ES2268700T3 - Sistema de analisis inmunologico con ondas evanescentes. - Google Patents

Abstract

UN APARATO PARA ENSAYAR UNA MUESTRA DE UN FLUIDO CON UNA RADIACION CAPAZ DE EXCITAR LA FLUORESCENCIA DE UN MATERIAL FLUORESCENTE QUE COMPRENDE UN SUSTRATO ALARGADO UNITARIO TOTALMENTE REFLECTOR EN EL INTERIOR (24) TRANSMISIVO TANTO A LA RADIACION DE EXCITACION COMO A LA FLUORESCENCIA. EL MATERIAL FLUORESCENTE COMPRENDE AL MENOS UNA UNIDAD DE UN COMPLEJO ANTICUERPO-ANTIGENO QUE INCLUYE UNA ETIQUETA QUE PROPORCIONARA LA FLUORESCENCIA CUANDO SEA EXCITADA POR UNA ONDA EVANESCENTE GENERARA POR LA RADIACION DE EXCITACION. EL SUSTRATO (24) COMPRENDE UNA FIBRA ALARGADA (36) Y UNA LENTE SOLIDARIA (38) FORMADA PARA GUIAR LA RADIACION OPTICA AL INTERIOR DE LA FIBRA (36) DENTRO DE LOS LIMITES DE UN ANGULO CRITICO PARA ASEGURAR UNA REFLECTANCIA INTERNA TOTAL. HAY UNA ENVOLTURA HUECA ALARGADA (40) DISPUESTA CONCENTRICAMENTE ALREDEDOR Y SEPARADA DE LA FIBRA (36) PARA FORMAR UN INTERESPACIO DE DIMENSIONES CAPILARES. UN INSTRUMENTO DE ENSAYO (22) QUE SOPORTA EL SUSTRATO ALARGADO (24), TIENE UN DEPOSITO (28)PARA RECIBIR UNA MUESTRA DE UN FLUIDO A ENSAYAR, Y SE PUEDE MOVER SELECTIVAMENTE DE UNA POSICION OPERATIVA EN LA QUE SE HACE QUE LA MUESTRA DEL FLUIDO FLUYA SOBRE LA FIBRA (36) Y, POR LA ACCION CAPILAR, EN EL INTERESPACIO ENTRE LA FIBRA (36) Y LA ENVOLTURA (40). EL APARATO COMPRENDE ADEMAS UNA FUENTE DE LA RADIACION DE EXCITACION (74), UN ELEMENTO REFRACTOR (38) PARA ENFOCAR LA RADIACION HACIA LA LENTE (38), UN ELEMENTO DETECTOR (78) PARA DETECTAR LA RADIACION DE FLORESCENCIA EMITIDA DESDE UN EXTREMO DE LA FIBRA (36) EN RESPUESTA A LA RADIACION DE EXCITACION, UN ELEMENTO DE BASTIDOR OPTICO (6) PARA MONTAR TODOS LOS COMPONENTES SEGUN UNA RELACION FIJA RESPECTO A LA LENTE (38) PARA INTRODUCIR LA RADIACION DE EXCITACION EN LA LENTE (38) DENTRO DEL ANGULO CRITICO.

Description

Sistema de análisis inmunológico con ondas evanescentes.

Fundamento de la invención 1. Campo de la invención

Esta invención se refiere en general al campo del análisis químico e inmunoquímico. Más específicamente, esta invención hace referencia a un sistema para la generación de un haz interrogante y su recuperación a partir de un instrumento de análisis que utiliza una reflexión interna total (RIT), y sobre una superficie en la que se ha previsto que ocurra una reacción. La parte del haz interrogante que interacciona con los productos de reacción es la onda evanescente. Esta onda es un componente electromagnético de la luz que se extiende menos de una longitud de onda en un medio circundante. En un sistema que utiliza esta forma de onda como una muestra, la luz circula por RIT en una varilla rígida o barra o fibra de material transparente que se sumerge en un medio líquido con un índice de refracción menor. La onda evanescente sale del material transparente y es alterada o modificada o atenuada por la reacción en el líquido que rodea el elemento transparente y luego vuelve a entrar en el elemento. El grado y tipo de modificación es un marcador de la reacción que es recuperado por el elemento transparente y se dirige a un fotodetector. La señal recuperada es exquisitamente sensible a las reacciones sutiles en la región inmediata e íntima de la superficie del elemento transparente.

