ES2827525T3 - Célula de flujo fotoacústico para identificación de analitos raros en suspensión - Google Patents
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Abstract
Una célula de flujo fotoacústico para su uso en la realización de análisis fotoacústicos de una o más muestras, en donde el análisis fotoacústico comprende la irradiación de la(s) muestra(s) con una luz de láser y la detección de una onda acústica generada por una expansión termoelástica de uno o más analitos presentes en la(s) muestra(s) como resultado de que la luz de láser es absorbida por el(los) analito(s) con un sensor acústico, comprendiendo la célula (1) de flujo fotoacústico: (a) una estructura (5) de cámara que define una cámara (6), una entrada (7) de cámara y una salida (8) de cámara, en donde o bien (i) una porción de la estructura (5) de cámara que define la cámara es una pared acústica a través de la cual atraviesa la onda acústica, que está configurada para estar en contacto con el sensor acústico ubicado fuera de la cámara, o bien (ii) la estructura de la cámara está configurada para ubicar el sensor acústico dentro de la cámara; y (b) una estructura (2) de análisis, al menos una porción de la cual está soportada por la estructura (5) de cámara y al menos una porción de la cual está ubicada en la cámara (6), en donde la estructura de análisis comprende una superficie (3) interior que define un conducto (4) de análisis que atraviesa, o está en comunicación fluida con o a través de, la entrada (7) y la salida (8) de cámara, en donde la superficie (3) interior de la estructura (2) de análisis es hidrófoba y oleófoba y, en donde la estructura (2) de análisis: (i) comprende un material de estructura de análisis que se selecciona del grupo que consiste en cuarzo fundido, vidrio de borosilicato y combinaciones de los mismos, que transmite la luz de láser y tiene una impedancia acústica (Z) en un intervalo de aproximadamente 107 kg/(m2·s) (10 Mrayls) a aproximadamente 15·106 kg/(m2·s) (15 Mrayls) a una frecuencia de aproximadamente 10 MHz; (ii) es tubular teniendo un diámetro transversal en un intervalo de aproximadamente 0,1 mm a aproximadamente 5 mm y un grosor de pared en un intervalo de aproximadamente 5 μm a aproximadamente 50 μm; y (iii) está configurada de modo que la onda acústica atraviesa la pared de la estructura de análisis.
Description
DESCRIPCIÓN
Célula de flujo fotoacústico para identificación de analitos raros en suspensión
Campo de la invención
Un campo de la invención es el de las pruebas médicas. Un aspecto de la invención se refiere a dispositivos y métodos para la detección de analitos en una muestra de fluido corporal (p.ej., células tumorales circulantes en una muestra de sangre).
Antecedentes de la invención
El documento de EDWARD P. C. LAI et al, "Capillary flow cell for photoacoustic detection of organic compounds", ANALYTICAL CHEMISTRY, EE.UU., (19831201), vol. 55, no. 14, doi:10.1021/ac00264a059, ISSN 0003-2700, páginas 2441 - 2444, describe una célula de flujo fotoacústico para detección fotoacústica inducida por láser de efluentes de cromatografía de líquidos de alto rendimiento.
El documento US 2002/026833 A1 se refiere a un receptáculo fotoacústico y a un método de análisis fotoacústico. El receptáculo de muestra fotoacústico comprende un detector acústico, un acoplante acústico y un acoplador acústico que tiene una cámara para retener el acoplante acústico y una muestra. El acoplante acústico se selecciona del grupo que consiste en líquido, sólido y combinaciones de los mismos. La energía magnética que pasa a través de la muestra genera una señal acústica dentro de la muestra en virtud de lo cual se propaga la señal acústica a través de la muestra hasta y a través del acoplante acústico al detector acústico.
La detección de analitos en muestras de fluido corporal está muy extendida para fines médicos y otros fines. Las aplicaciones incluyen detección de patógenos, proteínas, agentes contaminantes medioambientales u otros compuestos químicos en la sangre, la orina, la bilis, saliva y otros fluidos corporales. Algunos ejemplos de aplicaciones incluyen cribado de fármacos, detección de enfermedades, detección de una proteína en particular, control de los niveles de metales pesados tóxicos dentro y alrededor de cuerpos, flujos o fuentes de agua (p.ej., lagos, ríos, corrientes, mares, océanos, campos de drenaje, pozos y similares). A modo de ejemplo en particular, la detección de células tumorales circulantes (CTC) en los sistemas linfático y sanguíneo humanos tiene el potencial de ayudar a la toma de decisiones clínicas en el tratamiento del cáncer. La presencia de CTC puede significar el inicio de metástasis, indicar una recaída o puede utilizarse para llevar un seguimiento de la progresión de la enfermedad.
