ES2959736T3 - Dispositivo para admitir, dispensar y mover líquidos - Google Patents

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Abstract

La invención se refiere a un sistema de fluido que comprende una cámara que está cerrada por elementos móviles y que está conectada a al menos un canal. Todo el sistema tiene al menos un componente estructurado, al menos un componente que está fijado al componente estructurado y un componente para almacenar líquidos. La invención se refiere además a una opción de cierre para al menos una interfaz fluídica. La opción de cierre puede diseñarse como tapa o válvula. La invención tiene al menos dos interfaces fluídicas. La cámara se utiliza de manera que el elemento móvil pueda moverse dentro de la cámara así como fuera de la cámara mediante un movimiento del elemento móvil. Los líquidos o gases pueden moverse a través de uno o más canales conectados a la cámara mediante el movimiento y dispensarse o recibirse fuera del componente estructurado a través de una conexión del canal. Un depósito de reactivo líquido está conectado a la cámara de la bomba a través del canal de suministro de muestra. Por tanto, el sistema se puede utilizar para recibir, bombear, diluir, mezclar y dispensar líquidos o gases. El sistema se puede operar tanto manualmente como mediante dispositivos o herramientas simples. Mediante el uso de depósitos de líquido integrados se pueden llevar a cabo procesos de dilución, así como el suministro de componentes de reacción o líquidos de lavado. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Dispositivo para admitir, dispensar y mover líquidos
La invención se refiere a un dispositivo para admitir, dispensar, diluir o mover líquidos y para añadir componentes líquidos, que también puede denominarse sistema microfluídico. El dispositivo también puede denominarse chip.Antecedentes
La admisión y dispensación de líquidos y gases, así como su movimiento, incluida la mezcla, en sistemas fluídicos, en particular en sistemas microfluídicos, se realiza a menudo a través de una bomba conectada externamente, que está conectada con el sistema fluídico a través de una interfaz fluídica, a través de bombas de jeringa integradas en el sistema fluídico o mediante válvulas de diafragma. Todas estas soluciones requieren dispositivos operativos adecuados para poder operar las bombas o válvulas y no son adecuadas para implementar fácilmente funciones tales como admitir, dispensar y/o mover líquidos en sistemas de laboratorio en un chip.
Las bombas externas para manipular sistemas de laboratorio en un chip requieren una interfaz fluídica, cuyo uso requiere componentes adicionales y, como todas las interfaces fluídicas, implica el riesgo de fugas.
Las bombas de jeringa integradas directamente en sistemas fluídicos evitan una interfaz fluídica con el exterior, pero requieren un elemento adicional, el émbolo, para mover los líquidos.
Las válvulas de diafragma ofrecen la ventaja de que no requieren una interfaz fluídica ni componentes adicionales y solo requieren una concavidad preformada y una cubierta móvil para su accionamiento. Están diseñadas para que puedan funcionar tanto de forma neumática como mecánica. Estas válvulas de diafragma se accionan normalmente mediante un dispositivo operativo correspondiente.
La admisión y dispensación de líquidos, la distribución a diferentes cavidades de reacción, el movimiento de líquidos y la adición de componentes de reacción requieren etapas de manipulación manual o la correspondiente automatización de estas etapas usando grandes máquinas automáticas. Esto se hace manualmente cuando se toman muestras y se añaden reactivos mediante pipeteo, la mezcla y la incubación se realizan, por ejemplo, agitando las placas de titulación y para añadir los reactivos, estos se toman de los recipientes de almacenamiento adecuados. Tanto la manipulación manual como la manipulación automatizada requieren un mayor número de etapas de manipulación, equipos tales adicionales como pipetas o pipetas automáticas y la capacidad de almacenar los reactivos correspondientes.
En los sistemas microfluídicos, la manipulación suele realizarse mediante bombas externas y requiere un dispositivo para controlar el sistema.
El documento WO 2015/084458 A2 divulga un dispositivo dispensador de reactivo que comprende: un primer sustrato con una primera superficie, en donde el primer sustrato comprende una o más primeras cámaras dispuestas dentro del primer sustrato; una primera unidad de resistencia dispuesta adyacente a la superficie del primer sustrato y conectada de manera fluida a al menos una de las una o más primeras cámaras, en donde la primera unidad de resistencia comprende un primer reactivo.
Los documentos WO 2015/077412 A1, WO 2010/091246 A2, DE 102009032744 A1 y WO 2007/057744 A2 divulgan sistemas fluídicos con cámaras, sistemas de canales y zonas flexibles.
La presente invención combina todas las etapas de manipulación, incluido el almacenamiento previo de reactivos, en una pieza que también puede operarse manualmente.
Resumen de la invención
El objetivo de la invención es poder admitir, dispensar, diluir, transportar y/o mezclar líquidos tanto manualmente, es decir, sin ayudas adicionales, como con dispositivos adecuados. Esto debería ser posible preferentemente en sistemas fluídicos sin bomba externa o dispositivo de succión, preferentemente también manualmente. Una característica particular del sistema es que son posibles admisiones y dispensaciones múltiples de líquidos y que se pueden controlar con precisión los volúmenes deseados del líquido admitido o dispensado.
El objetivo se resuelve mediante las características de la reivindicación independiente 1. En las reivindicaciones dependientes se indican realizaciones ventajosas.
Se proporciona un sistema fluídico que comprende un componente estructurado con una cámara y un sistema de canales, que se cierran herméticamente con una pieza, en donde la cámara está conectada de forma fluida con el exterior a través del sistema de canales y una interfaz fluídica. La pieza tiene una zona flexible o móvil que se puede mover dentro de la zona de la cámara o más allá de un plano de la cámara. El plano de la cámara es el límite superior de la cámara en el lado de la cámara, es decir, el lado inferior de la pieza que cierra la cámara. Al mover la zona flexible, se pueden admitir o dispensar líquidos o gases a través de la interfaz fluídica o moverse en el sistema fluídico. La zona móvil se puede mover manualmente o con un dispositivo operativo adecuado. Una opción es presionar o mover la zona flexible hacia diferentes posiciones. Particularmente ventajosas son la posibilidad de una admisión y dispensación de líquido definida mediante la combinación de la cámara con un sistema de canales pequeños, la admisión y dispensación múltiples de líquidos y la posibilidad de manejo manual.
El sistema fluídico tiene preferentemente una interfaz para un depósito de reactivo líquido.
Es particularmente ventajoso diseñar la pieza que cierra la pieza estructurada como una lámina, en donde la lámina también es la pieza móvil debido a su propia flexibilidad.
La dilución del líquido admitido o el suministro de reactivos se realiza vaciando un depósito de líquido conectado al componente estructurado, que puede estar configurado como una ampolla. La geometría externa de las interfaces fluídicas puede influir en la admisión y dispensación de líquidos.
El volumen se puede definir mediante la correspondiente geometría de salida de la interfaz fluídica, en donde en esta definición del volumen se puede influir aún más mediante una modificación de la superficie de la interfaz fluídica. También se proporciona otro sistema fluídico, que comprende un componente estructurado con una cámara y un sistema de canales que están cerrados herméticamente con otra pieza, en donde la cámara está conectada de manera fluida con el exterior a través del sistema de canales y una interfaz fluídica. La zona flexible está formada por las paredes de la cámara.
Lo que resulta particularmente ventajoso en este caso es que al presionar la cámara lateralmente se puede mover el líquido o se puede aumentar el efecto de compresión mediante las paredes flexibles de la cámara.
Además se proporciona otro sistema fluídico que comprende una pieza estructurada o componente estructurado y otra pieza que cierra herméticamente la cámara y el sistema de canales y la cámara está conectada a través del sistema de canales y la interfaz fluídica con el exterior. La pieza estructurada está diseñada de tal manera que el fondo de la cámara es flexible y se puede presionar o expandir.
Lo que es particularmente ventajoso en esta variante de realización es que el fondo puede estar configurado de forma especialmente flexible y es posible una fabricación mediante moldeo por inyección de dos componentes, de modo que un componente flexible puede inyectarse junto con otro componente. Como alternativa, el material de base de la pieza estructurada puede ser suficientemente flexible para garantizar la funcionalidad de la pieza. También es posible montar la zona flexible en la que se encuentra la pieza estructurada.
La cámara se puede conectar a una interfaz fluídica a través de otro sistema de canales, en donde una de las interfaces fluídicas se puede cerrar con una tapa. El cierre con una tapa evita además que se escape líquido en este punto.
La integración de válvulas, por ejemplo válvulas de cierre capilar, que actúan modificando el diámetro de los capilares, permite preferentemente admitir volúmenes definidos.
Preferentemente, se crea una función de válvula mediante modificación local de la superficie o se mejora aún más la función de las válvulas que actúan geométricamente existentes mediante una modificación de la superficie en la zona de la válvula.
Lo que es particularmente ventajoso en esta variante de realización es que cuando el líquido se admite a través de la segunda interfaz fluídica, puede tener lugar una ventilación y la admisión y dispensación de líquido también puede tener lugar en diferentes puntos. El cierre con una tapa evita además que se escape líquido en este punto.
Además, es ventajoso un posicionamiento correspondiente del sistema fluídico de modo que la interfaz fluídica dispensadora esté inclinada hacia abajo cuando se dispensa líquido.
Preferentemente, el sistema fluídico contiene una opción de ventilación para la cámara, que puede tener lugar a través de un canal adicional que comunica con el exterior o una membrana permeable a los gases y este dispositivo de ventilación puede estar cerrado opcionalmente.
Preferentemente, el sistema fluídico contiene un canal de entrada que tiene una función de parada pasiva, por ejemplo una válvula de cierre capilar, un ahusamiento de canal o una modificación de superficie correspondiente, y mediante acción capilar, que puede reforzarse mediante modificaciones de superficie en la zona a llenar o mediante la modificación del volumen de la cámara provocada por las piezas móviles, se admite una cantidad definida de líquido. En este caso resulta particularmente ventajoso admitir volúmenes muy precisos sin utilizar costosas unidades de pipeteo.
En una realización preferida, el sistema fluídico contiene un depósito de reactivo adicional. Esta puede ser, por ejemplo, en forma de ampolla.
Lo que resulta particularmente ventajoso en este caso es que se pueden mezclar varios líquidos o reactivos secos entre sí y el reactivo se puede usar para transportar el líquido admitido o introducido en el sistema.
En el componente estructurado se introducen preferentemente reactivos secos que pueden ser absorbidos por los fluidos que los atraviesan y mezclarse con ellos.
Preferentemente, se proporciona un reactivo en un punto definido, que colorea el líquido que fluye y, por tanto, indica que se ha alcanzado la posición en la que está presente el reactivo y, por tanto, que se ha alcanzado un determinado volumen o tiempo de residencia.
Preferentemente, se introduce una función de aumento en el componente estructurado en una posición definida, por ejemplo, en forma de una lente integrada en el componente estructurado para poder seguir mejor el líquido que alcanza determinadas posiciones en el sistema de canales y también para poder leer mejor las reacciones cromáticas como reacciones indicadoras.
Preferentemente, también se introducen elementos de canal más largos en el flujo de fluido como limitadores de flujo para permitir una admisión y dispensación de líquido controlada.
En una realización preferida, el depósito de reactivo tiene forma de ampolla. El depósito de reactivo presenta, preferentemente, un asiento de ampolla que presenta elementos puntiagudos que perforan la ampolla situada encima y que está unida de forma estanca a los líquidos. Esta realización presenta una trampilla que permite una inserción definida de la trampilla y con ello una dosificación de volumen definida a través de elementos guía en el asiento de ampolla. La dosificación de volumen también se puede realizar en varias etapas gracias al diseño especial de los elementos guía.
Tiene sentido cerrar herméticamente la interfaz fluídica para la admisión de líquidos, por ejemplo mediante una tapa. La tapa también puede estar provista de un elemento de transporte, por ejemplo, un mandril o émbolo que se proyecta dentro del canal y así transporta el líquido en el mismo cuando la tapa se coloca en la interfaz fluídica. Además o como alternativa, la tapa también puede presentar una zona flexible, que después de colocarse se puede presionar hacia adentro o hacia fuera para mover el líquido en el canal o en el sistema de canales. Cuando se presiona, el líquido es empujado más hacia el interior del canal. Cuando se tira hacia fuera de la zona flexible, el líquido se transporta fuera del canal hacia la interfaz fluídica. Esto también permite generar pequeños movimientos. Lo que resulta particularmente ventajoso en este caso es que desde la ampolla se pueden dispensar volúmenes definidos de líquido, lo que también se puede hacer manualmente con gran precisión. Esto permite establecer una proporción de mezcla exacta en combinación con un volumen de admisión definido.
En una realización preferida, el sistema fluídico tiene un canal largo hacia la cámara. Este canal largo es particularmente ventajoso porque permite ajustar la velocidad de absorción del líquido y se pueden introducir reactivos en el canal, que se resuspenden de manera óptima debido al largo arrastre en el canal.
En una realización preferida, el canal largo presenta ensanchamientos adicionales hacia la cámara. Esta realización es particularmente ventajosa porque los reactivos se pueden preensamblar en las expansiones y se puede lograr una mezcla mejorada a través de un perfil de flujo diferente.
En una realización preferida, el sistema fluídico contiene una cavidad o cámara de detección para lectura y/o reacción óptica, que preferentemente puede tener diferentes profundidades. Lo que resulta particularmente ventajoso en este caso es que la detección óptica puede realizarse directamente y el rango dinámico también puede aumentarse si la cámara de detección está configurada con varias profundidades.
En una realización preferida, el sistema fluídico contiene una tira de flujo lateral, cuyo llenado es posible mediante el funcionamiento de la cámara. Una variante de realización incluye una membrana de ventilación y otra, un canal de ventilación. Particularmente ventajosa es la posibilidad de admitir líquido, que se puede accionar manualmente, con posibilidad de lectura directa a través de la tira de flujo lateral. En particular, las opciones de ventilación específicas permiten combinar el flujo impulsado por el vacío que se logra a través de la cámara con el posterior movimiento del fluido causado por el efecto de succión de la tira de flujo lateral.
En una realización preferida, el sistema fluídico contiene más de una cámara, que están conectadas entre sí a través de un sistema de canales y pueden estar dispuestas en uno o más planos. Es particularmente ventajoso que mediante la modificación de los volúmenes de la cámara a través de los elementos flexibles sea posible el avance y retroceso, así como la mezcla activa.
En una realización preferida, el sistema fluídico contiene accesorios en las piezas flexibles, que están ubicadas fuera de la cámara o se extienden hacia el interior de la cámara. Lo que resulta particularmente ventajoso en este caso es una definición precisa del volumen a admitir o dispensar, que por tanto es independiente de la fuerza o del tamaño de los dedos del usuario, incluso en el caso de manejo manual.
En una realización preferida, el sistema fluídico tiene reactivos presentes en la cámara. Lo que resulta particularmente ventajoso en este caso es que la cámara no sólo sirve para mover líquido, sino que el volumen de la cámara se puede utilizar directamente para disolver, hacer reaccionar y mezclar reactivos. En particular, los reactivos secos proporcionados permiten un uso particularmente ventajoso de la cámara.
En una realización preferida, la tapa para vaciar la ampolla está conectada directamente con elementos de presión para mover la zona flexible, posiblemente también realizados integralmente.
En una realización preferida, la mezcla es posible usando elementos móviles introducidos en la cámara, tales como bolas o varillas, que también pueden ser magnéticos. La mezcla se puede mejorar adicionalmente mediante elementos estructurales en el componente estructurado. Lo que resulta particularmente ventajoso en este caso es que la estructura sencilla del sistema permite una mezcla particularmente eficaz en la cámara.
En una realización preferida, la mezcla en la cámara se produce moviendo manualmente el sistema fluídico. Lo que resulta particularmente ventajoso en este caso es que la estructura sencilla del sistema permite un uso manual.
En una realización preferida, la mezcla se realiza en la cámara mediante un mecanismo de mezcla en el lado del dispositivo. Lo que resulta particularmente ventajoso en este caso es que se puede realizar una mezcla eficaz.
En una realización preferida, los propios sistemas de canales contienen marcas de ajuste o hay marcas de ajuste adjuntas al lado, debajo o encima del sistema de canales, que permiten indicar el volumen. Esta marca es particularmente ventajosa, similar a una regla, ya que permite al usuario leer el volumen admitido o dispensado y detener o continuar la admisión o dispensación de volúmenes para admitir, dispensar o mover volúmenes definidos. En una realización preferida, es posible la admisión o dispensación múltiple de líquidos. Lo que resulta particularmente ventajoso en este caso es que el sistema fluídico se puede usar para admitir y dispensar líquidos varias veces.
En una realización preferida, en el componente estructurado están previstas interfaces fluídicas que apuntan en diferentes direcciones, por ejemplo perpendiculares al plano del sistema fluídico o en un ángulo determinado partiendo del sistema fluídico. Lo que resulta particularmente ventajoso en este caso es que una geometría especial permite que los líquidos se pueden admitir o dispensar en superficies o recipientes con formas especiales.
En una realización preferida, se proporcionan varias interfaces fluídicas.
Esto es particularmente ventajoso porque los líquidos se pueden dispensar y admitir en diferentes puntos simultáneamente o uno tras otro.
En combinación con un sistema de distribución, es posible la admisión y dispensación en varios puntos simultáneamente o uno tras otro. Cuando se usa un sistema de distribución puro, los líquidos se pueden dispensar o admitir simultáneamente mediante el movimiento de los elementos flexibles.