2. Descripción del modelo anterior

La sensibilidad de la onda evanescente ha llevado a una serie de intentos del modelo anterior por utilizar el fenómeno en la detección de reacciones sutiles pero significativas en inmunoquímica. Lackie, en US 5.152.962, se basa en anteriores revelaciones de Harte, US 4.133.639 y Hirschfeld, US 4.447,546 para enseñar una varilla rígida transparente de fibra en la cual se introduce un haz interrogante, y las reacciones próximas a la superficie que son exploradas por la onda evanescente. La recuperación de la onda evanescente se realiza mediante los así denominados ajustes coaxiales ópticos de EPI que emplean elementos dispersantes del haz para separar la señal recuperada. En otro informe del modelo anterior, Slovacek, US 5.156.976, muestra un elemento de reflexión interna cónico que es interrogado por un tren óptico de forma EPI. La mayor parte del modelo anterior se refiere al acoplamiento de rayos interrogantes y rayos de señales recuperadas para formas ópticas capaces de una inmersión en un medio líquido reactivo. Un modelo de interés adicional es Shanks y cols., US 4.978.503 que informa sobre un dispositivo de análisis y recogida de muestras reactivo de forma específica que utiliza una cavidad o cavidades, cada una de ellas con una dimensión suficientemente pequeña como para permitir que el líquido de muestra sea extraído en la cavidad por acción capilar. En otra invención del modelo anterior, Block y cols. Describen en US 4.909.990 un aparato de valoración que emplea la reflexión interna total de la radiación de excitación en la interfase entre una varilla o fibra conductora óptimamente reemplazable y una fase de líquido que la rodea, mientras que en la superficie de la fibra se inmoviliza un componente de un complejo formado en una reacción específica tipo inmunológica. La varilla se monta de forma coaxial dentro de un tubo que tiene unas dimensiones con respecto a dicha varilla de manera que una muestra de líquido se puede introducir en dicho tubo. La varilla y el tubo se encuentran sobre una estructura de montaje que se fija a una estructura óptica para transmitir la reacción de excitación al extremo proximal de la varilla y recibir la radiación fluorescente emitida desde el extremo proximal de la varilla. El aparato comprende una estructura de montaje específica para el centrado de la varilla dentro del tubo y para el sesgado de la varilla en una primera dirección contra un asiento anular.

Sin embargo, estos casos y referencias del modelo anterior, fallan a la hora de dirigir íntegramente la introducción controlada del líquido reactante en las superficies transparentes. Además, las referencias del modelo anterior citado emplean técnicas de iluminación EPI que por naturaleza son ineficaces y de forma significativa no permiten la inclusión de un haz óptico de control o blanco.

Tal como se ha comentado ha sido a la luz de estado de la tecnología que la presente invención ha sido concebida y en la actualidad reducida a la práctica.

Resumen de la invención

De acuerdo con la presente invención, el dispositivo para analizar una muestra líquida con radiación capaz de excitar la fluorescencia en un material fluorescente comprende un sustrato alargado unitario, que refleja interna y totalmente, transmisivo tanto a la radiación por excitación como a la fluorescencia. El material fluorescente incluye al menos una mitad de un complejo de anticuerpo - antígeno que incluye una etiqueta que proporciona la fluorescencia cuando es excitado por una onda evanescente generada por la radiación de excitación. El sustrato incluye una fibra alargada y una lente integral formada para guiar la radiación óptica dentro de la fibra dentro de los límites o extremos de un ángulo crítico para asegurar la reflectancia interna total. Un cerramiento hueco alargado se dispone concéntricamente a una distancia de la fibra de manera que proporciona un espacio intermedio de dimensiones capilares. Un elemento de ensayo sostiene el sustrato alargado, tiene un recipiente para recibir la muestra líquida que va a ser analizada, y se desplaza de forma selectiva hasta una posición operativa donde se hace fluir la muestra de flujo dentro de la fibra y, por acción capilar, dentro del espacio intermedio entre la fibra y el cerramiento. El aparato incluye además una fuente de la radiación de excitación, un medio de refracción para focalizar la radiación hacia la lente, un medio detector para detectar la radiación fluorescente emitida desde un extremo de la fibra como respuesta a la radiación de excitación, y un medio de entramado óptico para el montaje de todos los componentes en una relación fija respecto a la lente para la introducción de la radiación de excitación en la lente dentro del ángulo crítico.

Un objetivo primario de la presente invención consiste por tanto en disponer de un sistema mejorado de valoración óptica de la fibra que supere una serie de los problemas anteriormente mencionados del modelo anterior.

Con esta finalidad, un objetivo de esta invención consiste en aportar un tren óptico eficaz que permita un haz de control discreto, y un medio para acoplar óptimamente las fuentes ópticas de los haces blanco, de control o interrogante, y que permita recuperar la señal óptica.

Otro de los objetivos de la invención consiste en disponer de un elemento de ensayo de uso individual que sea un artículo de fabricación eficaz desde el punto de vista económico.

Otro objetivo de la invención consiste en disponer de dicho aparato tal como se ha descrito, que sea económico en cuanto a su fabricación y uso.

Todavía otro objetivo de la invención será disponer de aquel aparato de construcción simple y que pueda ser utilizado fácilmente sin grandes explicaciones.

Otros rasgos, ventajas y beneficios de la invención se pondrán de manifiesto en la descripción siguiente junto con los dibujos adjuntos. Tiene que entenderse que la descripción general que precede y la descripción detallada siguientes son tipo ejemplo y de carácter explicatorio pero no deben restringir la invención. Los dibujos adjuntos que se incorporan y constituyen una parte de esta invención, ilustran una de las configuraciones de la invención y, junto con la descripción, sirven para explicar los principios de la invención en términos generales. Números semejantes se refieren a partes semejantes durante la invención.