Una técnica particularmente útil para detectar dichas CTC implica la detección fotoacústica, tal como se establece en la solicitud de patente estadounidense 13/110.624 (Pub. No. 2011/021 7762).
Dichos métodos de detección fotoacústica han utilizado células de flujo preparadas por vertido de gel de poliacrilamida alrededor de un alambre. Una vez que se asienta el gel adecuadamente, se separa el alambre produciendo así un conducto que atraviesa la estructura de gel a través del cual se hacen fluir las muestras de analito cuando se realiza la detección fotoacústica. Sin embargo, existen inconvenientes con dichas células de flujo de poliacrilamida. En particular, tienden a carecer de homogeneidad, lo cual es perjudicial para analizar la reproducibilidad. Además, no son particularmente estables estructuralmente, lo cual requiere un manejo extraordinariamente delicado. Tampoco son particularmente estables a lo largo del tiempo, lo cual requiere que se formen en un lapso de tiempo relativamente corto antes de realizar la detección fotoacústica. Asimismo también, tienden a ser más susceptibles a la introducción de contaminantes en las muestras del analito. Por tanto, existe la necesidad de células de flujo con las que se remedien o reduzcan al mínimo uno o más de los inconvenientes que se han descrito.
Compendio de la invención
La presente invención se refiere a una célula de flujo fotoacústico según la reivindicación 1, a un sistema según la reivindicación 13 y a un equipo de célula de flujo fotoacústico según la reivindicación 14. Las reivindicaciones dependientes establecen realizaciones particulares de la invención.
Breve descripción de los dibujos
La Figura 1 es un diagrama de una realización de una célula de flujo fotoacústico de la presente invención.
La Figura 2 es un diagrama de una realización de una célula de flujo fotoacústico de la presente invención.
Descripción detallada de la invención
Haciendo referencia a las Figuras 1 y 2, que representan diferentes realizaciones de la presente invención, se puede proporcionar una célula 1 de flujo fotoacústico de la presente invención como una célula de flujo prefabricada, o como componentes de un equipo para el ensamblaje de la célula de flujo, o como equipos total o parcialmente ensamblados. Para facilitar la explicación, sin embargo, las distintas realizaciones de dichas células de flujo fotoacústico serán principalmente por lo que respecta a una célula de flujo prefabricada o ensamblada.
Tal como se ha indicado, la célula 1 de flujo fotoacústico es para su uso en la realización de un análisis fotoacústico de una o más muestras discretas y/o una(s) porción(es) de muestra de un flujo continuo o intermitente de material (p.ej., flujo de agua para análisis medioambiental), en donde el análisis fotoacústico comprende la irradiación de la(s) muestra(s) o las porción(es) de muestra con una luz de láser y la detección de una onda acústica generada por una expansión termoelástica de uno o más analitos presentes en la(s) muestra(s) o porción(es) de muestra como resultado de que el/los analito(s) absorben la luz de láser. Más particularmente, cuando se realiza un análisis fotoacústico, se excitan las muestras de analito con luz de láser mientras están dentro de la estructura 2 de análisis de la célula de flujo de la presente invención. Tal como se ha establecido anteriormente y tal como se emplean en adelante, se pretende que los términos “muestra” o “muestras” incluyan una o más muestras discretas y una o más porciones de muestra de un flujo continuo o intermitente de material.
Estructura de análisis
En lugar de seleccionar un material transparente de una rigidez y/o fuerza comparativamente reducida como la poliacrilamida para preparar un monolito de célula de flujo con un conducto través del mismo que es relativamente no uniforme en su orientación, dimensiones y/o morfología superficial, la célula 1 de flujo de la presente invención comprende una estructura 2 de análisis que puede configurarse (por lo que respecta a los materiales y/o las dimensiones) para ser comparativamente rígida, más fuerte y/o uniforme. En particular, la estructura 2 de análisis comprende una superficie 3 interior, que define un conducto 4 de análisis por el que fluirán la(s) muestra(s) cuando se lleve a cabo el análisis fotoacústico. Además, la estructura de análisis, que incluye un conducto de análisis a través de la misma, puede formarse perfectamente antes de realizar el procedimiento de detección fotoacústica.
