BRPI0622137A2 - Método e aparelho para medição de uma concentração de uma espécie carregada em uma amostra e método para produção de um aparelho - Google Patents

Description

MÉTODO E APARELHO PARA A MEDIÇÃO DE UMA CONCENTRAÇÃO DE UMA ESPÉCIE CARREGADA EM UMA AMOSTRA E MÉTODO PARA A PRODUÇÃO DE UM APARELHO

Campo da Invenção A invenção refere-se a sensores de espécies

carregadas em amostras biológicas, químicas, industriais ou ambientais. Em particular, a invenção refere-se a um método e a um sensor para medir concentrações de espécies carregadas, em concentrações de íons, por e10 xemplo, concentrações de íons de lítio, em amostras, tais como de sangue. A invenção também se refere a um método para a produção deste sensor.

Antecedentes e técnica relacionada

Os íons inorgânicos constituem um requisito es15 sencial para a vida e são encontrados em grandes quantidades na água potável, no sangue e em cada célula de um organismo, bem como no ambiente. Por exemplo, a concentração de muitos íons, isto é, de sódio, potássio, magnésio e cálcio dentro e fora das células é essencial 2 0 para qualquer organismo vivo. Conseqüentemente, a concentração de íons no sangue e nas células sanguíneas de animais e de seres humanos também é de grande importância para uma ampla variedade de funções corpóreas.

Normalmente o lítio é um elemento residual presente no plasma sanguíneo, mas é usado como uma droga para tratar distúrbio de humor bipolar. Calcula-se que universalmente mais de um milhão de pessoas tomam lítio em uma base diária. Uma desvantagem no uso do lítio é o índice terapêutico muito baixo, isto é, a relação entre a concentração tóxica e a concentração terapêutica. A maior parte dos pacientes reagem bem a uma concentração de plasma sanguíneo de 0,4-1,2 mmol/1 de lí5 tio, enquanto que efeitos tóxicos podem ocorrer sob uma concentração de lítio acima de 1,6 mmol/1. Um alto nível prolongado de lítio no sangue pode inclusive resultar em dano permanente para o sistema nervoso e até mesmo em óbito. Portanto, a monitoração da concentração 10 de lítio durante tratamento é essencial, com verificação regular a cada dois meses para manter o lítio no nível desejado.

Para evitar manuseio extenso por parte do operador, utilizam-se rotineiramente eletrodos seletores 15 de íons (ISEs) para medições dos parâmetros sanguíneos de uma maneira automatizada. Estes ISEs são seguros e oferecem uma ampla gama dinâmica; entretanto, a sua resposta é logarítmica e a alta seletividade requerida para o lítio pode ser um problema. Adicionalmente, no 20 caso de intoxicação por lítio, é requerido um procedimento rápido para análise sanguínea. Atualmente, uma amostra sanguínea venosa deve ser coletada a partir de um paciente por pessoal especialmente treinado e transportada para o laboratório central e as células do san25 gue precisam ser removidas antes de se efetuar a medição. Este procedimento pode demorar até 4 5 minutos. Para reduzir ao mínimo o tempo de produtividade operacional da amostra e possibilitar medições no local, encontram-se disponíveis dispositivos miniaturizados que empregam transistores de efeito de campo sensíveis a íons para se determinar a concentração de potássio e de sódio no sangue total mesmo como um analisador manual.

Entretanto, tais analisadores não são usados para a determinação de lítio, por causa da alta concentração de fundo de outras espécies carregadas, em particular íons de sódio, comparada com a concentração muito menor dos íons de lítio.

A medição direta de lítio no sangue total e a

determinação dos cátions inorgânicos no plasma sanguíneo foram descritas e demonstradas por E. Vrouwe et al. em Electrophoresis 2004, 25, 1660-1667 e em Electrophoresis 2005, 26, 3032-3042. Utilizando-se eletroforese capilar de microplaqueta (CE) com carga de amostra definida e aplicando-se os princípios de acoplamento de coluna, determinaram-se metais alcalinos em uma gota de sangue total. O sangue coletado a partir de uma ponta de dedo foi transferido para a microplaqueta sem extração ou remoção de componentes. A concentração de lítio pode ser determinada no plasma sanguíneo a partir de um paciente em terapia de lítio sem pré-tratamento de amostra. Utilizando-se uma microplaqueta com detecção de condutividade, obteve-se um limite de detecção de 0,1 mmo>2 para lítio em uma matriz de sódio de 140 mmol/1.

Nestas exposições, os componentes da amostra de sangue são separados de forma eletroforética dentro de um micro-canal. Utiliza-se uma geometria de injeção em duplo "T" para selecionar os componentes de íons de interesse e para orientá-los para os eletrodos de detecção .

Nestes sistemas, a carga de amostragem tem de 5 ser bem definida a fim de assegurar a correta separação dos componentes de plasma sanguíneo na geometria de duplo "T". Além disso, a geometria de duplo "T" é complicada de aplicar e não é bem adequada para aplicações fáceis de usar.

Sumário da Invenção

A invenção proporciona um método para a medição de uma concentração de uma espécie carregada em uma amostra, sendo a amostra dotada de uma pluralidade de tipos de espécies carregadas e pelo menos um componente 15 insolúvel, sendo que o método compreende: proporcionar a amostra em uma superfície de uma camada parcialmente permeável; permitir que os componentes da amostra passem através da camada parcialmente permeável para um canal; e separação dos componentes em seções, de manei20 ra tal que cada pelo menos uma das seções compreende substancialmente um único tipo da pluralidade dos tipos de espécies carregadas, e determinar a concentração de carga na pelo menos uma das seções.

Desta maneira, a invenção proporciona um método para dividir uma amostra, em particular uma amostra biológica, tal como plasma sanguíneo em seções, com cada seção compreendendo substancialmente uma ou um grupo de espécies carregadas e subsequentemente determinar uma concentração de espécies carregadas nesta seção.

A invenção também proporciona um aparelho para a medição de. uma concentração de uma espécie carregada em uma amostra, sendo que a amostra compreende uma plu5 ralidade de tipos de espécies carregadas e pelo menos um componente insolúvel, com o aparelho compreendendo pelo menos um canal com pelo menos uma abertura, uma camada parcialmente permeável cobrindo a pelo menos uma abertura, pelo menos dois eletrodos de eletroforese 10 dispostos ao longo do pelo menos um canal em cada lado da abertura, e pelo menos um sensor para medir pelo menos um tipo da espécie carregada no pelo menos um canal .