Breve descripción de los dibujos

Fig. 1 es una visión en perspectiva de un elemento de ensayo que engloba la presente invención;

Fig. 2 es una visión del plano superior del elemento de ensayo ilustrado en la figura 1

Fig. 3 es una visión de una sección transversal tomada generalmente a lo largo de la línea 3-3 en la figura 2;

Fig. 4 es una visión de una sección transversal en detalle alargada de una parte de la figura 3;

Fig. 5 es una visión en perspectiva en detalle de otra configuración de un componente del elemento de ensayo ilustrado en la figura 1;

Fig. 6 es una visión en perspectiva en detalle de otro componente del elemento de ensayo ilustrado en la figura 1;

Fig. 6A es una visión en perspectiva en detalle de una configuración de otro componente del elemento de ensayo ilustrado en la fig. 6;

Fig. 6B es una visión en perspectiva en detalle de otra configuración de otro componente del elemento de ensayo ilustrado en la figura 6;

Fig. 7 es una visión de una sección transversal tomada generalmente a lo largo de la línea 7-7 en la figura 3;

Fig. 8 es una visión de elevación lateral diagramática de un sistema de valoración que incluye la presente invención, que ilustra otra posición de los componentes;

Fig. 9 es una visión de elevación lateral diagramática de un sistema de valoración que incluye la presente invención, que ilustra otra posición de los componentes;

Fig. 10 es una visión de elevación lateral, similar a la fig. 9, que ilustra otra configuración de la invención;

Fig. 11 es una visión en perspectiva de un elemento de ensayo modificado que engloba también la presente invención;

Fig. 12 es una visión de un plano superior del elemento de ensayo ilustrado en la fig. 11;

Fig. 13 es una visión de una sección transversal tomada en general a lo largo de la línea 13-13 en la figura 12;

Fig. 14 es una visión de elevación lateral, en sección, similar a la figura 3 que ilustra otra configuración de la invención que utiliza un elemento de masa absorbente en un estado seco, denso, de tamaño reducido; y

Fig. 15 es una visión de elevación lateral, en sección, similar a la fig. 14 que ilustra el elemento de masa absorbente en un estado o situación húmeda, expandida.

Descripción detallada de las configuraciones preferidas

Vayan ahora a los dibujos e, inicialmente, a las figuras 1-4 que ilustran más claramente la construcción global del aparato de análisis 20 que incluye la presente invención. El dispositivo 20 sirve para analizar una muestra líquida con radiación por excitación desde una fuente de radiación en el momento en que la radiación es capaz de excitar la fluorescencia en el material fluorescente. El material fluorescente incluye al menos una mitad de un complejo anticuerpo-antígeno que incluye una etiqueta que aportará la fluorescencia cuando es excitado por una onda evanescente generada por la radiación de excitación.

El dispositivo 20 comprende un elemento de ensayo 22 que soporta un sustrato alargado 24. El elemento de ensayo, fabricado preferiblemente de resina polimérica negra como el poliestireno o el polipropileno relleno de negro de humo en las proporciones adecuadas, resulta ser opaco y no reflectante. Esto minimiza la transmisión no deseada de la energía luminosa. El elemento de ensayo 22 incluye una carcasa que tiene una pared o base inferior 26 que define un primer recipiente 28 que contiene inicialmente una muestra líquida 29, unas paredes terminales opuestas 30, 32 que se levantan desde y se integran con la pared inferior y unas paredes laterales opuestas 34, que también se levantan desde e integran con la pared inferior. Las paredes laterales 34 y las paredes terminales 30, 32 están integradas unas en otras.

El sustrato alargado 24 es de una construcción unitaria, de reflexión interna total, transmisora tanto a la radiación de excitación como a la fluorescencia y, tal como se ve especialmente bien en la figura 5A, incluye una fibra 36 alargada y un elemento de refracción integral 38 en forma de una lente esférica. De acuerdo con la invención, la radiación se introduce en la lente y al menos una parte de la superficie de la fibra 36 se adapta para ponerse en contacto con la muestra. La lente está formada para guiar la radiación óptica dentro de la fibra 36 dentro de los límites de un ángulo crítico asegurando con ello la reflectancia interna total. En otra configuración, tal como se ve en la figura 5B, un sustrato alargado 24A incluye una fibra 36A y un elemento de refracción integral 38A en forma de un prisma.