Más específicamente, al menos una porción de la estructura 2 de análisis comprende un material de estructura de análisis que transmite la luz de láser. En contra de la lógica, sin embargo, el material de la estructura de análisis tiene una impedancia acústica que es sustancialmente diferente de la impedancia acústica de la(s) muestra(s). Esto va contra la lógica ya que los materiales de célula de flujo anteriores, que incluían poliacrilamida, se seleccionaban, en gran medida, para que tuvieran una impedancia acústica similar a la de la(s) muestra(s) para facilitar la transmisión de la onda acústica a través de la célula de flujo para su detección mediante un sensor acústico, que debe colocarse alejado a cierta distancia de la muestra para no interferir con la transmisión de la luz de láser. En cambio, colocar materiales de impedancias acústicas sustancialmente diferentes adyacentes unos a otros por lo general se consideraba como poco deseable, ya que una diferencia sustancial entre las impedancias acústicas tiende a causar que las ondas acústicas se reflejen sustancialmente o incluso completamente en el límite.
Entre los ejemplos de materiales de la estructura de análisis se incluyen vidrios como puedan ser sílice fundido y vidrios de borosilicato o combinaciones de diferentes vidrios. Los vidrios tienen típicamente una impedancia acústica (Z) en el intervalo de aproximadamente 107 kg/(m2 s) (10 Mrayls) a aproximadamente 15106 kg/(m2 s) (15 Mrayls) a una frecuencia de aproximadamente 10 MHz. Mientras que la(s) muestra(s) que se somete(n) a análisis fotoacústico, que comprenden principalmente líquidos (acuosos y no acuosos), tienen una impedancia acústica en un intervalo de aproximadamente 1,3U06 kg/(m2-s) (1,3 Mrayls) a aproximadamente 1,7 106 kg/(m2-s) (1,7 Mrayls) a una frecuencia de aproximadamente 10 MHz. Como referencia, los polímeros utilizados para fabricar células de flujo convencionales tienen una impedancia acústica en un intervalo de 2106 kg/(m2 s) (2 Mrayls) a aproximadamente 5106 kg/(m2 s) (5 Mrayls) a una frecuencia de aproximadamente 10 MHz.
Utilizar un vidrio como material de la estructura de análisis (junto con otros componentes de la célula de flujo fotoacústico y/o utilizados al realizar análisis fotoacústicos) proporciona un beneficio adicional por lo que respecta a mejorar la sensibilidad y precisión del análisis fotoacústico. La detección fotoacústica es muy sensible incluso para partículas de suciedad pequeñas en el aire y/o muestras y, por tanto, es increíblemente importante mantener la célula de flujo y el equipo fotoacústico correspondiente muy limpios y posiblemente incluso esterilizados. Ventajosamente, el vidrio se limpia (p.ej., con óxido de etileno) y se esteriliza (p.ej., con un autoclave) fácilmente y es resistente a la lixiviación, de modo que es menos probable que tenga lugar la lixiviación de los contaminantes hacia las muestras que desde plásticos, por ejemplo.
Aunque el material de la estructura de análisis tiene una impedancia acústica que es sustancialmente diferente de la de la(s) muestra(s), la estructura de análisis está configurada de modo que la onda acústica atraviesa la estructura de análisis sin reflejarse sustancialmente debido a la delgadez del material de la estructura de análisis (p.ej., 10 pm). Para un material de estructura de análisis que tiene una impedancia acústica (Z) en un intervalo de aproximadamente 107 kg/(m2 s) (10 Mrayls) a aproximadamente 15106 kg/(m2 s) (15 Mrayls) a una frecuencia de aproximadamente 10 MHz, la delgadez del material de estructura de análisis es relativamente fina (es decir, más fina que la longitud de onda acústica característica) de modo que la diferencia de impedancia acústica mencionada no refleja sustancialmente la onda acústica y pasa a través de la estructura de análisis. En particular, el grosor de la pared de la estructura de análisis está en un intervalo de aproximadamente 5 pm a aproximadamente 50 pm. En otra realización, el grosor de pared está en un intervalo de aproximadamente 10 pm a aproximadamente 30 pm.
