ES2560462T3

ES2560462T3 - Sistema de microfluidos

Info

Publication number: ES2560462T3
Application number: ES10818088.6T
Authority: ES
Inventors: Nicolò Manaresi; Gianni Medoro; Alex Calanca
Original assignee: Silicon Biosystems SpA
Current assignee: Silicon Biosystems SpA
Priority date: 2009-12-17
Filing date: 2010-12-16
Publication date: 2016-02-19
Anticipated expiration: 2030-12-16
Also published as: EP2513535A1; WO2011073784A1; ITBO20090808A1; US20130037139A1; US10060554B2; DK2513535T3; IT1397820B1; EP2513535B1

Abstract

Un sistema de microfluido comprende por lo menos un canal (2) de microfluido, que a su vez comprende un primer segmento (4), por lo menos un segundo segmento (5) y por lo menos una pared (7), que se proporciona con por lo menos un agujero (9) dispuesto entre el primer y el segundo segmento (4, 5) y tiene una superficie (IS) interna que delimita por lo menos parcialmente el canal (2) de microfluido; y por lo menos una válvula (3), que se dispone a lo largo del canal (2) de microfluido en el área del agujero (9) y comprende un accionador (11), un elemento (10) de cierre que comprende por lo menos un material sustancialmente elástico y una división (12) dispuesta dentro del canal (2) de microfluido, entre el primer y el segundo segmento (4, 5); el accionador se adapta para manipular el elemento (10) de cierre entre una configuración de bloqueo, en la que el elemento (10) de cierre coopera con la división (12) con el propósito de aislar sustancialmente el primer y el segundo segmento (4, 5) uno del otro, y una configuración abierta, en la que el primer y el segundo segmento (4, 5) se conectan entre sí; la superficie interna (IS) se extiende hacia abajo y hacia arriba de la válvula (3) con el propósito de definir por lo menos parcialmente el canal (2) de microfluido en el área del primer y segundo segmento (4, 5); el sistema (1) se caracteriza porque el elemento (10) de cierre se conecta a la pared (7) en el área del agujero (9) y tiene una superficie (13) opuesta, que, en la posición de bloqueo, está en contacto con la división (12) y se extiende coplana a dicha superficie (IS) interna.

Description

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DESCRIPCION

Sistema de microfluidos Campo tecnico

La presente invencion se relaciona con un sistema de microfluidos.

Tecnica antecedente

En el campo de microfluidos se conoce un tipo de sistema que comprende un canal, que incluye dos segmentos conectados entre si por una valvula. La valvula usualmente incluye una division dispuesta a lo largo del canal para separar los dos segmentos y una membrana de un material elastomerico conectado a una pared del canal en el area de los dos agujeros, cada uno se dispone en un extremo de un segmento respectivo en el area de division. La valvula comprende adicionalmente un accionador neumatico, que se adapta: en un lado, para crear una depresion con el proposito de deformar la membrana y, por lo tanto, conectar los dos segmentos del canal en el otro lado, con el fin ejercer una presion para empujar la membrana contra la pared del canal con el proposito de cerrar los dos agujeros y aislar los dos segmentos.

Los circuitos y valvulas conocidas del tipo indicado anteriormente se describen por ejemplo en el documento WO2008115626 (vease en particular figura 2) y en el documento WO2004061085 (vease en particular las figuras 1A-1E) y tienen diversos inconvenientes.

Una primera serie de inconvenientes se deriva del hecho que el accionador neumatico siempre necesita estar activo (cuando la valvula se abre, y cuando la valvula se cierra). Esto determina un alto consumo de energla y un desgaste considerable. Tambien cabe apreciar que los accionadores neumaticos que tienen el tamano adecuado para crear tanto una depresion como una compresion son relativamente complejos y costosos.

Adicionalmente, cabe observar que la preparacion de este tipo de valvulas es frecuentemente complejo. Algunos de los problemas en esta conexion se deben al hecho que la membrana se puede conectar frecuentemente selectivamente a la pared del canal y no a la division.

Los documentos de patente EP1905514, DE19949912, WO9917749 describen especialmente sistemas de microfluidos complejos que comprenden canales de estructuras geometricas que se complican y son diflciles de implementar.

Los inconvenientes adicionales del estado de la tecnica se relacionan con el hecho que no siempre es posible mantener correctamente la membrana en la posicion y/u obtener un acoplamiento efectivo entre la membrana y la division.

Descripcion de la invencion

Es un objeto de la presente invencion proporcionar un sistema de microfluido, que permiten superar, por lo menos parcialmente, los inconvenientes del estado de la tecnica y son, al mismo tiempo, faciles de implementar y efectivo en costes.