Un recinto o cerramiento alargado hueco 40 (fig. 6) se dispone alrededor de la fibra 36 (fig. 6A), en general coaxial a ella y a una distancia de la fibra para dejar un espacio intermedio 42 de dimensión capilar entre la fibra y el cerramiento. El cerramiento alargado se extiende desde un lugar adyacente a la lente o prisma hasta un extremo distante de la misma. En una configuración, tal como se ve en la figura 6A, el cerramiento alargado 40 es opaco e incluye al menos tres nervios 44 que se extienden longitudinalmente, a la misma distancia, en forma de circunferencia, para un ajuste de soporte con la fibra. En otra configuración, tal como se ve en la figura 6B, un cerramiento alargado 40A es opaco e incluye al menos tres paredes laterales 46 de dimensiones similares que se extienden longitudinalmente para el ajuste tangencial tipo soporte con la fibra 36.

La pared terminal 30 tiene una abertura 48 y una superficie 50 centrada cónicamente asociada para recibir la fibra alargada y para soportar la fibra alargada adyacente al elemento de refracción.

Como se puede ver en la figura 7, pero también se ve en las figuras 1-4, un elemento 52 protuberante en forma de c se integra con la pared terminal 32 y se proyecta hacia la pared terminal 30. El elemento protuberante 52 tiene una superficie interna cilíndrica 54 para la recepción deslizante de la extremidad del cerramiento alargado 40. La superficie interna cilíndrica 54 define un segundo recipiente y una disposición de canales que interconecta el primer y el segundo recipientes incluye una extensión 56 del primer recipiente 28 que es coextensiva con una ranura 58 transversal en el elemento protuberante 52 que se extiende entre el primer y el segundo recipientes. Esta construcción garantiza que la muestra de líquido fluirá libremente desde el primer recipiente hasta el segundo recipiente cuando el elemento de ensayo se desplace desde una posición nada operativa con la pared inferior dispuesta generalmente en un plano horizontal a una posición operativa con la pared terminal 32, en general dispuesta en un plano horizontal.

El elemento de masa 60 absorbente, por ejemplo, un cilindro de espuma de célula abierta polimérico es recibido en el segundo recipiente, acoplado firmemente a la superficie interna cilíndrica 54. El cerramiento alargado 40 tiene un reborde anular 62 en su extremo que está encajado al elemento 60 de masa absorbente. Cuando el elemento de ensayo se desplaza desde su posición no operativa ilustrada en la figura 3 hasta su posición operativa ilustrada en la figura 3A, se hace fluir la muestra líquida 29 dentro de la fibra 36 y, por acción capilar, en el espacio intermedio 42 entre la fibra y el cerramiento.

Volvamos ahora a las figuras 8 y 9 que ilustran un sistema completo 64 para realizar una valoración de una muestra de líquido con radiación de excitación desde una fuente de radiación donde la radiación es capaz de excitar la fluorescencia en el material fluorescente. Una estructura óptica 66 se monta de forma adecuada para el movimiento rotacional limitado sobre un eje pívot 68 en la dirección de una flecha 70 entre una posición inicial que se muestra en la figura 8 y una posición de valoración que se ilustra en la figura 9. La estructura óptica incluye una plataforma 72 para soportar el elemento de ensayo 22 y, tal como se ha descrito, se desplaza de forma selectiva para mover el elemento de ensayo entre la posición no operativa y la posición operativa. Una fuente de luz colimada 74, preferiblemente un láser, se monta de forma adecuada sobre la estructura óptica para dirigir un haz interrogante 76 en el elemento refractario 38. Sucesivamente, un dispositivo detector 78 adecuado como un fotodetector se monta del mismo modo sobre la estructura óptica 66 para recibir la radiación luminosa reflejada del sustrato alargado 24 a través del elemento de refracción 38.

Ahora se describe el funcionamiento del sistema de análisis 64. El elemento de ensayo 22 se coloca inicialmente en la plataforma 72 con la fibra 36 en la posición básicamente horizontal tal como se muestra en la figura 8. La muestra de líquido 29 se coloca en el recipiente 28 del elemento de ensayo y no está en contacto con las superficies de la fibra 36 o con el interior del cerramiento 40, que incluye los rebordes longitudinales 44 o las paredes laterales 46, dependiendo de la construcción especial del cerramiento. La rotación de la estructura óptica 66 alrededor del eje giratorio 68 a través de un arco de aproximadamente 90 grados respecto a la posición ilustrada en la figura 9, con la fibra 36 y el cerramiento 40 en una orientación vertical, hace que la muestra líquida 29 fluya para entrar en contacto y ser embebida por el elemento de masa absorbente 60. El elemento de masa absorbente 60 puede contener un reactivo apropiado que se añade a la muestra líquida. El reactivo apropiado se refiere a una posible inclusión en la parte espumosa de un reactivo o estimulador químico. Algunos reactivos son inertes hasta que se mezclan.

