ES2950762T3 - Sistemas microfluídicos con bombas capilares - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un sistema de conducción de fluidos y su fabricación, para la propulsión de fluidos. El sistema micro o milifluídico es útil en LOC, ELISA digital de diagnóstico POC, aplicaciones de administración de medicamentos o muestreo. El sistema incluye una bomba capilar y un conducto de fluido conectado operativamente a la bomba, y una unidad sellada al líquido permeable al gas con un orificio de ventilación permeable al gas al exterior. El conducto de fluido incluye una primera zona de conducto (1804) precargada o prellenable con un primer volumen de líquido activador (1817), aguas arriba de la unidad con el orificio de ventilación, una tercera zona de conducto (1806) con un volumen adicional, aguas arriba de la bomba capilar, y una segunda zona de conducto (1805) precargada o precargable con un líquido de trabajo (1817) entre la primera y tercera zona de conducto (1804, 1806), conectada a ambas, y conectada directamente al primer conducto zona (1804). El primer volumen es proporcionalmente mayor o igual al volumen de la tercera zona del conducto (1806). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Sistemas microfluídicos con bombas capilares

CAMPO TÉCNICO

[0001] La presente invención se refiere a un sistema, malla o red de conducción de fluidos para manipular fluidos con unidad(es) sellada(s) a líquido permeable(s) a gas con y sin ventilación, adecuada para la propulsión de fluidos, así como para la fabricación y uso de tales bombas. El sistema microfluídico o milifluídico de la presente invención es particularmente útil dentro de laboratorio en un chip, diagnósticos en el punto de atención, ELISA digital y aplicaciones o muestreo de administración de fármacos.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

[0002] El campo de los microfluidos ha sido testigo en los últimos años de un verdadero estallido en el desarrollo de dispositivos portátiles y autoalimentados para aplicaciones en el punto de atención (POC) (Mohamed et al. Procedía Technol. 2015; Gervais et al. Adv. Mater. 2011).

[0003] Sin embargo, solo unas pocas plataformas de microfluidos para aplicaciones POC, es decir, realizadas cerca del paciente sin necesidad de un laboratorio clínico, se han comercializado con éxito hasta la fecha (Alere, Quidel, Clearview, Clearblue) debido a la cantidad de desafíos que surgen al acomodar complejos ensayos biológicos en dispositivos relativamente simples.

[0004] La miniaturización es uno de los aspectos clave de los dispositivos laboratorio en un chip (LOC), ya que permite un consumo limitado de muestras y reactivos, menor tiempo de obtención de resultados, portabilidad y alta paralelización y multiplexación. Sin embargo, la mayoría de las plataformas LOC tradicionales aún requieren mecanismos de bombeo externos grandes y relativamente costosos para controlar el flujo de líquido, como bombas de jeringa, sistemas electroneumáticos o impulsados por presión. Este problema ya ha sido abordado por varias soluciones de bombeo completamente autónomas y autoalimentadas. Por ejemplo, los sistemas basados en fuerzas capilares de microestructuras intrincadas son capaces de atraer líquidos a una red de microfluidos y pueden realizar ensayos complicados de varios pasos. Estos sistemas se fabrican utilizando diferentes sustratos, como silicio o polidimetilsiloxano (PDMS), pero requieren la hidrofilización de estos materiales para obtener el efecto capilar. Otras plataformas se basan en el denominado concepto de "flujo impulsado por desgasificación", que aprovecha la alta porosidad inherente y la solubilidad en aire del PDMS. El aire se extrae inicialmente del PDMS en una cámara de vacío y solo cuando vuelve a las condiciones atmosféricas, reabsorbe el aire. Cuando se carga una muestra líquida en el puerto de entrada de un dispositivo PDMS, se introduce en el canal de microfluidos debido a la menor presión creada dentro del canal. Sin embargo, este enfoque se limita a materiales permeables, mientras que el control sobre el caudal y el tiempo es un desafío. La microfluídica de papel es otro enfoque en el campo LOC, que ha atraído una gran atención en los últimos años. Aquí, el papel u otros materiales porosos, como los textiles, se aprovechan como elementos de bombeo que se basan en la acción capilar para mover líquidos. La tira de papel a menudo se modela con diferentes reactivos en diferentes lugares con el objetivo final de realizar pruebas de varios pasos. Los dispositivos autoalimentados disponibles comercialmente más exitosos hasta la fecha son las tiras de flujo lateral que se han utilizado para desarrollar una amplia variedad de pruebas en el punto de atención (POC), incluidas las pruebas de VIH, influenza A/B, malaria y hormona hCG. Sin embargo, el transporte de analitos y reactivos en la matriz de papel sigue siendo una limitación importante ya que disminuye la sensibilidad y especificidad de las pruebas, conduciendo principalmente a resultados cualitativos. Recientemente, el enfoque se ha desplazado hacia el desarrollo de pruebas cuantitativas o semicuantitativas que, sin embargo, requieren un lector externo que reduce su portabilidad. Para solucionar este problema se han presentado soluciones híbridas, donde el papel como elemento de bombeo se combina con la microfluídica continua tradicional (Kokalj, et al. Lab Chip. 2014; Wang et al. Lab Chip. 2010). Aquí, los analitos y reactivos fluyen en canales microfluídicos sin entrar en contacto con el material poroso de los dispositivos autoalimentados de bajo costo.

[0005] Las plataformas LOC autoalimentadas presentadas están diseñadas para extraer el líquido dentro del canal o matriz. Solo se han descrito unas pocas soluciones en la literatura que muestran la capacidad de empujar el líquido a través de los canales o la matriz. Este concepto amplía drásticamente la cantidad de aplicaciones de microfluidos y la capacidad de manipular líquidos en el chip. Por ejemplo, dicho bombeo de infusión también podría permitir sistemas de administración de fármacos, mientras que la combinación de sistemas de infusión y succión permitiría dispositivos LOC con protocolos complejos y de varios pasos. Hasta ahora se propusieron diferentes mecanismos para el bombeo de infusión: i) un gas presurizado generado por una reacción química que empuja el líquido aguas abajo a través del canal microfluídico (Qin, et al. Lab Chip. 2009); ii) prensado secuencial sobre bolsas de polietileno, inyectando los reactivos en la red microfluídica (Qiu, et al. Biomed Microdevices. 2009); iii) una microesponja PDMS precargada con líquido, apretada en la entrada del dispositivo liberando e inyectando el líquido en el circuito (Yang et al. Jpn J Appl Phys. 2010); iv) un tubo de silicona, acoplado a la entrada de un dispositivo de microfluidos, donde una válvula de retención evita el reflujo, se comprime repetidamente con el dedo para infundir una muestra precargada en el sistema (Comina, et al. Angew Chem Int. Ed. Engl. 2015); v) una tapa de bombeo, acoplada a la entrada/salida de un chip microfluídico, capaz de generar una presión controlada, positiva o negativa, para infundir o extraer fluidos en un dispositivo microfluídico (Begolo, et al. Lab Chip. 2014). Adicionalmente, se pueden introducir venteos o válvulas en los dispositivos LOC que permitan ventear el gas o detener un flujo (US5522769, US5571633).

[0006] Una de las (muchas) limitaciones de campo es la falta de componentes microfluídicos confiables, fáciles de fabricar y económicos, como microbombas y válvulas microfluídicas. (Mohammed et al. Procedia Technol. 2015, Ah y Ahn. J. Micromech. Microeng 2006; Volpatti y Yetisen. Trends Biotechnol. 2014; Au, et al. Micromachines 2011). El papel eminente de las válvulas microfluídicas, denominadas aquí también microválvulas, ha sido reconocido durante mucho tiempo en el campo (Ah y Ahn. J. Micromech. Microeng 2006; Au, et al. Micromachines 2011) Estos microcomponentes permiten retrasar o detener por completo el flujo de fluido sin la intervención del usuario, lo que a su vez permite manipulaciones de líquidos complejas de suma importancia en dispositivos microfluídicos. En general, las válvulas microfluídicas se pueden clasificar en dos categorías principales: campo activo y pasivo (Ah y Ahn. J. Micromech. Microeng 2006; Au, et al. Micromachines 2011; Castillo-León y Svendsen. Springer International Publishing, 2015; Zhang, et al. Biotechnol. Adv. 2007).

[0007] Las microválvulas activas requieren un equipo externo, a menudo voluminoso, o una fuente de alimentación (es decir, mecanismos de actuación neumáticos, magnéticos, eléctricos, piezoeléctricos o térmicos). Aunque se usa en muchos casos diferentes, (Ah y Ahn. J. Micromech. Microeng 2006; Au, et al. Micromachines 2011) estos tipos de válvulas en general no cumplen con los requisitos más rigurosos de las plataformas microfluídicas destinadas a aplicaciones POC (Melín, et al. Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 2007).

[0008] Aquí, la válvula microfluídica idealmente debería presentar una serie de ventajas, tanto genéricas (compatibilidad con líquidos y gases, resistencia a la presión, libre de fugas) como específicas para las aplicaciones POC (facilidad de fabricación y uso, portabilidad y ausencia de necesidad de cualquier fuente de alimentación externa). Por lo tanto, las microválvulas pasivas, que son independientes de cualquier equipo externo para su activación y funcionamiento, son bastante mejores candidatas para POC. Las microválvulas pasivas se pueden subdividir en subclases mecánicas y no mecánicas. Las válvulas mecánicas se basan en piezas móviles como aletas, membranas, bolas u otros elementos microfabricados para abrir/cerrar un canal de microfluidos específico. (Au, et al. Micromachines 2011, Comina, et al. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 2015; Lau, et al. Micromachines 2014; Ball, et al. Lab Chip 2016). Como tales, se usan principalmente como válvulas de retención, permitiendo el flujo solo en una dirección, de manera similar a un diodo en un circuito eléctrico. A pesar de su amplio uso, presentan una serie de deficiencias: i) necesidad de alta precisión y fabricación costosa, ii) a menudo poca robustez debido a la posible falla de las piezas móviles e iii) incompatibilidad con diferentes sistemas basados en canales (Au, et al. Micromachines 2011). La otra subclase de válvulas pasivas no se basa en ninguna parte mecánica, sino en el diseño específico o en la modificación de la superficie de los microcanales (Safavieh y Juncker. Lab Chip 2013; Novo, et al. Lab Chip 2013; Gervais y Delamarche. Lab Chip 2009) Por ejemplo, las microválvulas pasivas de ruptura se basan en el aumento de la resistencia capilar de una región específica del microcanal obtenido a través de una expansión abrupta de las dimensiones del canal (Cho et al. J. Colloid Interface Sci. 2007; Feng, et al. Sensors Actuators A Phys. 2003; Novo, et al. Biosens. Bioelectron. 2014) En las válvulas hidrofóbicas, basadas en la modificación de la superficie, el flujo se bloquea debido a una región hidrofóbica modelada en las paredes del canal (mediante activación de plasma o recubrimiento con solución hidrofóbica) (Riegger, et al. J. Micromechanics Microengineering 2010; Andersson, et al. Sensors Actuators B Chem. 2001). El diagnóstico médico en el punto de atención (POC) puede mejorar en gran medida el acceso al diagnóstico médico. Algunos requisitos de POC difieren de los del análisis de laboratorio tradicional: i) se prefieren dispositivos pequeños y portátiles a equipos voluminosos y costosos, ii) se requieren TTR rápidos (es decir, 30 min), iii) se prefieren volúmenes bajos de muestra y reactivos, y iii)) el análisis no requiere de técnicos altamente especializados. Los diagnósticos POC de bombas de succión han existido durante muchos años, como pruebas de embarazo y monitores de glucosa para diabéticos, y han sido una gran mejora para los pacientes. Gracias al gran éxito de estas pruebas de bombas de succión, existe un fuerte impulso para desarrollar chips avanzados para otras aplicaciones relevantes. Un ejemplo es el dispositivo I-stat que automatiza y miniaturiza los diagnósticos avanzados que actualmente se realizan en los laboratorios para varios biomarcadores, como gases en sangre, concentración de ácido-base, concentración de lactato y otras variables sanguíneas. Los requisitos para un dispositivo POC establecidos por la Organización Mundial de la Salud (OMS) se denominan ASSURED, que significa: asequible, específico, sensible, fácil de usar, robusto y rápido, sin equipo, autoalimentado y desechable. Estas pruebas son de gran importancia en entornos donde el tiempo es crítico, las instalaciones de laboratorio son limitadas o los recursos son bajos, como en los países en desarrollo. Los dispositivos POC deben garantizar una alta sensibilidad y especificidad, independientemente de su simplicidad, portabilidad y asequibilidad intrínsecas. Para ciertas aplicaciones, es importante que el objetivo de interés (TOI) pueda detectarse en concentraciones muy bajas y en matrices complejas, como sangre u orina. La alta sensibilidad y especificidad de una prueba diagnóstica se puede lograr a través de diferentes métodos, pero el concepto de ensayo digital ha demostrado ser uno de los más sensibles y específicos de todos. En particular, este enfoque permite la detección de moléculas individuales en pocillos de reacción ultrapequeños al marcarlos con indicadores enzimáticos en un inmunoensayo tipo sándwich. Sin embargo, los dispositivos LOC todavía tienen algunos inconvenientes para ciertas aplicaciones en las que los mecanismos de bombeo externos, como las bombas de jeringa, hacen que la actuación del dispositivo sea compleja y costosa. Estos sistemas de bombeo voluminosos y externos deben evitarse, sin duda para aplicaciones POC, y es por eso por lo que recientemente ha aumentado la atención sobre los sistemas de bombeo autoalimentados. Como se mencionó anteriormente, la microfluídica basada en papel podría ser una plataforma para dispositivos microfluídicos autoalimentados, ya que transporta líquidos utilizando fuerzas capilares sin la ayuda de fuerzas externas. Esto hace que tales sistemas sean baratos y desechables, sin embargo, tiene algunas deficiencias cuando se necesita implementar un bioensayo complejo. En primer lugar, solo se puede volcar un líquido, lo que significa que los ensayos que requieren varios pasos de flujo de líquido, por ejemplo, muestra de lavado secundario Ab, son difíciles de lograr. Además, el caudal del líquido es fijo y depende del tipo de papel que se utilice. Muchas plataformas de microfluidos, donde la muestra se transporta a través de canales muy estrechos, sufren de una fabricación complicada y costosa y pasos de manipulación de muestra limitados. Se han presentado e investigado varios otros métodos de bombeo pasivo: i) una bomba gravitacional a través de fuerzas gravitatorias, ii) la expansión termoviscosa de un fluido combinada con una viscosidad dependiente de la temperatura crea un flujo de fluido neto a microescala controlado por calentamiento externo, iii) la evaporación de un líquido puede inducir una diferencia de concentración como fuerza impulsora de una bomba evaporativa, iv) la tensión superficial presente en pequeñas gotas y la geometría del canal pueden generar un determinado caudal, y recientemente v) vía ósmosis.

