BRPI0613797A2 - kit de aparelho modular para processamento de amostras, módulo de processo e método de processamento de materiais de amostra - Google Patents

Abstract

KIT DE APARELHO MODULAR PARA PROCESSAMENTO DE AMOSTRAS, MóDULO DE PROCESSO E MéTODO DE PROCESSAMENTO DE MATERIAIS DE AMOSTRA Trata-se de kits de aparelho modular para processamento de amostras que podem fornecer a um usuário a flexibilidade de personalizar, de acordo com uma variedade de fatores, ensaios baseados em disco. Os kits de aparelho para processamento de amostras da presente invenção incluem um ou mais módulos de processo que podem ser mantidos dentro de aberturas em um quadro. O quadro e os módulos de processo dos kits de aparelho para processamento de amostras são, de preferência, adaptados para uso em sistemas de processamento de amostras que comprimem o aparelho. Os módulos de processo podem conter reagentes diferentes para a realização de testes diferentes nos mesmos materiais de amostra ou em uma variedade de materiais de amostra. Como resultado, um único aparelho para processamento de amostras pode ser utilizado para realizar uma variedade de testes diferentes e pode incluir um módulo de controle de qualidade capaz de fornecer feedback ao usuário sobre a exatidão dos processos executados utilizando o aparelho para processamento de amostras. São também descritos processos de utilização do aparelho para processamento de amostras que incluem a deformação dos módulos de processo e do quadro.

Description

"KIT DE APARELHO MODULAR PARA PROCESSAMENTO DEAMOSTRAS, MÓDULO DE PROCESSO E MÉTODO DE PROCESSAMENTO

DE MATERIAIS DE AMOSTRA"

A presente invenção refere-se a um kit de aparelho modular paraprocessamento de amostras que pode ser utilizado para processar amostrasque podem conter um ou mais analitos de interesse.

Muitas reações químicas, bioquímicas e outros tipos diferentes dereações sensíveis a variações de temperatura. Os exemplos de processotérmicos na área da amplificação genética incluem, mas não se limitam a, areação em cadeia da polimerase (PCR)1 ao seqüenciamento de Sanger, etc. Asreações podem ser intensificadas ou inibidas com base nas temperaturas dosmateriais envolvidos. Embora possa ser possível processar amostrasindividualmente e se obter resultados amostra-à-amostra acurados, oprocessamento individual pode ser demorado e caro.

Uma variedade de dispositivos e aparelhos para processamentode amostras foi desenvolvida para processar amostras rápida e eficientemente.Exemplos de alguns dispositivos para processamento de amostrasparticularmente úteis podem ser encontrados, por exemplo, na Patente U.S. N26.734.401 cedida ao mesmo requerente intitulada ENHANCED SAMPLEPROCESSING DEVICES SYSTEMS AND METHODS (Bedingham e outros).

Embora estes dispositivos para processamento de amostrassejam úteis, em muitos casos eles usam números significativamente maioresde câmaras de processo (por exemplo, 96, 384 ou mais câmaras de processo)que o necessário para um ensaio particular (em que apenas uma câmara deprocesso e reagentes associados podem ser necessários). Além disso, muitosdestes dispositivos para processamento de amostras contêm reagentes quesão de longe o componente mais caro do dispositivo para processamento deamostras. Como resultado, a utilização de apenas uma parte das câmaras deprocesso e os reagentes contidos em um dispositivo para processamento deamostras pode ser proibitivamente cara.

Sumário da Invenção

A presente invenção fornece kits de aparelhos modulares paraprocessamento de amostras que podem fornecer ao usuário a flexibilidade depersonalizar, com base em uma variedade de fatores, um ensaio baseado emdisco. De forma geral, os kits de aparelhos para processamento de amostrasda presente invenção incluem um ou mais módulos de processo que podemser mantidos dentro de aberturas em um quadro.

O quadro e os módulos do processo dos kits de aparelhos paraprocessamento de amostras são preferencialmente adaptados para uso emsistemas para processamento de amostras que comprimem o aparelho, como, porexemplo, os sistemas de compressão descritos, por exemplo, no Pedido de PatenteU.S. N2 11/174.757, intitulado SAMPLE PROCESSING DEVICE COMPRESSIONSYSTEMS AND METHODS, depositado em 5 de julho de 2005.

Entre as vantagens potenciais da presente invenção está acapacidade do usuário de montar módulos de processo diferentes dentro doquadro de um aparelho para processamento de amostras da presenteinvenção. Módulos de processo diferentes podem conter reagentes diferentespara realizar testes diferentes sobre os mesmos materiais de amostra ou sobreuma variedade de materiais de amostra. Como resultado, um único aparelhopara processamento de amostras pode ser utilizado para realizar umavariedade de testes diferentes e pode incluir um módulo de controle dequalidade capaz de fornecer feedback ao usuário sobre a exatidão dosprocessos executados utilizando tal aparelho para processamento de amostras.

Além disso, apenas os módulos de processos necessários podemser utilizados, oferecendo economias potencialmente significativas para ousuário - especialmente se os módulos de processos forem pré-impressos comreagentes caros que seriam, de outra forma, desperdiçados se fornecidos emum dispositivo convencional. Se forem necessários menos módulos do que aquantidade que um certo quadro pode conter, o restante das aberturas noquadro pode ser carregado com módulos de processos em branco parafornecer um aparelho completo para o processamento se necessário para oprocessamento apropriado em um certo sistema (tal como os sistemasdescritos no Pedido de Patente U.S. N- 11/174.757, intitulado SAMPLEPROCESSING DEVICE COMPRESSION SYSTEMS AND METHODS,depositado em 5 de julho de 2005).

Embora descritos aqui como "kits", os módulos e os quadros deprocessos podem ser fornecidos aos usuários montados ou não. Em algunscasos, os kits podem incluir um ou mais módulos em branco para uso comodescrito aqui.

Uma outra vantagem potencial de alguns dos aparelhos paraprocessamento de amostras da presente invenção pode incluir, por exemplo,câmaras de processo dispostas em um anel compatível ao processamentoanular que é adaptado para estar de acordo com o formato de uma superfíciede transferência térmica subjacente sob pressão. Tal compatibilidade pode serfornecida no aparelho da presente invenção, por exemplo, através dalocalização das câmaras de processo em um anel de processamento anular emque uma maior parte do volume é ocupada pelas câmaras de processo que sãopreferencialmente fornadas por espaços vazios que se estendem ao longo doscorpos dos módulos de processo no aparelho. Em tal construção, quantidadeslimitadas do corpo que forma a estrutura dos módulos estão presentes dentrodo anel de processamento anular, resultando em uma maior flexibilidade doaparelho dentro do anel de processamento anular.

Outras características opcionais que podem aumentar acompatibilidade dentro do anel de processamento anular podem incluir umaestrutura compósita dentro do anel de processamento anular que inclui placasacopladas a um corpo do módulo do processo utilizando adesivo sensível àpressão que exibe propriedades viscoelásticas. As propriedades viscoelásticasde adesivos sensíveis à pressão podem permitir um movimento relativo dasplacas e dos corpos dos módulos do processo durante a deformação ou aexpansão/contração térmica enquanto mantêm a integridade fluídica dasestruturas fluidas no aparelho para processamento de amostras da presenteinvenção.

O uso de placas acopladas a um corpo de módulo do processocomo descrito em associação com o aparelho para processamento deamostras da presente invenção também pode fornecer vantagens em que aspropriedades dos materiais para as placas e os corpos de módulo do processodiferentes podem ser selecionadas para aumentar o desempenho do aparelho.

Por exemplo, parte das placas pode ser preferencialmenteconstruída de materiais relativamente inextensíveis para resistir aoentumescimento ou à deformação em resposta a forças geradas pelosmateriais das amostras dentro das câmaras de processo e/ou outrascaracterísticas de quaisquer estruturas fluidas. Tais forças podem sersignificativas quando, por exemplo, o processo para processamento deamostras é girado para distribuir e/ou processar materiais da amostra nascâmaras de processos. Os exemplos de alguns materiais que podem serrelativamente inextensíveis incluem, por exemplo, poliésteres, folhas metálicas,policarbonatos etc. Deve, entretanto, ser entendido que a inextensibilidadepode não ser necessariamente requerida. Por exemplo, em algumasmodalidades, uma ou mais placas podem ser selecionadas porque fornecemalguma extensibilidade.

Uma outra propriedade que pode ser preferencialmente exibidapor algumas das placas utilizadas em associação com a presente invenção é acondutividade térmica. A utilização de materiais para as placas que aumentama condutividade térmica pode aumentar o desempenho térmico quando, porexemplo, a temperatura dos materiais das amostras nas câmaras de processosé preferencialmente aumentada ou diminuída rapidamente até temperaturasselecionadas ou quando o controle acurado da temperatura é desejável. Osexemplos de materiais que podem fornecer propriedades condutoras térmicasdesejáveis podem incluir, por exemplo, camadas metálicas (por exemplo,folhas metálicas), camadas poliméricas finas, etc.

