ES2896697T3 - Celda de flujo con conexión flexible - Google Patents

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ES2896697T3 ES19802686T ES19802686T ES2896697T3 ES 2896697 T3 ES2896697 T3 ES 2896697T3 ES 19802686 T ES19802686 T ES 19802686T ES 19802686 T ES19802686 T ES 19802686T ES 2896697 T3 ES2896697 T3 ES 2896697T3
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Jeffrey Liu
Wesley Cox-Muranami
Paul Crivelli
Jennifer Foley
Darren Segale
Jay Taylor
Matthew Hage
Philip Paik
Erik Allegoren
David Hertzog
Alex Moroz-Smietana
Xiaoxiao Ma
Tsukasa Takahashi
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Abstract

Un instrumento (100) que comprende: un sistema (104) de gestión de reactivos, comprendiendo el sistema (104) de gestión de reactivos una pluralidad de pocillos (132) de reactivos, pudiendo utilizarse cada pocillo (132) de reactivos de modo que contenga un reactivo de una pluralidad de reactivos colocados en él, pudiendo utilizarse el sistema (104) de gestión de reactivos para seleccionar un flujo de reactivo de uno de la pluralidad de pocillos (132) de reactivos; una conexión flexible (106) que comprende una pila de estratificados, comprendiendo la conexión flexible (106) un primer canal flexible (136) en comunicación fluida con el sistema (104) de gestión de reactivos, pudiendo utilizarse el primer canal flexible (136) para dirigir el flujo de reactivo a través de este; y una celda (102) de flujo, que se puede utilizar para colocarla en el instrumento (100), comprendiendo la celda (102) de flujo un canal (124) de flujo en comunicación fluida con el primer canal flexible (136), pudiéndose utilizar el canal (124) de flujo para dirigir el flujo del reactivo sobre analitos colocados en el canal (124) de flujo; y un módulo (126) de detección; en donde la celda (102) de flujo puede ser movida por el instrumento (100) con relación a un punto (128) de referencia fijo en el instrumento (100), en donde la conexión flexible (106) comprende: una capa superior (210) que define una parte superior del primer canal flexible (136); una capa inferior (212) que define una parte inferior del primer canal flexible (136); y una capa intermedia (214) que define un ancho de pared y un ancho de canal del primer canal flexible (136); en donde una relación del ancho de pared al ancho de canal es superior a aproximadamente 2,5.

Description

DESCRIPCIÓN
Celda de flujo con conexión flexible
Referencia cruzada a solicitudes relacionadas
Esta solicitud es una solicitud no provisional de, y reivindica el beneficio de la fecha de presentación de, la solicitud provisional US-62/671.481, presentada el 15 de mayo de 2018, titulada “ Flow Cell with Flexible Connection” . Esta solicitud reivindica, además, prioridad a la solicitud de patente holandesa 2021147, presentada el 18 de junio de 2018, titulada “ Flow Cell with Flexible Connection” .
Antecedentes
Muchos instrumentos que usan dispositivos microfluídicos pueden incluir un reagent management system (sistema de gestión de reactivos - RMS) que es capaz de seleccionar y dirigir una pluralidad de reactivos a una celda de flujo, en donde el RMS y la celda de flujo pueden conectarse rígidamente (es decir, conectarse de manera que las posiciones del RMS y la celda de flujo se mantengan sustancialmente fijas entre sí). Por ejemplo, el sistema de gestión de reactivos puede incluir una pluralidad de pocillos de reactivo que contienen una variedad de reactivos, en donde cada pocillo de reactivo puede conectarse a una válvula selectora giratoria. La válvula giratoria se alinea con cada pocillo de reactivo para seleccionar cualquiera de los reactivos. Después, se usa una línea común para dirigir los reactivos seleccionados de la válvula giratoria hacia una abertura de entrada de una celda de flujo.
Los analitos, tales como segmentos de ADN, cadenas de ácido nucleico o similares, pueden ubicarse en el canal de flujo. Los reactivos seleccionados pueden fluir a través de la celda de flujo para llevar a cabo con los analitos diversas reacciones químicas controladas. Las reacciones químicas pueden influir en determinadas propiedades detectables relacionadas con los analitos. Por ejemplo, una de esas propiedades detectables pueden ser fotones de luz emitidos por los analitos.
Dentro del instrumento puede haber ubicado un módulo de detección (tal como un módulo de adquisición de imágenes). El módulo de detección puede utilizarse para realizar un barrido de la celda de flujo para detectar las propiedades detectables. Un sistema de circuitos de dispositivo dentro del instrumento puede entonces procesar y transmitir señales de datos derivadas de las propiedades detectadas. Después, las señales de datos pueden analizarse para revelar las propiedades de los analitos.
Sin embargo, las celdas de flujo en muchos instrumentos son muy sensibles a las vibraciones durante un proceso de detección. De forma adicional, para detectar características pequeñas (tales como fotones de luz a partir de los analitos) en la celda de flujo, el módulo de detección puede posicionarse, frecuentemente, con relación a la celda de flujo con precisión de micrómetros (p. ej., más o menos 100 micrómetros, o menos).
Dado que el RMS y la celda de flujo pueden conectarse rígidamente y pueden no moverse dentro del instrumento, lo que puede moverse es el módulo de detección con relación a la celda de flujo a medida que realiza un barrido sobre la celda de flujo. Sin embargo, el módulo de detección puede ser varias órdenes de magnitud más pesado y mayor que la celda de flujo. Por lo tanto, posicionar el módulo de detección con precisión puede ser difícil. De forma adicional, el equipo de manejo relativamente grande necesario para posicionar el módulo de detección puede hacer vibrar involuntariamente la celda de flujo. Además, debido al tamaño del módulo de detección y su equipo de manejo asociado, el barrido sobre varias posiciones a través de toda la celda de flujo es costoso y lleva mucho tiempo.
En el resumen de US 2017/199210 A1 se indica: “ El aparato de detección incluye un microfluorómetro que tiene un objetivo, una fuente de radiación de excitación y un detector. El aparato de detección incluye, además, un sistema de fluidos para suministrar reactivos desde un cartucho de reactivos a una celda de flujo. El sistema de fluidos incluye un cuerpo distribuidor que tiene una pluralidad de canales de fluidos configurados para la comunicación fluida entre el cartucho de reactivos y la celda de flujo. El sistema de fluidos incluye, además, una pluralidad de tamices de reactivos. El sistema de fluidos incluye, además, una válvula configurada para la mediación de fluido entre los depósitos de reactivos y la celda de flujo. El aparato de detección incluye, además, un módulo de sujeción de cierre de celda de flujo que tiene una cubierta de sujeción de la celda de flujo. El objetivo se configura para dirigir la radiación de excitación desde la fuente de radiación a la celda de flujo y para dirigir la emisión desde la celda de flujo al detector. El microfluorómetro puede moverse para adquirir imágenes de campo amplio de diferentes áreas de la celda de flujo” .
En el resumen de US 2013/260372 A1 se indica: “ Un aparato de detección que tiene un cabezal de lectura que incluye una pluralidad de microfluorómetros ubicados para adquirir simultáneamente una pluralidad de imágenes de campo ancho en un plano común; y (b) una etapa de traslación configurada para mover el cabezal de lectura a lo largo de un sustrato que está en el plano común. El sustrato puede ser una celda de flujo que se incluye en un cartucho, el cartucho incluye también un alojamiento para (i) un depósito de muestra; (ii) una línea de fluidos entre el depósito de muestra y la celda de flujo; (iii) varios depósitos de reactivos en comunicación fluida con la celda de flujo, (iv) al menos una válvula configurada para mediar la comunicación fluida entre los depósitos y la celda de flujo; y (v) al menos una fuente de presión configurada para mover líquidos desde los depósitos a la celda de flujo. El aparato de detección y el cartucho pueden usarse juntos o de modo independientes entre sí” .
En el resumen de US 2011/052446 A1 se indica: “Se proporcionan diversas configuraciones y sistemas de celdas de flujo, así como métodos para elaborarlos y usarlos. Las celdas de flujo, los sistemas y métodos de uso pueden ser útiles para llevar a cabo las reacciones de secuenciación y los métodos de secuenciación de nueva generación” . En el resumen de WO 2012/082178 A1 se indica: “ En un aspecto, la presente descripción se refiere a un método para fabricar una capa de armadura de un tubo enrollable. El método incluye formar uno o más estratificados y envolver el uno o más estratificados sobre una capa subyacente del tubo. Al menos uno de los estratificados se compone de al menos una cinta de refuerzo y al menos una cinta de tela. Los estratificados pueden unirse a un estratificado adyacente, lo que forma de esta manera una pila de refuerzos. En otro aspecto, la presente descripción se refiere a un método para fabricar una capa de armadura de un tubo enrollable. El método incluye proporcionar una pluralidad de cintas de refuerzo que tienen fibras orientadas en una primera dirección y disponer al menos una cinta de tela entre al menos dos capas de la pluralidad de cintas de refuerzo. Las fibras de la al menos una cinta de tela pueden orientarse en al menos una segunda dirección” .
Breve descripción
La presente descripción ofrece ventajas y alternativas sobre la técnica anterior al proporcionar una celda de flujo conectada en comunicación fluida con un reagent management system (sistema de gestión de reactivos - RMS) con una conexión flexible. La conexión flexible permite el movimiento de la celda de flujo con relación a un punto de referencia sobre un instrumento mientras el RMS está fijo con relación al punto de referencia. Por lo tanto, la celda de flujo puede moverse con relación a un módulo de detección del instrumento mientras el módulo de detección se mantiene, además, fijo con relación al punto de referencia. De forma adicional, debido a que la celda de flujo no se acopla rígidamente al RMS, la celda de flujo puede posicionarse más precisamente con relación a un punto de referencia fijo en el instrumento que el RMS o el módulo de detección.
El RMS y la celda de flujo pueden incluirse en un cartucho que se puede separar de un instrumento, en donde la celda de flujo puede, o no, ser separable del cartucho. Alternativamente, el RMS puede unirse rígidamente a un instrumento mientras que la celda de flujo puede separarse del instrumento.
De forma adicional, la celda de flujo y la conexión flexible pueden ensamblarse juntas e incluirse en un módulo de conexión flexible. El módulo de conexión flexible puede conectarse a un cartucho o a un instrumento. El módulo puede, o no, ser operable para conectarse de manera separable a un RMS en un cartucho o un instrumento.
Dado que la celda de flujo es mucho más ligera y más pequeña que un módulo de detección, el movimiento de la celda de flujo puede requerir equipos de manejo más pequeños y menos costosos que para el movimiento del módulo de detección. Además, el movimiento de la celda de flujo, en lugar del módulo de detección, reduce las vibraciones que pueden influir en la precisión de detección de fotones de luz u otras formas de propiedades detectables, relacionadas con los analitos situados en la celda de flujo. De forma adicional, la celda de flujo puede moverse a varias posiciones más rápidamente de lo que puede moverse un módulo de detección para barrer y detectar las propiedades detectables.
De forma adicional, incluso si el módulo de detección es móvil y la celda de flujo es fija con relación a un punto de referencia de un instrumento, la conexión flexible puede reducir ventajosamente las vibraciones transmitidas a la celda de flujo por parte del RMS. Esto se debe a que la conexión flexible puede amortiguar las vibraciones producidas por el RMS a medida que se transmiten a través de la conexión flexible.
Un instrumento según uno o más aspectos de la presente descripción incluye un reagent management system (sistema de gestión de reactivos - RMS) que puede utilizarse para colocarlo en el instrumento. El RMS incluye una pluralidad de pocillos de reactivo, cada pocillo de reactivo puede utilizarse para contener un reactivo de una pluralidad de reactivos colocados en él. El RMS puede utilizarse para seleccionar un flujo de reactivo de uno de la pluralidad de reactivos. Una conexión flexible puede utilizarse, además, para colocarla en el instrumento. La conexión flexible incluye un primer canal flexible en comunicación fluida con el RMS. El primer canal flexible puede utilizarse para dirigir el flujo de reactivo a través de este. Una celda de flujo puede utilizarse, además, para colocarla en el instrumento. La celda de flujo incluye un canal de flujo en comunicación fluida con el primer canal flexible. El canal de flujo puede utilizarse para dirigir el flujo de reactivo sobre analitos ubicados en el canal de flujo. La conexión flexible permite que el instrumento mueva la celda de flujo con respecto a un punto de referencia fijo en el instrumento.
Un cartucho de un instrumento según uno o más aspectos de la presente descripción incluye un reagent management system (sistema de gestión de reactivos - RMS) que puede utilizarse para seleccionar un flujo de reactivo de uno de una pluralidad de reactivos contenidos en el RMS. Una conexión flexible puede utilizarse para ubicarla en el cartucho. La conexión flexible incluye un primer canal flexible en comunicación fluida con el RMS. El primer canal flexible puede utilizarse para dirigir el flujo de reactivo a través de este. Una celda de flujo puede utilizarse para ubicarla en el cartucho. La celda de flujo incluye un canal de flujo en comunicación fluida con el primer canal flexible. El canal de flujo puede utilizarse para dirigir el flujo de reactivo sobre analitos ubicados en el canal de flujo. Cuando el cartucho se acopla con el instrumento, la conexión flexible permite que el instrumento mueva la celda de flujo con respecto a un punto de referencia fijo en el instrumento.
Un módulo de conexión flexible según uno o más aspectos de la presente descripción incluye una conexión flexible y una celda de flujo. La conexión flexible incluye una primera vía de entrada de canal, una primera vía de salida de canal y un primer canal flexible en comunicación fluida entre ellos. La primera vía de entrada de canal incluye un sello de fluido que puede utilizarse para su conexión a una abertura de salida de RMS y para permitir un flujo de reactivo a través de esta. La celda de flujo incluye una abertura de entrada, una abertura de salida y un canal de flujo en comunicación fluida entre ellas. La abertura de entrada está en comunicación fluida con la primera vía de salida de canal de la conexión flexible. El canal de flujo puede utilizarse para dirigir el flujo de reactivo sobre analitos ubicados en el canal de flujo.
