BR112012006831B1

BR112012006831B1 - corpo plano na forma de um cartão com chip para análise bioquímica

Info

Publication number: BR112012006831B1
Application number: BR112012006831A
Authority: BR
Inventors: Ueberfeld Jörn; Paulicka Peter; Gumbrecht Walter
Original assignee: Boehringer Ingelheim Vetmedica Gmbh; Siemens Ag
Priority date: 2009-09-28
Filing date: 2010-09-27
Publication date: 2020-02-04
Also published as: JP2013506123A; US9415390B2; CN102548659A; BR112012006831A2; BR112012006831A8; EP2482982B1; JP5430766B2; US20120184043A1; WO2011036289A1; DE102009043226B4; DE102009043226A1; EP2482982A1; CN102548659B

Abstract

corpo plano na forma de um cartão com chip para análise bioquímica e método para uso do mesmo. a presente invenção refere-se a um corpo plano (1) na forma de um cartão com chip para análise bioquímica de substâncias que compreende pelo menos dois dispositivos microfluídos (3,4) e pelo menos um chip com sensor (2). pelo menos um chip com sensor (2) estando em contato direto com pelo menos um primeiro dispositivo microfluídico (3). um segundo dispositivo microfluídico (4) na forma de uma pipeta que é integral com o corpo palno (1) ou conectado ao mesmo. um método para usar o corpo plano (1) compreendo o aancoramneto de um ''e-cup'' (5) por meio de um dispositivo de fixação (6a, 6b) do corpo (1) no corpo plano (1) e para trocar fluido entre o ''e-cup'' (5) e o corpo álno (1) por meio do segundo dispositivo microfluído (4).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para CORPO PLANO NA FORMA DE UM CARTÃO COM CHIP PARA ANÁLISE BIOQUÍMICA.

[001] A presente invenção refere-se a um corpo plano na forma de um cartão com chip para análise bioquímica de substâncias e a um método para o uso do mesmo. O corpo plano possui pelo menos dois dispositivos microfluídicos e pelo menos um chip com sensor. Pelo menos um chip com sensor está integrado no corpo plano e está em contato direto com pelo menos um primeiro dispositivo microfluídico.

[002] Os sistemas de laboratórios em um chip são usados nas aplicações biossensoriais de modo a serem capazes de realizar análises bioquímicas de um modo simples e econômico. Desse modo, por exemplo, DE 10 2005 049 976 A1 descreveu um corpo plano para análise bioquímica de substâncias tais como, por exemplo, DNA e proteínas. Esse corpo plano possui o formato de um cartão com chip, o qual tem um modelo análogo a um cartão de crédito. O corpo plano compreende um chip semicondutor com um conjunto de sensores e circuitos integrados, o chip semicondutor sendo fundido em um material plano feito de plástico e conectado eletricamente aos contatos elétricos para a leitura do chip através de uma unidade de leitura externa. Os dispositivos microfluídicos tais como, por exemplo, as câmeras de reação e os canais são formados em um lado frontal do corpo plano como depressões no material feito de plástico. Uma película é presa de maneira adesiva no lado da frente e os dispositivos microfluídicos são vedados assim de um modo à prova d'água, vedados em relação a líquidos e/ou gases, contra as adjacências.

[003] Durante a análise bioquímica de um líquido como o fornecido, por exemplo, pelo sangue e a urina, a película do cartão com chip é perfurada por uma agulha afiada análoga à ponta de uma seringa e o líquido é injetado em um dispositivo microfluídico do cartão com chip.

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O líquido entra em contato com os sensores do conjunto de sensores no chip através de canais e câmeras de reação e os componentes do líquido podem ser detectados direta ou indiretamente. A detecção pode ocorrer por meios óticos ou eletromecânicos. As substâncias que são necessárias para as reações químicas e detecção dos componentes do líquido podem já estar situadas sobre ou dentro do cartão com chip, ou podem ser injetadas do mesmo jeito dentro do último através de uma agulha afiada.

