BRPI0309321B1 - Method and apparatus for selecting particles - Google Patents

Abstract

"método e aparelho para selecionar partículas". um método e aparelho para selecionar partículas (fig. 1) carregadas em uma suspensão fluida que estão movendo através de um canal fechado de um sistema de microestrutura (10), em que uma válvula de bolha (25) é usada para seletivamente gerar um pulso de pressão para separar uma partícula (18b) tendo uma característica predeterminada.

Description

"MÉTODO E APARELHO PARA SELECIONAR PARTÍCULAS" PEDIDOS RELACIONADOS O presente pedido reivindica prioridade ao Pedido U, S. Provisório 60/373,256, depositado em 17 de abril de 2002, Pedido U, Ξ, No. 10/179.586, depositado em 24 de junho de 2 002, Pedido U. S. Provisório 60/411.058, depositado em 16 de setembro de 2002, Pedido U. S. 10/329.008, depositado em 23 de dezembro de 2002 e é uma continuação-em-parte do Pedido U. S. 10/179.488, depositado em 24 de junho de 2002, os conteúdos destes são incorporados por referência.

CAMPO DA INVENÇÃO A invenção diz respeito a um método e aparelho para a seleção de partículas em uma suspensão onde a trajetória de fluxo de entrada de um módulo de seleção pode ser dividida em vários canais de saída. Mais particular, a invenção diz respeito a um sistema de seleção de partículas em que uma pluralidade de módulos de seleção são interconecta-dos a fim de dar uma produtividade aumentada no fluxo de partículas.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Nos campos de biotecnologia, e especialmente cito-logia e triagem de drogas, há uma necessidade por uma seleção de alto fluxo de partículas. Exemplos de partículas que requerem seleção são vários tipos de células, como plaquetas sanguíneas, leucócitos, células tumorais, células embrionárias e outras. Estas partículas especialmente são de interesse no campo de citología. Outras partículas são espécies (macro) moleculares como proteínas, enzimas e poli- nucleotídeos. Esta família de partículas é de interesse particular no campo de triagem de drogas durante o desenvolvimento de novas drogas. Métodos e aparelho para selecionar partículas são conhecidos, e a maior parte descrita no trabalho da técnica anterior na condição onde as partículas são suspensas em um líquido que flui através de uma rede de canais tendo pelo menos um ponto de ramificação a jusante e são operados de acordo com o princípio detectar-decidir-desviar. A partícula em movimento é analisada primeiro quanto uma característica específica, como absorção óptica, intensidade fluorescente, tamanho etc. Dependendo do resultado desta fase de detecção, é decidido como a partícula será manuseada adicionalmente a jusante. O resultado da decisão é depois aplicado para desviar a direção de partícula especifica para uma ramificação predeterminada da rede de canais.

De importância é o fluxo do aparelho de seleção, com por exemplo quar.tas partículas podem ser selecionadas por unidade de tempo. Taxas de seleção típicas para separadores que empregam fluxos de suspensão de partícula em canais fechados são na faixa de algumas centenas de partículas por segundo a milhares de partículas por segundo, para uma única unidade de seleção, Um exemplo de um dispositivo de seleção é descrito na Patente U. S. No, 4.175.662, os conteúdos desta são aqui incorporados por referência {doravante referida como a patente '662}. Na patente '662, um fluxo de partículas, células neste caso, flui através do centro de um canal reto, que se ramifica em dois canais perpendiculares era um ponto de ramificação a jusante (ramificação era T) , As partículas entrando são rodeadas por uma envoltura de líquido compatível, mantendo as partículas confinadas no centro do canal. Em condições normais, a razão de fluxo através das duas ramificações é ajustada de forma que as partículas automaticamente fluem através de uma das ramificações. Em uma seção do canal, uma característica das partículas é determinada usando um detector que pode ser um sistema óptico (fase de detecção) . O detector gera um sinal quando o detector detecta uma partícula que possui uma característica predeterminada na fase de decisão. Uma vez uma partícula é detectada, um defletor é ativado para desviar a partícula em uma fase de desvio. Neste caso, o defletor compreende um par de eletrodos, posicionado na ramificação do canal onde as partículas normalmente fluem no estado inativado do defletor. Pela aplicação de pulsos correntes, o líquido aquoso é submetido à eletrólise, rendendo uma bolha de gás que evoluí entre o par de eletrodos. À medida que a bolha de gás aumenta em tamanho, a taxa de fluxo através desta ramificação é reduzida durante a fase de evolução. Após o pulso corrente ser aplicado, o desenvolvimento da bolha pára e a bolha de gãs é carregada junto com o fluxo. Como resultado, o fluxo através da ramificação específica é momentaneamente reduzido e a partícula de interesse altera as trajetórias e flui para baixo para a outra ramificação. 0 dispositivo da patente '662 é eficaz para selecionar partículas. Porém um. inconveniente sério é que as bo- lhas de gás são criadas podem potencialmente acumular em certos pontos da rede fluídica. Esta geração de bolhas pode entupir os canais de fluxo, gerando seleção errônea. Outro inconveniente é que os gases gerados {principalmente oxigênio e hidrogênio) e espécies iônicas (principalmente OH e H") influenciam as partículas que fluem através da ramificação com o par de eletrodos. Além disso, as células e proteínas delicadas como enzimas são muito frágeis e podem ser destruídas pelos constituintes impuros co-gerados cora a bolha de gás. Outro inconveniente é a complexidade do aparelho de era seleção geral. Em particular, a construção de microe-letrodo é muito complexa de montar e agregar nos canais pequenos do sistema. Como resultado, o custo de uma unidade de seleção é relativamente grande.

Outro exemplo de uin sistema de seleção de partículas da técnica anterior é revelado na U. S. 3.984.307, os conteúdos desta são aqui incorporados por referência (doravante a patente '307). Na patente '307, as partículas estão fluindo, confinadas em um líquido de envoltura corrente, através do centro de um canal. Após passar por uma seção de-tectora, o canal se ramifica em dois canais que formam entre eles um ângulo agudo {por exemplo, ramificação era Y) . Logo antes do ponto de ramificação, um transdutor eletricamente ativado está localizado no canal para desviar uma partícula específica que tem uma característica apropriada, predeterminada. O transdutor descrito é um piezo atuador ou transdutor ultra-sônico, rendendo na ativação elétrica uma onda de pressão no· canal. A onda de pressão gerada perturba o fluxo momentaneamente em uma ramificação desse modo desviando a partícula de interesse para dentro da outra ramificação.

No dispositivo da patente '307, como no dispositivo debatido anterior, o defletor é incorporado dentro do sistema de canal, resultando em custos de construção relativamente grandes. Outro inconveniente deste dispositivo é o princípio de defletor usado. As ondas de pressão geradas não são confinadas no ponto de ramificação, mas do contrário· se propagam a montante para dentro da seção detectora, como também para baixo em ambas as ramificações. Isto influencia o fluxo geral através do canal. Este é particularmente um inconveniente se os separadores deste tipo estiverem conectados ou em série ou em paralelo, como é tipicamente feito para construir um sistema de seleção de alto fluxo. Ondas de pressão geradas em um separador podem então influenciar os fluxos e o desvio das partículas nas unidades separadoras vizinhas.