Con el llenado el volumen vacío disponible del elemento de masa absorbente 60, se produce un puente capilar o cierre entre la superficie de la fibra 36 y la superficie o superficies internas del cerramiento 40. El gradiente capilar así establecido extrae la muestra líquida 29 del elemento de masa absorbente 60 y hacia el interior del cerramiento, es decir, el espacio intermedio 42, humedeciendo la superficie de la fibra y permitiendo la interrogación de la reacción, si se produjera alguna, por recuperación de la onda evanescente que vuelve a entrar en la fibra después de la modificación por la reacción. De un modo significativo, las fuerzas capilares no pueden extraer la muestra líquida por el puente capilar a menos que el elemento de masa absorbente 60 se sature o sobresature. Si el volumen de muestra líquida excede la capacidad saturada de elemento de masa absorbente 60, el cerramiento 40 puede llenar únicamente hasta su volumen, y se producirá un equilibrio entre el volumen lleno del espacio intermedio 42 y cualquier residuo permanecerá preferentemente en el elemento de masa absorbente.

La rotación de la estructura óptica 66 y todos los componentes asociados permite que la interrogación óptica no se vea alterada mientras el flujo del fluido es controlado por gravedad, pero naturalmente los rayos ópticos no lo son. La ubicación mecánica esencial para la consistencia óptica no se ve alterada. Tal como se ha indicado con anterioridad, la figura 8 muestra una posición inicial de la estructura óptica 66 y sus componentes asociados, con el elemento de ensayo 22 en posición horizontal, y la figura 9 muestra una posición posterior de la estructura óptica y de sus componentes girados para colocar el elemento de ensayo en una posición vertical para la reacción e interrogación.

El elemento de refracción 38 hace que el láser interrogante 76 entre en la fibra 36 y forme ondas evanescentes en su superficie. La modificación de esas formas de ondas por actividad química es detectada por la señal óptica modificada que vuelve a entrar en la fibra y es dirigida por la reflectancia interna para emitir desde el elemento de refracción 38 como un cono de luz recogido por una lente del detector 80 y se dirige al fotodetector 78. Como se puede ver en la figura 10, una segunda fuente luminosa colimada 82, es decir preferiblemente un láser, y que tiene una longitud de onda diferente de la del haz de láser interrogante 76, se monta sobre la estructura óptica 66. El objetivo de la segunda fuente luminosa de una longitud de onda distinta, consiste en lograr un haz de referencia que no varíe por la modificación de la superficie de la varilla derivada de la reacción inmunoquímica.

El haz "no reactivo" aporta calibración y control del recorrido óptico o "tren"). En todos los aspectos excepto para la reacción inmunoquímica. Observen que Lackie enseña un haz de referencia que compensa las fluctuaciones en la fuente luminosa pero la estructura de Lackie no llega o sugiere un canal de longitud de onda distinto coincidente en el elemento analítico.

Toca el turno ahora de las figuras 11-13 para una descripción de otra configuración del elemento de ensayo 22 de las figuras 1-4. En este caso, un elemento de ensayo 84 incluye una carcasa que a su vez incluye una pared inferior 86 que define un primer recipiente 88 para contener inicialmente la muestra líquida. Una pared final 90 se levanta desde e integrada con la pared inferior y tiene una abertura para recibir la fibra alargada 36 y para soportar la fibra alargada adyacente al elemento de refracción 38. Las paredes laterales 92, 94 opuestas, se levantan desde e íntegramente con la pared inferior 86. Las paredes laterales y la pared final 90 son íntegras. Una pared final 96 se monta alrededor de la pared inferior, opuesta a la pared final 90, para el movimiento entre una posición disminuida en general coplanar con la pared inferior y una posición recta que se eleva desde la pared inferior. Unas ranuras "vivas", integrales, 97 unen la pared final 96 y la pared inferior 86 y proporcionan dicho movimiento.

Los elementos de cierre mutuamente encajables 98, 100 en las paredes laterales 92, 94 y en la pared final 96, respectivamente, sirven cuando están encajados para mantener la pared final 96 en la posición erguida.

Como con el elemento de ensayo 22, el elemento de ensayo 84 incluye un elemento protuberante 22 en la pared final 96 que mira la pared final 90 cuando la pared final 96 está en la posición erguida y los elementos de cierre 98, 100 están acoplados. Como el elemento protuberante 52, el elemento protuberante 102 tiene una superficie interna cilíndrica para la recepción deslizante de la extremidad de dicho cerramiento alargado 40 y define un segundo recipiente en ella para la recepción ajustada del elemento de masa absorbente 60, que preferiblemente será un cilindro de espuma polimérico de célula abierta. En los demás aspectos el elemento de prueba 84 es similar al elemento de prueba 22.

La construcción del elemento de ensayo 84 simplifica la inserción del elemento de masa absorbente 60 en el saliente 102 en un momento cuando la pared final 96 está al mismo plano que la pared inferior 86. Después la pared inferior se levanta y se fija en su posición erguida y correcta. Luego, el elemento de ensayo 84 se monta en la estructura óptica 66, la muestra líquida 29 se vierte en el recipiente y la estructura óptica se desplaza de la posición de la figura 8 hasta la posición de la figura 9 para permitir que el procedimiento de análisis siga.

