal táctil. De esta manera, se pueden evitar señales falsas provocadas por pequeñas perturbaciones externas tales como, por ejemplo, campos magnéticos externos o fluctuaciones debidas a oscilaciones de temperatura.

Según la invención, la inercia de la aguja de pipeteo provoca un cambio de señal, ya que está montada en forma móvil. Cuando el brazo de transporte, es decir, el elemento móvil en el que se monta en forma móvil la aguja de pipeteo, se mueve, puede tener lugar un movimiento en la dirección opuesta debido a la inercia de la aguja, dependiendo de la fuerza de recuperación del cojinete. Por lo tanto, el sistema de pipeteo está diseñado de tal manera que un cambio de distancia provocado por un movimiento operativo del elemento móvil provoca un cambio en la señal que es menor que el cambio mínimo predeterminado. En particular, el cojinete está diseñado de tal manera, es decir, presenta una fuerza de recuperación tan alta que, con las aceleraciones del brazo de transporte que ocurren típicamente, se espera poca o ninguna desviación debido a la inercia de la aguja, que solo activa un cambio de señal que está por debajo del valor umbral.

En el caso de una medición de movimiento magnético con un sensor Hall, el cambio mínimo predeterminado sigue siendo mayor que una señal de histéresis asociada con el sensor Hall. Si la aguja se desvía, por ejemplo, al perforar deliberadamente la tapa de un tubo de extracción de sangre, y luego vuelve a la posición de reposo, la señal del sensor Hall puede no corresponder a la señal de reposo antes de la perforación debido a la histéresis. Si el cambio en la nueva señal de reposo en comparación con la antigua señal de reposo es mayor que el cambio mínimo especificado, se activa una señal táctil a pesar de la posición de reposo de la aguja. Por lo tanto, para evitar esto, el cambio mínimo especificado debe ser mayor que la señal de histéresis correspondiente, es decir, el cambio máximo en la señal de reposo que puede activar la histéresis. Si, después de perforar la tapa de un tubo de extracción de sangre, la posición de la señal de reposo está fuera de la histéresis, simplemente puede realizar una nueva autocalibración.

Otro objeto de la presente invención es un analizador automático que comprende un sistema de pipeteo según la invención.

Las ventajas logradas con la invención consisten en particular en el hecho de que el cojinete autorreiniciable de la aguja de pipeteo en conjunto con una medición del movimiento relativo al cojinete en el brazo de transporte, en particular por medio de un imán permanente en conjunto con una sonda Hall, permite una detección particularmente sensible y al mismo tiempo de bajo mantenimiento de un choque imprevisto de la aguja de pipeteo. En este caso, no se requieren ajustes mecánicos manuales engorrosos, ya que el sistema responde a cualquier cambio en el campo magnético y la posición de reposo se puede identificar automáticamente con una señal dada del sensor Hall, es decir, es posible una autocalibración. Además, en principio se puede reconocer la presencia de una aguja de pipeteo en el sistema, ya que no hay una señal de reposo válida sin un imán. Al eliminar la necesidad de ajustes, el sistema también es considerablemente más rentable de operar. Al configurar autocomprobaciones regulares, también se puede omitir una inspección visual regular.

La detección de un choque también es posible, dependiendo de la posición de la aguja de pipeteo, en los tres ejes de movimiento, ya que la dirección espacial del movimiento es irrelevante para la detección. Con los interruptores mecánicos anteriores, la detección solo era posible en una dirección de movimiento específica. A diferencia de la señal digital de un interruptor mecánico, la sensibilidad de la detección también se puede configurar según sea necesario y cambiar dinámicamente. En última instancia, aumenta la fiabilidad del proceso y se garantiza la detección oportuna de cualquier daño en la aguja de pipeteo.

La invención se explica con más detalle con referencia a un dibujo. La figura muestra una representación esquemática de un sistema de pipeteo en un analizador automático.