[0009] Para bioensayo, también se pueden implementar POC y LOC. Hasta el momento, se han utilizado tres enfoques principales diferentes para lograr la siembra de microesferas en una matriz de micropocillos para realizar bioensayos digitales. La plataforma EWOD (electrohumectación en dieléctrico) puede manipular gotas de forma precisa y programable y se usó para sembrar microesferas en una matriz de micropocillos HIH que transportaba la gota de ida y vuelta con perlas sobre la matriz varias veces y lograba casi el 100 % con la ayuda de un imán colocado debajo de la matriz. Sin embargo, la plataforma EWOD requiere grandes equipos, fuente de alimentación y personal capacitado, lo que aumenta el costo, la complejidad y reduce la portabilidad y la facilidad de uso. Alternativamente, el desplazamiento de una gota sobre la matriz puede lograrse manualmente, moviendo la gota con la ayuda, por ejemplo, de una punta de pipeta. Sin embargo, este enfoque está sujeto a variaciones de usuario a usuario, baja reproducibilidad, necesita experiencia y capacitación y no está automatizado. Tanto los protocolos EWOD como los manuales necesitan una superficie súper hidrofóbica para poder mover la gota fácilmente sobre la matriz. Esta superficie se consigue normalmente con una capa de teflón. Sin embargo, la fabricación de una matriz recubierta de teflón es complicada y costosa. Un tercer enfoque es el uso de microfluidos basados en canales. Aquí se usa un elemento de succión (bomba de jeringa) para jalar un flujo de perlas sobre la matriz y dejar que se sedimenten por gravedad en la parte superior de la matriz para lograr la siembra. Los inconvenientes son la necesidad de un sistema de bombeo externo como bombas de jeringa o de presión y la baja eficiencia de siembra alcanzada (alrededor del 40-50%).

[0010] Por lo tanto, las plataformas de análisis digitales actuales se basan en plataformas de microfluidos costosas, no fáciles de usar y dependientes de la energía para la manipulación de líquidos que no son compatibles con la aplicación POC, la producción de bajo costo, la robustez y la facilidad de uso. Por lo tanto, todavía existe la necesidad de métodos para sembrar perlas que sean compatibles con la aplicación POC, producción de bajo costo, robustez y facilidad de uso.

[0011] Además, existe la necesidad en la técnica de sistemas de administración autoalimentados para administrar moléculas bioactivas a un paciente humano o animal. Dichos sistemas tienen la ventaja particular de que pueden activarse con un simple empujón, por ejemplo, por parte de la persona que lleva dicho sistema de entrega.

[0012] Los sistemas de suministro de fluidos de la técnica, como los que se utilizan para el suministro o la inyección de fármacos, vacunas u otros productos medicinales a través de la barrera cutánea, son típicamente sistemas de jeringa accionados mecánicamente. Dichos sistemas normalmente no están diseñados para administrar volúmenes pequeños, por debajo de 100 μl, y para hacerlo a velocidades de flujo predeterminadas y controladas. Además, es necesario el control preciso de los caudales durante la infusión o inyección de fluidos en el tejido biológico a través de una abertura estrecha, como una microaguja o un conjunto de microagujas. Los actuadores de la técnica deben recibir alimentación externa, por ejemplo, eléctricamente, magnéticamente, mecánicamente o por sistemas de presión de gas. En el caso de los eléctricos, estos requieren de baterías y motores eléctricos o elementos de respuesta, sumando complejidad, costo y requiriendo procedimientos especiales de disposición (baterías, componentes eléctricos). Además, dichos sistemas eléctricos (incluidos los electrostáticos, electroquímicos, piezoeléctricos) no son deseables en dispositivos implantables debido a problemas de biocompatibilidad y biodegradabilidad. En el caso de los magnéticos, existe la necesidad de campos externos y la falta de un control preciso de la fuerza de actuación. En el caso de la presión mecánica y de gas, estos tienen un control limitado sobre los caudales, volúmenes y presiones que se pueden generar para la actuación fluídica. Por ejemplo, Lo et al., describen un dispositivo microfluídico de administración de fármacos accionado por una fuerza mecánica accionada por los dedos aplicada externamente, y que incluye una válvula de retención PDMS para controlar el caudal de fluidos. El caudal varió de 0,61 μl/s para 250 mmHg (33,33 kPa) de presión aplicada a 1,57 μl/s para 500 mmHg (66,66 kPa) (una bomba MEMS pasiva de administración de fármacos para el tratamiento de enfermedades oculares. Biomed Microdev, 11 (2009), págs. 959-970). Esto presenta claramente una limitación en aplicaciones que requieren caudales continuos y controlados con mayor precisión. Además, la mayoría de los sistemas de actuación mecánica se basan en componentes móviles, como válvulas y diafragmas de bombeo. Esto complica su fabricación, lo que aumenta la complejidad y el costo del sistema y aumenta el riesgo de avería. Además, la presencia de partes móviles impide o complica en gran medida la fabricación de sistemas de infusión accionados activamente que pueden aplicarse como un parche adhesivo. Los parches adhesivos se utilizan comúnmente para la administración transdérmica de fármacos; sin embargo, estos sistemas se basan en la difusión pasiva de sustancias farmacéuticas a través de la barrera cutánea. Como tal, es de interés proporcionar sistemas activos de suministro de fármacos que puedan aplicarse como parches adhesivos autoamplificados. La patente US 7.226.439 describe un dispositivo de administración de fármacos con microagujas para la administración transdérmica de fármacos u otros fluidos. La patente US 4.320.758A describe una bomba microfluídica osmótica que es capaz de accionar fluidos en modo de infusión a una velocidad controlada. Sin embargo, la invención descrita en el documento US 4.320.758 se basa en líquido aplicado externamente para impulsar la bomba osmótica. Esto limita el uso del sistema a ciertos entornos y aplicaciones, como dispositivos implantables. Además, tales bombas accionadas por ósmosis normalmente no son capaces de alcanzar las altas presiones necesarias para la inyección o infusión de líquidos viscosos a través de una abertura estrecha, tal como puede ser necesaria para los fármacos administrados por vía transdérmica a través de pequeñas agujas. Además, las bombas de accionamiento osmótico tienen un rango estrecho de caudales alcanzables. La patente US 9.447.781 proporciona una bomba accionada osmóticamente para altas presiones y caudales controlados. Sin embargo, este sistema depende de un mecanismo de resorte y pistón para accionar el fluido a bombear. Esto complica el diseño del sistema, aumentando su costo y limitando los tipos de materiales que se pueden utilizar para su fabricación. Además, este sistema no es capaz de suministrar fluidos de forma rápida, estando limitado a caudales de 1 μl/hora.

[0013] El documento DE 102015 101 106 divulga un dispositivo microfluídico con al menos un depósito para contener un líquido, al menos un actuador en comunicación con el depósito, con el que se puede generar una sobrepresión en el depósito, y al menos un canal, que está en comunicación fluida con el depósito para la extracción del líquido del depósito se realiza en una dirección de transporte de líquido. Para permitir un flujo dirigido del líquido en el dispositivo de microfluidos, el canal está cubierto al menos parcialmente por al menos una membrana impermeable a los líquidos, pero permeable a los gases, y se proporciona al menos un material absorbente que absorbe el líquido en el canal aguas abajo. de la membrana en la dirección de transporte del líquido. El dispositivo así descrito requiere un accionamiento continuo.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

[0014] Es un objeto de la presente invención proporcionar un sistema de bomba de propulsión flexible para usar en sistemas microfluídicos o milifluídicos. Este objetivo se consigue mediante un dispositivo según realizaciones de la presente invención.

[0015] La presente invención proporciona un dispositivo de conducto de mili o microfluidos que comprende:

• una bomba capilar, que comprende un sorbente sólido encerrado en un recinto y que tiene una entrada y una salida,

• un conducto de fluido conectado operativamente a la entrada de la bomba capilar,

• una unidad sellada a líquido permeable al gas con un orificio de ventilación en la que dicha unidad es permeable al gas hacia el exterior a través del orificio de ventilación, estando acoplada la unidad con el conducto de fluido en una ubicación predeterminada, y

• una unidad de accionamiento aguas arriba del conducto de fluido.

[0016] El conducto de fluido comprende al menos tres zonas interconectadas, las al menos tres zonas interconectadas comprenden:

i) una primera zona de conducto prellenada con un primer volumen de líquido activador, aguas arriba de la unidad con el orificio de ventilación y aguas abajo de la unidad de accionamiento, ii) una tercera zona de conducto con un volumen adicional, aguas arriba de la bomba capilar, pero aguas abajo de la unidad con el orificio de ventilación, y

iii) una segunda zona de conducto precargada con un líquido de trabajo antes del accionamiento de la unidad de accionamiento, siendo la unidad de accionamiento una unidad de accionamiento para poner en contacto el líquido de trabajo con el adsorbente sólido, estando situada la segunda zona de conducto aguas abajo de la unidad con el orificio de ventilación, entre la primera zona de conducción y la tercera zona de conducción y conectado funcionalmente a ambos, y conectado directamente a la primera zona de conducción,

en el que el primer volumen es proporcionalmente mayor o igual que el volumen adicional de la tercera zona de conducto. De esta forma, si el volumen del líquido adicional en la primera zona del conducto es proporcionalmente mayor o igual que el volumen adicional de la tercera zona, el líquido precargado en la segunda zona del conducto puede entrar en contacto con el sorbente sólido de la bomba capilar cuando el flujo del primer volumen predeterminado de líquido activador en la primera zona de conducto sobre la ubicación predeterminada de la unidad con el orificio de ventilación corresponde al movimiento del mismo volumen de líquido de trabajo a través de la tercera zona de conducto (con un volumen menor que el primer conducto). zona) hacia la bomba capilar. Conectado directamente a la primera zona de conducto puede significar que no hay más zona de conducto entre la segunda zona de conducto y la primera zona de conducto. En algunas realizaciones, esto se puede considerar como que no hay espacio entre la primera zona de conducto y la segunda zona de conducto.

[0017] Cuando se hace referencia a líquido activador y líquido de trabajo, esto no se refiere al hecho de que dichos líquidos son diferentes. Más bien, se usa líquido activador para referirse al líquido inicialmente (después del llenado) presente en la primera zona del conducto y líquido de trabajo se usa para referirse al líquido inicialmente (después del llenado) presente en el segundo conducto. Así, la diferencia entre el líquido de activación y el líquido de trabajo está más bien determinada por su posición espacial y por su función así realizada.

[0018] El dispositivo anterior permite un contacto fiable entre el líquido precargado y la bomba capilar, donde solo se necesita un primer accionamiento con una pequeña presión, siendo el resto del bombeo asegurado por la bomba capilar y el fluido, por ejemplo, un gas como aire, provisto en el conducto a través del orificio de ventilación de la unidad con el orificio de ventilación.

[0019] En algunas realizaciones, el líquido activador en la primera zona de conducto es del mismo tipo que el líquido de trabajo. Esto permite ventajosamente llenar la segunda zona de conducto con líquido de trabajo y añadir el líquido de activación en la primera zona de conducto, en un mismo paso.

[0020] Alternativamente, un volumen predeterminado de fluido, por ejemplo, un gas como el aire, está presente al menos entre el líquido de trabajo (aguas abajo de la unidad con el orificio de ventilación) y el líquido de activación (aguas arriba de la unidad con el orificio de ventilación).

[0021] Potencialmente, un volumen predeterminado de fluido, por ejemplo, un gas como el aire, puede estar presente entre el líquido de trabajo y la unidad con el orificio de ventilación. Esto permite ventajosamente una reducción de la cantidad necesaria de líquido precargado. Por ejemplo, la cantidad de líquido prellenado añadido no puede exceder la saturación de la bomba capilar.

[0022] Además, una cantidad predeterminada de fluido, por ejemplo, un gas como el aire, puede estar presente entre el líquido activador y la unidad con el orificio de ventilación. Esto permite un retardo ajustable entre la activación del líquido activador y el contacto entre el líquido precargado y la bomba capilar.

[0023] En algunas realizaciones, el llenado previo del líquido en la segunda zona de conducto se puede realizar a través de un puerto de entrada o similar.

[0024] En algunas realizaciones, la tercera zona de conducto y/o la bomba capilar se llena previamente con gas, o al menos con un fluido con menor humectabilidad que el líquido de la segunda zona de conducto.