Outro separador é descrito na Patente U. S. No. 4.7 56.427, os conteúdos desta são aqui incorporados por referência. Este separador é análogo· ao separador na patente '662. Neste caso, porém, o fluxo em uma ramificação é transtornado alterando a resistência da ramificação momentaneamente. A resistência é alterada pela mudança na altura do canal de ramificação por um atuador externo. Na modalidade preferida, este atuador externo é um píezo disco colado em, cima do canal, o fazendo mover para baixo sob ativação.

Embora a construção do separador descrita na patente '427 seja menos complexa que as estruturas de separa- dor prevlamente descritas, ela ainda é problemática em acoplar os múltiplos módulos separadores do tipo descrito entre si para aumentar a taxa de seleção. Isto é, como no separador descrito na patente '307, por causa das ondas de pressão geradas causando interferência com outros módulos separadores.

Outro dispositivo de seleção de partícula é descrito na Patente U. S. Número 5.837.200, os conteúdos desta são aqui incorporados por referência. A patente '200 descreve um dispositivo de seleção que usa um módulo de desvio magnético· para classificar ou selecionar partículas com base em suas propriedades magnéticas. A patente '200 também descreve processamento e separação de fluxos de partículas individuais em paralelo. SUMÁRIO DA INVENÇÃO· A presente invenção fornece um método e aparelho para selecionar partículas em movimento através de um sistema de canal fechado de tamanho capilar, 0 sistema de seleção de partículas da invenção fornece um módulo de seleção que pode ser montado a baixo custo fornecendo ura dispositivo preciso· de selecionar quantidades grandes de partículas por unidade de tempo. 0 sistema de seleção de partículas pode incluir uma pluralidade de módulos de seleção intimamente acoplados que são combinados para também aumentar a taxa de seleção. O sistema de seleção· de partículas pode compreender um dispositivo de seleção- de estágios múltiplos para serialmente selecionar os fluxos de partículas, a fim de diminuir a taxa de erro. 0 sistema de seleção de partículas implementa um método de desvio de partículas fluídicas aperfeiçoado e dispositivo de desvio melhorados de acordo com a presente invenção. 0 sistema de seleção de partículas compreende um sistema de canal fechado de tamanho capilar para selecionar as partículas. 0 sistema de canal compreende um primeiro du~ to de fornecimento para introduzir um fluxo de partículas e um segundo duto de fornecimento· para fornecer um líquido portador. 0 primeiro duto de fornecimento forma um bico para introduzir um fluxo de partículas no fluxo líquido portador. 0 primeiro duto de fornecimento e o segundo duto de fornecimento estão em comunicação fluida com um duto de medição que se ramifica em uma primeira ramificação e uma segunda ramificação· em um ponto de ramificação. Uma região de medição é definida no duto de medição e está associada a um detector para perceber uma característica predeterminada das partículas na região de medição. Duas válvulas de bolhas opostas estão posicionadas em comunicação com o duto de medição e são espaçadas em oposição uma à outra. As válvulas de bolha comunicam com o duto de medição através de um par de passagens laterais opostas. 0 líquido é permitido encher estas passagens laterais em parte para formar um menisco entre elas que interfaceia o líquido portador com o reservatório das válvulas de bolha. Um atuador externo é também fornecido para atuar uma das válvulas de bolha. Quando o atuador externo é ativado» a pressão no reservatório da válvula de bolha ativada aumenta» desviando o menisco e causando uma per- turbaçâo de fluxo no duto de medição para desviar o fluxo em questão.

Quando um sensor localizado na região de medição percebe uma característica predeterminada em uma partícula que flui através da região de medição, o sensor produz um sinal em resposta à característica percebida. O atuador externo responde ao sensor para causar um pulso de pressão em uma câmara de compressão de uma primeira válvula de bolha para desviar a partícula cora a característica predeterminada, fazendo a partícula selecionada fluir para baixo para o segundo duto de ramificação.

Em um aspecto·, a invenção compreende um método de selecionar partículas incluindo as etapas de fornecer um duto de medição tendo uma entrada e um ponto de ramificação em que o duto· se separa em dois dutos de ramificação, e conduzir um fluxo fluído para a entrada do duto com um fluxo de partículas nele suspenso, de modo que as partículas normalmente fluem através de um primeiro dos dutos de ramificação e fornecem a montante do ponto de ramificação duas passagens laterais opostas para desviar o fluxo momentaneamente no duto. Uma primeira das passagens laterais é hidraulicamente conectada a uma câmara de compressão de uma primeira válvula de bolha que é acionada por um atuador externo para variar a pressão. Uma segunda das passagens laterais é hidraulicamente conectada a uma câmara amortecedora de uma segunda válvula de bolha para absorver as variações de pressão. 0 método compreende adicionalmente fornecer uma estação de medição a montante ao longo do duto de medição das passagens laterais para perceber uma característica predeterminada das partículas no fluxo e para produzir um sinal quando a característica predeterminada for percebida. 0 método também compreende a etapa de, era resposta à percepção da característica predeterminada, ativar o atuador externo para criar uma perturbação de fluxo no duto entre as passagens laterais, assim desviando a partícula tendo· as características predeterminadas e fazendo a partícula selecionada fluir para baixo no segundo duto de ramificação.

Em outros aspectos da invenção, a taxa de tipo de partícula é respectivamente aumentada ou o tipo de partículas selecionadas é aumentado, respectivamente conectando· uma pluralidade de módulos de seleção em paralelo ou serialmente conectando uma pluralidade de módulos de seleção em uma configuração semelhante à árvore binária.

