BR112012009506B1

BR112012009506B1 - alojamento de derivação, cartucho para aplicações fluídicas compreendendo um alojamento de derivação e núcleo de derivação para inserção em um alojamento de derivação

Info

Publication number: BR112012009506B1
Application number: BR112012009506-4A
Authority: BR
Inventors: Ronald De Gier; Arthur R. Van Es; Peter Wilnauer
Original assignee: Biocartis N.V.
Priority date: 2009-10-21
Filing date: 2010-10-20
Publication date: 2021-04-20
Also published as: CA2778186C; CN102574122A; RU2543183C2; WO2011047494A1; US20120325334A1; AU2010310427B2; EP2490811B1; ES2579958T3; KR20120075479A; IN2012DN02848A; KR101727919B1; CN102574122B; BR112012009506A2; JP5784026B2; ZA201202803B; EP2490811A1; US9492823B2; RU2012120694A; AU2010310427A1; EP3078422A1

Abstract

DERIVAÇÃO PARA UM CARTUCHO FLUÍDICO. A presente invenção refere-se a um sistema de derivação, compreendendo um alojamento de derivação e um núcleo de derivação. Por meio de uso de uma superfície oblíqua dentro do alojamento de derivação, no qual um núcleo de derivação vai ser inserido, e por adaptação de um canal fluídico no alojamento de derivação no modo correspondente, esse alojamento de derivação á produzível por moldagem por vazamento, sem ter um corte inferior. Desse modo, o uso de deslizadores durante a produção desse alojamento de derivação é evitado. Qualquer necessidade para aplicação de forças externas (por exemplo, por meio de um instrumento), para obtenção de um selo entre o alojamento de derivação e o núcleo de derivação, é evitada.

Description

REFERÊNCIAS CRUZADAS A PEDIDOS RELACIONADOS

[0001] Este pedido de patente reivindica a prioridade do pedido de patente europeia 09173604.1, depositado em 21 de outubro de 2009, cuja descrição é incorporada no presente relatório descritivo por referência na sua totalidade.

CAMPO DA INVENÇÃO

[0002] A presente invenção refere-se a cartuchos para aplicações fluídicas com uma funcionalidade de derivação. Em particular, a invenção se refere a um cartucho para aplicações fluídicas ou microfluídicas, com um alojamento de derivação, e a um núcleo de derivação, para inserção em um alojamento de derivação de um cartucho.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[0003] Um modo de implementar funções de válvulas múltiplas em um cartucho é a utilização de uma derivação. A vantagem dessa é que com interfaces de atuação limitadas, múltiplas conexões podem ser feitas. A construção de uma derivação requer técnicas especiais e não é direta, quando do uso de, por exemplo, moldagem por injeção.

[0004] No entanto, se a derivação for moldada como um cilindro com conexões enganchadas na parede do cilindro, deslizadores são necessários no molde durante manufatura. Esses deslizadores tornam o molde mais complexo, mais caro e mais suscetível a desgaste e rasgamento. Uma alternativa descrita no estado da técnica é posicionar as conexões radiais em uma das extremidades planas de uma derivação cilíndrica. No entanto, nessa configuração, forças relativamente grandes são necessárias para manter as conexões impermeáveis a fluido. A geração dessas forças torna um dispositivo mais complexo e mais suscetível a vazamentos. Em geral, essas forças não podem ser geradas dentro de cartuchos plásticos descartáveis. Portanto, sempre um instrumento adicional é necessário para criar uma conexão à prova de vazamento, significando que, quando o cartucho descartável é descarregado, a conexão à prova de vazamento é destravada, o que pode provocar vazamentos para a parte externa dos cartuchos descartáveis.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0005] Pode-se entender como um objetivo da invenção proporcionar que uma derivação tenha várias conexões fluídas e seja de fácil manufatura, por um lado, e sem a necessidade para forças antivazamento relativamente grandes, por outro lado.

[0006] As concretizações descritas se referem, de modo similar, ao alojamento de derivação, o cartucho compreendendo um alojamento de derivação e o núcleo de derivação, para inserção em um alojamento de derivação. Os efeitos sinérgicos podem surgir de diferentes combinações das concretizações, embora não possam ser descritos em detalhes.

[0007] De acordo com uma primeira concretização exemplificativa da invenção, um alojamento de derivação, para um cartucho e para receber um núcleo de derivação, é proporcionado. O alojamento de derivação compreende uma superfície interna oblíqua, pelo menos um canal fluídico, no qual o canal fluídico termina com uma das suas extremidades na superfície interna oblíqua. Além do mais, o alojamento de derivação, conjuntamente com o pelo menos um canal fluídico, não tem qualquer corte inferior.

[0008] Em outras palavras, o modo no qual o alojamento de derivação é moldado e construído, isto é, a concretização parcialmente oblíqua da parede interna do alojamento de derivação e o modo no qual o canal fluídico se estende, possibilita usar um molde com pinos simples, para gerar o canal fluídico na parte oblíqua do alojamento de derivação. Esse alojamento de derivação pode ser facilmente liberado do molde, uma vez essa moldagem esteja completa e não seja preciso usar deslizadores durante a moldagem por vazamento.

[0009] A superfície interna oblíqua do alojamento de derivação é ainda a superfície selante, que leva a uma conexão impermeável a fluido, entre o alojamento de derivação e o núcleo de derivação, quando o núcleo é integrado ao alojamento de derivação. Portanto, os canais fluídicos conectantes podem ser feitos do corte inferior. Isso facilita muito o molde, uma vez que nenhum corte inferior está presente no projeto do alojamento de derivação, e o molde pode ser produzido sem quaisquer deslizadores. Desse modo, uma unidade de fusão redutora, que é construída de acordo com essa concretização exemplificativa da invenção tem uma capacidade de fácil fabricação, o que é desejado durante a moldagem por vazamento. Além do mais, não há qualquer necessidade para uma força antivazamento relativamente grande.