[004] A capacidade de absorção dos dispositivos microfluídicos em um cartão com chip para reter o líquido é geralmente muito pequena e é frequentemente restrita a apenas alguns milímetros ou a microlitros ou, em um caso extremo, apenas a alguns nanolitros. No caso de substâncias bioquímicas que ocorrem apenas em concentrações muito baixas no líquido a ser examinado, isso pode fazer com que a quantidade total de líquido, por meio da qual o cartão com chip pode ser preenchido, não seja suficiente para atingir ou exceder o limite de detecção da substância bioquímica. Sendo assim, substância bioquímica só poderá ser detectada se a substância bioquímica for quimicamente multiplicada, por exemplo, por meio de PCR no caso de DNA. No caso da detecção das células inteiras, uma multiplicação demorada e onerosa pode fazer-se necessária, por exemplo, em uma incubadora. No caso, por exemplo, de elementos com traços químicos na urina ou na água, a multiplicação química pode ser excluída e, consequentemente, a detecção só poderá ser possível com grande dificuldade ou talvez ela nem seja possível.

[005] Um problema adicional no fornecimento de líquido para o cartão com chip ou dentro do mesmo por meio de agulhas afiadas pode ocasionar a introdução de contaminantes. De maneira particular, em vista da detecção de elementos com traços, do DNA ou de peptídeos, quantidades muito pequenas de contaminantes químicos ou bio

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3/16 químicos podem levar a erros na detecção quantitativa e/ou qualitativa. A probabilidade de contaminação aumenta com cada aparelho adicional, conforme constituído, por exemplo, por uma agulha, com a qual o líquido a ser examinado é posto em contato. A complexidade aumentada, o que custa tempo e dinheiro, deve ser realizada para assegurar a qualidade da detecção, por exemplo, através de uma limpeza completa de todos os aparelhos.

[006] Desse modo, um objetivo da presente invenção é especificar um corpo plano na forma de um cartão com chip para análise bioquímica e, em particular, um método para o uso do mesmo, por meio do qual se torna possível, de um modo simples e econômico, introduzir fluidos tais como, por exemplo, líquidos diretamente a partir de um frasco dentro dos dispositivos microfluídicos do corpo plano. Em particular, é um objetivo introduzir fluidos nos dispositivos microfluídicos do corpo plano, com os fluidos sendo colocados em contato ou fluindo através do mínimo de componentes individuais autossuficientes o possível. Além disso, é um objetivo especificar um corpo plano para/a partir do qual grandes quantidades de fluido possam ser diretamente fornecidas e/ou descarregadas dentro de um frasco, conforme é constituído, por exemplo, por um E-cup.

[007] Em relação ao corpo plano na forma de um cartão com chip para análise bioquímica de substâncias, o objeto especificado é alcançado através dos aspectos da invenção.

[008] As modalidades vantajosas do corpo plano na forma de um cartão com chip de acordo com a invenção para análise bioquímica de substâncias e do método para usar o corpo plano originam-se das concretizações associadas. Neste caso, os aspectos da invenção podem ser combinados com os aspectos das concretizações, e os aspectos das concretizações podem ser combinados entre as mesmas.

[009] O corpo plano na forma de um cartão com chip de acordo

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4/16 com a invenção para análise bioquímica de substâncias compreende pelo menos dois dispositivos microfluídicos e pelo menos um chip com sensor. Pelo menos um chip com sensor é integrado no corpo plano e está em contato direto com pelo menos um primeiro dispositivo microfluídico. O corpo plano compreende integralmente um segundo dispositivo microfluídico na forma de uma pipeta. Neste caso, integralmente significa que o segundo dispositivo microfluídico e o restante do corpo plano são produzidos juntos a partir de pelo menos um material e formam um corpo contíguo sem o segundo dispositivo microfluídico precisar ser plugado ou grampeado sobre o corpo plano ou fixado ao último de nenhuma outra maneira repetidamente separável ou fixável.

[0010] A vantagem de um corpo plano com uma pipeta integrada encontra-se na opção de fazer a troca de grandes quantidades de líquido de maneira rápida e fácil entre um frasco, conforme constituído, por exemplo, por um E-cup e pelo corpo plano. Visto que o corpo plano e a pipeta integrada do mesmo podem ser produzidos juntos a partir de um material, ambos têm os mesmos níveis químicos e bioquímicos de pureza. Isso previne a introdução de contaminantes no corpo plano como consequência de partes adicionais. A produção possível em uma etapa reduz os custos e complexidade, e leva a uma estabilidade maior do que no caso de soluções de plugue de, por exemplo, seringas/cânulas/agulhas feitas de metal.

