ES2943291T3 - Sensor de hemolisis desechable - Google Patents

Sensor de hemolisis desechable Download PDF

Info

Publication number
ES2943291T3
ES2943291T3 ES19795700T ES19795700T ES2943291T3 ES 2943291 T3 ES2943291 T3 ES 2943291T3 ES 19795700 T ES19795700 T ES 19795700T ES 19795700 T ES19795700 T ES 19795700T ES 2943291 T3 ES2943291 T3 ES 2943291T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
module according
flow cell
module
cell
plasma
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES19795700T
Other languages
English (en)
Inventor
Brian Joseph Bosy
Josef Kerimo
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Werfen North America
Original Assignee
Instrumentation Laboratory Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Instrumentation Laboratory Co filed Critical Instrumentation Laboratory Co
Application granted granted Critical
Publication of ES2943291T3 publication Critical patent/ES2943291T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/314—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry with comparison of measurements at specific and non-specific wavelengths
    • G01N21/3151—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry with comparison of measurements at specific and non-specific wavelengths using two sources of radiation of different wavelengths
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/10—Investigating individual particles
    • G01N15/14—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry
    • G01N15/1404—Handling flow, e.g. hydrodynamic focusing
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/483—Physical analysis of biological material
    • G01N33/487—Physical analysis of biological material of liquid biological material
    • G01N33/49—Blood
    • G01N33/491—Blood by separating the blood components
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/483—Physical analysis of biological material
    • G01N33/487—Physical analysis of biological material of liquid biological material
    • G01N33/49—Blood
    • G01N33/4915—Blood using flow cells
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/10—Investigating individual particles
    • G01N15/14—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry
    • G01N15/1404—Handling flow, e.g. hydrodynamic focusing
    • G01N2015/142—Acoustic or ultrasonic focussing
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/314—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry with comparison of measurements at specific and non-specific wavelengths
    • G01N2021/3181—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry with comparison of measurements at specific and non-specific wavelengths using LEDs

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Ecology (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