Además, es deseable controlar el tamaño o área transversal del conducto de análisis, de modo que las muestras sean transportadas eficiente y eficazmente a través del mismo. Por ejemplo, para una estructura de análisis tubular, el área transversal es circular y está en un intervalo de aproximadamente 0,008 mm2 a aproximadamente 20 mm2, que corresponde generalmente a la estructura de análisis tubular que tiene un ancho o diámetro transversal máximo en un
intervalo de aproximadamente 0,1 mm a aproximadamente 5 mm. En una realización, la estructura de análisis es tubular y el área transversal es circular y está en el intervalo de aproximadamente 0,08 mm2 a aproximadamente 7 mm2, que corresponde generalmente a la estructura de ensayo que tiene un ancho o diámetro transversal máximo en un intervalo de aproximadamente 1 mm a aproximadamente 3 mm. En otra realización, la estructura de ensayo es tubular con un grosor de pared de aproximadamente 10 pm y el área transversal es circular y está en el intervalo de aproximadamente 1,75 mm2, que corresponde generalmente a la estructura de análisis tubular que tiene un ancho o diámetro transversal máximo de aproximadamente 1,5 mm.
En una realización, la estructura de análisis es un tubo de cuarzo fundido, fácilmente disponible (p.ej., tubos de difracción de rayos X) que se puede cortar a una longitud apropiada utilizando un método apropiado (p.ej., láser o grabado químico debido a la delicada naturaleza de los tubos).
Revestimiento hidrófobo
La estructura de análisis (junto con otros componentes en contacto con las muestras cuando se realiza el análisis fotoacústico, como puedan ser el sistema de tubos y conexiones) puede comprender uno o más revestimientos que imparten una funcionalidad en particular. Es de particular interés impartir hidrofobia y/u oleofobia a la superficie interior de la estructura de análisis para prevenir o reducir al mínimo la probabilidad de que las muestras se adhieran dentro del conducto de análisis. Esto se puede realizar por ejemplo formando un revestimiento hidrófobo y/o oleófobo sobre el material de la estructura de análisis (es decir, el interior de la estructura de análisis creando así una superficie interior hidrófoba, oleófoba o hidrófoba-oleófoba que define el conducto de análisis). Por ejemplo, los revestimientos hidrófobos se pueden formar utilizando uno o más materiales, como puedan ser albúmina de suero bovino y polisiloxano. Se pueden utilizar ciertos compuestos de fluorocarbono y/o fluoropolímeros para formar revestimientos que son tanto hidrófobos como oleófobos, y que pueden proporcionar lubricidad (p.ej., perfluoropoliéter trimetoxisilano de alto peso molecular, perfluoropoliéter trietoxisilano di-podal, perfluoropoliéter trietoxisilano tetra-podal y politetrafluoroetileno).
Estructura de cámara
Si bien un tubo de vidrio es relativamente rígido dado el pequeño tamaño de la estructura de análisis, se puede dañar con relativa facilidad si se somete a una cantidad de fuerza incluso relativamente moderada. Siendo así, es deseable que la estructura de análisis esté asegurada o fijada o soportada mediante la estructura 5 de cámara descrita anteriormente que tiende a aislar o proteger la estructura de análisis dando cabida así a métodos de manejo convenientes durante el uso y/o transporte. La estructura 5 de cámara también define una cámara 6, una entrada 7 de cámara y una salida 8 de cámara y ubica al menos una porción de la estructura 2 de análisis en la cámara 6 cuando se realiza el análisis fotoacústico.
La estructura 2 de análisis y la estructura 5 de cámara pueden situarse en contacto, o aseguradas, entre sí a través de cualquier método apropiado. Por ejemplo, la estructura de análisis puede estar moldeada en una estructura de cámara polimérica (p.ej., acrílica). Alternativamente, la estructura de análisis y la estructura de cámara pueden estar aseguradas a través de un ajuste con interferencia, tal como se representa en la Figura 2. Asimismo también, la estructura de análisis y la estructura de cámara pueden asegurarse a través de conectores, tal como se representa en la Figura 1. Tal como se muestra en la Figura 1, un conector 9 de entrada está configurado para conectar de forma estanca con la entrada 7 de cámara y un extremo 10 de entrada de la estructura 2 de análisis y un conector 11 de salida está configurado para conectar de forma estanca con la salida 8 de cámara y un extremo 12 de salida de la estructura 2 de análisis proporcionando así comunicación fluida a través de la entrada 7 de cámara, el conducto 4 de análisis y la salida 8 de cámara.
