BR112020023193A2 - sistema fluídico para recebimento, dispensação e movimento de líquidos, processo para processamento de fluidos em um sistema fluídico - Google Patents

sistema fluídico para recebimento, dispensação e movimento de líquidos, processo para processamento de fluidos em um sistema fluídico Download PDF

Info

Publication number
BR112020023193A2
BR112020023193A2 BR112020023193-2A BR112020023193A BR112020023193A2 BR 112020023193 A2 BR112020023193 A2 BR 112020023193A2 BR 112020023193 A BR112020023193 A BR 112020023193A BR 112020023193 A2 BR112020023193 A2 BR 112020023193A2
Authority
BR
Brazil
Prior art keywords
chamber
fluidic
functional element
fluid
liquid
Prior art date
Application number
BR112020023193-2A
Other languages
English (en)
Inventor
Claudia Gärtner
Richard Klemm
Christian Moche
Original Assignee
Microfluidic Chipshop Gmbh
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 Microfluidic Chipshop Gmbh filed Critical Microfluidic Chipshop Gmbh
Publication of BR112020023193A2 publication Critical patent/BR112020023193A2/pt

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027Containers 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
    • B01L3/502715Containers 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
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027Containers 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
    • B01L3/502723Containers 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 venting arrangements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027Containers 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
    • B01L3/50273Containers 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
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/52Containers specially adapted for storing or dispensing a reagent
    • B01L3/523Containers specially adapted for storing or dispensing a reagent with means for closing or opening
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/52Containers specially adapted for storing or dispensing a reagent
    • B01L3/527Containers specially adapted for storing or dispensing a reagent for a plurality of reagents
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/06Fluid handling related problems
    • B01L2200/0605Metering of fluids
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00Additional constructional details
    • B01L2300/06Auxiliary integrated devices, integrated components
    • B01L2300/0681Filter
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00Additional constructional details
    • B01L2300/08Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0809Geometry, shape and general structure rectangular shaped
    • B01L2300/0825Test strips
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00Moving or stopping fluids
    • B01L2400/04Moving fluids with specific forces or mechanical means
    • B01L2400/0475Moving fluids with specific forces or mechanical means specific mechanical means and fluid pressure
    • B01L2400/0481Moving fluids with specific forces or mechanical means specific mechanical means and fluid pressure squeezing of channels or chambers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00Moving or stopping fluids
    • B01L2400/06Valves, specific forms thereof
    • B01L2400/0633Valves, specific forms thereof with moving parts
    • B01L2400/0644Valves, specific forms thereof with moving parts rotary valves
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/52Containers specially adapted for storing or dispensing a reagent

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Automatic Analysis And Handling Materials Therefor (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)
  • Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)

Abstract

Um sistema fluídico contém uma câmara com elementos móveis. A câmara está conectada a um canal. O sistema contém pelo menos um componente estruturado e pelo menos um componente aplicado a ele e pelo menos uma interface fluídica que pode ser fechada por meio de uma tampa ou válvula. Ao mover o elemento móvel para dentro e para fora da câmara, líquidos ou gases podem ser movidos através de um ou mais canais e liberados ou captados pelo sistema. Um reservatório de reagente líquido pode ser conectado à câmara da bomba ou ao sistema de canal, a fim de alcançar diluições, bem como para fornecer componentes de reação ou líquidos de lavagem. O sistema pode ser usado para aspirar, bombear, diluir, misturar e dispensar líquidos ou gases. Um elemento adicional (filtro, membrana, frita ou elemento semelhante) ou reagentes integrados são previstos, os quais podem ser dispostos na forma de uma matriz de reagentes idênticos ou diferentes, a fim de separar, filtrar, fracionar, enriquecer líquidos e seus constituintes, bem como possibilitar a modificação de líquidos e / ou seus componentes e a detecção dos ingredientes dos líquidos. O sistema pode ser operado manualmente ou por meio de dispositivos ou equipamentos simples.