En una realización preferida, la admisión o dispensación de líquidos se controla mediante válvulas de diafragma. Esto es particularmente ventajoso porque permite que la admisión de líquidos o la dispensación de líquidos individuales pueda tener lugar en diferentes interfaces fluídicas mediante el movimiento de los elementos flexibles en la cámara. Una realización particularmente es la integración de válvulas pasivas en los distintos canales de distribución para garantizar un llenado uniforme y, con ello, un transporte uniforme de líquidos y, por tanto, por ejemplo, para garantizar la dispensación de volúmenes iguales.
En una realización preferida, la admisión o la dispensación de los líquidos se controla mediante válvulas rotativas, que preferentemente presentan un asiento de válvula rotativa (28a) y un cuerpo de válvula rotativa (28b) con un canal de conexión que conecta las diferentes partes del sistema de canales. Esto es particularmente ventajoso porque permite que la admisión de líquidos o la dispensación entrega de líquidos individuales pueda tener lugar en diferentes interfaces fluídicas mediante el movimiento de los elementos flexibles en la cámara.
En una realización particularmente, el sistema fluídico está diseñado como sistema microfluídico. El componente estructurado está fabricado preferente y esencialmente de plástico.
En el caso de un elemento flexible, toda la pieza puede, por ejemplo, estar hecha como una película hecha de plástico. Pero también es posible usar un plástico flexible tal como silicona o TPE o un elemento mecánico móvil de cualquier material, incorporado en las demás piezas.
El sistema fluídico también se conoce como bomba de pulgar porque la pieza flexible es particularmente fácil de operar con el pulgar.
Breve descripción de los dibujos
En las figuras se muestra:
Figuras 1a a 1c un sistema fluídico de acuerdo con una realización.
Figura 2 un sistema fluídico de acuerdo con una realización alternativa.
Figura 3 un sistema fluídico de acuerdo con una realización alternativa adicional.
Figuras 4a a 4c interfaces fluídicas de un sistema fluídico de acuerdo con realizaciones.
Figuras 5a a 5f elementos de presión de un sistema fluídico de acuerdo con realizaciones.
Figuras 6a y 6f un sistema fluídico de acuerdo con otra realización.
Figuras 7a y 7b un sistema fluídico de acuerdo con otra realización más.
Figuras 8a a 8e un mecanismo de expulsión de un sistema fluídico de acuerdo con realizaciones que no entran dentro del alcance de la invención.
Figuras 9a y 9b un sistema fluídico con expansiones y cámara de detección de acuerdo con realizaciones.
Figuras 10a a 10c un sistema fluídico con una tira de flujo lateral de acuerdo con realizaciones.
Figura 11 un sistema fluídico de acuerdo con otra realización.
Figuras 12a a 12d un sistema fluídico con un sistema de distribución de acuerdo con realizaciones.
Figura13 un sistema fluídico de acuerdo con otra realización.
Figuras 14a, 14b un sistema fluídico con un dispositivo de ampliación de acuerdo con una realización.
Figuras 15a-15c muestran un sistema fluídico con limitadores de flujo de acuerdo con realizaciones.
Figura 16 muestra una realización del chip con tapa en una vista desde arriba
Descripción detallada
La presente invención describe un sistema fluídico con una cámara que tiene una parte flexible o móvil, generalmente el fondo o cubierta, pero en realizaciones especiales también paredes móviles, que, al levantarla o presionarla, permite la admisión, dispensación, desplazamiento, dilución o mezcla de líquidos o gases que estén conectados a la cámara a través de al menos un canal o abertura.
La cámara y la parte móvil están diseñadas de tal manera que un volumen predeterminado pero ajustable de la cámara se desplaza mediante un movimiento de la parte móvil desde su posición inicial. De esta manera, se pueden admitir o dispensar volúmenes predeterminados en la cámara cuando la parte móvil regresa a otra posición o a la posición inicial. En otras palabras, el volumen está predeterminado por las propiedades del sistema fluídico o puede ajustarse mediante el diseño del sistema fluídico de acuerdo con la invención.
Las figuras1a a 1c muestran una realización del sistema fluídico. Las figuras 1a y 1c muestran una vista superior del sistema fluídico. La figura 1b muestra una vista en sección transversal del sistema fluídico.
El sistema fluídico presenta una pieza estructurada 1 con una cámara 2, en donde la cámara 2 está conectada con un sistema de canales 3. La pieza estructurada 1 es particularmente plana o en forma de placa. En otras palabras, la pieza estructurada 1 presenta un primer lado principal y un segundo lado principal que se encuentran paralelos entre sí. La cámara 2 y el sistema de canales 3 están formados en el primer lado principal de la superficie de la pieza estructurada 1. En otras palabras, la cámara 2 y el sistema de canales 3 están integrados en la superficie de la pieza estructurada 1 en el lado principal. La cámara 2 y el sistema de canales 3 representan por tanto una depresión en la superficie de la pieza estructurada 1. El primer lado principal es, por ejemplo, un lado superior, el segundo lado principal es, por ejemplo, un lado inferior de la pieza estructurada 1. Entre el lado superior y el lado inferior de la pieza estructurada 1 están dispuestas superficies laterales de la pieza estructurada 1. La pieza estructurada puede tener, por ejemplo, forma rectangular. La pieza estructurada 1 también puede tener forma de disco. Sin embargo, la pieza estructurada puede adoptar cualquier forma siempre que sea esencialmente plana.
La pieza estructurada 1 puede estar configurada, por ejemplo, como una plataforma. La pieza estructurada 1 también puede denominarse componente estructurado 1. La pieza estructurada 1 puede ser plana.
Por lo tanto, la cámara 2 o el sistema de canales 3 presenta un lado superior que corresponde al lado superior de la pieza estructurada 1. Dentro de la pieza estructurada 1 está formado un lado inferior de la cámara 2 o del sistema de canales 3. El lado inferior de la cámara 2 también puede denominarse fondo de cámara 7. El espacio interior de la cámara 2 está formado entre el lado superior de la cámara 2 y el lado inferior.
La cámara 2 o el sistema de canales 3 se pueden configurar como una depresión en el componente estructurado, por ejemplo, en el lado superior o el lado inferior del componente estructurado 1. La cámara 2 y el sistema de canales 3 pueden estar configurados como depresiones de diferente profundidad.
La cámara 2 o el sistema de canales 3 está conectado de forma fluida con el exterior a través de una interfaz fluídica 5. En otras palabras, la interfaz fluídica 5 es una abertura del sistema de canales en una superficie lateral de la pieza estructurada 1. La abertura de la interfaz fluídica 5 también puede estar dispuesta en un lado superior o inferior del sistema fluídico. Como se puede ver en la figura 1a, la interfaz estructurada 5 puede sobresalir como proyección de una superficie lateral de la pieza estructurada 1. En este caso, es posible utilizar el sistema fluídico para extraer líquido directamente de una superficie líquida, por ejemplo, el líquido que está en un recipiente con la parte superior abierta se puede recoger sumergiendo la proyección en el líquido y moviendo la pieza flexible o móvil.
El sistema fluídico puede tener una pluralidad de interfaces fluídicas 5, cada una de las cuales está conectada al sistema de canales 3. Las interfaces fluídicas 5 pueden estar dispuestas en diferentes superficies de la pieza estructurada 1, por ejemplo, las superficies del lado superior, lado inferior o lateral. En otras palabras, las aberturas de las interfaces fluídicas 5 pueden apuntar en diferentes direcciones, es decir, pueden tener diferentes orientaciones con respecto al centro de la pieza estructurada 1.
Una segunda pieza 4 cierra el sistema de canales 3 y la cámara 2 de forma estanca a líquidos y gases, de modo que el suministro y la dispensación de líquidos y gases sólo puede tener lugar a través de la interfaz fluídica 5. En otras palabras, la segunda pieza 4 está dispuesta sobre la superficie de la pieza estructurada 1 de tal manera que cierra la cámara 2 y el sistema de canales 3 en el lado superior de la pieza estructurada 1. La segunda pieza 4 puede estar, por ejemplo, pegada a la pieza estructurada 1 o soldada a la pieza estructurada.
En otras palabras, en el lado superior de la cámara 2, el espacio interior de la cámara 2 está limitado por el lado inferior de la segunda pieza 4. La cámara 2 puede presentar una forma ovalada, rectangular o redonda sustancialmente plana. La cámara 2 o el espacio interior de la cámara 2 está definido por un lado por el componente estructurado 1 y por otro lado por la segunda pieza 4.
La segunda pieza 4 es flexible o la segunda pieza presenta una zona flexible o móvil 6. Como se muestra en la figura 1b, la zona flexible 6 de la segunda pieza 4 está dispuesta encima de la cámara 2 como una parte integrante directa de la segunda pieza 4. Como alternativa, la zona flexible o móvil 6 puede diseñarse como un componente adicional del sistema fluídico. La zona flexible o móvil 6 de la segunda pieza 4 debería estar dispuesta al menos en una zona de la cámara 2 o en el exterior de la cámara 2.