[0011] O corpo plano pode compreender um primeiro dispositivo de fixação, o qual é projetado para fixar um E-cup sobre o corpo plano de um modo diretamente mecânico. Os E-cups são usados como frascos de reação e estão disponíveis, por exemplo, a partir de Eppendorf® e são então conhecidos pela abreviação Eppi. Os frascos possuem vários tamanhos como um padrão e podem, consequentemente, comportar diferentes volumes de solução, por exemplo, entre 0,2 ml e 2 ml. Eles são distinguidos pela boa resistência a produtos

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5/16 químicos e são dimensionalmente estáveis em até 100°C. O dispositivo de fixação teria um diâmetro substancialmente igual ao diâmetro interno de um E-cup para ser fixado na abertura do mesmo. A fixação mecânica do E-cup diretamente no corpo plano através de um grampeamento constitui uma opção particularmente simples e estável para fixar o E-cup ao corpo plano.

[0012] O corpo plano pode compreender um segundo dispositivo de fixação, o qual é projetado para fixar uma tampa de um E-cup sobre o corpo plano de um modo diretamente mecânico. Isso aumenta a estabilidade de a fixação de um E-cup sobre o corpo plano e leva a uma melhoria no manuseio devido ao fato de que a tampa não interfere durante o enchimento ou remoção do líquido, o E-cup sendo móvel em relação ao corpo plano.

[0013] O segundo dispositivo microfluídico pode ter um modelo alongado e em uma extremidade pode compreender uma ponta com uma abertura fluídica. Ela pode ser projetada de tal modo que quando um E-cup for fixado ao primeiro e/ou segundo dispositivo de fixação, a ponta do segundo dispositivo microfluídico seja disposta com a abertura fluídica na região de uma extremidade inferior do E-cup. Isso permite uma remoção quase completa do líquido a partir do E-cup com o auxílio do segundo dispositivo microfluídico.

[0014] O corpo plano pode consistir em um material feito de plástico, de maneira mais particular, um plástico moldado por injeção. O plástico moldado por injeção é fácil de processar e permite uma produção econômica do corpo plano. Os dispositivos microfluídicos podem ser formados em um lado frontal do corpo plano e eles podem ser cobertos por uma película, de maneira mais particular uma película autoadesiva feita de um material feito de plástico. Isso permite uma produção simples e econômica do corpo plano com dispositivos microfluídicos.

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6/16 [0015] Pelo menos dois dispositivos microfluídicos podem compreender canais e/ou câmaras, as quais são incorporadas como depressões em um plano liso no lado frontal do corpo plano. Além disso, pelo menos dois dispositivos microfluídicos podem compreender válvulas, as quais são formadas no corpo plano. Pelo menos dois dispositivos microfluídicos também podem compreender um recesso, o qual é formado como uma depressão em um plano liso no lado traseiro do corpo plano e no qual o chip com sensor é embutido, de maneira mais particular com contatos elétricos do chip com sensor em um plano com o plano liso no lado traseiro do corpo plano e/ou com um conjunto de sensores do chip com sensor em contato direto com pelo menos uma câmara no lado frontal do corpo plano. Como resultado, pelo menos dois dispositivos microfluídicos são adequados para permitir um bom manuseio dos líquidos e para o transporte dos líquidos a partir de um E-cup até os sensores do chip. Pode haver reações químicas dos líquidos ou das substâncias nos líquidos, por exemplo, nas câmaras com reagentes na fase sólida na trajetória do E-cup até os sensores.

[0016] O corpo plano pode ter uma espessura na região de um milímetro, um comprimento na região de 85 milímetros e uma largura na região de 54 milímetros. Pelo menos um dispositivo microfluídico pode ser projetado para conter reagentes secos, de maneira particular nos canais e/ou nas câmeras de reação com uma seção transversal na região de um ou mais milímetros quadrados. O segundo dispositivo microfluídico pode ter um comprimento na região de 45 milímetros.

[0017] O segundo dispositivo microfluídico pode estar em contato fluídico com os sensores do chip com sensor através do primeiro dispositivo microfluídico.

[0018] Uma seção transversal através do segundo dispositivo microfluídico, perpendicular ao lado da frente do corpo plano pode ter uma circunferência externa substancialmente retangular com um re

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7/16 cesso aberto em direção ao lado da frente do corpo plano. Isso proporciona uma estabilidade aumentada durante uma produção simples, visto que o segundo dispositivo microfluídico possui o formato plano do corpo plano.