De acordo com um aspecto da invenção, um sistema de seleção de partículas é fornecido. O sistema de seleção de partículas compreende um primeiro· duto para transportar um fluxo de partículas suspensas confinadas em um líquido portador, compreendendo uma entrada, uma primeira saída e uma segunda saída, um sensor para perceber uma característica predeterminada em uma partícula, um canal lateral em comunicação com o primeiro duto, uma câmara vedada posicionada adjacente ao canal lateral, em que o portador fluido forma um menisco no canal lateral para separar a câmara vedada do fluído portador,· e um atuador. 0 atuador modifica a pressão dentro da câmara vedada para desviar o menisco quando o sensor perceber a característica predeterminada. O desvio do menisco faz com que a partícula tendo a característica predeterminada flua para a segunda saída enquanto as partículas que não têm a característica predeterminada fluam para a primeira saída.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS FIG. 1 é uma vista esquemática de um sistema de seleção de partículas de acordo com uma modalidade ilustrativa da invenção. FIGS. 2 a 4 ilustram a operação do sistema de seleção de partículas da FIG. 1. FIG. 5 ilustra um sistema de seleção de partículas mostrando posições alternadas para a câmara atuadora e a câmara amortecedora. FIG. 6 ilustra o sistema de seleção de partículas de acordo com outra modalidade da invenção. FIG. 7 ilustra uma válvula de bolha adequada para o uso no sistema de seleção de partículas da presente invenção . FIG. 8 é um diagrama esquemático do sistema de seleção de partículas de uma modalidade ilustrativa da presente invenção, FIG. 9 mostra uma modalidade de um sistema de se- leção de partículas para selecionar fluxos paralelos de partículas de acordo com os ensinamentos da presente invenção. FIG. 10 mostra uma modalidade de um sistema de seleção de partículas configurado em uma configuração serne- lhante à árvore binária dos módulos de seleção de acordo com os ensinamentos da presente invenção. FIG. 11 ilustra outra modalidade de um sistema de seleção de partículas de estágios múltiplos para selecionar fluxos paralelos de partículas em estágios múltiplos. FIG. 12 ilustra um sistema de seleção de partículas paralelo de acordo com uma modalidade alternativa da presente invenção. FIG. 13 ilustra um sistema de seleção de partículas paralelo de acordo com outra modalidade da presente invenção . FIGS. 14a e 14b ilustram um sistema de seleção de partículas de acordo com outra modalidade da invenção-, incluindo uma máscara óptica para permitir a medição de um tamanho e/ou velocidade da partícula. FIG. 15 ilustra um sistema, de seleção paralelo tendo canais variáveis de acordo com outra modalidade da presente invenção. FIG. 16 ilustra ura projeto de arranjo variável de um sistema de seleção paralelo de acordo com outra modalidade da presente invenção, FIG. 1? ilustra um sistema de seleção paralelo de acordo com outra modalidade da presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA IKJVEKÇÃO A presente invenção fornece um sistema de seleção de partículas para selecionar partículas suspensas em um líquido. O sistema de seleção de partículas fornece seleção de partículas de alto fluxo, de baixo erro baseado em uma ca- racterístíca predeterminada. A presente invenção será descrita abaixo com relação às modalidades ilustrativas. Aqueles versados na técnica apreciarão que a presente invenção pode ser implementada, em várias aplicações e modalidades diferentes e nâo é específicamente limitada em sua aplicação· às modalidades particulares acima descritas.

Os termos "duto", "canal" e "canal de fluxo" como aqui usados referem-se a uma trajetória formada dentro ou em um meio que permite o movimento de fluidos, como líquidos e gases. 0 canal no sistema microfluídico preferivelmente tem dimensões transversais na faixa dentre cerca de 1,0 μιη e cerca de 500 μϊη, preferivelmente entre cerca de 2 5 μπι e cerca de 2 50 μη e mâís preferivelmente entre cerca de 50 μπα e cerca de 150 pm. Alguém de habilidade usual na técnica será capaz de determinar um volume e comprimento apropriados do canal de fluxo. As faixas são intencionadas a incluir os valores supracitados como limites superiores ou inferiores. 0 canal de fluxo pode ter qualquer forma ou arranjo selecionado·, exemplos deste incluem uma configuração linear ou nâo-linear e uma configuração em forma de 0. 0 termo "partícula" refere-se a uma unidade distinta da matéria, incluindo, mas nâo limitado às células, 0 termo "sensor" como aqui usado refere-se a um dispositivo para medir uma característica de um objeto, como uma partícula. 0 termo "válvula de bolha" como aqui usado refere-se a um dispositivo que gera pulsos de pressão para controlar o fluxo em um canal. 0 termo "fluido portador" como aqui usado refere-se a uma envoltura de um líquido compatível que circunda uma partícula para carregar uma ou mais partículas através de um. duto ou canal. FIG. 1 é uma representação esquemática de um sistema de seleção de partículas 10 de acordo com. os ensinamentos da presente invenção. De acordo cora uma aplicação da presente invenção, o sistema de seleção de partículas 10 compreende um sistema de canal fechado de tamanho capilar para selecionar partículas. O sistema de canal compreende um primeiro duto de fornecimento 12 para introduzir um fluxo de partículas 18 e um segundo duto de fornecimento 14 para fornecer um líquido portador, 0 primeiro duto de fornecimento 12 forma um bico· 12a, e um fluxo de partículas é introduzido no fluxo do líquido portador. O primeiro duto de fornecimento 12 e o segundo duto de fornecimento 14 estão em comunicação fluida com um duto de medição 16 para transportar as partículas suspensas no líquido portador. 0 duto de medição se ramifica em um primeiro canal de ramificação 22a e um segundo canal de ramificação 22b em um ponto de ramificação 21. Uma região de medição 2 0 é definida no duto de medição 1.6 e está associada a um detector 19 para perceber uma característica predeterminada das partículas que atravessara a região de medição 20. Duas válvulas de bolha opostas 100a e 100b são posicionadas com relação ao duto de medição e dispostas em comunicação fluida entre eles. As válvulas são espaçadas defronte uma à outra, embora aqueles de habilidade usual perceberão que outras configurações podem também ser usadas. As válvulas de bolha 100a e 100b comunicara com o du-to de medição 16 através de um par de passagens laterais o~ postas 24a e 24b, respectivamente. O líquido é permitido a encher parcialmente estas passagens laterais 24a e 24b para formar um menisco 25. 0 menisco define uma interface entre o líquido portador e outro fluido, como um gás no reservatório da válvula de bolha associada 100. Um atuador 26 é também fornecido para atuar também na válvula de bolha que momentaneamente causa uma perturbação· de fluxo no duto para desviar o fluxo quando ativado pelo atuador 26. Como ilustrado, o atuador é acoplado à válvula de bolha 100b. A segunda válvula de bolha 100a serve como um tampão para absorver o pulso de pressão criado pela primeira válvula de bolha 100b. A primeira passagem lateral 24b é hidraulicamente conectada a uma câmara de compressão 70b entre a primeira válvula de bolha 100b, de forma que se a pressão nesta câmara for aumentada, o fluxo no duto de medição próximo da passagem lateral é deslocado para dentro, substancialmente perpendicular ao fluxo normal no duto. A segunda passagem, lateral 24a, posicionado oposto à primeira passagem lateral 24b é hidraulicamente conectado a uma câmara amortecedora 70a na segunda válvula de bolha 100a para absorver os transientes de pressão. Esta primeira passagem lateral 24b coopera com a segunda passagem lateral 24a para direcionar o deslocamento líquido supracitado causado pela pressurizaçâo da câmara de compressão 70b, de forma que o deslocamento tem um componente perpendicular ao fluxo normal das partículas através do duto de medição.