[0025] En algunas realizaciones de la presente invención, el dispositivo incluye una barrera en la que la barrera comprende un material sellado líquido permeable al gas para permitir el paso del gas y detener el flujo del líquido. La barrera se proporciona en el conducto de fluido entre dos zonas interconectadas. Las zonas pueden estar ambas llenas de fluido, aguas arriba y aguas abajo de la barrera. Las zonas pueden estar llenas de líquidos y la barrera puede separar físicamente estos líquidos mientras que al mismo tiempo mantiene conectadas las dos secciones del dispositivo, por ejemplo, conectado funcionalmente, por ejemplo, de modo que un cambio de presión en una zona interconectada produce un cambio de presión en la otra zona interconectada.

[0026] En algunas realizaciones de la presente invención, la barrera comprende un material hidrofóbico que contiene cavidades para el paso de gas, que puede ser el mismo o similar material que el sorbente sólido tratado adicionalmente para darle propiedades hidrofóbicas, por ejemplo, un papel hidrofóbico, obteniendo así un gas -adsorbente sólido sellado líquido permeable.

[0027] En algunas realizaciones de la presente invención, el adsorbente sólido de la bomba tiene cavidades con un diámetro de poro de un valor entre 0,1 y 35 μm.

[0028] En algunas realizaciones de la presente invención, el dispositivo comprende además aguas abajo de dicha bomba capilar y conectado a la misma un conducto de salida del fluido que comprende microagujas.

[0029] En algunas realizaciones de la presente invención, el adsorbente sólido de la bomba tiene forma de sector circular de 10° a 150°. Esto proporciona ventajosamente una acción continua. El sector puede ser más preferiblemente un sector circular de 50° a 70° de modo que la bomba esté adaptada para bombear un volumen de 0,1 μl a 1000 μl, por ejemplo, de 100 μl a 300 μl de líquido. El tamaño del papel también determina la cantidad de volumen de líquido que se puede absorber, por ejemplo, la cantidad que se puede bombear. El tamaño de la cavidad del adsorbente sólido (p. ej., 0,1-35 μm, siendo por ejemplo el tamaño de poro de un adsorbente sólido como el papel) permite bombear a presiones de 50 a 100 kPa, por ejemplo, de 60 a 70 kPa, por ejemplo, a través de la resistencia de una barrera de tejido biológico, por ejemplo, una piel. El caudal puede ser de aproximadamente 0,07 μl/min a 30 μl/min, por ejemplo, de 4 μl/min a 10 μl/min.

[0030] La presión puede estar determinada en parte o principalmente por el tipo de papel utilizado. El volumen del líquido bombeado puede estar determinado en parte o principalmente por el tamaño del papel. La forma del papel puede determinar parcial o principalmente el caudal.

[0031] En algunas realizaciones de la presente invención, el dispositivo de conducto de fluidos comprende una configuración de red de canales y/o depósitos de fluidos y en el que las bombas, los depósitos de fluidos, al menos una unidad sellada a líquidos permeable al gas con ventilación y opcionalmente al menos un una unidad de barrera permeable sellada con líquido se acoplan en el dispositivo de conducto, para mezclar diferentes fluidos, para suministrar secuencialmente diferentes fluidos o para empujar fluidos hacia adelante y hacia atrás en una misma zona de conducto, por ejemplo, una zona de análisis, una zona de reacción o una zona que encierra una matriz de redes de microtubos o micropocillos hidrofílico en hidrofóbico (HIH).

[0032] En algunas realizaciones de la presente invención, el dispositivo de conducto de fluidos es un dispositivo de microfluidos y la bomba (capilar) comprende un sorbente sólido que contiene cavidades y está encerrado en un recinto, el dispositivo de microfluidos comprende además una sección de suministro de muestras para aplicar un líquido que contiene imanes magnéticos. perlas conectadas operativamente a una zona de detección con una o más partes empotradas y un imán. El imán se coloca en las proximidades de la zona de detección. El sorbente sólido se puede moldear como se explicó anteriormente y se puede adaptar para proporcionar un caudal de alrededor de 4 a 10 μl/min de modo que cuando esté en funcionamiento, las perlas se inmovilicen en la parte rebajada de la zona de detección en un flujo continuo. En algunas realizaciones de la presente invención, el imán del dispositivo de microfluidos tiene una fuerza de alrededor de 1,3 T y se coloca alrededor de 1,5 a 2,5 mm por debajo de la parte rebajada.

[0033] En algunas realizaciones, la concentración de perlas en el líquido es de aproximadamente 2 x 107 a 10x107 perlas/ml.

[0034] En algunas realizaciones de la presente invención, un adsorbente sólido de la bomba tiene cavidades con un diámetro de poro de un valor entre 0,1 y 35 μm para bombear un segundo fluido a presiones de 50 a 100 kPa, preferiblemente de 60 a 70 kPa, para mover líquidos con un viscosidad en el rango de 0.5.10-3 Pa.s a 75.10-3 Pa.s, preferiblemente en el rango de 0.9.10-3 Pa.s hasta 60.10-3 Pa.s.

[0035] En algunas realizaciones de la presente invención, se incluye una cámara para recibir, o incluir, reactivos en polvo. Por ejemplo, la cámara se puede colocar aguas abajo de la bomba capilar. El dispositivo está adaptado para mezclar reactivos en polvo con líquido bombeado por ese sorbente sólido de la bomba.

[0036] En algunas realizaciones de la presente invención, el dispositivo está adaptado para mezclar reactivos en polvo con líquido bombeado por ese sorbente sólido de la bomba con cavidades con un diámetro de poro de un valor entre 0,1 y 35 μm para bombear fluido en la cámara a presiones de 50 a 100 kPa, más preferiblemente de 60 a 70 kPa.

[0037] En algunas realizaciones de la presente invención, la bomba capilar es una bomba de propulsión que comprende un sorbente sólido encerrado en un recinto, dicho sorbente sólido que contiene cavidades que comprenden un primer fluido,

• en el que dicho recinto del sorbente sólido comprende la entrada a través de la cual dicho sorbente sólido puede ponerse en contacto con un líquido y la salida que conecta el recinto a un canal de salida y

• en el que dicha bomba de propulsión está adaptada para activarse poniendo en contacto dicho sorbente sólido con el líquido de trabajo a través de la entrada, lo que da como resultado la absorción de al menos parte de dicho líquido de trabajo por el sorbente sólido;

• en el que esta absorción está asociada con la expulsión de al menos parte de dicho primer fluido desde las cavidades de dicho sorbente sólido hacia dicho canal de salida, donde el flujo de dicho primer fluido hacia el canal de salida permite impulsar y/o comprimir un segundo fluido contenido en dicho canal de salida y/o en un canal o depósito conectado a dicho canal de salida.

[0038] En algunas realizaciones, la bomba está adaptada para bombear un segundo fluido a presiones de 50 a 100 kPa, por ejemplo, de 60 a 70 kPa. Por ejemplo, la bomba puede mover líquidos con una viscosidad en el rango de 0.5.10'3 Pa.s a 75.10'3 Pa.s, preferiblemente en el rango de 0.9.10'3 Pa.s hasta 60.10'3 Pa.s.

[0039] En realizaciones particulares, el dispositivo comprende además una barrera, donde la barrera comprende un material o parche hidrofóbico (por ejemplo, un sorbente sólido sellado líquido permeable al gas) para mover el gas y detener el líquido y donde la barrera se acopla con el conducto de fluido a través de al menos dos zonas interconectadas parcialmente llenas de fluido aguas arriba y aguas abajo de la barrera y en el que el sorbente sólido permeable a los gases comprende un material hidrofóbico que contiene cavidades para el paso del gas, por ejemplo, un papel hidrofóbico. En algunas realizaciones, la bomba capilar es una bomba de tracción, que comprende un sorbente sólido encerrado en un recinto, dicho sorbente sólido que contiene cavidades que comprenden un primer fluido, en el que el recinto está conectado aguas abajo a un conducto abierto al ambiente, p. aire.

[0040] En algunas realizaciones, el recinto del sorbente sólido incluye orificios de ventilación para expulsar el primer fluido desplazado (por ejemplo, aire) en el sorbente sólido de la bomba de tracción.

[0041] Además, la primera zona de conducto está conectada en su lado aguas arriba, por ejemplo, a una cuarta zona de conducto conectada además a una entrada para proporcionar una muestra, por ejemplo, una muestra líquida. Cuando se activa la bomba, la bomba introduce la muestra en el conducto.

[0042] La bomba de extracción extrae la muestra hasta que el líquido de la primera zona del conducto pasa por la unidad con el orificio de ventilación, por ejemplo, cuando el líquido en movimiento que está en contacto con la unidad con el orificio de ventilación deja de estar en contacto con ella, en otras palabras, cuando el extremo posterior del líquido pasa por la unidad con el orificio de ventilación. Posteriormente, la bomba extraerá aire de la ventilación y no extraerá la muestra líquida. La acción de tracción y el volumen extraído se pueden predeterminar seleccionando la posición de la ventilación a lo largo del canal.

[0043] Dependiendo de si la bomba capilar es una bomba de propulsión o una bomba de tracción, la bomba capilar se puede conectar a otro conducto aguas abajo o a un orificio de ventilación (por ejemplo, un orificio de ventilación en el recinto del adsorbente sólido), respectivamente.

[0044] En algunas realizaciones de la presente invención, se proporciona un conducto de salida de fluido con microagujas corriente abajo de la bomba capilar. La bomba se puede adaptar para bombear líquido a presiones de 50 a 100 kPa, por ejemplo, 60 a 70 kPa, a través de la resistencia de una barrera de tejido biológico, por ejemplo, una piel. Por ejemplo, la bomba se puede adaptar para bombear un volumen de líquido entre 0,1 μl y 1000 μl. Por ejemplo, el sorbente sólido de la bomba tiene forma de sector circular de 10° a 150°, por ejemplo, sector circular de 50° a 70° como se explicó anteriormente.

[0045] En algunas realizaciones de la presente invención, el dispositivo se puede accionar manualmente, por ejemplo, mediante la presión de los dedos, y funciona sin consumo de energía adicional.

[0046] En algunas realizaciones de la presente invención, el dispositivo comprende al menos otra bomba capilar, estando adaptado el dispositivo para activar la bomba capilar y la al menos otra bomba capilar simultáneamente, con salida en la misma zona, por ejemplo, una zona de análisis o de reacción, de un conducto cuando esté operativo para mezclar su fluido.

[0047] Alternativamente, el dispositivo puede estar adaptado para activar la bomba capilar y, al menos, la bomba capilar adicional en consecuencia con salida en la misma zona, por ejemplo, una zona de análisis o reacción, de un conducto cuando está en funcionamiento para suministrar secuencialmente su fluido a la misma zona en dicho conducto.

[0048] En algunas realizaciones que incluyen una bomba capilar adicional, la bomba capilar adicional puede ser activada por la primera bomba capilar.

[0049] En algunas realizaciones, se proporciona una pluralidad de bombas capilares, que pueden estar conectadas de manera que algunas estén adaptadas para activarse simultáneamente, mientras que otras pueden activarse secuencialmente y, sin embargo, al menos una bomba capilar de la pluralidad puede acoplarse para activar al menos una bomba capilar diferente.

[0050] En algunas realizaciones de la presente invención, el conducto de fluido comprende una derivación de conducto conectada física o funcionalmente con un puerto para tomar muestras de fluido, por ejemplo, fluido ambiental.

[0051] En algunas realizaciones de la presente invención, el conducto de fluido comprende una derivación de conducto conectada física o funcionalmente con un depósito para contener cualquiera del grupo que consiste en un fluido de trabajo, un analito, un ligando, una molécula activa biológica, una molécula química reactiva y una molécula reactiva física.

[0052] En algunas realizaciones de la presente invención, el dispositivo comprende un recinto del sorbente sólido que comprende una abertura que conecta el recinto con un canal de salida. Además, una zona analítica está en conexión fluida con un canal de salida, estando adaptada la zona analítica para recibir un analito, estando además provista la zona analítica de una unidad detectora para detectar las propiedades del analito en la zona analítica.

[0053] Por ejemplo, en algunas realizaciones de la presente invención, el dispositivo comprende una bomba de propulsión según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde una zona analítica está en conexión fluida con el canal de salida, estando la zona analítica adaptada para recibir un analito, la zona analítica además de estar provisto de una unidad detectora para detectar las propiedades del analito en la zona analítica.

[0054] En algunas realizaciones, el sistema de bomba de propulsión comprende una o más ventilaciones, por ejemplo, unidades con orificios de ventilación, que son capaces de introducir variaciones de presión dentro de diferentes zonas de una red microfluídica de manera controlada permiten desacoplar diferentes zonas de una red microfluídica para diseñar dispositivos LOC con una arquitectura más compleja (por ejemplo, que incluyan una actuación controlada, que incluya un retraso en el tiempo entre la activación del sistema y la entrega del fluido a una salida del sistema, que permita la mezcla de fluidos). La presente invención proporciona además un nuevo concepto de válvulas microfluídicas, basado en un material poroso permeable a los gases e impermeable a los líquidos, que ofrece una serie de características atractivas para aplicaciones POC, como facilidad de fabricación, robustez, funciones versátiles y bajo coste de fabricación. En algunas realizaciones, el material puede ser un material hidrofóbico, y para desarrollar este material hidrofóbico, tratamos el papel de filtro con un compuesto fluorado y lo caracterizamos en términos de hidrofobicidad y presión de ruptura. Además, para probar su funcionalidad como válvula microfluídica, la hemos integrado con nuestra plataforma SIMPLE (bomba microfluídica autoalimentada embebida por encapsulación líquida) recientemente establecida y su contraparte de infusión, a saber, iSIMPLE (Kokalj, et al. Lab Chip 2014; Dal Dosso, et al. pTAS; Dublín, Irlanda, 2016).

