BR112012028293B1

BR112012028293B1 - Microfiltro, método de formar um microfiltro e método de filtração

Info

Publication number: BR112012028293B1
Application number: BR112012028293-0A
Authority: BR
Inventors: Cha-Mei Tang; Olga V. Makarova; Platte T. Amstutz
Original assignee: Creatv Microtech, Inc
Priority date: 2010-05-03
Filing date: 2011-04-01
Publication date: 2023-12-19
Also published as: WO2011139445A1; EP2566598A1; JP2013537469A; EP2566598A4; CN103189122B; EP3777994A1; US20130059308A1; CA2798246C; CA2798246A1; JP5837574B2; CN103189122A; BR112012028293A8; AU2011248929A1; US11613115B2; BR112012028293A2; EP2566598B1; AU2011248929B2

Abstract

microfiltro, método de formar um microfiltro e método de filtração. a presente invenção se refere a um microfiltro compreendendo uma camada de polímero formada de filme seco fotodefinível e uma pluralidade de aberturas, cada uma se estendendo através da camada de polímero. também é revelado um método de formar um microfiltro. o método inclui prover uma primeira camada de filme seco fotodefinível baseado em epóxi, disposta em um substrato; expor a primeira camada à energia através de uma máscara para formar um padrão, definido pela máscara, na primeira camada de filme seco; formar, a partir da primeira camada de filme seco, uma camada de polímero possuindo uma pluralidade de aberturas se estendendo através desta, a pluralidade de aberturas possuindo uma distribuição definida pelo padrão; e remover a camada de polímero de substrato.

Description

Referência cruzada para pedidos relacionados

[001] Este pedido reivindica prioridade para Pedido de Patente Provisória U.S. No. 61/330,819, depositado em 3 de maio de 2010, e Pedido de Patente Provisória U.S. No. 61/377,797, depositado em 27 de agosto de 2010, os conteúdos os quais são aqui incorporados por referência.

Antecedente Campo da Invenção

[002] A presente invenção se refere geralmente à filtragem, e mais particularmente, a microfiltros poliméricos e métodos de fabricação dos mesmos.

Técnica Relacionada

[003] Algumas condições médicas podem ser diagnosticadas pela detecção da presença de certos tipos de células em fluido corporal. Em particular, células indicativas ou características de certas condições médicas podem ser maiores e/ou menos flexíveis que outras células encontradas em certos fluidos corporais. Adequadamente, pela coleta de tais células maiores e/ou menos flexíveis a partir de uma amostra de um fluido corporal, pode ser possível diagnosticar uma condição médica com base nas células coletadas.

[004] As células que são maiores e/ou menos flexíveis que outras células presentes em um fluido corporal podem ser coletadas pela filtragem do fluido corporal. Por exemplo, células alvo indicativas de uma condição podem ser coletadas pela passagem de um fluido corporal através de um filtro possuindo aberturas que são muito pequenas para as células alvo atravessarem, porém grandes o suficiente para outras células atravessarem. Uma vez coletadas, qualquer número de análises de células alvo pode ser realizado. Tais análises podem incluir, por exemplo, a identificação, contagem, caracterização, e/ou cultura das células coletadas.

Sumário

[005] Em um aspecto da presente invenção, um microfiltro é revelado. O microfiltro compreende uma camada de polímero formada a partir de filme seco fotodefinível com base epóxi, e uma pluralidade de orifícios cada um se estendendo através da camada de polímero.

[006] Em outro aspecto da presente invenção, um microfiltro multicamada é revelado. O microfiltro compreende uma primeira camada de polímero formada a partir de filme seco fotodefinível com base epóxi e possuindo um primeiro orifício estendendo-se através dele, e uma segunda camada de polímero formada a partir de filme seco fotodefinível com base epóxi e possuindo um segundo orifício se estendendo através dele, em que os primeiro e segundo orifícios definem pelo menos parcialmente uma passagem não linear se estendendo através das primeira e segunda camadas.

[007] Ainda em outro aspecto da presente invenção, um método de fabricação de um microfiltro é revelado. O método compreende prover uma primeira camada de filme seco fotodefinível com base epóxi disposta em um substrato, expondo a primeira camada à energia através de uma máscara para formar um padrão, definido pela máscara, na primeira camada do filme seco, formando, a partir da primeira camada exposta do filme seco, uma camada de polímero possuindo uma pluralidade de orifícios se estendendo através dela, a pluralidade de orifícios possuindo uma distribuição definida pelo padrão, e removendo a camada de polímero a partir do substrato.

[008] Ainda em outro aspecto da presente invenção, um método de formação de um microfiltro multicamada é revelado. O método compreende a formação de uma primeira camada de polímero compreendendo uma pluralidade dos primeiros orifícios a partir de uma primeira camada de filme seco fotodefinível com base epóxi disposta em um substrato, laminando uma segunda camada de filme seco fotodefinível com base epóxi na primeira camada de polímero, e formando uma segunda camada de polímero compreendendo uma pluralidade de segundos orifícios a partir da segunda camada do filme seco.

[009] Ainda em outro aspecto da presente invenção, um método de uso de um microfiltro é revelado. O método compreende a passagem de um líquido através de uma pluralidade de orifícios de um microfiltro formado a partir de um filme seco fotodefinível com base epóxi, em que o microfiltro tem força e flexibilidade suficientes para filtrar o líquido, e em que os orifícios são dimensionados para permitir passagem de um primeiro tipo de célula de fluido corporal e para evitar passagem de um segundo tipo de célula de fluido corporal.

Breve descrição dos desenhos

[0010] Modalidades ilustrativas da presente invenção são descritas neste com referência aos desenhos anexos, nos quais:

[0011] FIGURAS 1A-1E são vistas transversais ilustrando estágios múltiplos em um processo para fabricação de um microfiltro de acordo com as modalidades da presente invenção;

[0012] FIGURA 2A é um fluxograma ilustrando um processo para fabricação de um microfiltro de acordo com modalidades da presente invenção;

[0013] FIGURA 2B é um fluxograma ilustrando um processo para a formação de um microfiltro a partir de um filme seco exposto no processo ilustrado na FIGURA 2A, de acordo com modalidades da presente invenção;

[0014] FIGURAS 3A-3E são vistas transversais ilustrando estágios múltiplos em um processo para fabricação de um microfiltro 120 de acordo com modalidades da presente invenção;

[0015] FIGURAS 4A-4D são vistas transversais ilustrando estágios múltiplos em um processo para fabricação de um microfiltro de acordo com modalidades da presente invenção;

[0016] FIGURAS 5A-5D são vistas transversais ilustrando estágios múltiplos em um processo para fabricação de uma pluralidade de microfiltros a partir de uma pluralidade de camadas de filme seco fotodefinível com base epóxi de acordo com modalidades da presente invenção;

[0017] FIGURAS 6A e 6B são vistas transversais ilustrando estágios múltiplos em um processo para anexar estruturas de filme seco em um suporte usando um aparelho de mandril eletroestático em um processo para formação de microfiltros de acordo com modalidades da presente invenção;

[0018] FIGURAS 7A e 7B são vistas transversais ilustrando estágios múltiplos em um processo para fabricação de microfiltros a partir de um rolo de uma estrutura de filme seco de acordo com modalidades da presente invenção;

[0019] FIGURAS 8A e 8B são vistas transversais ilustrando estágios múltiplos em um processo para fabricação de microfiltros a partir de uma pluralidade de rolos de estruturas de filme seco de acordo com modalidades da presente invenção;

[0020] FIGURAS 9A-9D são vistas parciais superiores ilustrando várias distribuições de orifícios de microfiltros de acordo com modalidades da presente invenção;

[0021] FIGURAS 10A-10D são vistas transversais ilustrando microfiltros possuindo várias espessuras e várias formas, dimensões e distribuições de orifícios de acordo com modalidades da presente invenção;

[0022] FIGURA 11 é um fluxograma ilustrando um processo 1300 para fabricação de um microfiltro multicamada de acordo com modalidades da presente invenção;

[0023] FIGURAS 12A-12K são vistas transversais ilustrando estágios múltiplos em um processo para fabricação de um microfiltro multicamada de acordo com modalidades da presente invenção;

[0024] FIGURA 12L é um vista superior do microfiltro multicamada de acordo com modalidades da presente invenção;

[0025] FIGURAS 13A e 13B são vistas superiores ilustrando estágios múltiplos no processo da FIGURA 11;

[0026] FIGURAS 14A e 14B são vistas transversais de um microfiltro multicamada 1420 de acordo com modalidades da presente invenção.

[0027] FIGURA 14C é uma vista superior de um microfiltro multicamada 1420 das FIGURAS 14A e 14B;

[0028] FIGURA 15 é uma vista transversal de uma estrutura de microfiltragem incluindo um microfiltro e uma estrutura de suporte de acordo com modalidades da presente invenção;

[0029] FIGURA 16 é uma vista transversal de um microfiltro revestido de acordo com modalidades da presente invenção;

[0030] FIGURA 17A é um fluxograma ilustrando um processo de filtragem usando um microfiltro de acordo com modalidades da presente invenção; e

[0031] FIGURA 17B é um fluxograma ilustrando um processo de filtragem usando um microfiltro de acordo com modalidades da presente invenção.

Descrição detalhada

[0032] Aspectos da presente invenção são geralmente direcionados para um microfiltro compreendendo uma camada de polímero formada a partir do filme seco fotodefinível com base epóxi. O microfiltro inclui uma pluralidade de orifícios cada um estendendo-se através da camada de polímero. Em certas modalidades, o microfiltro pode ser formado pela exposição do filme seco à energia através de uma máscara e revelação do filme seco exposto. Em algumas modalidades, o filme seco pode ser exposto à energia na forma de luz ultravioleta (UV). Em outras modalidades, o filme seco pode ser exposto à energia na forma de Raios X. Em certas modalidades, a camada de polímero tem força e flexibilidade suficientes para filtar o líquido. Em algumas modalidades, os orifícios são dimensionados para permitir a passagem de um primeiro tipo de célula de fluido corporal e para evitar a passagem de um segundo tipo de célula de fluido corporal.

[0033] Especificamente, em certas modalidades, o microfiltro pode ser usado para realizar ensaios em fluidos corporais. Em algumas modalidades, o microfiltro pode ser usado para isolar e detectar células raras a partir de um fluido corporal. Em certas modalidades, o microfiltro pode ser usado para coletar células tumorais circulantes (CTCs) a partir do sangue passado através do microfiltro. Em algumas modalidades, células coletadas usando o microfiltro podem ser usadas em processos a jusante tais como identificação, enumeração, caracterização, cultura, etc. de células.

[0034] Mais especificamente, em certas modalidades, camadas múltiplas de filme seco fotodefinível com base epóxi podem ser expostas à energia simultaneamente para produção em escala de microfiltros. Em algumas modalidades, uma pilha de camadas de filme seco fotodefinível com base epóxi é provida, e todas as camadas de filme seco na pilha são expostas á energia simultaneamente. Em algumas modalidades, uma estrutura de filme seco incluindo filme seco fotodefinível com base epóxi disposta em um substrato é provida na forma de um rolo. Em tais modalidades, uma parte da estrutura pode ser desenrolada para exposição do filme seco à energia. Em certas modalidades, partes de uma pluralidade de rolos podem ser expostas à energia simultaneamente.

[0035] FIGURAS 1A-1E são vistas transversais ilustrando estágios múltiplos em um processo para fabricação de um microfiltro 120 de acordo com modalidades da presente invenção. FIGURA 2A é um fluxograma ilustrando um processo 200 para fabricação de um microfiltro de acordo com modalidades da presente invenção. O processo exemplar da FIGURA 2A será descrito abaixo com referência às FIGURAS 1A-1E. Outras modalidades do processo ilustrado na FIGURA 2A serão descritas abaixo com referência às FIGURAS 3A-8B.