Otras configuraciones y características de la cámara
La cámara puede estar configurada y/o diseñada para comprender una amplia variedad de otras características o características alternativas dependiendo de la aplicación o las condiciones en particular en las que se va a utilizar la célula de flujo fotoacústico. Por ejemplo, la estructura de cámara puede ser de un diseño de una sola pieza (p.ej., Figura 2) o puede ser de un diseño de varios componentes (p.ej., Figura 1).
Además, en una realización, la estructura de cámara está configurada de una manera particular, ya que el sensor acústico (que se describe con mayor detalle más adelante) debe estar ubicado fuera de la cámara. En dicha realización, una porción de la estructura de cámara que define la cámara es una pared acústica para soportar un sensor acústico fuera de la cámara. En una realización, la pared acústica comprende un material de pared acústica que tiene una impedancia acústica que es similar a la impedancia acústica de la(s) muestra(s). Por ejemplo, el material de pared acústica puede ser una película de polímero ópticamente transparente. En otra realización, el material de pared acústica tiene una impedancia acústica que es sustancialmente diferente de la impedancia acústica de la(s) muestra(s). Cualquier posible consecuencia de la impedancia acústica discordante se anula o se mitiga configurando la pared acústica de modo que la onda acústica pase a través sin reflejarse sustancialmente debido a la diferencia entre las impedancias acústicas. Por ejemplo, si el material de pared acústica es de hoja o lámina de aluminio, preferiblemente, tiene un grosor en un intervalo de aproximadamente 5 pm a aproximadamente 50 pm. Un beneficio
de un material no visualmente transparente es que permite que un operador pueda hacer una fácil verificación visual del alineamiento muestra-láser apropiado.
En una realización diferente, se configura la estructura de cámara para ubicar el sensor acústico dentro de la cámara. Si se monta sobre una superficie interior de la cámara, el material en el que se monta (es decir, que compone la superficie interior) no es particularmente significativo y la transparencia visual y/o reflexión acústica son esencialmente irrelevantes.
Además, la célula de flujo puede comprender una o más válvulas anti-retorno que están ubicadas fuera de la cámara y colocadas en comunicación fluida con el conducto de análisis cuando se realiza el análisis fotoacústico. Estas válvulas permiten un manejo más fácil del transporte fluido de muestras.
Asimismo también, la célula de flujo puede comprender una cubierta configurada para definir mejor la cámara cuando se realiza el análisis fotoacústico. Si se disponen la fuente de láser y la célula de flujo en relación una con la otra de modo que la luz de láser necesitara transmitirse a través de la cubierta, la cubierta comprenderá un material de cubierta que transmita la luz de láser. En otras realizaciones (con o sin una cubierta), el láser y la célula de flujo pueden disponerse de tal modo que no sea necesaria una cubierta transparente. Por ejemplo, tal como se representa en la Figura 2, la luz de láser se transmite a través del lateral de la célula de flujo en lugar de desde arriba de la célula de flujo.
Sensor acústico
Tal como se ha indicado, la célula de flujo comprende al menos un sensor acústico para detectar ondas sonoras generadas por la rápida expansión asociada con la absorción de luz de láser por el analito en una muestra. Las especificaciones del/de los sensor(es) acústico(s) pueden seleccionarse dependiendo de lo que sea deseable para una aplicación en particular. Por ejemplo, el sensor acústico puede ser un sensor acústico no enfocado o un sensor acústico enfocado o una combinación de los dos. Entre los ejemplos de sensores acústicos se incluyen un sensor de polifluoruro de vinilideno, un sensor de niobato de litio y un sensor de titanato de zirconio y plomo. De hecho, pueden incluirse varias combinaciones de dicho sensor. En una realización, el sensor acústico comprende un sensor acústico enfocado que tiene un foco (p.ej., una longitud focal de aproximadamente 0,5 pulgadas o 12,5 mm) que está en la cámara cuando se realiza el análisis fotoacústico (independiente de que esté dentro o fuera de la cámara). En otra realización, el sensor acústico comprende un sensor acústico enfocado que tiene un foco que no está en la cámara cuando se realiza el análisis fotoacústico. Aunque va en contra de la lógica utilizar un sensor fuera de foco, se ha descubierto que, al hacerlo, se abarca con el sensor esencialmente todo el volumen de la cámara irradiado.