Description

“SISTEMA FLUÍDICO PARA RECEBIMENTO, DISPENSAÇÃO E MOVIMENTO DE LÍQUIDOS, PROCESSO PARA PROCESSAMENTO DE FLUIDOS EM UM SISTEMA FLUÍDICO”
[001] A invenção se refere a um dispositivo para recebimento, dispensação, diluição ou movimento de líquidos e para a adição de componentes líquidos, para a separação, filtragem, fracionamento, enriquecimento de líquidos e/ou seus componentes e modificação de líquidos e seus componentes e para a detecção dos constituintes dos líquidos, que também pode ser referido como um sistema fluídico, em particular como um sistema microfluídico. O dispositivo também pode ser chamado de chip. A invenção também se refere a um método para processamento de fluidos em um sistema fluídico. Antecedentes da Invenção
[002] O recebimento e dispensação de líquidos e gases e seu movimento, incluindo a mistura em sistemas fluídicos, a separação, filtragem, fracionamento e enriquecimento de líquidos e seus componentes, bem como a modificação de líquidos e seus componentes e a detecção de substâncias, em particular em sistemas microfluídicos, muitas vezes ocorre por meio de uma bomba conectada externamente que está conectada ao sistema fluídico por meio de uma interface fluídica, por meio de bombas de injeção integradas ao sistema fluídico ou por meio de válvulas de membrana. Todas essas soluções requerem um dispositivo operacional correspondente para poder operar as bombas ou válvulas e não são adequadas para executar funções como receber, dispensar e/ou mover líquidos em sistemas Fab-on-a-Chip de maneira simples ou mesmo para ser implementadas manualmente.
[003] As bombas externas para manipulação de sistemas Fab-on-a-Chip requerem uma interface fluídica, para o uso da qual são necessários componentes adicionais e que, como todas as interfaces fluídicas, envolvem o risco de vazamento. Além disso, dispositivos adicionais conectados para realizar as funções parciais mencionadas acima representam um atraso de tempo, bem como o risco de contaminação e/ou falsificação dos resultados da análise.
[004] As bombas de injeção integradas diretamente em sistemas fluídicos evitam uma interface fluídica com o ambiente externo, mas requerem outro elemento, o êmbolo, para mover os líquidos.
[005] As válvulas de membrana oferecem a vantagem de dispensar uma interface fluídica e componentes adicionais, exigindo apenas uma cavidade pré-formada e uma tampa móvel para acionamento. Elas são projetadas de modo que possam ser operadas tanto pneumática quanto mecanicamente. Essas válvulas de membrana são geralmente operadas usando um dispositivo operacional correspondente.
[006] O recebimento e dispensação de líquidos, distribuí-los em várias cavidades de reação, mover líquidos e adicionar componentes de reação requer etapas de manuseio manual e/ou automação correspondente dessas etapas usando máquinas grandes. Isso é feito manualmente ao coletar a amostra e adicionar reagentes por meio de pipetagem; a mistura e a incubação são realizadas, por exemplo, agitando as placas de titulação, e para adicionar reagentes, estas podem ser retiradas de recipientes de armazenamento apropriados. Tanto o manuseio manual quanto o manuseio automatizado requerem um maior número de etapas de manuseio, equipamentos adicionais, tais como pipetas ou máquinas de pipetagem automáticas, e a capacidade de usar os reagentes correspondentes.
[007] Em sistemas microfluídicos, o manuseio ocorre principalmente por meio de bombas externas e um dispositivo é necessário para controlar o sistema.
[008] A separação, filtragem, enriquecimento e/ou fracionamento de líquidos e seus componentes muitas vezes ocorre por meio de filtros e/ou membranas e/ou via gradientes de densidade em um líquido e em combinação com uma filtragem do filtro/membranas e/ou recipientes contidos em gradientes de densidade para separar a amostra de forma correspondente. Neste caso, também, além do recipiente de teste, dispositivos adicionais e etapas de manuseio manual são necessários.
[009] A presente invenção combina todas as etapas de manuseio, incluindo o pré-armazenamento de reagentes formando um componente que também pode ser operado manualmente. Sumário da Invenção
[010] O objeto da invenção é pode operar o recebimento, dispensação, diluição, transporte e/ou mistura de líquidos e a separação, filtragem, enriquecimento e/ou fracionamento de líquidos e seus componentes e a modificação de líquidos e seus componentes, bem como a detecção dos ingredientes dos líquidos tanto manualmente, ou seja, sem outros elementos auxiliares, bem como com dispositivos apropriados. Isso deve ser preferivelmente possível em um sistema fluídico sem uma bomba externa ou dispositivo de sucção, de preferência também manualmente. Uma propriedade especial do sistema é que o recebimento e dispensação múltiplos de líquidos são possíveis e os volumes desejados do líquido recebido e/ou dispensado podem ser controlados com precisão. É também um objetivo especificar métodos para o processamento de fluidos com tais sistemas fluídicos.
[011] O objetivo é alcançado pelas características das reivindicações independentes. Configurações vantajosas são especificadas nas reivindicações dependentes.
[012] Um sistema fluídico é especificado, compreendendo um componente estruturado com uma câmara e um sistema de canal, que são fechados de maneira estanque a fluidos com um componente, a câmara sendo fluidamente conectada ao ambiente externo por meio do sistema de canal e uma interface fluídica. O componente tem uma área flexível ou móvel que pode ser movida para a área da câmara ou além de um plano da câmara. O plano da câmara é o limite superior da câmara no lado voltado para a câmara, ou seja, o lado inferior do componente que fecha a câmara. Ao mover a área flexível, líquidos ou gases podem ser recebidos ou dispensados através da interface fluídica e/ou movidos no sistema fluídico. A área móvel pode ser movida manualmente ou com um dispositivo operacional correspondente. Uma opção neste caso é pressionar ou mover a área flexível para cima em diferentes posições. Particularmente vantajosa é a possibilidade de recebimento e dispensação de fluido definida através da combinação da câmara com um sistema de canal pequeno, com o múltiplo recebimento e dispensação de líquidos e a possibilidade de operação manual.
[013] ] O sistema fluídico preferivelmente tem uma interface para um reservatório de reagente líquido.
[014] A área flexível ou móvel é preferivelmente acessível do lado de fora.
[015] É particularmente vantajosa a configuração do componente que fecha o componente estruturado como um filme, em que o filme é ao mesmo tempo o componente móvel devido à sua flexibilidade intrínseca.
[016] O componente estruturado pode, de preferência, ser fornecido com um componente de cobertura, cada um na parte superior e inferior. Desse modo, os sistemas de canal e/ou partes dos mesmos podem ser dispostos em ambos os lados do componente estruturado e fechados com os componentes. Assim, o sistema de canal pode ser facilmente introduzido no componente estruturado em um ou ambos os lados da respectiva superfície e os canais em ambos os lados podem ser conectados por furos. Na área da câmara, o componente pode ser projetado para ser flexível, ou ser configurado como um filme, que então serve como uma área flexível na área da câmara, uma vez que ele é flexível em suas propriedades básicas.
[017] A diluição do líquido recebido e/ou a adição dos reagentes ocorre por meio do esvaziamento de um reservatório de líquido conectado ao componente estruturado, que pode ser configurado como um blister. O recebimento e remoção do líquido podem ser influenciados pela geometria externa das interfaces fluídicas.
[018] O volume pode ser definido pela geometria de saída correspondente da interface fluídica, em que esta definição de volume pode ser ainda mais influenciada por uma modificação da superfície da interface fluídica.
[019] Outro sistema fluídico também é especificado, compreendendo um componente estruturado com uma câmara e um sistema de canal que são firmemente vedados com um outro componente, em que a câmara é fluidicamente conectada ao ambiente externo por meio do sistema de canal e uma interface fluídica. A área flexível é formada pelas paredes da câmara.
[020] É particularmente vantajoso neste caso que uma compressão lateral da câmara também permite que o líquido seja movido ou o efeito de compressão possa ser aumentado pelas paredes flexíveis da câmara.
[021] Além disso, outro sistema fluídico é especificado, compreendendo um componente estruturado ou componente estruturado e outro componente que fecha firmemente a câmara e o sistema de canal e a câmara é conectada ao mundo externo por meio do sistema de canal e da interface fluídica. O componente estruturado é projetado de tal forma que o piso da câmara seja flexível e possa ser pressionado ou expandido.
[022] É particularmente vantajoso nesta variante que o fundo possa ser projetado para ser particularmente flexível e a produção por meio de moldagem por injeção bicomponente seja possível, de modo que um componente flexível possa ser injetado junto com outro componente. Alternativamente, o material de base do componente estruturado também pode ser suficientemente flexível para garantir a funcionalidade do componente. Uma montagem da área flexível no componente estruturado também é possível.
[023] A câmara pode ser conectada a uma interface fluídica por meio de um sistema de canal adicional, em que uma das interfaces fluídicas pode ser fechada com uma tampa. O fechamento com tampa também evita que o líquido escape neste ponto.
[024] A integração de válvulas, por exemplo válvulas de bloqueio capilar, que atuam alterando o diâmetro capilar, possibilita a inclusão de volumes definidos.
[025] Uma função de válvula é preferivelmente criada por modificação local da superfície e/ou a função de válvulas existentes que atuam geometricamente é ainda mais reforçada por uma modificação de superfície na área da válvula, a função de válvula gerada geometricamente.
[026] É particularmente vantajoso nesta variante de modalidade que quando o líquido é recebido através da segunda interface fluídica, a ventilação pode ocorrer e, além disso, o recebimento do líquido e a dispensação do líquido podem ocorrer em pontos diferentes. O fecho com tampa também evita que o líquido escape neste ponto. Além disso, um posicionamento correspondente do sistema fluídico, de modo que a interface fluídica seja inclinada para baixo quando o líquido é dispensado, é vantajoso.
[027] preferivelmente, o sistema fluídico contém uma opção de ventilação para a câmara, que pode ocorrer através de um canal adicional conectado ao ambiente externo ou uma membrana permeável a gás e este dispositivo de ventilação pode, opcionalmente, ser fechado.
[028] O sistema fluídico contém, preferivelmente, um canal de entrada que se afunila através de uma função de parada passiva, por exemplo, de uma válvula de bloqueio capilar, de um afunilamento de canal ou de uma modificação de superfície correspondente e de um efeito capilar, que pode ser reforçado por uma modificação de superfície na área a ser preenchida, ou recebe por uma mudança no volume da câmara provocada pelos componentes móveis, uma quantidade definida de líquido.
[029] O recebimento de volumes muito precisos sem o uso de unidades de pipetagem caras é particularmente vantajosa neste caso.
[030] Em uma modalidade preferida, o sistema fluídico contém um ou mais reservatórios de reagente. Estes podem, por exemplo, ser moldados como blister.
[031] É particularmente vantajoso neste caso que vários fluidos ou reagentes secos podem ser misturados uns com os outros e os reagentes líquidos podem ser usados para transportar reagentes secos que foram absorvidos ou colocados no sistema.
[032] Os reagentes secos são preferivelmente essencialmente incorporados no componente estruturado, que podem ser absorvidos pelos fluidos circulantes e misturados a eles.
[033] Um reagente é preferivelmente apresentado em um ponto definido, que colore o líquido circulante e indica, assim, o alcance da posição, na qual o reagente é colocado e, assim, o alcance de um determinado volume ou tempo de permanência.
[034] Preferivelmente, uma função de ampliação é introduzida no componente estruturado em uma posição definida, que é feita por exemplo na forma de uma lente integrada no componente estruturado para poder acompanhar melhor o alcance de certas posições no sistema de canais pelo líquido e também para ser capaz de ler melhor as reações de cor como reações indicadoras.
[035] Elementos de canal mais longos são mais preferivelmente introduzidos no curso do fluido como limitadores de fluxo, a fim de permitir um recebimento e dispensação controlados de líquido.
[036] Em uma forma de modalidade preferida, o reservatório de reagentes é moldado como blister. O reservatório de reagente tem preferivelmente uma base de blister que tem elementos pontiagudos que perfuram o blister conectado de forma hermética a fluidos, colocado sobre eles. Esta forma de modalidade pode ser prolongada por uma aba que, através de elementos de guia na base do blister, permitem uma inserção definido da aba s e, portanto, uma dosagem de volume definida. A medição do volume também pode ocorrer em várias etapas, graças ao projeto especial dos elementos de guia.
[037] Neste caso, o fecho estanque a líquidos da interface fluídica para receber o líquido, por exemplo através de uma tampa, é útil. A tampa também pode ser fornecida com um elemento de transporte, por exemplo, pode ser fornecida um mandril ou êmbolo que se projeta para dentro do canal e, assim, transporta o líquido contido nele por deslocamento de volume quando a tampa é colocada na interface fluídica. Além disso, ou como alternativa, a tampa também pode ter uma área flexível que pode ser pressionada para dentro ou puxada para fora após ser colocada, a fim de mover o líquido no canal e/ou no sistema de canal. Quando empurrado para dentro, o líquido é empurrado ainda mais para dentro do canal. Quando a área flexível é puxada para fora, o líquido é transportado para fora do canal na direção da interface fluídica. Isso também permite que pequenos movimentos sejam gerados.
[038] É particularmente vantajoso neste caso que os volumes de líquido assim definidos possam ser dispensados do blister e isso também pode ser feito manualmente com grande precisão. Isso permite que uma razão de mistura exata seja definida em combinação com uma absorção de volume definida.
[039] Em uma modalidade preferida, o sistema fluídico tem um longo canal para a câmara. Este longo canal é particularmente vantajoso porque permite que uma velocidade de recebimento de líquido seja definida e os reagentes possam ser introduzidos no canal, que re- suspendem de forma ideal devido ao longo arraste no canal.
[040] Em uma modalidade preferida, o longo canal apresenta alargamentos adicionais em direção à câmara. Esta modalidade é particularmente vantajosa, uma vez que os reagentes podem ser previamente confeccionados nos alargamentos e a mistura melhorada pode ser feita através de um perfil de fluxo diferente.
[041] Em uma modalidade preferida, o sistema fluídico contém uma cavidade ou câmara de detecção para leitura óptica e/ou para reação, que pode preferivelmente também apresentar profundidades diferentes. É particularmente vantajoso neste caso que uma detecção óptica possa ocorrer diretamente e, se a câmara de detecção for projetada com várias profundidades, a faixa dinâmica também poderá ser ampliada.
[042] Em uma forma de modalidade preferida, o sistema fluídico contém uma tira Lateral Flow, cujo preenchimento é possível devido ao funcionamento da câmara. Uma variante contém uma membrana de ventilação, outra um canal de ventilação. Particularmente vantajosa é a possibilidade de entrada de líquido, que pode ser operada manualmente e/ou com as mãos, com a possibilidade direta de leitura através da tira Lateral Flow. As opções de ventilação direcionadas, em particular, permitem a combinação do fluxo acionado por vácuo obtido através da câmara com o movimento de fluido subsequente através do efeito de sucção da tira Lateral Flow. Uma tia Lateral Flow é usada para detectar moléculas alvo no fluido, por meio do qual ambas as moléculas alvo individuais e diferentes moléculas alvo podem ser detectadas dependendo da configuração da tira Lateral Flow. Uma característica especial da tira Lateral Flow é a integração de uma matriz para a detecção paralela de várias moléculas alvo.
[043] Em uma modalidade preferida, o sistema fluídico contém mais de uma câmara, que são conectadas entre si por meio de um sistema de canal e/ou podem ser dispostas em um ou mais níveis. É particularmente vantajoso que o avanço e o deslizamento para frente e para trás, bem como a mistura ativa, possam ser possibilitados alterando os volumes da câmara através dos elementos flexíveis.
[044] Em uma modalidade preferida, o sistema fluídico contém acessórios nos componentes flexíveis que estão localizados fora da câmara ou se estendem para dentro da câmara. Uma definição precisa do volume a ser recebido e/ou dispensado é particularmente vantajosa neste caso, que é, portanto, independente da força do usuário ou do tamanho do dedo, mesmo em operação manual.
[045] Em uma modalidade preferida, o sistema fluídico apresenta reagentes disponíveis na câmara. É particularmente vantajoso neste caso que a câmara não sirva apenas para mover o líquido, mas que o volume da câmara possa ser usado diretamente para dissolver, reagir e misturar reagentes. Em particular, os reagentes secos que são colocados aqui permitem um uso particularmente vantajoso da câmara.
[046] Em uma modalidade preferida, a tampa para esvaziar o blister é conectada diretamente a elementos de pressão para mover a área flexível, possivelmente também projetada em uma peça.
[047] Em uma forma de modalidade preferida, a mistura é possível através de elementos móveis introduzidos na câmara, tais como esferas ou barras, que também podem ser magnéticas. A mistura pode ser adicionalmente reforçada por elementos estruturais no componente estruturado ou pode ser realizada inteiramente por estes. É particularmente vantajoso neste caso, que a estrutura simples do sistema permita uma mistura particularmente eficaz na câmara.
[048] Em uma modalidade preferida, a mistura é feita na câmara movendo o sistema fluídico manualmente. Uma vantagem particular neste caso é que a estrutura simples do sistema permite o uso manual.
[049] Em uma forma de modalidade preferida, a mistura ocorre na câmara por meio de um mecanismo de mistura do lado do dispositivo. É particularmente vantajoso neste caso que uma mistura eficiente possa ocorrer.
[050] Em uma modalidade preferida, os próprios sistemas de canal contêm marcas de ajuste ou são afixadas marcas de ajuste ao lado, abaixo ou acima do sistema de canal, o que permite uma especificação de volume. Esta marcação é particularmente vantajosa, semelhante a uma régua, uma vez que permite ao usuário ler o volume captado ou dispensado e terminar ou continuar recebendo ou dispensando volumes para adicionar, dispensar ou mover volumes definidos.
[051] Em uma forma de modalidade preferida, é possível o recebimento e/ou dispensação múltiplos de líquido. É particularmente vantajoso neste caso, que o sistema fluídico possa ser usado para recebimento e dispensação múltiplos de líquidos.
[052] Em uma modalidade preferida, interfaces fluídicas são fornecidas no componente estruturado que apontam em direções diferentes, por exemplo, perpendiculares ao plano do sistema fluídico ou em um ângulo especial do sistema fluídico. É particularmente vantajoso neste caso que, graças a uma geometria especial, os líquidos podem ser alimentados e/ou dispensados em superfícies ou recipientes com formatos especiais.
[053] Em uma modalidade preferida, várias interfaces fluídicas são previstas. Isto é particularmente vantajoso, uma vez que os líquidos podem ser dispensados e recebidos em diferentes pontos simultaneamente ou um após o outro.
[054] Em combinação com um sistema de distribuição, é possível receber e dispensar em vários pontos simultaneamente ou um após o outro. Ao usar um sistema de distribuição puro, os líquidos podem ser dispensados ou recebidos simultaneamente movendo os elementos flexíveis.
[055] Em uma forma de modalidade preferida, o recebimento e/ou dispensação dos líquidos são controlados através de válvulas de membrana, ver. Isto é particularmente vantajoso porque permite o recebimento de fluido individual e/ou dispensação de fluido em diferentes interfaces fluídicas através do movimento dos elementos flexíveis na câmara.
[056] Uma forma de modalidade especial é a integração de válvulas passivas nos canais de distribuição individuais, a fim de garantir um preenchimento uniforme e, portanto, o transporte de líquido uniforme, por exemplo, para garantir a entrega dos mesmos volumes.
[057] Em uma forma de modalidade preferida, o recebimento e/ou dispensação dos líquidos são controlados por meio de válvulas rotativas. As válvulas rotativas têm, preferivelmente, uma sede de válvula rotativa e um corpo de válvula rotativo com um canal de conexão que conecta as diferentes partes do sistema de canal. Isto é particularmente vantajoso porque permite o recebimento individual de fluido e/ou dispensação de fluido em diferentes interfaces fluídicas através do movimento dos elementos flexíveis na câmara.
[058] Em uma modalidade particular, o sistema fluídico é projetado como um sistema microfluídico. O componente estruturado é preferivelmente e essencialmente feito de plástico.
[059] No caso do elemento flexível, todo o componente pode, por exemplo ser feito como um filme plástico. No entanto, também é possível usar um plástico flexível, como silicone ou TPE ou um elemento mecânico móvel feito de qualquer material que tenha sido introduzido nos outros componentes.
[060] As modalidades acima mencionadas do sistema fluídico também apresentam pelo menos um elemento funcional de acordo com a invenção, que pode ser implementado, por exemplo, por um filtro, uma membrana, uma frita ou um papel funcional ou elementos semelhantes.
[061] Um ou mais elementos funcionais podem ser implementados por um ou mais filtros, membranas, fritas, papel ou elementos semelhantes que contêm reagentes ou são aplicados aos reagentes.
[062] Os reagentes podem ser aplicados ao componente estruturado e/ou a pelo menos um componente e/ou um ou mais elementos funcionais e/ou podem conter esses reagentes, por exemplo, também na forma de matrizes do mesmo ou de diferentes agentes.
[063] O objeto também é alcançado por um sistema fluídico que compreende: um componente estruturado com uma câmara e um sistema de canal, em que a câmara e/ou o sistema de canal tem pelo menos um elemento funcional, em que pelo menos a câmara é fechada hermeticamente com um componente e está fluidicamente conectada ao ambiente externo por meio do sistema de canais e pelo menos uma interface fluídica, em que o componente apresenta uma área flexível ou móvel, que pode ser movida pelo menos para uma área da câmara ou além de um plano da câmara e receber ou dispensar líquidos ou gases através da interface fluídica e/ou movendo a área flexível ou móvel pode ser movido no sistema fluídico, em que a área flexível ou móvel pode ser movida manualmente ou com um dispositivo operacional e a área flexível ou móvel pode ser empurrada para dentro ou movida para cima.