[0055] Hemos optado por estas dos plataformas en particular porque pueden extraer (SIMPLE) o empujar (iSIMPLE) líquidos a través de canales microfluídicos de manera completamente autónoma, manteniendo la simplicidad arquitectónica y, como tal, plantean una serie de desafíos para la integración de válvulas microfluídicas. Al combinar estas dos tecnologías, hemos desarrollado características funcionales adicionales de estas plataformas de microfluidos y permitimos por primera vez la combinación de los dos conceptos de bombeo en un solo chip. La integración de la válvula hidrofóbica presentada en la plataforma SIMPLE/iSIMPLE resultó en un sistema POC ideal que es autoalimentado, económico, robusto y puede realizar bioensayos complejos con la activación de un solo usuario. La presente invención no se limita a materiales hidrofóbicos, y el concepto de válvula puede utilizar material hidrofílico y/o material oleofóbico o lipofóbico en un sistema adecuado, por ejemplo, y sistema a base de aceite también. Aquí, presentamos una válvula innovadora para microfluidos basados en canales que satisface la necesidad de válvulas microfluídicas simples pero robustas y versátiles y, como tal, se puede combinar con dispositivos de punto de atención (POC) altamente exigentes. La válvula hidrofóbica presentada puede incluir material hidrofóbico simplemente hecho de material poroso (por ejemplo, papel de filtro) tratado con un compuesto fluorado (es decir, Aquapel) y muestra tanto propiedades superhidrofóbicas (ángulo de contacto de hasta 155°) como alta resistencia a la presión del líquido (hasta 9 kPa) mientras conserva la permeabilidad al gas y la simplicidad total de fabricación. Mientras que esta válvula se puede integrar en cualquier sistema basado en canales y se puede usar como venteo, formando una unidad sellada a líquido permeable al gas con un venteo, para retrasar, por ejemplo, el desplazamiento de líquidos en el chip, o como barrera, para detener el líquido. flujo en una dirección determinada (por ejemplo, el mismo tipo de material hidrofóbico puede incluirse en la unidad con el respiradero y en la barrera). En este trabajo, demostramos algunas de sus capacidades al combinar los conceptos de barrera y válvula con nuestro propio desarrollo interno en plataformas SIMPLE e iSIMPLE. Primero, lo integramos con la bomba de infusión iSIMPLE, generando así una activación completamente a prueba de fallas, independientemente de cómo el operador esté accionando el sistema. En segundo lugar, utilizamos válvulas hidrofóbicas como barrera y ventilación en el mismo chip de microfluidos, lo que permitió la combinación de dos bombas SIMPLE para dividir una muestra en dos canales paralelos. Este atributo es fundamental para lograr el análisis de multiplexación en una plataforma microfluídica completamente autónoma. Finalmente, logramos una manipulación de líquidos sin precedentes para una plataforma de microfluidos autoalimentada, a saber, el transporte de líquidos, después de la activación de un solo usuario al combinar por primera vez SIMPLE e iSIMPLE con el respiradero hidrofóbico desarrollado (por ejemplo, válvula hidrofóbica que incluye respiradero) y barrera, todo en un solo chip. Todos estos resultados demostraron de manera convincente que la válvula hidrofóbica desarrollada combinada con SIMPLE/iSIMPLE presenta componentes esenciales para un sistema POC ideal, que es autoalimentado, económico, robusto y puede realizar bioensayos complejos con la activación de un solo usuario.

[0056] La presente invención resuelve además los problemas de la técnica relacionada al proporcionar un sistema autoalimentado de bajo costo para administrar, inyectar o infundir fluidos a través de barreras biológicas tales como la piel, preferiblemente junto con agujas o microagujas. En combinación con agujas huecas o microagujas, esta bomba de infusión de microfluidos es capaz de suministrar líquidos a través de la piel u otras barreras de tejido biológico con un caudal controlado y presiones (altas), por ejemplo, de 50 a 100 kPa o de 60 a 70 kPa. Este sistema es capaz de entregar pequeños volúmenes de líquidos, por ejemplo, volúmenes en el rango de 1-1000 μl y preferiblemente en el rango de 100 μl a 300 μl. Además, en combinación con una microaguja, esta bomba de infusión de microfluidos es capaz de inyectar líquidos con diferentes viscosidades, por ejemplo, en el rango de 0,5.10-3 Pa.s a 75.10-3 Pa.s y preferiblemente en el rango de 0,9.10-3 Pa.s hasta 60.10-3 Pa.s.

[0057] Otro aspecto ventajoso es también que tal sistema de administración puede estar hecho total o parcialmente, y en particular las agujas, de material biocompatible. Como ejemplo de resina biocompatible, se puede utilizar polipropileno, politetrafluoreteno (PTFE) (como el teflón (marca registrada)) o poliuretano, como una sola sustancia o una mezcla de cualquiera de estas sustancias. Se pueden usar aceros inoxidables, oro, plata, platino, titanio, nitinol, metal o cualquier otro material conductor biocompatible para fabricar las microagujas. Otras partes del sistema de administración pueden ser biocompatibles con la piel. La entrega también puede estar hecha total o parcialmente de un material biodegradable. Por ejemplo, dicho material biodegradable puede seleccionarse, por ejemplo, entre los siguientes materiales: poliglicolida (PGA), copolímeros de glicolida, polilactidas, copolímeros de polilactida, poli-1,4-dioxano-2 asimétricamente sustituido en 3,6, 5 dionas, poli-.-hidroxibutirato (PHBA), copolímeros de PHBA/.-hidroxivalerato (PHBA/HVA), poli-.-hidroxipropionato (PHPA), poli-p-dioxanona (PDS), poli-.-valerolactona, poli-.-caprolactona, copolímeros de metacrilato de metilo-N-vinilpirrolidina, poliesteramidas, poliésteres de ácido oxálico, polidihidropiranos, polialquil-2-cianoacrilatos, poliuretanos (PU), alcohol polivinílico (PVA), polipéptidos, ácido poli-.-málico (PMLA), ácidos poli-.-alcanoicos, polietilenóxido (PEO) y polímeros de quitina. Los copolímeros de glicólido comprenden, por ejemplo, copolímeros de glicólido/L-lactida (PGA/PLLA) y copolímeros de glicólido/carbonato de trimetileno (PGA/TMC). Las polilactidas comprenden, por ejemplo, poli-L-lactida (PLLA), poli-D-lactida (PDLA) y poli-DL-lactida (PDLLA). Los copolímeros de polilactida comprenden, por ejemplo, copolímeros de L-lactida/DL-lactida, copolímeros de L-lactida/D-lactida, copolímeros de lactida/tetrametilglicolida, copolímeros de lactida/carbonato de trimetileno, copolímero de lactida/valerolactona, copolímero de lactida/caprolactona, polidepsipéptidos (copolímero de glicina-DL-lactida), copolímeros de polilactida/óxido de polietileno, copolímeros de glicolida/L-lactida (PGA/PLLA)/polietilenglicol (PEG) y copolímeros de polilactida/polietilenglicol (PEG).

[0058] En combinación con una sola microaguja o matriz de microagujas, la administración de productos medicinales, fármacos, vacunas u otros fluidos en o a través de la piel puede lograrse sin dolor, o casi sin dolor, a un sujeto humano o animal.

[0059] En un aspecto de la invención, el sistema es una bomba de infusión acoplada a una salida conectada a una única aguja o microaguja, compuesta de metal, polímero u otro material apropiado.

[0060] Otro aspecto del sistema de la invención es una bomba de infusión acoplada a una salida conectada a una serie de microagujas, compuestas de metal, polímero u otro material apropiado.

[0061] En otro aspecto más de la invención, el sistema comprende una bomba de infusión integrada y una salida, conectada a aguja(s), en forma de parche adhesivo flexible o deprimible para aplicar a la piel de un sujeto humano o animal.

[0062] En otro aspecto más de la invención, el sistema es una bomba de infusión conectada a una salida, en el que el mecanismo de infusión se pone en marcha presionando con el dedo.

[0063] En otro aspecto más de la invención, el sistema es cualquier número de bombas de infusión conectadas a una salida, y donde la activación del mecanismo de infusión se logra por contacto de un líquido biológico, tal como sudor o saliva, donde el líquido biológico sirve como el líquido de trabajo para la(s) bomba(s) de infusión.

[0064] En otro aspecto más de la invención, el sistema es una bomba de infusión conectada a una salida en forma de parche adhesivo flexible o deprimible, en el que el mecanismo de infusión se inicia mediante la aplicación del parche a la piel del sujeto, de modo que la fuerza de la aplicación sobre la piel es suficiente para activar el mecanismo de infusión.

[0065] En otro aspecto más de la invención, el sistema es una bomba de infusión conectada a una salida conectada a una (micro)aguja (matriz), y donde la aguja se retrae inicialmente en el sistema, pero por la acción de la bomba de infusión, es forzada en la piel del sujeto o en otra barrera biológica como una vena.

[0066] En otro aspecto más de la invención, el sistema es una bomba de infusión conectada a una salida, en el que la bomba de infusión está diseñada de manera que permite variar el caudal del fluido a expulsar por la salida. Un ejemplo de caudal logrado es 0,07 - 30 μl/min.

[0067] En otro aspecto más de la invención, el sistema es cualquier número de bombas de infusión conectadas a una salida, de modo que las bombas puedan activarse simultáneamente, y donde la velocidad de bombeo o la presión de una bomba puedan ser diferentes a las de la otra. Además, tales bombas pueden estar conectadas por canales de microfluidos que contienen fluidos o compuestos químicos sólidos. Tal disposición puede ser útil para mezclar varios fluidos con otros fluidos o con compuestos químicos sólidos precargados en los canales microfluídicos conectados. Además, las diferentes bombas pueden no estar conectadas por una red de microfluidos, pero pueden estar conectadas a salidas, proporcionando así una forma de entregar más de un fluido, y a diferentes caudales o presiones, pero donde la activación de las diferentes bombas es simultánea.

[0068] En otro aspecto más de la invención, el sistema es cualquier número de bombas de infusión conectadas a una salida, de manera que las bombas pueden activarse secuencialmente, donde una bomba activa otra bomba, y donde cada bomba está separada por una válvula hidrofóbica. La activación secuencial de la bomba puede ser útil para retrasar el tiempo entre la activación del sistema y la entrega del fluido a una salida del sistema.

[0069] En otro aspecto más de la invención, el sistema es cualquier número de bombas de infusión conectadas a una salida, en el que el fluido que se entrega a través de la salida se carga previamente en el sistema y se almacena en el sistema hasta el momento en que la infusión se activa(n) la(s) bomba(s) para entregar el fluido almacenado a través de la salida.

[0070] En otro aspecto más de la invención, el sistema es cualquier número de bombas de infusión o propulsión conectadas a una salida, en el que el fluido que se va a suministrar a través de la salida no forma parte del sistema, sino que se integra en el sistema en el momento en que el usuario del sistema desea hacerlo. Un ejemplo de esto es un contenedor que contiene el fluido que va a ser entregado por el sistema, como una entidad separada. Luego, el usuario aplica/inserta el contenedor (es decir, el contenedor principal) en el sistema de infusión, donde el sistema de infusión está diseñado de tal manera que el contenedor puede integrarse en el sistema y, en el momento de la integración, se conecta a la red de microfluidos en el sistema.

[0071] En otro aspecto más de la invención, el sistema está compuesto por una bomba de infusión o propulsión (llamada iSIMPLE) y una bomba de succión (llamada SIMPLE), por lo que dicho sistema puede ser útil para el suministro simultáneo de fluidos a través de una barrera biológica y en un tejido biológico, y muestreo de fluidos biológicos dentro de ese mismo tejido biológico. La(s) bomba(s) de succión y, en consecuencia, la bomba de infusión puede estar conectada mediante una red microfluídica a la misma salida, de modo que la entrega de fluidos y el muestreo de fluidos se logre secuencialmente a través de la misma o diferente abertura. Además, la activación de la primera infusión y la segunda toma de muestras a través de la misma u otra salida puede activarse mediante un accionamiento, por lo que cada una de las bombas funciona en sucesión de las otras.

[0072] En otro aspecto más de la invención, el sistema está adaptado para el suministro secuencial o simultáneo de fluidos y el muestreo de fluidos.

[0073] En otro aspecto más de la invención, el sistema está precargado con fluido, o adaptado para cargarse durante el uso. Otro ámbito de aplicación de la presente invención resultará evidente a partir de la descripción detallada que se da a continuación. Sin embargo, debe entenderse que la descripción detallada y los ejemplos específicos, aunque indican realizaciones preferidas de la invención, se dan a modo de ilustración solamente, puesto que diversos cambios y modificaciones dentro del alcance de la invención, que se define en las reivindicaciones adjuntas, serán evidentes para los expertos en la técnica a partir de esta descripción detallada. Debe entenderse que tanto la descripción general anterior como la siguiente descripción detallada son ejemplares y explicativas solamente, y no son restrictivas de la invención como se reivindica.

[0074] Es un objeto de la presente descripción proporcionar un sistema de bomba de propulsión flexible o deprimible para uso en sistemas de microfluidos o milifluidos, más particularmente sistemas con canales de milivolúmenes o microvolúmenes en los que el fluido es impulsado por dicha bomba o es jalado por dicha bomba. El sistema de bomba de propulsión está conectado a microagujas para administrar fluido a un paciente, más particularmente mediante administración intradérmica de volúmenes en el rango de 1-1000 |jl y preferiblemente en el rango de 100 j l a 300 jl. Demostramos que con dichos sistemas es posible alcanzar presiones de inyección de, por ejemplo, 50 a 100 kPa o 60 a 70 kPa.