Uma propriedade potencialmente útil nas placas utilizadas emassociação com a presente invenção pode ser sua capacidade de transmitirenergia eletromagnética de comprimentos de onda selecionados. Por exemplo,em alguns aparelhos, a energia eletromagnética pode ser fornecida nascâmaras de processos para aquecer os materiais, excitar os materiais (quepodem, por exemplo, emitir fluorescência, etc.), monitorar visualmente osmateriais na câmara de processo etc.

Como discutido anteriormente, se os materiais utilizados para asplacas forem extensíveis demais, eles podem entumescer-se ou, de outraforma, se distorcer em níveis indesejáveis durante, por exemplo, a rotação dodisco, o aquecimento dos materiais dentro das câmaras de processos, etc.Uma combinação potencialmente desejável de propriedades das placasutilizadas para construir as câmaras de processos da presente invenção podeincluir inextensibilidade relativa, capacidade de transmissão de energiaeletromagnética de comprimentos de onda selecionados e condutividadetérmica. Quando cada câmara de processo for construída por um espaço vaziono corpo do módulo de processo e um par de placas em cada Iada do corpo,uma placa pode ser selecionada para fornecer a transmissividade e ainextensibilidade desejadas enquanto que a outra placa pode ser selecionadapara fornecer condutividade térmica e inextensibilidade. Uma combinaçãoadequada de placas pode incluir, por exemplo, uma placa de poliéster quefornece transmissividade e inextensibilidade relativa e uma placa de folhametálica que fornece condutividade térmica e inextensibilidade do lado opostoda câmara de processo. A utilização de adesivo sensível à pressão para colarplacas relativamente inextensíveis aos corpos dos módulos de processos podepreferencialmente aumentar a compatibilidade e a flexibilidade por permitir omovimento relativo entre as placas e o corpo de módulo de processo que podenão estar presente em outras construções.

Os aparelhos para processamento de amostras da presenteinvenção são planejados para processar amostras de materiais que incluemmisturas químicas e/ou biológicas com pelo menos uma parte estando naforma de um componente líquido. Se os materiais de amostra incluírem umamistura biológica, a mistura biológica pode incluir, preferencialmente, materialbiológico, como material contendo peptídeo e/ou nucleotídeo. Pode serpreferencial que a mistura biológica inclua uma mistura de reação deamplificação de ácidos nucléicos (por exemplo, uma mistura de reação da PCRou uma mistura de reação de seqüenciamento de ácidos nucléicos).

Além disso, as estruturas fluidas (se alguma) podem serpreferencialmente não ventiladas, de forma que a única abertura dentro ou forada estrutura fluida fica localizada próxima ao poço de entrada no qual osmateriais de amostra são introduzidos. Em uma estrutura fluida não ventilada, aextremidade terminal, isto é, a porção distai do eixo de rotação e/ou o poço deentrada, é selada para impedir a saída de fluidos da câmara de processo.

Em um aspecto, a presente invenção fornece um kit de aparelhomodular para processamento de amostras que inclui um quadro com umgrande número de aberturas dispostas em um arranjo anular em torno de umcentro do quadro e um ou mais módulos de processos adaptados para seremretidos dentro de uma abertura do grande número de aberturas no quadro. Osmódulos de processos adjacentes carregados dentro das aberturas adjacentessão separados de cada outro através de um suporte radial no quadro. Cadamódulo de processo inclui um corpo de módulo com a primeira e a segundasuperfícies principais; uma camada de folha metálica ligada à segundasuperfície principal do corpo do módulo; uma estrutura fluida no módulo deprocesso, a estrutura fluida incluindo um poço de entrada em comunicaçãofluida com uma câmara de processo, em que o poço de entrada fica localizadoradialmente para dentro da câmara de processo em relação ao centro doquadro. A câmara de processo inclui um volume definido por um espaço vazioformado através da primeira e da segunda superfícies principais do corpo domódulo e a camada de folha metálica ligada à segunda superfície principal aolongo do espaço vazio na segunda superfície principal. As câmaras deprocessos de um ou mais módulos de processos definem um anel deprocessamento anular do aparelho modular para processamento de amostrasquando o um ou mais módulos de processos ficam mantidos dentro do grandenúmero de aberturas no quadro. Cada módulo de processo possui umaespessura do eixo z medida em uma direção normal em relação a primeira e asegunda superfícies principais do corpo do módulo que é maior que aespessura do eixo z da parte de cada suporte radial do quadro localizadodentro do anel de processamento anular.

Em um outro aspecto, a presente invenção fornece um módulo deprocesso adaptado para uso em um aparelho modular para processamento deamostras que possui um quadro com um grande número de aberturasdispostas em um arranjo anular em torno de um centro do quadro, as aberturasseparadas de cada outro por um suporte radial. O módulo de processo incluium corpo modular com a primeira e a segunda superfícies principais; umacamada de folha metálica ligada à segunda superfície principal do corpo domódulo; uma estrutura fluida no módulo de processo, a estrutura fluidaincluindo um poço de entrada na comunicação do fluido com uma câmara deprocesso, em que o poço de entrada fica localizado radialmente para dentro dacâmara de processo em relação ao centro do quadro. A câmara de processopossui um volume definido por um espaço vazio formado ao longo da primeirae da segunda superfícies principais do corpo do módulo e a camada de folhametálica ligada à segunda superfície principal ao longo do espaço vazio nasegunda superfície principal. O módulo principal possui uma espessura de eixoz medida em uma direção normal em relação à primeira e à segundasuperfícies principais do corpo do módulo que é maior que uma espessura doeixo z da parte de cada suporte radial do quadro localizado dentro do anel deprocessamento anular.

Em um outro aspecto, a presente invenção fornece um método deprocessamento de materiais de amostra, o método incluindo o fornecimento de umaparelho modular para processamento de amostras que inclui um quadro com umgrande número de aberturas dispostas em um arranjo anular em torno do centro doquadro e um ou mais módulos de processo adaptados para serem mantidos dentrode uma abertura do grande número de aberturas no quadro, em que os módulos deprocessos adjacentes carregados nas aberturas adjacentes são separados um dosoutros por um suporte radial do quadro. Cada módulo de processo inclui ainda umcorpo do módulo com a primeira e a segunda superfícies principais, uma camadade folha metálica ligada à segunda superfície principal do corpo do módulo, pelomenos uma câmara de processo com um volume definido por um espaço vazioformado através da primeira e da segunda superfícies principais do corpo domódulo e a camada de folha metálica ligada à segunda superfície principal ao longodo espaço vazio na segunda superfície principal. As câmaras de processos de umou mais módulos de processos definem um anel de processamento anular doaparelho modular para processamento de amostras quando o um ou mais módulosde processos estão mantidos dentro do grande número de aberturas no quadro. Ométodo inclui ainda o fornecimento do material de amostra na pelo menos umacâmara de processo do um ou mais módulos de processo e a deformação do anelde processamento anular do aparelho para processamento de amostras sobre umasuperfície de transferência convexa de uma estrutura térmica, em que uma parte doum ou mais módulos de processos e o quadro são defletidos para se amoldar asuperfície de transferência convexa. O aparelho para processamento de amostrassofre rotação em tomo de um eixo de rotação enquanto deforma o anel deprocessamento anular sobre a superfície de transferência convexa.

Estas e outras características e vantagens da presente invençãopodem ser discutidas abaixo em associação com vários exemplos demodalidades da invenção.

Breves Descrições das Figuras

A Figura 1 é uma vista em perspectiva de uma superfície superiorde um exemplo de kit de aparelho modular para processamento de amostrasde acordo com a presente invenção com os módulos de processos carregadosdentro do quadro.

A Figura 2 é uma vista em perspectiva do quadro do aparelhomodular para processamento de amostras da Figura 1 com os módulos deprocessos removidos.

A Figura 3 é uma vista da seção transversal aumentada de umaparte do aparelho para processamento de amostras da Figura 1 tirada ao longoda linha 3-3 na Figura 1.

A Figura 3A é uma vista da seção transversal de uma parte de umaparelho para processamento de amostras alternativo.

A Figura 4 é uma vista em perspectiva aumentada da superfíciesuperior de um dos módulos de processos do aparelho da Figura 1.

A Figura 5 é uma vista em perspectiva aumentada da superfícieinferior do módulo de processo da Figura 4.A Figura 6 é uma vista da seção transversal aumentada de umaparte do aparelho para processamento de amostras da Figura 1 tirada ao longoda linha 3-3 na Figura 1.

A Figura 7 representa um outro exemplo de kit de aparelhomodular para processamento de amostras de acordo com a presente invenção.

A Figura 8 representa a deformação de uma parte de um aparelhopara processamento de amostras de acordo com um exemplo de método dapresente invenção.