O método e o aparelho são particularmente úteis para a medição da concentração de íons de amostras biológicas, por exemplo, plasma sanguíneo. Os íons medidos incluem, sendo que não se fica limitado aos mesmos, sódio, potássio, magnésio, cálcio e assemelhados. De acordo com uma aplicação da invenção, a amostra pode conter também lítio. Neste caso, o íon preferido a ser medido é lítio, mas poderá compreender qualquer outro íon presente na amostra. A invenção é igualmente aplicável a outras espécies carregadas, tais como lipídeos, DNA ou outros polieletrólitos ou polímeros portadores de carga elétrica.

A concentração de uma primeira da pluralidade de tipos de espécies carregadas pode ser determinada em relação a uma segunda da pluralidade de tipos de espécies carregadas. O primeiro tipo de espécies carregadas pode ser íons de lítio e o segundo tipo de espécies carregadas pode ser íons de sódio; desta forma, pode-se determinar a relação entre íons de lítio e de sódio na amostra.

0 pelo menos um canal pode ter uma única abertura coberta por uma camada parcialmente permeável. Utilizando-se a única abertura para aplicação de amostra, pode-se evitar vantajosamente pressão eletro10 osmótica ou pressão hidrodinâmica e qualquer fluxo hidrodinâmico dentro do canal. Desta maneira, a difusão é o principal ou o único mecanismo de transporte.

De acordo com uma concretização, o pelo menos um canal pode ser dotado de duas aberturas no sistema 15 de canal de outro modo vedado. Utilizando-se pressão hidrodinâmica a injeção de amostra é realizada por fluxo de convecção a partir de uma abertura no sentido da outra. Neste caso específico, uma abertura é coberta com uma amostra enquanto a outra não o é.

2 0 A camada parcialmente permeável pode ser uma

membrana que separa a amostra em relação ao pelo menos um canal. A membrana pode ser permeável aos íons ou outra espécie carregada enquanto a membrana pode ser impermeável a componentes maiores. Em particular, a mem25 brana pode ser impermeável ao componente insolúvel. A membrana também pode ser uma membrana permeável a gás que é impermeável a líquidos. A camada parcialmente permeável pode ser uma camada separada colocada no topo ou abaixo da pelo menos uma abertura da primeira camada de cobertura.

Um suporte de membrana pode ser usado na primeira camada de cobertura para colocar a membrana na 5 primeira camada de cobertura. O suporte de membrana pode ser fixado, isto é, colado à primeira camada de cobertura ou formado diretamente na primeira camada de cobertura.

A camada permeável também pode ser uma região 10 da primeira camada de cobertura que é proporcionada parcialmente permeável. A camada permeável pode compreender pelo menos uma região com uma superfície hidrófiIa. Adicionalmente, a camada permeável ou a primeira camada de cobertura pode compreender pelo menos uma re15 gião com uma superfície hidrófoba

A camada permeável também pode consistir de um ou mais furos no canal. Desta maneira, a amostra pode entrar em contacto direto com uma solução dentro do canal .

2 0 A amostra também compreende pelo menos um com

ponente insolúvel, isto é, no caso de uma amostra biológica, tal como sangue, células de eritrócitos, células brancas do sangue, plaquetas e assemelhadas, que se encontram usualmente presentes no sangue. Desta forma, 25 a presente invenção permite vantajosamente a determinação de uma concentração de íons no sangue total sem prévia purificação ou tratamento, evitando assim qualquer pré-tratamento laboratorial da amostra. Conseqüentemente, a invenção é particularmente útil para a aplicação em sistema operado por paciente que não requer um médico ou enfermeiro especialmente treinado para recolher a amostra.

O pelo menos um sensor compreende um ou mais

pares de eletrodos de condutividade para determinação da concentração de carga na pelo menos uma das seções compreendendo substancialmente o único tipo da pluralidade de tipos de espécies carregadas. Por exemplo, um 10 primeiro par de eletrodos de condutividade pode ser disposto no canal ou próximo do mesmo a uma certa distância em relação à pelo menos uma abertura para medição de uma concentração das espécies carregadas de uma primeira polaridade. Um segundo par de eletrodos de 15 condutividade pode ser disposta na extremidade oposta do canal para determinação da concentração de uma segunda espécie carregada da polaridade oposta à primeira polaridade.

A invenção também proporciona a método para a 2 0 manufatura de um aparelho para medição de uma concentração das espécies carregadas em uma amostra, o método compreendendo proporcionar um substrato, formar um canal no substrato, colocar uma primeira camada de cobertura no substrato, de forma tal que a primeira camada 25 de cobertura cobre o canal, pelo que a primeira camada de cobertura compreende pelo menos uma abertura que proporciona acesso ao canal, e colocar a camada parcialmente permeável na pelo menos uma abertura. Utilizando-se este método para a produção do aparelho, a camada parcialmente permeável pode ser colocada na pelo menos uma abertura antes de, depois de ou simultaneamente com a colocação da primeira camada de cobertura no substrato.

Antes do uso do aparelho, o pelo menos um canal pode ser preenchido com um eletrólito. Em uma concretização, o enchimento do canal compreende evacuar o ar e sugar eletrólito para dentro do canal. O eletrólito po10 de ser carregado no pelo menos um canal antes da cobertura do canal com uma segunda camada de cobertura. Descrição dos Desenhos

A invenção pode ser melhor compreendida com relação às figuras e à descrição detalhada de concretizais ções preferidas, que é meramente ilustrativa e de forma alguma limitativa da invenção e em que:

As Figuras Ia até Id mostram componentes principais de um aparelho de acordo com a invenção em uma vista de topo e a Figura Ie mostra uma vista lateral 2 0 dos componentes das Figuras Ia até Id montadas a um aparelho de acordo com a invenção.

A Figura 2 mostra uma seção da Figura Ie em maiores detalhes.

As Figuras 3a a 3f mostram as etapas principais para proporcionarem uma amostra a ser medida para o micro-canal na vista ampliada e detalhada da Figura 2.

As Figuras 4a e 4b mostram um exemplo de um aparelho de acordo com a invenção em vista de topo e em vista lateral, respectivamente, a Figura 4c e Figura 4d mostram configurações de eletrodos para detecção de condutividade, os dois, sem contacto (Figura 4c) e na detecção de condutividade de contacto (Figura 4c e Fi5 gura 4d) são realizações possíveis. A Figura 4e mostra dois sinais de medição de fundo possíveis sob, por exemplo, duas temperaturas de medição diferentes.

As Figuras 5a e 5b mostram concretizações alternativas da presente invenção e a Figura 5c mostra exemplos de sinais de medição correspondentes.

A Figura 6a mostra outra concretização do aparelho com um canal substancialmente em forma de "U" .

A Figura 6b mostra outra concretização com duas aberturas em um único canal.

A Figura 7 mostra outra concretização da inven

ção com um suporte de membrana.

As Figuras 8a e 8b mostram uma concretização da invenção com um eletrodo extra.