[0036] No bloco 220 da FIGURA 2A, uma camada de filme seco fotodefinível com base epóxi 100 (a qual pode ser referida neste como "filme seco 100") disposta em um substrato 180 é provida. Em algumas modalidades, o filme seco 100 é laminado no substrato 180 no bloco 220. Em certas modalidades, uma pastilha de silicione é revestida com uma fina camada de material metálico, tal como cobre, e o filme seco 100 é laminado no material metálico no bloco 220. Em outras modalidades, um filme seco 100 com um substrato 180 já anexado pode ser obtido e provido no bloco 220. Como usado neste, uma substância "fotodefinível com base epóxi" se refere a uma substância incluindo ou formada a partir de uma resina epóxi fotodefinível, tal como uma resina epóxi polifuncional, resina epóxi bisfenol A, resina novolac formaldeído bisfenol A polifuncional epoxidado, etc. Exemplos de resinas epóxi fotodefiníveis podem ser encontrados nas Patentes U.S. Nos. 7,449,280, 6,716,568, 6,391,523, e 6,558,868, os conteúdos das quais estão por meio deste incorporadas por referência. Exemplos de resinas epóxi fotodefiníveis podem também ser encontrados nas Publicações de Patentes U.S. Nos. 2010/0068648 e 2010/0068649, os conteúdos das quais estão por meio deste incorporada por referência. Como usado neste, um "filme seco fotodefinível com base epóxi" é um filme seco incluindo ou formado a partir de uma substância fotodefinível com base epóxi. Exemplos de filmes secos fotodefiníveis com base epóxi que podem ser usados de acordo com modalidades da presente invenção podem ser encontrados nas Patentes U.S. Nos. 7,449,280, 6,391,523, e 6,558,868, e Publicações de Patentes U.S. Nos. 2010/0068648 e 2010/0068649. Além disso, exemplos de filmes secos fotodefiníveis com base epóxi que podem ser usados de acordo com modalidades da presente invenção são incluidos em filme polimérico série PERMX™ de folhas DuPont e SUEX™ do DJ DevCorp, cada uma da qual inclui uma camada fotodefinível entre duas outras camadas de polímero .

[0037] Em certas modalidades, o substrato 180 é uma lâmina fina de cobre. Em algumas modalidades, substratos suaves, que são preferidos por causa das irregularidades na superfície do substrato ao qual o filme seco é laminado, são transferidos para uma superfície do filme seco. Em algumas modalidades, um filme fino de cobre é preferida como um substrato de modo que o substrato pode ser removido em uma quantidade de tempo relativamente curta. Em outras modalidades, o substrato 180 pode ser uma pastilha de silicione, um filme de poli-imida tal como Kapton, ou qualquer outro material adequado.

[0038] Como mostrado nas FIGURAS 1B e 1C, o filme seco 100 é exposto à energia através de uma máscara 199 para formar um filme seco 110 exposto no bloco 240. Na modalidade ilustrada nas FIGURAS 1B e 1C, o filme seco 100 é exposto à energia na forma de luz ultravioleta (UV) através de uma máscara óptica 199 possuindo uma parte da máscara 197 que é transparente à luz UV e um padrão de máscara 198 formado a partir de um filme fino de material que é opaco à luz UV. Em modalidades alternativas, o filme seco 100 pode ser exposto a Raios X através de uma máscara de Raio x no bloco 240, ao invés de ser exposto à luz UV através da máscara óptica 199.

[0039] Em uma modalidade ilustrada nas FIGURAS 1A-1E, o filme seco 100 é uma resist negativo. Como usado neste, um "resist negativo" é uma substância fotodefinível que se torna polimerizada quando exposta a certos tipos de energia, tal como Luz UV ou Raios X. Exemplos de filmes secos fotodefiníveis com base epóxi de resist negativo que podem ser usados de acordo com modalidades da presente invenção incluem o filme seco de resist negativo incluído no filme de polímero da série PERMX™ de DuPont, e o filme seco de resist negativo incluído nas folhas SUEX™ da DJ DevCorp, cada qual inclui uma camada fotodefinível entre duas outras camadas de polímero. A série PERMX™ 3000 é fabricada em rolos pela Dupont em espessuras comercialmente disponíveis de 10 μm, 14 μm, 25 μm, e 50 μm, embora outras espessuras possam também ser obtidas.

[0040] Como mostrado na FIGURA 1C, as partes do filme seco exposto 110 que foram expostas a Luz UV através da máscara 199 tornam-se polimerizadas, deixando as partes 116 que não são polimerizadas. As partes polimerizadas e não polimerizadas do filme seco exposto 100 formam um padrão 118 que é definido pela máscara óptica 199. Mais particularmente, o padrão 118 do filme seco exposto 110 é definido por um padrão 198 da máscara óptica 199, onde o padrão 198 é formado por material opaco a Luz UV. Em certas modalidades, o padrão 198 pode ser formado por um filme fino do material opaco a Luz UV, tal como um filme fino de crômio.

[0041] Em modalidades alternativas, um filme seco fotodefinível com base epóxi positiva pode ser usada ao invés de um filme seco negativo. Em tais modalidades, o processo para formação de um microfiltro a partir do filme seco positivo é similar ao processo para formação de um microfiltro descrito em relação às FIGURAS 1A-2A, exceto que uma máscara diferente pode ser usada, como descrito abaixo em relação às FIGURAS 4A-4D. Como usado neste, um "resist positivo" é uma substância fotodefinível na qual, ligações poliméricas são quebradas quando a substância é exposta a certos tipos de energia, tal como Luz UV ou Raios X. Em certas modalidades, o resist positivo pode ser um resist com base em polidimetilglutarimida (tais como PMGI, LOR disponíveis a partir de MicroChem), um acetato e resist livre de xileno (tal como um resist de série SI 800® disponível pela Shipley Corp.), ou outro tipo de resist positivo. Para camadas de resists que são maiores que uns poucos mícrons em espessura, resists negativos são geralmente muito mais sensíveis que resists positivos. A maioria dos resists de polímero pertence à categoria dos filmes de resist positivo. Exemplos de filme seco de resist positivo que podem ser usados incluem polimetilmetacrilato (PMMA), e um polímero sintético de metil metacrilato. Outros exemplos de resist positivo são acrílicos, poli-imido, poliésteres, tal como polietileno tereftalato (PET) (MYLAR™), etc. Em certas modalidades, um microfiltro pode ser formado a partir de um filme seco fotodefinível que não é com base epóxi, de acordo com modalidades da presente invenção. Em tais modalidades, o filme seco pode ser um resist positivo ou um negativo. Em outras modalidades, um microfiltro pode ser formado a partir de um líquido fotodefinível, em vez de um filme seco. Em tais modalidades, o líquido fotodefinível pode ser um resist positivo ou um resist negativo. Em certas modalidades, o líquido fotodefinível pode ser líquido de poli-imido. Em tais modalidades, o líquido fotodefinível de poli-imido pode ser resist positivo ou resist negativo.

[0042] No bloco 260, um microfiltro 120 possuindo uma pluralidade de orifícios 122 estende-se através do microfiltro que é formado a partir do filme seco exposto 110. Em certas modalidades, o microfiltro 120 inclui uma camada de polímero formada a partir de filme seco fotodefinível com base epóxi e uma pluralidade de orifícios estendendo-se através da camada de polímero. Em cada uma das modalidades da presente invenção descrita neste, um microfiltro inclui uma ou mais camadas de polímero e um ou mais orifícios estendendo-se através de cada uma ou mais camadas de polímero. Também, como usado neste, um "orifício" refere-se a qualquer tipo de passagem, poro, sulco, lacuna, buraco, etc., que se extende entre superfícies externas de uma camada ou outra estrutura. Na modalidade ilustrada nas FIGURAS 1A-1E, os orifícios 122 são poros 122.

[0043] Na modalidade ilustrada nas FIGURAS 1A-1E, o filme seco exposto 110 é revelado para remover as partes não polimerizadas 116 para formar o microfiltro 120 possuindo poros 122. Em certas modalidades, filme seco exposto 110 é revelado pela aplicação de um revelador ao filme seco 110 para dissolver partes não polimerizadas 116. Em algumas modalidades, o revelador é uma solução aquosa que dissolve partes não polimerizadas 116 quando o filme seco exposto 110 é submerso no revelador. No bloco 280, o microfiltro 120 possuindo poros 122 é removido do substrato 180 para formar um microfiltro independente 120, como mostrado na FIGURA 1E. Em algumas modalidades, um microfiltro é uma estrutura de uma ou mais camadas de polímero incluindo um ou mais orifícios estendendo-se entre as superfícies externas da estrutura, em que a estrutura tem força e flexibilidade suficientes para filtrar um líquido passado através de um ou mais orifícios. Em certas modalidades, um microfiltro pode incluir orifícios possuindo dimensões pequenas o suficiente para evitar um ou mais tipos de células de fluido corporal a partir da passagem através de orifícios quando um fluido corporal ou líquido contendo um fluido corporal atravessa o filtro, em que as dimensões dos orifícios também são pequenas o suficiente para evitar um ou mais outros tipos de células de fluido corporal de atravessarem o filtro. Como usado neste, "célula de fluido corporal" se refere a qualquer célula que pode ser encontrada em um fluido corporal de um paciente, tal como glóbulos vermelhos ou glóbulos brancos, células raras, tal como CTCs e células fetais, etc. Em algumas modalidades, um microfiltro inclui orifícios dimensionados para permitir a passagem de um número significativo de glóbulos vermelhos e para evitar passagem de um número significante de CTCs. Em certas modalidades, um microfiltro formado a partir de uma ou mais camadas de filme seco fotodefinível com base epóxi pode ser um microfiltro de polímero.

[0044] Várias modalidades do processo ilustrado na FIGURA 2A serão descritas abaixo em relação às FIGURAS 2B-8B. Como notado acima, em certas modalidades, o substrato 180 pode ser lâmina de cobre. Em tais modalidades, o substrato de cobre 180 pode ser removido do microfiltro 120 usando ácido nítrico, cloreto férrico ou outro reagente bem conhecido em uma variação de bloco 280. Em certas modalidades, o reagente pode ser usado para corroer o substrato de cobre 180 a fim de removê-lo do microfiltro 120. Em outras modalidades, o substrato 180 pode ser outro tipo de lâmina metálica, tal como alumínio, e pode ser removido no bloco 280 por métodos bem conhecidos.

[0045] A FIGURA 2B é um fluxograma ilustrando um processo para formar um microfiltro a partir de um filme seco exposto no bloco 260 da FIGURA 2A de acordo com modalidades da presente invenção. Em certas modalidades, o processo 260 para formar o microfiltro compreende formar, a partir do filme seco exposto, uma camada de polímero compreendendo uma pluralidade de orifícios. Na modalidade da FIGURA 2B, um processo de pós-cozimento (post bake) é realizado no filme seco exposto 110 disposto no substrato 180 no bloco 262. Em certas modalidades, o processo de pós-cozimento inclui expor o filme seco 110 a uma temperatura relativamente alta para o pós-cozimento do filme seco 110. No bloco 264, o filme seco 110 é revelado pela aplicação de um revelador para filme seco 110, como descrito acima em relação às FIGURAS 1A-1E. No bloco 266, um processo de extra-cozimento (hard bake) é realizado no filme seco revelado 110. Em certas modalidades o processo de extra-cozimento inclui expor o filme seco 110 a uma temperatura relativamente alta. Em algumas modalidades do processo ilustrado na FIGURA 2B, O processo de extra-cozimento do bloco 266 pode ser omitido. Em tais modalidades, o microfiltro 120 é formado pelo pós-cozimento do filme seco exposto 110 no bloco 262, e revela o filme seco 110 no bloco 264. Os processos descritos acima em relação à FIGURA 2B podem ser usados com qualquer uma das modalidades descritas neste. Adicionalmente, em quaisquer das modalidades da presente invenção descritas aqui, o processo para formação de uma camada de polímero de um microfiltro a partir de um filme seco fotodefinível com base epóxi pode incluir expor o filme seco a energia, realizando um processo de pós-cozimento, revelando o filme seco exposto, e/ou pós- cozinhando ofilme seco exposto, como descrito acima.

