ES2683698T3 - Methods and systems for processing microfluidic - Google Patents

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ES2683698T3 ES02715213.1T ES02715213T ES2683698T3 ES 2683698 T3 ES2683698 T3 ES 2683698T3 ES 02715213 T ES02715213 T ES 02715213T ES 2683698 T3 ES2683698 T3 ES 2683698T3
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Kalyan Handique
Betty Wu
Karthik Ganesan
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Abstract

Un dispositivo microfluídico (110) para procesar una muestra microfluídica que contiene células, que comprende: un módulo de lisis (300) configurado para recibir una muestra microfluídica que contiene células, en el que el módulo de lisis comprende una zona de lisis (302), en el que la muestra microfluídica es un líquido; A microfluidic device (110) for processing a microfluidic sample containing cells, comprising: a lysis module (300) configured to receive a microfluidic sample containing cells, wherein the lysis module comprises a zone of lysis (302) wherein the microfluidic sample is a liquid; un elemento de posicionamiento (312) configurado para inhibir el movimiento corriente abajo de la muestra microfluídica para posicionar la muestra microfluídica en una posición de lisis; a positioning element (312) configured to inhibit downstream movement of the microfluidic sample for positioning the microfluidic shown in a position lysis; un mecanismo de lisis (308) dentro de la zona de lisis (302), para liberar contenido intracelular a partir de células dentro de la zona de lisis; lysis mechanism (308) within the area of ​​lysis (302) to release intracellular contents from cells within the area of ​​lysis; y un accionador de gas (314) dispuesto corriente arriba del elemento de posicionamiento (312) y la zona de lisis (302) de modo que una prima parte de la muestra microfluídica se dispone corriente arriba del accionador de gas (314) y una segunda parte de la muestra microfluídica se dispone corriente abajo del accionador de gas (314) y corriente arriba del elemento de posicionamiento (312), configurado el accionador de gas (314) para proporcionar una presión de gas suficiente para preparar una microgota (304) que tenga un volumen predeterminado que comprenda contenido intracelular liberado a partir de células de la muestra microfluídica que contiene células dentro de la zona de lisis (302) mediante la separación de la segunda parte de la muestra microfluídica de la primera parte de la muestra microfluídica y moviendo la segunda parte de la muestra microfluídica a un emplazamiento corriente abajo del mecanismo de lisis (308) y el elemento de posicionamiento (312). and an actuator gas (314) disposed upstream of the positioning member (312) and the area of ​​lysis (302) so that a raw part of the microfluidic sample is arranged upstream of the actuator gas (314) and a second part of the microfluidic sample stream is arranged downstream of the actuator gas (314) and upstream of the positioning member (312) configured actuator gas (314) to provide a pressure sufficient gas to prepare a microdroplet (304) has a predetermined volume comprising intracellular contents released from cells of the microfluidic sample containing cells within the area of ​​lysis (302) by separating the second part of the microfluidic sample of the first part of the microfluidic sample and moving the second part of the microfluidic sample to a downstream location lysis mechanism (308) and the positioning member (312).

Description

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DESCRIPCION DESCRIPTION

Metodos y sistemas para procesamiento microflmdico Campo de la invencion Methods and systems for processing microflmdico Field of the Invention

La presente invencion se refiere a metodos y sistemas para procesar muestras mediante el uso de sistemas microflmdicos. The present invention relates to methods and systems for processing samples using microflmdicos systems.

Antecedentes Background

Los dispositivos microflmdicos estan formados normalmente de sustratos (fabricados con silicio, vidrio, ceramica, plastico y/o cuarzo) que incluyen una red de microcanales a traves de los cuales fluye el fluido con el control de un mecanismo de propulsion. The microflmdicos devices are typically formed of substrates (fabricated from silicon, glass, ceramic, plastic and / or quartz) that include a network of microchannels through which fluid flows to the control of a propulsion mechanism. Los microcanales tienen normalmente al menos una dimension que es del orden de nanometros a cientos de micrometros. The microchannels typically have at least one dimension that is on the order of nanometers to hundreds of micrometers.

Los dispositivos microflmdicos ofrecen varias ventajas sobre una instrumentacion a macro escala tradicional. The microflmdicos devices offer several advantages over traditional instrumentation macro scale. Por ejemplo, en general, requieren muestras de fluido sustancialmente mas pequenas, usan mucho menos reactivo y procesan estos fluidos a velocidades sustancialmente superiores que el equipamiento a macro escala. For example, generally they require samples substantially smaller fluid, used much less reactive and process these fluids at speeds substantially higher than the macro scale equipment. Un dispositivo microflmdico puede utilizar solo cantidades mmimas de muestra para determinar propiedades qmmicas y ffsicas de la muestra, tales como sometiendo la muestra a procesamiento de fluidos. A device can use only microflmdico mmimas amounts of sample to determine qmmicas and physical properties of the sample, such as subjecting the sample to fluid processing.

En muchos casos, la precision de tal procesamiento de fluidos depende de las cantidades de muestra relativas y reactivo usados. In many cases, the precision of such fluid processing depends on the relative amounts of sample and reagent used. Por ejemplo, cuando una muestra se analiza para su "huella genetica" de ADN, los resultados pueden depender de la concentracion de reactivos usado para aumentar el ADN presente en la muestra. For example, when a sample is analyzed for "genetic fingerprint" DNA, the results may depend on the concentration of reagents used to increase the DNA present in the sample. De este modo, si se usa una relacion inadecuada de muestra con respecto a reactivo, el resultado puede ser impreciso. Thus, if an inadequate sample relationship regarding reagent is used, the result may be imprecise. Puesto que los dispositivos microflmdicos procesan muestras y reactivos en cantidades mmimas, incluso las mas minima incertidumbre en la cantidad de reactivo o muestra usada puede presentar una incerteza en los resultados de un analisis microflmdico. Since microflmdicos devices processed samples and reagents in mmimas amounts even the slightest uncertainty in the amount of reagent or sample used may have an uncertainty in the results of an analysis microflmdico.

Las variaciones en la cantidad de muestras y reactivos procesados por un dispositivo microflmdico pueden originarse de varias fuentes. Variations in the amount of processed samples and reagents for microflmdico device may originate from various sources. Por ejemplo, algunos dispositivos microflmdicos manipulan corrientes continuas que fluyen de lfquido. For example, some devices microflmdicos handle continuous streams flowing from lfquido. Los cambios en la viscosidad del lfquido pueden alterar la tasa de flujo de las corrientes y, de manera correspondiente, el tiempo requerido para introducir una cantidad predeterminada de material a un emplazamiento dado del dispositivo microflmdico. Changes in the viscosity of the liquid can alter the rate of stream flow and, correspondingly, the time required to introduce a predetermined amount of material to a given location microflmdico device. La dilucion de la muestra puede producirse cuando se usa una corriente de flujo lfquida para mover componentes de la muestra de un emplazamiento a otro dentro de un dispositivo microflmdico. Dilution of the sample may occur when a current of lfquida flow is used to move components of the sample from one location to another within a microflmdico device.

El analisis de micro fluidos de celulas dentro de fluidos corporales resulta especialmente problematico debido a la relativamente pequena cantidad de celulas disponibles para su analisis y la dificultad inherente en la manipulacion de tales materiales. Fluid analysis of micro cells within body fluids is particularly problematic due to the relatively small number of cells available for analysis and the inherent difficulty in the handling of such materials.

La manipulacion de muestras puede implicar el movimiento de una muestra entre distintos emplazamientos dentro de un dispositivo microflmdico. Sample handling may involve the movement of a sample between locations within a microflmdico device. Por ejemplo, se usan campos electricos como mecanismo de propulsion para algunos dispositivos microflmdicos. For example, electric fields as propulsion mechanism for some microflmdicos devices are used. En tales dispositivos, se aplica un alto voltaje, del orden de kilovoltios, a traves de electrodos dentro del dispositivo para generar, de este modo, un campo electrico en los microcanales. In such devices, a high voltage of the order of kilovolts, is applied through electrodes in the device for generating, thus an electric field in the microchannels. El campo impone una fuerza de iones dentro del fluido, propulsando, de este modo, los iones a traves del microcanal. The field imposes a force of ions within the fluid, propelling thus ions through the microchannel. El fluido mismo tambien puede propulsarse por el movimiento de iones que se mueven dentro del fluido. The fluid may also propel itself by the movement of ions moving within the fluid.

Tambien se usa presion de gas para propulsar fluido a traves de los microcanales. Also gas pressure is used to propel fluid through the microchannels. En algunos dispositivos, una fuente de gas presurizado, externa al dispositivo microflmdico, se conecta al dispositivo microflmdico para suministrar una presion de gas, que propulsa el fluido. In some devices, a source of external to microflmdico device, pressurized gas is connected to microflmdico device for supplying a gas pressure, which propels the fluid. La presion de gas tambien puede generarse por una camara calentada dentro del dispositivo microflmdico mismo para propagar fluido dentro de un microcanal. The pressure can also be generated by gas a heated chamber within the device itself to propagate microflmdico fluid within a microchannel.

El documento WO98/22625 A1 desvela dispositivos y metodos de amplificacion de acido nucleico isotermicos microfabricados. WO98 / 22625 A1 discloses devices and methods isothermal nucleic acid amplification microfabricated. El documento US 6.130.098 desvela dispositivos a micro escala que permiten el movimiento y mezcla de microgotas a traves de microcanales. US 6,130,098 discloses document micro scale devices that allow movement and mixing of microdroplets through microchannels.

Sumario de la invencion SUMMARY OF THE INVENTION

El alcance de proteccion se define en las reivindicaciones independientes, a las cuales se debe hacer ahora referencia. The scope of protection is defined in the independent claims, to which reference should now be made. Las caractensticas ventajosas se exponen en las reivindicaciones dependientes. Advantageous caractensticas are disclosed in the dependent claims.

De acuerdo con un aspecto de la invencion reivindicada, se proporciona un dispositivo microflmdico para procesar una muestra microflmdica que contiene celulas, que comprende: un modulo de lisis configurado para recibir una muestra microflmdica que contiene celulas, en el que el modulo de lisis comprende una zona de lisis, en el que la muestra microflmdica es un lfquido; According to an aspect of the claimed invention, a microflmdico device is provided for processing a microflmdica sample containing cells, comprising: a lysis module configured to receive a microflmdica sample containing cells, wherein the lysis module comprises a lysis zone, wherein the sample is a liquid microflmdica; un elemento de posicionamiento configurado para inhibir el movimiento corriente a positioning element configured to inhibit current movement

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abajo de la muestra microflmdica para posicionar la muestra microflmdica en una posicion de lisis; microflmdica down the sample to position the sample in a position microflmdica lysis; un mecanismo de lisis dentro de la zona de lisis, para liberar contenido intracelular a partir de celulas dentro de la zona de lisis; a lysis mechanism within the zone of lysis to release intracellular contents from cells within the area of ​​lysis; y un accionador de gas dispuesto corriente arriba del elemento de posicionamiento y la zona de lisis de modo que una prima parte de la muestra microflmdica se dispone corriente arriba del accionador de gas y una segunda parte de la muestra microflmdica se dispone corriente abajo del accionador de gas y corriente arriba del elemento de posicionamiento, configurado el accionador de gas para proporcionar una presion de gas suficiente para preparar una microgota que tenga un volumen predeterminado que comprenda contenido intracelular liberado a partir de celulas de la muestra microflmdica que contiene celulas dentro de la zona de lisis mediante la separacion de la segunda parte de la muestra microflmdica de la primera parte de la muestra microflmdica y moviendo la segunda parte de la muestra microflmdica a un emplazamiento corriente abajo del mecanismo de lisis y el elemento de posicionamiento. and an actuator gas disposed upstream of the positioning element and the area of ​​lysis so that a raw part of the microflmdica sample is arranged upstream of the drive gas and a second portion of the microflmdica sample stream is arranged downstream of the actuator gas and upstream of the positioning element, set the actuator gas to provide a pressure sufficient gas to prepare a microdroplet having a predetermined volume comprising intracellular contents released from cells of microflmdica sample containing cells within the zone lysis by separation from the second part of the sample microflmdica the first part of the microflmdica sample and moving the second part of the microflmdica shows a downstream location lysis mechanism and the positioning element.

De acuerdo con otro aspecto de la invencion reivindicada, se proporciona un metodo microflmdico para procesar una muestra microflmdica que contiene celulas, que comprende: el posicionamiento, usando un elemento de posicionamiento, de la muestra microflmdica que contiene celulas en una posicion de lisis con respecto a un mecanismo de lisis de una zona de lisis de un modulo de lisis de un dispositivo microflmdico, la muestra microflmdica que contiene celulas que comprende un lfquido que contiene celulas; According to another aspect of the claimed invention, a microflmdico method is provided for processing a microflmdica sample containing cells, comprising: positioning, using a positioning element, the microflmdica sample containing cells in a position lysis relative a mechanism lysis lysis zone of a module of a microflmdico device lysis, the sample containing cells microflmdica comprising a liquid containing cells; el accionamiento del mecanismo de lisis para liberar material intracelular de celulas de la muestra microflmdica que contiene celulas; actuating the mechanism to release intracellular lysis of cells of the material microflmdica sample containing cells; el accionamiento de un accionador de gas dispuesto corriente arriba del elemento de posicionamiento y la zona de lisis para proporcionar una presion de gas suficiente para separar una parte de la muestra microflmdica que contiene celulas que se encuentra corriente abajo del accionador de gas y corriente arriba del elemento de posicionamiento desde una parte de la muestra microflmdica que contiene celulas que se encuentra corriente arriba del accionador de gas y mover la parte corriente abajo de la muestra microflmdica que contiene celulas a un emplazamiento corriente abajo del mecanismo de lisis y el elemento de posicionamiento, siendo la parte corriente abajo de la muestra microflmdica una microgota que comprende material intracelular liberado a partir de celulas de la muestra microflmdica que contiene celulas y que tiene un volumen predeterminado. actuating an actuator gas disposed upstream of the positioning element and the area of ​​lysis to provide a pressure sufficient gas to separate a portion of the microflmdica sample containing cells that is downstream of the actuator gas and upstream of the positioning member from a portion of the microflmdica sample containing cells that is upstream of the actuator gas and move the downstream part of the microflmdica sample containing cells to a downstream location mechanism lysis and the positioning element, It is the downstream part of the sample comprising a microdroplet microflmdica intracellular material released from cells of microflmdica sample containing cells and having a predetermined volume.

En general, un primer aspecto de la divulgacion se refiere a un sistema y metodo para mover muestras, tales como fluidos, dentro de un sistema microflmdico. In general, a first aspect of the disclosure relates to a system and method for moving samples, such as fluids, within a system microflmdico. En un aspecto, la divulgacion se refiere al uso de una pluralidad de accionadores de gas para aplicar presion en distintos emplazamiento dentro del sistema microflmdico para suministrar, de este modo, fuerza para mover muestras. In one aspect, the disclosure relates to the use of a plurality of actuators for applying gas pressure at different location within the system for supplying microflmdico, thus force for moving samples. Por ejemplo, en una realizacion, un primer accionador de gas proporciona una presion de gas suficiente para mover una primera muestra desde un primer emplazamiento a un segundo emplazamiento del dispositivo microflmdico. For example, in one embodiment, a first gas actuator provides a pressure sufficient to move a first sample from a first location to a second location of the gas microflmdico device. Un segundo accionador de gas proporciona una presion de gas para mover otra muestra desde un tercer emplazamiento a un cuarto emplazamiento del dispositivo microflmdico. A second gas actuator provides a gas pressure to move another sample from a third location to the fourth location microflmdico device.

En otro ejemplo, una pluralidad de accionadores de gas cooperan para mover la misma muestra de fluido. In another example, a plurality of actuators gas cooperate to move the same fluid sample. Un primer accionador de gas proporciona una presion de gas suficiente para mover la microgota entre la primera y segunda zona de procesamiento del dispositivo microflmdico y, un segundo accionador de gas proporciona una presion de gas para mover la microgota a una tercera zona de procesamiento. A first actuator gas provides a pressure sufficient gas to move the droplet between the first and second processing area of ​​microflmdico device and a second gas actuator provides a gas pressure to move the droplet at a third processing zone.

En realizaciones preferentes, la pluralidad de accionadores son integrales con una red microflmdica a traves los cuales fluyen las muestras microflmdicas. In preferred embodiments, the plurality of actuators are integral with a microflmdica network through which flow the microflmdicas samples. Por ejemplo, puede fabricarse una pluralidad de accionadores de gas en el mismo sustrato que forma la red microflmdica. For example, it may be made a plurality of actuators gas on the same substrate forming microflmdica network. Un tal accionador de gas de acopla a la red en un primer emplazamiento para proporcionar presion de gas para mover una muestra microflmdica dentro de la red. One such gas actuator coupled to the network at a first location to provide gas pressure to move a sample microflmdica within the network. Otro accionador de gas de acopla a la red en un segundo emplazamiento para proporcionar presion de gas para mover adicionalmente al menos una parte de la muestra microflmdica dentro de la red. Another gas actuator coupled to the network at a second site to provide gas pressure to further move at least a portion of the sample microflmdica within the network.

En otro aspecto, la divulgacion se refiere al uso de valvulas con la pluralidad de accionadores. In another aspect, the disclosure relates to the use of valves with the plurality of actuators. Por ejemplo, en una realizacion, se acopla una valvula a una red microflmdica de modo que, cuando la valvula esta cerrada, afsla sustancialmente el segundo accionador de gas del primer accionador de gas. For example, in one embodiment, a valve is coupled to a network microflmdica so that when the valve is closed, the second actuator afsla substantially gas of the first gas actuator. Tales valvulas pueden controlar la direccion de la fuerza propulsiva de los accionadores evitando que el gas en expansion viaje en determinadas direcciones, mientras que permiten que se expanda en la direccion deseada. Such valves can control the direction of the propulsive force of the actuators preventing the gas expansion travel in certain directions, while allowing it to expand in the desired direction. Tambien amplfan el alcance sobre el cual un accionador puede propulsar una microgota, evitando que el gas se disipe en determinadas areas corriente arriba de la microgota. Also amplfan the scope of which an actuator can propel a microdroplet, preventing any gas in certain upstream areas microdroplet.

Otro aspecto de la presente divulgacion se refiere a un sistema de microfluido y metodo para procesar un fluido que contiene partfculas, tales como, por ejemplo, un lfquido que contiene celulas bacterianas o celulas humanas. Another aspect of the present disclosure relates to a microfluidic system and method for processing a fluid containing particles, such as, for example, a liquid containing bacterial cells or human cells.

En un aspecto, la divulgacion se refiere a la preparacion de una muestra de partfculas enriquecida a partir del fluido que contiene partfculas. In one aspect, the disclosure relates to the preparation of a sample of enriched particles from the fluid containing particles. Por ejemplo, un sistema microflmdico para preparar una muestra enriquecida incluye una zona de enriquecimiento y un miembro de circulacion de flujo dispuesto en comunicacion de fluido con la zona de enriquecimiento. For example, a system for preparing a microflmdico enriched sample includes an enrichment zone and flow circulation member disposed in fluid communication with the enrichment zone. El miembro de circulacion de flujo permite que el flujo del fluido que contiene partfculas pase a traves y salga de la zona de enriquecimiento, mientras que causa que las partfculas del fluido que contiene partfculas se acumulen dentro de la zona, preparando, de este modo, una muestra de partfculas enriquecida en la zona de enriquecimiento. The member circulation flow allows the flow of fluid containing particles to pass through and exit the enrichment zone, while causing the particles of the fluid containing particles accumulate within the area, preparing thus, a sample of particles enriched at the enrichment zone. El miembro de circulacion de flujo puede incluir una pluralidad de vfas, tales como poros, The circulation flow member may include a plurality of VFAs, such as pores,

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que tengan un tamano suficiente para permitir el pasaje del fluido a traves de los mismos pero de un tamano suficientemente pequeno para permitir el pasaje de partfculas a traves de los mismos. having sufficient to allow passage of fluid therethrough but sufficiently small size a to allow passage of particles through the same size. Miembros de circulacion de flujo adecuados estan compuestos de, por ejemplo, elementos de filtro, tales como papel de filtro, vidrios porosos y geles porosos. Suitable members circulation flow are formed of, for example, filter elements such as filter paper, porous glasses and porous gels.

El sistema microflmdico puede incluir un accionador que mueve la muestra de partfcula enriquecida desde la zona de enriquecimiento sin esencialmente disolucion de la muestra de partfculas enriquecida. The microflmdico system may include an actuator that moves the sample from partfcula enriched zone essentially enrichment sample solution enriched particles. En una forma de realizacion, el accionador es un accionador de gas que mueve la muestra aumentando una presion de gas asociada con una parte corriente arriba de la zona de enriquecimiento con relacion a la presion de gas asociada con el canal corriente abajo. In one embodiment, the actuator is a gas that moves the sample increasing a gas pressure associated with an upstream part of the enrichment zone relative to the gas pressure associated with the channel downstream. Por ejemplo, el accionador de gas puede incluir una fuente de calor en contacto termico con un volumen de gas. For example, the actuator may include a gas heat source in thermal contact with a volume of gas. La expansion del gas cuando se acciona la fuente de calor crea una presion de gas suficiente para mover la muestra de partfcula enriquecida desde la zona de enriquecimiento a otro emplazamiento dentro del sistema microflmdico, tal como un emplazamiento que contiene modulos para procesamiento de fluidos adicional. The expansion of the gas when the heat source is operated creates a pressure sufficient gas to move the sample partfcula enriched from the enrichment zone to another site in the microflmdico system, such as a site containing modules for processing additional fluids.

En otro aspecto, la divulgacion se refiere a un sistema microflmdico y metodo para procesar una muestra de partfcula enriquecida que incluye celulas atrapadas en un lfquido. In another aspect the disclosure to a system and method microflmdico relates to process a sample which includes cells enriched partfcula trapped in a liquid. Por ejemplo, el sistema incluye una zona de lisis para recibir la muestra que contiene celulas enriquecida y un elemento de posicionamiento para posicionar la muestra que contiene celulas enriquecida en una posicion de lisis en las proximidades de un mecanismo de lisis. For example, the system includes a zone of lysis to receive the sample containing enriched cells and a positioning element to position the sample containing enriched in a position in the vicinity lysis of cells lysis mechanism. El mecanismo de lisis libera material intracelular, tal como ADN o ARN, a partir de las celulas. The mechanism of lysis releases intracellular material such as DNA or RNA from cells. En una forma de realizacion, el mecanismo de lisis incluye electrodos para generar un campo electrico suficiente para liberar contenido intracelular a partir de las celulas. In one embodiment, the mechanism includes lysis electrodes to generate sufficient to release intracellular contents from cells electric field. Como alternativa, el mecanismo de lisis puede lisar las celulas usando tecnicas qmmicas, termicas y/o ultrasonicas o cualquier combinacion de estas tecnicas. Alternatively, the mechanism can lyse cells lysis using techniques qmmicas, thermal and / or ultrasonic or any combination of these techniques.

En una forma de realizacion, la zona de lisis libera contenido intracelular a partir de celulas del fluido que contiene celulas y, a continuacion, prepara a partir de este fluido una microgota que contiene contenido intracelular liberador de las celulas. In one embodiment, the area of ​​lysis released intracellular content of the cells from fluid containing cells and, below, prepared from this fluid containing a microdroplet releasing intracellular content of the cells. La microgota esta preferentemente preparada a partir de solo una parte del fluido que contiene celulas. The microdroplet is preferably prepared from only part of the fluid containing cells. Por ejemplo, una microgota preferente incluye menos de aproximadamente el 90 por ciento del fluido que contiene celulas. For example, a preferred microdroplet includes less than about 90 percent of the fluid containing cells. En otra realizacion, la zona de lisis recibe una microgota del fluido que contiene celulas y libera el contenido intracelular de las celulas dentro de la gota. In another embodiment, the lysis area receives a microdroplet fluid containing cells and release the intracellular content of the cells within the drop.

En otro aspecto, la divulgacion se refiere a un sustrato microflmdico para procesar el contenido intracelular de celulas suspendidas en fluidos. In another aspect, the disclosure relates to a substrate for processing microflmdico intracellular content of cells suspended in fluid. El sustrato incluye una zona de enriquecimiento, un modulo de lisis, un modulo de formacion de microgota, modulo de mezcla y un modulo de amplificacion. The substrate includes an enrichment zone, a module lysing a microdroplet forming module, the mixing module and an amplifier module. La zona de enriquecimiento que prepara una muestra de partfculas enriquecida a partir del fluido que contiene celulas. The enrichment zone preparing a sample enriched particles from fluid containing cells. El modulo de lisis, que esta acoplado a la zona de enriquecimiento para recibir la muestra de partfcula enriquecida, libera material intracelular de celulas dentro de la muestra para, de este modo, formar una muestra lisada. The lysis module, which is coupled to the enrichment zone for receiving the sample of enriched partfcula releases intracellular material from cells within the sample, thereby forming a lysed sample. El modulo de formacion de microgotas forma, de este modo, una primera microgota de fluido a partir de la muestra lisada y la remite a un modulo de mezcla para mezclar con una microgota de reactivo. The training module microdroplet form, thus, a first fluid droplet from the lysed sample and refers to a mixing module for mixing with a microdroplet reagent. El modulo de amplificacion amplifica material intracelular dentro de la microgota formada a partir de la mezcla. The power amplifier module amplifies intracellular material into the microdroplet formed from the mixture.

Otro aspecto de la divulgacion se refiere a un sistema de microfluido y metodo para procesar un fluido que contiene celulas, tales como, por ejemplo, un lfquido que contiene celulas bacterianas o celulas humanas. Another aspect of the disclosure relates to a microfluidic system and method for processing a fluid containing cells, such as, for example, a liquid containing bacterial cells or human cells. Por ejemplo, el sistema incluye una zona de lisis para recibir la muestra que contiene celulas y un elemento de posicionamiento para posicionar la muestra que contiene celulas en una posicion de lisis en las proximidades de un mecanismo de lisis. For example, the system includes a zone of lysis to receive the sample containing cells and a positioning element to position the sample containing cells in a lysis position in the vicinity of a lysis mechanism. El mecanismo de lisis libera material intracelular, tal como ADN o ARN, a partir de las celulas. The mechanism of lysis releases intracellular material such as DNA or RNA from cells. En una forma de realizacion, el mecanismo de lisis incluye electrodos para generar un campo electrico suficiente para liberar contenido intracelular a partir de las celulas. In one embodiment, the mechanism includes lysis electrodes to generate sufficient to release intracellular contents from cells electric field. Como alternativa, el mecanismo de lisis puede lisar las celulas usando tecnicas qmmicas, termicas y/o ultrasonicas o cualquier combinacion de estas tecnicas. Alternatively, the mechanism can lyse cells lysis using techniques qmmicas, thermal and / or ultrasonic or any combination of these techniques.

En una forma de realizacion, la zona de lisis libera contenido intracelular a partir de celulas del fluido que contiene celulas y, a continuacion, prepara a partir de este fluido una microgota que contiene contenido intracelular liberador de las celulas. In one embodiment, the area of ​​lysis released intracellular content of the cells from fluid containing cells and, below, prepared from this fluid containing a microdroplet releasing intracellular content of the cells. La microgota esta preferentemente preparada a partir de solo una parte del fluido que contiene celulas. The microdroplet is preferably prepared from only part of the fluid containing cells. Por ejemplo, una microgota preferente incluye menos de aproximadamente el 90 por ciento del fluido que contiene celulas. For example, a preferred microdroplet includes less than about 90 percent of the fluid containing cells. En otra realizacion, la zona de lisis recibe una microgota del fluido que contiene celulas y libera el contenido intracelular de las celulas dentro de la gota. In another embodiment, the lysis area receives a microdroplet fluid containing cells and release the intracellular content of the cells within the drop.

Los elementos de posicionamiento ayudan a colocar la muestra de fluido que contiene celulas en las proximidades del mecanismo de lisis de modo que el mecanismo de lisis puede liberar material intracelular de las celulas. The positioning elements help position the fluid sample containing cells in the vicinity of lysis mechanism so that the mechanism may release intracellular material lysis of the cells. Estos elementos funcionan preferentemente de forma distinta de una valvula, que podna obstruir completamente el pasaje de material entre emplazamientos corriente arriba y corriente abajo adyacentes a la valvula. These elements function differently preferably a valve, which Podna completely obstruct the passage of material between locations upstream and down adjacent to the valve. En su lugar, proporcionan normalmente resistencia al flujo de fluido en un emplazamiento deseado (la posicion de lisis) para controlar, de este modo, el emplazamiento del fluido. Instead, usually they provide resistance to fluid flow at a desired location (the position lysis) to control, thus the location of the fluid.

En una forma de realizacion, el elemento de posicionamiento se dispone corriente abajo del mecanismo de lisis para posicionar una parte corriente arriba de una muestra que contiene celulas (tal como una microgota) en la posicion de lisis. In one embodiment, the positioning element is arranged downstream of the current mechanism for positioning a lysis upstream part of a sample containing cells (such as a microdroplet) at position lysis. El elemento de posicionamiento aumenta preferentemente una tension de superficie de una superficie corriente The positioning member preferably increases a tension surface of a running surface

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abajo de la muestra que contiene celulas para inhibir, de este modo, el movimiento corriente abajo de la muestra. below the sample containing cells to inhibit, thus downstream movement of the sample. Por ejemplo, el elemento de posicionamiento puede incluir una cantidad de material de humectacion reducida, tal como material hidrofobo, dispuesto para entrar en contacto con una parte de la superficie corriente abajo de la microgota que contiene celulas. For example, the positioning member may include a reduced amount of material moisturization as hydrophobic material arranged to contact a portion of the downstream surface of the microdrop containing cells.

En otra realizacion, el elemento de posicionamiento se dispone corriente arriba de la zona de lisis para posicionar una parte corriente abajo de la microgota que contiene celulas en la posicion de lisis. In another embodiment, the positioning element is arranged upstream of the zone of lysis to position a downstream portion of the microdroplet containing cells in lysis position. El elemento de posicionamiento incluye una salida de ventilacion, que iguala sustancialmente una presion de gas corriente arriba de la microgota que contiene celulas con una presion de gas corriente abajo de la microgota que contiene celulas para detener, de este modo, el movimiento corriente abajo de la microgota que contiene celulas. The positioning element includes a vent, which substantially equals a pressure gas stream above the droplet containing cells with a pressure gas stream downstream of the microdroplet containing cells to stop, thus downstream movement of the microdroplet containing cells. Cuando la microgota esta en la posicion de lisis. When the microdroplet is in position lysis. Se dispone preferentemente una valvula para obstruir posteriormente el pasaje de gas entre la zona de lisis y la salida de ventilacion para permitir que una presion de gas corriente arriba mueva de nueva la gota adicionalmente corriente abajo para un procesamiento adicional. a valve is preferably arranged to further obstruct the passage of gas between the area of ​​lysis and vent to allow a gas flow pressure above the new move further downstream drop for further processing. Por ejemplo, el sistema microflmdico puede incluir una zona de mezcla corriente abajo de la zona de enriquecimiento y/o zona de lisis, para mezclar la microgota que emerge de estas zonas con una cantidad predeterminada de material de reactivo. For example, the system may include a microflmdico zone downstream mixing zone enrichment and / or lysis zone, to mix the microdroplet emerging from these areas with a predetermined amount of reagent.

En otro aspecto, la divulgacion se refiere a un sustrato microflmdico para procesar el contenido intracelular de celulas suspendidas en fluidos. In another aspect, the disclosure relates to a substrate for processing microflmdico intracellular content of cells suspended in fluid. El sustrato incluye un modulo de lisis, un modulo de formacion de microgota, modulo de mezcla y un modulo de amplificacion. The substrate includes a lysis module, a module for microdroplet formation, mixing module and the amplifier module. El modulo de lisis libera material intracelular de celulas dentro de la muestra para, de este modo, formar una muestra lisada. The module lysis releases intracellular material in the sample cells to thereby, form a lysed sample. El modulo de formacion de microgotas forma, de este modo, una primera microgota de fluido a partir de la muestra lisada y la remite a un modulo de mezcla para mezclar con una microgota de reactivo. The training module microdroplet form, thus, a first fluid droplet from the lysed sample and refers to a mixing module for mixing with a microdroplet reagent. El modulo de amplificacion amplifica material intracelular dentro de la microgota formada a partir de la mezcla. The power amplifier module amplifies intracellular material into the microdroplet formed from the mixture.

Breve descripcion de los dibujos BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS

La presente invencion se describe a continuacion en relacion con los siguiente dibujos, en los que: The present invention is described below in connection with the following drawings, in which:

la Fig. 1 muestra un sistema microflmdico segun la invencion; Fig. 1 shows a system according to the invention microflmdico; la Fig. 2 es una vista expandida de un dispositivo microflmdico. Fig. 2 is an expanded view of a microflmdico device.

la Fig. 3 es un esquema de una dispositivo microflmdico del sistema microflmdico de la Fig. 1; Fig. 3 is a schematic of a device microflmdico microflmdico system of Fig. 1;

Fig. 4, muestra una vista superior del dispositivo microflmdico de la Fig. 3; Fig. 4 shows a top view of the device microflmdico Fig. 3;

la Fig. 5 muestra una vista en seccion transversal parcial del dispositivo microflmdico de la Fig. 4; Fig. 5 shows a partial cross section of microflmdico device of Fig. 4;

la Fig. 6 muestra una vista en seccion transversal parcial de un sustrato superior del dispositivo microflmdico de Fig. 6 shows a partial cross section of an upper substrate of the device microflmdico

la Fig. 2; Fig. 2;

la Fig. 7 muestra una segunda vista en seccion transversal parcial de un sustrato superior del dispositivo microflmdico de la Fig. 2; Fig. 7 shows a second partial cross section of an upper substrate of microflmdico device of Fig. 2;

la Fig. 8a muestra una vista superior de una zona de preparacion de microgota del dispositivo microflmdico de la Fig. 4 antes de la preparacion de una microgota; Fig. 8a shows a top view of an area of ​​the microdroplet preparation microflmdico device of FIG 4 before the preparation of a microdroplet.;

la Fig. 8b muestra una vista de seccion transversal de la zona de preparacion de microgota de la Fig. 8a; Fig. 8b shows a cross-section area of ​​preparation droplet of Fig. 8a;

la Fig. 9a muestra una vista superior de una zona de preparacion de microgota del dispositivo microflmdico de la Fig. 9a shows a top view of an area of ​​the microdroplet preparation device microflmdico

Fig.4 despues de la preparacion de una microgota; Fig.4 after preparation of a microdroplet;

la Fig. 9b muestra una vista lateral de seccion transversal de la zona de preparacion de microgota de la Fig. 9a; Fig. 9b shows a side view of cross section area of ​​the microdroplet preparation Fig. 9a; las Fig. 10a-10c muestran vistas en seccion transversal de una barrera de fluido capilar asistida de la presente invencion; . Figs 10a-10c show a cross section of a barrier assisted capillary fluid of the present invention;

las Fig. 11a-11c muestran vistas superiores de una barrera de fluido que comprende una salida de ventilacion; . Figs 11a-11c show top views of a barrier fluid comprising a vent; las Fig. 12a-12b muestran vistas superiores del modulo de lisis del dispositivo microflmdico de la Fig. 4, antes y despues de la preparacion de una muestra lisada; . Figs 12a-12b show top views of the module lysis microflmdico device of FIG 4 before and after preparation of a lysed sample.;

las Fig. 13a y 13b muestran una segunda realizacion de un modulo de lisis de la invencion; . Figs 13a and 13b show a second embodiment of a lysis module of the invention; la Fig. 14 muestra un circuito de impulsos asociado con el modulo de lisis de la Fig. 4; Fig. 14 shows a pulse circuit module associated with the lysis of Fig. 4; y las Fig. 15a y 15c muestran un segundo modulo de preparacion de microgota de la invencion. and FIGS. 15a and 15c show a second microdroplet preparation module of the invention.

Descripcion detallada de una realizacion preferente Detailed description of a preferred embodiment

La presente invencion se refiere a sistemas microflmdicos y metodos para materiales de procesamiento, tales como muestras y reactivos. The present invention relates to systems and methods for microflmdicos processing materials, such as samples and reagents. De manera mas espedfica, un aspecto de la invencion se refiere a sistemas microflmdicos y metodos para mover fluidos dentro de un sistema microflmdico. Of more espedfica Thus, one aspect of the invention relates to systems and methods microflmdicos for moving fluids within a microflmdico system. En una realizacion descrita a continuacion, el fluido incluye partfculas que tienden a moverse con el fluido. In one embodiment described below, the fluid includes particles that tend to move with the fluid. El componente de fluido del fluido que contiene partfculas es un gas o, preferentemente, un lfquido. The fluid component of the fluid containing particles is a gas or preferably a liquid. Las partfculas del fluido que contiene partfculas son preferentemente partfculas enteras, tales como celulas bacterianas o celulas de un animal, tal como un humano. The particles of the fluid containing particles are preferably whole, such as bacterial cells or an animal such as a human particles. No obstante, pueden incluir material intracelular de tales celulas. However, intracellular material may include such cells. Por ejemplo, un sistema de la invencion puede usarse para procesar una muestra de celulas bacterianas para determinar si las bacterias son patogenicas. For example, a system of the invention can be used to process a sample of bacterial cells to determine if the bacteria are pathogenic.

A. Vision de conjunto del sistema A. System Overview

La Fig. 1 representa un sistema microflmdico 100 que incluye un dispositivo microflmdico 110 y cartucho Fig. 1 shows a microflmdico system 100 including a device 110 and cartridge microflmdico

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correspondiente 120, que recibe una o mas muestras de fluido y procesa las muestras con control por ordenador 127 y adquisicion de datos y cuadro de control (DAQ) 126. corresponding 120 which receives one or more fluid samples and processes the samples computer control 127 and data acquisition and control board (DAQ) 126.

El ordenador 127 realiza preferentemente funciones de alto nivel, tales como suministrar una interfaz de usuario que permite al usuario seleccionar operaciones deseadas, notificando al DAQ 126 para las operaciones seleccionar y mostrando al usuario los resultados de tales operaciones. The computer 127 preferably made high-level functions, such as providing a user interface that allows the user to select desired operations, notifying the DAQ 126 and select operations for showing the user the results of such operations. Estas operaciones incluyen, por ejemplo, someter una muestra a etapas de procesamiento dentro de diversas zonas de procesado del dispositivo microflmdico. These operations include, for example, subjecting a sample processing steps within various areas microflmdico processing device. El ordenador 127 puede ser un ordenador portatil para facilitar el transporte del sistema microflmdico. The computer 127 may be a laptop to facilitate transport of microflmdico system.

El ordenador 127 se conecta al DAQ 126 mediante conexion 128, que proporciona datos I/O, conexion electrica, de tierra, reinicio y otra conectividad funcional. The computer 127 is connected to the DAQ 126 via connection 128, which provides data I / O, electrical connection, ground, reset and other functional connectivity. Como alternativa, puede proporcionarse n enlace sin cables 132 entre el ordenador 127 y el DAQ 126 para el intercambio de datos y senal de control a traves de elementos sin cables 132(a) y 132(b). Alternatively, n may be provided wireless link 132 between the computer 127 and DAQ 126 to exchange data and control signal through wireless elements 132 (a) and 132 (b). Cuando el enlace de datos es un enlace sin cables, por ejemplo, el DAQ 126 puede tener una fuente energetica separada, tal como una batena. When the data link is a wireless link, for example, DAQ 126 may have a separate energy source, such as a Batena.

En general, el DAQ 126 controla el funcionamiento del dispositivo microflmdico 110 de acuerdo con el alto nivel de instrucciones recibidos del ordenador 127. De manera mas espedfica, para implementar una operacion deseada requerida por el ordenador 127, el DAQ 126 suministra las senales de control electricas adecuadas al cartucho 120 a traves de contactos 125. In general, the DAQ 126 controls the operation of microflmdico device 110 according to the received instruction high level computer 127. espedfica more so, to implement a desired operation required by the computer 127, the DAQ 126 supplies control signals suitable electrical cartridge contact 120 through 125.

El cartucho 120 proporciona conexiones electricas y opticas 121 para senales electricas y opticas entre el DAQ 126 y el sustrato microflmdico 110, permitiendo, de este modo, que el DAQ 126 controle el funcionamiento del sustrato. The cartridge 120 provides electrical and optical connection 121 for electrical and optical signals between the DAQ 126 and the substrate 110 microflmdico, allowing, thus, the DAQ 126 to control the operation of the substrate.

El cartucho portador de chip 120 se muestra siendo insertado dentro de (o retirado de) un recipiente de hardware de interfaz del DAQ 126 que tiene contactos electricos y opticos 125 estandarizados para corresponderse con contactos correspondientes 121 del cartucho portador de chip 120. La mayona de contactos son para senales electricas, mientras que unos determinados son para senales opticas (IR, visibles, UV, etc.) en caso de procesadores microflmdicos opticamente excitados u opticamente controlados. The carrier cartridge chip 120 is shown being inserted into (or removed from) a container hardware interface DAQ 126 having electrical and optical contacts 125 standardized to correspond with corresponding contacts 121 of the carrier cartridge chip 120. The Mayona of contacts are for electrical signals, while a certain are for optical signals (IR, visible, UV, etc.) when optically excited or optically controlled microflmdicos processors. De modo alternativo (no se muestra), el DAQ 126 completo puede ser un chip ASIC unico que se incorpora en el cartucho portador de chip 120, en el que los contactos 121,125 se convertinan en vfas conductivas sobre una placa de circuito impresa. Alternatively (not shown), the DAQ 126 may be a complete single ASIC chip that is incorporated into the carrier chip cartridge 120, in which the contacts are convertinan 121.125 in conductive VFAs on a printed circuit board.

B. Dispositivo microflmdico B. Device microflmdico

La Fig. 2 ilustra la estructural general de un tipo preferente de dispositivo microflmdico. Fig. 2 illustrates the general structural preferential microflmdico type device. El dispositivo incluye un sustrato superior 130, que esta enlazado a un sustrato inferior 132 para formar una red de fluidos. The device includes an upper substrate 130 which is bonded to a lower substrate 132 to form a fluid network.

El sustrato superior 130 representado en la FIG. The upper substrate 130 shown in FIG. 2 esta preferentemente formado de vidrio y tiene una red microflmdica 134 en su superficie inferior 136. Los expertos en la tecnica reconoceran que los sustratos compuestos de silicio, vidrio, ceramica, plastico y/o cuarzo son todos aceptables en el contacto de la presente invencion. 2 is preferably formed of glass and has a microflmdica network 134 on its lower surface 136. Those skilled in the art will recognize that substrates composed of silicon, glass, ceramic, plastic and / or quartz are all acceptable in the contact of the present invention .

La red microflmdica incluye una pluralidad de zona. The network includes a plurality microflmdica zone. El numero de zonas, asf como la topologfa completa de la red microflmdica, dependera de la aplicacion particular para la que el dispositivo microflmdico esta disenado para realizar. The number of zones, asf as full topologfa of microflmdica network, depends on the particular application for which the microflmdico device is designed to perform. Las zonas del dispositivo microflmdico pueden tener cualquier forma de seccion transversal, tal como generalmente arqueada o generalmente poligonal. Areas of microflmdico device may have any cross sectional shape, as generally arcuate or generally polygonal. Por ejemplo, una zona puede incluir canales, camaras u otros espacios sustancialmente encerrados. For example, a zone may include channels or other chambers substantially enclosed spaces. Por "sustancialmente encerrados" se refiere que los materiales entran o salen de las zonas solo a traves de vfas predeterminadas. By "substantially enclosed" it means that the materials entering or leaving areas only through predetermined VFAs. Ejemplos de tales vfas incluyen canales, microcanales y similares, que se interconectan con diversas zonas. Examples of such VFAs include channels, microchannels and the like which are interconnected with various areas. Las zonas preferentemente tienen al menos una dimension a micro escala, tal como inferior a aproximadamente 250 pm o, de manera mas preferente, inferior a aproximadamente 75 pm. The zones preferably have at least one dimension microscale as less than about 250 pm or, more preferably, less than about 75 pm.

Los canales y camaras de la red microflmdica se graban al aguafuerte en la superficie inferior 136 del sustrato superior 130 usando tecnicas fotolitograficas conocidas. The channels and chambers of the microflmdica network are recorded to the etching in the bottom surface 136 of the upper substrate 130 using known photolithographic techniques. De manera mas espedfica, plantillas o mascaras transparentes que contienen disenos opacos se usan para foto-definir objetos sobre la superficie del sustrato. Of more espedfica way, transparent templates or masks containing opaque designs that are used to photo-define objects on the substrate surface. Los patrones sobre las plantillas se generan con programas de diseno con ayuda de ordenador y pueden delinear estructuras con anchuras de trazo inferiores a un micrometro. Patterns on templates are generated by programs aided design computer and can delineate structures with widths of less than one micrometer stroke. Una vez se ha generado una plantilla, puede usarse casi indefinidamente para producir estructuras de replicas identicas. Once a template has been created, it can be used almost indefinitely to produce identical replicas structures. En consecuencia, incluso redes microflmdicas extremadamente complejas pueden reproducirse en cantidades en masa a un coste unitario gradual mmimo. Consequently, even extremely complex microflmdicas networks can be reproduced in mass quantities in a gradual mmimo unit cost. Como alternativa, si se usa un material plastico, el sustrato superior puede formarse usando tecnicas de moldeo por inyeccion, en el que se forman microcanales durante el proceso de moldeado. Alternatively, if a plastic material is used, the upper substrate may be formed using injection molding techniques, in which microchannels are formed during the molding process.

El sustrato inferior 132 puede incluir una base de vidrio 138 y una capa de oxido 140. Dentro de la capa de oxido 140, se forman calentadores resistivos 142 y conducciones electricas 144 usando tecnicas fotolitograficas. The lower substrate 132 may include a glass base 138 and an oxide layer 140. Within the oxide layer 140, resistive heaters 142 and electrical lines 144 are formed using photolithographic techniques. Las conducciones 144 se conectan a terminales 146 que se exponente en el borde del sustrato para permitir la conexion electrica al cartucho 120, permitiendo, de este modo, que el DAQ 126 controle los calentadores. The ducts 144 are connected to terminals 146 which exponent over the substrate to allow electrical connection to the cartridge 120, allowing, thus, the DAQ 126 to control the heaters. De manera mas espedfica, para activar un calentador 142, el DAQ 126 aplica un voltaje a traves de un par de terminales 146 (a traves del cartucho 120) para suministrar corriente a traves de las conducciones 146 y el calentador 142, calentando, Of more espedfica way to activate a heater 142, the DAQ 126 applies a voltage across a pair of terminals 146 (through the cartridge 120) for supplying current through the conduits 146 and the heater 142, heating,

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de este modo, el elemento calentador resistivo 142. thus, the resistive heating element 142.

Se posicionan elementos calentadores de metal 142 de modo que, cuando los sustratos superiores e inferiores se enlazan juntos, los calentadores residen directamente por debajo de determinadas regiones de la red de fluidos del sustrato superiores para ser capaces de calentar el contenido de estas regiones. metal heating elements 142 so that, when the upper and lower substrates are bonded together, the heaters reside directly below certain regions of the network of the upper substrate fluids to be able to heat the contents of these regions are positioned. La capa de oxido de silicio 140 evita que los elementos de calentamiento 142 entren en contacto directamente con material en la red microflmdica. The silicon oxide layer 140 prevents the heating elements 142 come into contact directly with the material in microflmdica network.

La capa de oxido 140, los elementos de calentamiento 142 y conducciones resistivas 144 han sido fabricados usando tecnicas fotolitograficas bien conocidas, tales como las usadas para grabar al aguafuerte la red microflmdica. The oxide layer 140, heating elements 142 and resistive wires 144 are manufactured using well known techniques such as those used for recording the network microflmdica etching the photolithographic techniques.

La Fig. 3 ilustra una vista de arriba a abajo del dispositivo microflmdico 110. Como se muestra, el sustrato tiene un modulo de entrada de muestras 150 y un modulo de entrada de reactivos 152 para permitir que los materiales de muestra y de reactivo, respectivamente, se introduzcan en el dispositivo 110. Preferentemente, los modulos de entrada 150, 152 estan dispuestos para permitir la entrada de material automatica usando un robot de laboratorio controlado por ordenador 154. Fig. 3 illustrates a top-down of microflmdico device 110. As shown, the substrate has a module sample inlet 150 and an input module reagents 152 to allow the sample materials and reagent, respectively , are introduced into the device 110. Preferably, the input modules 150, 152 are arranged to allow entry of automatic material using a laboratory robot controlled by computer 154.

El sustrato tambien incluye modulo de procesamiento 156, 158, 160, 166 y 162 para procesar los materiales de muestra y de reactivo. The substrate also includes processing module 156, 158, 160, 166 and 162 to process the sample materials and reagents. Dentro de estos modulos de procesamiento, puede someterse una muestra diversas etapas de procesamiento ffsicas y qmmicas. Within these processing modules, a sample can undergo various stages of processing ffsicas and qmmicas. Por ejemplo, el modulo de enriquecimiento 156 prepara una muestra de fluido que tiene una concentracion relativamente alta de partfculas de celulas, el modulo de lisis 160 libera material intracelular a partir de las partfculas de celulas el modulo de mezcla 166 mezcla la muestra resultante con determinados reactivos. For example, the module enrichment 156 prepares a sample fluid having a relatively high concentration of particles of cells, the lysis module 160 releases intracellular material from the particles of cell module 166 mixture mix the resulting sample with certain reagents. Como otro ejemplo, puede usarse un modulo de procesamiento de amplificacion 162 para amplificar y detectar cantidades mmimas de ADN dentro de una muestra. As another example, a processing module 162 for amplifying and detecting mmimas amounts amplify DNA within a sample can be used.

Diversos modulos del dispositivo microflmdico 110 estan conectados, tal como mediante canales 164, para permitir que los materiales se muevan de un emplazamiento a otro dentro del dispositivo 110. Los accionadores 168, 170, 172 asociados con el dispositivo microflmdico proporcionan una fuerza motriz, tal como una presion de gas, para mover el material de muestra y de reactivo junto con los canales y zonas. Microflmdico various modules of device 110 are connected, such as by channels 164, to allow the materials to move from one location to another within the device 110. The actuators 168, 170, 172 associated with device microflmdico provide a driving force such as a gas pressure, to move the material sample and reagent with the channels and areas. Por ejemplo, un primer accionador 168 mueve material corriente abajo a partir del modulo de procesamiento 156 al modulo de procesamiento 158. Cuando se finaliza el procesamiento dentro del modulo de procesamiento 158, un segundo accionador 170 mueve material corriente abajo para mezclar el modulo de procesamiento 160. Posteriormente, el accionador 170 o un accionador adicional mueve el material al modulo de mezcla 166, en el que el material se mezcla con un reactivo movido por el accionador 172. Finalmente, el accionador 172 u otro accionador, mueve el material mezclado al modulo 162. For example, a first actuator 168 moves material downstream from the processing module 156 to processing module 158. When processing is finished inside the processing module 158, a second actuator 170 moves material downstream mixing processing module 160. Subsequently, the actuator 170 or an additional actuator moves the material to the mixing module 166, wherein the material is mixed with a reagent moved by the actuator 172. Finally, the actuator or other actuator 172, moves the material mixed to module 162.

Puesto que cada accionador es preferentemente responsable de mover materiales dentro de solo un subconjunto de los modulos del dispositivo 110, los materiales de muestra pueden controlarse de forma mas precisa que si un solo accionador fuera responsable de mover material por todo el dispositivo entero. Since each actuator is preferably responsible for moving materials within only a subset of the modules of the device 110, the sample materials can be controlled more accurately than if a single actuator was responsible for moving material throughout the entire device. Las diversos elementos funcionales, del dispositivo microflmdico 110, que incluyen los accionadores, estan preferentemente bajo control informatico para permitir el procesamiento y analisis de muestras automatico. The various functional elements of microflmdico device 110, including the actuators are preferably under computer control to allow automatic processing and analysis of samples.

C. Multiples accionadores C. Multiple actuators

Los diversos accionadores del dispositivo microflmdico 110 cooperan para mover material entre distintos emplazamiento del dispositivo microflmdico 110. Por ejemplo, el accionador 168 mueve material, tal como una muestra enriquecida, entre una zona de enriquecimiento 931 y un modulo de preparacion de microgotas 158. El accionador 170 prepara una microgota a partir de la muestra enriquecida y, al hacerlo, mueve la microgota a la zona de lisis 950. El accionador 170 se usa para mover material desde la zona de lisis 950 al modulo de mezcla 166. Cabe destacar, sin embargo, que puede disponerse otro accionador en el intermedio entre la zona de lisis 950 y la zona de preparacion de microgota para mover la muestra lisada corriente abajo al modulo de mezcla 166. The various actuators microflmdico device 110 cooperate to move material between different location of microflmdico device 110. For example, the actuator 168 moves material such as an enriched sample between an enrichment zone 931 and preparation module 158. Droplet actuator 170 prepares a microdroplet from the enriched sample and in so doing, moves the microdroplet to lysis zone 950. the actuator 170 is used to move material from the area 950 to lysis module 166. Notably mixture without however, other actuator which can be arranged in the intermediate area between 950 lysis and preparation area microdroplet to move the lysed sample downstream to module 166 mixture.

Los accionadores del dispositivo 110 tambien pueden cooperar en el movimiento de dos cantidades de material simultaneamente. The actuator device 110 may also cooperate in the movement of two quantities of material simultaneously. Por ejemplo, tal como se ha descrito anteriormente, el accionador 172 y el accionador 170 cooperan para mezclas reactivo y gotas lisadas. For example, as described above, the actuator 172 and the actuator 170 cooperate to reactive mixtures and lysed drops. Tales accionadores cooperativos pueden controlarse de forma independiente entre sf para asegurar un mezclado adecuado. Such cooperative actuators can be controlled independently with each other to ensure adequate mixing. Por ejemplo, si un material es conocido por ser viscoso, la fuerza motriz que puede ese material puede aumentarse de forma independiente de la fuerza motriz que mueve el otro material. For example, if a material is known to be viscous, the driving force can be increased such material independently of the driving force that moves the other material.

Los accionadores multiples y modulos de dispositivo microflmdico 110 son preferentemente conectables de forma operativa y aislables mediante las valvulas del dispositivo microflmdico. The multiple actuators and modules microflmdico device 110 are preferably operably connectable, isolable form by valves microflmdico device. Por ejemplo, un estado cerrado de cualquiera de las valvulas 915, 216 afsla de forma operativa el modulo de preparacion de microgota 170 del modulo de enriquecimiento 156. De este modo, pueden usarse uno o mas accionadores para mover materiales entre emplazamientos predeterminados dentro de un dispositivo microflmdico 110, sin perturbar o poner en contacto material presente en un modulo aislado de forma operativa. For example, a closed state of the valve 915 any 216 operably afsla the microdroplet preparation module 170 enrichment module 156. Thus, can be used one or more actuators for moving materials between predetermined locations within a microflmdico device 110, without disturbing or put in contact material present on an isolated module operatively. La capacidad de conectar y aislar de forma operativa modulos deseados resulta ventajoso en dispositivos microflmdicos que tienen muchas funciones de procesamiento. The ability to connect and isolate desired modules operably microflmdicos advantageous in devices having many processing functions. Asimismo, estas valvulas tambien controlan la direccion de la fuerza propulsiva de los accionadores evitando que el gas en expansion viaje en determinadas direcciones, mientras que permiten que se expanda en la direccion In addition, these valves also control the direction of the propulsive force of the actuators preventing the expanding gas travel in certain directions, while allowing it to expand in the direction

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deseada. desired. Esto tambien amplfa el alcance sobre el cual un accionador puede propulsar una microgota, evitando que el gas se disipe en determinadas areas corriente arriba de la microgota. This also amplfa the scope of which an actuator can propel a microdroplet, preventing any gas in certain upstream areas microdroplet.

Lo siguiente demuestra que el funcionamiento cooperativo de tales multiples accionadores es una realizacion ilustrativa que tiene una pluralidad de modulos de procesamiento, a saber, una zona de enriquecimiento 915, un modulo de preparacion de microgota 158, un modulo de lisado de celulas 160, un modulo de mezcla 166 y un modulo de manipulacion de ADN 167. The following shows that the cooperative operation of such multiple actuators is an illustrative embodiment having a plurality of processing modules, namely an enrichment zone 915 a preparation module microdroplet 158, a module of cell lysate 160 a module 166 mixing and handling module 167 DNA.

1. Modulo de enriquecimiento 1. Modulo enrichment

a. to. Estructura de modulo de enriquecimiento. Enrichment module structure.

En cuanto a las Fig. 4 y 5, un dispositivo microflmdico 901 incluye un modulo de enriquecimiento 156 para concentrar muestras que se reciben en el mismo. As FIGS. 4 and 5, a device 901 includes a microflmdico enrichment module 156 to concentrate samples received therein. Estas muestras incluyen fluidos que contienen partfculas, tales como fluidos que contienen celulas bacterianas. These samples include fluids containing particles, such as fluids containing bacterial cells. En general, el modulo de enriquecimiento 156 recibe un flujo de fluido que contiene partfculas desde un puerto de entrada 180 del modulo de entrada 150 y permite que el fluido pase a traves de la zona mientras que acumula partfculas dentro de la zona. In general, the module 156 receives enrichment fluid flow containing particles from an input port 180 of input module 150 and allows fluid to pass through the area while accumulating particles within the zone. De este modo, cuanto mas fluido fluya a traves de la zona, la concentracion de partfculas aumenta dentro del modulo. Thus, the more fluid to flow through the area, the concentration of particles increases within the module. La muestra de fluido concentrada resultante se denomina en el presente documento como una muestra de partfcula enriquecida. The resulting concentrated sample fluid is referred to herein as a sample of enriched partfcula.

El modulo de enriquecimiento incluye una zona de enriquecimiento 931 (Fig. 5), un miembro de circulacion de flujo 900, valvulas 915, 919 y un canal de introduccion de muestra 929. La valvula 919 se conecta entre el miembro de circulacion de flujo 900 y el accionador 168 como se muestra y la valvula 915 se conecta entre el miembro de circulacion de flujo y un canal corriente abajo 937 que conduce al modulo de procesamiento 158. Estas valvulas pueden ser de cualquier tipo adecuado para su uso en un dispositivo microflmdico, tales como valvulas termicamente accionadas, tal como se describe en la solicitud pendiente de publicacion n.° 09/953.921, presentada el 9 de septiembre de 2001. Las valvulas pueden ser reversibles entre los estados abierto y cerrado para permitir la reutilizacion del modulo de enriquecimiento 931. The enrichment module includes an enrichment zone 931 (Fig. 5), a circulation flow member 900, valves 915, 919 and channel 929. The sample introducing valve 919 is connected between the flow circulation member 900 and actuator 168 as shown and the valve 915 is connected between the member and circulation flow channel downstream 937 leading to the processing module 158. These valves may be of any type suitable for use in a device microflmdico, such as thermally actuated valves, such as described in copending application publication no. 09 / 953,921, filed 9 September 2001. the valves may be reversible between open and closed states to allow module reuse enrichment 931.

El miembro de circulacion de flujo tambien se conecta al modulo de entrada de muestra 150 a traves del canal de introduccion de muestra 929 para permitir que el fluido fluya dentro de la zona de enriquecimiento. The flow circulation member also is connected to input module 150 through the sample introduction channel sample 929 to allow fluid flow into the enrichment zone. La valvula 913 esta conectada a este canal de introduccion de muestra para controlar el flujo de entrada y el flujo de salida del puerto de entrada. The valve 913 is connected to this channel sample introduction to control the inflow and outflow of the inlet port.

La Fig. 5 es una vista en seccion transversal de la zona de enriquecimiento que muestra el miembro de circulacion de flujo en mayor detalle. Fig. 5 is a cross sectional view of the enrichment zone showing circulation flow member in greater detail. Como se muestra, el miembro de circulacion de flujo 900 tiene primera y segunda superficies 941, 943. La primera superficie 941 esta preferentemente adyacente a la camara de enriquecimiento 931. La segundo superficie 941 esta preferentemente separada de la camara de enriquecimiento 931 por el miembro de circulacion de flujo 900. El miembro de circulacion de flujo 900 esta formado preferentemente de un material que tiene vfas mas pequenas que el diametro de las partfculas a enriquecer, tal como poroso o inferior a aproximadamente 2 micrometros de diametro, por ejemplo, aproximadamente 0,45 micrometros. As shown, the flow circulation member 900 has first and second surfaces 941, 943. The first surface 941 is preferably adjacent to the enrichment chamber 931. The second surface 941 is preferably separated from the enrichment chamber 931 by the member circulation flow 900. the flow circulation member 900 is preferably formed of a material having smaller than the diameter of the particles to enrich as porous or less than about 2 micrometers in diameter, for example VFAs approximately 0 45 micrometres. Materiales adecuados para construir el miembro de circulacion de flujo 900 incluyen, por ejemplo, medios de filtro tales como papel o tejidos, polfmeros que tienen una red de vfas y materiales vidriosos, tales como fritas de vidrio. suitable for constructing the flow circulation member 900 materials include, for example, filter media such as paper or tissue, polymers having a network of VFAs and glassy, ​​such as glass frits materials.

Las Fig. 6 y 7 representan vistas de seccion transversal del sustrato superior 130 que ilustran una zona de enriquecimiento 931. Como se muestra, el fluido sale de la zona de enriquecimiento 931 a traves de la superficie 941, pasa a traves del miembro 900 y entra en un espacio 400. El espacio 400 puede incluir un material absorbente 402 para absorber el fluido saliente. FIGS. 6 and 7 show cross-sectional views of the upper substrate 130 illustrating an enrichment zone 931. As shown, the fluid exits the enrichment zone 931 through the surface 941, passes through the member 900 and enters a space 400. the space 400 may include an absorbent material 402 to absorb the exiting fluid. De este modo, el espacio 400 proporciona preferentemente una region sustancialmente auto-contenida en la que se puede recoger fluido que sale de la zona de enriquecimiento sin entrar en contacto con partes exteriores del sistema microflmdico 100. Thus the space 400 preferably provides a substantially self-contained in that region can collect fluid leaving the enrichment zone without contacting external parts of microflmdico system 100.

El espacio 400 se forma durante la fabricacion del sustrato superior 130. Como se ha tratado anteriormente, caractensticas microflmdicas, tales como zonas y canales, se fabrican en la superficie 136 del sustrato 130. El espacio 400, sin embargo, se fabrica en una superficie 137, que se dispone preferentemente sobre el otro lado del sustrato 130, superficie opuesta 136. De este modo, incluso cuando la superficie 136 se corresponde con el sustrato inferior 132, el fluido puede salir de la zona de enriquecimiento 931 a traves del miembro de circulacion de flujo 900. The space 400 is formed during the manufacture of the upper substrate 130. As discussed above, caractensticas microflmdicas such as zones and channels are made on the surface 136 of the substrate 130. The space 400, however, it is made in a surface 137, which is preferably arranged on the other side of the substrate 130, opposite surface 136. thus, even when the surface 136 corresponds to the lower substrate 132, the fluid can exit the enrichment zone 931 through the member 900 circulation flow.

El miembro de circulacion de flujo 900 y el material absorbente 402 no requieren adhesivos ni otras sujeciones para posicionarse dentro el sustrato 130. En cambio, el miembro de circulacion de flujo 900 y el material absorbente 402 puede estar formado de una forma y tamano que se corresponde sustancialmente con el espacio 400. La friccion mantiene, de este modo, el miembro de circulacion de flujo 900 y el material absorbente 402 en su lugar una vez se han colocado en el espacio 400. Cualquier hueco residual en los emplazamientos 404 entre el miembro de circulacion de flujo 900 y el sustrato 130 debe ser lo suficientemente pequeno para evitar que las partfculas salgan de la zona de enriquecimiento 931 a traves del hueco 404. Naturalmente, puede usarse adhesivo u otro medio de sujecion para asegurar el miembro de circulacion de flujo 900 o material absorbente 402. The member circulation flow 900 and the absorbent material 402 does not require adhesives or other fasteners to be positioned within the 130. substrate Instead, the member circulation flow 900 and the absorbent material 402 may be formed of a shape and size that substantially corresponds to the space 400. the friction remains, thus the flow circulation member 900 and the absorbent material 402 in place once they are placed in the space 400. Any residual gap at locations 404 between the member circulation flow 900 and the substrate 130 should be small enough to prevent particles leaving the enrichment zone 931 through the hole 404. Naturally, adhesive may be used or other fastening means to secure the member circulation flow 402 900 or absorbent material.

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En una realizacion alternativa, un miembro de circulacion de flujo se forma integralmente con un sustrato mediante el uso de tecnicas de microfabricacion, tales como atacado qmmico, que introducen poros u otras v^as en el sustrato. In an alternative embodiment, a flow circulation member is formed integrally with a substrate by using microfabrication techniques, such as targeted qmmico which introduce pores or other v ^ as the substrate. Los poros proporcionan el pasaje de fluido entre la zona de enriquecimiento 931 y una parte externa del sustrato. Pores provide passage of fluid between the enrichment zone 931 and an outer portion of the substrate.

b. b. Funcionamiento de modulo de enriquecimiento Modulo operation enrichment

Para enriquecer una muestra, el dispositivo 901 funciona de la siguiente manera. To enrich a sample, the device 901 works as follows. Haciendo referencia a la Fig. 4, las valvulas 915, 919 estan inicialmente cerradas y la valvula 913 esta abierta. Referring to Fig. 4, the valves 915, 919 are initially closed and valve 913 is open. Se introduce un fluido que contiene partfculas en el puerto de entrada 180. Puesto que la valvula 913 esta abierta, permite que la muestra pase a lo largo del canal 929 en la zona de enriquecimiento 931. Como alternativa, la zona de enriquecimiento 931 puede configurarse para recibir muestras directamente, tal como mediante inyeccion. a fluid containing particles in the inlet port 180. Since the valve 913 is open is introduced, allowing the sample to pass along the channel 929 in the enrichment zone 931. Alternatively, the enrichment zone 931 can be configured for samples directly, such as by injection. Puesto que las valvulas 915 y 919 estan cerradas, se evita que el fluido se escape en el accionador 977 y el canal corriente abajo 937. Since valves 915 and 919 are closed, it prevents fluid from leaking into the actuator 977 and 937 channel downstream.

De este modo, el miembro de circulacion de flujo 900 proporciona solo una trayectoria para que salga el fluido del canal de enriquecimiento. Thus, the flow circulation member 900 provides only a path for the fluid exit channel enrichment. El fluido pasa a traves de la superficie 941 y sale de la zona de enriquecimiento 931 a traves de la segunda superficie 943, mientras que las partfculas se acumulan dentro de la zona. The fluid passes through the surface 941 and exits the enrichment zone 931 through the second surface 943, while the particles accumulate within the area. La zona de enriquecimiento 931 puede, por lo tanto, recibir un volumen de fluido que es mas grande que el volumen de la camara de enriquecimiento 931. De este modo, segun fluye el fluido a traves de la camara, la concentracion de partfculas dentro de la camara aumente en relacion con la concentracion en el fluido que contiene partfculas suministrado en la entrada de muestras. The enrichment zone 931 can, therefore, receive a volume of fluid that is larger than the chamber volume enrichment 931. Thus, according fluid flows through the chamber, the concentration of particles within the chamber to increase in relation to the concentration in the fluid containing particles supplied on the input samples. Cuando las partfculas son celulas, la concentracion o numero de celulas en la zona 931 preferentemente se vuelve lo suficientemente grande para realizar una analisis de reaccion en cadena de polimerasa (PCR) de polinucleotidos liberados de las celulas en un modulo de procesamiento corriente abajo. When the particles are cells, the concentration or number of cells in the area 931 preferably becomes large enough to perform an analysis of polymerase chain reaction (PCR) of polynucleotides released from the cells in a module downstream processing.

la zona de enriquecimiento 931 prepara, de este modo, una muestra de partfcula enriquecida a partir de partfculas de fluidos que contienen partfculas recibidas en la misma. the enrichment zone 931 prepares thus, a sample of enriched partfcula particles from fluids containing particles received therein. La muestra de partfcula enriquecida tiene una relacion sustancialmente superior de partfculas por volumen de fluido (PPVF) que la relacion correspondiente de fluido que contiene partfculas recibido por la zona de enriquecimiento. Partfcula enriched sample has a substantially higher ratio of particles per volume of fluid (PPVF) than the corresponding ratio of fluid containing particles received by the enrichment zone. Las PPVF de la muestra de partfcula enriquecida es preferentemente al menos aproximadamente 25 veces, preferentemente aproximadamente 250 veces, mas preferentemente aproximadamente 1.000 veces superior que las PPVF del fluido que contiene partfculas. The PPVF sample enriched partfcula is preferably at least about 25 times, preferably about 250 times, more preferably about 1,000 times that PPVF the fluid containing particles.

Despues de que un volumen suficiente de fluido que contiene partfculas se haya recibido por la zona de enriquecimiento 931, la valvula 913 se cierra bloqueando mas, de este modo, el flujo de fluido en la zona de enriquecimiento y evitando que el material en la zona 931 vuelva al puerto de introduccion de muestra 180. A continuacion se abren las valvulas 915, 919, preferentemente cuando se accionan las fuentes de calor asociadas con las mismas. After a sufficient volume of fluid containing particles is received by the enrichment zone 931, the valve 913 is closed blocking more, thus, fluid flow in the enrichment zone and preventing the material in the area return to port 931 sample introduction 180. the valves 915, 919 open, preferably when the heat sources associated therewith are driven. Cuando se abren, la valvula 919 permite al accionador 168 empujar la muestra enriquecida y, la valvula 915 permite que la muestra enriquecida se mueva corriente abajo. When open, the valve 919 allows the actuator 168 and push the enriched sample, the valve 915 allows the enriched sample stream moves down.

El accionador 168 proporciona una fuerza motriz que mueve la muestra de partfcula enriquecida desde la zona de enriquecimiento 931. El accionador 168 es preferentemente un accionador de gas, que proporciona una presion de gas cuando se acciona una fuente de calor 975, que esta en comunicacion termica con un volumen de gas 977. El accionamiento de la fuente de calor 975 aumente la temperatura y, por lo tanto, la presion, de gas 977. El miembro de circulacion de flujo y el fluido en el mismo evita sustancialmente que el gas se escape de la zona de enriquecimiento. The actuator 168 provides a driving force that moves the sample partfcula enriched from the enrichment zone 931. The actuator 168 is preferably a gas actuator, which provides a gas pressure when a heat source 975, which is in communication actuated thermal with a gas volume 977. actuation of the heat source 975 to increase the temperature and therefore the pressure, gas circulation member 977. the flow and the fluid therein substantially prevents the gas zone exhaust enrichment. De este modo, la presion de gas resultante mueve la muestra de partfcula enriquecida corriente abajo de la zona de enriquecimiento 931. Thus, the resulting gas pressure moves the sample enriched partfcula downstream of the enrichment zone 931.

El accionador de gas puede incluir elementos para facilitar tecnicas de generacion de presion alternativas tales como generacion de presion qrnmica. The gas actuator may include elements to facilitate generation of alternative techniques such as pressure generation qrnmica pressure. En otra realizacion, el accionador puede disminuir un volumen de gas asociado con una parte corriente arriba de la zona de enriquecimiento para, de este modo, crear un diferencial de presion a traves de la muestra que mueve la muestra desde la zona de enriquecimiento. In another embodiment, the actuator can reduce a volume of gas associated with an upstream part of the enrichment zone, thereby creating a differential pressure across the sample which moves the sample from the enrichment zone. Un ejemplo de tal elemento es un accionador mecanico, tal como un piston o diagrama. An example of such element is a mechanical actuator such as a piston or diagram.

En lugar de generar una presion positiva corriente arriba de la zona de enriquecimiento, el accionador de gas puede disminuir una presion corriente abajo de la zona en relacion con una presion corriente arriba. Instead of generating a positive pressure upstream of the enrichment zone, the actuator can lessen a gas pressure downstream of the zone in connection with a pressure upstream. Por ejemplo, el accionador de gas puede incluir un elemento refrigerante en contacto termico con un volumen de gas asociado con una parte corriente abajo de la zona. For example, the actuator may include a gas cooling member in thermal contact with a gas volume associated with a downstream portion of the area. La contraccion del gas cuando se acciona el elemento refrigerante crea una diferencia de presion de gas entre las parte de corriente arriba y corriente abajo de la zona enriquecida para mover la muestra de partfcula enriquecida de la zona de enriquecimiento. Contraction of the gas when the cooling element is actuated creates a pressure difference between the gas upstream side and downstream of the enriched sample to move partfcula enriched zone enrichment zone. Como alternativa, se puede usar un accionador mecanico para aumentar un volumen de gas asociado con una parte corriente abajo de la zona de enriquecimiento para, de este modo, disminuir la presion del gas y mover la muestra de partfcula enriquecida desde la zona de enriquecimiento. Alternatively, you can use a mechanical actuator to increase a volume of gas associated with a downstream portion of the zone of enrichment, thereby reducing the gas pressure and move the sample partfcula enriched from the enrichment zone.

La muestra de partfcula enriquecida se mueve preferentemente corriente abajo sin esencialmente dilucion de la misma, es dear, la concentracion de las partfculas enriquecidas no disminuye sustancialmente cuando se mueve desde la zona de enriquecimiento 931. De este modo, la retiracion de partfculas del canal de enriquecimiento de la presente invencion no requiere diluir ni, de otro modo, poner en contacto las partfculas con un fluido distinto del fluido del fluido que contiene partfculas introducido en el canal de enriquecimiento. The sample of enriched partfcula moves preferably downstream essentially without dilution thereof, is dear, the concentration of particles enriched does not substantially decrease when moving from the enrichment zone 931. Thus, the peel-off particles channel enrichment of the present invention does not require dilution or otherwise, contacting the particles with a fluid other than the fluid of the fluid containing particles introduced into the enrichment channel. En contraposicion, en sistemas In contrast, in systems

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que concentran sustancias mediante adsorcion de superficie, la retiracion de las sustancias adsorbidas requiere un fluido de elucion, que entra en contacto y, de este modo, diluye las sustancias. concentrating substances by adsorption surface, the backings of the adsorbed substances requires a fluid elution, which comes into contact and thus dilutes substances.

Cuando se retira de la zona de enriquecimiento de la presente invencion, la muestra de partfcula enriquecida se recibe preferentemente por el canal corriente abajo 937. El canal corriente abajo 937 conduce a otros modulos de procesamiento, que realizan el procesamiento adicional de la muestra de partfcula enriquecida. When removed from the enrichment zone of the present invention, the sample of enriched partfcula is preferably received by the channel downstream 937. The channel downstream 937 leads to other processing modules, which perform the further processing of the sample partfcula enriched. En la realizacion de la Fig. 3, la muestra de partfcula enriquecida se recibe mediante un modulo de preparacion de microgota 158, que prepara una muestra de microgota que comprende una parte de la muestra de partfcula enriquecida. In the embodiment of Fig. 3, sample enriched partfcula received by a microdroplet preparation module 158, which prepares a sample droplet comprising a portion of the sample enriched partfcula.

2. Modulo de preparacion de microgota 2. preparation module microdroplet

a. to. Caracteristicas de una microgota Characteristics of a microdroplet

Una microgota 802 es una muestra discreta que tiene un volumen predeterminado entre, por ejemplo, aproximadamente 1,0 picolitro y aproximadamente 0,5 microlitros. A microdroplet 802 is a discrete sample having a predetermined volume between, for example, about 1.0 picoliter to about 0.5 microliters. De este modo, microgotas preparadas mediante el modulo de preparacion de microgota proporciona una cantidad conocida de muestra para procesamiento adicional. Thus, microdroplets prepared by the preparation module provides microdroplet a known amount of sample for further processing. El volumen de la microgota preparada mediante el modulo de preparacion de microgota es preferentemente esencialmente independiente de la viscosidad, conductividad electrica y fuerza osmotica del fluido de la microgota. The volume of the microdroplet prepared by the preparation module microdroplet is preferably essentially independent of the viscosity, electrical conductivity and osmotic fluid force microdroplet.

La microgota 802 esta preferentemente definida por lfmites corriente arriba y corriente abajo cada uno formado por una interfaz lfquida de gas respectiva 804, 806. El lfquido de la interfaz se forma por una superficie de un lfquido que forma la microgota. Microdroplet 802 is preferably defined by current lfmites upstream and downstream each formed by a respective gas lfquida interface 804, 806. lfquido interface is formed by a surface of a liquid forming microdroplet. El gas de la interfaz es gas presente en los canales microflmdicos del dispositivo microflmdico 901. The gas interface is present in the gas channels microflmdico microflmdicos device 901.

b. b. Estructura y funcionamiento del modulo de preparacion de microgota Structure and functioning of microdroplet preparation module

Haciendo referencia a las Fig. 8a-8b y 9a-9b, el modulo de preparacion de microgota 158 prepara una microgota 802 a partir de una muestra microflmdica recibida en el mismo. Referring to FIGS. 8A-8b and 9a-9b, the microdroplet preparation module 158 prepares a microdroplet 802 from a microflmdica sample received therein. Este modulo incluye una zona de preparacion de microgota 800, un elemento de posicionamiento 979, un accionador de gas 170 y una valvula 216 que coopera para preparar la microgota 800 a partir de muestras microflmdicas recibidas desde la zona de enriquecimiento. This module includes a microdroplet preparation zone 800, a positioning element 979, an actuator 170 and gas valve 216 cooperating to prepare the microdroplet 800 from microflmdicas samples received from the enrichment zone.

Como se explico anteriormente, el accionador 168 de la zona enriquecida empuja la muestra enriquecida en la zona de preparacion de microgota 800. La muestra enriquecida se mueve hasta que alcanza el elemento de posicionamiento 979. En general, un elemento de posicionamiento inhibe el progreso corriente abajo de una muestra microflmdica para posicionar, de este modo, la muestra en un emplazamiento deseado. As explained above, the actuator 168 pushes the enriched zone enriched in the preparation of microdroplet 800. The enriched sample is moved until it reaches the positioning member 979. In general sample, a positioning inhibits current progress down a microflmdica to position thereby, the sample at a desired location shown. No obstante, como se explica con mas detalle a continuacion, el elemento de posicionamiento no inhibe de forma permanente el progreso de la muestra. However, as explained in more detail below, the positioning permanently does not inhibit the progress of the sample. En su lugar, permite que la muestra microflmdica continua corriente abajo en un tiempo posterior predeterminado. Instead, it allows sample microflmdica continuous downstream at a later predetermined time.

El borde de ataque de la muestra microflmdica 808 que alcanza el elemento de posicionamiento 979 se posiciona corriente abajo desde una abertura 820 del accionador de gas 170. En consecuencia, una primera parte 821 de la muestra microflmdica 808 se dispone corriente arriba desde la abertura 820 y una segunda parte 822 de muestra microflmdica 808 se dispone corriente abajo de la abertura 820. The leading edge of the sample microflmdica 808 reaches the positioning member 979 is positioned downstream from an opening 820 of the gas actuator 170. Consequently, a first portion 821 of the sample 808 microflmdica is arranged upstream from the opening 820 and a second portion 822 of stream 808 microflmdica sample is arranged downstream of the opening 820.

Haciendo referencia a las Fig. 8a-8b, se acciona el accionador de gas 170, tal como mediante DAQ 126, para generar, de este modo, una presion de gas suficiente para separar la microgota 802 de la segunda parte 822 de la muestra microflmdica 808. La presion de gas se proporciona preferentemente por el accionamiento de una fuente de calor 958, que calienta un volumen de gas asociado con un accionador de gas 957. Segun aumenta la presion, el gas se expande, separando, de este modo, una microgota 802 del resto de la muestra 808. La microgota 802 puede comprender solo una parte, tal como menos de aproximadamente el 75 % o menos de aproximadamente el 50 %, de la muestra microflmdica 808 recibida por la zona de preparacion de microgota 800. Las dimensiones de la microgota 802 se determinan por el volumen del canal entre la barrera de fluido 979 y la abertura 820. Por ejemplo, para un canal que tiene un area de seccion transversal uniforme, una longitud h de la microgota 802 se corresponde con Referring to Fig. 8a to 8b, the actuator gas 170 is actuated, such as by DAQ 126, to generate, thus a pressure sufficient gas to separate the microdroplet 802 of the second part 822 of the microflmdica sample 808. the gas pressure is preferably provided by actuation of a heat source 958 that heats a gas volume associated with a gas actuator 957. as pressure increases, the gas expands, separating thus a microdroplet 802 the rest of the sample 808. the droplet 802 may comprise only a portion, such as less than about 75% or less than about 50%, of the sample 808 microflmdica received by the preparation zone 800. microdroplet microdroplet 802 dimensions are determined by the channel volume between the fluid barrier 979 and the opening 820. for example, for a channel having a uniform cross sectional area and a length h of the microdroplet 802 corresponds to una distancia d4 entre el elemento de posicionamiento 979 y la abertura 820. De este modo, puede configurarse un dispositivo microflmdico para preparar microgotas de cualquier volumen variando la longitud entre la barrera de fluido y la abertura de accionador correspondiente. one d4 distance between the positioning member 979 and the opening 820. Thus, microflmdico can configure a device for preparing microdroplets any volume varying the length between the barrier fluid and the opening of corresponding actuator.

El accionamiento continuado del accionador de gas 170 sobrepasa el efecto inhibidor del elemento de posicionamiento 979, conduciendo, de este modo la microgota 802 a un emplazamiento corriente abajo de la zona de preparacion de microgota 800 mientras que la segunda parte 822 de la muestra microflmdica se mueve corriente arriba desde la microgota 802 hasta el modulo de lisis de celulas 160. Continued actuation of the gas 170 exceeds the inhibitory effect of the positioning member 979, driving thus the microdroplet 802 to a downstream location area preparing microdroplet 800 while the second part 822 of the microflmdica sample moves upstream from the microdroplet 802 to the cell lysis module 160.

3. Modulo de lisis de celulas 3. Modulo cell lysis

Haciendo referencia de nuevo a la Fig. 3, un modulo de lisis 160 recibe la microgota 802 preparada por la zona de preparacion de microgota 800. En general, el modulo de lisis 160 libera material desde el interior de las partfculas, tal Referring again to FIG. 3, a lysis module 160 receives the microdroplet 802 prepared by the microdroplet preparation zone 800. In general, the lysis module 160 releases material from the interior of the particles, such

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como mediante la liberacion de material intracelular de celulas. as by releasing intracellular material from cells.

Tal como se muestra en las Fig. 4 y 12, el modulo de lisis 160 incluye una zona de lisis 950, un mecanismo de lisis dentro de la zona de lisis (tal como electrodos 954) y un elemento de posicionamiento ventilado 200 posicionado corriente arriba de la zona de lisis. As shown in Fig. 4 and 12, the lysis module 160 includes a zone of lysis 950, a mechanism of lysis within the area of ​​lysis (such as electrodes 954) and a positioning ventilated 200 positioned upstream lysis area. El mecanismo de lisis preferentemente incluye un conjunto de electrodos u otras estructuras para generar campos electricos dentro de la zona de lisis. The mechanism preferably includes a set lysis of electrodes or other structures to generate electric fields within the zone of lysis. El elemento de posicionamiento ventilado incluye preferentemente una salida de ventilacion 202, una valvula 204 y un segundo elemento de posicionamiento 206 para inhibir fluido que fluye en la salida de ventilacion. The ventilated positioning element preferably includes a vent 202, a valve 204 and a second positioning element 206 to inhibit fluid flowing in the vent.

Como se explico anteriormente, el accionador 170 del modulo de preparacion de microgota 158 conduce una microgota dentro del modulo de lisis de celulas 160. Segun la microgota se mueve dentro del modulo 160, el elemento de posicionamiento ventilado 200 posiciona la microgota 802 en una posicion de lisis con respecto a electrodos 954. De manera mas espedfica, segun la microgota llega a un modulo de lisis 160 pasa la abertura del elemento de posicionamiento 200, puesto que el segundo elemento de posicionamiento 206 impide que la microgota fluya dentro de la salida de ventilacion 202. Cuando el extremo posterior de la microgota pasa la abertura de la barrera 200, el gas de propulsion desde el accionador 170 se disipa a traves de la salida de ventilacion 202, igualando sustancialmente, de este modo, la presion de gas corriente arriba de la microgota 802 con una presion corriente abajo de la microgota 802. De este modo, la microgota detiene el movimiento en una posicion de lisis justo corri As explained above, the actuator 170 of preparation module microdroplet 158 ​​leads a microdroplet within the module lysing cells 160. According microdroplet moves within the module 160, the positioning ventilated 200 positions the microdroplet 802 in a position lysis on electrodes 954. in more espedfica way, according to microdroplet reaches a lysis module 160 passes the opening of the positioning member 200, since the second positioning member 206 prevents the microdroplet flow into the output ventilation 202. When the rear end of the microdroplet passes the opening of the barrier 200, the propulsion gas from the actuator 170 is dissipated through the vent 202, equaling substantially, thus the gas pressure up stream microdroplet 802 with a pressure downstream of the droplet 802. thus, the microdroplet stops movement in a position just ran lysis ente abajo de la barrera 200. Preferentemente, en la posicion de lisis, sustancialmente toda la microgota 802 se dispone entre un borde corriente arriba 212 y un borde corriente abajo 214 de los electrodos 954. being below the barrier 200. Preferably, at position lysis, substantially all the microdroplet 802 is disposed between an upstream edge 212 and bottom edge 214 of current electrodes 954.

Despues de colocar la microgota 802 en la posicion de lisis de celulas, un circuito de impulsos de DAQ 126 suministra una senal de voltaje pulsada a traves de los electrodos 954. En respuesta, los electrodos 954 generan un campo electrico pulsado en las proximidades de los electrodos. After placing the droplet 802 in position lysing cells, a pulse circuit 126 provides a signal DAQ pulsed voltage across the electrodes 954. In response, the electrodes 954 generate a pulse in the vicinity of the electric field electrodes. Puesto que la microgota esta posicionada en sus proximidades, las celulas dentro de la microgota se someten al campo pulsado. Since microdroplet is positioned in its vicinity, the cells within the droplet is subjected to pulsed field. Preferentemente, sustancialmente todas las celulas, tal como superior a aproximadamente el 75 %, de la microgota se someten a un campo electrico suficiente para liberar material intracelular del mismo. Preferably, substantially all cells, such as greater than about 75%, microdroplet undergo a sufficient electric field to release intracellular material thereof. El modulo de lisis prepara, de este modo, una microgota lisada que comprende una cantidad predeterminada de muestra. The lysis module prepares thus, a lysed microdroplet comprising a predetermined amount of sample.

Se muestra un circuito de impulsos preferente en la Fig. 14. En general, este circuito genera una secuencia de impulsos de voltaje que proporciona una secuencia correspondiente de pulsos de campo electrico en las proximidades de los electrodos 954 que tiene una amplitud y duracion suficiente para liberar una cantidad deseada de material intracelular de celulas dentro de la microgota. preferred pulse circuit 14. Generally shown in Fig., this circuit generates a pulse voltage providing a corresponding pulse sequence of electric field in the vicinity of the electrodes 954 having an amplitude and duration sufficient to releasing a desired amount of intracellular material from cells within the droplet.

Material intracelular presente en la microgota lisada es accesible para etapas de procesamiento adicionales. intracellular material present in the lysed microdroplet is accessible for further processing steps. Por ejemplo, ADN y/o ARN liberado de celulas se encuentra accesible para su amplificacion mediante reaccion en cadena de polimerasa. For example, DNA and / or RNA released from cells is accessible for amplification by polymerase chain reaction. Como se usa en el presente documento, el termino lisis no requiere que las celulas se rompan completamente. As used herein, the term does not require lysing the cells are completely broken. En su lugar, lisis se refiere a la liberacion de material intracelular. Instead, lysing refers to the release of intracellular material. Por ejemplo, en lugar de romper las celulas, el campo electrico puede aumentar la porosidad de las membranas celulares por una cantidad que permita la liberacion de material sin una ruptura permanente de las membranas. For example, instead of breaking the cells, the electric field can increase the porosity of cell membranes by an amount that allows the release of a permanent material without rupture of membranes.

Tambien pueden emplearse otros mecanismos de lisis para liberar material intracelular de celulas. Other mechanisms for lysis can be used to liberate intracellular material from cells. Por ejemplo, puede liberarse material sometiendo celulas a otras fuerzas que incluyen, por ejemplo, choque o presion osmotico. For example, material can be released by subjecting cells to other forces including, for example, osmotic shock or pressure. Los productos qmmicos, seleccionados entre el grupo de tensioactivos, disolventes y antibioticos pueden ponerse en contacto con las celulas. The qmmicos products selected from the group of surfactants, solvents and antibiotics may contact the cells. tambien se pueden usar metodos de cizallamiento mecanico para liberar materiales intracelulares. also they can be used methods of mechanical shear to release intracellular material.

La microgota lisada puede moverse corriente abajo hasta el modulo de mezcla 160 para un procesamiento adicional. The lysed microdroplet can move downstream to the mixing module 160 for further processing. Para mover la microgota lisada corriente abajo, la valvula 216, que esta depositada corriente arriba de la zona de lisis 950, se cierra. To move the current lysed microdroplet down, the valve 216, which is deposited upstream of the lysing zone 950 is closed. La valvula 204 tambien se cierra para evitar que el gas salga de la zona de lisis 950 a traves de la salida de ventilacion. The valve 204 also closes to prevent the gas leaves the zone of lysis 950 through the vent. El accionador 170 se acciona a continuacion, tal como se ha descrito anteriormente, para proporciona una presion de gas suficiente para mover la microgota lisada corriente abajo de la zona de lisis 950. The actuator 170 is then actuated, as described above, to provide a sufficient gas pressure to move the lysed microdroplet downstream area 950 lysis.

En una realizacion alternativa, un modulo de lisis 300, como se muestra en las Fig. 13a, 13b, incluye una zona de lisis 302 que esta configurada para preparar una microgota lisada 304 de volumen predeterminado a partir de una muestra microflmdica 306, que puede tener un volumen indeterminado. In an alternative embodiment, a lysis module 300, as shown in Fig. 13a, 13b, includes a zone of lysis 302 is configured to prepare a lysed microdroplet 304 of predetermined volume from a microflmdica sample 306, which can having an undetermined volume. La zona de lisis 302 incluye preferentemente un mecanismo de lisis tal como electrodos 308. Las conducciones electricas 310 proporcionan una conexion a un circuito de impulsos de DAQ 126, a traves de contactos 112, portador de chip 120 y contactos 125. Un elemento de posicionamiento 312 se dispone corriente abajo de la zona de lisis 302. Un accionador 314 se dispone corriente arriba de la zona de lisis. Lysis zone 302 preferably includes a mechanism such as lysis electrodes 308. The electrical conduits 310 provide a connection to a pulse circuit DAQ 126, through contacts 112, chip carrier 120 and contacts 125. A positioning element current 312 is arranged downstream of the zone 302. An actuator 314 lysis is arranged upstream of the zone of lysis. El accionador 314 incluye preferentemente un segundo elemento de posicionamiento 316 para evitar que el fluido de la muestra microflmdica entre en el mismo. The actuator 314 preferably includes a second positioning member 316 to prevent fluid sample between the microflmdica therein.

La zona de lisis 302 funciona de la siguiente manera. Lysis zone 302 operates as follows. La muestra microflmdica 306 entra en la zona de lisis 302 y se mueve corriente abajo hasta que una interfaz corriente abajo 316 de la muestra microflmdica 306 se encuentra con el elemento de posicionamiento 312. El elemento de posicionamiento 312 aumenta preferentemente una tension de superficie de la interfaz corriente abajo de la muestra microflmdica 306, inhibiendo, de este modo, un movimiento Microflmdica sample 306 enters the area 302 lysis and moves downstream until a current interface below 316 microflmdica 306 is shown with the positioning member 312. The positioning member 312 preferably increases a voltage of surface current interface below the sample microflmdica 306, inhibiting, thus, a movement

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corriente abajo adicional y posicionando una parte de la muestra microflmdica en una posicion de lisis con respecto a electrodos 308. La posicion de lisis se define como el emplazamiento de la parte de la muestra microflmdica dispuesta corriente abajo del accionador 314 y corriente arriba del elemento de posicionamiento 312. Preferentemente, el accionador 314 y el elemento de posicionamiento 312 se disponen adyacentes a los electrodos 308 de modo que todo el material presente en la posicion de lisis se somete al capo electrico cuando se accionan los electrodos 308. down additional current and positioning a portion of the sample in a position microflmdica lysis on electrodes 308. The position of lysis is defined as the location of the portion of the sample microflmdica arranged downstream of the actuator 314 and upstream of element positioning 312. Preferably, the actuator 314 and the positioning element 312 to the electrodes 308 are arranged adjacent so that all present in the position of the electric capo lysis material is subjected when the electrodes 308 are actuated.

El accionamiento de electrodos 308 en la realizacion descrita anteriormente, proporciona un campo electrico suficiente para liberar material intracelular a partir de celulas presentes en l parte de la muestra microflmdica en la posicion de lisis. The drive electrode 308 in the embodiment described above, provides a time sufficient to release intracellular material from cells present in microflmdica l of the position shown in lysis electric field. Una vez se ha liberado una suficiente cantidad de material intracelular, el accionador 314 se acciona para preparar la microgota lisada 304 a partir de la muestra microflmdica 306. El accionador 314 proporciona preferentemente una presion de gas suficiente para mover la microgota lisada 304 a una parte corriente abajo de un dispositivo microflmdico tal como un modulo de mezcla 166. Once released a sufficient amount of intracellular material, actuator 314 is actuated to prepare the lysed microdroplet 304 from sample 306. microflmdica actuator 314 preferably provides a sufficient gas pressure to move the lysed microdroplet 304 to part microflmdico downstream of a device such as a module 166 mixture.

4. Modulo de mezcla y modulo de entrada de reactivo 4. Mixing module and input module reagent

Haciendo referencia de nuevo a la Fig. 4, una muestra lisada preparada por el modulo de lisis 160 se recibe por el modulo de mezcla 166. El modulo de mezcla 166 incluye una zona de mezcla 958. En esta zona, la muestra de celula lisada se pone en contacto, tal como por mezcla, con una cantidad de reactivo recibido desde el modulo de fuente de reactivo 152. El modulo de fuente de reactivo 152 incluye una zona de preparacion de microgota de reactivo (ZPMR) 434, que funciona preferentemente para preparar una microgota que tiene un volumen predeterminado de reactivo. Referring again to FIG. 4, a lysed sample prepared by lysing module 160 is received by the mixing module 166. The module 166 includes a mixture mixing zone 958. In this zone, the lysed cell sample it is contacted, as by mixing with a quantity of reagent received from the module reagent source 152. the module reagent source 152 includes a preparation zone microdroplet reagent (ZPMR) 434, preferably operating to preparing a microdroplet having a predetermined volume of reagent.

a. to. Modulo de entrada de reactivo Reactant inlet module

El modulo de entrada de reactivo 152 es esencialmente el mismo que el modulo de formacion de microgota 158, sin embargo, esta espedficamente disenado para la formacion de una microgota de reactivo que tiene un volumen predeterminado que proporcionara una relacion deseada de reactivo con respecto a muestra cuando se mezcle con la microgota del modulo de lisis de celulas 160. El modulo 152 incluye un puesto de entrada 420, una valvula 422 y un accionador 172, cada uno de los cuales une un canal de fuente de reactivo 428. Un canal de desbordamiento 424, que tambien une el canal de fuente de reactivos 428, puede proporcionarse. The module Reactant inlet 152 is essentially the same as the training module microdroplet 158, however, this espedficamente designed for the formation of a microdroplet reagent having a predetermined volume to provide a desired ratio of reagent relative to sample when mixed with the microdroplet of cell lysis module 160. the module 152 includes an input station 420, a valve 422 and an actuator 172, each of which connects a source channel 428. a reagent overflow channel 424, which also joins the source reagents channel 428, may be provided. El accionador 172 puede incluir un segundo elemento de posicionamiento 432 para evitar que el lfquido entre en el mismo. The actuator 172 may include a second positioning element 432 to prevent the lfquido between the same.

Los materiales reactivos, que comprenden preferentemente al menos un lfquido, se introducen a traves del puerto de entrada 420, tal como con una pipeta o una jeringa. Reactive materials, preferably comprising at least a liquid are introduced through the inlet port 420, such as with a pipette or syringe. Ejemplos de materiales reactivos adecuados incluyen sustancias para facilitar el procesamiento adicional de la muestra de celula lisada, tales como enzimas y otros materiales para amplificar ADN en el mismo mediante reaccion en cadena de polimerasa (PCR). Examples of suitable reactive materials include substances to facilitate further processing of the sample of lysed cell, such as enzymes and other materials to amplify DNA in the same by polymerase chain reaction (PCR). El material reactivo se mueve corriente abajo dentro del canal de fuente de reactivo 428 hasta que una parte corriente abajo del material reactivo entra en contacto con un elemento de posicionamiento 426. Cualquier material reactivo adicional que continua recibiendose dentro del modulo de fuente de reactivo entra preferentemente en el canal de desbordamiento 424. Cuando se finaliza la introduccion del reactivo, la valvula 422 se cierra para evitar que el reactivo salga del canal de fuente de reactivo a traves del puerto de fuente de reactivo 420. The reactive material downstream moves within the channel reagent source 428 to a downstream portion of the reactive material in contact with a positioning element 426. Any additional reactive material continuously being received within the reagent source module preferably enters in the overflow channel 424. When the introduction of the reagent is terminated, the valve 422 is closed to prevent the exit channel reagent reagent source through the port reagent source 420.

b. b. Modulo de mezcla Mixing module

La zona de mezcla 958 del modulo de mezcla incluye adjunto primer y segundo canales 410, 412. Materiales que se mueven corriente abajo hacia la zona de mezcla 958 entran en contacto entre sf y preferentemente se mezclan en la misma. The area 958 mixing includes mixing module attached first and second channels 410, 412. Materials that move downstream towards the zone 958 contact each mixture sf and preferably mixed therein. Debido a las dimensiones a micro escala de la zona de mezcla 958, la muestra y los materiales reactivos se mezclan preferentemente mediante difusion incluso en ausencia de otras fuentes de transporte en masa, tal como agitacion mecanica. Because the dimensions microscale area 958 mixing the sample and reagents are preferably mixed materials by diffusion even in the absence of other sources of mass transportation, such as mechanical stirring. Sin embargo, se debe entender que, las fuerzas de agitacion, tales como ondas acusticas pueden aplicarse para mejorar la mezcla dentro de la zona de mezcla 958. However, it should be understood that the forces of agitation, such as acoustic waves can be applied to improve mixing within the mixing zone 958.

c. c. Funcionamiento de modulo de mezcla y modulo de entrada de reactivo Operating module and input module mixing reagent

El modulo de fuente de reactivo 152 y el modulo de mezcla 166 funciona preferentemente del siguiente modo. The reagent source module 152 and module 166 mixture preferably functions as follows. Cuando una muestra lisada de la zona de lisis 950 esta lista para mezclarse con un material reactivo, se acciona el accionador 172 para preparar una microgota de reactivo. When a lysed sample lysis area 950 is ready to be mixed with a reactive material, actuator 172 is actuated to prepare a microdroplet reagent. La microgota de reactivo se prepara a partir de la parte de material reactivo corriente abajo de una abertura 430 del accionador 172 y corriente arriba del elemento de posicionamiento 427. De este modo, asumiendo que las dimensiones del canal de fuente de reactivo 428 son constantes, el volumen de la microgota de reactivo se determina por la distancia entre el elemento de posicionamiento 426 y la abertura del accionador 430. Microdroplet reagent was prepared from the part of reactive material downstream of an opening 430 of the actuator 172 and upstream of the positioning member 427. Thus, assuming that the channel dimensions reagent source 428 are constant, the volume of the droplet of reagent is determined by the distance between the positioning member 426 and the opening 430 of the actuator.

La microgota de reactivo se mueve corriente abajo hacia el canal 412 de la zona de mezcla de reactivo. Microdroplet reagent moves downstream into the channel 412 of the mixing zone reagent. Mientras tanto, una muestra de material lisado, tal como una microgota lisada, se mueve corriente abajo desde la zona de lisis 950 hacia el canal 410 de la zona de mezcla 958. El accionador 170 puede proporcionar la fuerza motriz para mover la microgota lisada corriente abajo. Meanwhile, a sample of lysate, such as a lysed microdroplet, moves downstream from the zone 950 into the channel lysis area 410 958. The actuator 170 mixture can provide the motive force to move the lysed microdroplet current down. Como alternativa, como se trato con anterioridad, puede disponerse otro Alternatively, as discussed above, it may be provided another

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accionador corriente arriba de la zona de lisis 950 pero corriente abajo del accionador 170 para proporcionar la fuerza motriz necesaria. actuator current upstream of the zone of lysis 950 but downstream of the actuator 170 to provide the driving force necessary.

La muestra y material reactivo entran en un canal corriente abajo 438 de la zona de mezcla 958, cuando los materiales entran en contacto y se mezclan. The sample and reagent material entering a channel downstream area 438 958 mix when the materials contact and mix. Puesto que tanto la muestra lisada como el material reactivo se mezclan en forma de microgotas, la zona de mezcla 958 prepara una cantidad de material mezclado que tiene una relacion predeterminada de muestra con respecto a reactivo. Since both the lysed sample and the reactive material are mixed in the form of microdroplets, the area 958 prepares a mixture amount of mixed material having a predetermined relationship with respect to sample reagent. Los volumenes de microgotas preparadas dentro del dispositivo microflmdico 110 son preferentemente independientes de las propiedades ffsicas, tales como la viscosidad, la conductividad electrica y fuerza osmotica, de las microgotas. The volumes within the microdroplets prepared microflmdico device 110 are preferably independent of ffsicas, such as viscosity, electrical conductivity and osmotic strength properties microdroplets. De este modo, la zona de mezcla 958 prepara una cantidad de material mezclado que tiene una muestra con respecto a material reactivo que tambien es independiente de las propiedades ffsicas y qmmicas de los materiales mezclados. Thus, the area 958 prepares a mixture amount of mixed material having a sample relative to reactive material that is also independent of the physical properties and qmmicas of the mixed materials. Una salida de ventilacion 440, que se encuentra corriente abajo de las diversas zonas del dispositivo microflmdico 110 asegura que la acumulacion de presion corriente abajo no inhibe el movimiento corriente abajo de muestra dentro del dispositivo microflmdico 110. A vent 440, which is downstream of the various zones of microflmdico device 110 ensures that accumulation does not inhibit downstream pressure downstream movement of sample within the device 110 microflmdico.

5. Modulo de manipulacion de ADN 5. handling module DNA

La muestra de celula lisada mezclada y reactivo se reciben dentro de una zona de manipulacion de ADN 971 del modulo de manipulacion de ADN 162. El modulo 162 puede realizar, por ejemplo, la restriccion, digestion, ligacion, hibridacion y amplificacion de material de ADN. The mixed sample and reagent lysed cell are received within a handling area of ​​handling module 162. The module 162 DNA 971 DNA can, for example, restriction, digestion, ligation, hybridization and amplification of DNA material . En una forma de realizacion, la zona de manipulacion de ADN 971 esta configurada para realizar la amplificacion de PCR de acidos nucleicos presentes dentro de la muestra de celula lisada. In one embodiment, the area of ​​manipulation of DNA 971 is configured to perform PCR amplification of nucleic acids present in the sample of cell lysate. La salida de ventilacion 440 evita que aumente la presion dentro de la zona 971 segun la muestra de celula lisada y el reactivo estan siendo introducidos a la misma. The vent 440 prevents the pressure increase within the zone 971 according lysed cell sample and reagent being introduced thereto. Las valvulas 972 y 973 del modulo de manipulacion de ADN 162 pueden cerrarse para evitar que los sustratos dentro de la zona salgan, tal como mediante evaporacion, durante la amplificacion de PCR. The valves 972 and 973 handling module 162 DNA can be closed to prevent the substrates within the area out, such as by evaporation during PCR amplification. La zona de manipulacion de ADN esta configurada con fuentes de calor bajo el control de ordenador 127 para permitir el ciclo termico de la zona de manipulacion de ADN durante la amplificacion, tal como entiende un experto en la tecnica. The DNA manipulation area is configured with heat sources under the control of computer 127 to allow the thermal cycle handling area DNA during amplification, as understood by one skilled in the art.

El sistema 901 tambien incluye un detector 981 para detectar la presencia de polinucleotidos amplificados producidos mediante PCR. The system 901 also includes a detector 981 for detecting the presence of amplified polynucleotides produced by PCR. El detector 981 es preferentemente un detector optico en comunicacion optica, tal como por una fibra optica 981, con la zona 971. Una fuente de luz, tal como un diodo laser, introduce luz a la zona de manipulacion de ADN 971 para generar fluorescencia indicadora de la cantidad de polinucleotidos amplificados presentes en la misma. The detector 981 is preferably an optical detector in optical communication such as an optical fiber 981, with the area 971. A light source such as a laser diode, light enters the handling area 971 DNA to generate fluorescence indicator the amount of amplified polynucleotides present therein. La fluorescencia aparece a partir de etiquetas fluorescentes, incluidas en el reactivo y asociadas con los polinucleotidos cuando se amplifican. The fluorescence appears from fluorescent labels included in the reagent and associated polynucleotides when amplified.

D. Elementos de posicionamiento preferentes D. preferred positioning elements

A continuacion se comentan elementos de posicionamiento preferentes. Below preferred positioning elements are discussed.

1. Elementos de posicionamiento no humectantes 1. Elements not wetting positioning

Puede formarse un elemento de posicionamiento 979 mediante un material no humectante dispuesto para entrar en contacto con una muestra microflmdica. It may form a positioning element 979 by arranged to contact with a sample microflmdica nonwetting material. Las propiedades ffsico-qmmicas del material no humectante se escogen en consideracion del tipo de lfquido que forma la muestra microflmdica. The non-qmmicas ffsico humectant material properties are chosen in consideration of the type of lfquido forming microflmdica sample. Por ejemplo, cuando la muestra es una muestra microflmdica en una muestra acuosa, el elemento de posicionamiento comprende preferentemente un material hidrofobo. For example, when the sample is a sample microflmdica in an aqueous sample, the positioning member preferably comprises a hydrophobic material. Un material hidrofobo ejemplar incluye un compuesto organico no polar, tal como un silano alifatico, que puede formarse modificando una superficie interna del dispositivo microflmdico 901. Para muestra microflmdicas formadas de disolventes organicos, el material no humectante puede comprender un material hidrofilo. An exemplary hydrophobic material includes a non-polar organic compound such as an aliphatic silane, which may be formed by modifying an internal surface of the device 901. For microflmdicas microflmdico sample formed of organic solvents, the non-wetting material can comprise a hydrophilic material.

Cuando una muestra microflmdica 808 se encuentra con el elemento de posicionamiento 979, el lfquido de muestra microflmdica experiencia una tension de superficie aumentada en la interfaz corriente abajo 810, cuya tension de superficie aumentada inhibe el movimiento corriente abajo continuado de la muestra microflmdica 808. Aumentar la diferencia de presion de gas entre las partes corriente arriba y corriente abajo de la muestra microflmdica supera la resistencia y mueve la muestra microflmdica corriente abajo. When a sample 808 is microflmdica with the positioning member 979, the experience shows microflmdica lfquido of a tension increased surface below the stream interface 810, the tension increased surface inhibits downstream movement continued from microflmdica sample 808. Increase the gas pressure difference between the upstream and downstream of the parts microflmdica sample exceeds the resistance and move the downstream microflmdica sample.

2. Elementos de posicionamiento capilares asistidos 2. Elements capillary assisted positioning

Haciendo referencia a las Fig. 10a-10c, otro tipo de elemento de posicionamiento puede formarse modificando las dimensiones del canal microflmdico para formar un elemento de posicionamiento capilar asistido (EPCA) 700. Un EPCA comprende una zona alimentada corriente arriba 702, una zona de carga 704 y una zona de detencion 704. Una muestra microflmdica 720 que se encuentra el EPCA se mueve corriente abajo hasta que una interfaz corriente abajo 710 de la muestra microflmdica entre en contacto con superficies corriente arriba 714 de la zona de carga 706. En este punto, la accion capilar causa que la muestra microflmdica se mueva corriente abajo hasta que la interfaz de muestra corriente abajo 710 se encuentra con la abertura 712 entre la zona de carga 704 y la zona de detencion 706. La tension de superficie resiste que la tendencia de la muestra microflmdica continue corriente abajo pasada la abertura 714. De este modo, la muestra microflmdica 720 se posiciona en un emplazamiento predete Referring to FIGS. 10a-10c, other positioning member may be formed by modifying the dimensions of microflmdico channel to form a capillary assisted positioning element (EPMA) 700. A current supplied ACPE comprises a top area 702, an area of load 704 and 704. a stop area 720 shows microflmdica found EPCA moves downstream until a current interface 710 below shows the microflmdica contact surfaces up current 714 of the loading zone 706. in this point, capillary action causes the current sample microflmdica move down until the current interface 710 is shown below with the opening 712 between the loading zone 704 and zone 706. detention surface tension resists the tendency shows the microflmdica continue downstream past the opening 714. thus, the microflmdica sample 720 is positioned at a location predete rminado a lo largo del eje del canal con respecto al elemento de posicionamiento 700. rminado along the channel axis with respect to the positioning member 700.

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15 fifteen

20 twenty

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30 30

35 35

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45 Four. Five

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55 55

60 60

65 65

El volumen de la muestra microflmdica que se encuentra con el EPCA tiene preferentemente un volumen mas grande que el volumen de la zona de carga 704 para asegurar que la muestra microflmdica avanzara completamente hasta la abertura. The volume of the sample microflmdica meets the ACPE preferably has a larger volume than the volume of the loading zone 704 to ensure that the sample microflmdica completely advance to the opening. Para fluidos que tienen tensiones de superficie similares y propiedades de interfaz como el agua, la profundidad d1 de la zona de carga 704 es preferentemente de aproximadamente el 50 % o menos de las profundidades respectivas d2, d3 de las zonas de detencion y alimentacion. For fluids having voltages similar surface and interface properties as water, the depth d1 of the loading zone 704 is preferably about 50% or less of the respective depths d2, d3 of holding areas and feeding.

La tendencia de una muestra microflmdica en moverse en una direccion dada se rige por la relacion entre el radio de curvatura medio (RCM) de la parte frontal de la muestra microflmdica y el RCM de la parte trasera de la muestra microflmdica. The tendency of a sample microflmdica to move in a given direction governed by the relationship between the mean radius of curvature (RCM) of the front of the sample and the RCM microflmdica the rear of the microflmdica sample. Las curvaturas dependen del angulo de contacto del fluido de la muestra y las dimensiones de la zona en la que la microgota se esta moviendo. The curvatures depend on the contact angle of the sample fluid and the dimensions of the area in which the microdroplet is moving. Un RCM ri de una interfaz de microgota en la zona de carga es preferentemente inferior al RCM r2 de una interfaz de microgota dentro de la zona de alimentacion o un RCM r3 de una interfaz de gota dentro de la zona de detencion. A RCM ri microdroplet interface in the loading zone is preferably less than RCM r2 microdroplet interface within the feed zone or RCM r3 interface drop inside the holding area. El RCM r2 es preferentemente mas grande que el RCM r3. The RCM r2 is preferably larger than the RCM r3. De este modo, El radio de curvatura de la interfaz de microgota corriente abajo aumento cuando se encuentra con la cena de detencion inhibiendo, de este modo, el movimiento corriente abajo adicional. Thus, the radius of curvature of the interface current increase when microdroplet below meets dinner inhibiting arrest, thus the additional power down movement. Preferentemente, el angulo de contacto del fluido con la pared esta sustancialmente constante por toda la zona de carga capilar asistida. Preferably the contact angle of the fluid with the wall is substantially constant over the whole area of ​​capillary assisted loading.

3. D. Elementos de posicionamiento ventilados 3. D. positioning elements ventilated

Haciendo referencia a las Fig. 11a-11c, un elemento de posicionamiento 500 funciona para posicionar una muestra microflmdica 502 reduciendo la presion de gas que actuan con una parte corriente arriba 504 de la muestra microflmdica en relacion con la presion de gas que actua con una parte corriente abajo 506 de la muestra microflmdica. Referring to FIGS. 11a-11c, a positioning element 500 operates to position a microflmdica sample 502 by reducing the gas pressure acting in an upstream portion 504 of the microflmdica sample relative to the gas pressure that acts with a downstream portion 506 of the microflmdica sample. El elemento de posicionamiento 500 incluye una salida de ventilacion 508 dispuesta en comunicacion gaseosa con una zona 510 a lo largo de la cual se mueve muestra microflmdica 502. La salida de ventilacion 508 se comunica preferentemente con la zona 510 a traves de un pasaje 526. La zona puede ser, por ejemplo, un canal o un conducto. The positioning member 500 includes an outlet 508 disposed in the ventilating gas communication with an area 510 along which moves microflmdica sample 502. The vent 508 preferably communicates with the area 510 through a passage 526. the area may be, for example, a channel or conduit. El elemento de posicionamiento 500 puede incluir tambien un segundo elemento de posicionamiento 516, tal como un material no humectante, para sustancialmente evitar que el fluido de la muestra microflmdica entre en contacto con la salida de ventilacion. The positioning device 500 may also include a second positioning element 516 as a non-wetting material, to substantially prevent fluid from the sample microflmdica contact the vent.

Un estado abierto de una salida de ventilacion 512 permite el pasaje de gas entre la zona 510 y la salida de ventilacion 508. Un estado cerrado de la valvula 512 evita tal pasaje de gas. An open state of a vent 512 allows the passage of gas between the area 510 and the vent 508. A closed state of the valve 512 prevents such gas passage. La valvula 514 esta preferentemente accionada termicamente e incluye una masa 514 de TRS. The valve 514 is preferably powered thermally and includes a mass 514 of TRS.

Un accionador 518 se dispone corriente arriba del elemento de posicionamiento 500. El accionador 518 es preferentemente un accionador de gas y puede incluir una fuente de calor 520 para calentar gas asociado con un accionador 518. El accionador 518 puede incluir un elemento de posicionamiento 522, tal como un material no humectante, para sustancialmente evitar que el fluido de la muestra microflmdica entre en el mismo. An actuator 518 is arranged upstream of the positioning member 500. The actuator 518 is preferably a gas actuator and may include a heat source 520 for heating gas associated with an actuator 518. The actuator 518 can include a positioning element 522, as a non-wetting material, to substantially prevent fluid from the sample between microflmdica therein.

El elemento de posicionamiento 500 funciona preferentemente del siguiente modo. The positioning member 500 preferably operates as follows. Haciendo referencia a la Fig. 11a, la muestra microflmdica 502 se mueve corriente abajo en la direccion de la flecha 524. La muestra microflmdica se mueve preferentemente por una presion de gas proporcionada a partir de un accionador corriente arriba, que no se muestra en las Fig. 9a-9c. Referring to Fig. 11a shows the microflmdica 502 moves downstream in the direction of arrow 524. The microflmdica sample is preferably moved by a gas pressure supplied from a current driver up, not shown in FIG. 9A-9c. La presion de gas actua con la parte corriente arriba 504. Gas pressure acts with the upstream portion 504.

Haciendo referencia a la Fig. 11b, cuando la parte corriente arriba 504 pasa la abertura de la salida de ventilacion 508, el gas corriente arriba se disipa a traves de la salida de ventilacion 508, reduciendo, de este modo, la presion corriente arriba. Referring to Fig. 11b, when the upstream portion 504 passes the opening of the vent 508, the gas stream above dissipates through the vent 508, reducing, thus, the pressure upstream. La reduccion de presion, que preferentemente iguala las presiones corriente abajo y corriente arriba, reduce o elimina la fuerza motriz tendiendo a impulsar la muestra microflmdica corriente abajo. The pressure reduction, which preferably equals the pressures downstream and up, reduces or eliminates the force tending to push driving the microflmdica sample downstream.

Haciendo referencia a la Fig. 11c, la salida de ventilacion 512 esta encerrada para evitar el pasaje de gas entre la zona 510 y salida de ventilacion 508. Preferentemente, el TRS 514 se mueve en el pasaje 526. Cuando se cierra la valvula 512, el accionamiento del accionador 518 proporciona una fuerza motriz para mover la muestra microflmdica 502 corriente abajo en la direccion de la flecha 528 para procesamiento adicional. Referring to Fig. 11c, the vent 512 is enclosed to prevent the passage of gas between the area 510 and vent 508. Preferably, the TRS 514 is moved in the passage 526. When the valve 512 is closed, actuation of the actuator 518 provides a driving force for moving the sample microflmdica 502 downstream in the direction of arrow 528 for further processing.

4. Elementos de posicionamiento de fluido activo 4. Elements of positioning working fluid

Haciendo referencia a las Fig. 15a-15c, un modulo de preparacion de microgota 652 tiene una zona de preparacion de microgota 650, un elemento de posicionamiento de fluido activo 654, un accionador 656 y una valvula 658. Un segundo accionador 660 esta operativamente asociado con el elemento de posicionamiento activo 654 para introducir una muestra microflmdica 666 a la zona de preparacion de microgota 650. Un segundo accionador 660 se ubica preferentemente corriente arriba de la valvula 658. Un modulo de preparacion de microgota 652 prepara una microgota 668, que tiene un volumen predeterminado a partir de la muestra microflmdica 666 recibida en el mismo. Referring to FIGS. 15a-15c, one preparation module microdroplet 652 has a preparation zone microdroplet 650, a positioning of working fluid 654, an actuator 656 and 658. Valve A second actuator 660 is operably associated with the active positioning element 654 for introducing a sample microflmdica 666 to zone 650. a microdroplet preparation of second actuator 660 is preferably located upstream of the valve 658. a microdroplet preparation module 652 prepares a microdroplet 668, having predetermined volume from the sample microflmdica 666 received therein.

Durante su funcionamiento, el modulo de preparacion microflmdico 652 recibe la muestra microflmdica 666, que se mueve corriente abajo debido a la fuerza motriz proporcionada por el segundo accionador 660. La fuerza motriz es preferentemente una presion de gas corriente arriba, que es mas grande que una presion de gas corriente abajo que actua con la muestra microflmdica 666. La muestra microflmdica se mueve corriente abajo hasta que una parte corriente abajo de la misma 670 se encuentra con el elemento de posicionamiento activo 654, que comprende During operation, the module microflmdico preparation 652 receives the microflmdica sample 666, which moves downstream due to the driving force provided by the second actuator 660. The driving force is preferably a pressure gas stream above that is larger than a pressure gas down current acting with microflmdica sample 666. the sample microflmdica moves downstream until a downstream portion 670 thereof is located with the active positioning element 654, comprising

5 5

10 10

15 fifteen

20 twenty

25 25

30 30

preferentemente un sensor 672 que tiene conducciones electricas 674. Las conducciones 674 estan en comunicacion electrica con pasadores I/O del dispositivo microflmdico para permitir que las senales del sensor 672 se reciban por un DAQ. preferably a sensor 672 having electrical leads 674. The leads 674 are in electrical communication with pins I / O device microflmdico to allow the sensor signals 672 are received by a DAQ.

El elemento sensor 672 es preferentemente un par de contactos electricos. The sensor element 672 is preferably a pair of electrical contacts. Para detectar la presencia del lfquido, el DAQ 126 aplica un pequeno voltaje a traves de las conducciones 674 y mide la corriente resultante. To detect the presence of the liquid, the DAQ 126 applies a small voltage across the lines 674 and measures the resulting current. Segun el Kquido de la muestra microflmdica entra en contacto con el primer y segundo contactos, la corriente que pasa entre los mismos cambia, indicando, de este modo, al DAQ 126 que el lfquido ha llegado al sensor 672. According to the microflmdica Kquido the sample contacts the first and second contacts, the current passing between them changes, indicating thus, the DAQ 126 that has reached the sensor lfquido 672.

Cuando se reconoce que el lfquido ha llegado al sensor 672, el DAQ ordena al segundo accionador 660 que disminuya una fuerza motriz corriente abajo que actua con la muestra microflmdica 666. Por ejemplo, el DAQ puede reducir una corriente que fluye a traves de una fuente de calor 676 asociada con un segundo accionador 660 reduciendo, de este modo, una temperatura de un gas en el mismo. When it is recognized that the lfquido has reached sensor 672, the DAQ 660 instructs the second actuator decreases below a current driving force which acts with microflmdica sample 666. For example, the DAQ can reduce a current flowing through a source heat 676 associated with a second actuator 660 lowering, thus, a temperature of a gas therein. La reduccion de temperatura reduce la presion de gas que actua con una parte corriente arriba 678 de muestra microflmdica inhibiendo, de este modo, el movimiento corriente abajo de la muestra microflmdica 666. La muestra microflmdica se posiciona de modo que la primera parte 680 se ubica corriente abajo del accionador 656 y una segunda parte 682 se ubica corriente arriba del accionador 656. The reduction in temperature reduces the gas pressure that acts with an upstream portion 678 of microflmdica shows inhibiting, thus downstream movement of the sample 666. The microflmdica microflmdica sample is positioned so that the first part 680 is located downstream of the actuator 656 and a second portion 682 current lies above the actuator 656.

Para preparar la microgota 668, el DAQ 126 acciona el accionador para proporcionar una fuerza motriz que prepara la microgota 668 a partir de la primera parte 680 de la muestra microflmdica 666. La microgota 668 se mueve corriente abajo mientras que la segunda parte 682 de la muestra microflmdica 666 se mueve corriente arriba del accionador 656. Durante la preparacion de microgota, la valvula 658 puede estar cerrada para aislar sustancialmente el accionador 656 del segundo accionador 660 y otras partes corriente arriba del dispositivo microflmdico. To prepare the microdroplet 668, the DAQ 126 actuates the actuator to provide a driving force that prepares the microdroplet 668 from the first part 680 of the sample 666. The microdroplet microflmdica 668 moves downstream while the second part 682 of the microflmdica sample 666 moves upstream of the actuator 656. During the preparation of microdroplet, the valve 658 may be closed to substantially isolate the actuator 656 of the second actuator 660 and other parts above the microflmdico current device.

El elemento de posicionamiento activo funciona preferentemente como un bucle cerrado que proporciona retroalimentacion del sensor 672 al DAQ. The active positioning element preferably functions as a closed loop feedback sensor 672 provides the DAQ. La retroalimentacion se indica cuando una muestra microflmdica ha alcanzado una posicion predeterminada dentro del dispositivo microflmdico. The feedback is indicated when a sample microflmdica has reached a predetermined position within the microflmdico device. Cuando se recibe la retroalimentacion, el DAQ cambia el estado del accionador que proporciona la fuerza motriz para mover la microgota. When feedback is received, the DAQ changes the state of the actuator that provides the motive force for moving the microdroplet.

Mientras que la anterior invencion se ha descrito con referencia a determinadas realizaciones preferentes, debe tenerse en cuenta que el alcance de la presente invencion no queda limitado a estas. While the foregoing invention has been described with reference to certain preferred embodiments, it should be noted that the scope of the present invention is not limited to these. De este modo, un experto en la tecnica puede encontrar variaciones de estas realizaciones preferentes que, sin embargo, que se encuentran dentro del alcance de las reivindicaciones. Thus, one skilled in the art may find variations of these preferred embodiments which, however, are within the scope of the claims.

Claims (9)

  1. 5 5
    10 10
    15 fifteen
    20 twenty
    25 25
    30 30
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    40 40
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    60 60
    65 65
    REIVINDICACIONES What is claimed
    1. Un dispositivo microflmdico (110) para procesar una muestra microflmdica que contiene celulas, que comprende: 1. A microflmdico device (110) for processing a sample containing microflmdica cells, comprising:
    un modulo de lisis (300) configurado para recibir una muestra microflmdica que contiene celulas, en el que el modulo de lisis comprende una zona de lisis (302), en el que la muestra microflmdica es un lfquido; a module lysis (300) configured to receive a sample containing cells microflmdica, wherein the lysis module comprises a lysis area (302), wherein the sample is a liquid microflmdica; un elemento de posicionamiento (312) configurado para inhibir el movimiento corriente abajo de la muestra microflmdica para posicionar la muestra microflmdica en una posicion de lisis; a positioning element (312) configured to inhibit downstream movement of microflmdica sample to position the sample in a position microflmdica lysis;
    un mecanismo de lisis (308) dentro de la zona de lisis (302), para liberar contenido intracelular a partir de celulas dentro de la zona de lisis; lysis mechanism (308) within the area of ​​lysis (302) to release intracellular contents from cells within the area of ​​lysis; y Y
    un accionador de gas (314) dispuesto corriente arriba del elemento de posicionamiento (312) y la zona de lisis (302) de modo que una prima parte de la muestra microflmdica se dispone corriente arriba del accionador de gas (314) y una segunda parte de la muestra microflmdica se dispone corriente abajo del accionador de gas (314) y corriente arriba del elemento de posicionamiento (312), configurado el accionador de gas (314) para proporcionar una presion de gas suficiente para preparar una microgota (304) que tenga un volumen predeterminado que comprenda contenido intracelular liberado a partir de celulas de la muestra microflmdica que contiene celulas dentro de la zona de lisis (302) mediante la separacion de la segunda parte de la muestra microflmdica de la primera parte de la muestra microflmdica y moviendo la segunda parte de la muestra microflmdica a un emplazamiento corriente abajo del mecanismo de lisis (308) y el elemento de posicionamiento (312). an actuator gas (314) disposed upstream of the positioning member (312) and the area of ​​lysis (302) so that a raw part of the microflmdica sample is arranged upstream of the actuator gas (314) and a second part the microflmdica sample stream is arranged downstream of the actuator gas (314) and upstream of the positioning member (312) configured actuator gas (314) to provide a pressure sufficient gas to prepare a microdroplet (304) having a predetermined volume comprising intracellular contents released from cells of microflmdica sample containing cells within the area of ​​lysis (302) by separating the second part of the microflmdica shows the first part of the microflmdica sample and moving the microflmdica second part of the sample to a downstream location lysis mechanism (308) and the positioning member (312).
  2. 2. El dispositivo microflmdico (110) segun la reivindicacion 1, en el que el dispositivo comprende un sustrato (130, 2. microflmdico device (110) according to claim 1, wherein the device comprises a substrate (130,
    132) y en el que el mecanismo de lisis (308) y el accionador de gas (314) son integrales con el sustrato. 132) and wherein the lysis mechanism (308) and the actuator gas (314) are integral with the substrate.
  3. 3. El dispositivo microflmdico (110) segun la reivindicacion 1 o 2, en el accionador de gas (314) comprende una 3. microflmdico device (110) according to claim 1 or 2, wherein the gas actuator (314) comprises a
    fuente de calor para calentar una cantidad de gas aumentando, de este modo, una presion de gas. heat source for heating a quantity of gas to increase, thus a pressure gas.
  4. 4. El dispositivo microflmdico (110) segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el elemento de posicionamiento (312) comprende una salida de ventilacion para igualar sustancialmente una presion de gas corriente arriba de la muestra microflmdica que contiene celulas con una presion de gas corriente abajo de la muestra microflmdica que contiene celulas cuando la muestra microflmdica que contiene celulas se encuentra en la posicion de lisis para inhibir, de este modo, el movimiento corriente abajo de la muestra microflmdica de que contiene celulas corriente abajo desde la posicion de lisis. 4. microflmdico device (110) according to any one of the preceding claims, wherein the positioning member (312) comprises a vent outlet to substantially equalize a pressure gas outlet above the microflmdica sample containing cells with a pressure current gas down the microflmdica sample containing cells when microflmdica sample containing cells is at position lysis to inhibit, thus downstream movement of microflmdica sample containing current cell down from the position lysis.
  5. 5. Un metodo microflmdico para procesar una muestra microflmdica que contiene celulas, que comprende: 5. A method for processing a microflmdico microflmdica sample containing cells, comprising:
    el posicionamiento, usando un elemento de posicionamiento (312), de la muestra microflmdica que contiene positioning, using a positioning element (312), the sample containing microflmdica
    celulas en una posicion de lisis con respecto a un mecanismo de lisis (308) de una zona de lisis (302) de un modulo de lisis (300) de un dispositivo microflmdico (110), la muestra microflmdica que contiene celulas que comprende un lfquido que contiene celulas; cells in a position lysis regarding a mechanism lysis (308) of an area of ​​lysis (302) of a lysis module (300) of a microflmdico device (110), the microflmdica sample containing cells comprising a liquid It is containing cells;
    el accionamiento del mecanismo de lisis (308) para liberar material intracelular de celulas de la muestra microflmdica que contiene celulas; the drive mechanism lysis (308) to release intracellular material from cells of microflmdica sample containing cells;
    el accionamiento de un accionador de gas (314) dispuesto corriente arriba del elemento de posicionamiento (312) y la zona de lisis (302) para proporcionar una presion de gas suficiente para separar una parte de la muestra microflmdica que contiene celulas que se encuentra corriente abajo del accionador de gas (314) y corriente arriba del elemento de posicionamiento (312) desde una parte de la muestra microflmdica que contiene celulas que se encuentra corriente arriba del accionador de gas (314) y mover la parte corriente abajo de la muestra microflmdica que contiene celulas a un emplazamiento corriente abajo del mecanismo de lisis (308) y el elemento de posicionamiento (312), siendo la parte corriente abajo de la muestra microflmdica una microgota (304) que comprende material intracelular liberado a partir de celulas de la muestra microflmdica que contiene celulas y que tiene un volumen predeterminado. the actuation of a gas (314) disposed upstream of the positioning member (312) and the area of ​​lysis (302) to provide a gas pressure sufficient to remove a portion of the microflmdica sample containing cells that current is down actuator gas (314) and upstream of the positioning member (312) from a part of the microflmdica sample containing cells that is upstream of the actuator gas (314) and move the downstream part of the microflmdica sample containing cells to a downstream location mechanism lysis (308) and the positioning member (312), the downstream portion of the sample microflmdica a microdroplet (304) comprising intracellular material released from cells of the sample microflmdica it is containing cells and having a predetermined volume.
  6. 6. El metodo microflmdico segun la reivindicacion 5, en el que la etapa de posicionamiento comprende poner en contacto la superficie corriente abajo de la muestra microflmdica con un material hidrofobo. 6. The method according to claim microflmdico 5, wherein the positioning step comprises contacting the downstream surface of the microflmdica sample with a hydrophobic material.
  7. 7. El metodo microflmdico segun cualquiera de las reivindicaciones 5 o 6, en el que la etapa de posicionamiento comprende aumentar un radio de curvatura de la muestra microflmdica. 7. The method according microflmdico claim 5 or 6, wherein the positioning step comprises increasing a radius of curvature of the microflmdica sample.
  8. 8. El metodo microflmdico segun cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, en el que la etapa de posicionamiento comprende igualar sustancialmente una presion de gas corriente arriba de la muestra microflmdica con una presion de gas corriente abajo de la muestra microflmdica. 8. The method according microflmdico any of claims 5 to 7, wherein the positioning step comprises substantially matching a pressure gas stream above the microflmdica sample with a pressure gas stream downstream of the microflmdica sample.
  9. 9. El metodo microflmdico segun una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 8, en el que la segunda parte de la muestra microflmdica comprende menos de aproximadamente el 90 por ciento de la muestra microflmdica que contiene celulas. 9. The method according to any microflmdico one of claims 5 to 8, wherein the second part of the microflmdica sample comprises less than about 90 percent of the microflmdica sample containing cells.
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