Figuras
La descripción se entenderá mejor a partir de la siguiente descripción detallada tomada en conjunto con las figuras adjuntas, en las cuales:
La Figura 1 ilustra un ejemplo de un diagrama de bloques esquemático de un instrumento según aspectos descritos en la presente descripción;
la Figura 2 describe un ejemplo de un diagrama de bloques esquemático de un instrumento que tiene un cartucho según aspectos descritos en la presente descripción;
la Figura 3 representa un ejemplo de un diagrama esquemático más detallado del instrumento de la Figura 2 según aspectos descritos en la presente descripción;
la Figura 4 representa un ejemplo de un diagrama de bloques esquemático del instrumento de la Figura 3 según aspectos descritos en la presente descripción;
la Figura 5A representa un ejemplo de una vista en perspectiva simplificada de un módulo de conexión flexible y una parte de un RMS con el que el módulo puede utilizarse para su conexión según aspectos descritos en la presente descripción;
la Figura 5B representa un ejemplo de una vista lateral en sección transversal del módulo de conexión flexible de la Figura 5A según aspectos descritos en la presente descripción;
la Figura 6 representa un ejemplo de una vista en despiece de una conexión flexible que tiene una capa superior, una capa inferior y una capa intermedia según aspectos descritos en la presente descripción;
la Figura 7A representa un ejemplo de una vista en perspectiva de la conexión flexible de la Figura 6 según aspectos descritos en la presente descripción;
la Figura 7B representa un ejemplo de una vista lateral frontal de la conexión flexible de la Figura 6 según aspectos descritos en la presente descripción;
la Figura 8 representa un ejemplo de un gráfico de presión de rompimiento frente a la relación entre el ancho de pared y el ancho de canal según aspectos descritos en la presente descripción;
la Figura 9A representa un ejemplo de una vista lateral frontal de una conexión flexible que tiene una pila intermedia de subcapas, en donde 50 por ciento en volumen de las subcapas es adhesivo según aspectos descritos en la presente descripción;
la Figura 9B representa un ejemplo de una vista lateral frontal de una conexión flexible que tiene una pila intermedia de subcapas, en donde 25 por ciento en volumen de las subcapas es adhesivo según aspectos descritos en la presente descripción;
la Figura 10 representa un ejemplo de un par de gráficos de fuerza frente al desplazamiento para una conexión flexible recta sin ninguna hendidura y una conexión flexible recta con una hendidura respectivamente según aspectos descritos en la presente descripción;
la Figura 11 representa un ejemplo de un par de gráficos de fuerza frente al desplazamiento para una conexión flexible recta y una conexión flexible curva en S, respectivamente, según aspectos descritos en la presente descripción;
la Figura 12A representa un ejemplo de un par de gráficos de fuerza frente al desplazamiento para una conexión flexible unida con láser y una conexión flexible unida con adhesivo respectivamente según aspectos descritos en la presente descripción;
la Figura 12B representa una vista en perspectiva despiezada de la conexión flexible unida con láser de la Figura 12A según aspectos descritos en la presente descripción;
la Figura 12C representa una vista en perspectiva despiezada de la conexión flexible unida con adhesivo de la Figura 12A según aspectos descritos en la presente descripción;
la Figura 13A representa una vista superior de un ejemplo de un elemento de alivio de tensión mecánica acoplado de manera fija a una conexión flexible, en donde el elemento de alivio de tensión se configura como una microesfera de epoxi, según aspectos descritos en la presente descripción;
la Figura 13B representa una vista lateral del ejemplo del elemento de alivio de tensión mecánica de la Figura 13A según aspectos descritos en la presente descripción;
la Figura 13C representa una vista inferior en perspectiva del ejemplo del elemento de alivio de tensión mecánica de la Figura 13A según aspectos descritos en la presente descripción;
la Figura 14A representa una vista superior de un ejemplo de un elemento de alivio de tensión mecánica acoplado de manera fija a una conexión flexible, en donde el elemento de alivio de tensión se configura como una artesa, según aspectos descritos en la presente descripción;
la Figura 14B representa una vista lateral del ejemplo del elemento de alivio de tensión mecánica de la Figura 14A según aspectos descritos en la presente descripción;
la Figura 14C representa una vista en perspectiva del ejemplo del elemento de alivio de tensión mecánica de la Figura 14A según aspectos descritos en la presente descripción;
la Figura 15A ilustra una vista superior de un ejemplo de un elemento de alivio de tensión mecánica acoplado de manera fija a una conexión flexible, en donde el elemento de alivio de tensión se configura como una pieza maciza que tiene un primer adhesivo y un segundo adhesivo unidos a esta, según aspectos descritos en la presente descripción;
la Figura 15B representa una vista lateral del ejemplo del elemento de alivio de tensión mecánica de la Figura 15A según aspectos descritos en la presente descripción; y
la Figura 15C representa una vista en perspectiva del ejemplo del elemento de alivio de tensión mecánica de la Figura 15A según aspectos descritos en la presente descripción.
Descripción detallada
A continuación se describirán determinados ejemplos para proporcionar una comprensión general de los principios de la estructura, función, fabricación y uso de los métodos, sistemas y dispositivos descritos en la presente descripción. En las figuras adjuntas se ilustran uno o más ejemplos. Los expertos en la materia entenderán que los métodos, sistemas y dispositivos específicamente descritos en la presente descripción e ilustrados en las figuras adjuntas son ejemplos no limitativos y que el alcance de la presente descripción viene definido únicamente por las reivindicaciones. Las características ilustradas o descritas en relación con un ejemplo pueden combinarse con las características de otros ejemplos. Se prevé que tales modificaciones y variaciones queden incluidas dentro del alcance de la presente descripción.
Los términos “sustancialmente” , “aproximadamente” , “alrededor de” , “ relativamente” u otros términos similares que puedan usarse a lo largo de esta descripción, incluidas las reivindicaciones, se usan para describir y dar cuenta de pequeñas fluctuaciones, tales como debido a variaciones en el procesamiento, a partir de una referencia o parámetro. Tales pequeñas fluctuaciones incluyen, además, una fluctuación cero de la referencia o parámetro. Por ejemplo, pueden referirse a menor o igual a ± 10 %, tal como menor o igual a ± 5 %, tal como menor o igual a ± 2 %, tal como menor o igual a ± 1 %, tal como menor o igual a ± 0,5 %, tal como menor o igual a ± 0,2 %, tal como menor o igual a ± 0,1 %, tal como menor o igual a ± 0,05 %.
Con referencia a la Figura 1, se representa un ejemplo de un diagrama de bloques esquemático de un instrumento 100 según aspectos descritos en la presente descripción. El instrumento 100 puede ser un instrumento de secuenciación u otro instrumento que usa dispositivos microfluídicos.
El instrumento 100 incluye una celda 102 de flujo en comunicación fluida con un reagent management system (sistema de gestión de reactivos - RMS) 104, en donde el RMS 104 y la celda 102 de flujo se conectan entre sí mecánica y flexiblemente mediante una conexión flexible 106. El RMS 104 es capaz de seleccionar y dirigir una pluralidad de reactivos 108, 109, 110, 111, 112, 114, 116, 118 (en la presente descripción 108-118) (se observa mejor en la Figura 3) a la celda 102 de flujo. Para los propósitos de la presente descripción, el término “flexible” y sus derivados incluyen la capacidad de girar, arquearse o torcerse sin romperse ni perder funcionalidad.
La celda 102 de flujo incluye una abertura 120 de entrada y una abertura 122 de salida conectadas entre ellas por un canal 124 de flujo (se observan mejor en la Figura 3) Los analitos 140 (se observan mejor en la Figura 3), tales como segmentos de ADN, cadenas de ácido nucleico o similares, pueden colocarse en el canal 124 de flujo.
Los reactivos seleccionados 108-118 pueden fluir a través del canal 124 de flujo de la celda 102 de flujo y dirigirse sobre los analitos 140 para llevar a cabo diversas reacciones químicas controladas con los analitos con una secuencia predeterminada de los reactivos 108-118. Un ejemplo de una reacción química entre un reactivo y analitos en una celda de flujo es donde un reactivo suministra una etiqueta identificable (tal como una molécula de nucleótido etiquetada fluorescentemente o similares) que puede usarse para etiquetar los analitos. Después de eso, puede irradiarse una luz de excitación a través de la capa superior de la celda de flujo (o cualquier otra parte de la celda de flujo) y hacia los analitos, lo que provoca que la etiqueta fluorescente de marcado de los analitos emita fluorescencia debida a fotones de luz. Los fotones de luz de emisión pueden ser barridos y/o detectados por un módulo 126 de detección (tal como un módulo de adquisición de imágenes) del instrumento 100 durante un proceso de detección.
Durante el proceso de detección, un módulo 126 de detección puede ser o no ser móvil con relación al punto de referencia fijo en el instrumento 100. Por ejemplo, el módulo 126 de detección puede moverse y la celda 102 de flujo puede mantenerse fija con relación al punto de referencia para barrer el canal 124 de flujo para los fotones de luz de emisión. Alternativamente, a modo de ejemplo, el módulo 126 de detección puede mantenerse fijo y la celda 102 de flujo moverse en relación con el punto de referencia del instrumento con el objetivo de barrer el canal 124 de flujo de la celda 102 de flujo.
El sistema de circuitos de dispositivo dentro del instrumento 100 puede procesar y transmitir a continuación señales de datos derivadas de los fotones detectados. Las señales de datos pueden analizarse a continuación para revelar las propiedades de los analitos 140.
Aunque el módulo 126 de detección se ha ilustrado en este ejemplo como un módulo de adquisición de imágenes usado para detectar fotones de luz, pueden usarse otras formas de módulos 126 de detección y esquemas de detección para detectar otras formas de propiedades detectables relacionadas con los analitos 140. Por ejemplo, las propiedades detectables relacionadas con los analitos 140 pueden incluir fotones de luz, cargas eléctricas, campos magnéticos, propiedades electroquímicas, cambios de pH o similares. Además, el módulo 126 de detección puede incluir, sin limitación, dispositivos de detección que pueden incorporarse en la celda 102 de flujo, montarse en el instrumento 100 de modo externo a la celda 100 de flujo o cualquier combinación de estos. Las reacciones químicas entre los reactivos 108-118 y los analitos 140 hacen que los analitos influyan en las propiedades detectables.
Para los propósitos de la presente descripción, el término “que influyan en las propiedades detectables” , y sus derivados, incluye provocar el inicio o el cambio de dicha propiedad detectable de tal manera que su inicio o cambio sea detectable por el módulo 126 de detección. Por ejemplo, influir en una propiedad detectable puede incluir: hacer que las etiquetas fluorescentes de marcado de los analitos 140 emitan fluorescencia debida a fotones de luz de emisión, cambien o inicien un campo electromagnético, cambien un pH o similares.
El módulo 126 de detección puede equiparse con todas las cámaras y/o sensores adecuados y/o necesarios para detectar las propiedades detectables afectadas. Alternativamente, algunos sensores pueden incorporarse en la propia celda de flujo, en donde los sensores se comunican con el módulo 126 de detección.
La conexión flexible 106 permite mover la celda 102 de flujo con relación a un punto 128 de referencia fijo en el instrumento 100 mientras el módulo 126 de detección se mantiene fijo con relación al punto 128 de referencia para detectar los fotones de luz u otras formas de propiedades detectables. Alternativamente, la celda 102 de flujo puede mantenerse fija, y el módulo 126 de detección puede moverse, con relación al punto 128 de referencia para detectar las propiedades detectables. En algunas implementaciones, tanto la celda 102 de flujo como el módulo 126 de detección pueden moverse con relación al punto 128 de referencia. Más específicamente, el canal 124 de flujo de la celda 102 de flujo se mueve más allá de las áreas focales de los dispositivos de detección y/o cámaras del módulo 126 de detección para permitir que el módulo 126 de detección barra el canal 124 de flujo para fotones de luz, u otras formas de propiedades detectables, relacionadas con los analitos 140.
La celda 102 de flujo puede moverse en cualquiera de las tres direcciones (como indican las flechas X, Y y Z) con relación al punto 128 de referencia. De forma adicional, la celda 102 de flujo puede moverse de manera que pueda girarse en cualquier eje o en cualquier combinación de los ejes (es decir, X, Y y Z) como ejes de rotación. En este ejemplo, la celda 102 de flujo puede moverse con 6 grados de libertad en el espacio tridimensional (es decir, cualquier combinación de movimiento lineal en las direcciones X, Y y Z más cualquier combinación de movimiento de rotación alrededor de los ejes X, Y, Z). Es importante remarcar, sin embargo, que independientemente de en qué dirección se mueve la celda 102 de flujo, la celda 102 de flujo puede posicionarse en cada una de esas tres direcciones (es decir, en la dirección X, la dirección Y o la dirección Z) con relación al punto 128 de referencia dentro de un rango preciso de tolerancia, por ejemplo, dentro de un rango de más o menos 100 micrómetros, o menos. El punto 128 de referencia puede ser cualquiera o cualquier número de estructuras fijas en el instrumento 100. Por ejemplo, el punto 128 de referencia puede ser uno o más agujeros de alineación mecánica o protuberancias localizadas a lo largo del instrumento 100. Además, el punto 128 de referencia puede incluir puntos de referencia separados o múltiples con los que se alinean o posicionan uno o más del RMS 104, la celda 102 de flujo y/o el módulo 126 de detección, en donde esos puntos 128 de referencia separados pueden alinearse con un punto de referencia común.
