BR112020023607A2 - sistemas e métodos para focalização de partículas em microcanais - Google Patents
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Abstract
A presente invenção refere-se a um sistema microfluídico configurado para focalizar partículas suspensas em um fluido. Um aspecto geral inclui um sistema microfluídico compreendendo um ou mais substratos e um canal de focalização formado em um ou mais substratos e abrangendo um comprimento de uma entrada a uma saída para receber um fluxo de partículas suspensas em fluido, as partículas têm um diâmetro (a) e o canal de focalização tem um diâmetro hidráulico (dh).
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para “SISTEMAS E MÉTODOS PARA FOCALIZAÇÃO DE PARTÍCULAS EM MICROCANAIS”.
[001] Os citômetros de fluxo funcionam passando partículas individuais, como células, dentro de uma corrente de fluido por um detector, que mede certas características de cada partícula e executa ações com base nessa avaliação. Para fazer isso, o citômetro de fluxo deve regular o fluxo da amostra de modo que as partículas na amostra se movam para um fluxo de partículas substancialmente de fila única, o que permite que cada partícula seja medida individualmente pelo detector.
[002] Uma área em que os citômetros de fluxo encontraram uso prático é a conexão com a sexagem de espermatozoides, como esperma bovino, de acordo com as características das células espermáticas para uso pela indústria de reprodução animal para pré- selecionar o sexo da prole animal. O método mais comum para sexar células de esperma é discriminar com base no conteúdo de DNA. Neste contexto, o esperma é combinado com um extensor e um corante luminescente para manchar o DNA dentro da célula espermática. As células de esperma manchadas são então colocadas em um fluido de amostra que é introduzido em um canal de um chip microfluídico que usa técnicas de focalização para orientar a célula de esperma em um fluxo substancialmente de fila única. Depois de serem devidamente orientados, os espermatozoides são iluminados com uma fonte de luz (por exemplo, um laser), que excita o corante luminescente no DNA, emitindo uma luminescência fluorescente que é descoberta por um detector (por exemplo, um tubo fotomultiplicador ("PMT”) ou um fotodiodo de avalanche (APD)). Um espermatozoide contendo o cromossomo X tem mais DNA do que um espermatozoide portador do cromossomo Y, resultando em que o espermatozoide portador do cromossomo X produz mais luminescência em resposta à fonte de luz de detecção. A luminescência detectada é monitorada e o sistema toma uma ação seletiva, por exemplo, classificando ou matando espermatozoides sexados não selecionados com um laser mortal, nas células espermáticas individuais para alcançar um produto final com as características desejadas, por exemplo, uma amostra com uma alta concentração de espermatozoides com cromossomos X ou Y. Por exemplo, se as bezerras forem desejadas (por exemplo, para produção de leite), então o sistema é calibrado para coletar células tendo parâmetros de luminescência detectados que são o que seria esperado de uma célula de esperma portando o cromossomo X. Alternativamente, se os bezerros forem desejados (por exemplo, para produção de carne), então o sistema é calibrado para coletar células tendo parâmetros de luminescência detectados que são o que seria esperado de uma célula de esperma portando o cromossomo Y.
[003] As células de esperma também podem ser diferenciadas com base no conteúdo de DNA por outros métodos que não utilizam um corante de DNA. Por exemplo, a Patente US No. 8.941.062 descreve sistemas e métodos de citometria envolvendo a apresentação de uma única célula de esperma a pelo menos uma fonte de laser configurada para fornecer luz à célula de esperma a fim de induzir vibrações de ligação no DNA da célula de esperma e detectar a assinatura as vibrações da ligação. As células de esperma também podem ser analisadas e diferenciadas com base na presença ou ausência de marcadores de superfície celular ou proteína, por meio da amarração de um ligante marcado com fluorescência, como um anticorpo. Outros métodos para discriminar células de esperma podem utilizar outras características das células de esperma, como massa ou volume, para diferenciar entre aqueles que contêm cromossomos X e aqueles que contêm cromossomos Y. Esses métodos de discriminação e detecção permitem que as células sejam diferenciadas seletivamente e que a amostra seja sexada.