Ao pressurizar a câmara de compressão 70b uma quantidade de líquido é transientemente descarregada da primeira passagem lateral 24b. A resiliência da segunda passagem lateral 24a resulta era uma descarga pressurizada, em um fluxo transiente do líquido no duto na segunda passagem lateral 24a. A cooperação das duas passagens laterais e as estruturas fluídícas que se interconectam fazem com que o fluxo através do duto de medição 16 seja transientemente movido lateralmente, para trás e para frente sob pressurização e despressurização da câmara de compressão 70b induzidas pelo atuador externo 26 em resposta ao· sinal criado pelos dispositivos de detecção 19* Este deslocamento do líquido transiente, tendo um componente perpendicular ao fluxo normal no duto, pode ser aplicado para desviar as partículas tendo características predeterminadas para separá-las das partículas restantes na mistura, Como mostrado, o duto de medição 16 ramifica no ponto de ramificação 21 em duas ramificações 22a, 2 2b e as taxas de fluxo nestas ramificações são ajustadas de forma que as partículas normalmente fluam através da segunda das duas ramificações 22b. 0 ângulo entre as ramificações 22ar 22b é entre 0 e 180 graus, e preferivelmente entre 10 e 45 graus. Porém, o ângulo pode ser até mesmo 0 grau, que corresponde a dois dutos paralelos com uma parede de separação reta entre eles.

As partículas a serem selecionadas são preferivelmente fornecidas era uma. posição de medição em uma corrente fluídica central, que é rodeada por uma envoltura liquida livre de partículas. O processo de confinar um fluxo de partícula é conhecido, e frequentemente referido como uma configuração de 'fluxo de envoltura'. Normalmente, o confina-mento é alcançado injetando um fluxo de partículas suspensas através de um bico de saída estreito em um líquido portador livre de partículas fluindo· no duto 16. Ajustando a razão das taxas de fluxo da suspensão e do líquido portador, o confinamento radial no· duto como também a distância entre as partículas pode ser ajustado. Uma taxa de fluxo relativamente grande do líquido portador resulta em um fluxo de partículas mais confinado tendo uma distância grande entre as partículas.

Em uma suspensão introduzida pelo primeiro duto de fornecimento 12, dois tipos de partículas podem ser dístin-guidos, partículas normais 18a e partículas de interesse 18b. Ao perceber a característica predeterminada em uma partícula 18b na região de medição 20, o detector 19 cria ura sinal. 0 atuador externo 26 ativa a primeira válvula de bolha atuadora 100b, quando sinalizada pelo detector 19 em resposta à percepção da característica predeterminada, para criar uma perturbação de fluxo no duto de medição 16 entre as passagens laterais 24a, 24b. A perturbação de fluxo desvia a partícula 18b tendo a característica predeterminada de forma que esta flua para baixo para o primeiro duto de ramificação 22a ao invés do· segundo duto de ramificação 22b. 0 detector se comunica com o atuador 26, de forma que quando o detector 19 percebe uma característica predeterminada em uma partícula, o atuador ativa a primeira válvula de bolha 100b para causar variações de pressão no reservatório 70b da primeira válvula de bolha. A ativação das primeiras válvulas de bolha desvia o menisco 25b entre a primeira válvula de bolha 100b e causa uma variação de pressão transiente na primeira passagem lateral 24b, A segunda passagem lateral 24a e a segunda válvula de bolha 100a absorvem as variações de pressão transientes no duto de medição 16 induzido por meio do atua-dor 26. Basicamente, o reservatório 70a da segunda válvula de bolha 100a é uma câmara amortecedora tendo uma parede elástica ou contendo um fluido compressível, como um gás. As propriedades elásticas permitem o fluxo de líquido do duto de medição na segunda passagem lateral 24a, permitindo absorver o pulso de pressão e impede a perturbação ao fluxo das partículas não-selecionadas no fluxo de partículas.

Na região de medição 20, as partículas individuais são inspecionadas, usando um sensor adequado 19, para uma característica particular, como tamanho, forma, intensidade fluorescente, como também outras características óbvias a alguém de habilidade usual. Exemplos de sensor aplicáveis, conhecidos na técnica, são vários tipos de sistemas de detecção óptica como microscópios, sistemas de visão de máquina e dispositivos eletrônicos para medir as propriedades e letrônicas das partículas. Sistemas particularmente bem conhecidos no campo são sistemas para medir a intensidade fluorescente das partículas, Estes sistemas compreendem uma fonte luminosa tendo um comprimento de onda adequado para induzir fluorescência e ura sistema de detecção para medir a intensidade da luz fluorescente induzida. Esta aproximação· é freqüentemente usado em combinação com. partículas que são marcadas com um marcador fluorescente, por exemplo, uma molécula ligada que durante a iluminação com luz de um primeiro comprimento de onda particular produz luz em outro segundo comprimento de onda particular (fluorescência). Se esta luz de segundo comprimento de onda for detectada, a característica é percebida e um sinal é originado.

Outros exemplos incluem a medição de luz difratada por partículas que fluem através da região de medição. Interpretando a difração rendemos informação sobre o tamanho e forma das partículas, que pode ser adotada para originar um sinal quando uma característica predeterminada for detectada. 0' atuador 26 para pressurizar a câmara de compressão da primeira válvula de bolha pode compreender um. atuador externo que responde a ura sinal do sensor que uma partícula tem uma característica predeterminada selecionada. Há duas classes de atuadores externos que são adequadas para aumentar a pressão. A primeira classe fornece uma pressão de gás diretamente ao líquido na primeira passagem lateral 24b. Por exemplo, o atuador pode compreender uma fonte de gás pressurizado conectada com uma válvula de desvio à coluna de líquido na passagem lateral 24b. A ativação do desvio conecta a passagem à fonte de gás pressurizado que desvia o menisco no líquido. Sob desativação, o comutador conecta a passagem 24b de volta à pressão operacional normal.

Alternativamente, um atuador de deslocamento pode ser usado em combinação cora uma câmara de compressão fechada tendo uma parede movivei. Quando o atuador de deslocamento desloca a parede da câmara de compressão para dentro, a pressão de dentro aumenta. Se a parede móvel for deslocada de volta para a posição original, a pressão é novamente reduzida para a pressão operacional normal. Um exemplo de um atuador de deslocamento adequado é um atuador eletromagnético que causa deslocamento de um embolo ao energizar uma bobina. Outro exemplo é o uso de material piezoelétrico, por exemplo, na forma de um cilindro ou uma pilha de discos, que sob aplicação de uma voltagem produz um deslocamento linear. Ambos os tipos de atuadores encaixam a parede móvel da câmara de compressão 70 para causar variações de pressão dentro dela.