As Figuras 9a até 9d ilustram um método da in2 0 venção em que fluido é inserido no canal por vácuo.

A Figura 10 mostra outra concretização da invenção em que o fluido é inserido dentro do canal mediante utilização de uma segunda abertura no canal.

Nas figuras os mesmos números de referência descrevem os mesmos ou objetos assemelhados.

Descrição Detalhada da Invenção

As Figuras Ia até Id mostram os componentes de um aparelho de acordo com a invenção em uma vista de topo.

0 aparelho compreende um substrato 10 dentro do qual é formado um canal 12, tal como ilustrado na Figura Ia. 0 substrato 10 pode ser feito a partir de vidro 5 ou de material plástico. Poderá ser usados qualquer outro material que permita a fabricação dos canais 12. No caso de vidro como o material de substrato, o canal 12 é causticado no substrato 10 entre um primeiro reservatório 14 e um segundo reservatório 16 e as paredes Ia10 terais do canal 12 são revestidas com um polímero. O canal 12 pode ser de dimensões de sub-centímetro, em particular o canal 12 pode ser menor do que 1 cm de largura e menor do que ΙΟΟμπι de profundidade. 0 primeiro reservatório 14 e o segundo reservatório 16 podem 15 ser de dimensão consideravelmente maior do que a largura do canal 12 (por exemplo, ΙΟΟμιη até 1 cm) , mas podem ter substancialmente a mesma profundidade. O canal 12 e o primeiro reservatório 14 e o segundo reservatório 16 podem ser preenchidos com um eletrólito antes do uso. 20 Isto pode ser feito, por exemplo, pela evacuação do canal 12, do primeiro reservatório 14 e do segundo reservatório 16 e ao permitir-se que o eletrólito seja sugado para dentro do canal 12 e do primeiro reservatório

14 e do segundo reservatório 16. O primeiro reservatório 14 e o segundo reservatório 16 podem, por exemplo, servir para equilibrar diferenças de pressão para assegurar que o canal 12 esteja sempre preenchido com o eletrólito. O canal 12 também pode ser feito de uma pluralidade de nanocanais dotados de uma largura situada entre 1 e 500 nm. A pequena dimensão dos nanocanais suprime a pressão hidrodinâmica e eletro-osmótica dentro do canal 12.

0 aparelho compreende ainda uma primeira camada 20 ilustrada na Figura Ib como uma camada de cobertura para cobrir, em uso, o substrato 10 e para fechar o canal 12 de maneira a impedir, em uso, que qualquer flui10 do, como o eletrólito e uma amostra dentro do canal 12, seja evaporado e vaze para fora do canal 12. A primeira camada 20 pode ser feita, por exemplo, a partir de vidro, uma película de polipropileno ou membrana hidrófoba, tais como aquelas fornecidas pela Pall Corporation

sob a designação Supor Membrana Disk Fillers (sulfona de poliéter hidrófilo) ou Millipore Durapor (polivinilideno - PVDE) e pode ter uma espessura menor do que 1 mm, em particular menor do que Ιμιη. A primeira camada 2 0 é não permeável. A primeira camada 20 proporciona 2 0 uma primeira abertura 22 para ser disposta no topo do canal 12 a fim de proporcionar acesso para uma amostra ao canal 12. A abertura de acesso 22 pode ter a forma de um círculo, mas poderá ser usada qualquer forma adequada para a inserção de líquido dentro do canal.

Além disso, de acordo com a invenção proporcio

na-se uma membrana 30, ilustrada na Figura 3c. No exemplo ilustrado, em uso, a membrana 30 fica disposto no topo ou abaixo de uma abertura 22 da primeira camada 20. A membrana 30 pode ser feita de um polímero hidrófilo e/ou biocompatível permeável de 1 a ΙΟΟμιη de espessura que é semipermeável, por exemplo, nitrocelulose. É possível que a membrana 30 seja colocada no canal 5 12 antes da primeira camada 20. Assim, a membrana 30 pode ser também disposta entre a primeira camada 20 e o substrato 10. A membrana 3 0 também pode ser integrada na primeira camada 20. Em qualquer caso, a membrana 3 0 é hidrófila e pode ser feita, por exemplo, a partir de 10 nitrocelulose.

A dimensão e as propriedades da membrana 3 0 podem ser adaptadas para permitir a difusão das espécies ou transferência de um volume especificado de uma amostra a partir do lado da amostra para o interior do canal 12 a fim de possibilitar medições comparáveis.

De acordo com um aspecto da invenção, a membrana 30 é permeável a plasma sanguíneo e seus componentes na amostra, mas remove por filtragem componentes maiores insolúveis tais como material de célula em uma a2 0 mostra ou assemelhados. Desta maneira, material de células, tais como eritrócitos, leucócitos, plaquetas ou assemelhadas são filtradas e somente plasma sanguíneo entra no canal 12 para exame adicional. Outros componentes também podem ser removidos por filtragem.

De acordo com outro aspecto da invenção, a mem

brana 3 0 é permeável às espécies carregadas dentro do plasma sanguíneo e a primeira abertura 22 coberta por membrana 30 é a única abertura para o canal. Ela também pode ser a única abertura que possibilita o fluxo de convecção para dentro do canal 12. Dessa maneira o fluxo de convecção é suprimido e pelo menos o plasma sanguíneo e todas as espécies de material de célula são 5 impedidas de entrar no canal, enquanto somente a espécie carregada, em particular os íons, são difundidos no canal 12 para um maior exame.

Em uma outra concretização da invenção, a membrana 30 e a primeira camada 20 podem ser preparados em 10 uma única etapa, em que a primeira camada 20 é uma película polimérica que é levada a agir localmente como uma membrana ou a primeira camada 20 é uma película de polímero em que a película de polímero plena é uma membrana em que a hidrofobicidade é alterada. No último 15 caso, a hidrofobicidade da película é alterada de forma tal que a película é hidrófila na posição em que a amostra deve ser injetada.

Mais do que uma abertura de acesso 22 pode ser feita na primeira camada 20. Isto é de utilidade, por 2 0 exemplo, para permitir que a amostra entre no canal 12 em múltiplos pontos de entrada. Isto permite que sejam realizadas múltiplas medições e sejam obtidas as médias. Outra vantagem de mais de uma abertura de acesso 22 é permitir o fluxo de convecção desde uma abertura 25 no sentido da outra abertura e, desta forma, proporcionar um mecanismo de transporte alternativo através da abertura 22 para o canal 12.

A membrana 3 0 também pode ser provida de microagulhas na sua superfície para perfurar a pele para obtenção de uma amostra mais facilmente. Além disso, a membrana 30 poderá ser ela própria perfurada para fazer, alterar ou aperfeiçoar a sua porosidade.