Medio de transmisión de onda acústica
Tal como se ha indicado anteriormente, la célula de flujo comprende también una cantidad de un medio de transmisión de onda acústica que tiene una impedancia acústica sustancialmente similar a la de la(s) muestra(s), en donde el medio de transmisión de onda acústica está presente en la cámara cuando se realiza dicho análisis fotoacústico para facilitar la propagación de la onda acústica desde la estructura de análisis a través de la cámara. El medio de transmisión de onda acústica se selecciona del grupo que consiste en agua, disolución salina, gel de base acuosa, gelatina, poliacrilamida, gel de ultrasonido, aceite, phantom de tejido de tipo caucho y combinaciones de los mismos. Un ejemplo de material phantom de tejido es gel porcino.
Sistema para realizar análisis fotoacústicos
Tal como se podrá deducir, la célula de flujo descrita anteriormente puede incorporarse en un sistema para realizar un análisis fotoacústico. Dicho sistema comprende típicamente un primer tubo de fluido que contiene un primer fluido y un segundo tubo de fluido que contiene un segundo fluido, en donde el primer fluido y el segundo fluido son inmiscibles; un conector en conexión fluida con el primer tubo de fluido, el segundo tubo de fluido y un tubo común, de modo que cuando se realiza el análisis fotoacústico, se hacen fluir los fluidos primero y segundo desde los tubos de fluido primero y segundo, respectivamente, hacia el conector de modo que fluyen muestras discretas alternas del primer fluido y el segundo fluido hacia el tubo común. El conducto de análisis de cualquiera de las células de flujo fotoacústico descritas anteriormente está en conexión fluida con el tubo común. El sistema comprende un sensor acústico si no está provisto de una célula de flujo fotoacústico. El sistema comprende además un láser para irradiar las muestras discretas alternas en la estructura de análisis de la célula de flujo fotoacústico con luz de láser cuando se realiza el análisis fotoacústico, en donde la luz de láser es absorbida por uno o más analitos, si están presentes en las muestras, induciendo una expansión termoelástica del(los) analito(s) produciendo así una onda acústica para que el sensor acústico la detecte.
Otra información ilustrativa con respecto a los análisis fotoacústicos, que incluye métodos, equipo y materiales se describe en la solicitud de patente estadounidense No. Ser. 13/228.428, presentada el 8 de septiembre de 2011 por O'Brien et al., titulada "Multiple Phase Flow System for Detecting and Isolating Substances".
Una vez ilustrados y descritos los principios de la presente invención, será evidente para los expertos en la técnica que es posible modificar la invención en su disposición y detalle sin por ello alejarse de dichos principios.
Si bien se han descrito los materiales y métodos de la presente invención por lo que respecta a diversas realizaciones y ejemplos ilustrativos, será evidente para los expertos en la técnica que es posible aplicar variaciones a los materiales y métodos descritos en el presente documento sin alejarse del alcance de la invención. Todos dichos sustitutos y modificaciones similares evidentes para los expertos en la técnica se considerarán como dentro del alcance de la invención, tal como se definen en las reivindicaciones adjuntas.
Claims (14)
1. Una célula de flujo fotoacústico para su uso en la realización de análisis fotoacústicos de una o más muestras, en donde el análisis fotoacústico comprende la irradiación de la(s) muestra(s) con una luz de láser y la detección de una onda acústica generada por una expansión termoelástica de uno o más analitos presentes en la(s) muestra(s) como resultado de que la luz de láser es absorbida por el(los) analito(s) con un sensor acústico, comprendiendo la célula (1) de flujo fotoacústico:
(a) una estructura (5) de cámara que define una cámara (6), una entrada (7) de cámara y una salida (8) de cámara, en donde o bien (i) una porción de la estructura (5) de cámara que define la cámara es una pared acústica a través de la cual atraviesa la onda acústica, que está configurada para estar en contacto con el sensor acústico ubicado fuera de la cámara, o bien (ii) la estructura de la cámara está configurada para ubicar el sensor acústico dentro de la cámara; y
(b) una estructura (2) de análisis, al menos una porción de la cual está soportada por la estructura (5) de cámara y al menos una porción de la cual está ubicada en la cámara (6), en donde la estructura de análisis comprende una superficie (3) interior que define un conducto (4) de análisis que atraviesa, o está en comunicación fluida con o a través de, la entrada (7) y la salida (8) de cámara, en donde la superficie (3) interior de la estructura (2) de análisis es hidrófoba y oleófoba y, en donde la estructura (2) de análisis: (i) comprende un material de estructura de análisis que se selecciona del grupo que consiste en cuarzo fundido, vidrio de borosilicato y combinaciones de los mismos, que transmite la luz de láser y tiene una impedancia acústica (Z) en un intervalo de aproximadamente 107 kg/(m2 s) (10 Mrayls) a aproximadamente 15106 kg/(m2 s) (15 Mrayls) a una frecuencia de aproximadamente 10 MHz; (ii) es tubular teniendo un diámetro transversal en un intervalo de aproximadamente 0,1 mm a aproximadamente 5 mm y un grosor de pared en un intervalo de aproximadamente 5 pm a aproximadamente 50 pm; y (iii) está configurada de modo que la onda acústica atraviesa la pared de la estructura de análisis.