Figuras 2 a 4 ilustram a operação de desvio do co-mutador 40 no sistema de seleção de partículas 10 da Figura 1. Na Figura 2, o detector 19 percebe a característica predeterminada em uma partícula e gera um sinal para ativar o atuador 26. Sob ativação do atuador, a pressão dentro do reservatório 70b da primeira válvula de bolha 100b é aumentada, desviando o menisco 2 5b e causando uma descarga transí -ente de líquido da primeira passagem lateral 24b, como indicado pela seta. 0 aumento de pressão súbito causado neste ponto no duto faz com que o líquido flua para a segunda passagem lateral 24a, por causa das propriedades elásticas do reservatório da segunda válvula de bolha 100a. Este movimento- do líquido para a segunda passagem lateral 24a é indicado com uma seta. Como resultado, como pode ser visto na figura, o fluxo através do duto de medição 16 é desviado, levando a partícula selecionada de interesse 18b localizada entre a primeira passagem lateral 24b e a segunda passagem lateral 24a ser deslocada perpendicular a sua direção de fluxo no estado normal. As resistências do fluxo para o duto de medição 16, a primeira, ramificação 22a e a segunda ramificação 22b são selecionadas de forma que a direção preferida do fluxo para e da primeira passagem lateral 24b e segunda passagem lateral 24a tenha um componente apreciável perpendicular ao fluxo normal através do duto de medição 16. Esta meta pode ser alcançada, por exemplo, pela primeira ramificação 22a e pela segunda ramificação 22b de forma que suas resistências ao fluir sejam grandes comparadas com as resistências de fluxo da primeira passagem lateral 24b e da segunda passagem lateral 2.4a.

Figura 3 mostra o sistema de seleção de partículas 10 durante o alívio do primeiro reservatório da válvula de bolha quando a partícula de interesse 18b deixou o volume entre a primeira passagem lateral 24b e a segunda passagem lateral 24a. 0 atuador 26 é desativado, fazendo com que a pressão dentro dos reservatórios 70a, 70b voltem à pressão norma] , Durante esta fase de alívio, há uma diferença de pressão negativa entre os dois reservatórios 70a, 70b das válvulas de bolha, causando· um fluxo líquido através da primeira passagem lateral 24b e da segunda passagem lateral 24a opostos ao fluxo líquido mostrado na figura anterior e como indicado pelas setas.

Figura 4 ilustra o sistema de seleção de partículas 10 após a conclusão da sequência de desvio. As pressões dentro dos reservatórios das válvulas de bolha são iguala- das, permitindo o fluxo através do duto de medição 16 normalize. À medida que a partícula de interesse 18b tenha sido deslocada radialmente, ela fluirá para a primeira ramificação 22a, enquanto a outra partícula continua fluindo para a segunda ramificação 22b, assim separando as partículas com base na característica predeterminada.

Este processo de detecção e desvio seletivo de partículas pode ser repetido muitas vezes por segundo para selecionar partículas em uma taxa alta. Adotando o desvio de fluído como descrito, as operações de desvio podem ser executadas até por volta de milhares de operações de desvio por segundo, rendendo as taxas de seleção na ordem de milhões de partículas selecionadas por hora.

De acordo com outra modalidade da invenção, a válvula de bolha atuadora 100b e a válvula de bolha amortecedo-ra 100a podem ser colocadas em diferentes posições. Por exemplo, como mostrado na Figura 5, a válvula de bolha atuadora 100b e a primeira passagem lateral 24b e/ou a válvula de bolha amortecedora 100a e a segunda passagem lateral 24a podem ser colocadas a montante do ponto de ramificação 21. Os componentes podem ser colocados em qualquer localização adequada, de modo que a resistência de fluxo entre a câmara atuadora 7 0b e a câmara amortecedora 7 0a é menor que a resistência de fluxo entre quaisquer destes componentes posteriores e outras fontes de pressão·. Mais particularmente, a câmara atuadora 70b e a câmara amortecedora 70a podem ser colocadas de modo que a resistência de fluxo entre elas é menor que a resistência de fluxo entre uma partícula sele- cionada e uma partícula subsequente no fluxo de partículas. O· posicionamento dos componentes desta maneira então pemite que uma onda de pressão gerada pelo método acima descrito desvie uma partícula selecionada, de percorrer a montante ou a jusante e afetar o fluxo das partículas restantes no fluxo de partículas, Uma diferença maior nas resistências de fluxo resulta, em um nível mais alto de isolamento da operação de desvio fluídica com transientes de pressão associados das características de fluxo no resto do sistema. Além. disso, o amortecimento in sítu dos pulsos de pressão gerados aplicados para seleção permite a implementação de redes de seleção compreendendo uma pluralidade de comutadores 40, cada um destes é hidráulica & pneumaticamente isolado um do outro.