[0075] Este objetivo se consigue mediante un dispositivo según realizaciones de la presente invención.

[0076] En el campo de los microfluidos, dos limitaciones cruciales impiden la afirmación de los dispositivos LOC y POC, tanto en el mundo académico como en el industrial. La mayoría de los dispositivos microfluídicos todavía necesitan una fuente de alimentación externa (es decir, una bomba de jeringa, sistemas electromecánicos, etc.) que limita la portabilidad y aumenta la complejidad y el precio del dispositivo final. Por otro lado, la gran mayoría de las plataformas microfluídicas pueden manejar los fluidos solo en modo de extracción, lo que reduce el panel de las posibles operaciones microfluídicas. La presente invención se basa en el hallazgo de que, al guiar los fluidos, normalmente gas, expulsados de un sorbente sólido durante la absorción de un líquido por dicho sorbente sólido hacia un canal milifluídico o microfluídico, denominado canal de salida, este flujo de fluido proporciona una fuerza de propulsión, que permite empujar un fluido contenido en dicho canal de salida y/o conectado a una red milifluídica o microfluídica sobre una trayectoria predecible. Además, se encontró que el flujo de fluido expulsado permitía generar una presión dentro de dicho canal de salida y/o red milifluídica o microfluídica conectada, que era superior o al menos comparable a la de todas las bombas microfluídicas presentadas en la literatura. Sin embargo, el sistema de bomba de propulsión de la presente invención tiene la importante ventaja sobre los sistemas de bomba de la técnica anterior, ya que puede ser autoalimentado incorporando el líquido necesario para accionar el sistema de bomba de propulsión basado en absorción dentro del sistema milifluídico o microfluídico. sistema que comprende la bomba. Está claro que tales sistemas de bomba de propulsión pueden ser particularmente útiles en muchas aplicaciones milifluídicas y microfluídicas diferentes, como en dispositivos de diagnóstico laboratorio en chip (LOC) o punto de cuidado (POC) o en, por ejemplo, intradérmico, suministro de compuestos terapéuticos a un ser humano o animal que lo necesite.

[0077] Por tanto, en un primer aspecto, la presente invención proporciona una bomba de propulsión milifluídica o microfluídica, que comprende un sorbente sólido encerrado en un recinto, en el que dicho sorbente sólido contiene un primer fluido antes de la activación de dicha bomba. Normalmente, dicho recinto del sorbente sólido comprende una primera abertura a través de la cual dicho sorbente sólido puede ponerse en contacto con un líquido y una segunda abertura que conecta el recinto con un canal de salida. La bomba de propulsión según la presente invención está adaptada para activarse poniendo en contacto dicho sorbente sólido con un líquido a través de dicha primera abertura, lo que da como resultado la absorción de al menos parte de dicho líquido por el sorbente sólido. Esta absorción está típicamente asociada con la expulsión de al menos parte de dicho primer fluido desde las cavidades en dicho sorbente sólido hacia dicho canal de salida. El flujo de dicho primer fluido hacia el canal de salida permite impulsar y/o comprimir un segundo fluido contenido en dicho canal de salida y/o en una red microfluídica conectada a dicho canal de salida.

[0078] La bomba de propulsión según realizaciones de la presente invención funciona en modo de infusión, empujando con un caudal predeterminado. Al ajustar la forma y las propiedades de las partes de la bomba de propulsión, se pueden lograr diferentes caudales, según los requisitos de la aplicación, y los caudales se pueden definir como constantes, decrecientes o crecientes. Los parámetros que se pueden ajustar para lograr un caudal predeterminado son la forma geométrica del material adsorbente encerrado y/o sus propiedades, como el tamaño de los poros, la distribución de los poros en el material adsorbente, la porosidad y/o las propiedades humectantes; las dimensiones del canal de entrada y/o salida (diámetro y/o longitud); la carga aguas arriba y/o aguas abajo de la bomba, p. el volumen de líquido de trabajo y líquido de salida; las propiedades de los fluidos aplicados (líquido de trabajo y/o sustancia activa), tales como viscosidad, compresibilidad y tensión superficial. El sistema de bombeo de las realizaciones de la invención no requiere alimentación externa y aborda los requisitos de POC, LOC o suministro de fármacos. Al mismo tiempo, es robusto, fácil de fabricar, económico, fácil de usar y adecuado para tecnologías de replicación masiva. Además, el sistema de bomba de propulsión de las realizaciones de la presente invención permite lograr flujos predecibles, así como altas presiones. Estas propiedades también permiten utilizar la bomba de propulsión de las realizaciones de la presente invención para aplicaciones de suministro de fármacos, donde se requiere una presión suficiente para inyectar el fármaco a través de la piel en el cuerpo para superar la contrapresión de la barrera cutánea.

[0079] En realizaciones particulares de la presente invención, el sorbente sólido de la bomba de propulsión milifluídica o microfluídica puede ser cualquier material poroso, en el que dichas cavidades son poros interconectados; o un material capilar, en el que dichas cavidades son capilares, preferiblemente capilares abiertos por los extremos; o un material mixto o polvo que comprende tanto capilares como poros.

[0080] En realizaciones de la presente invención, el primer fluido puede ser un gas. No obstante, el experto en la materia entiende que dicho primer fluido puede ser un líquido en el caso de que el líquido que se absorbe tenga una mayor afinidad humectante hacia dicho sorbente sólido que dicho primer fluido.

[0081] En una realización, dicha primera abertura del recinto del sorbente sólido de una bomba de propulsión milifluídica o microfluídica según la presente invención se conecta a un canal de entrada adecuado para poner un líquido en contacto con dicho sorbente sólido a través de dicha primera abertura para activar dicha bomba de propulsión. En realizaciones particulares, dicho canal de entrada contiene un líquido y/o se conecta a un depósito que contiene un líquido, denominándose líquido de trabajo. Antes de la activación de la bomba de propulsión, se evita que el líquido de trabajo entre en contacto con dicho adsorbente sólido. Normalmente, el contacto entre dicho líquido de trabajo y el sorbente sólido se evita por la presencia de un gas entre el líquido de trabajo y el sorbente sólido. La bomba de propulsión de acuerdo con la presente invención comprende un medio de activación o actuadores para mover el líquido de trabajo en el canal de entrada de manera que entre en contacto con dicho sorbente sólido a través de dicha primera abertura dando como resultado la absorción de al menos parte del líquido de trabajo por dicho sorbente sólido. En una realización particular estos medios de activación o actuadores comprenden una pared flexible o depresible integrada en una pared de dicho canal de entrada y/o depósito, donde dicha bomba de propulsión está adaptada para ser activada aplicando una presión suficiente sobre dicha pared flexible o depresible con lo cual la deformación de dicha pared presionada flexible o deprimible actúa sobre el líquido de trabajo en el canal de entrada y/o el depósito de tal manera que el líquido de trabajo se mueve en el canal de entrada y entra en contacto con dicho sorbente sólido a través de dicha primera abertura dando como resultado la absorción de al menos parte del líquido de trabajo por dicho sorbente sólido.

[0082] En una realización particular de una bomba de propulsión según la primera realización de la invención, el canal de entrada y/o el depósito que contiene dicho líquido de trabajo pueden estar conectados además a una red microfluídica o milifluídica. Tras la activación de tal bomba de propulsión, la absorción de dicho líquido de trabajo desde el canal de entrada y/o depósito por dicho sorbente sólido ejerce una fuerza de succión sobre los fluidos contenidos en dicha red microfluídica o milifluídica conectada. En determinadas realizaciones, dicha red microfluídica o milifluídica comprende un canal que tiene una abertura de entrada en la que dicha fuerza de succión permite introducir un líquido situado en dicha abertura de entrada en dicho canal. La disponibilidad de dicho canal que tiene una abertura de entrada conectada operativamente a una bomba de propulsión según la presente invención, que también genera una fuerza de succión, es particularmente útil en dispositivos de diagnóstico laboratorio en chip (LOC) o punto de cuidado (POC). o dispositivos de muestreo, ya que permite extraer una muestra de analito en un sistema microfluídico o milifluídico.

[0083] Las realizaciones de la presente invención proporcionan una bomba de propulsión milifluídica o microfluídica en la que una zona analítica está en conexión fluida con el canal de salida, estando adaptada la zona analítica para recibir un analito. La zona analítica puede ser un canal, una cámara como una cámara de reacción, un compartimento; cualquier región que permita algún tipo de flujo de fluido y luego detección. La zona analítica está conectada a un canal que permite la entrega de muestra y reactivos. La zona analítica está además provista de una unidad detectora para detectar las propiedades del analito en la zona analítica. La unidad detectora puede ser cualquier tipo adecuado de unidad detectora, independientemente del método de detección, por ejemplo, cualquier sensor analítico para detectar analitos en fluidos, un sensor colorimétrico, etc. La unidad detectora puede ser, pero no necesita ser, un detector óptico. En realizaciones particulares, la unidad detectora puede comprender un detector de resonancia de plasma de superficie, por ejemplo, un detector de resonancia de plasma de superficie de oro o un detector de resonancia de plasma de superficie de fibra óptica. La unidad detectora es un sistema para convertir una señal biológica en una señal cuantificable (eléctrica, intensidad, números). La unidad detectora puede comprender un elemento de respuesta, en respuesta a un evento; un elemento de procesamiento para generar una señal de detección basada en la respuesta al evento; y un medio para transmitir información entre el elemento de respuesta y el elemento de procesamiento. La unidad detectora no necesita estar presente en la zona analítica, pero en esa zona un evento, p. una reacción, debe tener lugar para generar una señal que sea detectable. La unidad detectora puede estar presente fuera de la zona analítica. La unidad detectora se puede conectar integralmente a una bomba de propulsión según realizaciones de la presente invención. Si la unidad detectora está miniaturizada y se proporciona energía (por ejemplo, una batería), la unidad detectora se puede conectar/integrar al chip que comprende la bomba de propulsión. La conexión entre la unidad detectora y la bomba de propulsión puede ser a través de un canal, una tubería o un tubo. Tal canal, tubería, tubo debe estar conectado al recinto que encierra el adsorbente sólido sin fugas de fluido.

[0084] Realizaciones particulares de la presente invención proporcionan una bomba de propulsión milifluídica o microfluídica en la que una unidad, por ejemplo, una cámara de reacción está en conexión fluida con el canal de salida, estando adaptada una zona analítica, por ejemplo, un canal analítico, para recibir fluidos reactivos. Además, la unidad está conectada física o funcionalmente con un elemento sensible. El elemento sensible puede comprender un detector de resonancia de plasma de superficie de fibra óptica. El elemento sensible puede ser parte del cuerpo de la cámara de reacción. El elemento de respuesta puede unirse a la pared de la cámara de reacción. Alternativamente, el elemento sensible puede estar libre de unión a la cámara de reacción. El elemento sensible puede sellarse en la cámara de reacción. El elemento de respuesta puede ser dirigido por uno o más electrodos ubicados fuera de la cámara de reacción. El elemento de respuesta puede ser abordado de forma remota. Los medios de transmisión comprenden uno o ambos elementos eléctricos y ópticos. Dichos medios de transmisión pueden comprender uno o ambos elementos mecánicos y de radiación. El elemento de radiación proporciona radiación seleccionada del grupo que consiste en ondas acústicas, radiación actínica, radiación nuclear y magnetismo. La cámara de reacción puede comprender además uno o más componentes de reacción, intermedios y productos de reacción. El elemento sensible se puede seleccionar del grupo que consta de termopares, transductores interdigitados (IDT) y sensores acústicos (SAW, QCM). El elemento sensible puede ser un sensor analítico. El sensor analítico puede monitorear una propiedad física, una propiedad química, una propiedad biológica. El sensor analítico puede ser desechable.

[0085] En otro aspecto, la presente invención proporciona un sistema milifluídico o microfluídico que comprende una bomba de propulsión según realizaciones del primer aspecto de la presente invención. En una realización particular dicho sistema milifluídico o microfluídico comprende además una bomba de succión. La bomba de succión puede servir como medio de activación o accionador para una bomba de propulsión según realizaciones del primer aspecto de la presente invención. En los sistemas milifluídicos o microfluídicos de acuerdo con esta realización particular, el canal de entrada de la bomba de propulsión normalmente está conectado operativamente a dicha bomba de succión de manera que, después de la activación de la bomba de succión, se puede mover un líquido al canal de entrada de dicha bomba de propulsión de manera que entra en contacto con dicho sorbente sólido a través de dicha primera abertura dando como resultado la absorción de al menos parte del líquido por dicho sorbente sólido y la expulsión de al menos parte de dicho primer fluido del sorbente sólido al canal de salida de la bomba de propulsión.

La bomba de succión puede comprender otro adsorbente sólido encerrado en otro recinto. El recinto adicional de dicho sorbente sólido comprende uno o más orificios de ventilación y una abertura que conecta el recinto adicional a un canal de entrada adicional y/o a un depósito adicional, que contienen un líquido, denominado líquido de trabajo adicional, o ambos. Dicho canal de entrada adicional y/o depósito adicional están conectados operativamente a un canal de entrada de una bomba de propulsión según realizaciones del primer aspecto de la presente invención. La bomba de succión está adaptada para activarse poniendo en contacto dicho líquido de trabajo adicional con el adsorbente sólido adicional de la bomba de succión, lo que da como resultado la absorción del líquido de trabajo adicional de dicho depósito adicional y/o canal de entrada adicional por parte de este adsorbente sólido adicional. La caída de presión resultante de la absorción del líquido de trabajo adicional de dicho canal de entrada adicional y/o depósito adicional genera una fuerza de succión en un líquido introducido o contenido en el canal de entrada de dicha bomba de propulsión de tal manera que dicho líquido se mueve hacia y se lleva a contacto con dicho adsorbente sólido de la bomba de propulsión.