Anteriormente se ha indicado que en una configuración, tal como se puede ver en la figura 6A, el cerramiento alargado 40 puede ser opaco e incluir al menos tres ranuras que se extienden longitudinalmente, a la misma distancia, formando una circunferencia, para un ajuste con la fibra. También se ha observado que en otra configuración, como se ve en la figura 6B, el cerramiento alargado 40A puede ser opaco e incluir al menos tres paredes laterales 46 de dimensiones similares que se extienden longitudinalmente para el ajuste tangencial con la fibra 36. En ambos casos, debido al carácter opaco del cerramiento, se evita que la radiación salga de la fibra 36 en el punto de contacto entre la fibra y el cerramiento con una pérdida no deseable de sensibilidad. La ventaja clara de varias láminas, o muchas secciones transversales tal como se muestra en las figuras 6A y 6B es la siguiente:

La fuerza de las fuerzas capilares usadas para llenar y mantener el fluido bajo análisis es una función del área de la sección transversal y del área de la superficie humedecida. Las secciones transversales multilaminadas sirven para maximizar la "fuerza fluídica" y la fuerza de retención del espacio capilar.

Volvamos ahora a las figuras 14 y 15 para una descripción de otra configuración de la invención. Tal como se ha descrito con anterioridad, el cerramiento alargado 40 tiene un reborde anular 62 en su extremo distante del elemento de refracción 38 y que mira hacia el interior del elemento protuberante 52. En este caso, un elemento de masa absorbente modificado 104 es recibido en el recipiente definido por el elemento protuberante y se ajusta a la superficie interna cilíndrica del elemento protuberante. El elemento de masa absorbente es un material tipo esponjoso que es relativamente denso y compacto cuando se seca, y por tanto, inicialmente distante del reborde anular 62. Sin embargo, el elemento de masa absorbente puede expandirse por infusión de la muestra fluida 29 cuando el elemento de ensayo se desplaza desde la posición no operativa a la posición operativa y es obligado a expandirse para encajar con el extremo anular. Cuando esto ocurre, se hace fluir el líquido dentro de la fibra 36 y, por acción capilar, dentro del espacio intermedio 42 entre la fibra y el cerramiento. Un ejemplo de material absorbente satisfactorio para los fines de la invención es el fabricado a partir de alcohol de polivinilo por Kanebo Ltd. De Osaka, Japón y vendido bajo la marca comercial "BELLETA".

En las figuras 3A y 4, el final de la fibra 36 se muestra como esencialmente al mismo nivel que el reborde anular 62 del cerramiento 40. Con esta construcción, el final de la fibra 36 contacta con el elemento de masa absorbente 60, pero no penetra en él. Esta es una construcción aceptable. Sin embargo se muestra una construcción preferida en las figuras 12, 13, 14 y 15 donde los extremos de la fibra 36 sobresalen por debajo del reborde anular 62 del cerramiento 40. En este caso, la fibra 36 penetra realmente en el elemento de masa absorbente 60, lo que mejora el paso de la muestra líquida desde el elemento de masa absorbente hasta la fibra.

Mientras se han mostrado con detalle las configuraciones preferidas de la invención, los especialistas deberían entender que se pueden hacer otras modificaciones en las configuraciones ilustradas sin apartarse del objetivo de la invención tal como se describe en la especificación y se define en las reivindicaciones adjuntas.

Claims (23)

1. Aparato desechable de un solo uso (20) para analizar una muestra líquida con radiación de excitación de una fuente de radiación, cuya radiación es capaz de excitar la fluorescencia en el material fluorescente, comprendiendo dicho aparato:

Un sustrato unitario, de reflexión interna total, (24, 24A) transmisivo a la radiación de excitación y a la fluorescencia, de forma que dicho sustrato (24, 24A) incluye una fibra alargada (36, 36A) y un medio de refracción integral (38, 38A) situado en contacto directo con un extremo de dicha fibra alargada (36, 36A) en la que se ha de introducir la radiación y al menos una parte de la superficie de la misma se adapta para contactar la muestra, estando dicho medio de refracción (38, 38A) formado para guiar la radiación óptica en dicha fibra (36, 36A) dentro de los límites de un ángulo crítico para garantizar la reflectancia interna total;

Un revestimiento del material fluorescente en al menos una parte de la superficie de dicha fibra (36, 36A); un cerramiento alargado hueco (40) dispuesto alrededor y a una distancia de dicha fibra (36, 36A) de manera que se disponga de un espacio intermedio (42) de dimensión capilar entre dicha fibra (36, 36A) y dicho cerramiento, extendiéndose dicho cerramiento alargado (40) desde un lugar adyacente a dicho medio de refracción (38, 38A) a un extremo distante del mismo;

Elemento de ensayo (22) para soportar dicho sustrato alargado (24, 24A) y que tenga un recipiente (28) para recibir una muestra líquida que se analizará y desplazará entre una posición no operativa mientras que la muestra líquida se mantiene a una distancia del sustrato alargado (24, 24A) y una posición operativa en la que la muestra líquida es obligada a fluir en dicha fibra (36, 36A) y, por acción capilar, en el espacio intermedio (42) entre dicha fibra (36, 36A) y dicho cerramiento (40).