A segunda película de polímero 40 ilustrada na

Figura Id é proporcionada para cobrir a primeira camada 20 e a membrana semipermeável 3 0 a fim de proteger a primeira camada 20 e a membrana semipermeável 3 0 contra a contaminação, para mantê-las estéreis e/ou limpas an10 tes do uso e para impedir o vazamento de fluido a partir do canal. Na eventualidade de a membrana semipermeável 30 ser dotada de micro-agulhas, estas microagulhas são também protegidas pela segunda película de polímero 40. A segunda película de polímero 40 é feita 15 de, por exemplo, polipropileno. A segunda película de polímero 4 0 pode ser removida imediatamente antes do uso e em uso, uma amostra de sangue, isto é, uma gota de sangue total pode ser colocada no topo da membrana semipermeável 30. A segunda película de polímero 40 po2 0 de ter uma extremidade solta de forma que ela poderá ser facilmente agarrada para ser removida antes do uso do aparelho 2.

A Figura Ie mostra uma vista lateral dos componentes das Figuras Ia até Id montados como um aparelho 25 2 de acordo com a invenção. A primeira camada 20 é colocada no topo do substrato 10 cobrindo assim o lado de topo do canal 12. A primeira camada 20 tem uma abertura 22 disposta no topo do canal 12. A abertura 22 é coberta por uma membrana 30. No caso ilustrado na Figura Id o aparelho 2 é coberto por uma segunda camada de polímero 40 que cobre a totalidade ou parte da superfície do aparelho 2 e protege desta forma o aparelho 2 contra danos, poeira, evaporação e outros.

A primeira camada 2 0 pode incluir também membranas hidrófobas permeáveis a gás. A função da membrana hidrófoba permeável a gás é a de prevenir a sobre pressão que poderia se estabelecer no canal 12 tal como será exposto mais adiante. A membrana hidrófoba permeável a gás poderá ser aplicada separadamente, mas também ser embutida na primeira camada 20.

A Figura 2 mostra uma vista explodida da área assinalada por um círculo na Figura Ie em maior detalhe. A membrana 30 é colocada no topo da abertura 22 na primeira camada 20. A primeira camada 2 0 proporciona a cobertura do canal 12 no substrato 10 deixando um acesso ao canal 12 por meio da abertura 22. A abertura 22 é coberta pela membrana 30, assim, em uso, somente os componentes que podem espalhar-se ou passar de outro modo através da membrana 3 0 podem ter acesso ao canal 12. Para proteção e para prevenir o acesso indesejável ou a contaminação da membrana 30, a membrana 3 0 é coberta por uma segunda película de polímero 40. A membrana pode ser colada ou de outro modo fixada à, sob ou na primeira camada 20. Será então possível montar a membrana 30 em um suporte e inserir este suporte na abertura 22 da primeira camada 20. Um exemplo de um suporte encontra-se descrito mais adiante com relação à Figura 7.

0 canal 12 pode ser revestido com polímeros com a finalidade de suprimir fluxo por eletro-osmose como é conhecido na técnica.

As Figuras 3a até 3f mostram as etapas principais para proporcionarem a amostra a ser medido ao canal 12 na vista ampliada e detalhada da Figura 2.

A Figura 3a ilustra uma vista detalhada do aparelho da Figura 2, pelo que o canal 12, a abertura 22 e a membrana 3 0 são preenchidos com uma solução de fundo (ilustrada na forma de áreas cinza na figura). Para a detecção de lítio, a solução de fundo pode ser uma solução de eletrólito de fundo (BGE) que contém, por exemplo, 50 mmol/1 de ácido 2-(N-morfolino)etanossulfônico e 50 mmol/1 de histidina sob pH 6,1. Glicose pode ser adicionada, por exemplo, cerca de 200 mmol/1 para ajustar a tenacidade osmótica da solução de fundo. Outras soluções de fundo poderão ser usadas, na 2 0 dependência das espécies carregadas, isto é, dos íons a serem medidos. A segunda película de polímero 40 protege o aparelho 2 e a solução e impede que a solução seja contaminada antes de ser usada. A Figura 3a ilustra a forma pela qual o aparelho 2 pode ser transportado para um usuário.

A Figura 3b mostra a remoção de uma segunda película de polímero 40 antes do uso do aparelho 2. A segunda película de polímero 40 serve como uma camada de proteção para proteger a membrana 30 e a primeira camada de polímero 20 durante o transporte e armazenamento do aparelho 2. Tal como ilustrado na Figura 3b, a segunda película de polímero 40 é removida do aparelho 2 a fim de proporcionar acesso para a amostra para uma membrana 30. A segunda película de polímero 40 é proporcionada com um mecanismo de liberação rápida, tal como uma aba de puxar, para permitir a pronta remoção de pelo menos parte da segunda película de polímero 40.

Antes da colocação da amostra na membrana ilustrada na Figura 3c, pode medir-se um ou mais parâmetros de aparelho, tais como a condutividade do eletrólito ou temperatura, para calibragem ou como uma verificação de sistema. Uma medição de condutividade do eletrólito puro também pode ser realizada como uma verificação de sistema, isto é, verificar que o eletrólito está presente nos canais e que o sistema de medição está operando corretamente. É aconselhável lavar o canal 12 eletrocineticamente antes da realização da medição. Isto é, fazer correr as primeiras partes espalhadas da amostra no canal 12. A medição de condutividade pode ser usada para medições de temperatura. A medição de condutividade também pode ser usada como uma verificação interna da condição do aparelho 2. Esta última pode ser realizada com outro método de medição de temperatura implementado em outra parte no aparelho 2 ou em torno do mesmo.

Elementos de aquecimento podem ser colocados dentro ou em torno do canal 12 ou em torno do aparelho para alterar a temperatura do líquido no canal 12. A alteração de condutividade como uma função de temperatura pode ser usada para controle ou calibragem.

Na Figura 3c uma amostra 50, isto é, uma amos

tra de sangue total não tratado, é colocada na superfície superior de uma membrana 30. A membrana 30 é hidrófila e permeável. Assim, a amostra 50 será absorvida e passará através da membrana 30, tal como ilustrado na 10 Figura 3d, pelo que material de células, tais como eritrócitos, leucócitos, e assemelhadas são removidas por filtragem. Isto é realizado quando o material celular deve decompor-se dentro do canal 12 e alterar a concentração dentro do canal 12. A dimensão dos poros da mem

brana 30 poderá ser também ajustada para filtrar, por exemplo, lipídeos ou outros componentes maiores de forma que somente eletrólitos passam para dentro do canal 12. Ao difundir-se através da membrana 30, a amostra filtrada 50 entrará em contacto com a primeira camada 20 20 e entrará na abertura 22.