Para los fines de la presente descripción, diversos puntos 128 de referencia o grupos de puntos 128 de referencia pueden denominarse uno o más sistemas de alineación. De forma adicional, el posicionamiento o alineación de un componente, tal como una celda 102 de flujo, un RMS 104 y/o un módulo 126 de detección, con respecto a un sistema de alineación puede denominarse en la presente descripción alinear el componente.
De forma adicional, la celda 102 de flujo puede posicionarse indirectamente con respecto al punto 128 de referencia. Por ejemplo, el módulo 126 de detección puede posicionarse con relación al punto 128 de referencia y la celda 102 de flujo puede posicionarse con relación a un punto de referencia fijo en el módulo 126 de detección. Alternativamente, a modo de ejemplo, el módulo 126 de detección puede posicionarse con relación al punto 128 de referencia y el módulo 126 de detección puede usarse entonces para detectar la posición de la celda 102 de flujo con respecto al módulo 126 de detección.
La celda 102 de flujo se mueve con relación al módulo 126 de detección de modo que el módulo 126 de detección barre y detecta fotones de luz, u otras formas de propiedades detectables, sobre las que influyen los analitos 140 situados sobre un área del canal 124 de flujo. Ventajosamente, la celda 102 de flujo es de al menos un orden de magnitud más ligero y de menor tamaño que el módulo 126 de detección. Por lo tanto, el posicionamiento preciso de la celda 102 de flujo con relación al módulo 126 de detección puede realizarse con equipo de manejo más pequeño, con menos costo y en menos tiempo que el posicionamiento de un módulo 126 de detección con relación a la celda 102 de flujo. De forma adicional, el movimiento de la celda 102 de flujo puede provocar menos vibraciones que el movimiento del módulo 126 de detección.
De forma adicional, incluso si el módulo 126 de detección es móvil y la celda 102 de flujo es fija con relación a un punto 128 de referencia de un instrumento 100, la conexión flexible 106 puede reducir ventajosamente las vibraciones transmitidas a la celda 102 de flujo por parte del RMS 104. Esto se debe a que la conexión flexible 106 separa el RMS 104 de la celda 102 de flujo y, por lo tanto, puede amortiguar las vibraciones producidas por el RMS 104 que puedan transmitirse a través de la conexión flexible 106.
Además, tanto si el módulo 126 de detección es móvil como si es fijo, la conexión flexible 106 permite ventajosamente la alineación independiente (es decir, posicionamiento) del RMS 104 y la celda 102 de flujo para separar los sistemas de alineación (es decir, para separar los puntos de referencia). Por lo tanto, tanto el rMs 104 como la celda 102 de flujo pueden registrarse con mayor precisión en sus puntos de referencia asociados.
Por ejemplo, el punto 128 de referencia puede incluir un primer punto de referencia para el RMS 104 y un segundo punto de referencia para la celda 102 de flujo. De ese modo, el RMS 104 puede posicionarse con relación al primer punto de referencia y la celda 102 de flujo puede posicionarse con relación al segundo punto de referencia, en donde el posicionamiento del RMS 104 y de la celda 102 de flujo con respecto a sus respectivos puntos de referencia primero y segundo, respectivamente, pueden ser independientes entre sí.
Con referencia a la Figura 2, se representa un ejemplo de un diagrama en bloque esquemático de un instrumento basado en cartucho, en donde el instrumento 100 incluye un cartucho 130 según aspectos descritos en la presente descripción. El cartucho 130 incluye la celda 102 de flujo, el RMS 104 y la conexión flexible 106. Además, el cartucho 130 puede ser separable del instrumento 100. Más aún, la celda 102 de flujo puede, o no, ser separable del cartucho 130. Cuando el cartucho 130 se acopla con el instrumento 100 y la celda 102 de flujo se acopla con el cartucho 130, el RMS 104 es fijo con relación al punto 128 de referencia del instrumento 100 mientras que la celda de flujo 100 es móvil con relación al punto 128 de referencia del instrumento 100.
Durante el proceso de acoplamiento del cartucho 130 al instrumento 100, los rangos de tolerancia de requerimientos de posicionamiento (es decir, requerimientos de alineación) del RMS 104 y la celda 102 de flujo pueden ser muy diferentes. Más específicamente, para acoplar el cartucho 130 con el instrumento 100, el RMS 104 puede posicionarse con relación al punto 128 de referencia dentro de aproximadamente un primer rango de tolerancia predeterminado. Ese primer rango de tolerancia puede estar en el rango de milímetros, tal como más o menos 2 milímetros o menos. Por otro lado, cuando la celda 102 de flujo se registra con relación al módulo 126 de detección y/o se mueve a una posición predeterminada en el instrumento 100 para su barrido por parte del módulo 126 de detección, la posición de la celda de flujo puede posicionarse con relación al punto 128 de referencia dentro de aproximadamente un segundo rango de tolerancia predeterminado. Ese segundo rango de tolerancia puede estar en el rango de micrómetros, tal como más o menos 100 micrómetros o menos. Por lo tanto, el primer rango de tolerancia puede ser por lo menos 10 veces mayor que el segundo rango de tolerancia.
Esto se debe a que el RMS 104 puede alinearse con determinados componentes mecánicos, tales como válvulas y motores de accionamiento, para su accionamiento por parte del instrumento 100. Por otra parte, la celda 102 de flujo puede posicionarse con mayor precisión con relación al módulo 126 de detección para su barrido óptico sobre la superficie del canal 124 de flujo.
Si el RMS 104 se conectara rígidamente a la celda 102 de flujo (es decir, se conectara de manera que las posiciones del RMS 104 y la celda 102 de flujo se mantuvieran sustancialmente fijas una con relación a la otra), entonces tanto el RMS 104 como la celda 102 de flujo podrían tener que posicionarse dentro del más pequeño de los dos rangos de tolerancia (es decir, el segundo rango de tolerancia para la celda 102 de flujo). Sin embargo, la conexión flexible 106 desacopla los requerimientos de posicionamiento del RMS 104 y la celda 102 de flujo. Por lo tanto, el RMS 104 y la celda 102 de flujo pueden alinearse independientemente a sus requerimientos de posicionamiento separados, al permitir la alineación separable para acoplar el cartucho 130 al instrumento 100 y para posicionar la celda 102 de flujo con relación al módulo 126 de detección.
Aunque el ejemplo de esta Figura 2 ilustra un instrumento basado en cartucho 100 que tiene un RMS 104 y una celda 102 de flujo contenida en un cartucho 130, otros instrumentos 100 pueden no incluir tal sistema basado en cartucho. Más bien, en algunos instrumentos 100, los componentes del RMS 104 pueden montarse integralmente y rígidamente dentro del instrumento 100, y solo la celda 102 de flujo puede ser separable del instrumento 100. Sin embargo, incluso en tales instrumentos no basados en cartuchos 100, la conexión flexible 106 aún facilita ventajosamente el posicionamiento preciso de la celda 102 de flujo con relación a un módulo 126 de detección durante un proceso de detección.
Con referencia a la Figura 3, se representa un ejemplo de un diagrama esquemático más detallado del instrumento basado en cartucho 100 de la Figura 2 que tiene el cartucho 130 acoplado al mismo. El cartucho 130 incluye la celda 102 de flujo y el RMS 104 conectado con la conexión flexible 106 entre ellos.
El RMS incluye una pluralidad de pocillos 132 de reactivo. Cada pocillo 132 de reactivo puede utilizarse para contener un reactivo de una pluralidad de reactivos 108-118 ubicados en él. El RMS 104 puede utilizarse para seleccionar un flujo 134 de reactivo desde uno de la pluralidad de reactivos 108-118.
Los reactivos 108-118 pueden ser cualquiera de los diversos tipos o combinaciones de reactivos dependiendo del tipo y secuencia de las reacciones químicas a llevar a cabo en la celda de flujo. Por ejemplo, los reactivos 108-118 pueden ser de los siguientes tipos:
• El reactivo 108 y el 109 pueden ser formulaciones diferentes de una mezcla de incorporación, que es una mezcla de sustancias químicas que incorpora nucleótidos marcados fluorescentemente en cadenas de ADN.
• El reactivo 110 y el 111 pueden ser formulaciones diferentes de una mezcla de barrido, que es una mezcla de productos químicos que estabilizan las cadenas de ADN durante un proceso de detección.
• El reactivo 112 puede ser una mezcla de clivado, que es una mezcla de sustancias químicas que escinden (o “clivan” ) enzimáticamente nucleótidos marcados con fluorescencia a partir de cadenas de ADN.
• Los reactivos 114 y 116 pueden ser formulaciones diferentes de un tampón de lavado, que es una mezcla de reactivos de lavado para retirar los reactivos activos de una celda de flujo.
• El reactivo 118 puede ser aire.
La conexión flexible 106 incluye un primer canal flexible 136 en comunicación fluida con el RMS 104 a través de una abertura 156 de salida de rMs . El primer canal flexible 136 puede utilizarse para dirigir el flujo de reactivo 134 a través de una abertura 120 de entrada de la celda 102 de flujo y hacia el canal 124 de flujo. La conexión flexible 106 incluye, además, un segundo canal flexible 138 en comunicación fluida con el canal 124 de flujo a través de una abertura 122 de salida de la celda 102 de flujo. El segundo canal flexible 138 puede utilizarse para dirigir el flujo de reactivo 134 desde la celda 102 de flujo, a través de una abertura 158 de entrada de RMS y de vuelta hacia el RMS 104 después de que el flujo de reactivo 134 haya pasado a través del canal 124 de flujo.
Aunque el ejemplo de la Figura 3 ilustra una conexión flexible 106 que tiene un primer y segundo canales flexibles 136, 138 para dirigir reactivos hacia y desde la celda 102 de flujo, pueden usarse, además, otras configuraciones de conexiones flexibles con cualquier número de canales flexibles. Por ejemplo, la conexión flexible 106 puede incluir una primera y una segunda conexión flexible, en donde la primera conexión flexible tiene solamente un único canal flexible para dirigir el flujo de reactivo desde el RMS 104 hacia la celda 102 de flujo y la segunda conexión flexible tiene solamente un único canal flexible para dirigir el flujo de reactivo desde la celda 102 de flujo hacia el RMS 104.
Además, a modo de ejemplo, la conexión flexible 106 puede incluir múltiples canales flexibles para dirigir el flujo de reactivo hacia la celda 102 de flujo y múltiples canales flexibles para dirigir el flujo de reactivo desde la celda 102 de flujo.
La celda 102 de flujo del cartucho 130 incluye el canal 124 de flujo en comunicación fluida con el primer canal flexible 136 a través de la abertura 120 de entrada y en comunicación fluida con el segundo canal flexible 138 a través de la abertura 122 de salida. El canal 124 de flujo puede utilizarse para llevar a cabo una variedad de reacciones químicas entre los diversos flujos de reactivo 134 a partir de la pluralidad de reactivos 108-118 y analitos 140 ubicados en el canal 124 de flujo. La conexión flexible 106 permite que la celda 102 de flujo se mueva con relación a un punto 128 de referencia fijo en el instrumento 100.
Aunque el ejemplo de la Figura 3 ilustra una celda 102 de flujo con una sola abertura 120 de entrada y una sola abertura 122 de salida; pueden usarse también otras configuraciones de celdas de flujo. Por ejemplo, la celda 102 de flujo puede incluir múltiples aberturas 120 de entrada para recibir flujos de reactivo desde múltiples canales flexibles de la conexión flexible 106. Además, a modo de ejemplo, la celda de flujo puede incluir múltiples aberturas 122 de salida para dirigir el flujo de reactivo a múltiples canales flexibles de la conexión flexible 106.
El punto 128 de referencia fijo es, en esta implementación, un agujero de alineación. Sin embargo, el punto 128 de referencia puede ser cualquier número de estructuras fijas en el instrumento 100. Por ejemplo, el punto 128 de referencia puede ser una pluralidad de clavijas u orificios de alineación ubicados en varios lugares en un bastidor fijo del instrumento 100.
El cartucho 130, en este ejemplo, incluye una válvula giratoria 142 para seleccionar los reactivos 108-118. La válvula giratoria 142 tiene un cuerpo 144 interno de válvula giratoria. El cuerpo 144 de válvula incluye una abertura central 146 y una abertura giratoria 148, que se conectan por un canal giratorio 150. El cuerpo 144 de válvula gira alrededor de la abertura 146 central para mover la abertura giratoria 148.
La pluralidad de pocillos 132 de reactivo, que contienen los reactivos 108-118, puede disponerse alrededor de la periferia de la válvula giratoria 142 o lejos de cualquier otra manera de la válvula giratoria 142. Cada pocillo 132 de reactivo está en comunicación fluida con un canal 152 de pocillo correspondiente. Cada canal 152 de pocillo incluye una abertura 154 de canal de pocillo con el que se puede alinear la abertura giratoria 148 de la válvula giratoria 142 para recibir el flujo de reactivo 134 desde cualquier pocillo 132 de reactivo determinado.
Cuando la abertura giratoria 148 se alinea con una de las aberturas 154 de canal de pocillo, se establece una trayectoria de flujo para un flujo de reactivo 134 que permite que el flujo de reactivo 134 fluya desde el pocillo seleccionado 132, a través del canal 152 de pocillo, a través de la válvula giratoria 142, a través de una línea común 155 y fuera de la abertura 156 de salida de RMS. Después, el flujo de reactivo 134 continúa a través del primer canal flexible 136, hacia la abertura 120 de entrada de la celda 102 de flujo y a través del canal 124 de flujo, donde el reactivo seleccionado de la pluralidad de reactivos 108-118 puede reaccionar con los analitos 140.
