BRPI0711047A2

BRPI0711047A2 - dispositivo de transporte de amostra de fluido, e, uso do mesmo

Info

Publication number: BRPI0711047A2
Application number: BRPI0711047-2A
Authority: BR
Inventors: Johannes W Weekamp
Original assignee: Konink Philips Eletronics N V
Priority date: 2006-05-01
Filing date: 2007-04-23
Publication date: 2011-08-23
Also published as: WO2007125468A2; US20090130766A1; WO2007125468A3; CN101500709A; RU2008147093A; EP2021128A2; US7892493B2; JP2009535636A; WO2007125468A8

Abstract

DISPOSITIVO DE TRANSPORTE DE AMOSTRA DE FLUIDO, E, USO DO MESMO A presente invenção se refere a um dispositivo de transporte de amostra de fluido (1) com volume morto reduzido para processamento, controle e/ou detecção de uma amostra de fluido (3), compreendendo: um substrato (2), em que a superficie superior do referido substrato (2) compreende pelo menos um elemento de processamento, controle e/ou detecção (19); pelo menos uma membrana flexível (4), em que a membrana flexível (5) é disposta na superficie superior do referido substrato (2); pelo menos um êmbolo (5) e/ou elemento de atuação (9) para atuação de um movimento para cima e/ou para baixo da membrana flexível (4) para causar fluxo de fluido e/ou parar um fluxo de fluido; pelo menos uma placa de cobertura (6) disposta na superficie superior externa ou superficie inferior externa da membrana flexível (4), em que a placa de cobertura (6) compreende pelo menos um furo atravessante (10) e/ou recorte (10) para recebimento de um êmbolo (5) e/ou elemento de atuação (9), de modo que o movimento do referido êmbolo (5) e/ou elemento de atuação (9) causa uma ação de bomba e/ou de válvula da membrana flexível disposta adjacente para causar um fluxo de fluido entre a superficie superior do referido substrato (2) e a superficie inferior da referida membrana flexível (4); e em que pelo menos um rebaixo (7) para direcionar o fluxo de amostra de fluido (3) no substrato (2) é formado temporariamente pela membrana flexível.

Description

"DISPOSITIVO DE TRANSPORTE DE AMOSTRA DE FLUIDO, E, USODO MESMO"

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

A presente invenção se refere a um dispositivo de transportede amostra de fluido com um volume morto reduzido para processamento,controle e/ou detecção de uma amostra de fluido. A presente invenção serefere, em particular, a uma aplicação em diagnóstico molecular com umvolume morto reduzido. O dispositivo de transporte de amostra de fluido comvolume morto reduzido de acordo com a presente invenção é usado, depreferência, em diagnóstico molecular.

O setor de biotecnologia tem dirigido esforços substanciaispara o desenvolvimento de dispositivos de transporte de amostra de fluidominiaturizados, tais como dispositivos microfluídicos, freqüentementedenominados labs-on-a-chip (LOC) ou micro-sistemas de análises totais(micro TAS), para manipulação e análise de amostras. Esses sistemas sãousados para detecção e análises de biomoléculas específicas, tais como DNAe proteínas.

Em geral, dispositivos de micro-sistemas contêm funçõesfluídicas, elétricas e mecânicas, compreendendo bombas, válvulas,misturadores, aquecedores e sensores, tais como sensores ópticos, magnéticose/ou elétricos. Um ensaio diagnóstico molecular típico inclui etapas doprocesso, tais como dissoluções de células, lavagem, amplificação por PCRe/ou detecção.

Dispositivos microfluídicos integrados precisam combinar umnúmero de funções, como filtragem, mistura, atuação de fluido, ação deválvula, aquecimento, resfriamento e detecção óptica, elétrica ou magnética,em um gabarito simples. Em seguida, um conceito modular das diferentesfunções pode ser realizado em substratos funcionais separados, como silícioou vidro. As funções precisam ser montadas com um sistema de rebaixomicrofluídico, que é feito, tipicamente de plástico. Com geometrias derebaixos pequenos, essa maneira de integração se torna um processo muitodesafiador. As interfaces entre os substratos e a placa do rebaixo precisam sermuito lisas e precisas e as geometrias dos rebaixos precisam serreproduzíveis, enquanto os substratos funcionais terão uma base mínima paraeficiência de custo. Especialmente com funções, que precisam uma interfacefluídica, bem como uma elétrica, a separação da interface úmida é crítica. Astécnicas de ligação podem ser compatíveis com os reagentes bioquímicos e ostratamentos de superfície presentes nos substratos funcionais.

O US-A1 2003/0057391, incorporado através de referênciadivulga um arranjo integrado de bombeamento e ação de válvula de baixaenergia, que proporciona uma abordagem revolucionária para realização debombeamento e ação de válvula em micro sistemas fluídicos fabricados paraaplicações, tais como microchips de diagnóstico médico. Essa abordagemintegra uma fonte de alta pressão, de menor energia, com um tampão depolímero, cerâmica ou metal encerrado dentro de um micro rebaixo análogo auma micro seringa. Quando a fonte de pressão é ativada, o tampão depolímero desliza dentro do micro rebaixo, bombeando o fluido no lado opostodo tampão sem permitir que o fluido vaze em torno do tampão. Os tampõestambém podem servir como micro válvulas.

Contudo, o sistema de bomba do US-A1 2003/0057391 nãoproporciona um volume morto pequeno suficiente e não proporciona umtransporte de fluido rápido otimizado. Ainda, os tampões devem ter umencaixe positivo para evitar vazamento de fluido de amostra, assim, osarranjos integrados de bombeamento e ação de válvula de baixa energiapodem não ser proporcionadas em baixa faixa vertical de fabricação.

Na última década, esforços de pesquisa consideráveis têm sidofeitos para o desenvolvimento de dispositivos de sistema micro-fluídico a fimde integrar mais funções, mas ao mesmo tempo reduzir os volumes de líquidode amostras de análise.

Apesar desse esforço, há ainda uma necessidade dedispositivos de transporte de amostra de fluido, tais como um dispositivo desistema micro-fluídico, bio chips micro-fluídico, freqüentementedenominados Bio Flips, LOCs e microTASs, para vencer pelo menos umadesvantagem da técnica anterior mencionada acima. Ainda, há necessidade dedesenvolver tecnologias que levam à integração total de funções periféricasem microchips simples, incluindo fontes inovadoras de baixa energia/pressãopara distribuidores fluídicos em chip que permite a análise de amostras empequenos volumes de líquido, bem como o fornecimento de uso maiseconômico de reagentes e amostras. Em particular, há uma necessidade de umdispositivo de transporte de amostra de fluido com um volume mortoreduzido otimizado em um mínimo.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

O dispositivo de transporte de amostra de fluido de acordocom a presente invenção, também referido como dispositivo micro-fluídico,permite a integração de muitas funções para aplicações em diagnósticosmoleculares. O dispositivo de transporte de amostra de fluido de acordo coma presente invenção pode analisar amostras em volumes pequenos de líquido,proporcionando uso mais econômico de reagentes e amostras e, em algunscasos, acelerando dramaticamente os ensaios.

Ainda, o dispositivo de transporte de amostra de fluido paraaplicações em diagnósticos moleculares de acordo com a presente invençãopermite um fluxo lateral da amostra de fluido. Isso permite uma integraçãovertical de sensores e outros dispositivos para o tratamento, processamentoe/ou análise de uma amostra de fluido de um ensaio. Para integrar um grandenúmero de funções no dispositivo de transporte de amostra de fluido, paraaplicações em diagnósticos moleculares de acordo com a presente invenção, ésugerido integrar todas ou pelo menos a maioria dessas funções em pelomenos um substrato.

Além disso, o dispositivo de transporte de amostra de fluido deacordo com a presente invenção proporciona um transporte de amostra defluido com um volume morto otimizado reduzido a um mínimo, depreferência, aproximadamente, zero.

De acordo com a presente invenção, um dispositivo detransporte de amostra de fluido com volume morto reduzido paraprocessamento, controle e/ou detecção de uma amostra de fluido,compreendendo:

um substrato, em que a superfície superior do referidosubstrato compreende pelo menos um elemento de processamento, controlee/ou detecção;

pelo menos uma membrana flexível, em que a membranaflexível é disposta na superfície superior do referido substrato;

pelo menos um êmbolo e/ou elemento de atuação para atuarum movimento para cima e/ou para baixo da membrana flexível para fazercom que um fluxo de fluido e/ou parar um fluxo de fluido;

pelo menos uma placa de cobertura disposta na superfícieexterna superior ou na superfície externa inferior da membrana flexível, emque a placa de cobertura compreende pelo menos um furo atravessante e/ourecorte para receber um êmbolo e/ou elemento de atuação, de modo que omovimento do referido êmbolo e/ou elemento de atuação causa uma ação debomba e/ou válvula da área de membrana flexível disposta adjacente paracausar um fluxo de fluido entre a superfície superior do referido substrato e asuperfície inferior da referida membrana flexível; e em que pelo menos umrebaixo para direcionar o fluxo de amostra de fluido no substrato é formado,temporariamente, pela membrana flexível.

O dispositivo de transporte de amostra de fluido de acordocom a presente invenção pode ser, de preferência, um dispositivo micro-fluídico. O dispositivo de transporte de amostra de fluido de acordo com apresente invenção pode ser usado como labs-on-a-chip (LOC) ou como MicroSistemas de Análises Totais (microTAS), por exemplo, em aplicações emdiagnósticos moleculares.

Como aqui usado, o termo "meio de detecção" ou "elementode detecção" se refere a qualquer meio, estrutura ou configuração, quepermita interrogar uma amostra de fluido dentro do compartimento deprocessamento de amostra, usando técnicas de detecção analítica bemconhecidas na arte. Desse modo, um meio de detecção pode incluir uma oumais aberturas, aberturas alongadas ou ranhuras que se comunicam com ocompartimento de processamento de amostra e podem permitir que umaparelho ou dispositivo de detecção externo seja interfaceado com ocompartimento de processamento de amostra para detectar uma amostra defluido, também referido como analito, passando através do dispositivo detransporte de amostra de fluido.

O termo "amostra de fluido" é usado para referência a qualquercomposto ou composição, que possa ser bombeado através do sistema derebaixo de forma temporal. A "amostra de fluido" é, de preferência, umlíquido.