[00010] Isso significa que não há qualquer necessidade para grandes forças externas aplicadas por um instrumento adicional. De acordo com essa concretização da invenção, essas forças são geradas pela combinação do núcleo e alojamento de derivação, e estão dentro da construção de cartucho descartável. Devido à forma parcialmente cilíndrica do alojamento e do núcleo, a construção pode ser suficientemente rígida, de modo que possa suportar as forças que são necessárias para produzir uma conexão à prova de vazamento e também manter as forças pode um maior período de tempo, sendo, por exemplo, o tempo de vida útil do cartucho. Assim sendo, um instrumento gerando forças antivazamento grandes, desvantajosas é desnecessário, devido à combinação de partes oblíquas no alojamento de derivação e no núcleo de derivação.

[00011] Contrária a um alojamento de derivação totalmente cilíndrico, a presente concretização da invenção combina um furo, tendo uma superfície oblíqua no alojamento de derivação, com um núcleo tendo uma superfície oblíqua correspondente. As duas superfícies oblíquas correspondentes promovem uma conexão à prova de fluido, entre o alojamento de derivação e o núcleo de derivação.

[00012] No presente pedido de patente, a superfície interna oblíqua é entendida como uma superfície, que não é nem uma superfície horizontal, nem uma superfície vertical. Na concretização mencionada acima de um alojamento de derivação essencialmente cilíndrico, a superfície interna oblíqua não é perpendicular a um eixo principal cilíndrico do cilindro, nem é paralelo a esse eixo. A superfície interna oblíqua apresenta um componente vertical, que é perpendicular ao eixo principal cilíndrico, e um componente vetorial, que é paralelo ao eixo principal cilíndrico. Deve-se notar que, de preferência, a superfície interna oblíqua é uma superfície gerada por revolução de gráfico/linha em torno do eixo principal cilíndrico. O gráfico pode ser representado como um gráfico reto ou um gráfico curvo. O gráfico satisfaz a condição de que o alojamento de derivação resultante pode ser moldado por injeção, sem cortes inferiores em combinação com o canal fluídico. Vantajosamente, o gráfico representa uma função monotonicamente crescente, com um ponto de partida e um ponto de terminação, em que o ponto de partida fica mais próximo ao eixo principal cilíndrico do que o ponto de terminação, em uma direção radial. Vantajosamente, o gráfico é uma linha reta, e a superfície interna resultante, determinada por revolução do gráfico, é uma superfície cônica ou um segmento de um cone. Em outra concretização, o gráfico e um segmento de um círculo, e a superfície interna resultante, determinada por revolução do gráfico, é um segmento esférico. Notar que a superfície interna não precisa representar, necessariamente, uma revolução integral do gráfico. Na concretização, uma revolução parcial pode ser suficiente para determinar uma superfície interna do alojamento de derivação.

[00013] Pela razão de que uma extremidade externa do núcleo de derivação corresponde, de preferência, à superfície interna do alojamento de derivação, a definição acima pode também se aplicar à superfície externa do núcleo de derivação, e, em particular, a superfície externa pode ter também uma forma cônica.

[00014] O canal fluídico pode ser um canal tridimensional, que é inteiramente definido pelas superfícies externa e interna do alojamento de derivação. Pode ser proporcionado para conexão, por exemplo, de câmaras de armazenamento do cartucho com o núcleo de derivação, que vai ser inserido e que pode ser interligado com uma interface com um instrumento desejado.

[00015] Em outras palavras, o alojamento de derivação é usado para implementar funções de válvulas múltiplas um cartucho de câmaras múltiplas. Portanto, a vantagem da atuação central pode ser usada, cuja atuação pode ser dirigida a várias câmaras do cartucho, por meio da seleção de um cartucho por mudança do núcleo de derivação, dentro da derivação, de uma posição em outra.

[00016] A parte oblíqua, que compreende a superfície interna oblíqua, pode ser truncada do resto do alojamento de derivação. O truncamento pode ser feito para facilitar ainda mais a manufatura. Devido ao truncamento, as paredes do cartucho podem ser mantidas relativamente finas, o que pode ser uma vantagem essencial para um processo de moldagem por injeção.

[00017] Além da superfície interna oblíqua, o resto do alojamento de derivação pode ser moldado essencialmente de forma cilíndrica. Em detalhes, o alojamento de derivação pode ter uma forma essencial de um cilindro oco, com um eixo principal cilíndrico se alongando pela cavidade principal, dentro do cilindro oco. Desse modo, uma superfície interna essencialmente anular e uma superfície externa essencialmente anular podem ser compreendidas no alojamento de derivação. Nesse caso, a superfície oblíqua tem um componente vertical, que é perpendicular ao eixo principal cilíndrico. Nesse caso, a superfície oblíqua é parte da superfície interna desse cilindro oco.

[00018] Em outras palavras, vários canais fluídicos, dentro do alojamento de derivação, podem ser usados sem necessitar do uso de deslizadores durante a moldagem por vazamento, em que os canais fluídicos têm as respectivas aberturas ao longo de diferentes posições na superfície interna oblíqua anular, cujas posições podem, de preferência, também variar ao longo do eixo principal longitudinal do alojamento de derivação. Portanto, custos de produção reduzidos do alojamento de derivação e uma maior confiabilidade de produção do mesmo podem ser obtidos por essa concretização exemplificativa.

[00019] A superfície interna oblíqua do alojamento de derivação e a superfície de interligação correspondente do núcleo de derivação, que podem ser também representada como uma superfície oblíqua, podem ser ambas chamadas "superfícies selantes". Por meio da interligação das duas superfícies, as conexões à prova de fluido, que são necessárias, podem ser construídas.

[00020] Em uma concretização preferida da invenção, o alojamento de derivação pode ser uma parte integral do cartucho, mas pode ser também uma parte ou componente separado fisicamente, que vai ser integrada de um modo desejado ao cartucho. Em outras palavras, pode ser possível produzir um cartucho, tendo esse alojamento de derivação como uma parte integral. Mas também um processo de produção, no qual apenas o alojamento de derivação, de acordo com essa e todas as outras concretizações exemplificativas, seja produzido, é possível.

[00021] De acordo com uma outra concretização exemplificativa da invenção, o canal fluídico é integrado ao alojamento de derivação e na superfície oblíqua de modo tal que nenhum corte inferior, durante a moldagem por vazamento do alojamento de derivação, é produzido.