2. La célula de flujo fotoacústico de la reivindicación 1, que comprende además: un conector (9) de entrada configurado para conectar de forma estanca con la entrada (7) de cámara y un extremo (10) de entrada de la estructura (2) de análisis y un conector (11) de salida configurado para conectar de forma estanca con la salida (8) de cámara y un extremo (12) de salida de la estructura (2) de análisis proporcionando así comunicación fluida a través de la entrada (7) de cámara, el conducto (4) de análisis y la salida (8) de cámara.
3. La célula de flujo fotoacústico de la reivindicación 2, en donde el conector (9) de entrada está configurado además para estar en conexión fluida con un primer tubo de fluido, un segundo tubo de fluido y un tubo común, en donde el primer tubo de fluido está configurado para transportar un primer fluido, el segundo tubo de fluido está configurado para transportar un segundo fluido, en donde el primer fluido y el segundo fluido son inmiscibles, y en donde el conector (9) de entrada está configurado para transportar muestras discretas alternas del primer fluido y el segundo fluido desde los tubos de fluido primero y segundo, respectivamente, hacia el tubo común.
4. La célula de flujo fotoacústico de cualquiera de las reivindicaciones 1-3, que comprende además una cantidad de un medio de transmisión de onda acústica seleccionado del grupo que consiste en agua, disolución salina, gel de base acuosa, gelatina, poliacrilamida, gel de ultrasonido, aceite, phantom de tejido de tipo caucho y combinaciones de los mismos, en donde el medio de transmisión de onda acústica está presente en la cámara para facilitar la propagación de la onda acústica desde la estructura de ensayo a través de la cámara.
5. La célula de flujo fotoacústico de cualquiera de las reivindicaciones 1-4, que comprende además una cubierta, en donde la cubierta está configurada para definir mejor la cámara, en donde la cubierta comprende un material de cubierta que transmite la luz de láser.
6. La célula de flujo fotoacústico de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la estructura (5) de cámara está configurada para ubicar el sensor acústico fuera de la cámara (6) y la pared acústica comprende un material de pared acústico que es una película de polímero ópticamente transparente.
7. La célula de flujo fotoacústico de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la estructura (5) de cámara está configurada para ubicar el sensor acústico fuera de la cámara (6) y la pared acústica comprende un material de pared acústica que es una lámina no visualmente transparente que tiene un grosor en un intervalo de aproximadamente 5 pm a aproximadamente 50 pm.
8. La célula de flujo fotoacústico de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la estructura (5) de cámara está configurada para ubicar el sensor acústico dentro de la cámara (6).
9. La célula de flujo fotoacústico de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además el sensor fotoacústico.
10. La célula de flujo fotoacústico de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el sensor acústico es un sensor acústico enfocado seleccionada o configurado para tener un foco que está en la cámara (6).
11. La célula de flujo fotoacústico de cualquiera de las reivindicaciones 1 -9, en donde el sensor acústico es un sensor acústico enfocado seleccionado o configurado para tener un foco que no está en la cámara (6).
12. La célula de flujo fotoacústico de cualquiera de las reivindicaciones 1-9, en donde el sensor acústico es un sensor acústico no enfocado.
13. Un sistema para realizar un análisis fotoacústico de una o más muestras, comprendiendo el sistema:
la célula (1) de flujo fotoacústico de cualquiera de las reivindicaciones anteriores; y
un láser para generar la luz de láser.
14. Un equipo de célula de flujo fotoacústico que comprende la célula (1) de flujo fotoacústico de cualquiera de las reivindicaciones 1 -12, en donde la célula de flujo fotoacústico está parcialmente ensamblada o desensamblada.
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