[0086] Los sistemas milifluídicos o microfluídicos según el segundo objeto de la invención pueden comprender dos bombas propulsoras según realizaciones del primer aspecto de la presente invención donde una primera bomba propulsora puede servir como medio de activación o actuador para una segunda bomba propulsora. Para ello, el canal de salida conectado al recinto del adsorbente sólido de dicha primera bomba propulsora conecta con el depósito y/o canal de entrada que contiene un líquido de trabajo y está conectado al recinto del adsorbente sólido de dicha segunda bomba propulsora. Después de la activación de dicha primera bomba de propulsión, el fluido que fluye desde el canal de salida de dicha primera bomba de propulsión hacia dicho depósito y/o canal de entrada activa la segunda bomba de propulsión empujando el líquido de trabajo contenido en ella hacia y en contacto con el sorbente sólido encerrado de dicho segunda bomba propulsora, dando como resultado la absorción del líquido de trabajo por parte de este sorbente y la expulsión de al menos una parte de dicho primer fluido desde el sorbente sólido hacia el canal de salida de la segunda bomba propulsora.

[0087] Más en detalle, el sistema del aspecto adicional de la presente invención puede comprender una segunda bomba de propulsión que incluye un canal de entrada y un líquido de trabajo (o en contacto con un depósito con dicho líquido de trabajo) que se evita que entre en contacto con el adsorbente sólido antes de activarse. la segunda bomba de propulsión. En tales sistemas, la primera y la segunda bomba de propulsión están configuradas de manera que la primera bomba de propulsión puede servir como medio para activar dicha segunda bomba de propulsión.

[0088] Por ejemplo, el canal de salida conectado al recinto del adsorbente sólido de la primera bomba de propulsión puede conectarse con el depósito (y/o canal de entrada) que contiene dicho líquido de trabajo. También puede estar conectado al recinto del adsorbente sólido de la segunda bomba de propulsión.

[0089] Por lo tanto, tras la activación de la primera bomba de propulsión, el fluido que fluye desde el canal de salida de la primera bomba de propulsión hacia el depósito y/o el canal de entrada activa la segunda bomba de propulsión empujando el líquido de trabajo contenido en ella hacia y en contacto, con el sorbente sólido adjunto de la segunda bomba de propulsión, lo que da como resultado la absorción del líquido de trabajo por este sorbente.

[0090] En otras realizaciones, los sistemas milifluídicos o microfluídicos según el segundo objeto de la invención pueden comprender más de dos bombas propulsoras, actuando sobre un mismo o diferente canal de salida. La pluralidad de bombas de propulsión puede conectarse en serie y activarse entre sí como se explicó anteriormente. Alternativamente, se pueden conectar dos bombas propulsoras en paralelo, ya sea con su entrada a la salida de una tercera bomba propulsora, para ser activadas por esta tercera bomba propulsora; o con sus salidas ambas a la entrada de una tercera bomba propulsora, para accionar ambas juntas la tercera bomba propulsora.

[0091] En otro aspecto, la presente invención proporciona un dispositivo de diagnóstico de punto de atención milifluídico o microfluídico que comprende una bomba de propulsión según realizaciones de la presente invención.

[0092] En otro aspecto más, la presente invención proporciona un dispositivo de laboratorio en chip o un dispositivo de administración de fármacos que comprende una bomba de propulsión según la presente invención.

[0093] La presente invención proporciona el uso de una bomba de propulsión milifluídica o microfluídica según cualquiera de las realizaciones del primer aspecto en un sistema milifluídico o microfluídico en el que dicho sistema milifluídico o microfluídico es un laboratorio en chip (LOC) o punto de diagnóstico de atención o dispositivo de administración de medicamentos.

[0094] En otro objeto, la presente invención proporciona un sistema de administración para administrar una molécula o agente objetivo, por ejemplo, un compuesto bioactivo, en una ubicación objetivo, por ejemplo, a través de una aguja de inyección o una o más microagujas. La ubicación objetivo puede ser una célula, un tejido o un organismo vivo, como una planta o un animal. La presente invención, por ejemplo, proporciona un parche para la administración de un compuesto medicinal o veterinario, en el que dicho parche comprende una bomba de propulsión según realizaciones del primer aspecto de la presente invención y al menos una aguja hueca, preferiblemente una microaguja, comprendiendo la microaguja un canal que conecta una abertura de entrada de aguja con un extremo libre abierto, adaptado para ser introducido en un tejido humano o animal. Dentro de dicho parche, el canal de salida de dicha bomba de propulsión comprende una solución o suspensión que contiene dicho compuesto a administrar, o está conectado a un depósito para contener o comprender dicha solución o suspensión. Dicho canal de salida o depósito está además conectado a la entrada de dicha microaguja hueca de manera que, al activar la bomba de propulsión, dicha solución o suspensión puede bombearse a través de dicha entrada hacia el extremo libre abierto de la microaguja y, preferiblemente, hacia un tejido en el que se ha introducido la microaguja.

[0095] En otro aspecto, la presente invención también proporciona un sistema de conducción de fluidos, particularmente un sistema de válvulas, que puede usarse en combinación con las bombas y sistemas de los aspectos anteriores, como actuadores para activar la acción de bombeo o succión, y que puede proporcionar manipulación de fluido al proporcionar propulsión por sorción de fluido por sorbente encerrado, proporcionando diferencias de presión gracias a la unidad sellada a líquido permeable al gas con orificio de ventilación y una zona de conducto prellenada con líquido. Más específicamente, las realizaciones de la presente invención proporcionan un dispositivo con un sistema de conducción de fluidos, malla o red para manipular fluidos, que comprende una unidad de accionamiento de fluidos, una unidad sellada a líquidos permeable a los gases que comprende un orificio de ventilación y un adsorbente sólido encerrado en una cámara con acceso de entrada y acceso de salida acoplados con el sistema de conducción de fluidos. La unidad sellada a líquido permeable al gas con venteo y el recinto adsorbente están acoplados cada uno por un tránsito de fluido con un conducto de fluido que comprende al menos tres zonas interconectadas:

i) una primera zona de conducto aguas arriba de la unidad de orificio de ventilación sellada a los líquidos permeable al gas,

ii) una tercera zona de conducto, aguas arriba del recinto absorbente sólido, y

iii) una segunda zona de conducto prellenada con un líquido situado entre la primera y la tercera zona de conducto, siendo el volumen de la primera zona de conducto proporcionalmente mayor o igual que el volumen de la tercera zona de conducto. Esto permite ventajosamente una manipulación de fluido adecuada, porque la mayor parte del volumen de fluido en la tercera zona de conducto puede manipularse mediante el movimiento de una parte del volumen de fluido en la primera zona de conducto.

[0096] Se observa que la manipulación de fluidos incluye mezclar, separar y/o mover gases o líquidos, por ejemplo, mover gases o líquidos a lo largo de conductos y/o entradas, salidas o cámaras.

[0097] En algunas realizaciones de la presente invención, la unidad sellada a líquidos permeable al gas con ventilación se conecta, mediante un orificio de acceso directo o a través de un conducto de derivación, con el sistema, malla o red de conductos de fluido, y también se conecta mediante la ventilación para descarga de gas o entrada de gas con el ambiente externo de dicho dispositivo.

[0098] En algunas realizaciones de la presente invención, la unidad sellada a líquidos permeable a los gases está fijada en el sistema, malla o red de conductos de fluidos, para hacer circular gases y bloquear líquidos entre conductos de fluidos intermitentes. En realizaciones particulares, la unidad es un parche hecho de un material hidrofóbico que contiene cavidades para el paso de gas, por ejemplo, un papel hidrofóbico.

[0099] En algunas realizaciones de la presente invención, el dispositivo comprende además una unidad sellada a líquidos permeable a los gases fijada en el sistema, malla o red de conductos de fluidos, para hacer circular gases y bloquear líquidos entre conductos de fluidos intermitentes.

[0100] En algunas realizaciones, la unidad sellada a líquido permeable al gas comprende un material hidrofóbico que contiene cavidades para el paso del gas, por ejemplo, un papel hidrofóbico. En realizaciones adicionales o alternativas, en las que el respiradero está sellado (por ejemplo, sellado con agua, sellado con líquido), por ejemplo, mediante un material hidrofóbico que contiene cavidades para el paso de gas, por ejemplo, un papel hidrofóbico.

[0101] En algunas realizaciones de la presente invención, el dispositivo incluye un puerto o abertura de fluido, que actúa como "tránsito de fluido".

[0102] En algunas realizaciones de la presente invención, la primera zona de conducto comprende un líquido, por ejemplo, puede llenarse previamente con un líquido.

[0103] En algunas realizaciones de la presente invención, la primera zona de conducto se llena previamente con un líquido en la unidad sellada a líquidos permeable a los gases con el respiradero en contacto con el sello permeable a los gases. En realizaciones particulares, además, el líquido está interconectado con el líquido que está prellenando la segunda zona de conducto.

[0104] En algunas realizaciones de la presente invención, la tercera zona de conducto se llena previamente con gas. El conducto puede ser un canal o un tubo.

[0105] En algunas realizaciones de la presente invención, el dispositivo comprende además dos bombas de propulsión activables simultáneamente por un actuador con salida en la misma zona, por ejemplo, una zona de análisis o reacción, de un conducto, cuando está operativo, para mezclar sus fluidos (por ejemplo, sus líquidos).

[0106] En algunas realizaciones de la presente invención, el dispositivo comprende una bomba de propulsión adicional (por ejemplo, el dispositivo incluye dos bombas de propulsión, o más) con salida en la misma zona, activable en consecuencia por un actuador. Las bombas de propulsión pueden salir, por ejemplo, a una zona de análisis o de reacción, de un conducto, para entregar secuencialmente su fluido a la misma zona en dicho conducto cuando estén operativas.

[0107] En algunas realizaciones de la presente invención, el dispositivo puede comprender una primera bomba de propulsión acoplada para activar una segunda bomba de propulsión.

[0108] Los elementos del dispositivo pueden estar dispuestos y conectados funcionalmente entre sí, para realizar una diversidad de acciones de fluidos, por ejemplo, sobre líquidos. Por ejemplo, las bombas, los depósitos de fluido, al menos una unidad sellada a líquido permeable al gas con ventilación y al menos una unidad sellada a líquido permeable al gas pueden acoplarse en el sistema de conductos, malla o red para mezclar diferentes fluidos, y/ o para suministrar secuencialmente diferentes fluidos y/o empujar hacia adelante y hacia atrás en una misma zona de conducto, por ejemplo, una zona de análisis, una zona de reacción o una zona que encierra un microtubo hidrofílico en hidrofóbico (HIH) o una matriz de rejillas de micropocillos.

[0109] En algunas realizaciones de la presente invención, el sorbente sólido se puede moldear para mejorar la sorción, por ejemplo, se puede ahusar hacia el puerto de entrada. Por ejemplo, el sorbente sólido puede tener la forma de un objeto 3D sólido (por ejemplo, un cono), ahusado hacia el puerto de entrada. Por ejemplo, el sorbente sólido puede hincharse y su cámara o recinto puede comprender al menos una pared expandible.

[0110] En algunas realizaciones de la presente invención, la unidad con un orificio de ventilación puede funcionar como una válvula.

[0111] En algunas realizaciones de la presente invención, el absorbente sólido puede ser un absorbente líquido.

[0112] En algunas realizaciones de la presente invención, el conducto de fluido comprende un conducto de derivación conectado física o funcionalmente con un puerto para tomar muestras de fluido, por ejemplo, fluido del entorno, o fluido que rodea o está en contacto con el puerto, más en general fluido ambiental.

[0113] En algunas realizaciones de la presente invención, el puerto tiene un sello de cualquiera del grupo que consta de un sello de válvula, un sello que puede estar en una posición cerrada o abierta y un sello que se puede quitar, abrir o cerrar para abrir o cerrar el conducto de derivación.

[0114] En algunas realizaciones de la presente invención, el conducto de fluidos comprende un conducto de derivación conectado física o funcionalmente con un depósito que puede contener o contiene cualquiera del grupo que consiste en un fluido de trabajo, un analito, un ligando, una molécula biológicamente activa, un molécula reactiva química y una molécula reactiva física. Por ejemplo, el depósito puede ser un recinto que se puede abrir o cerrar, por ejemplo, mediante un sello que se puede quitar, o un sello que puede estar en una posición cerrada o abierta.

[0115] En algunas realizaciones de la presente invención, el actuador de fluido comprende un fluido dentro de un recinto deprimible.

[0116] En algunas realizaciones de la presente invención, los conductos están adaptados para que los fluidos en ellos estén limitados geométricamente a una escala milimétrica, o inferior, por ejemplo, a una escala submilimétrica.

[0117] En la presente invención, el dispositivo se miniaturiza para manipular, mover, mezclar o separar fluidos de mililitros, o incluso volúmenes más bajos, por ejemplo, fluidos de microlitros o fluidos de nanolitros.

[0118] En algunas realizaciones de la presente invención, el dispositivo se miniaturiza en un solo chip.

