ES2731530T3 - Aparato para la determinación de la temperatura de dispositivos microfluídicos - Google Patents

Aparato para la determinación de la temperatura de dispositivos microfluídicos Download PDF

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Lazkano Iñigo Aranburu
Ruiz Javier Berganzo
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Abstract

La presente invención es un aparato para la determinación de temperatura de dispositivos microfluídicos y se enmarca dentro del campo de los sistemas de calentamiento y de enfriamiento de cámaras de reacción en dispositivos microfluídicos donde se realizan termociclados o reacciones a temperatura constante.

Description

DESCRIPCIÓN
Aparato para la determinación de la temperatura de dispositivos microfluídicos
Objeto de la invención
La presente invención es un aparato para la determinación de temperatura de dispositivos microfluídicos y se enmarca dentro del campo de los sistemas de calentamiento y de enfriamiento de cámaras de reacción en dispositivos microfluídicos donde se realizan termociclados o reacciones a temperatura constante.
Antecedentes de la invención
Los sistemas de diagnóstico Point Of Care (POC) basados en diagnóstico molecular, disponen, generalmente, de un sistema analizador (en adelante máquina) y de un chip o cartucho desechable que denominaremos dispositivo microfluídico.
El dispositivo microfluídico contiene una o más cámaras de reacción, canales fluídicos que las conectan entre sí y, también canales que conectan con las entradas o salidas fluídicas del dispositivo microfluídico. El control del flujo se lleva a cabo, entre otros medios, mediante válvulas que permiten redirigir el flujo de las muestras fluídicas por el camino adecuado dentro del dispositivo microfluídico.
En las cámaras de reacción tienen lugar reacciones biológicas entre diferentes compuestos. Para que las reacciones ocurran se requiere en ocasiones bien elevar la temperatura de la cámara a un determinado valor, bien reducirla a un determinado valor, o bien realizar unos determinados ciclos de temperatura. La reacción, en este último caso, se ve favorecida cuando las transiciones entre las diferentes temperaturas son rápidas.
Tanto para calentar o enfriar la cámara como para someterla a ciclos térmicos, la máquina debe disponer de los medios necesarios para calentar y/o enfriar el dispositivo microfluídico. Cuando este calentamiento, enfriamiento o ambos procesos se realizan contactando una superficie caliente o fría con el dispositivo microfluídico, el acoplamien­ to térmico entre ambos es primordial para obtener un sistema repetitivo y reproducible.
Un desalineamiento entre las superficies en contacto puede llevar a diferencias significativas en la transmisión del calor que acarrea como consecuencia que la reacción química no se realice de manera óptima, reduciéndose la eficacia de la misma.
Es objeto de esta invención un aparato para la determinación de temperatura de dispositivos microfluídicos según un valor preestablecido, o bien mediante calentamiento o bien mediante enfriamiento, o bien mediante ambos procesos, donde dicho valor de temperatura preestablecido puede estar definido mediante una función dependiente del tiempo. En particular tienen interés funciones que reproducen un determinado ciclo periódico en un determinado plazo de tiempo.
El documento WO2008/000767A1 describe un dispositivo de enfriamiento para una cámara de reacción para procesar un biochip y un método para controlar dicho dispositivo de enfriamiento.
El documento US2010/0227383A1 describe un aparato de detección y determinación de genes, un reactor de genes y una incubadora.
Descripción de la invención
Un primer aspecto de la invención es un aparato, o también denominada máquina en este ámbito de la técnica, destinado a recibir un dispositivo microfluídico sobre el que actúa determinando la temperatura o bien de todo el dispositivo microfluídico o bien de una región de éste.
El uso del término “determinar” cuando se indica que el aparato determina la temperatura del dispositivo microfluídico se interpreta como que, ante un valor de la temperatura tomado como valor objetivo a alcanzar en el dispositivo microfluídico, el aparato provee de los medios que permiten al dispositivo microfluídico alcanzar dicho valor de temperatura transfiriendo calor o bien hacia el dispositivo para calentarlo o bien retirando calor del dispositivo para enfriarlo.
También se incluye la matización de que el aparato está destinado a determinar la temperatura o bien de todo el dispositivo microfluídico o bien de una región de éste. La primera opción es cuando el aparato es capaz de situar a una determinada temperatura a todo el dispositivo microfluídico. La segunda opción corresponde a aquellos casos en los que solo es necesario que la temperatura objetivo se alcance en una determinada zona por ejemplo porque es en esa zona del dispositivo microfluídico donde está la cámara de reacción que debe someterse a un tratamiento térmico. En este caso es posible que el dispositivo microfluídico comprenda una región adaptada para entrar en contacto con el aparato de tal modo que la transferencia a través de esta región asegura que dicho aparato pueda determinar la temperatura de la zona de interés sin ser necesario que la temperatura esté determinada en la totalidad del dispositivo microfluídico.
Tal y como se ha indicado, el dispositivo microfluídico tiene, en particular, cámaras de reacción conteniendo muestras fluídicas que deben estar a una determinada temperatura que en general seguirán una función del tiempo. La función que establece la temperatura objetivo puede ser constante o variable y tiene gran interés cuando la función es variable e incluye ciclos que se repiten a lo largo del tiempo. Este último caso es el que se identificado como “ciclado”.
Cuando la función que establece la temperatura objetivo es variable e incorpora escalones, el aparato según la invención incorpora medios que aseguran una respuesta de la temperatura muy rápida para ceñirse a las exigencias del cambio definido por la función escalonada.
Según este primer aspecto de la invención, el aparato comprende:
- unos medios de alojamiento adaptados para recibir y sujetar el dispositivo microfluídico en una determinada posición y orientación de tal modo que en esta posición la región esencialmente plana del dispositivo microfluídico establece un determinado plano de referencia.
El aparato recibe el dispositivo microfluídico y lo mantiene sujeto en una determinada posición y orientación. Los medios que reciben y sujetan el dispositivo microfluídico aseguran que la región esencialmente plana del dispositivo a través de la cual se lleva a cabo la transferencia de calor para determinar la temperatura esté situada en una posición preestablecida. De este modo, la superficie del aparato que interactuará con esta región del dispositivo microfluídico se aproxima a una posición en la que se encuentra la región de transferencia de calor del dispositivo microfluídico. Es esta región plana del dispositivo microfluídico la que define el plano de referencia que se utilizará para situar en el espacio el resto de los componentes del aparato así como sus movimientos.
No obstante, cuando más adelante se describan ejemplos particulares de la invención con apoyo de las figuras, por comodidad se utilizarán términos como arriba, abajo, derecha o izquierda atendiendo a la orientación mostrada en las figuras aunque siempre se podrán tomar estas referencias absolutas como referencias relativas en función del plano definido por la región plana del dispositivo microfluídico.