[0019] O chip com sensor pode compreender um conjunto de sensores eletroquímicos. Como resultado, o corpo plano é capaz de desempenhar medições eletroquímicas, as quais são mais simples, mais econômicas e mais prontamente realizadas em um espaço menor do que as medições óticas. Além disso, o chip com sensor também pode compreender um circuito integrado para o processamento de sinais elétricos a partir os sensores. O chip com sensor também pode compreender contatos elétricos para a leitura elétrica do chip com sensor, de maneira mais particular para a leitura elétrica do chip com sensor com o auxílio de uma unidade de processamento de dados externos.

[0020] O corpo plano pode ter pelo menos uma abertura no seu lado frontal e/ou traseiro, a qual está em contato fluídico com pelo menos um primeiro dispositivo microfluídico e/ou a qual é projetada para se conectar a uma bomba exterior. Quantidades pequenas de substâncias, particularmente na forma líquida, usadas para a detecção podem ser fornecidas de maneira adicional ao corpo plano através dessa abertura ou dessas aberturas. Desse modo, por exemplo, a etiquetagem das substâncias pode ser fornecida aos dispositivos microfluídicos do corpo plano na forma atualizada antes de uma medição eletroquímica de fato do líquido a partir de um E-cup e pode reagir com as substâncias no líquido. A pressão negativa nos dispositivos microfluídicos também pode ser gerada pelo menos através de uma abertura, por exemplo, com o auxílio de uma bomba, e serve para a sucção do líquido a partir de um E-cup dentro do corpo plano ou dos dispositivos microfluídicos do mesmo.

[0021] Um método de acordo com a invenção para usar o corpo

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8/16 plano descrito acima compreende as seguintes etapas:

- um E-cup é enchido com um líquido a ser examinado, e

- o segundo dispositivo microfluídico é introduzido no Ecup de modo que ele esteja em contato direto com o líquido a ser examinado, e

- o líquido é transportado para dentro do primeiro dispositivo microfluídico através do segundo dispositivo microfluídico, em particular diretamente e em particular através da pressão negativa e/ou de forças de capilaridade, e

- o líquido a ser examinado é encaminhado sobre o chip com sensor, e

- pelo menos um sensor do chip com sensor interage com pelo menos uma substância química e/ou bioquímica do líquido a ser examinado e/ou com um produto de reação de uma substância do líquido a ser examinado.

[0022] Neste caso, o segundo dispositivo microfluídico pode receber líquido a partir do E-cup em uma primeira etapa e liberar o líquido para dentro do E-cup em uma segunda etapa, em particular, com a primeira e a segunda etapa sendo repetida com intervalos. Isso garante a possibilidade de um tipo de enxágue dos dispositivos microfluídicos com líquido a partir do E-cup. Além disso, é possível realizar as reações que exigem uma grande quantidade de solução com um grande volume não nos dispositivos microfluídicos, mas em um Ecup ancorado. Uma combinação de reações no E-cup e nos dispositivos microfluídicos em uma sequência diferente também é possível desse modo.

[0023] Como forma de exemplo, sangue, urina, água fresca ou água residual pode ser usada como líquido a ser examinado. O corpo plano de acordo com a invenção e o método para o uso do mesmo são

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9/16 particularmente bem adequados, porém, não restritos ao uso no caso de concentrações baixas da substância a ser detectada e de grandes volumes de solução do líquido necessário para a detecção. Se a concentração da substância a ser detectada for tão baixa ao ponto de fazer um volume do líquido necessário para a detecção exceder a capacidade dos dispositivos microfluídicos formados dentro ou sobre o corpo plano, as reações podem ser realizadas em um E-cup ancorado e os líquidos que tiverem terminado as suas reações podem ser fornecidos aos sensores do chip com sensor no corpo plano através do segundo dispositivo microfluídico. Os sensores do chip com sensor podem detectar, por exemplo, DNA, RNA, peptídeos ou anticorpos. As substâncias envolvidas na detecção e na preparação, por exemplo, através de lise das células, podem ser armazenadas, em particular como reagentes secos, por exemplo, nas câmaras ou nos canais do corpo plano. Para a reação química, o líquido pode ser sugado para dentro dos dispositivos microfluídicos a partir de um E-cup e misturado com as substâncias armazenadas, por exemplo, para dissolver os reagentes secos, e ele pode ser devolvido de maneira subsequente ao E-cup. Um grande volume de líquido pode então reagir no E-cup maior do que nos dispositivos microfluídicos. De maneira subsequente, parte do líquido no E-cup pode ser removida para dentro do segundo dispositivo microfluídico através do primeiro dispositivo, por exemplo, por meio de uma pressão negativa aplicada nas aberturas do primeiro dispositivo microfluídico, e nos sensores pode haver a detecção das reações do produto ou das substâncias contidas diretamente no líquido.