[00022] A superfície interna oblíqua do alojamento de derivação propicia o projeto de várias formas possíveis de canal fluídico, o que, por sua vez, propicia a produção de alojamento de derivação com pinos simples, durante a moldagem por vazamento. A necessidade do uso de deslizadores é evitada por essa concretização exemplificativa da invenção. Desse modo, o processo de produção desse alojamento de derivação é fácil, barato e o molde tem as suas suscetibilidades a desgaste e rasgamento reduzidas. Portanto, um molde de vida útil longa pode ser proporcionado, quando esse alojamento de derivação é construído.

[00023] De acordo com outra concretização exemplificativa da invenção, o canal fluídico separa o alojamento de derivação em uma vista em seção transversal em uma parte interna e uma parte externa. Além do mais, uma direção radial de um eixo central, do alojamento de derivação para a superfície externa, é definida. A parte interna do alojamento de derivação se estende de um primeiro valor radial interno d1 para o primeiro valor radial externo d2. A parte externa do alojamento de derivação se estende de um segundo valor radial interno d3 para um segundo valor radial externo d4, e em que d2 é menor ou igual a d3.

[00024] Essa concretização exemplificativa da invenção pode ser, por exemplo, vista na figura 4, na qual uma vista em seção transversal de uma parte de um alojamento de derivação é ilustrada. Essa concretização exemplificativa da invenção mostra um alojamento de derivação, com uma superfície interna oblíqua, e mostra um projeto especial do canal fluídico. Ambos em combinação permitem a produção desse alojamento de derivação por moldagem por vazamento com um molde de duas partes. Adicionalmente, isso pode ser feito sem a necessidade de uso de deslizadores. Isso torna a construção desse alojamento de derivação simples, fácil e confiável.

[00025] De acordo com outra concretização exemplificativa da invenção, a superfície interna oblíqua do alojamento de derivação é disposta em uma região proximal do alojamento de derivação.

[00026] Desse modo, o termo "região proximal" define a região do alojamento de derivação, que é situada adjacente ao cartucho. Se o alojamento de derivação for uma parte integral do cartucho, uma região proximal do alojamento de derivação é aquela região do alojamento de derivação, na qual a conexão entre o alojamento de derivação e o cartucho está situada.

[00027] Em outras palavras, o núcleo de derivação é inserido no alojamento de derivação por inserção dele de uma região distal na região próxima, por exemplo, pela cavidade, na forma cilíndrica oca, do alojamento de derivação, no sentido da região proximal. Na região proximal, a superfície externa oblíqua e a superfície interna oblíqua do alojamento de derivação são postas em contato, cujo processo estabelece uma conexão hermética a fluido entre essas partes por meio de um canal fluídico do alojamento e da abertura na superfície oblíqua do núcleo de derivação. Adicionalmente, mecanismos de trava, como, por exemplo, detentores de trava, podem ser parte de ambos o núcleo de derivação e o alojamento de derivação. Também, bolsas detentoras correspondentes podem estar presentes para substancialmente fixarem o núcleo no alojamento, para criar as forças antivazamento necessárias para estabelecer conexões impermeáveis a fluido.

[00028] De acordo com outra concretização exemplificativa da invenção, o alojamento de derivação tem, essencialmente, a forma de um cilindro oco, em que a superfície interna oblíqua forma uma superfície interna do cilindro oco em uma região proximal do alojamento de derivação. O cilindro oco tem um primeiro furo em uma extremidade proximal do alojamento de derivação e um segundo furo na extremidade distal do alojamento de derivação, em que o alojamento de derivação é adaptado para receber o núcleo de derivação pelo segundo furo.

[00029] Essa concretização do alojamento de derivação propicia a inserção do núcleo de derivação pelo segundo furo na extremidade distal. Após ter inserido o núcleo de derivação no alojamento de derivação e após a conexão impermeável a fluido ter sido estabelecida por, por exemplo, detentores de trava e bolsas de trava, o primeiro furo do cilindro oco na extremidade proximal é inteiramente fechado pelo núcleo de derivação.

[00030] De acordo com uma outra concretização exemplificativa da invenção, o canal fluídico se estende no alojamento de derivação, de um fundo do cartucho para a superfície interna oblíqua do alojamento de derivação.

[00031] Essa concretização exemplificativa da invenção pode ser, por exemplo, vista na figura 2. Em outras palavras, o canal fluídico tem uma extremidade, e, desse modo, uma abertura na superfície interna oblíqua, que é uma superfície selante para a conexão fluida que vai ser estabelecida. O canal fluídico tem uma segunda extremidade, que fica no fundo do cartucho. Dessa extremidade do canal fluídico, um canal de suprimento pode se estender do canal fluídico para, por exemplo, câmaras de armazenamento, que podem ser parte do cartucho de câmaras múltiplas.

[00032] De acordo com uma outra concretização exemplificativa da invenção, o alojamento de derivação compreende vários canais fluídicos, em que a superfície interna oblíqua é uma superfície anular e em que a superfície interna oblíqua é posicionada em uma parte proximal de uma superfície interna do alojamento de derivação. Cada canal fluídico termina na superfície interna oblíqua com uma abertura em uma cavidade oca interna do alojamento de derivação. Os canais fluídicos são adaptados para estabelecer diferentes conexões fluídicas com o núcleo de derivação, quando o núcleo de derivação é inserido no alojamento de derivação. Em uma concretização preferida, pelo menos duas das aberturas na cavidade oca são dispostas a diferentes níveis da superfície interna oblíqua, ao longo de um eixo longitudinal do alojamento de derivação. Em outra concretização preferida, pelo menos duas das aberturas na cavidade oca são dispostas a diferentes posições angulares em torno do perímetro da superfície interna oblíqua.