O termo "rebaixo" ou "sistema de rebaixo" como usado napresente invenção significa um conduto através do qual um fluxo de fluidopode ser dirigido, por exemplo, a uma cavidade, reentrância e/ou áreadesejada localizada no substrato.

Um rebaixo ou sistema de rebaixo pode ser conectado compelo menos uma cavidade, reentrância e/ou área localizada no substrato ondeo fluido pode ser, por exemplo, processado, coletado, controlado e/oudetectado.

Um rebaixo é formado, de modo temporal através de expansãoou estiramento da membrana flexível, de modo que a membrana flexívelforma, por exemplo, uma curva semelhante a túnel no substrato através doque uma amostra de fluido pode circular.

O termo "de forma temporária" significa, com relação aorebaixo, que o rebaixo não é formado permanente. Isso significa que umrebaixo de membrana formado de modo temporário pode ser retornado paraum desenho não mudado, tal como um desenho de membrana planar ou plana,contatando o substrato.

Em geral, a membrana contata completamente o substrato, emcaso de um rebaixo temporário de membrana ser formado, a seção damembrana que forma o rebaixo temporário não contata a superfície dosubstrato.

Os termos "furo atravessante" e "corte atravessante", comrelação à placa de cobertura significa que o furo atravessante, bem como ocorte atravessante, se estendem da superfície superior da placa de coberturaaté a superfície inferior da placa de cobertura (de um lado ao outro lado).

Desse modo, pode ser preferido que o substrato tenha pelomenos uma cavidade, reentrância e/ou área localizada no substrato, onde aamostra de fluido pode ser processada, coletada, controlada e/ou detectada.

Pode ser preferido que a superfície inferior da placa decobertura voltada para a membrana seja uma superfície plana e/ou lisa. Essaforma da superfície inferior da placa de cobertura reduz o volume morto comrelação ao sistema de rebaixo formável de maneira temporal a um mínimo.

Pode ser preferido, ainda, que a superfície inferior da placa decobertura voltada para a membrana não tenha cavidade e/ou reentrância,exceto pelo menos um furo atravessante e/ou pelo menos um corteatravessante.

Pode ser preferido também que a superfície inferior da placade cobertura contate, completamente, a superfície superior da membranavoltada para a placa de cobertura, exceto nessas áreas onde a placa decobertura compreende um furo atravessante e/ou um corte atravessante.BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A Fig. 1 é uma vista seccional lateral de um substrato comuma cavidade para recebimento de uma amostra de fluido.

A Fig. 2a é uma vista seccional lateral do substrato da figura 1com uma cavidade para recebimento de uma amostra de fluido.

A Fig. 2b é uma vista seccional lateral do substrato da figura 1com uma cavidade contendo uma amostra de fluido.

A Fig. 2c é uma vista lateral do substrato da figura 1 com umacavidade contendo uma amostra de fluido e uma membrana flexível.

A Fig. 3a é uma vista seccional lateral de um dispositivo detransporte de amostra de fluido.

A Fig. 3b é uma vista seccional lateral de um dispositivo detransporte de amostra de fluido pronto pra o fluxo de fluido.

A Fig. 3c é uma vista seccional lateral de um dispositivo detransporte de amostra de fluido em fluxo de fluido.

A Fig. 3 d é uma vista seccional lateral de um dispositivo detransporte de amostra de fluido em fluxo de fluido.

A Fig. 3e é uma vista seccional lateral de um dispositivo detransporte de amostra de fluido após o fluxo de fluido.

A Fig. 4a é uma vista seccional lateral do dispositivo detransporte de amostra de fluido.

A Fig. 4b mostra os componentes do dispositivo de transportede amostra de fluido da figura 4a.

A Fig. 5 é uma vista lateral de um substrato com câmara dePCR e sensor de temperatura e elementos aquecedores integrados.

A Fig. 6 é uma vista lateral de um substrato da figura 5 comuma cobertura de alumínio.

A Fig. 7 é uma vista seccional lateral do substrato da figura 6enrolado em torno com uma membrana flexível.

A Fig. 8 é uma vista seccional lateral do substrato da figura 7com uma placa de cobertura.

A Fig. 9 é uma vista seccional lateral do substrato da figura 8com êmbolos e elementos de atuação.

A Fig. 10a é uma vista seccional de topo de um substrato comum chip sensor integrado.

A Fig. 10b é uma vista seccional posterior do substrato dafigura 10a.

A Fig. 11 a é uma vista seccional de topo de um substrato dafigura 10a com uma membrana flexível de tubo enrolada.

A Fig. 11b é uma vista seccional posterior do substrato dafigura 11a.

A Fig. 11c é uma vista seccional de topo do substrato da figuralia em um alojamento.

A Fig. 11d é uma vista seccional posterior do substrato dafigura 11c.

A Fig. 11e é uma vista seccional de topo de um elemento detopo.

A Fig. 11f é uma vista seccional posterior do elemento de topoda figura lie com rebaixo.

A Fig. 11g é uma vista seccional lateral de um dispositivo detransporte de amostra de fluido sem êmbolos.

A Fig. 11h é uma vista seccional posterior de um dispositivode transporte de amostra de fluido da figura 11g.

A Fig. 11i é uma vista seccional lateral de um dispositivo detransporte de amostra de fluido com êmbolos.

A Fig. 11j é uma vista seccional posterior de um dispositivo detransporte de amostra de fluido da figura 11i.A Fig. 12a é uma vista de topo de uma folha fina 30.

A Fig. 12b é uma vista posterior de uma folha fina 30.

A Fig. 12c é uma vista de uma folha fina 30 montada em umsubstrato de base 2.

A Fig. 12d é uma vista posterior de um folha fina 30 montadaem um substrato de base 2.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

Antes de a invenção ser descrita em detalhes, deve sercompreendido que esta invenção não está limitada às partes componentesparticulares dos dispositivos descritos ou etapas do processo dos métodosdescritos, visto que esses dispositivos e métodos podem variar. Também deveser compreendido que a terminologia aqui usada é para fins de descrição demodalidades particulares penas e não é destinada a ser limitadora. Deve sernotado que, conforme usadas na especificação e nas reivindicações anexas, asformas singulares "um", "uma" e "o", "a" incluem referentes singulares e/ouplurais menos que o contexto dite claramente o contrário. Desse modo, porexemplo, referência a "um fluido" pode incluir misturas, referência a um"dispositivo e calor" inclui dois ou mais desses dispositivos, referência a "umrebaixo formado de modo temporário" pode incluir mais do que pelo menosum desses rebaixos formados de modo temporal e semelhantes.

Assim, tem sido mostrado que a presente invençãoproporciona uma nova abordagem para realização de operações debombeamento e ação de válvula por uma membrana flexível em microsistemas de fluidos fabricados para aplicações, tais como microchips dediagnósticos médicos, em que a membrana flexível forma um rebaixotemporariamente através do qual uma amostra de fluido pode ser forçada.Pelo uso da membrana flexível, o dispositivo de transporte de amostra defluido, também referido como cartucho, pode ser utilizado, efetivamente,como uma bomba para transporte de fluido ou como uma válvula de controle.A membrana flexível tem uma capacidade operacional variável, ela pode serusada para formação de um rebaixo formado temporariamente e pode ter umafunção de válvula ou uma função de bombeamento. Desse modo, um sistemade preparação de amostra integrado de escala de chip pode ser produzidoutilizando a invenção.

O dispositivo de transporte de amostra de fluido pode serprojetado de modo que um número de mesmas ou diferentes etapas deprocessamento, detecção e/ou controle de amostras de fluido podem serrealizadas separadas, simultâneas e/ou subseqüentes.

E preferido que o dispositivo de transporte de amostra defluido compreenda um cartucho descartável compreendendo um substratocoberto com uma membrana.

Pode ser preferido que o elemento de processamento, controlee/ou detecção esteja localizado no substrato, O substrato pode ser acumuladode um substrato de base, pelo que a superfície superior do substrato de base écoberta com pelo menos uma folha fina, também referida como camada fina.No substrato e/ou na película fina pelo menos um reagente, circuito, chip esemelhantes pode ser integrado. Pode ser preferido que o substrato base écoberto com um número de folhas finas, tais como duas, três, quatro ou mais.

Ainda, o dispositivo de transporte de amostra de fluido podecompreender pelo menos um rebaixo formado temporariamente, ou umsistema de rebaixo formado temporariamente, pelo que o rebaixo temporário éformado por uma membrana flexível. A seção dos rebaixos formadostemporariamente pode ser degenerada em uma membrana plana contatando asuperfície do substrato.

O volume de um rebaixo formado temporariamente de umamembrana flexível para recebimento e/ou transporte de uma amostra de fluidopode ter um volume de 0,1 mm a 2000 mm , de preferência, 0,5 mm a 1000mm e, mais preferivelmente, 1 mm a 50 mm .A altura máxima de um rebaixo formado temporariamente,medida a partir da superfície superior do substrato, pode estar na faixa de 5mícrons a 500 mícrons, de preferência, de 10 mícrons a 250 mícrons, maispreferido de 20 mícrons a 100 mícrons e, mais preferido, de 30 mícrons a 50mícrons.

A largura máxima de um rebaixo formado temporariamentepode estar na faixa de 0,1 mícrons a 10000 mícrons, de preferência, de 5mícrons a 2000 mícrons, ainda preferida de 50 mícrons a 500 mícrons e, maispreferida, 100 mícrons a 200 mícrons.

De acordo com uma modalidade preferida da presenteinvenção, o substrato como tal não possui um rebaixo permanente, ou umarranjo de rebaixos permanentes, através do qual um fluxo de amostra defluido pode ser forçado.

Contudo, ao lado do rebaixo(ais) de membrana formadotemporariamente, ainda pode ser preferido que o substrato proporcione pelomenos um rebaixo permanente disposto no referido substrato.

O substrato pode compreender pelo menos uma área,reentrância e/ou cavidade onde a amostra de fluido é tratada, tal comoaquecida, resfriada, controlada, reagida, medida e/ou analisada.

É preferido que o substrato tenha pelo menos uma cavidadepara recebimento de uma amostra de fluido e/ou reagente. Acavidade/cavidades pode(m) estar localizada(s) na superfície superior ouinferior do substrato do dispositivo de transporte de amostra de fluido.