[004] As técnicas de sexagem incluem uma variedade de métodos para classificar, separar, eliminar ou inativar células indesejadas. Por exemplo, os chamados métodos de destruição por laser envolvem a exposição de células específicas a um laser com energia suficiente para inativar as células. As células também podem ser separadas em populações por meio de classificação, por exemplo, através da formação de gotículas e deflexão, conforme descrito na Patente U.S. No. 5.700.692.
[005] Em técnicas de discriminação de células, incluindo aplicações de sexagem de células de esperma, a orientação, ordenamento e localização adequada das células dentro do sistema microfluídico são essenciais para uma operação eficaz. Por exemplo, o posicionamento e a orientação ambos são essenciais para ser capaz de detectar efetivamente a diferença na fluorescência de células de esperma com cromossomos X e Y tingidas com um corante intercalante de DNA, assim como o posicionamento das células dentro do feixe do laser de detecção e a orientação das células em relação ao detector tem um impacto significativo na quantidade de fluorescência detectada. As alterações na fluorescência, por sua vez, afetam diretamente a capacidade de distinguir diferenças no sinal de fluorescência entre as células portadoras do cromossomo X e do cromossomo Y. Além disso, durante o processo de sexagem, as várias técnicas utilizadas dependem da capacidade de localizar com precisão as células dentro da corrente de fluido. Por exemplo, na sexagem de destruição por laser, o laser de destruição é estreitamente focalizado em um ponto específico e requer que as células sejam posicionadas adequadamente para que a exposição seja eficaz para inativar a célula. O posicionamento das células dentro do fluxo (ou seja, para cima, para baixo, à esquerda e à direita, em relação ao eixo de deslocamento) e o ordenamento (ou seja, a distância entre as células ao longo do eixo de deslocamento) também são importantes para as técnicas de classificação (ou seja, formação e deflexão de gotículas, classificação de bolhas térmicas, etc.). O ordenamento de células em um fluxo de amostra pode ser não determinístico (ou seja, segue uma distribuição de Poisson) ou determinístico (ou seja, espaçamento). O ordenamento, portanto, refere-se ao controle da incidência de células no fluxo da amostra.
[006] A focalização hidrodinâmica tem sido utilizada para alinhar células, incluindo células de esperma, em aplicações de citometria de fluxo por muitos anos, mas pode ter desvantagens. Em primeiro lugar, a focalização hidrodinâmica pode envolver múltiplas correntes de fluido, incluindo uma ou mais correntes de fluido atuando de invólucro. O fluido de invólucro é consumível no processo de citometria de fluxo e pode ter um custo significativo. Além disso, a focalização hidrodinâmica pode envolver chips microfluídicos sendo projetados e produzidos com amostras complexas e canais de fluxo de invólucro, levando a custos relativamente altos para os chips microfluídicos. O número de controladores de fluxo necessários para cada número de entradas de fluido também pode impactar o custo. Além disso, a focalização hidrodinâmica depende de uma taxa de fluxo consistente do fluxo de invólucro e as flutuações na taxa de fluxo, por exemplo, devido a uma perda de pressão ou oclusão de um canal de invólucro, podem ter efeitos adversos no desempenho do citômetro.
[007] A focalização de fluxo inercial tem sido utilizada para tipos de células, como células brancas do sangue e células cancerosas. Essas células são significativamente maiores do que as células de esperma e têm uma forma uniforme (quer dizer, substancialmente esféricas). Em contraste, os espermatozoides são significativamente menores, não uniformes e possuem cauda. Como resultado, o equilíbrio de forças atua de forma diferente nas células espermáticas do que em outros tipos de células.
[008] Certas concretizações da invenção reivindicada são resumidas abaixo. Estas concretizações não pretendem limitar o âmbito da invenção reivindicada, mas antes servir como breves descrições de possíveis formas da invenção. A invenção pode abranger uma variedade de formas que diferem destes resumos.