[0024] As vantagens ligadas ao método para usar um corpo plano são análogas às vantagens que foram descritas acima em relação ao corpo plano.

[0025] As modalidades preferidas da invenção com desenvolvi

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10/16 mentos vantajosos de acordo com os aspectos das concretizações são explicadas em maiores detalhes abaixo, com base nas figuras sem, no entanto, ficarem restritas aos mesmos.

Em detalhes:

[0026] A figura 1 mostra uma ilustração esquemática de uma vista plana em um lado frontal do corpo plano com um primeiro e um segundo dispositivo microfluídico na forma de uma pipeta e com um dispositivo de fixação para um E-cup, e [0027] A figura 2 mostra uma ilustração esquemática de uma vista plana análoga à vista mostrada na figura 1 com um dispositivo de fixação de acordo com uma segunda modalidade exemplar, com o grampeamento de um E-cup e o grampeamento de uma tampa do Ecup.

[0028] A figura 1 ilustra uma vista plana em um lado frontal 7 do corpo plano 1 sem uma tampa e uma seção através de um E-cup 5. O corpo plano 1 é incorporado na forma de um cartão com chip ou na forma de um cartão de crédito. Os valores para as dimensões de tal cartão com chip são, por exemplo, altura H χ largura B χ profundidade D igual a 5,5 cm χ 8,5 cm χ 0,1 cm. Os dispositivos microfluídicos 3, 4 são incorporados no lado frontal 7 como depressões no corpo plano 1. Como forma de exemplo, o corpo plano 1 consiste em um material feito de plástico, de maneira mais particular um plástico moldado por injeção. Como forma de exemplo, os dispositivos microfluídicos 4 são canais microfluídicos 9 e câmaras microfluídicos 10, os quais podem ter uma largura na região de 1 mm a 5 mm e uma profundidade de aproximadamente 100 pm. Como forma de exemplo, as câmaras podem ter um comprimento entre 1 mm e 10 mm e os canais podem ter um comprimento na região de 1 cm até 100 cm. Os reagentes, por exemplo, na forma seca, podem ser armazenados nos dispositivos microfluídicos 4.

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11/16 [0029] Um chip com sensor 2 é fixado, por exemplo, através de colagem adesiva, em um recesso no lado traseiro 8 do corpo plano 1 o qual pode ter dimensões de altura H' χ largura B' χ profundidade T' na região de 1,4 cm χ 1,3 cm χ 800 pm. O chip com sensor 2 com um conjunto de sensores em um lado e os contatos elétricos para a leitura do chip com sensor 2 no outro lado do chip com sensor 2 é disposto no recesso de modo que o lado do chip com sensor 2 com o conjunto de sensores forme a base de uma câmara microfluídica 10' que serve como uma câmara de reação e/ou detecção. O lado do chip com sensor 2 com os contatos elétricos forma um plano com o lado traseiro 8 do corpo plano 1. Os sensores do conjunto de sensores podem detectar as substâncias ou as reações do produto em um líquido situado na câmara microfluídica 10' através de meios óticos ou eletroquímicos. Os sinais elétricos dos sensores podem ser transmitidos a uma medição externa e aos dispositivos de processamento de dados através dos contatos elétricos do chip com sensor 2 ou eles podem ser processados pelos circuitos integrados no chip com sensor 2 e ser exibidos diretamente ou transmitidos através dos contatos elétricos.

[0030] Os líquidos que são usados para preparar a amostra, por exemplo, para a lise celular e/ou para a detecção das reações, podem ser fornecidos aos dispositivos microfluídicos 3, 9, 10, 10' através de aberturas de entrada e saída 12 e dos canais microfluídicos 9. O suprimento pode ser controlado pelas válvulas 11, as quais são formadas no corpo plano 1. Também é possível fornecer ou remover fluidos tais como o ar para/a partir do corpo plano através das aberturas de entrada e saída 12, com uma pressão positiva ou negativa sendo gerada nos dispositivos microfluídicos 3, 9, 10, 10'.