Pode ser preferido que o rebaixo formado temporariamente ouum sistema de rebaixos formado temporariamente conecte área(s) e/oucavidade/cavidades. A(s) área(s) e/ou cavidade/cavidades pode(m)compreender pelo menos um elemento para processamento, controle e/oudetecção de pelo menos uma amostra de fluido.

O material de substrato pode ser selecionado do grupo quecompreende vidro, cerâmica, silício, metal e/ou polímero.

No topo do substrato, uma membrana flexível é disposta. Otamanho da membrana flexível pode ser selecionado de modo que amembrana flexível cobre, completa ou parcialmente, a superfície superior dosubstrato. Pode ser preferido também que a membrana flexível envolva osubstrato. É mais preferido que a membrana flexível cubra o dispositivo detransporte de amostra de fluido pelo menos em todas as áreas onde uma açãode bomba ou válvula é desejada e/ou um rebaixo temporário precisa serformado para direcionar a amostra de fluido para uma cavidade ou área, ondea amostra de fluido é detectada, controlada e/ou processada, igualmente.Contudo, é mais preferido que a membrana flexível cubra ou envolvacompletamente a superfície superior do substrato.

Um movimento para cima e para baixo da referida membranaflexível causa uma ação de bomba ou ação de válvula, de modo que fluidolocalizado nos referidos formado temporariamente é transportado ou paradono substrato. Um movimento para cima da membrana flexível pode causaruma função de sucção e um movimento para baixo da membrana flexívelpode forçar um fluxo de amostra de fluido e/ou causar uma função de válvula.

Embolos, elementos atuadores ou semelhantes podem serusados para aplicar pressão e/ou vácuo à membrana flexível. Desse modo,êmbolos e/ou elementos atuadores podem ser selecionados de modo quetenham uma função de pressão, vácuo e/ou levantamento com relação àmembrana flexível. Em particular, êmbolos, elementos atuadores ousemelhantes podem ser selecionados de modo que tenham uma função desuspensão e/ou levantamento, mover para cima e/ou para baixo a membranaflexível. Esse meio pode compreender meio de sucção, meio de bombeamentoe/ou meio mecânico.

Os êmbolos, elementos de atuação, tais como inserções, iniciartransporte de fluido pela atuação da membrana flexível causando uma ação debomba e/ou válvula, de modo que líquido é forçado no(s) rebaixo(ais)formado(s) temporariamente no substrato é forçado para a etapa de tratamentoseguinte do ensaio. O sistema de atuação de fluido pela membrana de acordocom a presente invenção é rápido e proporciona um volume mortominimizado até cerca de zero.

Por exemplo, para fechar ou minimizar um rebaixo formadotemporariamente e/ou causar uma ação de bomba ou de válvula da membranaflexível pressão ou vácuo pode ser dirigido para a superfície superior damembrana flexível. Devido à ação do meio(s) de pressão, a membranaflexível é movida para baixo, para o substrato, pelo menos em áreas onde apressão é submetida. O uso de vácuo pode mover a membrana flexível paracima, de modo que um rebaixo de membrana temporário pode ser formadopelo menos em áreas submetidas ao vácuo. Ainda, uma ação de bomba e/ouválvula pode ser causada na amostra de fluido.

Os êmbolos e/ou os elementos atuadores não estão em contatocom a amostra de fluido uma vez que a membrana flexível tem uma função devedação de fluido. Os êmbolos e/ou elementos atuadores atuam a superfíciesuperior da membrana flexível em áreas específicas, de modo que áreasdefinidas da membrana flexível podem ser levantadas ou abaixadas, somente.

E preferido que a superfície de membrana flexível seja vedadaà circulação de líquido pelo menos em áreas adjacentes à áreas onde édesejado que a membrana flexível forme um rebaixo temporariamente paraevitar um vazamento de amostra de líquido. Em particular, é preferido que amembrana seja conectada livre de vazamento de substrato, de modo que aamostra de fluido não pode ser perdida acidentalmente.

A membrana flexível pode ser fixada ainda por meio de umaplaca de cobertura, também referida como dispositivo de instalação. A placade cobertura pode compreender pelo menos um furo, corte e/ou recorteatravessante. O furo, corte e/ou recorte podem ser usados para inserir umelemento de êmbolo e/ou um elemento de atuação, de modo que a membranaflexível pode ser movida para cima e para baixo para causar uma ação debomba e/ou válvula com relação à membrana flexível atuada e/ou para formarum rebaixo temporário de membrana flexível. Ainda, pelo menos um furoatravessante da placa de cobertura pode ser usado para ações de resfriamento.

A placa de cobertura pode ter a forma de um alojamento,circundando pelo menos três superfícies externas de um substrato. E preferidoque a placa de cobertura possa ter pelo menos um recorte.

Contudo, é preferido que o(s) corte(s) atravessante(s) e/oufuro(s) atravessante(s) forme(m) um sistema de rebaixos ligados na referidaplaca de cobertura.

Ainda, pode ser preferido que a placa de cobertura sejadisposta desconectável no substrato coberto ou enrolado com uma membranaflexível (cartucho). Uma vez que a placa de cobertura pode ser dispostadesconectável no substrato com membrana flexível, é possível reutilizar aplaca de cobertura. O substrato coberto ou enrolado com a membrana flexível,isto é, o cartucho, é contaminado após o uso com a amostra de fluido, demodo que o cartucho, substrato com a membrana flexível, é descartável apósusado.

Em caso de uma placa de cobertura desconectável ser usada, épossível trocar placas de cobertura com desenho diferente de furo, corte e/ouestrutura de rebaixo. Isso permite, por exemplo, que uma amostra de fluidopossa, diferentemente, ser processada e/ou analisada no mesmo cartucho.

A placa de cobertura pode ser montada no substrato com umamembrana flexível sobre ela através de meios de fixação, tais como grampos,meios de conexão, parafusos e semelhantes.

Contudo, é possível que a placa de cobertura seja fixada nosubstrato com a membrana flexível, isto é, a placa de cobertura não pode serremovida do substrato com a membrana flexível.De preferência, a membrana é fixada no substrato pelo menosem todas as áreas, onde a membrana flexível não é permitida formar uma(s)câmara(s) temporárias e/ou rebaixo(ais) temporário(s). Contudo, é possívelque a membrana seja fixada no substrato pelo menos ao longo das bordasda(s) referida(s) câmara(s) temporária(s) e/ou rebaixo(ais) temporário(s). Afim de fixar o líquido da membrana hermético no substrato nas referidasbordas ou na(s) referida(s) área(s), a membrana pode ser presa entre a placade cobertura e o substrato. Contudo, também é possível que a membrana sejafixada por meio de um adesivo ou semelhante.

Parece estar claro para um especialista que áreas ou seção(ões)da membrana flexível destinada(s) a formar um(s) câmara(s) temporária(s)e/ou rebaixo(ais) temporário(s) não são fixas.

A fim de receber um movimento para cima da membranaflexível, em particular a membrana de um rebaixo formado temporariamente,é preferido que a placa de cobertura compreenda pelo menos um furoatravessante, um corte atravessante e/ou uma reentrância voltada para asuperfície de membrana flexível. A estrutura do(s) furo(s) atravessante(s),corte(s) atravessante(s) e/ou uma(s) reentrância(s) da placa de cobertura éprojetada de modo que uma amostra de fluido pode ser dirigida por rebaixosformados temporariamente, êmbolos e/ou elementos de atuação para a(s)área(s) ou região(ões) desejada(s) onde a amostra de fluido é detectada,controlada e/ou processada.

O termo reentrância significa um furo ou corte que não é umfuro atravessante ou corte atravessante. Por exemplo, a reentrância podereceber a parte de membrana flexível de um rebaixo de membrana flexívelformado temporariamente.

Desse modo, é possível usar uma placa de cobertura com umasuperfície de estrutura de rebaixo ou de estrutura de reentrância, de modo queum rebaixo de membrana flexível pode ser recebido naquele rebaixo. Umfluxo de amostra de fluido pode ser causado no referido rebaixo de membranaflexível formado temporariamente no substrato,. Contudo, a amostra de fluidonão contata o rebaixo ou reentrância da placa de cobertura, uma vez que ofluido é dirigido entre a superfície inferior do rebaixo de membrana flexívelformado temporariamente e a superfície superior da membrana flexível.

Pelo menos um furo ou corte atravessante da placa decobertura pode ser conectado a um dispositivo de vácuo e/ou pressão, a fim deformar um rebaixo, temporariamente, da membrana flexível e/ou atuar afunção de bomba e/ou válvula da referida membrana flexível para causar umfluxo de amostra de fluido.

Para receber o rebaixo formado temporariamente da membranaflexível é preferido que a placa de cobertura disposta acima da superfíciesuperior da membrana compreenda na superfície voltada para a superfíciesuperior da referida membrana pelo menos um rebaixo ou estrutura derebaixo. O rebaixo ou estrutura de rebaixo da placa de cobertura é projetadode tal maneira que um fluxo de amostra de fluido pode ser dirigido nosubstrato para pelo menos uma cavidade, reentrância e/ou área, onde aamostra de fluido é detectada, controlada e/ou processada.

Ainda, a placa de cobertura pode compreender pelo menos umfuro e/ou corte atravessante em um êmbolo e/ou elemento de atuação podeencaixar ou ser conectado para atuação de um movimento para cima e/ou parabaixo da membrana flexível a fim de formar um rebaixo temporariamente,para causar um fluxo de amostra de fluido através de um rebaixo e/ou pararum fluxo de fluido no substrato.

Portanto, é necessário que a placa de cobertura tenha umrebaixo ou estrutura de rebaixo na superfície voltada para a membranaflexível, porque é possível também que a placa de cobertura tenha pelo menosum furo e/ou corte atravessante em que a membrana flexível pode encaixar.Além disso, é preferida uma placa de cobertura tendo um rebaixo ou estruturade rebaixo bem como pelo menos um furo e/ou corte atravessante em que amembrana flexível pode encaixar em um movimento para cima.

A estrutura de rebaixo e/ou reentrância pode ser formada nareferida placa de cobertura por técnicas gerais conhecidas. E preferido eu aplaca de cobertura seja feita de um material plástico. De acordo com apresente invenção, é possível que a superfície inferior externa da placa decobertura seja revestida com uma camada de polímero, de modo que o(s)rebaixo(ais) e/ou reentrância(s) pode(m) ser formado(s) na referida camada depolímero.