Descrição dos Exemplos de Modalidades da Invenção

Na descrição a seguir dos exemplos de modalidades da invenção,é feita referência às figuras em anexo do desenho que constitui uma parte dasmesmas e em que são mostradas, com a finalidade de ilustração, modalidadeespecíficas em que a invenção pode ser praticada. Deve ser entendido queoutras modalidades podem ser utilizadas e que alterações estruturais podemser feitas sem sair do âmbito da presente invenção.

A presente invenção fornece kits de aparelho modular paraprocessamento de amostras e métodos para a utilização dos mesmos queenvolvem processamento térmico, por exemplo, processos químicos sensíveistais como a amplificação pela PCR, a reação em cadeia da Iigase (LCR), areplicação de seqüências auto-sustentável, os estudos de cinética enzimática,os ensaios de ligação a Iigantes homogêneos e processos bioquímicos e outrosmais complexos que requerem o controle térmico preciso e/ou variaçõestérmicas rápidas. Os kits de aparelho modular para processamento deamostras (quando montados) são preferencialmente capazes de sofrer rotaçãoenquanto a temperatura dos materiais de amostra nas câmaras de processosno aparelho está sendo controlada.

Alguns exemplos de técnicas/materiais de construção adequadosque podem ser adaptados para uso em associação com os módulos deprocessos da presente invenção podem ser descritos, por exemplo, na PatenteU.S. N2 6.734.401 cedida ao mesmo requerente intitulada ENHANCED SAMPLEPROCESSING DEVICES SYSTEMS AND METHODS (Bedingham e outros) eno Pedido de Patente U.S. N2 US 2002/0064885 intitulado SAMPLEPROCESSING DEVICES. Outras construções de dispositivos úteis podem serencontradas, por exemplo, no Pedido de Patente U.S. Provisório N2 de série60/214.508 depositado em 28 de junho de 2000 e intitulada THERMALPROCESSING DEVICES AND METHODS; no Pedido de Patente U.S.Provisório N2 de série 60/214.642 depositado em 28 de junho de 2000 eintitulado SAMPLE PROCESSING DEVICES, SYSTEMS AND METHODS; noPedido de Patente U.S. Provisório N2 de série 60/237.072 depositado em 2 deoutubro de 2000 e intitulado SAMPLE PROCESSING DEVICES, SYSTEMSAND METHODS; no Pedido de Patente U.S. Provisório N2 de série 60/260.063depositado em 6 de janeiro de 2001 e intitulado SAMPLE PROCESSINGDEVICES, SYSTEMS AND METHODS; no Pedido de Patente U.S. Provisório N2de série 60/284.637 depositado em 18 de abril de 2001 e intitulado ENHANCEDSAMPLE PROCESSING DEVICES, SYSTEMS AND METHODS; e no Pedidode Patente U.S. Provisório N2 de série 2002/0048533 intitulado SAMPLEPROCESSING DEVICES AND CARRIERS. Outras construções potenciais dedispositivos podem ser encontradas, por exemplo, na Patente U.S. N2 6.627.159intitulado CENTRIFUGAL FILLING OF SAMPLE PROCESSING DEVICES(Bedingham e outros).

Embora os termos relativos para posições tais como "superior","inferior", "acima", "abaixo" etc. possam ser utilizados em associação com apresente invenção, deve ser entendido que tais termos são utilizados somente emseu sentido relativo. Por exemplo, quando utilizados em associação com o aparelhoda presente invenção, "superior" e "inferior" podem ser utilizados para significarlados principais opostos do aparelho e seus módulos. No uso real, os elementosdescritos como "superior" ou "inferior" podem ser encontrados em qualquerorientação ou localização e não devem ser considerados como Iimitantes doaparelho e dos métodos a qualquer orientação ou localização particular. Porexemplo, a superfície superior do aparelho ou do módulo para processamento deamostras pode realmente estar localizada abaixo da superfície inferior do aparelhoou módulo para processamento de amostras durante o processamento (embora asuperfície superior fosse ainda encontrada no lado oposto do aparelho ou domódulo para processamento de amostras da superfície inferior).

Uma superfície principal de uma modalidade de um aparelho modularpara processamento de amostras 10 é representada na Figura 1. O aparelho 10inclui um quadro 20 com módulos de processos 30 localizados nas aberturas doquadro 20, isto é, o kit está na configuração montada. O quadro 20 é mostradoisoladamente na Figura 2, em que cada uma das aberturas 22 é representada. Asaberturas 22 são definidas por uma série de suportes 24 que se estendem para forade um cerne central 26 para um anel de suporte externo 28.

O aparelho 10 inclui ainda uma abertura do eixo 12 localizada nocerne central 26 do quadro. A abertura do eixo 12 pode preferencialmente tertamanho e formato para aceitar um eixo que pode ser utilizado para girar o aparelhopara processamento de amostras 10 em tomo de um eixo rotacional que se estendeao longo da direção do eixo ζ até o centro da abertura do eixo 12.

O número exato de aberturas 22 no quadro 20 de qualquer umaparelho para processamento de amostras da presente invenção pode variar.O aparelho representado 10 inclui oito módulos de processo 30 em oitoaberturas 22 no quadro 20, mas o quadro de um aparelho da presenteinvenção pode ter tão pouco quanto duas aberturas até muitas aberturas comodesejado, isto é, podem ser fornecidas mais de oito aberturas.

Além disso, embora um módulo de processo 30 esteja localizadodentro de cada uma das aberturas 22 no quadro representado 20, cada umadas aberturas 22 no quadro 20 pode não ser necessariamente consistida porum módulo de processo 30. Por exemplo, algumas das aberturas 22 podem serdeixadas vazias se o quadro 20 e qualquer sistema de processamentoadaptado para processar materiais de amostra utilizando o aparelho 10 foremplanejados para processar um aparelho 10 em que uma ou mais aberturas noquadro 20 forem deixadas vazias.

Alternativamente, as aberturas 22 no quadro que não foremocupadas pelos módulos de processos 30 podem ser ocupadas por módulosem branco que, por exemplo, não incluem quaisquer reagentes e/ou materiaisamostra que serão processados. Como utilizado aqui, um "módulo em branco"pode incluir um módulo realmente em branco (isto é, um corpo semcaracterísticas acentuadas adaptado para estar localizado em uma abertura noquadro), um módulo de processo que não é carregado com reagentes pré-impressos, um módulo de processo carregado com reagentes pré-impressos,mas sem materiais de amostra, um módulo de processo utilizado que não émais necessário (mas é útil para preencher uma abertura em um quadroenquanto outros módulos de processos estão sendo processados) etc.

Os módulos em branco podem ser fornecidos se o sistemautilizado para processar o aparelho for planejado para funcionar melhor comum quadro totalmente carregado (tal como, por exemplo, os sistemas descritosno Pedido de Patente U.S. Ns 11/174.757, intitulado SAMPLE PROCESSINGDEVICE COMPRESSION SYSTEMS AND METHODS, depositado em 5 dejulho de 2005. Uma outra razão potencial para carregar módulos em branco emum quadro em que todas as aberturas não estão ocupadas pelos módulos deprocessos com materiais de amostra é para equilibrar o quadro com afinalidade de rotação, com os módulos em branco servindo como contrapesospara os módulos de processos. Em tal aplicação, algumas das aberturas noquadro podem ser deixadas vazias nenhum contrapeso for necessário para ummódulo de processo localizado do lado oposto do quadro.

Os módulos de processos 30 podem ser mantidos dentro dasaberturas 22 no quadro 20 através de qualquer técnica ou estruturasadequadas. Na modalidade representada, os suportes 24 que definem asbordas das aberturas do quadro 22 incluem uma beirada 25 sobre o qual umaborda complementar 31 do módulo de processo 30 fica em repouso quando omódulo de processo 30 está na abertura 22 (ver, por exemplo, as Figuras 2 e3). Pode ser preferido que a beirada 25 se estenda ao longo do comprimentointeiro do suporte 24 como observado na Figura 2. Pode ser ainda preferidoque a beirada 25 se estenda até e ao longo de pelo menos uma parte do anelde suporte exterior 28 (como observado na Figura 2).

As beiradas 25 e as bordas 31 dos módulos de processosfuncionam preferencialmente juntas para sustentar os módulos de processos30 dentro das aberturas 22 do quadro. Como observado na Figura 3, pode serpreferido que a superfície inferior 23 do suporte 24 seja aumentada na direçãoz em relação às superfícies inferiores 32 dos módulos de processos 30. Em taldisposição, pode ser mais fácil garantir que as superfícies inferiores 32 dosmódulos de processos 30 possam ficar em repouso sobre ou entrem emcontato físico com uma superfície de transferência térmica que será descritaem outro momento aqui. Por exemplo, as superfícies inferiores 32 dos módulosde processos 30 dentro de um certo quadro 20 de um aparelho paraprocessamento de amostras podem preferencialmente definir um plano decontato, com a superfície 23 do suporte 24 localizada acima do plano decontato definido pelas superfícies mais inferiores 32 dos módulos de processos30. Este conceito é também descrito em associação com a Figura 6 abaixo.