La figura muestra una representación esquemática de un sistema 1 de pipeteo en un analizador automático que no se muestra. El sistema 1 de pipeteo comprende un brazo de transferencia como elemento 2 móvil, que se puede mover libremente mediante un accionamiento no representado en detalle. El movimiento del elemento 2 móvil está controlado por una unidad de control, que tampoco se muestra en detalle. Hay sensores correspondientes en el accionamiento, que proporcionan a la unidad de control información sobre la posición actual del accionamiento. Una aguja 6 de pipeteo está montada en un soporte 4 instalado permanentemente en el elemento 2 móvil. La aguja 6 de pipeteo está configurada como aguja hueca. En su extremo superior, hay una manguera presurizada o suprimida, no mostrada con más detalle, con la que se puede generar succión o presión en la salida de la aguja hueca en el lado de la punta, de modo que se puedan extraer y dispensar automáticamente cantidades de líquido con la aguja 6 de pipeteo. La unidad de control también controla la presurización.

En funcionamiento normal, dependiendo del uso previsto de la aguja 6 de pipeteo, se toman alícuotas de muestras de tubos de muestra o cantidades parciales de reactivos de recipientes de reactivos, por ejemplo, perforando la tapa de los recipientes correspondientes con la aguja 6 de pipeteo y aplicando presión a la cavidad de la aguja 6 de pipeteo. A continuación, la aguja 6 de pipeteo es guiada por la unidad de control, por ejemplo, a una cubeta, donde se distribuye la cantidad de líquido eliminada. Los análisis correspondientes se llevan a cabo aquí. A continuación, la aguja 6 de pipeteo se conduce a un dispositivo de enjuague, donde se limpia. La aguja 6 de pipeteo está entonces lista para un nuevo ciclo de trabajo.

Para evitar daños en la aguja 6 de pipeteo u otro objeto en las complejas secuencias de movimiento en el analizador automático, es importante detectar en forma fiable un choque de la aguja 6 de pipeteo en una superficie 8 y detener el elemento 2 móvil de inmediato. Para ello, la aguja 6 de pipeteo está alojada en forma móvil autorreiniciable en el soporte 4, por ejemplo, por medio de resortes o en un cojinete de goma. Esto asegura que el soporte 4 y la aguja 6 de pipeteo puedan moverse en múltiples dimensiones entre sí, aunque estos vuelvan automáticamente a la posición de reposo. Los componentes mencionados están diseñados de tal manera que la fuerza de reposición es siempre tan grande que la fuerza de aceleración provocada por el movimiento operativo no provoca ninguna desviación significativa de la posición de reposo, sino que se requiere un choque real para una desviación.

En el extremo de la aguja 6 de pipeteo alejado de la punta, está dispuesto un imán 12 en un soporte 10. El soporte 10 está hecho de plástico y está firmemente conectado a la aguja 6 de pipeteo, de modo que sigue cada movimiento de la aguja 6 de pipeteo. El imán 12 es un imán permanente hecho de un compuesto de neodimio-hierro-boro. Al imán 12 en la zona opuesta del elemento 2 móvil, se le asigna un sensor Hall 14 en una unidad 16 de evaluación configurada como placa de circuito impreso. El eje polar del imán 12 apunta directamente al sensor 14 Hall. El sensor 14 Hall detecta cambios en la posición relativa al imán 12 en cualquier dirección debido al cambio en el campo magnético y transmite esta información a la unidad 16 de evaluación. El imán 12 y el sensor 14 Hall forman así un sistema de medición de movimiento.

Si la punta de la aguja 6 de pipeteo golpea una superficie 8 durante el funcionamiento debido a un evento imprevisto, la aguja 6 de pipeteo realiza un movimiento evasivo A debido al montaje móvil en el soporte 4. En la posición de reposo, el imán 12 y el sensor 14 Hall tienen cierta distancia. El movimiento evasivo A de la aguja 6 de pipeteo provoca una modificación de esta distancia. Como resultado, se modifica la intensidad del campo magnético medida por el sensor 14 Hall.