Los reactivos y/o subproductos sin reaccionar de la reacción pueden fluir fuera de la abertura 122 de salida de la celda 102 de flujo y a través del segundo canal flexible 138. El flujo de reactivo 134 puede entonces volver a ingresar en el RMS 104 a través de la abertura 158 de entrada del RMS.
La abertura 158 de entrada de RMS del RMS 104 está en comunicación fluida con una primera válvula estranguladora 160. La primera válvula estranguladora 160 está en comunicación fluida con una segunda válvula estranguladora 162. La primera y segunda válvulas estranguladoras 160, 162 incluyen una parte central resiliente que puede accionarse mecánica o neumáticamente para estrangular o liberar el flujo de reactivo 134 a través de las válvulas estranguladoras 160, 162. De forma adicional, aunque en este ejemplo se ilustran válvulas estranguladoras 160, 162, pueden usarse otros tipos de válvulas para realizar la misma función. Por ejemplo, las válvulas 160, 162 pueden ser válvulas giratorias.
En el RMS 104 también se dispone una bomba integrada 164 (tal como una bomba de jeringa, o similar). Aunque la bomba integrada 164 puede ser de otros tipos de bombas, en la presente descripción se denominará bomba 164 de jeringa. La bomba 164 de jeringa se conecta en una formación en T entre la primera y la segunda válvula estranguladora 160, 162. Ambas válvulas estranguladoras 160, 162 se abren y cierran mediante el instrumento 100 para acoplar o desacoplar la bomba 164 de jeringa de la celda 102 de flujo y/o un tanque de desechos 170.
La bomba 164 de jeringa incluye un émbolo alternativo 166 dispuesto en un cilindro 168, que tiene un orificio 170 de cilindro. El émbolo 166 se recibe dentro del orificio 170 de cilindro para formar un sello de orificio de émbolo-cilindro. El émbolo 166 es impulsado por el instrumento 100 para alternar dentro del orificio 170 de cilindro y bombear los reactivos 108-118 desde los pocillos 132 de reactivo hacia el tanque 172 de desecho.
El instrumento 100 incluye, además, el módulo 126 de detección, que puede utilizarse para detectar fotones de luz, u otras formas de propiedades detectables, cuando una reacción química causada por los reactivos 108-118 hace que los analitos 140 influyan en dichas propiedades detectables. La conexión flexible 106 permite que la celda 102 de flujo se mueva con relación al punto 128 de referencia fijo en el instrumento 100 mientras que el módulo 126 de detección se mantiene fijo con relación al punto 128 de referencia para facilitar la detección de las propiedades detectables.
Alternativamente, el módulo 126 de detección puede moverse con relación al punto 128 de referencia fijo mientras que la celda 102 de flujo se mantiene fija con relación al punto 128 de referencia. Por lo tanto, la conexión flexible 106 puede permitir que la celda 102 de flujo se posicione con mayor precisión con relación al punto 128 de referencia que la de una celda de flujo que se conecta rígidamente al RMS 104. En algunas implementaciones, el módulo 126 de detección y la celda 102 de flujo pueden moverse uno con relación al otro y/o al rMs 104.
Además, las vibraciones transmitidas a la celda 102 de flujo por parte del RMS 104 pueden, además, reducirse ventajosamente incluso si el módulo 126 de detección es móvil y la celda 102 de flujo se mantiene fija con relación al punto 128 de referencia. Esto se debe a que la conexión flexible 106 separa el RMS 104 de la celda 102 de flujo y, por lo tanto, puede amortiguar las vibraciones producidas por el RMS 104 que pueden transmitirse a través de la conexión flexible 106.
De forma adicional, debido a que la conexión flexible 106 desacopla el RMS 104 de la celda 102 de flujo, la conexión flexible 106 permite la alineación independiente (es decir, el posicionamiento) del RMS 104 y la celda 102 de flujo para separar los sistemas de alineación (es decir, para separar los puntos de referencia). Por lo tanto, tanto el RMS 104 como la celda 102 de flujo pueden registrarse con mayor precisión en sus puntos de referencia asociados. Aunque la implementación ilustrada en la Figura 3 es la de un instrumento 100 que usa una válvula giratoria 142 que dirige los diversos reactivos 108-118 a través de una línea común 155 y hacia la celda 102 de flujo, otros instrumentos 100 pueden no usar una válvula giratoria 142. Por ejemplo, los canales 152 de pocillo de cada pocillo 132 de reactivo pueden extenderse directamente a una de una pluralidad de aberturas 156 de salida de RMS aparte. En ese caso, cada uno de los canales 152 de pocillo puede incluir una válvula (no se muestra) para controlar el flujo 134 de reactivo desde cada pocillo 132 de reactivo. De forma adicional, el primer canal flexible 136 puede ser una pluralidad de primeros canales flexibles para recibir cada uno el correspondiente flujo de reactivo 134 desde una correspondiente abertura 156 de salida RMS. Además, la abertura 120 de entrada de la celda 102 de flujo puede ser una pluralidad de aberturas 120 de entrada para recibir los diversos flujos 134 de reactivos de cada pluralidad de primeros canales flexibles 136.
Con referencia a la Figura 4, se representa un ejemplo de un diagrama de bloques esquemático del instrumento 100 de la Figura 3. El instrumento 100 incluye una base 174 de acoplamiento para recibir el cartucho 130. Diversas unidades eléctricas y mecánicas dentro del instrumento 100 interactúan con el cartucho 130 para accionar el cartucho durante una operación de análisis de microfluidos de las diversas reacciones químicas que se realizan en la celda 102 de flujo.
El instrumento 100 puede incluir, entre otras cosas, uno o más procesadores 176 que ejecutan instrucciones de programa almacenadas en una memoria 178 para realizar las operaciones de análisis de microfluidos. Los procesadores están comunicados electrónicamente con una unidad 180 de accionamiento de válvula giratoria, una unidad 182 de accionamiento de bomba de jeringa, una unidad 184 de accionamiento de válvula estranguladora, el módulo 126 de detección y una unidad 206 de regulación de temperatura móvil.
Se proporciona una interfaz 186 de usuario para que los usuarios controlen y monitoreen el funcionamiento del instrumento 100. Una interfaz 188 de comunicaciones puede transmitir datos y otra información entre el instrumento 100 y computadoras remotas, redes y lo similar.
La unidad 180 de accionamiento de válvula giratoria incluye un vástago 190 de accionamiento, que se acopla mecánicamente a un soporte 192 de interfaz de válvula giratoria. El soporte 192 de interfaz de válvula giratoria se acopla selectivamente de forma mecánica a la válvula giratoria 142 del cartucho 130. La unidad 180 de accionamiento de la válvula giratoria incluye un motor giratorio 194 y, en algunas implementaciones, un motor 196 de traslación. El motor 196 de traslación puede mover el vástago 190 de accionamiento en una dirección de traslación entre un estado acoplado y un estado desacoplado con la válvula giratoria 142. El motor giratorio 194 controla la rotación del cuerpo 144 de válvula giratoria de la válvula giratoria 142.
La unidad de accionamiento de válvula giratoria 180 incluye, además, un codificador 198 de posición que monitorea la posición del vástago 190 de accionamiento. El codificador 198 proporciona datos de posición al procesador 176. La unidad 182 de accionamiento de bomba de jeringa incluye un motor 200 de bomba de jeringa acoplado a un vástago extensible 202. El vástago 202 es impulsado por el motor 200 de bomba de jeringa entre una posición extendida y una posición retraída para alternar el émbolo 166 dentro del orificio 170 de cilindro del cilindro 168 en la bomba 164 de jeringa.
La unidad 184 de accionamiento de válvula estranguladora incluye un conjunto de dos motores 204 de accionamiento de válvula estranguladora accionados neumáticamente. Los dos motores 204 de accionamiento de válvula estranguladora se acoplan mecánicamente a una correspondiente de la primera y segunda válvulas estranguladoras 160, 162. Los motores 204 de accionamiento de válvula estranguladora pueden usar presión de aire para estrangular o liberar una parte central resiliente de la primera y/o segunda válvulas estranguladoras 160, 162 para abrir y cerrar neumáticamente la primera y/o segunda válvulas estranguladoras 160, 162. Alternativamente, los motores 204 de accionamiento de válvula estranguladora pueden accionarse eléctricamente.
El módulo 126 de detección puede contener todas las cámaras y/o sensores de detección adecuados y/o necesarios para permitir la detección de fotones de luz de emisión, u otras formas de propiedades detectables, relacionadas con los analitos 140 en la celda 102 de flujo. El sistema de circuitos de dispositivo (no se muestra) dentro del instrumento 100 puede procesar y transmitir a continuación señales de datos derivadas de las emisiones detectadas. Las señales de datos pueden analizarse a continuación para revelar las propiedades de los analitos 140.
En el instrumento 100 puede haber incluida también una unidad 206 de regulación de temperatura (u otro dispositivo de control ambiental). La unidad 206 de regulación de temperatura puede usarse para proporcionar control de temperatura de la celda 102 de flujo durante las diversas reacciones químicas. Más específicamente, la unidad 206 de regulación de temperatura puede proporcionar tanto calentamiento como enfriamiento de la celda 102 de flujo, permitiendo de este modo el termociclado de la celda 102 de flujo. Un dispositivo de control ambiental puede controlar o regular parámetros distintos a la temperatura (p. ej., la presión). Como se observará con mayor detalle en las Figs. 5A y 5B, la unidad 206 de regulación de temperatura puede moverse con relación al punto 128 de referencia y puede proporcionar una plataforma sobre la cual la celda 102 de flujo puede posicionarse para mover la celda 102 de flujo con relación al módulo 126 de detección.
Con referencia a las Figuras 5A y 5B, se representa un ejemplo de un módulo 300 de conexión flexible. Más específicamente, la Figura 5A representa un ejemplo de una vista en perspectiva simplificada del módulo 300 de conexión flexible y una parte del RMS 104 a la que el módulo 300 puede conectarse. La Figura 5B representa un ejemplo de una vista lateral en sección transversal del módulo 300 de conexión flexible conectado en comunicación fluida con la parte del RMS 104, en donde la vista lateral en sección transversal se toma a lo largo del primer canal flexible 136 de la conexión flexible 106.
El módulo 300 de conexión flexible incluye la conexión flexible 106, la celda 102 de flujo y un accesorio 302 de soporte. La conexión flexible 106 se ensambla en comunicación fluida con la celda 102 de flujo, en donde la conexión flexible 106 y la unidad de celda 102 de flujo quedan enmarcadas y soportadas por el accesorio 302 de soporte. El módulo 300 de conexión flexible puede conectarse al RMS 104 dentro del instrumento 100 o el cartucho 130.
La conexión flexible 106 del módulo 300 de conexión flexible incluye una primera vía 304 de entrada de canal, una primera vía 306 de salida de canal y el primer canal flexible 136 en comunicación fluida entre ellas. El primer canal flexible 136 puede utilizarse para dirigir un flujo de reactivo 134 desde la abertura 156 de salida de rMs del RMS 104 hasta la abertura 120 de entrada de la celda 102 de flujo.
La conexión flexible 106 también incluye una segunda vía 308 de entrada de canal, una segunda vía 310 de salida de canal y el segundo canal flexible 138 en comunicación fluida entre ellas. El segundo canal flexible 138 puede utilizarse para dirigir el flujo de reactivo 134 desde la abertura 122 de salida de la celda 102 de flujo hasta la abertura 158 de entrada de RMS del RMS 104.
Tanto la primera vía 304 de entrada de canal como la segunda vía 310 de salida de canal pueden incluir un sello 312 de fluido. El sello 312 de fluido de la primera vía 304 de entrada de canal puede utilizarse para su conexión a la abertura 156 de salida de RMS del RMS 104 y para permitir el flujo de reactivo 134 a través de esta de manera que el flujo de reactivo 134 pase desde el RMS 104 hasta el primer canal flexible 136. El sello 312 de fluido de la segunda vía 310 de salida de canal puede utilizarse para su conexión a la abertura 158 de entrada de RMS del RMS 104 y para permitir el flujo de reactivo 134 a través de esta de manera que el flujo de reactivo 134 pase desde el segundo canal flexible 138 de regreso al RMS 104.
Los sellos 312 de fluido en la implementación ilustrada en las Figs. 5A y 5B son juntas tóricas separables. Sin embargo, pueden usarse otras formas de sellos 312 de fluido separables. Por ejemplo, pueden usarse varias juntas elastoméricas para proporcionar un sello de fluido separable.
De forma adicional, los sellos 312 de fluido pueden no conectarse de manera separable al RMS 104 de un cartucho y/o un instrumento. Por ejemplo, los sellos 312 de fluido pueden ser una capa de adhesivo que se une al RMS 104, o los sellos 312 de fluido pueden formarse por una unión láser que forma una unión permanente al RMS 104.
La celda 102 de flujo del módulo 300 de conexión flexible incluye la abertura 120 de entrada, la abertura 122 de salida y el canal 124 de flujo en comunicación fluida entre ellas. El canal 124 de flujo puede utilizarse para dirigir el flujo de reactivo 134 sobre analitos 140 ubicados en el canal 124 de flujo.
La primera vía 306 de salida de canal se conecta en comunicación fluida con la abertura 120 de entrada de la celda 102 de flujo. De forma adicional, la segunda vía 308 de entrada de canal se conecta en comunicación fluida con la abertura 122 de salida de la celda 102 de flujo. Las conexiones de fluido de la primera vía 306 de salida de canal a la abertura 120 de entrada, y de la segunda vía 308 de entrada de canal a la abertura 122 de salida, pueden sellarse de manera conjunta con una capa adhesiva 314 (se observa mejor en la Figura 5B). La capa adhesiva 314 forma una unión permanente entre la primera vía 306 de salida de canal y la abertura 120 de entrada, y entre la segunda vía 308 de entrada de canal y la abertura 122 de salida.
