ES2537893T3 - Dispositivo microfluídico para analizar un fluido bajo presión - Google Patents

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Abstract

Dispositivo microfluídico para analizar un fluido presente dentro de un conducto (3) bajo una primera presión, que comprende: - un mezclador (M) para mezclar una cantidad de fluido que proviene del conducto (3) con por lo menos una cantidad de reactivo (7) que proviene de por lo menos un depósito (6), - un analizador (A) para analizar la mezcla así constituida, el dispositivo microfluídico comprendiendo además un canal (2) de separación previa para separar previamente una cantidad de fluido dentro del conducto (3), para alimentar el mezclador (M) y para poner bajo presión dicho por lo menos un depósito (6) que empuja el reactivo (7) hacia el mezclado (M); el dispositivo microfluídico estando caracterizado por que un orificio de salida (11) del analizador (A) está sometido a una segunda presión inferior a la primera presión dentro del conducto, de modo que el fluido transite de manera pasiva desde el conducto (3), por una parte hacia el analizador (A) a través del mezclador (M) y por otra parte hacia dicho por lo menos un depósito (6); el depósito (6) conteniendo el reactivo (7) y el mezclador (M) sufriendo una presión cuya fuente es única, esta fuente siendo el conducto (3).

Description

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puede contener un reactivo químico idéntico o diferente del reactivo químico 7 contenido dentro del depósito 6. Se puede tener igualmente una multitud de depósitos 6 dispuestos en paralelo, que alimenten el mezclador M a través de un mismo conducto 5.
Los depósitos adicionales 12, 13 y 14 son opcionales y pueden ser contemplados de modo individual o en combinación unos con los otros. Los canales que conectan estos depósitos al mezclador M igualmente pueden estar dimensionados de modo que se determinen previamente las proporciones de la mezcla.
Según otro modo de realización ventajosa de la invención, se prevé una puesta bajo presión independiente del fluido del conducto de uno o varios depósitos adicionales 12, 13 o 14. Para hacer esto, una puesta bajo presión independiente consiste en conectar directamente el depósito adicional al conducto 3 por medio de otro canal de separación previa diferente del canal de separación previa 2. Por ejemplo, el depósito 12 y/o el depósito 13 pueden ser alimentados directamente, de modo independiente, por el conducto 3 como se representa por los canales 27 y 28 en líneas de puntos en la figura 2. Los dos depósitos 12 y 13 están conectados entonces de modo independiente al mezclador M, la presión de estos depósitos estando establecida directamente por el conducto 3.
En la figura 2 se distingue un depósito opcional de descarga 17 en el cual se vierte la mezcla utilizada para la detección del cloro. Este depósito de descarga recoge igualmente un fluido eventual utilizado para la limpieza de los canales. En razón de la naturaleza microfluídica del captador según la invención, los volúmenes de reactivos y de muestra del agua son muy pequeños y el funcionamiento autónomo puede así estar asegurado para largos periodos.
El dispositivo de la figura 2 es ideal para un funcionamiento autónomo y automático. Se distingue un módulo de gestión 18 que comprende una alimentación bajo la forma de una batería B especialmente (opcionalmente, el módulo de gestión puede ser alimentado por una fuente de energía eléctrica externa) y un conjunto de tratamiento U equipado con medios materiales y programas configurados para accionar los diferentes componentes electromecánicos del captador microfluídico. Estos medios de programas y materiales pueden comprender un microprocesador y/o un micro control. En particular el módulo de gestión 18 controla el analizador óptico A así como las micro válvulas 19, 20 y 21 dispuestas respectivamente sobre los canales entre el mezclador M y los depósitos 6, 12 y 13. Una micro válvula 22 igualmente está dispuesta sobre el canal de salida 10.
Una medición se puede realizar de la manera siguiente. Se abren las válvulas 19 y 22 de modo que el agua que proviene del conducto a través del canal de separación previa 2 alimente el depósito 6 que empuja el reactivo 7 hacia el mezclador M. El agua penetra igualmente dentro del mezclador M directamente a través del canal de separación previa 2b. La mezcla así realizada alimenta el analizador A. Se puede a continuación volver a cerrar la válvula 22 de modo que se realice una medición estática, este funcionamiento conviene a los reactivos químicos que necesitan un tiempo de reacción más largo. Si la válvula 22 permanece abierta, se realiza entonces una medición cuando la mezcla circula dentro del analizador A. Al final de la medición, se pueden volver a cerrar las válvulas 19 y 22 a la espera de una medición posterior. Se puede prever igualmente una limpieza del mezclador M al final de la medición o en otro momento. Para hacer esto, se abre la válvula 22 si está cerrada o se la mantiene abierta si está abierta, cerrando la válvula 19. En este caso, el agua circula desde el canal de separación previa 2 hasta el orificio de salida 11 a través del mezclador M y el analizador A. Se deja derramar un tiempo suficientemente largo para que todo el residuo del reactivo utilizado anteriormente se evacúa. Se cierra a continuación la válvula 22 para volver a un estado inicial.
Durante la medición, se puede eventualmente abrir la válvula 20 para añadir otro reactivo.
Durante la limpieza, se puede eventualmente abrir la válvula 21 para introducir un agente de limpieza.
Se puede prever igualmente una válvula (no representada) dispuesta sobre el canal de extracción previa 2 dentro de uno de los brazos que alimentan directamente el mezclador M o uno de los depósitos de agua.
Cuando se ha realizado una medición, se puede hacer una copia de seguridad del resultado en el interior en el seno del módulo de gestión 18 y/o transmitirlo por una conexión con hilos y/o sin hilos a un receptor distante no representado. El conjunto de tratamiento U integra por lo tanto medios de comunicación a distancia. El conector 23 puede comprender una antena para una comunicación sin hilos y/o un conector de contacto que permita transferir datos a un aparato externo.
En la figura 3, se distingue un analizador óptico constituido por una fuente de luz 24, un serpentín 25 lleno de mezcla salida del mezclador M y un detector óptico 26. El serpentín 25 ventajosamente está realizado dentro de la continuidad del micro canal 8. En lugar del serpentín 25 se puede imaginar cualquier otra cavidad óptica, de forma rectangular por ejemplo. La fuente de luz y el detector pueden comprender filtros ópticos que limiten el espectro de la luz transmitida a ciertas zonas de interés del espectro óptico. Típicamente, estos filtros ópticos limitan la longitud de onda de la luz a longitudes de onda en donde el reactivo químico (DPD para cloro por ejemplo, absorbe el máximo. Otros filtros ópticos pueden ser utilizados para mediciones de referencia a longitudes de onda diferentes. Estas mediciones de referencia pueden servir para eliminar la degradación de la respuesta del captador debido a los cambios posibles dentro del camino óptico, o a la difusión de la luz por burbujas y/o partículas.
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