Se describe un módulo de sensor de hemólisis desechable (100). El módulo comprende una celda de flujo (104) para albergar una columna de sangre total, un transductor acústico (106) para generar fuerzas acústicas en dicha celda de flujo para dividir temporalmente la sangre total en la celda de flujo en una primera región que comprende plasma libre de células y una segunda región que comprende células sanguíneas, una fuente de luz (108), como una fuente de luz que comprende un LED rojo y un LED amarillo, para iluminar el plasma libre de células en la primera región, uno o más sensores ópticos de formación de imágenes (110), como una camara, para adquirir una o mas imagenes digitales del plasma libre de celulas en la primera region mientras dicho plasma libre de celulas es iluminado por dicha fuente de luz, y una carcasa (112) configurada para instalacion removible en un cartucho de instrumento de un instrumento de analisis de sangre , (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Sensor de hemólisis desechable
Referencia cruzada a solicitudes relacionadas
Esta solicitud reivindica la prioridad de la Solicitud de Patente Provisional de EE.UU. No. 62/740.117, titulada Disposable Hemolysis Sensor, presentada el 2 de octubre de 2018.
Antecedentes
Los analizadores de sangre automatizados, que se usan comúnmente para analizar de manera eficiente numerosas propiedades de una muestra de sangre, generalmente aceptan cartuchos de ensayo desechables. Los cartuchos desechables pueden incluir rutas de muestras de sangre, dispositivos sensores, paquetes de almacenamiento para almacenar reactivos apropiados, cámaras y rutas de fluidos para presentar los reactivos y mezclas apropiados a una muestra de sangre para su análisis. Un ejemplo de un analizador de sangre automatizado es el sistema GEM® Premier™ 5000, fabricado por Instrumentation Laboratories, de Bedford, Massachusetts, EE. UU. El sistema GEM® Premier™ 5000 proporciona mediciones cuantitativas rápidas y precisas del pH de la sangre entera, pCO2, pO2, Na+, K+, Cl-, Ca++, glucosa, lactato, hematocrito, bilirrubina total y CO-Oximetría (tHb, O2Hb, COHb, MetHb, HHb).
La utilidad clínica de cada medición descrita es bien conocida. Por ejemplo, el pH y el pCO2, junto con sus parámetros derivados Exceso de base, bicarbonato estándar y TCO2, definen el estado ácido-base. El pO2 arterial indica la capacidad del intercambio de oxígeno. Los electrolitos en el cuerpo humano tienen múltiples funciones. Casi todos los procesos metabólicos dependen de o varían con los electrolitos. El hematocrito (Hct) indica la fracción de glóbulos rojos de la sangre, un componente vital para determinar su capacidad de transporte de oxígeno. La glucosa (Glu) es la principal fuente de energía y su nivel en sangre se mantiene dentro de un intervalo bastante estrecho. El lactato (Lac) es un producto intermedio del metabolismo de los carbohidratos y se deriva principalmente de las células musculares y los eritrocitos. La bilirrubina (tBili) se produce por la degradación de los grupos hemo presentes en la hemoglobina. La CO-Oximetría (tHb, COHb, MetHb, O2Hb y HHb) evalúa la capacidad de la sangre para transportar oxígeno midiendo la hemoglobina total y determinando el porcentaje de especies de hemoglobina funcional y disfuncional. La carboxihemoglobina es un complejo estable de monóxido de carbono y hemoglobina. La hemoglobina se une al monóxido de carbono preferentemente en comparación con el oxígeno y tiene una fuerte afinidad de que el monóxido de carbono no se libere, lo que reduce así la capacidad de transporte de oxígeno en el cuerpo. La metahemoglobina es una forma de la metaloproteína hemoglobina transportadora de oxígeno en donde el hierro en el grupo hemo está en el estado férrico (Fe3+) y no el en el estado ferroso (Fe2+) de la hemoglobina normal. Es habitual tener un 1-2% de metahemoglobina en la circulación normal; la enzima dependiente de NADH metahemoglobina reductasa es responsable de transformar la metahemoglobina nuevamente en hemoglobina.
Sería deseable medir también la hemólisis en un analizador de sangre automatizado basado en cartuchos. Sin embargo, históricamente, la hemólisis se ha medido analizando el plasma sanguíneo que se ha separado de una muestra de sangre entera mediante centrifugación, por ejemplo. Sería deseable realizar ensayos de hemólisis en una muestra que se presenta como una muestra de sangre entera para otros ensayos mediante el analizador de sangre automatizado basado en cartuchos.
El documento WO 2018/065626 A1 describe un sistema microfluídico para realizar una medición óptica en una muestra de sangre entera que contiene al menos glóbulos rojos y plasma sanguíneo. El sistema comprende un sustrato con una cavidad microfluídica formada en el sustrato, teniendo la cavidad microfluídica una entrada para permitir que la muestra de sangre entre en la cavidad microfluídica. El sistema comprende además un transductor de ultrasonidos conectado al sustrato para generar una onda estacionaria acústica en la cavidad microfluídica, y un circuito de control conectado operativamente al transductor de ultrasonidos y configurado para controlar el transductor de ultrasonidos con una frecuencia que varía repetidamente entre una frecuencia por debajo de una frecuencia de resonancia de la cavidad microfluídica y una frecuencia superior a la frecuencia de resonancia para hacer que los glóbulos rojos se congreguen en al menos una primera región de la cavidad, provocando así que el plasma sanguíneo ocupe al menos una segunda región de la cavidad. El sistema comprende además un detector dispuesto para realizar una medición óptica en el plasma sanguíneo en al menos una de la al menos una segunda región de la cavidad. El sistema comprende además una carcasa que comprende un receptáculo dispuesto para recibir al menos parte del sustrato, en donde el transductor de ultrasonidos se dispone en la carcasa y está dispuesto para conectarse al sustrato cuando el sustrato se aloja en el receptáculo, y en donde el detector se dispone en la carcasa y está dispuesto en una posición predeterminada con respecto al sustrato cuando el sustrato se aloja en el receptáculo, estando dispuesta la posición predeterminada para permitir que el detector realice la medición óptica en la al menos una de la al menos una segunda región de la cavidad.