[064] O objeto também é alcançado por um sistema fluídico que compreende: um componente estruturado com uma câmara e um sistema de canal, a câmara e/ou o sistema de canal tendo pelo menos um elemento funcional e pelo menos um elemento funcional sendo fornecido com reagentes em que pelo menos a câmara é hermeticamente fechada com um componente e está fluidicamente conectada ao ambiente externo por meio do sistema de canal e pelo menos uma interface fluídica, em que o componente apresenta uma área flexível ou móvel que pode ser movida pelo menos para uma área da câmara ou para além de um plano da câmara, a fim de receber ou dispensar líquidos ou gases através da interface fluídica e/ou movê-los no sistema fluídico movendo a área flexível ou móvel, em que a área flexível ou móvel pode ser movida manualmente e/ou com as mãos ou com um dispositivo operacional e a área flexível ou móvel pode ser empurrada para dentro ou movida para cima.
[065] O objetivo também é alcançado por um sistema fluídico que compreende: um componente estruturado com uma câmara e um sistema de canal, em que reagentes são aplicados ao componente estruturado e/ou ao componente que fecha o mesmo e/ou pelo menos ao elemento funcional, em que pelo menos a câmara é fechada de maneira estanque a fluidos por um componente e está fluidicamente conectada ao ambiente externo por meio do sistema de canal e por pelo menos uma interface fluídica, em que o componente apresenta uma área flexível ou móvel que pode ser movida pelo menos para uma área da câmara ou além de um plano da câmara, em que líquidos ou gases são recebidos ou dispensados e/ou através da interface fluídica e/ou podem ser movidos no sistema fluídico, em que a área flexível ou móvel pode ser movida manualmente ou com um dispositivo operacional e a área flexível ou móvel pode ser empurrada para dentro ou movida para cima.
[066] O elemento funcional é preferivelmente implementado por um filtro, uma membrana, uma frita e/ou um papel funcional. Todos estes exemplos de elementos funcionais são pelo menos parcialmente transitáveis para fluidos, ou seja, porosos. Eles podem ser membranas e/ou filtros que servem para exclusão de tamanho, tais como membranas estruturadas a laser (track-etch) com tamanhos de poros precisamente definidos, peneiras de silício, papel de filtro com uma rede de malha grossa. Os elementos funcionais que usam a exclusão de tamanho e/ou conexão com a superfície do elemento funcional são elementos diferentes, como estruturas tridimensionais porosas, tais como fritas, membranas de silício, membranas de sílica, partículas agregadas tridimensionais, mantas de filtro feitas de vários materiais, mantas de sílica, filtros PET, material de cromatografia de camada fina ou membranas de geração de plasma/soro, para citar alguns exemplos. Todos esses elementos funcionais podem, adicionalmente, ser fornecidos com reagentes, a fim de implementar uma ligação específica de moléculas alvo a esses elementos funcionais e realizar uma separação direcionada das moléculas alvo de elementos funcionais.
[067] Um fluido é preferivelmente recebido através da interface fluídica, em que o líquido é passado através ou sobre o elemento funcional. O fluido pode então ser dispensado novamente aplicando pressão à câmara da bomba de polegar.
[068] O fluido é preferivelmente recebido por meio de forças capilares ou uma tensão superficial que é causada pelas superfícies do sistema de canal e/ou a câmara e/ou a interface fluídica.
[069] O fluido é preferivelmente recebido acionando a câmara da bomba de polegar.
[070] O sistema fluídico preferivelmente tem pelo menos uma válvula que está disposta no sistema de canal, com a integração da válvula sendo capaz de receber um volume definido.
[071] Pelo menos um elemento funcional tem preferivelmente uma função de sucção, por meio da qual o recebimento de líquido é acionado. A função de sucção pode ser realizada por uma propriedade higroscópica dos materiais do elemento funcional.
[072] preferivelmente, a entrada pode ser fechada com uma tampa.
[073] Preferivelmente, a entrada e a saída podem ser fechadas com uma tampa.
[074] Quando o sangue circula através de pelo menos um elemento funcional, preferivelmente faz com que apenas plasma ou soro passe através do elemento funcional e outros componentes do sangue sejam retidos pelo elemento funcional, em que o plasma ou soro obtido podem ser dispensados através da saída de fluido.
[075] Preferivelmente, dois elementos funcionais são conectados em série. Isso significa que dois elementos funcionais com propriedades iguais ou diferentes são dispostos no sistema de canal.
[076] Os dois elementos funcionais são preferivelmente conectados um atrás do outro, em que primeiramente circula um elemento funcional e o líquido chega na câmara da bomba de polegar. A entrada de fluido é então fechada com uma tampa, em que o líquido atinge o segundo elemento funcional através de um movimento do componente flexível e, em seguida, é descarregado através da saída de fluido. Ou seja o primeiro elemento funcional é disposto na direção do fluxo da entrada para a saída na frente da câmara no sistema de canal e o segundo elemento funcional é disposto na direção do fluxo atrás da câmara ou entre a câmara e a saída de fluido.
[077] Preferivelmente, dois elementos funcionais são conectados um atrás do outro, por meio do qual primeiramente o elemento funcional é transportado e, em seguida, o líquido circulante penetra através do segundo elemento funcional e é descarregado através da saída de fluido por um movimento do componente móvel. Após o líquido ter sido recebido pela entrada de fluido, ela é fechada com uma tampa, por exemplo.
[078] Pelo menos um elemento funcional é preferivelmente usado para gerar plasma ou soro.
[079] O primeiro elemento funcional é preferivelmente usado para gerar plasma ou soro, enquanto o segundo elemento funcional remove hemácias hemolisadas.
[080] Um reservatório de líquido é preferivelmente conectado ao componente estruturado, caso em que o fluido é diluído dentro do sistema de canal pela dispensação do líquido para fora do reservatório de líquido.
[081] Um reservatório de líquido é preferivelmente conectado ao componente estruturado, em que o fluido é diluído dentro do sistema de canal através da descarga de líquido para fora do reservatório de líquido, em que um volume definido pode ser descarregado do reservatório para um volume definido do líquido recebido.
[082] Um reservatório de líquido é preferivelmente conectado ao componente estruturado, em que uma diluição é feita através do descarregamento de líquido do reservatório de líquido e em que um volume definido que sai do reservatório de líquido é adicionado a um volume definido do líquido recebido que já foi conduzido através do elemento funcional. Ou seja, na direção do fluxo, o primeiro elemento funcional é disposto após a entrada de fluido para realizar um primeiro tratamento do líquido recebido, em que um reservatório de líquido é então conectado ao sistema de canal a fim de adicionar uma quantidade definida de um líquido presente no reservatório de líquido ao líquido já tratado pelo primeiro elemento funcional.
[083] Em uma outra modalidade preferida, um líquido pode ser recebido através da interface fluídica,
misturado com líquido em uma cavidade de reação e, em seguida, passado sobre e/ou através de pelo menos um elemento funcional, em que as moléculas alvo do líquido permanecem no elemento funcional e as moléculas alvo são destacadas por um líquido para fora de um reservatório de líquido e são dispensadas através da interface fluídica (saída, 5.2).
[084] Pelo menos um outro reservatório de líquido é preferivelmente conectado fluidicamente ao elemento funcional, em que diferentes líquidos podem circular através do elemento funcional a fim de liberar o elemento funcional de constituintes indesejados ou para expulsar as moléculas alvo destacadas.
[085] A separação das moléculas alvo de pelo menos um elemento funcional é preferivelmente causada por uma mudança na temperatura.
[086] preferivelmente, o líquido recebido é primeiramente conduzido sobre um primeiro elemento funcional, em que as partículas são retidas no primeiro elemento funcional. Essas partículas são então quebradas em partículas menores e conduzidas para o próximo elemento funcional, em que uma parte das partículas menores produzidas são retidas pelo elemento funcional e podem então ser destacadas novamente, em que as partículas alvo estão presentes em uma fração diferente do eluato em relação aos componentes indesejados a serem separados ou outros componentes alvo.
[087] Antes de as partículas alvo serem destacadas por lavagem com líquido, é feita a limpeza preferivelmente, em que com as partículas indesejadas são removidas do elemento funcional.
[088] As partículas são preferivelmente células, em que a etapa de fragmentação das partículas é a lise das células.
[089] Com o sistema fluídico de acordo com a invenção, os componentes biológicos, tais como ácidos nucleicos, proteínas, metabólitos e/ou anticorpos são preferivelmente extraídos, concentrados e/ou purificados.
[090] O componente alvo obtido é então preferivelmente conduzido por meio de reagentes integrados, tais como matrizes, ou seja, um arranjo de moléculas de captura, orientado a fim de ligar as moléculas/partículas alvo às moléculas da matriz e, em seguida, detectá-las.
[091] O componente alvo obtido é preferivelmente detectado e/ou identificado com o sistema, mais preferivelmente detectado quantitativamente.
[092] Preferivelmente, elementos individuais ou vários elementos funcionais são dispostos em paralelo. Ou seja, o sistema de canal apresenta várias linhas paralelas em cada uma das quais um ou mais elementos funcionais estão dispostos.
[093] Preferivelmente, os reagentes que são aplicados ao componente estruturado, ao componente e/ou o elemento funcional mostram uma mudança de cor em contato com o líquido, em que um indicador de preenchimento é exibido.
[094] Estes reagentes estão preferivelmente localizados sobre, no ou junto ao elemento funcional.
[095] O sistema fluídico também é referido como uma bomba de polegar, uma vez que o componente flexível pode ser operado de forma particularmente fácil com o polegar. Breve Descrição dos Desenhos
[096] As figuras 1-16 mostram variantes básicas da bomba de polegar, cuja funcionalidade foi expandida de acordo com a invenção por outros elementos, que são mostrados nas figuras 17-25: onde
[097] As figuras 1a a 1c mostram um sistema fluídico de acordo com uma modalidade.
[098] A figura 2 mostra um sistema fluídico de acordo com uma modalidade alternativa.
[099] A figura 3 mostra um sistema fluídico de acordo com uma outra modalidade alternativa.
[0100] A figura 4 mostra interfaces fluídicas de um sistema fluídico de acordo com modalidades.
[0101] As figuras 5a a 5f mostram elementos de pressão de um sistema fluídico de acordo com modalidades.
[0102] As figuras 6a e 6b mostram um sistema fluídico de acordo com uma outra modalidade.
[0103] As figuras 7a e 7b mostram um sistema fluídico de acordo com ainda outra modalidade.
[0104] As figuras 8a a 8e mostram um mecanismo de ejeção de um sistema fluídico de acordo com modalidades.
[0105] As figuras 9a e 9b mostram um sistema fluídico com alargamentos e câmara de detecção de acordo com as modalidades.
[0106] As figuras 10a a 10c mostram um sistema fluídico com uma tira Lateral-Flow de acordo com modalidades.
[0107] A figura 11 mostra um sistema fluídico de acordo com outra modalidade.
[0108] As figuras 12a a 12d mostram um sistema fluídico com um sistema de distribuição de acordo com modalidades.
[0109] A figura 13 mostra um sistema fluídico de acordo com outra modalidade.
[0110] As figuras 14a, 14b mostram um sistema fluídico com um dispositivo de ampliação de acordo com uma modalidade.
[0111] As figuras 15a-15c mostram um sistema fluídico com limitadores de fluxo de acordo com as modalidades.
[0112] A FIG. 16 mostra uma modalidade do chip com tampa em uma vista de cima.
[0113] As figuras 17a-d mostram uma modalidade com um elemento funcional, como uma membrana, filtro, frita, papel ou elemento semelhante,
[0114] As figuras 18a-c mostram uma modalidade com reagentes integrados, desenhadas a título de exemplo como uma matriz, as figuras 18a e 18c como uma vista em corte transversal, a figura 18b como uma vista de cima,
[0115] As figuras 19a, 19b, 19c mostram uma modalidade com o elemento funcional a montante e a jusante da câmara (filtro, membrana, frita, papel ou elemento semelhante),
[0116] A figura 19a mostra uma vista plana,
[0117] a figura 19b mostra uma seção transversal e a figura 19c mostra uma seção transversal com tampa,
[0118] As figuras 20a, 20b, 20c mostram uma modalidade com dois elementos funcionais como uma vista plana (figura 20a) e seção transversal (figura 20b, c),
[0119] As figuras 2la, 2lb, 2lc mostram uma modalidade com dois elementos funcionais como uma vista plana (figura 2la) e seção transversal (figuras 2lb, c), que tem um reservatório de líquido,
[0120] as figuras 22a, 22b, 22c mostram uma modalidade com dois elementos funcionais como uma vista superior (figura 22a) e seção transversal (figuras 22b, 22c), um reservatório de reagente e interfaces fluídicas que podem ser fechadas por tampas,
[0121] As figuras 23a, 23b, 23c mostram uma modalidade com um elemento funcional como uma vista superior (FIG. 23a) e seção transversal (figuras 23b, 23c), uma membrana de ventilação e interfaces fluídicas que podem ser fechadas por meio de tampas,
[0122] As figuras 24a, 24b, 24c são uma modalidade com um elemento funcional como uma vista plana (figura 24a) e seção transversal (figura 24b, figura 24c) e três interfaces fluídicas que podem ser fechadas por tampas e, por exemplo, três reservatórios de líquido,
[0123] As figuras 25a, 25b, 25c mostram uma modalidade com dois elementos funcionais como uma vista superior (figura 25a) e uma seção transversal no nível dos reservatórios de líquido (figura 25b) e em uma seção transversal no nível do primeiro elemento funcional e da câmara (figura 25c), e três interfaces fluídicas que podem ser fechadas com tampas e, por exemplo, três reservatórios de líquido.
[0124] As figuras 26a, 26b mostram uma modalidade com um elemento funcional como uma vista superior (figura 26a) e como uma seção transversal (figura 26b), uma interface fluídica que pode ser fechada por uma tampa, uma abertura de ventilação fornecida com uma membrana permeável a gás 24 como uma interface fluídica adicional e uma tira Lateral Flow 23.
[0125] As figuras 27a, 27b mostram uma modalidade com dois elementos funcionais como uma vista superior (figura 27a) e seção transversal (figura 27b), uma interface fluídica que pode ser fechada por uma tampa, uma abertura de ventilação fornecida com uma membrana permeável a gás 24 como uma interface fluídica adicional, tiras Lateral Flow 23.
[0126] As figuras 28a, 28b, 28c mostram uma modalidade com dois elementos funcionais como uma vista superior (figura 28a) e seção transversal (figuras 28b, c) de uma interface fluídica que pode ser fechada por uma tampa, uma abertura de ventilação fornecida com uma membrana permeável a gás 24 como interface fluídica adicional, uma tira Lateral Flow 23 e um reservatório de reagente 16 que desemboca no sistema de canal 3 em qualquer ponto através de um canal de alimentação e uma cavidade que serve como um reservatório de resíduos 49 como parte do sistema de canal 3. Descrição detalhada
[0127] A presente invenção descreve um sistema fluídico com uma câmara que tem uma parte flexível ou móvel, principalmente a base e/ou tampa, mas também paredes móveis em modalidades especiais, que permite que líquidos ou gases sejam recebidos, dispensados, deslocados, diluídos ou misturados levantando ou pressionando para baixo, que são conectados à câmara através de pelo menos um canal ou abertura. Uma expansão de acordo com a invenção é alcançada por elementos adicionais, tais como filtros, membranas, fritas ou elementos semelhantes e/ou reagentes integrados, que podem ser dispostos, por exemplo, na forma de uma matriz de reagentes idênticos ou diferentes. Isso permite a separação, filtragem, fracionamento, enriquecimento de líquidos e seus componentes, bem como a modificação de líquidos e seus componentes e a detecção dos componentes dos líquidos. O uso individual e a combinação dos elementos adicionais podem ser feitos conforme desejado.
[0128] A câmara e a parte móvel são projetadas de modo que um volume predeterminado, mas ajustável da câmara seja deslocado por um movimento da parte móvel de sua posição inicial. Desta forma, volumes predeterminados podem ser recebidos ou passados na câmara quando a parte móvel é retornada para outra posição ou para a posição inicial. Em outras palavras, o volume é predeterminado pelas propriedades do sistema fluídico ou pode ser ajustável através do projeto do sistema fluídico de acordo com a invenção.
[0129] As figuras 1a a 1c mostram uma modalidade do sistema fluídico. A figura 1a e a figura Lc mostram uma vista plana do sistema fluídico, a figura 1b mostra uma vista em corte transversal do sistema fluídico.
[0130] O sistema fluídico apresenta um componente estruturado 1 com uma câmara 2, em que a câmara 2 é conectada a um sistema de canal 3. O componente estruturado 1 é essencialmente plano, extensivo e/ou tipo placa. Em outras palavras, o componente estruturado 1 apresenta um primeiro lado principal e um segundo lado principal que ficam opostos um ao outro em paralelo. A câmara 2 e o sistema de canal 3 são formados no primeiro lado principal e/ou na superfície do componente estruturado
1. Em outras palavras, a câmara 2 e o sistema de canal 3 são colocados na superfície do componente estruturado 1 no lado principal. A câmara 2 e o sistema de canal 3 representam, assim, uma depressão na superfície do componente estruturado 1. O primeiro lado principal é, por exemplo, um lado superior, e o segundo lado principal é, por exemplo, um lado inferior do componente estruturado 1, em que a orientação da parte superior e inferior é arbitrária e, girando o componente estruturado, a parte superior se torna a parte inferior e vice-versa. As superfícies laterais do componente estruturado 1 são dispostas entre a parte superior e a parte inferior do componente estruturado 1. O componente estruturado pode, por exemplo, apresentar uma forma cubóide. O componente estruturado 1 também pode ter a forma de um disco. No entanto, o componente estruturado pode assumir qualquer forma, desde que seja formado substancialmente plano. O componente estruturado 1 pode ser projetado como uma plataforma, por exemplo. O componente estruturado 1 pode ser projetado como sendo plano.
[0131] A câmara 2 e/ou o sistema de canal 3, portanto, apresentam um lado superior que corresponde ao lado superior do componente estruturado 1. Um lado inferior da câmara 2 e/ou do sistema de canal 3 é formado dentro do componente estruturado 1. O lado inferior da câmara 2 também pode ser referido como o fundo da câmara 7. O interior da câmara 2 é formado entre o lado superior da câmara 2 e o lado inferior, em que por sua vez se aplica o fato de que o lado superior e o lado inferior podem ser ambos o lado inferior e o lado superior, dependendo da observação.
[0132] A câmara 2 e/ou o sistema de canal 3 podem ser usados como um recesso no componente estruturado 1, ou seja, ser formada na parte superior ou inferior do componente estruturado 1. A câmara 2 e o sistema de canal 3 podem ser concebidos como depressões de diferentes profundidades, em que por sua vez se aplica o fato de que o topo e o fundo podem ser o fundo e o topo, dependendo da observação.
[0133] A câmara 2 e/ou o sistema de canal 3 estão fluidicamente conectados ao ambiente externo por meio de uma ou mais interfaces fluídicas 5. Em outras palavras, a interface fluídica 5 é uma abertura do sistema de canal 3, preferivelmente em uma superfície lateral do componente estruturado 1. A abertura da interface fluídica 5 também pode ser disposta em um lado superior ou inferior do sistema fluídico. Como pode ser visto na figura 1a, a interface fluídica 5 pode se projetar como uma saliência de uma superfície lateral do componente estruturado 1. Neste caso, é possível extrair um líquido diretamente de uma superfície de líquido, ou seja, líquido, que está localizado em um recipiente aberto no topo, para ser recebido pelo sistema fluídico em que a saliência é mergulhada no líquido e o componente flexível e/ou móvel é movido.
[0134] O sistema fluídico pode ter várias interfaces fluídicas 5, cada uma conectada ao sistema de canal 3. As interfaces fluídicas 5 podem ser dispostas em diferentes superfícies do componente estruturado 1, por exemplo, a parte superior, inferior ou laterais estão, preferivelmente, em superfícies laterais opostas. Em outras palavras, as aberturas das interfaces fluídicas 5 podem apontar em diferentes direções. Portanto, você pode ter diferentes orientações em relação ao ponto central do componente estruturado 1.
[0135] Um componente 4 fecha o sistema de canal 3 e a câmara 2 de uma maneira estanque a líquidos e, se necessário, também de uma maneira estanque a gases, de modo que o fornecimento e a descarga de líquidos e gases só podem ocorrer por meio de uma ou mais interfaces fluídicas
5. Em outras palavras, o componente 4 está disposto na superfície do componente estruturado 1 de tal forma que ele fecha a câmara 2 e o sistema de canal 3 no lado superior do componente estruturado 1. O componente 4 pode, por exemplo, ser colado, ligado, prensado, comprimido ou soldado ao componente estruturado 1 ou vedado com a ajuda de elementos de vedação, tais como componentes macios de vedação. O componente 4 serve, assim, como uma tampa para fechar o componente 1 estruturado.
[0136] Em outras palavras, o interior da câmara 2 é delimitado no topo da câmara 2 pela parte inferior do componente 4. O componente 4 pode ser essencialmente feito de um material transparente, para se observar o curso dos líquidos no sistema de canal 3 e/ou na câmara 2.
[0137] A câmara 2 pode apresentar uma forma oval, retangular ou redonda substancialmente plana. A câmara 2 e/ou o espaço interior ou o volume da câmara 2 é, portanto, definido por um lado pelo componente estruturado 1 e por outro lado pelo componente 4.
[0138] Todo o componente 4 é flexível ou o componente 4 apresenta uma área flexível ou móvel 6. Como mostrado na figura 1b, a área flexível 6 do componente 4 está disposta acima da metade da câmara 2 como uma parte direta do componente 4. Alternativamente, a área flexível ou móvel 6 pode ser projetada como um outro componente do sistema fluídico. A área flexível e/ou móvel 6 do componente 4 deve ser disposta pelo menos em uma área da câmara 2 e/ou do lado de fora da câmara 2.
