Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "DETECTOR DE PERMEABILIDADE MAGNÉTICA COM VARIAÇÃO COMPENSADA".
Campo da Invenção A presente invenção refere-se a um dispositivo para uso quando medindo-se a permeabilidade magnética (μ) ou, alterna ti va mente, a permeabilidade magnética relativa (μ,). Técnica Anterior O mercado mundial anual para equipamento de diagnóstico baseado em imunoensaíos tem aumentado de forma considerável nas últimas poucas décadas. A razão principal para o sucesso dos imunoensaíos é que o método é geral e fácil de ajustar aos vários problemas de análise química. Por utilizar diferentes tipos de técnicas de detecção em combinação com os imunoensaíos, uma série de importantes substâncias químicas podem ser identificadas e quantificadas. Dependendo do principio de medida física, tipos diferentes de detectores são adequados para tipos diferentes de problemas de análise. Desde a introdução dos imunoensaíos. muitos dos detectores com performance excelente foram apresentados. Um tipo de detector utiliza a permeabilidade magnética como a base para a detecção. Tal detector, o qual é deserto na SE 9502902-1 e na US 6.110.660, permite a identificação rápida e simples de substâncias utilizando a tecnologia de imunoensaio. As medidas são realizadas por se colocar amostras em uma bobina de medição cuja indutãncia é medida e comparada com uma bobina de referência preenchida com ar separada. Este tipo de dispositivo permite a medida de permeabilidade magnética de amostras, mas ela sofre da desvantagem de que a variação dependente da temperatura limita a sensibilidade do detector. A variação da temperatura é causada por variações na temperatura da amostra e pelo fato de que a temperatura, respectivamente, da bobina de medição e da bobina de referência é afetada de forma diferente peto processo de medida real. A presente invenção soluciona o problema da variação dependente da temperatura de uma maneira nova e eficiente quando medindo-se a permeabilidade magnética, ou alternativa mente, a permeabilidade magné- tica relativa. Adicbnalmente, ela toma possível obter outros parâmetros a partir dos dados de medida coletados, parâmetros estes que estão conectados com a permeabilidade magnética, por exemplo, a suscetíbilidade magnética.
Os imunoensaios magnéticos são baseados no princípio de que uma amostra é introduzida em um recipiente de amostra, contendo um ou mais reagentes magnéticos e um líquido e então o recipiente de amostra é colocado em um instrumento para ler a concentração de um analito, (Kríz et aL, Analytical Chemistry 68, p 1966 (1996); Kriz et al., Biosensors & Bioe-lectronics 13, p 817 (1998); Larsson K. etal., Analysis 27, p 78,1999).
Os documentos mencionados acima, SE 9502902-1, a US 6.110.660 e Larsson K. et al., Analysis 27, p 78, 1999, revelam dispositivos e métodos da técnica anterior, nos quais é feito uso da detecção de permeabilidade magnética para análises químicas quantitativas de amostras colocadas em uma bobina de medição. Os ditos dispositivos e métodos entretanto não compreendem uma bobina dupla integrada, isto é, uma bobina de medição e uma bobina de referência que simultaneamente envolvem um recipiente de amostra. Por consequência, não existe compensação continua de variação de temperatura, o que significa que a temperatura da amostra tem que ser mantida constante. Isto é difícil na prática e em alguns casos até mesmo impossível, controlar a temperatura da amostra durante o processo de medida, em particular quando ela é colocada na bobina de medição durante o processo de medida real.
Outras técnicas anteriores também compreendem um detector de fluxo para cnomatografia líquida baseada nas medidas da Ressonância Magnética Nuclear, RMN (Spraul M. et al., NMR Biomed 7, 295 - 303,1994). Entretanto, este detector não mede a permeabilidade magnética que, diferente da RMN, é uma propriedade macroscópica originando-se do exterior do núcleo atômico em um material. Em adição, este dispositivo não compreende uma bobina dupla como na presente invenção.
Sumário da Invenção A presente invenção assim refere-se a um dispositivo, o qual è caracterizado peto fato de que contém uma câmara de amostra que é circundada por pelo menos duas bobinas, as quais estão conectadas com um circuito elétrico que mede a diferença na índutância entre as bobinas, o dito dispositivo sendo capaz de analisar qualitativamente e quantitativamente o conteúdo das substâncias químicas em um recipiente de amostra colocado na dita câmara de amostra ou, alternativa mente, determinar a permeabilidade magnética de uma substância colocada no recipiente de amostra. A invenção também refere-se a um método no qual um dispositivo de acordo com a invenção é utilizado para detecção de várias substâncias químicas em um recipiente de amostra e que não está limitado aos imunoensaios tal como, por exemplo, ligações por afinidade ou ligações baseadas em peptídeo sintético selecionado a partir de bibliotecas de fago. Adicional mente, a invenção refere-se a um método no qual um dispositivo de acordo com a invenção é utilizado em particular como um instrumento de análise de sangue para uso clínico {por exemplo, para determinar gases do sangue, eletrólitos, metais de traço, Hb, glicose, marcadores de proteína, fatores complementares, hormônios, bactérias, vírus, leveduras, células, fungos, germes, fagos, organelas de célula, DNA e RNA).
