ES2912548T3 - Intercalador con primera y segunda capa de adhesivo - Google Patents

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Abstract

Un intercalador que comprende: una capa base que tiene una primera superficie y una segunda superficie opuesta a la primera superficie, la capa base comprende tereftalato de polietileno (PET) negro; una primera capa adhesiva dispuesta sobre la primera superficie de la capa base, la primera capa adhesiva comprende adhesivo acrílico; una segunda capa adhesiva dispuesta sobre la segunda superficie de la capa base, la segunda capa adhesiva comprende adhesivo acrílico; y una pluralidad de canales de microfluidos que se extienden a través de cada una de la capa base, la primera capa adhesiva y la segunda capa adhesiva.

Description

DESCRIPCIÓN
Intercalador con primera y segunda capa de adhesivo
Antecedentes
Diferentes protocolos de investigación biológica o química implican la realización de un gran número de reacciones controladas en superficies de soporte locales o dentro de cámaras de reacción predefinidas. Después, las reacciones deseadas pueden observarse o detectarse y el análisis subsecuente puede ayudar a identificar o revelar las propiedades de los productos químicos involucrados en la reacción. Por ejemplo, en algunas pruebas múltiples, un analito desconocido que tiene una marca identificable (por ejemplo, una marca fluorescente) puede exponerse a miles de sondas conocidas en condiciones controladas. Cada sonda conocida puede depositarse dentro de un pozo correspondiente de una microplaca. La observación de cualquier reacción química que ocurra entre las sondas conocidas y el analito desconocido dentro de los pozos puede ayudar a identificar o revelar las propiedades del analito. Otros ejemplos de tales protocolos incluyen procesos de secuenciación de ADN, tales como secuenciación por síntesis o secuenciación de matriz cíclica. En la secuenciación de matriz cíclica, se secuencia una serie densa de características de ADN (por ejemplo, molde de ácidos nucleicos) a través de ciclos iterativos de manipulación enzimática. Después de cada ciclo, se puede capturar una imagen y analizarla subsecuentemente con otras imágenes para determinar una secuencia de las características del ADN.
Los avances en la tecnología de microfluidos han permitido el desarrollo de celdas de flujo que pueden realizar secuenciaciones genéticas rápidas o análisis químicos mediante el uso de nanolitros o incluso volúmenes más pequeños de una muestra. Convenientemente, tales dispositivos de microfluidos pueden soportar numerosos ciclos de alta y baja presión, exposición a productos químicos corrosivos, variaciones de temperatura y humedad, y proporcionar una alta relación señal/ruido (SNR).
Desde US 2015/367346 A1, se conoce un sistema de clasificación de células que usa componentes microfabricados, incluido un intercalador que puede estar hecho de policarbonato, polimetilmetacrilato o polímeros de olefina cíclica u otros plásticos; este intercalador se fija a un sustrato de silicona mediante una capa adhesiva hecha con cola, epoxi o cemento. Análisis de Hibridación in Situ de Fluorescencia y Atrapamiento de Células Únicas de Alta Eficiencia mediante el uso de un Dispositivo de Microfluido de a Poli(dimetilsiloxano) Integrado con Micromalla de a Poli(teraftalato de etileno) negro por Tadashi Matsunaga y otros, publicado en Analytical Chemistry vol. 80, núm. 13, 7 de junio de 2008, págs. 5139-5145, analiza el PET Negro como una opción ventajosa de material para sustratos; Disminución no lineal de la fluorescencia de fondo en películas delgadas de polímero - a estudio del material y cómo pueden complicar la detección de fluorescencia en [mu]TAS por Kenneth R. Hawkins y otros, publicado en Lab on a Chip, vol. 3, núm. 4, 18 de septiembre de 2003, págs. 248-525, sugiere polimetilmetacrilato (PPMA), policarbonato y poliestireno como alternativas ventajosas al (Bo)PET.
Resumen
Algunas implementaciones proporcionadas en la presente descripción se refieren generalmente a dispositivos de microfluidos. Un ejemplo de un dispositivo de microfluido es una celda de flujo. Algunas implementaciones descritas en la presente descripción se refieren generalmente a dispositivos de microfluidos que incluyen un intercalador y, en particular, a una celda de flujo que incluye un intercalador formado por tereftalato de polietileno (PET) negro y adhesivo acrílico de doble cara, y que tiene canales de microfluidos definidos a través del mismo. El intercalador puede configurarse para tener baja autofluorescencia, alta resistencia al cizallamiento y al desprendimiento, y puede soportar productos químicos corrosivos, ciclos de presión y temperatura.
En un primer aspecto, se proporciona un intercalador de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-9.
En algunas implementaciones del intercalador, el grosor total de la capa base, la primera capa adhesiva y la segunda capa adhesiva está en un intervalo de aproximadamente 50 a aproximadamente de 200 micras.
En algunas implementaciones del intercalador, la capa base tiene un grosor en un intervalo de aproximadamente 30 a aproximadamente de 100 micras, y cada una de la primera capa adhesiva y la segunda capa adhesiva tiene un grosor en un intervalo de aproximadamente 10 a aproximadamente de 50 micras.
En algunas implementaciones del intercalador, cada una de la primera y segunda capa adhesiva tiene una autofluorescencia en respuesta a una longitud de onda de excitación de 532 nm de menos de aproximadamente 0,25 a.u. con relación a un estándar de fluorescencia de 532 nm.
En algunas implementaciones del intercalador, cada una de la primera y segunda capa adhesiva tiene una autofluorescencia en respuesta a una longitud de onda de excitación de 635 nm de menos de aproximadamente 0,15 a.u. con relación a un estándar de fluorescencia de 635 nm.
En algunas implementaciones del intercalador, la capa base comprende al menos aproximadamente un 50 % de PET negro. En algunas implementaciones, la capa base consiste esencialmente en PET negro.
En algunas implementaciones del intercalador, cada una de la primera y segunda capa adhesiva está hecha de al menos aproximadamente un 10 % de adhesivo acrílico.
En algunas implementaciones del intercalador, cada una de la primera y segunda capa adhesiva consiste esencialmente en adhesivo acrílico.
En otro aspecto, se proporciona una celda de flujo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 10-13.
En algunas implementaciones de la celda de flujo, cada uno del primer y segundo sustrato comprende vidrio de manera que la unión entre cada una de la primera y segunda capa adhesiva y las superficies respectivas del primer y segundo sustrato está adaptada para soportar una tensión de cizallamiento mayor que aproximadamente 50 N/cm2 y una fuerza de desprendimiento de 180 grados superior a aproximadamente 1 N/cm.
En algunas implementaciones de la celda de flujo, cada uno del primer y segundo sustrato comprende una capa de resina que tiene menos de una micra de grosor e incluye la superficie que está unida a la primera y segunda capa adhesiva respectiva de manera que una unión entre cada una de las resinas capas y la primera y segunda capas adhesivas respectivas está adaptada para soportar una tensión de cizallamiento superior a aproximadamente 50 N/cm2 y una fuerza de desprendimiento superior a aproximadamente 1 N/cm.
En algunas implementaciones de la celda de flujo, se imprime una pluralidad de pozos en la capa de resina de al menos uno del primer sustrato o del segundo sustrato. Se dispone una sonda biológica en cada uno de los pozos, y los canales de microfluidos del intercalador están configurados para suministrar un fluido a la pluralidad de pozos. Los intercaladores y las celdas de flujo descritos anteriormente y en la presente descripción pueden implementarse en cualquier combinación para lograr los beneficios que se describen más adelante en esta divulgación.
En otro aspecto más, se proporciona un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 14-16.
En algunas implementaciones del método, la formación de canales de microfluidos implica el uso de un láser de CO2.
En algunas implementaciones, el intercalador comprende además un primer revestimiento de liberación dispuesto sobre la primera capa adhesiva y un segundo revestimiento de liberación dispuesto sobre la segunda capa adhesiva. En algunas implementaciones, en la etapa de formar los canales de microfluidos, los canales de microfluidos se forman además a través del segundo mediante el uso del láser de CO2, pero no se forman a través del primer revestimiento de liberación
En algunas implementaciones del método, el láser de CO2 tiene una longitud de onda en un intervalo de aproximadamente 5000 nm a aproximadamente 15 000 nm, y un tamaño de haz en un intervalo de aproximadamente 50 a aproximadamente de 150 pm.
Los métodos descritos anteriormente y en la presente descripción pueden implementarse en cualquier combinación para lograr los beneficios que se describen más adelante en esta descripción.
Todas las implementaciones descritas anteriormente, incluidos los intercaladores, las celdas de flujo y los métodos, se pueden combinar en cualquier configuración para lograr los beneficios que se describen más adelante en esta descripción. Además, se contemplan las implementaciones anteriores y las implementaciones adicionales discutidas con mayor detalle más abajo (siempre que dichos conceptos no sean incompatibles entre sí).
Si bien esta especificación contiene muchos detalles de implementación específicos, estos no deben interpretarse como limitaciones en el alcance de las reivindicaciones, sino más bien como descripciones de características específicas de implementaciones particulares de reivindicaciones. Ciertas características descritas en esta descripción en el contexto de implementaciones separadas también pueden implementarse en combinación en una sola implementación. Por el contrario, varias características descritas en el contexto de una sola implementación también pueden implementarse en múltiples implementaciones por separado o en cualquier subcombinación adecuada. Además, aunque las características pueden describirse anteriormente como actuando en ciertas combinaciones e incluso reivindicarse inicialmente como tales, una o más características de una combinación reivindicada pueden, en algunos casos, eliminarse de la combinación, y la combinación reivindicada puede dirigirse a una subcombinación o variación de una subcombinación.
Breve descripción de los dibujos
Las características anteriores y otras de la presente descripción se harán más evidentes a partir de la siguiente descripción y las reivindicaciones adjuntas, tomadas junto con los dibujos adjuntos. Al entender que estos dibujos representan solo varias implementaciones de acuerdo con la descripción y, por lo tanto, no deben considerarse limitativos de su alcance, la descripción se describirá con especificidad y detalles adicionales mediante el uso de los dibujos adjuntos.
La Figura 1 es una ilustración esquemática de una celda de flujo de ejemplo, de acuerdo con una implementación.
La Figura 2 es una ilustración esquemática de un intercalador de ejemplo para usar en una celda de flujo, de acuerdo con una implementación.
La Figura 3 es una ilustración esquemática de una celda de flujo de ejemplo, de acuerdo con otra implementación.
La Figura 4A es una vista superior en perspectiva de un conjunto de obleas de ejemplo que incluye una pluralidad de celdas de flujo, de acuerdo con una implementación; la Figura 4B es una sección transversal lateral del conjunto de oblea de la Figura 4A tomada a lo largo de la línea A-A mostrada en la Figura 4.
La Figura 5 es un diagrama de flujo de un método de ejemplo para formar un intercalador para una celda de flujo, de acuerdo con una implementación.
La Figura 6A es una ilustración esquemática de una sección transversal de un ejemplo de celda de flujo unida y modelada y la Figura 6B es una ilustración esquemática de una sección transversal de un ejemplo de celda de flujo unida sin patrón usada para probar el rendimiento de varias capas base y adhesivos.
La Figura 7 es un gráfico de barras de la intensidad de fluorescencia en el canal rojo de varios adhesivos y materiales de celdas de flujo.
La Figura 8 es un diagrama de barras de la intensidad de fluorescencia en el canal verde de los diversos adhesivos y materiales de celda de flujo de la Figura 7.
Las Figuras 9A y 9B muestran ilustraciones esquemáticas de una prueba de cizallamiento de solapamiento de ejemplo y una configuración de prueba de desprendimiento de ejemplo, respectivamente, para determinar la resistencia al cizallamiento de solapamiento y la resistencia al desprendimiento de varios adhesivos dispuestos sobre una capa base de vidrio.
La Figura 10 es un ejemplo de espectros Infrarrojos por Transformada de Fourier (FTIR) de un adhesivo acrílico y cinta Scotch.
La Figura 11 es un ejemplo de espectro de cromatografía de gases (GC) de adhesivo acrílico y Black Kapton. La Figura 12 es un ejemplo de espectro de espectroscopia de masas (MS) de un compuesto de gas liberado del adhesivo acrílico y la posible estructura química de los compuestos de gas.
Se hace referencia a los dibujos adjuntos a lo largo de la siguiente descripción detallada. En los dibujos acompañante, los símbolos similares típicamente identifican componentes similares, a menos que el contexto lo indique de cualquier otra manera Las implementaciones ilustrativas descritas en la descripción detallada, los dibujos y las reivindicaciones no pretenden ser limitativas. Se pueden utilizar otras implementaciones y se pueden realizar otros cambios, sin apartarse del alcance de las reivindicaciones. Se entenderá fácilmente que los aspectos de la presente descripción, como generalmente se describen en la presente descripción y se ilustran en las figuras, pueden disponerse, sustituirse, combinarse y diseñarse en una amplia variedad de configuraciones diferentes.