Um encaixe 27 localizado ao longo do anel de suporte externo 28também pode ser fornecido para auxiliar na manutenção dos módulos deprocessos 30 dentro das aberturas 22. O encaixe 27 pode preferencialmenteser adaptado para receber uma lingüeta complementar 33 sobre o módulo deprocesso 30 (ver, por exemplo, a Figura 4). A lingüeta 33 e o encaixe 27 podempreferencialmente auxiliar no alinhamento do módulo de processo 30 dentro daabertura 22 assim como na manutenção do módulo 30 dentro da abertura 22.

Em adição, enquanto a beirada 25 e a borda 31 do módulo 30 previnem que omódulo 30 se mova em uma direção ao longo do eixo ζ, o encaixe 27 e alingüeta complementar 33 podem preferencialmente se combinar um com ooutro de uma maneira que previnam o movimento do módulo 30 em relação aquadro 20 em duas direções ao longo do eixo z.

Na extremidade oposta dos módulos de processos 30 da lingüeta33, uma estrutura em grampo 35 é preferencialmente utilizada para auxiliaradicionalmente na manutenção dos módulos de processos 30 nas aberturas 22do quadro 20. A estrutura em grampo 35 pode incluir preferencialmente umafenda 36 que pode preferencialmente ter tamanho e molde determinados parareceber uma lingüeta de quadro complementar 29 na borda da abertura 22 quese estende ao longo do cerne central 26 (ver a Figura 2). Similares aosencaixes 27 e às lingüetas 33 nas bordas externas opostas das aberturas 22, afenda 36 e a lingüeta do quadro 29 podem preferencialmente restringir omovimento do módulo 30 em duas direções ao longo do eixo z.

A estrutura em grampo 35 onde a fenda 36 está localizada podepreferencialmente incluir um pegador 37 que pode ser manipulado para mover afenda 36 para fora do encaixe com a lingüeta do quadro 29 de forma que osmódulos de processos 30 possam ser removidos das aberturas 22 no quadro 20.Pode ser preferido que a estrutura em grampo 35 seja construída de forma que aparte que contém a fenda 36 pode ser resilientemente montada para pressionarcontra a lingüeta do quadro 29 até que o pegador 37 seja manipulado ou forçadoem uma direção para a lingüeta do módulo 33 para liberar a fenda 36 do encaixecom a lingüeta do quadro 29. A estrutura em grampo 35 pode ser moldada demateriais poliméricos com o corpo do módulo de processo 30 ou a estrutura emgrampo pode ser construída de materiais diferentes (por exemplo, metais etc.)partindo do corpo do módulo de processo 30.

As lingüetas do quadro 29 e as fendas complementares 36 naestrutura em grampo 35 junto com as lingüetas do módulo 33 e os encaixes doquadro 27 podem preferencialmente se combinar para manter os módulos deprocessos 30 dentro das aberturas 22 no quadro 20. Juntas, estas característicasrepresentam um exemplo de modalidade de estrutura de engrenagem mecânicaque pode ser utilizada para manter os módulos de processos nas aberturas 22 doquadro 20. Outras variações serão conhecidas pelos peritos na arte. Por exemplo,as localizações das lingüetas e das fendas/encaixes podem ser invertidas etc.

Deve ser entendido que no lugar das estruturas de engrenagensmecânicas, podem ser utilizadas técnicas de retenção alternativas. Uma taltécnica alternativa é representada na Figura 3A em que o adesivo 121 érepresentado entre as beiradas 125 do suporte 124 e bordas complementares131 dos módulos de processos 130. O adesivo 121 pode ser preferencialmenteum adesivo sensível à pressão que permite a remoção não destrutiva dosmódulos de processos 130 de um quadro (não mostrado). Em outros casos, oadesivo pode ser permanente, isto é, adaptado para manter permanentementeos módulos de processos 130 - com tanto os módulos 130 quanto o quadro(cujo suporte 124 é uma parte) sendo descartados após o uso.

Os quadros utilizados no aparelho para processamento de amostrasda presente invenção podem ser construídos de qualquer material ou materiaisadequados. Pode, entretanto, ser preferido que os quadros sejam construídos demateriais que possuem condutividade térmica relativamente baixa, por exemplo,pode ser preferido que os quadros sejam produzidos de materiais poliméricos emoposição aos metálicos. Em algumas modalidades, os quadros podem consistiressencialmente de materiais poliméricos (por exemplo, policarbonatos,polipropilenos, polietilenos etc.), embora tal quadro possa incluir um eixo metálicono seu centro que é inserido moldado dentro de uma estrutura polimérica (se for útilpara encaixar, por exemplo, com um eixo etc.).

Em alguns casos, os quadros podem ser planejados para reutilizaçãocom módulos de processos diferentes. Em outros casos, os quadros podem serplanejados para descarte após um único uso. O acoplamento dos módulos deprocessos dentro de um quadro que pode ser descartado pode, em alguns casos,ser permanente - isto é, requerer a destruição de alguma parte do quadro e/ou domódulo de processo para separar o mesmo após o uso. Se planejados para váriosusos, os quadros podem ainda, em alguns casos, ser acoplados à placa de base deum sistema de processamento tal como os descritos, por exemplo, na Patente U.S.N2 6.734.401 intitulada ENHANCED SAMPLE PROCESSING DEVICES SYSTEMSE METHODS (Bedingham e outros) ou no Pedido de Patente U.S. N2 11/174.757,intitulado SAMPLE PROCESSING DEVICE COMPRESSION SYSTEMS EMETHODS, depositado em 5 de julho de 2005.

Como discutido aqui, cada um dos módulos de processos utilizadosno aparelho para processamento de amostras da presente invenção incluipreferencialmente câmaras de processos que são adaptadas para mantermateriais de amostra enquanto um ou mais processos são realizados ou utilizandoos materiais de amostra. Os exemplos de alguns processos potenciais que podemser realizados incluem, por exemplo, PCR1 seqüenciamento de Sanger etc.

Pode ser preferido que as câmaras de processos 40 nos módulosde processos 30 definam um anel de processamento anular quando osmódulos de processos 30 são mantidos nas aberturas 22 no quadro 20 doaparelho para processamento de amostras 10. Este conceito pode, talvez, sermelhor ilustrado nas figuras em anexo com referência à Figura 1 em que ascâmaras de processos 40 estão dispostas de uma maneira que defina um anelde processamento anular no aparelho.Como observado na Figura 1, pode ser preferido que váriascâmaras de processos 40 em cada módulo de processo 30 estejam dispostospara fazer uma parte de um arco circular embora tal disposição não sejanecessária. Por exemplo, pode ser possível dispor as câmaras de processos40 sobre qualquer um módulo de processo 30 em uma linha reta, de forma que,em efeito, as câmaras de processos 40 definiriam lados de um anel octogonal,hexagonal, pentagonal etc. Outras disposições também podem ser possíveis.

Independentemente da disposição precisa das câmaras deprocessos 40, estas estão preferencialmente dentro dos limites de um anelde processamento anular com algumas variações possíveis dentro de umcerto módulo de processo ou de módulo para módulo dentro de um certoaparelho para processamento de amostras. Em uma outra variação, deveser entendido que em algumas modalidades, nem todas as aberturas 22 noquadro 20 serão ocupadas por um módulo de processo 30 que incluicâmaras de processos 40. Como utilizado em associação com a presenteinvenção, pode ser suficiente que seja fornecido um módulo de processoque inclui câmaras de processos que podem ser utilizadas para definir umanel de processamento anular. Por exemplo, pode ser observado na Figura1 que um módulo de processo 30 e suas câmaras de processos 40associadas poderiam ser suficientes para definir um anel deprocessamento anular em associação com a presente invenção.

As Figuras 4 e 5 são visões aumentadas de um dos módulos deprocessos 30 representado em associação com o aparelho paraprocessamento de amostras 10 da Figura 1. A Figura 4 é uma vista dasuperfície superior 34 do módulo de processo 30 e representa a construção decâmaras de processos 40 em maiores detalhes. As câmaras de processos 40podem ser preferencialmente construídas na forma de espaços vazios 42formados através da superfície superior 34 e da superfície inferior 32 (ver aFigura 5) do corpo do módulo de processo 30. Uma primeira placa 44 pode serpreferencialmente acoplada à superfície superior 34 do módulo de processopara definir as superfícies das câmaras de processos 40. Do lado oposto domódulo de processo 30 (ver a Figura 5) uma segunda placa 46 pode seracoplada à superfície inferior 32 para definir os fundos das câmaras deprocessos 40,

Pode ser preferido que as placas 44 e 46 utilizadas para definir ascâmaras de processos 40 em combinação com os espaços vazios 42 namodalidade representada de um módulo de processo 30 como observado nasFiguras 4 e 5 sejam limitadas geralmente à área do anel de processamentoanular, não sejam necessariamente tão limitadas. Por exemplo, pode serpossível que uma ou ambas das placas 44 e 46 possam se estendersubstancialmente ao longo da superfície inteira do módulo de processo 30.