[0139] O componente 4 pode, por exemplo, ser projetado como um filme ou tira e pode ser feito de plástico ou metal.
[0140] Modalidades alternativas do sistema fluídico são mostradas nas figuras 2 e 3. De acordo com a modalidade alternativa mostrada na figura 2, o componente estruturado 1 apresenta uma área flexível 7 abaixo da câmara 2. Em outras palavras, a área flexível 7 é disposta entre o fundo da câmara e o lado inferior do componente estruturado 1. A área flexível 7 pode ser implementada aplicando ou fixando o componente para a área flexível 7 no ou sobre o componente estruturado 1. A área flexível 7 também pode ser usada como uma propriedade de material parcial do próprio componente estruturado 1 ou pode ser feita de mais de um material, por exemplo por moldagem multicomponente.
[0141] Outra modalidade alternativa é mostrada na figura 3 De acordo com a outra modalidade alternativa, o componente estruturado 1 é fechado com o componente 4 e também com um outro componente 8, em que um ou ambos os componentes 4 e 8 podem ter uma área flexível ou móvel 9. Em outras palavras, o componente 4 fica disposto no lado superior do componente estruturado 1. Ou seja, o topo da câmara 2 é fechado com o componente 4. O outro componente 8 fica disposto na parte inferior do componente estruturado
1. Ou seja, a parte inferior da câmara 2, ou seja, o fundo da câmara, é fechada com o outro componente 8. Como mostrado na figura 3, uma área flexível 9 é mostrada no outro componente 8. Mais uma vez, a parte superior e inferior podem ser ambas inferior e superior, dependendo da perspectiva.
[0142] O componente estruturado 1 é preferivelmente formado com uma película de cobertura que tem flexibilidade suficiente para ser pressionada e levantada acima e/ou abaixo da câmara 2.
[0143] A câmara 2 é preferivelmente projetada de tal forma que a e/ou as áreas flexíveis 6, 7, 9 não preencham toda a câmara 2 quando pressionadas para dentro da câmara 2. Em outras palavras, a área flexível 6, 7, 9 não termina nivelada com o fundo da câmara quando a área flexível 6, 7, 9 é pressionada para dentro da câmara 2. Ou seja, o líquido ou gás que está localizado na câmara 2 não é completamente empurrado para fora da câmara 2 pela área flexível 6, 7, 9, quando a área flexível é pressionada para dentro. Além disso, uma vedação estanque das áreas flexíveis 6, 7, 9 com o fundo da câmara ou os sistemas de canal adjacentes 3 não é necessária para a funcionalidade,
mas o movimento das áreas flexíveis 6, 7, 9 condiciona o movimento do meio.
[0144] Uma operação exemplificativa da modalidade mostrada nas figuras 1A a 1C é descrita abaixo:
[0145] Recebimento de líquido: Para receber líquidos / gases no sistema fluídico, mais precisamente na câmara 2 do sistema fluídico, a área flexível 6 é empurrada para baixo manualmente, parta fora da posição inicial, por exemplo, pelo dedo do usuário, ou por meio de um dispositivo operacional. Em outras palavras, a área flexível 6 é pressionada de sua posição inicial para dentro da câmara 2. Ou seja, a área flexível 6 é pressionada para o interior da câmara 2 pelo lado superior. Ao pressionar a área flexível 6 para dentro da câmara 2, o interior da câmara 2 é reduzido. A interface fluídica 5 é então imersa em um líquido. A área flexível 6 se move ou automaticamente devido às propriedades do material da área flexível 6, parcialmente ou completamente de volta à posição inicial, ou é movida de volta para a posição inicial por um movimento do dispositivo operacional, por exemplo, por uma sucção ou levantamento. Em outras palavras, o interior da câmara 2 é alargado novamente movendo a área flexível 6 de volta à posição inicial. O aumento no volume do interior cria uma pressão negativa na câmara 2 e/ou no sistema de canal adjacente 3, que está conectado ao líquido através da interface fluídica. Isso significa que o líquido é puxado para o sistema fluídico pela pressão negativa. Em outras palavras, parte do líquido é inicialmente puxado para o sistema de canal 3 pela pressão negativa e, em seguida, também para a câmara 2 se a pressão negativa for suficientemente alta. O líquido é então recebido pelo sistema fluídico. Ao ajustar o volume do interior da câmara 2 deslocado ao se pressionar para baixo a área flexível 6 e/ou ao retornar a área flexível 6 à posição inicial de uma maneira definida, o volume do líquido recebido e/ou o posicionamento do líquido no sistema de canal 3 e/ou na câmara 2 do sistema fluídico pode ser ajustado.
[0146] Mistura de líquidos: O líquido recebido é misturado puxando primeiro o líquido para a câmara 2, ou seja, o líquido é primeiramente recebido pelo sistema fluídico. Em seguida, o componente flexível 6 é movido ou o próprio sistema fluídico é movido. O sistema fluídico é movido, por exemplo, inclinando o sistema fluídico várias vezes. Deve-se evitar agitação rápida para evitar a formação de bolhas de ar no líquido recebido. O movimento mistura os líquidos no sistema fluídico.
[0147] A dispensação de líquidos: A dispensação de líquidos para fora do sistema fluídico é feita em que o componente flexível 6 e/ou os componentes flexíveis são pressionados para dentro da câmara 2. Em outras palavras, o volume ou o espaço interior da câmara 2, que é delimitado pelo componente flexível, é reduzido pela pressão do componente flexível. O líquido que está na câmara 2 ou no sistema de canal 3 é dispensado para fora do sistema fluídico de forma correspondente ao volume deslocado pelo movimento da área flexível 6, ou seja, quando a área flexível 6 é empurrada para dentro da câmara 2. Ou seja, o líquido deslocado é dispensado da câmara 2 por meio do sistema de canal 3 através da interface fluídica 5. O volume do líquido dispensado pode corresponder ao volume do espaço interior da câmara 2 pelo qual a câmara 2 é reduzida quando a área flexível 6 é empurrada para dentro. Vários volumes de líquido podem ser dispensados. A múltipla dispensação pode ser feita em que a área flexível 6, 7, 9 é gradualmente empurrada mais e mais para dentro da câmara 2 e/ou para o interior da câmara 2. A múltipla dispensação também pode ser feita em que a área flexível 6, 7, 9 é primeiramente pressionada para dentro da câmara 2, e que a área flexível 6, 7, 9, então, como descrito acima, ou se move independentemente para fora da câmara 2 ou é movida para fora da câmara 2 com a ajuda de um dispositivo operacional. O movimento para fora é acompanhado por um refluxo de pelo menos parte do líquido no sistema de canal 3 conectado à câmara 2. O movimento para fora é seguido por compressão repetida da área flexível 6, 7, 9 para dentro da câmara 2 para nova dispensação do líquido. Em outras palavras, um movimento de bombeamento e/ou uma funcionalidade de bombeamento é realizada pela compressão repetida e alternada da área flexível 6,7,9 para dentro da câmara 2 e pelo movimento para fora da câmara 2 da área flexível 6, 7, 9. Isso leva a um recebimento e descarga repetidos e alternados de fluidos.
[0148] Fechamento da interface fluídica 5 para amostragem: A interface fluídica 5 é fechada por uma tampa 14 para amostragem. A tampa 14 também pode ter saliências integradas que se projetam para o sistema de canal 3 quando a tampa é colocada na interface fluídica 5. Como resultado, o líquido no sistema de canal 3 pode ser deslocado e pressionado para o sistema de canal adicional 3.
[0149] Uma interface fluídica 5 é preferivelmente concebida como uma entrada 5.1 e outra interface fluídica 5 é concebida como uma saída 5.2 do sistema fluídico. A entrada 5.1. e a saída 5.2 são preferivelmente formadas no componente estruturado 1. As duas interfaces fluídicas 5.1 e 5.2 são formadas em um lado, preferivelmente em uma face frontal ou lado estreito do chip (sistema fluídico). Ou seja a entrada e a saída estão localizadas em um lado do sistema. Isso torna possível fechar a entrada e a saída com uma tampa 14, que também é conhecida como Jumper.
[0150] A tampa 14 é preferivelmente fixada ao sistema fluídico, preferivelmente ao componente estruturado
1. Uma ou mais tampas 14 podem ser fixadas.
[0151] Em uma modalidade preferida, apenas uma tampa 14 é prevista, a qual pode ser encaixada na entrada
5.1 ou na saída 5.2. Desse modo é possível seletivamente um recebimento de líquido na entrada 5.1. ou aa dispensação de líquido na saída 5.2.
[0152] Uma ou mais tampas 14 são fixadas ao chip (sistema fluídico) por meio de uma lingueta 44.
[0153] Adição de líquido: Ao esvaziar completamente ou parcialmente um reservatório de líquido 16, a amostra retirada é transportada através de um líquido e uma diluição ou fornecimento de reagentes é possível.
[0154] A área flexível 6 pode, portanto, ser pressionada para dentro da câmara 2, mais precisamente para o interior da câmara 2, por pressão do exterior devido à sua flexibilidade sob um plano que é definido pelo lado superior do componente estruturado 1. Por outro lado, a área flexível 6 pode ser puxada pelo lado de fora, por exemplo, ser puxada para fora do interior da câmara 2 novamente por meio de pressão negativa ou um dispositivo acoplado. Ou seja, pode ser movida além do plano definido pelo lado superior do componente estruturado 1.
[0155] A partir dessas funcionalidades básicas, ou seja, a absorção de líquido no sistema fluídico, a dispensação de líquido do sistema fluídico e a mistura de líquido recebido no sistema fluídico resultam nas seguintes características para o sistema fluídico:
[0156] É possível um recebimento, diluição, liberação, dosagem e/ou transporte de líquidos. O líquido que foi recebido pelo sistema fluídico pode ser transportado e armazenado com o auxílio do sistema fluídico. É possível o múltiplo recebimento e a múltipla dispensação de líquidos. A mistura de líquidos é possível.
[0157] Devido ao projeto do sistema fluídico de acordo com as modalidades descritas acima, o sistema fluídico pode através do projeto da câmara 2 e das áreas flexíveis 6, 7, 9 ser utilizado como uma pipeta com funções de recebimento de líquido, dispensação de líquido e múltiplo recebimento e múltipla dispensação de líquidos. A operação pode ser realizada completamente manualmente sem ajuda adicional ou por meio de um dispositivo operacional.
[0158] A figura 4 mostra modalidades da interface fluídica 5. As modalidades da interface fluídica 5 de acordo com a figura 4 diferem em sua geometria. Mais precisamente, as modalidades da interface fluídica 5 mostradas têm, cada uma, uma saída 10, em que a forma da saída 10 difere nas modalidades mostradas. Através da geometria especial e/ou definida da saída 10 e/ou através de uma modificação de superfície e/ou de uma qualidade de material da saída 10 da interface fluídica 5 é possível ajustar em qual volume de uma gota do líquido dispensado a gota se rompe da saída 10. Devido à geometria definida da saída 10 da interface fluídica 5, volumes, ou seja, volumes desejados da gota de líquido dispensado podem ser definidos previamente. Isso significa que a geometria da saída 10 da interface fluídica 5 também é decisiva para o volume de líquido dispensado. Em outras palavras, quando o líquido deve ser dispensado do sistema fluídico, a área flexível 6, 7, 9 é pressionada para dentro da câmara 2, de modo que uma gota do líquido se forme na saída 10 da interface fluídica
5. A área flexível 6, 7, 9 é pressionada ainda mais para dentro da câmara 2 até que a gota de líquido se rompe da saída 10. Em seguida, a pressão da área flexível 6, 7, 9 para dentro e/ou a dispensação de líquido pode então ser encerrada. Alternativamente, a área flexível 6, 7, 9 pode ser pressionada ainda mais para dentro da câmara 2, a fim de gerar mais uma gota de líquido.
[0159] As figuras 5a a 5f mostram elementos de pressão das áreas flexíveis de acordo com diferentes modalidades. As áreas flexíveis 6, 7, 9 podem ter elementos de pressão 11, 12, 13 a fim de pressionar as áreas flexíveis 6, 7, 9 para dentro da câmara 2 de uma maneira definida e/ou para estender e/ou mover para fora as áreas flexíveis 6, 7 e 9 de uma maneira definida para fora da câmara 2. Em outras palavras, os elementos de pressão 11, 12, 13 podem ser dispostos e/ou aplicados às áreas flexíveis 6, 7, 9, a fim de evitar diferenças devido a uma aplicação de força por uma pessoa ou ao tamanho do dedo, mesmo no caso de acionamento manual e/ou operação manual. Os elementos de pressão 11, 12, 13 podem garantir que o mesmo volume do interior da câmara 2 seja sempre deslocado pressionando a área flexível 6, 7, 9 para dentro da câmara
2. Os elementos de pressão 11, 12, 13 podem ser manualmente e/ou com as mãos, por exemplo, operado com um dedo ou por um dispositivo operacional. Os elementos de pressão 11, 12, 13 podem ser materiais aplicados à área flexível 6. Por exemplo, os elementos de pressão 11 podem ser concebidos como uma semi-esfera de silicone, por exemplo, mostrado nas figuras 5a e 5b. Alternativamente, os elementos de pressão 12 podem ser fabricados diretamente com a área flexível 6, por exemplo, por moldagem por injeção multicomponente, como mostrado nas figuras 5b e 5c. Alternativamente, uma compressão definida também pode ser ajustada por elementos de pressão 13 que ficam dispostos como elementos verticais no componente estruturado, como mostrado nas figuras 5e e 5f. Os elementos de pressão 13 mostrados nas figuras 5e e 5f estão dispostos na câmara 2 do sistema fluídico, por exemplo, no fundo da câmara e se projetam para o interior da câmara 2. Por meio dos elementos de pressão 13, o movimento da área flexível 6 quando ela é pressionada para dentro da câmara 2 pode, assim, ser limitado, de modo que apenas um volume predefinido máximo do espaço interior seja sempre deslocado. As figuras 5a, 5c e 5e mostram, respectivamente, o estado inicial da área flexível 6, 7, 9, ou seja, o estado em que nenhuma força e/ou pressão é exercida na área flexível 6, 7, 9. As figuras 5b, 5d e 5f mostram, cada uma, uma posição antes de o líquido ser recebido e/ou durante a dispensação de líquido, ou seja, uma posição da área flexível 6, 7, 9 quando é pressionada para dentro da câmara 2.
[0160] As figuras 6a e 6b mostram outras modalidades do sistema fluídico em que duas interfaces fluídicas separadas 5 estão dispostas. Como mostrado nas figuras 6a e 6b, as interfaces fluídicas 5 são dispostas em superfícies laterais diferentes, mais precisamente opostas, do componente estruturado 1 e se projetam das respectivas superfícies laterais. Neste caso, o líquido pode ser recebido através de uma das duas interfaces fluídicas 5 e o líquido pode ser removido através da outra das duas interfaces fluídicas 5. Como mostrado na figura 6b, as interfaces fluídicas 5 também podem ser fechadas por uma ou mais tampas 14, a fim de evitar contaminação ou vazamento de líquido da interface fluídica 5. Na figura 6b, apenas uma tampa 14 é mostrada. O líquido recebido no sistema fluídico pode ser transportado e armazenado de forma particularmente segura e fácil através das tampas 14. Em outras palavras, as tampas 14 podem ser colocadas na interface fluídica 5, mais precisamente, nas aberturas formadas pela interface fluídica 5 na respectiva superfície lateral do componente estruturado 1 e fechar as interfaces fluídicas 5 de uma maneira estanque a fluidos.
[0161] Como mostrado nas figuras 7a e 7b, o sistema fluídico pode ter um reservatório de líquido 16. O reservatório de líquido 16 está conectado ao sistema de canal 3 e/ou à câmara 2 por meio de um canal. O canal pode fazer parte do sistema de canal 3. As reservas de líquido 16 podem ser formadas, por exemplo, por um ou mais dos chamados blisters, ou seja, compartimentos preenchidos com líquido, que se abrem por exemplo por perfuração e são montados no sistema fluídico de maneira estanque aos líquidos. Um recebimento de líquido do blister é possível pressionando o próprio blister, isto é, aplicando pressão positiva ou pressionando para baixo a área flexível 6 como descrito acima e movendo a área flexível 6 para fora da câmara 2, em que a pressão negativa resultante na câmara 2 e no sistema de canal 3, é recebido o líquido que sai do reservatório de líquido para o sistema de canal 3 e/ou para a câmara 2 através do canal conectado. Um escape de líquido da interface fluídica 5 é evitado colocando uma tampa 14 na interface fluídica, em que mais líquido, através do esvaziamento do reservatório de líquido 16, pressiona o líquido no sistema de canal 3 para a câmara 2 e o líquido que sai do reservatório de líquido 16 também flui para dentro da câmara 2. Em outras palavras, o líquido que foi recebido de fora para o sistema fluídico e está localizado no sistema de canal 3 e/ou na câmara, pode ser misturado com o líquido no reservatório de líquido 16. A mistura pode ser facilitada e/ou intensificada colocando a tampa 14 na interface fluídica 5, uma vez que com a tampa 14 no lugar, a pressão negativa criada ao mover a área flexível 6 atua sobre o líquido no reservatório de líquido 16. O reservatório de líquido 16 também pode ser referido como um reservatório de reagente ou reservatório de reagente líquido, e pode conter qualquer tipo de líquido. Em uma modalidade particular, esses reservatórios de reagente também podem conter gases.
[0162] Os líquidos podem ser misturados através do movimento do sistema fluídico, da área flexível 6, 7, 9 ou dos elementos de mistura introduzidos. Os elementos de mistura, por exemplo, esferas feitas de silicone, esferas de plástico rígido, componentes metálicos ou outras partículas, podem ser produzidos por movimento manual do sistema fluídico. Como alternativa ou adicionalmente, a mistura pode ser feita por meio da mistura de elementos feitos de materiais magnéticos, que são movidos de fora por um dispositivo para mistura.
[0163] As figuras 7a e 7b mostram uma modalidade do sistema fluídico que combina dois tipos de recebimento de líquido. Por um lado, por exemplo, através da interface fluídica 5, que serve como a entrada de líquido, a amostra é retirada movendo a área flexível 6, 7, 8 da câmara 2 para dentro da câmara 2 e movendo a área flexível para fora, como descrito acima. Alternativamente, o líquido pode ser recebido de forma independente para o sistema fluídico por meio de preenchimento passivo, isto é, por meio de forças capilares do sistema de canal 3 ou propriedades de superfície especiais do sistema de canal na interface fluídica 5. O efeito de sucção que é criado pela pressão negativa e/ou pelas forças capilares e, portanto, a velocidade de preenchimento, pode ser aumentado e/ou acelerado por uma modificação de superfície, por exemplo, uma hidrofilização da superfície do canal do sistema de canal 3.
[0164] Além disso, por meio de válvulas passivas no sistema de canal 3, por exemplo, válvulas de bloqueio capilar e afunilamentos de canal 41, ver figura 7a, do sistema de canal 3, o volume do líquido recebido poderá ser determinado. Desta forma, uma quantidade definida de líquido será recebida, em que uma tampa de fecho 14 impede que o líquido escape quando o reservatório de líquido 16 é esvaziado.
[0165] As figuras 8a a 8e mostram um mecanismo de ejeção para o reservatório de líquido 16 de acordo com as modalidades. O mecanismo de ejeção pode, por exemplo, ser projetado como uma aba 19, em que o engate da aba 19, como mostrado na figura 8d, possibilita a introdução de uma quantidade definida de líquido a partir do reservatório de líquido 16 para dentro do sistema de canal 3 do sistema fluídico em que uma razão de mistura definida do líquido do reservatório de líquido 16 para o líquido (amostra) recebido no sistema fluídico é alcançada. A figura 8d mostra um estado no qual a aba 19 pressiona o reservatório de líquido (blister) 16 na interface fluídica 5 do canal do sistema de canal 3. Este princípio pode ser estendido a outros reservatórios de líquido 16 e pode, portanto, ser usado para misturas múltiplas.
[0166] A figura 8a mostra um mecanismo de ejeção com base 17, que pode ser concebido como uma base de blister e por elementos de perfuração 18, por exemplo, pequenas pontas. Os elementos de perfuração 18 são mostrados apenas na figura 8a.
[0167] A figura 8b mostra uma modalidade de um mecanismo de ejeção, em que a base 17 apresenta pontas de engate 20 e a aba 19 é montada de forma móvel nas pontas de engate 20 da base 17 de uma maneira semelhante a uma dobradiça. Como mostrado na figura 8b, o reservatório de líquido 16 está disposto na aba 16. O mecanismo de ejeção mostrado na figura 8b também pode ter elementos perfurantes 18 (não mostrados). Uma das pontas de engate 20 serve como uma dobradiça e outra das pontas de engate 20 serve como uma superfície de travamento e/ou superfície de suporte para a aba 19, a fim de limitar a rotação da aba 19. Isto é, quando a aba 19 está fechada, o reservatório de líquido 16 é perfurado e o líquido do reservatório de líquido 16 pode ser recebido no sistema de canal 3 do sistema fluídico. Ao limitar a rotação da aba 19 pelas pontas de engate, uma quantidade definida e/ou predeterminada do líquido pode ser dispensada do reservatório de líquido 16 para o sistema fluídico. A base 17 também pode ser referida como uma interface de reservatório.
[0168] A figura 8c mostra uma modalidade do mecanismo de ejeção em que o reservatório de líquido 16 está disposto na superfície do componente estruturado 1. Neste caso, a aba 19 pode ter uma protuberância e/ou saliência, conforme mostrado na figura 8d, de forma que o reservatório de líquido 16 é ejetado pela saliência quando a aba 19 é fechada. A figura 8d mostra o mecanismo de ejeção comprimido, neste caso, a aba 19.
[0169] A figura 8e é uma vista plana superior de um mecanismo de ejeção com base 17 de acordo com uma modalidade.
[0170] As figuras 9a e 9b mostram um sistema fluídico com um sistema de canal longo 3. Como mostrado nas figuras 9a e 9b, o sistema de canal 3 meandra entre a interface fluídica 5 e a câmara 2, em que o comprimento do sistema de canal 3 é aumentado. Isso cria uma zona de retenção para o líquido recebido no sistema fluídico. A zona de retenção pode ser preenchida com reagentes, por exemplo reagentes secos. Um sistema de canal longo 3 pode, assim, ser formado. O sistema de canal 3 pode, além disso, ter alargamentos 22 para uma melhor mistura, como mostrado na figura 9a, ou um outro elemento de mistura passivo. Os alargamentos 22 podem, como mostrado, ser projetados como alongados e/ou na direção do fluxo no sistema de canal 3. Nos alargamentos 22, podem ser introduzidos líquidos e/ou reagentes, que se misturam com o líquido recebido no sistema de canal 3 e/ou sistema fluídico e/ou com o líquido liberado pelo sistema fluídico. O sistema de canal 3 também pode ter uma câmara de detecção óptica ou câmara de reação 21, como mostrado na figura 9b. Uma configuração da câmara de detecção 21 em diferentes profundidades é particularmente vantajosa a fim de expandir a faixa dinâmica da medição. Em outras palavras, a câmara de detecção 21 pode ser deixada no componente estruturado 1 em diferentes profundidades, de modo que ela apresente fundos de câmara de detecção de diferentes profundidades, por exemplo, em forma escalonada.
[0171] Outra opção da extensão é a introdução de uma tira Lateral Flow 23, conforme mostrado nas Figuras 10a a 10c, que pode ser preenchida de forma definida por meio da função de bombeamento do sistema fluídico e/ou, após umedecimento com líquido automaticamente por meio de forças capilares. Uma combinação de preenchimento pela ação de bombeamento da câmara 2 na operação manual descrita acima e/ou por meio de um dispositivo operacional e pela ação de sucção da tira Lateral Flow pode, assim, ser realizada. Como mostrado nas figuras 10a a 10c, a tia Lateral Flow é deixada e/ou introduzida em uma outra câmara que também está conectada ao sistema de canal 3. A utilização de canais de ventilação 25 ou membranas permeáveis ao gás e impermeáveis aos líquidos 24, que estão respectivamente conectados ao sistema de canal 3 e/ou à câmara da tira Lateral Flow, para operar o sistema, é particularmente vantajosa. Isto é mostrado, por exemplo, para as membranas permeáveis a gás e impermeáveis a líquidos 24 na figura 10b e para os canais de ventilação 25 na figura 10c.
[0172] A figura 11 mostra um sistema fluídico de acordo com ainda outra modalidade. Como mostrado na figura 11, o componente estruturado 1 apresenta duas câmaras 2 que são deixadas no lado superior do componente estruturado 1. As duas câmaras 2 estão diretamente conectadas uma à outra por meio de um primeiro sistema de canal 3a e/ou um canal 3a. As duas câmaras 2 também estão, cada uma, conectadas a uma interface fluídica 5 por meio de um respectivo segundo sistema de canal 3b e/ou um canal 3b. Esta configuração do sistema fluídico também pode ser referida como um sistema de câmara combinado um com o outro. O uso de sistemas de câmara combinados uns com os outros, que podem então ser usados simultaneamente como uma mistura, reação, bomba e/ou unidade de dosagem, é uma outra modalidade do sistema fluídico.
[0173] As figuras 12a a 12d mostram modalidades do sistema fluídico com sistemas de distribuição 26. Como mostrado nas figuras 12a a 12d, uma câmara 2 está conectada a um sistema de distribuição 26 em uma extremidade. O sistema de distribuição 26 pode ser parte do sistema de canal 3. O sistema de distribuição 26 tem um ou mais canais que conduzem para longe da câmara 2 e se ramificam no processo. As extremidades dos respectivos canais ramificados do sistema de distribuição 26 são, cada uma, conectadas a uma interface fluídica 5. Conforme mostrado nas modalidades do sistema fluídico das figuras 12a a 12d, um canal se distancia da câmara 2 e ramifica-se em 4 canais respectivamente, que ficam conectados respectivamente a uma interface fluídica. Os sistemas de distribuição permitem o recebimento e/ou dispensação simultânea ou sequencial de líquido por meio do movimento da área flexível 6, 7, 9 e da alteração associada no volume da câmara.
[0174] A figura 12a e 12b mostram um sistema fluídico com um sistema de distribuição 26, em que o canal que se afasta da câmara 2 ramifica-se progressivamente, nomeadamente inicialmente em dois canais adicionais. Os dois canais adicionais, então, se ramificam respectivamente mais uma vez em dois canais adicionais, de modo que o canal que sai da câmara 2 se ramifica em um total de quatro canais que desembocam nas respectivas interfaces fluídicas
5. Na figura 12a, todas as interfaces fluídicas 5 são controladas e/ou ativadas simultaneamente movendo a área flexível 6, 7, 9.
[0175] Como mostrado na figura L2b, os canais ramificados do sistema de distribuição 26 podem ter válvulas de membrana 27. O uso de válvulas de membrana 27 requer que as válvulas de membrana 27 sejam pressionadas e fechadas de modo estanque a líquido, a fim de fechar os respectivos canais individualmente ou em conjunto e, assim, possibilitar o recebimento e/ou dispensação de líquido através das interfaces fluídicas 5. Em outras palavras, o fluxo de líquido dentro dos respectivos canais pode ser controlado de uma maneira direcionada e definida por meio das válvulas de membrana 27. Ou seja, as interfaces fluídicas individuais 5 podem ser especificamente controladas e/ou ativadas por meio das válvulas de membrana
27. Isso significa que elas podem ser controladas independentemente uma da outra, ou seja, podem ser abertas ou fechadas. As válvulas de membrana 27 podem ser colocadas ou controladas em um estado que não permita um fluxo de líquido no respectivo canal, um estado que permita um fluxo desimpedido de líquido no respectivo canal e/ou um estado que permita um fluxo reduzido de líquido no respectivo canal. Desta forma, uma captação de líquido definida e/ou simultânea e/ou dispensação de líquido pode ser controlada de uma maneira direcionada através das respectivas interfaces fluídicas 5.
[0176] As figuras 12c e 12d mostram uma modalidade do sistema fluídico com um sistema de distribuição 26 no qual o canal que se afasta da câmara 2 se ramifica em um ponto em forma de estrela em quatro canais adicionais. Conforme mostrado na figura 12c, uma válvula rotativa 28 pode ser disposta no ponto de ramificação, válvula essa que pode ser operada do lado de fora manualmente ou por meio de um dispositivo. Com a ajuda da válvula rotativa 28, um fluxo direcionado de líquido pode, assim, ser conectado entre o canal que se afasta da câmara 2 e um ou mais canais que são ramificados, isto é, que estão conectados às interfaces fluídicas 5. O próprio corpo da válvula rotativa 28 pode ter um ou mais canais embutidos 29 que, quando posicionados apropriadamente no ponto de ramificação que pode formar a sede 28a da válvula rotativa 28, conectam os canais ramificados e/ou conectados uns aos outros. A opção com uma válvula rotativa 28 permite, dependendo da configuração de um canal de distribuição 29 integrado no corpo da válvula rotativa 28b, o recebimento e/ou dispensação sequencial ou paralela de líquido através de uma ou mais interfaces fluídicas 5, que por sua vez é controlada pela alteração do volume da câmara. Também é possível combinar uma ou mais válvulas de membrana 27 e/ou válvulas rotativas 28 em um sistema fluídico. Isso significa que as interfaces fluídicas individuais 5 também podem ser controladas e/ou ativadas de uma maneira direcionada por meio de válvulas rotativas 28. Ou seja, que elas podem ser controladas independentemente uma da outra.
[0177] Em geral, se aplica ao sistema fluídico de acordo com a presente invenção o fato de que todos os processos descritos para o uso de líquidos são sinônimos de gases e uma combinação de substâncias líquidas e gasosas é possível com este sistema fluídico, por exemplo, o fornecimento direcionado de gases em líquidos.
[0178] Outra modalidade é mostrada na figura 13. Neste caso, o componente estruturado 1 apresenta uma área flexível 7 abaixo da câmara 2, que é implementada aplicando outro componente ao componente estruturado 1 ou diretamente por meio da propriedade do material do próprio componente estruturado 1 ou pela fabricação de mais de um material, por exemplo é implementado por moldagem por injeção multicomponente.
[0179] Uma outra modalidade é mostrada na figura 14a e 14b como uma vista plana e/ou como uma vista em corte, em que um componente de função de ampliação 42 é introduzido no componente estruturado 1 em uma posição definida acima ou abaixo da câmara 2 e/ou do sistema de canal 3, que é projetado, por exemplo, na forma de uma aleta para ser capaz de rastrear melhor o alcance de certas posições no sistema de canal 3 pelo líquido e também para ser capaz de ler melhor as reações de cor como reações indicadoras.
[0180] Uma outra modalidade é mostrada na figura 15a a 15c, em que elementos de canal mais longos são introduzidos como limitadores de fluxo 43 no curso de fluido no sistema de canal 3, a fim de permitir um recebimento e dispensação de líquido controlados. Os limitadores de fluxo são projetados de forma sinuosa e/ou projetados como um canal estreito 41, a fim de controlar o fluxo de um fluido e/ou para limitar a velocidade.
[0181] Como mostrado nas figuras 6a a 7b e 9a e 15c, de acordo com todas as modalidades, a câmara 2 pode ser conectada a uma pluralidade de canais e/ou sistemas de canal 3 que desembocam respectivamente em pelo menos uma interface fluídica 5. O sistema fluídico pode, portanto, ter várias interfaces fluídicas 5 e a câmara 2 pode ter vários canais e/ou sistemas de canal 3 que se estendem a partir deles.
[0182] A figura 16 mostra uma modalidade do sistema fluídico (chips) em uma vista de cima. O componente estruturado 1 com uma câmara 2 e o sistema de canal 3 é mostrado. O sistema de canal 3 conecta a entrada 5.1. com a câmara 2 e conecta a câmara 2 com a saída 5.2.
[0183] No sistema de canal 3, a montante da câmara 2, um limitador de fluxo 43 é integrado, o qual é projetado em uma forma sinuosa e/ou pode conter afunilamentos de canal 41 (não mostrados aqui), com os quais a taxa de fluxo do fluido pode ser controlada e/ou reduzida. Uma interface de reservatório 17 com um reservatório de líquido é conectada ao sistema de canal 3.
[0184] A entrada 5.1. e a saída 5.2 pode ser fechada com uma tampa 14 que é fixada ao chip por meio de uma lingueta 44. Preferivelmente, apenas uma tampa 14 é fornecida, que pode ser alternadamente conectada na entrada
5.1 ou saída 5.2, a fim de colocar seletivamente o chip na posição para receber fluidos quando a entrada 5.1 está aberta, ou seja, sem uma tampa 14 e a saída 5,2 é fechada com a tampa 14. Uma pressão negativa necessária pode, assim, ser criada para receber um fluido através da interface fluídica 5.1 (entrada). Após o recebimento e análise correspondente no chip, o fluido deve ser liberado novamente. Para tal, a tampa 14 é então colocada na entrada
5.1 e esta é fechada de forma estanque aos fluidos. Então, o fluido pode ser dispensado pela saída 5.2. Uma comutação entre duas funções do chip pode, assim, ser possível através da tampa 14.
[0185] Em uma outra modalidade, é possível fixar uma pluralidade de tampas 14 ao chip, por exemplo, para permitir que o chip seja transportado ou armazenado, em que o interior do chip é protegido contra contaminação e/ou um vazamento de fluidos presentes internamente é evitado.
[0186] Um sistema fluídico é especificado,
compreendendo um componente estruturado 1 com uma câmara 2 e um sistema de canal 3, em que pelo menos a câmara 2 é fechada hermeticamente a fluidos com um componente 4 e fluidicamente conectada por meio do sistema de canal 3 e uma interface fluídica 5 com o ambiente exterior, em que o componente 4 apresenta uma área flexível ou móvel 6, que pode ser movida pelo menos para uma área da câmara 2 ou além de um plano da câmara 2, em que, por um movimento da área flexível ou móvel 6, líquidos ou gases podem ser recebidos ou dispensados através da interface fluídica 5 e/ou movidos no sistema fluídico, em que a área flexível ou móvel 6 pode ser movida manualmente ou com um dispositivo operacional e é possível empurrar ou mover a área flexível ou móvel 6 para cima.
[0187] Um sistema fluídico é especificado, compreendendo: um componente estruturado plano 1 com uma câmara 2 e um sistema de canal 3, em que pelo menos a câmara 2 é fechada hermeticamente com pelo menos um componente 4, em que a câmara 2 através do sistema de canal 3 e pelo menos uma interface fluídica 5 está fluidicamente conectada ao ambiente externo, em que o componente 4 e/ou o componente estruturado 1 apresenta uma área flexível ou móvel 6 que pelo menos parcialmente se junta à câmara 2, em que a área flexível ou móvel 6 é projetada para ser empurrada para dentro da câmara 2 ou movida para fora da câmara 2 manualmente ou com um dispositivo operacional, de modo que líquidos ou gases são recebidos ou dispensados através de pelo menos uma interface fluídica 5 e/ou movidos no sistema fluídico.
[0188] Um sistema fluídico pode compreender: um componente estruturado 1 com uma câmara 2 e um sistema de canal 3, em que a câmara 2 e o sistema de canal 3 são fechados de uma maneira estanque a fluido por um componente 4, em que a câmara 2 está fluidicamente conectada ao ambiente externo através do sistema de canal 3 e da interface fluídica 5, o componente estruturado 1 tendo uma área flexível ou móvel 6 que forma as paredes laterais da câmara 2.
[0189] Um sistema fluídico pode compreender: um componente estruturado 1 com uma câmara 2 e um sistema de canal 3 um componente 4 que fecha a câmara 2 e o sistema de canal 3 de uma maneira estanque a fluidos, em que a câmara 2 através do sistema de canal 3 e uma interface fluídica 5 está conectada com o ambiente externo, e em que o componente estruturado 1 é projetado de modo que um fundo da câmara 7 seja flexível e possa ser pressionado para dentro.
[0190] A área flexível ou móvel 6 é preferivelmente formada em pelo menos uma parede lateral da câmara 2 dentro do componente estruturado 1.
[0191] Nessas modalidades mencionadas do sistema fluídico, a câmara 2 pode, preferivelmente, ser conectada a uma interface fluídica adicional 5 por meio de um sistema de canal adicional 3. Preferivelmente, pelo menos uma das interfaces fluídicas 5 pode ser fechada com uma tampa 14.
[0192] O sistema fluídico pode ainda conter um dispositivo de ventilação para a câmara (2), o dispositivo de ventilação sendo disposto de modo que a ventilação possa ser realizada através de um canal adicional 25 em conexão com o ambiente externo ou uma membrana permeável a gás 24.
[0193] O sistema fluídico pode ainda apresentar um canal de entrada que apresenta uma função de parada passiva e é preenchido por ação capilar ou por uma mudança no volume da câmara, provocada pelos componentes flexíveis ou móveis e recebe uma quantidade definida de líquido.
[0194] O sistema fluídico pode conter ainda um reservatório de reagente 16. O reservatório de reagente adicional pode ser preferivelmente projetado como um blister 16.
[0195] O reservatório de reagente 16 pode compreender: uma base de blister 17 que pode ter elementos pontiagudos 18 que são projetados para perfurar o blister conectado de forma hermética a líquidos 16, localizado acima deles, em que uma aba 19 que pode ser pressionada de uma maneira definida na base de blister 17 através de elementos de guia 20, o que permite uma dosagem de volume definida.
[0196] Um canal 3 que conduz à câmara 2 pode, preferivelmente, apresenta alargamentos 22.
[0197] Uma cavidade ou câmara de detecção 21 para leitura óptica e/ou monitoramento de reação pode, preferivelmente, ser acoplada ao sistema de canal 3, cuja cavidade preferivelmente apresenta profundidades diferentes. A superfície da cavidade voltada para fora pode ser transparente, a fim de provocar uma reação do fluido pela luz incidente e/ou ser capaz de realizar uma leitura óptica da reação que ocorre na câmara de detecção 21 ou dos ingredientes presentes.
[0198] O componente 4 e /ou o componente estruturado 1 podem ser pelo menos parcialmente transparentes. Isso permite que o movimento do fluido dentro do sistema de canal 3 seja observado. Dependendo das análises a serem realizadas, o componente 4 e/ou o componente estruturado 1 também podem ser pelo menos parcialmente opacos, a fim de evitar uma reação do fluido com a luz incidente.
[0199] O sistema fluídico pode, de preferência, ter uma faixa de fluxo lateral 23, cujo enchimento é possibilitado pela operação da câmara 2, em que uma membrana de ventilação 24 e/ou um canal de ventilação 25 são acoplados à tira Lateral Flow 23.
[0200] O sistema fluídico pode preferivelmente apresentar pelo menos duas câmaras 2, em que pelo menos duas câmaras 2 são conectadas diretamente uma à outra através de um sistema de canal 3a.
[0201] preferivelmente, o sistema fluídico pode apresentar acessórios 11, 12, 13 no componente flexível ou móvel 6, que estão localizados fora da câmara 2 ou se estendem para dentro da câmara 2.
[0202] A câmara 2 pode preferivelmente apresentar reagentes fornecidos.
[0203] O sistema fluídico pode, preferivelmente, ter elementos de mistura móveis introduzidos na câmara (2) para mistura. Os fluidos podem ser preferivelmente misturados dentro da câmara (2) movendo o sistema fluídico manualmente e/ou por um dispositivo de mistura.
[0204] O sistema de canal (3) pode ter marcas de alinhamento que são anexadas ao lado, abaixo ou acima do sistema de canal (3) e que permitem uma especificação de volume.
[0205] Com o sistema fluídico, é possível receber e / ou dispensar vários líquidos.
[0206] Preferivelmente, várias interfaces fluídicas 5 podem estar presentes, as quais apontam em direções diferentes ou estão dispostas em lados diferentes do sistema fluídico ou se estendem a partir do sistema fluídico em um ângulo predeterminado.
[0207] O sistema fluídico pode, preferivelmente, apresentar uma válvula rotativa 28 através da qual um recebimento e/ou dispensação de fluidos pode ser controlados.
[0208] O sistema fluídico pode preferivelmente apresentar uma ou mais válvulas de membrana 27, que são acopladas ao sistema de canal 3 e com as quais o recebimento e/ou dispensação de fluidos pode ser controlados.
[0209] O sistema fluídico pode, preferivelmente, apresentar uma função de parada passiva, que é projetada como uma válvula de parada capilar, um afunilamento de canal e/ou uma modificação de superfície.
[0210] O reservatório de reagente 16 pode, preferivelmente, apresentar elementos de guia 20 que permitem a medição de volume em vários estágios.
[0211] O sistema fluídico pode, preferivelmente, apresentar uma tampa como um fecho hermético da interface fluídica 5.
[0212] A tampa 14 pode, preferivelmente, apresentar uma área flexível que é projetada para ser pressionada para dentro ou puxada para fora após ser colocada na interface, a fim de mover o líquido localizado no sistema de canal 3.
[0213] A membrana permeável ao gás e/ou o dispositivo de ventilação é, preferivelmente, concebida para ser fechada.
[0214] Preferivelmente, pelo menos duas câmaras 2 são dispostas em um e/ou mais níveis.
[0215] Os elementos de mistura móveis são preferivelmente concebidos como esferas ou hastes.
[0216] O sistema fluídico preferivelmente contém elementos estruturais na câmara 2 e/ou no sistema de canal 3, a fim de intensificar a mistura.
[0217] A interface fluídica 5, preferivelmente, apresenta uma saída 10, em que o volume de uma gota de líquido distribuído é predefinido por meio de uma geometria da saída 10.
[0218] O sistema fluídico pode ter várias interfaces fluídicas 5, que estão conectadas a um sistema de distribuição 26 no componente estruturado, em que as várias interfaces fluídicas 5 podem ser controladas de uma maneira direcionada.
[0219] O sistema de canal 3 e/ou a interface fluídica 5 é preferivelmente projetado de tal forma que um recebimento de líquido independente no sistema fluídico seja realizado por meio das forças capilares do sistema de canal 3 na interface fluídica 5.
[0220] O sistema fluídico pode, preferivelmente, apresentar uma entrada 5.1 e uma saída 5.2, que estão dispostas em um lado do sistema, em que uma tampa 14 é fixada ao sistema fluídico, preferivelmente ao componente estruturado 1, que pode ser encaixado na entrada 5.1 ou na saída 5.2, pode ser conectado, de modo a permitir que um líquido seja absorvido na entrada 5.1 ou um líquido seja dispensado na saída 5.2.
[0221] O sistema fluídico pode, preferivelmente, apresentar uma interface de reservatório 17, por meio da qual um reservatório de líquido 16 pode ser conectado ao componente estruturado 1. A interface do reservatório 17 pode ser conectada fluidicamente ao sistema de canal 3 e/ou à câmara 2.
[0222] O sistema de canal 3 pode ter válvulas, permitindo a captação de volumes de líquido definidos. A função da válvula pode ser gerada e/ou reforçada por uma funcionalização de superfície.
[0223] No sistema de canal, 3 reagentes secos são preferivelmente dispostos ou armazenados, em que os reagentes secos são absorvidos pelos fluidos que fluem e misturados com eles.
[0224] Preferivelmente, um reagente é apresentado em uma posição definida no ou junto ao sistema de canal 3 e colore o líquido que flui, de modo que isso indica que uma posição foi alcançada e, assim, que um certo volume ou um tempo de permanência definido foi atingido.
[0225] Um dispositivo de ampliação é, preferivelmente, disposto em pelo menos uma posição definida acima ou abaixo do sistema de canal 3 ou da câmara 2, de modo que se possa reconhecer pelo menos uma posição específica no sistema de canal 3 por líquido e/ou por uma reação de cor. O dispositivo de ampliação pode ser projetado como uma lente.
[0226] O sistema fluídico pode, preferivelmente,
apresentar elementos de canal alongados como limitadores de fluxo 43, que são introduzidos no curso de fluido do sistema de canal 3, a fim de permitir um recebimento e dispensação de líquido controlados.
[0227] A interface do reservatório 17 pode compreender uma aba 19, a fim de permitir que volumes definidos no blister 16 sejam ejetados de uma maneira definida.
[0228] Elementos geométricos ou elementos sobrepostos 11, 12, 13 são preferivelmente previstos a fim de permitir que a área flexível 6, 7, 9 seja movida de uma maneira definida.
[0229] A aba 19 e os elementos geométricos projetados como elementos de pressão ou elementos sobrepostos 11, 12 são preferivelmente conectados, combinados e/ou acoplados uns aos outros na área flexível ou móvel 6, 7, 9.
[0230] Um sistema de distribuição 26 compreendendo uma pluralidade de canais pode ser previsto, o qual desemboca em um número correspondente de interfaces fluídicas 5, a fim de permitir o recebimento e dispensação simultâneos de líquidos.
[0231] Uma distribuição uniforme de líquidos no sistema de distribuição 26 pode ser suportada por válvulas passivas integradas 27.
[0232] O sistema de canal 3 e/ou o sistema de distribuição 26 conectado a ele pode apresentar uma ou mais válvulas 27, 28 a fim de permitir uma dispensação direcionada de líquido a partir de interfaces fluídicas individuais 5.
[0233] O recebimento de fluido pela interface fluídica 5 pode ser feito passivamente sem mover a área flexível ou móvel 6, 7, 9.
[0234] De acordo com a invenção, as modalidades mencionadas acima podem ter um ou mais elementos funcionais. Isso resulta nas seguintes configurações:
[0235] elementos funcionais adicionais, tais como filtros, membranas, fritas, papel ou elementos semelhantes, elementos funcionais, como filtros, membranas, fritas, papel ou elementos semelhantes que são fornecidos com reagentes, ou
[0236] através de certos reagentes aplicados ao componente estruturado ou ao componente de fechamento 4, em particular na forma de matrizes do mesmo ou de diferentes agentes, ou por qualquer combinação das modalidades mencionadas em a - c.
[0237] Um ou mais elementos funcionais 45, tais como filtros, membranas, fritas, papel ou elementos semelhantes estão localizados em ou sobre componentes estruturados.
[0238] Neste caso, esses elementos funcionais 45 podem ser fixados de tal forma que eles sejam inundados por líquidos ou gases circulantes verticalmente (figura 17a) ou horizontalmente (figura 17c).
[0239] A figura 17 inclui as figuras L7a, 17b e 17c, nas quais um respectivo sistema fluídico é mostrado em uma ilustração em corte. O sistema fluídico apresenta duas interfaces fluídicas 5.1 e 5.2, que também são chamadas de entrada fluídica ou saída fluídica. O sistema fluídico apresenta um componente estruturado 1 com uma câmara 2 e um sistema de canal 3. O sistema de canal 3 pode ser executado no lado inferior e/ou lado superior do componente estruturado 1, em que as seções de canal no lado inferior e/ou no lado superior do componente estruturado 1 são conectadas umas às outras por furos ou aberturas. Nesta modalidade exemplificativa, o componente estruturado 1 é coberto por dois componentes 4, ou seja, no lado inferior e no lado superior. Além da câmara 2, o componente estruturado 1 apresenta uma cavidade de reação ou uma cavidade 47 na qual um elemento funcional 45, em particular uma membrana 45, é introduzido, o qual é disposto de modo que um fluido que é introduzido da entrada 5.1 para o sistema de canal 3, pode penetrar através da membrana 45. Uma cavidade 47 é fornecida acima da membrana 45. Depois de passar através da membrana 45, o fluido entra na câmara 2, que pode gerar uma pressão negativa pelo acionamento da área flexível 6 a fim de sugar o fluido, sugá-lo através da membrana 45 e dispensá-lo através da saída 5.2. A figura 17a mostra um fluxo vertical através da membrana 45 ou o elemento funcional 45 em apenas uma direção (direção de fluxo 46).
[0240] Na figura 17b, no entanto, é indicado que pela atuação apropriada da área flexível 6, um refluxo vertical de fluido no sistema de canal 3 através do elemento funcional 45, neste caso em particular a membrana 45, pode ser feito de baixo para cima, isto é, oposto à direção de fluxo 46 de acordo com a figura 17a.
[0241] Na figura 17c é mostrada uma modalidade na qual a membrana 45 é circulada horizontalmente.
[0242] A figura 17d mostra uma variante na qual pelo elemento funcional 45 circula horizontal e verticalmente o fluido. Nesta modalidade, duas linhas de canal paralelas 3 são previstas.
[0243] Neste caso, um fluxo só pode ocorrer em uma direção (figura 17a) e também inicialmente de uma direção e, em seguida, da direção oposta (figura 17b). Uma combinação de fluxo vertical e horizontal também é possível (figura 17d).
[0244] O fluxo pode ocorrer ativa ou passivamente. Pode-se aplicar pressão ou vácuo. No entanto, uma troca passiva via gradientes de concentração ou interações entre as áreas separadas pelo elemento funcional 45 também é possível. Uma cavidade 47, que faz parte do sistema de canal 3, pode ser localizada acima do elemento funcional 45, em que o elemento funcional 45 é conectado fluidicamente ao sistema de canal 3.
[0245] Esta invenção compreende ainda uma combinação de vários desses elementos funcionais na bomba de polegar.
[0246] A bomba de polegar experimenta uma expansão adicional de suas funções se, de acordo com a invenção, os reagentes forem aplicados nos ou sobre os elementos funcionais, tais como filtros, membranas, fritas, papel ou elementos semelhantes, a fim de reagir com o meio ou fluido que flui através, e/ou com os componentes ou o fluido em um lado ou outro da câmara.
[0247] Uma re-suspensão retardada de reagentes introduzidos é particularmente vantajosa se as partículas/componentes forem inicialmente retidos pelo elemento funcional e estes são então destinados a reagir com os reagentes a montante.
[0248] De acordo com a invenção, os reagentes podem ser aplicados ao componente estruturado 1 ou a pelo menos um componente 4 (tampa, fundo), estando estes reagentes presentes como um arranjo ou matriz 48 em uma variante particularmente preferida. Uma matriz pode ser formada pelos mesmos reagentes ou por reagentes diferentes, por exemplo, moléculas de DNA, anticorpos, aptâmeros, etc. como uma molécula de captura, que pode ser por exemplo um DNA ou matriz de proteína.
[0249] A área dos reagentes aplicados é referida como espaço de reação e pode ser parte do sistema de canal 3 e/ou um alargamento (cavidade de reação, cavidade 47) ou aprofundamento do sistema de canal.
[0250] Alternativamente ou adicionalmente, estes reagentes também podem ser aplicados a um ou mais elementos funcionais 45 introduzidos de acordo com a invenção, tais como filtros, membranas, fritas, papel ou elementos semelhantes (figura 18c).
[0251] Isso permite que a bomba de polegar seja usada, por exemplo, para reações de detecção biológica, em que a funcionalidade da bomba de polegar pode ser expandida por reservatórios de líquido 16 aplicados à bomba de polegar.
[0252] Uma modalidade é mostrada na figura 18a na qual uma matriz 48 com reagentes é disposta na cavidade de reação 47. Esta matriz 48 com reagentes flui através do fluido de acordo com a direção de fluxo 46 no sistema de canal 3 da esquerda para a direita ou da interface de entrada 5.1 para a interface de saída 5.2. A figura 18a apresenta apenas um componente 4 que cobre o componente estruturado 1 de cima.
[0253] A figura 18b mostra uma vista da cavidade de reação 47 de cima, em que a matriz 48 é disposta na cavidade de reação 47 e a cavidade de reação 47 é conectada ao sistema de canal 3 e através do qual o fluido circula.
[0254] A figura 18c mostra um componente estruturado 1, que é coberto com um componente 4 no lado superior e no lado inferior do componente estruturado 1, uma vez que o sistema de canal 3 está disposto em ambos os lados do componente estruturado 1, ou no lado superior e está disposto no lado inferior.
[0255] A figura 18c mostra um arranjo, no qual um elemento funcional 45, neste caso em particular uma membrana 45, é fornecido com uma matriz 48 de reagentes, por exemplo, na forma de um arranjo de moléculas de captura, que estão dispostas em uma cavidade de reação 47, em que o fluido circula na direção do fluxo 46 no sistema de canal 3 da interface de entrada 5.1 para a interface de saída 5.2 através da câmara 2 quando a área flexível 6 é acionada.
[0256] Uma modalidade especial é mostrada na figura 19, em que o fluido é primeiramente recebido através da interface fluídica, a entrada 5.1, e então é passado através do elemento funcional (filtro/membrana/frita/papel ou elemento semelhante) chega na câmara 2 da bomba de polegar e então, quando a pressão é aplicada, ele pode ser conduzido através de um outro elemento funcional 45 e pode ser dispensado através da saída 5.2. Para este propósito, a interface fluídica 5.1 que serve como uma entrada é preferivelmente fechada com uma tampa 14 após o fluido ter sido recebido.
[0257] A figura 19a mostra uma modalidade de um sistema fluídico em que dois elementos funcionais 45 na forma de um filtro, uma membrana, uma frita ou um papel funcional são conectados na frente e atrás da câmara 2. Os elementos funcionais 45 podem ser idênticos, mas também diferentes, isto é, em que o elemento funcional 45 atrás da câmara 2 ou entre a câmara 2 e a saída 5.2 do sistema fluídico é projetado como um filtro 45, membrana 45 ou frita 45 ou papel funcional 45, que, por exemplo, permite que fluidos com um tamanho de partícula diferente passem por ali. Na vista lateral mostrada na figura 19b, o componente estruturado 1 é coberto em seu lado superior e inferior com um componente 4 respectivamente, a fim de cobrir e vedar o sistema de canal 3 no lado superior e inferior. A cavidade de reação 47 está conectada a montante da câmara 2, um primeiro componente funcional 45 sendo disposto na mesma, uma segunda cavidade de reação 47 sendo conectada a jusante da câmara 2 e sendo fornecida com um outro elemento funcional 45. Na Figura 19c, a entrada 5.1. é fechada com a tampa 14 para dispensar o fluido de uma maneira direcionada apenas na saída 5.2 quando a câmara 2 está pressurizada.
[0258] Uma outra modalidade é mostrada na figura
20. Dois elementos funcionais 45 estão dispostos lá, em que um primeiro elemento funcional 45 está situado entre a entrada 5.1 e a câmara 2 e um canal 3 que conduz do primeiro elemento funcional 45 para o segundo elemento funcional 45 sem passar pela câmara 2. Nesta modalidade, o fluido é primeiramente conduzido através da interface fluídica (entrada 5.1), em seguida, é passado posteriormente através do primeiro elemento funcional 45 (filtro/membrana/frita/papel ou elemento semelhante) e, em seguida, quando a bomba de polegar é pressurizada, é passado através de um outro elemento funcional 45 e finalmente dispensado através de outra interface fluídica (5.2, saída) pela pressurização da câmara 2. Para este propósito, a interface fluídica (5.1) que serve como a entrada é preferivelmente fechada com uma tampa (14) ou de outra forma após o fluido ter sido recebido.
[0259] Diferentemente da figura 19a, dois elementos funcionais 45 também estão dispostos na figura 20a. No entanto, o segundo elemento funcional 45 não está diretamente conectado à câmara 2 na frente da saída 5.2. O primeiro elemento funcional a montante 45 após a entrada
5.1 é acoplado à câmara 2, de modo que uma direção de fluxo no primeiro elemento funcional 45 possa ser especificada por uma pressão negativa ou positiva na câmara 2 quando a área flexível 6 é acionada. Além de fluir através do primeiro elemento funcional 45, o fluido 3 é guiado na linha de canal paralela pela câmara 2 diretamente para o segundo elemento funcional 45. A Figura 20c então ilustra o fechamento da entrada 5.1 com uma tampa a fim de produzir um fluxo através do primeiro elemento funcional 45 através da linha de canal paralela para o segundo elemento funcional 45 quando a área flexível 6 da câmara 2 é acionada, a fim de dispensar o fluido através da saída 5.2.
[0260] Uma outra modalidade é mostrada na figura 21, em que o fluido é inicialmente recebido por meio da interface fluídica (entrada 5.1), depois passado através do primeiro elemento funcional 45 (filtro/membrana/frita/papel ou elemento semelhante) e, em seguida, chega até a câmara 2 da bomba de polegar. Através da dispensação de líquido para fora de um reservatório de líquido 16, por exemplo, na forma de um blister, o líquido é dispensado ao fluido. Uma mistura de fluido e líquido fornecido pode ser feita pela adição do próprio líquido ou pelo movimento da bomba de polegar ou da área flexível 6 e pode ser conduzida através de um outro elemento funcional 45 por meio de pressurização e o fluido diluído ou o fluido misturado com o líquido adicionado é dispensado através da saída 5.2 pela câmara de pressurização 2. Para este propósito, a entrada 5.1 é preferivelmente fechada com uma tampa 14 após o fluido ter sido recebido.
[0261] Uma modalidade alternativa do sistema fluídico é mostrada na figura 2la, em que o primeiro elemento funcional 45 está diretamente conectado a um reservatório de líquido 16 e em que o fluido no elemento funcional 45 pode ser diluído pela adição de líquido do reservatório de líquido 16. Aqui, por exemplo, um fluido pode primeiramente ser recebido na entrada 5.1 pelo acionamento da área flexível 6 na câmara 2 e ser conduzido através do primeiro elemento funcional 45, em que certas partículas podem se depositar, por exemplo.
[0262] Na figura 2lb é mostrada a vista em corte desta modalidade, em que na figura 2lc é mostrado o fechamento da entrada 5.1 com uma tampa 14, a fim de, então, fazer a adição de líquido do reservatório de líquido 16, em que para tanto após o acionamento do reservatório de líquido 16 e a liberação do líquido por pressurização da área flexível 6 da câmara 2, é realizada uma diluição do fluido no primeiro elemento funcional 45 ou também no segundo elemento funcional 45 entre a câmara 2 e a saída
5.2.
[0263] Uma outra modalidade é mostrada na figura 22, em que o fluido é inicialmente recebido por meio da interface fluídica (entrada 5.1), depois passado através do primeiro elemento funcional 45 (filtro/membrana/frita/papel ou elemento semelhante) e, em seguida, chega até a câmara 2 da bomba de polegar.
[0264] Ao dispensar líquido de um reservatório de líquido 16, por exemplo na forma de um blister, o líquido é adicionado ao fluido que já passou pelo elemento funcional 45. A adição do líquido a partir do blister 16 é feita somente depois de passar pelo elemento funcional 45, ou seja, uma mistura de fluido e líquido fornecido é obtida após o fluido ter sido processado no elemento funcional 45. Essa mistura pode ser feita adicionando o próprio líquido e/ou movendo a bomba de polegar ou a área flexível 6. O fluido misturado pode, então, ser guiado através de um outro elemento funcional 45 aplicando pressão e pode ser liberado através da interface fluídica adicional (5.2, saída) aplicando pressão à câmara 2. Para este efeito, a interface fluídica 5.1 que serve de entrada é preferivelmente fechada com uma tampa 14 após o fluido ter sido recebido. Ou seja, quando o líquido é adicionado do blister 16, a entrada 5.1 é fechada.
[0265] A figura 23 mostra uma outra modalidade exemplificativa na qual a saída 5.2 é fechada por uma tampa
14. Ou seja, quando a área flexível 6 da câmara 2 é pressurizada, um fluido é recebido através da entrada 5.1 e passado através do elemento funcional 45 e, em seguida, atinge a câmara 2. A câmara 2 é acoplada a uma membrana de ventilação 24, a fim de ventilar o ar restante no sistema. Em seguida, a entrada 5.1 é fechada por meio de uma tampa (figura 23c) e há uma dispensação de líquido a partir de um dos reservatórios de líquido 16, por meio do qual o elemento funcional 45 na frente da câmara 2 é lavado com o líquido de um reservatório de líquido 16. Desta forma, os componentes podem ser removidos do elemento funcional 45, ou uma reação no elemento funcional 45 pode ser desencadeada pelo líquido. O líquido fornecido é então coletado na câmara 2, que pode ser ventilada através da membrana de ventilação 24.
[0266] A figura 23 mostra que a interface fluídica 5.2, que serve como saída é fechada no início, por exemplo, com uma tampa 14 e o fluido é recebido através da interface fluídica (entrada 5.1), então através do elemento funcional (filtro/membrana/frita/papel ou elemento semelhante) e entra na câmara 2 da bomba de polegar. Após o fluido ter sido recebido, a entrada 5.1 é fechada, preferivelmente por uma tampa 14. Ao dispensar líquido de um reservatório de líquido 16, por exemplo na forma de um blister, o elemento funcional 45 é inundado e, assim, é feita uma remoção de constituintes ou feita uma reação com componentes localizados no elemento funcional 45, por exemplo, anticorpos para ligar os antígenos de uma amostra, reagentes que fazem com que as células sejam lisadas, sais, que alteram as propriedades da amostra ou corantes para visualizações, etc. O líquido fornecido é coletado na câmara 2, que é ventilada através de uma membrana de ventilação 24. Ao preencher completamente a câmara 2, também pode ser assegurado que, antes que o elemento funcional 45 seja lavado com um líquido que desprende os componentes alvo, estes atinjam a saída 5.2 de onde a tampa 14 foi removida anteriormente. O líquido é dispensado através da saída 5.2, neste caso, pelo fluxo de fluido gerado pelo reservatório de líquido 16.
[0267] Na figura 24, semelhante à figura 23, uma outra modalidade do sistema fluídico é mostrada na qual a câmara 2 está conectada ao ambiente externo através de uma interface fluídica adicional 5, a câmara 2 pode ser ventilada através desta interface 5. Se esta interface adicional 5 for fechada por uma tampa 14, não mostrada, a tampa poderá ser removida na saída 5.2, em que o fluido pode ser lavado para fora do elemento funcional 45 e os componentes consequentemente destacados através do fornecimento de líquido adicional de um dos reservatórios de líquido 16. Também é possível que a tampa 14 permaneça na saída 5.2 e o líquido seja dispensado através da interface 5 adicional.
[0268] Uma outra modalidade é mostrada na figura 24, em que a interface fluídica 5.2, que serve como uma saída é fechada no início, por exemplo, com uma tampa 14 e o fluido é recebido através da interface fluídica, a entrada 5.1 e, em seguida, através do elemento funcional 45 (filtro/membrana/frita/papel ou elemento semelhante) e entra na câmara 2 da bomba de polegar. Após o fluido ter sido recebido, a entrada 5.1 é fechada, preferivelmente por uma tampa 14. Através da dispensação de fluido de um reservatório de fluido 16, por exemplo na forma de um blister, é feita uma inundação do elemento funcional 45 e, portanto, uma remoção de componentes ou uma reação com componentes localizados no elemento funcional 45, por exemplo anticorpos para ligar os antígenos de uma amostra, reagentes que causam a Lise das células, sais que alteram as propriedades da amostra ou corantes para visualizações, etc. O líquido fornecido é coletado na câmara 2, que é ventilada por meio de uma interface fluídica 5. Se esta interface fluídica for fechada, por exemplo, por uma tampa 14 e a tampa 14 for removida na saída 5.2, o líquido será conduzido por um dos reservatórios de líquido 16 e os componentes separados do elemento funcional 45 serão lavados.
[0269] Uma outra modalidade é mostrada na figura 25, em que a interface fluídica 5.2, que serve como uma saída é fechada no início, por exemplo, com uma tampa 14 e o fluido é recebido através da interface fluídica, a entrada 5.1 e, em seguida, conduzido através do elemento funcional 45 (filtro/membrana/frita/papel ou elemento semelhante) e entra na câmara 2 da bomba de polegar. Após o fluido ter sido recebido, a entrada 5.1 é fechada, preferivelmente também por uma tampa 14. Ao dispensar líquido de um dos reservatórios de líquido 16, por exemplo na forma de um blister, a câmara de reação 47 e o elemento funcional 45 são inundados e, assim, é feita uma remoção dos componentes ou uma reação com componentes localizados no elemento funcional 45, por exemplo, a lise das células. O líquido fornecido e os componentes liberados do elemento funcional 45 são coletados na câmara 2, que é ventilada por meio de uma interface fluídica adicional 5. Se esta interface fluídica adicional for, por exemplo, fechada por uma tampa 14 e a tampa 14 removida na saída 5.2, o fluido e os componentes destacados do elemento funcional 45 serão removidos por lavagem pela condução de líquido para fora de um dos reservatórios de líquido 16.
[0270] Nas figuras 25a, 25b e 25c, outra modalidade do sistema fluídico é mostrada na qual dois elementos funcionais 45 estão presentes e três reservatórios de líquido 16, de cada um dos quais pode-se dispensar um líquido e conduzi-lo para o primeiro elemento funcional 45 ou ao sistema de canal 3. A câmara 2 é ainda conectada a uma interface adicional 5, que serve para ventilar a câmara 2 de modo que a câmara 2 possa ser completamente preenchida com líquido e os fluidos e o líquido dos reservatórios de líquido 16 possam ser bem misturados lá. Por outro lado, a interface adicional 5 também pode ser usada como uma saída alternativa. Se esta saída alternativa 5 estiver fechada, o fluido diluído também poderá ser dispensado através do segundo elemento funcional 45 através da saída 5.2.
[0271] Na figura 26a, b, uma modalidade alternativa do sistema fluídico é mostrada em que o primeiro elemento funcional 45 flui na direção do fluxo a partir da interface fluídica, a entrada 5.1 e o fluido, então, por meio de forças capilares, forças de superfície, etc. ou pelo acionamento da área flexível 6 entra em contato com a tia Lateral Flow 23 e a tira Lateral Flow 23 é inundada com o fluido por meio de suas forças de sucção intrínsecas ou uma pressão negativa é aplicada através da interface fluídica configurada como uma membrana permeável a gás 24, que suporta a transferência do fluido para a tira Lateral Flow. Ao usar o acionamento da área flexível 6 para transferência adicional do fluido para a tira Lateral Flow 23, a entrada 5.1 é preferivelmente fechada com uma tampa.
[0272] Na figura 27a, b, uma modalidade alternativa do sistema fluídico é mostrada, na qual o primeiro elemento funcional 45 flui na direção do fluxo da interface fluídica 5.1, o fluido então passa através de outro elemento funcional 45 e o fluido então por forças capilares, forças de superfície, etc. ou pelo acionamento da área flexível 6 entra em contato com a faixa de fluxo lateral 23 e a tira Lateral Flow 23 é inundada com o fluido por meio de suas forças de sucção intrínsecas ou uma pressão negativa é aplicada através da interface fluídica configurada como uma membrana permeável a gás 24, o que suporta a transferência do líquido para as tiras Lateral Flow. Ao usar o acionamento da área flexível 6 para transferência adicional do fluido para a tira Lateral Flow 23, a entrada 5.1 é preferivelmente fechada com uma tampa.
[0273] Na figura 28a-28c, uma modalidade alternativa do sistema fluídico é mostrada, na qual o primeiro elemento funcional 45 flui na direção do fluxo das interfaces fluídicas, a entrada, 5.1, o fluido então passa através de outro elemento funcional 45 e o fluido então, por forças capilares, forças de superfície etc. ou pelo acionamento da área flexível 6 entra em contato com a tira Lateral Flow 23 e a tira Lateral Flow 23 é inundada com o fluido por meio de suas forças de sucção intrínsecas ou uma pressão negativa é aplicada através da interface fluídica configurada como uma membrana permeável a gás 24, o que ainda suporta a transferência do líquido para a tira Lateral Flow. Ao usar o acionamento da área flexível 6 para a transferência adicional do fluido para a tira Lateral Flow 23, a entrada 5.1 é preferivelmente fechada com uma tampa. Um canal que desemboca em qualquer ponto antes ou depois dos elementos funcionais 45, mas antes da tira Lateral Flow 23 ou na área da tira Lateral Flow 23, que está conectado a um ou mais reservatórios de líquido 16, permite a transferência de fluido, diluição e o fornecimento de reagentes. Além disso, um reservatório de resíduos 49 pode conter reagentes usados, que é, preferivelmente, conectado ao sistema de canal 3 na extremidade da tira Lateral Flow 23. Lista de Sinais de Referência: 1 peça construtiva estruturada/componente estruturado 2 câmara 3 sistema de canal/canal
3.1 partes do sistema de canal, que sai do reservatório de reagentes 4 componente 5 interface fluídica
5.1 entrada
5.2 saída 6 área flexível ou móvel (no componente 4) 7 área flexível ou móvel (no componente estruturado 1) 8 segundo componente
9 área flexível ou móvel (no segundo componente 8) 10 Saída (da interface fluídica 5) 11,12,13 elementos de pressão, elementos geométricos, elementos sobrepostos 14 tampa 16 reservatório de líquido, Blister 17 base/interface de reservatório 18 elementos perfurantes 19 aba 20 pontas de engate 21 câmara de detecção 22 alargamentos 23 tiras Lateral Flow 24 membrana de ventilação (membrana permeável a gás e impermeável a líquido) 25 canais de ventilação 26 sistema de distribuição 27 válvula de membrana 28 válvula rotativa 28a sede de válvula rotativa 28b corpo de válvula rotativa 29 canal de distribuição 41 válvula de bloqueio capilar/afunilamentos de canal 42 dispositivo de ampliação 43 limitadir de fluxo 44 lingueta 45 elemento funcional (filtro, membranas, fritas, papel ou elementos semelhantes) 46 direção de fluxo
47 espaço oco/cavidade de reação (componente do sistema de canal) 48 matriz de reagentes, reagentes integrados (por exemplo, matriz de DNA, de RNA, matrizes de proteínas) 49 reservatório de resíduos (componente do sistema de canal).