[00033] Em outras palavras, as funções de válvulas múltiplas são proporcionadas por meio da combinação do alojamento de derivação com o núcleo de derivação para, em particular, aplicações microfluídicas, em particular, em um cartucho microfluídico com várias câmaras diferentes. Desse modo, com interfaces de atuação limitadas, múltiplas correções são feitas por esse sistema de derivação do cartucho. Por exemplo, um instrumento de atuação é conectado com o núcleo de derivação e tem um efeito de várias câmaras de cartucho por meio da funcionalidade de derivação. Além do mais, a parte oblíqua pode ser truncada.

[00034] Como pode-se notar da figura 1, várias aberturas podem ser compreendidas dentro do núcleo de derivação, e, correspondentemente, vários canais fluídicos podem ser compreendidos dentro do alojamento de derivação. Por meio de rotação do núcleo de derivação, várias diferentes combinações de aberturas do núcleo de derivação e dos canais fluídicos do alojamento de derivação podem ser estabelecidas. Uma abertura do canal fluídico pode ser alinhada com uma abertura no núcleo, em uma ou mais posições angulares do núcleo com relação ao alojamento de derivação. Uma ou mais aberturas podem ser dispostas no alojamento de derivação, cada uma das quais interage apenas com uma abertura correspondente no núcleo em uma posição angular específica do núcleo. Ou, pode-se dispor uma ou mais aberturas no alojamento de derivação, cada uma das quais interage com mais de uma abertura designada no núcleo, em diferentes posições angulares do núcleo. Ou, pode-se dispor uma ou mais aberturas no núcleo, cada uma das quais interage com mais de uma abertura no alojamento de derivação, a uma posição angular específica. Em outra concretização, para a mesma posição angular do núcleo, múltiplas aberturas do núcleo são alinhadas simultaneamente com as aberturas associadas no alojamento de derivação.

[00035] De acordo com uma outra concretização exemplificativa da invenção, o alojamento de derivação é feito por moldagem por vazamento.

[00036] Devido à forma parcialmente oblíqua do alojamento de derivação e do modo no qual o canal fluídico é representado, é possível usar o alojamento de derivação por meio de moldagem por vazamento, sem que se tenha a necessidade de usar deslizadores no molde.

[00037] De acordo com outra concretização exemplificativa da invenção, um cartucho para aplicações fluídicas e, em particular, aplicações microfluídicas, é proporcionado, em que o cartucho compreende um alojamento de derivação, de acordo com uma das concretizações descritas acima.

[00038] Além do que foi mencionado acima, deve-se notar que um alojamento de derivação pode ser uma parte integral do cartucho. O cartucho pode ser, desse modo, produzido por moldagem por vazamento, produzido, por exemplo, de materiais plásticos, tais como polímeros, e pode ser produzido inteiramente um processo de moldagem por vazamento, usando um molde de duas partes, sem que se tenha que usar deslizadores, embora o alojamento de derivação compreenda vários canais fluídicos ou canais microfluídicos.

[00039] De acordo com uma outra concretização exemplificativa da invenção, o cartucho compreende uma extensão do canal fluídico do alojamento de derivação, em que a extensão é formada dentro do fundo do cartucho.

[00040] De acordo com uma outra concretização exemplificativa da invenção, o cartucho compreende ainda um núcleo de derivação, de acordo com uma das concretizações, como descrito acima ou abaixo.

[00041] De acordo com uma outra concretização exemplificativa da invenção, o alojamento de derivação e o núcleo de derivação são projetados em combinação, de um modo tal que o alojamento de derivação propicia uma rotação do núcleo de derivação dentro do alojamento de derivação, quando o núcleo de derivação é inserido no alojamento de derivação.

[00042] De acordo com uma outra concretização exemplificativa, o alojamento de derivação e o núcleo de derivação são projetados em combinação, de um modo tal que uma abertura do canal fluídico no alojamento de derivação seja alinhada com uma abertura no núcleo, em pelo menos uma posição angular do núcleo, com relação ao alojamento de derivação, de modo que uma conexão fluídica seja estabelecida entre o canal fluídico e o núcleo.

[00043] De acordo com uma outra concretização exemplificativa, o alojamento de derivação e o núcleo de derivação são projetados em combinação, de um modo tal que diferentes aberturas do canal fluídico no alojamento de derivação sejam alinhadas com diferentes aberturas no núcleo, em diferentes posições angulares do núcleo com relação ao alojamento de derivação, de modo que diferentes conexões fluídicas sejam estabelecidas a diferentes posições angulares do núcleo.

[00044] De acordo com uma outra concretização exemplificativa da invenção, um núcleo de derivação, para inserção em um alojamento de derivação de um cartucho, é proporcionado. O núcleo de derivação compreende uma abertura para estabelecer uma conexão fluídica co um canal fluídico do alojamento de derivação, quando o núcleo de derivação é inserido no alojamento de derivação. Além do mais, o núcleo de derivação é adaptado para selar a conexão fluida com uma superfície interna oblíqua do alojamento de derivação, quando o núcleo de derivação é inserido no alojamento de derivação.

[00045] Em outras palavras, o núcleo de derivação pode ser também moldado de uma forma quase cilíndrica e tendo, adicionalmente, uma superfície externa oblíqua, em uma extremidade proximal do núcleo de derivação. Essa superfície externa oblíqua pode ser então adaptada para proporcionar uma conexão impermeável a fluido, em combinação com a superfície interna oblíqua do alojamento de derivação, quando a conexão entre o núcleo e o alojamento é estabelecida.

[00046] Mas, é também possível que o núcleo de derivação tenha por si uma forma oblíqua, mas seja colocado em uma forma oblíqua, quando é comprimido na região proximal do alojamento de derivação. Nessa região, a superfície interna oblíqua do alojamento de derivação é posicionada. Em outras palavras, o núcleo de derivação assume uma forma oblíqua mediante inserção no alojamento de derivação.

[00047] Além do mais, o núcleo de derivação tem pelo menos uma abertura correspondente para o canal fluídico do alojamento de derivação.

[00048] Se o núcleo de derivação não tiver por si uma parte oblíqua, o material deformável no núcleo de derivação possibilita colocar o núcleo de derivação nessa forma oblíqua, quando forças correspondentes são aplicadas ao núcleo de derivação, durante inserção do núcleo no alojamento. Em detalhes, a superfície interna oblíqua do alojamento de derivação pode ser anular e pode comprimir o núcleo de derivação nessa forma oblíqua desejada, para proporcionar uma conexão impermeável a fluido.