Uma vantagem potencial das várias placas 44 e 46 acopladas àssuperfícies 32 e 34 do módulo de processo 30 é que as placas 44 e 46 podemser construídas de materiais diferentes que fornecem propriedades diferentes.Pode ser preferido que pelo menos uma das placas 44 e 46 que definem ascâmaras de processos 40 seja construída de um material ou materiais quetransmitem substancialmente energia eletromagnética de comprimentos deonda selecionados. Por exemplo, pode ser preferido que uma das placas 44 e46 seja construída de um material que permite o monitoramento visual ou pormáquina da fluorescência ou de alterações de cores dentro das câmaras deprocessos 40, a distribuição da energia eletromagnética dentro das câmaras deprocessos etc.

Também pode ser preferido que pelo menos uma das placas 44 e46 inclua uma camada metálica, por exemplo, uma folha metálica. Se fornecidana forma de uma folha metálica, a placa pode preferencialmente incluir umacamada de passivação sobre a superfície que está voltada para o interior dasestruturas fluidas para prevenir o contato entre os materiais de amostra e ometal. Tal camada de passivação também pode funcionar como uma estruturapara adesão em que pode ser utilizada, por exemplo, na colagem no estadofundido de polímeros. Como uma alternativa a uma camada de passivaçãoseparada, qualquer camada de adesivo utilizada para ligar a placa ao módulode processo 30 pode também servir como uma camada de passivação paraprevenir o contato entre os materiais de amostra e quaisquer metais na placa.

Na modalidade ilustrativa do módulo de processo representadonas Figuras 4 e 5, a primeira placa 44 pode ser preferencialmente produzida deum filme polimérico (por exemplo, polipropileno, poliéster, polietileno etc.)enquanto que a placa 46 do lado oposto do módulo de processo 30 pode incluirpreferencialmente uma camada metálica (por exemplo, uma camada de folhametálica de alumínio etc.). Em tal modalidade, a primeira placa 44 transmitepreferencialmente radiação eletromagnética de comprimentos de ondaselecionados, por exemplo, do espectro visível, do espectro ultravioleta etc.dentro e/ou fora das câmaras de processos 40 enquanto a camada metálica dasegunda placa 46 facilita a transferência de energia térmica para dentro e/oupara fora das câmaras de processos 40 utilizando estruturas/superfíciestérmicas como descrito, por exemplo, na Patente U.S. N2 6.734.401 intituladaENHANCED SAMPLE PROCESSING DEVICES SYSTEMS AND METHODS(Bedingham e outros) ou no Pedido de Patente U.S. N2 11/174.757, intituladoSAMPLE PROCESSING DEVICE COMPRESSION SYSTEMS ANDMETHODS, depositado em 5 de julho de 2005.

Pode ser preferido que, quando a segunda placa 46 forselecionada em relação a sua condutividade térmica, o tamanho da segundaplaca pode ser limitado de forma que corresponde geralmente à área do anelde processamento anular definida pelas câmaras de processos 40. Umbenefício potencial da limitação do tamanho de uma placa condutora térmica éque a quantidade de energia térmica transferida para áreas sem ser para oanel de processamento anular pode ser limitada. Como tal, a transferência daenergia térmica às áreas que não são ocupadas pelas câmaras de processospode ser limitada. Em contraste, embora a primeira placa 44 seja tambémrepresentada como estando geralmente limitada à área do anel deprocessamento anular, poderia alternativamente se estender adicionalmentesem degradar significativamente o desempenho do módulo de processo em umprocesso térmico.

Embora alguns exemplos de materiais para as placas sejamdescritos anteriormente, deve ser entendido que o corpo do módulo deprocesso e quaisquer placas acopladas ao mesmo podem ser produzidos dequalquer material ou materiais adequados. Os exemplos de materiaisadequados podem incluir, por exemplo, materiais poliméricos (por exemplo,polipropileno, poliéster, policarbonato, polietileno etc.), metais (por exemplo,folhas de metal) etc. As placas podem preferencialmente, mas nãonecessariamente, ser fornecidas em pedaços geralmente planos similares afolhas, por exemplo, de folha de metal, material polimérico, compósito de váriascamadas etc. Pode ser preferido que os materiais selecionados para o corpo epara as placas dos discos exibam boas propriedades de barreira para a água.

As placas 44 e 46 podem ser acopladas às superfícies 32 e 34 domódulo de processo 30 através de técnica ou técnicas adequadas, por exemplo,colagem no estado fundido, adesivos, combinações de colagem no estadofundido e adesivos etc. Se a colagem no estado fundido, pode ser preferido quetanto a placa quanto a superfície à qual essa é acoplada incluem, por exemplo,polipropileno ou algum outro material que pode ser colado no estado fundido,para facilitar a colagem no estado fundido. Pode, entretanto, ser preferido que asplacas sejam acopladas utilizando adesivo sensível à pressão. O adesivosensível à pressão pode ser fornecido na forma de uma camada de adesivosensível à pressão que pode ser preferencialmente fornecido na forma de umacamada não interrompida contínua 45 ou 47 entre a placa 44 ou 46 e asuperfície oposta 32 ou 34 ou o corpo 39 como observado na Figura 6. Osexemplos de algumas técnicas de acoplamento potencialmente adequadas,adesivos etc. podem ser descritos, por exemplo, na Patente U.S. Ns 6.734.401intitulada ENHANCED SAMPLE PROCESSING DEVICES SYSTEMS EMETHODS (Bedingham e outros) e na Publicação de Pedido de Patente U.S. NsUS 2002/0064885 intitulada SAMPLE PROCESSING DEVICES (Bedingham eoutros).

Os adesivos sensíveis à pressão exibem tipicamentepropriedades viscoelásticas que podem preferencialmente permitir algummovimento das placas em relação ao corpo subjacente ao qual as placas sãoacopladas. O movimento pode ser o resultado da deformação do anel deprocessamento anular, por exemplo, para se adaptar ao formato de umaestrutura de transferência térmica que é descrita no Pedido de Patente U.S. N211/174.757, intitulado SAMPLE PROCESSING DEVICE COMPRESSIONSYSTEMS E METHODS, depositado em 5 de julho de 2005 e no Pedido dePatente U.S. N2 11/174.680, intitulado COMPLIANT MICROFLUIDIC SAMPLEPROCESSING DISKS, depositado em 5 de julho de 2005. No aparelho paraprocessamento de amostras da presente invenção, partes dos módulos deprocessos e dos quadros podem ser ambos deformados em resposta às forçasde compressão.

O movimento relativo também pode ser o resultado das taxas de expansãotérmica diferentes entre as placas e o corpo. Independentemente da causa domovimento relativo entre as placas e os corpos nos módulos de processos dapresente invenção, pode ser preferido que as propriedades viscoelásticas doadesivo sensível à pressão permitam que as câmaras de processos (e outrascaracterísticas fluidas de quaisquer estruturas fluidas - se presentes)mantenham preferencialmente sua integridade fluídica (isto é, não vazam)apesar da deformação.

Muitos adesivos sensíveis à pressão diferentes podem serpotencialmente utilizados em associação com a presente invenção. Umatécnica bem conhecida para a identificação de adesivos sensíveis à pressão éo critério de Dahlquist. Este critério define um adesivo sensível à pressão comoum adesivo que possui uma submissão à deformação de 1 segundo maior que0,1 cm2/N (1 χ 10~6 cm2/dina) como descrito no Handbook of Pressure SensitiveAdhesive Technology. Donatas Satas (Ed.), 2- Edição, p. 172, Van NostrandReinhold, Nova York, NY, 1989. Alternativamente, uma vez que o módulo é, auma primeira aproximação, o inverso da submissão à deformação, os adesivossensíveis à pressão podem ser definidos como adesivos que possuem ummódulo de Young menor que 0,1 MPa (1 χ 106 dinas/cm2). Uma outra técnicabem conhecida para a identificação de um adesivo sensível à pressão é a queeste se gruda agressivamente e permanentemente à temperatura ambiente ese adere firmemente a uma variedade de superfícies dissimilares após merocontato sem a necessidade de mais que uma pressão com os dedos ou a mãoe que pode ser removido de superfícies lisas sem deixar um resíduo comodescrito em Test Methods for Pressure Sensitive Adhesive Tapes. PressureSensitive Tape Council, (1996). Uma outra definição adequada de um adesivosensível à pressão adequado é que este possui preferencialmente um módulode armazenamento à temperatura ambiente dentro da área definida pelospontos a seguir que são representados graficamente em um gráfico de móduloversus freqüência a 25 °C: uma faixa de módulos de aproximadamente 0,02MPa (2 χ 105 dinas/cm2) até 0,04 MPa (4 χ 105 dinas/cm2) a uma freqüência deaproximadamente 0,017 Hz (0,1 rad/s) e uma faixa de módulos deaproximadamente 0,2 MPa (2x10® dinas/cm2) até 0,8 MPa (8 χ 106 dinas/cm2)a uma freqüência de aproximadamente 17 Hz (100 rad/s) (ver, por exemplo, asFiguras 8-16 na ρ. 173 do Handbook of Pressure Sensitive AdhesiveTechnology. Donatas Satas (Ed.), 2— Edição, Van Nostrand Reinhold, NovaYork, 1989). Qualquer um destes métodos de identificação de um adesivosensível à pressão pode ser utilizado para a identificação de adesivossensíveis à pressão potencialmente adequados para uso nos métodos dapresente invenção.