La segunda pieza 4 puede, por ejemplo, estar diseñada como una película o tira y puede estar hecha de plástico o metal.
En las figuras 2 y 3 se muestran realizaciones alternativas del sistema fluídico. De acuerdo con la realización alternativa mostrada en la figura 2, la pieza estructurada 1 tiene una zona flexible 7 debajo de la cámara. En otras palabras, la zona flexible 7 está dispuesta entre el suelo de la cámara y el lado inferior de la pieza estructurada 1. La zona flexible 7 se puede realizar aplicando otra pieza en la pieza estructurada 1 o directamente a través de las propiedades del material de la propia pieza estructurada 1 o fabricándola, por ejemplo, a partir de más de un material, por ejemplo, mediante moldeo por inyección de múltiples componentes.
Otra realización alternativa se representa en la figura 3. De acuerdo con la otra realización alternativa, la pieza estructurada 1 está cerrado con la segunda pieza 4 y también con otra pieza 8, en donde una o ambas piezas 4 y 8 pueden presentar una zona flexible o móvil. En otras palabras, la segunda pieza 4 está dispuesta en el lado superior de la pieza estructurada 1. Es decir, el lado superior de la cámara 2 se cierra con la segunda pieza 4. La otra pieza 8 está dispuesta en el lado inferior de la pieza estructurada 1. Es decir, con la otra pieza 8 se cierra el lado inferior de la cámara, es decir, el fondo de la cámara. Como se muestra en la figura 3, en la otra pieza 8 se representa una zona flexible 9.
Preferentemente, la pieza estructurada 1 está diseñada con una película de cubierta que tiene suficiente flexibilidad para presionar y levantar por encima o por debajo de la cámara 2.
La cámara 2 está diseñada preferentemente de tal manera que la(s) zona(es) flexible(s) 6, 7, 9 no llenen toda la cámara 2 cuando se presionan dentro de la cámara 2. En otras palabras, cuando la zona flexible 6, 7, 9 se presiona dentro de la cámara 2, la zona flexible no queda al ras con el fondo de la cámara. Esto significa que el líquido o gas que está en la cámara 2 no se desplaza completamente de la cámara 2 empujando la zona flexible 6, 7, 9. Además, para su funcionamiento no es necesario un sellado hermético de las zonas flexibles 6, 7, 9 con el fondo de la cámara o con los sistemas de canales 3 contiguos.
A continuación, se describe un funcionamiento ejemplar de la realización mostrada en las figuras 1A a 1C:
Admisión de líquido: Para admitir líquidos/gases en el sistema fluídico, más precisamente, en la cámara 2 del sistema fluídico, la zona flexible 6 es presionada hacia abajo desde la posición inicial a mano o manualmente, por ejemplo, con el dedo del usuario, o mediante un dispositivo operativo. En otras palabras, la zona flexible 6 es presionada hacia la cámara 2 desde su posición inicial mediante presión. Es decir, la zona flexible 6 se presiona hacia el interior de la cámara 2 por el lado superior. Presionando la zona flexible 6 hacia dentro de la cámara 2, se reduce el espacio interior de la cámara 2. A continuación, la interfaz fluídica 5 se sumerge en un líquido. La zona flexible 6 regresa automáticamente, parcial o completamente a la posición inicial debido a las propiedades del material de la zona flexible 6, o se regresa mediante un movimiento del dispositivo operativo, por ejemplo mediante un movimiento de succión o elevación. En otras palabras, el espacio interior de la cámara se vuelve a ampliar moviendo la zona flexible 6 de nuevo a la posición inicial. El aumento de volumen del espacio interior genera una presión negativa en la cámara 2 o en el sistema de canales adyacente 3, que está conectado con el líquido a través de la interfaz fluídica. Esto significa que la presión negativa atrae líquido al sistema fluídico. En otras palabras, debido a la presión negativa, una parte del líquido es aspirada en primer lugar al sistema de canales 3 y, si la presión negativa es suficientemente alta, también a la cámara 2. Por tanto, el líquido es admitido por el sistema fluídico. Ajustando el volumen del espacio interior de la cámara 2 desplazado presionando hacia abajo la zona flexible 6 y/o devolviendo la zona flexible 6 a la posición inicial de una manera definida, se puede ajustar el volumen del líquido admitido o el posicionamiento del líquido en el sistema de canales 3 o en la cámara 2 del sistema fluídico.
Mezcla de líquidos: el líquido admitido se mezcla aspirando primero líquido a la cámara 2, es decir, inicialmente el líquido se admite en el sistema fluídico. A continuación, se mueve la pieza flexible 6 o se mueve el propio sistema fluídico. El sistema fluídico se mueve, por ejemplo, inclinando el sistema fluídico varias veces. Se debe evitar agitar rápidamente para evitar que se formen burbujas de aire en el líquido admitido.
Dispensación de líquidos: los líquidos se dispensan desde el sistema fluídico presionando la pieza flexible 6 o las piezas flexibles en la cámara 2. En otras palabras, el volumen del espacio interior de la cámara 2, que está limitado por la pieza flexible, se reduce presionando la pieza flexible. El líquido, que se encuentra en la cámara 2 o en el sistema de canales 3, se dispensa desde el sistema fluídico de acuerdo con el volumen desplazado por el movimiento de la zona flexible 6, es decir, por el empuje de la zona flexible 6 hacia el interior de la cámara 2. Es decir, el líquido desplazado se dispensa desde la cámara 2 a través del sistema de canales 3 a través de la interfaz fluídica 5. El volumen de líquido dispensado puede corresponder al volumen del espacio interior de la cámara 2, mediante el cual se reduce la cámara presionando en la zona flexible. En estos casos, los volúmenes de líquido se pueden dispensar varias veces. La dispensación múltiple puede tener lugar empujando gradualmente la zona flexible 6, 7, 9 cada vez más hacia el interior de la cámara 2 o el espacio interior de la cámara 2. La dispensación múltiple también puede tener lugar porque primero se presiona la zona flexible 6, 7, 9 dentro de la cámara 2 y después la zona flexible 6, 7, 9 sale de la cámara 2 de forma independiente como se describió anteriormente o con la ayuda de un dispositivo operativo se saca de la cámara 2. El movimiento hacia fuera da como resultado un reflujo de al menos parte del líquido en el sistema de canales 3 conectado a la cámara 2. Al movimiento hacia fuera le sigue una presión repetida de la zona flexible 6, 7, 9 dentro de la cámara 2 para una nueva dispensación de líquido. En otras palabras, presionando repetidamente y de forma alterna la zona flexible 6, 7, 9 dentro de la cámara 2 y sacándola de la cámara 2, se lleva a cabo un movimiento de bombeo o una funcionalidad de bombeo. Esto conduce a una admisión y dispensación de líquidos repetidas y alternas.
Cierre de la interfaz fluídica 5 para muestreo: la interfaz fluídica 5 se cierra para muestreo mediante una tapa 14. Gracias a la configuración de esta tapa 14, el volumen en el sistema de canales 3 también puede desplazarse mediante proyecciones integradas.
Preferentemente, una interfaz fluídica 5 está diseñada como entrada 5.1 y otra interfaz fluídica 5 está diseñada como salida 5.2 del sistema fluídico. La entrada 5.1 y la salida 5.2 están formadas preferentemente en los componentes estructurados 1. Las dos interfaces fluídicas 51 y 5.2 están formadas en un lado, preferentemente en un extremo o en un lado estrecho del chip (sistema fluídico). Esto significa que la entrada y la salida están dispuestas en un lado del sistema. Esto permite cerrar la entrada y la salida con una tapa 14, también denominada puente.
La tapa 14 está preferentemente fijada al sistema fluídico, preferentemente al componente estructurado 1. Se pueden fijar una o más tapas 14.
En una realización preferida sólo está prevista una tapa 14 que se puede encajar tanto en la entrada 5.1 como en la salida 5.2. Esto hace posible admitir líquido selectivamente en la entrada o dispensar líquido en la salida.
Las una o más tapas 14 están fijadas al chip a través de una pestaña 44.
Adición de líquido: al vaciar total o parcialmente un depósito de líquido 16, la muestra tomada se transporta a través de un líquido y se hace posible la dilución o adición de reactivos.
Por tanto, la zona flexible 6 puede presionarse desde fuera debido a su flexibilidad por debajo de un plano definido por el lado superior de la pieza estructurada 1 hacia la cámara 2, más precisamente hacia el interior de la cámara 2. Por otro lado, la zona flexible 6, tirando hacia fuera, por ejemplo, mediante presión negativa o mediante un dispositivo adjunto, se puede extraer del espacio interior de la cámara 2. Es decir, se puede mover más allá del plano definido por el lado superior de la pieza estructurada 1.