2. Dispositivo conforme a la reivindicación 1 en el que dicho medio de refracción integral (38) incluye una lente.

3. Dispositivo conforme a la reivindicación 1 en el que dicho medio de refracción integral (38A) incluye un prisma.

4. Dispositivo conforme a la reivindicación 1 en el que dicho medio de refracción integral (38, 38A) es del mismo material que dicha fibra alargada (36, 36A).

5. Dispositivo conforme a la reivindicación 1 en el que dicho elemento de ensayo (22) incluye:

Una región interna que define un primer recipiente (28) para contener inicialmente la muestra líquida;

Un medio de soporte para sujetar dicho sustrato alargado (24, 24A) a una distancia de la muestra líquida en el primer recipiente (28);

Un medio protuberante (52) que define un segundo recipiente para contener temporalmente la muestra líquida; y un canal que se extiende entre el primer y el segundo recipiente (28) para dirigir el flujo de la muestra líquida desde el primer recipiente (28) al segundo recipiente cuando dicho elemento de ensayo (22) se desplaza desde la posición no operativa a la posición operativa.

6. Dispositivo conforme a la reivindicación 1 en el que dicho elemento de ensayo (22) incluye:

Una carcasa que tiene una primera y segunda paredes laterales opuestas (30,32), de manera que la primera pared final (30) tiene una abertura (48) a través de la cual recibe dicha fibra alargada (36, 36A) y para sujetar dicha fibra alargada (36, 36A) adyacente a dicho medio de refracción (38, 38A);

Una región interna intermedia entre dichas primera y segunda paredes laterales (30,32) que define un primer recipiente (28) para contener inicialmente la muestra líquida;

Un medio protuberante (52) en dicha segunda pared terminal (32) que mira dicha primera pared final (30) que tiene una superficie interna cilíndrica (54) para recibir la extremidad de dicho cerramiento alargado (40), definiendo dicha superficie interna cilíndrica (54) un segundo recipiente para contener temporalmente la muestra líquida; y

Un canal que se extienda entre el primer y segundo recipientes (28) para dirigir el flujo de la muestra líquida desde el primer recipiente (28) al segundo recipiente cuando dicho elemento de ensayo (22) se desplaza desde la posición no operativa hasta la posición operativa.

7. Dispositivo conforme a la reivindicación 6 que incluye:

Un medio de masa absorbente (60) recibido en el segundo recipiente y que encaja con dicha superficie interna cilíndrica (54) de dicho medio protuberante (52), teniendo dicho cerramiento alargado (40) un reborde anular (62) en dicho extremo encajado a dicha masa absorbente (60).

8. Dispositivo conforme a la reivindicación 7 donde la masa absorbente (60) incluye un cilindro de espuma polimérica de poro abierto.

9. Dispositivo conforme a la reivindicación 1 donde dicho elemento de ensayo (22) incluye:

Una carcasa que tiene una pared inferior que define un primer recipiente (28) para contener inicialmente la muestra líquida, una primera y segunda paredes finales opuestas (30, 32) que se levantan desde e íntegramente con la pared inferior, teniendo dicha pared final (30) una abertura (48) a través de la cual recibe dicha fibra alargada (36, 36A) y para sujetar dicha fibra alargada (36, 36A) adyacente a dicho medio de refracción (38, 38A), y unas primera y segunda paredes laterales opuestas (34) que se levantan desde e íntegramente con la pared inferior, integrándose dichas paredes laterales (34) y dichas paredes terminales (30, 32) unas con otras;

Un medio protuberante en forma de c (52) en dicha segunda pared final (32) que está proyectada hacia dicha primera pared final (30) que tiene una superficie interna cilíndrica (54) para recibir dicha extremidad de dicho cerramiento alargado (40), de forma que dicha superficie interna cilíndrica (54) define un segundo recipiente o compartimiento; y

Un canal que incluye una ranura transversal en dicho medio protuberante (52) que se extiende entre el primer y segundo recipiente para dirigir el flujo de la muestra líquida desde el primer recipiente (28) al segundo cuando dicho elemento de ensayo (22) se desplaza desde la posición no operativa a la posición operativa.

10. Dispositivo conforme a la reivindicación 9 que incluye:

Un medio de masa absorbente (60) recibido en el segundo recipiente y que se acopla con dicha superficie interna cilíndrica (54) de dicho medio protuberante (52), teniendo dicho cerramiento alargado (40) un reborde anular (62) en dicho extremo encajado con dicho medio de masa absorbente (60).

11. Dispositivo conforme a la reivindicación 10 donde dicho medio de masa absorbente (60) incluye un cilindro de espuma polimérica de poro abierto.

12. Dispositivo conforme a la reivindicación 2 donde dicha lente incluye una lente esférica que tiene un índice de refracción que coincide con el de dicha fibra (36).

13. Dispositivo conforme a la reivindicación 1 donde el material fluorescente incluye al menos una mitad de un complejo anticuerpo-antígeno que incluye una etiqueta que proporciona la fluorescencia cuando es excitado por una onda evanescente generada por la radiación de excitación.