- un módulo desplazable al menos según una dirección X-X’ perpendicular al plano de referencia donde el desplazamiento establece al menos una posición de acercamiento al dispositivo microfluídico y una posición alejada del dispositivo microfluídico, donde este módulo desplazable comprende:
o un elemento de presión desplazable según la dirección X-X’, donde el desplazamiento es guiado respecto del módulo desplazable y donde dicho elemento de presión dispone de holgura para permitir estar desalineado respecto de la dirección X-X’,
o una fuente térmica situada en el elemento de presión donde la fuente térmica comprende una superficie de contacto adaptada para apoyar, en la posición de acercamiento, sobre la región de transferencia de calor del dispositivo microfluídico y transferir calor a través de dicha región, o un resorte de presión, comprimible, situado entre el módulo desplazable y el elemento de presión tal que cuando el módulo desplazable se encuentra en la posición de acercamiento al dispositivo microfluídico dicho resorte está comprimido ejerciendo fuerza contra el elemento de presión y éste a su vez presionando la región de transferencia de calor del dispositivo microfluídico mediante la superficie de contacto
El aparato comprende un módulo desplazable y éste a su vez comprende un elemento de presión desplazable respecto del módulo. El módulo desplazable adopta al menos dos posiciones extremas, la posición de acercamiento y la posición alejada. La posición de acercamiento es la posición en la que el aparato permite que se produzca el contacto entre la superficie de contacto de la fuente térmica con la región del dispositivo microfluídico y permitir la transferencia de calor; y, la posición de alejamiento es la posición en la que dicho contacto, de forma preferida, queda liberado por ejemplo para facilitar la retirada del dispositivo microfluídico. Durante el desplazamiento del módulo desplazable desde la posición alejada a la posición de acercamiento, la superficie de contacto adaptada para apoyar sobre la región de transferencia de calor del dispositivo microfluídico contacta con dicha región.
Dado que la superficie de contacto está vinculada con el elemento de presión a través de la fuente térmica, el elemento de presión hace tope y por lo tanto el resorte de presión situado entre el módulo desplazable y el elemento de presión queda presionado.
Como resultado, tras finalizar el desplazamiento del módulo desplazable, el resorte de presión queda comprimido y ésta compresión mantiene una fuerza sobre el elemento de presión, éste a su vez sobre la fuente térmica y por lo tanto sobre la superficie de contacto situada en dicha fuente térmica. Esta fuerza es la que asegura en contacto entre las superficies, la superficie de contacto situada en la fuente térmica y la superficie identificada como región del dispositivo microfluídico adaptada para recibir la superficie de contacto del aparato según la invención.
Existen múltiples factores que dificultan el correcto apoyo de la superficie de contacto de la fuente térmica con la región del dispositivo microfluídico empeorando la transferencia térmica. Defectos de fabricación en el módulo, en el elemento de presión, en los medios de sujeción del dispositivo microfluídico, en la planitud del dispositivo microfluídico, son algunas de las muchas causas que pueden dificultar que las dos superficies a través de las cuales se produce la transferencia de calor no tengan un buen apoyo y se reduzca drásticamente esta transferencia de calor.
Para resolver este problema, la invención establece que el elemento de presión, guiado en su desplazamiento en la dirección X-X' respecto del módulo desplazable, dispone de holgura para permitir estar desalineado respecto de esta misma dirección X-X'. La dirección X-X' es la dirección perpendicular a la superficie definida por la región del dispositivo microfluídico con la que la superficie de apoyo entra en contacto. Por lo tanto, ambas superficies destinadas a entrar en contacto son perpendiculares a la dirección X-X' salvo los posibles errores de posicionamiento como los identificados anteriormente. Dado que la invención establece que el elemento de presión tiene holgura para que admita la desalineación, la fuerza de resorte de presión fuerza a que la superficie de apoyo de la fuente térmica situada en el elemento de presión busque la posición más estable, siendo esta posición más estable el apoyo total de las dos superficies planas: la superficie de apoyo situada en la fuente térmica y la superficie plana definida por la región del dispositivo microfluídico. Esta posición más estable es posible ya que si implica una desalineación del elemento de presión, esta desalineación se alcanza gracias a la holgura.
Según distintos ejemplos de realización la invención permite elevar la temperatura del dispositivo microfluídico, reducirla; o en el caso más complejo establecer periodos de calefactado y periodos de enfriamiento de forma alternativa dando lugar a un tratamiento térmico ciclado.
Descripción de los dibujos
Estas y otras características y ventajas de la invención, se pondrán más claramente de manifiesto a partir de la descripción detallada que sigue de una forma preferida de realización, dada únicamente a título de ejemplo ilustrativo y no limitativo, con referencia a las figuras que se acompañan.
Figura 1 En esta figura se muestra un primer ejemplo de realización en el que esquemáticamente se muestra un dispositivo microfluídico y un módulo perteneciente al aparto para la determinación de temperatura donde de este aparato no se han representado los otros elementos que actúan sobre el módulo ni las carcasas para permitir el acceso visual de los elementos más relevantes de este ejemplo de realización de la invención. El ejemplo de realización permite el enfriamiento del dispositivo microfluídico por debajo de la temperatura ambiente.
Figura 2 En esta figura se muestra una perspectiva estallada del módulo del primer ejemplo de realización permitiendo el acceso visual de los elementos que permiten el enfriamiento del dispositivo microfluídico.
Figura 3 En esta figura se muestra un segundo ejemplo de realización en el que esquemáticamente se muestra un dispositivo microfluídico y un módulo tal y como se ha hecho en el ejemplo anterior. En este ejemplo de realización el módulo contiene unidades de calentamiento para el calentamiento de dispositivos microfluídicos o una región de éste.
Figura 4 En esta figura se muestra una perspectiva estallada del módulo del segundo ejemplo de realización permitiendo el acceso visual de los elementos que permiten el calentamiento del dispositivo microfluídico.
Figura 5 En esta figura se muestra un tercer ejemplo de realización en el que esquemáticamente se muestra un dispositivo microfluídico y un módulo tal y como se han mostrado en los ejemplos anteriores. En este ejemplo de realización el módulo contiene unidades más complejas que en los ejemplos de realización anteriores ya que permiten tanto el calentamiento como el enfriamiento, dado como resultado un aparato apto para termociclados.
Figura 6 En esta figura se muestra una perspectiva estallada del módulo del tercer ejemplo de realización permitiendo el acceso visual de los elementos que permiten tanto el calentamiento como el enfriamiento del dispositivo microfluídico.
Figura 7 En esta figura se muestra un detalle de la posición de las resistencias y de un sensor de temperatura según el tercer ejemplo de realización.
Figura 8 En esta figura se muestra un ejemplo de realización en el que el aparato dispone de medios de acoplamiento con las entradas y salidas fluídicas del dispositivo microfluídico así como de medios para incrementar la presión interna en la cámara para deformar la membrana elásticamente deformable y que a su vez ésta se ciña contra la superficie de contacto para mejorar la transferencia de calor.
Exposición detallada de la invención
La presente invención, de acuerdo al primer aspecto inventivo, es un dispositivo para determinar la temperatura de un dispositivo microfluídico.
En la figura 1 se muestra un ejemplo de realización de un aparato para el enfriamiento de una pluralidad de dispositivos microfluídicos (1). De la pluralidad de dispositivos microfluídicos (1) en la figura 1 únicamente se muestra esquemáticamente un único dispositivo microfluídico (1) y su representación gráfica se ha magnificado intencionadamente para permitir visualizar con claridad los aspectos que se consideran relevantes. El aparato para el enfriamiento permite el enfriamiento de una pluralidad de dispositivos microfluídicos (1) porque comprende un módulo desplazable (2) que a su vez contiene una pluralidad de unidades de enfriamiento, una por dispositivo microfluídico (1) a enfriar.
En un aparato real, cada unidad de enfriamiento que está en el módulo desplazable (2) del aparato actúa sobre un dispositivo microfluídico (1). Aunque en la figura 1 se muestra un único dispositivo microfluídico (1) magnificado, de configuración prismática constituido principalmente a modo de placa de planta rectangular, y con la orientación paralela al lado mayor del módulo desplazable (2), los dispositivos microfluídicos (1) reales y a tamaño real están orientados preferentemente de forma paralela y transversales al lado mayor del módulo desplazable (2) para conseguir un mayor grado de empaquetamiento. Como se ha indicado antes, la representación gráfica de la figura 1 se ha elegido para observar con claridad la posición de la región (R) a enfriar y también el plano de referencia (P) determinado por el plano principal del dispositivo microfluídico (1).
El aparato de enfriamiento dispone de unos medios de sujeción del dispositivo microfluídico (1) en una posición adecuada para interactuar con la unidad que permite el enfriamiento o bien del dispositivo microfluídico (1) o bien de una región (R) del mismo. En este caso particular la región (R) a enfriar es un área dispuesta en la parte inferior del dispositivo microfluídico (1), atendiendo a la orientación mostrada en la figura, donde la región (R) a enfriar es un área plana que define el plano de referencia (R). Este plano de referencia (P) permite definir la dirección perpendicular representada gráficamente mediante el eje X-X'. Esta dirección X-X' es la dirección en la que están distribuidos los componentes de cada una de las unidades de enfriamiento situadas en el módulo desplazable (2). El módulo desplazable (2) está dotado de un movimiento que al menos alcanza dos posiciones extremas, una posición de acercamiento al dispositivo microfluídico (1) y una posición de alejamiento del mismo dispositivo microfluídico (1). El movimiento preferente que tiene al menos estas posiciones extremas es un movimiento lineal según la dirección X-X'.
Dado que el módulo desplazable (2) contiene una pluralidad de unidades de enfriamiento, su movimiento consigue que todas las unidades de enfriamiento se desplacen a la vez respecto de sus dispositivos microfluídicos (1).
En la posición extrema de alejamiento la unidad de enfriamiento no contacta con el dispositivo microfluídico (1) y en la posición extrema de acercamiento la unidad de enfriamiento contacta con el dispositivo microfluídico (1) pudiendo transferir calor; en este ejemplo de realización enfriando la región (R) por debajo de la temperatura ambiente.
El contacto de la unidad de enfriamiento con la región (R) se produce en un punto intermedio del desplazamiento entre la posición extrema de alejamiento y la posición extrema de acercamiento.
La unidad de enfriamiento está formada por un elemento de presión (2.1) formado por una pieza de configuración esencialmente cilíndrica, que se mueve guiada en una cavidad también cilíndrica, dentro del módulo desplazable (R). Se entiende por configuración cilíndrica aquella configuración que contiene una superficie configurada por medio de una generatriz definida por una curva cerrada, donde esta generatriz define la superficie por el desplazamiento a lo largo de una trayectoria definida por una directriz. En los ejemplos de realización que se describirán, esta superficie cilíndrica corresponde a una generatriz definida por una circunferencia, la forma de la sección del cuerpo principal del elemento de presión (2.1), y una directriz recta, el eje X-X'.
Entre el elemento de presión (2.1) y el módulo desplazable (2) hay un resorte de presión (2.2). Durante el desplazamiento del módulo desplazable (2) desde la posición extrema de alejamiento a la posición extrema de acercamiento, el resorte de presión (2.2), una vez que la unidad de enfriamiento entra en contacto con la región (R) del dispositivo microfluídico (1), se comprime hasta alcanzar el mayor grado de compresión en la posición extrema de acercamiento.
El elemento de presión (2.1) tiene una fuente térmica (2.3) donde en este ejemplo de realización la fuente térmica (2.3) comprende una placa peltier situada en el elemento de presión (2.1), en el extremo opuesto a donde está situado el resorte de presión (2.2).
La fuente térmica (2.3) comprende una superficie de contacto (2.3.1) situada sobre la placa peltier. Esta superficie de contacto (2.3.1) es la superficie destinada a entrar en contacto con la región (R) del dispositivo microfluídico con una presión determinada por la compresión del resorte de presión (2.2). El apoyo ente las dos superficies, superficie de contacto (2.3.1) y la región (R), se asegura dotando al elemento de presión (2.1) de una holgura que le permite estar desalineado respecto de la dirección X-X'. La presión entre las dos superficies son las que determinan la orientación del elemento de presión (2.1) y no al revés de forma que el elemento de presión (2.1) actúa como un elemento flotante que se orienta de tal modo que siempre se asegura que las superficies en contacto sean coplanarias, y por lo tanto, que la transferencia de calor entre ambas superficies sea óptimo.
La orientación de la placa peltier es la adecuada para que el calor fluya desde la superficie de contacto (2.3.1) hacia el elemento de presión (2.1) enfriando de este modo la superficie de contacto (2.3.1) y la región (R) del dispositivo microfluídico (1) cuando ambas están en contacto.
El elemento de presión (2.1) se calentará por el calor transferido mediante la placa peltier desde la región (R) y su temperatura subirá tanto menos cuanto mayor sea su capacidad calorífica y su masa; esto es, cuanto mayor sea su inercia térmica.
En este ejemplo de realización el elemento de presión (2.1) está adaptado para transportar calor entre la fuente térmica (2.3) y el módulo (2) para incrementar la inercia térmica y por lo tanto la capacidad de enfriamiento de la región (R) del dispositivo microfluídico (R); de tal modo que, dicho elemento de presión (2.1) es de un material conductor del calor y está guiado por el deslizamiento de una superficie perimetral cilíndrica con una superficie complementaria de guiado dispuesta en el módulo desplazable (2) siendo el contacto entre ambas superficies adecuado para la conducción del calor.
Un incremento en la masa del módulo desplazable (2) incrementa la capacidad de enfriamiento dado que es capaz de recibir mayor calor desde las unidades de enfriamiento.
Otra forma de incrementar la capacidad de enfriamiento, combinable con el incremento de la inercia térmica, es la de incorporar medios de enfriamiento al módulo desplazable (2) por ejemplo mediante aletas disipadoras, ventiladores o ambos. De esta forma el calor evacuado del dispositivo microfluídico es transferido a la atmósfera y la capacidad de enfriamiento no está limitada por la inercia térmica de los componentes del aparato.
En la figura 2 se muestra una perspectiva estallada de parte de los componentes del módulo desplazable (2) y de una de las unidades de enfriamiento, la que se muestra más a la izquierda en la figura.
En los detalles que se muestran en esta figura 2 se observa el cuerpo con forma esencialmente cilíndrica del elemento de presión (2.1) donde en su extremo inferior hay una entalladura (2.1.1) que aloja una grupilla (2.1.2). La grupilla (2.1.2) sirve de asiento para el resorte de presión (2.2). El resorte de presión (2.2) apoya en uno de sus extremos en la grupilla (2.1.2) y el otro extremo en el fondo de la cavidad que aloja al elemento de presión (2.1). La pared lateral de la cavidad, de configuración cilíndrica, es la guía que permite el deslizamiento guiado del elemento de presión (2.1) a lo largo de la dirección X-X'.
En el otro extremo del cuerpo principal del elemento de presión (2.1) se muestra la placa de peltier (2.3). La placa de peltier (2.3) tiene una superficie de contacto (2.3.1) que en la perspectiva estallada se muestra en forma de placa metálica.
La placa de peltier (2.3) con su superficie de contacto (2.3.1) es la fuente térmica en este ejemplo de realización. La placa de peltier (2.3) es un componente activo que debe ser alimentado eléctricamente. Dado su movimiento relativo respecto del módulo desplazable (2), en este ejemplo de realización la alimentación de la fuente térmica (2.3) está constituida por una lámina de circuito impreso (2.5) flexible donde un extremo es solidario al elemento de presión (2.1) y el otro extremo es solidario con el módulo desplazable (2) para establecer la comunicación eléctrica entre el módulo (2) y dicha fuente térmica (2.3) sin impedir el desplazamiento relativo entre uno (2) y otra (2.3). La forma del circuito impreso (2.5) flexible es la de disponer de tantas prolongaciones (2.5.1) como unidades de enfriamiento hay que alimentar. La lámina de circuito impreso (2.5) flexible tiene una extensión (2.5.2) que permite llevar terminales de conducción eléctrica desde un módulo de gestión electrónica (2.6) hasta cada placa peltier (2.3) a través de las prolongaciones (2.5.1).
Este ejemplo de realización es de configuración muy sencilla dado que no dispone de sensores de temperatura. Las placas peltier (2.3) de cada unidad de enfriamiento son alimentadas enfriando los dispositivos microfluídicos (1). La temperatura alcanzada depende de las condiciones de equilibrio e inercias térmicas de cada uno de los componentes tanto del aparato como del dispositivo microfluídico (1).
En un ejemplo de realización el aparato es utilizado para llevar a cabo un enfriamiento a 4°C durante una hora y, posteriormente, enfriarlo a una temperatura más elevada de 10°C durante 30 minutos. Se entiende que ambas temperaturas están por debajo de la temperatura ambiente y, dado que el aparato según este ejemplo de realización no dispone de medios de calentamiento, la elevación de la temperatura se produce porque se reduce el enfriamiento. Este ejemplo de realización es útil por ejemplo en aquellos casos en los que no tiene importancia el tiempo de transición entre temperaturas, por ejemplo para pasar de 4°C a 10°C.
Según otro ejemplo de realización, la placa metálica que forma la superficie de contacto (2.3.1) dispone de sensores de temperatura (2.7) conectados con el módulo de gestión electrónica (2.6) mediante pistas conductoras situadas en el circuito impreso (2.5) flexible. Estos sensores (2.7) permiten al módulo de gestión electrónica (2.6) determinar la potencia de alimentación de las placas peltier (2.3) según la temperatura alcanzada.
Según otro ejemplo de realización, la orientación de las placas peltier (2.3) es la opuesta a la descrita de modo que el flujo de calor es hacia la región (R) del dispositivo microfluídico (1) y por lo tanto el aparato, en lugar de disponer de una pluralidad de unidades de enfriamiento dispone de una pluralidad de unidades de calentamiento.
Las figuras 3 y 4 muestran un segundo ejemplo de realización que comparte los componentes ya descritos en el primer ejemplo de realización salvo que la fuente térmica (2.3) en este caso son resistencias para el calentamiento de una pluralidad de dispositivos microfluídicos (1) o de una región (R) de los mismos. Por este motivo la descripción enfatizará aquellos cambios constructivos respecto del ejemplo ya descrito en base a las figuras 1 y 2.
Esta realización de la invención tiene interés principalmente en su uso para calentar uno o más dispositivos microfluídicos (1) a una temperatura constante y por encima de la temperatura ambiente sin realizar termociclados. Si bien este es el interés principal, es posible determinar formas de calentamiento con evolución en el tiempo más complicadas.
En este ejemplo de realización la temperatura varía sin que sea importante el tiempo de transición de una temperatura a otra. Por ejemplo, es posible calentar el dispositivo microfluídico a 90°C durante una hora y, posteriormente calentarlo a 60°C durante 30 minutos. El tiempo que tarda en pasar de 90°C a 60°C no tiene importancia de modo que este ejemplo de realización no dispone de medios para llevar a cabo un enfriamiento acelerado.
El calentamiento de un dispositivo microfluídico (1) se puede llevar a cabo mediante el primer ejemplo de realización pero este modo de realización resulta más barato y contiene menos componentes.
En este ejemplo de realización el módulo desplazable (2) contiene una pluralidad de unidades de calentamiento que a su vez están formadas por un elemento de presión (2.1), un resorte de presión (2.2) situado entre el elemento de presión (2.1) y el módulo desplazable (2); y una fuente térmica (2.3) constituida por dos resistencias situadas bajo la superficie de contacto (2.3.1) constituida por una placa metálica.
En este ejemplo de realización el apoyo del elemento de presión (2.1) sobre el resorte de presión (2.2) es mediante un escalón situado en el cuerpo principal del elemento de presión (2.1) y no mediante una grupilla (2.1.2) intermedia. La lámina de circuito impreso (2.5) flexible pone en comunicación eléctrica tanto las resistencias (2.3) que generan el calor como unos sensores de temperatura (2.7) con el módulo de gestión electrónica (2.6) para la alimentación de dichas resistencias (2.3) en función de la temperatura alcanzada por la superficie de contacto (2.3.1).
El funcionamiento del módulo desplazable (2) es similar al descrito en el primer ejemplo de realización. Una vez introducido el o los dispositivos (1) microfluídicos en el aparato, el módulo desplazable (2) se desplaza hacia dichos dispositivos (1) microfluídicos de modo que las unidades calentadoras, de las que al menos la superficie de contacto (2.3.1) sobresale de la superficie superior del módulo desplazable (2), se retraen hacia el interior del módulo desplazable (2). El resorte de presión (2.2) queda comprimido y genera la fuerza de presión adecuada entre la región (R) del dispositivo microfluídico (1) y la superficie de contacto (2.3.1) asegurando el buen contacto térmico debido principalmente a la holgura del elemento de presión (2.1) con el módulo desplazable (2) para permitir que la región (R) del dispositivo microfluídico (1) y la superficie de contacto (2.3.1) sean coplanarias.
La lámina de circuito impreso (2.5) flexible permite que las resistencias (2.3) estén en conexión eléctrica con el módulo de gestión electrónica (2.6) mostrado a la izquierda. El módulo de gestión electrónica (2.6) tiene lecturas de la temperatura tomadas mediante cada sensor de temperatura (2.7) y suministra energía eléctrica a las resistencias de calentamiento que proveen del calor necesario a la región (R) de los dispositivos microfluídicos (1) a través de la placa metálica (2.3.1). La placa metálica, en todos los ejemplos de realización se ha construido en cobre. En este ejemplo de realización la placa metálica permite la transferencia de calor desde las resistencias situadas en su parte inferior, donde esta superficie inferior es la opuesta a la mostrada arriba y que es la que entra en contacto con la región (R).
El elemento de presión (2.1) en este ejemplo de realización se ha llevado a cabo preferentemente en plástico, siendo adecuados materiales con baja conductividad térmica con el fin de que el calor generado en las resistencias (2.3) no se transfiera hacia el módulo desplazable (2) sino que prácticamente en su totalidad se transfiera a la región (R) del dispositivo microfluídico (1).
Para cambiar la temperatura de la región (R) del dispositivo microfluídico (1) el módulo de gestión electrónica (2.6) varía la potencia suministrada a las resistencias (2.3) de calentamiento y, transcurrido un periodo de tiempo, se alcanza la nueva temperatura.
Las figuras 5 y 6 muestran un tercer ejemplo de realización más complejo que los ejemplos de realización anteriores ya que permite tanto el calentamiento de la región (R) del dispositivo microfluídico (1) como su enfriamiento.
Dado que la mayor parte de los componentes son comunes a los ejemplos anteriores, en la descripción de este ejemplo de realización la descripción pondrá especial énfasis en aquellos elementos que son distintos.
El modo de funcionamiento global es similar a los ejemplos anteriores. Cada uno de los dispositivos microfluídicos (1) de la pluralidad de dispositivos microfluídicos que son manipulables por el aparato según este ejemplo de realización está dispuesto consecutivamente. El módulo desplazable (2) tiene una pluralidad de unidades de tratamiento térmico donde ahora la unidad de tratamiento térmico es capaz de calentar y de enfriar.
En este ejemplo de realización los elementos esenciales de la invención permiten llevar a cabo el calentamiento de la región (R) del dispositivo microfluídico (1) y diversos componentes adicionales que alojan a los anteriores permiten llevar a cabo el enfriamiento.
La configuración se muestra en la figura 5 donde el módulo desplazable (2) muestra una alineación de unidades de tratamiento térmico que dejan en su parte superior accesible la superficie de contacto (2.3.1) que está destinada a presionar la región (R) del dispositivo microfluídico (1).
En este ejemplo de realización, el desplazamiento del módulo desplazable (2) desde la posición de alejamiento a la posición de acercamiento es según la dirección X-X' perpendicular al plano de referencia (P) definido por el área plana delimitada por la región (R). En este desplazamiento las superficies de contacto (2.3.1) entran en contacto con las regiones (R) correspondientes a su dispositivo microfluídico (1).
El elemento de presión (2.1) en este ejemplo de realización es de dimensiones menores al mostrado en ejemplos anteriores y se encuentra alojado, en lugar de estar en contacto directo con una cavidad del módulo desplazable (2), en una pieza de inercia térmica (2.4) intermedia que es a su vez la que está alojada en contacto directo con la cavidad del módulo desplazable (2).
El resorte de presión (2.2) se sitúa entre el elemento de presión (2.1) y la base de la cavidad de la pieza de inercia térmica (2.4) que aloja tanto el resorte de presión (2.2) como el elemento de presión (2.1). Es este resorte de presión (2.2) el que se comprime principalmente en el desplazamiento del módulo desplazable (2) desde la posición de alejamiento hacia la posición de acercamiento.
El elemento de presión (2.1) tiene holgura respecto de la pieza que lo aloja de forma directa, la pieza de inercia térmica (2.4), y por lo tanto resulta también tener holgura respecto del módulo de desplazamiento (2).
En la parte superior del elemento de presión (2.1) se encuentra una chapa metálica, solidaria con el elemento de presión (2.1), que tiene dispuesta en su parte inferior tanto unas resistencias actuando como fuente térmica (2.3) para la generación de calor como un sensor de temperatura (2.7) para enviar una señal a la unidad de gestión electrónica (2.6). Como en otros ejemplos de realización la comunicación eléctrica tanto para la alimentación de las resistencias (2.3) como para la conexión del sensor de temperatura (2.7) es por medio de una lámina de circuito impreso (2.5) flexible que dispone de prolongaciones (2.5.1) que permiten el alojamiento tanto de las resistencias (2.3) como del sensor (2.7).
La pieza de inercia térmica (2.4) es desplazable según la dirección X-X' estando limitado su movimiento en el sentido de alejamiento del dispositivo microfluídico (1) mediante un asiento de apoyo (2.8). Si la pieza de inercia térmica (2.4) estuviese fijada en esta posición haciendo contacto con el asiento de apoyo (2.8) el aparato se comportaría de forma similar al aparato según el segundo ejemplo de realización.
En este ejemplo de realización el elemento de presión (2.1) es de menores dimensiones y en particular de menor diámetro dejando accesible una segunda superficie de contacto (2.3.2) situada en oposición a la primera superficie de contacto (2.3.1), en este ejemplo las superficies están en las superficies principales de la chapa metálica que contacta con la región (R) del dispositivo microfluídico (1). La segunda superficie de contacto (2.3.2) es un área perimetral.
La pieza de inercia térmica (2.4) muestra en su extremo opuesto a donde tiene el asiento de apoyo (2.8) una segunda región (R2) enfrentada a la segunda superficie de apoyo (2.3.2). La compresión del resorte de presión (2.2) mantiene separadas estas dos superficies, la segunda región (R2) y la segunda superficie de apoyo (2.3.2) aunque el módulo desplazable (2) esté en la posición extrema de acercamiento.
No obstante, el asiento de apoyo (2.8), en este ejemplo de realización, tiene una perforación que permite el paso de un tornillo (2.4.1) solidarizado con la pieza de inercia térmica (2.4) pasando a través de la perforación del asiento de apoyo (2.8).
Se consideran equivalentes otras piezas solidarizadas con la pieza de inercia térmica (2.4) si cumplen la función de permitir un acceso fácil por otros componentes desde la posición inferior. La ventaja del uso de un tornillo (2.4.1) es que el montaje por roscado es sencilla.
En particular el acceso fácil es el de unos medios de impulsión que permiten ejercer fuerza sobre la pieza de inercia térmica (2.4) para que ésta ascienda acercándose la segunda región (R) de la pieza de inercia térmica (2.4) hacia la segunda superficie de contacto (2.3.2) hasta contactar ambas, comprimiendo en mayor grado el resorte de presión (2.2).
En este ejemplo de realización se ha dispuesto un resorte de recuperación (2.4.2) situado entre la cabeza del tornillo (2.4.1) y la parte inferior del asiento de apoyo (2.8) para permitir que la pieza de inercia térmica (2.4) se aleje nuevamente descendiendo.
Los medios de impulsión que elevan la pieza de inercia térmica (2.4) están formados por un vástago de impulsión (2.9) desplazable en la dirección según el eje X-X' y que contacta con la cabeza del tornillo (2.4.1) presionándolo hacia arriba. El contacto se produce primero con un resorte de amortiguación (2.10) que es el primero que comienza a transmitir el impulso para que éste sea más suave.
En este ejemplo de realización el elemento de presión (2.1) es de material aislante para que el calor generado por las resistencias (2.3) no se transmita a la pieza de inercia térmica (2.4). La pieza de inercia térmica (2.4) tiene como función enfriar la placa metálica al contactar su segunda región (R2) con la segunda superficie de contacto (2.3.2). Esta pieza de inercia térmica (2.4) tiene una temperatura baja por lo que al contactar su segunda región (R2) con la segunda superficie de contacto (2.3.2) la pieza enfría la región (R) del dispositivo microfluídico (1). En esta operación de enfriamiento las resistencias (2.3) están desconectadas por lo que la transferencia de calor se debe únicamente al contacto de la pieza de inercia (2.4) y dicha transferencia es para enfriar.
A su vez la pieza de inercia térmica (2.4) es buena conductora del calor y la superficie de contacto con el módulo desplazable (2), en este ejemplo de realización la superficie que permite el desplazamiento guiado entre ambos componentes, también está adaptada para conducir el calor transfiriendo el calor a la masa formada por el módulo desplazable (2). Al igual que en otros ejemplos de realización el módulo desplazable (2) puede a su vez disponer de medios de refrigeración que ayuden a evacuar el calor a la atmósfera.
Con la aplicación alternada de calor energizando las resistencias (2.3) y de frio elevando y haciendo que contacte la segunda región (R2) de la pieza de inercia térmica (2.4) con la segunda superficie de contacto (2.3.2) se consigue elevar la temperatura y reducirla en un tiempo de transición reducido. La alternancia en calentamiento y enfriamiento permite el ciclado de los dispositivos microfluídicos (1).
En este ejemplo de realización y en particular en la figura 5 se muestran los vástagos de impulsión (2.9) sobresaliendo por la parte inferior. Es posible una actuación individualizada para cada dispositivo microfluídico (1) o una actuación común por ejemplo mediante una única pieza que presiona todos los vástagos de impulsión (2.9). En este ejemplo de realización el actuador es un motor con reducción y elemento de transformación de movimiento rotativo a lineal. Este detalle no se ha mostrado en las figuras.
El enfriamiento del módulo desplazable (2) se puede llevar a cabo con radiadores, con radiadores que tienen interpuestas placas peltier para incrementar el calor evacuado y también con ventiladores en cualquiera de los casos anteriores.
La figura 7 muestra un detalle de la posición de las resistencias (2.3) y del sensor (2.7) debajo de la placa metálica que comprende las dos superficies de contacto (2.3.1, 2.3.2) situadas en la prolongación (2.5.1) de la lámina de circuito impreso (2.5) flexible. Esta configuración de las resistencias (2.3) y del sensor (2.7) cuando existe es también el utilizado en los ejemplos anteriores.
En algunos de los ejemplos de realización descritos, las piezas cilíndricas con desplazamiento según la dirección X­ X' tienen impedido el giro en torno a dicha dirección. En particular, en el segundo ejemplo de realización mostrado en las figuras 3 y 4 el elemento de presión (2.1) dispone de dos entalladuras laterales (2.12) que están formadas por tramos planos paralelos al menos en un tramo extendido en la dirección longitudinal X-X'. Estas entalladuras planas (2.12) paralelas quedan situadas entre dos tetones (2.11) de tal modo que los tetones (2.11) deslizan sobre estas superficies impidiendo que el elemento de presión (2.1) gire.
Esta misma solución técnica es la mostrada en el tercer ejemplo de realización en la pieza de inercia térmica (2.4) siendo ahora ésta pieza de inercia térmica (2.4) la que dispone de las entalladuras (2.11).
En este tercer ejemplo también se ha impedido el giro del elemento de presión (2.1). El elemento de presión dispone de una ranura (2.14) longitudinal que aloja otro tetón (2.13) que es el que impide el giro del elemento de presión (2.13).
Volviendo al tercer ejemplo de realización, una vez vista la estructura del aparato se describe su uso.
Este ejemplo de realización permite al aparato calentar el dispositivo microfuidico (1) realizando un termociclado, esto es, realizando ciclos con varias temperaturas diferentes y transiciones rápidas entre cada temperatura. Para ello se requieren medios de calentamiento y enfriamiento. Todas las temperaturas están por encima de la temperatu­ ra ambiente, con lo que los medios de enfriamiento son pasivos (no producen frio). El medio de enfriamiento es la pieza de inercia térmica (2.4), en este ejemplo de realización es metálica para que sea buena conductora térmica, que se mantiene a una temperatura cercana a la temperatura ambiente.
Cuando la pieza de inercia térmica (2.4) se pone en contacto con la placa metálica que comprende tanto la primera superficie de contacto (2.3.1) como la segunda superficie de contacto (2.3.2), al estar más fría la pieza de inercia térmica (2.4) que la placa metálica que dispone de las resistencias (2.3), la enfría rápidamente, calentándose dicha pieza de inercia térmica (2.4) a su vez. Este calor que pasa a pieza de inercia térmica (2.4) se disipará poco a poco hacia el módulo desplazable (2) durante el resto del ciclo con el fin de mantener la pieza de inercia térmica (2.4) con la temperatura suficientemente baja como para poder servir de medio de enfriamiento en el siguiente ciclo.
Una vez introducido el dispositivo microfluídico (1) en el aparato, todo el módulo de desplazamiento (2) se desplaza hacia el dispositivo microfluídico (1) de tal modo que las placas metálicas que comprenden la primera superficie de contacto (2.3.1) con las resistencias (2.3), que inicialmente sobresalen de la superficie superior del módulo despla­ zable (2), se retraen conjuntamente con el elemento de presión (2.1) a la que es solidaria, hacia el interior de la pieza de inercia térmica (2.4). El resorte de presión (2.2) queda comprimido y presiona la superficie de contac­ to (2.3.1) contra el dispositivo microfluídico (1) asegurando el buen contacto térmico debido, además de por la pre­ sión del resorte de presión (2.2), a la holgura del elemento de presión (2.1) alojado dentro de la pieza de inercia térmica (2.4) que permite que el dispositivo microfluídico (1) y la superficie de contacto (2.3.1) sean coplanarias. El elemento de presión (2.1) es preferentemente de material plástico o cualquier otro materia de baja conductividad térmica, con el fin de que las resistencias (2.3) estén aisladas térmicamente del módulo desplazable y, de este mo­ do, se reduzca la potencia necesaria para obtener la temperatura de calentamiento deseada.
La pieza de inercia térmica (2.4) es preferentemente de cobre u otro metal con alta conductividad térmica, con el fin de que sea capaz de enfriar la plaza metálica a través de su segunda superficie de contacto (2.3.2) lo más rápida­ mente posible y, posteriormente, disipe el calor recibido a través de dicho segunda superficie de contacto (2.3.2) hacia el módulo desplazable (2) y, de este modo, se mantenga refrigerada para el próximo enfriamiento.
Como en otros ejemplos, la lámina de circuito impreso (2.5) flexible permite que las resistencias (2.3) se conecten al módulo de gestión electrónica (2.6) que es el que lee la temperatura que indica la sonda de temperatura (2.7) y su­ ministra energía eléctrica a las resistencias (2.3) de calentamiento que calientan el dispositivo microfluídico (1) a través de la placa metálica, en este ejemplo de realización de cobre.
Cuando en el proceso de termociclado, típico por ejemplo en una reacción de PCR, hay que reducir la temperatura (enfriamiento), el sistema procede como sigue: el módulo de gestión electrónica (2.6) corta la potencia eléctrica suministrada a las resistencias (2.,3) de calentamiento; los medios de impulsión empujan el vástago (2.9) de impul­ sión hacia arriba el cual, a su vez, empuja al tornillo (2.4.1) hacia arriba; y éste (2.4.1), al ser solidario a la pieza de inercia térmica (2.4), la desplaza hacia arriba hasta que entra en contacto con la chapa metálica que comprende tanto la primera superficie de contacto (2.3.1) como la segunda superficie de contacto (2.3.2) así como la resisten­ cias (2.3) de calentamiento en su parte inferior, donde están las resistencias (2.3).
Como la pieza de inercia térmica (2.4) se encuentra a una temperatura próxima a la temperatura ambiente e inferior a la temperatura de la placa metálica, ésta (2.4), al entrar en contacto con la pieza de inercia térmica (2.4) se enfría rápidamente.
Cuando módulo de gestión electrónica (2.6) detecta, utilizando el sensor de temperatura (2.7), que la temperatura ha alcanzado el valor requerido, el aparato deja de presionar al vástago (2.9). El vástago (2.9) vuelve a su posición inicial empujado por el resorte de amortiguación (2.10) que lleva concéntrico. Al relajarse este resorte de amortigua­ ción (2.10), el resorte de recuperación (2.4.2) concéntrico al tornillo (2.4.1) empuja a dicho tornillo (2.4.1) hacia abajo y este (2.4.1) arrastra a su vez a la pieza de inercia térmica (2.4) que deja de contactar la placa metálica dándose por finalizado el proceso de enfriamiento.
El aparato, según cualquiera de los ejemplos de realización, dispone de medios adicionales para mejorar la transmi­ sión de calor entre la superficie de contacto (2.3.1) de la fuente térmica (2.3) y el dispositivo microfluídico (1) o una región (R) de éste (1). El dispositivo microfluídico (1) dispone de entradas fluídicas, salidas fluídicas o ambas que están en comunicación con las cámaras (C) internas donde las cámaras (C) están cerradas mediante una membra­ na elásticamente deformable (M).
Los medios adicionales para mejorar la transmisión de calor son unos medios de acoplamiento con la o las entradas fluídicas y la o las salidas fluídicas que dispone el dispositivo microfluídico así como unos medios de incremento de la presión para incrementar la presión interna (Pint) de la cámara (C) tal que la membrana elásticamente deformable (M) es coincidente con la región (R) de intercambio de calor.
Tal y como se muestra en la figura 8, el dispositivo microfluídico (1) tiene una cámara (C) cerrada mediante una membrana elásticamente deformable (M). La membrana elásticamente deformable (M) del dispositivo microfluídico (1), cuando éste (1) está en los medios de alojamiento y sujeción del aparato, está orientada hacia la superficie de contacto (2.3.1) de la fuente térmica (2.3). La región de la membrana elásticamente deformable (M) destinada a entrar en contacto con la superficie de contacto (2.3.1) de la fuente térmica (2.3) es la región identificada en los di­ versos ejemplos de realización como región R.
El incremento de la presión interna (Pint) en el interior de la cámara (C) genera una deformación en la membrana elásticamente deformable (M) tal que dicha membrana (M) se ciñe contra la superficie de apoyo (2.3.1).
Si bien el elemento de presión (2.1) dispone de holgura para permitir estar desalineado respecto de la dirección X-X' favoreciendo el apoyo entre superficies, esta holgura tendría la limitación de no conseguir el contacto total con su­ perficies rígidas con ligeras deformaciones respecto de un plano.
El efecto de deformación de la membrana (M) mediante el incremento de la presión interna (Pint) en el interior de la cámara (C) es el de asegurar el contacto entre las dos superficies (R, 2.3.1) en todos los puntos del área de contacto asegurando una presión homogénea en toda esta misma área incluso ante ligeras irregularidades de la superficie de contacto (2.3.1), la superficie que es rígida.
La figura 8 muestra la deformación de la membrana (M) por el efecto de la presión interna (Pint) en el interior de la cámara (C) ciñéndose sobre la superficie de contacto (2.3.1) incluso con un pequeño distanciamiento de la membra­ na (M) y dicha superficie de contacto (2.3.1).
En un dispositivo real, la presión de la superficie de contacto (2.3.1) por el resorte (2.2) de presión combinada con la presión interna (Pint) ejercida en el interior de la cámara (C) del dispositivo microfluídico (1) asegura el contacto ópti­ mo incluso cuando la superficie de contacto (2.3.1) es irregular, consiguiendo siempre la misma capacidad de trans­ ferencia de calor, detección de temperatura y un control más preciso.
Al calentar la cámara (C) mediante las resistencias y encontrarse la entradas y salidas del disposiotivo microfluídi­ co (1) cerradas, se genera una sobrepresión adicional que aumenta el efecto potenciador de la repetitividad y reproducibilidad en termociclados como la PCR (polimerasa Chain Reaction).
Igualmente, al encontrarse la cámara (C) de reacción a sobrepresión, la formación de burbujas en su interior al ser calentada es menor, aumentando el efecto potenciador de la repetitividad y reproducibilidad en termociclados como la PCR (polimerasa Chain Reaction).

Claims (13)

REIVINDICACIONES
1. Un aparato para la determinación de temperatura de dispositivos (1) microfluídicos, o partes del mismo, con al menos una región (R) plana adecuada para la transferencia de calor, en donde dicho aparato comprende:
- unos medios de alojamiento adaptados para recibir y sujetar el dispositivo (1) microfluídico en una determinada posición y orientación de tal modo que en esta posición la región (R) plana del dispositivo (1) microfluídico establece un determinado plano de referencia (P),
- un módulo desplazable (2) al menos según una dirección X-X' perpendicular al plano de referencia (P) donde el desplazamiento establece al menos una posición de acercamiento al dispositivo microfluídico (1) y una posición alejada del dispositivo microfluídico (P), donde este módulo desplazable (2) comprende:
o un elemento de presión (2.1) desplazable según la dirección X-X', donde el desplazamiento es guiado respecto del módulo desplazable (2) y donde dicho elemento de presión (2.1) dispone de holgura para permitir estar desalineado respecto de la dirección X-X',
o una fuente térmica (2.3) situada en el elemento de presión (2.1) donde la fuente térmica (2.3) comprende una superficie de contacto (2.3.1) adaptada para apoyar, en la posición de acercamiento, sobre la región (R) de transferencia de calor del dispositivo microfluídico (1) y transferir calor a través de dicha región (R),
o un resorte (2.2) de presión, comprimible, situado entre el módulo desplazable (2) y el elemento de presión (2.1) tal que cuando el módulo desplazable (2) se encuentra en la posición de acercamiento al dispositivo microfluídico (1) dicho resorte (2.2) está comprimido ejerciendo fuerza contra el elemento de presión (2.1) y éste (2.2) a su vez presionando la región (R) de transferencia de calor del dispositivo microfluídico (1) mediante la superficie de contacto (2.3.1).
2. El aparato según la reivindicación 1, que adicionalmente comprende una alimentación de la fuente térmica (2.3), donde la alimentación de la fuente térmica (2.3) está constituida por una lámina de circuito impreso (2.5) flexible donde un extremo es solidario al elemento de presión (2.1) y el otro extremo es solidaria con el módulo desplazable (2) para establecer la comunicación eléctrica entre el módulo (2) y dicha fuente térmica (2.3) sin impedir el desplazamiento relativo entre uno (2) y otra (2.3).
3. El aparato según la reivindicación 1 o 2, donde la fuente térmica (2.3) es una placa peltier para transferir calor entre la superficie de contacto (2.3.1) y el elemento de presión (2.1) sobre el que está dicha placa peltier.
4. El aparato según la reivindicación 3, donde la placa peltier está orientada de tal modo que transfiere el calor desde la superficie de contacto hacia el elemento de presión (2.1) enfriando la superficie de contacto (2.3.1).
5. El aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el módulo desplazable (2) comprende una masa con inercia térmica y el elemento de presión (2.1) está adaptado para transportar calor entre la fuente térmica (2.3) y el módulo (2); en donde el elemento de presión (2.1) tiene un cuerpo principal cilíndrico, de tal modo que, dicho elemento de presión (2.1) es de un material conductor del calor y está guiado por el deslizamiento de una superficie perimetral cilíndrica del elemento de presión (2.1) con una superficie complementaria de guiado dispuesta en el módulo desplazable (2) siendo el contacto entre ambas superficies adecuado para la conducción del calor.
6. El aparato según la reivindicación 1 o 2, donde la fuente térmica (2.3) comprende una resistencia de disipación de calor para el calefactado de la superficie de contacto (2.3.1).
7. El aparato según la reivindicación 6, donde el elemento de presión (2.1) es de material aislante térmico.
8. El aparato según la reivindicación 6 o 7, donde el elemento de presión (2.1) y el resorte (2.2) de presión se encuentran alojados en una pieza de inercia térmica (2.4), desplazable en la dirección X-X' respecto del módulo desplazable (2), de tal modo que:
- el elemento de presión (2.1) es desplazable en la dirección X-X' respecto de la pieza de inercia térmica (2.4) donde dicho elemento de presión (2.1) dispone de holgura con el alojamiento de la pieza de inercia térmica (2.4) para permitir estar desalineado respecto de la dirección X-X'; y, el resorte (2.2) de presión se encuentra entre el elemento de presión (2.1) y dicha pieza de inercia térmica (2.4), - el módulo desplazable (2) comprende un asiento de apoyo que limita el desplazamiento de la pieza de inercia térmica (2.4) en el sentido que corresponde a la separación respecto de la región (R) del dispositivo microfluídico,
- la pieza de inercia térmica (2.4) comprende una segunda región (R2) de transferencia de calor, - la fuente térmica (2.3) comprende una segunda superficie de contacto (2.3.2) dispuesta en oposición a la primera superficie de contacto (2.3.1), la primera superficie de contacto estando adaptada para apoyar sobre la región (R) de transferencia de calor del dispositivo microfluídico (1), y donde esta segunda superficie de contacto (2.3.2) está adaptada para recibir el apoyo con contacto de la segunda región (R2) de transferencia de calor de la pieza de inercia térmica (2.4) e intercambiar calor a través de dicho apoyo,
- la primera superficie de contacto (2.3.1) está comunicada térmicamente con la segunda superficie de contacto (2.3.2); y,
- la pieza de inercia térmica (2.4) dispone de medios de impulsión (2.9, 2.10) tal que fuerzan el apoyo con contacto entre la segunda región (R2) de transferencia de calor y la segunda superficie de contacto (2.3.2) de la fuente térmica (2.3).
9. El aparato según la reivindicación anterior, donde el módulo desplazable (2) comprende una masa con inercia térmica y la pieza de inercia térmica (2.4) está adaptada para transportar calor entre el módulo (2) y su segunda región (R2) de transferencia de calor; de tal modo que, dicha pieza de inercia térmica (2.4) es de un material conductor del calor y está guiada por el deslizamiento de una superficie perimetral cilíndrica de la pieza de inercia térmica (2.4) con una superficie complementaria de guiado dispuesta en el módulo desplazable (2) siendo el contacto entre ambas superficies adecuado para la conducción del calor.
10. El aparato según la reivindicación 9, donde la pieza de inercia térmica (2.4) dispone de un conjunto tornillo (2.4.1), resorte de recuperación (2.4.2) de tal modo que:
- el tornillo (2.4.1) está situado en oposición a la segunda región (R2) de transferencia de calor reteniendo el resorte de recuperación (2.4.2) entre dicho tornillo (2.4.1) y la pieza de inercia térmica (2.4),
- el apoyo que limita el desplazamiento de la pieza de inercia térmica (2.4) está interpuesto entre el resorte de recuperación (2.4.2) y la pieza de inercia térmica (2.4); y,
- donde los medios de impulsión (2.9, 2.10) actúan sobre el tornillo (2.4.1).
11. El aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el aparato dispone de unos medios de control adaptados para generar ordenes de desplazamiento que comprenden:
- el desplazamiento del módulo desplazable (2) de la posición alejada a la posición de aproximación a la región (R) del dispositivo microfluídico,
- la alimentación de la fuente térmica,
- la separación del módulo desplazable (2).
12. El aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde dicho aparato está adaptado para ac­ tuar sobre un dispositivo microfluídico (1) que:
- comprende entradas fluídicas, salidas fluídicas o ambas que están en comunicación con al menos una cámara (C) interna donde dicha cámara (C) está cerrada mediante una membrana elásticamente deformable (M),
- la superficie exterior de la membrana elásticamente deformable (M) que cierra la cámara (C) es la re­ gión (R) adaptada para entrar en contacto con la superficie de contacto (2.3.1) de la fuente térmi­ ca (2.3),
donde el aparato dispone de medios de acoplamiento con la o las entradas fluídicas y la o las salidas fluídicas que están en comunicación fluídica con la cámara (C) del dispositivo microfluídico (1) así co­ mo unos medios de incremento de la presión para incrementar la presión interna (P¡nt) de la cáma­ ra (C) para mejorar el contacto entre la superficie de contacto (2.3.1) y la superficie exterior de la membrana elásticamente deformable (M) que cierra la cámara (C).
13. Un sistema que comprende un aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores y un dispositivo microfluídico (1).
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