[00049] De acordo com uma outra concretização exemplificativa, o núcleo de derivação não precisa ter um corte inferior.

[00050] De acordo com uma outra concretização exemplificativa da invenção, o núcleo de derivação compreende uma superfície externa oblíqua, em que o núcleo de derivação não tem qualquer corte inferior.

[00051] Além do mais, a superfície externa oblíqua compreende materiais elásticos, em que a superfície externa oblíqua é adaptada para selar a conexão fluida com a superfície interna oblíqua do alojamento de derivação, quando o núcleo de derivação é inserido no alojamento de derivação.

[00052] Em outras palavras, a combinação de um alojamento de derivação, tendo uma superfície interna oblíqua, e um núcleo de derivação, que tem uma superfície oblíqua correspondente, tem a vantagem de ser possível produzir essas partes por moldagem por vazamento sem deslizadores.

[00053] De acordo com uma outra concretização, múltiplas aberturas são proporcionadas no núcleo de derivação, para estabelecer diferentes conexões fluídicas com diferentes canais fluídicos do alojamento de derivação, quando o núcleo de derivação é inserido no alojamento de derivação. Por exemplo, pelo menos duas das aberturas podem ser dispostas a diferentes níveis do núcleo, ao longo de um eixo longitudinal do núcleo, e/ou pelo menos duas das aberturas podem ser dispostas a diferentes posições angulares em torno do perímetro do núcleo.

[00054] De acordo com outra concretização exemplificativa da invenção, a superfície oblíqua compreende vários compartimentos, em que em um, mais de um ou em todos deles, uma abertura pode ser situada, respectivamente, em que, de preferência, os compartimentos são separados espacialmente por rebordos selantes opostos, e em que os compartimentos e os rebordos selantes são adaptados de um modo tal que conexões do tipo fluida possam ser estabelecidas entre um compartimento, incluindo uma abertura do núcleo de derivação e uma ou mais aberturas/extremidades correspondentes de um ou mais dos canais fluídicos do alojamento de derivação, quando o núcleo de derivação é inserido no alojamento de derivação, na dependência da posição rotativa do núcleo com relação ao alojamento. Em uma determinada posição do núcleo com relação ao alojamento, o núcleo e o alojamento podem ser projetados de modo que nenhum, um ou mais canais fluídicos no alojamento possam interagir, simultaneamente, com as aberturas associadas nos compartimentos do núcleo. Além disso, ou alternativamente, em diferentes posições angulares do núcleo com relação ao alojamento, diferentes canais fluídicos podem interagir com diferentes aberturas de compartimentos. Desse modo, por exemplo, por rotação do núcleo, por exemplo, no sentido horário, em cada posição do núcleo um canal fluídico específico pode interagir com uma abertura no núcleo, de modo que diferentes funções, tais como funções de válvulas, funções de mistura, etc., possam ser executadas simplesmente por rotação do núcleo no alojamento.

[00055] Deve-se notar que as concretizações da invenção são descritas com referência a diferentes aspectos da invenção. Em particular, algumas concretizações são descritas com referência às reivindicações do alojamento de derivação, enquanto que outras concretizações são descritas com referência às reivindicações do núcleo de derivação ou cartucho. No entanto, aqueles versados na técnica vão concluir das descrições acima e a seguir que, a menos que indicado de outro modo, além de qualquer combinação dos aspectos relativos a um tipo de aspecto, também qualquer combinação entre as características, relativos aos diferentes aspectos, é considerada como tendo sido descrita com este pedido de patente.

[00056] Os aspectos definidos acima, além de outros aspectos, características e vantagens da presente invenção podem ser também derivados dos exemplos das concretizações, que vão ser descritos abaixo, e que são explicados com referência aos exemplos das concretizações. A invenção vai ser descrita em mais detalhes abaixo, com referência aos exemplos das concretizações, mas não para os quais a invenção é limitada.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[00057] A figura 1 mostra esquematicamente um cartucho microfluídico, com um alojamento de derivação e um núcleo de derivação, de acordo com uma concretização exemplificativa da invenção.

[00058] A figura 2 mostra esquematicamente um cartucho microfluídico, com um alojamento de derivação e um núcleo de derivação, de acordo com uma outra concretização exemplificativa da invenção.

[00059] A figura 3 mostra esquematicamente uma vista tridimensional de um núcleo de derivação, de acordo com uma outra concretização exemplificativa da invenção.

[00060] A figura 4 mostra esquematicamente uma vista em seção transversal por uma parte de um alojamento de derivação, de acordo com uma outra concretização exemplificativa da invenção.

[00061] Os componentes similares ou relativos nas várias figuras são dotados com os mesmos números de referência. A vista nas figuras é esquemática e não está inteiramente em escala.

DESCRIÇÕES DETALHADAS DAS CONCRETIZAÇÕES

[00062] A figura 1 mostra uma vista tridimensional de um cartucho microfluídico 100 para aplicações microfluídicas. O cartucho compreende um alojamento de derivação 101, que é adaptado para receber um núcleo de derivação 102. Na figura, o alojamento 101 é apresentado em seção transversal, para explicar a interligação entre o alojamento 101 e o núcleo 102. Por rotação do núcleo de derivação 102 dentro do alojamento de derivação 101, várias diferentes funções de válvulas, nesse cartucho 100, podem ser usadas, devido a esse sistema de derivação, por meio de aberturas de alinhamento 118 no núcleo de derivação 102, com um ou mais canais fluídicos 104 no alojamento de derivação 101, como vai ser explicado abaixo. Em outras palavras, com interfaces de atuação limitadas, múltiplas conexões podem ser feitas de, por exemplo, um instrumento separado (não mostrado no presente relatório descritivo), para, por exemplo, múltiplas câmaras que são compreendidas pelo cartucho microfluídico 100.