[0046] As FIGURAS 3A-3E são vistas transversais ilustrando estágios múltiplos em um processo para fabricar o microfiltro 120 de acordo com modalidades da presente invenção. Na modalidade ilustrada nas FIGURAS 3A- 3E, o substrato é um filme de poli-imido 181. No bloco 220, uma camada de filme seco fotodefinível com base epóxi 100 disposta no filme de poli-imido 181 é provida com um separador 182 disposto entre uma parte do filme seco 100 e do filme de poli-imido 181. Na modalidade mostrada na FIGURA 3A, um separador 182 é disposto entre uma parte do filme seco 100 e do filme de poli-imido 181 ao longo de uma borda do filme seco 100. Em certas modalidades, o separador 182 pode ser disposto ao longo de uma ou mais bordas do filme seco 100, ou em outros locais entre o filme seco 100 e o filme de poli-imido 181. O separador 182 pode ser formado a partir de um filme de poli-imido (tal como um filme KAPTON) ou a partir de qualquer outro material adequado que pode ser laminado à filme seco 100 e resistir à temperatura de um processo de extra cozimento.

[0047] Como mostrado nas FIGURAS 3B-3C, o filme seco 100 é exposto à energia, e um microfiltro 120 é formado a partir do filme seco exposto 110 nos blocos 240 e 260, como descrito acima em relação às FIGURAS 1B-ID. Em certas modalidades, o microfiltro 120 inclui uma camada de polímero compreendendo uma pluralidade de orifícios através dela. Na modalidade ilustrada nas FIGURAS 3A-3E, o microfiltro 120 é removido do filme de poli-imido 181 segurando-se uma extremidade exposta do separador 182 e usando o separador 182 para descamar o microfiltro 120 do filme de poli-imido 181. Após o filme seco 100 ser removido da camada de poli-imido 181, como mostrado na FIGURA 3D, o separador 182 é removido do filme seco 100 para obter um microfiltro independente 120, como mostrado na FIGURA 3E. Remover o microfiltro 120 da camada 181, e remover o separador 182 do microfiltro 120, são duas etapas realizadas em uma variação do bloco 280, de acordo com modalidades da presente invenção.

[0048] Nas modalidades alternativas do processo ilustrado na FIGURA 2A, um resist líquido pode ser usado ao invés de filme seco 100. Em tais modalidades, um substrato é revestido com uma fina camada de uma substância metálica e um fotoresist líquido com base epóxi é revestido por rotação de uma substância metálica para prover uma camada de uma substância fotodefinível com base epóxi em um substrato, em uma variação do bloco 210. Em certas modalidades, o substrato pode ser uma pastilha de silicone, a substância metálica pode ser cobre, e o fotoresist líquido pode ser um líquido fotodefinível com base epóxi. Em algumas modalidades, o líquido fotodefinível com base epóxi é um resist líquido negativo, tal como SU-8. A camada da substância fotodefinível com base epóxi é exposta à energia, e um microfiltro 120 é formado a partir da camada exposta nos blocos 240 e 260, como descrito acima em relação às FIGURAS 1B- 1D. Em uma variação do bloco 280, o microfiltro 120 é liberado a partir do substrato por corrosão da substância metálica através de processos convencionais como descritos acima. Em certas modalidades, o resist líquido pode ser um resist líquido negativo, tal como SU-8 ou KMPR® disponível a partir de MicroChem Corp.

[0049] Em outras modalidades alternativas do processo ilustrado na FIGURA 2A, um resist líquido negativo é usado ao invés do filme seco 100, e um resist positivo entre o resist negativo e o substrato pode ser usado como uma camada de liberação. Em tais modalidades, para prover uma camada de uma substância fotodefinível com base epóxi em um substrato em uma variação do bloco 210, um resist líquido positivo é revestido por rotação em um substrato, o resist positivo é exposto à energia (tal como Luz UV) com a dose apropriada para a espessura do revestimento, e um resist líquido negativo com base epóxi é revestido por rotação de um resist positivo. Em certas modalidades, o resist positivo pode ser exposto à energia sem o uso de uma máscara. A camada da substância fotodefinível com base epóxi é exposta à energia, e um microfiltro 120 é formado a partir da camada exposta nos blocos 240 e 260, como descrito acima em relação às FIGURAS 1B- 1D. Em tais modalidades, em uma variação do bloco 280, o microfiltro 120 é liberado a partir do substrato pela revelação do resist positivo. Em certas modalidades, o mesmo revelador pode ser usado para revelar ambos os resists positivo e negativo. Em outras modalidades, um revelador pode ser usado para formar os poros no microfiltro 120, e outro revelador pode ser usado para liberar o microfiltro do substrato. Em modalidades alternativas, um resist positivo de filme seco pode ser usado como a camada de liberação ao invés de um resist positivo líquido. Exemplos de filme seco de resists positivos que podem ser usados incluem polimetilmetacrilato (PMMA), e um polímero sintético do metil metacrilato.

[0050] Em outras modalidades, um filme seco fotodefinível com base epóxi negativa 100 pode ser usado em combinação com uma camada de liberação de resist positivo. Tais modalidades são similares às modalidades descritas acima utilizando uma camada de liberação de resist positivo, exceto que uma camada do filme seco negativa 100 pode ser laminada no resist positivo revestido por rotação no bloco 210, em vez de um revestimento por rotação de um resist líquido negativo.

[0051] As FIGURAS 4A-4D são vistas transversais ilustrando estágios múltiplos em um processo para fabricação de um microfiltro 420 de acordo com modalidades da presente invenção. Na modalidade ilustrada nas FIGURAS 4A- 4D, uma camada de filme seco fotodefinível com base epóxi positiva 400 (a qual pode ser referida neste como "filme seco 400") disposta no substrato 180 é provida no bloco 220. Em certas modalidades, o filme seco positivo 400 é laminado no substrato 180 no bloco 220. Como mostrado na FIGURA 4B, o filme seco positivo 400 é exposto à energia no bloco 240, como descrito acima em relação às FIGURAS 1B e 1C, exceto que, ao invés de partes expostas do filme seco 400 tornarem-se polimerizadas, ligações poliméricas do filme seco 400 são quebradas nas partes 416, as quais são expostas à energia (por exemplo, Luz UV) através da máscara 499. Um padrão 418 das partes expostas 416 e partes não expostas é formado no filme seco exposto 410. Como mostrado na FIGURA 4B, a máscara 499 inclui uma parte transparente 497 e uma parte opaca 498. Como descrito acima, a máscara 199 da FIGURA 1B é usada com um resist negativo e é configurada psra revestir partes da filme seco 100 onde poros serão formados na filme seco 100. Na modalidade ilustrada nas FIGURAS 4A-4D, partes opacas 498 da máscara 499 são configuradas para revestir todas as partes do filme seco positivo 400 exceto os locais onde orifícios serão formados, permitindo a Luz UV atravessar a máscara 499 para o filme seco positivo 400 nos locais onde orifícios estão se formando no filme seco positivo 400.

[0052] Na modalidade ilustrada nas FIGURAS 4A-4D, um microfiltro 420 é formado a partir do filme seco exposto 410 em uma variação do bloco 260, pela revelação do filme seco 410 usando um revelador que dissolve as partes 416 do filme seco 400 onde as ligações poliméricas foram quebradas. No bloco 280, o microfiltro 420 possuindo orifícios 422 é removido do substrato 180 para formar um microfiltro polimérico independente 420, como mostrado na FIGURA 4D. Em algumas modalidades, o microfiltro 420 inclui uma camada de polímero formada a partir do filme seco fotodefinível com base epóxi e inclui uma pluralidade de orifícios estendendo-se através da camada de polímero. Em certas modalidades, os orifícios 422 são poros 422. Em algumas modalidades, no bloco 280, o microfiltro 420 pode ser liberado do substrato revelando o resist como descrito acima.

[0053] As FIGURAS 5A-5D são vistas transversais ilustrando estágios múltiplos em um processo para fabricação de uma pluralidade de microfiltros a partir de uma pluralidade de camadas de filme seco fotodefinível com base epóxi de acordo com modalidades da presente invenção. Em certas modalidades do processo ilustrado na FIGURA 2A, uma pluralidade de estruturas de filme seco 501, cada uma incluindo uma camada de filme seco fotodefinível com base epóxi 500 (a qual pode ser referida neste como "filme seco 500") disposta em um substrato 580, são providas no bloco 220. Na modalidade ilustrada nas FIGURAS 5A-5D, os filmes secos 500 dispostos nos substratos 580 são providos no bloco 220 por estruturas de empilhamento 501 em um suporte 590, como ilustrado na FIGURA 5A.

[0054] Em certas modalidades, como ilustrado na FIGURA 5A, filmes secos 500 na pilha de estruturas 501 são simultaneamente expostos à energia na forma de Raios X através de uma máscara de Raios x 599 no bloco 240 da FIGURA 2A. Em algumas modalidades, a penetração dos Raios X é muito mais profunda que a Luz UV. Ao contrário da Luz UV, os Raios X não divergem dentro de um material possuindo uma espessura de menos de 5 mm, mesmo para características significantemente menores que um mícron. Em algumas modalidades, litografia de Raios x pode ser tipicamente realizada em um feixe de luz linear (beamLine) de um síncrotron. Além disso, litografia de Raios x pode ser usada para ambos os resists negativo e positivo. Na modalidade ilustrada nas FIGURAS 5A-5D, filmes secos 500 são cada um resists negativos. Em outras modalidades, filmes secos 500 podem ser resists positivos. Em tais modalidades, uma máscara configurada para formar orifícios em um resist positivo, como descrito acima em relação à máscara 499 da FIGURA 4B, pode ser usada. Adicionalmente, em modalidades nas quais filmes secos 500 são resists positivos, filmes secos 500 podem ser anexados ao suporte 290 e empilhados diretamente um no outro, sem cada um ser disposto em um substrato respectivo.

[0055] Como mostrado na FIGURA 5B, as partes de cada filme seco 500 expostas aos Raios X através da máscara 599 se tornam polimerizadas, deixando partes 516 do filme seco 500 que não estão polimerizadas. As partes polimerizadas e não polimerizadas de cada filme seco 500 formam um padrão 518 que é definido pelo padrão 598 da máscara óptica 599. Em algumas modalidades, a máscara 599 inclui uma parte transparente de Raio X 597, e um padrão 598 configurado a substancialmente bloquear Raios X. Em certas modalidades, o padrão 598 é formado a partir de ouro. Além disso, em algumas modalidades, a parte transparente de Raio X 597 pode ser uma folha fina de grafite ou uma pastilha de silicone. Na modalidade ilustrada nas FIGURAS 5A-5D, cada um dos substratos 580 transmite a maior parte da energia dos Raios X aplicada nele. Em certas modalidades, substratos 580 são formados a partir de uma lâmina metálica. Em tais modalidades, quando a lâmina é suficientemente fina, cada substrato 580 transmitirá a maior parte da energia do Raio x aplicado nele. Em algumas modalidades, o número de estruturas 501 que podem ser empilhadas e então expostas simultaneamente é com base na redução na dose de Raios X causada pela passagemm de Raios X através da lâmina metálica.

[0056] Em certas modalidades, em uma variação do bloco 260, uma pluralidade de filmes secos expostos 510 é revelada para formar uma pluralidade de microfiltros 520 cada um possuindo orifícios 522 de uma maneira similar àquela descrita acima em relação às FIGURAS 1A-1E. Em certas modalidades, orifícios 522 são poros 522. Em algumas modalidades, o processo ilustrado nas FIGURAS 5B e 5C pode ser realizado em uma variação do bloco 260. Em tais modalidades, estruturas 501 são separadas umas das outras, como mostrado na FIGURA 5B, e um procedimento de pós-cozimento é realizado nos filmes secos expostos 510 dispostos nos respectivos substratos 580 em uma variação do bloco 262. Em certas modalidades, cada um dos filmes secos expostos 510 é revelado, como descrito acima, em uma variação do bloco 264 para formar poros 522 em cada um dos filmes secos 500, como mostrado na FIGURA 5C. Em algumas modalidades, um procedimento de extra-cozimento é realizado nos filmes secos 510 dispostos nos respectivos substratos 580, em uma variação do bloco 266, para formar microfiltros 520 possuindo poros 522. Em outras modalidades, o procedimento de extra-cozimento pode ser omitido. Em certas modalidades, em uma variação do bloco 280, substratos 580 são quimicamente removidos dos microfiltros 520, como descrito acima, para obter microfiltros independentes 520 possuindo poros 522, como mostrado na FIGURA 5D. Em certas modalidades, cada um dos microfiltros 520 é uma camada de polímero incluindo orifícios 522.