La capa adhesiva 314 puede estar compuesta de varios materiales diferentes que son adecuados para manejar los parámetros de aplicación, incluidas las temperaturas de aplicación, las presiones de aplicación y la compatibilidad química con los reactivos. Por ejemplo, la capa adhesiva 314 puede estar compuesta de un adhesivo a base de acrílico, un adhesivo a base de silicona, un adhesivo activado por calor, un adhesivo activado por presión, un adhesivo activado por luz, un adhesivo epoxi, y lo similar, o una combinación de estos.
Alternativamente, pueden usarse otras formas de unión para sellar las conexiones entre la primera vía 306 de salida de canal y la abertura 120 de entrada, y entre la segunda vía 308 de entrada de canal y la abertura 122 de salida. Por ejemplo, las vías y aberturas pueden unirse por láser. Además, las vías y aberturas pueden conectarse de manera separable con un sello de fluido separable, tal como con una junta tórica o una junta elastomérica.
Aunque la implementación mostrada en las Figs. 5A y 5B ilustra una conexión flexible 106 que tiene una primera vía 304 de entrada de canal, una primera vía 306 de salida de canal, una segunda vía 308 de entrada de canal y una segunda vía 310 de salida de canal, pueden usarse también otras configuraciones de conexiones flexibles que tengan cualquier cantidad de canales con cualquier cantidad de vías de entrada y/o salida. Por ejemplo, la conexión flexible 106 puede usarse solamente para el flujo de reactivo hacia la celda 102 de flujo, en donde la conexión flexible 106 puede tener solamente una vía de entrada desde el RMS 104 con múltiples canales flexibles que se desplazan desde la única vía de entrada a múltiples vías de salida hacia la celda 102 de flujo. Alternativamente, la conexión flexible 106 puede usarse para que el reactivo fluya solamente hacia la celda 102 de flujo, en donde la conexión flexible 106 puede tener una pluralidad de canales flexibles, teniendo cada canal flexible una sola entrada a través del RMS 104 y una sola salida a través de la celda 102 de flujo. Alternativamente, la conexión flexible 106 puede usarse solamente para que el reactivo fluya solamente desde la celda 102 de flujo hacia el RMS 104, en donde la conexión flexible puede tener una sola vía de entrada desde la celda 102 de flujo con múltiples canales flexibles que salen de la única vía de entrada a múltiples vías de salida hacia el RMS 104. La conexión flexible 106 puede utilizarse para que fluya solamente reactivo desde la celda 102 de flujo hacia el RMS 104, en donde la conexión flexible 106 puede tener una pluralidad de canales flexibles, teniendo cada canal flexible una única vía de entrada a la celda 102 de flujo y una única vía de salida al RMS 104. En otras implementaciones adicionales, la conexión flexible 106 puede usarse tanto para el flujo de reactivo hacia la celda 102 de flujo como hacia fuera de la celda 102 de flujo desde el mismo extremo o extremos opuestos de la celda 102 de flujo. La conexión flexible 106 puede incluir en dicha implementación solo una vía de entrada con múltiples canales flexibles que salen de la única vía de entrada a múltiples vías de salida o puede incluir una pluralidad de canales flexibles, teniendo cada canal flexible una única vía de entrada y una única vía de salida. Otras configuraciones de conexión flexible 106 pueden incluir una primera conexión flexible para el flujo de reactivo hacia la celda 102 de flujo y una segunda conexión flexible para el flujo de reactivo hacia fuera de la celda 102 de flujo, en donde tanto la primera como la segunda conexión flexible pueden incluir diversas configuraciones de vías de entrada, vías de salida y canales flexibles conectados entre ellas.
El accesorio 302 de soporte del módulo de conexión flexible 300 incluye un borde interior 316 que rodea la celda 102 de flujo. El accesorio 302 de soporte puede utilizarse de modo que contenga la celda 102 de flujo dentro del borde interior 316. El accesorio 302 de soporte puede permitir que la celda 102 de flujo se mueva lateralmente en la dirección Y y longitudinalmente en la dirección X dentro del accesorio 302 de soporte. De forma adicional, el accesorio 302 de soporte también puede permitir el movimiento de la celda 102 de flujo verticalmente en la dirección Z con relación al accesorio 302 de soporte.
Una manera en la que el accesorio 302 de soporte puede proporcionar tal movimiento en las direcciones X, Y y Z mientras contiene la celda 102 de flujo dentro del borde interior 316 es con una pluralidad de dedos 318 de soporte dispuestos en la superficie superior 320 y/o en la superficie inferior 322 del accesorio 302 de soporte. Los dedos 318 de soporte pueden extenderse hacia dentro desde el borde interior 316 y parcialmente a través de las superficies superior y/o inferior de la celda 102 de flujo. Para los dedos 318 de soporte dispuestos en la superficie superior 320, dichos dedos 318 de soporte pueden dimensionarse de manera que no se extiendan sobre el canal 124 de flujo de la celda 102 de flujo para no interferir con el módulo 126 de detección sobre el canal 124 de flujo durante un proceso de detección. Los dedos 318 de soporte pueden evitar que la celda 102 de flujo y la conexión flexible 106 se desplacen sustancialmente o se retiren completamente desde dentro del borde interior 316 del accesorio 302 de soporte durante el transporte del módulo 300 de conexión flexible y/o durante la operación del instrumento 100.
De forma adicional, los dedos 318 de soporte pueden permitir el movimiento de la celda 102 de flujo tanto lateral (dirección Y) como longitudinalmente (dirección X) dentro del borde interior 316. En algunas implementaciones, los dedos 318 de soporte pueden disponerse en la superficie inferior 322 del accesorio 302 de soporte y los dedos 318 de soporte pueden disponerse en la superficie superior 320 del accesorio 302 de soporte y pueden estar dispuestos separados para permitir una cantidad predeterminada de movimiento de la celda 102 de flujo en la dirección vertical (Z) mientras se mantiene la celda 102 de flujo dentro del borde interior 316 del accesorio 302 de soporte.
Aunque la implementación de las Figs. 5A y 5B ilustra un accesorio 302 de soporte que tiene dedos 318 de soporte para retener la celda 102 de flujo, pueden usarse también otras configuraciones de accesorios 302 de soporte. Por ejemplo, el accesorio 302 de soporte puede diseñarse como una placa portadora que no incluye ningún dedo 318 de soporte y la celda 102 de flujo puede unirse a la superficie superior del accesorio 302 de soporte. Además, aunque la implementación en las Figs. 5A y 5B ilustra el accesorio 302 de soporte que se extiende a lo largo de toda la longitud combinada de la celda 102 de flujo y la conexión flexible 106, otras configuraciones del accesorio 302 de soporte pueden tener la conexión flexible 106 extendiéndose más allá del perímetro exterior del accesorio 302 de soporte.
Durante el funcionamiento, el módulo 300 de conexión flexible puede ensamblarse al RMS 104 (se observa mejor en la Figura 5B) mediante la alineación de los sellos 132 de fluido con la abertura 156 de salida de RMS y la abertura 158 de entrada de RMS. Después de eso, el accesorio 302 de soporte puede sujetarse al RMS 104 de manera que los sellos 312 de fluido queden intercalados entre el accesorio 302 de soporte y el RMS 104. Esto puede lograrse con cualquier número de técnicas de sujeción, tal como mediante pernos, o mediante el uso de abrazaderas en C u otras formas diversas de dispositivos de sujeción. En otras implementaciones, los sellos 312 de fluido y el módulo 300 de conexión flexible pueden unirse a través de otros componentes de unión, tales como conectores a presión, etc. Tal unión puede ser independiente del accesorio 302 de soporte.
En la implementación mostrada, una vez que el RMS 104 está en comunicación fluida con el módulo 300 de conexión flexible, la celda 102 de flujo puede acoplarse con la unidad 206 de regulación de temperatura móvil (se observa mejor en la Figura 5B). En algunas implementaciones, los dedos 318 de soporte pueden estar dispuestos en la superficie inferior 322 del accesorio 302 de soporte de modo que se extiendan solo parcialmente a través de la superficie inferior de la celda 102 de flujo para permitir el acoplamiento de la celda 102 de flujo con la unidad 206 de regulación de temperatura móvil. Por lo tanto, una cantidad suficiente de la superficie inferior de la celda 102 de flujo puede quedar expuesta a una superficie de la unidad 206 de regulación de temperatura para su acoplamiento con la celda 102 de flujo. Este acoplamiento puede permitir el movimiento longitudinal y lateral de la celda 102 de flujo dentro del borde interior 316 del accesorio 302 de soporte mientras se acopla con la unidad 206 de regulación de temperatura.
La unidad 260 de regulación de temperatura puede usarse para posicionar la celda 102 de flujo dentro de unos pocos micrómetros con relación a una posición del módulo 126 de detección en la dirección vertical (es decir, Z). De forma adicional, la unidad 206 de regulación de temperatura puede mover la celda 102 de flujo en una o ambas direcciones X y/o Y para permitir que el módulo 126 de detección barra el canal 124 de flujo de la celda 102 de flujo durante un proceso de detección.
Alternativamente, incluso si el módulo 126 de detección se mueve y la celda 102 de flujo se mantiene fija con relación al punto 128 de referencia durante un barrido de la celda 102 de flujo, la unidad 206 de regulación de temperatura puede posicionar de forma precisa la celda 102 de flujo con relación al módulo 126 de detección antes de iniciar la exploración. Esto se debe a que la conexión flexible 106 desacopla cierta cantidad de movimiento de la celda 102 de flujo con respecto al movimiento del RMS 104. Por lo tanto, una posición inicial de la celda 102 de flujo con relación al módulo 126 de detección antes de un barrido puede mantenerse con precisión mediante el movimiento de la celda 102 de flujo. Si la celda 102 de flujo no se ha conectado a una conexión flexible 106 y se ha conectado rígidamente al RMS 104, entonces puede ser necesario desplazar la celda 102 de flujo y/o partes del RMS 104, lo que dificulta dicho posicionamiento preciso de la celda 102 de flujo con relación al módulo 126 de detección.
De forma adicional, si el módulo 126 de detección es móvil o fijo con relación a un punto de referencia, la conexión flexible 106 desacopla el RMS 104 de la celda 102 de flujo. Por lo tanto, la conexión flexible 106 permite la alineación independiente (es decir, posicionamiento) del RMS 104 y la celda 102 de flujo para separar los sistemas de alineación (es decir, para separar los puntos de referencia). Por lo tanto, tanto el RMS 104 como la celda 102 de flujo pueden registrarse con mayor precisión en sus puntos de referencia asociados.
Con referencia a la Figura 6, se describe un ejemplo de una vista en despiece de la conexión flexible 106 que tiene una capa superior 210, una capa inferior 212 y una capa intermedia 214. La capa superior 210, la capa inferior 212 y la capa intermedia 214 se unen entre sí utilizando un adhesivo 216 para formar una pila o un estratificado 218. Los canales flexibles 136, 138 primero y segundo se cortan en la capa intermedia 214 mediante el uso de, por ejemplo, un proceso de corte con láser. En consecuencia, la capa intermedia 214 define una geometría de los canales flexibles 136, 138. Más específicamente, la capa intermedia 214 define un ancho 220 de pared y un ancho 222 de canal (se observa mejor en las Figs. 7A y 7B) de los canales flexibles 136, 138 primero y segundo.
La capa superior 210 define una parte superior 224 (mejor vista en las Figs. 7A y 7B) de los canales flexibles 136, 138 primero y segundo. La capa inferior define una parte inferior 226 (mejor vista en las Figs. 7A y 7B) de los canales flexibles 136, 138 primero y segundo.
Una primera vía 228 y una segunda vía 230 se posicionan en la capa inferior 212 de la conexión flexible 106. La primera y la segunda vías 228, 230 están en comunicación fluida con el primer extremo proximal 232 y un primer extremo distal 234 del primer canal flexible 136 en la capa intermedia 214. De forma adicional, una tercera vía 236 y una cuarta vía 238 se posicionan en la capa inferior 212 de la conexión flexible 106. La tercera y cuarta vías 236, 238 están en comunicación fluida con un segundo extremo proximal 240 y un extremo distal 242 del segundo canal flexible 138 en la capa intermedia 214. Aunque la primera, segunda, tercera y cuarta vías 228, 230, 236, 238 se ilustran en la Figura 6 como estando dispuestas en la capa inferior 212, una o más pueden estar colocadas en cambio en la capa superior 210 y/o tanto en la capa superior 210 como en la capa inferior 212. Más específicamente, la primera vía 228 y la tercera vía 236 pueden colocarse juntas ya sea en la capa inferior 212 o en la capa superior 210. De forma adicional, la segunda vía 230 y la cuarta vía 240 también pueden colocarse juntas ya sea en la capa inferior 212 o en la capa superior 210.
La primera vía 228 puede estar unida a la abertura 156 de salida de RMS del RMS 104 para dirigir el flujo de reactivo 134 desde el RMS 104 hasta el primer canal flexible 136 (y, por lo tanto, la primera vía 228 puede considerarse una primera vía de entrada de canal flexible 136). La segunda vía 230 puede unirse a la abertura 120 de entrada de la celda 102 de flujo para dirigir el flujo de reactivo 134 desde el primer canal flexible 136 hasta el canal 124 de flujo (y, por lo tanto, la segunda vía 230 puede considerarse una vía de salida a través del primer canal flexible 136). La cuarta vía 238 puede estar unida a la abertura 122 de salida de la celda 102 de flujo para dirigir el flujo de reactivo 134 desde la celda 102 de flujo hasta el segundo canal flexible 138 (y, por lo tanto, la cuarta vía 228 puede considerarse una vía de entrada del segundo canal flexible 138). La tercera vía 236 puede estar unida a la abertura 158 de entrada de RMS del RMS 104 para dirigir el flujo de reactivo 134 desde el segundo canal flexible 138 de vuelta al RMS 104 (y, por lo tanto, la tercera vía 228 puede considerarse una vía de salida del segundo canal flexible 138).