[0031] De acordo com a invenção, o corpo plano 1 compreende um segundo dispositivo microfluídico 4, o qual tem o formato e a função de uma pipeta achatada. O segundo dispositivo microfluídico 4 é

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12/16 produzido em uma peça junto com o corpo plano, por exemplo, feita de plástico. O comprimento L pode ser na região de 2,5 cm, dependendo do tamanho de um E-cup 5 a ser usado. O comprimento deve ser quase igual à profundidade do E-cup 5, vedando a distância entre a abertura 15 e a base 14 do E-cup 5. Isso permite uma remoção quase completa do líquido a partir de um E-cup 5 com o auxílio do segundo dispositivo microfluídico 4. A espessura do segundo dispositivo microfluídico 4 é igual à espessura do corpo plano, por exemplo, 1 mm. Um canal 9' é formado como uma depressão, centralmente no segundo dispositivo microfluídico 4 no lado frontal 7 do corpo plano 1, o canal 9' correspondendo aproximadamente à dimensão dos canais 9 do primeiro dispositivo microfluídico 3 no restante do corpo plano 1. Desse modo, a largura do mesmo está em torno de 1 mm e a profundidade do mesmo está em torno de 100 pm. O canal 9' possui uma conexão fluídica com os sensores do chip com sensor 2 através dos canais 9 e/ou das câmaras 10. A largura do segundo dispositivo microfluídico 4 é, por exemplo, de 2 mm.

[0032] Um E-cup 5 pode ser fixado ao corpo plano 1 pela fixação por meio de um dispositivo de fixação 6a do corpo plano 1. A figura 1 ilustra uma seção através de um E-cup 5. Frascos de reação na forma de Eppis podem ser usados como E-cup 5, os quais, por exemplo, mantêm um volume de líquido na região de 1 ml a 100 ml. Um líquido a ser examinado tal como, por exemplo, sangue, urina, água da torneira ou água de beber pode estar contido no E-cup 5 como líquido. Este líquido pode ser preparado no E-cup 5 para um exame. Assim, no E-cup 5, por exemplo, as células podem ser fragmentadas, o DNA pode ser multiplicado, os marcadores podem ser acoplados e/ou moléculas específicas podem ser capturadas ou aumentadas em concentração por meio de contas. Alternativamente, o líquido a ser examinado pode ser introduzido não tratado no corpo

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13/16 plano 1 por meio do segundo dispositivo microfluídico 4. Em vez do líquido a ser examinado, o E-cup 5 pode conter substâncias envolvidas em um exame como um líquido.

[0033] O segundo dispositivo microfluídico 4 tem uma conexão fluídica com o primeiro dispositivo microfluídico 3 e é introduzido no Ecup 5 tal que, como um resultado das forças capilares ou pressão negativa no primeiro dispositivo microfluídico 3, o líquido do E-cup 5 entra no primeiro dispositivo microfluídico 3 e alcança o conjunto sensor do chip sensor 2 por meio do segundo dispositivo microfluídico 4. Como um resultado da pressão positiva no primeiro dispositivo microfluídico 3, o líquido pode ser introduzido no E-cup 5 a partir do primeiro dispositivo microfluídico 3 por meio do segundo dispositivo microfluídico 4. A título de exemplo, isto permite que as reações químicas, as quais exigem um volume grande da solução e por esta razão não podem ser realizadas em um dispositivo microfluídico 3, ocorram terceirizadas no Ecup. O produto de reação pode subsequentemente ser processado ainda no corpo plano 1 ou ser diretamente detectado pelos sensores.

[0034] Para a simples manipulação de um E-cup 5 em conjunto com o corpo plano 1, o dispositivo de fixação 6a é concretizado como uma ampliação do segundo dispositivo microfluídico 4. Isto fornece uma produção simples e eficaz em custo do dispositivo de fixação 6a junto com o corpo plano 1 incluindo o segundo dispositivo microfluídico 4 em uma etapa como um corpo integral de plástico moldado por injeção. Os dispositivos microfluídicos 3, 4 são vedados com a ajuda de uma película. Assim, por exemplo, uma película autoadesiva e/ou ligada adesivamente pode cobrir completamente o lado frontal 7 do corpo plano 1, incluindo os primeiro e segundo dispositivos microfluídicos 3,

4. Alternativamente, uma película termicamente soldada pode ser parcial ou completamente aplicada ao corpo plano 1. As aberturas 12 podem ser perfuradas por agulhas quando necessário. Uma abertura na

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14/16 ponta 13 do segundo dispositivo microfluídico 4 pode, da mesma forma, ser produzida quando necessário ao ser rasgada, aberta ou perfurada, ou a abertura na ponta 13 pode alternativamente ser formada quando uma película é aplicada ao corpo plano 1.