Descripción detallada
En la presente descripción se proporcionan ejemplos de dispositivos de microfluidos. Las implementaciones descritas en la presente descripción se refieren generalmente a dispositivos de microfluidos que incluyen un intercalador, y en particular, a una celda de flujo que incluye un intercalador formado por tereftalato de polietileno (PET) negro y adhesivo acrílico de doble cara, y que tiene canales de microfluidos definidos a través del mismo. El intercalador se configura para tener una autofluorescencia relativamente baja, un pelado relativamente alto y una resistencia al cizallamiento relativamente alta, y puede soportar productos químicos corrosivos, ciclos de presión y temperatura.
Los avances en la tecnología de microfluidos han permitido el desarrollo de celdas de flujo que pueden realizar una secuenciación genética rápida o un análisis químico mediante el uso de nanolitros o incluso volúmenes más pequeños de una muestra. Dichos dispositivos de microfluidos deben ser capaces de soportar numerosos ciclos de alta y baja presión, exposición a productos químicos corrosivos, variaciones de temperatura y humedad, y proporcionar una alta relación señal-ruido (SNR). Por ejemplo, las celdas de flujo pueden comprender varias capas que se unen mediante adhesivos. Es conveniente estructurar las diversas capas de modo que puedan fabricarse y unirse entre sí para formar la celda de flujo en un proceso de fabricación de alto rendimiento. Además, varias capas deben poder soportar ciclos de temperatura y presión, productos químicos corrosivos y no contribuir significativamente al ruido.
Las implementaciones de las celdas de flujo descritas en la presente descripción que incluyen un intercalador que tiene un adhesivo de doble cara y define canales de microfluidos a través del mismo para proporcionar beneficios que incluyen, por ejemplo: (1) permitir el ensamblaje a escala de obleas de una pluralidad de celdas de flujo, lo que permite una fabricación de alto rendimiento; (2) proporcionando baja autofluorescencia, alta resistencia al cizallamiento de la superposición, resistencia al desprendimiento y resistencia a la corrosión, que puede durar 300 o más ciclos térmicos a pH alto mientras proporciona datos de prueba con SNR alta; (3) permitir la fabricación de dispositivos de microfluidos interrogables ópticamente planos mediante el uso de un intercalador plano que tiene los canales de microfluidos definidos en el mismo; (4) permitir la unión de dos sustratos revestidos con resina a través del intercalador adhesivo de doble cara; y (5) permitir la unión de un dispositivo de microfluido que incluye una o más superficies opacas.
La Figura 1 es una ilustración esquemática de la celda de flujo [100], de acuerdo con una implementación. La celda de flujo [100] puede usarse para cualquier aplicación de análisis biológico, bioquímico o químico adecuada. Por ejemplo, la celda de flujo [100] puede incluir una secuenciación genética (por ejemplo, ADN o ARN) o micromatrices epigenéticas, o puede configurarse para detección de fármacos de alto rendimiento, huellas dactilares de proteínas o ADN, análisis proteómico, detección química, cualquier otra aplicación adecuada o una de sus combinaciones.
La celda de flujo [100] incluye un primer sustrato [110], un segundo sustrato [120] y un intercalador [130] dispuesto entre el primer sustrato [110] y el segundo sustrato [120]. El primer y segundo sustrato [110] y [120] pueden comprender cualquier material adecuado, por ejemplo, dióxido de silicio, vidrio, cuarzo, Pyrex, sílice fundida, plásticos (por ejemplo, tereftalato de polietileno (PET), polietileno de alta densidad (HDPE), polietileno de baja densidad (LDPE), cloruro de polivinilo (PVC), polipropileno (PP), fluoruro de polivinilideno (PVDF)), polímeros, TEFLON®, Kapton (es decir, poliimida), materiales a base de papel (por ejemplo, celulosa, cartón), cerámica (por ejemplo, carburo de silicio, alúmina, nitruro de aluminio), materiales semiconductores de óxido metálico complementario (CMOS) (por ejemplo, silicio, germanio), o cualquier otro material adecuado. En alguna implementación, el primer y/o el segundo sustrato [110] y [120] pueden ser ópticamente transparentes. En otras implementaciones, el primer y/o el segundo sustrato [110] y [120] pueden ser ópticamente opacos. Aunque no se muestra, el primero y/o el segundo sustrato [110] y [120] pueden definir entradas o salidas de fluidos para bombear un fluido hacia y/o desde canales de microfluidos [138] definidos en el intercalador [130]. Como se describe en la presente descripción, el término "canal de microfluido " implica que al menos una dimensión de un canal de fluidos (por ejemplo, longitud, ancho, altura, radio o sección transversal) es inferior a 1000 micras.
En varias implementaciones, se puede disponer una pluralidad de sondas biológicas sobre una superficie [111] del primer sustrato [110] y/o una superficie [121] del segundo sustrato [120] colocada cerca del intercalador [130]. Las sondas biológicas pueden disponerse en cualquier serie adecuada sobre la superficie [111] y/o [121] y pueden incluir, por ejemplo, sondas de ADN, sondas de ARN, anticuerpos, antígenos, enzimas o células. En algunas implementaciones, los analitos químicos o bioquímicos pueden desecharse en la superficie [111] y/o [121]. Las sondas biológicas pueden unirse covalentemente o inmovilizarse en un gel (por ejemplo, un hidrogel) en la superficie [111] y/o [121] del primer y segundo sustrato [110] y [120], respectivamente. Las sondas biológicas se pueden etiquetar con moléculas fluorescentes (por ejemplo, proteína verde fluorescente (GFP), amarillo de eosina, luminol, fluoresceínas, etiquetas rojas y naranjas fluorescentes, derivados de rodamina, complejos metálicos o cualquier otra molécula fluorescente) o enlazarse con productos biológicos objetivo que están marcados con fluorescencia, de manera que la fluorescencia óptica puede usarse para detectar (por ejemplo, determinar la presencia o ausencia de) o sentir (por ejemplo, medir una cantidad de) los productos biológicos, por ejemplo, para secuenciación de ADN.
El intercalador [130] incluye una capa base [132] que tiene una primera superficie [133] orientada hacia el primer sustrato [110] y una segunda superficie [135] opuesta a la primera superficie [133] y orientada hacia el segundo sustrato [120]. La capa base [132] incluye PET negro. En algunas implementaciones, la capa base [132] puede incluir al menos aproximadamente un 50 % de PET negro, o al menos aproximadamente un 80 % de PET negro, siendo el resto PET transparente o cualquier otro plástico o polímero. En otras implementaciones, la capa base [132] puede consistir esencialmente en PET negro. En aún otras implementaciones, la capa base [132] puede consistir en PET negro. El PET negro puede tener una autofluorescencia baja para reducir el ruido, así como también, proporcionar un alto contraste, lo que permite obtener imágenes fluorescentes de la celda de flujo con una SNR alta.
Se dispone una primera capa adhesiva [134] sobre la primera superficie [133] de la capa base [132]. La primera capa adhesiva [134] incluye un adhesivo acrílico (por ejemplo, un adhesivo metacrílico o metacrilato). Además, se dispone una segunda capa adhesiva [136] sobre la segunda superficie [135] de la capa base [132]. La segunda capa adhesiva [136] también incluye adhesivo acrílico (por ejemplo, un adhesivo metacrílico o metacrilato). Por ejemplo, cada una de la primera capa adhesiva [134] y la segunda capa adhesiva [136] puede incluir al menos un 10 % de adhesivo acrílico, o al menos un 50 % de adhesivo acrílico, o al menos un 80 % de adhesivo acrílico. En algunas implementaciones, la primera y segunda capa adhesiva [134] y [136] pueden consistir esencialmente en adhesivo acrílico. En algunas implementaciones, la primera y segunda capa adhesiva [134] y [136] pueden consistir en adhesivo acrílico. En implementaciones particulares, el adhesivo acrílico puede incluir el adhesivo disponible bajo el nombre comercial MA-61A™ disponible de ADHESIVES RESEARCH®. El adhesivo acrílico incluido en la primera y segunda capas adhesivas [134] y [136] puede ser sensible a la presión para permitir la unión de la capa base [132] del intercalador [130] a los sustratos [110] y [120]mediante la aplicación de una presión adecuada. En otras implementaciones, la primera y segunda capa adhesiva [134] y [136] pueden formularse para activarse mediante calor, luz ultravioleta (UV) o cualquier otro estímulo de activación. En aún otras implementaciones, la primera capa adhesiva [134] y/o la segunda capa adhesiva [136] pueden incluir caucho de butilo.
En algunas implementaciones, cada una de la primera y segunda capa adhesiva [134] y [136] tiene una autofluorescencia en respuesta a una longitud de onda de excitación de 532 nm (por ejemplo, un láser de excitación rojo) de menos de aproximadamente 0,25 unidades arbitrarias (a.u.) con relación a un estándar de fluorescencia de 532 nm. Además, cada una de la primera y segunda capa adhesiva [134] y [136] puede tener una autofluorescencia en respuesta a una longitud de onda de excitación de 635 nm (por ejemplo, un láser de excitación verde) de menos de aproximadamente 0,15 a.u. con relación a un estándar de fluorescencia de 635 nm. Por lo tanto, la primera y la segunda capa adhesiva [134] y [136] también tienen una baja autofluorescencia, de manera que la combinación de la capa base de PET negro [132] y la primera y segunda capa adhesiva [134] y [136] que incluyen acrílico adhesivo contribuye de manera insignificante a la señal fluorescente generada en los sitios de interacción de la sonda biológica y, por lo tanto, proporciona una alta SNR.
Una pluralidad de canales de microfluidos [138] se extiende a través de cada una de la primera capa adhesiva [134], la capa base [132] y la segunda capa adhesiva [136]. Los canales de microfluidos [138] pueden formarse mediante el uso de cualquier proceso adecuado, por ejemplo, corte por láser (por ejemplo, mediante el uso de un láser UV pulsado de nanosegundos, un láser UV pulsado de picosegundos, un láser UV pulsado de femtosegundos, un láser CO2 o cualquier otro láser adecuado), estampación, troquelado, corte por chorro de agua, grabado físico o químico o cualquier otro proceso adecuado.
En algunas implementaciones, los canales de microfluidos [138] pueden definirse mediante el uso de un proceso que no aumenta significativamente la autofluorescencia de la primera y segunda capas adhesivas [134] y [136], y la capa base [132], mientras proporciona una acabado superficial adecuado. Por ejemplo, un láser pulsado UV nano, femto o picosegundo puede proporcionar cortes rápidos, bordes y esquinas suaves y, por lo tanto, proporcionar un acabado superficial superior que es conveniente, pero también puede modificar la química de la superficie de las capas de adhesivo acrílico [134] y [136] y/o la capa base de PET negro [132] que puede causar autofluorescencia en estas capas.
Por el contrario, un láser de CO2 puede proporcionar un acabado superficial que, si bien en algunos casos puede considerarse inferior a los láseres UV, se mantiene dentro de los parámetros de diseño, pero no altera la química de la superficie de las capas adhesivas [134] y [136] y/o la capa base [132] de modo que no haya un aumento sustancial en la autofluorescencia de estas capas. En implementaciones particulares, un láser de CO2 que tiene una longitud de onda en un intervalo de aproximadamente 5000 nm a aproximadamente 15 000 nm (por ejemplo, aproximadamente 5000, aproximadamente 6000, aproximadamente 7000, aproximadamente 8000, aproximadamente 9000, aproximadamente 10 000, aproximadamente 11 000, aproximadamente 12 000, aproximadamente 13000, aproximadamente 14000 o aproximadamente 15000 nm, incluidos todos los intervalos y valores entre ellos), y un tamaño de haz en un intervalo de aproximadamente 50 pm a aproximadamente 150 pm (por ejemplo, aproximadamente 50, aproximadamente 60, aproximadamente 70, aproximadamente 80, aproximadamente 90, aproximadamente 100, 1 aproximadamente 10, aproximadamente 120, aproximadamente 130, aproximadamente 140 o aproximadamente 150 pm, incluidos todos los intervalos y valores entre ellos) puede usarse para definir los canales de microfluidos [138] a través de la primera capa adhesiva [134], la base capa [132] y la segunda capa adhesiva [136].