El documento US 2018/0052147 A1 describe un sistema y un método para analizar analitos en un fluido complejo que contiene partículas complejas, tal como la sangre entera, en donde la división del material en partículas, tal como los glóbulos rojos, con respecto al fluido, tal como el plasma, se produce en el mismo sistema que la detección de analitos en el fluido que contiene partículas complejas.
El documento EP0795129A1 describe un aparato para analizar sangre o similares que tiene un rotor centrífugo (10) con un medio para sostener visiblemente una muestra, y un brazo de exploración (32) que atraviesa el rotor e incluye un medio (38) para enviar luz a la muestra para detectar las interfaces de los componentes de la muestra. Se puede proporcionar una segunda fuente de luz (40) para la inspección colorimétrica de la muestra.
Serum indices: managing assay interference, Farrell y col., Annals of Clinical Biochemistry 2016, Vol. 53(5), págs. 527­ 538 (2016), describe técnicas para abordar la interferencia con ensayos bioquímicos debido a hemólisis, ictericia o lipemia (HIL). Tradicionalmente, la identificación y cuantificación de la interferencia HIL se ha realizado inspeccionando visualmente los cambios en el color y/o la claridad del suero o plasma. Cualquier enrojecimiento, amarilleo o turbidez se clasificó subjetivamente en un grado semicuantitativo o "índice" HIL. Sin embargo, los fabricantes de analizadores bioquímicos modernos han desarrollado instrumentos que pueden cuantificar objetivamente la hemoglobina, la bilirrubina y la turbidez en muestras de suero o plasma mediante el uso de múltiples mediciones espectrofotométricas.
Sumario
Se da a conocer un sensor de hemólisis desechable que puede usarse dentro de un cartucho de un instrumento de análisis de sangre para medir el nivel de hemólisis en sangre entera. En una realización ilustrativa, el sensor de hemólisis descrito es un módulo autocontenido que contiene solo componentes desechables. El módulo autocontenido se puede instalar en línea dentro de un cartucho de instrumento existente, tal como un cartucho de instrumento GEM®, producido por Instrumentation Laboratories, de Bedford, Massachusetts, EE. UU. El módulo descrito puede instalarse entre una tarjeta EC y una tarjeta COOx del sistema GEM® Premier™ 5000, por ejemplo.
El funcionamiento del sensor descrito emplea la separación acústica de sangre entera en células sanguíneas y plasma dentro de una celda de flujo. El sensor de hemólisis desechable incluye la celda de flujo, un transductor acústico, una fuente de iluminación de diodo emisor de luz [LED] multicolor y una cámara. La cámara puede ser una cámara de bajo coste configurada para adquirir imágenes del plasma mientras está separado de las células sanguíneas. Las imágenes se procesan posteriormente para obtener un nivel de hemoglobina en plasma. El sensor desechable incluye una carcasa, tal como, por ejemplo, una carcasa dividida en dos piezas, que está configurada para disponer la cámara, la fuente de iluminación l Ed y la celda de flujo en una alineación y orientación fijas entre sí. La carcasa también está configurada de tal manera que el módulo se puede instalar de forma desmontable en el cartucho de instrumento.
La presente solicitud describe el diseño del aparato sensor desechable y el proceso de realizar una medición fiable de la hemoglobina en plasma utilizando el aparato sensor descrito.
La presente descripción incluye un módulo desechable para medir la hemoglobina libre en plasma. El módulo desechable contiene una fuente de luz, un transductor piezoeléctrico, una celda de flujo, un sensor de visualización óptico y elementos ópticos (lentes, filtros, difusor y conducto de mezcla de luz). En una realización ilustrativa, el módulo sensor que consiste en una carcasa dividida que incluye ranuras para disponer la celda de flujo, la fuente de luz, el sensor de visualización y los elementos ópticos. La carcasa dividida está configurada para mantener la celda de flujo en una tolerancia de alineación precisa en relación con el sensor de visualización.
El módulo puede incluir un diseño óptico para corregir variaciones en el patrón de iluminación de diferentes colores utilizando un conducto de luz. Otro aspecto de la presente descripción incluye un elemento difusor para iluminar uniformemente la celda de flujo. El módulo puede incluir una abertura óptica instalada en las lentes de visualización para controlar aberraciones ópticas. El módulo incluye un conector, en particular un solo conector, configurado para pasar energía eléctrica y señales de control hacia y desde el módulo sensor.
Se da a conocer un método para procesar datos de imágenes y generar una concentración de hemoglobina libre, tal como un histograma de OD o imágenes de concentración. Además, se da a conocer un método para corregir variaciones en la intensidad de la fuente de luz. Se describe la selección de longitud de onda para la fuente de iluminación para la corrección efectiva de interferencias como la bilirrubina y los lípidos presentes en el plasma.
La presente invención se refiere a un módulo para analizar uno o más analitos de plasma en sangre entera como se define en la reivindicación 1. Las realizaciones preferidas de la invención se definen en las reivindicaciones dependientes.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 muestra un diagrama de alto nivel de la estructura del sensor de hemólisis.
Figura 2. Un ejemplo de una imagen de plasma sanguíneo separado adquirida con una realización del módulo sensor descrito.
La figura 3 es un gráfico 300 que muestra los espectros de absorción de hemoglobina, bilirrubina y lípidos.
La figura 4 es un gráfico que muestra los espectros de absorción de diferentes especies de bilirrubina.
Descripción detallada
Una realización ilustrativa de un módulo (100) según la presente invención se describe con referencia a la figura 1, en donde, según una realización preferida, el módulo está configurado como un sensor de hemólisis. El sensor de hemólisis 100 incluye una carcasa 102, que asegura una celda de flujo transparente 104, tal como un tubo capilar de vidrio, en una posición fija con respecto a la carcasa 102. La figura 1 es una vista en corte de un sensor de hemólisis 100 en donde solo se muestra una parte posterior de la carcasa 102.