[009] De acordo com uma concretização, a focalização de partícula é alcançada usando um microcanal, em que a razão do diâmetro de partícula (a) para o diâmetro hidráulico do canal (Dh), definido pela fórmula a / Dh, está entre aproximadamente 0,03 e cerca de 0, 06, e / ou em que a razão de curvatura (raio "r" ou "parâmetro crítico") para o diâmetro hidráulico do canal, definido pela fórmula 2ra2 / Dh3, é menor que aproximadamente 0,03.
[010] Conforme usado neste documento, "focalização" se refere à organização espacial de células em uma formação desejada, em particular, em uma largura espacial definida com referência a um eixo ao longo do qual as células estão se movendo em um canal microfluídico e / ou em relação a um ponto de referência definido, tal como o ponto de foco de detecção ou do laser de destruição ou ambos). Em uma concretização, um fluxo focalizado de células estará todo de 3-5 vezes dentro de uma determinada dimensão de célula (isto é, largura, altura ou comprimento) da linha central do eixo de deslocamento. Em outras concretizações, um fluxo focalizado de células estará dentro de 2-3 vezes a dimensão da célula e em outras concretizações dentro de 1-2 vezes as dimensões da célula.
[011] Ao entrar no sistema microfluídico, as células são inicialmente desfocalizadas (ou seja, não dentro dos parâmetros espaciais desejados); várias forças podem atuar nas células dentro da corrente de fluxo para trazê-las dentro dos parâmetros espaciais desejados (ou seja, as células são focalizadas).
[012] Outros aspectos serão evidentes para um perito na técnica após a revisão da descrição e aspectos exemplificativos e concretizações que se seguem.
[013] Com a finalidade de ilustrar a divulgação, estão representadas nos desenhos certas características dos aspectos e concretizações da divulgação. No entanto, a divulgação não se limita aos arranjos e instrumentalidades precisas dos aspectos representados nos desenhos.
[014] A Figura 1A mostra uma parte repetidamente curva de um microcanal de acordo com certos aspectos de uma concretização da presente divulgação. A Figura 1B mostra um projeto de focalização inercial modificado de acordo com certos aspectos de uma concretização da presente divulgação. A Figura 1C mostra um projeto de focalização inercial modificado diferente acordo com certos aspectos de uma concretização da presente divulgação. A Figura 1D mostra um projeto de focalização inercial de acordo com certos aspectos de uma concretização da presente divulgação.
[015] As Figuras 2A e 2B mostram vistas ampliadas de um segmento curvo de uma concretização do microcanal da Figura 1.
[016] As Figuras 3A e 3B mostram vistas ampliadas de um segmento curvo de outra concretização do microcanal da Figura 1.
[017] As Figuras 4A e 4B mostram o parâmetro crítico ou raio de curvatura "r".
[018] Antes de continuar a descrever vários aspectos e concretizações em mais detalhes, deve ser entendido que esta divulgação não está limitada a composições ou etapas de processo específicas e pode variar. Conforme usado neste relatório descritivo e nas reivindicações anexas, a forma singular "um", "uma" e "o" incluem referentes plurais, a menos que o contexto dite claramente o contrário. Os intervalos expressos aqui são inclusivos.
[019] Uma concretização do chip microfluídico pode ser usada em conexão com células de esperma de sexagem, como esperma bovino, por exemplo. Em particular, o chip pode ser usado em um aparelho que usa citometria de fluxo para sexar células de esperma de acordo com características de DNA para uso pela indústria de reprodução animal para pré-selecionar o sexo da prole animal. Brevemente, o esperma é combinado com um extensor e um corante luminescente para manchar o DNA dentro da célula espermática. As células de esperma manchadas com corante são então colocadas em um fluido de amostra que é introduzido em um canal do chip microfluídico. Como as células espermáticas não são esféricas, o chip microfluídico orienta substancialmente as células espermáticas para reduzir as diferenças na detecção de luminescência que podem ser causadas por diferenças na orientação da célula em relação ao detector.
[020] As células espermáticas orientadas são então iluminadas com uma fonte de luz (por exemplo, laser de detecção), que excita o corante luminescente no DNA, emitindo uma luminescência fluorescente que é detectada por um detector (por exemplo, um tubo fotomultiplicador (PMT) ou um fotodiodo de avalanche (APD)). O espermatozoide contendo o cromossomo X tem mais DNA do que o espermatozoide portador do cromossomo Y, resultando em que o espermatozoide portador do cromossomo X produz mais luminescência em resposta à iluminação original. A diferença no conteúdo total de DNA varia por espécie; por exemplo, em Bos taurus, o cromossomo X tem aproximadamente 3,8% a mais de DNA do que o cromossomo Y, o que resulta em uma diferença de aproximadamente 3,8% na fluorescência.
[021] A fim de determinar quais células matar, um sinal de saída do detector que representa a amplitude da luminescência detectada é monitorado. Quando o valor de luminescência detectado excede um valor limite definido, um evento é considerado iniciado. O valor de luminescência é monitorado e, quando um ponto de inflexão ou “pico” é detectado, o pico é considerado o centro da célula e o valor de luminescência de pico é considerado o valor de luminescência para essa célula. Se mais de um pico for detectado em um único evento, o pico com a maior amplitude é considerado o centro da célula e o valor de luminescência de pico é considerado o valor de luminescência para essa célula e os outros picos são desconsiderados.
[022] O valor de luminescência de cada espermatozoide é comparado a uma porta, que foi previamente definida, para determinar se a célula exibe a luminescência desejada. Por exemplo, se as bezerras forem desejadas (por exemplo, para produção de leite), em seguida, a porta é selecionada para incluir células tendo parâmetros de luminescência detectados que são o que seria esperado de uma célula de esperma portando o cromossomo X. Alternativamente, se os bezerros forem desejados (por exemplo, para produção de carne), então a porta é selecionada para incluir células tendo parâmetros de luminescência detectados que são o que seria esperado de uma célula de esperma portando o cromossomo Y.
[023] Depois de passar pelo laser de detecção e ter sua luminescência detectada, os espermatozoides manchados, ainda no fluxo, em seguida passam para a zona de destruição. Uma segunda fonte de luz, por exemplo, o laser de destruição, é seletivamente ativada para matar células que caem fora da porta selecionada à medida que passam pela zona de destruição.
[024] Em outras concretizações, a concentração de partículas de acordo com a presente invenção pode ser utilizada para células de esperma distintas com base no conteúdo de DNA por métodos que não utilizam um corante de DNA. Por exemplo, a Patente US No.
8.941.062 descreve sistemas e métodos de citometria envolvendo a apresentação de uma única célula de esperma a pelo menos uma fonte de laser configurada para fornecer luz à célula de esperma a fim de induzir vibrações de ligação no DNA da célula de esperma e detectar a assinatura as vibrações da ligação. Em outras concretizações, as células de esperma podem ser analisadas e diferenciadas com base na presença ou ausência de marcadores de superfície celular ou proteína, por meio da amarração de um ligante marcado com fluorescência, como um anticorpo. Outros métodos para discriminar células de esperma podem utilizar outras características das células de esperma, como massa ou volume, para diferenciar entre aqueles que contêm cromossomos X e aqueles que contêm cromossomos Y. Esses métodos de discriminação e detecção permitem que as células sejam diferenciadas seletivamente e que a amostra seja sexada. Em outras concretizações, as células de esperma podem ser diferenciadas com base em características diferentes do sexo. Por exemplo, as células espermáticas podem ser diferenciadas com base na presença ou ausência de um marcador genético ou combinação de marcadores ou proteína da superfície celular.
[025] Em outras concretizações, a focalização de partícula, conforme descrito neste documento, pode ser usada para técnicas de sexagem de sêmen para classificar, separar, eliminar ou inativar células indesejadas. Por exemplo, os chamados métodos de destruição por laser envolvem a exposição de células específicas a um laser com energia suficiente para inativar as células. As células também podem ser separadas em populações por meio de classificação, por exemplo, através da formação de gotículas e deflexão, conforme descrito na Patente U.S. No. 5.700.692. Outras técnicas de classificação para uso na presente invenção incluem, por exemplo, classificação por bolha, acústica, pressão fotônica, direcionamento de laser holográfico e captura óptica.
[026] O chip microfluídico de acordo com o presente projeto usa um microcanal curvado repetidamente para ordenar e focalizar partículas na mistura de fluido de amostra. O chip pode ser composto por um ou mais substratos nos quais o canal, ou uma parte do canal, é formado. O substrato pode ser composto por uma ou mais camadas. O canal é uma estrutura tridimensional dentro de uma ou mais camadas montadas de um ou mais substratos. Em uma concretização, o chip pode incluir duas camadas, uma camada inferior e uma camada superior, que são empilhadas juntas para formar o chip. Em uma concretização, uma parte repetidamente curva do microcanal é formada inteiramente na camada inferior, enquanto as entradas e saídas para o microcanal podem ser formadas em uma ou em ambas as camadas do chip. Em outras concretizações, o microcanal pode ser formado em duas ou mais camadas de um substrato, ou múltiplos substratos. A parte curvada repetidamente consiste em uma série repetida de voltas de formato idêntico, conforme ilustrado na Figura 1.
[027] Em uso, um fluido de amostra é introduzido no microcanal através de uma entrada de amostra. No contexto do sêmen bovino, a amostra inclui um ejaculado e um amortecedor. Ao entrar no microcanal, as partículas são dispersas aleatoriamente dentro da amostra de fluido. À medida que a amostra flui, o microcanal das partículas é ordenado longitudinalmente de modo que, ao sair da parte curva, as partículas sejam alinhadas longitudinalmente em uma fileira. O microcanal pode incluir afunilamento horizontal / lateral e / ou vertical a jusante da parte curva para fornecer focalização adicional das partículas antes do fluido se mover através de uma região de detecção (não mostrada).
[028] As Figuras 2A e 2B são vistas ampliadas de um segmento curvo de uma concretização do microcanal da Figura 1. As Figuras 3A e 3B são vistas ampliadas de outra concretização do microcanal da Figura 1.
[029] Os canais descritos acima, que permitem apenas uma única posição de focalização, devido ao efeito de regulação dos fluxos de Dean, compreendem 1,5 voltas (Figura 2A e Figura 3A) ou uma única volta (Figura 2B e Figura 3B). Com referência às Figuras 2B e 3B, cada volta inclui uma região menor; o parâmetro crítico é indicado (0,015 mm). Em ambas as Figuras 2 e 3, cada volta também inclui uma região maior (ou seja, a parte inferior da volta). A região menor e a região maior são escalonadas. Juntas, uma região menor e uma região maior constituem uma única volta do canal microfluídico. As curvas representadas nas Figuras 2 e 3 são assimétricas, em que as regiões menores e as regiões maiores são diferentes, e a curva geral, portanto, não é internamente simétrica. Em outras concretizações, a curva pode ser simétrica, em que o lado esquerdo e direito (isto é, as partes superior e inferior da curva) têm as mesmas geometrias. Em outras concretizações, as voltas dentro de um canal de focalização podem incluir uma ou mais voltas simétricas, uma ou mais voltas assimétricas ou combinações das mesmas. Em outras concretizações, os canais de focalização podem incluir ainda outros mecanismos hidráulicos para efetuar o posicionamento, orientação e / ou ordenamento de partículas dentro do fluxo de amostra.
[030] As Figuras 4A e 4B ilustram como medir o parâmetro crítico "r".
[031] Conforme mostrado na Figura 4A, a área da seção transversal é determinada pela altura (H) e largura (W) do microcanal na região menor de uma volta. A Figura 4B mostra a determinação do raio da menor região de uma curva.
[032] De acordo com um aspecto, a focalização de partículas é alcançada usando um microcanal curvado repetidamente:
[033] Em que a razão do diâmetro de partícula (a) para o diâmetro hidráulico do canal (Dh), definido pela fórmula a / Dh está entre aproximadamente 0,03 e aproximadamente 0, 06, e / ou em que a razão de curvatura (raio "r" ou "parâmetro crítico") para o diâmetro hidráulico do canal) definida pela fórmula 2ra2 / Dh3 é menor que aproximadamente 0,03.
[034] Em um outro aspecto, a partícula podem ser células de esperma bovino. As células espermáticas bovinas têm formato irregular e as células espermáticas são menores, não uniformes (~ 3 pm de espessura x 5 pm de largura x 10 pm de comprimento) e têm uma cauda (picômetro (pm): 10−12 metros). Neste contexto, o diâmetro da célula é considerado na ordem dos 3 pm até aproximadamente 5 pm. A focalização de partículas substanciais de espermatozoides bovinos é observada quando as geometrias dos canais microfluídicos atendem a uma ou ambas as condições acima. No entanto, se as geometrias físicas caírem fora dessas faixas, por exemplo, se a / Dh for maior que aproximadamente 0,06 ou menor que aproximadamente 0, 03, as células de esperma bovino não se concentram.
[035] Qualquer número de configurações de sistema microfluídico pode ser projetado para atingir certos resultados e / ou propriedades específicas associadas à concentração de partículas dentro das várias geometrias de canal. Nos exemplos abaixo, certas propriedades associadas aos sistemas descritos neste documento serão agora discutidas em mais detalhes. Embora certas condições experimentais possam ser discutidas em referência a certas propriedades ou parâmetros, deve ser entendido que as propriedades e parâmetros são amplamente aplicáveis a qualquer uma das geometrias de canal. Exemplo 1
[036] Em um aspecto, o projeto de focalização inercial (Figura 1D) foi testado em polidimetilsiloxano (PDMS) e vidro em 4 taxas de fluxo diferentes. As medidas foram tiradas da largura do fluxo central, porcentagem plana e porcentagem de borda e são mostradas na Tabela 1. Os números são mostrados para PDMS, e onde as medições diferem quando feitas em chips de vidro são mostrados entre parênteses.
[037] A largura do fluxo do núcleo (por exemplo, W_68, W_95, W_100) é a largura medida de certa porcentagem do fluxo do núcleo, conforme medido usando imagens tomadas por um estroboscópio da amostra fluindo através do chip microfluídico. Por exemplo, W_68 é a largura medida de 68% do fluxo principal.
[038] A porcentagem plana, que é medida em um estroboscópio, é a medição de células que são orientadas com a seção transversal mais ampla paralela ao topo do canal e, portanto, também perpendicular ao detector e aos caminhos do feixe de laser de ablação.
[039] A porcentagem de borda, que é medida em um estroboscópio, é a medida de células com a seção transversal mais estreita perpendicular ao topo do canal e, portanto, paralela aos caminhos do feixe de laser.