Tal como ilustrado nas Figuras 3d e 3e, a amostra filtrada 50 espalha-se através da abertura 22 para dentro do canal 12 do substrato 10. A quantidade da amostra filtrada 50 que alcança o canal 12 é determinada 25 pela dimensão da abertura 22, pelas propriedades da membrana 30, pelas propriedades da amostra 50, bem como pelo eletrólito presente no canal 12.

A Figura 3f ilustra como uma parte da amostra filtrada 50 que se espalhou dentro do canal é separada eletoforeticamente no canal 12 quando um campo elétrico é aplicado ao longo do canal 12. 0 campo elétrico promoverá a separação de todas as espécies carregada na amostra filtrada e moverá as espécies carregadas no sentido dos reservatórios 14 e 16 na extremidade do canal 12.

Os eletrodos para proporcionarem um campo elétrico ao longo do canal 12 podem ser embutidos ou inseridos no primeiro reservatório 14 e no segundo reservatório 16. Ê igualmente possível colocar-se uma pluralidade de eletrodos ao longo do canal 12 para criar campos extra fortes naqueles locais onde é necessária a separação de íons, por comutação do campo elétrico de uma área para a outra. Expôs-se anteriormente que são usadas membranas hidrófobas permeáveis a gás no aparelho para impedir a sobrepressão de gás de saída. Esta sobrepressão pode ocorrer nos eletrodos por causa da eletrólise.

A medição pode ser realizada repetidamente.

As Figuras 4a e 4b mostram um exemplo de um aparelho 2 de acordo com a invenção em vista de topo e em vista lateral, respectivamente, em que o primeiro reservatório 14 compreende um primeiro eletrodo de eletroforese 64 e o segundo reservatório 16 compreende um segundo eletrodo de eletroforese 66. Pela aplicação de uma tensão elétrica aos eletrodos de eletroforese 64, 66, as partículas carregadas dentro do canal 12 podem ser separadas ou movidas ao longo do canal 12. Os eletrodos de eletroforese 64, 66 podem ser feitos de qualquer material condutor. Exemplos de eletrodos usados incluem, sendo que não se fica limitado aos mesmos, e5 letrodos de titânio com uma camada de cromo ou eletrodos de prata/cloreto de prata. Os eletrodos de eletroforese 64, 66 podem ser integrados no substrato 10 ou podem ser de outro modo montados nos reservatórios 14 e

16 ou qualquer outro local no canal 12.

Em uma concretização alternativa, os eletrodos

de eletroforese 64, 66 e/ou os eletrodos de condutividade 72, 74 podem ser montados a um dispositivo de medição no qual o aparelho 2 pode ser montado para fins de medição.

Os eletrodos 72, 74 não ficam limitados somente

a uma disposição de eletrodos dúplex, uma vez que poderá existir uma disposição de múltiplos eletrodos.

Uma tensão pode ser aplicada aos eletrodos de eletroforese 64, 66 por meio de um suprimento de ener2 0 gia ou qualquer meios conhecido na técnica.

A Figura 4c mostra uma vista de topo explodida da área marcada por um círculo na Figura 4a e a Figura 4d mostra uma vista lateral explodida mesma área em uma vista lateral, também marcada por um círculo na Figura 25 4b. Nesta área são proporcionados dois eletrodos de condutividade 72 e 74 em estreita proximidade ou dentro do canal 12 para medição da condutividade do fluido através do canal 12 na posição dos eletrodos de condutividade 72, 74. Os eletrodos de condutividade 72 e 74 podem ser integrados no substrato 10 e estendem-se pelo menos parcialmente dentro do canal 12. Tal como ilustrado na Figura 4d, os eletrodos de condutividade 72, 5 74 podem ser dispostos no fundo do canal 12, sendo que é possível qualquer outra posição no canal 12. Os eletrodos de condutividade 72, 74 podem ser conectados para medição de condutividade como é conhecido na técnica.

De acordo com uma concretização da invenção,

utilizam-se dois pares de eletrodos de condutividade 72 e 74. Um dos pares de eletrodos de condutividade mede os íons positivos e o outro dos pares de eletrodos de condutividade mede os íons negativos no canal 12. Os 15 dois pares de eletrodos de condutividade 72 e 74 ares colocados em cada lado da abertura 22 através da qual a amostra entra no canal 12.

A colocação dos eletrodos de condutividade 72 e 74 bem como dos eletrodos de eletroforese 64, 66 pode 2 0 ser realizada durante ou depois da manufatura do aparelho 2. Por exemplo, os eletrodos de condutividade 72 e 74 e os eletrodos de eletroforese 64, 66 podem ser empurrados através da superfície da cobertura de polímero 20 ou do substrato 10 dentro do canal 12; desta forma, 25 a implementação dispendiosa dos eletrodos de condutividade 72 e 74 e dos eletrodos de eletrólise 64, 66 na microplaqueta pode ser evitada.

A condutividade no canal 12 entre os eletrodos de condutividade 72 e 74 pode ser monitorada em tempo excedente. No caso de nenhum componente carregado ou uma distribuição igual de partículas carregadas estar presente dentro do canal, por exemplo, a solução de 5 BGE, será medida e monitorada uma condutividade constante ou variável de forma relativamente lenta, conforme ilustrado na Figura 4e.

No caso da inserção de espécies carregadas, tais como íons ou assemelhados, dentro do canal 12 uti10 lizando-se o método descrito com relação à Figura 3, as espécies carregadas ares movidas ao longo do canal 12 por um campo elétrico aplicado entre os eletrodos de eletroforese 64 e 66. As espécies carregadas serão separadas de forma eletroforética enquanto se movimentam 15 ao longo do canal 12. Por exemplo, íons de Na de uma amostra de sangue 50 mover-se-ão mais rápidos do que o íon de Li que também possa estar presente na amostra de sangue 50. Desta forma, dois picos serão medidos consecutivamente pelos eletrodos de condutividade 72 e 74. 20 Um primeiro pico representa os íons de Na que se movimentam mais rápidos que passam pelos eletrodos de condutividade 72 e 74 e um segundo pico representa os íons de Li que se movimentam mais lentos que passam pelos eletrodos de condutividade 72 e 74. É evidente para a 25 pessoa versada na técnica que mais de dois tipos de íons poderão ser medidos e que qualquer componente carregado que possa ser separado por meio de eletroforese podem ser monitorados desta maneira. A invenção pode ser aplicada para medir a concentração absoluta de íons ou para a medição da concentração relativa de íons, isto é, para a medição de relações de concentrações de Na / Li.

Outros eletrodos de medição ou outros tipos de

sensores, isto é, sensores ópticos, tais como sensores de fluorescência tais como são conhecidos na técnica podem ser adicionados para medir uma concentração ou a presença de outras espécies em uma amostra dentro da 10 mesma medição. Também poderão ser usados sensores capacitativos.

Antes da medição de uma concentração das espécies carregadas, tais como íons, é apropriado medir a condutividade do eletrólito em combinação com a temperatura do aparelho para assegurar que o aparelho esteja funcionando corretamente.

As Figuras 5a e 5b mostram concretizações alternativas da presente invenção. Estas concretizações podem ser usadas, por exemplo, para propósitos de cali

2 0 bragem.

A Figura 5a mostra um aparelho 102 de acordo com a invenção e baseado no aparelho 2 descrito anteriormente. Nesta concretização da invenção um canal 112 entre um primeiro reservatório 114 e um segundo reser25 vatório 116 ramifica-se em um primeiro ramal de canal 111 e um segundo ramal de canal 113. A primeira ramificação de canal 111 e segunda ramificação de canal 113 do canal 112 são reunidas antes do segundo reservatório 116. A primeira ramificação de canal 111 é consideravelmente mais longa do que a segunda ramificação de canal 113. Tanto a primeira ramificação de canal 111 quanto a segunda ramificação de canal 113 têm uma abertura 122 e 123, respectivamente. Tanto a abertura 122 como a 123 são cada uma delas cobertas com uma membrana

130 e 131, respectivamente.

Se duas amostras diferentes 150 e 151 forem, cada uma delas, colocadas em membranas separadas 13 0 e

131 e um campo elétrico for aplicado ao longo do canal 112, os íons de cada uma das amostras será separado e movimentado ao longo do canal 112. Como a primeira ramificação de canal 111 é mais longa do que a segunda ramificação de canal 113, as espécies carregadas, isto é, íons, da segunda amostra 151 chegarão primeiro ao canal 112, enquanto as espécies carregadas da primeira amostra 150 levarão um pouco mais de tempo. Deste modo, as duas espécies carregadas podem ser medidas independentemente uma após a outra com o mesmo par de eletrodos de condutividade (não ilustrados) resultando em um sinal tal como ilustrado na linha de topo da Figura 5c.

Esta concretização também pode ser usada para calibragem pela provisão de uma amostra conhecida 150 para a membrana 130 resultando em um primeiro sinal correspondente que pode ser usado para fins de calibragem. Um segundo sinal proveniente de uma amostra desconhecida 151 proporcionada para a membrana 131 chegará mais tarde em tempo devido à ramificação mais longa do canal 111. A intensidade de um segundo sinal pode ser então comparada ao primeiro sinal de calibragem e a concentração dos componentes carregados na amostra des5 conhecida pode ser determinada tal como é conhecido na técnica.

Esta concretização também pode ser usada com a mesma amostra proporcionada para a membrana 130 e para a membrana 131 para obter maior precisão, por exemplo, por mediação.

A Figura 5b mostra uma concretização alternativa da invenção onde dois canais 212 e 213 ficam dispostos em paralelo. Cada um dos canais 212 e 213 é basicamente idêntico à concretização das Figuras 1-4, com a 15 vantagem de que duas amostras 250 e 251 são colocadas em paralelo nas membranas 23 0 e 231, respectivamente, de forma que as duas amostras são medidas em paralelo. Uma vez que os dois canais 212 e 213 são idênticos, as medições podem ser comparadas. Os exemplos estão ilus20 trados nas linhas inferiores da Figura 5c.

Para propósitos de calibragem, uma amostra, por exemplo, uma primeira amostra 250 pode ser uma amostra conhecida com concentração de íons conhecida. Desta forma, o sinal da primeira amostra 250 pode ser usado 25 para calibragem e comparado a um sinal proveniente de uma segunda amostra 251 e segundo canal 213 e a concentração de partículas carregadas pode ser determinada de uma maneira que é conhecida na técnica. É óbvio que uma pluralidade de canais podem ser dispostos em paralelo, por exemplo, para realizar múltiplas medições para acelerar o rendimento ou aumentar estatística de medição.

A Figura 6a mostra ainda outra concretização de

um aparelho para a medição de uma concentração de íons em uma amostra, em que um canal 312 é substancialmente encurvado e um primeiro reservatório 314 compreendendo um primeiro eletrodo de eletroforese 364 é colocado no 10 mesmo lado de um substrato como um segundo reservatório 316 compreendendo um segundo eletrodo de eletroforese 366. Os contactos para os dois eletrodos de eletroforese 364 e 366 podem ser orientados para o lado do aparelho para fácil contacto com o lado do aparelho. Além 15 disso os eletrodos de condutividade 3 72 e 374 são proporcionados em proximidade com o segundo reservatório 366 para medição da condutividade do componente carregado no canal 312 nesta posição. Os eletrodos de condutividade 372 e 374 podem ser conectados por meio de 20 contactos que ficam dispostos no mesmo lado do aparelho ou substrato que os eletrodos de condutividade. Desta maneira, somente a parte do aparelho com os contactos precisa ser colocada em contacto com um dispositivo de medição e pode-se assegurar cesso livre à membrana 330 25 colocada na abertura 322. Com este aparelho é possível ter fácil acesso, por exemplo, com a ponta do dedo, a uma membrana 33 0, enquanto o aparelho é inserido ou contactado com um dispositivo de medição e/ou controle. O canal 312 é ainda direto entre a abertura 322 e os eletrodos de condutividade 372, 374 de forma tal que é desnecessária qualquer flexão do canal 312 que contém a amostra que possa influenciar a exatidão da medição ou de outro modo venha a dificultar a medição.

A Figura 6b mostra uma modificação da concretização ilustrada na Figura 6a, que proporciona ainda uma segunda abertura 423 no canal 412 que é coberta pela mesma membrana 430 que a primeira abertura 422. desta forma, uma amostra na membrana 43 0 será espalhada substancialmente no mesmo tempo através das duas aberturas 422 e 423 no canal 412. A aplicação de um campo elétrico aos eletrodos de eletroforese 464 e 466, na dependência do sinal da tensão, fará com que, por exemplo, as espécies carregadas positivamente ou íons se movimentem em uma primeira seção de canal 411 no sentido de um segundo eletrodo de eletroforese 466. De forma assemelhada, espécies carregadas negativamente são movidas em uma seção de canal 412 no sentido de um primeiro eletrodo de eletroforese 464. Os eletrodos de condutividade 472, 474 e 471, 473 permitem a medição das espécies carregadas positivamente e das espécies carregadas negativamente. Desta maneira, as espécies carregadas das duas cargas elétricas podem ser medidas em paralelo.

A Figura 7 mostra uma modificação do aparelho de acordo com a invenção ilustrado na Figura 2. Um suporte de membrana 32 é montado no topo de uma segunda camada 20. A membrana 30 é montada, por exemplo, colada, sobre ou em um suporte de membrana 32. Desta forma, a membrana pode ser montada em um suporte de membrana antes de o suporte de membrana ser montado no aparelho.

0 suporte de membrana 32 pode ser feito a par

tir de material plástico.

Na concretização ilustrada o suporte de membrana 32 forma uma estrutura "caliciforme" ou semelhante a anel que proporciona uma seção receptora para a membra10 na 30. A superfície superior da membrana é substancialmente plana com o aro superior da estrutura "caliciforme" do suporte de membrana. 0 suporte de membrana proporciona desta forma uma armação para a membrana 3 0 em que se deixa uma área de superfície perfeitamente defi15 nida da membrana para fazer contacto com a amostra. Desta maneira, a quantidade de amostra que entra em contacto com a membrana pode ser controlada de uma maneira simples e eficiente, mesmo quando a amostra é muito maior do que a membrana.

As paredes do suporte de membrana também podem

ser mais altas do que a espessura da membrana, proporcionando deste modo uma estrutura "caliciforme" ou semelhante a anel para a amostra (não ilustrada) com a membrana no fundo do "cálice". 0 cálice pode ser usado para coletar a amostra na membrana.

Um suporte de membrana 32 pode proporcionar uma troca ou substituição rápida e fácil da membrana 30. Pela substituição da membrana 30, o aparelho poderá ser facilmente adaptado a diferentes medições, por exemplo, pela utilização de membranas com diferentes dimensões de poros, a dimensão dos componentes que são filtrados para fora ou que são deixados dentro do canal pode ser 5 ajustada às necessidades da medição em particular.

0 suporte de membrana 32 pode, além disso, permitir a fixação fácil da membrana 3 0 na primeira camada de cobertura, por exemplo, um método de clique de fixação .

O suporte de membrana 32 pode ter uma segunda

camada de cobertura 40 no topo para prevenir vazamento, evaporação e assemelhados.

As Figuras 8a e 8b mostram uma concretização da presente invenção com um eletrodo anti-refugo 65 para prevenir refugos da amostra ou componentes dentro do canal 12. 0 eletrodo anti-refugos 65 está ilustrado entre a primeira camada de cobertura 20 e a membrana 30. Entretanto, o eletrodo anti-refugos 65 também pode ser disposto de forma diferente no lado de topo ou na abertura 22 da primeira camada de cobertura 20. A Figura 8a mostra o aparelho com o eletrodo anti-refugos 65 no mesmo estado que o aparelho ilustrado e descrito com relação à Figura 3e. 0 aparelho e o método descritos com relação às Figuras 1 a 3 aplicam-se correspondentemente e a amostra filtrada pode deste modo espalhar-se através da membrana 30 e primeira abertura 22 dentro do canal 12 tal como descrito anteriormente.

Antes ou simultaneamente com a aplicação do campo elétrico ao longo do canal 12 para separação eletroforética da parte da amostra filtrada ilustrada e descrita com relação à Figura 3f, aplica-se tensão adicionalmente ao eletrodo anti-refugos 65. Desta forma, 5 uma parte do componente de amostra é também deslocada de volta através da primeira abertura 22 no sentido da membrana 30 conforme indicado pela seta 800 na Figura 8b. O campo elétrico separa as espécies carregadas na amostra filtrada e movimenta as espécies carregadas no 10 sentido dos reservatórios 14 e 16 no final do canal 12 e no sentido da membrana 30. Portanto, nenhum componente de amostra entra no canal depois de iniciar-se a separação. Este efeito aumenta a exatidão da medição.

O eletrodo extra 65 também pode consistir de uma pluralidade de eletrodos e poderá ser usado também para detecção de parâmetros antes ou durante a medição.

As Figuras 9a a 9d mostram como um fluido tal como a solução de eletrólito de fundo (BGE) ou qualquer outra solução pode ser inserida no canal 12 do aparelho 20 descrito com relação às Figuras 1, a 3 utilizando-se apenas uma abertura 22 no canal 12. A Figura 9a ilustra o aparelho da Figura 2 antes de ser inserido qualquer fluido. Uma gotícula de fluido 14 é colocada na membrana 3 0 tal como ilustrado na Figura 9b. O fluido 14 flu25 irá então para a membrana 3 0 até ela cobrir a abertura 22 do canal 12. Neste ponto, ilustrado na Figura 9c, o fluido não entra por si mesmo dentro do canal 12 por causa do ar ou do gás que se encontra dentro do canal 12 . O ar ou gás dentro do canal 12 somente pode sair do canal 12 através da única abertura 22, que é coberta por fluido 14. A Figura 9d mostra que pela aplicação de um vácuo (indicado pela seta 900) o ar ou gás dentro do canal 12 pode ser sugado para fora de modo que o fluido

14 entra dentro do canal 12.

A Figura 10 mostra um outro método para amostragem de um fluido tal como sangue ou qualquer outra amostra dentro do micro-canal 12. Uma segunda abertura 10 23 pode ser proporcionada a certa distância da primeira abertura 22. As duas aberturas 22 e 23 são conectadas pelo canal 12. Preferentemente, o canal 12 não tem outras aberturas que não sejam as ditas aberturas 22 e 23 e é de outro modo vedado. Entretanto, a segunda abertu15 ra 23 não é coberta por uma membrana. 0 fluido dentro do canal 12 pode sair através da segunda abertura 23, quando a amostra é aplicada na primeira abertura 22.

A segunda abertura 23 pode ser coberta por uma camada de polímero ou ser de outro modo fechada, depois 20 que o fluido preencheu o canal 12, para impedir a evaporação do fluido. Durante a amostragem a segunda abertura 23 tem de ser conectada de qualquer forma ao ar e não pode ser coberta pela amostra diretamente.

As conexões dos eletrodos também podem ser dispostas em um lado do aparelho permitindo fácil fixação e conexão a um dispositivo de medição. O fácil acesso é especialmente importante quando o aparelho está na forma de uma microplaqueta descartável que pode ser inserida para uma medição dentro de um dispositivo de medição que pode ser operado por parte do paciente.

0 aparelho 2 poderá ser acondicionado dentro de uma embalagem dotada de interfaces adequadas para per5 mitirem a conexão a dispositivos eletrônicos para medição e controle, interfaces de comunicações e interfaces de display, bem como para dispositivos eletrônicos de energia.

As aberturas 22 foram descritas como sendo praticadas na superfície superior do substrato 10. Entretanto, as aberturas 22 também podem ser realizadas em qualquer outro local do aparelho 2, por exemplo, no lado .

0 aparelho 2 pode ser facilmente usado por um 15 paciente para medir a concentração de íons no sangue. Por exemplo, para aqueles pacientes que sofrem de distúrbio de humor bipolar, o paciente pode medir a concentração de íons de lítio no sangue em uma base regular. Na eventualidade de a concentração estar abaixo de 20 um nível crítico (for exemplo, 0,4 mmol/1) então o paciente pode tomar lítio extra. Na eventualidade de a concentração se encontrar acima de um nível crítico (1,0 mmol/1), então o paciente pode sustar ou diminuir a medição e, se necessário, ser hospitalizado.

Descreveu-se o uso do aparelho 2 com relação â

medição de íons de lítio. 0 aparelho 2 também poderá ser usado para a medição de íons de potássio e/ou de fosfato para observar o funcionamento de um rim ou os íons de sódio e/ou potássio para determinar desidratação .

0 aparelho da invenção tem aplicações fora do campo medicinal. Por exemplo, será desejável quando se utiliza o aparelho no campo ambiental e outros poder usar-se o mesmo aparelho no decorrer de um período de tempo. Neste caso, o aparelho poderá ser provido de uma pluralidade de aberturas 22, cada uma das quais é dotada de sua própria cobertura. A cobertura própria será removida periodicamente das diferentes aberturas 22 da pluralidade, com a finalidade de permitir medições repetidas.

Descreveu-se a invenção com relação a diversas concretizações. Será evidente, entretanto, para aqueles versados na técnica, que a invenção não fica limitada às mesmas. Em vez disso, o escopo da invenção deverá ser interpretado em conjunto com as reivindicações em anexo.

Claims (23)

1. Método para a medição de uma concentração de uma espécie carregada em uma amostra, sendo a amostra dotada de uma pluralidade de tipos de espécies carregadas e pelo menos um componente insolúvel, caracterizado por o método compreender: - proporcionar a amostra em uma superfície de uma camada parcialmente permeável, em que a camada parcialmente permeável compreende uma ou mais aberturas (22) em uma camada (20) que cobre um canal (12); - permitir que os componentes da amostra passem através da camada parcialmente permeável no canal (12) ; - separar os componentes dentro do canal (12) em seções, de forma tal que cada pelo menos uma das seções compreende substancialmente um único tipo da pluralidade de tipos das espécies carregadas; e - determinar a concentração das espécies nas seções.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda medir a condutividade da pelo menos uma das seções.

3.- Método, de acordo com a reivindicação 1 ou2, caracterizado por a concentração de uma primeira da pluralidade de tipos de espécies carregadas ser determinada em relação a uma segunda da pluralidade de tipos de espécies carregadas.

4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado por a separação dos componentes em seções ser baseada em eletroforese capilar.

5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado por a camada parcialmente permeável (30) é substancialmente impermeável a material celular.

6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado por a camada parcialmente permeável (3 0) consistir de uma abertura no sentido do canal (12), em que o canal é de outro modo vedado.

7.Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado por a amostra passar através da camada parcialmente permeável dentro do canal (12) baseada em um fluxo de convecção provocado por uma segunda abertura (23) no canal (12).

8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado por compreender ainda determinar pelo menos um parâmetro.

9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado por compreender ainda remover uma camada de proteção (4 0) antes de permitir aos componentes da amostra passarem através da camada parcialmente permeável dentro de um canal (12) .

10. Aparelho para a medição de uma concentração de uma espécie carregada em uma amostra, a amostra compreendendo uma pluralidade de tipos de espécies carregadas e pelo menos um componente insolúvel, caracterizado por o aparelho compreender: - pelo menos um canal (12) com pelo menos uma abertura (22); - uma camada parcialmente permeável (30) cobrindo a pelo menos uma abertura (22), em que a camada parcialmente permeável (3 0) compreende uma ou mais aberturas no canal (12); - pelo menos dois eletrodos (64, 66) dispostos ao longo do pelo menos um canal (12) em cada lado da abertura (22); - e pelo menos um sensor para medir pelo menos um tipo das espécies carregadas no pelo menos um canal (12) .

11. Aparelho, de acordo com a reivindicação10, caracterizado por a camada parcialmente permeável (3 0) ser impermeável a material celular.

12. Aparelho, de acordo com a reivindicação 10 ou 11, caracterizado por a camada parcialmente permeável (3 0) consistir de uma abertura no sentido do canal (12), em que o canal é de outro modo vedado.

13.Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 12, caracterizado por a largura ou a altura do pelo menos um canal (12) ser de 100 μπι ou menos.

14. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 13, caracterizado por o pelo menos um sensor compreender eletrodos de condutividade.

15 . Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 14, caracterizado por compreender ainda pelo menos um eletrodo (65) disposto no lado da pelo menos uma abertura (22) que fica oposta ao canal (12) .

16.Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 15, caracterizado por o pelo menos um canal (12) compreender um primeiro reservatório (14) em uma primeira extremidade do pelo menos um canal (12) e um segundo reservatório (16) em uma segunda extremidade do pelo menos um canal (12), em que o primeiro reservatório (12) e o segundo reservatório (14) compreendem cada um deles, um dos eletrodos de eletroforese.

17. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 16, caracterizado por o pelo menos um canal (12), os eletrodos de eletroforese (64, 66), o pelo menos um sensor e a camada parcialmente permeável são integrados no aparelho (2).

18. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 17, caracterizado por o pelo menos um canal (12) ter uma primeira abertura (22) coberta pela camada parcialmente permeável e pelo menos uma segunda abertura, em que o pelo menos um canal é um canal de outro modo vedado.

19. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 18, caracterizado por o aparelho compreender, ainda, uma cobertura de proteção (40).

20. Método para a produção de um aparelho (2), caracterizado por: - proporcionar um substrato (10); - proporcionar uma primeira camada de cobertura (20) ; - formar um canal (12) no substrato (10) ou na primeira camada de cobertura (20); - colocar a dita primeira camada de cobertura (2 0) no substrato (10), de forma tal que a primeira camada de cobertura (2 0) e o substrato fecham o canal (12) , pelo que a primeira camada de cobertura (20) e o substrato em conjunto compreendem pelo menos uma abertura (22) para proporcionar acesso ao canal(12); e colocar a camada parcialmente permeável (30) na pelo menos uma abertura (22) , em que a camada permeável (3 0) consiste uma ou mais aberturas no sentido do canal (12).

21.Método para a produção de um aparelho (2), de acordo com a reivindicação 20, caracterizado por compreender ainda colocar uma cobertura de proteção sobre a camada parcialmente permeável (3 0) e a primeira camada de cobertura (20).

22.Método para a produção de um aparelho (2), de acordo com a reivindicação 2 0 ou 21, caracterizado por compreender ainda preencher o canal (12) com um eletrólito.

23. Método para a produção de um aparelho (2), de acordo com a reivindicação 22, caracterizado por o enchimento do canal (12) compreender evacuar o ar e sugar eletrólito para dentro do canal (12).