Un transductor acústico 106, tal como un transductor piezoeléctrico, está dispuesto en la carcasa en las proximidades de la celda de flujo 104, de modo que el transductor acústico 106 puede aplicar fuerzas acústicas en la celda de flujo 104 mientras una columna de sangre fluye a través de la celda de flujo 104 o está contenida en la celda de flujo 104. El transductor acústico 106 responde a una señal eléctrica para generar fuerzas acústicas que provocan la separación de los glóbulos rojos del plasma en la columna de sangre.
Una fuente de luz 108 está asegurada por la carcasa en una posición fija con respecto a la celda de flujo. La fuente de luz 108 está dispuesta para transmitir ondas de luz a través de la celda de flujo 104 a una muestra de sangre que fluye a través de la celda de flujo 104 o está contenida en la misma mientras la celda de flujo queda sujeta a las fuerzas acústicas. Más particularmente, la fuente de luz está dispuesta para transmitir las ondas de luz a través de una parte de plasma de la muestra de sangre que está separada de los glóbulos rojos en la celda de flujo. En una realización ilustrativa, la fuente de luz 108 incluye, por ejemplo, un diodo emisor de luz multicolor.
Un sensor óptico 110, tal como una cámara, está asegurado por la carcasa en una posición fija con respecto a la celda de flujo 104 y la fuente de luz 108. El sensor óptico puede incluir una placa de imagen, lentes de visualización y una abertura, por ejemplo. El sensor óptico 110 está dispuesto para recibir ondas de luz de la fuente de luz después de que las ondas de luz hayan interactuado con la parte de plasma de la muestra de sangre en la celda de flujo 104.
La carcasa 102 incluye un puerto de entrada 112 y un puerto de salida 114 que están configurados de manera que el sensor de hemólisis 100 se puede instalar en línea con una columna de sangre de una muestra de sangre que fluye dentro de un instrumento de análisis de sangre automatizado. En la realización ilustrativa, el puerto de entrada 112 y el puerto de salida 114 están configurados para acoplar una parte de tubo de goma de una ruta de flujo de muestra en el instrumento de análisis de sangre automatizado hacia y desde la celda de flujo 104.
Según la invención, el módulo 100 también incluye un conector eléctrico (no mostrado) configurado para suministrar energía eléctrica y señales de control hacia y desde el módulo, preferiblemente al transductor acústico 106 y la fuente de luz 108 y para recibir señales del sensor óptico 110.
El sensor de hemólisis 100 puede ser desechable para obtener un sensor en línea que se puede adaptar a instrumentos existentes, y para obtener tolerancias dimensionales precisas para la alineación adecuada de la celda de flujo de vidrio con respecto a la cámara de visualización. Esto evita o reduce desalineaciones y recalibraciones, por ejemplo. El empaquetado de todos los componentes en un módulo sensor autocontenido permite obtener un sensor de hemólisis robusto y fiable que es fácil de adaptar a un instrumento existente.
En la figura 2 se muestra un ejemplo de una imagen 200 adquirida con el módulo sensor de hemólisis descrito. Esta figura muestra una imagen de una muestra de sangre dentro de una celda de flujo 104 en donde el plasma 202 se ha separado de los glóbulos rojos 204 mediante fuerzas aplicadas en la celda de flujo 104 por el transductor acústico 106. Esta separación acústica permite interrogar ópticamente el plasma claro en la celda de flujo 104 para determinar un nivel de hemoglobina libre de la muestra de sangre. En la realización ilustrativa, la imagen 200 se adquirió iluminando el plasma con una fuente LED multicolor empaquetada dentro del módulo sensor.
Se ha determinado que dos colores LED son suficientes para medir la hemoglobina libre en el plasma y evitar dificultades con posibles interferencias en el plasma. Los colores preferidos son amarillo y rojo correspondientes a longitudes de onda de alrededor de 570 nanómetros y alrededor de 610 nanómetros. Estos colores evitan o reducen los efectos de las interferencias en la medición de la hemoglobina.
Los efectos de las interferencias se pueden ver en los espectros de absorción de la hemoglobina y de las interferencias más comunes presentes en el plasma, es decir, la interferencia de la bilirrubina y la interferencia de los lípidos. La figura 3 es un gráfico 300 que muestra los espectros de absorción de hemoglobina, bilirrubina y lípidos. El gráfico 300 muestra que en 570 nanómetros y 610 nanómetros, la bilirrubina tiene una absorción insignificante y no interfiere. La gran proximidad de la longitud de onda de 570 nm a la longitud de onda de 610 nm permite una corrección de lípidos más fiable y una mejor calidad de imagen cromática. Se determinó que el pico de hemoglobina más grande en 415 nanómetros no es ideal para la medición porque la longitud de onda de 415 nanómetros es más susceptible a la interferencia de la bilirrubina y a una gran degradación de imagen cromática.
La figura 4 es un gráfico 400 que muestra los espectros de absorción de diferentes especies de bilirrubina, es decir, una especie de bilirrubina conjugada y una especie de bilirrubina no conjugada. El gráfico 400 de la figura 4 muestra que la interferencia de bilirrubina en 415 nanómetros es más pronunciada donde se muestran los espectros de dos especies de bilirrubina diferentes. Las dos especies de bilirrubina diferentes aportan cantidades diferentes en 410-415 nanómetros, pero ninguna en 570 nanómetros, donde no se muestra interferencia. Al menos por esta razón, el nivel de hemoglobina es más complicado de medir en 410-415 nanómetros que en la longitud de onda preferida de 570 nanómetros.