[0119] En algunas realizaciones de la presente invención, no se utilizan adicionalmente medios de accionamiento externos para un transporte dirigido de los medios. El dispositivo puede requerir solo activación por medios manuales, por ejemplo, por la presión del dedo de un usuario, y no consume energía adicional para operar. Por ejemplo, la manipulación del fluido accionado no requiere ninguna otra fuerza externa, ni generación o accionamiento centrífugo, térmico, electromecánico y/o electrónico.

[0120] En algunas realizaciones de la presente invención, el adsorbente sólido encerrado en la cámara es una bomba de propulsión, que comprende un adsorbente sólido encerrado en un recinto, que puede tener forma de diamante o un sector circular. Alternativamente, el dispositivo comprende una bomba de propulsión que comprende un adsorbente sólido encerrado en un recinto. Por lo tanto, en algunas realizaciones, el dispositivo incluye una bomba de propulsión, un actuador y una unidad sellada a líquido permeable al gas que comprende un orificio de ventilación. En cualquier caso, el sorbente sólido contiene cavidades o capilares que comprenden un primer fluido, y el recinto del sorbente sólido comprende una primera abertura a través de la cual el sorbente sólido puede ponerse en contacto con un líquido y una segunda abertura que conecta el recinto con un canal de salida. La bomba de propulsión está adaptada para activarse poniendo en contacto dicho sorbente sólido con un líquido, a través de dicha primera abertura, dando como resultado la absorción de al menos parte de dicho líquido por el sorbente sólido. Esta absorción está asociada a la expulsión de al menos una parte de dicho primer fluido desde las cavidades de dicho sorbente sólido hacia dicho canal de salida. El flujo de dicho primer fluido hacia el canal de salida permite impulsar y/o comprimir un segundo fluido contenido en dicho canal de salida y/o en un canal o depósito conectado física o funcionalmente a dicho canal de salida.

[0121] En algunas realizaciones de la presente invención, dicha primera abertura se conecta a un canal de entrada adecuado para poner un líquido en contacto con dicho sorbente sólido a través de dicha primera abertura para activar dicha bomba de propulsión. Además, en algunas realizaciones, dicho canal de entrada contiene un líquido y/o se conecta a un depósito que contiene un líquido, denominado líquido de trabajo, en el que antes de la activación de la bomba de propulsión se evita que el líquido de trabajo entre en contacto con dicho sorbente sólido. Una parte del canal de entrada que incluye el fluido de trabajo forma la segunda zona de conducto, y la primera zona de conducto evita que entre en contacto con el adsorbente sólido. La bomba de propulsión comprende medios de activación o actuadores para mover el líquido de trabajo en el canal de entrada a través de la primera zona de conducto, de manera que entre en contacto con dicho sorbente sólido a través de dicha primera abertura dando como resultado la absorción de al menos una parte del líquido de trabajo por dicho sorbente sólido.

[0122] Además, en algunas realizaciones de la presente invención, los medios de activación o actuadores comprenden una pared flexible o deprimible integrada en una pared de dicho canal de entrada y/o depósito, y la bomba de propulsión está adaptada para ser activada aplicando una presión suficiente sobre dicho pared flexible o depresible. La deformación de dicha pared flexible o depresible presionada actúa sobre el líquido de trabajo en el canal de entrada y/o depósito, en particular sobre el líquido (líquido de trabajo, o líquido de activación) en una tercera zona de conducción, con un volumen superior al volumen de la primera zona de conducto, de manera que el líquido de trabajo se mueve en el canal de entrada y entra en contacto con dicho sorbente sólido a través de dicha primera abertura dando como resultado la absorción de al menos parte del líquido de trabajo por dicho sorbente sólido.

[0123] Además, en realizaciones particulares, el canal de entrada y/o el depósito que contiene el líquido de trabajo están conectados a una red microfluídica o milifluídica. La disposición tiene como resultado el efecto de que, tras la activación de la bomba de propulsión, la absorción de dicho líquido de trabajo desde el canal de entrada y/o depósito por el adsorbente sólido ejerce una fuerza de succión sobre los fluidos contenidos en dicha red microfluídica o milifluídica conectada. La red puede comprender al menos un canal que tiene una abertura de entrada, y la fuerza de succión permite aspirar un líquido colocado en dicha abertura de entrada hacia dicho canal.

[0124] Sin embargo, la presente invención no se limita al "líquido de trabajo". En particular, en algunas realizaciones de la presente invención, el primer fluido es un gas.

[0125] En algunas realizaciones, el dispositivo incluye una bomba de propulsión, un accionador y una unidad sellada a líquido permeable al gas que comprende un dispositivo de orificio de ventilación, en el que algunas características comprenden realizaciones particulares de aspectos anteriores de la presente invención; por ejemplo, el sorbente sólido de la bomba de propulsión es un material poroso, en el que dichas cavidades son poros interconectados, o un material capilar, en el que dichas cavidades son capilares abiertos, o un material mixto que comprende tanto dichos capilares como poros.

[0126] Se pueden incluir características adicionales. Por ejemplo, el dispositivo puede incluir una zona analítica en conexión fluida con el canal de salida. La zona analítica está adaptada para recibir un analito y puede estar provista de una unidad detectora para detectar las propiedades del analito en la zona analítica. Se puede utilizar cualquier detector adecuado. Por ejemplo, como se explicó anteriormente, la unidad detectora puede comprender un detector de resonancia de plasma, por ejemplo, un detector de resonancia de plasma de superficie de fibra óptica.

[0127] En otro aspecto de la presente invención, se puede proporcionar un dispositivo para administrar un líquido a un tejido. El dispositivo puede proporcionar una entrega rápida, por ejemplo, más rápido que 1 microlitro por hora, a una presión adecuada para la administración transdérmica y con un amplio rango de volumen de administración. Dicho dispositivo puede ser ventajosamente autoalimentado, por ejemplo, es posible que no necesite una fuente de alimentación externa. Los principios de actuación se basan y comparten características comunes con aspectos anteriores de la presente invención. En particular, se proporciona un sistema de líquido de microlitros autoalimentado, para inyectar un líquido en un tejido, donde su sistema de entrega comprende al menos una microaguja acoplada a un dispositivo que comprende al menos una bomba de propulsión capilar milifluídica o microfluídica. La bomba de propulsión capilar comprende un sorbente sólido encerrado en un recinto, dicho sorbente sólido que contiene cavidades que comprenden un primer fluido, y el recinto del sorbente sólido comprende una primera abertura, a través de la cual el sorbente sólido puede ponerse en contacto con un líquido. El recinto comprende además una segunda abertura que conecta el recinto a un canal de salida. La bomba de propulsión está adaptada para activarse poniendo en contacto dicho sorbente sólido con un líquido a través de dicha primera abertura, lo que da como resultado la absorción de al menos parte de dicho líquido por el sorbente sólido. Como se señaló anteriormente, esta absorción está asociada con la expulsión de al menos parte de dicho primer fluido desde las cavidades de dicho sorbente sólido hacia dicho canal de salida, por lo que el flujo de dicho primer fluido hacia el canal de salida permite impulsar y/o comprimir un segundo fluido contenido en dicho canal de salida y/o en un canal o depósito conectado a dicho canal de salida.

[0128] En algunas realizaciones de la presente invención, el sorbente sólido comprende un material o materiales porosos, incluidas cavidades que pueden ser poros interconectados, capilares con extremos abiertos, un material mixto que comprende ambos, etc.

[0129] En algunas realizaciones de la presente invención, el primer fluido que se incluye en las cavidades del adsorbente sólido puede ser un gas.

[0130] En algunas realizaciones de la presente invención, la primera abertura conecta con un canal de entrada adecuado para poner, a través de la abertura, un líquido en contacto con dicho sorbente sólido, para activar dicha bomba de propulsión.

[0131] En algunas realizaciones de la presente invención, el canal de entrada contiene un líquido ("líquido de trabajo") y/o se conecta a un depósito que contiene ese líquido, que no puede entrar en contacto con el adsorbente sólido antes de la activación de la bomba de propulsión. La bomba de propulsión comprende medios de activación, o actuadores, para mover el líquido de trabajo en el canal de entrada, de manera que entre en contacto con el sorbente sólido a través de dicha primera abertura cuando se usa el actuador, lo que da como resultado la absorción de al menos una parte del líquido de trabajo por dicho sorbente sólido.

[0132] En algunas realizaciones de la presente invención, los medios de activación (actuador o actuadores) pueden comprender una pared flexible o depresible integrada en una pared de dicho canal de entrada y/o depósito. La bomba de propulsión está adaptada para ser activada aplicando una presión suficiente sobre dicha pared flexible o deprimible. La deformación de dicha pared comprimible o flexible presionada actúa sobre el líquido de trabajo en el canal de entrada y/o depósito, de modo que el líquido de trabajo se mueve en el canal de entrada (por ejemplo, se mueve a través de la primera zona de conducto) y entra en contacto con dicho sorbente sólido a través de dicha primera abertura, dando como resultado la absorción de al menos una parte del líquido de trabajo por el adsorbente sólido.

[0133] En algunas realizaciones de la presente invención, el canal de entrada y/o el depósito que contiene el líquido de trabajo están conectados además a una red microfluídica o milifluídica, por lo que, tras la activación de la bomba de propulsión, la absorción de dicho líquido de trabajo desde el canal de entrada y/o o depósito mediante dicho sorbente sólido ejerce una fuerza de succión sobre los fluidos contenidos en la red micro o milifluídica conectada. Por ejemplo, en algunas realizaciones, la red microfluídica o milifluídica comprende un canal que tiene una abertura de entrada. La fuerza de succión permite introducir un líquido situado en dicha abertura de entrada en dicho canal.

[0134] En algunas realizaciones de la presente invención, el sistema puede incluir una zona analítica en conexión fluida con el canal de salida. La zona analítica se puede adaptar para recibir un analito y estar provista de una unidad detectora para detectar las propiedades del analito en la zona analítica, por ejemplo, un detector de resonancia de plasma de superficie de fibra óptica.

[0135] En otra realización, se proporciona un sistema milifluídico o microfluídico que comprende un sistema de líquido autoalimentado.

[0136] En algunas realizaciones de la presente invención, el sistema milifluídico o microfluídico comprende además una bomba de succión. En algunas realizaciones, dicha bomba de succión sirve como medio de activación o actuadores de la bomba de propulsión presentada anteriormente, en donde el canal de entrada de la bomba de propulsión está conectado operativamente a la bomba de succión. Después de la activación de la bomba de succión, se puede mover un líquido al canal de entrada de dicha bomba de propulsión, de modo que entre en contacto con dicho sorbente sólido a través de dicha primera abertura, lo que resultará en la absorción de al menos parte de dicho líquido por el sorbente sólido.

[0137] En realizaciones particulares, la bomba de succión comprende otro sorbente sólido encerrado en un recinto adicional que comprende uno o más orificios de ventilación y una abertura que conecta el recinto adicional a un canal de entrada adicional y/o a un depósito adicional. El canal y/o el depósito, o ambos, contienen un líquido, denominado "líquido de trabajo adicional". El canal de entrada adicional y/o el depósito adicional están conectados operativamente a un canal de entrada de la bomba de propulsión introducida anteriormente.

[0138] La bomba de succión está adaptada para activarse poniendo en contacto dicho "líquido de trabajo adicional" con el sorbente sólido adicional de la bomba de succión, lo que da como resultado la absorción del líquido de trabajo adicional de dicho depósito adicional y/o canal de entrada adicional por este sorbente sólido adicional, por lo que se ejerce una fuerza de succión sobre un líquido introducido o contenido en el canal de entrada de dicha bomba de propulsión. El líquido se acerca y se pone en contacto con dicho adsorbente sólido de la bomba de propulsión.

[0139] En algunas realizaciones de la presente invención, se incluye una segunda bomba de propulsión. Las bombas propulsoras primera y segunda están configuradas de manera que la primera bomba propulsora puede servir como medio para activar dicha segunda bomba propulsora. Por ejemplo, el canal de salida conectado al recinto del adsorbente sólido de la primera bomba propulsora conecta con dicho depósito y/o canal de entrada que contiene el líquido de trabajo y está conectado al recinto del adsorbente sólido de la segunda bomba propulsora. Tras la activación de dicha primera bomba de propulsión, el flujo de fluido desde el canal de salida de la primera bomba de propulsión hacia el depósito y/o el canal de entrada activa la segunda bomba de propulsión, empujando el líquido de trabajo contenido en ella hacia y en contacto con el adsorbente sólido encerrado. de la segunda bomba de propulsión que da como resultado la absorción del líquido de trabajo por este adsorbente.

[0140] En algunas realizaciones de la presente invención, el dispositivo está adaptado para suministrar líquidos autoalimentados a un tejido, o a través de la piel u otras barreras de tejido biológico, con un caudal controlado a presiones altas de 50 a 100 kPa, por ejemplo 60 a 70 kPa.

[0141] En algunas realizaciones de la presente invención, el dispositivo está adaptado para el suministro de pequeños volúmenes de líquidos, por ejemplo, volúmenes en el rango de 1 μl -1000 μl o incluso menores, por ejemplo, de 0,1 μl a 1000 μl, y preferiblemente en el rango de 100 μl a 300 μl en un tejido o a través de la piel u otras barreras biológicas de tejido.

[0142] En algunas realizaciones de la presente invención, el dispositivo está adaptado para el suministro de líquidos con diferentes viscosidades, por ejemplo, en el rango de 0,5,10-3 Pa.s a 75.10-3 Pa.s y preferiblemente en el rango de 0,9.10-3 Pa.s hasta 60.10-3 Pa.s en un tejido o a través de la piel u otras barreras de tejido biológico con caudal controlado a altas presiones de 50 a 100 kPa o 60 a 70 kPa.