De acuerdo con la presente invencion, se proporciona un sistema de microfluido de acuerdo con las siguientes reivindicaciones independientes y, preferiblemente, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones directa o indirectamente dependientes en las reivindicaciones independientes.

A menos que se especifique expllcitamente de otra forma, los siguientes terminos tienen el significado en el siguiente texto.

El termino "inmediatamente" significa sin la interposicion sustancial de elementos adicionales (y posiblemente tambien de espacios vaclos).

Diametro equivalente de una seccion significa el diametro de un clrculo que tiene la misma area de la seccion.

Seccion de un canal o de un conducto significa la seccion sustancialmente perpendicular para la extension longitudinal del canal (o conducto) es decir la direction de carga del fluido en el canal (o conducto).

Diametro equivalente de un agujero significa el diametro de un clrculo que tiene la misma area que la seccion transversal mas pequena del agujero.

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Sistema de microfluido significa un sistema que comprende por lo menos un canal de microfluido y una valvula dispuesta a lo largo del canal.

Canal de microfluido significa un canal que tiene una seccion con un diametro equivalente menor de 1 mm (en particular, mas pequeno de 0,5 mm).

Breve descripcion de los dibujos

La invencion ahora se describira con referencia a los dibujos que acompanan, que muestran realizaciones no limitativas de la misma, en las que:

- la figura 1 es una vista superior diagramatica, sin algunos detalles para claridad, de un sistema de microfluido hecho de acuerdo con la presente invencion;

- la figura 2 es una seccion transversal a lo largo del plano II-II del sistema de microfluido de la figura 1;

- las figuras 3 y 4 muestran detalles de la seccion de la figura 2 en dos configuraciones operativas diferentes;

- la figura 5 es una seccion de una realizacion adicional de un sistema de microfluido hecho de acuerdo con la presente invencion;

- las figuras 6 y 7 muestran dos etapas de la production de componentes del sistema de microfluido de la figura 5;

- la figura 8 muestra algunos componentes del sistema de las figuras 9 y 10;

- las figuras 9 y 10 muestran detalles de una seccion lateral de una realizacion de un sistema producido de acuerdo con la presente invencion;

- las figuras 11 y 12 muestran una etapa para ensamblar los componentes del sistema de microfluido de la figura 13;

- la figura 13 muestra los detalles de una seccion lateral de una realizacion de un sistema producido de acuerdo con la presente invencion;

- la figura 14 muestra un componente del sistema de la figura 13;

- las figuras 15 y 16 muestran dos etapas de la produccion de componentes del sistema de microfluido de la figura 17;

- la figura 17 muestra los detalles de una seccion lateral de una realizacion de un sistema producido de acuerdo con la presente invencion;

- las figuras 18 y 19 muestran dos etapas de la produccion de los componentes de la figura 20;

- la figura 20 muestra componentes del sistema de la figura 1; y

- las figuras 21 y 22 muestran dos etapas de la produccion del componente de la figura 14.

Mejor modo para llevar a cabo la invencion

En la figura 1, el numeral 1 indica como un todo un sistema de microfluido completo que comprende un canal 2 de microfluido y una valvula 3, que se adapta para ajustar la transferencia o fluido (en particular de llquido) de un segmento 4 a un segmento 5 (y/o viceversa) del canal 2.

El sistema 1 comprende una pared 6 de soporte, que sirve como la pared inferior del canal 2; una pared 2 de cubierta, que sirve como la pared superior del canal 2; y un elemento 8 separador, (mostrado parcialmente) que se conecta en forma sellada a la pared 6 y pared 7 y define el canal 2 lateralmente y en los extremos (no mostrados). En particular, el elemento 8 separador comprende dos partes de extremo (no mostradas); y dos partes laterales (parcialmente mostradas en la figura 1) que se extienden continuamente, paralelas al plano de la lamina de la figura 2, en lados opuestos de las partes de extremo (no mostradas) con el proposito de conectar en forma sellada la pared 6 y la pared 7. Las partes laterales son transversales (en particular, sustancialmente perpendiculares) y se conectan en forma sellada a las partes de extremo (no mostradas).

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La pared 7 tiene un agujero 9, que se dispone entre los segmentos 4 y 5; y, de acuerdo con algunas realizaciones, dos agujeros de extremo (no mostrados), que se disponen en extremos opuestos del canal 2 y se adaptan para conectar el canal 2 con conductos/canales adicionales (no mostrados) del sistema 1 o con la parte externa. La pared 7 tiene una superficie IS interna que delimita parcialmente el canal 2 (en particular, en la parte superior).

Los segmentos 4 y 5 son sustancialmente coplanos entre si. En particular, el canal 2 es sustancialmente lineal.

La superficie IS interna se extiende (inmediatamente) hacia abajo y (inmediatamente) hacia arriba de la valvula 3 con el proposito de delimitar parcialmente (en particular en la parte superior) el canal de microfluido 2 en el area de los segmentos 4 y 5. En particular, la (parte de) superficie IS2 interna presente en el area del segmento 4 es sustancialmente coplana a la (parte de) superficie IS interna presente en el area del segundo segmento.

El sistema 1 (en particular, pared 6) comprende una superficie IS2 interna, que se orienta sustancialmente hacia la superficie IS interna. Mas precisamente, las superficies IS y IS2 son paralelas entre si.

La superficie IS2 se extiende (inmediatamente) hacia abajo y (inmediatamente) hacia arriba de la valvula 3 con el proposito de delimitar parcialmente (en particular en la parte inferior) el canal de microfluido 2 en el area de los segmentos 4 y 5. La (parte de) superficie IS2 interna presente en el area del segmento 4 es sustancialmente coplana a la (parte de) superficie IS2 interna presente en el area del segundo segmento.

De acuerdo con algunas realizaciones, la pared 6 esta hecha de silicona; la pared 7 esta hecha de vidrio; elemento separador 8 esta hecho de un material fotoprotector.

Material fotoprotector esta destinado a un material obtenido de un material sensible a radiacion electromagnetica (en particular, en el rango de luz visible y infrarrojo) que, si se expone a estas radiaciones electromagneticas, se puede volver soluble (en este caso el material fotoprotector es fotoprotector positivo) o insoluble (en este caso el material fotoprotector es fotoprotector negativo) en solventes especlficos (usualmente designados fotoprotector desarrollador).

De acuerdo con algunas realizaciones, el material fotoprotector es un fotoprotector negativo.

De acuerdo con algunas realizaciones, el material fotoprotector se selecciona del grupo que consiste de: pollmero acrllico, polimetilglutarimida, por lo menos SU-8 parcialmente entrecruzado y una mezcla de diazonaftoquinona con un fenolformaldehldo. En particular, el material fotoprotector se selecciona del grupo que consiste de: pollmero acrllico, por lo menos SU-8 parcialmente entrecruzado.

En el texto actual, pollmero acrllico esta destinado a un pollmero obtenido mediante la polimerizacion de por lo menos un monomero acrllico. En particular, pollmero acrllico esta destinado a un pollmero obtenido mediante la polimerizacion de un monomero acrllico.

El monomero acrllico se selecciona de esteres alquilo de acido acrllico o de acido metacrllico, en los que en particular el alquilo tiene uno a seis atomos de carbono.

De acuerdo con algunas realizaciones, el monomero acrllico se selecciona del grupo que consiste de: metilmetacrilato (MMA), etilmetacrilato, propilmetacrilato, butilmetacrilato, metilacrilato, etilacrilato, butilacrilato. Ventajosamente, el monomero acrllico se selecciona del grupo que consiste de: metilacrilato, etilacrilato, butilacrilato. En particular, el pollmero acrllico es un polimetilacrilato.

Ventajosamente, el pollmero acrllico se entrecruza.

De acuerdo con realizaciones especlficas, el fotoprotector se obtiene al tratar Dryresist Ordyl SY300 de Elga Europe con radiaciones de luz.

De acuerdo con realizaciones adicionales, la pared 6, la pared 7 y el elemento 8 separador pueden estar hechos de materiales diferentes a aquellos indicados anteriormente.

El canal 2 tiene una seccion que tiene un diametro equivalente de 10 pm a 0.5 mm. De acuerdo con algunas realizaciones, la seccion del canal 2 es sustancialmente constante.

El agujero 9 tiene un diametro equivalente de 100 pm a 1 mm. Ventajosamente, el agujero 9 tiene un diametro equivalente de 200 pm a 1 mm. De acuerdo con algunas realizaciones, el agujero 9 tiene un diametro mas pequeno de 0.5 mm.

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Las dimensiones indicadas en el texto actual se pueden medir en una forma estandar con perfilometros.

De acuerdo con algunas realizaciones el agujero 9 tiene una forma seleccionada del grupo que consiste de: sustancialmente de cono truncado, sustancialmente de piramide truncada, sustancialmente paraleleplpeda, sustancialmente cillndrica. Ventajosamente, los agujeros 9 tienen forma sustancialmente de cono truncado, sustancialmente de piramide truncada (en particular sustancialmente de cono truncado, como en la realizacion mostrada en las figuras 1 y 2).

La valvula 3 incluye un elemento 10 de cierre que comprende (en particular, que consiste de) un material sustancialmente elastico (en particular, un elastomero); y un accionador 11, que se adapta para desplazar el elemento 10 de cierre desde una posicion de bloqueo (mostrada en la figura 3) hasta una posicion abierta (mostrada en la figura 4).

De acuerdo con algunas realizaciones, el accionador 11 comprende un sistema de succion (en particular una bomba).

De acuerdo con algunas realizaciones, el elemento 10 de cierre puede consistir de un material elastomerico unico (es decir un elastomero) o mediante una combinacion (por ejemplo una mezcla) de diversos materiales elastomericos.

Ventajosamente, el elastomero comprende (en particular consiste de) una silicona, en particular un caucho de silicona. De acuerdo con algunas realizaciones, la silicona tiene la siguiente formula:

[R2SiO]n

en donde n es un entero mayor de 4, cada R se selecciona, independientemente de los otros, del grupo que consiste de: metilo, etilo, propilo.

De acuerdo con algunas realizaciones el elastomero comprende (es decir consiste de) solo de una silicona o, alternativamente, diversas siliconas diferentes.

Ventajosamente, el elastomero tiene un modulo elastico de 750 KPa a 2500 KPa.

El sistema 1 de microfluido (en particular, la valvula 3) comprende adicionalmente una division 12 dispuesta dentro de canal 2 de microfluido entre los segmentos 4 y 5. En particular, la division 12 separa los segmentos 4 y 5. La division 12 se proyecta desde la superficie IS2 interna (en particular, hacia el agujero 9).

La division 12 se adapta para separar los segmentos 4 y 5 uno del otro. Cuando el elemento 10 de cierre esta en una configuracion de bloqueo (figura 3), el elemento 10 de cierre se adapta para que coopere con (en particular esta en contacto con) la division 12 para aislar en forma sellada el segmento 4 con respecto al segmento 5. En particular, en la configuracion de bloqueo, el elemento 10 de cierre se adapta para que se cierre en la parte superior de los extremos abiertos de los segmentos 4 y 5. Cuando el elemento 10 de cierre esta en una configuracion abierta (figura 4), la division 12 y el elemento 10 de cierre se separan uno del otro, y el fluido (en particular el llquido) puede pasar del segmento 4 al segmento 5 (o viceversa) "que sobrepasa" la division 12.

Ventajosamente, la division 12 se extiende desde la pared 6 para una altura sustancialmente equivalente a la distancia entre las paredes 6 y 7 en el area del agujero 9. De esta forma, en condiciones de soporte (es decir cuando el accionador 11 no ejerce una presion negativa ni una presion positiva en el elemento 10 de cierre), el elemento 10 de cierre esta en contacto con la division 12.

De acuerdo con algunas realizaciones ventajosas, la division 12 se conecta (en particular es integral) con el elemento separador 8. Ventajosamente, (por lo tanto) el elemento separador 8 y la division 12 son del mismo material. En particular, la division 12 esta hecha de un material fotoprotector.

El elemento 10 de cierre se conecta a la pared 7 en el area del agujero 9 y tiene una superficie 13 de contraste, que esta en contacto con la division 12 y se extiende coplana a dicha superficie IS interna.

De acuerdo con algunas realizaciones, el elemento 10 de cierre comprende una parte 14 de cierre, que tiene superficie 13 opuesta y es deformable con el proposito que se mueva lejos de la division 12 cuando el accionador 11 cambia el elemento 10 de cierre en la configuracion abierta; y por lo menos una parte 15 lateral que se extiende desde el borde de la parte 14 de cierre hacia afuera y a lo largo de una superficie 16 delimitante de dicho agujero 9. Ventajosamente, la parte 14 de cierre es sustancialmente una membrana.

De acuerdo con algunas realizaciones, la parte 15 lateral se extiende a lo largo del borde periferico de la parte 14 de cierre.

De acuerdo con realizaciones especificas, el elemento 10 de cierre tiene un ancho de 700 pm a 2 mm; la parte de cierre 14 tiene un grosor de 100 a 200 pm; la parte 15 lateral tiene una altura de la parte 14 de cierre de 5 aproximadamente 110 pm a aproximadamente 700 pm

Ventajosamente, la parte 15 lateral se extiende hasta por lo menos un borde 17 delimitante externo del agujero 9. En particular, la parte 15 lateral se extiende a lo largo de (por lo menos) la superficie 16 delimitante completa del agujero 9.