Las imágenes generadas por el módulo sensor de hemolisis 100 descrito y recibidas como señales del sensor óptico 110 en su interior pueden procesarse mediante circuitos de procesamiento internos o externos al módulo sensor de hemólisis 100. Según una realización preferida, se usan dos algoritmos diferentes para procesar las imágenes. Los dos algoritmos se denominan aquí algoritmo OD y algoritmo de concentración. Ambos algoritmos incluyen la generación de un histograma a partir de todos los valores de píxel recibidos por la detección óptica de la región de plasma de imagen clara. El pico del histograma generado se puede usar entonces para calcular el valor de hemoglobina.
En el algoritmo OD, el histograma se genera procesando píxeles de imagen OD. En el algoritmo de concentración, el histograma se genera procesando píxeles de imagen de concentración. Según un aspecto de la presente descripción, los histogramas generados por el procesamiento de los píxeles de imagen de concentración son más robustos para determinar los valores pico que los histogramas generados por el procesamiento de los píxeles de imagen OD para determinar los valores pico.
Según una realización preferida, la iluminación de la celda de flujo 104 con una fuente de luz 108 que incluye un LED multicolor es importante. También es importante que la iluminación sea lo más homogénea y uniforme posible para todos los colores. En una realización ilustrativa, estas condiciones se pueden lograr configurando un conducto de luz de bajo coste frente a la fuente de luz 108 para homogeneizar los dos colores de LED.
Además, es importante proporcionar una fuente de luz LED muy estable en el módulo sensor de hemólisis 100. Para una medición óptica un error del 10 por ciento por parte del módulo sensor de hemólisis 100 se traduce en un valor de atenuación de absorción de aproximadamente 2 mOD o menos del 0,5% de ruido en el LED amarillo. Esto significa que la salida de LED debe ser muy estable y no puede variar más de un 0,5% en el nivel de salida. Sin embargo, la intensidad de salida de LED es muy sensible a la temperatura y puede superar fácilmente el nivel permitido. Los métodos convencionales para estabilizar la temperatura o corregir las variaciones de salida no son prácticos para este propósito. Por ejemplo, los disipadores de calor son demasiado costosos, operar con corrientes más bajas es demasiado restrictivo y agregar un sensor de monitorización es demasiado costoso. Además, la temperatura ambiente dentro de un cartucho de instrumento puede fluctuar y cambiar la salida de LED. Estos cambios pueden ser la fuente de un error excesivo. La salida de LED se puede corregir mediante procesamiento de imágenes sin usar componentes adicionales.
La presente invención, cuyo alcance está definido por las reivindicaciones adjuntas, se refiere a un módulo para analizar uno o más analitos de plasma, tal como hemoglobina libre, en sangre entera. El módulo incluye una celda de flujo configurada para alojar una columna de sangre entera en dicho módulo. La celda de flujo puede incluir un lumen y paredes que rodean el lumen.
El módulo incluye un transductor acústico configurado para generar fuerzas acústicas en la celda de flujo. Las fuerzas acústicas dividen temporalmente la sangre entera en la celda de flujo en una primera región que comprende plasma sustancialmente libre de células libre de componentes celulares de dicha sangre entera y una segunda región que comprende células sanguíneas. Preferiblemente, el plasma sustancialmente libre de células se localiza en el lumen de la celda de flujo y los componentes celulares de la sangre entera se localizan en las paredes de la celda de flujo. Preferiblemente, la celda de flujo también incluye una entrada y una salida para la sangre entera.
El módulo también incluye una fuente de luz configurada para iluminar el plasma sustancialmente libre de células en la primera región y uno o más sensores de visualización ópticos configurados para adquirir una o más imágenes digitales del plasma sustancialmente libre de células en la primera región mientras el plasma sustancialmente libre de células es iluminado por dicha fuente de luz. En una realización preferida, la fuente de luz incluye uno o más LED. Los LED pueden ser LED multicolores que emiten preferiblemente luz de color amarillo y rojo, en donde el color rojo tiene una longitud de onda de aproximadamente 570 nanómetros y el color amarillo tiene una longitud de onda de aproximadamente 610 nanómetros. Se puede configurar un conducto de luz entre los LED y la celda de flujo para facilitar la homogeneización de los colores de los LED.
En una realización preferida, el sensor de visualización es una cámara que incluye una placa de sensor de imagen y lentes de visualización. La cámara incluye preferiblemente una abertura óptica instalada en las lentes de visualización para controlar aberraciones ópticas. En una realización preferida, la fuente de luz incluye un elemento difusor para iluminar uniformemente la celda de flujo.
El módulo también incluye una carcasa configurada para una instalación amovible en un cartucho de instrumento, en donde la carcasa está configurada además para disponer la celda de flujo, la fuente de luz y los sensores de visualización ópticos en alineación fija entre sí y en donde la carcasa comprende además un puerto de entrada y un puerto de salida para permitir la instalación en el cartucho de instrumento con el fin de suministrar la muestra de sangre entera para su análisis por parte del módulo. En una realización preferida, el módulo puede ser desechable. El módulo también comprende un conector que está configurado para suministrar energía eléctrica y señales de control hacia y desde el módulo.
En una realización preferida, el módulo también incluye memoria configurada para almacenar imágenes digitales y circuitos de procesador en comunicación con la memoria. Los circuitos de procesador están configurados para analizar las imágenes digitales para caracterizar uno o más analitos en el plasma sustancialmente libre de células. Por ejemplo, los circuitos de procesamiento pueden configurarse para ejecutar un algoritmo de procesamiento de imágenes que genera un histograma de valores de píxel para cada una de la una o más imágenes digitales. En una realización preferida, el histograma es representativo de un espectro de absorción del uno o más analitos de plasma. En otra realización preferida, el histograma es representativo de la concentración del uno o más analitos de plasma.