[00063] Pode-se notar que o alojamento de derivação 101 tem uma superfície interna cônica 103, que é uma superfície anular estendendo- se em torno da parede interna desse cilindro oco, que é formado pelo alojamento de derivação 101. Ainda mais, um canal fluídico 104, dentro do alojamento de derivação 101, pode ser visto, em que o canal fluídico 104 termina com uma das suas extremidades 105 na superfície interna cônica 103. Como pode-se notar da figura 1, o alojamento de derivação 101, conjuntamente com o canal fluídico 104, não tem qualquer corte inferior e, é, desse modo, produzível por uma moldagem por vazamento, sem a necessidade do uso de deslizadores.

[00064] Além do mais, pode-se notar que a superfície interna cônica 103 é disposta em uma região proximal 110 do alojamento de derivação 101, isto é, em uma extremidade inferior do alojamento de derivação 101, que estabelece a transmissão para o resto do cartucho 100. O alojamento de derivação 101 é uma parte integral do cartucho microfluídico 100, e pode, desse modo, ser produzido dentro de uma etapa de processo, conjuntamente com o resto do cartucho 100. No entanto, o alojamento 101 pode ser também um componente fisicamente separável.

[00065] Além do mais, pode-se notar que o alojamento de derivação 101 tem, essencialmente, uma forma de um cilindro oco 11, com um primeiro furo 112 na extremidade proximal e o segundo furo 113 na extremidade distal, isto é, a extremidade superior, do alojamento de derivação 101. O núcleo de derivação 102 é inserido no alojamento de derivação 101 pelo segundo furo 113 na extremidade distal.

[00066] Adicionalmente, o núcleo de derivação 102 mostrado tem uma abertura 118, para estabelecer uma conexão fluida com o canal fluídico 104, quando o núcleo de derivação 102 é inserido. Além do mais, o núcleo de derivação 102 é adaptado para selagem da conexão fluida com a superfície interna cônica 103 do alojamento de derivação 101, em uma posição inserida. Nessa concretização do núcleo de derivação 102, essa adaptação é feita pela forma cônica da superfície externa cônica 119 do núcleo de derivação 102. Esse núcleo de derivação 102 também compreende materiais elásticos 121, suportando a selagem, que pode ser, por exemplo, um material de borracha ou qualquer outro material elástico polimérico. Desse modo, uma deformação da forma do núcleo de derivação 102 é provocada, quando pressão é consequentemente aplicada. Portanto, as conexões do tipo fluida são seladas pela superfície externa cônica 119 do núcleo de derivação 102.

[00067] Além do mais, a superfície externa cônica 119 do núcleo de derivação 102 compreende vários compartimentos 122, 123 e 124, nos quais uma abertura 119 pode ser situada respectivamente. Além do mais, os compartimentos 122, 123 e 124 são especialmente separados por rebordos de selagem elásticos 125 e 126 (consultar a figura 2), que, além do mais, suportam a conexão impermeável a fluido.

[00068] A figura 2 mostra uma vista em seção transversal por um alojamento de derivação 101, no qual um núcleo de derivação 102 é inserido. O sistema de derivação é parte do cartucho microfluídico 100. Pode-se notar que o alojamento de derivação 101 tem uma superfície interna cônica 103, que é mostrada no lado direito e no esquerdo. Isso é devido à superfície anular estendendo-se em torno da superfície interna do cilindro oco. Adicionalmente, dois canais fluídicos 104 são mostrados também como extremidades 105 dos canais fluídicos 104, que são situados na superfície interna cônica 103 do alojamento 101. Como pode ser deduzido da figura 2, um canal fluídico esquerdo 104 é dotado com uma forma diferente para um canal fluídico direito 104. O canal fluídico esquerdo 104 é projetado de modo que a sua extremidade associada 105 seja disposta a um primeiro nível do alojamento 101, para interagir com uma abertura em um dos compartimentos formando um anel inferior de compartimentos no núcleo 102, como mostrado na figura 1. O canal fluídico direito 104 é projetado de modo que a sua extremidade associada 105 seja disposta a um segundo nível do alojamento 101, excedendo o primeiro nível, para interagir com uma abertura 118 em um dos compartimentos 122, 123 e 124, formando um anel superior de compartimentos 122, 123 e 124 no núcleo 102, como mostrado na figura 1. Devido à forma cônica da superfície interna cônica 103, é possível projetar os canais microfluídicos dentro do alojamento de derivação 101, o que, por sua vez, possibilita produzir o alojamento de derivação 101 ou um cartucho microfluídico integral 100 por moldagem por vazamento, sem deslizadores. Isso é especialmente benéfico para alojamentos de derivação, núcleos de derivação e cartuchos microfluídicos, que são projetados em uma escala de micrômetros, como nesse presente campo técnico de elementos microfluídicos.

[00069] Pode-se notar da figura 2 que o núcleo de derivação 102 é adaptado de um modo tal que, quando o núcleo de derivação 102 é inserido no alojamento de derivação 101, a superfície externa cônica do núcleo de derivação 102 e a superfície interna cônica 103 do alojamento de derivação 101 se encaixam firmemente e estabelecem uma conexão impermeável a fluido, entre o canal fluídico 104 do alojamento de derivação 101 e a abertura do núcleo de derivação 102. Além do mais, os rebordos selantes 125 e 126 suportam a impermeabilidade a fluido.

[00070] A figura 3 mostra um núcleo de derivação 102. Em uma região proximal 110, essa forma cilíndrica oca tem uma superfície externa cônica truncada 119, na qual um material elástico 121 é colocado. Esse pode ser formado de uma peça. Também, uma solução de duas ou mais partes é possível, na qual o núcleo 102 e o material elástico 121 são componentes separados.