Em caso de uso de um(ns) êmbolo(s), é preferido que otamanho da superfície inferior do(s) êmbolo(s) corresponda com a forma dasuperfície abaixo, de modo que um movimento para baixo do êmbolocontatando a membrana flexível causa uma ação de pressão de fluido e/ouválvula da membrana flexível. O êmbolo pode ser conectado com a superfíciesuperior da membrana flexível, o êmbolo pode ser parte da membrana e/ou oêmbolo, assim, encaixa em um furo, corte, de modo que um movimento paracima e para baixo do êmbolo atua a ação de bomba e/ou válvula da membranaflexível. Se o êmbolo for parte da membrana flexível, o êmbolo pode ser oco,de modo que uma espremedura causa uma ação de bomba e/ou de válvula. Osêmbolos podem ser feitos de plástico, metal, vidro e/ou material cerâmico.

Devido ao efeito de bomba e/ou válvula da membrana flexívelem áreas definidas, isto é, áreas onde a membrana flexível não é fixada emsua posição, a amostra de fluido pode ser transportada através de um microsistema de rebaixo, formado temporariamente pela membrana flexível, parauma cavidade, reentrância e/ou área. Desse modo, uma amostra de fluidopode ser transportada através da membrana flexível formado temporariamenteno substrato para um número de diferentes lugares, onde a amostra de fluido édetectada, controlado e/ou processada.

Portanto, o dispositivo de transporte de amostra de fluido dapresente invenção pode permitir um transporte múltiplo de amostra de fluidopara frente e para trás, através do(s) rebaixo(ais) de membrana flexívelformado(s) temporariamente.

Ainda, a membrana flexível integrada do dispositivo detransporte de amostra de fluido da presente invenção proporciona umtransporte de fluido rápido, um volume morte minimizado de bomba eválvula, de preferência, o volume morto está perto de zero, bem como umabaixa faixa vertical de fabricação. O volume morto minimizado é umbenefício do dispositivo de transporte de amostra de fluido de acordo com apresente invenção.

Na presente invenção o volume morto total (em % de volume)de todos os rebaixos através dos quais a amostra de fluido é transportada nosubstrato pode ser, de preferência, > 0% e menos do que 10%, de preferência,menor do que 1 %, mais preferivelmente, menos do que 0,1 % e maispreferivelmente, menos do que 0,01 %. O volume morto em % volumétricoestá baseado no volume de rebaixo total através do qual a amostra de fluidopode ser transportada no substrato.

Ainda, o volume morto total (em % volumétrico) dodispositivo de transporte de amostra de fluido através do qual a amostra defluido pode ser transportada no substrato, compreendendo rebaixos,cavidades, reentrâncias e/ou áreas, pode ser, de preferência, > 0% e menos doque 10%, de preferência, menor do que 1 %, mais preferivelmente, menos doque 0,1%.

A membrana flexível como usada de acordo com a presenteinvenção é, de preferência, hermética a líquido, de modo que o fluido delíquido não penetra na membrana flexível durante a operação. Pode serpreferido que a membrana seja flexível e elástica. Materiais de membranaadequados são polímero, de preferência, borrachas naturais ou sintéticas.

Pode ser preferido que a membrana flexível tenha umaespessura de 1 μm a 500 μm, de preferência, 10 μm a 300 μm e, maispreferido, 50 μm a 200 μm. Se a membrana for fina demais, há um perigo dedeterioração da membrana, o que pode resultar em vazamento da amostra defluido. Contudo, se a membrana for espessa demais, há um perigo de maufuncionamento do efeito de bomba e/ou válvula da referida membrana comrelação ao transporte de fluido. Ainda, a formação de um rebaixotemporariamente é impossibilitada, se a membrana for espessa demais. Maispreferida é a membrana de borracha tendo uma espessura entre 50 μm e 200 μm.

O dispositivo de transporte de amostra de fluido podecompreender elementos de processamento, controle e/ou detecção. Oselementos de processamento, controle e/ou detecção são dispostos, depreferência, sobre e/ou no substrato. Os referidos elementos de controle e/oudetecção compreendendo aquecedores, sensores, detectores, etc. podem serintegrados por meio de tecnologia de película fina. Em geral, o dispositivo detransporte de amostra de fluido de acordo com a presente invenção podecompreender dispositivo(s) eletrônico(s), tais como dispositivos eletrônicosde película fina.

O substrato pode consistir de pelo menos uma camada.Contudo, é preferido que o substrato do dispositivo de transporte de amostrade fluido de acordo com a presente invenção compreender pelo menos duas camadas.

O substrato pode incluir uma pluralidade de camadas depelícula fina formando o substrato. De preferência, o substrato compreendeuma camada de base coberta, pelo menos em uma superfície externa, comuma camada de película fina. Camadas de película fina adequadas,compreendendo pelo menos um dispositivo eletrônico selecionado do grupocompreendendo eletrodos para aplicação de campos elétricos, sensores,transdutores, dispositivos baseados em óptica, dispositivos baseados emacústica , tais como osciladores baseados em piezo para aplicação de energiaultra-sônica, dispositivos baseados em campos elétricos e dispositivosbaseados em campos magnéticos, entre outros. Os sensores podem sersensores de temperatura, tais como termopares, termistores, tais comodispositivos de aquecimento resistivos, p-n junções, sensores de band-gap(banda proibida) degenerativa, etc., sensores de luz, por exemplo, fotodiodosou outros dispositivos optoeletrônicos, sensores de pressão, por exemplo,elementos piezoelétricos, sensores de taxa de fluxo de fluido, por exemplo,baseados em detecção de pressão ou taxa de perda de calor de um elemento deaquecimento, e sensores elétricos, entre outros.

De preferência, o(s) dispositivo(s) compreende(m) meios deprocessamento, controle e/ou detecção, também referidos aqui comoelementos. Os meios de processamento compreendendo dispositivo(s)eletrônico(s) para controle de temperatura do fluido, dispositivo(s)eletrônico(s) para aquecimento e/ou resfriamento do fluido, dispositivo(s)eletrônico(s) configurado(s) para sensorear ou modificar uma propriedade dofluido. Ainda, um meio de processamento, também referido como elementode processamento, compreende um reagente.

O(s) dispositivo(s) eletrônico(s) pode(m) ser disposto(s) demodo que os dispositivos eletrônicos possam participar no processamento deamostra e/ou monitoração de amostra de fluido no sistema, áreas, reentrânciase/ou cavidades de rebaixos onde um fluxo de amostra de fluido pode serdirigido. Em conseqüência, dispositivos eletrônicos podem ser dispostos maiseficientemente em relação às áreas de processamento, permitindo maisflexibilidade em como as amostras são manipuladas. Além disso, dispositivosque participam em aspectos relacionados do processamento de amostra defluido, tais como aquecedores/resfriadores e sensores de temperaturas, podemser dispostos em uma relação espacial mais cooperativa a fim de modificar esensorear a temperatura substancialmente do mesmo volume de fluido.Dispositivos eletrônicos, tais como dispositivos eletrônicos depelícula fina e métodos para integrar esses dispositivos são divulgados no US-A1 20040151629 e aqui incorporados através de referência.

De preferência, os elementos de processamento, controle e/oudetecção, compreendendo pelo menos um eletrodo, um sensor, um transdutor,um esteira de aquecimento, um dispositivo baseado em óptica, tal como umguia de onda, um laser, um dispositivo baseado em acústica, um dispositivobaseado em campo elétrico e/ou um dispositivo baseado em campomagnético. Os elementos de processamento compreendendo, por exemplo,dissoluções de células, lavagem, mistura, amplificação por PCR e/oudetecção.

Em mais detalhes, o dispositivo de transporte de amostra defluido proporciona um arranjo de rebaixos formáveis temporariamente, emque os rebaixos temporários são formados por uma membrana flexíveldisposta em um substrato. A membrana flexível pode ser coberta ou envolvidano substrato. Ainda, uma placa de cobertura pode ser montada, de preferência,montada desconectável, na superfície superior da membrana, de modo que amembrana fica intercalada entre o substrato e a placa de coberturadesconectável.

A placa de cobertura tem pelo menos uma reentrância ou corte,a fim de receber um rebaixo formado temporariamente. Desse modo, a placade cobertura tem uma estrutura negativa da estrutura de rebaixo em que umrebaixo formado temporariamente pode encaixar. A estrutura de placa decobertura voltada para a superfície superior da membrana pode ter duasfunções. A primeira função da placa de cobertura é ficar a membrana nosubstrato. Portanto, pode ser preferido que a superfície inferior da placa decobertura tenha uma superfície plana, a fim de fixar a membrana flexível nasuperfície. A segunda função da placa de cobertura é receber a expansão dorebaixo de membrana flexível formado temporariamente. Para receber umrebaixo de membrana flexível formado temporariamente a placa de coberturacompreende pelo menos uma reentrância em sua superfície inferior e/ou pelomenos um corte em que o rebaixo de membrana flexível expandida podeencaixar.

Uma amostra de fluido pode circular no substrato através dorebaixo de membrana flexível formado temporariamente. Uma vez que orebaixo de membrana flexível formado temporariamente tem uma direçãodefinida, dada pela(s) reentrância(s) e/ou corte(s) atravessante(s) da placa decobertura. Desse modo, um fluxo de amostra de fluido pode ser dirigido nosubstrato para pelo menos uma cavidade, reentrância e/ou área, onde aamostra de fluido é detectada, controlada e/ou processada.

Um elemento de atuação pode ser inserido no(s) corte(s)atravessante(s). O elemento de atuação pode ser uma inserção, uma fonte depressão e/ou uma fonte de vácuo. Um movimento para cima e/ou para baixoda inserção ou pressão/vácuo da fonte de pressão/vácuo pode causar ummovimento correspondente da membrana flexível disposta adjacente. Porexemplo, um movimento para baixo de uma inserção localizada no corte podecausar um fluxo de fluido no rebaixo formado temporariamente abaixo, umavez que a força da pressão do referido elemento de atuação causa ummovimento para baixo do rebaixo de membrana flexível formadotemporariamente para o substrato. O mesmo se aplica a uma fonte depressão/vácuo. Ainda, uma placa de cobertura pode proporcionar pelo menosum furo atravessante em que um êmbolo pode engatar ou um elemento deatuação pode ser conectado.