[0057] Como descrito acima, em certas modalidades, cada um dos substratos 580 pode ser formado a partir de uma lâmina metálica. Em modalidades alternativas, o substrato 580 pode ser um substrato com base em polímero que transmite a maior parte dos Raios X aplicados nele, e o qual tem um ponto de fusão maior que uma temperatura de pós-cozimento para filme seco 500. Por exemplo, em certas modalidades, o substrato 580 pode ser formado a partir de um resist positivo. Em tais modalidades, o substrato 580 pode ser exposto à energia, tal como Luz UV ou Raios X, suficiente para quebrar ligações poliméricas no resist positivo tal que o substrato 580 pode ser removido quimicamente por uma solução reveladora no bloco 280 da FIGURA 2A. Em outras modalidades, o substrato 580 pode ser um filme de poli-imido e pode ser removido no bloco 280 pela descamação do substrato de poli-imido 580 do microfiltro 520.

[0058] Em modalidades alternativas, camadas de filme seco fotodefinível com base epóxi 500 (as quais podem ser referidas como "filmes secos 500") podem ser empilhadas e simultaneamente expostas sem cada uma delas serem dispostas em um respectivo substrato. Em tais modalidades, em uma variação do bloco 220, filmes secos 500 são empilhados em um suporte 590 sem substratos dispostos entre filmes secos adjacentes 500. Os filmes secos empilhados 500 são expostos em uma variação do bloco 240. Em algumas modalidades, o processo ilustrado na FIGURA 2B pode ser realizado no bloco 260. Em tais modalidades, os filmes secos expostos 510 podem ser separados e colocados em substratos separados nos quais filmes secos expostos 510 passam por um processo de pós- cozimento em uma variação do bloco 262. Em tais modalidades, os substratos usados são capazes de suportar a temperatura de pós-cozimento e podem ser dissolvidos pela água ou um ou mais produtos químicos. Enquanto anexados aos respectivos substratos, filmes secos expostos 510 são revelados no bloco 264 e podem passar por um procedimento de extra-cozimento no bloco 266. No bloco 280, os substratos 580 são removidos dos microfiltros 520 formados a partir de filmes secos expostos 510.

[0059] Em certas modalidades, estruturas 501 podem ser anexadas ao suporte 590 usando adesivo, um grampo, ou qualquer outro mecanismo ou método adequado. Em algumas modalidades, estruturas 501 são retidas a um suporte por um mandril eletrostático. As FIGURAS 6A e 6B são vistas transversais ilustrando estágios múltiplos em um processo para anexar estruturas de filme seco 501 a um suporte usando um aparelho de mandril eletroestático 600 em um processo para a formação de microfiltros de acordo com modalidades da presente invenção. Nas modalidades ilustradas nas FIGURAS 6A e 6B, uma pluralidade de estruturas de filme seco 501, cada uma incluindo uma camada de filme seco fotodefinível com base epóxi 500 disposta em um substrato 580, são providas empilhadas em um suporte 690, como mostrado na FIGURA 6A. Como mostrado na FIGURA 6A, o suporte 690 inclui um sistema de resfriamento de água 692 com um duto 693, um isolante 664 disposto no sistema 692, e uma camada condutiva 662 disposta no isolante 664. Adicionalmente, uma camada condutiva transparente 660 é colocada na pilha de estruturas 501 tal que a pilha de estruturas 501 é disposta entre as camadas condutivas 660 e 662, como mostrado na FIGURA 6A. Também como mostrado na FIGURA 6A, um circuito conectando as camadas condutivas é aberto de forma que uma voltagem 665 de zero seja aplicada às camadas condutivas.

[0060] Como mostrado na FIGURA 6B, fechar o circuito entre as camadas condutivas e aplicar uma voltagem diferente de zero 665 entre camadas condutivas 660 e 662, induz o aparelho 600 a pressionar juntas as estruturas 501 entre as camadas condutivas 660 e 662. Com estruturas 501 pressionadas juntas pelo aparelho 600, Raios X podem ser aplicados à filme secos 500 através de máscara de Raios x 599, como descrito acima em relação às FIGURAS 5A-5D. Em certas modalidades, empilhar estruturas 501 no aparelho 600 e pressionar juntas as estruturas 501 usando aparelho 600, como descrito acima em relação às FIGURAS 6A e 6B, podem ser realizados em uma variação do bloco 220 da FIGURA 2A. Enquanto o uso de um aparelho de mandril eletroestático foi descrito acima em relação à formação de microfiltros a partir de filmes secos, cada um disposto em um respectivo substrato, em modalidades alternativas, um mandril eletrostático pode similarmente ser usado para pressionar junto uma pilha de filmes de polímero independentes, tal como filmes secos independentes, que não estão anexados a um respectivo substrato. Tais filmes secos independentes podem ser empilhados e pressionados juntos durante um processo para formação de uma pluralidade de microfiltros a partir de uma pluralidade de filmes secos.

[0061] As FIGURAS 7A e 7B são vistas transversais ilustrando estágios múltiplos em um processo para fabricação de microfiltros a partir de um rolo de uma estrutura de filme seco de acordo com modalidades da presente invenção. Na modalidade ilustrada nas FIGURAS 7A e 7B, uma estrutura de filme seco 785 é provida na forma de um rolo 702 da estrutura de filme seco 785. A estrutura de filme seco 785 inclui uma camada de filme seco fotodefinível com base epóxi 700 (a qual pode ser referida neste como "filme seco 700") disposta em um substrato removível 782. Em algumas modalidades, o substrato 782 pode ser uma lâmina metálica quimicamente dissolúvel. Em certas modalidades, a lâmina metálica pode incluir alumínio ou cobre, os quais podem ser corroídos como descrito acima. Na modalidade ilustrada nas FIGURAS 7A e 7B, uma parte do rolo 702 é disposta em um rolo 774 e outra parte é disposta em um rolo 775. Uma parte funcional 787 da estrutura de filme seco 785 se extende entre os rolos 774 e 775 e é retida substancialmente plana por rolos 770 para expor a energia através da máscara 199.

[0062] Em certas modalidades do processo ilustrado na FIGURA 2A, uma camada da filme seco fotodefinível com base epóxi 700 disposta em um substrato 782 é provida, em uma variação do bloco 220, pelo desenrolar de uma parte da estrutura de filme seco 785 a partir do rolo 702 e avançando na parte da estrutura 785 em direção à seta 772 para prover a parte funcional 787 da estrutura 785 entre o suporte 791 e a máscara 199. Em algumas modalidades, a parte funcional 787 provida no bloco 220 inclui uma parte do filme seco 700 que não foi padronizada pela exposição à energia através de uma máscara. Em certas modalidades, o suporte 791 e a máscara 199 são afastados da estrutura 785 quando a estrutura 785 é avançada.

[0063] Na modalidade ilustrada nas FIGURAS 7A e 7B, a máscara 199 e o suporte 791 são movidos adjacentes à estrutura 785, e o filme seco 700 é exposto à energia através da máscara 199, como mostrado na FIGURA 7B, em uma variação do bloco 240 da FIGURA 2A. Na modalidade mostrada nas FIGURAS 7A e 7B, a máscara 199 é um máscara óptica e a energia é Luz UV, embora um tipo diferente de energia possa ser usada juntamente com uma máscara diferente, como descrito acima. Na modalidade ilustrada nas FIGURAS 7A e 7B, filme seco 700 é um resist negativo. Em outras modalidades, filme seco 700 pode ser um resist positivo. Em tais modalidades, uma máscara configurada para formar poros em um resist positivo, como descrito acima em relação à máscara 499 da FIGURA 4B, pode ser usada. Expor o filme seco 700 à energia através da máscara forma um padrão no filme seco 700, como descrito acima em relação a outras modalidades. Em certas modalidades, suporte 791 pressiona contra a estrutura 785, como mostrado na FIGURA 7B, para esticar o filme seco 700 para o processo de exposição para por meio deste prover tensão adicional e estabilidade para o filme seco 700 durante o processo de exposição. Em algumas modalidades, após a exposição do filme seco 700, a estrutura 785 pode ser avançada novamente como descrito acima, para prover uma nova parte funcional 787 que ainda não foi exposta no bloco 220, e a nova parte funcional 787 pode ser exposta no bloco 240, como descrito acima. Em certas modalidades, este processo de estrutura avançanda 785 e exposição do filme seco 700 pode ser continuamente repetido. Em algumas modalidades, o processo pode ser repetido até a maioria ou todas as partes do filme seco 700 terem passado por um processo de exposição.

[0064] Em algumas modalidades, um microfiltro possuindo orifícios é formado a partir de uma parte exposta do filme seco 700 pela revelação da parte exposta, como descrito acima em relação à outras modalidades, em uma variação do bloco 260. Em tais modalidades, a parte exposta da filme seco 700 pode ser revelada antes de ser enrolada no rolo 775, ou pode ser revelada após todas as partes desejáveis do filme seco 700 terem sido expostas. Em algumas modalidades, o processo ilustrado na FIGURA 2B pode ser realizado no bloco 260. Em tais modalidades, a parte exposta do filme seco 700 pode ser avançada através de um forno para um procedimento de pós-cozimento no bloco 262, a parte exposta do filme seco 700 pode ser revelada no bloco 264, e então passar por um procedimento de extra-cozimento no bloco 266. Em outras modalidades, os procedimentos nos blocos 262, 264 e 266 podem ser realizados após todas as partes desejáveis do filme seco 700 terem sido expostas. Em certas modalidades, o procedimento de extra-cozimento pode ser omitido.

[0065] Em algumas modalidades, após revelar o filme seco exposto 700, o substrato 782 é removido no bloco 280, como descrito acima em relação a outras modalidades. Em certas modalidades, após remover o substrato 782, microfiltros individuais são cortados em cubos a partir do rolo da filme seco no qual os microfiltros foram formados. Em certas modalidades, microfiltros formados a partir de filme seco provida como um rolo pode simplificar a fabricação de microfiltros de acordo com modalidades da presente invenção, e podem permitir automação do processo de fabricação.

[0066] As FIGURAS 8A e 8B são vistas transversais ilustrando estágios múltiplos em um processo para fabricação de microfiltros a partir de uma pluralidade de rolos de estruturas de filme seco de acordo com modalidades da presente invenção. A modalidade ilustrada nas FIGURAS 8A e 8B é similar à modalidade ilustrada nas FIGURAS 7A e 7B, exceto que as camadas de filme seco fotodefiníveis com base epóxi 700 de rolos múltiplos 702 são expostas à energia simultaneamente. Em tais modalidades, uma pluralidade de camadas de filme seco fotodefinível com base epóxi 700 cada uma disposta em um respectivo substrato 782 é provida, em uma variação do bloco 220, pelo avanço da estrutura 785 de cada rolo 702 na direção da seta 772 para prover uma pilha 887 de estruturas 785 entre o suporte 891 e a máscara 899. Na modalidade ilustrada nas FIGURAS 8A e 8B, a máscara 899 e o suporte 891 são movidos adjacentes à pilha 887, e as partes dos filmes secos 700 na pilha 887 dispostas entre a máscara 899 e o suporte 891 são expostas à energia simultaneamente através da máscara 899, como mostrado na FIGURA 8B, em uma variação do bloco 240 da FIGURA 2A. Na modalidade ilustrada nas FIGURAS 8A e 8B, filme secos 700 são cada um resists negativos. Em outras modalidades, filmes secos 700 podem ser resists positivos. Em tais modalidades, uma máscara configurada para formar orifícios no resist positivo, como descrito acima em relação à máscara 499 da FIGURA 4B, pode ser usada. Processos adicionais para formação de microfiltros a partir de filmes secos 700 são similares aos processos descritos acima em relação às modalidades ilustradas nas FIGURAS 7A e 7B.

[0067] Na modalidade ilustrada nas FIGURAS 8A e 8B, o suporte 891 é disposto em um sistema de resfriamento de água 692 incluindo um duto 693. Além disso, como mostrado na FIGURA 8B, partes funcionais 887 da estrutura 785 podem ser seguramente retidas no lugar entre o suporte 891 e a máscara 899 por um grampo 860. Em modalidades alternativas, a pilha 887 pode ser seguramente retida usando um mandril eletrostático, como descrito acima em relação a outras modalidades. Em algumas modalidades, o número de filmes secos 700 expostos simultaneamente pode ser determinado com base na precisão rendida quando exposto a uma pilha de um número particular de filmes. Em certas modalidades, a formação de microfiltros a partir de uma pluralidade de filmes secos providas como uma pluralidade de rolos, como descrito acima, pode simplificar a fabricação de microfiltros e/ou facilitar alta produção de volume de microfiltros.

[0068] Em modalidades nas quais filmes secos com base não epóxi são usados, as filmes secos podem ser providas em forma de rolo sem um substrato. Em tais modalidades, cada rolo 702 inclui somente o filme seco e não qualquer substrato. Em modalidades nas quais filmes secos com base epóxi são usados, cada rolo 702 pode incluir uma camada de revestimento adicional no filme seco 700. Em tais modalidades, o substrato 782 é disposto em um primeiro lado do filme seco 700 e a camada de revestimento no lado oposto do filme seco 700. Em certas modalidades, microfabricação com base em litografia de acordo com modalidades da presente invenção pode permitir produção eficiente de massa de microfiltros de precisão altamente uniforme. Em certas modalidades, fabricar microfiltros de acordo com modalidades da presente invenção pode produzir porosidade aumentada e uniformidade de poro nos microfiltros produzidos.

[0069] As FIGURAS 9A-9D são vistas parciais superiores ilustrando várias distribuições de orifícios de microfiltros de acordo com modalidades da presente invenção. Em certas modalidades, microfiltros possuindo diferentes dimensões, formas e distribuições de orifícios podem ser providos. Em algumas modalidades, certas combinaçõeos de dimensão, forma e distribuição de orifício podem ser mais vantajosas que outras para uma aplicação particular de um microfiltro. Por exemplo, para a microfiltragem de células raras, tal como células tumorais circulantes e células fetais no sangue, um microfiltro possuindo poros redondos com cada um possuindo um diâmetro de 7-8 mícrons pode ser preferido em certas modalidades. Em algumas aplicações, um microfiltro possuindo poros redondos cada um com um diâmetro de 7-8 mícrons pode capturar as células raras enquanto retém uma percentagem muito pequena de células do sangue.

[0070] Nas modalidades ilustradas nas FIGURAS 9A e 9B, cada microfiltro 910 e 912 possui uma distribuição uniforme de poros 920 e 922, respectivamente. Adicionalmente, poros 920 são uniformes em dimensão, como são os poros 922. Na modalidade ilustrada na FIGURA 9C, microfiltro 914 inclui poros uniformes 924, distribuídos sobre o microfiltro 914 em vários agrupamentos de poros 924. Na modalidade ilustrada na FIGURA 9D, o microfiltro 916 tem uma pluralidade de poros 926 de uma primeira dimensão, e uma pluralidade de poros 928 de uma segunda dimensão. Em outras modalidades, quaisquer poros ou os poros 920, 922, 924, 926 e 928 podem ser quaisquer outros tipos de orifício. Quaisquer dos microfiltros 910, 912, 914 e 916 podem ser fabricados usando quaisquer dos processos de fabricação de microfiltro descritos acima de acordo com modalidades da presente invenção. Adicionalmente, quaisquer dos processos de fabricação de microfiltro descritos acima de acordo com modalidades da presente invenção podem ser usados para formar orifícios de uma pluralidade de diferentes formas transversais. Por exemplo, em certas modalidades, orifícios podem ser formados os quais possuem forma transversal de um círculo, triângulo, quadrado, retângulo, elípse, oval, trapezoide, paralelograma, etc.

[0071] Microfiltros possuindo várias espessuras e várias formas, dimensões e distribuições de orifícios podem ser fabricadOs de acordo com modalidades da presente invenção descritas aqui. As FIGURAS 10A-10D são vistas transversais ilustrando microfiltros possuindo várias espessuras e várias formas, dimensões e distribuições de orifício de acordo com modalidades da presente invenção. As FIGURAS 10A e 10B mostram microfiltros 1010 e 1012, cada um formado através de um dos processos descritos acima de acordo com modalidades da presente invenção. Microfiltro 1010 inclui uma pluralidade de poros 1020, cada um possuindo uma largura 1040. Microfiltro tem uma espessura 1030 substancialmente perpendicular à largura 1040 dos poros 1020. Na modalidade ilustrada na FIGURA 10A, espessura 1030 não é significativamente maior que largura 1040. Em certas modalidades, é preferido que a espessura do microfiltro esteja na mesma ordem que a largura de um ou mais poros do microfiltro a fim de reduzir a pressão necessária para passar uma amostra através dos poros. Em algumas aplicações, se a espessura de um microfiltro é significativamente maior que a largura de alguns ou de todos os poros, uma quantidade muito maior de pressão pode ser aplicada ao microfiltro para passar uma amostra através de um microfiltro do que se o microfiltro possuísse uma espessura na mesma ordem que alguns ou todos os poros. Passar a amostra através do filtro com uma quantidade relativamente grande de pressão pode distorcer a forma de ou mais poros, ou haver o risco de quebrar o microfiltro.

[0072] Por exemplo, para a microfiltragem de células raras, tais como CTCs e células fetais no sangue, um microfiltro possuindo uma espessura de 8-14 mícrons pode ser preferido em certas modalidades. Em certas modalidades, um microfiltro para tal aplicação pode ter poros cada um possuindo um diâmetro de 78 mícrons e uma espessura de 8-14 mícrons. Em outras modalidades, um microfiltro para tais aplicações pode incluir um orifício retangular possuindo uma largura entre 5-7 mícrons e um comprimento maior que 7 mícrons, em que o comprimento e largura do orifício são ambos substancialmente perpendiculares às espessuras do microfiltro. Em certas modalidades, o orifício retangular pode ser um sulco alongado. Em certas modalidades, pode ser preferido que a largura dos orifícios no microfiltro esteja próxima da dimensão das espessuras do microfiltro. Em algumas modalidades, a espessura do microfiltro é menos que dez vezes a largura de alguns ou de todos os poros. Em outras modalidades, a espessura do microfiltro está dentro de 10 mícrons da largura de alguns ou todos os poros. Microfiltros formados de acordo com modalidades da presente invenção podem ser usados em outras aplicações que a captura de células tumorais circulantes do sangue. Em algumas modalidades, a geometria desejada do orifício, dimensões do orifício, distribuição do orifício, materiais do microfiltro, espessura do microfiltro, dimensão do microfiltro, etc., podem variar de diferentes aplicações. Em algumas modalidades, geometria desejada do orifício, dimensões, e distribuição podem ser providas usando uma máscara apropriada, tal como uma máscara óptica ou de Raios x. Em certas modalidades, uma consideração para microfiltros é a força do material a partir do qual o microfiltro é feito para evitar ruptura do material do filtro ou distorção da forma do orifício.

[0073] Como mostrado na FIGURA 10B, microfiltro 1012 tem uma pluralidade de poros 1022 cada um possuindo uma largura 1042. Microfiltro 1012 também tem uma espessura 1032 que é substancialmente perpendicular à largura 1042 dos poros 1022. A espessura 1032 do microfiltro 1012 é maior que a espessura do microfiltro 1010. Na modalidade ilustrada na FIGURA 10B, poros 1022 são uniformes em dimensão e são, cada um, substancialmente perpendiculares a uma primeira superfície 1050 e uma segunda superfície 1052 do microfiltro 1012. Na modalidade ilustrada na FIGURA 10C, microfiltro 1014 tem poros 1024 com uma primeira largura 1044 e poros 1026 com uma segunda largura 1046 que é menor que a primeira largura 1044. Microfiltro 1014 também tem uma espessura 1034. Na modalidade ilustrada na FIGURA 10D, microfiltro 1016 tem poros 1028 com formas transversais não uniformes. Cada poro 1028 tem uma primeira abertura em uma primeira superfície 1054 do microfiltro 1016 e uma segunda abertura em uma segunda superfície 1056 do microfiltro 1016. Como mostrado na FIGURA 10D, a largura 1048 do poro 1028 na primeira superfície 1054 é maior que a largura 1049 do poro 1028 na segunda superfície 1056. Microfiltro 1016 também tem uma espessura 1036.

[0074] As FIGURAS 12A-12K são vistas transversais ilustrando múltiplos estágios em um processo para fabricação de um microfiltro multicamada 1270 de acordo com modalidades da presente invenção. A FIGURA 12L é uma vista superior do microfiltro multicamada 1270 de acordo com modalidades da presente invenção. A FIGURA 11 é um fluxograma ilustrando um processo 1100 para fabricação de um microfiltro multicamada 1420 de acordo com modalidades da presente invenção. As FIGURAS 14A e 14B são vistas transversais de um microfiltro multicamada 1420 de acordo com modalidades da presente invenção. A FIGURA 14C é uma vista superior de um microfiltro multicamada 1420 das FIGURAS 14A e 14B. O processo exemplar da FIGURA 11 será descrito abaixo com referência às FIGURAS 12A-12F e às FIGURAS 14A-14C. As FIGURAS 13A e 13B são vistas superiores ilustrando múltiplos estágios em um processo da FIGURA 11.

[0075] No bloco 1120 da FIGURA 11, um primeiro microfiltro 120 é formado em um substrato 180 a partir de uma camada de filme seco fotodefinível com base epóxi. Na modalidade ilustrada nas FIGURAS 12A-12L, o primeiro microfiltro 120 pode ser formado no substrato 180 por um processo similar ao processo 200 da FIGURA 2A, descrito acima, omitindo a remoção do microfiltro 120 a partir do substrato 180 no bloco 280. Em certas modalidades, o microfiltro 120 compreende uma camada de polímero incluindo uma pluralidade de orifícios. Em certas modalidades do processo 1100, uma máscara com um padrão configurado para formar uma pluralidade de sulcos alongados no filme seco 100 pode ser usada ao invés de máscara 199 com padrão 198 configurado para formar uma pluralidade de poros no filme seco 100. Em tais modalidades, a máscara pode ter um padrão incluindo faixas alongadas de metal de forma que sulcos alongados correspondentes podem ser formados no filme seco 100 quando o filme seco 100 é exposto através da máscara.

[0076] A FIGURA 13A é um vista superior do microfiltro 120 formado no bloco 1120 de acordo com modalidades da presente invenção. Como mostrado na FIGURA 13A, o microfiltro 120 inclui uma pluralidade de sulcos alongados 1222 e é disposto em um substrato 180 exposto através dos sulcos 1222. A FIGURA 12A é uma vista transversal do microfiltro 120 tomada ao longo da linha 12A da FIGURA 13A e a FIGURA 12B é uma vista transversal do microfiltro 120 tomada ao longo da linha 12B da FIGURA 13A. Como mostrado, a linha 12B é perpendicular à linha 12A.

[0077] No bloco 1140 da FIGURA 11, uma camada de filme seco fotodefinível com base epóxi 1210 (a qual pode ser referida neste como "filme seco 1210") é laminada no microfiltro 120, como mostrado na FIGURA 12C. Em certas modalidades, o filme seco 1210 é capaz de passar por cima de características formadas na superfície na qual é laminada. Em tais modalidades, o filme seco 1210 não preenche significantemente sulcos 1222 quando laminados no microfiltro 120. No bloco 1160, um segundo microfiltro 1230 é formado a partir da camada do filme seco fotodefinível com base epóxi 1210, como descrito abaixo. Em certas modalidades, o microfiltro 1230 compreende uma camada de polímero incluindo uma pluralidade de orifícios. Como mostrado na FIGURA 12D, o filme seco 1210 é exposto à energia através de uma máscara 1290 para formar um filme seco exposto 1212 possuindo um padrão 1218 de partes polimerizadas e partes não polimerizadas 1216, como descrito acima em relação ao bloco 240 da FIGURA 2A. Na modalidade ilustrada nas FIGURAS 12A-12L, o filme seco 1210 é um resist negativo. Em outras modalidades, o filme seco 1210 pode ser um resist positivo e uma máscara diferente configurada para uso com um resist positivo pode ser usada. Na modalidade ilustrada nas FIGURAS 12A-12L, o filme seco 1210 é exposto à energia na forma de luz ultravioleta (UV) através de uma máscara óptica 1290 possuindo uma parte da máscara 1295 que é transparente à Luz UV e uma máscara padrão 1293 incluindo uma pluralidade de faixas alongadas que são opacas à Luz UV. Em modalidades alternativas, o filme seco 1210 pode ser exposto aos Raios X através de uma máscara de Raios x ao invés de ser exposto à Luz UV através da máscara óptica 1290.

[0078] Na modalidade ilustrada nas FIGURAS 12A-12L, um microfiltro polimérico 1230 possuindo uma pluralidade de sulcos 1232 se estendendo através do microfiltro 1230 é formado a partir de um filme seco exposto 1212, como descrito acima em relação ao bloco 260 das FIGURAS 2A e 2B, em uma variação do bloco 1160. A FIGURA 13B é uma vista superior dos primeiro e segundo microfiltros 120 e 1230 de acordo com modalidades da presente invenção. Como mostrado na FIGURA 13B, o microfiltro 1230 inclui uma pluralidade de sulcos alongados 1232 e está disposto no primeiro microfiltro 120, o qual está exposto através dos sulcos 1232. Como mostrado na FIGURA 13B, sulcos 1232 do microfiltro 1230 são formados substancialmente perpendiculares aos sulcos 1222 do microfiltro 120. A FIGURA 12E é uma vista transversal de microfiltros 120 e 1230 tomada ao longo da linha 12E da FIGURA 13B, e FIGURA 12F é uma vista transversal de microfiltros 120 e 1230 tomada ao longo da linha 12F da FIGURA 13B. Como mostrado, a linha 12F é perpendicular à linha 12E.

[0079] Em certas modalidades, após a formação do segundo microfiltro 1230, o substrato 180 pode ser removido do microfiltro 120, como descrito acima em relação ao bloco 280 da FIGURA 2A, para formar um microfiltro multicamada 1420 mostrado nas FIGURAS 14A-14C. Na modalidade ilustrada nas FIGURAS 14A-14C, microfiltro multicamada 1420 inclui o segundo microfiltro 1230 disposto no primeiro microfiltro 120. Como mostrado na FIGURA 14C, microfiltro multicamada 1420 inclui orifícios 1240 se estendendo através do microfiltro multicamada 1420 onde sulcos 1222 e 1232 se cruzam. Em certas modalidades, microfiltro 1240 compreende uma camada de polímero incluindo uma pluralidade de orifícios. A FIGURA 14A é uma vista transversal do microfiltro 1420 tomada ao longo de linha 14A da FIGURA 14C, e FIGURA 14B é uma vista transversal do microfiltro 1420 tomada ao longo de linha 14B da FIGURA 14C. Como mostrado, a linha 14B é perpendicular à linha 14A.

[0080] Em certas modalidades, como uma alternativa para formar microfiltro 1420, um microfiltro 1270 possuindo uma passagem não linear 1280 pode ser formado, como ilustrado nas FIGURAS 12G-12L. Em tais modalidades, microfiltro multicamada 1270, mostrado na FIGURA 12L, é formado pela formação de um terceiro microfiltro 1240 nos primeiro e segundo microfiltros 120 e 1230 e remoção do substrato 180. Adicionalmente, em tais modalidades, após a formação do segundo microfiltro 1230 no primeiro microfiltro 120 e substrato 180, como mostrado na FIGURA 12F, uma camada de filme seco fotodefinível com base epóxi1 215 é laminada no segundo microfiltro 1230, como mostrado na FIGURA 12G. Subsequentemente, terceiro microfiltro 1240 é formado a partir do filme seco 1215, como descrito acima em relação à formação do segundo microfiltro 1230 e aos processos de blocos 240 e 260 das FIGURAS 2A e 2B. Como mostrado na FIGURA 12H, terceiro microfiltro 1240 inclui uma pluralidade de sulcos alongados 1242 que são substancialmente perpendiculares aos sulcos 1232 e substancialmente paralelos com sulcos 1222. Adicionalmente, em certas modalidades, sulcos 1242 são deslocados a partir dos sulcos 1222 de forma que sulcos 1242 não estejam diretamente acima dos sulcos 1222, como mostrado na FIGURA 12H.

[0081] Em certas modalidades, após formação do terceiro microfiltro 1240, substrato 180 pode ser removido a partir de microfiltro 120, como descrito acima em relação ao bloco 280 da FIGURA 2A, para formar microfiltro multicamada 1270. A FIGURA 12L é uma vista superior do microfiltro multicamada 1270. A FIGURA 12J é uma vista transversal do microfiltro multicamada 1270 tomada ao longo de linha 12J da FIGURA 12L, e FIGURA 12K é uma vista transversal do microfiltro multicamada 1270 tomada ao longo de linha 12K da FIGURA 12L. Como mostrado, a linha 12K é perpendicular à linha 12J.

[0082] Como mostrado na FIGURA 12L, microfiltro multicamada 1270 inclui passagens não lineares 1280 se estendendo através de cada um dos microfiltros 1240, 1230 e 120 de modo a se extender a partir da primeira superfície 1272 até uma segunda superfície 1274 (vide FIGURA 12J) do microfiltro multicamada 1270. Em certas modalidades, cada passagem não linear 1280 é definida por um primeiro orifício 1282 em uma interseção de sulcos 1242 e 1232, um segundo orifício 1284 em uma interseção de sulcos 1232 e 1222, e uma parte do sulco 1232 conectando os primeiro e segundo orifícios. Em modalidades nas quais um microfiltro multicamada 1270 tem uma ou mais passagens não lineares 1280, o caminho da filtragem é maior do que se o microfiltro multicamada 1270 incluísse somente orifícios lineares. Para clareza, somente sulcos selecionados 1232 e 1222 e passagens não lineares selecionadas são ilustradas na FIGURA 12L. Em algumas modalidades, cada orifício não linear 1280 é interconectado com muitas outras passagens não lineares 1280 através de sulcos 1232.

[0083] Em certas modalidades do microfiltro multicamada 1270, as respectivas espessuras de microfiltros 120, 1230 e 1240 podem ser as mesmas ou diferentes, os sulcos de um microfiltro podem não ter a mesma dimensão e/ou forma, os sulcos de diferentes microfiltros do microfiltro multicamada podem não ter a mesma dimensão e/ou forma. Em algumas modalidades, sulcos alongados 1242 podem ter uma largura de 5-7 mícrons e um comprimento maior que 7 mícrons, em que o comprimento e a largura são ambos perpendiculares à espessura do microfiltro. Alternativamente ou em adição, as espessuras de sulcos de microfiltros podem ser não lineares, e os sulcos dos microfiltros adjacentes podem ser orientados em um ângulo outro que 90 graus em relação a um outro. Alternativamente ou em adição, um ou mais dos microfiltros 120, 1230 e 1240 podem incluir poros como quaisquer dos poros ilustrados nas FIGURAS 9A-9D ao invés de sulcos, e, em algumas modalidades, microfiltro multicamada 1270 pode incluir mais que três microfiltros dispostos em um outro. Adicionalmente, em certas modalidades, cada um dos microfiltros 120, 1230 e 1240 pode ser formado a partir do mesmo tipo de filme seco fotodefinível com base epóxi.

[0084] A FIGURA 15 é uma vista transversal de uma estrutura de microfiltragem incluindo um microfiltro e uma estrutura de suporte de acordo com modalidades da presente invenção. Na modalidade ilustrada na FIGURA 15, estrutura de microfiltragem 1510 inclui um microfiltro 1520 possuindo poros 1522 e disposta em uma estrutura de suporte 1530 configurada para prover força estrutural para o microfiltro 1520. Em certas modalidades, estrutura de suporte 1530 pode ser integrada com microfiltro 1520. Em algumas modalidades, estrutura de suporte 1530 é uma estrutura de suporte de grade. Em certas modalidades, estrutura de microfiltragem 1510 pode ser formada por um processo similar ao processo descrito acima em relação às FIGURAS 12A-12F e às FIGURAS 14A-14C. Em tais modalidades, microfiltro 1520 e estrutura de suporte 1530 são, cada um, formados a partir de uma camada de filme seco fotodefinível com base epóxi e padronizada usando uma máscara apropriada. Em tais modalidades, microfiltro 1520 é formado na estrutura de suporte 1530 ou estrutura de suporte 1530 é formada no microfiltro 1520.

[0085] Em certas modalidades, funcionalização de superfície de um microfiltro polimérico pode prover uma superfície do microfiltro com propriedades de superfície desejadas para uma aplicação particular do microfiltro. Uma técnica para modificar uma superfície de um microfiltro polimérico envolve realizar um tratamento de plasma na superfície do microfiltro para ativar a superfície para permitir compostos químicos e/ou materiais orgânicos anexos a superfície. Em algumas modalidades, outra técnica de modificação de superfície é revestir o microfiltro com uma fina camada de uma substância metálica.

[0086] FIGURA 16 é uma vista transversal de um microfiltro revestido de acordo com modalidades da presente invenção. Microfiltro 120 é formado a partir de uma camada de filme seco fotodefinível com base epóxi como descrita acima em relação às FIGURAS 1A-1E, 2A e 2B. Na modalidade ilustrada na FIGURA 16, microfiltro 120 inclui um revestimento 1600 na superfície 1650 de microfiltro 120. Em certas modalidades, revestimento 1600 pode ser formado a partir de uma substância metálica, uma substância coloidal de nanopartícula ou uma substância orgânica. Em tais modalidades, esses revestimentos de superfície podem ser usados para ligar elementos de reconhecimento de analito, DNA, aptâmeros, reagentes de bloqueio de superfície, etc. Em outras modalidades, revestimento 1600 pode incluir elementos de reconhecimento de analito, DNA, aptâmeros, reagentes de bloqueio de superfície, etc. Em certas modalidades, os revestimentos de superfície podem ser usados para ligar, por exemplo, macromoléculas tais como polipeptídeos, ácidos nucléicos, carboidratos e lipídeos. Exemplos de polipeptídeos que podem ser usados como elementos de reconhecimento de analito incluem, por exemplo, um anticorpo, um antígeno alvo para um anticorpo de analito, um receptor (incluindo um receptor de célula), uma proteína de ligação, um ligante, ou outro reagente de afinidade para o analito alvo. Exemplos de ácidos nucléicos que podem ser usados como elementos de reconhecimento de analito incluem, por exemplo, DNA, cDNA, ou RNA de qualquer comprimento que permite especificidade de ligação suficiente. Em tais modalidades, ambos polinucleotídeos e oligonucleotídeos podem ser usados como elementos de reconhecimento de analito. Em outras modalidades, gangliosídeos, aptâmeros, ribozimas, enzimas, antibióticos ou outros compostos químicos podem ser usados como elementos de reconhecimento de analito. Em certas modalidades, revestimentos ou elementos de reconhecimento de analito podem incluir, por exemplo, partículas biológicas tais como uma célula, um fragmento de célula, um vírus, um bacteriófago ou tecido. Em algumas modalidades, revestimentos ou elementos de reconhecimento de analito podem incluir ligantes químicos ou outros meios químicos que podem ser anexados a um direcionador de onda e o qual exibe atividade de ligação seletiva para um analito alvo.

[0087] Em algumas modalidades, revestimento 1600 pode ser formado a partir de uma substância metálica incluindo ouro, níquel, etc. Em certas modalidades, revestimento 1600 inclui ouro revestido em crômio. Em algumas modalidades, pode ser preferido formar revestimento 1600 a partir de ouro, como certos compostos químicos e materiais orgânicos facilmente ligados a ouro. Em outras modalidades, revestimento 1600 pode ser formado a partir de nanotubos de carbono. Na modalidade ilustrada na FIGURA 16, revestimento 1600 é disposto em uma superfície de microfiltro 120. Em outras modalidades, uma ou mais superfícies de microfiltro 120 podem ser revestidas com revestimento 1600. Em algumas modalidades, microfiltro 120 pode ser completamente revestido com revestimento 1600. Revestimento 1600 pode ser disposto em uma ou mais superfícies de qualquer um dos microfiltros descritos neste de acordo com modalidades da presente invenção, incluindo microfiltros multicamada. Em certas modalidades, revestimento 1600 pode ser disposto em uma ou mais superfícies de microfiltro multicamada 1420. Em outras modalidades, revestimento 1600 pode ser disposto em uma ou mais superfícies de microfiltro multicamada 1270.

[0088] Em algumas modalidades, exemplos de compostos químicos e materiais orgânicos que podem ser úteis para ensaios quando depositados na superfície de um microfiltro incluem monocamadas de automontagem com uma faixa de funcionalidade incluindo groupos amina, carboxila, hidroxila, epóxi, aldeído, e polietileno glicol (PEG). Esses compostos e materiais podem ser depositados na superfície de um microfiltro usando química de silano com imersão de solução ou deposição de vapor. Em certas modalidades, por exemplo, enxerto de PEG-trietoxisilano sobre um polímero oxidado torna as superfícies hidrofílicas em uma maneira controlada. Em outras modalidades, uma superfície de um microfiltro polimérico pode ser funcionalizado com avidina, biotina, proteína A, proteína G, anticorpos, etc.

[0089] Em certas modalidades, revestir uma superfície de um microfiltro com uma substância metálica pode prover outros benefícios adicinais para facilitar a ligação de compostos químicos e/ou materiais orgânicos. Em algumas modalidades, por exemplo, uma camada de uma substância metálica de metal, possuindo uma espessura apropriada, pode bloquear a transmissão de luz através de microfiltro. Em certas modalidades, uma espessura suficiente para bloquear a transmissão de luz é cerca de 40 nm. Em outras modalidades, essa espessura pode variar dependendo da substância usada. Adicionalmente, substâncias metálicas são geralmente eletricamente condutivas. Em algumas modalidades, quando a substância metálica é eletricamente condutiva, o revestimento pode reduzir ou eliminar a carga da superfície do microfiltro. Em modalidades alternativas, um microfiltro pode ser revestido com uma fina camada de PARYLENE. Em outras modalidades, um microfiltro pode ser revestido com uma fina camada de etileno propileno fluorados (FEP), politetrafluoroetileno (PTFE), perfluoroalcóxi (PFA), ou outro material similar. Em tais modalidades, revestir um microfiltro com um desses materiais pode reduzir ligações não específicas; contudo, a natureza fluorescente desses materiais pode torná-los desvantajosos quando um microfiltro é para ser analizado através de imagem de microscópio.

[0090] Em modalidades da presente invenção descritas acima, microfiltros podem ser formados a partir de filme seco fotodefinível com base epóxi possuindo uma espessura entre 1-500 μm. Em certas modalidades, tais microfiltros podem ser formados usando Luz UV para expor o filme seco (ou seja, usando litografia UV). Em algumas modalidades, Raios X (ou seja, litografia de Raios x) podem ser preferidos por expor relativamente filmes secos grossos, para simultaneamente expor filmes secos múltiplos empilhados, ou para expor resists que requerem uma dosagem relativamente alta. Em certas modalidades, microfiltros relativamente grossos podem prover mais força estruturaal que microfiltros finos, mas também podem utilizar altas pressões durante a filtragem.

[0091] Como notado acima, em certas modalidades, filmes secos fotodefiníveis com base epóxi são um material preferido para formar microfiltros de acordo com modalidades da presente invenção. Em algumas modalidades, propriedades de filme seco fotodefinível com base epóxi que o tornam um material adequado para formar microfiltros para aplicações de diagnóstico médico são aquelas foto definíveis por Luz UV, é claro, tem uma alta força de tensão de 75 Mpa, pode se autolaminar, pode ser diretamente revestido em um substrato, e não possui autofluorescência em faixas de comprimento de onda visiveis. Adicionalmente, enquanto os processos acima descritos de acordo com modalidades da presente invenção podem ser usados para formar microfiltros, os processoes descritos acima também podem ser usados para a fabricação de outros tipos de filmes de polímero padronizados independentes.

[0092] Microfiltros formados de acordo com modalidades da presente invenção possuem muitas aplicações possíveis. Em algumas modalidades, aplicações exemplares para tais microfiltros incluem aplicações médicas, aplicações em filtragem de água, aplicações em filtragem de cerveja e vinho, aplicações em detecção de patógeno, etc.

[0093] FIGURA 17A é um fluxograma ilustrando um processo de filtragem 1700 usando um microfiltro de acordo com modalidades da presente invenção. No bloco 1720 da FIGURA 17A, um líquido pode ser passado através de um microfiltro formado a partir de uma camada de filme seco fotodefinível com base epóxi, de acordo com qualquer uma das modalidades descritas acima, possuindo uma pluralidade de orifícios. Em certas modalidades, o líquido pode ser pressionado através do microfiltro. Em outras modalidades, o líquido pode ser extraído através do microfiltro. Em algumas modalidades, o líquido pode ser passado para trás e para frente através do microfiltro uma ou mais vezes. Em certas modalidades, o processo ilustrado na FIGURA 17A pode ser usado para realizar uma análise usando o microfiltro. Em certas modalidades, o processo pode ser usado para filtrar células, tais como CTCs, a partir de uma solução incluindo fluido corporal de paciente. Em algumas modalidades, processo de filtragem 1700 pode ser realizado com dois ou mais filtros empilhados um no outro com uma lacuna relativamente pequena entre eles. Em tais modalidades, cada uma das camadas pode ter as mesmas geometrias e distribuições de orifício, ou diferentes geometrias e/ou distribuições de orifício.

[0094] FIGURA 17B é um fluxograma ilustrando um processo de filtragem 1701 usando um microfiltro de acordo com modalidades da presente invenção. No bloco 1730 da FIGURA 17A, um microfiltro formado a partir de uma camada de filme seco fotodefinível com base epóxi, de acordo com qualquer uma das modalidades descritas acima, é posicionado em um suporte de filtro. Em certas modalidades, o suporte de filtro inclui uma entrada, uma saída, e seguramente suporta o microfiltro ao redor das bordas do filtro. Em algumas modalidades, um líquido pode ser introduzido no suporte de filtro através da saída. No bloco 1750, o líquido é passado através do microfiltro. Em certas modalidades, o líquido é um fluido corporal ou uma solução incluindo um fluido corporal. Em certas modalidades, o líquido é extraído através do microfiltro aplicando-se uma pressão negativa na saída do suporte de filtro de forma que todo ou substancialmente todo o líquido seja extraído através de poros do microfiltro. Em outras modalidades, o líquido é pressionado através do microfiltro. No bloco 1770, o microfiltro é removido a partir do suporte de filtro. Em algumas modalidades, o filtro pode posteriormente ser sujeito a processamento e ou análises para analisar quaisquer células ou outros materiais, substâncias, etc. coletadas pelo microfiltro. Aplicações exemplares deste processo de acordo com modalidades da presente invenção serão descritas abaixo.

[0095] Em certas modalidades, um microfiltro formado a partir de uma camada de filme seco fotodefinível com base epóxi de acordo com qualquer uma das modalidades descritas acima, pode ser usado para diagnosticos e/ou prognosticos médicos. Em certas modalidades, o microfiltro pode ser usado para coletar certos tipos de células a partir de fluidos corporais com base na dimensão da célula. Em algumas modalidades, o microfiltro pode ser usado para isolar e detectar células raras a partir de uma amostra biológica contendo outros tipos de células. Em algumas modalidades, o microfiltro pode ser usado para filtrar uma amostra de fluido, e as células coletadas podem ser usadas em um processo a jusante tal como identificação de célula, enumeração (contagem de células), caracterização das células coletadas, cultivao das células coletadas, separação das células em células individuais ou grupos de células, ou uso das células de outras maneiras. As células alvo finais enriquecidaS podem estar sujeitas a uma variedade de manipulações e caracterizações, tal como manchas, marcação de imunofluorescência, contagem de célula, análises de DNA, mRNA, microRNA, hibridização in situ por fluorescência (FISH), imunohistoquímica, citometria de fluxo, imunocitoquímica, análise de imagem, ensaios enzimáticos, análise de caracterização de expressão gênica, sequenciamento, testes de eficácia de terapêuticos, cultura de células enriquecidas, e uso terapêutico de células raras enriquecidas. Adicionalmente, proteína de plasma depauperada e glóbulos brancos podem ser opcionalmente recuperados e sujeitos a outras análises, tais como estudos inflamatórios, caracterização de expressão gênica, etc.

[0096] Em certas modalidades, o microfiltro pode ser retido em um suporte de filtro por diagnósticos e/ou prognósticos médicos. Em algumas modalidades, o suporte de filtro pode incluir uma construção no suporte para o microfiltro. Em certas modalidades, o suporte de filtro pode possuir vedação acima e abaixo do filtro. Em algumas modalidades, o microfiltro pode ser usado para coletar células tumorais circulantes no sangue(CTCs). Em tais modalidades, uma amostra de sangue, tipicamente na faixa de 1-10 mL, é tomada a partir de um paciente. A amostra de sangue é posteriormente extraída através do microfiltro por aplicação de pressão negativa, tal como uma força de sucção. Em certas modalidades, o sangue é puxado através do microfiltro através de uma saída. Em algumas modalidades, a passagemm do sangue através do filtro, puxando-o, pode causar ruptura de célula exceto em pressão ou velocidade muito baixa.

[0097] Em certas modalidades, a maioria das células possuindo uma dimensão maior que a largura de um ou mais poros do microfiltro é retida. A maioria dos glóbulos brancos é deformável e pode atravessar poros possuindo uma pequena largura comparada à dimensão do glóbulo branco. Em certas modalidades, quase nenhum glóbulo vermelho é retido no microfiltro. Em algumas modalidades, o microfiltro pode incluir poros de 7-8 μm em diâmetro para enriquecer células tumorais circulantes e células fetais; contudo, a dimensão do poro do microfiltro e forma podem ser variadas também para essas aplicações.

[0098] Em algumas modalidades, CTCs coletadas pelo microfiltro podem ser enumeradas no microfiltro. Em um experimento conduzido para determinar a eficiência de captura de um microfiltro, linhas de células tumorais foram usadas. O microfiltro usado para demostrar a eficiência de filtragem foi um microfiltro possuindo poros de diamentro de 7-8 micron separados por 20 mícrons e organizados dentro de uma área de diâmetro de 9 mm. O microfiltro foi colocado em um suporte de filtro. Uma linhagem de células MCF-7 pré-coradas foi inserida em 7.5 mL de sangue total. Para capturar CTCs vivas, o sangue foi diluído na proporção de 1:1 com uma solução tampão. Uma solução tampão exemplificativa é tampão fosfato salino (PBS). A amostra foi extraída através do microfiltro usando pressão negativa de aproximadamente 10 mL/min. Subsequentemente, o filtro foi lavado duas vezes em uma solução tampão. O microfiltro foi removido do suporte e montado em uma lâmina de microscópio para ser contado. A taxa de recuperação de células vivas MCF-7 foi 85% ± 3%. Se o sangue é suavemente fixado por paraformaldeído, a eficiência de captura de células MCT-7 aumenta para 98% ± 2%.

[0099] Em certas modalidades, CTCs coletadas podem estar sujeitas a uma variedade de análises e manipulações, tal como imunifluorescência, contagem de célula, PCR, hibridização in situ por fluorescência (FISH), imunohistoquímica, citometria de fluxo, imunocitoquímica, análise de imagem, ensaios enzimáticos, análise de caracterização de expressão gênica, testes de eficácia de terapeuticos, cultura de células enriquecidas, e uso terapêutico de células raras enriquecidas. Adicionalmente, em algumas modalidades, proteína de plasma depaupurada e glóbulos brancos podem ser opcionalmente revestidos, e sujeitos a outra análise tal como estudos de inflamação, caracterização da expressão gênica, etc.

[00100] Em certas modalidades, um microfiltro pode ser revestido com um anticorpo contra marcadores de superfície nas CTCs para ainda melhorar a coleção de CTCs vivas. Em algumas modalidades, anticorpos úteis podem incluir anticorpos contra EpCAM, HER2, EGFR, e MUC-1, mas não limitados a esses marcadores de superfície. Em modalidades em que o microfiltro é revestido com um anticorpo como descrito acima, a microfiltragem pode capturar CTCs através de exclusão de tamanho e usando marcadores de superfície simultaneamente. Em tais modalidades, a eficiencia de captura de CTCs vivas pode ser melhorada, e o tempo de análise para 7.5 mL de sangue pode ser reduzido de horas para minutos. Em outras modalidades, um microfiltro formado de acordo com modalidades da presente invenção é revestido com reagentes de reconhecimento de marcador tumoral para coletar CTCs a partir de sangue periférico em pacientes com câncer com base no isolamento de tamanho e marcadores de superfície.