Estas funcionalidades básicas, es decir, la admisión de líquido en el sistema fluídico, la dispensación de líquido del sistema fluídico y la mezcla del líquido admitido en el sistema fluídico, dan como resultado las siguientes características para el sistema fluídico:
Es posible la admisión, dilución, dispensación, dosificación o el transporte de líquidos. El líquido que ha sido admitido en el sistema fluídico se puede transportar y almacenar utilizando el sistema fluídico. Es posible la admisión múltiple y la dispensación múltiple de líquidos. Es posible la mezcla de líquidos.
Al diseñar el sistema fluídico de acuerdo con las realizaciones descritas anteriormente, el sistema fluídico se puede usar como una pipeta con funciones de admisión de líquido, dispensación de líquido y admisión y dispensación múltiple de líquidos diseñando la cámara 2 y las zonas flexibles 6, 7, 9. El manejo se puede realizar de forma completamente manual, sin ayuda adicional ni dispositivo operativo.
Las figuras 4a a 4c muestran realizaciones de la interfaz fluídica 5. Las realizaciones de la interfaz fluídica 5 de acuerdo con las figuras 4a a 4c se diferencian en su geometría. Más precisamente, cada una de las realizaciones de la interfaz fluídica 5 mostradas tiene una salida 10, en donde la forma de la salida 10 difiere en las realizaciones mostradas. Mediante la geometría particular o definida de la salida y/o mediante una modificación de la superficie o una calidad del material de la salida 10 de la interfaz fluídica, es posible ajustar el volumen con el que la gota del líquido dosificado se desprende de la salida. Debido a la geometría definida de la salida 10 de la interfaz fluídica 5, se pueden preestablecer los volúmenes, es decir los volúmenes deseados de la gota de líquido dispensado. Es decir, la geometría de la salida 10 de la interfaz fluídica 5 es crucial para el volumen de líquido dispensado. En otras palabras, si se va a dispensar líquido del sistema fluídico, la zona flexible 6, 7, 9 se presiona dentro de la cámara 2, de modo que se forme una gota de líquido en la salida 10 de la interfaz fluídica 5. La zona flexible 6, 7, 9 se presiona más dentro de la cámara 2 hasta que la gota de líquido se desprende de la salida 10. Entonces se puede detener la presión de la zona flexible 6, 7, 9 o la dispensación de líquido. Como alternativa, la zona flexible 6, 7, 9 se puede empujar más hacia el interior de la cámara 2 para producir otra gota de líquido.
Las figuras 5f a 5f muestran elementos de presión de las zonas flexibles de acuerdo con diversas realizaciones. Las zonas flexibles 6, 7, 9 pueden presentar elementos de presión 11, 12, 13 para permitir una presión definida de las zonas flexibles 6, 7, 9 en la cámara 2 o una extracción o sustracción definida de las zonas flexibles 6, 7, 9 fuera de la cámara 2. En otras palabras, para evitar diferencias debidas a una fuerza dependiente de la persona o al tamaño de los dedos incluso durante el funcionamiento manual o el funcionamiento a mano, se pueden disponer o aplicar elementos de presión 11, 12, 13 en las zonas flexibles 6, 7, 9. En otras palabras, los elementos de presión 11, 12, 13 pueden garantizar que al presionar la zona flexible 6, 7, 9 en la cámara 2, siempre se desplace el mismo volumen del espacio interior de la cámara 2. Los elementos de presión 11, 12, 13 se pueden operar de forma manual o a mano, por ejemplo, con un dedo, o mediante un dispositivo operativo. Los elementos de presión 11, 12, 13 pueden ser materiales aplicados a la zona flexible 6. Los elementos de presión 11 pueden estar configurados, por ejemplo, como semiesfera de silicona, como se muestra, por ejemplo, en las figuras 5a y 5b. Como alternativa, los elementos de presión 12 se pueden fabricar directamente con la zona flexible 8, por ejemplo mediante moldeo por inyección de múltiples componentes, como se muestra en las figuras 5b y 5c. Como alternativa, también se puede lograr una hendidura definida mediante elementos de presión 13, que son elementos elevados en la pieza estructurada, como se muestra en las figuras 5e y 5f. En otras palabras, los elementos de presión 13 mostrados en las figuras 5e y 5f están dispuestos en la cámara 2 del sistema fluídico, por ejemplo en el fondo de la cámara, y sobresalen hacia el interior de la cámara 2. Mediante los elementos de presión 13 se puede limitar el movimiento de la zona flexible 6 al presionarla al interior de la cámara 2, de modo que sólo se desplace un volumen máximo del espacio interior. Las figuras 5a, 5b y 5e muestran, cada una, el estado inicial de la zona flexible 6, 7, 9, es decir, el estado en el que no se ejerce fuerza o presión sobre la zona flexible 6, 7, 9. Cada una de las figuras 5b, 5d y 5f muestra una posición antes de la admisión de líquido o durante la dispensación de líquido, es decir, una posición de la zona flexible 6, 7, 9 cuando se presiona al interior de la cámara 2.
Las figuras 6a y 6b muestran realizaciones adicionales del sistema fluídico. Más precisamente, las figuras 6a y 6b muestran un sistema fluídico que presenta dos interfaces fluídicas separadas 5. Como se muestra en las figuras 6a y 6b, las interfaces fluídicas 5 están dispuestas en superficies laterales diferentes, más precisamente opuestas, de la pieza estructurada 1 y sobresalen de las respectivas superficies laterales. En este caso, la admisión de líquido puede tener lugar a través de una de las dos interfaces fluídicas 5, y la dispensación de líquido puede tener lugar a través de la otra de las dos interfaces fluídicas 5. Como se muestra en la figura 6b, las interfaces fluídicas 5 también pueden cerrarse mediante una tapa 14 para evitar la contaminación o fuga de líquido desde la interfaz fluídica 5. La tapa 14 permite transportar y almacenar el líquido contenido en el sistema fluídico de forma particularmente segura y sencilla. En otras palabras, la tapa 14 se puede colocar en la interfaz fluídica 5, más precisamente en la abertura formada por la interfaz fluídica 5 en una superficie lateral de la pieza estructurada, y sellar la interfaz fluídica 5 de manera estanca a los fluidos.
Como se muestra en las figuras 7a y 7b, el sistema fluídico se puede ampliar mediante un depósito de líquido 16. El depósito de líquido 16 está conectado con el sistema de canales 3 o con la cámara 2 a través de un canal. El canal puede ser parte del sistema de canales 3. Los depósitos de líquido 16 pueden estar formados, por ejemplo, por una o varias de las llamadas ampollas, es decir, por ejemplo, compartimentos llenos de líquido que se abren mediante perforación y están montados de forma estanca a los líquidos en el sistema fluídico. La admisión de líquido de la ampolla se logra presionando hacia abajo la zona flexible 6 como se describió anteriormente y moviendo la zona flexible 6 fuera de la cámara 2, en donde debido a la presión negativa resultante en la cámara 2 y el sistema de canales 3, el líquido es admitido desde la ampolla hacia el sistema de canales 3 o la cámara 2 a través del canal conectado. Se evita una fuga de líquido desde la interfaz fluídica 5 colocando una tapa 14 en la interfaz fluídica si más líquido presiona el líquido en el sistema de canales 3 hacia la cámara 2 debido al vaciado del depósito de líquido 16 y el líquido del depósito de líquido 16 también fluye al interior de la cámara 2. En otras palabras, el líquido admitido en el sistema fluídico desde el exterior y situado en el sistema de canales 3 o en la cámara se puede mezclar con el líquido en el depósito de líquido 16. La mezcla se puede facilitar o intensificar colocando la tapa 14 en la interfaz fluídica, ya que con la tapa 14 puesta, la presión negativa resultante del movimiento de la zona flexible 6 actúa sobre el líquido en el depósito de líquido 16.
El depósito de líquido 16 también puede denominarse depósito de reactivo o depósito de reactivo líquido y puede contener cualquier tipo de líquido.
Los líquidos se pueden mezclar moviendo el sistema fluídico, moviendo la zona flexible 6, 7, 9 o introduciendo elementos mezcladores. Los elementos mezcladores, por ejemplo, bolas fabricadas en silicona, se pueden mover mediante el movimiento manual del sistema fluídico. Como alternativa o adicionalmente, la mezcla se puede realizar mediante elementos de materiales magnéticos que se mueven desde el exterior mediante un dispositivo de mezcla. Las figuras 7a y 7b muestran una realización del sistema fluídico que combina dos tipos de admisión de líquido. Por un lado, por ejemplo, a través de la interfaz fluídica 5 que sirve como entrada de líquido, la muestra es admitida moviendo la zona flexible 6, 7, 8 de la cámara 2 dentro de la cámara 2 y sacando la zona flexible, como se ha descrito anteriormente. Como alternativa, una admisión de líquido independiente en el sistema fluídico puede tener lugar mediante llenado pasivo, es decir, mediante fuerzas capilares del sistema de canales 3 en la interfaz fluídica 5. El efecto de succión provocado por la presión negativa o las fuerzas capilares y, por tanto, la velocidad de llenado, se puede aumentar o acelerar mediante una modificación de la superficie, por ejemplo, una hidrofilización de la superficie de canales del sistema de canales 3.