Como se muestra en la Figura 1, la primera capa adhesiva [134] une la primera superficie [133] de la capa base [132] a una superficie [111] del primer sustrato [110]. Además, la segunda capa adhesiva [136] une la segunda superficie [135] de la capa base [132] a una superficie [121] del segundo sustrato [120]. En varias implementaciones, el primer y segundo sustrato [110] y [120] pueden comprender vidrio. Una unión entre cada una de la primera y segunda capa adhesiva [134] y [136] y las superficies respectivas [111] y [121] del primer y segundo sustrato [110] y [120] puede adaptarse para soportar una tensión de cizallamiento de más de aproximadamente 50 N/cm2 y una fuerza de desprendimiento de 180° de más de aproximadamente 1 N/cm. En diversas implementaciones, la unión puede soportar presiones en los canales de microfluidos [138] de hasta aproximadamente 15 psi (aproximadamente 103500 Pascal).
Por ejemplo, la resistencia al cizallamiento y la resistencia al desprendimiento de las capas adhesivas [134] y [136] pueden ser una función de sus formulaciones químicas y sus grosores con relación a la capa base [132]. El adhesivo acrílico incluido en la primera y segunda capa adhesiva [134] y [136] proporciona una fuerte adhesión a la primera y segunda superficie [133] y [135] de la capa base [132] y la superficie [111] y [121] del primer y segundo sustrato [110] y [120], respectivamente. Además, para obtener una unión fuerte entre los sustratos [110] y [120] y la capa base [132], se puede elegir un grosor de las capas adhesivas [134] y [136] con relación a la capa base [132] de modo que como para transferir una gran porción de la tensión de desprendimiento y/o cizallamiento aplicada sobre los sustratos [110] y [120] a la capa base [132].
Si las capas adhesivas [134] y [136] son demasiado delgadas, es posible que no proporcionen suficiente resistencia al cizallamiento y al desprendimiento para soportar los numerosos ciclos de presión a los que puede estar sujeta la celda de flujo [100] debido al flujo de fluido presurizado a través de los canales de microfluido [138]. Por otro lado, las capas adhesivas [134] y [136] que son demasiado gruesas pueden dar como resultado la formación de burbujas o vacíos en las capas adhesivas [134] y [136], lo que debilita la resistencia adhesiva de las mismas. Además, una gran parte de la tensión y la tensión de cizallamiento pueden actuar sobre las capas adhesivas [134] y [136] y no se transfieren a la capa base [132]. Esto puede resultar en la falla de la celda de flujo debido a la ruptura de las capas adhesivas [134] y/o [136].
En varias disposiciones, la capa base [132] puede tener un grosor en un intervalo de aproximadamente 25 a aproximadamente 100 micras, y cada una de la primera capa adhesiva [134] y la segunda capa adhesiva [136] pueden tener un grosor en un intervalo de aproximadamente 5 a aproximadamente 50 micras (por ejemplo, aproximadamente 5, aproximadamente 10, aproximadamente 20, aproximadamente 30, aproximadamente 40 o aproximadamente 50 micras, incluidos todos los intervalos y valores entre ellos). Dichos arreglos pueden proporcionar suficiente resistencia al cizallamiento y al desprendimiento, por ejemplo, la capacidad de soportar una tensión de cizallamiento superior a aproximadamente 50 N/cm2 y una fuerza de desprendimiento superior a aproximadamente 1 N/cm suficiente para soportar numerosos ciclos de presión, por ejemplo, 100 ciclos de presión, 200 ciclos de presión, 300 ciclos de presión o incluso más. En arreglos particulares, el grosor total de la capa base [132], la primera capa adhesiva [134] y la segunda capa adhesiva [136] puede estar en un intervalo de aproximadamente 50 a aproximadamente 200 micras (por ejemplo, aproximadamente 50, aproximadamente 100, aproximadamente 150 o aproximadamente 200 micras, incluidos todos los intervalos y valores intermedios).
En varias implementaciones, los promotores de adhesión también pueden incluirse en la primera y segunda capas adhesivas [134] y [136] y/o pueden recubrirse sobre las superficies [111] y [121] de los sustratos [110] y [120], por ejemplo, para promover la adherencia entre las capas adhesivas [134] y [136] y las superficies correspondientes [111] y [121]. Los promotores de adhesión adecuados pueden incluir, por ejemplo, silanos, titanatos, isocianatos, cualquier otro promotor de adhesión adecuado o una de sus combinaciones.
La primera y segunda capa adhesiva [134] y [136] pueden formularse para soportar numerosos ciclos de presión y tener una baja autofluorescencia, como se ha descrito anteriormente en la presente descripción. Durante el funcionamiento, la celda de flujo también puede estar expuesta a ciclos térmicos (por ejemplo, de aproximadamente -80 grados a aproximadamente 100 grados Celsius), pH alto (por ejemplo, un pH de hasta aproximadamente 11), vacío y reactivos corrosivos (por ejemplo, formamida, tampones y sales). En varias implementaciones, la primera y la segunda capas adhesivas [134] y [136] pueden formularse para soportar ciclos térmicos en el intervalo de aproximadamente -80 a aproximadamente 100 grados Celsius, resisten la formación de vacíos incluso en vacío y resisten la corrosión cuando se exponen a un pH de hasta aproximadamente 11 o reactivos corrosivos como la formamida.
La Figura 2 es una ilustración esquemática de un intercalador [230], de acuerdo con una implementación. El intercalador [230] puede usarse en la celda de flujo [100] o en cualquier otra celda de flujo descrita en la presente descripción. El intercalador [230] incluye la capa base [132], la primera capa adhesiva [134] y la segunda capa adhesiva [136] que se describieron en detalle con respecto al intercalador [130] incluido en la celda de flujo [100]. La primera capa adhesiva [134] está dispuesta sobre la primera superficie [133] de la capa base [132] y la segunda capa adhesiva [136] está dispuesta sobre la segunda superficie [135] de la capa base [132] opuesta a la primera superficie [133]. La capa base [132] puede incluir PET negro, y cada una de la primera y segunda capa adhesiva [134] y [136] puede incluir un adhesivo acrílico, como se ha descrito anteriormente en la presente descripción. Además, la capa base [132] puede tener un grosor B en un intervalo de aproximadamente 30 a aproximadamente 100 micras (aproximadamente 30, aproximadamente 50, aproximadamente 70, aproximadamente 90 o aproximadamente 100 micras incluso de todos los intervalos y valores entre ellos), y cada uno de la primera y segunda capas adhesivas [134] y [136] pueden tener un grosor A en un intervalo de aproximadamente 5 a aproximadamente 50 micras (por ejemplo, aproximadamente 5, aproximadamente 10, aproximadamente 20, aproximadamente 30, aproximadamente 40 o aproximadamente 50 micras incluidos todos los intervalos y valores entre ellos
Se puede disponer un primer revestimiento desprendible [237] sobre la primera capa adhesiva [134]. Además, se puede disponer un segundo revestimiento de liberación [239] sobre la segunda capa adhesiva [136]. La primera revestimiento de liberación [237] y el segundo revestimiento de liberación [239] pueden servir como capas protectoras para el primer y el segundo revestimiento de liberación [237] y [239], respectivamente, y pueden configurarse para desprenderse selectivamente o eliminarse mecánicamente de cualquier otra manera, para exponer la primera y segunda capa adhesiva [134] y [136], por ejemplo, para unir la capa base [132] a el primer y segundo sustrato [110] y [120], respectivamente.
El primer y segundo revestimientos de liberación [237] y [239] pueden estar formados por papel (por ejemplo, papel Kraft súper calandrado (SCK), papel SCK con recubrimiento de alcohol polivinílico, papel Kraft recubierto con arcilla, papel Kraft acabado a máquina, papel esmaltado a máquina, papeles Kraft recubiertos de poliolefina), plástico (por ejemplo, película de PET orientada biaxialmente, película de polipropileno orientada biaxialmente, poliolefinas, polietileno de alta densidad, polietileno de baja densidad, resinas plásticas de polipropileno), tejidos (por ejemplo, poliéster), nailon, teflón o cualquier otro material adecuado material. En algunas implementaciones, los revestimientos de liberación [237] y [239] se pueden formar a partir de un material de baja energía superficial (por ejemplo, cualquiera de los materiales descritos en la presente descripción) para facilitar el desprendimiento de los revestimientos de liberación [237] y [239] de sus respectivos capas adhesivas [134] y [136]. En otras implementaciones, un material de baja energía superficial (por ejemplo, una silicona, cera, poliolefina) se puede recubrir al menos en una superficie de los revestimientos de liberación [237] y [239] que se dispone sobre las respectivas capas adhesivas [134] y [136] para facilitar el desprendimiento de los revestimientos desprendibles [237] y [239] del mismo.
Una pluralidad de canales de microfluidos [238] se extiende a través de cada una de la capa base [132], la primera capa adhesiva [134], la segunda capa adhesiva [136] y el segundo revestimiento de liberación [239], pero no a través del primer revestimiento de liberación [237]. Por ejemplo, el segundo revestimiento de liberación [239] puede ser un revestimiento de liberación superior del intercalador [230] y que define los canales de microfluidos [238] a través del segundo revestimiento de liberación [239], pero no en el primer revestimiento de liberación [237], puede indicar una orientación del intercalador [230] a un usuario, al facilitar de esta manera al usuario durante la fabricación de una celda de flujo (por ejemplo, la celda de flujo [100]). Además, un proceso de fabricación de una celda de flujo (por ejemplo, la celda de flujo [100]) se puede adaptar para que el segundo revestimiento de liberación [239] se desprende inicialmente de la segunda capa adhesiva [136] para unirlo a un sustrato (por ejemplo, el segundo sustrato [220]). Subsecuentemente, el primer revestimiento de liberación [237] puede retirarse y la primera capa adhesiva [134] puede unirse a otro sustrato (por ejemplo, el sustrato [110]).
Los revestimientos de liberación primero y segundo [237] y [239] pueden tener grosores iguales o diferentes. En algunas implementaciones, el primer revestimiento de liberación [237] puede ser sustancialmente más grueso que el segundo revestimiento de liberación [239] (por ejemplo, aproximadamente 2X, aproximadamente 4X, aproximadamente 6X, aproximadamente 8X o aproximadamente 10X, más grueso, incluso), por ejemplo, para proporcionar rigidez estructural al intercalador [230] y puede servir como una capa de manejo para facilitar el manejo del intercalador [230] por parte de un usuario En implementaciones particulares, el primer revestimiento de liberación [237] puede tener un primer grosor L1 en un intervalo de aproximadamente 50 a aproximadamente 300 micras (por ejemplo, aproximadamente 50, aproximadamente 100, aproximadamente 150, aproximadamente 200, aproximadamente 250 o aproximadamente 300 micras incluso de todos los intervalos y valores intermedios), y el segundo revestimiento de liberación [239] puede tener un segundo grosor L2 en un intervalo de aproximadamente 25 a aproximadamente 50 micras (por ejemplo, aproximadamente 25, aproximadamente 30, aproximadamente 35, aproximadamente 40, aproximadamente 45 o aproximadamente 50 micras incluso de todos los intervalos y valores entre ellos).
Los revestimientos de liberación primero y segundo [237] y [239] pueden ser ópticamente opacos, transparentes o translúcidos y pueden tener cualquier color adecuado. En algunas implementaciones, el primer revestimiento de liberación [237] puede ser al menos sustancialmente ópticamente opaco (incluso completamente opaco) y el segundo revestimiento de liberación [239] puede ser al menos sustancialmente ópticamente transparente (incluso completamente transparente). Como se describió anteriormente en la presente descripción, el segundo revestimiento de liberación [239] se puede quitar primero de la segunda capa adhesiva [136] para unirlo a un sustrato correspondiente (por ejemplo, el segundo sustrato [120]). Proporcionar transparencia óptica al segundo revestimiento de liberación [239] puede permitir una fácil identificación del segundo revestimiento de liberación [239] del primer revestimiento de liberación opaco [237]. Además, el segundo revestimiento de liberación sustancialmente ópticamente opaco [239] puede proporcionar un contraste adecuado para facilitar la alineación óptica de un sustrato (por ejemplo, el segundo sustrato [120]) con los canales de microfluidos [238] definidos en el intercalador [230]. Además, tener el segundo revestimiento de liberación [239] más delgado que el primer revestimiento de liberación [237] puede permitir que el segundo revestimiento de liberación [239] se desprenda preferentemente en relación con el primer revestimiento de liberación [237], evitando así que el primer revestimiento de liberación se desprenda involuntariamente [237] mientras retira el segundo protector [239] de la segunda capa adhesiva [136].
En algunas implementaciones, uno o más sustratos de una celda de flujo pueden incluir una pluralidad de pozos definidos en ellos, al tener cada pozo una sonda biológica (por ejemplo, una serie de la misma sonda biológica o sondas biológicas distintas) dispuesta en ellos. En algunas implementaciones, la pluralidad de pozos puede grabarse en uno o más sustratos. Por ejemplo, el sustrato (por ejemplo, el sustrato [110] o [120]) puede incluir vidrio y una serie de pozos se graban en el sustrato mediante el uso de un grabado húmedo (por ejemplo, un grabado con ácido fluorhídrico tamponado) o un grabado seco (por ejemplo, mediante el uso de grabado iónico reactivo (RIE) o RIE profundo).