Pode ser preferido que os adesivos sensíveis à pressão utilizadosem associação com o aparelho para processamento de amostras da presenteinvenção incluam materiais que garantam que as propriedades do adesivosensível à pressão não sejam adversamente afetadas pela água. Por exemplo,o adesivo sensível à pressão preferencialmente não perderá a adesão, perderáa força coesiva, amolecerá, entumescerá ou ficará opaco em resposta àexposição à água durante o carregamento e o processamento das amostras.Ainda, os adesivos sensíveis à pressão preferencialmente não contêmquaisquer componentes que possam ser extraídos na água durante oprocessamento das amostras, comprometendo possivelmente assim odesempenho.

Em vista destas considerações, pode ser preferido que o adesivosensível à pressão seja composto de materiais hidrofóbicos. Como tal, podeser preferido que o adesivo sensível à pressão seja composto de materiais desilicone. Ou seja, o adesivo sensível à pressão pode ser selecionado da classede materiais adesivos sensíveis à pressão de silicone, baseados nacombinação de polímeros de silicone e resinas agentes de pegajosidade, comodescrito, por exemplo, em "Silicone Pressure Sensitive Adhesive", Handbook ofPressure Sensitive Adhesive Technoloav. 3- Edição, pp. 508 - 517. Osadesivos sensíveis à pressão de silicone são conhecidos por suahidrofobicidade, sua capacidade de suportar altas temperaturas e suacapacidade de se ligarem a uma variedade de superfícies dissimilares.A composição dos adesivos sensíveis à pressão épreferencialmente escolhida para satisfazer os requerimentos rigorosos dapresente invenção. Algumas composições adequadas podem ser descritas naPublicação Internacional WO 00/68336 intitulada SILICONE ADHESIVES,ARTICLES AND METHODS (Ko e outros).

Outras composições adequadas podem ser baseadas na famíliade adesivos sensíveis à pressão à base de silicone-poliuréia. Tais composiçõessão descritas na Patente U.S. N- 5.461.134 (Leir e outros); na Patente U.S. N26.007.914 (Joseph e outros); na Publicação Internacional N2 WO 96/35458 (eseus Pedidos de Patentes U.S. relacionados N- de Série 08/427.788(depositado em 25 de abril de 1995); 08/428.934 (depositado em 25 de abril de1995); 08/588.157 (depositado em 17 de janeiro de 1996); e 08/588.159(depositado em 17 de janeiro de 1996); Publicação Internacional N- WO96/34028 (e seus Pedidos de Patentes U.S. relacionados N25 de Série08/428.299 (depositado em 25 de abril de 1995); 08/428.936 (depositado em25 de abril de 1995); 08/569.909 (depositado em 8 de dezembro de 1995); e08/569.877 (depositado em 8 de dezembro de 1995)); e na PublicaçãoInternacional N2 WO 96/34029 (e seus Pedidos de Patentes U.S. relacionadosN- de Série 08/428.735 (depositado em 25 de abril de 1995) e 08/591.205(depositado em 17 de janeiro de 1996)).

Tais adesivos sensíveis à pressão são baseados na combinaçãode polímeros de silicone-poliuréia e agentes de pegajosidade. Os agentes depegajosidade podem ser escolhidos de dentro das categorias de agentes depegajosidade funcionais (reativos) e não funcionais como desejado. O nível deagente ou agentes de pegajosidade pode ser variado quando desejado deforma a conferir a pegajosidade desejada à composição adesiva. Por exemplo,pode ser preferido que a composição para adesivo sensível à pressão seja umco-polímero segmentado de polidiorganossiloxano oliguréia pegajoso incluindo(a) unidades de polidiorganossiloxano mole, unidades de resíduos depoliisocianato duro, em que o resíduo de poliisocianato é o poliisocianatomenos os grupos -NCO, opcionalmente, unidades de poliamina orgânica molee/ou dura, em que os resíduos de unidades de isocianato e de unidades deamina estão conectados por ligações de uréia; e (b) um ou mais agentes depegajosidade (por exemplo, resinas de silicato etc.).

Além disso, as camadas de adesivo sensível à pressão utilizadasem associação com a invenção podem ser um único adesivo sensível àpressão ou uma combinação ou uma mescla de dois ou mais adesivossensíveis à pressão. As camadas sensíveis à pressão podem resultar dorevestimento do solvente, impressão em tela, impressão em cilindro, dorevestimento de extrusão fundido, da borrifação fundida, do revestimento emtira ou dos processos de laminação, por exemplo. Uma camada adesiva podeter uma ampla variedade de espessuras contanto que satisfaça o fato de exibiras características e as propriedades anteriores. Para atingir a fidelidade deligação máxima e, se desejado, para servir como uma camada de passivação,a camada adesiva pode ser preferencialmente contínua e isenta de orifícios oude porosidade.

Muito embora os dispositivos de processamento de amostraspossam ser produzidos com um adesivo sensível à pressão para conectarvários componentes, por exemplo, placas, corpos etc., juntos, pode serpreferível aumentar a adesão entre os componentes através da laminação dosmesmos juntos sob calor e/ou pressão elevada para garantir a ligação firmedos componentes.

Pode ser preferido utilizar adesivos que exibem propriedadessensíveis à pressão. Tais adesivos podem ser mais tratáveis à produção emalto volume de dispositivos de processamento de amostras uma vez quetipicamente não envolvem os processos de ligação a alta temperaturautilizados na colagem no estado fundido, nem apresentam problemas demanipulação inerentes ao uso de adesivos líquidos, colagem com solvente,colagem com ultrassom e similares.

Os adesivos são preferencialmente selecionados por sua capacidadede, por exemplo, se aderirem aos materiais utilizados para construir as placas e oscorpos aos quais as placas são acopladas, manterem a adesão durante oarmazenamento a temperaturas alta e baixa (por exemplo, aproximadamente -80°C até aproximadamente 150 °C) enquanto fornecem uma barreira eficiente para aevaporação da amostra, resistem à dissolução em água, reagem com oscomponentes dos materiais de amostra utilizados nos discos etc. Assim, o tipo deadesivo pode não ser crítico contanto que não interfira (por exemplo, DNA deligação, dissolução etc.) com quaisquer processos realizados no aparelho paraprocessamento de amostras 10. Os adesivos preferidos podem incluir aquelesutilizados tipicamente sobre filmes de placas de dispositivos analíticos em que asreações biológicas são realizadas. Estes incluem poli-aifa olefinas e silicones, porexemplo, como descrito nas Publicações Internacionais N- WO 00/45180 (Ko eoutros) e WO 00/68336 (Ko e outros).

Além disso, a camada adesiva sensível à pressão dos discos deprocessamento de amostras da presente invenção pode ser um único adesivoou uma combinação ou uma mescla de dois ou mais adesivos. As camadasadesivas podem resultar de revestimento com solvente, da impressão em tela,da impressão em cilindro, do revestimento de extrusão fundido, da borrifaçãofundida, do revestimento em tira ou dos processos de laminação, por exemplo.Uma camada adesiva pode ter uma ampla variedade de espessuras contantoque satisfaça a exibição das características e das propriedades anteriores.Para atingir a fidelidade de ligação máxima e, se desejado, para servir comouma camada de passivação, a camada adesiva pode ser preferencialmentecontínua e isenta de orifícios ou porosidade.Pode ser preferido que as partes dos módulos de processos 30 eo quadro 20 localizados dentro do anel de processamento anular exibamcompatibilidade suficiente de forma que os componentes dentro do anel deprocessamento anular possam estar conforme ao formato de uma superfície detransferência térmica subjacente sob pressão. A compatibilidade épreferencialmente atingida com alguma deformação dos componentes no anelde processamento anular enquanto mantém a integridade fluídica das câmarasde processos 40 (isto é, sem causar vazamentos). Tal anel compatível aoprocessamento anular pode ser útil quando utilizado em associação com osmétodos e os sistemas descritos, por exemplo, no Pedido de Patente U.S. N211/174.757, intitulado SAMPLE PROCESSING DEVICE COMPRESSIONSYSTEMS AND METHODS, depositado em 5 de julho de 2005.