La unidad 16 de evaluación supervisa continuamente la señal del sensor 14 Hall en busca de cambios. Se puede diseñar tanto digital como analógicamente. En el ejemplo de realización, la unidad 16 de evaluación también está diseñada para controlar la inmersión de la aguja 16 de pipeteo en un líquido, de modo que las funciones de detección de choque y detección del nivel de líquido se integran directamente ahorrando espacio. La integración del sensor 14 Hall directamente en la unidad 16 de evaluación también ofrece importantes ventajas económicas en comparación con un sensor montado discretamente.

Durante la puesta en marcha, la unidad 16 de evaluación puede detectar primero la presencia básica de un imán 12, es decir, una aguja 6 de pipeteo. En primer lugar, se lleva a cabo una calibración automática almacenando la señal actual del sensor 14 Hall con la aguja 6 de pipeteo en la posición de reposo como señal de reposo. La calibración también se puede volver a realizar automáticamente a intervalos regulares durante el funcionamiento. Para este propósito, se especifican posiciones específicas del brazo de transferencia, en las que se excluye un choque y la aguja 6 de pipeteo está en la posición de reposo. La recalibración regular en estas posiciones minimiza las falsas alarmas.

En la unidad 16 de evaluación, está preajustada una modificación mínima de la señal del sensor 14 Hall. Esto se puede ajustar según sea necesario. Tan pronto como la señal del sensor 14 Hall se desvía de la señal de reposo almacenada en más del cambio mínimo, se envía una señal táctil a la unidad de control de nivel superior. El cambio mínimo se establece de tal manera que sea mayor que un cambio que puede provocarse por histéresis en el sensor 14 Hall.

Si una señal táctil llega a la unidad de control, la unidad de control primero evalúa si se está produciendo un contacto planificado, por ejemplo, la perforación de una tapa de un tubo de extracción de sangre. Esto se puede hacer, por ejemplo, por comparación con los datos de posición del accionamiento del elemento 2 móvil. Si el contacto se reconoce como programado, el sistema se desactivará y continuará. De lo contrario, se detiene inmediatamente el accionamiento del elemento 2 móvil. Por lo general, esto puede garantizar una parada dentro de los 2 mm de detectar un contacto.

Listado de signos de referencia

1 sistema de pipeteo

2 elemento móvil

4 soporte

6 aguja de pipeteo

8 superficie

10 soporte

12 imán

14 sensor Hall

16 unidad de evaluación

A movimiento evasivo

Claims (5)

REIVINDICACIONES

1. Sistema (1) de pipeteo para un analizador automático, en donde el sistema (1) de pipeteo comprende una aguja (6) de pipeteo que está dispuesta para ser autorreiniciable y móvil en un elemento (2) móvil del sistema (1) de pipeteo, en donde se asigna a una distancia entre la aguja (6) de pipeteo y un elemento (2) móvil un sistema (12, 14) de medición de movimiento, en donde el sistema (1) de pipeteo comprende, además, un sistema (16) de evaluación que está conectado con el sistema (12, 14) de medición de movimiento y que está diseñado para emitir una señal táctil a una unidad de control asociada al elemento (2) móvil en caso de que la señal del sistema (12, 14) de medición del movimiento sufra un cambio mayor que un cambio mínimo predeterminado, en donde el sistema (1) de pipeteo está diseñado de tal manera que el cambio de distancia causado por la inercia de la masa durante un movimiento operativo del elemento (2) móvil provoca un cambio en la señal que es menor que el cambio mínimo predeterminado, en donde el sistema (12, 14) de medición del movimiento comprende un sensor (14) Hall y un imán (12), en donde el sensor Hall (14) está dispuesto en el elemento (2) móvil y el imán (12) está dispuesto en la aguja (6) de pipeteo o el imán (12) está dispuesto en el elemento (2) móvil y el sensor (14) Hall está dispuesto en la aguja (6) de pipeteo.

2. Sistema de pipeteo de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el imán (12) está alineado con su eje polar sobre el sensor (14) Hall.

3. Sistema de pipeteo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 o 2, en donde el imán (12) comprende un compuesto de neodimio.

4. Sistema de pipeteo (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en donde el cambio mínimo predeterminado es mayor que una señal de histéresis asignada al sensor (14) Hall.

5. Analizador automático con un sistema (1) de pipeteo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores.