BR112019025986A2 - armazenamento temporário de fluido - Google Patents

armazenamento temporário de fluido Download PDF

Info

Publication number
BR112019025986A2
BR112019025986A2 BR112019025986-4A BR112019025986A BR112019025986A2 BR 112019025986 A2 BR112019025986 A2 BR 112019025986A2 BR 112019025986 A BR112019025986 A BR 112019025986A BR 112019025986 A2 BR112019025986 A2 BR 112019025986A2
Authority
BR
Brazil
Prior art keywords
fluid
channel
outlet
plate
main
Prior art date
Application number
BR112019025986-4A
Other languages
English (en)
Other versions
BR112019025986B1 (pt
Inventor
Wesley COX-MURANAMI
Darren Robert Segale
Oliver Jon Miller
Jennifer Olivia FOLEY
Tarun Kumar Khurana
Paul Crivelli
Gary Watts
Original Assignee
Illumina, Inc.
Illumina Cambridge Limited
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Illumina, Inc., Illumina Cambridge Limited filed Critical Illumina, Inc.
Publication of BR112019025986A2 publication Critical patent/BR112019025986A2/pt
Publication of BR112019025986B1 publication Critical patent/BR112019025986B1/pt

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B01L3/502707—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by the manufacture of the container or its components
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B01L3/502746—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by the means for controlling flow resistance, e.g. flow controllers, baffles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B01L3/502715—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by interfacing components, e.g. fluidic, electrical, optical or mechanical interfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B01L3/502738—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by integrated valves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • G01N1/30—Staining; Impregnating ; Fixation; Dehydration; Multistep processes for preparing samples of tissue, cell or nucleic acid material and the like for analysis
    • G01N1/31—Apparatus therefor
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/08—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor using a stream of discrete samples flowing along a tube system, e.g. flow injection analysis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/02—Adapting objects or devices to another
    • B01L2200/026—Fluid interfacing between devices or objects, e.g. connectors, inlet details
    • B01L2200/027—Fluid interfacing between devices or objects, e.g. connectors, inlet details for microfluidic devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0803—Disc shape
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0803—Disc shape
    • B01L2300/0806—Standardised forms, e.g. compact disc [CD] format
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00—Moving or stopping fluids
    • B01L2400/04—Moving fluids with specific forces or mechanical means
    • B01L2400/0403—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces
    • B01L2400/0409—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces centrifugal forces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00—Moving or stopping fluids
    • B01L2400/06—Valves, specific forms thereof
    • B01L2400/0633—Valves, specific forms thereof with moving parts
    • B01L2400/0644—Valves, specific forms thereof with moving parts rotary valves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00—Moving or stopping fluids
    • B01L2400/06—Valves, specific forms thereof
    • B01L2400/0633—Valves, specific forms thereof with moving parts
    • B01L2400/0655—Valves, specific forms thereof with moving parts pinch valves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B01L3/50273—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by the means or forces applied to move the fluids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/52—Containers specially adapted for storing or dispensing a reagent
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/52—Containers specially adapted for storing or dispensing a reagent
    • B01L3/527—Containers specially adapted for storing or dispensing a reagent for a plurality of reagents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L9/00—Supporting devices; Holding devices
    • B01L9/52—Supports specially adapted for flat sample carriers, e.g. for plates, slides, chips
    • B01L9/527—Supports specially adapted for flat sample carriers, e.g. for plates, slides, chips for microfluidic devices, e.g. used for lab-on-a-chip

Abstract

  Um aparelho para direcionar fluido para dentro e para fora de um dispositivo fluídico inclui dois ou mais canais principais de fluido conectados a uma entrada de fluido do dispositivo fluídico, uma válvula de controle de fluxo para cada canal principal de fluido para controlar o fluxo entre o canal principal de fluido e a entrada de fluido, um ou mais canais de saída conectados a uma saída de fluido do dispositivo fluídico, e uma válvula de controle de fluxo para cada canal de saída para controlar o fluxo entre a saída de fluido e o canal de saída associado. Um aparelho para distribuir fluidos para uma entrada de fluido inclui uma placa que é rotativa em torno de um eixo de rotação e uma pluralidade de compartimentos de fluido dispostos na placa, cada compartimento tendo uma porta de saída de fluido disposta em uma distância radial comum a partir do eixo de rotação e posicionada para alinhar com a entrada de fluido enquanto a placa faz a rotação em torno do eixo de rotação.

Description

“ARMAZENAMENTO TEMPORÁRIO DE FLUIDO” FUNDAMENTOS
[0001] A necessidade de carregar e armazenar volumes excessivos de fluido em cartuchos microfluídicos descartáveis pode ser problemática devido, por exemplo, à disponibilidade de espaço limitada. Por outro lado, o armazenamento de fluidos, tal como de reagentes, longe da região fluídica de interesse (por exemplo, uma célula de fluxo) pode levar ao problema de tempos de bombeamento excessivos para a movimentação dos fluidos a partir da localização de armazenamento até a região fluídica de interesse e apresenta altos requisitos de fator de descarga para substituir fluidos na região de interesse.
[0002] Muitos sistemas microfluídicos com armazenamento de fluido a bordo alojam os fluidos longe da região fluídica de interesse e possuem alguma forma de controle por válvula, seja uma válvula rotativa ou um arranjo de válvulas de estrangulamento, que confere mais distância entre os fluidos e onde eles são usados no cartucho. Estas distâncias, conhecidas como volumes varridos, são usadas para calcular o volume total distribuído para uma etapa química específica e assim quanto mais distante os fluidos são armazenados a partir da região fluídica de interesse, mais volume está envolvido por etapa. Para as químicas com muitas etapas repetitivas, estes volumes usados são multiplicados, por exemplo, por valores que variam desde 300 até 600 e assim o volume varrido total pode ter um efeito significativo nos volumes de fluido total necessários. Como os requisitos de volume de fluido são a força motriz primária para o tamanho do dispositivo microfluídico, maiores volumes varridos limitam bastante o potencial de redução de tamanho de dispositivo.
[0003] Alguns dispositivos de cartucho microfluídico usam volumes de fluido que são maiores do que os volumes necessários para a química de bordo. Tais grandes volumes podem ser usados, por exemplo, para descarga para trocar os fluidos através de linhas comuns compartilhadas e na superfície alvo. Tal grande volume de fluido pode se tornar ainda mais agudo quando ensaios cíclicos longos devem ser automatizados. Longas linhas de fluido usadas para transportar fluidos que são armazenados remotamente a partir da região fluídica de interesse podem apresentar localizações difíceis de lavar dentro de uma rota microfluídica, tal como curvas de noventa graus. Em adição, as paredes da linha de fluido podem ser difíceis de lavar devido à condição limite antiderrapante em ambientes de fluxo laminar.
[0004] Em sistemas microfluídicos padrão, a preparação pode ser realizada em canais localizados na região de armazenamento de fluido afastada da região fluídica de interesse com canais que alimentam uma válvula de comutação compartilhada que permite a seleção de fluido por demanda. Uma longa linha compartilhada, ou linha comum, então transporta todos os fluidos para a região fluídica de interesse onde a troca fluídica ocorre. Em tais sistemas padrão, antes de um fluido diferente dever ser provido na região fluídica de interesse, o fluido anterior deve ser descarregado para preservar a composição química correta do novo fluido ou para evitar o impedimento por químicas opostas (isto é, evitar contaminação cruzada).
[0005] O volume de fluido necessário para descarregar uma linha comum antes da adição de um fluido diferente vai depender do comprimento da linha comum e é conhecido como o “volume varrido.” Um “fator de descarga” pode ser pensado como um multiplicador a ser aplicado ao volume varrido total, ou volume de canais compartilhados pelos fluidos. Por exemplo, se uma linha varrida é de 10 µL em volume, um fator de descarga de 3 pode precisar de 30 µL de um fluido a ser puxado de volta para o sistema para gerar a troca apropriada. Para ensaios de química cíclica com muitas repetições, a minimização dos volumes de transferência individual de fluido possui um impacto significativo nos volumes globais a serem armazenados nos dispositivos fluídicos. Através da minimização dos volumes de armazenamento, as impressões de cartucho podem ser reduzidas e dinheiro é economizado em uma base por corrida devido a uma redução nos materiais e fluidos. Em alguns casos, o tempo de corrida total pode ser reduzido devido aos tempos operacionais de bombeamento mais curtos.
SUMÁRIO
[0006] A seguir, é apresentado um sumário simplificado de maneira a prover um entendimento básico de alguns aspectos descritos aqui. Este sumário não é uma visão geral extensiva da matéria reivindicada. Ele não está intencionado nem a identificar elementos chave ou críticos da matéria reivindicada nem a delinear o escopo da mesma. O seu único propósito é apresentar alguns conceitos de uma forma simplificada como um preludio à descrição mais detalhada que é apresentada posteriormente.
[0007] Aspectos da descrição englobam um aparelho compreendendo dois ou mais canais principais de fluido conectados a uma entrada de fluido de um dispositivo fluídico, uma válvula de controle de fluxo associada de maneira operativa com cada canal principal de fluido para controlar o escoamento entre o canal principal de fluido associado e a entrada de fluido, um ou mais canais de saída conectados com uma saída de fluido do dispositivo fluídico, e uma válvula de controle de fluxo associada de maneira operativa com cada canal de saída para controlar o escoamento entre a saída de fluido e o canal de saída associado.
[0008] Aspectos da descrição englobam um método compreendendo armazenar temporariamente um fluido diferente em cada um de dois ou mais canais principais de fluido conectados a uma entrada de fluido de um dispositivo fluídico, em que uma válvula de controle de fluxo associada de maneira operativa com cada canal principal de fluido controla o escoamento entre o canal principal de fluido associado e a entrada de fluido, move pelo menos uma porção de um primeiro fluido em um primeiro dos dois ou mais canais principais de fluido para a entrada de fluido, move o primeiro fluido através de uma saída de fluido do dispositivo fluídico para um canal de saída conectado com a saída de fluido, em que uma válvula de controle de fluxo associada de maneira operativa com o canal de saída controla o escoamento entre a saída de fluido e o canal de saída, mover pelo menos uma porção de um segundo fluido em um segundo dos dois ou mais canais principais de fluido através de um canal principal de fluido compartilhado conectando o primeiro e o segundo canais principais de fluido com a entrada de fluido para descarregar o canal principal de fluido compartilhado, e mover pelo menos uma porção do segundo fluido no segundo canal principal de fluido para a entrada de fluido.
[0009] Aspectos da descrição englobam um aparelho compreendendo uma placa que é rotativa em torno de um eixo de rotação que é ortogonal a uma superfície da placa e uma pluralidade de compartimentos de fluido dispostos na placa, cada compartimento tendo uma porta de saída de fluido formada através da placa, em que as portas de saída de fluido da pluralidade de compartimentos de fluido são dispostas em uma distância radial comum a partir do eixo de rotação, e em que cada porta de saída é posicionada para alinhar com uma entrada de fluido de um dispositivo fluídico enquanto a placa faz a rotação em torno do eixo de rotação.
[00010] Outras funcionalidades e características da matéria desta descrição, bem como os métodos de operação, funções de elementos relacionados da estrutura e a combinação de partes, e economias de manufatura, serão mais aparentes com a consideração da seguinte descrição e as reivindicações anexas com referência aos desenhos anexos, todos os quais formam uma parte desta especificação, em que números de referência semelhantes designam partes correspondentes nas várias figuras.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[00011] Os desenhos anexos, os quais são incorporados aqui e formam parte da especificação, ilustram vários exemplos da matéria desta descrição. Nos desenhos, números de referência semelhantes indicam elementos idênticos ou funcionalmente similares.
[00012] A FIG. 1 é uma vista em perspectiva de topo de uma bandeja de fluido rotativa de exemplo montada em um dispositivo fluídico.
[00013] A FIG. 2 é uma vista plana de topo de uma bandeja de fluido rotativa de exemplo.
[00014] A FIG. 3 é uma vista em perspectiva de um exemplo alternativo de uma bandeja de fluido rotativa.
[00015] A FIG. 4 é uma vista plana de topo de uma bandeja de fluido rotativa de exemplo.
[00016] A FIG. 5 é uma vista plana de fundo da bandeja de fluido rotativa mostrada na FIG. 4.
[00017] A FIG. 6 é uma vista em perspectiva explodida de uma bandeja de fluido rotativa de exemplo e uma tampa.
[00018] A FIG. 7 é uma vista plana de fundo parcial da tampa mostrada na FIG. 6.
[00019] As FIGS. 8(A), 8(B), 8(C) são vistas em perspectiva parciais de diferentes configurações de ponta de haste.
[00020] A FIG. 9 é uma seção transversal ao longo da linha A-A na FIG. 6.
[00021] A FIG. 10 é uma seção transversal parcial da área B na FIG. 9.
[00022] A FIG. 11 é uma vista em perspectiva de um coletor de preparação de fluido de exemplo.
[00023] A FIG. 12 é uma vista em perspectiva de topo parcial de um conjunto de válvula rotativa para um coletor de preparação de fluido.
[00024] A FIG. 13 é uma vista plana de uma válvula rotativa.
[00025] A FIG. 14 é uma vista em perspectiva de fundo parcial de um conjunto de válvula rotativa para um coletor de preparação de fluido.
DESCRIÇÃO DETALHADA
[00026] Enquanto aspectos da matéria da presente descrição podem ser incorporados em uma variedade de formas, a seguinte descrição e os desenhos anexos são meramente intencionados a revelar algumas destas formas como exemplos específicos da matéria. De maneira apropriada, a matéria desta descrição não está intencionada a ser limitada às formas ou aos exemplos assim descritos e ilustrados.
[00027] A menos que seja declarado de outra forma, todos os termos da técnica, notações e outros termos técnicos ou terminologia usados aqui possuem o mesmo significado que como é comumente entendido por um perito na técnica a qual esta descrição pertence. Todas as patentes, pedidos, pedidos publicados e outras publicações referidas aqui são incorporados por referência em sua totalidade. Se uma definição definida nesta seção é contraria ou de qualquer forma inconsistente com uma definição definida nas patentes, pedidos, pedidos publicados, e outras publicações que são incorporadas aqui por referência, a definição definida nesta seção prevalece sobre a definição que é incorporada aqui por referência.
[00028] A menos que seja indicado de outra forma ou o contexto sugere de outra maneira, como usado aqui, “um” ou “uma” significa “pelo menos um” ou “um ou mais.”
[00029] Esta descrição pode usar termos relativos de orientação e/ou espaciais na descrição da posição e/ou da orientação de um componente, aparelho, localização, funcionalidade, ou uma porção dos mesmos. A menos que seja declarado especificamente, ou de outra forma ditado pelo contexto da descrição, tais termos, incluindo, sem limitação, topo, fundo, acima, abaixo, sob, sobre, superior, inferior, a esquerda de, a direita de, na frente de, atrás, próximo de, adjacente, entre, horizontal, vertical, diagonal, longitudinal, transversal, radial, axial, etc., são usados para a conveniência em referência a tal componente, aparelho, localização, funcionalidade, ou uma porção dos mesmos nos desenhos e não estão intencionados a serem limitantes.
[00030] Adicionalmente, a menos que seja declarado de outra maneira, quaisquer dimensões específicas mencionadas nesta descrição são meramente representativas de um exemplo de implementação de um dispositivo que incorpora aspectos da descrição e não estão intencionados a serem limitantes.
[00031] O uso do termo “cerca de” se aplica a todos os valores numéricos especificados aqui, seja indicado de maneira explícita ou não. Este termo em geral se refere a uma faixa de números que um perito na técnica pode considerar como uma quantidade de desvio razoável para os valores numéricos citados (isto é, tendo a função equivalente ou resultado equivalente) no contexto da presente descrição.
Por exemplo, e não intencionado a ser limitante, este termo pode ser interpretado como incluindo um desvio de ±10 porcento do valor numérico dado provido que tal desvio não altera a função final ou o resultado do valor. Portanto, sob certas circunstâncias como pode ser percebido por um perito na técnica um valor de cerca de 1% pode ser interpretado para ser uma faixa a partir de 0,9% até 1,1%.
[00032] Como usado aqui, o termo “adjacente” se refere a estar próximo ou adjacente. Objetos adjacentes podem estar espaçados um do outro ou podem estar em contato real ou direto entre si. Em alguns casos, objetos adjacentes podem ser acoplados um ao outro ou podem ser formados de maneira integral entre si.
[00033] Como usado aqui, os termos “substancialmente” e “substancial” se referem a um grau ou extensão considerável. Quando usados em conjunto com, por exemplo, um evento, circunstância, característica, ou propriedade, os termos podem se referir a casos em que o evento, circunstância, característica, ou propriedade ocorre precisamente bem como casos em que o evento, circunstância, característica, ou propriedade ocorre em uma aproximação próxima, tal como levando em conta os níveis de tolerância típicos ou a variabilidade dos exemplos descritos aqui.
[00034] Como usado aqui, os termos “opcional” e “opcionalmente” significam que o subsequentemente descrito, componente, estrutura, elemento, evento, circunstância, característica, propriedade, etc. pode ou não ser incluído ou pode ou não ocorrer e que a descrição inclui casos onde o componente, estrutura, elemento, evento, circunstância,
característica, propriedade, etc. é incluído ou ocorre e casos em que não é ou não ocorre.
[00035] De acordo com vários exemplos, conjuntos e dispositivos como descritos aqui podem ser usados em combinação com um cartucho de fluido que pode compreender uma ou mais rotas de processamento de fluido incluindo um ou mais elementos, por exemplo, um ou mais de um canal, um canal de ramificação, uma válvula, um divisor de fluxo, uma ventilação, uma porta, uma área de acesso, uma via, uma conta, uma conta que contém reagente, uma camada de cobertura, um componente de reação, qualquer combinação dos mesmos, e semelhantes. Qualquer elemento pode estar em comunicação fluida com outro elemento.
[00036] Todas as combinações possíveis de elementos e componentes descritos no relatório descritivo ou citados nas reivindicações são contemplados e considerados como sendo parte desta descrição. Deve ser percebido que todas as combinações dos conceitos anteriores e conceitos adicionais discutidos em maior detalhe abaixo (provido que tais conceitos não são mutuamente inconsistentes) são contemplados como sendo parte da matéria inventiva revelada aqui. Em particular, todas as combinações da matéria reivindicada que aparecem no fim desta descrição são contempladas aqui como sendo parte da matéria inventiva revelada aqui.
[00037] Nas reivindicações anexas, o termo “incluindo” é usado como o equivalente de linguagem comum do respectivo termo “compreendendo.” Os termos “compreendendo” e “incluindo” estão intencionados aqui a serem abertos,
incluindo não apenas os elementos citados, mas englobando adicionalmente quaisquer elementos adicionais. Além disso, nas seguintes reivindicações, os termos “primeiro,” “segundo,” e “terceiro,” etc. são usados meramente como marcadores, e não estão intencionados a impor requisitos numéricos nos seus objetos.
[00038] O termo "comunicação fluida" quer dizer tanto comunicação fluida direta, por exemplo, duas regiões podem estar em comunicação fluida um com o outro através de uma rota de processamento de fluido não obstruída que conecta as duas regiões ou pode ser capaz de estar em comunicação fluida, por exemplo, duas regiões podem ser capazes de comunicação fluida entre si quando elas são conectadas através de uma rota de processamento de fluido que pode compreender uma válvula disposta na mesma, em que a comunicação fluida pode ser estabelecida entre as duas regiões que atuam na válvula, por exemplo, dissolvendo uma válvula que pode ser dissolvida, rompendo uma válvula que pode ser rompida, ou de outra forma abrindo uma válvula disposta na rota de processamento de fluido.
[00039] Bandeja de Armazenamento de Fluido Rotativa
[00040] Nos vários exemplos, um aparelho para a distribuição de fluidos para uma entrada de fluido de um dispositivo fluídico (por exemplo, um “alvo” fluídico, uma região fluídica de interesse, etc.) pode compreender uma bandeja de armazenamento de fluido rotativa que pode ser uma parte de um dispositivo de cartucho microfluídico maior com a capacidade de fornecer diretamente fluidos selecionados por demanda para a entrada de fluido. No contexto desta descrição, um dispositivo fluídico pode compreender qualquer dispositivo através do qual um fluido escoa a partir de uma entrada de fluido para o dispositivo e opcionalmente para uma saída de fluido, a partir do qual o fluido escoa a partir do dispositivo, e pode compreender um dispositivo dentro do qual o processamento de fluido, tal como um ensaio químico ou bioquímico ou outra reação, ocorre. O dispositivo fluídico pode ou não ser um dispositivo microfluídico. A bandeja de armazenamento de fluido rotativa evita o desafio de um grande volume varrido sendo configurado para permitir o acoplamento direto de poços de armazenamento de fluido para a entrada de fluido do dispositivo fluídico.
[00041] A FIG. 1 é uma vista em perspectiva de topo de uma bandeja de armazenamento de fluido rotativa montada para um dispositivo fluídico, e a FIG. 2 é uma vista plana de topo da bandeja de armazenamento de fluido rotativa. Uma bandeja de armazenamento de fluido rotativa 10 é mostrada montada em um dispositivo de cartucho microfluídico 12. A bandeja 10 compreende uma placa 14 com compartimentos de fluido, ou poços, 16 suportados na mesma. Em vários exemplos, a bandeja 10 é circular e é configurada para rotacionar em torno de um eixo de rotação 18 que é ortogonal à placa 14 e o qual, em vários exemplos, pode corresponder ao eixo de rotação da placa circular 14. Os múltiplos compartimentos de fluido 16 suportados na placa 14 podem ter tamanhos variáveis dependendo do volume de armazenamento necessário dos reagentes ou outro fluido a ser armazenado em cada poço.
[00042] Em vários exemplos, a bandeja de armazenamento de fluido rotativa 10 vai ser uma peça circular sólida de plástico com poços de armazenamento de fluido conformados em cunha 16 eretos no topo. Plásticos adequados incluem polipropileno, policarbonato, Ultem® (polieterimida), e poliuretano. A bandeja 10 pode ser um componente descartável, mas as mesmas funcionalidades de projeto podem ser aplicadas a não descartáveis também.
[00043] Cada compartimento 16 inclui uma porta de saída ou via 20 formada através da placa 10. Escoamento de fluido através de cada porta de saída pode ser controlado através de uma válvula adequada que é seletivamente atuada através de uma haste de pressão ou outro atuador que, em vários exemplos, pode se estender através e/ou ser suportado em uma tampa disposta sobre a bandeja 10 como descrito mais detalhadamente abaixo.
[00044] A bandeja de fluido 10 está alinhada com o dispositivo fluídico 12 de um modo que posiciona diretamente as portas de saída do compartimento de fluido 20 diretamente acima de uma entrada de fluido para o dispositivo fluídico 12, por exemplo uma entrada para uma célula de fluxo 22, que pode ser disposta em uma região central aberta 24 da bandeja de armazenamento de fluido rotativa 10, quando a bandeja 10 é rotacionada. Em vários exemplos, a porta de saída 20 de cada compartimento de fluido está localizada na mesma distância radial a partir do eixo de rotação 18 para desta forma posicionar as portas de saída em uma localização comum enquanto a bandeja 10 é rotacionada.
[00045] Dependendo da configuração do dispositivo fluídico a ser pareado com a bandeja de armazenamento de fluido rotativa, as portas de saída podem tanto estar localizadas na circunferência externa do círculo da bandeja, quanto próximo do ponto médio. Em outros exemplos, as portas de saída podem estar localizadas em qualquer posição ao longo do raio da placa. Para a última opção de posicionamento de via, a bandeja de fluido pode estar na forma de um toroide retangular onde a seção média da bandeja está vazia para permitir que outros componentes de cartucho, tais como a célula de fluxo, residam dentro do interior da bandeja. Ver, por exemplo, o espaço central aberto 24 na bandeja 10 das FIGS. 1 e 2.
[00046] A FIG. 3 é uma vista em perspectiva de um exemplo alternativo de uma bandeja de armazenamento de fluido rotativa 30. A bandeja de armazenamento rotativa 30 inclui uma placa rotativa 34, circular em vários exemplos, com poços de fluido 36 dispostos na mesma e tendo portas de saída 40 formadas através da placa 34 próximo da periferia externa da bandeja 30. Esta configuração da bandeja 30 permite um diferente estilo de arquitetura fluídica de ser pareada com a bandeja. Em contraste com a bandeja 10 mostrada nas FIGS. 1 e 2, a bandeja 30 não possui um espaço central aberto 24 para os componentes, tais como a célula de fluxo, dentro da região central da bandeja 30.
[00047] Em vários exemplos da bandeja de armazenamento de fluido rotativa 10, 30, o controle automatizado e o monitoramento da velocidade e da posição angular da bandeja podem ser providos. A bandeja pode ser acoplada com um motor ou outros meios motrizes, por exemplo, por engrenagens, correias, polias, eixos de transmissão, etc., de maneira a prover rotação energizada da bandeja por demanda automatizada. O controle da posição angular e o monitoramento da bandeja podem ser providos através de sensores de posição rotacional, por exemplo, codificadores, e/ou motores de passo.