A Figura 6 é uma vista da seção transversal aumentada doaparelho para processamento de amostras da Figura 1 tirada ao longo da linha6-6 na Figura 1 e pode ser utilizada para discutir parte das características quepodem contribuir para a compatibilidade e a transferência térmica dentro e/oufora das câmaras de processos.

Como representado nas Figuras 2 e 6, a compatibilidade do anelde processamento anular pode ser aumentada através da limitação daquantidade do material do quadro localizado dentro do anel de processamentoanular. Por exemplo, os suportes 24 podem incluir frisos 21 que se estendempara fora do cerne central 26, mas que terminam não incluindo o anel deprocessamento anular como observado nas Figuras 2 e 6.

Em adição, a compatibilidade dos módulos de processos 30 dentro doquadro 20 também pode ser aumentada fornecendo os módulos de processos 30com uma espessura compósita que é maior que a espessura do suporte 24 dentrodo anel de processamento anular (em que a espessura é medida ao longo do eixoz). Como discutido aqui, a limitação da espessura do suporte 24 dentro do anel deprocessamento anular também pode fornecer uma vantagem em que a placa 46 setoma o componente mais baixo do aparelho para processamento de amostras. Porexemplo, as placas 46 dos módulos de processos 30 dentro de um certo quadro 20de um aparelho para processamento de amostras podem preferencialmente definirum plano de contato, com a superfície 23 do suporte 24 localizado acima do planode contato definido pela superfície mais baixa das placas 46.

Embora as estruturas compósitas para os módulos de processosformados utilizando adesivos viscoelásticos sensíveis à pressão para ligar asplacas aos corpos dos módulos de processos possam ser úteis para fornecercompatibilidade dos anéis de processamento anular contendo as câmaras deprocessos, um aumento adicional na compatibilidade dos anéis deprocessamento anular pode ser conseguido através da formação das câmarasde processos utilizando espaços vazios formados através do corpo dosmódulos de processos. Em algumas modalidades, pode ser preferido que osespaços vazios das câmaras de processos 40 ocupem 50% ou mais do volumedo corpo do módulo de processo localizado dentro do anel de processamentoanular definido pelas câmaras de processos 40.

Em referência ao aparelho da Figura 1, não é fornecida qualquerestrutura para fornecer materiais nas câmaras de processos 40. Pode serpreferido em tal modalidade que os reagentes fiquem localizados nas câmarasde processos 40 durante a produção dos módulos de processos 30. Osmateriais de amostra podem ser então fornecidos dentro das câmaras deprocessos 40, por exemplo, perfurando uma das placas 44 e 46, acoplandouma das placas após o carregamento das câmaras de processos com materialde amostra etc. A Publicação de Pedido de Patente U.S. N2 2003/0118804,intitulada SAMPLE PROCESSING DEVICE WITH RESEALABLE PROCESSCHAMBER, publicada em 26 de junho de 2003 (Bedingham e outros) descrevecâmaras de processos que podem ser liberadas que podem ser carregadasperfurando uma placa que pode ser liberada.

Em outras modalidades, entretanto, pode ser preferido fornecerestruturas fluidas que incluem características tais como, por exemplo, poços deentrada, canais de distribuição, câmaras de carregamento, várias câmaras deprocessos, vias, válvulas, filtros etc. Os exemplos de tais estruturas fluidas(algumas vezes alternativamente referidas como arranjos do processo) podem serencontrados, por exemplo, na Patente U.S. N- 6.734.401 intitulada ENHANCEDSAMPLE PROCESSING DEVICES SYSTEMS AND METHODS (Bedingham eoutros); na Publicação de Pedido de Patente U.S. Ns US 2002/0064885 intituladaSAMPLE PROCESSING DÉVICES (Bedingham e outros); e no Pedido de PatenteU.S. N2 11/174.680, intitulado COMPLIANT MICROFLUIDIC SAMPLEPROCESSING DISKS, depositado em 5 de julho de 2005.

A Figura 7 representa um aparelho alternativo paraprocessamento de amostras de acordo com a presente invenção em que ospoços de entrada 250 são fornecidos em adição às câmaras de processos 240em cada um dos módulos de processos 230 fornecidos no aparelho paraprocessamento de amostras 210. Cada um dos poços de entrada 250 podepreferencialmente estar conectado a uma das câmaras de processos 240através de um canal de distribuição 260. Como tal, cada conjunto de poço deentrada 250, canal de distribuição 260 e câmara de processo 240 pode sercaracterizado como estrutura fluida ou arranjo de processo como descrito nosdocumentos identificados no parágrafo anterior.

Uma outra variação representada no aparelho paraprocessamento de amostras da Figura 7 é o número de módulos deprocessos 210 localizados no quadro 220. Como observado, o aparelho210 inclui apenas seis módulos de processos 230 em oposição aos oitomódulos 30 representados no aparelho para processamento de amostras10 da Figura 1.Como discutido aqui, pode ser preferido que o aparelho paraprocessamento de amostras da presente invenção inclua câmaras de processosque definem um anel de processamento anular que exibe compatibilidade paraaumentar o controle térmico em relação aos materiais nas câmaras de processosdos módulos de processos. Um exemplo de como os anéis compatíveis aoprocessamento anular podem ser utilizados em associação com a invenção érepresentado em conexão com a Figura 8. Uma parte de um módulo deprocessamento de amostras 330 em um quadro 320 de acordo com a presenteinvenção é representada na Figura 8 em contato com a superfície de transferênciamoldada 306 formada sobre uma estrutura térmica 308.

As estruturas térmicas e suas superfícies de transferência podem serdescritas em maiores detalhes, por exemplo, no Pedido de Patente U.S. N311/174.757, intitulado SAMPLE PROCESSING DEVICE COMPRESSIONSYSTEMS AND METHODS, depositado em 5 de julho de 2005. Sucintamente,entretanto, a temperatura da estrutura térmica 308 pode ser preferencialmentecontrolada através de qualquer técnica adequada, com a superfície de transferência306 que facilita a transferência da energia térmica para dentro ou para fora daestrutura térmica 308 para controlar a temperatura de itens tais como os módulosde processos colocados em contato com a superfície de transferência 306.

Quando o item que tiver que ser controlado termicamente for ummódulo de processo em um aparelho para processamento de amostras, oaumento na transferência de energia térmica entre a estrutura térmica e omódulo 330 pode ser atingido adaptando o módulo 330 ao formato dasuperfície de transferência 306. Quando apenas uma parte do módulo deprocesso 330, por exemplo, um anel de processamento anular, estiver emcontato com a superfície de transferência 306, pode ser preferido que apenasuma parte do módulo 330 seja deformada de forma que se adapte ao formatoda superfície de transferência 306.A Figura 8 representa um exemplo de tal situação em que ummódulo de processamento de amostras 330 inclui um corpo 350 que possuiplacas 370 e 380 ligadas ao mesmo utilizando camadas adesivas(preferencialmente um adesivo sensível à pressão) 371 e 381, respectivamente.

As placas 370 e 380 podem ser de forma geral preferencialmente limitadas àárea do anel de processamento anular como descrito aqui. O uso de um adesivoviscoelástico sensível à pressão para as camadas 371 e 381 pode aumentar acompatibilidade do anel de processamento anular do módulo de processo 330como também é descrito aqui.

Através da deformação do módulo 330 para se adaptar aoformato da superfície de transferência 306 como apresentado, pode seraumentada a eficiência de acoplamento térmico entre a estrutura térmica 308 eo módulo de processo 330. Tal deformação do módulo de processo 330 podeser útil para promover o contato mesmo se a superfície do módulo de processo330 voltada para a superfície de transferência 306 ou a própria superfície detransferência 306 incluir irregularidades que poderiam de outra maneirainterferir com o contato uniforme na ausência da deformação.

Para promover uma deformação adicional do módulo de processo330 para se adaptar ao formato da superfície de transferência 306, pode serpreferido incluir anéis de compressão 302 e 304 em uma placa 300 utilizada parafornecer uma força de compressão sobre o módulo de processo 330 em associaçãocom a superfície de transferência 306, de forma que os anéis 302 e 304 entram emcontato com o módulo de processo 330 - abrangendo essencialmente o anel deprocessamento anular do módulo de processo 330 que fica voltado para asuperfície de transferência 306. Limitando o contato entre a placa 300 e o anel deprocessamento anular do módulo 330 aos anéis 302 e 304, um controle térmicomaior pode ser atingido porque menos energia térmica será transferida através daárea de contato limitada entre a placa 300 e o módulo de processo 330.Como observado na Figura 8, a deformação do módulo deprocesso 330 pode preferencialmente envolver a deflexão do processamentoanular em uma direção normal às superfícies principais do módulo de processo330, isto é, ao longo do eixo ζ como representado na Figura 8 que tambémpode ser descrita como em uma direção normal à superfície principal domódulo de processo 330.