La capa superior 210, la capa inferior 212, y la capa intermedia 214 pueden estar compuestas de varios materiales diferentes que son adecuados para manejar los parámetros de aplicación, incluidas las temperaturas de aplicación, las presiones de aplicación y la compatibilidad química con los reactivos. Por ejemplo, la capa superior 210, la capa inferior 212 y la capa intermedia 214 pueden estar compuestas de tereftalato de polietileno, poliimida, copolímero de olefina cíclica, policarbonato, polipropileno y lo similar.
De forma adicional, un aditivo de negro de carbón puede añadirse a tales materiales como tereftalato de polietileno para proporcionar un tereftalato de polietileno negro o similar. Los materiales donde se añade el aditivo de negro de carbón pueden tener una característica de autofluorescencia relativamente menor. Además, el aditivo de negro de carbón puede facilitar la unión láser de la capa superior 210, la capa inferior 212 y la capa intermedia 214.
El adhesivo 216 puede estar compuesto de varios materiales diferentes que son adecuados para manejar los parámetros de aplicación, incluidas las temperaturas de aplicación, las presiones de aplicación y la compatibilidad química con los reactivos. Por ejemplo, el adhesivo 216 puede componerse de un adhesivo a base de acrílico, un adhesivo a base de silicona, un adhesivo activado por calor, un adhesivo activado por presión, un adhesivo activado por luz, un adhesivo epoxi, y lo similar, o una combinación de estos. Estos adhesivos 216 pueden utilizarse para unir adhesivamente la capa superior 210, la capa inferior 212 y la capa intermedia 214 entre sí.
Además de la unión adhesiva de la capa superior 210, la capa inferior 212 y la capa intermedia 214 entre sí con un adhesivo (216), la capa superior 210, la capa inferior 212 y la capa intermedia 214 también se pueden unir entre sí de otras maneras. Por ejemplo, la capa superior 210, la capa inferior 212 y la capa intermedia 214 se pueden unir entre sí por medio de técnicas de unión directa, tales como unión térmica (fusión) o unión láser. De forma adicional, la capa superior 210, la capa inferior 212 y la capa intermedia 214 pueden unirse entre sí utilizando cualquier combinación de técnicas de unión adhesiva o unión directa.
De forma adicional, con respecto a las técnicas de unión adhesiva o unión directa, pueden utilizarse tratamientos superficiales de la capa superior 210, la capa inferior 212 y la capa intermedia 214 para mejorar la resistencia de las diversas uniones. Dichos tratamientos de superficie pueden incluir, por ejemplo, tratamientos de superficie química, tratamientos de superficie de plasma o similares.
Un método de fabricación simplificado para construir la conexión flexible 106 puede ser comenzar cortando cada una de la capa superior 210, la capa inferior 212, y la capa intermedia 214 según una especificación predeterminada mediante el uso, por ejemplo, de un proceso de corte con láser. El método puede continuar alineando entre sí la capa superior 210, la capa inferior 212 y la capa intermedia 214 y uniéndolas con presión manual solo para que las capas se adhieran entre sí y formen el estratificado 218. Después de eso, el estratificado 218 puede hacerse pasar a través de un laminador para activar el adhesivo 216 aplicando una presión predeterminada. Después de eso, el estratificado 218 puede calentarse a una temperatura predeterminada (p. ej., superior a aproximadamente 50 grados C o superior a aproximadamente 90 grados C) durante una cantidad predeterminada de tiempo (p. ej., aproximadamente 2 horas o más), para formar completamente la conexión flexible 106.
De forma adicional, el proceso de fabricación puede incluir etapas específicas para reducir una cantidad de bolsas de aire que pueden quedar atrapadas entre la capa superior 210, la capa inferior 212 y la capa intermedia 214 durante el ensamblaje. Por ejemplo, puede aplicarse presión positiva (p. ej., aproximadamente 689, 862, 1034 kPa o más (100, 125, 150 psi o más)) o presión de vacío negativa (p. ej., aproximadamente -70, -83, -97 kPa o menos (aproximadamente -10, -12, -14 psi o menos)) durante un período de tiempo predeterminado para reducir la cantidad de bolsas de aire que pueden quedar atrapadas entre la capa superior 210, la capa inferior 212 y la capa intermedia 214. Este proceso de aplicación de presión para reducir las bolsas de aire atrapadas puede combinarse o no combinarse con temperaturas elevadas (o, por ejemplo, por encima de aproximadamente 50 grados C o por encima de aproximadamente 90 grados C).
Después de eso, se retira un revestimiento inferior (no se muestra) que puede disponerse sobre el adhesivo 216 de la capa inferior 212 para exponer ese adhesivo 216. La conexión flexible 106 se une, después, al RMS 104 y la celda 102 de flujo mediante la aplicación de una fuerza adecuada a la conexión flexible 106 para activar el adhesivo 216 dispuesto en la parte inferior de la conexión flexible 106.
Con referencia a las Figura 7A y 7B, se representa un ejemplo de una vista en perspectiva (Figura 7A) y una vista lateral frontal (Figura 7B) de la conexión flexible 106 de la Figura 6. Para una mayor claridad, en este ejemplo particular, solo se ilustra el primer canal flexible 136.
La capa superior 210, la capa inferior 212 y la capa intermedia 214 están unidas entre sí formando el estratificado 218. La capa superior 210, la capa inferior 212 y la capa intermedia 214 son delgadas, por ejemplo, en algunos casos, de aproximadamente 10 micrómetros a aproximadamente 1000 micrómetros cada una. Por lo tanto, el estratificado 218 es flexible.
La altura del estratificado (o altura de conexión flexible) 244 puede variar, por ejemplo, de aproximadamente 30 micrómetros a aproximadamente 3000 micrómetros. La altura 246 de canal es la distancia entre la parte superior 224 y la parte inferior 226 del primer canal flexible 136. La altura del canal puede variar, por ejemplo, de aproximadamente 10 micrómetros a aproximadamente 1000 micrómetros. El ancho 222 de canal es la distancia entre las dos paredes 248, 250 internas opuestas. Los anchos 220 de pared pueden ser de cualquier tamaño práctico dependiendo de los parámetros de diseño. Por ejemplo, los anchos 220 de pared pueden variar de aproximadamente 250 micrómetros a aproximadamente 650 micrómetros. Como se describirá con mayor detalle en la Figura 8, la relación del ancho 220 de pared al ancho 222 de canal puede diseñarse de modo que sea aproximadamente 2,5 o mayor.
Con referencia a la Figura 8, se representa un ejemplo de un gráfico 252 de presión 256 de rompimiento frente a la relación 254 del ancho 220 de pared al ancho 222 de canal. La relación 254 del ancho 220 de pared al ancho 222 de canal se muestra en el eje horizontal del gráfico 252. La presión 256 de rompimiento (en libras por pulgada cuadrada manométrica (psig)) se muestra en el eje vertical. Cada punto trazado 258 representa la intersección de la presión 256 de rompimiento para una relación dada 254. Obsérvese que 1 libra por pulgada cuadrada (unidades inglesas) es igual a aproximadamente 0,069 bar (unidades métricas).
La relación 254 del ancho 220 de pared al ancho 222 de canal es un parámetro que influye en la presión 256 de rompimiento de un canal flexible (por ejemplo, el primer o el segundo canal flexible 136, 138) en la conexión flexible 106. Cuanto mayor es la relación 254, mayor tiende a ser la presión 256 de rompimiento. Presión 256 de rompimiento, en este caso, significa una presión a la cual se desarrollarán fugas en un canal flexible 136, 138. La presión 256 de rompimiento deseada para una aplicación puede variar dependiendo de los parámetros de aplicación. Sin embargo, una presión 256 de rompimiento de 40 psig o mayor en el primer y segundo canal 136, 138 es, frecuentemente, adecuada para la mayoría de las aplicaciones del reactivo 134. A partir de los puntos 258 representados en el gráfico 252, puede observarse que una relación 254 de aproximadamente 2,5 o mayor puede traducirse en una presión 256 de rompimiento de aproximadamente 40 psig o mayor.
Con referencia a la Figura 9A, se representa un ejemplo de una vista lateral frontal de una conexión flexible que tiene una pila intermedia de subcapas. En esta Figura 9A, 50 por ciento en volumen de las subcapas es adhesivo. Con referencia a la Figura 9B, también se representa un ejemplo de una vista lateral frontal de una conexión flexible que tiene una pila intermedia de subcapas. En esta Figura 9B, 25 por ciento en volumen de las subcapas es adhesivo.
Las conexiones flexibles 106 de las Figs. 9A y 9B incluyen ambas una capa superior 210, una capa inferior 212 y una capa intermedia 214. Sin embargo, la capa intermedia 214 es una pluralidad de subcapas intermedias 260 que están unidas entre sí por un adhesivo 262.
En la Figura 9A hay aproximadamente 50 por ciento en volumen de adhesivo 262 respecto del volumen total de adhesivo 262 más las subcapas intermedias 260, que pueden estar compuestas de, por ejemplo, una poliimida. Sin embargo, en la Figura 9B, solo hay aproximadamente 25 por ciento en volumen de adhesivo 262 respecto del volumen total de adhesivo 262 más subcapas intermedias 260, que están compuestas del mismo material (por ejemplo, poliimida).
El porcentaje de adhesivo 262 (tal como un adhesivo sensible a la presión) con respecto a un total de adhesivo 262 más las subcapas intermedias 260 por volumen también es un parámetro que influye en la presión de rompimiento. Cuanto menor es el porcentaje, mayor tiende a ser la presión de rompimiento. En el caso específico de las Figs. 9A y 9B, la única diferencia entre las dos estructuras de conexiones flexibles 106 es el porcentaje de adhesivo 262 con relación al total del adhesivo 262 y las subcapas intermedias 260 en volumen. En la Figura 9A, el porcentaje es 50 por ciento y la presión de rompimiento es 50 psig. En la Figura 9B, la relación es 25 por ciento y la presión de rompimiento es 130 psig.
Con referencia a la Figura 10, se representa un ejemplo de un par de gráficos 264 y 266 de fuerza (en newtons) frente al desplazamiento (en milímetros) para un par respectivo de conexiones 106A, 106B flexibles rectas. En el gráfico 264, la conexión 106A flexible asociada incluye solo los canales flexibles 136, 138 primero y segundo allí dispuestos. En el gráfico 266, la conexión 106B flexible asociada incluye los canales flexibles 136, 138 primero y segundo, pero incluye, de forma adicional, una hendidura 268 dispuesta entre los canales flexibles 136, 138.
Desacoplar el reagent management system (sistema de gestión de reactivos - RMS) 104 con respecto a la celda 102 de flujo puede suponer la aplicación de un esfuerzo mecánico adicional tanto al RMS 104 como a la celda 102 de flujo. Esto se debe a que el RMS 104 y la celda 102 de flujo pueden moverse ahora entre sí debido a la flexión de la conexión flexible 106. Sin embargo, existen varias maneras de aliviar ese esfuerzo mecánico adicional. Una manera de reducir dicho esfuerzo (es decir, la fuerza ejercida para mover, o desplazar, la celda 102 de flujo y/o la conexión flexible 106) es posicionar una hendidura 268 entre los canales flexibles 136, 138 primero y segundo.
Como se muestra en una comparación de los gráficos 264 y 266, la hendidura 268 reduce la fuerza ejercida para mover la conexión flexible 106B con relación a la fuerza ejercida para mover la conexión flexible 106 A. Más específicamente, un primer extremo distal 263 de las conexiones flexibles 106A y 106B es fijo y un segundo extremo distal 265 de las conexiones flexibles 106A y 106B se mueve una distancia predeterminada (p. ej., aproximadamente 1 a 20 por ciento de la longitud total de la conexión flexible) en la dirección X hacia el primer extremo distal 263. Después de eso, el segundo extremo distal 265 se mueve en una dirección perpendicular a la dirección X (es decir, la dirección Y) y a continuación se mide la fuerza (en newtons) necesaria para el movimiento en un desplazamiento determinado (en milímetros) en la dirección Y para trazar los gráficos 264 y 266.
La hendidura 268 reduce la fuerza (como se muestra en el gráfico 266) en al menos aproximadamente 2 veces la fuerza ejercida en el movimiento de la conexión flexible 106 A sin la hendidura 268 (como se muestra en el gráfico 264). Más específicamente, la fuerza aplicada para mover la conexión flexible 106A (y, por lo tanto, la celda 102 de flujo) una distancia de un milímetro es superior a 0,2 newtons sin la hendidura 268 (ver el gráfico 264) mientras que la fuerza aplicada para mover la conexión flexible 106B se reduce a menos de 0,1 newtons con la hendidura 268 (ver el gráfico 266). De forma adicional, la fuerza aplicada para mover la conexión flexible 106A una distancia de cuatro milímetros es superior a 0,6 newtons sin la hendidura 268 (ver el gráfico 264) mientras que la fuerza aplicada para mover la conexión flexible 106B se reduce a menos de 0,2 newtons con la hendidura 268 (ver el gráfico 266). Con referencia a la Figura 11, se representa un ejemplo de un par de gráficos 270, 272 de fuerza frente al desplazamiento para una conexión 106C flexible recta (gráfico 270) y una conexión 106D flexible de curva en S (gráfico 272). Otra modo de reducir el esfuerzo mecánico adicional causado por el desacoplamiento del RMS 104 con respecto a la celda 102 de flujo a través de la conexión flexible 106 es diseñar una forma sinuosa en la conexión flexible 106. En este ejemplo específico, la forma sinuosa es una curva 274 en S diseñada en la conexión flexible 106D del gráfico 272.