[0035] O dispositivo de fixação 6a substancialmente tem uma largura que corresponde ao diâmetro interno da abertura 15 do E-cup, ou é ligeiramente maior, por exemplo, em aproximadamente 1 mm. A forma mais simples do dispositivo de fixação é retangular, em particular com cantos arredondados. Quando o E-cup 5 é empurrado sobre o dispositivo de fixação 6a, as duas bordas opostas pressionam contra a parede interna do E-cup na região da abertura 15. A fricção leva à fixação mecânica do E-cup 5 sobre o corpo plano 1, especialmente sobre o dispositivo de fixação 6a do corpo plano 1. Existe também o simples impulso do E-cup 5 sobre o dispositivo de fixação 6a se o dispositivo de fixação 6a tem um contorno de uma seção através de um barril, com curvaturas convexas nas duas bordas opostas. Por questões de simplicidade, a figura 1 apenas mostra uma forma retangular do dispositivo de fixação 6a. A espessura do dispositivo de fixação iguala ou substancialmente iguala a espessura do restante do corpo plano 1.

[0036] A figura 2 mostra uma modalidade exemplar do corpo plano com um dispositivo de fixação 6a e um dispositivo de fixação 6b. O dispositivo de fixação 6a é análogo ao dispositivo de fixação 6a acima descrito. Adicionalmente, um dispositivo de fixação 6b para a fixação de uma cobertura de um E-cup 5 tem sido formado no corpo plano 1. O dispositivo de fixação 6b é feito de dois recortes em uma borda 17 do corpo plano 1, adjacentes ao segundo dispositivo microfluídico 4. Em termos de suas dimensões, os recessos têm a forma inversa e as dimensões da parte de cobertura inferior, cujos pontos na direção do E-cup 5 se o E-cup 5 for fechado.

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15/16 [0037] O dispositivo de fixação 6b leva a uma conexão mecânica melhorada entre um E-cup 5 e o corpo plano 1, e a uma estabilidade aumentada de um arranjo do E-cup 5 e do corpo plano 1. Isto permite a simples manipulação do corpo plano 1 em conjunto com um E-cup

5. O segundo dispositivo microfluídico 4 permite a troca do líquido entre o corpo plano 1 e E-cup 5, particularmente se as bombas externas forem conectadas, por meio das aberturas de entrada e saída 12 do corpo plano 1. Um E-cup 5 pode, em conjunto com o corpo plano 1, servir como um frasco de amostra para o fornecimento dos líquidos a serem detectados ou envolvidos na reação; ele pode servir como frasco de reação externo ou como recipiente de resíduos para os líquidos a serem descartados.

[0038] Se for feito uso de um E-cup 5 com um volume de líquido possível de 500 pl, o comprimento total do E-cup 5 é de 30 mm e o comprimento no interior do E-cup 5 é de 29 mm. O diâmetro externo do E-cup 5 é de 7,6 mm. No entanto, o diâmetro externo de 10 mm e o diâmetro interno de 6,5 mm da borda superior circular do E-cup 5, o qual tem a forma de um flange, são decisivos para as dimensões do dispositivo de fixação 6a. Consequentemente, nesta modalidade exemplar, o dispositivo de fixação 6a da mesma forma tem uma largura na região de 6,5 mm ou é ligeiramente maior, por exemplo, 6,6 mm. Como um resultado, uma fixação mecânica por grampeamento é alcançada quando o E-cup 5 é pressionado. A distância da transição do dispositivo de fixação 6a para o restante do corpo plano 1 em relação à ponta 13 do dispositivo de fixação 6a é de 29 mm ou ligeiramente menos em um comprimento do interior do E-cup 5. Isto assegura que quando o E-cup for pressionado para cima até a parada na transição do dispositivo de fixação 6a até o restante do corpo plano 1, a ponta 13 é disposta na região da base 14 do E-cup 5. Como um resultado, o líquido inteiro em um E-cup 5 pode ser manipulado pelo