14. Dispositivo conforme a la reivindicación 1 donde dicha fibra (36, 36A) se dispone coaxialmente con dicho cerramiento (40).

15. Dispositivo conforme a la reivindicación 1 donde dicho cerramiento alargado (40) es opaco e incluye al menos tres nervios que se extienden longitudinalmente (44) igualmente espaciados, formando una circunferencia, para el acoplamiento de soporte con dicha fibra (36, 36A).

16. Dispositivo conforme a la reivindicación 1 donde dicho encerramiento alargado (40) es opaco e incluye al menos tres paredes laterales de dimensiones similares que se extienden longitudinalmente (46) para el encaje de soporte tangencial con dicha fibra (36, 36A).

17. Dispositivo conforme a la reivindicación 1 donde elemento de ensayo incluye:

Una carcasa que a su vez incluye:

Una pared inferior (86) que define un primer recipiente (88) para contener inicialmente la muestra líquida; una primera pared terminal (90) que se levanta desde e íntegramente con dicha pared inferior, teniendo dicha pared terminal (90) una abertura a través de la cual recibe dicha fibra alargada (36, 36A) y para soportar dicha fibra alargada (36, 36A) dicho medio de refracción adyacente (38, 38A);

Una primera y segunda pared lateral opuestas (92, 94) que se levantan desde e íntegramente con dicha pared inferior (90), de forma que dichas paredes laterales (92, 94) y dicha primera pared final (90) se integran una con otra;

Una segunda pared terminal (96);

Un medio de articulación (97) montado concéntricamente a dicha segunda pared final (96) respecto a dicha pare inferior (86) para el movimiento entre una posición rebajada en general nivelada con dicha pared inferior (86) y una posición erguida que se eleva desde dicha pared inferior (86);

Unos medios de bloqueo encajables mutuamente (98, 100) sobre dichas paredes laterales (92, 94) y sobre dicha segunda pared terminal (96) para mantener dicha segunda pared terminal (96) en la posición erguida; un medio protuberante (102) sobre dicha segunda pared terminal (96) que mira dicha primera pared terminal (90) y que tiene una superficie interna cilíndrica para recibir la extremidad de dicho cerramiento alargado (40) de forma que dicha superficie interna cilíndrica defina un segundo recipiente en ella; y

Un canal que se extiende entre el primer y segundo recipientes (88) para dirigir el flujo de la muestra líquida desde el primer recipiente (88) hasta el segundo recipiente cuando dicha segunda pared terminal se desplaza desde la posición rebajada hasta la posición erguida.

18. Dispositivo conforme a la reivindicación 17 que incluye un medio de masa absorbente (60) que se encuentra en el segundo recipiente y encaja firmemente con dicha superficie interna cilíndrica de dicho medio protuberante (102).

19. Dispositivo conforme a la reivindicación 18 donde dicho medio de masa absorbente (60) incluye un cilindro polimérico de espuma de poro abierto.

20. Dispositivo conforme a la reivindicación 6 donde dicho cerramiento alargado (40) tiene un reborde anular (62) en dicho extremo final; e incluye:

Un medio de masa absorbente (60) que se encuentra en el segundo recipiente y encaja firmemente con dicha superficie interna cilíndrica de dicho medio protuberante (104), estando dicho medio de masa absorbente (60) inicialmente a una distancia de dicho reborde anular (62), siendo dicho medio de masa absorbente (60) expandible por infusión en él de la muestra líquida cuando dicho elemento de ensayo se desplaza desde la posición no operativa a la posición operativa y con ello hace que se expanda para encajar con dicho extremo anular, haciendo que el fluido fluya hacia el interior de dicha fibra (36, 36A) y, por acción capilar, dentro del espacio intermedio (42) entre dicha fibra (36, 36A) y dicho cerramiento (40).

21. Un sistema desechable de un solo uso (64) para analizar una muestra líquida con radiación de excitación desde una fuente de radiación, de forma que dicha radiación sea capaz de excitar la fluorescencia en el material fluorescente y recuperar una onda evanescente acoplada, que comprenda:

Un dispositivo (20) conforme a la reivindicación 1; una estructura óptica (66) que incluya una plataforma (72) para soportar dicho elemento de ensayo (22) y que pueda desplazarse selectivamente para mover dicho elemento de ensayo (22) entre la posición no operativa y la posición operativa; un medio de fuente de luz colimada (74) para dirigir un haz interrogante hacia el interior de dicho medio de refracción (38, 38A) cuando dicho elemento (22) se encuentra en la posición operativa; y

Un medio detector (76) para recibir la radiación de luz reflejada desde dicho sustrato (24, 24A) a través de dicho medio de refracción (38, 38A) acoplado a una onda evanescente.

22. Un sistema conforme a la reivindicación 21 donde dicha fuente de luz colimada (74) incluye un láser.

23. Un sistema conforme a la reivindicación 21 donde dicho medio detector (76) incluye un fotodetector.