Um dispositivo de transporte de amostra de fluido de acordocom a presente invenção com uma baixa faixa vertical de fabricaçãocompreende pelo menos dois elementos: (a) um substrato com funçãoanalítica, elétrica e/ou óptica integrada, como reagentes, sensores e/ouatuadores e, se necessário, a infra-estrutura elétrica; (b) uma membranaflexível, que cobre ou envolve o substrato, em que a membrana flexível formapelo menos um rebaixo, temporariamente, para direcionar e/ou controlar ofluxo de amostra de fluido; e (c) uma placa de cobertura com pelo menos umfuro atravessante ou corte atravessante para receber um êmbolo e/ou elementode atuação tendo uma função de válvula e/ou bomba com relação à amostrade fluido.

De acordo com uma modalidade preferida de um dispositivode transporte de amostra de fluido de acordo com a presente invenção, odispositivo compreende um substrato com uma cavidade para recebimento deuma amostra de fluido, pelo que o substrato é envolvido com uma membranaflexível. No topo do substrato coberto ou envolvido com a membrana flexíveluma placa de cobertura é montada desconectável, de modo que a membranaflexível é intercalada entre o substrato e a placa de cobertura. A placa decobertura compreende um primeiro furo atravessante para recebimento de umprimeiro êmbolo. A posição da abertura inferior do referido primeiro furoatravessante da placa de cobertura corresponde à abertura superior dacavidade de amostra de fluido, de modo que um movimento para baixo doêmbolo contata a membrana flexível abaixo e a amostra de fluido é empurradapara fora da cavidade do substrato. E preferido que a parte do êmbolo, quecontata a membrana e engata na cavidade, tenha um encaixe positivo, demodo que o volume morto com relação ao desenho da cavidade esteja em ummínimo, de preferência, zero. Ainda, adjacente ao primeiro furo atravessante,um corte atravessante é formado na referida placa de cobertura em que umainserção é disposta. Na parte extrema do referido corte atravessante, umsegundo furo atravessante é formado na referida placa de cobertura, querecebe um segundo êmbolo. O movimento para baixo do referido primeiroêmbolo empurra a amostra de fluido para fora da cavidade. O fluxo deamostra de fluido causa a formação de um rebaixo de membrana flexíveltemporariamente, pelo que a expansão da membrana flexível é recebida pelocorte atravessante. O movimento para baixo da inserção disposta no corteatravessante causa um fluxo de fluido da amostra de fluido na direção dosegundo êmbolo, que é empurrado pela superfície de membrana superiorcontatando o êmbolo, uma vez que a membrana flexível seja comprimida parabaixo, para a superfície superior do substrato. Movimento alternativo, paracima e para baixo, da inserção do primeiro êmbolo e do segundo êmbolocausa ação de bomba e/ou válvula de modo que a amostra de fluido pode sertransportada no substrato através de um rebaixo formado temporariamentepara trás e para frente. É preferido que o substrato proporcione pelo menosum elemento de processamento, controle e/ou detecção.

Para combinar um número de etapas de detecção,processamento e/ou controle em um substrato é preferido que a placa decobertura possa ter uma pluralidade de furos atravessantes e cortesatravessantes e/ou uma pluralidade de reentrâncias em sua superfície inferior.

O substrato pode compreender pelo menos uma cavidade,reentrância e/ou área localizada no substrato, onde a amostra de fluido édetectada, controlada e/ou processada. As cavidades, reentrâncias e/ou áreasestão localizadas no substrato, de modo que elas correspondem com odesenho da placa de cobertura a fim de obter um transporte de amostra defluido dirigido e controlado no substrato. O fluxo de amostra de fluido atravésdo sistema de rebaixos formáveis temporariamente é obtido, controlado edirigido por meios tais como êmbolos, inserções e elementos de atuação tendouma função de bomba e/ou válvula.

De acordo com uma outra modalidade da presente invenção, odispositivo de transporte de amostra de fluido compreende uma placa decobertura com uma pluralidade furos atravessantes e cortes atravessantes e/ouuma pluralidade de reentrâncias em sua superfície inferior. Esse dispositivode transporte de amostra de fluido proporciona um transporte de amostra defluido dirigido e controlado para um número de cavidades, reentrâncias e/ouáreas localizadas no substrato, onde a amostra de fluido é detectada,controlada e/ou processada sobre o mesmo.

A modalidade mencionada acima proporciona um dispositivode transporte de amostra de fluido onde uma amostra de fluido pode sermúltiplo detectada, controlada e/ou processada. Ainda, é possível queamostras de fluido possam ser tratadas diferentemente no substrato,dependendo do curso do fluxo no substrato. Por exemplo, essa espécie dedispositivo de transporte de amostra de fluido pode ser usada para diferentesensaios, uma vez que o fluxo de amostra de fluido pode ser dirigido pararegiões mistas no substrato para um tratamento específico.

Contudo, um dispositivo de transporte de amostra de fluido emque uma única amostra de fluido é submetida a um número de etapas deprocessamento, controle e/ou detecção é mais preferido.

O dispositivo de transporte de amostra de fluido de acordocom a presente invenção é, de preferência, um cartucho descartável. A placade suporte pode ser reutilizável ou descartável. Mais preferido é que a placade cobertura possa ser reutilizada, mas o substrato coberto ou envolvido coma membrana seja descartável. Desse modo, o dispositivo de transporte deamostra de fluido ou cartucho, em particular o substrato pode ter um conectorem pelo menos um lado de superfície, o que proporciona contato elétrico, porexemplo, com um sistema de controle.

A figura 1 mostra um substrato 2 com uma cavidade 12 pararecebimento de uma amostra de fluido. O substrato 12 pode ser baseado emuma pluralidade de camadas de películas finas (não mostradas) comelementos de processamento, controle e/ou detecção (não mostrados).

Em geral, os elementos de processamento, controle e/oudetecção são dispostos, de preferência, em e/ou no substrato. Os referidoselementos de processamento, controle e/ou detecção compreenderdispositivos eletrônicos, tais como aquecedores, sensores, detectores, etc, quepodem ser integrados por meio de tecnologia de película fina. Dispositivoseletrônicos adequados são eletrodos para aplicação de campos elétricos,sensores, transdutores, dispositivos baseados em óptica, dispositivos baseadosem acústica, tais como osciladores baseados em piezo para aplicação deenergia ultra-sônica, dispositivos baseados em campos elétricos e dispositivosbaseados em campos magnéticos, entre outros. Também, os elementos deprocessamento, controle e/ou detecção podem compreender compostosquímicos como usados, por exemplo, para dissoluções de células, lavagem eamplificação por PCR e semelhantes.

As figuras 2a, 2b e 2 c mostram o acúmulo de um cartuchodescartável. A figura 2a mostra a vista seccional lateral do substrato 2 comuma cavidade 12 da figura 1, A figura 2b mostra a vista seccional lateral dosubstrato 2 com uma cavidade 12 da figura 2a, em que a cavidade é enchidacom uma amostra de fluido 3. A figura 2c mostra a vista seccional lateral dosubstrato 2 com uma cavidade 12 cheia com uma amostra de fluido 3 dafigura 2b, pelo que o substrato 2, a cavidade 12 e a amostra de fluido 3 sãocobertas com uma membrana flexível 4. A amostra de fluido 3 pode serinjetada através da membrana flexível 4 na cavidade via uma seringa. Comouma alternativa, o substrato 2 pode possuir um orifício 7 (não mostrado). Aamostra de fluido 3 pode ser introduzida na cavidade 12 via o referido orifício7.

Como uma alternativa, é preferido que a membrana flexível 4envolva o substrato 2 (não mostrado na figura 2c), que proporciona umafixação fácil e boa da membrana flexível 4 no substrato 2.

As figuras 3a, 3b, 3c, 3d e 3e mostrado o fluxo de fluidodirigido de uma amostra de fluido 3 no substrato 2 atuado por ação de bombae de válvula dos êmbolos 5a/5b e uma inserção 9 de um dispositivo detransporte de amostra de fluido 1 de acordo com a presente invenção.

A figura 3a mostra, em uma vista seccional lateral, umdispositivo de transporte de amostra de fluido 1 composto de um substrato 2com etapas de processamento, controle e/ou detecção (não mostradas), osubstrato compreende outra cavidade 12 contendo uma amostra de fluido 3,uma membrana flexível 4 envolvida no substrato 2 e cobrindo a amostra defluido 3 hermética a vazamento, uma placa de cobertura 6, contendo furosatravessantes para recebimento dos êmbolos 5a e 5b e um corte atravessante 8para recebimento de uma inserção 9. O êmbolo 5a, a inserção 9 e o êmbolo 5bsão dispostos adjacentes, respectivamente. A amostra de fluido 3 pode serinjetada através da membrana flexível 4 na cavidade via uma seringa, após oêmbolo 5a ter sido removido. No caso, o êmbolo 5a é de um material macioe/ou o êmbolo 5a é oco, é possível injetar a amostra de fluido através doêmbolo 5a e da membrana flexível 4 via uma seringa. Como uma alternativa,o substrato 2 pode possuir um acesso a orifício 7 (não mostrado), através doque a amostra de fluido 3 pode ser introduzida na cavidade 12. Como pode servisto da figura 3 a, o êmbolo 5 a está uma posição movida para cima. Ainda, aseção superior do êmbolo 5 a foi adaptada ao desenho da cavidade, de modoque ela encaixa precisamente na cavidade 12 (encaixe positivo), a fim dereduzir o volume morto a um mínimo, de preferência, até cerca de zero.

A figura 3 b mostra o mesmo dispositivo de transporte deamostra de fluido 1 da figura 3a, exceto que os êmbolos 5a/5b e a inserção 9estão em uma posição movidos para cima.