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16/16 segundo dispositivo microfluídico 4. Se o E-cup 5 não estiver completamente encaixado no dispositivo de fixação 6a, o comprimento da distância da transição do dispositivo de fixação 6a até o restante do corpo plano 1 em relação à ponta 13 do dispositivo de fixação 6a pode também ter uma configuração maior do que 29 mm. No caso onde é desnecessário usar ou manipular o volume de líquido inteiro no E-cup 5, o comprimento também pode ser menor do que 29 mm.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Corpo plano (1) na forma de um cartão com chip para análise bioquímica de substâncias com pelo menos dois dispositivos microfluídicos (3, 4) e com pelo menos um chip com sensor (2), sendo que o pelo menos um chip com sensor (2) é integrado no corpo plano (1) e que está em contato direto com pelo menos um primeiro dispositivo microfluídico (3), e sendo que o corpo plano (1) compreende de maneira integral um segundo dispositivo microfluídico (4), que é alongado e que compreende, em uma extremidade, uma ponta (13) com uma abertura fluídica, caracterizado pelo fato de que o corpo plano (1) compreende um primeiro dispositivo de fixação (6b), o qual é projetado para fixar uma tampa (16) de um vaso de reação (5) sobre o corpo plano (1) de um modo diretamente mecânico.
2. Corpo plano (1) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o corpo plano (1) compreende um segundo dispositivo de fixação (6a), o qual está projetado para fixar um vaso de reação (5) sobre o corpo plano (1) de um modo diretamente mecânico.
3. Corpo plano (1) de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o segundo dispositivo microfluídico (4) é projetado de tal modo que, quando um vaso de reação (5) é fixado ao segundo dispositivo de fixação (6a), a ponta (13) do segundo dispositivo microfluídico (4) fica disposta com a abertura fluídica na região de uma extremidade inferior do vaso de reação (5).
4. Corpo plano (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o corpo plano (1) consiste em um material feito de plástico, de maneira mais particular um plástico moldado por injeção, e os dispositivos microfluídicos (3) são formados em um lado frontal (7) do corpo plano (1) e são cobertos por uma película, de maneira mais particular uma película autoadesiva feita de um material feito de plástico.

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5. Corpo plano (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que os pelo menos dois dispositivos microfluídicos (3, 4) compreendem canais (9, 9') e/ou câmaras (10, 10'), as quais são incorporadas como depressões em um plano liso do lado frontal (7) do corpo plano (1), e/ou compreendem válvulas (11), as quais são formadas no corpo plano (1), e/ou compreendem um recesso, o qual é formado como uma depressão em um plano liso no lado traseiro (8) do corpo plano (1) e no qual o chip com sensor (2) é embutido, de maneira mais particular com contatos elétricos do chip com sensor (2) em um plano com o plano liso do lado traseiro (8) do corpo plano (1) e/ou com um conjunto de sensores do chip com sensor (2) em contato direto com pelo menos uma câmara (10') no lado frontal (7) do corpo plano (1).
6. Corpo plano (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o corpo plano (1) possui uma espessura em torno de um milímetro, um comprimento em torno de 85 milímetros e uma largura em torno de 54 milímetros, e/ou pelo menos um dispositivo microfluídico (3) que está projetado para conter reagentes secos, particularmente nos canais (9) e/ou nas câmeras de reação (10, 10') com uma seção transversal em torno de um ou mais milímetros quadrados, e/ou o segundo dispositivo microfluídico (4) possui um comprimento em torno de 45 milímetros.
7. Corpo plano (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o segundo dispositivo microfluídico (4) está em contato fluídico com os sensores do chip com sensor (2) através do primeiro dispositivo microfluídico (3).
8. Corpo plano (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que uma seção transversal através do segundo dispositivo microfluídico (4) perpendicular ao lado da frente (7) do corpo plano (1) possui uma circunferên

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3/3 cia externa substancialmente retangular com um recesso aberto em direção ao lado da frente (7) do corpo plano (1).
9. Corpo plano (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o chip com sensor (2) compreende um conjunto de sensores eletroquímicos e/ou no qual o chip com sensor (2) compreende um circuito integrado para o processamento dos sinais elétricos a partir dos sensores e/ou no qual o chip com sensor (2) compreende contatos elétricos para a leitura elétrica do chip com sensor (2), particularmente para a leitura elétrica do chip com sensor (2) com o auxílio de uma unidade de processamento de dados externos.
10. Corpo plano (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o corpo plano (1) possui pelo menos uma abertura (12) no seu lado frontal e/ou traseiro (7, 8), a qual está em contato fluídico com pelo menos um primeiro dispositivo microfluídico (3) e/ou a qual está projetada para se conectar a uma bomba exterior.