[00048] Em vários exemplos, a rotação automatizada da bandeja de armazenamento de fluido rotativa para alinhar uma porta de saída de um compartimento de fluido selecionado com a entrada de fluido do dispositivo fluídico é alcançada através do acoplamento de um sistema de acionamento de engrenagem motorizada para dentes de engrenagem de acoplamento formados em torno da periferia da bandeja. Por exemplo, a bandeja 10 pode incluir dentes de engrenagem periféricos 26 para acoplar a bandeja 10 com um motor, por exemplo, através de uma engrenagem (por exemplo, uma engrenagem de pinhão) ou correia, para permitir a rotação energizada da bandeja 10 para selecionar dentre os vários compartimentos 16, através do alinhamento das suas portas de saída 20 com a entrada do dispositivo fluídico. De maneira similar, a bandeja 30 pode incluir dentes de engrenagem periféricos 46 para acoplar a bandeja 30 com um motor, por exemplo, através de uma engrenagem (por exemplo, uma engrenagem de pinhão) ou correia, para permitir a rotação energizada da bandeja 30 para selecionar dentre os vários compartimentos 36, através do alinhamento das portas de saída 40 com a entrada do dispositivo fluídico.
[00049] A interface entre a placa rotativa 14 da bandeja 10 e a placa 34 da bandeja 30 e o dispositivo fluídico pode incluir um elastômero de maneira a formar uma vedação fluídica completa entre a porta de saída de fluido da bandeja e a entrada de fluido do dispositivo fluídico. Em vários exemplos, o elastômero pode ser sobremoldado para o fundo da placa 14 ou 34 e será composto de um material com baixa aderência (isto é, a fricção que tende a evitar que as superfícies estacionárias sejam colocadas em movimento) para evitar requisitos de torque excessivos, por exemplo aproximadamente 0,3 newton-metros, ou menos, para virar a bandeja 10, 30 enquanto ela é comprimida no dispositivo fluídico. Elastômeros adequados podem incluir elastômeros termoplásticos, tais como Dynaflex®, Santoprene®, e silicone.
[00050] Em vários exemplos, o projeto da bandeja de armazenamento de fluido rotativa acomoda pontos de atuação tanto para fixar a bandeja para formar vedações entre a placa rotativa e o dispositivo fluídico quanto para rotar a bandeja de uma maneira não intrusiva. De maneira apropriada, em vários exemplos, dentes de engrenagem 26, 46 são formados na periferia externa da respectiva bandeja 10, 30. A força de fixação pode ser efetuada através da compressão nas bordas de topo da bandeja de poço com um material de baixa fricção.
[00051] As FIGS. 4 e 5 são, respectivamente, vistas planas de topo e fundo de um exemplo alternativo de uma bandeja de armazenamento de fluido rotativa 50. A bandeja de armazenamento rotativa 50 inclui uma placa rotativa, circular em vários exemplos, com poços de fluido 52, 54 dispostos na mesma e tendo portas de saída cobertas pelas válvulas 56, 54, respectivamente, formadas através da placa próxima da periferia externa da bandeja. A bandeja 50 pode incluir dentes de engrenagem periféricos 62 para acoplar a bandeja 50 com um motor, por exemplo, através de uma engrenagem (por exemplo, uma engrenagem de pinhão) ou correia, para permitir rotação energizada da bandeja 50.
[00052] A FIG. 6 é uma vista em perspectiva explodida da bandeja de fluido rotativa 50 e uma tampa 64. A tampa 64 inclui atuadores de válvula 66 configurados para abrir seletivamente as válvulas 56 e 58 da bandeja 50. No exemplo ilustrado, cada atuador de válvula inclui uma aba flexível 70 formada na tampa 64 por uma abertura 72 definindo o perímetro da aba. Uma haste de pressão 68 se estende abaixo da aba 70.
[00053] Como mostrado nas FIGS. 9 e 10, que são vistas de seção transversal do atuador de válvula 66, a haste de pressão se estende abaixo da aba até uma posição 68(1) na FIG. 10 logo acima da válvula 58. Quando a aba 70 é defletida para baixo através da aplicação de uma força no atuador de válvula 66, o ponto da haste de pressão se estende para dentro da válvula 58 para a posição 68(2). Um anel de material elastomérico 60 (ver também a FIG. 5) na superfície de fundo da bandeja 50 inclui uma projeção ou botão 80 que se estende para dentro da abertura formada no fundo do poço da bandeja. A projeção pode ter um septo de fenda formado na mesma para formar a válvula 58, e a válvula abre quando o ponto da haste de pressão 68 é empurrado para dentro da fenda e fecha quando a haste de pressão é retirada. A abertura do poço é alinhada com um canal 76 de um dispositivo fluídico
74. Em um exemplo, a haste de pressão 68 deflete a vedação de septo da fenda o suficiente para abrir a válvula 58 e permitir que uma bomba de seringa retire fluido a partir do poço de armazenamento.
[00054] Como mostrado nas FIGS. 9 e 10, o anel elastomérico 60 forma uma vedação entre um dispositivo fluídico 74 e o fundo da bandeja 50 em torno da interface do canal 76 e a abertura do poço. A bandeja 50 e o dispositivo fluídico 74 podem ser mantidos em contato hermético entre si através de um componente ou mecanismo, tal como uma mola 82.
[00055] Uma vedação flexível 78 pode ser provida sobre a tampa 64. A vedação 78 pode ser provida para evitar que detritos caiam nas ranhuras 72 dos atuadores de válvula 66.
[00056] A FIG. 8 mostra configurações alternativas para a ponta de uma haste de pressão 68. Na FIG. 8(A), a haste de pressão 68a possui uma configuração de ponto embotado único. Na FIG. 8(B), a haste de pressão 68b possui uma configuração de ponto bifurcado. E na FIG. 8(C), a haste de pressão 68c possui uma configuração bifurcada com um perfil transversal semicircular.
[00057] Coletor de preparação de fluido
[00058] De acordo com os exemplos descritos aqui, um aparelho para direcionar fluido para dentro e para fora de um dispositivo tendo uma entrada de fluido e uma saída de fluido pode compreender um coletor fluídico a ser acoplado com ou integrado em um dispositivo fluídico que necessita de trocas fluídicas em uma única localização em linha é descrito. Neste contexto a localização em linha será referida como uma entrada de fluido do dispositivo fluídico. O coletor é configurado para permitir a preparação de reagentes ou outros fluidos até uma linha fluídica compartilhada muito curta, ou linha comum, alimentando a entrada de fluido. Os termos “preparação,” “armazenamento temporário” ou “preparo” neste contexto descrevem o ato de fluidos de preparação ou outros fluidos de empurrar ou puxar os fluidos para os seus canais dedicados antes da distribuição e o uso dentro do dispositivo fluídico.
[00059] Como mostrado na FIG. 11, um exemplo de aparelho para direcionar fluido para dentro e para fora de um dispositivo tendo uma entrada de fluido e uma saída de fluido compreende coletor de preparação de fluido 100. O coletor 100 é embutido em um substrato 102 em que é suportado ou ao qual é acoplado com um dispositivo fluídico 50, por exemplo, uma célula de fluxo, tendo uma entrada de fluido 52 e uma saída de fluido 54.
[00060] O coletor 100 inclui dois ou mais canais principais de fluido 104, 106, 108, 110, 112 (cinco canais principais de fluido no exemplo ilustrado apesar do coletor poder incluir mais ou menos do que cinco canais principais de fluido) e uma linha de desvio 120. Um ou mais dos canais principais de fluido 104, 106, 108, 110, 112 podem ter um configuração em serpentina para maximizar a quantidade de fluido que pode ser armazenado no canal. Os canais principais de fluido 104, 106, 108, 110, 112 convergem logo antes da entrada de fluido 52 e estão em comunicação fluida com a entrada de fluido 52 onde as trocas de fluido podem ocorrer. No exemplo ilustrado, duas linhas comuns distintas 162, 164 são formadas logo antes da entrada de fluido 52 onde os canais principais de fluido 104, 106, 108, 110, 112 convergem para entrar no dispositivo fluídico 50 a partir da mesma localização de porta na entrada de fluido 52. Os caminhos de convergência separados mantêm os fluidos (por exemplo, reagentes) que são sensíveis entre si separados enquanto mantém um único ponto de entrada no dispositivo fluídico 50.
[00061] Em vários exemplos, cada uma das localizações de válvula individuais 124, 126, 128, 130, 132 está associada de maneira operativa com um dos canais principais de fluido 104, 106, 108, 110, 112, respectivamente, para permitir a seleção da qual o canal principal de fluido deve ser endereçado durante a transferência de fluido. Uma localização de válvula individual 122 é associada de maneira operativa com a linha de desvio 120.
[00062] Neste contexto uma válvula que é associada de maneira operativa com um canal é acoplada ao canal de tal maneira que a atuação seletiva da válvula vai seletivamente permitir ou evitar o escoamento de fluido através do canal associado e/ou seletivamente controlar uma taxa de escoamento de fluido através do canal.
[00063] Conectores, ou encaixes, 136, 138, 140, 142, 144 podem ser providos para se conectar com cada um dos canais principais de fluido 104, 106, 108, 110, 112, respectivamente, a uma fonte de fluido. Em um exemplo, os conectores 136, 138, 140, 142, 144 podem se conectar com um canal comum que direciona fluido a partir de uma entrada de fluido que é acoplada a uma bandeja de armazenamento de fluido rotativa (descrita acima) portando cada um de diferentes fluidos a serem preparados, ou armazenados, nos canais principais de fluido 104, 106, 108, 110, 112. Um conector 134 pode ser associado a a linha de desvio 120. Em vários exemplos o canal de desvio 120 pode incluir uma segunda válvula 154 em uma extremidade oposta a partir da válvula 122. Canal de desvio 120 pode incluir adicionalmente um conector 160. Em vários exemplos, os canais principais de fluido 104, 106, 108, 110, 112 e as válvulas associadas em localizações de válvula 124, 126, 128, 130, 132 são separadas fisicamente a partir das regiões de armazenamento primário dos fluidos a partir dos quais o escoamento de fluido para os canais principais de fluido.
[00064] Cada canal principal de fluido 104, 106, 108, 110, 112 é dedicado a um único reagente ou outro fluido a ser preparado para o uso no dispositivo fluídico 50. A comutação de fluido entre cada canal individual é alcançada através da manipulação de válvulas 124, 126, 128, 130, 132 posicionadas entre os canais principais e a fonte de fluido para cada canal. Em vários exemplos, as válvulas 124, 126, 128, 130, 132 podem ser compostas de pequenos mergulhos arredondados fabricados para serem a entrada de cada canal principal de fluido associado 104, 106, 108, 110, 112, respectivamente, e pode ser comprimido com hastes de pressão externas para vedar os seus correspondentes canais. Em vários exemplos, material ligado sobre os canais deve ser suficientemente flexível para permitir o uso deste regime de válvula de estrangulamento. Estes tipos de válvulas são comumente referidos como válvulas de estrangulamento. Apenas o canal com a válvula aberta pode permitir que o fluxo ocorra gerando assim escoamento especificado de fluidos selecionados para os seus correspondentes canais.
[00065] Além dos canais de preparação, um ou mais outros canais com válvula existem, tais como o canal de desvio 120, que forma uma linha de entrada de amostra direta e um canal de desvio para uma diferente zona de reação. O canal de desvio permite a descarga da linha comum com ar ou um tampão de lavagem para evitar a contaminação durante a preparação com remanescentes dos fluidos preparados anteriormente. O canal de desvio 120 pode ser usado para introduzir bolhas de ar para separar bolos distintos de diferentes fluidos providos ao dispositivo fluídico 50 a partir dos canais de preparo. Em outros exemplos, o canal de desvio 120 também pode ser usado como um armazenamento temporário de reutilização. Por exemplo, para um fluido que é trazido através da entrada 52, para evitar ter que empurrar este fluido de volta para o poço de fornecimento, o canal de desvio 120 pode ser usado como um canal de armazenamento temporário (assumindo que o volume de fluido armazenado não é maior do que o volume interno do canal de desvio).
[00066] Qualquer número de canais de preparação e outros pode existir desde que a capacidade de preparar até a entrada da célula de fluxo não seja impedida pela sua presença.
[00067] Opções viáveis para válvulas de estrangulamento podem incluir outras opções de válvulas microfluídicas incluindo válvulas elastoméricas atuadas de maneira pneumática.
[00068] Outras alternativas viáveis às válvulas de estrangulamento incluem um conjunto de válvula rotativa como mostrado nas FIGS. 12 a 14. Em um exemplo, o conjunto de válvula rotativa inclui uma válvula rotativa 202 rotativamente montada dentro de um substrato de coletor 200 e conectado por meio de uma linha de entrada comum 236 e uma linha de saída comum 238 para a entrada e a saída 232, 234, respectivamente, de um dispositivo fluídico 230, tal como uma célula de fluxo.
[00069] Como mostrado na FIG. 13, em um exemplo, a válvula rotativa 202 compreende um primeiro disco 204, que pode ser feito a partir de um material de plástico rígido, e uma tampa elastomérica 206 disposta sobre (por exemplo, sobremoldada no) o disco 204. Elastômeros adequados para a tampa 206 podem incluir elastômeros termoplásticos, tais como Dynaflex®, Santoprene®, e silicone. A tampa 206 inclui anéis em O 208 arranjados em um padrão circunferencial e um canal 210. Como mostrado na FIG. 14, um eixo 216 pode ser provido para conectar a válvula rotativa 202 com um motor ou com outros meios para rotação energizada. Um braço de parada rígido 218 pode ser provido para limitar a rotação da válvula
202.
[00070] Uma pluralidade de canais principais de fluido 220, 222, 224, 226 são formados no substrato de coletor 200 e podem ser conectados por meio de vias 240, 242, 244, 246 com os vasos de armazenamento de reagente (não mostrado).
[00071] Cada canal principal de fluido 220, 222, 224, 226 termina em uma posição radial comum com relação ao centro da válvula rotativa 202. O canal 210 formado na tampa 206 inclui uma saída 214 que corresponde ao centro da válvula 202 e uma entrada 212. Quando a válvula 202 é rotacionada tal que a extremidade de entrada 212 do canal 210 seja alinhada com a extremidade terminal de um dos canais principais de fluido 220, 222, 224, 226, o fluido pode escoar a partir do canal principal para a entrada 212, através do canal 210, para a saída 214 que é conectada com a linha de entrada comum 236. As extremidades terminais das linhas de preparo de fluido remanescentes não conectadas vão se alinhar com um dos anéis em O 208 para vedar cada uma das linhas desconectadas. Assim, a válvula rotativa pode rotacionar o canal 210 para uma linha principal de fluido selecionado já que todos os outros canais principais de fluido são vedados contra o escoamento de fluido.
[00072] A linha de saída comum 238 pode ser conectada com uma bomba (não mostrada) para retirar fluidos através do conjunto de válvula rotativa e o dispositivo fluídico. Uma ou mais válvulas adicionais, tais como as válvulas de estrangulamento, podem ser providas para controlar a aplicação de pressão da bomba bem como para controlar o escoamento de fluido de saída a partir da linha de saída comum 238, por exemplo, para prover um desvio e capacidade de reuso de fluido e/ou para conectar o fluxo de saída com um receptáculo de resíduo.
[00073] Certos fluidos podem ser incompatíveis entre si e devem ser mantidos separados. Se estes fluidos não são mantidos separados ou não são adequadamente lavados antes do próximo escoamento de fluidos através de uma linha compartilhada, reações subsequentes ou outro processamento pode ser impactado de maneira negativa. Vários exemplos do coletor de preparo são configurados para permitir cada canal de preparo para levar para a entrada de fluido em uma única posição enquanto evita a contaminação cruzada. Para o exemplo, no coletor ilustrado 100, a inclusão de duas linhas comuns 162, 164 levando à mesma porta de entrada 52 (em vez do que várias linhas distintas ou apenas uma) permite a lavagem inteligente das linhas para evitar contaminação cruzada. No exemplo ilustrado, os canais principais de fluido 104, 106, e 108 são conectados com o canal comum 162 em que o canal principal de fluido 106 se funde com o canal principal de fluido 104 na junção 114, e o canal principal de fluido 108 se funde com os canais principais de fluido 104 e 106 na junção 116. A distância a partir da junção 114 até a entrada de fluido 52 mais a distância a partir da entrada de fluido 52 até a saída de fluido 54 pode ser referida como um volume varrido, e a distância a partir da junção 116 para a entrada 52 pode ser referida como um volume de linha comum. Também no exemplo ilustrado, os canais principais de fluido 110 e 112 são conectados com o canal comum 164 em que o canal principal de fluido 110 se funde com o canal principal de fluido 112 na junção 118. A distância a partir da junção 118 para a entrada de fluido 52 e a partir de 116 para a entrada 52 é um volume varrido. Idealmente, as junções 114, 116, 118 são tão próximas quanto possível da entrada de fluido 52 para minimizar os volumes varridos.
[00074] O coletor 100 inclui adicionalmente um canal de saída de fluido 148 em comunicação fluida com a saída de fluido 54. O canal de saída 148 pode ter uma configuração em serpentina de maneira a maximizar a quantidade de fluido que pode ser armazenado em sua extremidade. Em vários exemplos, a localização de válvula individual 152 está associada com o canal de saída 148 para controlar o escoamento no canal de saída. A válvula 152 pode ser uma válvula de estrangulamento ou outra válvula adequada.
[00075] Um conector 158 pode ser provido para conectar o canal de saída 148 com um elemento fluídico a jusante, tal como uma câmara de resíduo, e/ou para conectar o canal de saída 148 com uma fonte de pressão diferencial, tal como uma bomba.
[00076] Um canal secundário 146 se estende a partir do canal de saída 148 e inclui uma válvula 150 para controlar o escoamento através do canal secundário. O canal secundário 146 pode ser aberto para o ar e provê bolhas de ar para separar bolos de fluido movido para o canal de saída 148.
[00077] Estender as linhas de preparo fluídicas até a entrada de fluido 52 com o canal principal de fluido 104, 106, 108, 110, 112 permite aprimoramentos fluídicos sobre alguns sistemas pré-existentes. Principalmente, preparação no alvo reduz bastante a distância de tração necessária de fluidos durante o uso. Quando distâncias de linha de fluido são minimizadas, assim também são os volumes totais necessários para descarregar fluidos anteriores de maneira a evitar a contaminação cruzada.
[00078] Em um exemplo, a transferência de fluido é realizada através da atuação de uma bomba de seringa (não mostrado) conectada com o canal de saída 148 e permite o movimento para trás e para frente de fluidos. Qualquer outro mecanismo de criação de diferencial de pressão também pode funcionar, mas um com a capacidade de direção de fluxo reversa é ideal para permitir o reuso de fluido.
[00079] Por exemplo, um primeiro fluido – por exemplo, um primeiro reagente ou outro ensaio ou constituinte de reação – pode ser movido a partir do canal principal de fluido 104 através da linha comum 162 no dispositivo 50 através da entrada 52 pela aplicação de um diferencial de pressão para o coletor e a operação de uma ou mais válvulas. A seguir um volume de um segundo fluido, que pode ser diferente do primeiro fluido – por exemplo, um segundo reagente ou outro ensaio ou constituinte de reação – a partir do canal principal de fluido 106 é puxado através da linha comum 162 para descarregar qualquer quantidade residual do primeiro fluido. Uma quantidade do segundo fluido igual ao volume varrido entre a junção 116 e a entrada 52, tipicamente multiplicado por um fator multiplicador, é movido através da linha comum entre a junção 116 e a entrada 52 e é direcionada para a linha de desvio 120 em vez da entrada 52 para desviar o dispositivo 50. Após a descarga, uma quantidade do segundo fluido pode ser movida a partir do canal principal de fluido 106 através da linha comum 162 para o dispositivo 50 através da entrada 52. Enquanto move o segundo fluido para o dispositivo 50, uma quantidade do primeiro fluido anteriormente movida para o dispositivo 50 pode ser movida para o canal de saída 148 através da saída de fluido 54. A seguir uma quantidade do segundo fluido pode ser movida a partir do dispositivo 50 através da entrada de fluido 52 e de volta para o canal principal de fluido 106, e uma quantidade do primeiro fluido retida no canal de saída 148 pode ser movida a partir do canal de saída 148 de volta para o dispositivo 50 através da saída de fluido 54 para o reuso no dispositivo 50.
[00080] O coletor de preparo no alvo inclui um sistema de canal microfluídico fabricado para ser uma parte de um dispositivo fluídico maior para ligar fluidos armazenados em reservatórios a bordo para uma específica região alvo em linha para a troca fluídica. Em vários exemplos, o sistema de canal fluídico do coletor pode ser fabricado para o corpo principal de um dispositivo de cartucho microfluídico com a função de distribuir o sequenciamento de fluidos para uma célula de fluxo integrada. Os canais podem ser funcionalidades de projeto em um corpo de dispositivo moldado por injeção, ou uma camada de distribuição moldada separadamente vedada contra o corpo, por exemplo, o substrato 102 para formar os canais.
[00081] Deve ser percebido que todas as combinações dos conceitos anteriores e conceitos adicionais em maior detalhe abaixo (provido que tais conceitos não são mutuamente inconsistentes) são contemplados como sendo parte da matéria inventiva divulgada aqui. Em particular, todas as combinações da matéria reivindicada que aparece no fim desta descrição são contempladas como sendo parte da matéria inventiva revelada aqui. Também deve ser percebido que a terminologia explicitamente empregada aqui que também pode aparecer em qualquer descrição incorporada por referência deve ser acordado um significado mais consistente com os conceitos particulares revelados aqui.
[00082] Enquanto a matéria desta descrição foi descrita e mostrada em detalhe considerável com referência a certos exemplos ilustrativos, incluindo várias combinações e subcombinações de características, os técnicos versados no assunto vão perceber prontamente que outros exemplos e variações e modificações dos mesmos como englobados dentro do escopo da presente descrição.
Além disso, as descrições de tais exemplos, combinações, e subcombinações não estão intencionadas a transmitir que a matéria reivindicada necessita de funcionalidades ou combinações de funcionalidades diferentes daquelas expressamente citadas nas reivindicações.
De maneira apropriada, o escopo desta descrição está intencionado a incluir todas as modificações e variações englobadas dentro do espírito e do escopo das seguintes reivindicações anexas.

Claims (20)

REIVINDICAÇÕES
1. Aparelho caracterizado pelo fato de que compreende: dois ou mais canais principais de fluido conectados a uma entrada de fluido de um dispositivo fluídico; uma válvula de controle de fluxo associada de maneira operativa com cada canal principal de fluido para controlar o fluxo entre o canal principal de fluido associado e a entrada de fluido; um ou mais canais de saída conectados a uma saída de fluido do dispositivo fluídico; e uma válvula de controle de fluxo associada de maneira operativa com cada canal de saída para controlar o fluxo entre a saída de fluido e o canal de saída associado.
2. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada válvula de controle de fluxo é uma válvula de estrangulamento ou uma válvula elastomérica atuada de maneira pneumática.
3. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um canal de desvio que se desvia da entrada de fluido e da saída de fluido.
4. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que fluido é movido através do aparelho e do dispositivo através de um diferencial de pressão.
5. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos dois canais principais de fluido, mas menos do que todos os canais principais de fluido, se unem antes da entrada de fluido.
6. Método caracterizado pelo fato de que compreende: armazenar temporariamente um diferente fluido em cada um de dois ou mais canais principais de fluido conectados a uma entrada de fluido de um dispositivo fluídico, em que uma válvula de controle de fluxo associada de maneira operativa com cada canal principal de fluido controla o fluxo entre o canal principal de fluido associado e a entrada de fluido; mover pelo menos uma porção de um primeiro fluido em um primeiro dos dois ou mais canais principais de fluido para a entrada de fluido; mover o primeiro fluido através de uma saída de fluido do dispositivo fluídico para um canal de saída conectado à saída de fluido, em que uma válvula de controle de fluxo associada de maneira operativa com o canal de saída controla o fluxo entre a saída de fluido e o canal de saída; mover pelo menos uma porção de um segundo fluido em um segundo dos dois ou mais canais principais de fluido através de um canal principal de fluido dividido conectando o primeiro e o segundo canais principais de fluido à entrada de fluido para descarregar o canal principal de fluido dividido; e mover pelo menos uma porção do segundo fluido no segundo canal principal de fluido para a entrada de fluido.
7. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente mover o segundo fluido através da saída de fluido para o canal de saída.
8. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente mover pelo menos uma porção do primeiro fluido a partir do canal de saída para o dispositivo através da saída de fluido.
9. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente, antes de mover o segundo fluido para a entrada de fluido, retirar um volume de ar de dentro da entrada de fluido para separar o segundo fluido do primeiro fluido.
10. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que mover o primeiro fluido e o segundo fluido compreende a aplicação de um diferencial de pressão nos canais principais de fluido.
11. Aparelho, caracterizado pelo fato de que compreende; uma placa que é rotativa em torno de um eixo de rotação que é ortogonal a uma superfície da placa; e uma pluralidade de compartimentos de fluido dispostos na placa, cada compartimento tendo uma porta de saída de fluido formada através da placa, em que as portas de saída de fluido da pluralidade de compartimentos de fluido são dispostas em uma distância radial comum a partir do eixo de rotação, e em que cada porta de saída é posicionada para alinhar com uma entrada de fluido de um dispositivo fluídico enquanto a placa faz a rotação em torno do eixo de rotação.
12. Aparelho, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a placa é circular e os compartimentos de fluido cobrem a circunferência da placa.
13. Aparelho, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a placa está na forma de um toroide retangular.
14. Aparelho, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma tampa sobre a pluralidade de compartimentos de fluido, em que a tampa inclui atuadores de válvula para abrir e fechar válvulas para o controle de fluxo de fluido a partir das portas de saída de fluido.
15. Aparelho, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a placa é circular e as portas de saída de fluido são dispostas na circunferência externa da placa.
16. Aparelho, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a placa é circular e as portas de saída de fluido são dispostas próximo de um ponto médio da placa.
17. Aparelho, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma vedação elastomérica entre a porta de saída de cada compartimento de fluido e da entrada de fluido.
18. Aparelho, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que a vedação elastomérica é sobremoldada no fundo da placa de poço.
19. Aparelho, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um sistema de acionamento de placa para efetuar a rotação energizada da placa em torno do eixo de rotação.
20. Aparelho, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que o sistema de acionamento de placa compreende uma engrenagem de acionamento motorizada engatada com dentes de engrenagem de acoplamento formados na periferia da placa.
BR112019025986-4A 2018-01-24 2019-01-10 Armazenamento temporário de fluido BR112019025986B1 (pt)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201862621270P 2018-01-24 2018-01-24
US62/621,270 2018-01-24
PCT/US2019/013002 WO2019147419A1 (en) 2018-01-24 2019-01-10 Fluid caching

Publications (2)

Publication Number Publication Date
BR112019025986A2 true BR112019025986A2 (pt) 2020-09-01
BR112019025986B1 BR112019025986B1 (pt) 2022-05-10

Family

ID=67298050

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BR112019025986-4A BR112019025986B1 (pt) 2018-01-24 2019-01-10 Armazenamento temporário de fluido

Country Status (15)

Country Link
US (2) US10953399B2 (pt)
EP (1) EP3743730A4 (pt)
JP (2) JP7073416B2 (pt)
KR (2) KR102491418B1 (pt)
CN (3) CN210121484U (pt)
AU (2) AU2019211963B2 (pt)
BR (1) BR112019025986B1 (pt)
CA (1) CA3067029C (pt)
IL (1) IL271069A (pt)
MX (1) MX2019014277A (pt)
NZ (1) NZ759625A (pt)
RU (1) RU2749060C1 (pt)
SG (1) SG11201911580QA (pt)
TW (2) TWI741658B (pt)
WO (1) WO2019147419A1 (pt)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI741658B (zh) 2018-01-24 2021-10-01 美商伊路米納有限公司 流體緩衝
TWI714069B (zh) 2018-05-04 2020-12-21 美商伊路米納有限公司 具有集成歧管的流動池
KR102404001B1 (ko) * 2020-02-26 2022-05-31 주식회사 클리노믹스 원심력을 이용한 유체 제어 장치
TWI785636B (zh) 2021-06-07 2022-12-01 新加坡商克雷多生醫有限公司 檢測卡匣
US20230234049A1 (en) * 2022-01-25 2023-07-27 Brinter Oy Fluidic device, apparatus comprising fluidic device and method of using same for fluidic manipulation

Family Cites Families (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000500331A (ja) 1995-11-03 2000-01-18 サーノフ コーポレイション アッセイシステムおよびアッセイを実施する方法
US5800784A (en) * 1996-07-09 1998-09-01 Horn; Marcus J. Chemical sample treatment system and cassette, and methods for effecting multistep treatment process
US6264891B1 (en) 1998-12-22 2001-07-24 Eos Biotechnology, Inc. Apparatus and method for concurrent chemical synthesis
US6431202B1 (en) 1999-12-01 2002-08-13 Calgon Carbon Corporation Fluid-directing multiport rotary valve
US6374684B1 (en) 2000-08-25 2002-04-23 Cepheid Fluid control and processing system
US7192560B2 (en) 2001-12-20 2007-03-20 3M Innovative Properties Company Methods and devices for removal of organic molecules from biological mixtures using anion exchange
WO2004061085A2 (en) * 2002-12-30 2004-07-22 The Regents Of The University Of California Methods and apparatus for pathogen detection and analysis
TW200506364A (en) * 2003-04-09 2005-02-16 Effector Cell Inst Inc Apparatus for detecting cell chemo-taxis
JP3831363B2 (ja) * 2003-06-24 2006-10-11 Ｔｄｋ株式会社 有機質正特性サーミスタ及びその製造方法並びにその酸素含有量の測定方法
JP4344859B2 (ja) * 2004-01-09 2009-10-14 東亜ディーケーケー株式会社 液体供給モジュール及びこれを用いた分析装置
EP1802395B1 (en) 2004-09-09 2020-01-22 Institut Curie Microfluidic device using a collinear electric field
US20060182664A1 (en) 2005-02-14 2006-08-17 Peck Bill J Flow cell devices, systems and methods of using the same
JP4527565B2 (ja) 2005-02-25 2010-08-18 株式会社島津製作所 反応容器
EP2126119A4 (en) 2007-03-02 2014-07-16 Corbett Res Pty Ltd APPARATUS AND METHOD FOR NUCLEIC ACID AMPLIFICATION
JP4355738B2 (ja) 2007-07-20 2009-11-04 シーケーディ株式会社 流体制御弁
DE102008042581B4 (de) * 2008-10-02 2012-02-02 INSTITUT FüR MIKROTECHNIK MAINZ GMBH Mikrofluidische Extraktions- und Reaktionsvorrichtung
US8546128B2 (en) 2008-10-22 2013-10-01 Life Technologies Corporation Fluidics system for sequential delivery of reagents
US8709356B2 (en) * 2009-04-10 2014-04-29 Canon U.S. Life Sciences, Inc. Systems and methods for minimization or elimination of diffusion effects in a microfluidic system
BR112012009506B1 (pt) 2009-10-21 2021-04-20 Biocartis N.V. alojamento de derivação, cartucho para aplicações fluídicas compreendendo um alojamento de derivação e núcleo de derivação para inserção em um alojamento de derivação
KR102027441B1 (ko) * 2010-03-09 2019-10-01 에이엔디이 코포레이션 샘플 투입 및 결과 발생 처리를 제공하기 위한 단일한 바이오칩 및 이의 제조 방법
GB201007238D0 (en) 2010-04-30 2010-06-16 Reckitt & Colman Overseas A liquid delivery system
US8951781B2 (en) * 2011-01-10 2015-02-10 Illumina, Inc. Systems, methods, and apparatuses to image a sample for biological or chemical analysis
EP3020428A1 (en) * 2011-04-21 2016-05-18 AbbVie Inc. Wearable automatic injection device for controlled administration of therapeutic agents
EP2717959A2 (en) 2011-06-07 2014-04-16 California Institute of Technology Medicament delivery systems
US9046454B2 (en) 2011-06-08 2015-06-02 Bio-Rad Laboratories, Inc. Processing of analyte supports with oscillating fluid by interrupted rotation
US9304065B2 (en) 2012-02-29 2016-04-05 Fluidigm Corporation Methods, systems and devices for multiple single-cell capturing and processing using microfluidics
WO2013173509A1 (en) * 2012-05-15 2013-11-21 Cepheid Thermal cycling apparatus and method
US10139322B2 (en) 2012-07-03 2018-11-27 Merck Patent Gmbh Sample preparation device
RU2015104944A (ru) 2012-07-16 2016-09-10 Формулатрикс, Инк. Аппарат, способ и система подачи жидкости
US20140161686A1 (en) * 2012-12-10 2014-06-12 Advanced Liquid Logic, Inc. System and method of dispensing liquids in a microfluidic device
JP2016521350A (ja) 2013-03-15 2016-07-21 フリューダイム・コーポレイション 規定された多細胞の組み合わせの分析のための方法および装置
GB2516669B (en) * 2013-07-29 2015-09-09 Atlas Genetics Ltd A method for processing a liquid sample in a fluidic cartridge
BR112016027815B1 (pt) * 2014-05-27 2022-07-12 Illumina, Inc. Sistemas e métodos para análise bioquímica incluindo um instrumento de base e cartucho removível
PL3151964T3 (pl) * 2014-06-05 2020-09-07 Illumina, Inc. Systemy i sposoby obejmujące zawór obrotowy dla co najmniej jednej czynności spośród przygotowywania próbki lub analizy próbki
EP3190169A4 (en) * 2014-09-02 2018-03-21 Toshiba Medical Systems Corporation Nucleic acid detection cassette
CN113941381A (zh) * 2015-02-20 2022-01-18 文塔纳医疗系统公司 用于储存和运输浸入在流体中的组织样本的组件
US20160340632A1 (en) * 2015-04-22 2016-11-24 Berkeley Lights, Inc. Culturing station for microfluidic device
CN105032512B (zh) * 2015-08-25 2017-01-04 辽宁中医药大学 用于药物配伍筛选的集成化微流控芯片、制备方法及应用
JP2017042101A (ja) * 2015-08-26 2017-03-02 パナソニックヘルスケアホールディングス株式会社 核酸増幅装置用カートリッジ
US9366606B1 (en) * 2015-08-27 2016-06-14 Ativa Medical Corporation Fluid processing micro-feature devices and methods
WO2017176357A2 (en) * 2016-02-04 2017-10-12 Massachusetts Institute Of Technology Modular organ microphysiological system with integrated pumping, leveling, and sensing
US20190329240A1 (en) * 2016-02-17 2019-10-31 Hitachi High-Technologies Corporation Analysis Apparatus
CN205435775U (zh) 2016-03-28 2016-08-10 哈尔滨理工大学 一种微流控芯片
TWI741658B (zh) 2018-01-24 2021-10-01 美商伊路米納有限公司 流體緩衝

Also Published As

Publication number Publication date
CN110064445A (zh) 2019-07-30
EP3743730A4 (en) 2021-12-22
CN114534803A (zh) 2022-05-27
TW201940813A (zh) 2019-10-16
MX2019014277A (es) 2021-01-08
CA3067029A1 (en) 2019-08-01
CA3067029C (en) 2022-03-15
TWI741658B (zh) 2021-10-01
CN110064445B (zh) 2021-12-31
IL271069A (en) 2020-01-30
BR112019025986B1 (pt) 2022-05-10
WO2019147419A1 (en) 2019-08-01
US11291998B2 (en) 2022-04-05
AU2019211963B2 (en) 2021-06-10
US10953399B2 (en) 2021-03-23
TW202037830A (zh) 2020-10-16
KR102491418B1 (ko) 2023-01-26
JP7073416B2 (ja) 2022-05-23
RU2749060C1 (ru) 2021-06-03
JP2020530102A (ja) 2020-10-15
KR102405569B1 (ko) 2022-06-08
EP3743730A1 (en) 2020-12-02
JP2022119806A (ja) 2022-08-17
SG11201911580QA (en) 2020-01-30
TWI699494B (zh) 2020-07-21
AU2019211963A1 (en) 2019-12-19
KR20220091564A (ko) 2022-06-30
JP7198381B2 (ja) 2022-12-28
CN210121484U (zh) 2020-03-03
NZ759625A (en) 2023-02-24
US20190224676A1 (en) 2019-07-25
US20210154667A1 (en) 2021-05-27
AU2021218096B2 (en) 2022-10-20
KR20200026194A (ko) 2020-03-10
AU2021218096A1 (en) 2021-09-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
BR112019025986A2 (pt) armazenamento temporário de fluido
EP2267345B1 (en) Multi-port valve
BR112020026318A2 (pt) Aparelho e método para cartucho de fluido multi-válvula
US11085804B2 (en) Measuring adapter assembly for closed loop fluid transfer system
WO2019196850A1 (zh) 一种能控制流体流动的多功能微阀、微流控芯片和方法
KR20050057234A (ko) 멀티웨이 밸브
MX2007015361A (es) Dispositivo de distribucion de multiples componentes con montaje de valvula.
CZ20032417A3 (cs) Systém pro řízení toku tekutiny, lékařská byreta a způsob řízení toku tekutiny
EP3458408B1 (en) Closed loop fluid transfer system

Legal Events

Date Code Title Description
B350 Update of information on the portal [chapter 15.35 patent gazette]
B09A Decision: intention to grant [chapter 9.1 patent gazette]
B16A Patent or certificate of addition of invention granted [chapter 16.1 patent gazette]

Free format text: PRAZO DE VALIDADE: 20 (VINTE) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 10/01/2019, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS