BR122022016692B1

BR122022016692B1 - FLUID TESTING SYSTEM

Info

Publication number: BR122022016692B1
Application number: BR122022016692-0A
Authority: BR
Inventors: Jordi Carrera Fabra; Mathias Kuphal; Rafael Bru Gibert; Anna Comengés Casas
Original assignee: Stat-Diagnostica & Innovation, S.L
Priority date: 2015-07-17
Filing date: 2016-07-15
Publication date: 2023-08-22

Abstract

São apresentados um sistema de teste fluídico e método para uso. Sistema de teste fluídico inclui um canal micro fluídico, uma primeira câmara e segunda câmara. O canal micro fluídico tem apenas um orifício para a introdução e/ou extração de fluido através do canal micro fluídico. A primeira câmara está disposta em uma extremidade de terminal do canal micro fluídico. A segunda câmara está acoplada ao canal fluídico e está alinhada de modo que cada abertura para a segunda câmara seja configurada para ser alinhada substancialmente paralela a um vetor de gravidade durante operação.A fluidic test system and method for use are presented. Fluidic test system includes a microfluidic channel, a first chamber and second chamber. The micro fluidic channel has only one orifice for the introduction and/or extraction of fluid through the micro fluidic channel. The first chamber is disposed at a terminal end of the microfluidic channel. The second chamber is coupled to the fluidic channel and is aligned such that each opening for the second chamber is configured to be aligned substantially parallel to a gravity vector during operation.

Description

FUNDAMENTALS Field

[001] Modalidades da presente invenção se referem ao campo de instrumentos de diagnósticos clínicos.[001] Embodiments of the present invention relate to the field of clinical diagnostic instruments.

Background

[002] Dada a complexidade da automação de técnicas de teste e imunoensaio moleculares, há uma carência de produtos que proporcionem desempenhos adequados para ser clinicamente utilizáveis em ajustes de teste próximos do paciente. Testes moleculares típicos incluem vários processos envolvendo a dosagem correta de reagentes, introdução de amostras, lise de células para extrair DNA ou RNA, etapas de purificação, e amplificação para sua subsequente detecção. Mesmo que existam plataformas robóticas de laboratório central que automatizam alguns destes processos, para muitos testes que requerem um tempo de resposta curto, o laboratório central não pode fornecer os resultados nos requisitos de tempo necessários.[002] Given the complexity of automating molecular testing and immunoassay techniques, there is a lack of products that provide adequate performance to be clinically usable in test settings close to the patient. Typical molecular tests include several processes involving the correct dosage of reagents, introduction of samples, lysis of cells to extract DNA or RNA, purification steps, and amplification for subsequent detection. Even though there are central laboratory robotic platforms that automate some of these processes, for many tests that require a short turnaround time, the central laboratory cannot provide results in the necessary time requirements.

[003] Porém, é difícil implementar sistemas em um ambiente clinico que forneça resultados precisos, confiáveis a um custo razoável. Dada a natureza complicada de várias técnicas de teste molecular, os resultados são sujeitos a erro se os parâmetros de teste não forem cuidadosamente controlados ou se as condições ambientais não forem ideais.[003] However, it is difficult to implement systems in a clinical environment that provide accurate, reliable results at a reasonable cost. Given the complicated nature of many molecular testing techniques, results are prone to error if test parameters are not carefully controlled or if environmental conditions are not ideal.

[004] O fato de que técnicas moleculares têm níveis de sensibilidade excepcionais em concentrações mais baixas do que os métodos de referência anteriores, torna bastante difícil obter conclusões clinicamente relevantes, enquanto se evita chamadas errôneas com falsos positivos. Para minimizar este problema, especialmente para a detecção de microorganismos patogênicos, testes devem ter capacidade de quantificação. Tornou-se, portanto, crescentemente necessário realizar ensaios e conjuntos de testes multiplexados para consolidar dados o bastante para tirar conclusões confiáveis. Embora técnicas tais como imunoensaios em microconjunto proporcionem capacidade de multiplexação muito alta, sua principal limitação é a baixa velocidade para obter os resultados, o que frequentemente não tem nenhum impacto positivo na gestão do paciente.[004] The fact that molecular techniques have exceptional sensitivity levels at lower concentrations than previous reference methods makes it quite difficult to obtain clinically relevant conclusions, while avoiding erroneous calls with false positives. To minimize this problem, especially for the detection of pathogenic microorganisms, tests must have quantification capacity. It has therefore become increasingly necessary to perform multiplexed assays and test suites to consolidate enough data to draw reliable conclusions. Although techniques such as microarray immunoassays provide very high multiplexing capacity, their main limitation is the slow speed of obtaining results, which often has no positive impact on patient management.

BRIEF SUMMARY

[005] Um sistema de teste fluídico e método de uso são apresentados. O controle de fluido simultâneo de cada sítio de teste pode reduzir o tempo de teste e acentuar a probabilidade de obter resultados repetíveis dentre os vários sítios de teste.[005] A fluidic test system and method of use are presented. Simultaneous fluid control of each test site can reduce testing time and increase the likelihood of obtaining repeatable results across multiple test sites.

[006] Em uma modalidade, um sistema de teste fluídico inclui um canal microfluídico, uma primeira câmara e uma segunda câmara. O canal microfluídico tem só um orifício para a introdução e/ou extração de fluido através do canal microfluídico. A primeira câmara é disposta em uma extremidade terminal do canal microfluídico. A segunda câmara é acoplada ao canal fluídico e é alinhada de maneira tal que cada abertura para a segunda câmara é configurada para ficar alinhada substancialmente paralela a um vetor de gravidade durante a operação.[006] In one embodiment, a fluidic test system includes a microfluidic channel, a first chamber, and a second chamber. The microfluidic channel has only one orifice for the introduction and/or extraction of fluid through the microfluidic channel. The first chamber is arranged at a terminal end of the microfluidic channel. The second chamber is coupled to the fluidic channel and is aligned such that each opening for the second chamber is configured to be aligned substantially parallel to a gravity vector during operation.

[007] Um método exemplificativo é descrito. O método inclui escoar um líquido através do único orifício de um canal microfluídico até que o líquido atinja um ou mais reagentes armazenados em uma primeira câmara acoplada ao canal microfluídico. Depois disso, o método inclui ressuspender pelo menos uma porção do um ou mais reagentes dentro do líquido para forma um líquido visado. O líquido alvo é então escoado através do canal microfluídico e afastando-se da primeira câmara. O método então inclui escoar o líquido alvo para trás e para frente dentro do canal microfluídico, de maneira tal que o líquido alvo escoa através de uma segunda câmara acoplada ao canal microfluídico. O método inclui reagir pelo menos uma porção do um ou mais reagentes ressuspensos dentro do líquido alvo com um ou mais reagentes dispostos dentro da segunda câmara e escoar o líquido alvo para fora do canal microfluídico via o único orifício do canal microfluídico.[007] An exemplary method is described. The method includes flowing a liquid through the single orifice of a microfluidic channel until the liquid reaches one or more reagents stored in a first chamber coupled to the microfluidic channel. Thereafter, the method includes resuspending at least a portion of the one or more reactants within the liquid to form a targeted liquid. The target liquid is then flowed through the microfluidic channel and away from the first chamber. The method then includes flowing the target liquid back and forth within the microfluidic channel such that the target liquid flows through a second chamber coupled to the microfluidic channel. The method includes reacting at least a portion of the one or more reagents resuspended within the target liquid with one or more reagents disposed within the second chamber and flowing the target liquid out of the microfluidic channel via the single orifice of the microfluidic channel.

[008] Em uma outra modalidade, um sistema de teste fluídico inclui um canal microfluídico, uma pluralidade de câmaras, e uma câmara disposta em uma extremidade terminal do canal microfluídico. O canal microfluídico tem um único orifício para a introdução e/ou extração de fluido através do canal microfluídico. Cada uma dentre a pluralidade de câmaras é acoplada ao canal microfluídico em uma disposição em série, de maneira tal que um comprimento de cada uma dentre a pluralidade de câmaras é alinhado substancialmente paralelo104 a um vetor de gravidade.[008] In another embodiment, a fluidic test system includes a microfluidic channel, a plurality of chambers, and a chamber disposed at a terminal end of the microfluidic channel. The microfluidic channel has a single orifice for the introduction and/or extraction of fluid through the microfluidic channel. Each of the plurality of chambers is coupled to the microfluidic channel in a series arrangement such that a length of each of the plurality of chambers is aligned substantially parallel to a gravity vector.

BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS/FIGURES

[009] Os desenhos anexos, que são incorporados aqui fazem parte do relatório descritivo, ilustram modalidades da presente invenção e, junto com a descrição, servem ainda para explicar os princípios da invenção e para habilitar uma pessoa especializada na técnica pertinente preparar e usar a invenção.[009] The attached drawings, which are incorporated herein are part of the specification, illustrate embodiments of the present invention and, together with the description, further serve to explain the principles of the invention and to enable a person skilled in the relevant art to prepare and use the invention.

[0010] A FIG. 1A é uma representação gráfica de um sistema de cartucho de teste, de acordo com uma modalidade.[0010] FIG. 1A is a graphical representation of a test cartridge system, in accordance with one embodiment.

[0011] A FIG. 1B exibe uma outra vista do sistema de cartucho de teste, de acordo com uma modalidade.[0011] FIG. 1B shows another view of the test cartridge system, in accordance with one embodiment.

[0012] A FIG. 2 ilustra um sistema de teste fluídico, de acordo com uma modalidade.[0012] FIG. 2 illustrates a fluidic test system, according to one embodiment.

[0013] A FIG. 3 ilustra uma pluralidade de sistemas de teste fluídico, de acordo com uma modalidade.[0013] FIG. 3 illustrates a plurality of fluidic test systems, in accordance with one embodiment.

[0014] As FIGs. 4A-4B ilustram vistas de um sistema de teste fluídico, de acordo com algumas modalidades.[0014] FIGS. 4A-4B illustrate views of a fluidic test system, in accordance with some embodiments.

[0015] A FIG. 5 ilustra um outro sistema de teste fluídico, de acordo com uma modalidade.[0015] FIG. 5 illustrates another fluidic test system, according to one embodiment.

[0016] A FIG. 6 ilustra um método de teste fluídico exemplificativo, de acordo com uma modalidade.[0016] FIG. 6 illustrates an exemplary fluidic test method, according to one embodiment.

[0017] Modalidades da presente invenção serão descritas com referência aos desenhos anexos.[0017] Embodiments of the present invention will be described with reference to the attached drawings.

DETAILED DESCRIPTION

[0018] Embora configurações e disposições específicas sejam, discutidas, deve ficar entendido que isto é feito para finalidades ilustrativas apenas. Uma pessoa especializada na técnica pertinente vai reconhecer que outras configurações e disposições podem ser usadas sem sair do espírito e escopo da presente invenção. Vai ficar evidente par uma pessoa especializada na técnica pertinente que esta invenção pode também ser empregada em uma variedade de outras aplicações.[0018] Although specific configurations and arrangements are discussed, it should be understood that this is done for illustrative purposes only. A person skilled in the relevant art will recognize that other configurations and arrangements may be used without departing from the spirit and scope of the present invention. It will be apparent to a person skilled in the relevant art that this invention can also be employed in a variety of other applications.

[0019] É notado que referências no relatório descritivo a "uma modalidade" "uma modalidade exemplificativa" etc., indicam que a modalidade descrita pode incluir um aspecto, estrutura ou característica particular, mas cada modalidade pode não necessariamente incluir o aspecto, estrutura ou característica particular. Ademais, estas frases não necessariamente se referem à mesma modalidade. Além disso, quando um aspecto, estrutura ou característica particular é descrito em associação com uma modalidade, ele vai estar dentro do conhecimento de um especialista na técnica para realizar este aspecto, estrutura ou característica em associação com outras modalidades sejam ele ou não explicitamente descrito.[0019] It is noted that references in the specification to "an embodiment", "an exemplary embodiment", etc., indicate that the described embodiment may include a particular aspect, structure or characteristic, but each embodiment may not necessarily include the aspect, structure or particular characteristic. Furthermore, these phrases do not necessarily refer to the same modality. Furthermore, when a particular aspect, structure or characteristic is described in association with an embodiment, it will be within the knowledge of one skilled in the art to realize this aspect, structure or characteristic in association with other modalities whether or not it is explicitly described.

[0020] Algumas modalidades descritas aqui se referem a um sistema microfluídico integrado dentro de um sistema de cartucho de teste para realizar uma variedade de testes moleculares, tais como imunoensaios, PCR, hibridização de DNA, etc. Em uma modalidade, o cartucho de teste integra todos os componentes necessários para realizar tais testes em uma única embalagem descartável. O cartucho de teste pode ser configurado para ser analisado por um sistema de medição externo que fornece dados relacionados às reações que têm lugar dentro do cartucho de teste. Em uma modalidade, o cartucho de teste inclui uma pluralidade de câmaras de teste com uma janela transparenta para realizar detecção óptica com cada câmara de teste.[0020] Some embodiments described herein relate to a microfluidic system integrated within a test cartridge system to perform a variety of molecular tests, such as immunoassays, PCR, DNA hybridization, etc. In one embodiment, the test cartridge integrates all components necessary to perform such tests into a single disposable package. The test cartridge can be configured to be analyzed by an external measurement system that provides data related to reactions taking place within the test cartridge. In one embodiment, the test cartridge includes a plurality of test chambers with a transparent window for performing optical detection with each test chamber.

[0021] Em um exemplo, um single cartucho de teste pode ser usado para realizar uma série de imunoensaios com uma dada amostra. O cartucho de teste contém todos os tampões, reagentes e rótulos necessários retidos em câmaras vedadas integradas no cartucho para realizar os imunoensaios.[0021] In one example, a single test cartridge can be used to perform a series of immunoassays with a given sample. The test cartridge contains all necessary buffers, reagents and labels held in sealed chambers integrated into the cartridge to perform immunoassays.

[0022] Uma das principais limitações da instrumentação de diagnóstico molecular é o problema associado com contaminação tal como contaminação cruzada, contaminação por transporte, etc. Modalidades descritas aqui substancialmente eliminam por projeto a contaminação de amostras pelo instrumento.[0022] One of the main limitations of molecular diagnostic instrumentation is the problem associated with contamination such as cross-contamination, transport contamination, etc. Embodiments described here substantially eliminate by design contamination of samples by the instrument.

[0023] Em uma modalidade, o cartucho de teste oferece um líquido autocontido ou reagentes secos vedados durante o processo de fabricação. Os reagentes e a amostra introduzida não entram em contato com o ambiente ou com qualquer parte do instrumento. Este aspecto do cartucho de teste é também importante para muitos laboratórios e hospitais para descartar com segurança os produtos depois de seu uso.[0023] In one embodiment, the test cartridge provides self-contained liquid or dry reagents sealed during the manufacturing process. The reagents and introduced sample do not come into contact with the environment or any part of the instrument. This aspect of the test cartridge is also important for many laboratories and hospitals to safely dispose of products after use.

[0024] A fim de conduzir uma série de testes, o cartucho de teste contém uma pluralidade de câmaras de teste assim como as uma pluralidade de canais fluídicos. Os canais fluídicos podem ser projetados para conectar as várias câmaras de teste entre si e transferir líquido para outras porções do cartucho de teste. Os canais fluídicos podem ser projetados para facilitar a realização imunoensaios dentro de câmaras conectadas ao longo dos canais fluídicos.[0024] In order to conduct a series of tests, the test cartridge contains a plurality of test chambers as well as a plurality of fluidic channels. Fluidic channels can be designed to connect the various test chambers together and transfer liquid to other portions of the test cartridge. Fluidic channels can be designed to facilitate performing immunoassays within chambers connected along the fluidic channels.

[0025] Alguns detalhes relativos aos componentes do sistema de cartucho de teste são descritos aqui com referências feitas às figuras. Deve ficar entendido que as ilustrações de cada componente físico não significam que elas são limitativas e que uma pessoa tendo especialização na(s) técnica(s) relevante(s) dada(s) a descrição aqui vai reconhecer modos de rearranjar ou alterar de outro modo qualquer um dos componentes sem desviar do escopo ou espírito da invenção. Uma explicação mais detalhada do sistema de cartucho de teste pode ser encontrada no pedido copendente US 13/836.845, cuja descrição é incorporada por referência aqui na sua totalidade.[0025] Some details relating to the components of the test cartridge system are described here with references made to the figures. It should be understood that the illustrations of each physical component do not imply that they are limiting and that a person having expertise in the relevant technique(s) given the description here will recognize ways to rearrange or alter otherwise any of the components without departing from the scope or spirit of the invention. A more detailed explanation of the test cartridge system can be found in copending application US 13/836,845, the description of which is incorporated by reference herein in its entirety.

[0026] A FIG. 1A ilustra um sistema de cartucho de teste exemplificativo 100, de acordo com uma modalidade. O sistema de cartucho de teste 100 inclui um alojamento de cartucho 102, que pode alojar uma variedade de câmaras fluídicas, canais e reservatórios. Amostras podem ser introduzidas no alojamento de cartucho 102 via um orifício para amostra 104, de acordo com uma modalidade. Em um exemplo, o orifício para amostra 104 recebe amostras sólidas, semissólidas ou líquidas. O orifício para amostra 104 pode também ser projetado para receber uma agulha de uma seringa a fim de injetar uma amostra em uma câmara ou canal fluídico dentro de alojamento de cartucho 102. Em uma outra modalidade, o alojamento de cartucho 102 inclui mais do que uma entrada para introduzir amostras. Mais detalhes a respeito das várias câmaras e canais o sistema de cartucho 100 podem ser encontrados no pedido copendente US 13/836.845.[0026] FIG. 1A illustrates an exemplary test cartridge system 100, in accordance with one embodiment. The test cartridge system 100 includes a cartridge housing 102, which can house a variety of fluidic chambers, channels, and reservoirs. Samples may be introduced into the cartridge housing 102 via a sample port 104, according to one embodiment. In one example, sample port 104 receives solid, semisolid, or liquid samples. Sample port 104 may also be designed to receive a needle from a syringe for injecting a sample into a fluidic chamber or channel within cartridge housing 102. In another embodiment, cartridge housing 102 includes more than one input to introduce samples. More details regarding the various chambers and channels in the cartridge system 100 can be found in co-pending application US 13/836,845.

[0027] De acordo com uma modalidade, o sistema de cartucho 100 pode incluir uma câmara de transferência que se move lateralmente ao longo de uma guia 106 dentro do alojamento de cartucho 102. Esta câmara de transferência pode ser usada para alinhar vários orifícios para fluido com a câmara de transferência e movimento de controle do fluido através de todos os vários canais fluídicos e câmaras do sistema de cartucho 100.[0027] According to one embodiment, the cartridge system 100 may include a transfer chamber that moves laterally along a guide 106 within the cartridge housing 102. This transfer chamber may be used to align multiple fluid ports with the transfer chamber and controlling movement of the fluid through all of the various fluidic channels and chambers of the cartridge system 100.

[0028] O sistema de cartucho 100 inclui um ou mais furos passantes 108 de acordo com uma modalidade. Os furos passantes 108 podem estar localizados sobre uma porção mais fina do sistema de cartucho 100. Em um exemplo, esta porção mais fina está localizada afastada de muitas das câmaras de fluido dentro do alojamento de cartucho 102. Os furos passantes 108 permitem que vários reagentes sejam colocados dentro destes furos passantes 108, “tampando” efetivamente os furos. Desta maneira, os reagentes podem ser dispostos sobre pequenos tampões que se encaixam justamente dentro dos furos passantes 108. Exemplos de reagentes podem incluir anticorpos imobilizados, proteínas, enzimas e DNA ou RNA de filamento único ou filamento duplo. Uma vedação de gaxeta pode ser usada em torno das bordas do tampão para assegurar um encaixe substancialmente à prova de vazamento. Mais detalhes destes tampões são descritos abaixo com referência à FIG. 4.[0028] The cartridge system 100 includes one or more through holes 108 according to one embodiment. The through holes 108 may be located over a thinner portion of the cartridge system 100. In one example, this thinner portion is located away from many of the fluid chambers within the cartridge housing 102. The through holes 108 allow various reagents are placed within these through holes 108, effectively “plugging” the holes. In this way, reagents can be arranged on small plugs that fit tightly within the through holes 108. Examples of reagents can include immobilized antibodies, proteins, enzymes, and single-stranded or double-stranded DNA or RNA. A gasket seal may be used around the edges of the plug to ensure a substantially leak-proof fit. Further details of these buffers are described below with reference to FIG. 4.

[0029] A FIG. 1B ilustra uma vista de um lado posterior do sistema de cartucho de teste exemplificativo 100, de acordo com uma modalidade. Numerosos canais fluídicos podem ser vistos dentro do alojamento de cartucho 102. Em um exemplo, estes canais fluídicos são canais microfluídicos, onde o fluxo de fluido através dos canais está no regime de fluxo laminar. Desta maneira, as dimensões dos canais microfluídicos podem ter seções transversais de menos do que, por exemplo, 5 mm2, menos do que 1 mm2, menos do que 10000 μm2, menos do que 5.000 μm2, menos do que 1.000 μm2 ou menos do que 500 μm2.[0029] FIG. 1B illustrates a rear side view of the exemplary test cartridge system 100, in accordance with one embodiment. Numerous fluidic channels can be seen within the cartridge housing 102. In one example, these fluidic channels are microfluidic channels, where the fluid flow through the channels is in the laminar flow regime. In this way, the dimensions of microfluidic channels can have cross sections of less than, for example, 5 mm2, less than 1 mm2, less than 10000 μm2, less than 5000 μm2, less than 1000 μm2 or less than 500μm2.

[0030] De acordo com uma modalidade, várias áreas de teste fluídico são incorporadas dentro do alojamento de cartucho 102. Por exemplo, uma área de teste 110 pode incluir uma pluralidade de sistemas de teste fluídicos, cada um tendo uma abertura 112 que é alinhada com um dos furos passantes 108 a partir do outro lado do cartucho de teste 100. Desta maneira, cada uma das aberturas 112, quando tampada com reagentes, define uma câmara de teste para vários testes biológicos e químicos. Estes testes podem envolver imunoensaios, interações de enzima, respostas celulares ou hibridização de DNA, para nomear apenas uns poucos. Outros testes a serem realizados vão ser evidentes para um de especialização normal na técnica dada a presente descrição. Mais detalhes acerca de cada um dos sistemas de teste ilustrados na área de teste 110 são descritos abaixo com referência à FIG. 2.[0030] According to one embodiment, a plurality of fluidic test areas are incorporated within the cartridge housing 102. For example, a test area 110 may include a plurality of fluidic test systems, each having an opening 112 that is aligned with one of the through holes 108 from the other side of the test cartridge 100. In this way, each of the openings 112, when plugged with reagents, defines a test chamber for various biological and chemical tests. These tests may involve immunoassays, enzyme interactions, cellular responses, or DNA hybridization, to name just a few. Other tests to be performed will be evident to one of normal skill in the technique given the present description. More details about each of the test systems illustrated in test area 110 are described below with reference to FIG. two.

[0031] Uma outra área fluídica 114 inclui uma pluralidade de câmaras conectada em um arranjo em série, de acordo com uma modalidade. Estas câmaras podem ser usadas para diluições e para proporcionar concentrações de dosagem precisas para outras câmaras e canais fluídicos dentro do sistema. Mais detalhes a respeito da área fluídica ilustrada 114 são descritos abaixo com referência à FIG. 5. Outros vários canais fluídicos 116 também são mostrados e podem ser usados para guiar fluido entre várias câmaras dentro do alojamento de cartucho 102, e fluido para as/a partir das várias câmaras para qualquer um dos canais mostrados na área de teste 110 ou área fluídica 114.[0031] Another fluidic area 114 includes a plurality of chambers connected in a series arrangement, according to one embodiment. These chambers can be used for dilutions and to provide precise dosage concentrations to other chambers and fluidic channels within the system. Further details regarding the illustrated fluidic area 114 are described below with reference to FIG. 5. Various other fluidic channels 116 are also shown and may be used to guide fluid between various chambers within the cartridge housing 102, and fluid to/from the various chambers to any of the channels shown in the test area 110 or area fluidics 114.

[0032] A FIG. 2 ilustra um exemplo de um sistema de teste fluídico 200, de acordo com uma modalidade. Um vetor de gravidade é também mostrado para fornecer a orientação em que o sistema de teste fluídico 200 é projetado para ser usado para efetividade máxima, de acordo com um exemplo. Outras orientações podem também ser possíveis, embora as outras orientações possam causar a formação de bolhas de ar indesejadas dentro dos canais.[0032] FIG. 2 illustrates an example of a fluidic test system 200, in accordance with one embodiment. A gravity vector is also shown to provide guidance in which the fluidic test system 200 is designed to be used for maximum effectiveness, according to one example. Other orientations may also be possible, although other orientations may cause unwanted air bubbles to form within the channels.

[0033] O sistema de teste fluídico 200 inclui um canal microfluídico 202 tendo apenas um orifício 204, de acordo com uma modalidade. A outra extremidade de canal microfluídico 202 termina em uma câmara fechada 216. Esta câmara fechada age como um reservatório para o ar que é aprisionado dentro do canal microfluídico 202 à medida que fluido é impelido através do canal microfluídico 202 via o orifício 204. A inclusão da câmara fechada 216 substitui a necessidade de usar um exaustor para permitir que o ar escape do sistema. Não ter um exaustor proporciona vantagens tais como reduzir a probabilidade de vazamento e contaminação.[0033] The fluidic test system 200 includes a microfluidic channel 202 having only one orifice 204, according to one embodiment. The other end of microfluidic channel 202 terminates in a closed chamber 216. This closed chamber acts as a reservoir for air that is trapped within the microfluidic channel 202 as fluid is propelled through the microfluidic channel 202 via the orifice 204. The inclusion of the closed chamber 216 replaces the need to use an exhaust fan to allow air to escape the system. Not having an exhaust fan provides advantages such as reducing the likelihood of leaks and contamination.

[0034] O canal microfluídico 202 pode ter uma ou mais câmaras ou áreas alargadas dispostas ao longo de um comprimento de canal microfluídico 202. Por exemplo, o canal microfluídico 202 pode incluir um ou mais alargamentos de canal 206, tais como 206a e 206b. Os alargamentos de canal 206a e 206b podem agir como áreas sensoras de líquido. Desta maneira, os alargamentos de canal 206a e 206b podem ser usados junto com uma ou mais sondas ópticas externas para determine se ou não líquido está presente dentro dos alargamentos de canal 206a e 206b. Esta determinação pode ser usada para ativar outras funções do cartucho de sistema de teste 100. Em uma outra modalidade, os alargamentos de canal 206a e 206b podem incluir sensores integrados, tais como um sensor resistivo padronizado, para indicar a presença ou vazão do fluido.[0034] The microfluidic channel 202 may have one or more chambers or flared areas arranged along a length of microfluidic channel 202. For example, the microfluidic channel 202 may include one or more channel flares 206, such as 206a and 206b. Channel flares 206a and 206b can act as liquid sensing areas. In this way, channel flares 206a and 206b can be used together with one or more external optical probes to determine whether or not liquid is present within channel flares 206a and 206b. This determination may be used to activate other functions of the test system cartridge 100. In another embodiment, channel flares 206a and 206b may include integrated sensors, such as a standardized resistive sensor, to indicate the presence or flow rate of fluid.

[0035] O canal microfluídico 202 pode também ser acoplado com uma câmara de mistura 208. Em uma modalidade, a câmara de mistura 208 tem uma dimensão de seção transversal maior do que o canal microfluídico 202. Esta dimensão de seção transversal maior pode ser escolhida de maneira tal que o regime de fluido dentro da câmara de mistura 208 não é mais laminar, mas turbulento. Variando a pressão aplicada ao orifício 204, uma solução de amostra pode ser movida para trás e para frente dentro da câmara de mistura 208, assim proporcionando uma misturação passiva do fluido. De acordo com uma modalidade, a câmara de mistura 208 é alinhada de maneira tal que as aberturas para a câmara de mistura 208 são substancialmente alinhadas com o vetor de gravidade. Este alinhamento ajuda a reduzir a criação de bolhas de ar dentro da câmara à medida que o fluido está sendo misturado.[0035] The microfluidic channel 202 can also be coupled with a mixing chamber 208. In one embodiment, the mixing chamber 208 has a larger cross-sectional dimension than the microfluidic channel 202. This larger cross-sectional dimension can be chosen such that the fluid regime within the mixing chamber 208 is no longer laminar, but turbulent. By varying the pressure applied to orifice 204, a sample solution can be moved back and forth within mixing chamber 208, thereby providing passive mixing of the fluid. According to one embodiment, the mixing chamber 208 is aligned such that the openings for the mixing chamber 208 are substantially aligned with the gravity vector. This alignment helps reduce the creation of air bubbles within the chamber as the fluid is being mixed.

[0036] O canal microfluídico 202 também inclui uma câmara de teste 210. Em um exemplo, a câmara de teste 210 fica localizada mais a jusante do que a câmara de mistura 208 dentro do canal microfluídico 202. A câmara de teste 210 pode ser alinhada sobre um dos furos passantes 108 ilustrados na FIG. 1A. Desta maneira, reagentes podem ser colocados dentro da câmara de teste 210 “tapando” um lado da câmara de teste 210, pelo uso de um inserto tempão como ilustrado na FIG. 4. A geometria de câmara de teste 210 permite uma grande área de superfície para interação com vários reagentes na câmara de teste 210. Por exemplo, o diâmetro da câmara de teste 210 pode ser escolhido para ser substancialmente similar àquele de uma única placa de uma placa de 96 cavidades, placa de 24 cavidades, placa de 48 cavidades ou placa de 384 cavidades de tamanho padrão. O volume de fluido dentro da câmara de teste 210 pode ser menor do que 50 μL. Em um exemplo, o volume de fluido dentro da câmara de teste 210 fica entre 10 e 30 μL. O volume da câmara de teste 210 pode ser projetado grande o bastante para ser completamente preenchido por uma solução de amostra de 50 μL. Em uma modalidade, as aberturas de câmara de teste 210 são alinhadas substancialmente paralelas ao vetor de gravidade. Com as aberturas alinhadas desta maneira, a câmara pode ser colocada ao longo do canal fluídico de maneira tal que fluido pode preencher a câmara de baixo para cima. Preenchendo a câmara de teste 210 desta maneira, a geração de bolhas de ar pode ser reduzida. Em uma modalidade, a câmara de teste 210 pode incluir uma pluralidade de contas pata aumentar a área de superfície para interação do reagente. Variando a pressão aplicada ao orifício 204, a solução de amostra pode ser movida para trás e para frente dentro da câmara de teste 210, para maximizar a interação entre os reagentes imobilizados dentro da câmara de teste 210 e os reagentes dentro da solução de amostra.[0036] The microfluidic channel 202 also includes a test chamber 210. In one example, the test chamber 210 is located further downstream than the mixing chamber 208 within the microfluidic channel 202. The test chamber 210 can be aligned over one of the through holes 108 illustrated in FIG. 1A. In this way, reagents can be placed into the test chamber 210 by “covering” one side of the test chamber 210, by use of a buffer insert as illustrated in FIG. 4. The geometry of test chamber 210 allows for a large surface area for interaction with various reagents in test chamber 210. For example, the diameter of test chamber 210 can be chosen to be substantially similar to that of a single plate of a 96-well plate, 24-well plate, 48-well plate or standard size 384-well plate. The volume of fluid within the test chamber 210 may be less than 50 μL. In one example, the volume of fluid within the test chamber 210 is between 10 and 30 μL. The volume of the test chamber 210 can be designed large enough to be completely filled with a 50 μL sample solution. In one embodiment, test chamber openings 210 are aligned substantially parallel to the gravity vector. With the openings aligned in this manner, the chamber can be placed along the fluidic channel in such a manner that fluid can fill the chamber from bottom to top. By filling the test chamber 210 in this manner, the generation of air bubbles can be reduced. In one embodiment, the test chamber 210 may include a plurality of beads to increase the surface area for reagent interaction. By varying the pressure applied to orifice 204, the sample solution can be moved back and forth within the test chamber 210 to maximize the interaction between the reagents immobilized within the test chamber 210 and the reagents within the sample solution.

[0037] A dimensão de seção transversal maior da câmara de teste 210 pode ser escolhida de maneira al que o regime de fluido dentro da câmara de teste 210 não é mais laminar, mas turbulento. Este fluxo turbulento aumenta a cinética de reação entre reagentes imobilizados na câmara de teste 210 e reagentes dentro da solução. De acordo com uma modalidade, a câmara de teste 210 é alinhada de maneira tal que as aberturas para a câmara de teste 210 são substancialmente alinhadas com o vetor de gravidade. Este alinhamento ajuda a reduzir a criação de bolhas de ar dentro da câmara 'medida que a solução de amostra é movida para trás e para frente na câmara de teste 210.[0037] The largest cross-sectional dimension of the test chamber 210 can be chosen so that the fluid regime within the test chamber 210 is no longer laminar, but turbulent. This turbulent flow increases the reaction kinetics between reactants immobilized in the test chamber 210 and reactants within the solution. According to one embodiment, the test chamber 210 is aligned such that the openings for the test chamber 210 are substantially aligned with the gravity vector. This alignment helps reduce the creation of air bubbles within the chamber as the sample solution is moved back and forth in the test chamber 210.

[0038] A detecção de interações de reagente dentro da câmara de teste 210 pode ocorrer usando uma fonte óptica externa e fotodetector acoplados a um analisador em que o sistema de cartucho de teste 100 é colocado. Assim, quaisquer paredes ou tampas da câmara de teste 210 podem ser transparentes para permitir detecção óptica. Em um exemplo, o fotodetector mede absorbância através do líquido dentro da câmara de teste 210 em um ou mais comprimentos de onda. Em um outro exemplo, o fotodetector mede um sinal de fluorescência gerado a partir de um composto fluorescente dentro da câmara de teste 210. Em uma modalidade, as medições fluorescência são tomadas a partir de baixo da câmara de teste 210. A câmara de teste 210 pode ser adaptada para outros meios de detecção, e.g., eletroquímicos, eletromecânicos, ressonância em plasmon de superfície, fluorescência resolvida no tempo, etc.[0038] Detection of reagent interactions within the test chamber 210 can occur using an external optical source and photodetector coupled to an analyzer in which the test cartridge system 100 is placed. Thus, any walls or lids of the test chamber 210 may be transparent to allow optical detection. In one example, the photodetector measures absorbance across the liquid within the test chamber 210 at one or more wavelengths. In another example, the photodetector measures a fluorescence signal generated from a fluorescent compound within the test chamber 210. In one embodiment, fluorescence measurements are taken from below the test chamber 210. The test chamber 210 it can be adapted to other detection means, e.g., electrochemical, electromechanical, surface plasmon resonance, time-resolved fluorescence, etc.

[0039] Uma câmara de armazenamento 212 pode estar localizada ao longo do canal microfluídico 202 e mais a jusante da câmara de teste 210. A câmara de armazenamento 212 pode incluir produtos químicos secos, tais como analitos congelados ou liofilizados. Em um outro exemplo, a câmara de armazenamento 212 inclui reagentes secos 214 ou amostras biológicas. As amostras biológicas podem ser secadas por congelamento dentro da câmara de armazenamento 212. Tais compostos biológicos ou químicos podem ser armazenados na câmara de armazenamento 212 por longos períodos de tempo antes do uso. As dimensões da câmara de armazenamento 212 podem ser projetadas para se ajustar especificamente ao tamanho dos reagentes secos 214 (tais como uma conta química seca), usualmente da ordem de uns poucos milímetros de diâmetro, de acordo com uma modalidade. Em um exemplo, o fluido puxado para a câmara de armazenamento 212 se mistura com os e ressuspende os reagentes secos 214 dentro do fluido. O líquido tendo os reagentes ressuspensos pode então ser puxados de volta para a câmara de teste 210 para análise.[0039] A storage chamber 212 may be located along the microfluidic channel 202 and further downstream of the test chamber 210. The storage chamber 212 may include dry chemicals, such as frozen or freeze-dried analytes. In another example, storage chamber 212 includes dried reagents 214 or biological samples. Biological samples may be freeze-dried within the storage chamber 212. Such biological or chemical compounds may be stored in the storage chamber 212 for extended periods of time prior to use. The dimensions of the storage chamber 212 can be designed to specifically fit the size of the dry reagents 214 (such as a dry chemical bead), usually on the order of a few millimeters in diameter, according to one embodiment. In one example, fluid drawn into storage chamber 212 mixes with and resuspends dry reactants 214 within the fluid. The liquid having the resuspended reagents can then be drawn back into the test chamber 210 for analysis.

[0040] As várias câmaras ao longo do canal microfluídico 202 podem ser estrategicamente colocadas dependendo da aplicação e do teste sendo conduzido. Por exemplo, na disposição ilustrada na FIG. 2, um líquido tampão pode ser forçado, via uma pressão positiva aplicada, através do orifício 204 e inteiramente em torno da câmara de armazenamento 212 para ressuspender os reagentes secos 214 dentro da solução tampão para formar uma solução de teste. Em seguida, a solução de teste pode ser puxada de volta através do canal microfluídico 202, via uma pressão negativa aplicada no orifício 204, ou liberando a pressão positiva aplicada anteriormente. A solução de teste pode ser trazida de volta inteiramente para o alargamento de canal 206a. Depois disso, o fluido pode ser forçado para trás e para frente entre o alargamento de canal 206a e a câmara de armazenamento 212 múltiplas vezes, passando através de tanto a câmara de mistura 208 quanto a câmara de teste 210. Desta maneira, o fluido continua a ser misturado via a câmara de mistura 208 enquanto interage com os reagentes capturados dentro da câmara de teste 210. No exemplo de um imunoensaio, anticorpos de captura são imobilizados dentro da câmara de teste 210 enquanto que proteínas presentes dentro da solução de teste são introduzidas nos anticorpos de captura. Uma reação de ligação pode indicar um resultado de teste positivo (e produzir um sinal florescente). Uma vez que a solução de teste foi introduzida bastante vezes através da câmara de teste 210, ela pode ser extraída para fora do orifício 204, e uma solução de lavagem diferente pode ser introduzida para lavar para fora qualquer material não ligado dentro da câmara de teste 210 (e.g., em um esforço para eliminar falsos positivos). A solução de lavagem pode ser introduzida sobre os analitos dentro da câmara de teste 210 sem ter de passar através da câmara de armazenamento 212. Isto é vantajoso na medida que evita possível ressuspensão de qualquer um dos produtos químicos deixados na câmara de armazenamento 212. Deve ficar entendido que este é apenas um exemplo de uso do sistema de teste fluídico 200, e que a disposição das câmaras pode ser mudada com base na aplicação.[0040] The various chambers along the microfluidic channel 202 can be strategically placed depending on the application and the test being conducted. For example, in the arrangement illustrated in FIG. 2, a buffer liquid may be forced, via an applied positive pressure, through the orifice 204 and entirely around the storage chamber 212 to resuspend the dried reagents 214 within the buffer solution to form a test solution. Then, the test solution can be drawn back through the microfluidic channel 202, via a negative pressure applied to the orifice 204, or by releasing the previously applied positive pressure. The test solution can be brought back entirely to the channel flare 206a. Thereafter, the fluid may be forced back and forth between the channel flare 206a and the storage chamber 212 multiple times, passing through both the mixing chamber 208 and the testing chamber 210. In this way, the fluid continues to be mixed via the mixing chamber 208 while interacting with the captured reagents within the test chamber 210. In the example of an immunoassay, capture antibodies are immobilized within the test chamber 210 while proteins present within the test solution are introduced in capture antibodies. A binding reaction can indicate a positive test result (and produce a fluorescent signal). Once the test solution has been introduced enough times through the test chamber 210, it can be drawn out of the orifice 204, and a different wash solution can be introduced to wash out any unbound material within the test chamber. 210 (e.g., in an effort to eliminate false positives). The wash solution can be introduced onto the analytes within the test chamber 210 without having to pass through the storage chamber 212. This is advantageous in that it prevents possible resuspension of any of the chemicals left in the storage chamber 212. It should It is understood that this is only one example of use of the fluidic test system 200, and that the arrangement of the chambers can be changed based on the application.

[0041] A FIG. 3 ilustra uma pluralidade de sistemas de teste fluídico conectados ao mesmo canal fluídico de entrada 302, de acordo com uma modalidade. O canal fluídico de entrada 302 inclui um único orifício 304 para a introdução e expulsão de líquido e para aplicar, ou aliviar, pressão para o líquido. O canal fluídico de entrada 302 pode ser acoplado a uma junção fluídica 306 onde um único canal fluídico de reparte em uma pluralidade de canais fluídicos. Em um exemplo, cada um dentre a pluralidade de canais fluídicos alimenta seu próprio sistema de teste 308. Embora apenas três sistemas de teste 308 sejam ilustrados como conectados ao canal fluídico de entrada 302, deve ficar entendido que qualquer número e tipo de sistemas de teste fluídico podem ser acoplados ao canal fluídico de entrada 302.[0041] FIG. 3 illustrates a plurality of fluidic test systems connected to the same input fluidic channel 302, in accordance with one embodiment. The inlet fluidic channel 302 includes a single orifice 304 for introducing and expelling liquid and for applying, or relieving, pressure to the liquid. The inlet fluidic channel 302 may be coupled to a fluidic junction 306 where a single fluidic channel partitions into a plurality of fluidic channels. In one example, each of the plurality of fluidic channels feeds its own test system 308. Although only three test systems 308 are illustrated as connected to the inlet fluidic channel 302, it should be understood that any number and type of test systems fluidics can be coupled to the inlet fluidic channel 302.

[0042] A câmara de armazenamento 310 dentro de cada sistema de teste 308 pode incluir uma concentração diferente de reagentes ou diferentes reagentes em conjunto a partir das outras câmaras de armazenamento 310. Similarmente, os reagentes colocados dentro da câmara de teste 312 dentro de cada sistema de teste 308 podem incluir uma concentração de reagentes diferente ou diferentes reagentes em conjunto a partir de outras câmaras de teste 312. Desta maneira, uma série multiplexada de experimentos pode ser conduzida a partir do mesmo canal fluídico de entrada 302.[0042] The storage chamber 310 within each test system 308 may include a different concentration of reagents or different reagents together from the other storage chambers 310. Similarly, the reagents placed within the test chamber 312 within each Test system 308 may include a different concentration of reagents or different reagents together from other test chambers 312. In this way, a multiplexed series of experiments can be conducted from the same input fluidic channel 302.

[0043] As FIGs. 4A e 4B ilustram um procedimento para colocar um inserto de reagente 402 dentro de uma câmara de teste 210 que é parte de um sistema de teste fluídico 200, de acordo com uma modalidade. Deve ficar entendido que as ilustrações na FIG. 4A e 4B não se destinam a ser limitativas do projeto do sistema fluídico de qualquer maneira, e são meramente fornecidas para demonstrar como o inserto de reagente 402 pode ser usado.[0043] FIGS. 4A and 4B illustrate a procedure for placing a reagent insert 402 within a test chamber 210 that is part of a fluidic test system 200, in accordance with one embodiment. It should be understood that the illustrations in FIG. 4A and 4B are not intended to be limiting of the design of the fluidic system in any way, and are merely provided to demonstrate how the reagent insert 402 may be used.

[0044] O inserto de reagente 402 pode ser conformado para se encaixar justamente dentro de um furo 404 sobre o lado posterior do alojamento 401, enquanto que o furo 404 está alinhado dentro da câmara de teste 210 no lado frontal do alojamento 401. O inserto de reagente pode incluir uma vedação de gaxeta em torno de sua borda para ajudar a impedir quaisquer vazamentos de fluido depois que ele tenha sido colocado dentro do furo 404. Um lado do inserto de reagente 402 pode incluir uma variedade de reagentes a serem usados dentro da câmara de teste 210. Por exemplo, o inserto de reagente 402 pode incluir uma superfície tendo anticorpos de captura específicos a serem usados em um imunoensaio. Os reagentes podem ser secados por congelamento sobre uma superfície do inserto de reagente 402, ou podem ser revestidos no topo do inserto 402. O inserto 402 pode incluir um revestimento protetor que se dissolve quando em contato com fluido. De acordo com uma modalidade, o inserto de reagente 402 pode ser removido do furo 404 em qualquer momento para ser substituído por um inserto de reagente diferente. O inserto de reagente 402 pode ser preso ao cartucho por meio de qualquer estrutura de retenção ou adesivo como vai ficar entendido por uma pessoa especializada na técnica.[0044] The reagent insert 402 may be shaped to fit tightly within a hole 404 on the rear side of the housing 401, while the hole 404 is aligned within the test chamber 210 on the front side of the housing 401. The insert The reagent insert may include a gasket seal around its edge to help prevent any leaks of fluid after it has been placed within hole 404. One side of the reagent insert 402 may include a variety of reagents for use within the test chamber 210. For example, the reagent insert 402 may include a surface having specific capture antibodies to be used in an immunoassay. The reagents may be freeze-dried onto a surface of the reagent insert 402, or may be coated on top of the insert 402. The insert 402 may include a protective coating that dissolves when in contact with fluid. According to one embodiment, the reagent insert 402 may be removed from the hole 404 at any time to be replaced with a different reagent insert. The reagent insert 402 may be secured to the cartridge by any retention structure or adhesive as will be understood by one skilled in the art.

[0045] A FIG. 5 ilustra um outro sistema fluídico 500, de acordo com uma modalidade. Um canal microfluídico 502 inclui apenas um orifício 504 e se acopla entre câmaras 506, que são dispostas em série ao longo do canal microfluídico 502. Em um exemplo, o canal microfluídico 502 segue um trajeto em serpentina com câmaras 506 alinhadas horizontalmente ao longo desse trajeto como ilustrado na FIG. 5. Cada câmara individual pode ser definida como tendo um comprimento maior do que sua largura, com o comprimento alinhado substancialmente paralelo com um vetor de gravidade como mostrado. Adicionalmente, as aberturas no topo e no fundo de cada uma das câmaras 506 são alinhadas com o vetor de gravidade. De acordo com uma modalidade, o canal microfluídico 502 termina em uma câmara encerrada fechada 510. A câmara encerrada 510 pode ser projetada como um reservatório para o ar que é forçado através do canal microfluídico 502 à medida que líquido entra através do orifício 504. Cada câmara da pluralidade de câmaras pode ter um volume de fluido de menos do que 250 μl, menos do que 100 μl, ou menos do que 50 μl.[0045] FIG. 5 illustrates another fluidic system 500, according to one embodiment. A microfluidic channel 502 includes only one orifice 504 and couples between chambers 506, which are arranged in series along the microfluidic channel 502. In one example, the microfluidic channel 502 follows a serpentine path with chambers 506 aligned horizontally along that path. as illustrated in FIG. 5. Each individual chamber can be defined as having a length greater than its width, with the length aligned substantially parallel with a gravity vector as shown. Additionally, the openings at the top and bottom of each of the chambers 506 are aligned with the gravity vector. According to one embodiment, the microfluidic channel 502 terminates in a closed enclosed chamber 510. The enclosed chamber 510 may be designed as a reservoir for air that is forced through the microfluidic channel 502 as liquid enters through the orifice 504. Each chamber of the plurality of chambers may have a fluid volume of less than 250 μl, less than 100 μl, or less than 50 μl.