Además, el volumen del líquido admitido se puede determinar mediante válvulas pasivas en el sistema de canales 3, por ejemplo válvulas de cierre capilar y ahusamientos de canal 41, véase la figura 7a, del sistema de canales 3. Esto significa que se admitirá una cantidad definida de líquido, en donde una tapa de cierre impide que el líquido se escape cuando se vacía el depósito de líquido 16.
Las figuras 8a a 8e muestran un mecanismo de expulsión para el depósito de líquido 16 de acuerdo con realizaciones que no entran dentro del alcance de la invención. El mecanismo de expulsión puede estar configurado, por ejemplo, como trampilla 19, en donde el enclavamiento de la trampilla 19 se consigue, como se representa en la figura 8d, con la introducción de una cantidad definida de líquido desde el depósito de líquido 16 en el sistema de canales 3 del sistema fluídico, con lo que se consigue una proporción de mezcla definida del líquido del depósito de líquido con el líquido admitido en el sistema fluídico. La figura 8d muestra un estado en el que la trampilla 19 presiona el depósito de líquido 16 sobre la interfaz fluídica 5 del canal del sistema de canales 3. Este principio se puede ampliar para incluir depósitos de líquido adicionales 16 y, por lo tanto, se puede usar para múltiples mezclas.
La figura 8a muestra un mecanismo de expulsión con un asiento 17, que puede estar diseñado como un asiento de ampolla y tiene elementos perforadores 18, por ejemplo, pequeñas puntas.
La figura 8b muestra una realización de un mecanismo de expulsión, en donde el asiento 17 tiene orejetas de bloqueo 19 y la trampilla 19 está montada de manera móvil en las orejetas de bloqueo 20 del asiento 17 como una bisagra. Como se muestra en la figura 8b, el depósito de líquido 16 está dispuesto en la trampilla. El mecanismo de expulsión representado en la figura 8b también puede presentar elementos de paso 18 (no representados). Una de las orejetas de bloqueo 20 sirve como bisagra y otra de las orejetas de bloqueo 20 sirve como superficie de bloqueo o superficie de apoyo para la trampilla 19 con el fin de limitar la rotación de la trampilla 19. Es decir, cuando se cierra la trampilla 19, el depósito de líquido 16 es perforado y el líquido del depósito de líquido puede ser admitido dentro del sistema de canales 3 de la interfaz fluídica. Limitando la rotación de la trampilla 19 mediante las orejetas de bloqueo, se puede dispensar una cantidad definida o predeterminada de líquido desde el depósito de líquido al sistema fluídico.
El asiento 17 también puede denominarse interfaz de depósito.
La figura 8c muestra una realización del mecanismo de expulsión, en la que el depósito de líquido 16 está dispuesto en la superficie de la pieza estructurada 1. En este caso, la trampilla 19 puede presentar un abultamiento o proyección, como se muestra en la figura 8d, de modo que el depósito de líquido 16 sea estrujado por la proyección cuando la trampilla 19 esté cerrada. La figura 8d muestra el mecanismo de expulsión deprimido, en este caso la trampilla 19.
La figura 8e es una vista superior de un mecanismo de expulsión con asiento 17 de acuerdo con una realización. Las figuras 9a y 9b muestran un sistema fluídico con un sistema de canales largos 3. Como se muestra en las figuras 9a y 9b, el sistema de canales 3 serpentea entre la interfaz fluídica 5 y la cámara 2, por lo que se aumenta la longitud del sistema de canales 3. Esto crea un tramo de retención para el líquido admitido en el sistema fluídico. El tramo de retención se puede llenar con reactivos, por ejemplo reactivos secos. Esto permite que se forme un sistema de canales largos 3. El sistema de canales 3 también puede presentar ensanchamientos 22 para una mejor mezcla, como se muestra en la figura 9a, u otro elemento de mezcla pasivo. Como se muestra, los ensanchamientos en el sistema de canales 3 pueden estar configurados de forma alargada o en la dirección del flujo. En los ensanchamientos 22 se pueden introducir líquido o reactivos que se mezclan con el líquido admitido en el sistema de canales 3 o el sistema fluídico o con el líquido dispensado por el sistema fluídico. El sistema de canales 3 también puede presentar una cámara de detección óptica o cámara de reacción 22, 21, como se muestra en la figura 9b. Es particularmente ventajoso diseñar la cámara de detección 21 a diferentes profundidades para ampliar el rango dinámico de la medición. En otras palabras, la cámara de detección 21 puede estar incrustada a diferentes profundidades en la pieza estructurada 1, de modo que presente, por ejemplo, fondos de cámara de detección de diferentes profundidades escalonados.
Otra opción para ampliar la funcionalidad de la cámara es la introducción de una tira de flujo lateral 23, como se muestra en las figuras 10a a 10c, que se puede llenar de una manera definida usando la función de bomba del sistema fluídico. También puede realizarse una combinación de llenado mediante el efecto de bombeo de la cámara 2 en el funcionamiento manual descrito anteriormente o mediante un dispositivo operativo y el efecto de succión de la tira de flujo lateral. Como se muestra en las figuras 10a a 10c, la tira de flujo lateral está incrustada o introducida en otra cámara, que también está conectada al sistema de canales 3. Para el funcionamiento del sistema es particularmente ventajoso el uso de canales de ventilación 25 o membranas 24 permeables a los gases y estancas a los líquidos, que están conectadas respectivamente con el sistema de canales 3 o con la cámara de la tira de flujo lateral. Esto se muestra, por ejemplo, para las membranas 24 permeables a los gases y estancas a los líquidos en la figura 10b y para los canales de ventilación 25 en la figura 10c.
La figura 11 muestra un sistema fluídico de acuerdo con otra realización más. Como se muestra en la figura 11, la pieza estructurada 1 presenta dos cámaras 2 que están incrustadas en el lado superior de la pieza estructurada. Las dos cámaras 2 están conectadas directamente entre sí a través de un primer sistema de canales 3 o un canal. Las dos cámaras 2 también están conectadas, cada una, con el entorno a través de una interfaz fluídica 5 a través de un segundo sistema de canales 3 o un canal. Esta realización del sistema fluídico también puede denominarse sistema de cámara combinada. Otra realización del sistema fluídico es el uso de sistemas de cámaras combinadas, que luego pueden usarse simultáneamente como unidad de mezcla, reacción, bombeo y/o dosificación.
Las figuras 12a a 12d muestran realizaciones del sistema fluídico con sistemas de distribución 26. Como se muestra en las figuras 12a a 12d, una cámara 2 está conectada a un sistema de distribución 26 en un extremo. El sistema de distribución 26 puede ser parte del sistema de canales 3. El sistema de distribución 26 presenta uno o varios canales que parten de la cámara 2 y se ramifican en el proceso. Los extremos de los respectivos canales ramificados del sistema de distribución 26 están conectados, cada uno, a una interfaz fluídica 5. Como se muestra en las realizaciones del sistema fluídico en las figuras 12a a 12d, un canal respectivo sale de la cámara 2 y se ramifica en 4 canales, cada uno de los cuales está conectado a una interfaz fluídica. Mediante el movimiento de la zona flexible 6, 7, 9 y el cambio asociado en el volumen de la cámara, los sistemas de distribución permiten que la admisión o dispensación de líquido se realice simultáneamente o una tras otra.
Las figuras 12a y 12b muestran un sistema fluídico con un sistema de distribución 26, en donde el canal que sale de la cámara 2, se ramifica por etapas concretamente inicialmente en otros dos canales. Los otros dos canales se ramifican entonces en otros dos canales, de modo que el canal que sale de la cámara 2 se ramifica en total en cuatro canales, que desembocan en las respectivas interfaces fluídicas 5. En la figura 12a, todas las interfaces fluídicas 5 se controlan o activan simultáneamente mediante un movimiento de la zona flexible 6, 7, 9. Como se muestra en la figura 12b, los canales ramificados del sistema de distribución 26 pueden presentar válvulas de diafragma 27. El uso de válvulas de diafragma 27 requiere presionar las válvulas de diafragma 27 y cerrarlas de forma estanca a los líquidos para cerrar los respectivos canales individualmente o conjuntamente y así poder realizar la admisión o dispensación de líquido a través de las interfaces fluídicas 5. En otras palabras, el flujo de líquido dentro de los respectivos canales se puede controlar de forma específica y definida mediante las válvulas de diafragma 27. Esto significa que las distintas interfaces fluídicas 5 se pueden controlar o activar de forma selectiva mediante las válvulas de diafragma 27. Esto significa que se pueden controlar independientemente entre sí. Las válvulas de diafragma 27 se pueden llevar a un estado que no permite el flujo de líquido en el canal respectivo, un estado que permite el flujo de líquido sin obstáculos en el canal respectivo, y/o un estado que permite un flujo de líquido reducido en el canal respectivo, o pueden ser controladas en consecuencia. Esto permite que una admisión de líquido o dispensación de líquido definida y/o simultánea se pueda controlar específicamente a través de las respectivas interfaces fluídicas 5.
