BR112017001655B1 - Aparelho para detectar analito de uma amostra, cartucho microfluídico e método para detectar um analito - Google Patents

Abstract

A presente invenção refere-se a um aparelho portátil e completamente autônomo (20) para detectar analito, e os métodos de uso do mesmo. O aparelho (20) inclui uma unidade de acionamento de cartucho microfluídico (30), uma unidade de inspeção óptica (32), e uma unidade de controle (28), além de uma unidade de fonte de energia, que podem executar a ligação e a detecção do analito sem nenhuma interface fluídica com o instrumento. A unidade de acionamento de cartucho microfluídico (30) recebe o cartucho microfluídico (22), que retém um microconjunto e um chip microfluídico (24) integrado, para liberar o analito para executar diferentes etapas do método na detecção de analito. Uma detecção completa de analito, usando a invenção, ocorre apenas em poucos minutos.

Description

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDO DE PATENTE RELECIONADO

[001] Este pedido de patente reivindica o benefício sob 35 U.S.C. § 119(e) do pedido de patente provisório U.S. tendo o n° de série 62/033.116, depositado em 5 de agosto de 2014, que é, aqui, incorporado por referência no presente relatório descritivo na sua totalidade.

CAMPO DA INVENÇÃO

[002] A presente invenção refere-se a um aparelho para detectar analito e o método de seu uso.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[003] Um aparelho tradicional para detecção de analito em uma amostra (por exemplo, patógeno presente em soro sanguíneo, fluido corpóreo, cotonetes nasais / nasofaríngeos ou saliva de uma pessoa- alvo), para, por exemplo, fins diagnósticos envolve uma quantidade ou um volume relativamente grande de amostra ou analito. A amostra precisa ser transportada a um laboratório bem equipado com instrumentos volumosos e pode precisar de várias etapas de processamento, tais como a preparação dela, um teste de bioensaio ou uma inspeção óptica. Em outras palavras, muitos aparelhos tradicionais para detecção de analito são caros e intensos em tempo.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[004] À luz dos antecedentes apresentados acima, é um objeto da presente invenção proporcionar um aparelho aperfeiçoado para detectar um ou mais analitos.

[005] Consequentemente, a invenção, em um aspecto, é um aparelho para detectar pelo menos um ou mais analitos de uma amostra, incluindo: (a) uma unidade de acionamento de cartucho microfluídico incluindo uma câmara de cartucho, configurada para receber um cartucho microfluídico tendo uma primeira parte para interagir ou reagir com o analito; e pelo menos um conector elétrico, configurado para se conectar com o cartucho microfluídico para conexão elétrica com o mesmo; (b) uma unidade de inspeção óptica, configurada para detectar pelo menos um sinal gerado da primeira parte, devido à presença do analito em uma condição predeterminada, a unidade incluindo uma bandeja de coleta configurada para receber pelo menos a primeira parte do cartucho microfluídico; um sistema de iluminação, configurado para fornecer luz diretamente à primeira parte, desse modo, proporcionando a condição predeterminada; e um sensor óptico, configurado para detectar o sinal; e (c) uma unidade de controle, configurada para controlar as análises quantitativa e qualitativa, interagir com e armazenar o sinal obtido da unidade de inspeção óptica, e controlar e monitorar a operação do aparelho.

[006] Em outro aspecto, a presente invenção é um cartucho microfluídico, incluindo: (1) um chip microfluídico incluindo vários reservatórios, em que pelo menos um desses reservatórios é configurado para receber uma amostra, que pode incluir um analito, e o reservatório remanescente é configurado para reter pelo menos um reagente; e (2) um chip diagnóstico preso removivelmente no chip microfluídico, em que o chip microfluídico é configurado ainda para impelir a amostra e o reagente dos vários reservatórios para o chip diagnóstico; e em que o chip diagnóstico é pré-revestido com um conjunto de pontos de detecção, que é configurado para interagir ou reagir com o analito, para gerar pelo menos um sinal a uma condição predeterminada. De acordo com um outro aspecto, a presente invenção é um método para detectar pelo menos um analito, incluindo as etapas de: (a) colocar uma quantidade adequada de pelo menos um reagente e pelo menos uma amostra, incluindo um ou mais analitos, em um cartucho microfluídico; (b) introduzir o cartucho microfluídico em uma câmara de cartucho, configurada para receber o cartucho microfluídico; (c) dirigir o fluxo do reagente e da amostra a uma primeira parte do cartucho microfluídico, por pelo menos um canal microfluídico do cartucho microfluídico em uma sequência predeterminada, ao receber corrente elétrica da câmara de cartucho por pelo menos uma conexão elétrica; (d) proporcionar uma condição predeterminada para a primeira parte do cartucho microfluídico, para gerar pelo menos um sinal; (e) detectar pelo menos um sinal e coletar dados usando um sensor óptico; e (f) analisar os dados com um microprocessador, para determinar a presença do analito quantitativa ou qualitativamente, em que a primeira parte do cartucho microfluídico é pré-revestida com um conjunto de pontos de detecção, que é configurada para interagir ou reagir com o analito, para gerar pelo menos um sinal na condição predeterminada.

[007] Há muitas vantagens na presente invenção. O aparelho para detectar o analito da presente invenção envolve uma quantidade ou um volume relativamente pequeno de amostra (por exemplo, de uns poucos microlitros (μL) a centenas de μL), enquanto usa um instrumento / uma metodologia de reação para detecção integrados. Como tal, esse é um genuíno "equipamento de teste em campo", que vai proporciona uma verdadeira conveniência para o pessoal em campo. Por conseguinte, o manuseio e o transporte especiais de analito ao laboratório e o tempo de transporte excessivo, que podem afetar a qualidade do analito, são bastante reduzidos.

[008] Outra vantagem da presente invenção é que o aparelho da invenção requer pouca ou nenhuma preparação da amostra, em comparação com o método ou sistema diagnóstico convencional, desse modo, reduzindo o tempo de processamento.