Claims (16)

REIVINDICACIONES
1. Un módulo (100) para analizar uno o más analitos de plasma en sangre entera, que comprende:
una celda de flujo (104) configurada para alojar una columna de la sangre entera en el módulo (100);
un transductor acústico (106) configurado para generar fuerzas acústicas en la celda de flujo, actuando las fuerzas acústicas para dividir temporalmente la sangre entera en la celda de flujo en una primera región que comprende plasma sustancialmente libre de células (202) libre de componentes celulares de la sangre entera y una segunda región que comprende células sanguíneas (204);
una fuente de luz (108) configurada para iluminar el plasma sustancialmente libre de células en la primera región; uno o más sensores de visualización ópticos (110) configurados para adquirir una o más imágenes digitales del plasma sustancialmente libre de células en la primera región mientras el plasma sustancialmente libre de células es iluminado por la fuente de luz; y
una carcasa (102) configurada para disponer la celda de flujo (104), la fuente de luz (108) y los sensores de visualización ópticos (110) en alineación fija entre sí,
caracterizándose el módulo por que
la carcasa (102) está configurada para una instalación amovible en un cartucho de instrumento y comprende un puerto de entrada (112) y un puerto de salida (114) para permitir la instalación en el cartucho de instrumento con el fin de suministrar la muestra de sangre entera para su análisis por parte del módulo (100); y
el módulo comprende un conector que está configurado para pasar energía eléctrica y señales de control hacia y desde el módulo.
2. El módulo según la reivindicación 1, que comprende además:
memoria para almacenar las imágenes digitales;
circuitos de procesador en comunicación con la memoria, actuando los circuitos de procesador para analizar las imágenes digitales para caracterizar uno o más analitos en el plasma sustancialmente libre de células.
3. El módulo según la reivindicación 1, en donde la celda de flujo (104) comprende un lumen y paredes que rodean el lumen.
4. El módulo según la reivindicación 1, en donde el plasma sustancialmente libre de células se localiza en el lumen de la celda de flujo (104) y los componentes celulares de la sangre entera se localizan en las paredes de la celda de flujo (104).
5. El módulo según la reivindicación 1, en donde el uno o más analitos comprenden hemoglobina libre.
6. El módulo según la reivindicación 1, en donde la fuente de luz (108) comprende uno o más diodos emisores de luz (LED).
7. El módulo según la reivindicación 6, en donde el uno o más LED son multicolores.
8. El módulo según la reivindicación 7, en donde el uno o más LED multicolores son capaces de emitir luz amarilla y luz roja, y en donde la luz roja tiene una longitud de onda de aproximadamente 610 nanómetros y la luz amarilla tiene una longitud de onda de aproximadamente 570 nanómetros.
9. El módulo según la reivindicación 7, que comprende además:
un conducto de luz entre los LED y la celda de flujo, en donde el conducto de luz está configurado para facilitar la homogeneización de los colores de los LED.
10. El módulo según la reivindicación 1, en donde el sensor de visualización es una cámara que comprende una placa de sensor de imagen y lentes de visualización.
11. El módulo según la reivindicación 10, en donde la cámara comprende una abertura óptica instalada en las lentes de visualización para controlar aberraciones ópticas.
12. El módulo según la reivindicación 1, en donde la fuente de luz (108) comprende un elemento difusor para iluminar uniformemente la celda de flujo (104).
13. El módulo según la reivindicación 1, en donde el módulo (100) es desechable.
14. El módulo según la reivindicación 2, en donde los circuitos de procesamiento están configurados para ejecutar un algoritmo de procesamiento de imágenes, actuando el algoritmo de procesamiento de imágenes para generar un histograma de valores de píxel para cada una de la una o más imágenes digitales.
15. El módulo según la reivindicación 14, en donde el histograma es representativo de un espectro de absorción del uno o más analitos de plasma.
16. El módulo según la reivindicación 14, en donde el histograma es representativo de la concentración del uno o más analitos de plasma.
ES19795700T 2018-10-02 2019-10-02 Sensor de hemolisis desechable Active ES2943291T3 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201862740117P 2018-10-02 2018-10-02
PCT/US2019/054289 WO2020072641A1 (en) 2018-10-02 2019-10-02 Disposable hemolysis sensor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2943291T3 true ES2943291T3 (es) 2023-06-12