De acordo com outra modalidade, mostrada na Figura 6, o sistema de seleção de partículas da presente invenção pode usar qualquer gerador de onda de pressão adequado (no lugar de uma válvula de bolha) em combinação com uma ou mais válvulas de bolha que servem como um amortecedor, como a válvula 100b. For exemplo, o gerador de onda de pressão 260 pode compreender um atuador corno uma coluna píezoelétrica ou um motor de passo, fornecido com um êmbolo que pode agir no líquido corrente, diretamente ou por meio de desvio do sistema de canal, para seletivamente desviar as partículas quando o atuador for ativado por um sinal. Outros geradores de onda de pressão adequados incluem atuadores eletromagnéticos, atuadores termopneumátícos e um gerador de pulso de calor para gerar bolhas de vapor no líquido corrente aplicando pulsos de calor. A válvula de bolha amortecedor 100b é posicionada para absorver a onda de pressão criada pelo gerador de onda de pressão 260 para impedir a perturbação de fluxo nas outras partículas do fluxo de partículas. A constante de elasticidade do amortecedor 100b pode ser variada de acordo com os requerimentos particulares variando o volume da câmara amortecedora 70b, da área transversal da passagem lateral 24b e/ou da dureza ou espessura de uma membrana flexível (referência 72 na Figura 7} formando a câmara amortecedora 70b. A FIG. 7 ilustra uma modalidade de uma válvula 100 adequada para criar um pulso de pressão para separar as partículas de interesse de outras partículas em um fluxo de partículas e/ou agir como um amortecedor para absorver um pulso de pressão de acordo com os ensinamentos da presente invenção. Como mostrado, a válvula 100 é formada adjacente a uma passagem lateral 24a ou 24b formada em um substrato que conduz ao duto de medição 16. A passagem lateral 24a incluí uma porta de interface de fluido 17 formada por uma abertura lateral da passagem. Uma câmara de compressão vedada 70 é posicionada adjacente à passagem lateral 24a e comunica com a passagem lateral através da porta de interface de fluido. A câmara 7 0 ilustrativa é formada por um vedador 71 e uma membrana flexível 72. 0 fluído portador na passagem lateral 24a forma um menisco 25 na interface entre a passagem lateral e a câmara. 0 atuador 26 pressiona para baixo a membrana flexível para aumentar a pressão dentro da câmara que desvia o menisco e causa um pulso* de pressão no fluído portador. A FIG. 8 mostra ura módulo de seleção 50 tendo um duto de fornecimento apropriado 52 para fornecer um fluxo de partículas a serem selecionadas como também um segundo· duto de salda 54 e um segundo duto de saída 56, um ou outro pode carregar as partículas selecionadas no módulo de seleção 50. O módulo de seleção 50 compreende um sistema detector 19 para perceber as partículas que entram no módulo de seleção 50 por meio do duto de fornecimento 52 pode ser operacíonalmen-te conectado a um comutador 40 para fornecer as capacidades de desvio requeridas para selecionar as partículas. A primeira ramificação 22b e a segunda ramificação 22a podem ser dispostas, na Figura 1, em conexão fluídica com o duto de saída 54 e o segundo duto de saída 56. A FIG. 9 mostra um sistema de seleção de partículas 500 de acordo com uma modalidade alternada da invenção, compreendendo uma pluralidade de módulos de seleção 50 que podem ser acoplados um ao outro em qualquer configuração apropriada. Por exemplo, os módulos 50 nesta modalidade são acoplados em paralelo. Os dutos de saída 54 dos módulos de seleção 50 são acoplados a uma primeira saída combinada 58, os segundos dutos de saída 56 são acoplados a uma segunda saída combinada 60. O arranjo em paralelo dos módulos de seleção rende um sistema de módulo de seleção combinado 50 tendo uma taxa de seleção geral de N vezes a taxa de seleção de um módulo de seleção individual 50, onde JM é o número do módulo de seleção conectado em paralelo 50. A FIG. 10 mostra um sistema de seleção de partículas 550 de acordo com outra modalidade, compreendendo um primeiro módulo de seleção em série 50a com um segundo módulo de seleção 50b, 0' segundo módulo de seleção 50b pode ser equipado para selecionar partículas tendo uma característica predeterminada igual ou diferente da característica predeterminada das partículas selecionadas pelo primeiro módulo de seleção 50a. O fluxo de partícula entra no primeiro módulo de seleção 50a através do duto de fornecimento 52 e pode conter pelo menos dois tipos de partículas. Um primeiro tipo de partícula é selecionado no primeiro módulo de seleção 50a e saí através do primeiro duto de saída 54a. As partículas restantes saem do primeiro módulo de seleção 50a através do segundo duto de saída 56a e são introduzidas no segundo módulo de seleção 50b por meio do segundo duto de fornecimento 52b. Deste fluxo de partículas, as partículas tendo a outra característíca predeterminada são selecionadas e saem através do segundo duto de salda 54b. Partículas que não possuem nenhuma das duas características predeterminadas saem do segundo· módulo de seleção 50b por meio do segundo duto de saída. 56b, Aqueles de habilidade usual reconhecerão facilmente que qualquer tipo adequado de módulo de seleção 50 pode ser usado, e pode ser acoplado em uma variedade de modos, dependendo dos resultados desejados. A Figura 11 mostra uma arquitetura hierárquica para alta seleção de erro de baixo fluxo de acordo com outra modalidade da presente invenção·. A modalidade ilustrada é um sistema de seleção de partículas de dois estágios 800 para selecionar uma pluralidade de fluxos de partículas paralelos em um primeiro estágio, agregando os resultados do· primeiro estágio e depois executando um processo de seleção secundário no resultado do primeiro estágio. Um fluxo de entrada de partículas em suspensão 80 de uma câmara de entrada de partículas 88 é dividida entre N canais de seleção individuais 81a-81n, cada canal sendo capaz de selecionar um número selecionado de partículas por segundo. Cada canal 81 inclui uma região de detecção 84 para examinar as partículas e i-dentíficar as partículas que têm uma característica predeterminada, e uma região de desvio 82 para separar as partículas tendo a característica predeterminada das outras partículas no fluxo, como descrito acima. A região de desvio 82 produz dois fluxos de saída de partículas; ura fluxo "selecionado" e um fluxo “rejeitado" em sua região de desvio 82 baseado nas características de partícula medidas na região de detecção 84, Os fluxos "selecionados" de cada canal se agregam em uma região de agregação 86 em um fluxo a ser selecionado novamente em um canal de seleção secundário 810. Como mostrado, o canal de seleção secundário 810 repete o· processo de seleção de detectar e selecionar com base em uma característica predeterminada.

Dado que cada processo de seleção de canal individual produz alguma taxa de erro {y) (y é uma probabilidade menor do que uma partícula ser "selecionada™ por engano) de seleções erradas a arquitetura hierárquica produz uma taxa de erro mais baixa de y‘ para uma hierarquia de 2 estágios como esboçado ou yn para uma hierarquia de n estágios. Por exemplo, se a taxa de erro de canal individual for 1 % a taxa de erro de 2 estágios é 0,01 % ou uma parte em 104.

Alternativamente, a arquitetura podería ter M conjuntos primários de N canais de seleção por canal secundá- rio. Dado que a aplicação quer capturar partículas que têm uma presença na entrada em taxa definida por z e separadores de canal simples têm uma taxa de seleção máxima, definida por x partículas por segundo, 0 fluxo do sistema é então M*N*x em partículas por segundo. O número de partículas agregadas nos N canais por segundo é N*x*z e assim N*z deve ser menor que 1 de forma que todas as partículas agregadas de N canais podem ser selecionadas por um canal secundário ínidividual, Para aumentar o rendimento acima de N=l/z deve-se adicionar grupos paralelos de canais N primário + 1 secundário. O fluxo geral depois vem de M*N*x com M canais secundários. A Figura 12 mostra um sistema de seleção de partículas em paralelo-serial 160 de acordo com outra modalidade da invenção. O sistema de seleção de partículas paralelo-serial 160 inclui um primeiro módulo de seleção paralelo 161 e um segundo módulo de seleção paralelo 162, O primeiro módulo de seleção 161 é aplicado em múltiplas partículas marcadas e as partículas tendo ambos os marcadores são selecionadas e carregadas através do canal de saída 165. A Figura 13 mostra outro sistema de seleção de partículas paralelo-serial 170. 0 primeiro módulo de seleção paralelo 171 separa partículas tendo um primeiro marcador, coleta as partículas dos diferentes canais e conduz as partículas tendo o primeiro marcador através do primeiro canal de saída 175. Todas as outras partículas são então alimentadas em um segundo selecionador paralelo 172 para selecionar as partículas tendo um segundo marcador. As partículas tendo o segundo marcador são coletadas e conduzidas através de um segundo canal de saída 176. Partículas que não têm nem o primeiro marcador nem o· segundo marcador são conduzidas através de um terceiro canal de saída 177.

De acordo com uma modalidade da invenção, mostrada nas Figuras 14a e 14b, o sistema de seleção de partículas pode incluir sensores para medir velocidade, localização e/ou tamanho das partículas. A medição de velocidade, localização e/ou tamanho pode ser feita simultaneamente com a classificação das partículas para seleção ou em um momento diferente. Em sistemas baseados em canais paralelos, como mostrado na Figura 11, os canais diferentes podem ter diferentes resistências de fluxo, fazendo com que a velocidade das partículas ou células em cada canal seja diferente. Em sistemas onde a região de detecção 84 é separada da região de desvio 82 por uma distância L, a velocidade das partículas no canal 81 deve ser conhecida a fim de ajustar a demora de tempo de desvio T (por exemplo, o tempo para retardar a atuação de desvio com relação ao momento de detecção de uma partícula alvo}.