[0046] O canal microfluídico 502 pode também incluir uma pluralidade de alargamentos de canal 508a - 508e. Os alargamentos de canal 508a - 508e podem agir de uma maneira similar à anteriormente discutida com referência às FIGs. 2 e 3. Os alargamentos de canal 508a - 508e podem ser dispostos ao longo do canal microfluídico 502 de maneira tal que o número de câmaras 506 entre alargamentos de canal adjacentes é variável. Neste contexto, os alargamentos de canal adjacentes descrevem quaisquer dois alargamentos de canal que não têm um outro alargamento de canal entre eles ao longo do trajeto do canal microfluídico 502. Em outras palavras, um exemplo padrão de alargamentos de canal 508 (CE) e câmaras 506 (CH) à medida que o fluido se move pelo canal microfluídico 502 abaixo para a câmara encerrada 510 é: CE; CH; CE; CH; CH; CE; CH; CH; CH; CH; CE; CH; CH; CH; CH; CE.[0046] The microfluidic channel 502 may also include a plurality of channel flares 508a - 508e. Channel flares 508a - 508e may act in a manner similar to that previously discussed with reference to FIGS. 2 and 3. Channel flares 508a - 508e may be arranged along the microfluidic channel 502 such that the number of chambers 506 between adjacent channel flares is variable. In this context, adjacent channel flares describe any two channel flares that do not have another channel flare between them along the path of the microfluidic channel 502. In other words, a standard example of channel flares 508 (CE) and chambers 506 (CH) as fluid moves through the microfluidic channel 502 below into the enclosed chamber 510 is: CE; CH; CE; CH; CH; CE; CH; CH; CH; CH; CE; CH; CH; CH; CH; EC.

[0047] De acordo com uma modalidade, o sistema fluídico 500 pode ser usado para realizar diluições, dosagens de reagentes, ou várias etapas de mistura. As câmaras 506 podem também ser usadas para armazenar vários fluidos para uso posterior. Por exemplo, soluções de reagentes de diferentes concentrações podem ser armazenadas dentro das câmaras 506 com uma concentração mínima na câmara mais à esquerda e com concentrações crescentes para cada câmara para a direita até a concentração máxima na câmara mais à direita da câmara 506 Alternativamente, uma concentração máxima pode se dar na câmara mais à esquerda das câmaras 506, com concentrações decrescentes para cada câmara para a direita até a concentração mínima na câmara mais à direita da câmara 506.[0047] According to one embodiment, the fluidic system 500 can be used to perform dilutions, dosing of reagents, or various mixing steps. Chambers 506 can also be used to store various fluids for later use. For example, reagent solutions of different concentrations may be stored within chambers 506 with a minimum concentration in the leftmost chamber and with increasing concentrations for each chamber to the right until the maximum concentration in the rightmost chamber of chamber 506. Alternatively, a Maximum concentration may occur in the leftmost chamber of chambers 506, with decreasing concentrations for each chamber to the right until the minimum concentration in the rightmost chamber of chamber 506.

[0048] Em um exemplo, um primeiro líquido entra através do orifício 504 para cima até que ele atinge o alargamento de canal 508a. Um sensor de líquido é usado no alargamento de canal 508a para determinar a presença do primeiro líquido. Quando o primeiro líquido é determinado estar no alargamento de canal 508a, um sinal pode ser enviado para deter o fluxo no primeiro líquido. Depois disso, um segundo líquido é escoado através do orifício 504 até que ele atinge um alargamento de canal diferente mais a jusante (qualquer um de 508b-508e). Isto pode ser repetido com outros líquidos seguindo o segundo líquido. Desta maneira, concentrações conhecidas de dois ou mais líquidos podem ser armazenadas dentro das câmaras 506.[0048] In one example, a first liquid enters through orifice 504 upwards until it reaches channel flare 508a. A liquid sensor is used in channel flare 508a to determine the presence of the first liquid. When the first liquid is determined to be in the channel flare 508a, a signal can be sent to stop the flow in the first liquid. Thereafter, a second liquid is flowed through orifice 504 until it reaches a different channel flare further downstream (any one of 508b-508e). This can be repeated with other liquids following the second liquid. In this way, known concentrations of two or more liquids can be stored within the chambers 506.

[0049] A FIG. 6 é um fluxograma ilustrando um método 600 para usar um sistema de teste fluídico, de acordo com uma modalidade. Deve ficar entendido que as etapas mostradas no método 600 não são exaustivas e que outras etapas também podem ser realizadas sem se desviar do escopo ou espírito da invenção.[0049] FIG. 6 is a flow chart illustrating a method 600 for using a fluidic test system, in accordance with one embodiment. It should be understood that the steps shown in method 600 are not exhaustive and that other steps may also be performed without departing from the scope or spirit of the invention.

[0050] No bloco 602, líquido é escoado através de um canal fluídico (e.g., via uma pressão aplicada) até que ele atinge os reagentes armazenados em uma câmara de armazenamento, de acordo com uma modalidade. O líquido pode entrar no canal fluídico através de um único orifício, que é o único orifício de entrada/saída do canal fluídico. Os reagentes podem ser, por exemplo, quaisquer reagentes secos, reagentes secos por congelamento ou reagentes contidos dentro de um grânulo a ser dissolvido pelo líquido. Esta etapa pode descrever líquido se movendo através do canal microfluídico 202 até que ele atinge reagentes secos 214 na câmara de armazenamento 212, como ilustrado na FIG. 2.[0050] In block 602, liquid is flowed through a fluidic channel (e.g., via applied pressure) until it reaches reagents stored in a storage chamber, according to one embodiment. Liquid can enter the fluidic channel through a single orifice, which is the only entry/exit hole of the fluidic channel. The reagents may be, for example, any dry reagents, freeze-dried reagents or reagents contained within a granule to be dissolved by the liquid. This step may describe liquid moving through the microfluidic channel 202 until it reaches dry reagents 214 in the storage chamber 212, as illustrated in FIG. two.

[0051] No bloco 604, os reagentes são ressuspensos dentro do líquido. Em um exemplo, o líquido pode ser uma solução tampão tendo propriedades que permitem que os reagentes sejam dissolvidos dentro do tampão e permaneçam estáveis dentro do tampão. Uma vez que os reagentes tenham sido dissolvidos na maior parte o líquido pode ser referido como um líquido alvo para as etapas restantes do processo.[0051] In block 604, the reagents are resuspended within the liquid. In one example, the liquid may be a buffer solution having properties that allow reactants to be dissolved within the buffer and remain stable within the buffer. Once the reactants have mostly dissolved the liquid can be referred to as a target liquid for the remaining steps of the process.

[0052] No bloco 606, o líquido alvo é escoado para fora da câmara de armazenamento. No exemplo ilustrado na FIG. 2, o líquido alvo vai ser puxado de volta através do canal microfluídico e para fora da câmara de armazenamento 212.[0052] In block 606, the target liquid is drained out of the storage chamber. In the example illustrated in FIG. 2, the target liquid will be drawn back through the microfluidic channel and out of the storage chamber 212.