A figura 3c mostra o mesmo dispositivo de transporte deamostra de fluido 1 da figura 3b, exceto que o êmbolo 5a é movido parabaixo. Pode ser visto que a extremidade inferior do êmbolo 5a contata aregião de micro-fluídico 4a, de modo que a membrana flexível 4a écomprimida para baixo e engatada na cavidade 12. Devido à ação de bombado êmbolo 5a com relação à membrana 4, a amostra de fluido 3 é forçada parafora da cavidade 12 e a seção de membrana flexível 4c forma um rebaixo,temporariamente, devido à expansão da membrana 4 através do que a amostrade fluido 3 pode circular, pelo que uma câmara de membrana flexível 4b nofuro atravessante abaixo da extremidade inferior do êmbolo 5b é formada noque a amostra de fluido coleta.

A figura 3d mostra o mesmo dispositivo de transporte deamostra de fluido 1 da figura 3c, em que o êmbolo 5a contatando a membrana4a foi completamente movido para baixo e encaixa precisamente na cavidade12. Pode ser visto da figura 3d que a amostra de fluido 3 é forçadacompletamente para fora da cavidade 12, de modo que o volume morto comrelação à cavidade 12 está perto de zero. A amostra de fluido 3 é forçadadevido à ação de bomba do êmbolo 5 a através do rebaixo de membranaflexível formado temporariamente 4c na direção da câmara de membranaformada temporariamente 4b.

A figura 3e mostra o mesmo dispositivo de transporte deamostra de fluido 1 da figura 3 d, em que a inserção 9 contatando a membrana4c foi completamente movida para baixo, para o substrato, de modo que orebaixo de membrana flexível formado temporariamente 4c tem que serremovido e a amostra de fluido 3 foi completamente transferida para a câmarade membrana formada temporariamente 4b. Uma vez que o substrato 2 nãotem micro rebaixos, nenhuma amostra de fluido é perdida e o volume mortocom relação ao sistema de rebaixos do dispositivo de transporte de amostra defluido 1 está perto de zero.

Pode ser visto ainda das figuras 3a a 3e que a amostra defluido não contata a placa de cobertura 6 ou suas partes como êmbolos 5 ouinserções 9. Desse modo, a placa de cobertura 6, os êmbolos 5 e as inserções9 podem ser reutilizados. Contudo, o cartucho, compreendendo o substrato e amembrana, é descartável, uma vez que o cartucho somente é contaminadocom a amostra de fluido.

A figura 4a mostra um dispositivo de transporte de amostra defluido 1 de acordo com a presente invenção. A superfície superior dosubstrato 2 é coberta com uma membrana flexível 4. A membrana 4 éintercalada entre o referido substrato 2 e a placa de cobertura 6. A placa decobertura 6 compreende um primeiro furo atravessante em que um êmbolo 5 ase engata. Adjacente ao primeiro furo atravessante um corte atravessante 8 édisposto em que uma inserção 9 é engatada. No lado oposto do corteatravessante 8 e adjacente ao mesmo, um segundo furo atravessante é dispostona placa de cobertura 6 em que um êmbolo 5b se engata. Um movimento paracima e para baixo dos êmbolos 5a/5b e a inserção 9 forçam um fluxo dirigidode amostra de fluido no substrato, abaixo da membrana flexível 4. Umrebaixo temporário pode ser formado por estiramento da membrana flexível 4através do que uma amostra de fluido pode circular. A membrana flexívelexpandida do rebaixo formado temporariamente pode engatar na seçãoinferior do corte atravessante 8 da placa de cobertura 6. A compressão parabaixo da inserção 9 causa uma ação de bomba da membrana do rebaixoformado temporariamente, pelo que o referido rebaixo é retornado para umamembrana plana 4. Desse modo, um fluxo de amostra de fluido para frente epara trás pode ser causado pela atuação da membrana flexível devido à funçãode bomba e válvula dos êmbolos 5a/5b e da inserção 9. A amostra de fluido 3pode ser injetada através da membrana flexível 4 na cavidade via umaseringa. Como uma alternativa, o substrato 2 pode possuir um orifício 7 (nãomostrado). A amostra de fluido 3 pode ser introduzida na cavidade 12 via oreferido orifício 7. Areas de processamento, controle e/ou detecção, bemcomo dispositivos, não são mostrados. Ainda, o cartucho, em particular osubstrato, pode ter um conector (não mostrado) em pelo menos um lado desuperfície, o que proporciona contato elétrico, por exemplo, com um sistemade controle (não mostrado).

A figura 4b mostra as partes de um dispositivo de transporte deamostra de fluido 1 da figura 4a, compreendendo êmbolos 5a/5b, umainserção 9, uma placa de cobertura 6 com um primeiro e um segundo furoatravessante e um corte atravessante 8 adjacente, disposto entre umamembrana flexível 4 e uma placa de cobertura 2 com uma cavidade 12 pararecebimento de uma sonda de amostra de fluido 3. A parte inferior do êmbolo5a foi adaptada ao desenho da cavidade (encaixe positivo) a fim de reduzir ovolume morto a um mínimo, de preferência, perto de zero. A parte inferior doêmbolo 5a e a inserção 6 foram adaptados ao desenho da superfície superiordo substrato 2 abaixo, de modo que o volume morto pode ser reduzido a ummínimo, de preferência, perto de zero. As áreas de processamento, controlee/ou detecção, bem como os dispositivos, não são mostrados.

A figura 5 mostra um substrato 2 com uma cavidade 12 pararecebimento de uma amostra de fluido 3 e áreas compreendendo umavariedade de elementos de processamento, controle e/ou detecção 20. Emmais detalhes, o substrato compreende câmeras 14 contendo reagentesquímicos. A amostra de fluido pode ser tratada e/ou processada nas referidascâmaras 14 ou o(s) reagente(s) químico(s) pode(m) ser bombeados para foradas câmaras, de modo que a amostra de fluido pode ser processada ou tratadacom os mesmos em uma área diferente no referido substrato. O(s) reagente(s)nas câmaras 14a, b, c, d, e pode(m) ser o(s) mesmo(s) ou diferente(s). Ascâmaras podem ter o desenho de uma reentrância ou cavidade formada nasuperfície superior do substrato 2. Contudo, é possível também que osreagentes sejam dispostos em uma área plana do substrato 2. O substrato 2compreende ainda câmara(s) - PCR 15, de preferência, com placa(s) deaquecedor(es) e sensor. A fim de proporcionar uma ação de bomba e/ou deválvula a fim de causar ou parar o fluxo de fluido da amostra de fluido nosubstrato 2 para áreas desejadas, onde a amostra de fluido é detectada,controlada e/ou processada, o substrato 2 pode compreenderaprofundamento(s) 16 em que a membrana flexível 2 (não mostrada) pode serencaixada devido à ação de um êmbolo 5 (não mostrado). Ainda, uma câmarade resíduos 17 pode ser disposta no substrato 2 para receber reagentes usados,amostra de fluido processada ou semelhantes. Também um elemento detratamento e processamento de dissolução e/ou purificação 18 pode serdisposto no referido substrato 2, onde a amostra de fluido pode ser tratada ouprocessada. Para detecção, um arranjo de detecção 19 pode ser disposto nosubstrato 2. O arranjo de detecção 19 pode ser disposto em umaprofundamento, tal como uma cavidade ou reentrância, do substrato 2. Osubstrato pode possuir em sua superfície externa pelo menos uma cavidade 20ou reentrância 20 para fins de resfriamento e/ou aquecimento. Desse modo,uma ação de resfriamento ou aquecimento fácil e rápido pode ser obtida, umavez que o material de substrato é afinado, nesta(s) área(s) 20.

A figura 6 mostra o mesmo substrato 2 que o descrito na figura5, pelo que a área das câmaras contendo reagentes químicos 14a, b, c, d, e écoberta com uma folha fina 21, por exemplo, uma folha de alumínio 21. Paraliberar o(s) reagente(s) contido(s) nas câmaras contendo reagentes 14a, b, c, d,e. A folha fina pode ser rasgada aberta pelo uso de um êmbolo 5 (nãomostrado) ou elemento de atuação 9 (não mostrado).

A figura 7 mostra um substrato 2 de acordo com a figura 6envolvido com uma membrana flexível 4. O cartucho, em particular osubstrato, pode ter um conector (não mostrado) em pelo menos um lado desuperfície, o que proporciona contato elétrico, por exemplo, com um sistemade controle (não mostrado).

A figura 8 mostra um cartucho de um substrato 2 envolvidocom uma membrana flexível 4 de acordo com a figura 7, coberta com umaplaca de cobertura 6. A placa de cobertura 6 é disposta na superfície superiorda membrana 4. A placa de cobertura 6 é presa, desconectavelmente, aoreferido substrato 2 envolvido com a membrana flexível 4. Desse modo, aplaca de cobertura 6 pode ser reutilizada, enquanto o cartucho pode serdescartável. A placa de cobertura 6 tem um número de furos atravessantes 10a-g e cortes atravessantes 8. A posição da abertura inferior do furoatravessante IOa corresponde à cavidade 12 para recebimento de uma amostrade fluido 3 (comparar com a figura 5). A posição de cada uma das aberturasinferiores dos furos atravessantes 10 b-e corresponde a cada um dosaprofundamentos 16 do substrato 2 (comparar com a figura 5) em que amembrana flexível 2 (não mostrada) encaixa devido à ação de um êmbolo 5(não mostrado). Ainda, as posições das aberturas inferiores dos furosatravessantes IOf correspondem às aberturas superiores da(s) câmara(s) —PCR 15, localizadas no substrato 2 ( comparar com a figura 5) e as posiçõesdas aberturas inferiores dos furos atravessantes IOg correspondem àsaberturas das câmaras contendo reagente(s) 14a, b, c, d, e (comparar com afigura 5). Os furos atravessantes 10 a-g recebem os êmbolos 5 (nãomostrados), enquanto os cortes atravessantes 8 recebem as inserções 9 (nãomostradas). A(s) seção(ões) dos cortes atravessantes adjacentes à(s)membrana(s) flexível(eis) são para recebimento de um rebaixo formadotemporariamente de uma membrana flexível expandida. Os cortesatravessantes 8 e os furos atravessantes 10 a-g formam um sistema derebaixos ligados na referida placa de cobertura 6. Ainda, a placa de cobertura6 tem uma câmara de resíduos 22. A abertura inferior da câmara de resíduos22 corresponde à câmara de resíduos 17 disposta no substrato 2( nãomostrado). Desse modo, o líquido residual e/ou amostra de fluido tratada esemelhantes podem ser removidos através da câmara de resíduos 22. Comouma alternativa, através da câmara de resíduos 22 pode ser possível fazerentrar um reagente ou fluido. Um orifício 7 para fazer entrar a sobre-envoltório de filtro 3 (não mostrada) pode estar localizado na superfícieinferior do substrato 2 ou localizado em uma superfície lateral do substrato 2,de preferência, em proximidade à cavidade 12. A abertura 23 da placa decobertura 2 permite uma inspeção visível do arranjo de detecção 19 dispostono substrato 2 (comparar com as figuras 5 e 6).

A figura 9 mostra um dispositivo de transporte de amostra defluido de acordo com a presente invenção com base em um cartucho de umsubstrato 2 envolvido com uma membrana flexível 4 e coberto com uma placade cobertura 6 de acordo com a figura 8. Os êmbolos 5a a 5g são colocadosnos furos atravessantes IOa a IOg, respectivamente. As inserções 9 sãocolocadas nos cortes atravessantes 8. Os êmbolos 5a a g e as inserções 9podem ser movidos, respectivamente. As inserções 9 são colocadas nos cortesatravessantes 8. Os êmbolos 5a a g e as inserções 9 podem ser movidas paracima e para baixo, a fim de permitir um fluxo dirigido de amostra de fluido nosubstrato. Os êmbolos 5a a 5f têm uma função de bomba e válvula. Osêmbolos 5g podem funcionar como um furador para romper a folha fina 21para liberar o(s) reagente(s) desejado(s) contido(s) nas câmaras contendoreagentes 14a, b, c, d, e. Uma vez que o desenho da parte extrema inferior dosreferidos êmbolos 5g corresponde à forma das câmaras de reagentes, ovolume morto com relação à câmara de reagentes é reduzido a um mínimo, depreferência, perto de zero. Desse modo, o reagente, de preferência, umlíquido, pode ser tirado completamente da câmara de reagentes 14.Alternativamente, uma amostra de fluido 3 pode ser dirigida para pelo menosuma das referidas câmaras de reagentes 14a, b, c, d, e. Após a amostra defluido 3 ter sido tratada, a amostra de fluido pode ser removidacompletamente pela atuação do êmbolo correspondente 5 a. é possível que aamostra de fluido 3 possa ser tratada com uma variedade de reagentes noreferido substrato 2 ou um número de diferentes amostras de fluido podem sertratadas com um reagente.

Uma amostra de fluido 3 pode ser colocada na cavidade 12(não mostradaO via uma seringa através da membrana adjacente à aberturainferior do furo atravessante 10a. Alternativamente, a amostra de fluido 3pode ser posta na cavidade 12 via o orifício 7, de preferência, disposto nasproximidades da cavidade 12 (não mostrada). O orifício 7 pode ser projetadode modo que ele possa receber um recipiente de amostra (não mostrado). Épreferido que o recipiente de amostra seja construído de maneira que aamostra de fluido possa ser transferida completamente para a cavidade 12 viao orifício 7 (não mostrado).

Os cortes atravessantes 8 e os furos atravessantes 10 a-gformam um sistema de rebaixos ligados na referida placa de cobertura 6.Desse modo, devido à ação de bomba dó êmbolo 5a, a amostra de fluido pode3 pode ser forçada para fora da cavidade 12, completamente. A inserção 9disposta adjacente se move para cima, de modo que um rebaixo de membranatemporário é formado para receber a amostra de fluido 3, pelo que a seção demembrana flexível expandida 4 encaixa na seção inferior do corte 8correspondente. A compressão da referida inserção 9 e a abertura do êmbolo5b degeneram o rebaixo de membrana formado temporariamente, de modoque a amostra de fluido é coletada no aprofundamento 16 (compare as figuras5 e 6). A compressão do êmbolo 5b e o levantamento da inserção 9 localizadaentre os êmbolos 5b e 5c causa um fluxo de amostra de fluido no rebaixoformado temporariamente abaixo da referida inserção. Os êmbolos 5b e 5c naposição para baixo têm uma função de válvula, assim, a amostra de fluido écoletada completamente no rebaixo de membrana formado temporariamente.Está claro para um especialista que, devido à função de bomba e válvula dosêmbolos 5a a 5g e inserções 9, o fluxo de amostra de fluido pode ser dirigidono substrato para a(s) área(s), onde a amostra de fluido é processada, tratadae/ou controlada, assim, não precisa ser mais ilustrada.

Uma vez que a seção dos rebaixos formados temporariamentepode ser degenerada em uma membrana plana, o volume morto com relaçãoao sistema de rebaixos do cartucho pode ser reduzido a um mínimo, depreferência, perto de zero.

A figura 10a mostra uma vista de topo de um substrato 2 comuma primeira cavidade 12a em sua superfície superior, compreendendo umreagente 24, de preferência, um reagente congelado - seco, e uma segundacavidade 126 compreendendo um chip integrado 25, de preferência, um chipde sensor de GMR (GMR = Giant Magneto Resistance = Magneto-resistênciaGigante), como um elemento de detecção.

A figura 10b mostra a vista traseira do substrato 2 da figura10a. Na superfície inferior, a parte inferior do chip 25 pode ser vista.Interface/almofadas de contato elétrico 26 estão localizadas na superfícieinferior do substrato 2 em uma porção extrema adjacente a uma borda lateral.As almofadas de contato 26 são conectadas via fios ao chip de sensor 25.

A figura 11a mostra uma vista de topo de um cartucho 27 combase no substrato da figura 10a, pelo que a parte principal do substrato 2 éuma circunferência envolvida com uma membrana flexível 4. A membranaflexível enrolada 4 contata o substrato 2. Contudo, a membrana 4 não cobrecompletamente o substrato, pelo menos uma parte extrema do substrato 2 nãoé coberta pela referida membrana 4. A membrana flexível 4 parece com umaboca de balão de ar com duas aberturas 13a e 13b em extremidades opostas.

A figura 11b mostra a vista traseira do cartucho 27 da figura11a. A interface/contatos elétricos 26 pode ser vista na superfície inferior dosubstrato 2 na porção extrema, que não é coberta pela membrana 4.

A figura 11c mostra uma vista de topo de um dispositivo detransporte de fluido Ia com base no cartucho 27 da figura 11a, pelo que ocartucho 27 é disposto em uma placa de cobertura tendo a forma de umalojamento 29. O alojamento 29 envolve o cartucho 27 na superfície inferior enas superfícies laterais. O alojamento 29 não cobre a superfície superior doreferido cartucho 24, assim, o alojamento 29 é aberto em sua superfíciesuperior.

A figura 11d mostra a vista traseira do dispositivo detransporte de fluido Ia da figura 11c. A interface/contatos elétricos 26 podeser vista na superfície inferior do substrato 2 na porção de extremidade, quenão é coberta pela membrana 4 e o alojamento 29. A placa de cobertura naforma de um alojamento 29 tem em sua superfície inferior um recorte 10.

A figura 11e mostra uma vista de topo da superfície superiorde um elemento de topo. O elemento de topo 28 pode ser disposto na aberturado alojamento 29 para fechar a abertura.

A figura 11f mostra a vista traseira do elemento de topo 28 dafigura 11e. O lado da superfície inferior do elemento de topo 28 tem umrebaixo semelhante à reentrância. O rebaixo semelhante à reentrância 11 podereceber um rebaixo temporário formado de uma seção de membrana flexívelexpandida (não mostrada).

A figura 11g mostra uma vista de topo do dispositivo detransporte de fluido 1b com base no dispositivo de transporte de fluido Ia dafigura 11c, pelo que o elemento de topo 28 é disposto na abertura superior doalojamento 29 para fechar a abertura superior do alojamento 29 e fixar qmembrana flexível 4 no substrato 2, exceto na região do rebaixo semelhante àreentrância 11 (não mostrada).

A figura 11h mostra a vista traseira do dispositivo detransporte de fluido 1b da figura 11g. O lado da superfície inferior doelemento de topo28 tem um rebaixo semelhante à reentrância 11. O rebaixosemelhante à reentrância 11 pode receber um rebaixo temporário formado deuma seção de membrana flexível expandida (não mostrada).

A figura 11i mostra uma vista de topo do dispositivo detransporte de fluido 1 com base no dispositivo de transporte de fluido 1b dafigura 11g, pelo que no recorte (10) (não mostrado) do alojamento 29 (placade cobertura 6 tem a forma de um alojamento) dois êmbolos 5 e 5b sãodispostos (veja a figura 11j abaixo). Uma amostra de fluido (3), por exemplo,saliva, pode ser colocada na abertura 13a do bocal da membrana flexível 4,que é enrolada em torno do substrato 2. A membrana flexível é fixada porpressão no substrato pela placa de cobertura na forma de um alojamento 29 eo elemento de topo 28, exceto a área da membrana voltada para o rebaixosemelhante à reentrância 11 do elemento de topo 28 (não mostrado). Aamostra de fluido pode circular ao longo do substrato 2 para cima até a seção,onde o fluxo de fluido é parado devido à ação de válvula do segundo êmbolo5b, se o êmbolo 5a está na posição para cima e o êmbolo 5b está na posiçãopara baixo. O fluxo de amostra de fluido pode ser contatado com o reagente eanalisado no sensor, se o primeiro êmbolo 5 a for comprimido e o segundoêmbolo 5b for aberto. O movimento para baixo do êmbolo 5a e o movimentopara cima do êmbolo 5b causa um transporte de amostra de fluido 3 nosubstrato 2. O alojamento 29, o elemento de topo 28 e os êmbolos 5a e 5bpodem ser reutilizados, uma vez que esses elementos não são contaminadoscom a amostra de fluido, onde o cartucho é descartável.

A figura 11j mostra a vista traseira do dispositivo de transportede fluido 1 da figura lli. Os êmbolos 5a e 5b são dispostos no recorte 10 doalojamento 29. O êmbolo 5a é disposto nas bordas externas do recorte IOeoêmbolo 5b é disposto atrás do êmbolo 5a. O bocal da membrana flexível 4tem uma abertura 13a para recebimento de uma amostra de fluido 3 (nãomostrada), como descrito na figura 11i.

A figura 12a mostra uma vista de topo de uma folha fina 30,também referida como camada fina. A folha fina 30 tem furos 31 e recortes32 para recebimento de pelo menos um elemento de processamento, controlee/ou detecção (19) (não mostrado).

A figura 12b mostra a vista traseira da folha fina 30 comcircuitos integrados 33.

A figura 12c mostra um substrato 2 coberto em sua superfíciesuperior com uma folha fina 30. O substrato 2 tem furos atravessantes 31correspondentes com os furos atravessantes 31 da folha fina 30. Ainda, orecorte 32 corresponde com o recorte 32 do substrato abaixo. O recorte 32 éformado ou recebe um elemento sensor 19 e os furos 31 são formados paradisposição nos mesmos de um módulo de PCR.A figura 12d mostra a vista traseira do substrato 2 coberto emsua superfície superior com a folha fina 30. O substrato tem em sua superfícieinferior o recorte 32 e os furos atravessantes 31. Ainda, o substrato tem emseus orifícios 34 da superfície inferior para contato elétrico dos circuitos 33.

O dispositivo de transporte de amostra de fluido de acordo com apresente invenção pode ser usado para dispositivos fluídicos/eletrônicos/mecânicosem aplicações biomédicas, tais como sensores de microTAS e LOC, bio-sensores,de diagnósticos moleculares, alimentos e ambientais. Ainda, ele pode ser usado paraa síntese de compostos químicos ou biológicos.

De preferência, o dispositivo de transporte de amostra defluido de acordo com a presente invenção pode ser usado para:

análise química, diagnostica, médica e/ou biológica,compreendendo ensaios de fluidos biológicos, tais como gema de ovo,sangue, soro e/ou plasma;

análise ambiental, compreendendo análise de água, extratos do

solo dissolvidos e extratos de plantas dissolvidos;

análise de soluções de reação, dispersões e/ou formulações,compreendendo análise em produção química, em particular, soluções decorantes ou soluções de reação;

análise de proteção de qualidade; e/ou

síntese de compostos químicos ou biológicos.A fabricação do substrato de vidro e funções integradas podeser proporcionada por um processo de película fina usando quatro máscaras,como conhecido na técnica anterior.

Exemplos para a fabricação de um substrato de vidro e funções

integradas são dados abaixo:

• Substrato: 0,4 mm Schott AF45

• Processamento de película fina ao nível de quatro máscarasCamada de resistor: 100 nm PT ou Ti, Cr, Ni, PT, Au, W- Camada condutora: 1 mícron Al ou Cu, Au, Ag- Camada dielétrica: 0,5 mícrons S1O2 ou SiN- Camada polimérica: 30 mícrons SU8 ou BCB ou outros fotopolímeros.

Os elementos resistores para sensor de temperatura eaquecedor são feitos, de preferência, da mesma camada fina, tal como PT.Para o elemento sensor de temperatura, pode ser importante que o coeficientede temperatura de resistência (TCR) do metal selecionado sejasuficientemente alto.

De preferência, uma camada condutora de 1 mícron dealumínio é usada.

A combinação de metais será selecionada de modo a sercompatível com a camada dielétrica de película fina de SiN ou Si02.

Micro rebaixos e estruturas, tais como áreas paraprocessamento, controle e/ou detecção, são feitos no substrato, de preferência,vidro ou plástico, através de processamento padrão fotolitográfico, usandofotopolímeros, tais como SU8, fornecidos por MicroResist Technology e/oufotopolímero de BCB, fornecido por Dow Chemical. Contudo, é maispreferido que o substrato como tal não compreenda micro rebaixos.

Funções elétricas ativas, tais como diodos, transistores, usadospara controlar atuadores e sensores, podem ser integradas usando tecnologiade LCD de mátria ativa de Poli-silício de Baixa Temperatura (LTPS), comoconhecido na técnica anterior.

Para proporcionar uma exposição abrangente, sem alongarindevidamente a especificação, o requerente, pelo presente, incorpora, atravésde referência, cada uma das patentes e pedidos de patentes referenciadosacima.

As combinações particulares de elementos e aspectos nasmodalidades detalhadas acima são exemplificativos apenas; a permutabilidadee a substituição desses ensinamentos com outros ensinamentos nesta e naspatentes/pedidos incorporados através de referência também sãoexpressamente considerados. Como aqueles habilitados na técnicareconhecerão, variações, modificações e outras implementações do que édescrito aqui pode ocorrer para aqueles de habilidade comum na técnica, semafastamento do espírito e do escopo da invenção, como reivindicado. Emconseqüência, a descrição precedente é à guisa de exemplo apenas e não éconsiderada como limitadora. O escopo da invenção é definido nasreivindicações a seguir e nos seus equivalentes. Além disso, sinais dereferência usados na descrição e nas reivindicações não limitam o escopo dainvenção, como reivindicado.

Claims

1. Dispositivo de transporte de amostra de fluido (1) comvolume morto reduzido para processamento, controle e/ou detecção de umaamostra de fluido (3), caracterizado pelo fato de compreender:- um substrato (2), em que a superfície superior do referidosubstrato (2) compreende pelo menos um elemento de processamento,controle e/ou detecção (19);- pelo menos uma membrana flexível (4), em que a membranaflexível (5) é disposta na superfície superior do referido substrato (2);- pelo menos um êmbolo (5) e/ou elemento de atuação (9) paraatuar um movimento para cima e/ou para baixo da membrana flexível (4) paracausar um fluxo de fluido e/ou parar um fluxo de fluido;pelo menos uma placa de cobertura (6) disposta na superfíciesuperior externa ou superfície inferior externa da membrana flexível (4), emque a placa de cobertura (6) compreende pelo menos um furo atravessante(10) e/ou recorte (10) para recebimento de um êmbolo (5) e/ou elemento deatuação (9), de modo que o movimento do referido êmbolo (5) e/ou elementode atuação (9) causa uma ação de bomba e/ou de válvula da área damembrana flexível disposta adjacente para causar um fluxo de fluido entre asuperfície superior do referido substrato (2) e a superfície inferior da referidamembrana flexível (4); e em que pelo menos um rebaixo (7) para direcionar ofluxo de amostra de fluido (3) no substrato (2) é formado temporariamentepela membrana flexível.

2. Dispositivo de transporte de amostra de fluido (1) de acordocom a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de pelo menos uma placa decobertura (6) compreender pelo menos um corte atravessante (8) pararecebimento de pelo menos um elemento de atuação (9) para atuação de ummovimento para cima e/ou para baixo da membrana flexível (4) a fim deformar um rebaixo de membrana (7) temporariamente através do qual umaamostra de fluido (3) pode fluir.

3. Dispositivo de transporte de amostra de fluido (1) de acordocom a reivindicação 1 ou a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de pelomenos um elemento de topo (28) e/ou a placa de cobertura (6) compreenderna superfície inferior um rebaixo semelhante à reentrância (11), de modo quea superfície superior da membrana flexível (4) engata no referido rebaixosemelhante à reentrância (11) no momento em que um rebaixo (7),temporariamente, é formado pela membrana flexível (4).

4. Dispositivo de transporte de amostra de fluido (1) de acordocom qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato deo dispositivo de transporte de fluido (1) compreender pelo menos um orifício(7) através do qual uma amostra de fluido (3) e/ou um reagente é inserido nosubstrato (2).

5. Dispositivo de transporte de amostra de fluido (1) de acordocom qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato deo volume morto do volume total de rebaixo formável temporariamente dodispositivo de transporte de fluido (1) ser > 0% e menos do que 10%, depreferência, menos do que 1 %, mais preferivelmente, menos do que 0,1 % emais preferivelmente, menos do que 0,01 %.

6. Dispositivo de transporte de amostra de fluido (1) de acordocom qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato deo substrato (2) compreender em sua superfície superior e/ou inferior pelomenos uma cavidade (12) ou furo (12) para recebimento de uma amostra defluido (3), reagente, um elemento de detecção, um elemento de controle, umelemento de processamento, uma área residual, uma área de dissolução e/oupurificação.

7. Dispositivo de transporte de amostra de fluido (1) de acordocom qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato dea placa de cobertura (6) possuir uma pluralidade de furos atravessantes pararecebimento de êmbolos (5) adequados para aplicação de pressão ou vácuopara atuar um movimento para cima e para baixo da membrana flexível (4)adjacente à superfície inferior do êmbolo (5) e/ou uma pluralidade de cortesatravessantes para recebimento de elementos de atuação (9) adequados paraaplicação de pressão ou vácuo para atuar um movimento para cima e parabaixo da membrana flexível (4) adjacente à superfície inferior do elemento deatuação (9).

8. Dispositivo de transporte de amostra de fluido (1) de acordocom qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato dea membrana flexível (4) ter uma espessura de 1 um a 500 μm, de preferência, 10 μm a 300 μm e, mais preferido, 50 μm a 200 μm.

9. Dispositivo de transporte de amostra de fluido (1) de acordocom qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato depelo menos um elemento de processamento, controle e/ou detecção (19) serum dispositivo eletrônico selecionado do grupo que compreendedispositivo(s) eletrônico(s) para controle de temperatura da amostra de fluido(3), dispositivo(s) eletrônico(s) para aquecimento ou resfriamento da amostrade fluido (3) e/ou reagente, dispositivo eletrônico configurado para sensorearou modificar uma propriedade da amostra de fluido (3), de preferência, osdispositivos eletrônicos sendo selecionados de um eletrodo, um sensor, umtransdutor, um dispositivo baseado em óptica, um dispositivo baseado emacústica, um dispositivo baseado em campo elétrico e/ou um dispositivobaseado em campo magnético.

10. Dispositivo de transporte de amostra de fluido (1) deacordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelofato de o substrato (2) compreender um substrato de base (2), pelo que asuperfície superior do substrato de base (2) é coberta com pelo menos umafolha fina (30).

11. Uso do dispositivo de transporte de amostra de fluido (1)como definido em qualquer uma das reivindicações precedentes,caracterizado pelo fato de ser para:- análise química, diagnóstico médico e/ou biológica,compreendendo ensaios de fluidos biológicos, tais como gema de ovo,sangue, soro e/ou plasma;- análise ambiental, compreendendo análise de água, extratosdo solo dissolvidos e extratos de plantas dissolvidas;- soluções de reação, análise de dispersões e/ou formulação,compreendendo a análise na produção química, em particular, soluçõescorantes ou soluções de reação; e/ou- análise de proteção de qualidade.