[00101] Em algumas modalidades, CTCs vivas capturadas podem ser cultivadas diretamente no microfiltro para aumentar o número de CTCs e avaliar as características das CTCs. Em outras modalidades, as CTCs podem ser submetidas a retrolavagem, cultura ou seleção. Em certas modalidades, as CTCs capturadas podem ser analisadas por expressões de DNA, mRNA, microRNA por um alvo de interesse para obter informação genética. Em algumas modalidades, os genes de CTCs também podem ser sequenciados.

[00102] Em outras modalidades, um microfiltro formado a partir de uma camada de filme seco fotodefinível com base epóxi de acordo com modalidades da presente invenção pode ser usado em aplicações terapêuticas em que células tumorais circulantes são removidas do sangue de pacientes com câncer. Células tumorais circulantes são a causa da propagação do câncer a partir do local original para outros locais tais como cérebro, pulmão e fígado. A maioria dos pacientes com câncer do tipo carcinoma morre devido à metástase do câncer. Em certas modalidades, microfiltragem usando um microfiltro formado de acordo com modalidades da invenção é um método adequado para remover células tumorais circulantes do fluxo de sangue de um paciente porque a velocidade de filtragem é rápida e microfiltros reteem pouquíssimos glóbulos brancos e quase nenhum glóbulo vermelho quando usados para filtrar sangue.

[00103] Microfiltragem para células tumorais circulantes no sangue podem prover uma grande disposição de diagnósticos, prognósticos e aplicações de pesquisa. Para coletar células tumorais circulantes, relatórios de pesquisas anteriores utilizaram filtros “track etch” com localização aleatória de poros com alguns poros sobrepostos e poros não alinhados, e microfiltros com poros arranjados de forma ordenada produzidos pela decapagem de íon reativo. Em certas modalidades da presente invenção, microfiltros formados a partir de filme seco fotodefinível com base epóxi e possuindo poros precisamente organizados são usados para coletar células tumorais circulantes no sangue.

[00104] Outra aplicação exemplificativa de um microfiltro produzido de acordo com modalidades da presente invenção é capturar células fetais circulantes no sangue da mãe durante 11-12 semanas de gravidez. Tais células fetais podem incluir glóbulos vermelhos fetais primitivos nucleados. Células fetais circulando no sangue periférico de mulheres grávidas são um alvo em potential para análises genéticas não invasivas. Elas incluem células epiteliais (trofoblasticas), as quais são 14-60 μm em diâmetro, maiores que os leucócitos periféricos do sangue. Enriquecimento de células fetais circulantes seguido por diagnóstico genético pode ser usado para diagnósticos prenatais não invasivos de desordem genética usando análises de PCR de um alvo de DNA ou análise genética por hibridização in situ por fluorescência (FISH).

[00105] Outra aplicação exemplificativa de um microfiltro produzido de acordo com modalidades da presente invenção é coletar ou enriquecer células do estroma, células mesenquimais, células endoteliais, células epiteliais, células totipotentes, células não hematopoéticas, etc a partir de uma amostra de sangue, coletando células tumorais ou patogências na urina, e coletando células tumorais em fluidos espinhais e cerebrais. Outra aplicação exemplificativa é usar o microfiltro para coletar células tumorais em fluidos espinhais. Outra aplicação exemplificativa é usar o microfiltro para capturar analitos fixados às partículas de látex ou antígenos causadores de aglutinação de particulas por meio de analito/partícula de látex ou grupos aglutinados são capturados na superfície de membrana.

[00106] Outra aplicação exemplificativa de um microfiltro formado de acordo com modalidades da presente invenção é para testes de deformidade de eritrócitos. Glóbulos vermelhos são células altamente flexíveis que terão facilmente suas formas modificadas para atravessarem os poros. Em algumas enfermidades, tais como anemia falsiforme, diabetes, sepsis, e algumas condições cardiovasculares, as células tornam-se rígidas e não podem mais atravessar poros pequenos. Glóbulos vermelhos saudáveis tem tipicamente 7.5 μm e vão atravessar facilmente um poro de membrana de 3 μm, enquanto uma célula com uma dessas enfermidades não irão. Em teste de deformidade, um microfiltro possuindo orifícios de 5 μm é usado como uma barreira de filtragem. Uma amostra de sangue é aplicada e a membrana é colocada sob um vácuo constante. A taxa de filtragem das células é posteriormente medida, e uma taxa reduzida de filtragem sugere redução de deformidade.

[00107] Outra aplicação exemplificativa de um microfiltro formado de acordo com modalidades da presente invenção é a separação de células do tipo leucócito/glóbulos vermelhos. Populações de células sanguíneas enriquecidas por leucócitos (glóbulos brancos) são muitas vezes desejadas para uso em pesquisa ou terapia. Fontes típicas de leucócitos incluem sangue periférico total, produtos de leucoaféreses ou aféreses, ou outras fontes menos comuns como sangue de cordão umbilical. Glóbulos vermelhos no sangue podem sofrer lise. Portanto, o sangue é induzido a derramar através do microfiltro com pequenos poros retendo os leucócitos. Outra aplicação exemplificativa é usar o microfiltro para aplicações em quimiotaxia. Membranas são usadas no estudo de reações de glóbulos brancos a toxinas, para determinar a imunidade natural no sangue total. Uma vez que a imunidade é transferível, esta análise é usada no desenvolvimento de vacinas e drogas em glóbulos brancos. Outra aplicação exemplificativa é usar o microfiltro para filtragem de sangue e/ou transfusão de sangue. Em tais aplicações, microfiltros podem ser usados para remover grande embolia, agregados plaquetários, e outros fragmentos.

[00108] Outra aplicação exemplificativa de um microfiltro formado de acordo com modalidades da presente invenção é usar o microfiltro para capturar células e subsequentemente cultivar as células no suporte de filtro (ou cartucho), ou cultivar as células após retrolavar as células do microfiltro. Adicionalmente, disposições de precisão de microporos podem ser fabricados em rolos de resistência polimérica de acordo com as modalidades da invenção descritas acima. Tais disposições podem ser usadas para aplicações para os quais microfiltros de dimensão laminar não são adequados. Exemplos de tais aplicações incluem filtragem de água, diálise, etc.

[00109] Enquanto várias modalidades têm sido descritas acima, deve ser entendido que elas têm sido apresentadas para fins somente exemplificativos, e sem limitação. Será aparente para pessoas versadas na técnica que várias mudanças na forma e detalhes podem ser feitos neste sem se afastar do espírito e escopo da presente invenção. Então, a amplitude e o escopo da presente invenção não deve ser limitada por qualquer uma das modalidades exemplificativas descritas acima, mas deve ser definida somente de acordo com as seguintes reivindicações e suas equivalentes. As presentes modalidades são, então, para serem consideradas em todos os respeitos como ilustrativas e não restritivas. Adicionalmente, será apreciado que quaisquer características, componentes, elementos, etc., descritos acima em relação a modalidades exemplares diferentes podem ser implementados juntos.

Claims

1. Microfiltro, caracterizado pelo fato de compreender: uma única camada de polímero (120) formada a partir de um filme seco fotodefinível negativo baseado em epóxi; e uma pluralidade de aberturas (122) sendo formadas pela exposição da dita única camada de polímero a uma luz UV por meio de uma máscara óptica (199), cada uma das ditas aberturas se estendendo através da única camada de polímero, em que a dita única camada de polímero (120) é uma estrutura de microfiltro independente, a única camada de polímero (120) tem força e flexibilidade suficientes para filtrar líquido, e as ditas aberturas (122) são dimensionadas para permitir a passagem de pelo menos um tipo de uma célula de fluido corporal e para prevenir a passagem de um segundo tipo de célula de fluido corporal, e a dita única camada de polímero, tendo a dita flexibilidade, compreende uma espessura, e as aberturas têm uma largura que pode ser configurada para ser aproximadamente a mesma que a espessura da única camada de polímero tendo a dita flexibilidade baseada na dita máscara óptica (199) e na dita exposição da dita única camada de polímero (120) à dita luz UV.

2. Microfiltro, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o dito microfiltro ter uma espessura de 1 a 500 mícrons.

3. Microfiltro, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de um formato selecionado das ditas aberturas é pelo menos um de circular oval ou retangular.

4. Microfiltro, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de um formato selecionado das ditas aberturas ser um círculo com um diâmetro de 7-8 mícrons.

5. Microfiltro, de acordo com quaisquer das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de compreender ainda um revestimento de um ou mais elementos em pelo menos uma superfície da única camada de polímero.

6. Microfiltro, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de os referidos elementos incluírem elementos de reconhecimento de analito.

7. Método de formar o microfiltro conforme definido na reivindicação 1, o método caracterizado pelo fato de compreender: prover uma única camada de polímero (120) de filme seco fotodefinível negativo baseado em epóxi disposta em um substrato (180); expor a única camada de polímero (120) a uma luz UV por meio de uma máscara óptica (199) para formar um padrão (118), definido pela máscara, na única camada de polímero; formar uma pluralidade de aberturas (122) se estendendo através da única camada de polímero (120), a pluralidade de aberturas possuindo uma distribuição definida pelo padrão (118), e a remoção do dito substrato.

8. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de o dito microfiltro ter uma espessura de 1 a 500 mícrons.

9. Método, de acordo com a reivindicação 7 ou 8, caracterizado pelo fato de o formato selecionado das ditas aberturas é pelo menos uma de redondo, oval ou retangular

10. Método, de acordo com a reivindicação 7 ou 8, caracterizado pelo fato de o formato selecionado das ditas aberturas é um círculo com um diâmetro de 7-8 mícrons.

11. Método de acordo com quaisquer das reivindicações 8 a 10, caracterizado pelo fato de compreender ainda: revestir pelo menos uma superfície da única camada de polímero com um ou mais elementos.

12. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de pelo menos um dos elementos ser um elemento de reconhecimento de analito.

13. Método de filtração incluindo um microfiltro, conforme definido em quaisquer das reivindicações de 1 a 6, o método caracterizado pelo fato de compreender: passar um líquido através de uma pluralidade de aberturas (122) do microfiltro; e prevenir a passagem de um segundo tipo de fluido corporal para capturar o dito segundo tipo de fluido corporal na dita única camada de polímero (120).

14. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de compreender ainda posicionar o microfiltro em ou sobre um suporte para filtro antes de passar o líquido através da pluralidade de aberturas.

15. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de o líquido compreender um fluido corporal ou sangue.

16. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de o segundo tipo de célula de fluido corporal ser capturado pela estrutura do microfiltro, o método compreendendo ainda: analisar o segundo tipo de célula de fluido corporal capturado.

17. Método de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de a análise compreender pelo menos um ou mais de identificação, imunofluorescência, contagem, sequenciamento, PCR, hibridização in situ por fluorescência, hibridização in situ por m-RNA, outras caracterizações moleculares, imunohistoquímica, coloração histopatológica, citometria de fluxo, análise de imagem, ensaios enzimáticos, análise de perfis de expressão gênica, deformabilidade eritrocitária, reações de leucócitos, testes de eficácia de terapêuticos, cultura de células enriquecidas, e uso terapêutico de células raras enriquecidas, e separação do microfiltro.

18. Método, de acordo com a reivindicação 15 ou 16, caracterizado pelo fato de o líquido compreender sangue e o segundo tipo de célula de fluido corporal compreender pelo menos um de células tumorais circulantes, células tumorais, células de transição epitelial-mesenquimal, leucócitos, células B, células T, células fetais circulantes no sangue materno, células endoteliais circulantes, células estromais, células mesenquimais, células endoteliais, células epiteliais, células tronco e células não hematopoiéticas.

19. Método de filtração, de acordo com quaisquer das reivindicações 13 a 18, caracterizado pelo fato de compreender ainda um de: empurrar o líquido através da estrutura do microfiltro; e aplicar pressão negativa para arrastar o líquido através da estrutura de microfiltro.