Breve Descrição dos Desenhos A Figura 1 é um diagrama básico apresentando o princípio do dispositivo de acordo com a presente invenção. A Figura 2 apresenta um exemplo de um circuito eletrônico. Descrição Detalhada da Invenção De acordo com um aspecto da invenção, o dispositivo é caracterizado pelo fato de que as ditas bobinas possuem uma auto-indutãncia na faixa de 0,01 até 100 μΗ.
De acordo com outro aspecto, o dispositivo é caracterizado pelo fato de que a dita câmara de amostra possui um volume da câmara na faixa de 0,1 até 5000 μΙ.
De acordo com um aspecto adicional, o dispositivo é caracterizado pelo fato de que contém um circuito eletrônico de acordo com a Figura 2.
De acordo com ainda outro aspecto, o dispositivo é caracteriza- do pelo falo de que é proporcionado com um circuito eletrônico cujo sinal de saída é proporcional à diferença na indutância entre as ditas bobinas e à permeabilidade magnética relativa (μ,) da amostra introduzida na câmara de amostra, a qual está na faixa de 0,0000001 < μΓ < 5.
De acordo com outro aspecto, o dispositivo é caracterizado pelo fato de que é proporcionado com um circuito eletrônico que é formado de modo que a dita bobina de medição seja parte de uma ponte de comente alternada.
De acordo com outro aspecto, o dispositivo é caracterizado pelo fato de que é proporcionado com dois ou mais sistemas de duas bobinas para detecção simultânea de várias amostras.
De acordo com outro aspecto, o dispositivo é caracterizado pelo fato de que é proporcionado com mais do que duas bobinas que circundam a câmara de amostra para realizar medidas em localizações diferentes na mesma amostra ou em diferentes camadas de sedimento no recipiente de amostra.
De acordo com ainda outro aspecto, o dispositivo de acordo com a invenção é caracterizado pelo fato de que é proporcionado com técnicas de medida física complementares da técnica anterior para determinar a absorção de luz, a emissão de luz , o gás dissolvido, o conteúdo de íon e a condutividade elétrica.
Substâncias químicas com alta permeabilidade magnética podem ser identificadas diretamente ou utilizadas como reagentes específicos nas aplicações de diagnóstico. A Figura 1 apresenta um diagrama básico ilustrando o princípio subjacente da presente invenção. Uma abertura (a) para a câmara de amostra toma possível introduzir um recipiente de amostra com várias substâncias químicas (a). A câmara de amostra é circundada por uma bobina de referência (b) e por uma bobina de medição (c), a indutância das bobinas sendo afetada pela amostra introduzida. A amostra, a qual é assumida como possuindo uma temperatura homogênea, afeta as duas bobinas igualmente. Uma solução, uma amostra sólida ou um sedimento com um marcador magnético enriquecido na parte de baixo do recipiente de amostra afeta a indutânciã na bobina de medição (c) das bobinas duplas sem afetar a bobina de referência. Assim, é obtido um sinal cuja magnitude foi compensada em relação às variações de temperatura de modo que a diferença na indu-tância entre as bobinas pode ser medida mais precisa mente. O dispositivo pode de forma vantajosa compreender um circuito eletrônico de acordo com a Figura 2 de modo a obter um sinal de saída elétrico, A Figura 2 apresenta um exemplo de um circuito eletrônico. A bobina de medição (a) com uma indutânciã de 9 μΗ (fio de cobre de 0,3 mm, 30 voltas, D - 8 mm) está conectada em série com um resistor de 10 ohm (b), A bobina de referência (c) com uma indutânciã de 9 μΗ (fio de cobre de 0,3 mm, 30 voltas, D = 8 mm) está conectada em série com um resistor de 10 ohm (d). Via os resistores (b) e (d), um potenciômetro de compensação de 50 ohms (e) com 10 voltas está conectado. Vias as bobinas (a) e (c), um capacitar de 10 nF (f) e um potenciômetro de compensação de 500 ohms (g) estão conectados. O circuito eletrônico é suprido com a voltagem alternada (2 V pp, 200 kHz, sinusoidal) através dos pontos (h) e (i). Por ajustar os po-tenciômetros de compensação (e) e (g), a amplitude e a fase do circuito são equilibradas. O sinal elétrico gerado entre os pontos (j) e (k) é, quando introduzindo-se substâncias químicas com alta permeabilidade magnética na câmara de fluxo direto, proporcional à alteração na indutânciã da bobina de medição, a qual por sua vez é proporcional â concentração das ditas substâncias químicas. o dispositivo de acordo com a invenção pode de forma vantajosa ser utilizado para detecção, por um íado, de substâncias químicas com alta permeabilidade magnética e por outra lado, de substâncias químicas com μρ - 1. por exemplo, hemoglobina, fatores complementares, proteínas, hormônios, bactéria, células, vírus, fungos, levedura, germes, fagos, organelas de célula, DNA, RNA, os quais requerem interação com marcadores magnéticos, o que toma o presente dispositivo único. Independente dos propósitos, o método pode ser realizado sob condições de temperatura variável da amostra, o que reduz a variação causada pela temperatura.
REIVINDICAÇÕES