[00071] Além do mais, a superfície externa cônica truncada 119 compreende vários compartimentos 122 a 124 e tem rebordos selantes 125 e 126. O compartimento 123 é disposto em um anel de compartimentos superior. O compartimento 124 é disposto em um anel de compartimentos inferior. O compartimento 122 com a abertura 188 se estende entre os anéis de compartimentos superior e inferior. Por meio desse núcleo de derivação 102, várias diferentes funções de válvulas podem ser proporcionadas no cartucho microfluídico 100, por meio de interfaces de atuação limitadas. Isso é alcançado fazendo-se com que aberturas em diferentes compartimentos interajam com diferentes canais fluídicos 104. Por meio de projeto das extremidades 105 dos canais fluídicos 104 e dos compartimentos 122 - 124 e das suas aberturas, respectivamente, na dependência da posição rotativa do núcleo 102, nenhum, um ou mais canais fluídicos 104 podem interagir, simultaneamente, com as aberturas associadas 118. Desse modo, por exemplo, por rotação do núcleo 102, por exemplo, na direção horária, em cada posição do núcleo 102, um canal fluídico específico 104 pode interagir com uma abertura 118 no núcleo, de modo que diferentes funções, tais como funções de válvulas, funções de mistura, etc. podem ser executadas subsequentemente simplesmente por rotação do núcleo 102 no alojamento 101.

[00072] Os detentores de trava 127 e 128 são usados para fixar o núcleo 102 no alojamento 101.

[00073] A figura 4 mostra uma vista em seção transversal da parte esquerda de um alojamento de derivação 101, em que o canal fluídico 104 separa o alojamento de derivação 101 em uma parte interna 106 e uma parte externa 107. Para fins descritivos, uma direção radial 108 de um centro 109 do alojamento de derivação 101 para a superfície externa, no lado esquerdo, é definida. A parte interna 106 do alojamento de derivação 101 se estende de um primeiro valor radial interno d1 a um primeiro valor radial externo d2. Por isso, a parte externa 107 do alojamento de derivação 101 se estende de um segundo valor radial interno d3 para um segundo valor radial d4, e, por isso, d2 é menor do que d3. Em outras palavras, a figura 4 mostra uma outra concretização exemplificativa do alojamento de derivação 101 com uma superfície cônica 103, na qual um núcleo de derivação 102 é posto em contato. O núcleo de derivação 102 tem, por sua vez, uma superfície externa cônica 119, que é adaptada para criar uma conexão impermeável a fluido, entre a abertura 118 e um canal fluídico 104, após uma inserção completa ter sido processada. Além do mais, pode-se notar que esse alojamento de derivação 101, que pode ter vários desses canais fluídicos, pode ser produzido por moldagem por vazamento, sem que se tenha necessidade de usar deslizadores.

Claims

1. Alojamento de derivação para um cartucho fluídico, cara-cterizado pelo fato de que o alojamento em derivação é adaptado para receber um núcleo de derivação (102), o alojamento de derivação (101) compreendendo: uma superfície interna oblíqua, em que a superfície interna oblíqua é oblíqua em relação ao eixo longitudinal do alojamento em derivação, dita superfície interna oblíqua definindo uma porção de uma reentrância para receber o núcleo de derivação (102); e pelo menos um canal fluídico (104), em que uma primeira extremidade (105) do canal fluídico (104) termina na superfície interna oblíqua assim provendo uma abertura na superfície interna oblíqua que conecta fluidicamente o canal fluídico (104) com uma cavidade interna do alojamento de derivação (101), dita abertura é oblíqua ao eixo longitudinal do alojamento de derivação (101); em que o pelo menos um canal fluídico (104) é formado no alojamento de derivação (101) de tal forma que o alojamento de derivação (101) não tem nenhum corte inferior.

2. Alojamento de derivação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a superfície interna é uma superfície interna cônica (103).

3. Alojamento de derivação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que: o pelo menos um canal fluídico (104) separa o alojamento de derivação (101), em uma vista em seção transversal em uma parte interna (106) e uma parte externa (107); sendo que em uma direção radial (108) estendendo-se de um centro (109) do alojamento de derivação (101) para uma superfície externa do alojamento de derivação (101), a parte interna (106) do alojamento de derivação (101) se estende de um primeiro valor radial interno d1 a um primeiro valor radial externo d2; a parte externa (107) do alojamento de derivação (101) se estende de um segundo valor radial interno d3 para um segundo valor radial externo d4; e a primeira distância radial externa d2 é menor do que a segunda distância radial interna d3.

4. Alojamento de derivação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a superfície interna oblíqua é uma superfície anular disposta em uma região próxima do alojamento de derivação (101).

5. Alojamento de derivação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que: uma primeira parte tem uma forma de um cilindro oco (111); uma segunda parte tem a superfície interna oblíqua e é disposta em uma região proximal do alojamento de derivação (101); um primeiro furo (112) em uma extremidade proximal e um segundo furo (113) em uma extremidade distal do alojamento de derivação (101), em que o segundo furo é dimensionado para receber o núcleo de derivação (102).

6. Alojamento de derivação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que: o, pelo menos um, canal fluídico (104) se estende no alojamento de derivação (101) do fundo do cartucho fluídico até a superfície interna oblíqua do alojamento de derivação (101).

7. Alojamento de derivação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o, pelo menos um, canal fluídico (104) é adaptado para estabelecer uma conexão fluídica com o núcleo de derivação (102), quando o núcleo de derivação (102) é inserido no alojamento de derivação (101).

8. Alojamento de derivação, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o alojamento de derivação (101) tem uma pluralidade dos ditos canais fluídicos, em que cada canal fluídico (104) é adaptado para estabelecer diferentes conexões fluídicas com o núcleo de derivação (102), quando o núcleo de derivação (102) é inserido no alojamento de derivação (101).

9. Alojamento de derivação, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que pelo menos duas das aberturas na cavidade conectando os canais fluídicos com a cavidade interna do alojamento de derivação (101) estão dispostas em diferentes níveis da superfície interna oblíqua, ao longo de um eixo longitudinal do alojamento de derivação (101).

10. Alojamento de derivação, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que pelo menos duas das aberturas conectando os canais fluídicos com a cavidade interna do alojamento de derivação (101) estão dispostas em diferentes posições angulares em torno do perímetro da superfície interna oblíqua.

11. Alojamento de derivação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o alojamento de derivação (101) é feito por moldagem por vazamento ou por moldagem por injeção.

12. Alojamento de derivação de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito alojamento de derivação (101) compreende ainda uma parede cilíndrica contendo uma superfície interna definindo uma parte de uma reentrância para receber o núcleo de derivação (102).