De acuerdo con la realizacion mostrada en la figura 2, el accionador 11 es un sistema de succion (en particular una 10 bomba) y se conecta en forma sellada al agujero 9 por medio de un conducto 18. Ventajosamente, en uso, el accionador 11 ejerce una presion positiva en el elemento 10 de cierre con el proposito de empujar el elemento 10 de cierre contra la division 12 (figura 3 - configuracion de bloqueo). De esta forma se mejora el sellado entre el elemento 10 de cierre y la division 12.

De acuerdo con otras realizaciones, el accionador es un sistema que actua mecanicamente en el elemento 10 de 15 cierre. La accion mecanica se puede ejercer por una barra 21 (para apertura o cierre) o mediante un piston (solo para cierre). La accion mecanica se puede determinar a su vez mediante un sistema electromecanico (tal como por ejemplo un electroiman que determina un desplazamiento de la barra o piston, o mediante un sistema de atornillado conectado a un motor), o mediante un sistema puramente mecanico (tal como un resorte).

El accionador permite conmutar entre la valvula abierta y valvula cerrada, de acuerdo con uno de los siguientes 20 metodos o combinacion de metodos:

1. cierre:

a. neumatico, por medio de un conducto para crear una presion en el lado externo del elemento de cierre;

b. mecanico, por medio de una barra o piston, para ejercer una presion en el elemento de cierre;

c. al pretensionar el elemento 10 de cierre, que determina un acoplamiento hermetico a los fluidos con la division 12;

25 2. apertura:

a. neumatica (por medio de un conducto para crear una depresion en el lado externo del elemento de cierre)

b. mecanica (por medio de una barra o piston, para ejercer una depresion en el elemento de cierre)

c. al pretensionar el elemento 10 de cierre, que determina, cuando se apoya, una deflexion hacia arriba del canal de microfluido, creando una ruta para el fluido por encima de la division 12.

30 Cuando los segmentos 4 y 5 se conectan, se invierte la operacion del accionador 11. El accionador 11 (por lo tanto) ejerce una presion negativa (succion) en el elemento 10 de cierre con el proposito de deformar el elemento 10 de cierre y lo separa de la division 12 (figura 4 - configuracion abierta). Por lo tanto, los segmentos 4 y 5 se conectan entre si.

De acuerdo con algunas realizaciones, el elemento 10 de cierre y la pared 7 se conectan entre si por una de las 35 conexiones seleccionadas del grupo que consiste de: union segura, union adhesiva, union de oposicion y una combinacion de los mismos. Ventajosamente, esta conexion es sustancialmente hermetica a los fluidos.

Como se muestra para las realizaciones de las figuras 1-4 y 17, la parte 15 lateral y la superficie 16 delimitante del agujero 9 se conectan entre si por medio de una conexion adhesiva. Ventajosamente, la conexion adhesiva se obtiene mediante tratamiento con plasma. De acuerdo con algunas realizaciones, la conexion adhesiva se obtiene 40 mediante la polimerizacion o endurecimiento (entrecruzamiento) in situ (es decir dentro del agujero 9) de material por lo menos parcialmente polimerizable o endurecido (entrecruzable) para obtener el elemento 10 de cierre.

La realizacion mostrada en la figura 17 difiere de la realizacion de las figuras 1-4 sustancialmente en la forma del elemento 10 de cierre, que en este caso tiene una parte 20 de relieve que se extiende a lo largo del borde de la parte de cierre 14. La parte 20 sirve como una junta y permite mejorar la conexion de sellado con el conducto 18.

De acuerdo con algunas realizaciones (vease por ejemplo la figura 13), la parte 15 lateral tiene un asiento 19 en un extremo del mismo opuesto a la parte 14 de cierre. El asiento 19 se engancha por el borde 17 delimitante externo del agujero 9 con el proposito de definir una union segura.

De acuerdo con algunas realizaciones, tal como por ejemplo aquellas mostradas en la figura 13, 9 y 10, el agujero 9 5 es conico por el canal 2 de microfluido hacia afuera (en otras palabras, se amplla hacia la parte interna) con el proposito de definir una union de oposicion junto con la parte 15 lateral. En particular, cabe observar que el elemento 10 de cierre permanece correctamente dentro del agujero 9 en virtud de la cooperacion de la superficie 16 delimitante y la division 12.

En la variante mostrada en la figura 9 y 10, el accionador 11 comprende una barra 21 de operacion que tiene un 10 cabezal enganchado en un asiento 22 del elemento 10 de cierre.

Cabe observar que, ventajosamente, la parte 15 lateral tiene una forma complementaria a aquella del agujero 9 y en particular de superficie 16 delimitante.

El sistema 1 de acuerdo con la presente invencion tiene diversas ventajas con respecto al estado de la tecnica.

En particular, el accionador 11 no siempre necesita estar activo. En esta conexion, cabe observar que la geometrla 15 inusual del sistema 1 (y en particular, del elemento 10 de cierre y de la division 12) permite, en condiciones de soporte (es decir cuando el accionador 11 no ejerce ni una presion negativa ni una presion positiva), el elemento 10 de cierre coopera con la division 12 suficientemente con el fin de aislar los segmentos 4 y 5. Adicionalmente, cuando es ejercida una presion positiva en el elemento 10 de cierre, el acoplamiento entre el elemento 10 de cierre y la division 12 es particularmente efectivo.

20 Otra ventaja del sistema 1 de acuerdo con la presente invencion se relaciona con el acoplamiento entre el elemento 10 de cierre y la pared 7 es particularmente simple y estable.

El sistema 1 de acuerdo con la presente invencion se puede utilizar ventajosamente en un aparato para separar partlculas como se describe por ejemplo en una de las siguientes solicitudes de patente italianas y solicitudes de patente que reivindican la prioridad de las mismas: documentos B02009A000152, BO2009A000153,

25 B02009A000154, B02009A000155.

A menos que se indique expllcitamente otra cosa, el contenido de las referencias (documentos, textos, solicitudes de patente etc.) citadas en este texto se incorpora aqul por medio de la terminacion de la descripcion. En particular, las referencias mencionadas anteriormente aqul se incorporan mediante referencia.

Las caracterlsticas adicionales de la presente invencion resultaran de la siguiente descripcion de algunas 30 realizaciones del sistema 1 de microfluido dado solo via de ilustracion no limitativa.

Ejemplo 1

Este ejemplo describe la produccion del elemento 10 de cierre de la realizacion de las figuras 1-4.

El elemento 10 de cierre esta hecho de PDMS (polidimetilsiloxano) (Sylgard 184® de Dow Corning, sin embargo cabe observar que se pueden utilizar otros materiales).

35 El agente de endurecimiento de PDMS (polidimetilsiloxano) y la base se mezclan en una relacion de 1:10 y la mezcla obtenida por lo tanto se vierte en el agujero 9 (figura 18) de una pared 7 de cubierta, cuyo agujero 9 se cierra en la parte inferior de un molde 23 base. El PDMS se desgasifica en una camara de vaclo durante una hora. Una tapa 24 se dispone en el agujero 9 para retirar PDMS en exceso y configura el elemento 10 de cierre (figura 19). La pared 7 se inserta en un horno durante 2 horas a 80° C. El elemento 10 de cierre por lo tanto se obtiene ya 40 conectado a la pared 7.

Ejemplo 2

Este ejemplo describe una realizacion alternativa del elemento 10 de cierre de la realizacion de las figuras 1-4.

El elemento 10 de cierre se hace de PDMS (polidimetilsiloxano) (Sylgard 184® de Dow Corning, sin embargo cabe observar que se pueden utilizar otros materiales).

45 El agente de endurecimiento de PDMS (tetra metil tetravinil ciclotetrasiloxano) y la base se mezclan en una relacion de 1:10 y la mezcla obtenida por lo tanto se vierte en un molde que reproduce la forma del elemento 10 de cierre en

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negativo. El PDMS se desgasifica en una camara de vaclo durante una hora. Una tapa se dispone en el molde 26 para retirar el exceso de PDMS. El molde cubierto se inserta en un horno durante 2 horas a 80° C. El elemento 10 de cierre luego se extrae del molde al utilizar un cortador.

El elemento 10 de cierre y la pared 7 se tratan un reactor de plasma (Gambetti Plasma, Modello Tucano) al utilizar los parametros de la tabla 1 en mezcla O2/N2.

Tabla 1

Activation de plasma

Potencia, W: 40

Voltaje, V: 360

Presion, mbar: 0.3-0.4

Tiempo, s: 35

El elemento 10 de cierre luego se introduce en el agujero 9 y se conecta a la superficie 16 delimitante mediante el tratamiento con plasma mencionado.

Ejemplo 3

Este ejemplo describe la produccion del elemento 10 de cierre de la realizacion de la figura 5.

El elemento 10 de cierre de la figura 5 se obtiene siguiendo el procedimiento descrito en el ejemplo 1 y utilizando un molde 23 base, una tapa 24 y una pared 7 por lo tanto como se muestra en las figuras 6 y 7.

Ejemplo 4

Este ejemplo describe la produccion del elemento 10 de cierre de la realizacion de la figura 17.

El elemento 10 de cierre de la figura 17 se obtiene siguiendo el procedimiento descrito en el ejemplo 1 y utilizando un molde 23 base, una tapa 24 y una pared 7 por lo tanto como se muestra en las figuras 15 y 16.

Ejemplo 5

Este ejemplo describe la produccion del elemento 10 de cierre de la realizacion de la figura 13 (o 14).

El elemento de cierre de la figura 13 se obtiene siguiendo el procedimiento descrito en el ejemplo 2 y utilizando un molde 23 base, una tapa 24 y un molde 25 intermedio por lo tanto como se muestra en las figuras 6 y 7.

La combination del elemento 10 de cierre con la pared 7 correspondiente forma una union segura como se muestra en las figuras 11 y 12.

Ejemplo 6

Este ejemplo describe la implementation del sistema 1 de microfluido mostrado en las figuras 1-4.

Una capa de fotopollmero (Dryresist en particular Ordyl SY300, Elga Europe) (grosor 90 pm) se lamina en un angulo de 90° en el soporte 6 de silicona (figura 11) (grosor 600 pm). La capa por lo tanto se protege parcialmente por una mascara fotolitografico (un portaobjetos transparente impreso con una resolution de 24000 DPI) (figura 12) y sometido a radiation UV (150W) durante 15 segundos de tal manera que se polimerizan las areas de la capa que se exponen (es decir no cubierto por las partes oscuras de la mascara). Una vez se realiza selectivamente la polimerizacion de, la parte no polimerizada se retira al sumergir el sustrato 6 laminado en un desarrollador (desarrollador BMR, mezcla de xileno, 2-butoxietilacetato, mezcla de isomeros).

En este punto, la pared 6 con el elemento 8 separador correspondiente y la division 12 obtenida por lo tanto se calientan en un horno a una temperatura de 50° C durante 1 hora para obtener secado.

Una capa de vidrio de pared 7 (grosor 500 pm) se obtiene mediante molido. Los agujeros 9, y los agujeros de extremo tienen una forma de cono truncado con la parte inferior que tiene un diametro de 700 pm y la parte superior que tiene un diametro de 1200 pm.

La capa de vidrio mencionada se combina con el elemento 10 de cierre de acuerdo con aquel que se ha descrito en 5 el ejemplo 1.

La pared 7 se presiona contra el elemento 8 separador durante 80 minutos a una temperatura de 95° C para obtener un pegado termico.

Ejemplo 7

El procedimiento del ejemplo 6 se repite para cada combinacion del elemento 10 de cierre, la pared 7 descrita en los 10 ejemplos 2 a 5 con el proposito de obtener los sistemas de microfluidos respectivos.

Claims

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REIVINDICACIONES

1. Un sistema de microfluido comprende

por lo menos un canal (2) de microfluido, que a su vez comprende un primer segmento (4), por lo menos un segundo segmento (5) y por lo menos una pared (7), que se proporciona con por lo menos un agujero (9) dispuesto entre el primer y el segundo segmento (4, 5) y tiene una superficie (IS) interna que delimita por lo menos parcialmente el canal (2) de microfluido; y por lo menos una valvula (3), que se dispone a lo largo del canal (2) de microfluido en el area del agujero (9) y comprende un accionador (11), un elemento (10) de cierre que comprende por lo menos un material sustancialmente elastico y una division (12) dispuesta dentro del canal (2) de microfluido, entre el primer y el segundo segmento (4, 5); el accionador se adapta para manipular el elemento (10) de cierre entre una configuration de bloqueo, en la que el elemento (10) de cierre coopera con la division (12) con el proposito de aislar sustancialmente el primer y el segundo segmento (4, 5) uno del otro, y una configuracion abierta, en la que el primer y el segundo segmento (4, 5) se conectan entre si; la superficie interna (IS) se extiende hacia abajo y hacia arriba de la valvula (3) con el proposito de definir por lo menos parcialmente el canal (2) de microfluido en el area del primer y segundo segmento (4, 5);

el sistema (1) se caracteriza porque el elemento (10) de cierre se conecta a la pared (7) en el area del agujero (9) y tiene una superficie (13) opuesta, que, en la position de bloqueo, esta en contacto con la division (12) y se extiende coplana a dicha superficie (IS) interna.
2. El sistema de acuerdo con la reivindicacion 1, que comprende una superficie (IS2) interna adicional, que se orienta sustancialmente hacia la superficie (IS) interna y delimita parcialmente el canal (2) de microfluido en el area del primer y segundo segmento (4, 5) ; la division (23) se proyecta desde la superficie (IS2) interna adicional hacia el agujero (9); la superficie (IS) interna en el area del primer segmento (4) es sustancialmente coplana en la superficie (IS) interna en el area del segundo segmento.
3. El sistema de acuerdo con la reivindicacion 1 o 2, en donde el elemento (10) de cierre y la pared (7) tienen una conexion fluida sustancialmente hermetica seleccionada del grupo que consiste de: union segura, union adhesiva, union de oposicion y una combinacion de los mismos.
4. El sistema de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, en donde el elemento (10) de cierre comprende una parte (14) de cierre, que tiene dicha superficie (13) opuesta y es deformable con el proposito que se mueva lejos de la division (12) cuando el accionador (11) cambia el elemento (10) de cierre en la configuracion abierta; y por lo menos una parte (15) lateral que se extiende desde el borde de la parte (10) de cierre hacia afuera a lo largo de una superficie (16) delimitante de dicho agujero (9).
5. El sistema de acuerdo con la reivindicacion 4, en donde la parte (14) de cierre tiene sustancialmente forma de membrana; la parte (15) lateral se extiende hasta por lo menos un borde (17) delimitante externo del agujero (9); en particular, la parte (15) lateral que se extiende a lo largo de por lo menos la superficie (16) delimitante completa.
6. El sistema de acuerdo con la reivindicacion 4 o 5, en donde la parte (15) lateral y la superficie (16) delimitante del agujero (9) se conectan entre si por medio de una union adhesiva.
7. El sistema de acuerdo con la reivindicacion 6, en donde la union adhesiva se obtiene mediante tratamiento con plasma.
8. El sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 4 a 7, en donde la parte (15) lateral tiene un asiento (19) en un extremo de la parte (15) lateral opuesto a la parte (14) de cierre, el asiento (19) se engancha por un borde (17) delimitante externo del agujero (9) con el proposito de definir a union segura.
9. El sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el agujero (9) es conico desde el canal (2) de microfluido hacia afuera con el proposito de definir una union de oposicion junto con la parte (15) lateral.
10. El sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 4 a 9, en donde la parte (15) lateral se extiende a lo largo del borde periferico completo de la parte (14) de cierre.
11. El sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el agujero (9) tiene una forma seleccionada del grupo que consiste de: sustancialmente de cono truncado, sustancialmente de piramide truncada.
12. El sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el canal (2) de microfluido tiene una section con un diametro equivalente mayor de 10 pm.

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13. EI sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el agujero (9) tiene un diametro equivalente mas pequeno de 1 mm, en particular mayor de 100 pm.
14. El sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el elemento (10) de cierre comprende, en particular consiste de, por lo menos un elastomero.
15. El sistema de acuerdo con la reivindicacion 14, en donde el elastomero comprende una silicona, en particular un caucho de silicona.
16. El sistema de acuerdo con la reivindicacion 15, en donde la silicona tiene la siguiente formula:

[R2SiO]n

en donde n es un entero mayor de 4, cada R se selecciona, independientemente de los otros, del grupo que consiste de: metilo, etilo, propilo.
17. El sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 14 a 16, en donde el elastomero tiene un modulo elastico de 750 KPa a 2500 KPa.
18. El sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el primer y el segundo segmento (4, 5) son sustancialmente coplanos entre si; la division (12) separa el primer y el segundo segmento (4, 5).
19. El sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la superficie (IS) interna en el area del primer segmento (4) es sustancialmente coplana a la superficie (IS) interna en el area del segundo segmento.
20. El sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde dicho accionador (11) permite conmutar entre valvula abierta y valvula cerrada, de acuerdo con uno de los siguientes metodos o combinaciones de los mismos:

I. cierre:

a. neumatico, por medio de un conducto para crear una presion en el lado externo del elemento de cierre;

b. mecanico, por medio de una barra o piston, para ejercer una presion en el elemento de cierre;

c. al pretensionar el elemento (10) de cierre, que determina un acoplamiento hermetico de fluido del mismo con la division (12);

II. apertura:

d. neumatico (por medio de un conducto para crear una depresion en el lado externo del elemento de cierre);

e. mecanico (por medio de una barra o piston, para ejercer una depresion en el elemento de cierre);

f. al pretensionar el elemento (10) de cierre, que determina, cuando se apoya, una deflexion hacia afuera con respecto al canal de microfluido, creando una ruta para el fluido por encima de la division (12).