Claims (29)

REIVINDICAÇÕES
1. Sistema fluídico compreendendo: um componente estruturado projetado plano (1) com uma câmara (2) e um sistema de canal (3) e pelo menos um elemento funcional (45), em que pelo menos a câmara (2) é fechada de forma estanque a fluidos com um componente (4) e está fluidicamente conectada ao ambiente externo por meio do sistema de canal (3) e pelo menos uma interface fluídica (5), em que o componente (4) apresenta uma área flexível ou móvel acessível externamente (6) que pode ser movida pelo menos para uma área da câmara (2) ou para além de um plano da câmara (2), em que, por um movimento da área flexível ou móvel (6), líquidos ou gases podem ser recebidos ou dispensados através da interface fluídica (5) e / ou movidos no sistema fluídico, em que a área flexível ou móvel (6) pode ser movida manualmente ou com um dispositivo operacional e a área flexível ou móvel (6) pode ser empurrada ou movida para cima.
2. Sistema fluídico compreendendo: um componente estruturado projetado plano (1) com uma câmara (2) e um sistema de canal (3) e pelo menos um elemento funcional (45), em que pelo menos um elemento funcional (45) é fornecido com pelo menos um reagente, em que pelo menos a câmara (2) é fechada de forma hermética a fluidos com um componente (4) e está fluidicamente conectada ao ambiente externo por meio do sistema de canal (3) e pelo menos uma interface fluídica (5), em que o componente (4) apresenta uma área flexível ou móvel acessível externamente (6) que pode ser movida pelo menos para uma área da câmara (2) ou para além de um plano da câmara (2), em que através de um movimento da área flexível ou móvel (6) líquidos e gases podem ser recebidos ou dispensados através da interface fluídica (5) e / ou movidos no sistema fluídico, em que a área flexível ou móvel (6) pode ser movida manualmente ou com um dispositivo operacional e a área flexível ou móvel (6) pode ser empurrada ou movida para cima.
3. Sistema fluídico compreendendo: um componente estruturado projetado plano (1) com uma câmara (2), um sistema de canal (3) e pelo menos um componente funcional (45), em que o componente estruturado (1) e / ou o componente (4) que o fecha é fornecido com pelo menos um reagente, e o componente estruturado (1) e / ou o componente (4) que o fecha com pelo menos um reagente ficam em contato com o sistema de canal (3) ou pelo menos com um elemento funcional (45), em que pelo menos a câmara (2) é fechada de forma hermética a fluidos com um componente (4) e está fluidicamente conectada ao ambiente externo por meio do sistema de canal (3) e pelo menos uma interface fluídica (5), em que o componente (4) apresenta uma área flexível ou móvel acessível externamente (6) que pode ser movida pelo menos para uma área da câmara (2) ou para além de um plano da câmara (2), em que pelo movimento da área móvel e flexível (6) líquidos ou gases podem ser recebidos ou dispensados através da interface fluídica (5) e / ou movidos no sistema fluídico, em que a área flexível ou móvel (6) pode ser movida manualmente ou com um dispositivo operacional e a área flexível ou móvel (6) pode ser empurrada ou movida para cima.
4. Sistema fluídico de acordo com uma das reivindicações 1 a 3, em que o elemento funcional (45) é executado como filtro, membrana, frita ou papel funcional.
5. Sistema fluídico compreendendo: um componente estruturado projetado plano (1) com uma câmara (2) e um sistema de canal (3) e com reagentes aplicados ao componente estruturado (1) ou ao componente que o fecha (4), em particular na forma de matrizes dos mesmos ou diferentes agentes ( 48), em que pelo menos a câmara (2) é fechada de forma hermética a fluidos com um componente (4) e está fluidicamente conectada ao ambiente externo por meio do sistema de canal (3) e pelo menos uma interface fluídica (5), em que o componente (4) apresenta uma área flexível ou móvel acessível externamente (6) que pode ser movida pelo menos para uma área da câmara (2) ou para além de um plano da câmara (2), em que pelo mobimento da área (6) flexível ou móvel líquidos ou gases podem ser recebidos ou dispensados através da interface fluídica (5) e / ou movidos no sistema fluídico,
em que a área flexível ou móvel (6) pode ser movida manualmente ou com um dispositivo operacional e a área flexível ou móvel (6) pode ser empurrada ou movida para cima.
6. Sistema fluídico, de acordo com uma das reivindicações 1 a 5, em que uma primeira interface fluídica (5.1) é prevista para receber um fluido e a primeira interface fluídica (5.1) é fluidamente conectada a pelo menos um elemento funcional (45), em que o elemento funcional (45) está fluidicamente conectado à câmara (2) do sistema fluídico e uma segunda interface fluídica (5.2) para dispensar o fluido é conectada à câmara (2) e / ou a um elemento funcional (45), em que o fluido pode se dispensado através de uma pressurização da câmara (2) por meio da segunda interface fluídica (5.2).
7. Sistema fluídico, de acordo com uma das reivindicações 1 a 6, em que um recebimento do fluido é feito pela interface fluídica (5) por forças capilares e / ou tensão superficial do sistema de canal (3) e / ou da interface fluídica (5) e / ou um recebimento do fluido é feito através de uma atuação da câmara (2) do sistema fluídico.
8. Sistema fluídico, de acordo com uma das reivindicações 1 a 7, em que pelo menos uma válvula (27, 28) está integrada no sistema de canal (3) do sistema fluídico e / ou em que dois elementos funcionais (45) estão dispostos um atrás do outro na direção do fluxo no sistema de canal (3).
9. Sistema fluídico, de acordo com uma das reivindicações 1 a 8, em que pelo menos um elemento funcional (45) apresenta forças de sucção e / ou um recebimento de um fluido é impulsionado por forças de sucção de pelo menos um elemento funcional (45).
10. Sistema fluídico, de acordo com uma das reivindicações 1 a 9, em que a primeira e / ou segunda interface fluídica (5.1, 5.2) pode ser fechada respectivamente com uma ou duas tampas (14); e /ou em que um ou mais elementos funcionais (45) estão dispostos em paralelo no sistema de canal (3).
11. Sistema fluídico, de acordo com uma das reivindicações 1 a 10, em que o elemento funcional (45), quando sangue circula por ele, gera plasma ou soro que pode ser dispensado através da segunda interface fluídica (5.2).
12. Sistema fluídico, de acordo com a reivindicação 11, em que o primeiro elemento funcional (45) fica na frente da câmara (2) na direção do fluxo e o segundo elemento funcional (45) fica disposto na direção do fluxo após a câmara (2) e na frente da segunda interface fluídica (5.2), ou em que o primeiro elemento funcional (45) fica na frente da câmara (2) na direção do fluxo e a câmara (2) é acoplada ao primeiro elemento funcional (45), em que o segundo elemento funcional (45) fica disposto na direção do fluxo paralelamente à câmara (2) e está disposto na frente da segunda interface fluídica (5.2.).
13. Sistema fluídico, de acordo com a reivindicação 12, em que o primeiro elemento funcional (45) serve para gerar plasma ou soro, e em que o segundo elemento funcional (45) remove glóbulos vermelhos hemolisados.
14. Sistema fluídico, de acordo com uma das reivindicações 1 a 13, em que um reservatório de líquido (16) é conectado ao elemento funcional (45) e / ou ao sistema de canal (3) e uma diluição do fluido no componente funcional (45) e/ou no sistema de canal (3) é feita por meio de uma dispensação de líquido para fora do reservatório de líquido (16).
15. Sistema fluídico, de acordo com uma das reivindicações 1 a 14, em que um reservatório de líquido (16) é conectado ao sistema de canal (3) e / ou ao elemento funcional (45) a fim de diluir um fluido no sistema de canal (3 ) e / ou no elemento funcional (45)através de uma dispensação de líquido para fora reservatório de líquido (16), em que um volume definido proveniente do reservatório de líquido (16) é adicionado a um volume definido do fluido recebido e que já foi conduzido através do elemento funcional (45).
16. Sistema fluídico, de acordo com uma das reivindicações 1-15, com uma cavidade de reação (47) no sistema de canal (3) e um elemento funcional a jusante (45) e / ou em que o elemento funcional (45) está conectado a um reservatório de líquido (16).
17. Sistema fluídico, de acordo com uma das reivindicações 1 a 18, em que vários reservatórios de líquido (16) estão fluidicamente conectados ao elemento funcional (45) e / ou ao sistema de canal (3) a fim de conduzir diferentes líquidos e/ou quantidades de líquido para o elemento funcional (45) e / ou ao sistema de canal (3), a fim de liberar o elemento funcional (45) de componentes indesejados ou para deslocar moléculas alvo destacadas.
18. Sistema fluídico, de acordo com uma das reivindicações 1 a 19, em que uma molécula alvo é destacada do elemento funcional (45) por mudança de temperatura.
19. Sistema fluídico de acordo com uma das reivindicações 1 a 18, que contém reagentes que exibem uma alteração de cor e / ou um indicador de preenchimento quando em contato com um fluido, em que estes reagentes se encontram preferivelmente em pelo menos um elemento funcional (45).
20. Sistema fluídico de acordo com uma das reivindicações 1 a 19, no qual uma fita Lateral-Flow (23) está disposta após pelo menos um elemento funcional (45) na direção do fluxo.
21. Sistema fluídico, de acordo com a reivindicação 20, que é utilizado para gerar plasma ou soro a partir do sangue que circula através de pelo menos um elemento funcional (45), cujos componentes a serem detectados são demonstrados, por uma transferência do líquido para a fita Lateral-Flow (23), nesta última.
22. Método para o processamento de um fluido em um sistema fluídico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 21, em que um fluido recebido circula primeiramente por um primeiro elemento funcional (45) e o fluido então entra na câmara (2), em que então a primeira interface fluídica (5.1 ) é fechada e ao mover a área flexível (6) da câmara (2), o fluido é impelido sobre e / ou através do segundo elemento funcional (45) e é dispensado através da segunda interface fluídica (5.2).
23. Método para o processamento de um fluido em um sistema fluídico, de acordo com uma das reivindicações 1 a 21, em que um fluido recebido circula primeiramente através do primeiro elemento funcional (45) e o fluido circulado por ele, em seguida, penetra através do segundo elemento funcional (45), em que o fluido é dispensado por meio de um movimento da área móvel (6) através de uma interface fluídica adicional (5.2).
24. Método para o processamento de um fluido em um sistema fluídico, de acordo com uma das reivindicações 1-21, no qual um fluido é misturado com líquido em uma cavidade de reação (47) e é, em seguida, conduzido sobre o elemento funcional (45), em que as moléculas alvo do fluido permanecendo no elemento funcional (45), as moléculas alvo são separadas de um reservatório de líquido (16) por um líquido e são dispensadas através da segunda interface fluídica (5.2).
25. Método para o processamento de um fluido em um sistema fluídico, de acordo com uma das reivindicações 1-21, em que o líquido recebido é primeiramente conduzido sobre um primeiro elemento funcional (45) e partículas são inicialmente retidas no primeiro elemento funcional (45), essas partículas são decompostas, em seguida, em partículas menores e conduzidas para o próximo elemento funcional (45), em que uma parte das partículas menores produzidas é retida pelo próximo elemento funcional (45) e, então, pode ser destacada novamente.
26. Método para o processamento de um fluido em um sistema fluídico, de acordo com uma das reivindicações 1 a 21, no qual, antes das partículas alvo serem destacadas do elemento funcional (45) por lavagem com líquido, para fora de um reservatório de líquido (16), uma limpeza é realizada por remoção através de lavagem de componentes indesejados pelo / para fora do elemento funcional (45) e, desse modo, componentes indesejados são removidos do elemento funcional (45).
27. Método para o processamento de um fluido em um sistema fluídico, de acordo com uma das reivindicações 25 ou 26, no qual no caso das partículas trata-se de células e no caso da etapa da decomposição das partículas trata-se de lise das células.
28. Método para o processamento de um fluido em um sistema fluídico, de acordo com uma das reivindicações 1-21, no qual componentes biológicos, tais como ácidos nucleicos, proteínas, metabólitos e / ou anticorpos são extraídos, concentrados e / ou purificados.
29. Método para o processamento de um fluido em um sistema fluídico, de acordo com uma das reivindicações 1-21, no qual o componente alvo obtido é então conduzido por uma cavidade de reação (47) com reagentes integrados e lá pode ocorrer uma reação que permite uma detecção de moléculas alvo e / ou no qual o componente alvo obtido é então conduzido por uma matriz (48) e ocorre uma reação de detecção das moléculas alvo com a matriz, e / ou no qual o componente alvo obtido é detectado e / ou identificado com o sistema fluídico e é preferivelmente detectado quantitativamente.
BR112020023193-2A 2018-05-16 2019-05-16 sistema fluídico para recebimento, dispensação e movimento de líquidos, processo para processamento de fluidos em um sistema fluídico BR112020023193A2 (pt)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018111822.8A DE102018111822B4 (de) 2018-05-16 2018-05-16 Fluidisches System zur Aufnahme, Abgabe und Bewegung von Flüssigkeiten, Verfahren zur Verarbeitung von Fluiden in einem fluidischen System
DE102018111822.8 2018-05-16
PCT/EP2019/062679 WO2019219844A1 (de) 2018-05-16 2019-05-16 Fluidisches system zur aufnahme, abgabe und bewegung von flüssigkeiten, verfahren zur verarbeitung von fluiden in einem fluidischen system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
BR112020023193A2 true BR112020023193A2 (pt) 2021-02-09