Las figuras 12c y 12d muestran una realización del sistema fluídico con un sistema de distribución 26, en el que el canal que sale de la cámara 2 se ramifica en forma de estrella en un punto en cuatro canales adicionales. Como se muestra en la figura 12c, en el punto de ramificación se puede disponer una válvula rotativa 28, que se puede accionar desde el exterior manualmente o mediante un dispositivo. Con ayuda de la válvula rotativa 28 se puede conectar un flujo de líquido objetivo entre el canal que sale de la cámara 2 y uno o más canales conectados a las interfaces ramificadas, es decir, a las interfaces fluídicas 5. El propio cuerpo de la válvula rotativa 28 puede tener uno o más canales rebajados 29 que, cuando se colocan apropiadamente en el punto de ramificación, que puede formar el asiento 28a de la válvula rotativa 28, conectan entre sí los canales ramificados o conectados. La opción con válvula rotativa 28 permite, dependiendo del diseño de un canal de distribución 29 integrado en el cuerpo de válvula rotativa (28b), la admisión o dispensación secuencial o paralela de líquido a través de una o más interfaces fluídicas 5, que a su vez está controlada mediante el cambio en el volumen de la cámara. También es posible combinar una o más válvulas de diafragma 27 y/o válvulas rotativas 28 en un sistema fluídico. Esto significa que las distintas interfaces fluídicas 5 también se pueden controlar o activar de forma selectiva mediante válvulas rotativas 28. Esto significa que se pueden controlar independientemente entre sí.
En general, para el sistema fluídico de acuerdo con la presente invención, todos los procesos descritos para el uso de líquidos son equivalentes a gases y con este sistema fluídico también es posible una combinación de sustancias líquidas y gaseosas, por ejemplo el suministro dirigido de gases a líquidos.
Otra realización se muestra en la figura 13. En este caso, la pieza estructurada 1 tiene una zona flexible 7 debajo de la cámara 2, que se realiza aplicando otra pieza a la pieza estructurada 1 o se implementa directamente a través de las propiedades materiales de la propia pieza estructurada 1 o fabricándolo a partir de más de un material, por ejemplo, mediante moldeo por inyección de múltiples componentes.
En las figuras 14a y 14b se muestra otra realización como vista superior o como vista en sección, en donde una función de aumento 42 se proporciona en la pieza estructurada 1 en una posición definida por encima o por debajo de la cámara 2 o el sistema de canales 3, que está configurado, por ejemplo, en forma de lente para poder seguir mejor el líquido que alcanza determinadas posiciones en el sistema de canales 3 y también para poder leer mejor reacciones cromáticas como reacciones indicadoras.
En las figuras 15a a 15c se muestra otra realización, en la que se proporcionan elementos de canal más largos como limitadores de flujo 43 en el recorrido del fluido en el sistema de canales 3 para permitir una admisión y dispensación de líquido controladas. Los limitadores de flujo tienen forma de meandro y/o están diseñados como canal cónico para controlar el flujo de un fluido y/o limitar la velocidad.
Como se muestra en las figuras 6a a 7b y las figuras 9a y 15c, de acuerdo con todas las realizaciones, la cámara 2 puede estar conectada a múltiples canales o sistemas de canales 3, cada uno de los cuales desemboca en al menos una interfaz fluídica 5. Por lo tanto, el sistema fluídico puede presentar varias interfaces fluídicas 5 y la cámara 2 puede presentar múltiples canales o sistemas de canales 3 que se extienden desde ella.
La figura 16 muestra una realización del chip en una vista desde arriba. Se representa el componente estructurado 1 con una cámara 2 y el sistema de canales 3. El sistema de canales 3 conecta la entrada 5.1. con la cámara 2 y conecta la cámara a la salida 5.2.
En el sistema de canales 3 está integrado un limitador de flujo 43, que tiene forma de meandro y/o puede contener canales cónicos con los que se puede controlar o reducir la velocidad de flujo del fluido. Una interfaz de depósito 17 con un depósito de líquido 16 está conectada al sistema de canales 3.
La entrada y la salida se pueden cerrar con una tapa 14, que está unida al chip mediante una pestaña 44. Preferentemente, sólo se proporciona una tapa 14, que se puede colocar como alternativa en la entrada o en la salida para permitir selectivamente que el chip admita fluidos cuando la entrada está abierta, es decir, sin tapa 14, y la salida 5.2. está cerrada con la tapa 14. De este modo se puede generar la presión negativa necesaria para admitir un fluido a través de la interfaz fluídica 5.1 (entrada). Después de la admisión y el análisis correspondiente en el chip, el líquido debe dispensarse nuevamente. Para ello se coloca a continuación la tapa 14 en la entrada y se cierra herméticamente estanca a los fluidos. A continuación, el fluido puede ser dispensado por la salida 5.2. Esto hace posible cambiar entre dos funciones del chip por medio de la tapa 14.
En una realización adicional, es posible fijar varias tapas 14 al chip, por ejemplo para permitir el transporte del chip o su almacenamiento, en donde el interior del chip se protege de la contaminación y/o se evita la fuga de fluidos presentes en el interior.
Lista de símbolos de referencia:
1 Pieza estructurada/componente estructurado
2 Cámara
3 Sistema de canales/canal
4 Pieza
5 Interfaz fluídica
5.1 Entrada
5.2 Salida
6 Zona flexible o móvil (en la pieza 4)
7 Zona flexible o móvil (en la pieza estructurada 1)
8 Segunda pieza
9 Zona flexible o móvil (en la segunda pieza 8)
10 Salida (de la interfaz fluídica 5)
11, 12, 13 Elementos de presión, elementos geométricos, accesorios
14 Tapa
16 Depósito de fluido
17 Interfaz asiento/depósito
18 elementos perforantes
19 Trampilla
20 Orejetas de bloqueo
21 Cámara de detección
22 Ensanchamientos
24 Membrana
25 Canales de ventilación
26 Sistema de distribución
27 Válvula de diafragma
28 Válvula rotatoria
28a Asiento de válvula rotativa
28b Cuerpo de válvula rotativa
29 Canal de distribución
41 Válvulas de cierre capilar/ahusamientos de canal
42 Dispositivo de aumento
43 Limitador de flujo
44 Pestaña

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Sistema microfluídico que comprende:
- un componente estructurado de forma plana (1) con una cámara (2) y un sistema de canales (3),
- al menos una interfaz fluídica (5), a través de la cual el sistema de canales (3) y la cámara (2) están conectados de forma fluida con el exterior,
caracterizado por
- una pieza (4) que está dispuesta sobre una superficie del componente estructurado (1) de modo que cierra la cámara (2) y el sistema de canales (3) sobre la superficie del componente estructurado (1) de una manera estanca a los fluidos,
- en donde la pieza (4) y/o el componente estructurado (1) presenta una zona flexible o móvil (6), accesible desde el exterior, que se une al menos parcialmente a la cámara (2),
en donde la zona flexible o móvil (6) está diseñada para presionarse dentro de la cámara (2) o sacarse de la cámara (2) manualmente o con un dispositivo operativo, de modo que los líquidos o gases se puedan admitir o dispensar o mover en el sistema microfluídico a través de la al menos una interfaz fluídica (5), y
en donde la interfaz fluídica (5) sobresale como una proyección desde una superficie lateral del componente estructurado (1) para establecer un volumen predeterminado de una gota de líquido a dispensar por medio de una geometría de salida de la proyección.
2. Sistema microfluídico de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la cámara (2) está conectada a otra interfaz fluídica (5) a través de otro sistema de canales (3) y al menos una de las interfaces fluídicas (5) puede cerrarse con una tapa (14) del sistema microfluídico y/o en el donde canal (3) que conduce a la cámara (2) presenta ensanchamientos (22) y/o en donde elementos de canal más largos están introducidos como limitadores de flujo (43) en la trayectoria de fluido del sistema de canales (3) para permitir una admisión y dispensación controlada de líquido y/o un movimiento definido de la zona flexible (6, 7, 9) se hace posible mediante elementos geométricos o accesorios (11, 12, 13).