[0053] No bloco 608, o líquido alvo é escoado de para trás e para frente dentro do canal fluídico, de maneira tal que ele cruza através de uma câmara de teste, de acordo com uma modalidade. Esta câmara de teste pode incluir uma outra série de reagentes que reagem com os reagentes ressuspensos no líquido alvo. O líquido alvo pode ser movido para trás e para frente somente dentro da câmara de teste, ou também através de outras porções do sistema fluídico. Por exemplo, e com referência à FIG. 2, o líquido alvo pode ser movido para trás e para frente entre alargamentos de canal 206a e 206b, de maneira tal que o líquido alvo atravessa tanto a câmara de teste 210 quanto a câmara de mistura 208. Passar o líquido múltiplas vezes através da câmara de mistura 208 pode ser uma etapa opcional para proporcionar melhor mistura dos reagentes ressuspensos dentro do líquido alvo. O líquido pode também ser movido para trás e para frente entre o alargamento de canal 206a e a câmara de armazenamento 212.[0053] In block 608, the target liquid is flowed back and forth within the fluidic channel such that it crosses through a test chamber, according to one embodiment. This test chamber may include another series of reagents that react with reagents resuspended in the target liquid. The target liquid can be moved back and forth only within the test chamber, or also through other portions of the fluidic system. For example, and with reference to FIG. 2, the target liquid can be moved back and forth between channel flares 206a and 206b such that the target liquid passes through both the test chamber 210 and the mixing chamber 208. Passing the liquid multiple times through the chamber Mixing method 208 may be an optional step to provide better mixing of the resuspended reagents within the target liquid. Liquid may also be moved back and forth between the channel flare 206a and the storage chamber 212.

[0054] No bloco 610, os reagentes dentro do líquido alvo reagem com os reagentes dentro da segunda câmara. Este processo ocorre simultaneamente com o movimento do líquido descrito acima no bloco 608. No caso de um imunoensaio, anticorpos de captura ou uma amostra de antígeno podem ser imobilizados na segunda câmara enquanto que anticorpos/antígenos alvo se ligam aos anticorpos/antígenos de captura. Outras reações podem incluir reações enzimáticas que resultam em uma mudança de cor (e.g., absorbância) ou reações envolvendo proteínas bioluminescentes.[0054] In block 610, reactants within the target liquid react with reactants within the second chamber. This process occurs simultaneously with the liquid movement described above in block 608. In the case of an immunoassay, capture antibodies or an antigen sample can be immobilized in the second chamber while target antibodies/antigens bind to the capture antibodies/antigens. Other reactions may include enzymatic reactions that result in a color change (e.g., absorbance) or reactions involving bioluminescent proteins.

[0055] No bloco 612, o líquido alvo é escoado para fora do canal fluídico pelo único orifício, de acordo com uma modalidade. O líquido alvo pode ser removido pela aplicação de uma pressão negativa no único orifício, assim puxando para fora o líquido alvo. Em seguida à remoção do líquido alvo, outros líquidos podem ser introduzidos através do sistema fluídico. Por exemplo, vários líquidos de lavagem podem ser introduzidos e escoados através da segunda câmara para lavar para fora qualquer material não ligado.[0055] In block 612, the target liquid is flowed out of the fluidic channel through the single orifice, according to one embodiment. The target liquid can be removed by applying negative pressure to the single orifice, thereby drawing out the target liquid. Following removal of the target liquid, other liquids can be introduced through the fluidic system. For example, various wash liquids can be introduced and flowed through the second chamber to wash out any unbound material.

[0056] A descrição precedente das modalidades específicas vai assim revelar plenamente a natureza geral da invenção que outros podem, por aplicação de conhecimento da especialização da técnica, prontamente modificar e/ou adaptar para várias aplicações de tais modalidades específicas, sem experimentação indevida, sem sair do conceito geral da presente invenção. Portanto, tais adaptações e modificações são destinadas a estar dentro do significado e alcance de equivalentes das modalidades descritas, com base no ensinamento e na diretriz apresentados aqui. Deve ficar entendido que a fraseologia ou terminologia aqui é para os fins de descrição e não de limitação, de maneira tal que a terminologia ou fraseologia do presente relatório descritivo devem ser interpretadas pela pessoa especializada à luz dos ensinamentos e diretrizes.[0056] The foregoing description of the specific embodiments will thus fully disclose the general nature of the invention which others may, by application of expert knowledge of the art, readily modify and/or adapt for various applications of such specific embodiments, without undue experimentation, without depart from the general concept of the present invention. Therefore, such adaptations and modifications are intended to be within the meaning and scope of equivalents of the described embodiments, based on the teaching and guidance presented here. It should be understood that the phraseology or terminology herein is for purposes of description and not limitation, such that the terminology or phraseology of this specification must be interpreted by the skilled person in light of the teachings and guidelines.

[0057] Modalidades da presente invenção foram descritas acima com a ajuda de blocos construtivos funcionais ilustrando a implementação de funções e relações especificadas da mesma. Os contornos destes blocos construtivos funcionais foram arbitrariamente definidos aqui por conveniência da descrição. Contornos alternativos podem ser definidos desde que as funções e relações especificadas dos mesmos sejam apropriadamente realizadas.[0057] Embodiments of the present invention were described above with the help of functional building blocks illustrating the implementation of specified functions and relationships thereof. The contours of these functional building blocks have been arbitrarily defined here for convenience of description. Alternative contours may be defined as long as their specified functions and relationships are appropriately realized.

[0058] As seções Sumário e Resumo podem descrever uma ou mais, mas nem todas as modalidades exemplificativas da presente invenção conforme contemplada pelo(s) inventor(es), e assim, não se destinam a limitar a presente invenção e as reivindicações anexas de qualquer maneira.[0058] The Summary and Summary sections may describe one or more, but not all, exemplary embodiments of the present invention as contemplated by the inventor(s), and thus, are not intended to limit the present invention and the appended claims of anyway.

[0059] A amplitude e o escopo da presente invenção não devem ser limitados por qualquer uma das modalidades exemplificativas acima descritas, mas devem ser definidos apenas de acordo com as reivindicações que se seguem e seus equivalentes.[0059] The breadth and scope of the present invention should not be limited by any of the exemplary embodiments described above, but should be defined only in accordance with the following claims and their equivalents.

Claims

1. Fluidic test system, characterized by the fact that it comprises: a microfluidic channel (202, 302) having only one fluid orifice (204, 304); a plurality of chambers (210, 312), each chamber of the plurality of chambers (210, 312) comprising a portion of the microfluidic channel (202, 302), wherein the plurality of chambers are arranged in a series arrangement parallel to each other. another along a serpentine flow path of the microfluidic channel (202, 302) downstream of the fluid orifice (204, 304), such that a length of each of the plurality of chambers is aligned parallel to a vector of gravity and parallel to the direction of fluid flow through each of the plurality of chambers; a liquid sensing area located along the microfluidic channel (202, 302) between two of the plurality of chambers (210, 312); and an enclosed chamber (216) disposed at a terminal end of the microfluidic channel (202, 302).

2. The fluidic test system of claim 1, wherein each chamber of the plurality of chambers has an opening, and each opening to a given chamber of the plurality of chambers (210, 312) is aligned along a flow path with the gravity vector.

3. Fluidic test system according to claim 1, characterized by the fact that each chamber of the plurality of chambers (210, 312) has a fluid volume of less than 50 microliters.

4. Fluidic test system according to claim 1, characterized by the fact that the liquid sensing area comprises a plurality of liquid sensing areas located along the second microfluidic channel (202, 302) between different of the plurality of cameras.

5. Fluidic test system according to claim 1, characterized by the fact that the liquid sensing area comprises a plurality of liquid sensing areas arranged along the second microfluidic channel (202, 302) in a given pattern with the plurality of cameras.

6. Fluidic test system according to claim 5, characterized by the fact that the pattern data includes having a different number of chambers of the plurality of chambers between adjacent of the plurality of liquid sensing areas.