Family

ID=66655311

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BR112020023193-2A BR112020023193A2 (pt) 2018-05-16 2019-05-16 sistema fluídico para recebimento, dispensação e movimento de líquidos, processo para processamento de fluidos em um sistema fluídico

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20210291175A1 (pt)
EP (1) EP3793736A1 (pt)
CN (1) CN112423884A (pt)
BR (1) BR112020023193A2 (pt)
CA (1) CA3100268C (pt)
DE (1) DE102018111822B4 (pt)
RU (1) RU2765214C1 (pt)
WO (1) WO2019219844A1 (pt)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11738345B2 (en) 2019-04-08 2023-08-29 Miroculus Inc. Multi-cartridge digital microfluidics apparatuses and methods of use
US11859734B2 (en) 2020-11-16 2024-01-02 Siemens Healthcare Diagnostics Inc. Valve for microfluidic device
US11772093B2 (en) 2022-01-12 2023-10-03 Miroculus Inc. Methods of mechanical microfluidic manipulation
DE102022209419A1 (de) 2022-09-09 2024-03-14 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Mikrofluidische Vorrichtung und Verfahren zu ihrem Betrieb

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19648458C1 (de) 1996-11-22 1998-07-09 Evotec Biosystems Gmbh Mikromechanische Ejektionspumpe zum Heraustrennen kleinster Fluidvolumina aus einem strömenden Probenfluid
DE10001116C2 (de) * 2000-01-13 2002-11-28 Meinhard Knoll Vorrichtung und Verfahren zur optischen oder elektrochemischen quantitativen Bestimmung chemischer oder biochemischer Substanzen in flüssigen Proben
TW590982B (en) 2002-09-27 2004-06-11 Agnitio Science & Technology I Micro-fluid driving device
DE10330982A1 (de) 2003-07-09 2005-02-17 Prisma Diagnostika Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur simultanen Bestimmung von Blutgruppenantigenen
DE102005052752A1 (de) * 2005-11-04 2007-05-10 Clondiag Chip Technologies Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Nachweis von molekularen Wechselwirkungen
DE102005054924B4 (de) * 2005-11-17 2012-06-14 Siemens Ag Vorrichtung und Verfahren zum Extrahieren einer Abstrichprobe
US20080050830A1 (en) 2006-05-10 2008-02-28 The Board Of Regents Of The University Of Texas System Detecting multiple types of leukocytes
AU2007265628B2 (en) * 2006-06-23 2012-12-06 Perkinelmer Health Sciences, Inc. Methods and devices for microfluidic point-of-care immunoassays
CN103418295B (zh) * 2007-06-21 2015-11-18 简.探针公司 用于混合检测腔室的内容物的仪器和方法
EP2070594A1 (en) * 2007-12-14 2009-06-17 Koninklijke Philips Electronics N.V. Microfluidic device and method of making the same and sensor incorporating the same
CN108088824B (zh) * 2008-03-14 2021-06-04 雅培快速诊断耶拿有限公司 一种用于检测分析物的系统
US8318439B2 (en) 2008-10-03 2012-11-27 Micronics, Inc. Microfluidic apparatus and methods for performing blood typing and crossmatching
DE102010064391A1 (de) 2010-10-29 2012-05-03 Endress + Hauser Conducta Gesellschaft für Mess- und Regeltechnik mbH + Co. KG Verfahren zur Bestimmung eines Analytgehalts einer Flüssigkeitsprobe mittels eines Bioanalysators
EP2490005A1 (en) * 2011-02-18 2012-08-22 Koninklijke Philips Electronics N.V. Microfluidic resistance network and microfluidic device
WO2013159116A1 (en) 2012-04-20 2013-10-24 University Of Chicago Fluidic devices for biospecimen preservation
EP3017308A4 (en) * 2013-07-05 2017-04-26 University Of Washington Through Its Center For Commercialization Methods, compositions and systems for microfluidic assays
AU2014352964B2 (en) * 2013-11-22 2018-12-06 Rheonix, Inc. Channel-less pump, methods, and applications thereof
DE102016122056B4 (de) * 2016-11-16 2021-02-18 Microfluidic Chipshop Gmbh Mikrofluidisches System zur Aufnahme, Abgabe und Bewegung von Fluiden

Also Published As

Publication number Publication date
US20210291175A1 (en) 2021-09-23
WO2019219844A1 (de) 2019-11-21
DE102018111822B4 (de) 2021-10-07
CN112423884A (zh) 2021-02-26
RU2765214C1 (ru) 2022-01-26
EP3793736A1 (de) 2021-03-24
CA3100268C (en) 2023-03-07
DE102018111822A1 (de) 2019-11-21
CA3100268A1 (en) 2019-11-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
BR112020023193A2 (pt) sistema fluídico para recebimento, dispensação e movimento de líquidos, processo para processamento de fluidos em um sistema fluídico
JP7110300B2 (ja) 流体ピックアップを備えるマイクロ流体システム
US11523805B2 (en) Methods for delivery of bodily fluids onto a fibrous substrate
JP7221968B2 (ja) インビトロ診断における使用のための改善されたカートリッジ及びその使用方法
JP4350897B2 (ja) 試料担体
JP4361879B2 (ja) 化学分析装置及び化学分析カートリッジ
CN106573201B (zh) 毛细管压力重置机构及应用
KR100738100B1 (ko) 액체 시편의 예비 처리 및 주입 장치 및 방법
DE102005019195A1 (de) Chemische Reaktionspatrone, Verfahren zum Herstellen einer chemischen Reaktionspatrone und Mechanismus zum Betätigen einer chemischen Reaktionspatrone
ES2959736T3 (es) Dispositivo para admitir, dispensar y mover líquidos
US8858897B2 (en) Microfluidic chip for analysis for fluid sample
JP2004309145A (ja) 化学分析装置及び化学分析用構造体
JP5374446B2 (ja) 微量液滴秤取構造、マイクロ流体デバイス及び微量液滴秤取方法
BR112017018290B1 (pt) Kit de análise de amostra e método de análise de amostra utilizando o mesmo
KR101970646B1 (ko) 미세 유체 소자, 및 이를 이용한 단일 세포 처리 방법
KR20210003244A (ko) 생물학적 유체 마이크로-샘플 관리 장치
EP2847597B1 (en) Functionalized microfluidic device and method
US11305236B2 (en) Surface tension driven filtration
CN114924090A (zh) 一种加样卡及加样组件
KR102039230B1 (ko) 버블 유입 방지용 시료주입 장치
CA3231847A1 (en) Cassette intended to contain a microfluidic chip

Legal Events

Date Code Title Description
B350 Update of information on the portal [chapter 15.35 patent gazette]
B06W Patent application suspended after preliminary examination (for patents with searches from other patent authorities) chapter 6.23 patent gazette]