Como se muestra en una comparación de los gráficos 270 y 272, la curva 274 en S reduce la fuerza ejercida en el movimiento de la conexión flexible 106D en comparación con la fuerza ejercida en el movimiento de la conexión flexible 106C. Más específicamente, un primer extremo distal 271 de las conexiones flexibles 106C y 106D está anclado y un segundo extremo distal 273 de las conexiones flexibles 106C y 106D se mueve una distancia predeterminada (p. ej., aproximadamente 1 a 20 por ciento de la longitud total de la conexión flexible) en la dirección X hacia el primer extremo distal 271. Después de eso, el segundo extremo distal 273 se mueve en una dirección perpendicular a la dirección X (es decir, la dirección Y) y a continuación se mide la fuerza (en newtons) necesaria para el movimiento en un desplazamiento determinado (en milímetros) en la dirección Y para trazar los gráficos 270 y 272.
La curva 274 en S reduce la fuerza (como se muestra en el gráfico 272) en al menos aproximadamente 2 veces la fuerza ejercida en el movimiento de la conexión flexible 106C sin la curva 274 en S (como se muestra en el gráfico 270). Más específicamente, la fuerza aplicada para mover la conexión flexible 106C (y, por lo tanto, la celda 102 de flujo) una distancia de un milímetro es superior a 0,2 newtons sin la curva 274 en S (ver el gráfico 270) mientras que la fuerza aplicada para mover la conexión flexible 106D se reduce a menos de 0,1 newtons con la curva 274 en S (ver el gráfico 272). De forma adicional, la fuerza aplicada para mover la conexión flexible 106C una distancia de cuatro milímetros es superior a 0,6 newtons sin la curva 274 en S (ver el gráfico 270) mientras que la fuerza aplicada para mover la conexión flexible 106D se reduce a menos de 0,1 newtons con la curva en S (ver el gráfico 272). Con referencia a las Figuras 12A, 12B y 12C, se representa un ejemplo de un par de gráficos 276, 278 de fuerza frente al desplazamiento para una conexión 106E flexible unida con láser (gráfico 276 de la Figura 12A y de la Figura 12B) y una conexión 106F flexible unida con adhesivo (gráfico 278 de la Figura 12A y de la Figura 12 C). Ambas conexiones flexibles 106E y 106F incluyen una curva 274 en S.
Otro modo de reducir el esfuerzo mecánico adicional causado por el desacoplamiento del RMS 104 con respecto a la celda 102 de flujo a través de la conexión flexible 106 es mediante la elección de los procesos de unión entre la capa superior 210, la capa inferior 212 y la capa intermedia 214. En este ejemplo particular, la única diferencia significativa entre las estructuras de las conexiones flexibles 106E y 106F para cada gráfico 276, 278, respectivamente, radica en el proceso de unión.
Más específicamente, la conexión flexible 106E para el gráfico 276 se ha unido con láser. En consecuencia, como se ilustra en la vista en perspectiva despiezada de la Figura 12B, la capa superior 210, la capa inferior 212 y la capa intermedia 214 de la conexión flexible 106E están en contacto directo entre sí y no incluyen ningún adhesivo 216 entre ellas. Por el contrario, la conexión flexible 106F para el gráfico 278 se ha unido con adhesivo. En consecuencia, como se ilustra en la vista en perspectiva despiezada de la Figura 12C, la capa superior 210, la capa inferior 212 y la capa intermedia 214 de la conexión flexible 106F incluyen una capa 216 de adhesivo (p. ej., un adhesivo sensible a la presión) entre la capa superior 210, la capa inferior 212 y la capa intermedia 214.
Como se muestra en una comparación de los gráficos 276 y 278, la unión adhesiva reduce la fuerza ejercida para mover la conexión flexible 106f . Más específicamente, un primer extremo distal 275 de las conexiones flexibles 106E y 106F es fijo y un segundo extremo distal 277 de las conexiones flexibles 106E y 106F se mueve una distancia predeterminada (p. ej., aproximadamente 1 a 20 por ciento de la longitud total de la conexión flexible) en la dirección X hacia el primer extremo distal 275. Después de eso, el segundo extremo distal 277 se mueve en una dirección perpendicular a la dirección X (es decir, la dirección Y) y a continuación se mide la fuerza (en newtons) necesaria para el movimiento en un desplazamiento determinado (en milímetros) en la dirección Y para trazar los gráficos 276 y 278.
La unión adhesiva reduce la fuerza (como se muestra en el gráfico 278) en al menos aproximadamente 6 veces la fuerza ejercida en el movimiento de la conexión flexible 106E que se ha unido con láser (como se muestra en el gráfico 276) en comparación con la fuerza ejercida en el movimiento de la conexión flexible 106F que se ha unido con adhesivo. Más específicamente, la fuerza aplicada para mover la conexión flexible 106E (y, por lo tanto, la celda 102 de flujo) una distancia de un milímetro es superior a 0,6 newtons cuando se une con láser (ver el gráfico 276) mientras que la fuerza aplicada para mover la conexión flexible 106F se reduce a menos de 0,1 newtons cuando se une con adhesivo (ver el gráfico 278). De forma adicional, la fuerza aplicada para mover la conexión flexible 106E una distancia de cuatro milímetros es superior a 0,8 newtons cuando se une con láser (ver el gráfico 276) mientras que la fuerza aplicada para mover la conexión flexible 106F se reduce a menos de 0,1 newtons cuando se une con adhesivo (ver el gráfico 278).
Con referencia a las Figuras 13A, 13B y 13C, se representa un ejemplo de una vista superior (Figura 13A), una vista lateral (Figura 13B) y una vista inferior en perspectiva (Figura 13C) de un elemento 400 de alivio de tensión mecánica acoplado de manera fija a la conexión flexible 106. En el ejemplo particular ilustrado en las Figs. 13A, 13B y 13C, el elemento 400 de alivio de tensión está configurado como una microesfera 402 de epoxi.
La conexión entre la conexión flexible 106 y la celda 102 de flujo puede ser lo suficientemente robusta para resistir las cargas mecánicas (o esfuerzo mecánico) impuestas sobre la conexión flexible 106 durante el movimiento de la celda 102 de flujo, así como el esfuerzo debido a los cambios de temperatura y presión. Tal esfuerzo puede hacer que se produzca el corte por cizallamiento de la conexión entre la conexión flexible 106 y la celda 102 de flujo si la conexión no es lo suficientemente robusta. El elemento 400 de alivio de tensión puede ayudar a aliviar tal tensión. En el caso de la configuración de microesfera 402 de epoxi del elemento 400 de alivio de tensión, la microesfera 402 de epoxi se compone principalmente de epoxi colocado a lo largo de una esquina 404 donde se unen el perímetro externo 406 de la celda 102 de flujo y la superficie inferior 408 de la conexión flexible 106. En esta configuración del elemento 400 de alivio de tensión, al menos una parte de las fuerzas de tensión aplicadas a la conexión flexible 106 se redirigen hacia el cuerpo de la celda 102 de flujo a través de la microesfera 402 de epoxi.
Puede usarse cualquier número de epoxis siempre que tengan suficiente tensión superficial para formar una microesfera independiente. Por ejemplo, la microesfera 402 de epoxi puede incluir adhesivos acrílicos o a base de silicona o puede ser un material epoxi curado por UV de dos partes.
Con referencia a las Figuras 14A, 14B y 14C, se representa una vista superior (Figura 14A), una vista lateral (Figura 14B) y una vista en perspectiva (Figura 14C) de un ejemplo del elemento 400 de alivio de tensión mecánica acoplado de manera fija a la conexión flexible 106, en donde el elemento 400 de alivio de tensión se configura como una artesa 410. La artesa 410 se ubica entre la conexión flexible 106 y el accesorio 302 de soporte.
La artesa 410, como se ilustra, no toca la celda 102 de flujo. Por lo tanto, la artesa retira una parte del esfuerzo (p. ej., fuerzas de cizallamiento) de la conexión entre la celda 102 de flujo y la conexión flexible 106 y redirige el esfuerzo hacia el interior del accesorio 302 de soporte a través del elemento 400 de alivio de tensión. En otras configuraciones, la artesa 410 puede incluir brazos localizadores (no se muestran), que se usan para alinear la artesa 410 con relación a la celda 102 de flujo. Sin embargo, los brazos localizadores pueden no diseñarse para transferir ninguna cantidad significativa de fuerza hacia la celda 102 de flujo.
La artesa 410 incluye un corte 412 de alivio ubicado en una parte central de la artesa 410. El corte 412 de alivio puede penetrar todo el ancho 414 de la artesa 412, desde la superficie superior 416 (es decir, la superficie en contacto con la conexión flexible 106) hasta la superficie inferior 418 (es decir, la superficie en contacto con el accesorio 302 de soporte). El corte 412 de alivio forma un molde para contener y configurar epoxi que se deposita en el corte 412 de alivio para unir la conexión flexible 106 al accesorio 302 de soporte.
Las paredes 420 del corte 412 de alivio se estrechan hacia fuera desde la superficie superior 416 hasta la superficie inferior 418 de la artesa 410. Es decir, una vista en sección transversal del corte 412 de alivio tendría una forma trapezoidal, en donde el área del corte 412 de alivio en la superficie superior 416 es menor que el área del corte 412 de alivio en la superficie inferior 418. Al proporcionar un área más grande en la superficie inferior 418, el área de epoxi que entra en contacto con el accesorio 302 de soporte es más grande que si las paredes 420 no fueran estrechadas. Esta área más grande de epoxi puede proporcionar una unión más fuerte entre el accesorio 302 de soporte y la artesa 410.
Aunque en el ejemplo ilustrado en las Figs. 14A, 14B y 14C se muestra que las paredes 420 se estrechan hacia fuera, pueden usarse también otras configuraciones de paredes. Por ejemplo, las paredes 420 pueden estrecharse hacia dentro o las paredes 420 pueden ser verticales.
Una pluralidad de rebordes 422 de soporte del adhesivo está ubicada alrededor del perímetro exterior de la superficie superior 416 del corte 412 de alivio. Los rebordes 422 de soporte del adhesivo se proyectan hacia arriba desde la superficie superior 416. En este ejemplo, los rebordes 422 de soporte de adhesivo se proyectan hacia arriba hasta aproximadamente el nivel de la superficie superior de la conexión flexible 106
Los rebordes 422 de soporte del adhesivo pueden permitir que el epoxi entre en contacto de tensión superficial con los rebordes 422 de soporte del adhesivo, de manera que la parte superior del epoxi puede extenderse por encima de la superficie superior 416 de la artesa 410. Por lo tanto, el epoxi puede encapsular más fácilmente la conexión flexible 106 para proporcionar una unión más fuerte entre la conexión flexible 106 y el epoxi dentro de la artesa 410. Aunque en esta implementación los rebordes 422 de soporte de adhesivo se proyectan hasta el nivel de la superficie superior de la conexión flexible 106, los rebordes 422 de soporte de adhesivo pueden diseñarse alternativamente en proyección hasta diferentes niveles. Esto se debe a que la altura de los rebordes 422 de soporte de adhesivo podría deberse en parte al tipo de epoxi usado, para proporcionar un contacto óptimo de tensión superficial para el epoxi. Los componentes 424 de referencia (u orificios pasantes) se colocan sobre y/o en la artesa 410 para facilitar la fabricación basada en recogida y colocación de componentes. Más específicamente, durante la fabricación, una máquina de recogida y colocación de tres ejes puede agarrar la artesa 410 y, a continuación, puede usarse una cámara para mirar a través de los componentes 424 de referencia para ubicar adecuadamente la artesa 410 sobre el accesorio 302 de soporte.
La artesa 410 puede estar fabricada en plástico, tal como policarbonato, o cualquier otro plástico compatible con el moldeo por inyección. La artesa 410 puede fabricarse como una pieza moldeada por inyección.
Con referencia a las Figuras 15A, 15B y 15C, se representa una vista superior (Figura 15A), una vista lateral (Figura 15B) y una vista en perspectiva (Figura 15C) de un ejemplo del elemento 400 de alivio de tensión mecánica acoplado de manera fija a la conexión flexible 106, en donde el elemento 400 de alivio de tensión se configura como una pieza maciza 430 que tiene un primer adhesivo 432, tal como un adhesivo sensible a la presión, y un segundo adhesivo 434, tal como un adhesivo sensible a la presión, unido a este. La pieza maciza 430 se ubica entre la conexión flexible 106 y el accesorio 302 de soporte.
La pieza maciza 430 con el primer y el segundo adhesivo 432, 434, como se ilustra, no toca la celda 102 de flujo. Por lo tanto, la pieza maciza 430 transfiere una parte del esfuerzo (p. ej., fuerzas de cizallamiento) lejos de la celda 102 de flujo y redirige el esfuerzo hacia el accesorio 302 de soporte. En otras configuraciones, la pieza maciza 430 puede incluir brazos localizadores (no se muestran), que se usan para alinear la pieza maciza 430 con relación a la celda 102 de flujo. Sin embargo, los brazos localizadores pueden no diseñarse para transferir ninguna cantidad significativa de fuerza hacia la celda 102 de flujo.
El primer adhesivo 432 se coloca entre una superficie superior 436 (es decir, la superficie ubicada más cerca de la conexión flexible 106) de la pieza maciza 430 y la conexión flexible 106. El segundo adhesivo 434 se coloca entre una superficie inferior 438 (es decir, la superficie más cercana al accesorio 302 de soporte) de la pieza maciza 430 y el accesorio 302 de soporte. El primer adhesivo 432, el segundo adhesivo 434 y la pieza maciza 430 forman una configuración del elemento 400 de alivio de tensión que es una estructura laminada que se adhiere tanto a la conexión flexible 106 como al accesorio 302 de soporte.
Los componentes 440 de referencia (u orificios pasantes) se ubican en la pieza maciza 430 para facilitar la fabricación basada en recogida y colocación de componentes. Más específicamente, durante la fabricación, una máquina de recogida y colocación de tres ejes puede agarrar la pieza maciza 430 y, a continuación, puede usarse una cámara para mirar a través de los componentes 440 de referencia para ubicar adecuadamente la pieza maciza 430 sobre el accesorio 302 de soporte.
La pieza maciza 430 puede estar fabricada en plástico, tal como policarbonato o cualquier otro plástico compatible con el moldeo por inyección. La pieza maciza 430 puede fabricarse como una pieza moldeada por inyección.
Una implementación de un instrumento según uno o más aspectos de la presente descripción incluye un sistema de gestión de reactivos, una conexión flexible y una celda de flujo. El sistema de gestión de reactivos puede utilizarse para colocarlo en el instrumento. El sistema de gestión de reactivos incluye una pluralidad de pocillos de reactivos. Cada pocillo de reactivo puede utilizarse para contener un reactivo de una pluralidad de reactivos ubicados en él. El sistema de gestión de reactivos puede utilizarse para seleccionar un flujo de reactivo de uno de la pluralidad de reactivos. La conexión flexible puede utilizarse para colocarla en el instrumento. La conexión flexible incluye un primer canal flexible en comunicación fluida con el sistema de gestión de reactivos. El primer canal flexible puede utilizarse para dirigir el flujo de reactivo a través de este. La celda de flujo puede utilizarse para colocarla en el instrumento. La celda de flujo incluye un canal de flujo en comunicación fluida con el primer canal flexible. El canal de flujo puede utilizarse para dirigir el flujo de reactivo sobre analitos ubicados en el canal de flujo. La conexión flexible permite que el instrumento mueva la celda de flujo con respecto a un punto de referencia fijo en el instrumento.
En otra implementación del instrumento, la conexión flexible permite el movimiento de la celda de flujo con relación a un punto de referencia fijo en el instrumento mientras un módulo de detección del instrumento se mantiene fijo con relación al punto de referencia.
En otra implementación del instrumento, el instrumento incluye un cartucho. El cartucho incluye el sistema de gestión de reactivos, la celda de flujo y la conexión flexible entre ellos. Cuando el cartucho se acopla con el instrumento y la celda de flujo se acopla con el cartucho, el sistema de gestión de reactivos es fijo con relación al punto de referencia del instrumento mientras que la celda de flujo es móvil con relación al punto de referencia del instrumento.
En otra implementación del instrumento, el sistema de gestión de reactivos se posiciona con relación al punto de referencia dentro de aproximadamente un primer rango de tolerancia predeterminado. La celda de flujo se posiciona con relación al punto de referencia dentro de aproximadamente un segundo rango de tolerancia predeterminado. El primer rango de tolerancia es al menos 10 veces mayor que el segundo rango de tolerancia.
En otra implementación del instrumento, la conexión flexible incluye un segundo canal flexible en comunicación fluida con el canal de flujo de la celda de flujo. El segundo canal flexible puede utilizarse para dirigir el flujo de reactivo desde la celda de flujo hacia el sistema de gestión de reactivos una vez que el flujo de reactivo ha pasado a través del canal de flujo.
En otra implementación del instrumento, la conexión flexible incluye una hendidura ubicada entre el primer y el segundo canal flexible para reducir una fuerza ejercida para mover la conexión flexible.
En otra implementación del instrumento, la conexión flexible tiene una forma sinuosa para reducir una fuerza ejercida en el movimiento de la conexión flexible.
En otra implementación del instrumento, la conexión flexible incluye: una capa superior que define una parte superior del primer canal flexible, una capa inferior que define una parte inferior del primer canal flexible y una capa intermedia que define un ancho de pared y un ancho de canal del primer canal flexible. La relación del ancho de pared al ancho de canal es aproximadamente 2,5 o mayor.
En otra implementación del instrumento, el instrumento incluye un módulo de detección. A medida que el flujo de reactivo se dirige sobre los analitos, tiene lugar una reacción química entre el flujo de reactivo y los analitos. La reacción química hace que los analitos influyan en las propiedades detectables relacionadas con los analitos. El módulo de detección puede utilizarse para detectar las propiedades detectables a medida que la celda de flujo se mueve con relación al módulo de detección.
En otra implementación del instrumento, la capa intermedia es una pluralidad de subcapas.
En otra implementación del instrumento, las capas superior, intermedia e inferior se unen entre sí mediante el uso de uno de un proceso de unión adhesiva, un proceso de unión térmica y un proceso de unión por láser directo.
Una implementación de un cartucho según uno o más aspectos de la presente descripción incluye un sistema de gestión de reactivos, una conexión flexible y una celda de flujo. El sistema de gestión de reactivos puede utilizarse para seleccionar un flujo de reactivo de uno de una pluralidad de reactivos contenidos en el sistema de gestión de reactivos. La conexión flexible puede utilizarse para ubicarla en el cartucho. La conexión flexible incluye un primer canal flexible en comunicación fluida con el sistema de gestión de reactivos. El primer canal flexible puede utilizarse para dirigir el flujo de reactivo a través de este. La celda de flujo puede utilizarse para ubicarla en el cartucho. La celda de flujo incluye un canal de flujo en comunicación fluida con el primer canal flexible. El canal de flujo puede utilizarse para dirigir el flujo de reactivo sobre analitos ubicados en el canal de flujo. Cuando el cartucho se acopla con un instrumento, la conexión flexible permite que el instrumento mueva la celda de flujo con respecto a un punto de referencia fijo en el instrumento.
En otra implementación del cartucho, la conexión flexible incluye un segundo canal flexible en comunicación fluida con el canal de flujo de la celda de flujo. El segundo canal flexible puede utilizarse para dirigir el flujo de reactivo desde la celda de flujo hacia el sistema de gestión de reactivos una vez que el flujo de reactivo ha pasado a través del canal de flujo.
En otra implementación del cartucho, la conexión flexible incluye una hendidura ubicada entre el primer y el segundo canal flexible para reducir una fuerza ejercida para mover la conexión flexible.
En otra implementación del cartucho, la conexión flexible tiene una forma sinuosa para reducir una fuerza ejercida en el movimiento de la conexión flexible.
En otra implementación del cartucho, la conexión flexible incluye: una capa superior que define una parte superior del primer canal flexible, una capa inferior que define una parte inferior del primer canal flexible y una capa intermedia que define un ancho de pared y un ancho de canal del primer canal flexible. La relación del ancho de pared al ancho de canal es aproximadamente 2,5 o mayor.
Una implementación de un módulo de conexión flexible según uno o más aspectos de la presente descripción incluye una conexión flexible y una celda de flujo. La conexión flexible incluye una primera vía de entrada de canal, una primera vía de salida de canal y un primer canal flexible en comunicación fluida entre ellas. La primera entrada de canal incluye un sello de fluido que puede utilizarse para conectarlo a una abertura de salida del sistema de gestión de reactivos y permitir un flujo de reactivo a través de esta. La celda de flujo incluye una abertura de entrada, una abertura de salida y un canal de flujo en comunicación fluida entre ellos. La abertura de entrada está en comunicación fluida con la primera vía de salida de canal de la conexión flexible. El canal de flujo puede utilizarse para dirigir el flujo de reactivo sobre analitos ubicados en el canal de flujo.
En otra implementación del módulo de conexión flexible, la conexión flexible incluye una segunda vía de entrada de canal, una segunda vía de salida de canal y un segundo canal flexible en comunicación fluida entre ellas. La segunda vía de entrada de canal está en comunicación fluida con la abertura de salida de la celda de flujo. La segunda vía de salida de canal incluye un sello de fluido que puede utilizarse para conectarlo a una abertura de entrada del sistema de gestión de reactivos y para permitir el flujo de reactivo a través de esta.
En otra implementación del módulo de conexión flexible, el sello de fluido es un sello de fluido separable que puede utilizarse para conectarlo de manera separable a la abertura de salida del sistema de gestión de reactivos y permitir el flujo de reactivo a través de esta.
En otra implementación del módulo de conexión flexible, el módulo de conexión flexible incluye un accesorio de soporte. El accesorio de soporte incluye un borde interior que rodea la celda de flujo. El accesorio de soporte puede utilizarse para contener la celda de flujo dentro del borde y para permitir que la celda de flujo se mueva lateral y longitudinalmente en este.
Debe tenerse en cuenta que todas las combinaciones de los conceptos anteriores y conceptos adicionales descritos en mayor detalle en la presente memoria (siempre que tales conceptos no sean mutuamente contradictorios) se contemplan como parte del objeto de la invención descrita en la presente memoria. En particular, todas las combinaciones del objeto reivindicado que aparecen al final de esta descripción se contemplan como parte del objeto de la invención descrito en la presente memoria, en la medida en que caen dentro del alcance de las reivindicaciones.
Aunque la descripción anterior se ha descrito con referencia a ejemplos específicos, debe entenderse que pueden hacerse numerosos cambios dentro del espíritu y alcance de los conceptos de la invención descritos. En consecuencia, no se pretende limitar la descripción a los ejemplos descritos, sino que tenga el alcance completo definido por el lenguaje de las siguientes reivindicaciones.

Claims (11)

REIVINDICACIONES
1. Un instrumento (100) que comprende:
un sistema (104) de gestión de reactivos, comprendiendo el sistema (104) de gestión de reactivos una pluralidad de pocillos (132) de reactivos, pudiendo utilizarse cada pocillo (132) de reactivos de modo que contenga un reactivo de una pluralidad de reactivos colocados en él, pudiendo utilizarse el sistema (104) de gestión de reactivos para seleccionar un flujo de reactivo de uno de la pluralidad de pocillos (132) de reactivos;
una conexión flexible (106) que comprende una pila de estratificados, comprendiendo la conexión flexible (106) un primer canal flexible (136) en comunicación fluida con el sistema (104) de gestión de reactivos, pudiendo utilizarse el primer canal flexible (136) para dirigir el flujo de reactivo a través de este; y
una celda (102) de flujo, que se puede utilizar para colocarla en el instrumento (100), comprendiendo la celda (102) de flujo un canal (124) de flujo en comunicación fluida con el primer canal flexible (136), pudiéndose utilizar el canal (124) de flujo para dirigir el flujo del reactivo sobre analitos colocados en el canal (124) de flujo; y
un módulo (126) de detección;
en donde la celda (102) de flujo puede ser movida por el instrumento (100) con relación a un punto (128) de referencia fijo en el instrumento (100),
en donde la conexión flexible (106) comprende:
una capa superior (210) que define una parte superior del primer canal flexible (136); una capa inferior (212) que define una parte inferior del primer canal flexible (136); y una capa intermedia (214) que define un ancho de pared y un ancho de canal del primer canal flexible (136);
en donde una relación del ancho de pared al ancho de canal es superior a aproximadamente 2,5.
2. El instrumento (100) de la reivindicación 1, en donde la celda (102) de flujo puede moverse con respecto al punto (128) de referencia fijo en el instrumento (100) mientras el módulo (126) de detección se mantiene fijo con respecto al punto (128) de referencia.
3. El instrumento (100) de la reivindicación 1, que comprende además un cartucho (130), comprendiendo el cartucho (130) el sistema (104) de gestión de reactivos, la celda (102) de flujo y la conexión flexible (106), en donde, cuando el cartucho (130) se acopla con el instrumento (100) y la celda (102) de flujo se acopla con el cartucho (130), el sistema (104) de gestión de reactivos está fijo con relación al punto (128) de referencia del instrumento (100) mientras que la celda (102) de flujo puede moverse con relación al punto (128) de referencia del instrumento (100).
4. El instrumento (100) de la reivindicación 1, en donde la conexión flexible (106) comprende un segundo canal flexible (138) en comunicación fluida con el canal (124) de flujo de la celda (102) de flujo, pudiendo utilizarse el segundo canal flexible (138) para dirigir el flujo del reactivo desde la celda (102) de flujo al sistema (104) de gestión de reactivos una vez que el flujo de reactivo ha pasado a través del canal (124) de flujo.
5. El instrumento (100) de la reivindicación 4, en donde la conexión flexible (106) comprende una hendidura (268) colocada entre el primer canal flexible (136) y el segundo canal flexible (138).
6. El instrumento (100) de la reivindicación 1, en donde la conexión flexible (106) comprende una forma sinuosa.
7. El instrumento (100) de la reivindicación 1, en donde la capa intermedia (214) es una pluralidad de subcapas.
8. El instrumento (100) de la reivindicación 1, en donde la capa superior (210), la capa intermedia (214) y la capa inferior (212) se unen entre sí mediante el uso de uno de un proceso de unión adhesiva, un proceso de unión térmica o un proceso de unión por láser directo.
9. El instrumento (100) de la reivindicación 1, en donde, a medida que el flujo de reactivo se dirige a través del canal (124) de flujo, se lleva a cabo una reacción química entre el flujo de reactivo y los analitos, haciendo la reacción química que los analitos influyan en las propiedades detectables relacionadas con los analitos; y en donde el módulo (126) de detección puede hacerse funcionar para detectar las propiedades detectables.
10. El instrumento (100) de la reivindicación 1, que comprende un elemento (400) de alivio de tensión mecánico acoplado de manera fija a la conexión flexible (106).
11. El instrumento de la reivindicación 10, en donde el elemento (400) de alivio de tensión mecánico es uno de:
una microesfera (402) de epoxi,
una artesa (410), o
una pieza sólida (430) que tiene un primer adhesivo y un segundo adhesivo unidos a esta.
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