Em adição à deflexão ou à deformação da parte do anel deprocessamento anular do módulo de processo 330, pode ser também preferidoque a parte ou as partes do quadro 320 que abrangem o anel deprocessamento anular também sejam deformadas através de forçascompressivas que deformam o módulo de processo 330. Pode ser preferidoque a deformação do quadro seja uma deformação primariamente elástica, istoé, que após a remoção da força de deformação, o quadro retornasubstancialmente para seu formato pré-deformação. A deformação limitada doquadro 320 dentro da área do anel de processamento anular pode seraumentada através do término dos frisos de reforço (ver, por exemplo, verreferência N2 21 na Figura 2) de forma que não se estendam para dentro doanel de processamento anular quando poderiam limitar a deformação doquadro e dos módulos de processos localizados ali.

Como utilizado e nas reivindicações em anexo, as formassingulares "um", "uma", "o" e "a" incluem os referentes no plural a não ser que ocontexto determine claramente de outra maneira. Assim, por exemplo, areferência a "um" ou "o" componente pode incluir um ou mais dos componentese equivalentes dos mesmos conhecidos pelos peritos na arte.

Todas as referências e publicações ora citadas são expressa eintegralmente incorporadas aqui como referência dentro desta divulgação. Osexemplos de modalidades desta invenção são discutidos e foi feita referência aalgumas variações possíveis dentro do âmbito desta invenção. Estas e outrasvariações e modificações na invenção serão evidentes aos versados nessastécnicas, sem que se abandone o âmbito da invenção e deve ser entendidoque essa não está limitada aos exemplos de modalidades apresentados aqui.Nesse sentido, a invenção deve ser limitada apenas pelas reivindicaçõesfornecidas abaixo e equivalentes das mesmas.

Claims (14)

1. KIT DE APARELHO MODULAR PARA PROCESSAMENTODE AMOSTRAS, caracterizado pelo fato de que compreende:um quadro que compreende uma pluralidade de aberturasdispostas em um arranjo anular em torno do centro do quadro;um ou mais módulos de processo adaptados para seremmantidos dentro de uma abertura dentre a pluralidade de aberturas no quadro,sendo que os módulos de processo adjacentes carregados nas aberturasadjacentes são separados uns dos outros por um suporte radial do quadro,sendo que cada módulo de processo compreende ainda:um corpo de módulo que compreende uma primeira e umasegunda superfícies principais;uma camada de folha metálica ligada à segunda superfícieprincipal do corpo do módulo;uma estrutura fluida no módulo de processo, sendo que tal estruturafluida compreende um poço de entrada em comunicação fluida com uma câmara deprocesso, sendo que o poço de entrada fica localizado radialmente para dentro dacâmara de processo em relação ao centro do quadro.sendo que a câmara de processo compreende um volume definidopor um espaço vazio formado através da primeira e da segunda superfíciesprincipais do corpo de módulo e da camada de folha metálica ligada à segundasuperfície principal ao longo do espaço vazio na segunda superfície principal;sendo que as câmaras de processo de um ou mais módulos deprocesso definem um anel de processamento anular do aparelho modular paraprocessamento de amostras quando um ou mais módulos de processo sãomantidos dentro da pluralidade de aberturas no quadro;e sendo que cada módulo de processo compreende umaespessura no eixo ζ medida em uma direção normal à primeira e à segundasuperfícies principais do corpo do módulo que é maior que uma espessura noeixo ζ da parte de cada suporte radial do quadro localizado dentro do anel deprocessamento anular.

2. KIT, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que as camadas de folhas metálicas do um ou mais módulos deprocesso ocupam o anel de processamento anular do dispositivo modular deprocessamento de amostras quando os módulos de processos são mantidosdentro da pluralidade de aberturas no quadro.

3. KIT, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que a câmara de processo em cada módulo de processo doum ou mais módulos de processo contém um reagente, sendo que osreagentes das câmaras de processo de pelo menos dois módulos deprocesso são diferentes.

4. KIT, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de compreender ainda um ou mais módulos em branco dos quais cada umé adaptado para ser mantido dentro de uma abertura dentre a pluralidade deaberturas no quadro, sendo que os módulos em branco são substancialmenteisentos de reagentes.

5. MÓDULO DE PROCESSO, adaptado para uso em umaparelho modular para processamento de amostras, caracterizado pelo fato decompreender um quadro com uma pluralidade de aberturas dispostas em umarranjo anular em torno do centro do quadro, sendo que as aberturas sãoseparadas umas das outras por um suporte radial, sendo que o módulo deprocesso compreende:um corpo do módulo que compreende uma primeira e umasegunda superfícies principais;uma camada de folha metálica ligada à segunda superfícieprincipal do corpo do módulo;uma estrutura fluida no módulo de processo, sendo que tal estruturafluida compreende um poço de entrada em comunicação fluida com uma câmara deprocesso, sendo que o poço de entrada fica localizado radialmente para dentro dacâmara de processo em relação ao centro do quadro;sendo que a câmara de processo compreende um volumedefinido por um espaço vazio formado através da primeira e da segundasuperfícies principais do corpo do módulo e da camada de folha metálica ligadaà segunda superfície principal ao longo do espaço vazio na segunda superfícieprincipal;sendo que o módulo de processo compreende uma espessura noeixo ζ medida em uma direção normal à primeira e à segunda superfíciesprincipais do corpo do módulo que é maior que uma espessura no eixo ζ daparte de cada suporte radial do quadro localizado dentro do anel deprocessamento anular.

6. MÓDULO DE PROCESSO, de acordo com a reivindicação-1 ou 5, caracterizado pelo fato de que as câmaras de processos ocupam 50%ou mais do volume da parte do corpo do módulo dentro do anel deprocessamento anular.

7. MÓDULO DE PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1ou 5, caracterizado pelo fato de que a camada de folha metálica é presa à segundasuperfície principal do módulo de processo por um adesivo sensível à pressão.

8. MÓDULO DE PROCESSO, de acordo com a reivindicação-1 ou 5, caracterizado pelo fato de que o módulo de processo compreende umaestrutura de engrenagem mecânica que se encaixa com a estruturacomplementar de cada abertura da pluralidade de aberturas no quadro.

9. MÓDULO DE PROCESSO, de acordo com a reivindicação-1 ou 5, caracterizado pelo fato de que o módulo de processo é mantido atravésde adesivos em uma abertura entre a pluralidade de aberturas no quadro.

10. MÓDULO DE PROCESSO, de acordo com a reivindicação-1 ou 5, caracterizado pelo fato de que a câmara de processo compreende umajanela que transmite energia eletromagnética de comprimentos de ondaselecionados para dentro e para fora da câmara de processo.

11. MÓDULO DE PROCESSO, de acordo com a reivindicação-10, caracterizado pelo fato de que a janela compreende uma camadapolimérica presa por adesivo à primeira superfície principal do corpo do módulosobre o espaço vazio na primeira superfície principal.

12. MÓDULO DE PROCESSO, de acordo com a reivindicação-5, caracterizado pelo fato de que a câmara de processo no módulo de processocontém um reagente.

13. MÓDULO DE PROCESSO, de acordo com a reivindicação-5, caracterizado pelo fato de compreender uma pluralidade de câmaras deprocessos, sendo que cada câmara de processo da pluralidade de câmaras deprocesso contém um reagente.

14. MÉTODO DE PROCESSAMENTO DE MATERIAIS DEAMOSTRA, caracterizado pelo fato de compreender:o fornecimento de um aparelho modular para o processamento deamostras que compreende um quadro compreendendo uma pluralidade deaberturas dispostas em um arranjo anular em torno de um centro do quadro eum ou mais módulos de processo adaptados para serem mantidos dentro deuma abertura dentre a pluralidade de aberturas no quadro, sendo que osmódulos de processo adjacentes carregados em aberturas adjacentes sãoseparados uns dos outros por um suporte radial do quadro, sendo que cadamódulo de processo compreende ainda um corpo que compreende umaprimeira e uma segunda superfícies principais, uma camada de folha metálicaligada à segunda superfície principal do corpo do módulo, pelo menos umacâmara de processo que compreende um volume definido por um espaço vazioformado através da primeira e da segunda superfícies principais do corpo domódulo e da camada de folha metálica ligada à segunda superfície principalsobre o espaço vazio na segunda superfície principal, sendo que as câmarasde processo do um ou mais módulos de processo definem um anel deprocessamento anular do aparelho modular para processamento de amostrasquando o um ou mais módulos de processo são mantidos dentro da pluralidadede aberturas no quadro;o fornecimento de um material de amostra em pelo menos umacâmara de processo do um ou mais módulos de processos;a deformação do anel de processamento anular do aparelho paraprocessamento de amostras em uma superfície de transferência convexa deuma estrutura térmica, sendo que uma parte do um ou mais módulos deprocesso e o quadro são defletidos para se adaptarem à superfície detransferência convexa; ea rotação do aparelho para processamento de amostras em tornode um eixo de rotação durante a deformação do anel de processamento anularsobre a superfície de transferência convexa.