En otras implementaciones, la pluralidad de pozos puede formarse en una capa de resina dispuesta sobre una superficie del sustrato. Por ejemplo, la Figura 3 es una ilustración esquemática de una celda de flujo [300], de acuerdo con una implementación. La celda de flujo [300] incluye el intercalador [130] que incluye la capa base [132], la primera capa adhesiva [134] y la segunda capa adhesiva [136] y que tiene una pluralidad de canales de microfluidos [138] definidos a través de ellos, como anteriormente descrito en detalle en la presente descripción. La celda de flujo [300] también incluye un primer sustrato [310] y un segundo sustrato [320] con el intercalador [132] dispuesto entre ellos. El primer y segundo sustrato [310] y [320] se pueden formar a partir de cualquier material adecuado, por ejemplo, dióxido de silicio, vidrio, cuarzo, Pyrex, plásticos (por ejemplo, tereftalato de polietileno (PET), polietileno de alta densidad (HDPE), polietileno de baja densidad (LDPE), cloruro de polivinilo (PVC), polipropileno (PP)), polímeros, TEFLON®, Kapton o cualquier otro material adecuado. En alguna implementación, el primer y/o el segundo sustrato [310] y [320] pueden ser transparentes. En otras implementaciones, el primer y/o el segundo sustrato [310] y [320] pueden ser opacos. Como se muestra en la Figura 3, el segundo sustrato [320] (por ejemplo, un sustrato superior) define una entrada de fluido [323] para comunicarse con los canales de microfluidos [138], y una salida de fluido [325] para permitir que el fluido sea expulsado de los canales de microfluidos [138].
Aunque se muestra que incluye una sola entrada de fluido [323] y una sola salida de fluido [325], en diversas implementaciones, se puede definir una pluralidad de entradas y/o salidas de fluido en el segundo sustrato [320].
Además, también se pueden proporcionar entradas y/o salidas de fluidos en el primer sustrato [310] (por ejemplo, un sustrato inferior). En implementaciones particulares, el primer sustrato [310] puede ser significativamente más grueso que el segundo sustrato [320]. Por ejemplo, el primer sustrato [310] puede tener un grosor en un intervalo de aproximadamente 350 a aproximadamente 500 micras (por ejemplo, aproximadamente 350, aproximadamente 400, aproximadamente 450 o aproximadamente 500 micras, incluidos todos los intervalos y valores entre ellos), y el segundo sustrato [320] puede tener un grosor en un intervalo de aproximadamente 50 a aproximadamente 200 micras (por ejemplo, aproximadamente 50, aproximadamente 100, aproximadamente 150 o aproximadamente 200 micras incluyendo todos los intervalos y valores entre ellos).
El primer sustrato [310] incluye una primera capa de resina [312] dispuesta sobre una superficie [311] del mismo que mira hacia el intercalador [130]. Además, una segunda capa de resina [322] está dispuesta sobre una superficie [321] del segundo sustrato [320] frente al intercalador [130]. La primera y la segunda capa de resina [312] y [322] pueden incluir, por ejemplo, metacrilato de polimetilo (PMMA), poliestireno, diacrilato de 1,3-diglicerolato de glicerol (GDD), Ingacure 907, tetrafluoroborato de rodamina 6G, una resina curable por UV (por ejemplo, una resina epoxi novolaca, PAK-01) cualquier otra resina adecuada o una de sus combinaciones. En implementaciones particulares, las capas de resina [312] y [322] pueden incluir una resina de litografía de nanoimpresión (NIL) (por ejemplo, PMMA).
En diversas implementaciones, las capas de resina [312] y [322] pueden tener menos de aproximadamente 1 micra de grosor y están unidas a las respectivas capas de adhesivo primera y segunda [134] y [136]. La primera y segunda capa adhesiva [134] y [136] están formuladas de manera que una unión entre cada una de las capas de resina [312] y [322] y la primera y segunda capa adhesiva respectiva [134] y [136] se adapta para soportar una tensión de cizallamiento superior a aproximadamente 50 N/cm2 y una fuerza de desprendimiento superior a aproximadamente 1 N/cm. Por lo tanto, las capas adhesivas [134] y [136] forman una unión suficientemente fuerte directamente con el sustrato respectivo [310] y [320] o las capas de resina correspondientes [312] y [322] dispuestas sobre el mismo.
Se forma una pluralidad de pozos [314] en la primera capa de resina [312] por NIL. También se puede formar una pluralidad de pozos [324] en la segunda capa de resina [322] por NIL. En otras implementaciones, la pluralidad de pozos [314] puede formarse en la primera capa de resina [312], la segunda capa de resina [322] o en ambas. La pluralidad de pozos puede tener un diámetro o una sección transversal de aproximadamente 50 micras o menos.
Puede disponerse una sonda biológica (no mostrada) en cada uno de la pluralidad de pozos [314] y [324]. La sonda biológica puede incluir, por ejemplo, sondas de ADN, sondas de ARN, anticuerpos, antígenos, enzimas o células. En algunas implementaciones, los analitos químicos o bioquímicos pueden disponerse adicional o alternativamente en la pluralidad de pozos [314] y [324].
En algunas implementaciones, las capas de resina primera y/o segunda [312] y [322] pueden incluir una primera región y una segunda región. La primera región puede incluir una primera capa de polímero que tenga una primera pluralidad de grupos funcionales que proporcionen sitios reactivos para la unión covalente de una molécula funcionalizada (por ejemplo, una sonda biológica tal como un oligonucleótido). La primera y/o la segunda capa de resina [312] y [322] también pueden tener una segunda región que incluye la primera capa de polímero y una segunda capa de polímero, estando la segunda capa de polímero encima, directamente adyacente o adyacente a la primera capa de polímero. La segunda capa de polímero puede recubrir completamente la primera capa de polímero subyacente y, opcionalmente, puede proporcionar una segunda pluralidad de grupos funcionales. También debe tenerse en cuenta que la segunda capa de polímero puede recubrir solo una porción de la primera capa de polímero en algunas implementaciones. En algunas implementaciones, la segunda capa de polímero cubre una porción sustancial de la primera capa de polímero, en donde la porción sustancial incluye aproximadamente 50 %, aproximadamente 55 %, aproximadamente 60 %, aproximadamente 65 %, aproximadamente 70 %, aproximadamente 75 %, aproximadamente 80 %, aproximadamente 85 %, aproximadamente 90 %, aproximadamente 95 % o aproximadamente 99 % de cobertura de la primera capa de polímero, o un intervalo definido por cualquiera de los dos valores anteriores. En algunas implementaciones, la primera y la segunda capa de polímero no comprenden silicio u óxido de silicio.
En algunas implementaciones, la primera región está modelada. En algunas implementaciones, la primera región puede incluir patrones a microescala o nanoescala. En algunas de tales implementaciones, los patrones de microescala o nanoescala de las capas de resina primera y/o segunda [312] y [322] canales, trincheras, postes, pozos o sus combinaciones. Por ejemplo, el patrón puede incluir una pluralidad de pozos u otras características que forman una serie. Las series de alta densidad se caracterizan por tener características separadas por menos de aproximadamente 15 pm. Las series de densidad media tienen características separadas por aproximadamente 15 a aproximadamente 30 pm, mientras que las series de baja densidad tienen sitios separados por más de aproximadamente 30 pm. Una serie útil en la presente descripción puede tener, por ejemplo, características que están separadas por menos de aproximadamente 100 pm, aproximadamente 50 pm, aproximadamente 10 pm, aproximadamente 5 |jm, aproximadamente 1 |jm o aproximadamente 0,5 |jm, o un intervalo definido por cualquiera de los dos valores precedentes.
En implementaciones particulares, las características definidas en la primera y/o segunda capa de resina [312] y [322] pueden tener cada una un área mayor que aproximadamente 100 nm2, aproximadamente 250 nm2, aproximadamente 500 nm2, aproximadamente 1 jim2, aproximadamente 2,5 jim2, aproximadamente 5 jim2, aproximadamente 10 jim2, aproximadamente 100 jim2 o aproximadamente 500 jim2, o un intervalo definido por cualquiera de los dos valores anteriores. Alternativamente o adicionalmente, las características pueden tener cada una un área menor que aproximadamente 1 mm2, aproximadamente 500 jim2, aproximadamente 100 jim2, aproximadamente 25 jim2, aproximadamente 10 jim2, aproximadamente 5 jim2, aproximadamente 1 jim2, aproximadamente 500 nm2, o aproximadamente 100 nm2, o un intervalo definido por cualquiera de los dos valores anteriores.
Como se muestra en la Figura 3, la primera y/o segunda capas de resina [312] y [322] incluyen una pluralidad de pozos [314] y [324] pero también pueden incluir otras características o patrones que incluyen al menos aproximadamente 10, aproximadamente 100, aproximadamente 1 x 103, aproximadamente 1 x 104, aproximadamente 1 x 105, aproximadamente 1 x 106, aproximadamente 1 x 107, aproximadamente 1 x 108, aproximadamente 1 x 109 o más características, o un intervalo definido por cualquiera de los dos valores precedentes. Alternativamente o adicionalmente, la primera y/o la segunda capa de resina [312] y [322] pueden incluir a lo máximo aproximadamente 1 x 109, aproximadamente 1 x 108, aproximadamente 1 x 107, aproximadamente 1 x 106, aproximadamente 1 x 105, aproximadamente 1 x 104, aproximadamente 1 x 103, aproximadamente 100, aproximadamente 10 o menos características, o un intervalo definido por cualquiera de los dos valores anteriores. En algunas implementaciones, un paso promedio de los patrones definidos en la primera y/o segunda capa de resina [312] y [322] puede ser, por ejemplo, de al menos aproximadamente 10 nm, aproximadamente 0,1 jim, aproximadamente 0,5 jim, aproximadamente 1 jim, aproximadamente 5 jim, aproximadamente 10 jim, aproximadamente 100 jim o más, o un intervalo definido por cualquiera de los dos valores anteriores. Alternativamente o adicionalmente, el paso promedio puede ser, por ejemplo, a lo máximo aproximadamente 100 jim, aproximadamente 10 jim, aproximadamente 5 jim, aproximadamente 1 jim, aproximadamente 0, 5 jm, aproximadamente 0,1 jm o menos, o un intervalo definido por cualquiera de los dos valores anteriores.
En algunas implementaciones, la primera región es hidrófila. En algunas otras implementaciones, la primera región es hidrófoba. La segunda región puede, a su vez, ser hidrófila o hidrófoba. En casos particulares, la primera y la segunda regiones tienen carácter opuesto con respecto a la hidrofobicidad y la hidrofilia. En algunas implementaciones, la primera pluralidad de grupos funcionales de la primera capa de polímero se selecciona de cicloalquenos C8-14, heterocicloalquenos de 8 a 14 miembros, cicloalquinos C8-14, heterocicloalquinos de 8 a 14 miembros, alquinilo, vinilo, halo, azido, amino, amido, epoxi, glicidilo, carboxilo, hidrazonilo, hidrazinilo, hidroxi, tetrazolilo, tetrazinilo, óxido de nitrilo, nitreno, nitrona o tiol, o variantes opcionalmente sustituidas y sus combinaciones. En algunas de tales implementaciones, la primera pluralidad de grupos funcionales se selecciona de halo, azido, alquinilo, carboxilo, epoxi, glicidilo, norborneno o amino, o variantes opcionalmente sustituidas y sus combinaciones.
En algunas implementaciones, la primera y/o la segunda capa de resina [312] y [322] pueden incluir una composición polimérica fotocurable que contiene una jaula de silsesquioxano (también conocida como "POSS"). Un ejemplo de POSS puede ser el descrito en Kehagias y otros, Microelectronic Engineering 86 (2009), págs. 776-778. En algunos casos, puede usarse un silano para promover la adhesión entre los sustratos [310] y [320] y sus respectivas capas de resina [312] y [322]. La relación de monómeros dentro del polímero final (p:q:n:m) puede depender de la estequiometría de los monómeros en la mezcla de formulación de polímero inicial. La molécula de silano contiene una unidad epoxi que puede incorporarse covalentemente en la primera capa de polímero inferior que está en contacto con los sustratos [310] o [320]. La capa de polímero segunda y superior incluida en la primera y/o la segunda capa de resina [312] y [322] puede depositarse sobre una primera capa de polímero semicurada que puede proporcionar suficiente adhesión sin el uso de un silano. La primera capa de polímero propagará naturalmente la polimerización en las unidades monoméricas de la segunda capa de polímero uniéndolas entre sí de forma covalente.
Los grupos de bromuro de alquileno en las paredes del pozo [314] y [324] pueden actuar como puntos de anclaje para una funcionalización espacialmente selectiva adicional. Por ejemplo, los grupos bromuro de alquileno se pueden hacer reaccionar con azida de sodio para crear una superficie recubierta de azida [314] y [324]. Esta superficie de azida podría usarse directamente para capturar oligos terminados en alquino, por ejemplo, mediante el uso de la química de clic catalizada por cobre, o oligos terminados en biciclo [6.1.0] no 4-ino (BCN) mediante el uso de la química de clic sin catalizador promovida por deformación. Alternativamente, la azida de sodio se puede reemplazar con una amina funcionalizada con norborneno o un alqueno o alquino similar con tensión en el anillo, como la amina funcionalizada con dibenzociclooctinos (DIBCO) para proporcionar un resto de anillo tenso al polímero, que subsecuentemente puede experimentar una reacción de clic promovida por la tensión del anillo sin catalizador con oligos funcionalizados con tetrazina para injertar los cebadores en la superficie.
La adición de glicidol a la segunda composición polimérica fotocurable puede producir una superficie polimérica con numerosos grupos hidroxilo. En otras implementaciones, los grupos bromuro de alquileno pueden usarse para producir una superficie funcionalizada con bromuro primario, que subsecuentemente se puede hacer reaccionar con 5-norborneno-2-metanamina, para crear una superficie de pozo recubierta de norborneno. El polímero que contiene azida, por ejemplo, poli(N-(5-azidoacetamidilpentil)acrilamida-co-acrilamida) (PAZAM), puede luego acoplarse selectivamente a esta superficie de norborneno localizada en los pozos [314] y [324], y además injertarse con oligos terminados en alquino. Los alquinos con tensión en el anillo tales como oligos terminados en BCN o DIBCO también se pueden usar en lugar de los oligos terminados en alquino a través de una reacción de cicloadición que promueve la tensión sin catalizador. Con una segunda capa de polímero inerte que recubre las regiones intersticiales del sustrato, el acoplamiento y el injerto PAZAM se localizan en los pozos [314] y [324]. Alternativamente, los oligos terminados en tetrazina pueden injertarse directamente en el polímero al reaccionar con el resto norborneno, al eliminar de esta manera la etapa de acoplamiento PAZAM.
En algunas implementaciones, el primer polímero fotocurable incluido en la primera y/o segunda capa de resina [312] y [322] puede incluir un aditivo. Varios ejemplos no limitantes de aditivos que pueden usarse en la composición de polímero fotocurable incluida en la primera y/o segunda capa de resina [312] y [322] incluyen epibromohidrina, glicidol, glicidil propargil éter, metil-5-norborneno-2, anhídrido 3-dicarboxílico, 3-azido-1-propanol, N-(2-oxiranilmetil)carbamato de terc-butilo, ácido propiólico, 1 1-azido-3,6,9-trioxaundecan-1-amina, ácido cisepoxisucclémco, 5-norborneno-2-metilamina, 4-(2-oxiranilmetil)morfolina, cloruro de glicidiltrimetilamonio, sal disódica de fosfomicina, metacrilato de poliglicidilo, éter diglicidílico de poli(propilenglicol), éter diglicidílico de poli(etilenglicol), poli[dimetilsiloxano-co-(2-(3,4-epoxiciclohexil)etil)metilsiloxano], poli[(propilmetacril-heptaisobutil-PS S)-co-hidroxietilmetacrilato], poli[(propilmetacril-heptaisobutil-PSS)-co-(metacrilato de t-butilo)], [(5-biciclo[2.2.1]hept-2-enil)etil]trimetoxisilano, transciclohexanodiolisobutil POSS, aminopropil isobutil POSS, octatetrametilamonio POSS, polietilenglicol POSS, octa dimetilsilano POSS, octa amonio POSS, octa ácido maleámico POSS, trisnorbornenilisobutil POSS, sílice pirógena, tensioactivos o sus combinaciones y sus derivados.
Haciendo referencia al intercalador [130] de la Figura 3, los canales de microfluidos [138] del intercalador [130] están configurados para suministrar un fluido a la pluralidad de pozos [314] y [324]. Por ejemplo, el intercalador [130] puede unirse a los sustratos [310] y [320] de manera que los canales de microfluidos [138] estén alineados con los pozos correspondientes [314] y [324]. En algunas implementaciones, los canales de microfluidos [138] pueden estar estructurados para suministrar el fluido (por ejemplo, sangre, plasma, extracto de plantas, lisado celular, saliva, orina), productos químicos reactivos, tampones, solventes, etiquetas fluorescentes o cualquier otra solución para cada uno de la pluralidad de pozos [314] y [324] secuencialmente o en paralelo.
Las celdas de flujo descritas en la presente descripción pueden ser particularmente adecuadas para la fabricación por lotes. Por ejemplo, la Figura. 4A es una vista superior en perspectiva de un conjunto de oblea [40] que incluye una pluralidad de celdas de flujo [400]. La Figura 4B muestra una vista en sección transversal lateral del conjunto de oblea [40] tomada a lo largo de la línea A-A en la Figura 4A. El conjunto de oblea [40] incluye una primera oblea de sustrato [41], una segunda oblea de sustrato [42] y una oblea intercaladora [43] interpuesta entre la primera y la segunda oblea de sustrato [41], [42]. Como se muestra en la Figura 4B, el conjunto de oblea [40] incluye una pluralidad de celdas de flujo [400]. La oblea intercaladora [43] incluye una capa base [432] (por ejemplo, la capa base [132]), una primera capa adhesiva [434] (por ejemplo, la primera capa adhesiva [134]) que une la capa base [432] a una superficie de la primera oblea de sustrato [41], y una segunda capa adhesiva [436] (por ejemplo, la segunda capa adhesiva [136]) que une la capa base [432] a una superficie de la segunda oblea de sustrato [42].
Se define una pluralidad de canales de microfluidos [438] a través de cada una de la capa base [432] y la primera y segunda capas adhesivas [434] y [436]. Se puede definir una pluralidad de pozos [414] y [424] en cada una de la primera oblea de sustrato [41] y la segunda oblea de sustrato [42] (por ejemplo, grabadas en las obleas de sustrato [41] y [42], o definidas en una capa de resina dispuesta sobre las superficies de las obleas de sustrato [41] y [42] frente a la oblea intercaladora [43]. Puede disponerse una sonda biológica en cada una de la pluralidad de pozos [414] y [424]. La pluralidad de pozos [414] y [424] se acopla de manera fluida con los correspondientes canales de microfluidos [438] de la oblea intercaladora [43]. El conjunto de oblea [40] puede cortarse en dados para separar la pluralidad de celdas de flujo [400] del conjunto de oblea [40]. En diversas implementaciones, el conjunto de oblea [40] puede proporcionar un rendimiento de celda de flujo superior al 90 %.
La Figura 5 es un diagrama de flujo de un método [500] para fabricar canales de microfluidos en un intercalador (por ejemplo, el intercalador [130], [230]) de una celda de flujo (por ejemplo, la celda de flujo [100], [300], [400]), de acuerdo con una implementación. El método [500] incluye formar un intercalador, en [502]. El intercalador (por ejemplo, el intercalador [130], [230]) incluye una capa base (por ejemplo, la capa base [132]) que tiene una primera superficie y una segunda superficie opuesta a la primera superficie. La capa base incluye PET negro (por ejemplo, al menos aproximadamente un 50 % de PET negro, que consiste esencialmente en PET negro, o que consiste en PET negro). Una primera capa adhesiva (por ejemplo, la primera capa adhesiva [134]) está dispuesta sobre la primera superficie de la capa base, y una segunda capa adhesiva (por ejemplo, la segunda capa adhesiva [136]) está dispuesta sobre la segunda superficie de la capa base. La primera y la segunda capa adhesiva incluyen un adhesivo acrílico (por ejemplo, al menos aproximadamente un 10 % de adhesivo acrílico, al menos aproximadamente un 50 % de adhesivo acrílico, que consiste esencialmente en adhesivo acrílico o que consiste en adhesivo acrílico). En algunas implementaciones, el adhesivo puede incluir caucho de butilo. La capa base puede tener un grosor de aproximadamente 30 a aproximadamente 100 micras, y cada una de la primera y segunda capa adhesiva puede tener un grosor de aproximadamente 10 a aproximadamente 50 micras, de manera que el intercalador (por ejemplo, el intercalador [130]) puede tener un grosor en un intervalo de aproximadamente 50 a aproximadamente 200 micras.
Puede disponerse una primera línea de liberación (por ejemplo, el primer revestimiento de liberación [237]) sobre la primera capa adhesiva, y puede disponerse un segundo revestimiento de liberación (por ejemplo, el segundo revestimiento de liberación [239]) sobre la segunda capa adhesiva. Los revestimientos de liberación primero y segundo pueden formarse a partir de papel (por ejemplo, papel Kraft súper calandrado (SCK), papel SCK con recubrimiento de alcohol polivinílico, papel Kraft revestido con arcilla, papel Kraft acabado a máquina, papel satinado a máquina, papeles Kraft revestidos con poliolefina), plástico (por ejemplo, película de PET orientada biaxialmente, película de polipropileno orientada biaxialmente, poliolefinas, polietileno de alta densidad, polietileno de baja densidad, resinas plásticas de polipropileno), telas (por ejemplo, poliéster), nailon, Teflón o cualquier otro material adecuado. En algunas implementaciones, los revestimientos de liberación pueden formarse a partir de un material de baja energía superficial (por ejemplo, cualquiera de los materiales descritos en la presente descripción) para facilitar el desprendimiento de los revestimientos de liberación de sus respectivas capas adhesivas. En otras implementaciones, se pueden recubrir materiales de baja energía superficial (por ejemplo, silicona, cera, poliolefina) al menos en una superficie de los revestimientos de liberación dispuestos sobre las capas adhesivas correspondientes [134] y [136] para facilitar el desprendimiento de revestimientos de liberación [237] y [239] de los mismos. El primer revestimiento de liberación puede tener un grosor en un intervalo de aproximadamente 50 a aproximadamente 300 micras (por ejemplo, aproximadamente 50, aproximadamente 100, aproximadamente 150, aproximadamente 200, aproximadamente 250 o aproximadamente 300 micras, incluso) y en algunas implementaciones, puede ser sustancialmente opaca ópticamente. Además, el segundo revestimiento de liberación puede tener un grosor en un intervalo de aproximadamente de 25 a aproximadamente 50 micras (por ejemplo, aproximadamente 25, aproximadamente 30, aproximadamente 35, aproximadamente 40, aproximadamente 45 o aproximadamente 50 micras, incluso) y puede ser sustancialmente transparente.
En [504], se forman canales de microfluidos a través de al menos la capa base, la primera capa adhesiva y la segunda capa adhesiva. En algunas implementaciones en la etapa de formar los canales de microfluidos, los canales de microfluidos se forman mediante el uso de un láser de CO2. En algunas implementaciones, los canales de microfluidos se forman además a través del segundo revestimiento de liberación mediante el uso del láser de CO2, pero no se forman a través del primer revestimiento de liberación (aunque en otras implementaciones, los canales de microfluidos pueden extenderse parcialmente en el primer revestimiento de liberación). El láser de CO2 puede tener una longitud de onda en un intervalo de aproximadamente 5000 nm a aproximadamente 15000 nm, y un tamaño de haz en un intervalo de aproximadamente 50 a aproximadamente 150 pm. Por ejemplo, el láser de CO2 puede tener una longitud de onda en un intervalo de aproximadamente 3000 a aproximadamente 6000 nm, de aproximadamente 4000 a aproximadamente 10000 nm, de aproximadamente 5000 a aproximadamente 12000 nm, de aproximadamente 6000 a aproximadamente 14 000 nm, de aproximadamente 8000 a aproximadamente 16 000 nm o de aproximadamente 10000 a aproximadamente 18000 nm. En implementaciones particulares, el láser de CO2 puede tener una longitud de onda de aproximadamente 5000, aproximadamente 6000, aproximadamente 7000, aproximadamente 8000, aproximadamente 9000, aproximadamente 10 000, aproximadamente 11 000, aproximadamente 12 000, aproximadamente 13 000, aproximadamente 14 000 o aproximadamente 15 000 nm, incluidos todos los intervalos y valores entre ellos. En algunas implementaciones, el láser de CO2 puede tener un tamaño de haz de aproximadamente 40 a aproximadamente 60 pm, de aproximadamente 60 a aproximadamente 80 pm, de aproximadamente 80 a aproximadamente 100 pm, de aproximadamente 100 a aproximadamente 120 pm, de aproximadamente 120 a aproximadamente 140 pm o de aproximadamente 140 a aproximadamente 160 pm, incluso. En implementaciones particulares, puede tener un tamaño de haz de aproximadamente 50, aproximadamente 60, aproximadamente 70, aproximadamente 80, aproximadamente 90, aproximadamente 100, aproximadamente 110, aproximadamente 120, aproximadamente 130, aproximadamente 140 o aproximadamente 150 pm, incluidos todos los intervalos y valores entre ellos.
Como se describió anteriormente en la presente descripción, pueden usarse varios láseres para formar los canales de microfluidos en el intercalador. Los parámetros importantes incluyen la velocidad de corte que define el tiempo total de fabricación, la suavidad de los bordes que es una función del tamaño del haz y la longitud de onda del láser y los cambios químicos causados por el láser en las diversas capas incluidas en el intercalador que es una función del tipo de láser. Los láseres UV pulsados pueden proporcionar un tamaño de haz más pequeño y, por lo tanto, proporcionar bordes más suaves. Sin embargo, los láseres UV pueden provocar cambios en la composición química de los bordes de las capas adhesivas, la capa base o los restos del segundo revestimiento de liberación que pueden causar autofluorescencia. La autofluorescencia puede contribuir significativamente a la señal de fondo de fluorescencia durante la formación de imágenes fluorescentes de una celda de flujo que incluye el intercalador descrito en la presente descripción, de esta manera reduce significativamente la SNR. Por el contrario, un láser de CO2 puede proporcionar una suavidad adecuada en los bordes, mientras que es químicamente inerte, por lo que no provoca ningún cambio químico en las capas adhesivas, la capa base o los restos generados por el segundo revestimiento de liberación. Por lo tanto, la formación de los canales de microfluidos en el intercalador mediante el uso del láser de CO2 no contribuye significativamente a la autofluorescencia y produce una SNR más alta.
Ejemplos Experimentales No Limitantes
Esta sección describe varios experimentos que demuestran la baja autofluorescencia y la adhesividad superior de la adhesividad de un adhesivo acrílico. Los ejemplos experimentales descritos en la presente descripción son solo ilustraciones y no deben interpretarse como una limitación de la descripción de ninguna manera.
Propiedades del material: se investigaron las propiedades de varios materiales para unir una celda de flujo y producir datos de secuenciación de alta calidad a bajo costo. Las siguientes propiedades son de particular importancia: 1) Autofluorescencia nula o baja: la secuenciación de genes se basa en etiquetas de fluorescencia unidas a nucleótidos y la señal de estas etiquetas es relativamente débil de lo normal. Es conveniente que no se emita ni disperse luz desde el borde de los materiales de unión para mejorar la relación señal/ruido del grupo de ADN conglomerado con fluoróforos; (2) Resistencia de unión: Las celdas de flujo suelen estar expuestas a alta presión (por ejemplo, 13 psi o incluso más). Para la unión de celdas de flujo es conveniente una alta fuerza de unión, incluido el desprendimiento y la tensión de cizallamiento; (3) Calidad de unión: Lo conveniente para una unión de celdas de flujo de alta calidad es una alta calidad de unión sin huecos ni fugas; (4) Fuerza de unión después de la tensión: la secuenciación de genes involucra muchos amortiguadores (soluciones de pH alto, sal alta y temperatura elevada) y también puede incluir solventes orgánicos. Mantener los sustratos de las celdas de flujo (por ejemplo, un sustrato superior e inferior) juntos bajo tal tensión es conveniente para una ejecución de secuenciación exitosa; (5) Estabilidad química: es deseable que las capas adhesivas y la capa base sean químicamente estables y no liberen (por ejemplo, desgasifiquen) ninguna sustancia química en las soluciones porque las enzimas y los nucleótidos de alta pureza utilizados en la secuenciación de genes son muy sensibles a cualquier impureza en el tampón.
Configuraciones de Celdas de Flujo: Se aplicaron adhesivos sensibles a la presión (PSA) a dos configuraciones diferentes de celdas de flujo, como se muestra en las Figuras 6A y 6B. La Figura 6A es una ilustración esquemática de una sección transversal de una celda de flujo unida y modelada, es decir, una celda de flujo que incluye pozos modelados en una resina NIL dispuesta sobre una superficie de sustratos de vidrio que tienen un intercalador unido entre ellos, y la Figura 6B es una ilustración esquemática de una sección transversal de una celda de flujo unida sin patrón que tiene un intercalador unido directamente al sustrato de vidrio (es decir, no tiene resina sobre los sustratos). La Figura 6A demuestra la configuración en una celda de flujo estampada con cinta adhesiva de 100 micras de grosor formada a partir de adhesivos sensibles a la presión (PSA) de aproximadamente 25 micras de grosor sobre una capa base de PET negro de aproximadamente 50 micras de grosor. La superficie estampada que contiene materiales de baja energía superficial que mostraban una baja resistencia de unión para algunos de los PSA.
Proceso de Selección de Materiales: Hubo 48 experimentos de selección diferentes para el proceso completo de selección de materiales. Para filtrar el adhesivo y los materiales portadores con un alto rendimiento, los procesos de detección se dividieron en cinco prioridades diferentes, como se resume en la Tabla I. Muchos adhesivos fallaron después de las pruebas de la etapa 1. Los primeros fallos permitieron cribar un número significativo de materiales (>20) en unas pocas semanas.
Tabla I: Proceso de cribado de materiales.
Prioridad # Prueba Tipo Tipo de
Superficie Método
1 1 Óptico Fluorescencia (532nm) / Typhoon, filtro 450PMT BPG1 1 2 Óptico Fluorescencia (635nm) / Typhoon, filtro LPR 475PMT solapamiento Kapton, 5x10 mm, 40 mm/min, 1 3 Adhesión Cizallamiento de
(N/cm2) Copa Laminación de 20 psi, curado en 3 días
1 4 Adhesión Desprendimiento (N/cm) Vidrio Kapton, 5x10 mm, 40 mm/min, laminación de 20 psi, curado en 3 días 1 5 Adhesión Fácil de unir Vidrio Comprobación visual de vacíos después de la unión
1 6 FTIR FTIR Vidrio 4000-500cm-1, FTIR-ATR
3 días, pH 10,5, NaCl 1 M, 0,05 % de 1 7 Tensión Cizallamiento de solapamiento Vidrio tween 20, 60 grados Celsius. Kapton,
Amortiguadora (N/cm2) 5x10 mm, 40 mm/min, laminación de 20 psi
3 días, pH 10,5, NaCl 1 M, 0,05 % de 1 8 Tensión Desprendimiento(N/cm) Vidrio tween 20, 60 grados Celsius, Kapton,
Amortiguadora 5x10 mm, 40 mm/min, laminación de 20 psi
1 9 Dimensiones Grosor (um) / Adhesivo, revestimiento y grosor del soporte por micrómetro
2 10 Adhesión Cizallamiento de solapamiento mm/min,
(N/cm2) NIL Kapton, 5x10 mm, 40
laminación de 20 psi
2 11 Adhesión Desprendimiento (N/cm) NIL Kapton, 5x10 mm, 40 mm/min, laminación de 20 psi
3 días, pH 10,5, 1 M NaCl, 0,05 % 2 12 Tensión Cizallamiento de ween 20, 60 grados Celsius Kapton,
Amortiguadora (N/cm2) solapamiento NIL t
5x10 mm, 5 mm/min, laminación de 20 psi
pH 10,5, 1 M NaCl, 0,05 % tween 20, 2 13 Tensión
Amortiguadora Desprendimiento(N/cm) NIL 60 grados Celsius Kapton, 5x10 mm,
5 mm/min, laminación de 20 psi 24 h, 60 grados Celsius, formamida.
2 14 Tensión de
Figure imgf000014_0001
formamida (N/cm2) Vidrio Kapton, 5x10 mm, 40 mm/min, laminación de 20 psi
e 24 h, 60 grados Celsius, formamida.
2 15 T
fo e
r n
m s
a ió
m n d
ida Desprendimiento (N/cm) Vidrio Kapton, 5x10 mm, 40 mm/min, laminación de 20 psi
24 horas, 60 grados Celsius, vacío, 2 16 Vacío vacíos Vidrio vidrio adherido con adhesivo de 5x20 mm en ambos lados, sistema de imagen Nikon
Tensión de
Figure imgf000014_0002
24 h, 60 grados Celsius, formamida.
3 17
formamida (N/cm2) NIL Kapton, 5x10 mm, 40 mm/min, laminación de 20 psi
Tensión de 24 h, 60 grados Celsius, formamida.
3 18
formamida Desprendimiento (N/cm) NIL Kapton, 5x10 mm, 40 mm/min, laminación de 20 psi
24 horas, 60 grados Celsius, vacío, 3 19 Vacío vacíos NIL vidrio adherido con adhesivo de 5x20 mm en ambos lados, sistema de imagen Nikon
3 20 Desbordamiento,
Corte por láser Desbordamiento, Corte por láser Vidrio Imagen de microscopio 10x 3 21 Desb
e ordamiento, D ordamientot , Corte de trama Vidrio Imagen de microscopio 10x Cor de trama esb
24 horas de remojo en amortiguador a 3 22 Se hincha en Análisis termogravimétrico (TGA) / 60 grados Celsius, TGA 32-200C, 55
Amortiguador Celsius/min, calcular la pérdida de peso
24 horas de remojo en formamida a 3 23 Se hincha e TGA / 60 grados Celsius, TGA 32-200
Formamida Celsius, 5C/min, calcular la pérdida de peso
24 Gases de Solvente TGA / TGA 32-200 Celsius y FTIR nsión a 4 grados Cizal l amiento de solapamiento 24 horas 4 grados centígrados.
25 Te
centígrados (N/cm2) Vidrio Kapton, 5x10 mm, 40 mm/min, laminación de 20 psi, curado en 3 días 4 grados 24 h 4 grados Celsius, Kapton, 3 26 Tensión a
centígrados Desprendimiento (N/cm) Vidrio 5x10 mm, 40 mm/min, laminación de 20 psi, curado en 3 días
Tensión a -20 24 h -20 grados Celsius, Kapton, 27 grados Cizallamiento de 5x10 mm, 40 mm/min, laminación centígrados solapamiento (N/cm2) Copa
de 20 psi, curado en 3 días Tensión a -20 24 h -20 grados Celsius, Kapton, 28 grados Desprendimiento (N/cm) Vidrio 5x10 mm, 40 mm/min, laminación centígrados de 20 psi, curado en 3 días 24 h, 60 grados Celsius, vacío, 29 Vacío Cizallamiento de Kapton, 5x10 mm, 40 mm/min, solapamiento (N/cm2) Vidrio laminación de 20 psi, curado en 3 días
24 h, 60 grados Celsius, vacío, 30 Vacío Desprendimiento (N/cm) Vidrio Kapton, 5x10 mm, 40 mm/min, laminación de 20 psi, curado en 3 días
24 h, 60 grados Celsius, vacío, 31 Vacío Cizallamiento de Kapton, 5x10 mm, 40 mm/min, solapamiento (N/cm2) NIL laminación de 20 psi, curado en 3 días
24 h, 60 grados Celsius, vacío, 32 Vacío desprendimiento (N/cm) NIL Kapton, 5x10 mm, 40 mm/min, laminación de 20 psi, curado en 3 días
33 Hora de Curar Cizallamiento de
solapamiento (N/cm2) Vidrio 1 día
34 Hora de Curar Cizallamiento de
solapamiento (N/cm2) Vidrio 2 días
35 Hora de Curar Cizallamiento de
solapamiento (N/cm2) Vidrio 3 días
36 Hora de Curar Desprendimiento (N/cm) Vidrio 1 día
37 Hora de Curar Desprendimiento (N/cm) Vidrio 2 días
38 Hora de Curar Desprendimiento (N/cm) Vidrio 3 días
39 Hora de Curar Cizallamiento de
solapamiento (N/cm2) NIL 1 día
40 Hora de Curar Cizallamiento de
solapamiento (N/cm2) NIL 2 días
41 Hora de Curar Cizallamiento de
solapamiento (N/cm2) NIL 3 días
42 Hora de Curar Desprendimiento (N/cm) NIL 1 día
43 Hora de curar Desprendimiento (N/cm) NIL 2 días
44 Hora de Curar Desprendimiento (N/cm) NIL 3 días
60 grados Celsius 1 hora y GC-45 Desgasificación GC-EM / MS PR2, 60 grados Celsius, 24 horas
46 Lixiviación química secuencia ADN Vidrio hornear, bombear entre cada ciclo Secuenciación por PR2, 60 grados centígrados, 24 47 compatibilidad de secuencia ADN Vidrio horas de horneado, bombeo entre síntesis cada ciclo
48 Ciclo Térmico Desprendimiento (N/cm) Vidrio -20C a 100 grados Celsius
Propiedades de autofluorescencia: Las propiedades de autofluorescencia se midieron mediante un escáner de fluorescencia confocal (Typhoon) con láser verde (532 nm) y rojo (635 nm) como fuente de luz de excitación. Se usó un filtro de paso de banda de 570 nm para el láser verde y un filtro de paso largo de 665 nm para el láser rojo. La configuración de excitación y emisión fue similar a la usada en un experimento de secuenciación de genes ejemplar. La Figura 7 es un gráfico de barras de la intensidad de fluorescencia en el canal rojo de varios adhesivos y materiales de celdas de flujo. La Figura 8 es un diagrama de barras de la intensidad de fluorescencia en el canal verde de los diversos adhesivos y materiales de celda de flujo de la Figura 7. La Tabla II resume la autofluorescencia de cada uno de los materiales.
Tabla II: Resumen de medidas de autofluorescencia.
Nombre_________________________________Fluorescencia (532nm)__________ Fluorescencia (635nm) Muestra de Cinta 1 102 72
Muestra de Cinta 2 176 648
Muestra de Cinta 2-capa base solamente 82 514
Muestra de Cinta 3 238 168
Muestra de Cinta 4 -Capas base solamente 83 81
ND-C 130 77
Adhesivo acrílico 68 70
PET-3 71 70
PET-1 76 77
PET-2 69 70
Muestra de Cinta-5 114 219
Muestra de Cinta-6 / /
Kapton 1 252 354
Kapton 2 92 113
Kapton 3 837 482
Kapton negro 100 100
Cetona de poliéter (PEEK) 3074 2126
Copa 61 62
Cinta adhesiva 100 100
Referencia 834 327
Árbitro 777 325
BJK 100 100
Adhesivo acrílico-Lote 2 76,3 161,4
Adhesivo acrílico-75
micras de grosor 75,2 76,4
Adhesivo acrílico-65
micras de grosor 75,6 76,8
Muestra de Cinta 7 74,2 73,2
Muestra de Cinta 8 99,7 78,3
Las muestras de cinta 1-4 y 7-8 eran adhesivos que incluían resinas epoxi termoestables, el adhesivo de la Muestra de Cinta 5 incluía un adhesivo de caucho de butilo y la Muestra de Cinta 6 incluía una película a base de acrílico/silicona. Como se observa en las Figuras 7, 8 y Tabla II, se empleó Black Kapton (poliimida) y Vidrio como control negativo. Para cumplir con el requisito de baja fluorescencia en este experimento, cualquier material calificado debe emitir menos luz que Black Kapton. Solo unos pocos adhesivos o soportes pasan este proceso de selección, incluido el adhesivo acrílico de metilo, PET-1, PET-2, PET-3, Muestra de Cinta 7 y Muestra de Cinta 8. La mayoría de los materiales portadores como Kapton 1, PEEK y Kapton 2 fallaron debido al fondo de alta fluorescencia. El adhesivo acrílico tiene una autofluorescencia en respuesta a una longitud de onda de excitación de 532 nm de menos de aproximadamente 0,25 a.u. con relación a un estándar de fluorescencia de 532 nm (Figura 7), y tiene una autofluorescencia en respuesta a una longitud de onda de excitación de 635 nm de menos de aproximadamente 0,15 a.u. con respecto a un estándar de fluorescencia de 635 nm (Figura 8), que es lo suficientemente bajo para usarse en celdas de flujo.
Adhesión con y sin tensión: La calidad de la unión, especialmente la resistencia de adhesión, debe evaluarse para la unión de celdas de flujo. Se emplearon la tensión de cizallamiento de solapamiento y la prueba de desprendimiento de 180 grados para cuantificar la resistencia de adhesión. Las Figuras 9A y 9B muestran las configuraciones de prueba de desprendimiento y cizallamiento de solapamiento usadas para ensayar la tensión de desprendimiento y cizallamiento de solapamiento de los diversos adhesivos. Como se muestra en las Figuras 9A y 9B, las pilas de adhesivo se ensamblaron en estructura de sándwich. La superficie inferior es de vidrio o superficie NIL, que es similar a la superficie de una celda de flujo. En la parte superior del adhesivo hay una película gruesa de Kapton que transfiere la fuerza del instrumento al adhesivo durante la prueba de cizallamiento o desprendimiento. La Tabla III resume los resultados de las pruebas de cizallamiento y desprendimiento.
Tabla III: Resultados de las Pruebas de Cizallamiento y Desprendimiento
Unidad N/cm2 N/cm
Nombr Cizallam Cizallami Cizallamiento Tensión Despren Desprendim Despre Desprendi Fácil de e iento de ento de de NIL de dimiento iento ndimien miento en Unir Solapam Solapami Solapamiento Cizallamie después de to en NIL
iento ento NIL nto de la Tensión NIL después
después Solapamie de la
de la nto Tensión Tensión
Muestr 113±1,3 51±1,1 66,7 77 9,2±3, 0,25± 0,73±0, 2,1± 0,38 a 1 122±1, 4 0,11 28
5,1±0, 2,5±0,
ND-C 131±4,7 4 / / 2 2 / / + Acrílico 111,7±1, 74,8±0, 65,2± 49,2±7, 3,6±0 3,8±0, 3,35±0, 2,6±
Adhesi 8 4 1,8 0 4 6 52 0,16 ++ vo
PET-3 106,2±0 117,5± / / 0,6±1,0 4,6±1, / /
6 4,5 8 4
PET-1 90,9±8,3 96,4±4,0 / / 0,4±0 2 1,9±0, / / -0 2
PET-5 100,5±2, 98 ,1±1 ,2 / / 0,9±0 4 6,3±0, / / -9 8
Muestr 49,8±3,3 24,8±2, 1 / / 1,8±0 1 0,53± 0,08 / /
a de
Cinta-5
Muestr 89,8±4,4 24,1±0, 6 56,4± 1,4 13,5 1,6±0, 0,71± 0,29 0,75±0, Se ha a de 1 17 deprendid
Cinta 6 o
Cinta 500±111
adhesiva
La prueba de adherencia inicial de los adhesivos se muestra en la Tabla III. La mayoría de los adhesivos cumplen con los requisitos mínimos (es decir, demuestran una tensión de cizallamiento >50 N/cm2 y una fuerza de desprendimiento >1 N/cm) en la superficie de vidrio, excepto PET-1, PET-2 y PET-3 que fallaron en la prueba de desprendimiento y también tienen vacíos después de la unión. El adhesivo Muestra de Cinta 1 tiene una resistencia al desprendimiento relativamente débil en la superficie NIL y falló en la prueba. Los adhesivos también se expusieron a un tampón con alto contenido de sal y pH (NaCl 1 M, tampón de carbonato de pH 10,6 y tween 20 al 0,05 %) a aproximadamente 60 grados Celsius durante 3 días como prueba de tensión. La Muestra de Cinta 5 y la Muestra de Cinta 1 perdieron más de aproximadamente el 50 % de la tensión de cizallamiento de solapamiento y la resistencia al desprendimiento. Después de la selección de autofluorescencia y resistencia de unión, el adhesivo acrílico fue el adhesivo líder que demostró todas las características convenientes. ND-C fue el siguiente mejor material y mostró un fondo aproximadamente un 30 % más alto en el canal de fluorescencia rojo con relación al adhesivo acrílico.
Formamida, tensión a alta temperatura y baja temperatura: Para evaluar más a fondo el rendimiento del adhesivo en la aplicación de unión de celdas de flujo, se realizaron más experimentos con los adhesivos acrílico, Muestra de Cinta 5 y Muestra de Cinta 1. Estos incluyeron remojo en formamida a unos 60 grados centígrados durante unas 24 horas, almacenamiento en frío a unos -20 grados centígrados y unos 4 grados centígrados durante unas 24 horas y horneado al vacío a unos 60 grados centígrados durante unas 24 horas. Todos los resultados se resumen en la Tabla IV.
Tabla IV: Resumen de las pruebas de tensión con formamida, alta temperatura y baja temperatura.
Nombre Adhesivo Acrílico Muestra de cinta Muestra de 5 cinta 1 Prueba de desprendimiento, exposición a formamida, 60
grados centígrados durante 24 horas 1,41+0,2 1,47+0,12
Prueba de desprendimiento, -20 grados durante 24 horas 3,36±0,5 1,9±0,1
Prueba de desprendimiento, 4 grados centígrados durante
24 horas 4,1+0,7 2,12±0,14
Prueba de desprendimiento, horneado al vacío, 60 grados
Celsius y resina NIL en el sustrato 3,5±0,4 1,3±0,3 2,36 Cizallamiento de solapamiento, exposición a formamida, 60
grados Celsius durante 24 horas Cizallamiento de 77,8±1,2 61,6±4,4
solapamiento, horneado al vacío, 60
grados Celsius y NIL resina sobre sustrato 68,6±2,4 35,7±3,6 92,8 Cizallamiento de solapamiento, -20 grados centígrados
durante 24 horas 76,4±4,2 63,3±1,1
Cizallamiento de solapamiento, 4 grados. Celsius 24 horas 72,3±3,4 69,4±5,7
Ambos adhesivos pasan la mayoría de las pruebas. Sin embargo, el adhesivo Muestra de Cinta 5 mostró muchos vacíos desarrollados después del horneado al vacío y perdió más del 40 % de la tensión de cizallamiento y no cumplió con el requisito mínimo. El adhesivo acrílico también perdió una parte significativa de la resistencia al desprendimiento después de la tensión con formamida, pero aún cumple con el requisito mínimo.
Desgasificación y desbordamiento del solvente: Muchos reactivos utilizados en la secuenciación de genes son muy sensibles a las impurezas en los tampones o soluciones que pueden afectar la matriz de secuenciación. Para identificar cualquier material potencialmente peligroso liberado por los adhesivos, se utilizaron análisis termogravimétricos (TGA), infrarrojos por transformada de Fourier (FTIR) y cromatografía de gases-espectroscopia de masas (GC-MS) para caracterizar las estructuras químicas básicas del adhesivo y el gas de salida. adhesivo. De acuerdo con la medición TGA, los adhesivos acrílico seco, ND-C y Muestra de Cinta 5 presentan muy poca pérdida de peso (0,5%). La Muestra de Cinta 1 mostró una pérdida de peso de más del 1 %, lo que puede indicar un mayor riesgo de liberación de material nocivo durante el proceso de secuenciación.
También se caracterizó la pérdida de peso del adhesivo después de la tensión de formamida y amortiguadora. El adhesivo acrílico mostró una pérdida de peso de aproximadamente 1,29 %, lo que indica que se sospecha más que este adhesivo es formamida y se alinea con la prueba de tensión anterior en formamida. La Muestra de Cinta 5 mostró una mayor pérdida de peso después de la tensión amortiguadora (aproximadamente 2,6 %), lo que también explicaba la escasa tensión de cizallamiento de solapamiento después de la tensión amortiguadora. El polímero base del adhesivo acrílico y el ND-C fueron clasificados como acrílicos por FTIR. La biocompatibilidad del polímero acrílico es bien conocida y reduce la posibilidad de que se liberen materiales nocivos durante un proceso de secuenciación. La Figura 10 es un espectro FTIR del adhesivo acrílico y la cinta adhesiva. La Tabla V resume los resultados de las mediciones de TGA y FTIR.
Tabla V: Resumen de medidas TGA y FTIR.
Nombre Adhesivo acrílico ND-C Fralock-1 3M-EAS2388C TGA (32 a 200 grados Celsius 0,41 % 0,43 % 0,48 % 1,06 %
TGA después de la tensión 0,41 % / 2,60 % / amortiguadora
TGA después de formamida 1,29 % / 0,84 % /
FTIR Acrílico Acrílico Caucho de butilo Acrílico-Silicona
Para investigar más a fondo la desgasificación del adhesivo acrílico, se analizaron el adhesivo acrílico y Black Kapton mediante GC-MS. Ambas muestras se incubaron a unos 60 grados centígrados durante una hora y los gases de escape de estos materiales se recogieron mediante trampa fría y se analizaron mediante GC-MS. Como se muestra en la Figura 11, no hay salida de gas detectable de Black Kapton y se detectaron aproximadamente 137 ng/mg de volátiles totales del adhesivo acrílico después de una hora de horneado a 60 grados Celsius. La cantidad de compuestos de gases de escape es muy limitada y solo aproximadamente 0,014 % del peso total del adhesivo acrílico. Todos los compuestos de gases de escape fueron analizados por GC-MS, todos son muy similares entre sí y se originaron a partir de adhesivos acrílicos que incluyen monómero de acrilato/metacrilato y cadenas laterales alifáticas. La Figura 12 demostró los espectros de MS típicos de estos compuestos desgasificados con un recuadro que muestra la posible estructura química del compuesto desgasificado. Dado que se sabe generalmente que los adhesivos acrílicos y metacrílicos son biocompatibles, no se espera que la pequeña cantidad de gas de acrilato/metacrilato tenga un impacto negativo en los reactivos de secuenciación de genes.
Como se usa en la presente descripción, las formas singulares "un", "una", y "el/la" incluyen referentes plurales a menos que el contexto indique claramente lo contrario. Así, por ejemplo, el término "un miembro" pretende significar un solo miembro o una combinación de miembros, "un material" pretende significar uno o más materiales, o una combinación de los mismos.
Tal como se usa en la presente descripción, los términos "aproximadamente" y "aproximadamente" generalmente significan más o menos el 10 % del valor establecido. Por ejemplo, aproximadamente 0,5 incluiría 0,45 y 0,55, aproximadamente 10 incluiría 9 a 11, aproximadamente 1000 incluiría 900 a 1100.
Como se utiliza en la presente descripción, los términos "sustancialmente" y términos similares pretenden tener un significado amplio en armonía con el uso común y aceptado por los expertos en la técnica a la que pertenece el tema de esta descripción. Los expertos en la técnica que revisen esta divulgación deben entender que estos términos pretenden permitir una descripción de ciertas características descritas y reivindicadas sin restringir el alcance de estas características a las disposiciones precisas y/o intervalos numéricos proporcionados. En consecuencia, estos términos deben interpretarse como una indicación de que las modificaciones o alteraciones insustanciales o intrascendentes del tema descrito se consideran dentro del alcance de las reivindicaciones.
Cabe señalar que el término "ejemplo", tal como se usa en la presente descripción para describir varias implementaciones, pretende indicar que dichas implementaciones son posibles ejemplos, representaciones y/o ilustraciones de posibles implementaciones (y dicho término no pretende connotar que tales implementaciones son ejemplos necesariamente extraordinarios o superlativos).
El término "acoplado" tal como se usa en la presente descripción significa la unión de dos miembros directa o indirectamente entre sí. Dicha unión puede ser estacionaria (por ejemplo, permanente) o móvil (por ejemplo, desmontable o liberable). Dicha unión se puede lograr con los dos elementos o los dos elementos y cualquier elemento intermedio adicional formando una sola pieza integral entre sí o con los dos elementos o los dos elementos y cualquier elemento intermedio adicional unidos entre sí.
Es importante señalar que la construcción y disposición de las diversas implementaciones ejemplares son solo ilustrativas. Aunque solo se han descrito en detalle unas pocas implementaciones en esta divulgación, los expertos en la materia que revisen esta divulgación apreciarán fácilmente que son posibles muchas modificaciones (por ejemplo, variaciones en tamaños, dimensiones, estructuras, formas y proporciones de los diversos elementos, valores de parámetros, arreglos de montaje, uso de materiales, colores, orientaciones.). También se pueden realizar otras sustituciones, modificaciones, cambios y omisiones en el diseño, las condiciones operativas y la disposición de las diversas implementaciones ejemplares.

Claims (16)

REIVINDICACIONES
1. Un intercalador que comprende:
una capa base que tiene una primera superficie y una segunda superficie opuesta a la primera superficie, la capa base comprende tereftalato de polietileno (PET) negro;
una primera capa adhesiva dispuesta sobre la primera superficie de la capa base, la primera capa adhesiva comprende adhesivo acrílico;
una segunda capa adhesiva dispuesta sobre la segunda superficie de la capa base, la segunda capa adhesiva comprende adhesivo acrílico; y
una pluralidad de canales de microfluidos que se extienden a través de cada una de la capa base, la primera capa adhesiva y la segunda capa adhesiva.
2. El intercalador de la reivindicación 1, en donde un grosor total de la capa base, la primera capa adhesiva y la segunda capa adhesiva está en un intervalo de aproximadamente 1 a aproximadamente 200 micras.
3. El intercalador de la reivindicación 1 o 2, en donde la capa base tiene un grosor en un intervalo de aproximadamente 10 a aproximadamente 100 micras, y cada una de la primera capa adhesiva y la segunda capa adhesiva tiene un grosor en un intervalo de aproximadamente 5 a aproximadamente 50 micras.
4. El intercalador de cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en donde cada una de la primera y segunda capa adhesiva tiene una autofluorescencia en respuesta a una longitud de onda de excitación de 532 nm de menos de aproximadamente 0,25 a.u. con respecto a un estándar de fluorescencia de 532 nm, y/o en donde cada una de la primera y segunda capa adhesiva tiene una autofluorescencia en respuesta a una longitud de onda de excitación de 635 nm de menos de aproximadamente 0,15 a.u. con respecto a un estándar de fluorescencia de 635 nm.
5. El intercalador de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la capa base comprende al menos aproximadamente un 50 % de PET negro, o en donde la capa base consiste esencialmente en PET negro.
6. El intercalador de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde cada una de la primera y segunda capa adhesiva comprende al menos aproximadamente un 5 % de adhesivo acrílico, o en donde cada una de la primera y segunda capa adhesiva consiste esencialmente en adhesivo acrílico.
7. El intercalador de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores que comprende además un primer revestimiento de liberación dispuesto sobre la primera capa adhesiva y un segundo revestimiento de liberación dispuesto sobre la segunda capa adhesiva.
8. El intercalador de la reivindicación 7, en donde la pluralidad de canales de microfluidos se extiende a través del segundo revestimiento de liberación, pero no a través del primer revestimiento de liberación.
9. El intercalador de la reivindicación 8:
- en donde el primer revestimiento de liberación tiene un grosor en un intervalo de aproximadamente 50 a aproximadamente 300 micras; y
el segundo revestimiento de liberación tiene un grosor en un intervalo de aproximadamente 25 a aproximadamente 50 micras; y/o
- en donde el primer revestimiento de liberación es al menos sustancialmente ópticamente opaco y el segundo revestimiento de liberación es al menos sustancialmente ópticamente transparente.
10. Una celda de flujo que comprende:
un primer sustrato;
un segundo sustrato; y
el intercalador de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, dispuesto entre el primer sustrato y el segundo sustrato,
en donde la primera capa adhesiva une la primera superficie de la capa base a una superficie del primer sustrato, y la segunda capa adhesiva une la segunda superficie de la capa base a una superficie del segundo sustrato.
11. La celda de flujo de la reivindicación 10, en donde cada uno del primer y segundo sustrato comprende vidrio, y en donde la unión entre cada una de la primera y segunda capa adhesiva y las superficies respectivas del primer y segundo sustrato está adaptada para soportar una tensión de cizallamiento mayor que aproximadamente 50 N/cm2 y una fuerza de desprendimiento superior a aproximadamente 1 N/cm.
12. La celda de flujo de la reivindicación 10 u 11, en donde cada uno del primer y segundo sustrato comprende una capa de resina que tiene menos de aproximadamente una micra de grosor e incluye la superficie que está unida a la primera y segunda capa adhesiva respectiva, y en donde una unión entre cada de las capas de resina y la primera y segunda capa adhesiva respectiva está adaptada para soportar una tensión de cizallamiento superior a 50 N/cm2 y una fuerza de desprendimiento superior a 1 N/cm.
13. La celda de flujo de cualquiera de las reivindicaciones 10-12 en donde:
se imprime una pluralidad de pozos en la capa de resina de al menos uno del primer sustrato o del segundo sustrato,
se dispone una sonda biológica en cada uno de los pozos, y
los canales de microfluidos del intercalador están configurados para suministrar un fluido a la pluralidad de pozos.
14. Un método que comprende:
formar un intercalador que comprende:
una capa base que tiene una primera superficie y una segunda superficie opuesta a la primera superficie, la capa base comprende tereftalato de polietileno (PET) negro,
una primera capa adhesiva dispuesta sobre la primera superficie de la capa base, la primera capa adhesiva comprende adhesivo acrílico,
una segunda capa adhesiva dispuesta sobre la segunda superficie de la capa base, la segunda capa adhesiva comprende adhesivo acrílico; y
formar canales de microfluidos a través de al menos la capa base, la primera capa adhesiva y la segunda capa adhesiva.
15. El método de la reivindicación 14, en donde la formación de canales de microfluidos implica el uso de un láser de CO2, preferentemente en donde el láser de CO2 tiene una longitud de onda en un intervalo de aproximadamente 5000 nm a aproximadamente 15 000 nm, y un tamaño de haz en un intervalo de aproximadamente 50 a aproximadamente 150 pm.
16. El método de la reivindicación 15, en donde:
el intercalador comprende además:
un primer revestimiento de liberación dispuesto sobre la primera capa adhesiva, y
un segundo revestimiento de liberación dispuesto sobre la segunda capa adhesiva; y
en la etapa de formar los canales de microfluidos, los canales de microfluidos se forman además a través del segundo revestimiento de liberación mediante el uso del láser de CO2, pero no se forman a través del primer revestimiento de liberación.
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8039817B2 (en) 2008-05-05 2011-10-18 Illumina, Inc. Compensator for multiple surface imaging
US9352315B2 (en) 2013-09-27 2016-05-31 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Method to produce chemical pattern in micro-fluidic structure
US11167983B2 (en) * 2019-01-14 2021-11-09 Texas Instruments Incorporated Selective wafer removal process for wafer bonding applications
DE102019215075B4 (de) * 2019-09-30 2023-04-27 Schott Ag Glasverbundmaterial und Verfahren zur Herstellung eines Glasverbundmaterials sowie dessen Verwendung
CN114507722A (zh) 2020-11-16 2022-05-17 深圳市真迈生物科技有限公司 化合物修饰的芯片及其制备方法和应用
TWI769830B (zh) * 2021-05-25 2022-07-01 鑫邦生技股份有限公司 用於生化檢測片之親水膜結構的製造方法及其製成品
CA3223131A1 (en) 2021-07-01 2023-01-05 Rean Silke MUSA Device having horizontal nanochannel for nanopore sequencing

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6780484B2 (en) * 2001-02-02 2004-08-24 3M Innovative Properties Company Adhesive article and method of preparing
US7909364B2 (en) * 2005-09-07 2011-03-22 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Indicator for indicating authenticity
JP2007163410A (ja) * 2005-12-16 2007-06-28 Toyo Tire & Rubber Co Ltd 光学式マイクロアレイ法用枠材及びその製造方法
GB2436616A (en) * 2006-03-29 2007-10-03 Inverness Medical Switzerland Assay device and method
CN101691421A (zh) * 2009-09-08 2010-04-07 南京大学 红外吸收型纳米炭黑掺混pet复合切片的制备方法
JP6273276B2 (ja) * 2012-07-25 2018-01-31 セラノス， インコーポレイテッドＴｈｅｒａｎｏｓ， Ｉｎｃ． 生物学的サンプルの画像分析および測定
KR101439483B1 (ko) * 2012-12-05 2014-09-15 매쓰파워 주식회사 유공 폐쇄막을 이용한 박막 밸브 장치
KR101441594B1 (ko) * 2012-12-27 2014-09-23 매쓰파워 주식회사 온도 민감 폴리머 합성체를 이용한 핵산 증폭 디스크 장치 및 이를 이용한 분석 방법
US9352315B2 (en) * 2013-09-27 2016-05-31 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Method to produce chemical pattern in micro-fluidic structure
US9604214B2 (en) * 2013-10-01 2017-03-28 Owl biomedical, Inc. Cell sorting system using microfabricated components
US9114396B2 (en) * 2014-01-16 2015-08-25 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Method of making flowcell with micro-fluid structure
JP6361911B2 (ja) * 2014-04-11 2018-07-25 Dic株式会社 粘着テープ
WO2016025646A1 (en) * 2014-08-12 2016-02-18 Axion Biosystems, Inc. Cell-based biosensor array and associated methods for manufacturing the same
JP2019508669A (ja) * 2016-01-11 2019-03-28 イラミーナ インコーポレーテッド マイクロフルオロメータ、流体システム、およびフローセルラッチクランプモジュールを有する検出装置
WO2018032112A1 (en) * 2016-08-19 2018-02-22 Exvivo Labs Inc. Microfluidic device
CN107216822A (zh) * 2017-05-17 2017-09-29 苏州珏美光电材料科技有限公司 一种超窄边框遮光胶带、遮光双面胶带及其制备方法
CN112740016B (zh) * 2018-09-14 2024-06-18 亿明达股份有限公司 流动池及与其相关的方法
EP3973273A4 (en) * 2019-05-21 2023-06-14 Illumina Inc SENSORS WITH AN ACTIVE SURFACE

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ZA202007837B (en) 2024-04-24
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CN112638527A (zh) 2021-04-09
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KR20210044741A (ko) 2021-04-23
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WO2020008316A1 (en) 2020-01-09

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