13. Alojamento de derivação de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito alojamento de derivação (101) compreende ainda uma parede tendo a superfície interna oblíqua, dita superfície interna oblíqua definindo uma parte de uma reentrância para receber o núcleo de derivação (102).

14. Núcleo de derivação para inserção em um alojamento de derivação (101) que inclui uma superfície interna oblíqua, caracterizado pelo fato de que a superfície interna oblíqua é oblíqua ao eixo longitudinal do alojamento de derivação (101) e define uma parte de uma reentrância para injetar o núcleo de derivação (102) e, pelo menos um canal fluídico (104), em que uma primeira extremidade (105) do canal fluídico (104) termina na superfície interna oblíqua assim provendo uma abertura na superfície interna oblíqua que conecta fluidicamente o canal fluídico (104) com uma cavidade interna do alojamento de derivação (101), dita abertura é oblíqua ao eixo longitudinal do alojamento de derivação (101), em que o, pelo menos um, canal fluídico (104) é formado no alojamento de derivação (101) de tal forma que o alojamento de derivação (101) não tem superfícies rebaixadas, o núcleo de derivação (102) compreendendo: pelo menos uma abertura (118) para estabelecer uma conexão fluídica com um canal fluídico (104) do alojamento de derivação (101), quando o núcleo de derivação (102) é inserido no alojamento de derivação (101), em que o núcleo de derivação (102) é adaptado para selar a conexão fluídica com uma superfície interna oblíqua do alojamento de derivação (101), quando o núcleo de derivação (102) é inserido no alojamento de derivação (101).

15. Núcleo de derivação, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o núcleo de derivação (102) compreende ainda: uma superfície externa oblíqua (119) compreendida de materiais elásticos (121), em que a superfície externa oblíqua (119) do núcleo de derivação (102) sela a conexão fluida com a superfície interna oblíqua do alojamento de derivação (101), quando o núcleo de derivação (102) é inserido no alojamento de derivação (101).

16. Núcleo de derivação, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que a superfície externa oblíqua (119) do núcleo de derivação (102) é uma superfície externa cônica (119).

17. Núcleo de derivação, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que a superfície externa oblíqua (119) compreende uma pluralidade de compartimentos (122, 123, 124), em cada uma das quais uma abertura é respectivamente situada; a pluralidade de compartimentos são suportados espacialmente por rebordos selantes elásticos (125, 126); em que a pluralidade de compartimentos e os rebordos selantes são adaptados para estabelecer conexões fluídicas justas entre cada compartimento do núcleo de derivação (102) e a abertura correspondente do, pelo menos um, canal fluídico (104) do alojamento de derivação (101), quando o núcleo de derivação (102) é inserido no alojamento de derivação (101).

18. Núcleo de derivação, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que compreende múltiplas aberturas (118) para estabelecer diferentes conexões fluídicas com diferentes canais fluídicos do alojamento de derivação (101), quando o núcleo de derivação (102) é inserido no alojamento de derivação (101).

19. Núcleo de derivação, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que pelo menos duas das múltiplas aberturas (118) são dispostas a diferentes níveis do núcleo de derivação (102), ao longo de um eixo longitudinal do núcleo de derivação (102).

20. Núcleo de derivação, de acordo com a reivindicação 18, em que pelo menos duas das múltiplas das aberturas (118) são dispostas em diferentes posições angulares em torno de um perímetro do núcleo de derivação (102).

21. Núcleo de derivação, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o núcleo de derivação (102) não tem corte inferior.

22. Cartucho para aplicações fluídicas compreendendo um núcleo de derivação (102) como definido na reivindicação 14 e um alojamento de derivação (101), caracterizado pelo fato de que: uma superfície interna oblíqua, em que a superfície interna oblíqua é oblíqua ao eixo longitudinal do alojamento de derivação (101), dita superfície interna oblíqua definindo uma porção de um recesso; e pelo menos um canal fluídico (104), em que uma primeira extremidade (105) do canal fluídico (104) termina na superfície interna oblíqua assim provendo uma abertura na superfície interna oblíqua que conecta fluidicamente o canal fluídico (104) com uma cavidade interna do alojamento de derivação (101), dita abertura é oblíqua ao eixo longitudinal do alojamento de derivação (101), em que o pelo menos um canal fluídico (104) é formado no alojamento de derivação (101) de tal forma que o alojamento de derivação (101) não tem superfícies rebaixadas.

23. Cartucho, de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que uma parte de extensão do, pelo menos um, canal fluídico (104) é formado dentro de um fundo do cartucho.

24. Cartucho, de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que o cartucho (100) compreende ainda um núcleo de derivação (102) dimensionado para ser recebido no alojamento de derivação (101).

25. Cartucho, de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que o alojamento de derivação (101) e o núcleo de derivação (102) são adaptados, em combinação, de um modo tal que o alojamento de derivação (101) propicia uma rotação (120) do núcleo de derivação (102) dentro da cavidade interna do alojamento de derivação (101), quando o núcleo de derivação (102) é inserido no alojamento de derivação (101).

26. Cartucho de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de que, quando o núcleo de derivação (102) é injetado no alojamento de derivação (101), uma abertura (116) do, pelo menos um, canal fluídico (104) do alojamento de derivação (101) é alinhada com uma abertura (118) no núcleo de derivação (102) com relação ao alojamento de derivação (101), de modo que uma conexão fluídica seja estabelecida entre o, pelo menos um, canal fluídico (104) do alojamento de derivação (101) e o núcleo de derivação (102).

27. Cartucho, de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de que, quando o núcleo de derivação (102) é injetado no alojamento de derivação (101), diferentes aberturas (116) do, pelo menos um, canal fluídico (104) no alojamento de derivação (101) são alinhadas com diferentes aberturas (118) no núcleo de derivação (102), em diferentes posições angulares do núcleo de derivação (102) com relação ao alojamento de derivação (101), de modo que diferentes conexões fluídicas sejam estabelecidas em diferentes posições angulares do núcleo.

28. Cartucho de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que a dita superfície interna oblíqua define uma parte da reentrância para injetar o núcleo de derivação (102).