Family

ID=68393056

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES19795700T Active ES2943291T3 (es) 2018-10-02 2019-10-02 Sensor de hemolisis desechable

Country Status (6)

Country Link
US (2) US11231409B2 (es)
EP (2) EP4220131A1 (es)
CN (1) CN113167723A (es)
DK (1) DK3861318T3 (es)
ES (1) ES2943291T3 (es)
WO (1) WO2020072641A1 (es)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107430050B (zh) * 2015-01-12 2022-05-17 仪器实验室公司 用于生物医学感测和检测的含颗粒溶液中颗粒的空间分离
EP3978905A1 (en) * 2020-10-02 2022-04-06 Université Côte d'Azur Optoacoustic monitoring device for cell characterization
US11940451B2 (en) 2021-12-20 2024-03-26 Instrumentation Laboratory Co. Microfluidic image analysis system
EP4539989A4 (en) 2022-06-17 2025-08-27 Siemens Healthcare Diagnostics Inc ACOUSTOPHORESIS DEVICES COMPRISING CONDUCTIVE ELECTRODES AND METHODS
US20240044795A1 (en) 2022-08-04 2024-02-08 Instrumentation Laboratory Co. Optical analyte sensor
EP4317943A1 (en) 2022-08-04 2024-02-07 Instrumentation Laboratory Company Optical analyte sensor
EP4567424A1 (en) * 2023-12-10 2025-06-11 Instrumentation Laboratory Company Acoustic separation of a test sample
US12584902B2 (en) 2023-12-10 2026-03-24 Instrumentation Laboratory Company Acoustic separation of a test sample