Tabela 1 68% de largura 95% de largura 100% de largura Taxa de fluxo % Plana % de Borda de núcleo de núcleo de núcleo 37- 50% 23 - 29% 250 µL/min 6-8 µm 12 – 16 µm 24 – 30 µm (53 - 68%) (7- 13%) 22 - 27% 300 µL/min 4,5 - 7,5 µm 9- 14 µm 13-33 µm 42-50% (58-67%) 5 - 7% 15 - 21% 45-62% (52- 350 µL/min 5-7 µm 10 - 12,5 µm 14-28 µm 68%) 6 - 9% 12- 20 µm 15 - 31 µm 22 - 24% 400 µL/min 5 - 10 µm 42-47% (43-68%) (10-12 µm) (18 - 21µm) 7- 8% Exemplo 2
[040] Em um aspecto, o projeto de focalização inercial modificado (Figura 1C) foi testado. O projeto modificado incorporou um elemento a montante que inclui uma curvatura no canal em combinação com a diluição no chip para obter a focalização da amostra na dimensão Z (ou seja, de cima para baixo, em relação à direção de deslocamento). Os parâmetros para a curvatura deste elemento a montante foram 200pm de raio e 100pm de largura (R200W100), 300pm de raio e 100pm de largura (R300W75) e 500pm de raio e 100pm de largura (R500W100). A diluição foi testada com uma diluição de 5%, 10%, 12,5% e 20%. A parte de focalização inercial do projeto modificado é idêntica ao projeto de focalização inercial testado no Exemplo 1 e as medições relatadas na Tabela 2 incluem largura da corrente de núcleo, porcentagem plana e porcentagem de borda. Tabela 2 68% de largura de 95% de largura de 100% de largura % de Borda Dimensões núcleo % de Plano núcleo de núcleo 5/10/12,5/20 % de de curvatura diluição
5/10/12.,5/20% 5/10/12,5/20% 5/10/12,5/20% 5/10/12,5/20 diluição (ao vivo.) diluição diluição % de diluição 13,3/14,1/14,0/13, 6µm R200W10 7,7/8,5/7,9/8,1µm 53/53/51/47% 11/16/15/19% 3,9/4,3/3,9/40,0µm (4,0) . 0 (8,0) (51%) (15%) (13,8) - -/3,6/3,8/4,0µm -/7,1/7,5/8 -/58/54/52% -/10/9/7% /10,1/12,4/14,1µm R300W75 (3,8) (7,5) (54%) (8%) (12,2) 4,2/3,5/6,3/4,8µ R500W10 8,4/7,0/12,5/9,5µm 18,3/7,8/16,4/12,0 65/57/58/62% 11/8/11/13% m 0 (9,4) (13,6) (60%) (11%) (4,7) Exemplo 3
[041] Em outro aspecto, foi testado o projeto modificado diferente, que incorporou um elemento a jusante que inclui uma curvatura no canal sem qualquer diluição no chip (Figura 1B). Em outro aspecto, a região secundária a jusante do canal de focalização inercial neste projeto incluiu uma entrada secundária para ajustar potencialmente o ponto de entrada das células na seção curva do elemento de deriva, embora este elemento não tenha sido utilizado durante o teste. Os dados na Tabela 3 fornecem o mesmo tipo de resultados obtidos para os projetos de focalização inercial modificados e não modificados discutidos nos exemplos anteriores. As medições foram feitas usando uma taxa de fluxo de 300pl / min. Tabela 3 68% de largura de 95% de largura de 100% de largura de % de % de Borda núcleo núcleo núcleo Plano 8 µm 16µm 20 µm (50%) (11%) Embora concretizações ilustrativas tenham sido ilustradas e descritas, será apreciado que várias alterações podem ser feitas nas mesmas, sem se afastar do espírito e do escopo da invenção.
Claims (5)
1. Sistema microfluídico para focalizar partículas suspensas em um fluido, caracterizado pelo fato de que compreende: um ou mais substratos; um canal de focalização formado em um ou mais substratos e abrangendo um comprimento de uma entrada a uma saída para receber um fluxo de partículas suspensas em fluido, as partículas têm um diâmetro (a) e o canal de focalização tem um diâmetro hidráulico (Dh), em que: a. em que a razão do diâmetro de partícula para a área de seção transversal do canal (a / Dh) está entre aproximadamente 0,03 e aproximadamente 0, 06, e / ou b. em que a razão de curvatura (parâmetro crítico; "r") para a curvatura hidrodinâmica (Dh) definida pela fórmula 2ra2 / Dh3 é menor que aproximadamente 0,03.
2. Sistema microfluídico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o microcanal compreende um segmento curvado repetidamente.
3. Sistema microfluídico, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o segmento curvado repetidamente compreende uma série de repetição de seções curvas de formato idêntico.
4. Sistema microfluídico, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que as seções curvas de formato idêntico são de formato assimétrico.
5. Sistema microfluídico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que as partículas compreendem esperma bovino.
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