3. Sistema microfluídico de acuerdo con la reivindicación 2, en donde la tapa (14) presenta una zona flexible que está diseñada para presionarse hacia adentro o hacia afuera después de la colocación para mover así el líquido ubicado en el sistema de canales (3), y/o en donde una interfaz fluídica (5) está diseñada como una entrada (5.1) y una interfaz fluídica (5) como una salida (5.2) del sistema fluídico, y la entrada y la salida están dispuestas en un lado del sistema, en donde una tapa (14) está fijada al sistema fluídico, preferentemente al componente estructurado (1), que puede encajarse ya sea en la entrada (5.1) o en la salida (5.2) para así permitir una admisión de un líquido en la entrada (5.1) o una dispensación de líquido en la salida (5.2).
4. Sistema microfluídico de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, que contiene además un dispositivo de ventilación para la cámara (2), en donde el dispositivo de ventilación está dispuesto de modo que la ventilación puede tener lugar a través de un canal adicional (25) del sistema microfluídico que está conectado con el exterior o una membrana permeable a los gases (24) del sistema microfluídico y/o en donde el dispositivo de ventilación se puede cerrar.
5. Sistema microfluídico de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, que contiene además un depósito de reactivo adicional (16), que está diseñado como una ampolla y/o en donde la cámara (2) está provista de reactivos.
6. Sistema microfluídico de acuerdo con la reivindicación 5, en donde el depósito de reactivo (16) comprende:
- un asiento de ampolla (17) que tiene elementos puntiagudos (18) que están diseñados para perforar la ampolla (16) conectada de forma estanca a líquidos que se encuentra encima,
- una trampilla (19), que se puede presionar a través de elementos guía (20) en el asiento de ampolla (17), lo que permite una dosificación en volumen definida, en donde preferentemente un diseño especial de los elementos guía (20) permite una dosificación en volumen en varias etapas.
7. Sistema microfluídico de acuerdo con una de las reivindicaciones 6, en donde mediante la trampilla (19) es posible una expresión definida de volúmenes definidos y/o la trampilla (19) y los elementos geométricos o accesorios (11, 12) configurados como elementos de presión están conectados, combinados o acoplados entre sí en la zona flexible o móvil (6, 7, 9).
8. Sistema microfluídico de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, que presenta una cavidad (21) para lectura óptica y/o reacción, que presenta preferentemente diferentes profundidades y/o en donde el sistema microfluídico presenta una tira de flujo lateral (23), cuyo llenado es posible mediante el funcionamiento de la cámara, en donde preferentemente una membrana de ventilación (24) y/o un canal de ventilación (25) está acoplado a la tira de flujo lateral (23).
9. Sistema microfluídico de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, con al menos dos cámaras (2), en donde las al menos dos cámaras (2) están conectadas directamente entre sí a través de un sistema de canales (3), en donde las al menos dos cámaras (2) están dispuestas en uno o varios planos y/o accesorios (11, 12, 13) están dispuestos en la pieza flexible o móvil (6), que se encuentran fuera de la cámara (2) o se extienden dentro de la cámara (2).
10. Sistema microfluídico de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9, que presenta además elementos móviles para la mezcla introducidos en la cámara (4), que están configurados preferentemente como bolas o varillas y/o elementos estructurales que están configurados en el componente estructurado (1) para reforzar la mezcla y/o un dispositivo de mezcla.
11. Sistema microfluídico de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 10, en donde el sistema de canales (3) presenta marcas de ajuste o están colocadas marcas de ajuste al lado, debajo o encima del sistema de canales (3), que permiten una indicación de volumen.
12. Sistema microfluídico de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 11, que comprende al menos uno de:
- Válvula rotativa (28) a través de la cual se puede controlar la admisión o dispensación de fluidos,
- Válvulas de diafragma (27) a través de las cuales se puede controlar la admisión o dispensación de fluidos, - válvulas en el sistema de canales (3) para admitir volúmenes de líquido definidos, en donde una función de válvula puede generarse o mejorarse mediante funcionalización de superficie, en donde las válvulas (27, 28) permiten una dispensación selectiva de líquido desde interfaces fluídicas individuales (5),
- un sistema de distribución (26) que está conectado a una pluralidad de interfaces fluídicas (5), en donde la pluralidad de interfaces fluídicas (5) son controlables específicamente y/o un sistema de distribución (26) que comprende una pluralidad de canales, que se abre a un número correspondiente de interfaces fluídicas (5) y permite la admisión y dispensación simultánea de líquidos y/o en donde una distribución equitativa de líquidos en el sistema de distribución (26) está soportada por válvulas pasivas integradas (41).
13. Sistema microfluídico de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 12, que presenta además una interfaz de depósito (17), mediante la cual se puede conectar un depósito de líquido (16) al componente estructurado (1), en donde preferentemente la interfaz de depósito (17) está conectada de manera fluida al sistema de canales (3) y/o a la cámara (2).
14. Sistema microfluídico de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 13, en donde en el sistema de canales (3) del componente estructurado (1) se introducen reactivos secos, en donde los reactivos secos son absorbidos por los fluidos que los atraviesan y se mezclan con ellos o un reactivo se proporciona en una posición definida dentro o en el sistema de canales (3) para colorear el líquido que fluye para indicar que se ha alcanzado la posición y, por lo tanto, que se ha alcanzado un volumen predeterminado o un tiempo de residencia definido.
15. Sistema microfluídico de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 14, en donde en al menos una posición definida por encima o por debajo del sistema de canales (3) o de la cámara (2) está dispuesto un dispositivo de aumento, que está configurado como lente, de modo que el un alcance de al menos una posición determinada en el sistema de canales (3) se puede detectar mediante reacciones de líquido y/o color.
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018111822B4 (de) 2018-05-16 2021-10-07 Microfluidic Chipshop Gmbh Fluidisches System zur Aufnahme, Abgabe und Bewegung von Flüssigkeiten, Verfahren zur Verarbeitung von Fluiden in einem fluidischen System
CN113711056B (zh) * 2019-04-18 2024-11-26 美国西门子医学诊断股份有限公司 具有移液器适配性的集成微流控设备
KR102272251B1 (ko) * 2019-05-02 2021-07-02 재단법인 오송첨단의료산업진흥재단 다중 분석을 위한 분기형 바이오 칩
GB2588760B (en) * 2019-10-30 2022-06-22 Thermo Fisher Scient Bremen Gmbh Interface system and corresponding method
US20210237083A1 (en) * 2020-02-04 2021-08-05 Tecan Genomics, Inc. Reagent delivery system
CN113544515A (zh) * 2020-02-21 2021-10-22 京东方科技集团股份有限公司 微流控结构、微流控系统、微流控方法和制造微流控结构的方法
EP4129480A1 (en) * 2021-08-06 2023-02-08 Microliquid SL Blister opening system comprising a blister and an actuation pusher
WO2023043673A1 (en) * 2021-09-14 2023-03-23 Illumina, Inc. Well assemblies and related methods
US12252678B2 (en) 2021-12-01 2025-03-18 Microfluidx Ltd Systems and methods for bioprocessing
GB2616016A (en) 2022-02-23 2023-08-30 Mint Diagnostics Ltd Integrated microfluidic test strip

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19802368C1 (de) * 1998-01-22 1999-08-05 Hahn Schickard Ges Mikrodosiervorrichtung
WO2001071318A1 (en) 2000-03-21 2001-09-27 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Colorimetric artificial nose having an array of dyes and method for artificial olfaction
US6875402B2 (en) * 2000-10-16 2005-04-05 Ngk Insulators, Ltd. Micropipette, dispenser and method for producing biochip
GB0110476D0 (en) * 2001-04-30 2001-06-20 Secr Defence Reagent delivery system
DE10202996A1 (de) * 2002-01-26 2003-08-14 Eppendorf Ag Piezoelektrisch steuerbare Mikrofluidaktorik
DE102005052752A1 (de) * 2005-11-04 2007-05-10 Clondiag Chip Technologies Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Nachweis von molekularen Wechselwirkungen
WO2007057744A2 (en) * 2005-11-15 2007-05-24 Inverness Medical Switzerland Gmbh Fluid reservoir
WO2008143902A2 (en) * 2007-05-14 2008-11-27 American Bio Medica Corporation Fluid handling device or pipette having bulb with flattened surface
US20120107811A1 (en) 2009-02-06 2012-05-03 Kelso David M Burstable liquid packaging and uses thereof
DE102009032744A1 (de) * 2009-07-11 2011-01-13 Thinxxs Microtechnology Ag Fluidspeicher
AU2014357716A1 (en) * 2013-09-18 2016-04-07 California Institute Of Technology System and method for movement and timing control
JP6641274B2 (ja) 2013-11-22 2020-02-05 リーアニクス・インコーポレイテッドＲｈｅｏｎｉｘ， Ｉｎｃ． チャネルレスポンプ、方法およびその利用
CN204093469U (zh) * 2014-09-25 2015-01-14 浙江硕华医用塑料有限公司 一次性扁平移液吸头
CN204514801U (zh) * 2015-04-01 2015-07-29 杭州霆科生物科技有限公司 一种用于农药残留现场检测的可抛型微流控芯片

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EP3541516B1 (de) 2023-08-23

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