Na maioria dos sistemas ópticos para detectar células ou partículas, a região em que a célula cria luz no foto detector na região de detecção terá um tamanho muito maior que o tamanho do diâmetro de uma célula. Portanto, quando a luz for detectada na região de detecção, a célula pode estar em qualquer lugar na região, tornando difícil de definir a localização exata da célula. Para fornecer detecção mais precisa, muitos pixels de um detector óptico poderíam ser acondicionados ao longo da região de detecção, mas isto teria um custo grande e requerería eletrônicos de suporte complexos.

De acordo com uma modalidade ilustrativa da invenção, uma máscara óptica 140 pode ser adicionada à região de detecção para fornecer detecção de velocidade precisa depositando um "padrão de mascaramento" diretamente no chíp de seleção. Os padrões de mascaramento podem ser depositados de forma que uma borda no padrão de mascaramento é precisamente localizada (para < 1 μιη de precisão com tecnologia atual} relativo à região do atuador de seleção de células 82. Um detector óptico simples capturando luz da célula na região de detecção· 84 verá a luz quando a célula não estiver mascarada. A duração da luz sendo desligada por uma das "barras" de partes opacas conectadas da máscara de comprimento conhecido dá uma medição de velocidade.

Um padrão de máscara tem várias barras 141 de tamanho variando de lOpm a 30μτη em etaps de Ιμτη resulta em. apenas barras de tamanho maior que a célula minimizando o sinal vindo da célula. Portanto, um tal padrão pode também ser usado para medir o tamanho da célula independentemente de seu sinal. Uma tal 'máscara de gradiente' também produz um padrão no detector óptico que pode ser analisado para medir a velocidade várias vezes para reduzir a discrepância na estimativa de velocidade. 0 padrão na luz induzida pela máscara 140 também permite o detector identificar cada borda na máscara 140- Se as barras 141 fossem todas as mesmas, o sinal de luz para cada barra seria o· mesmo, e poderia-se apenas mencioná-las por seqüência. Portanto, um padrão de más- cara de gradiente permitirá um detector simples olhando em uma região vasta {várias vezes o tamanho de uma célula) medir a velocidade da célula, medir a posição exata dentro da região de detecção 84 com cerca de Ιμιτη de precisão cora relação às estruturas de canal e à localização do atuador no chip, identificando o tamanho da célula na precisão dada pelo· padrão de gradiente. A máscara de gradiente 140 permite ao detector medir estes parâmetros independente da ampliação do sistema óptico ou da natureza do próprio detector óptico.

Alguém versado na técnica reconhecerá outros dispositivos para medir o tamanho, posição e ou velocidade de uma partícula no sistema de seleção de acordo com os ensinamentos da invenção. Dispositivos adequados sâo prontamente disponíveis e conhecidos à aqueles de habilidade usual na técnica.

De acordo com outra modalidade, mostrada na Figura 15, o sistema de seleção de partículas compreende um arranjo 8000 de canais de seleção não-idênticos. 0 uso de um arranjo paralelo compreendendo uma série de canais separadores nâo-idênt-i cos 810a-810n é mais eficiente em termos de espaço, uso de potência óptica e adaptação a ótimos atuadores externos. Uma vez que a velocidade das partículas pode ser percebida com precisão usando um sensor como acima descrito, os canais não requerem uma demora fixa entre a detecção de uma propriedade e atuação de um comutador para desviar uma partícula tendo a propriedade detectada. Portanto, certos parâmetros do canal, como a distância L entre um detector 84 e um comutador 82 ou a forma da trajetória entre o detector 84 e o comutador 82, podem ser variados.

Usando· um laser individual para cada iluminação óptica de comprimento de onda direcionado perpendicularmente ao chip, o laser é requerido para iluminar uma área definida por: {número de canais)X{{largura dos canais na região de detecção)+(espaçamento entre os canais C)) {Ver Figura 15). Porém, a área ativa onde a luz pode ser absorvida para criar f luorescência é apenas a área dos canais: {número de canais )X (largura dos canais), que deixa um fator de enchimento de: (largura dos canais)/{largura dos canais +0.0 fator de enchimento é preferivelmente perto de 100 % para evitar desperdiçar luz de entrada disponível.

Portanto, minimizando o espaçamento entre os canais em um sistema de seleção paralelo é importante à região de detecção óptica e eficiência do sistema óptico. No modelo de arranjo variável da presente invenção, mostrado na Figura 16, o espaçamento dos canais na região de detecção 84 aproxima da largura dos canais, de forma que a utilização de luz chega a cerca de 50 %. 0 espaçamento de canal na região de atuação 82 pode ser maior, como mostrado na Figura 16. A localização dos atuadores 26 ao longo do canal pode também ser variada para fazer um raio disponível maior paia os atuadores de acionadores externos. 0 arranjo variável 8000 pode também incluir meandros nos canais selecionados para equilibrar as resistências de fluxo de todos os canais de forma que dada um queda de pressão constante através de todos os canais, as velocidades das partículas são quase emparelhadas, Estes podem ser adicionados a montante ou a jusante do sistema ilustrado, por exemplo, na região entre os detectores e atuadores. Como os comprimentos Lí entre a cada região de detecção do canal 821 e seu atuador 261 são conhecidos de projeto, a medição da velocidade das partículas ao mesmo tempo que a determinação com relação quais partículas manter fornece uma sistema de seleção de células melhorado. A Figura 1? ilustra um sistema de seleção de partículas 17 00 de acordo com. ainda outra modalidade da invenção. 0 sistema de seleção de partículas 1700 inclui uma pluralidade de módulos de seleção 1701 que operam em paralelo. 0 sistema 1700 incluí uma região de entrada 1710 para apresentar as amostras a cada módulo de seleção e uma região de detecção 1720 para medir uma característica predeterminada das partículas em cada canal de seleção 1702 na região de detecção. 0 sistema também incluí uma região de desvio 1730, incluindo um atuador em cada módulo de seleção para separar as partículas que têm uma característica predeterminada das partículas que não têm a característica predeterminada. Como mostrado, na modalidade da Figura 17, a distância dos canais de seleção 1702 entre cada canal de seleção na região de detecção 1720 é menor que a distância entre os canais na região de desvio 1730. O espaçamento íntimo na região de detecção permite economia de custo quando um laser for usado para detectar as partículas, enquanto a separação mais distante na região de desvio 1730 acomoda vários atuadores dimensionados . O sistema de seleção de partículas 17 00 pode também incluir um módulo de seleção secundário 1740 para repetir o processo de seleção de detectar e selecionar baseado em uma característica predeterminada para aumentar a precisão do processo de seleção. De acordo com uma modalidade, o sistema pode incluir uma região de enriquecimento 1750 entre o arranjo dos módulos de seleção primários 1701 e o módulo de seleção secundário 1740 para transitar as partículas do processo de seleção primário para o processo de seleção secundário, De acordo com uma modalidade ilustrativa, a região de enriquecimento 1750 transita as partículas removendo o fluido portador em excesso das partículas antes de passar as partículas para o módulo de seleção secundário 1740, A região de enriquecimento 1750 pode também incluir um dispositivo de hidrataçâo para acrescentar fluido de lâmina secundária às partículas após o enriquecimento. A região de enriquecimento 1750 pode compreender uma membrana inserida dentro do canal de saída 1703, um canal de enriquecímento interceptando o canal de saída 1703 e uma membrana separando o canal de saída do canal de enriquecimento. O fluido portador em excesso é removido do fluxo das partículas selecionadas no canal de saída 1703 através da membrana e no canal de enriquecimento antes de passar as partículas selecionadas para o módulo de seleção secundário 1740.