[009] Outra vantagem da invenção é que ela pode ser aplicada em várias áreas de análises diagnósticas e de segurança de alimentos. Essa aplicação inclui, mas não é limitada a imunodiagnóstico de animais (por exemplo, infecção de vírus de Influenza Suína (por exemplo, H1N1), Síndrome Respiratória e Reprodutiva Porcina (PRRS), Doença Bovina de Pé e Boca (FMD), infecção de Febre Suína Clássica (CSFV), e Doença Infecciosa de Encefalopatia (BSE), teste de segurança de alimento (por exemplo, detecção de alergênios de alimento (por exemplo, amendoins, frutos do mar), aflatoxina e melamina), a detecção clínica para seres humanos (por exemplo, a detecção de doenças infecciosas (por exemplo, doenças transmitidas sexualmente (STD), vírus Ebola, coronavírus de síndrome respiratória do Oriente Médio (MERS-CoV) infecção de vírus de Influenza), doenças tropicais (por exemplo, vírus da Dengue e infecção de vírus de Encefalite Japonesa) e novas doenças infecciosas emergentes, que ficam dentro do mecanismo imunológico de antígeno/anticorpo nas suas rotas patológicas). Algumas das implementações preferidas podem ser adaptadas para analisar os múltiplos analitos dentro das mesmas amostra e método, reduzindo significativamente o custo e o tempo de processamento envolvidos para checar as múltiplas doenças / analitos.

[0010] Em suma, as vantagens do aparelho da presente invenção para detecção de analito são o baixo custo, a economia de tempo e espaço, a portabilidade e a necessidade de um baixo grau de habilidade e de técnicos para conduzir uma detecção completa de analito rapidamente em escala e eficientemente no local.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[0011] Um entendimento mais completo da presente invenção pode ser obtido por referência à descrição detalhada apresentada a seguir, quando em conjunto com os desenhos em anexo, em que:

[0012] a Figura 1 é um diagrama de blocos ilustrando um sistema diagnóstico, de acordo com uma modalidade da presente invenção;

[0013] a Figura 2 é uma vista esquemática do sistema diagnóstico, de acordo com a mesma modalidade da presente invenção;

[0014] a Figura 3 é uma vista esquemática de uma unidade de acionamento de cartucho microfluídico do sistema diagnóstico, de acordo com a mesma modalidade da presente invenção;

[0015] a Figura 4 é uma vista esquemática de uma unidade de inspeção óptica do sistema diagnóstico, de acordo com a mesma modalidade da presente invenção;

[0016] a Figura 5 é uma vista esquemática pelo topo de um cartucho microfluídico, de acordo com a mesma modalidade da presente invenção;

[0017] a Figura 6 é uma vista esquemática pelo fundo de um cartucho microfluídico, de acordo com a mesma modalidade da presente invenção;

[0018] a Figura 7 é uma vista esquemática detalhada de um cartucho microfluídico, de acordo com a mesma modalidade da presente invenção;

[0019] a Figura 8 é uma vista esquemática lateral de um cartucho microfluídico, de acordo com a mesma modalidade da presente invenção;

[0020] a Figura 9 é um fluxograma de um método de revestimento e da deposição de pontos de detecção no chip diagnóstico, de acordo com uma modalidade da presente invenção;

[0021] a Figura 10 ilustra a detecção de antígeno H7N9 com marcação fluorescente;

[0022] a Figura 11 é um fluxograma do método diagnóstico no local e de uma operação do sistema diagnóstico, de acordo com uma modalidade da presente invenção; e

[0023] a Figura 12 é uma vista esquemática da unidade de inspeção óptica do sistema diagnóstico, de acordo com uma modalidade alternativa da presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES PREFERIDAS

[0024] Como usado no presente relatório descritivo e nas concretizações, "compreendendo" significa incluindo os elementos apresentados a seguir, mas não excluindo outros.

[0025] "Analito" inclui, mas não limitado a, patógenos e biomoléculas presentes em, por exemplo, amostras de fluidos corpóreos ou de soro sanguíneo de uma pessoa-alvo, incluindo, mas não limitado a, por exemplo, seres humanos ou animais.

[0026] As Figuras 1 e 2 mostram um sistema diagnóstico gerador de resultados rápidos e no local, incluindo um aparelho diagnóstico 20 e um cartucho microfluídico 22, que opera com o aparelho diagnóstico 20. O cartucho microfluídico 22, que inclui um chip microfluídico 24 e um chip diagnóstico 26, é configurado para coletar e manipular pelo menos uma amostra, que pode incluir pelo menos um analito. O cartucho microfluídico 22 também recebe ou retém pelo menos um reagente. O aparelho diagnóstico 20, que é um dispositivo portátil, portável manualmente e compacto, inclui uma unidade de controle 28, uma unidade de acionamento de cartucho microfluídico 30, uma unidade de inspeção óptica 32 e uma unidade de exibição 34. A unidade de controle 28 controla e é conectada à unidade de acionamento de cartucho microfluídico 30, à unidade de inspeção óptica 32 e à unidade de exibição 34. A unidade de acionamento de cartucho microfluídico 30 é configurada para receber e acionar o cartucho microfluídico 22, de modo que a amostra coletada e o reagente escoem pelo chip microfluídico 24 e o chip diagnóstico 26, em uma sequência predeterminada. A unidade de inspeção óptica 32 é configurada para receber e inspecionar o chip microfluídico 26, para analisar a presença de analito. A unidade de exibição 34 é configurada para exibir informações relevantes, incluindo resultados analitos / diagnósticos para os usuários. A Figura 2 mostra que a unidade de exibição 28, a unidade de acionamento de cartucho microfluídico 30, a unidade de inspeção óptica 32 e a unidade de exibição 34 são encerradas em um aparelho diagnóstico autônomo, incluindo um furo receptor de cartucho microfluídico 36 e um furo receptor de chip diagnóstico 38 no seu painel frontal 40, para receber o cartucho microfluídico 22 e o chip diagnóstico 26, respectivamente.

[0027] A unidade de acionamento de cartucho microfluídico 30, mostrada na Figura 3, compreende uma câmara de cartucho 42 para receber o cartucho microfluídico 22. A câmara de cartucho 42 inclui os conectores elétricos 44, que agem como uma interface para o cartucho microfluídico 22, para acionar / controlar e proporcionar energia / corrente elétrica ao cartucho microfluídico 22, para executar sequências predeterminadas para impelir o reagente e a amostra do chip microfluídico 24 para o chip diagnóstico 26, para reação. As sequências predeterminadas vão ser discutidas em detalhes abaixo. Os sinais de controle e a energia são proporcionados aos conectores elétricos 44 por um cabo conector 46.

[0028] A unidade de inspeção óptica 32, mostrada na Figura 4, é de um tamanho compacto, que pesa menos de uns poucos quilogramas (kg) para análise / detecção de analito no local. A unidade de inspeção óptica 32 inclui um sensor óptico 48, um sistema de iluminação 50 e a bandeja coletora de chip diagnóstico 52, que é suportada por um painel de suporte 54. A bandeja coletora de chip diagnóstico 52, que pode ser liberada de um compartimento de bandeja coletora de chip diagnóstico 56, inclui um retentor de chip diagnóstico 58 e um botão de bandeja 60. O botão de bandeja 60 ativa a liberação da bandeja coletora de chip diagnóstico 52. No estado de espera, a bandeja coletora de chip diagnóstico 52 fica dentro do compartimento de bandeja coletora de chip diagnóstico 56 (por exemplo, na posição encostada). Nesse estado, a bandeja coletora de chip diagnóstico 52 é travada no compartimento de bandeja coletora de chip diagnóstico 56 por um ganho, enquanto que a bandeja coletora de chip diagnóstico 52 é carregada com uma mola. Quando o botão de bandeja 60 é comprimido, a bandeja coletora de chip diagnóstico 52 é desenganchada, de modo que a bandeja coletora de chip diagnóstico 52, na posição encostada, é empurrada do compartimento de bandeja coletora de chip diagnóstico 56 pela mola. Como tal, o retentor de chip diagnóstico 58 é conduzido no aparelho diagnóstico 20, para receber um chip diagnóstico 26 do cartucho microfluídico 22. O retentor de chip diagnóstico 58 é retraído no compartimento de bandeja coletora de chip diagnóstico 56 para a posição encostada, quando é empurrado na direção do aparelho diagnóstico 20.

[0029] O sistema de iluminação 50 compreende um laser de diodo, irradiando pelo menos um feixe de laser com pelo menos um comprimento de onda predeterminado no chip diagnóstico 26, para gerar pelo menos um sinal. O comprimento de onda predeterminado do feixe de laser é selecionado de modo que pelo menos um sinal, que é liberável pelo sensor óptico 48, pode ser gerado. A intensidade e o comprimento de onda do feixe de laser podem ser selecionados / controlados pelo usuário pela unidade de controle 28, para detectar um analito particular. O feixe de laser é dirigido ao chip diagnóstico 26 a um ângulo, de modo a evitar reflexões e gerar o sinal de maior qualidade. O comprimento de onda predeterminado é, por exemplo, na faixa de 465 a 500 nm, 400 a 700 nm, 430 a 465 nm, 500 a 550 nm, 550 a 580 nm, 580 a 620 nm ou 620 a 700 nm.

[0030] O retentor de chip diagnóstico 58 é localizado abaixo do sensor óptico 48 e do sistema de iluminação 50, quando a bandeja coletora de chip diagnóstico 52 está na sua posição encostada. O sensor óptico 48 inclui uma câmera 62 e pelo menos uma objetiva 64, para receber sinais do chip diagnóstico 26, gerados por radiação de uma luz de laser no chip diagnóstico 26, retido no retentor de chip diagnóstico 58, pelo sistema de iluminação 50. Os sinais recebidos são depois enviados para a unidade de controle 28 para análise. A unidade de controle 28 inclui, geralmente, um microprocessador (CPU), uma memória e interfaces de entrada / saída (I/O). A unidade de controle 28 controla as análises qualitativa e quantitativa, a interação, e o armazenamento do sinal obtido da unidade de inspeção óptica 32, e controlar e monitorar todas as operações do aparelho diagnóstico 20.

[0031] O cartucho microfluídico 22, mostrado nas Figuras 5 e 6, inclui o chip diagnóstico 26, preso no cartucho microfluídico 24. Na implementação mostrada, tem uma dimensão menor do que um cartão de crédito com uma espessura de 1 - 10 mm. O cartucho microfluídico 24 inclui uma interface de conexão elétrica 78, para receber sinais de controle e energia proporcionados pelos conectores elétricos 44 da câmara de cartucho 42, uma parte de topo 68 e uma parte de fundo 70 presa na parte de topo 68. Nesse exemplo, a parte de topo 68 e a parte de fundo 70 são montadas conjuntamente com materiais adesivos ou por um método de soldagem. A parte de fundo 70 pode ser feita de material eletricamente isolado, tal como um material plástico e de resina. Como mostrado na Figura 5, a parte de topo 68 tem várias microrranhuras 66, uma abertura de canal 72 tendo uma conexão fluida com o chip microfluídico 24, e um adesivo 74, para prender o chip microfluídico 24 na abertura de canal 72. A parte de fundo 70 do cartucho microfluídico tem uma ranhura para uma membrana microporosa 76, a ser colocada no mesmo, como mostrado na Figura 6.

[0032] Agora, com referência às Figuras 7 e 8, a parte de topo 68 pode ser feita de material acrílico, material de policarbonato ou um tipo similar de materiais plásticos. Pode ser transparente, de modo a permitir que o usuário observe o estado do fluido dentro do chip microfluídico 24. As partes plásticas podem ser produzidas por um método de injeção plástica, associado com outro método, tais como um método de gravação a quente e um de microusinagem. A parte de topo 68 inclui várias microrranhuras 66 em vários reservatórios 80 correspondentes, em que pelo menos um reservatório é configurado para receber a amostra da parte de topo, e pelo menos um reservatório é configurado para reter pelo menos um reagente para facilitar a reação ou a interação entre as moléculas de interação com analitos e o analito. Como tal, a detecção de analito pode ser facilitada. O reagente retido no pelo menos um reservatório é selecionado do grupo consistindo de tampão de lavagem e tampão de bloqueio. Em uma modalidade, o tampão de lavagem é solução salina tamponada com fosfato (PBS) e o tampão de bloqueio é PBS e albumina de soro bovino (BSA). A amostra é impelida do chip microfluídico 24 para o chip diagnóstico 26, para reação / interação do analito no chip diagnóstico 26. Em cada um dos reservatórios 80, pelo menos um canal microfluídico 86 é localizado abaixo das microrranhuras 66, na interface entre a parte de topo 68 e a parte de fundo 70, como mostrado na Figura 8. O reagente e a amostra são impelidos do chip microfluídico 24 para o chip diagnóstico 26 pelo canal microfluídico 86, e depois para a abertura de canal 72. Cada um dos reservatórios 80 é integrado com uma microbomba, que é construída com uma pequena quantidade de hidrogel 82 colocada nela. Os hidrogéis 82 ficam em contato com os traços de circuitos condutores elétricos 84, incorporados no material construído na parte de fundo 70. Essas microbombas são operadas por corrente elétrica, que são alimentadas por traços de circuitos condutores elétricos 84. Essas microbombas empurram a amostra e o reagente pelos canais microfluídicos 86, com o que a amostra é misturada com o reagente na abertura de canal 72 por expansão e contração dos hidrogéis 82. A expansão e a contração dos hidrogéis 82 são controladas pela unidade de acionamento de cartucho microfluídico 30 do aparelho diagnóstico 20, por envio de sinais e de energia pela conexão entre o conector elétrico 44 e a interface de conexão elétrica 78, que fica também em conexão elétrica com os traços de circuitos condutores elétricos 84. As bombas são encapsuladas de modo que as situações de contaminação e contaminação cruzada sejam evitadas. O volume de cada reservatório 80 é em uma faixa de 1 - 80 μL.

[0033] O chip diagnóstico 26 pode ser feito de vidro, silício ou plástico, e é preso removivelmente no chip microfluídico 24 pelo adesivo 74. A superfície de fundo (isto é, a superfície voltada para a abertura de canal 72) do chip diagnóstico 26, que é pré-revestida com um conjunto de pontos de detecção, que podem reagir / interagir com o analito presente em uma amostra, para gerar pelo menos um sinal sob uma determinada condição (por exemplo, gerar um ou mais sinais fluorescentes, quando irradiada por uma luz de laser a um determinado comprimento de onda), é disposta na direção e em comunicação fluida com a abertura de canal 72. Em uma modalidade, o ponto de detecção inclui pelo menos uma molécula de interação com analito, que reage / interage com pelo menos um analito. Em uma modalidade específica, a molécula de interação com analito é uma proteína ou um peptídeo particular, que se liga com pelo menos um vírus / uma bactéria particular, isto é, no seu estado intacto ou em uma parte adequada para ser detectada (por exemplo, um antígeno). O conjunto de pontos de detecção é localizado dentro de 1 - 15 milímetros (mm) em torno da abertura de canal 72, de modo que a amostra e o reagente misturados se espalham pelo conjunto, quando são bombeados da abertura de canal 72. A superfície de fundo do chip diagnóstico 26, voltada na direção do chip microfluídico 24, é primeiro revestida com um primeiro revestimento, para imobilizar os pontos de detecção revestidos posteriormente, sem modificar a configuração dos pontos de detecção (por exemplo, manter os sítios de ligação na molécula de interação com analito, incluída nos pontos de detecção para ficarem acessíveis ao analito). O primeiro revestimento deve também criar um meio hidrofílico para que a reação / interação de analito ocorra. É otimizado para minimizar as reações / interações não específicas, para, desse modo, reduzir o sinal de ruído de fundo no presente aparelho. Uma vez que o primeiro revestimento é feito, os pontos de detecção são depositados na superfície de fundo do chip diagnóstico 26, em um modelo predefinido (por exemplo, um conjunto). Um método de gota por demanda é selecionado para dispersá-los no chip diagnóstico 26. Em uma modalidade, o método de gota por demanda pode ser executado por uma impressora de microarranjos. O chip diagnóstico 26, com o reagente e a amostra misturados (que podem incluir o analito) reagidos / interagidos no mesmo, pode ser separado do chip microfluídico 24 e ser colocado no retentor de chip diagnóstico 58, para posterior análise pela unidade de inspeção óptica 32. A amostra e o reagente misturados no chip diagnóstico 26 podem ser secos, antes ou depois do chip diagnóstico 26 ser separado do chip microfluídico 24.

[0034] Em uma modalidade exemplificativa, as etapas do método de revestimento e da deposição dos pontos de detecção, contendo, por exemplo, antígeno do vírus da influenza H7N9 na superfície do chip diagnóstico 26, são mostradas na Figura 9 e são detalhadas abaixo.

[0035] Para a etapa de limpeza 88: o chip diagnóstico 26 de material de vidro é parcialmente imerso em um béquer de 250 mililitros (mL), contendo acetona. A aplicação de ultrassom é então feita por 5 minutos (min), de modo a limpar a parte imersa do chip diagnóstico 26. O chip diagnóstico 26 é então transferido com pinça para outro béquer de 250 mL, contendo etanol. A aplicação de ultrassom é então feita de novo por 5 min.

[0036] Para a etapa de hidroxilação: setenta e cinco (75) mL de ácido sulfúrico a 95% são transferidos a um béquer de 250 mL. Vinte e cinco (25) mL de peróxido de hidrogênio a 34,5% volume para volume (v/v) é então pipetado no mesmo béquer, de modo que a concentração final de peróxido de hidrogênio é 8,63%, e que a relação resultante entre o volume do ácido sulfúrico concentrado e o peróxido de hidrogênio a 34,5% (solução piranha) é 1:3 v/v. Consequentemente, o chip diagnóstico 26, da etapa de limpeza 88, é então parcialmente imerso na solução mencionada acima à temperatura ambiente por 2 horas (h). O chip diagnóstico 26 tratado é então retirado da solução piranha com pinça e é enxaguado com água ultrapura, usando uma garrafa de lavagem por 5 min. A solução piranha é descartada em uma garrafa de descarte. A seguir, o chip diagnóstico 26 tratado é transferido com pinça a um béquer de 250 mL, contendo etanol absoluto a 85%. A aplicação de ultrassom é então feita por 5 min. Essa etapa para o chip diagnóstico 26 tratado é então repetida em outro béquer de 250 mL, contendo água purificada, por uma ou mais vezes.

[0037] Para a etapa de acidulação 92: vinte e cinco (25) mL de ácido clorídrico são transferidos a um tubo de ensaio de 50 mL. Vinte e cinco (25) mL de etanol são depois adicionados ao mesmo tubo. O chip diagnóstico 26, da etapa de hidroxilação 90, é depois transferido com pinça para a solução mencionada acima e é reagido a 37 graus Celsius (°C) por 3 h. O chip diagnóstico 26 tratado é depois tirado da solução com pinça e é enxaguado com água ultrapura, usando uma garrafa de lavagem, por 5 min. A solução é descartada em uma garrafa de descarte. Consequentemente, o chip diagnóstico 26 lavado é então transferido com pinça a um béquer de 250 mL, contendo etanol absoluto a 95%. A aplicação de ultrassom é então feita por 5 min.

[0038] O chip diagnóstico 26 é então transferido com pinça para outro béquer de 250 mL, contendo água purificada. A aplicação de ultrassom é então feita por 5 min. Após isso, o chip diagnóstico 26 tratado é então transferido com pinça a um béquer de 250 mL e é incubada em uma estufa para secagem a 60°C por 30 min, antes de seguir para a etapa de aminação 94, como descrito abaixo.

[0039] Para a etapa de aminação 94: seis mil seiscentos e quarenta e um (6.641) gramas (g) de (3-aminopropil) trietoxissilano (APTES) (sensível à umidade), à temperatura ambiente, são pipetados em um tubo de ensaio de 50 mL (primeiro uso). Quarenta e três (43) mL de etanol são então pipetados no mesmo tubo. A seguir, 0,1 mL de ácido acético é então adicionado ao mesmo tubo. O chip diagnóstico 26 tratado, da etapa de acidulação 92, é então transferido com pinça para a solução mencionada acima, com a qual é reagido a 50°C por 24 h. Consequentemente, o chip diagnóstico 26 é então transferido com pinça para um béquer de 250 mL, contendo etanol absoluto a 95%. A aplicação de ultrassom é então feita por 5 min. O chip diagnóstico 26 é então transferido com pinça para outro béquer de 250 mL, contendo água purificada, e a aplicação de ultrassom é então feita de novo por 5 min. Após isso, o chip diagnóstico 26 tratado é então transferido com pinça para um béquer de 250 mL e é incubado em uma estufa para secagem a 120°C por 30 min.

[0040] Para a etapa de adição 96 - adição de grupo aldeído: glutaraldeído a vinte e cinco por cento é preparado para cada tubo de ensaio de 50 mL. O chip diagnóstico 26 tratado, da etapa de aminação 94, é então transferido com pinça para a solução mencionada acima e é reagido à temperatura ambiente por 24 h. Consequentemente, o chip diagnóstico 26 é então transferido com pinça a um béquer de 250 mL, contendo etanol absoluto a 95%. A aplicação de ultrassom é então feita por 5 min. O chip diagnóstico 26 é então transferido com pinça para outro béquer de 250 mL, contendo água purificada, e a aplicação de ultrassom é então feita de novo por 5 min. Essa etapa é depois repetida em outro béquer de 250 mL, contendo água purificada, por uma ou mais vezes. A seguir, o chip diagnóstico 26 tratado é então transferido com pinça para um béquer de 250 mL e é incubado em uma estufa para secagem a 60°C por 30 min.

[0041] Em uma modalidade alternativa, o chip diagnóstico 26 é enxaguado com água deionizada e é depois submetido a ultrassom por 5 min em uma mistura de detergente de limpeza: água deionizada a 1:3 volume para volume (v/v). O chip diagnóstico 26 limpo é subsequentemente imerso por 5 min em água deionizada (após decantação) e é finalmente imerso por 5 min em acetona. O chip diagnóstico 26 limpo é depois seco com ar comprimido. A seguir, 3- glicidoxipropiltriemetoxissilano é então dissolvido em acetona e é misturado com solução de colódio (10%, obtida da Wako) com uma pipeta. O chip diagnóstico 26 é imerso nessa mistura e é retirado da mistura lentamente. O chip diagnóstico 26 é depois seco em ar e transformado em um filme branco. O chip diagnóstico 26 revestido é incubado ainda a 80°C por 1 h. O chip diagnóstico 26 vai ser então submerso em 20 mL de etanol por 5 min, após uniformização da temperatura ambiente. O chip diagnóstico 26 é então enxaguado intensamente com água, e é enxaguado subsequentemente com acetona e água. O chip diagnóstico 26 fica transparente e pode ser armazenado à temperatura ambiente, antes de uso, por exemplo, da etapa de impressão 98, como descrito abaixo.

[0042] Para a etapa de impressão 98 - impressão de tampão de PBS, antígeno H7N9 ou BSA no chip diagnóstico 26, revestido com grupo aldeído, como descrito na etapa 96, ou no chip diagnóstico 26 transparente, obtido da etapa de acidulação 92. Para impressão com tampão de PBS, preparar a solução de tinta de 40% de glicerol em 4 mL de PBS e encher a mesma em um cartucho de impressora. Para a impressão de antígeno H7N9, preparar a solução de tinta de 0,1 mL de antígeno H7N9 (da Sino Biological, a 1 miligrama (mg)/mL) e gliceral a 40% em 1,5 mL de PBS, e encher a mistura em um cartucho de impressora. Para impressão com BSA, preparar a solução de tinta com 1 mL de 1.000 microgramas (μg)/mL de solução de BSA (da Thermo, número de produto 23208) com glicerol a 40% em 4 mL de PBS, e encher a mistura em um cartucho de impressora. A seguir, a impressora Dimatrix Materials (número de modelo DMP-2831) da FUJIFILM é instalada. O cartucho preparado é então fixado na cabeça de impressão (precaução: garantir que nenhuma bolha de ar seja observada na solução, especialmente aquelas que são retidas no canal de escoamento de entrada. Se não, bater com o dedo no cartucho até que as bolhas sejam removidas do canal). A estabilidade de gotejamento das gotas de solução dos 16 bocais é então verificada. Pelo menos um bocal, com boas condições, é também selecionado para a impressão de pontos no chip diagnóstico 26 tratado da etapa de adição 96. O ponto de antígeno H7N9 ou BSA em 200 μm é então impresso no chip diagnóstico 26 tratado. O chip diagnóstico 26 tratado é então transferido em uma placa de Petri com cobertura, e é depois incubada em uma estufa de secagem a 37°C por 2 h na etapa de secagem 100.

[0043] O lado impresso do chip diagnóstico 26 processado em material de vidro, da etapa de secagem 100, é depois preso usando o adesivo 74 na parte de topo 68 do chip microfluídico 24, carregado com amostra para detecção como mencionado acima, e pode ser removido do chip diagnóstico 24 para inspeção óptica pela unidade de inspeção óptica 32, após as reações / interações com a amostra contendo analito. Um modelo de impressão exemplificativo (aumento de 4X) do antígeno impresso em um chip diagnóstico de vidro, tratado com glutaraldeído a 25% por 24 h, revelado por uso de uma diluição 1:80 de antígeno H7N9, é mostrado na Figura 10.

[0044] Volta-se então para o método diagnóstico de sítio anônimo e uma operação do sistema diagnóstico mostrado na Figura 11. O chip microfluídico 24 é primeiro carregado com uma quantidade adequada de amostra (por exemplo, uma amostra de soro sanguíneo), que pode conter analito, por dispensação da amostra nos reservatórios 80 em uma etapa de carga 102. Um ou mais reagentes, para facilitar a detecção do analito, são também dispensados similarmente em reservatórios 80 separados. O reagente retido no pelo menos um reservatório é selecionado do grupo consistindo de tampão de lavagem e tampão de bloqueio. Em uma modalidade, o tampão de lavagem é PBS e o tampão de bloqueio é PBS e BSA. Depois, na etapa de fixação 104, o chip diagnóstico 26 é colocado no adesivo 74, para prender o chip diagnóstico 26 no chip microfluídico 24. A superfície do chip diagnóstico 26, tendo o conjunto de pontos de detecção e o primeiro revestimento, deve ficar voltada na direção da abertura de canal 74 e do adesivo 74, na parte de topo 68 do chip microfluídico 24. O conjunto dos pontos de detecção e o primeiro revestimento devem ser localizados dentro de 1 - 15 mm da vizinhança da abertura de canal 72. O cartucho microfluídico 22, formado por fixação do chip microfluídico 24 e do chip diagnóstico 26, é então encostado na câmara de cartucho 42 da unidade de acionamento de cartucho microfluídico 30, na etapa de encosto 106, por colocação da interface de conexão elétrica 78 pelo furo receptor de cartucho microfluídico 36, de modo que a interface de conexão elétrica 78 fique em contato com os conectores elétricos 44. Depois, a amostra e o reagente misturados são espalhados pelo conjunto de pontos de detecção na etapa de espalhamento de analito 108. Isso é feito por escoamento da amostra e do reagente dos reservatórios 80 pelos canais microfluídicos 86 do chip microfluídico 24 para a abertura de canal 72. Ao receber uma corrente elétrica e sinais pela interface de conexão elétrica 78 da câmara de cartucho microfluídico pelos conectores elétricos 44, as microbombas impelem a amostra pelos canais microfluídicos 86 no tempo, na velocidade e nas sequências instruídos pelo microprocessador da unidade de controle 28. A amostra e o reagente misturados (a amostra é misturada com o reagente durante escoamento pelos canais microfluídicos 86 do chip microfluídico 24, como mencionado acima), que deixam a abertura de canal 72, se espalham pela superfície de fundo do chip diagnóstico 26. Quaisquer bolhas de ar 80 vão ser removidas pela membrana microporosa 76, localizada na parte de fundo 70 do chip microfluídico 24, na medida em que a amostra passa por ele dos canais microfluídicos 86. A área na qual a amostra e o reagente se espalham cobre o local no qual o conjunto de pontos de detecção se localiza, de modo que o analito possa reagir / interagir com a molécula de interação com analito nos pontos de detecção. Em uma modalidade, a etapa 108 pode incluir ainda a etapa de impelir adicionalmente o chip microfluídico 24, para espalhar um segundo reagente auxiliar, que é localizado em um dos reservatórios 80, por escoamento pelos canais microfluídicos 86 do chip microfluídico 24 para o chip diagnóstico 26, para fixação de uma molécula secundária para facilitar a detecção de analito reagido ou interagido, após a amostra e o reagente misturados serem espalhados no conjunto de pontos de detecção. Quando o bombeamento e as reação / interação do analito são interrompidos, o cartucho microfluídico 22 é solto da câmara de cartucho 42 da unidade de acionamento de cartucho microfluídico 30. O chip diagnóstico 26, com analito no mesmo, é então solto do chip microfluídico 24 na etapa de separação 110. A amostra e o reagente misturados, no chip diagnóstico 26, podem ser secos antes ou depois do chip diagnóstico 26 ser solto do chip microfluídico 24. Na etapa de carga do chip diagnóstico 112, a bandeja coletora de chip diagnóstico 52 e o retentor de chip diagnóstico 58 são então liberados do compartimento de bandeja coletora de chip diagnóstico 56, e se estendem para fora do aparelho diagnóstico 20 para receber o chip diagnóstico 26. O chip diagnóstico 26 é colocado e retido no retentor de chip diagnóstico 58. Após isso, a bandeja coletora de chip diagnóstico 52 e o retentor de chip diagnóstico 58 são empurrados na direção do aparelho diagnóstico 20, de modo que a bandeja coletora de chip diagnóstico 52 fique situada no compartimento de bandeja coletora de chip diagnóstico 56. Após isso, uma etapa de análise 114 pode ser iniciada. Quando a bandeja coletora de chip diagnóstico 52 é situada no compartimento de bandeja coletora de chip diagnóstico 56, o chip diagnóstico 26 é localizado abaixo do sensor óptico 48. Ao receber o sinal de partida do microprocessador, o feixe de luz do sistema de iluminação 50 (por exemplo, um feixe de laser) é então dirigido para o chip diagnóstico 26, para gerar pelo menos um sinal (se a amostra e o reagente misturados contiverem o analito) detectável pelo sensor óptico 48. Em uma modalidade, o pelo menos um sinal inclui um sinal fluorescente, que é gerado quando o chip diagnóstico 26 é irradiado pela luz adequada no comprimento de onda adequado (por exemplo, 488 nm). O sinal coletado vai ser convertido em dados digitais, que vão ser depois transferidos para e analisados pelo microprocessador da unidade de controle 28, para determinar a presença, quantitativa ou qualitativamente, do analito. O resultado vai ser mostrado na unidade de exibição 34 do aparelho em um período de tempo relativamente curto (rápido) (por exemplo, em uma faixa de 10 - 35 min).

[0045] A unidade de controle 28 inclui ainda um meio legível por computador não transitório, para armazenar códigos legíveis por computador, de modo que, quando é executado pelo microprocessador, gera sinais e controla todas as partes do aparelho diagnóstico 20, para executar e operar as etapas descritas acima. O meio legível por computador não transitório pode compreender qualquer tipo de dados e/ou mídia de transmissão, incluindo mídia magnética, mídia óptica, memória de acesso aleatório (RAM), memória exclusiva de leitura (ROM), um cache de dados, um objeto de dados, etc. Além do mais, a memória pode residir em um único local físico, compreendendo um ou mais tipos de armazenamento de dados, ou ser distribuída por vários sistemas físicos em várias formas.

[0046] Em uma modalidade, a unidade de controle 28 compreende módulos de software, que podem ser necessários para a operação do sistema. Os módulos incluem o sistema operacional, o módulo de aplicação, o módulo de processamento de imagem, o módulo de software de acionador de cartucho microfluídico para controlar o fluxo de fluidos no chip microfluídico 24, como mencionado acima, e um módulo de software de interface de usuário. O sistema operacional controla os recursos de hardware do computador e proporciona serviços para todos os módulos de software do computador. O sistema operacional pode ser Apple iOS, Android, Microsoft Windows ou Linux. O sistema operacional é também integrado com vários protocolos de comunicação, sendo ligado com ou sem fio, tal como uma rede de área local (LAN), USB, Wi-Fi, Bluetooth, etc. O módulo de aplicação é um conjunto de programas elaborados para conduzir operações para o aparelho. Controla os dados do aparelho, bem como dados de serviços, dados de programas, dados de clientes, dados de cartuchos microfluídicos, ajuste de bombas, ajuste de sensores ópticos e os dados coletados da unidade de inspeção óptica 32. O módulo de processamento seleciona as áreas de interesse do chip diagnóstico 26 e controla a obtenção de imagens do mesmo. O módulo de processamento de imagem também corrige o brilho e o contraste das imagens obtidas. Ao receber essas imagens do módulo de processamento de imagem, a unidade de controle 28 mede e compara as imagens do chip diagnóstico 26, de acordo com o ajuste do sensor óptico 48. O módulo de processamento de imagem, então, conta e calcula, de acordo com os limites estabelecidos, que resultados analisados serão enviados para o módulo de software de interface de usuário. O módulo de software de acionador de cartucho microfluídico é projetado para instruir a unidade de acionamento de cartucho microfluídico 30, para controlar a corrente e o tempo de envio dessa corrente para a bomba microfluídica no chip microfluídico 24. Quanto maior a corrente e/ou mais longo o tempo para envio dessa corrente for(em), mais fluidos podem ser então bombeados dos reservatórios 80. O módulo de software de interface de usuário é a interface que permite que usuário interajam com o aparelho por ícones gráficos, indicadores visuais, tais como notações e comandos. O módulo de software de interface de usuário torna o aparelho muito amigável para pessoas não especializadas por permitir que o usuário obtenha, entenda, adiciona, edite e elimine informações facilmente, sem quaisquer habilidades especiais. Também permite que o usuário sinta que tem que fechar conexões com a unidade de inspeção óptica 32, com a ajuda de interatividade de gráfico, som, bem como da liberação de notificações e comandos proporcionados pelo módulo de software de interface de usuário.

[0047] As modalidades exemplificativas da presente invenção são, desse modo, inteiramente descritas. Embora a descrição seja referida a modalidades particulares, vai ficar claro para aqueles versados na técnica que a presente invenção pode ser praticada com variação desses detalhes específicos. Por conseguinte, esta invenção não deve ser considerada como limitada às modalidades apresentadas no presente relatório descritivo.

[0048] Por exemplo, uma unidade de alimentação de energia é necessária para executar o sistema, mas não é descrita em detalhes, pois é claro para aqueles versados na técnica que a energia elétrica é necessária para a operação do aparelho. A unidade inclui pelo menos uma unidade de bateria recarregável uma porta de carregador de bateria, uma chave de energia e um circuito eletrônico de controle de energia. A unidade de bateria recarregável convencional pode ser feita de íon de lítio, polímero de lítio ou outra bateria de alta capacidade. A unidade de bateria recarregável, na unidade de alimentação de energia, pode suportar umas poucas horas de operação do aparelho, sem suprimento de energia de rede, isto é, em locais remotos. A unidade de alimentação de energia é equipada com um conjunto de circuitos de proteção de bateria, que pode proteger a unidade de bateria recarregável contra sobrecarga, corrente excessiva e temperatura excessiva, de modo a garantir a segurança do aparelho e do usuário. A unidade de alimentação de energia é também equipada com um conector de bateria, para permitir que o usuário substitua a bateria inteiramente descarregada por uma bateria inteiramente carregada de reserva, quando se propicia um período de uso estendido. O circuito eletrônico de controle de energia é usado para converter a voltagem da unidade de bateria recarregável a uma voltagem diferente, necessária por diferentes unidades de sistemas. O circuito eletrônico de controle de energia é conectado com a unidade de controle 28, a unidade de bateria recarregável, a unidade de acionamento de cartucho microfluídico 30 e o módulo de inspeção óptica. O circuito eletrônico de controle de energia propicia a iniciação, a terminação e a alteração da voltagem, quando for necessário, para economizar o consumo de energia do aparelho. Esses sinais de comando são propiciados pela unidade de controle 28. Além do mais, o carregador de bateria proporciona corrente contínua (CC) para carregar a unidade de bateria recarregável no sistema pela porta do carregador de bateria no painel posterior do aparelho. O aparelho pode operar mesmo quando a unidade de bateria recarregável está vazia, mas quando a alimentação elétrica de rede é apresentada. A porta do carregador de bateria pode ser solta, quando a unidade de bateria recarregável está carregada.

[0049] O aparelho pode incluir ainda pelo menos uma porta USB ou qualquer outro meio de comunicação de dados, para permitir a operação de protocolos de comunicação comuns de transferência de dados. A unidade de exibição é equipada no aparelho para interface humana. A unidade de exibição é um monitor colorido de alta resolução, que pode ser qualquer um de um monitor de cristal líquido (LCD), um Diodo Emissor de Luz Orgânico (OLED) ou outro tipo de monitor. A unidade de exibição pode ser incorporada com um painel de tela de toque; portanto, pode receber comando do toque de dedos humanos. A unidade de exibição é conectada com a unidade de controle 28. No entanto, com relação ao modo como exibe, o conteúdo exibido é gerado pela interface gráfica de usuário.

[0050] Um chip microfluídico exemplificativo, que pode ser usado, pode ser o chip microfluídico descrito nas patentes alemãs DE 102010061910.8 e DE 102010061909.4.

[0051] Em uma modalidade alternativa, a bandeja coletora de chip diagnóstico 52 da unidade de inspeção 32 pode ser substituída por uma ranhura de análise 116, mostrada na Figura 12. A ranhura de análise 116 compreende uma ranhura coletora de chip diagnóstico 118, configurada para receber o chip diagnóstico 26 e permitir que ele deslize para a unidade de inspeção óptica 32 do aparelho diagnóstico 20. A abertura da ranhura coletora de chip diagnóstico 118 tem um tamanho ligeiramente maior do que o do chip diagnóstico 26, de modo que o chip diagnóstico 26 possa ser deslizado para a unidade de inspeção óptica 32, em uma orientação desejada. A ranhura de análise 116 é configurada ainda para reter o chip diagnóstico 26 em uma posição predeterminada na ranhura coletora de chip diagnóstico 118, em que a posição predeterminada é abaixo do sensor óptico 48 da câmera 62 para a análise. Um gancho de ranhura 120 é também proporcionado na ranhura de análise 116, em que o gancho de ranhura 120 é configurado para reter diretamente o chip diagnóstico 26 na posição predeterminada para a análise, e liberar, diretamente, o chip diagnóstico 26, após isso.

[0052] Em mais uma outra modalidade, em vez de usar pelo menos um feixe de laser, pelo menos um feixe de laser pode ser usado para gerar pelo menos um sinal para a análise. O sistema de iluminação 50 emite, nessa modalidade alternativa, pelo menos um feixe de luz com pelo menos um comprimento de onda predeterminado no chip diagnóstico 26. O sistema de iluminação 50 compreende um diodo emissor de luz (LED), pelo menos um filtro e pelo menos um espelho dicroico.

[0053] Em outra modalidade, o sistema de iluminação 50 pode ter mais de um laser de diodo ou mais de um LED.

[0054] Em mais uma outra modalidade, a câmera 62 da unidade de inspeção 32 pode ser uma câmera digital de alta resolução 62, na qual o sensor é selecionado de um grupo de sensor semicondutor de óxido metálico complementar (CMOS) e sensor de dispositivo de carga acoplada (CCD). Os megapixels do sensor de imagem da câmera digital de alta resolução 62 é em uma faixa de 1,0 megapixel a 30 megapixels.

[0055] Em mais uma outra modalidade, o aparelho diagnóstico 20 pode incluir múltiplas unidades de acionamento de cartuchos microfluídicos 30 e múltiplas unidades de inspeção óptica 32, de modo que os múltiplos diagnósticos e análises podem ser feitos ao mesmo tempo.

Claims (15)

1. Aparelho (20) para detectar pelo menos um analito de uma amostra, compreendendo: (a) uma unidade de acionamento de cartucho microfluídico (30) compreendendo: (1) uma câmara de cartucho (42) configurada para receber um cartucho microfluídico (22), tendo uma primeira parte para interagir ou reagir com o analito e uma pluralidade de reservatórios (80), sendo que cada reservatório é integrado com uma microbomba; e (b) uma unidade de inspeção óptica (32) configurada para detectar pelo menos um sinal gerado da primeira parte, devido à presença do analito a uma condição predeterminada, a unidade (32) compreendendo: (1) uma bandeja de coleta (52) configurada para receber pelo menos a primeira parte do cartucho microfluídico (22); (2) um sistema de iluminação (50) configurado para liberar luz diretamente na primeira parte, desse modo, proporcionando a condição predeterminada; e (3) um sensor óptico (48) configurado para detectar o sinal; (c) uma unidade de controle (28) configurada para controlar a análise quantitativa e qualitativa, interagir com, e armazenar o sinal obtido da unidade de inspeção óptica (32), e controlar e monitorar a operação do aparelho (20); caracterizado pelo fato de que unidade de acionamento de cartucho microfluídico (30) compreende ainda pelo menos um conector elétrico (44) configurado para se conectar com o cartucho microfluídico (22), sendo que o conector elétrico (44) fornece corrente elétrica para operar a microbomba no cartucho microfluídico (22) em um tempo, uma velocidade e uma sequência predeterminados.

2. Aparelho (20), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sensor óptico (48) compreende pelo menos uma objetiva integrada a uma câmera de alta resolução (62).

3. Aparelho (20), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a câmera de alta resolução (62) é uma câmera digital.

4. Aparelho (20), de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o sistema de iluminação (50) compreende pelo menos um laser de diodo com comprimento de onda de 400 - 500 nm.

5. Aparelho (20), de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o analito é antígeno de vírus de influenza e o comprimento de onda do laser de diodo é 488 nm.

6. Aparelho (20), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a unidade de controle (28) é capaz de controlar a unidade de acionamento de cartucho microfluídico (30).

7. Aparelho (20), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende uma fonte de energia, compreendendo uma bateria recarregável embutida.

8. Aparelho (20), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a microbomba é construída com hidrogéis (82), e a unidade de acionamento de cartucho microfluídico (30) controla a expansão e a contração do hidrogéis (82).

9. Cartucho microfluídico (22) compreendendo: (1) um chip microfluídico (24) incluindo vários reservatórios (80), em que pelo menos um dos reservatórios (80) é configurado para receber uma amostra, que pode incluir um analito, e o reservatório (80) remanescente é configurado para reter pelo menos um reagente; e (2) um chip diagnóstico (26) preso removivelmente no chip microfluídico (24); em que o chip microfluídico (24) é configurado ainda para impelir a amostra e o reagente dos vários reservatórios (80) para o chip diagnóstico (26), e em que o chip diagnóstico (26) é pré-revestido com um conjunto de pontos de detecção, que é configurado para interagir ou reagir com o analito, para gerar pelo menos um sinal a uma condição predeterminada, caracterizado pelo fato de que cada reservatório (80) é integrado com uma microbomba, sendo que a microbomba é construída com hidrogéis (82), sendo que a microbomba e os hidrogéis (82) ali dispostos estão em conexão elétrica com traços de circuitos condutores elétricos (84); a microbomba sendo operada por corrente elétrica que é fornecida através dos traços de circuitos condutores elétricos (84) para empurrar a amostra e o reagente por canais microfluídicos (86).

10. Cartucho microfluídico (22), de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que os pontos de detecção compreendem ainda uma ou mais moléculas de interação com analitos, que podem reagir ou interagir com os analitos.

11. Método para detectar pelo menos um analito, compreendendo as etapas de: (a) colocar uma quantidade adequada de pelo menos um reagente e pelo menos uma amostra, incluindo o(s) analito(s), em um cartucho microfluídico (22), tendo uma primeira parte para interagir ou reagir com o analito e uma pluralidade de reservatórios (80), sendo que cada reservatório é integrado com uma microbomba; (b) introduzir o cartucho microfluídico (22) em uma câmara de cartucho (42), configurada para receber o cartucho microfluídico (22); (c) dirigir o fluxo do reagente e da amostra a uma primeira parte do cartucho microfluídico (22), por pelo menos um canal microfluídico (86) do cartucho microfluídico (22); (d) proporcionar uma condição predeterminada para a primeira parte do cartucho microfluídico (22), para gerar pelo menos um sinal; (e) detectar o pelo menos um sinal e coletar dados usando um sensor óptico (48); e (f) analisar os dados com um microprocessador, para determinar a presença do analito quantitativa ou qualitativamente, em que a primeira parte do cartucho microfluídico (22) é pré-revestida com um conjunto de pontos de detecção, que é configurada para interagir ou reagir com o analito, para gerar pelo menos um sinal na condição predeterminada, caracterizado pelo fato de que o direcionamento é regulado em um tempo, uma velocidade e uma sequência predeterminados quando do recebimento de corrente elétrica a partir da câmara de cartucho (42) por pelo menos uma conexão elétrica.

12. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um sinal é um sinal fluorescente.

13. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o sensor óptico (48) é uma câmera de alta resolução (62).

14. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a câmera de alta resolução (62) é uma câmera digital.

15. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a microbomba é construída com hidrogéis (82), e a unidade de acionamento de cartucho microfluídico (30) controla a expansão e a contração do hidrogéis (82).