Family Cites Families (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4854170A (en) 1988-10-12 1989-08-08 Separation Technology, Inc. Apparatus and method for using ultrasound to determine hematocrit
GB9424218D0 (en) 1994-11-30 1995-01-18 Zynocyte Ltd Apparatus for analysing blood and other samples
JP3487699B2 (ja) 1995-11-08 2004-01-19 株式会社日立製作所 超音波処理方法および装置
US5992489A (en) 1997-08-28 1999-11-30 Sweetheart Cup Company Inc. Cup forming machine
JP3847053B2 (ja) 2000-03-15 2006-11-15 純 菊地 血液分析装置
US7003153B1 (en) * 2000-09-29 2006-02-21 Sharp Laboratories Of America, Inc. Video contrast enhancement through partial histogram equalization
SE0200860D0 (sv) 2002-03-20 2002-03-20 Monica Almqvist Microfluidic cell and method for sample handling
DE102004013960A1 (de) 2004-01-09 2005-08-11 Laser- Und Medizin- Technologie Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur nicht-invasiven Bestimmung des Hämoglobingehaltes mit Sedimentationsunterstützung
SE0400662D0 (sv) 2004-03-24 2004-03-24 Aamic Ab Assay device and method
US7484414B2 (en) 2005-11-30 2009-02-03 Nanoalert Ltd. Method and apparatus for determination of the concentration of particles in multi-component fluid systems
US8895267B2 (en) 2006-11-03 2014-11-25 Siemens Healthcare Diagnostics Inc. Random access system and method for polymerase chain reaction testing
EP2479552B1 (en) 2007-04-02 2015-09-02 Acoustic Cytometry Systems, Inc. Methods for enhanced analysis of acoustic field focused cells and particles
JP2008051824A (ja) 2007-10-25 2008-03-06 Sekisui Chem Co Ltd マイクロ全分析システム
JP2012504764A (ja) 2008-10-02 2012-02-23 ピクセル メディカル テクノロジーズ リミテッド 粘弾性フォーカシングに基づく光学的撮像
US8333715B1 (en) * 2008-10-07 2012-12-18 Alferness Clifton A Blood glucose sampling device
KR101726006B1 (ko) 2008-12-18 2017-04-11 주식회사 쿠라레 편광 필름의 제조법
EP2454002A1 (en) 2009-07-13 2012-05-23 FOSS Analytical A/S Analysis of an acoustically separated liquid
US9074977B2 (en) 2010-05-07 2015-07-07 Stc.Unm Multinode acoustic focusing for parallel flow cytometry analysis applications
US8951781B2 (en) * 2011-01-10 2015-02-10 Illumina, Inc. Systems, methods, and apparatuses to image a sample for biological or chemical analysis
US20120214224A1 (en) 2011-02-01 2012-08-23 Chan Eugene Y Flow based clinical analysis
US8727129B2 (en) 2011-08-16 2014-05-20 Lawrence Livermore National Security, Llc. Microfluidic ultrasonic particle separators with engineered node locations and geometries
KR20130067875A (ko) 2011-12-14 2013-06-25 삼성전자주식회사 집적화된 미세유체 카트리지
US20150308971A1 (en) 2012-04-20 2015-10-29 Foss Analytical A/S Microfluidic impedance flow cytometer
US20130312590A1 (en) 2012-05-24 2013-11-28 Avedis Zildjian Co. Electromagnetic Cymbal Pickup
US9641239B2 (en) * 2012-06-22 2017-05-02 Fitbit, Inc. Adaptive data transfer using bluetooth
US8913095B2 (en) 2012-06-26 2014-12-16 Kodak Alaris Inc. Duplex thermal printer with pivotable diverter
WO2014046605A1 (en) 2012-09-21 2014-03-27 Acousort Ab A method for separating cells-bead complexes
WO2014172239A1 (en) * 2013-04-15 2014-10-23 Becton, Dickinson And Company Biological fluid collection device and biological fluid separation and testing system
ES2832756T3 (es) * 2013-04-15 2021-06-11 Becton Dickinson Co Dispositivo de toma de muestra de fluido biológico
WO2014178782A1 (en) 2013-04-30 2014-11-06 Acousort Ab Microsystem and method to focus cells or particles using acoustophoresis
CN106164646B (zh) * 2014-03-28 2019-01-04 江原大学校产学协力团 利用近红外分光法同时分析不同原料及形态的多种食品中营养成分含量的方法
CN107430050B (zh) * 2015-01-12 2022-05-17 仪器实验室公司 用于生物医学感测和检测的含颗粒溶液中颗粒的空间分离
AU2017339580B2 (en) * 2016-10-07 2022-08-11 Acousort Ab Method and system for optical or electrical measurements in disperse fluids
US10168278B2 (en) * 2016-10-13 2019-01-01 Instrumentation Laboratory Company Total protein measurement using whole blood refractometry

Also Published As

Publication number Publication date
US11231409B2 (en) 2022-01-25
CN113167723A (zh) 2021-07-23
WO2020072641A1 (en) 2020-04-09
EP3861318A1 (en) 2021-08-11
US20220113297A1 (en) 2022-04-14
EP4220131A1 (en) 2023-08-02
EP3861318B1 (en) 2023-03-29
US20200103395A1 (en) 2020-04-02
DK3861318T3 (da) 2023-05-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3861318B1 (en) Disposable hemolysis sensor
RU2302638C2 (ru) Способ анализа гемоглобина и система для его осуществления
US20110223673A1 (en) Polarized Optics for Optical Diagnostic Device
US20050037505A1 (en) Spectroscopic method and apparatus for analyte measurement
EP1586887B1 (en) Spectroscopic method for total hemoglobin measurement
US8304244B2 (en) Hemoglobin based bilirubin reference material
US20090079965A1 (en) Device for Determining of Properties in a Fluid and/or Constituents Thereof
JP2015514960A (ja) 検体モニタ
US20250237599A1 (en) Method and analyzer to correct for unknown interferences in a patient blood sample
US11668647B2 (en) Illumination unit with multiple light sources for generating a uniform illumination spot
EP2691759A1 (en) High flux collimated illuminator and method of uniform field illumination
EP4214498A1 (en) Rapid blood testing system
KR20090088667A (ko) 시료검사용 스트립의 광 검출방법 및 그를 사용한 광검출모듈
US20240044795A1 (en) Optical analyte sensor
RU2300771C2 (ru) Способ определения гемоглобина в биологических жидкостях
Vreman et al. Transcutaneous bilirubinometry: a noninvasive tool for studying newborn jaundiced rats before and after exposure to light
JP2024119653A (ja) 成分測定装置及び成分測定装置セット
HU231585B1 (hu) Eljárás methemoglobin roncsolásmentes mérésére vérplazmában
CN113030055A (zh) 一种便携式生物体液检测荧光分析系统