Um sistema adequado para formar a região de enriquecimento é descrito no Documento Representante No. TGZ-023, depositado na mesma data, e os conteúdos deste são aqui incorporados por referência.

De acordo com a modalidade ilustrativa, o fluido portador removido pode ser reciclado e realimentado para dentro da entrada dos canais primários. Um canal de reciclagem ou outro dispositivo pode conectar a região de enriquecimento ao canal primário para permitir re-uso do fluido portador para processo de seleção subsequente. Alternativamente, o fluido portador pode ser removido das partículas rejeitadas e pode ser introduzido nas entradas do canal primário antes de descartar as partículas rejeitadas. A presente invenção foi descrita com relação a uma modalidade ilustrativa. Uma vez que certas alterações podem ser feitas nas construções acima sem divergir do escopo da invenção, é intencionado que todo o assunto contido na descrição acima ou mostrado nos desenhos em anexo seja interpretado' como ilustrativo e não em um sentido limitativo. É também para ser entendido que as reivindicações a seguir são para abranger todas as características genéricas e específicas da invenção aqui descrita, e todas as declarações do escopo da invenção que, por questão de linguagem, podariam ser ditas de modo a encaixar dentro dela.

Tendo descrito a invenção, o que é reivindicado como novo e protegido pela Carta-Patente é;

REIVINDICAÇÕES

Claims (20)

1. Sistema de seleção de partículas (10), CARACTERIZADO pelo fato de que compreende; um primeiro dueto (16) para transportar um fluxo de partículas suspensas confinadas em um líquido portador, compreendendo uma entrada (12,14), uma primeira saída (22a) e uma segunda saída (22b); um primeiro sensor (19) para medír a velocidade de uma partícula tendo uma característica predeterminada (18b) conforme a partícula passa através de uma região de defecção (84); um canal lateral (24b) em comunicação com o primeiro dueto (16); uma câmara vedada (70b) posicionada adjacente ao canal lateral; e um atuador (26) para modificar a pressão dentro da câmara vedada (70b) para aplicar um pulso de pressão no fluxo de partículas suspensas para desviar a partícula tendo a característica predeterminada, para provocar a partícula tendo a característica predeterminada para fluir para dentro da segunda saída (22b) enquanto as partículas que não têm a dita característica predeterminada (18a) fluem para dentro da primeira saída.

2. Sistema de seleção de partículas, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que adicionalmente compreende: um segundo sensor para medir uma característica predeterminada de uma partícula.

3. Sistema de seleção de partículas, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que o primeiro sensor mede o tamanho de uma partícula.

4. Sistema de seleção de partículas, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato do portador fluido formar um menisco (25) no canal lateral para separar a câmara vedada do portador fluído.

5. Sistema de seleção de partículas, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato do atuador modificar a pressão da câmara vedada para desviar o menisco quando o sensor perceber que a característica predeterminada para provocar a partícula tendo a característica predeterminada a fluir para dentro da segunda saída enquanto as partículas que não têm a dita característica predeterminada fluem para dentro da primeira saída.

6. Sistema de seleção de partículas, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de que adicionalmente compreende um amortecedor (70a) para absorver as variações de pressão dentro do primeiro duto.

7. Sistema de seleção de partículas, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de que o atuador compreende uma fonte de gás pressurizado.

8. Sistema de seleção de partículas, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de que a câmara vedada compreende uma parede móvel.

9. Sistema de seleção de partículas, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que o atuador compreende um atuador de deslocamento para mover a parede móvel da câmara vedada para modificar a pressão dentro da câmara vedada.

10. Sistema de seleção de partículas, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que o atuador compreende um de um atuador eletromagnético e um elemento piezoelétrico.

11. Sistema de seleção de partículas, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato do primeiro sensor comunicar-se com o atuador para determinar quando provocar a partícula tendo a característica predeterminada a fluir para dentro da segunda saída.

12. Sistema de seleção de partículas, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato do primeiro sensor adicionalmente medir a posição da partícula.

13. Sistema de seleção de partículas, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de adicionalmente compreender: um segundo duto para transportar o fluxo de partículas suspensas confinadas em um líquido portador, compreendendo uma entrada, uma primeira saída e uma segunda saída, o segundo duto operando paralelo com o primeiro duto; um segundo sensor para medir a velocidade da partícula em um segundo duto; e um segundo atuador em comunicação com o segundo duto para provocar a partícula em um segundo duto tendo uma característica predeterminada para fluir para dentro da segunda saída do segundo duto enquanto as partículas que não têm a referida característica predeterminada fluem para dentro da primeira saída do segundo duto.

14. Sistema de seleção de partículas, de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADO pelo fato do primeiro duto e o segundo duto estarem conectados com um duto de entrada através do qual flui um líquido portando as partículas tendo uma característica predeterminada e partículas não providas das referidas características predeterminadas, em que o duto de entrada se ramifica em um primeiro duto e um segundo duto.

15. Sistema de seleção de partículas, de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADO por adicionalmente compreender: um terceiro duto em comunicação com a referida segunda saída do referido primeiro duto e a referida segunda saída do referido segundo duto, para receber as partículas tendo as características predeterminadas do primeiro duto e do segundo duto.

16. Sistema de seleção de partículas, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO por adicionalmente compreender um atuador para selecionar as partículas no terceiro duto.

17. Sistema de seleção de partículas, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO por adicionalmente compreender canal de adição conectado a primeira saída do primeiro duto e a primeira saída do segundo duto, para receber as partículas que não possuem as características predeterminadas a partir do primeiro duto e do segundo duto.

18. Sistema de seleção de partículas, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato do pimeiro sensor também medir as características predeterminadas das partículas.

19. Sistema de seleção de partículas, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato do atraso do tempo de comutação do atuador para operar em cada partícula ser baseado na medição da velocidade da respectiva partícula.

20. Sistema de seleção de partículas, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato do atuador ser um atuador externo.