[0143] En otro aspecto, la presente invención proporciona el uso de un sistema líquido de microlitros autoalimentado según realizaciones del aspecto anterior, en un sistema milifluídico o microfluídico integrado en un parche para la administración de un compuesto medicinal o veterinario.

[0144] En otro aspecto, la presente invención proporciona un parche para la administración de un compuesto medicinal o veterinario. El parche comprende una bomba propulsora según realizaciones de los aspectos anteriores y al menos una microaguja hueca, que comprende un canal que conecta una entrada de aguja con un extremo libre abierto, adaptada para ser introducida en un tejido. El canal de salida de la bomba de propulsión comprende una solución o suspensión que contiene dicho compuesto, o está conectado a un depósito que comprende dicha solución o suspensión, en el que dicho canal de salida o depósito está conectado a la entrada de la microaguja hueca de manera que, al activar la propulsión bomba, dicha solución o suspensión es bombeada por la entrada hacia el extremo libre de la microaguja, y hacia el interior del tejido en el que se introduce la microaguja.

[0145] En algunas realizaciones de la presente invención, el parche es flexible o depresible.

[0146] Para la siembra de microesferas en una plataforma de ensayo digital, los métodos actuales se basan en plataformas microfluídicas costosas, no fáciles de usar y dependientes de la energía para la manipulación de líquidos que no son compatibles con la aplicación POC, producción de bajo costo, robustez y facilidad de uso.

[0147] Aquí, resolvemos estos problemas técnicos integrando el concepto de ensayo digital en una plataforma milifluídica o microfluídica, como la plataforma de succión/propulsión, que daría como resultado una manipulación microfluídica programable y autoalimentada en un chip desechable, de bajo costo y fácil de usar.

[0148] Por lo tanto, en otro aspecto de la presente invención, se proporciona un dispositivo microfluídico, que incluye una sección de entrega de muestras para aplicar un líquido que contiene perlas magnéticas conectadas operativamente a una zona de detección con una o más partes empotradas y un imán colocado en la proximidad de la zona de detección de modo que, cuando estén operativas, las perlas se inmovilicen en la parte rebajada de la zona de detección en un flujo continuo.

[0149] En algunas realizaciones de la presente invención, las perlas magnéticas se colocan en las paredes de la sección de suministro de muestras.

[0150] En algunas realizaciones de la presente invención, se incluye además una bomba de suministro capilar.

[0151] En algunas realizaciones de la presente invención, la bomba de suministro capilar es una bomba de succión para proporcionar el flujo continuo para inmovilizar dichas perlas en la parte rebajada.

[0152] En algunas realizaciones de la presente invención, la bomba de succión comprende un sorbente sólido encerrado en un recinto, comprendiendo dicho sorbente sólido las cavidades que contienen un primer fluido. El recinto del sorbente sólido comprende una primera abertura a través de la cual dicho sorbente sólido puede ponerse en contacto con un líquido y una segunda abertura que conecta el recinto a un canal de salida y en el que dicha bomba de succión está adaptada para activarse al poner en contacto dicho sorbente sólido con un líquido a través de dicha primera abertura que da como resultado la absorción de al menos parte de dicho líquido por el sorbente sólido que da como resultado una fuerza de succión ejercida sobre un líquido introducido o contenido en el canal de entrada de dicha bomba de succión de tal manera que dicho líquido se acerca y se pone en contacto con dicho sorbente sólido.

[0153] En algunas realizaciones de la presente invención, el sorbente sólido se forma en un sector circular de 10° a 150°, por ejemplo, un sector circular de 50° a 70° para proporcionar un caudal de aproximadamente 4 a 10 μl/min.

[0154] En algunas realizaciones de la presente invención, las partes rebajadas son un conjunto de muescas con una forma complementaria a las perlas.

[0155] En algunas realizaciones de la presente invención, el imán se coloca perpendicular o casi perpendicular en un ángulo en el rango de 85-95° por debajo de la zona de detección. Además, en algunas realizaciones, el imán puede ser al menos tan grande como la superficie de la zona de detección.

[0156] En realizaciones particulares, el imán tiene una fuerza de alrededor de 1,3 T y se coloca alrededor de 1,5 a 2,5 mm por debajo de la parte empotrada.

[0157] En algunas realizaciones de la presente invención, la concentración de perlas en el líquido es de aproximadamente 2 x 107 a 10x107 perlas/ml.

[0158] En algunas realizaciones de la presente invención que incluyen la zona de detección y un imán para inmovilizar perlas magnéticas, está presente una bomba de propulsión que comprende un sorbente sólido encerrado en un recinto, dicho sorbente sólido que contiene cavidades que comprenden un primer fluido, donde dicho recinto del sorbente sólido comprende una primera abertura a través de la cual dicho sorbente sólido puede ponerse en contacto con un líquido y una segunda abertura que conecta el recinto a un canal de salida y en el que dicha bomba de propulsión está adaptada para activarse poniendo en contacto dicho sorbente sólido con un líquido a través de dicha primera abertura, lo que resulta en la absorción de al menos parte de dicho líquido por el adsorbente sólido; por lo que esta absorción está asociada con la expulsión de al menos parte de dicho primer fluido desde las cavidades de dicho sorbente sólido hacia dicho canal de salida, por lo que el flujo de dicho primer fluido hacia el canal de salida permite impulsar y/o comprimir un segundo fluido contenido en dicho canal de salida y/o en un canal o depósito conectado a dicho canal de salida.

[0159] En algunas realizaciones de la presente invención, está presente al menos una sección transparente para la inspección visual de las perlas.

[0160] En otro aspecto de la presente invención, se proporciona un kit de piezas, comprendiendo el kit el dispositivo microfluídico según el aspecto anterior de la presente invención y perlas magnéticas funcionalizadas.

[0161] En algunas realizaciones de la presente invención, se proporciona un método para inmovilizar perlas magnéticas en una zona de detección. El método se puede aplicar en un dispositivo microfluídico según realizaciones de los aspectos anteriores de la presente invención. El método comprende los pasos de 1) agregar un líquido a la sección de entrega de la muestra o agregar un líquido a la sección de entrega en la que se colocan las perlas magnéticas, 2) aplicar un flujo de líquido continuo transportando así las perlas en la dirección de la zona de detección y 3) aplicar fuerza con una fuerza magnética suficiente para retener las perlas magnéticas en la zona rebajada de la zona de detección.

[0162] En algunas realizaciones del método, el método comprende además los pasos de aplicar sustrato y posteriormente aceite sobre las perlas magnéticas.

[0163] Los aspectos particulares y preferidos de la invención se exponen en las reivindicaciones adjuntas independientes y dependientes. Las características de las reivindicaciones dependientes pueden combinarse con las características de las reivindicaciones independientes y con las características de otras reivindicaciones dependientes según corresponda y no simplemente como se establece explícitamente en las reivindicaciones.

[0164] Con el fin de resumir la invención y las ventajas conseguidas con respecto a la técnica anterior, se han descrito anteriormente ciertos objetos y ventajas de la invención. Por supuesto, debe entenderse que no necesariamente todos estos objetos o ventajas pueden lograrse de acuerdo con cualquier realización particular de la invención. Así, por ejemplo, los expertos en la materia reconocerán que la invención puede incorporarse o llevarse a cabo de una manera que logre u optimice una ventaja o grupo de ventajas como se enseña aquí sin lograr necesariamente otros objetos o ventajas como se puede enseñar o sugerir. Aquí en.

[0165] Los aspectos anteriores y otros de la invención serán evidentes y se aclararán con referencia a la(s) realización(es) descrita(s) a continuación.

Breve descripción de los dibujos

[0166] Ahora se describirá la invención adicionalmente, a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

La figura 1 muestra los esquemas del diseño de la bomba y los pasos de llenado previo.

La figura 2 muestra la representación esquemática de la activación y funcionamiento de una realización de la bomba propulsora.

La figura 3 muestra la fabricación de una realización de una bomba de propulsión microfluídica.

La figura 4 muestra una representación por etapas del llenado previo de una bomba de propulsión microfluídica según la realización de la figura 3, en vista lateral y en vista superior.

La figura 5 muestra una representación esquemática del funcionamiento de una realización de un sistema de bomba de propulsión según la presente invención.

La figura 6 muestra una realización de una bomba de propulsión para investigar el uso de dicha bomba para generar una presión en un sistema microfluídico.

La figura 7 muestra la tendencia de la acumulación de presión en el dispositivo de la figura 6.

La figura 8 muestra un ejemplo de sistema microfluídico que comprende una bomba de succión y una bomba de propulsión.

Las figuras 9 y 10 muestran diferentes ejemplos de realización de un sistema microfluídico con dos bombas de propulsión, accionadas con bomba de succión.

La figura 11 muestra una realización de un sistema de microfluidos que comprende una bomba de succión activada por una bomba de propulsión.

La figura 12 muestra un sistema microfluídico que comprende dos bombas de propulsión.

La figura 13 muestra un sistema de ensayo que comprende una combinación de bomba de succión y propulsión.

La figura 14 muestra un sistema de detección para uso en un bioensayo de microfluidos.

La figura 15 muestra un sistema de ensayo para usar en un bioensayo de microfluidos que implica una reacción enzimática acoplada.

La figura 16 ilustra otra realización de la presente invención, en la que una fibra óptica de resonancia de plasmones superficiales está integrada con una bomba de propulsión según realizaciones de la presente invención, en un sistema o chip, para lectura de datos.

La figura 17 es un gráfico que muestra la bomba de propulsión (denominada iSIMPLE) de la presente invención para la administración de fármacos con válvula hidrofóbica.

La figura 18 es un gráfico de una conexión de aguja/microaguja al chip de la bomba de propulsión (llamado iSIMPLE). El dispositivo se muestra en una vista lateral: i) capa inferior, ii) canal de salida (OC) cortado en PSA, iii) capa superior con orificio de salida. Se utiliza un anillo de conexión (CR) hecho de PSA para conectar la salida del chip de la bomba de propulsión (llamado iSIMPLE) con la entrada de la aguja/microaguja.

La figura 19 es un gráfico que representa el caudal del líquido de salida en las diferentes secciones (es decir, S(1-2), cada una de 1,91 μl) para líquido de salida de diferente viscosidad. Cada punto representa los valores de caudal obtenidos para soluciones de agua con 0 % y 90 % de glicerol.

La figura 20 muestra A) el chip de la bomba de propulsión (llamado iSIMPLE) para la administración de fármacos montado y precargado con una serie de cinco agujas de 32G (0,2 mm). B) Funcionamiento del chip de la bomba de propulsión (llamado iSIMPLE) con matriz de microagujas mientras se inyecta matriz de agarosa al 1 %. C,D) Vista superior y lateral de la matriz de agarosa después de la inyección donde el líquido de salida de color rojo se inyecta claramente en la matriz.

La figura 21 muestra la Tabla A: Presión calculada (usando la ley de Hagen-Poiseuille) necesaria para expulsar un líquido con diferente viscosidad (0 - 100% de concentración de glicerol) a través de una aguja de diferente diámetro (es decir, 26G (0,404 mm) y 34G (0,16 mm)) a 20° C utilizando un caudal de 0,8 l/min.

La figura 22 es una ilustración esquemática de un dispositivo con un sistema de conductos de fluidos para manipular fluidos que incluye los elementos de una unidad de accionamiento de fluidos, un conducto de derivación con un orificio de ventilación sellado al líquido permeable al gas corriente abajo (por ejemplo, una unidad con un orificio de ventilación que forma un orificio hidrofóbico). válvula), y una bomba capilar. También se proporciona un dibujo de las fases de activación de la bomba de propulsión en un diseño con válvula hidrofóbica.

La figura 23 es una gráfica y fotografía que muestra A) una bomba de succión y B) una bomba de propulsión.

La figura 24a - 24h es una ilustración esquemática del dispositivo con un sistema de conductos de fluidos para manipular fluidos de la presente invención con una red de conductos de fluidos que funciona como ELISA con o sin microesferas que se siembran sobre una serie de orificios, por ejemplo, en el análisis zona. La figura 24a muestra compuertas y válvulas adaptadas para formar un paso para gas y una barrera para líquido. Las figuras 24b a 24h muestran dicho dispositivo en funcionamiento y en varias fases de su funcionamiento.

La figura 25 es una representación gráfica de una bomba de succión y una bomba de propulsión funcionalmente acopladas integradas en una red de conductos de fluidos o una red microfluídica que además comprende un microtubo hidrófilo en hidrofóbico (HIH) o una matriz de rejillas de micropocillos en dicho sistema de conductos de fluidos.

La figura 26 es un gráfico que muestra una realización con una serie de bomba de succión y bomba de propulsión con acoplamiento de una válvula hidrofóbica (HV) en un diseño que retrasa la activación intermitente de un siguiente sistema de bombeo.

Figura 27: Flujo de trabajo esquemático para la fabricación de la placa de conexión a tierra de la matriz de micropocillos, utilizando una máscara de sombra Parylene-C y una máscara dura de aluminio. Figura 28: Configuración de microfluidos: salida conectada a una bomba de jeringa, imán debajo de la matriz y gota de 10 μl de la solución tampón en la entrada.

Figura 29: Vista general de la bomba de succión: i) parte del papel de filtro, ii) canal de líquido de trabajo con botón de activación, y iii) canal analítico con entrada de muestra.

Figura 30: Bomba de succión de diseño: a) capa intermedia de PSA con diseño de canal, b) capa superior de PVC con orificios de ventilación y orificio de prellenado, y c) parte inferior de PVC con entrada.

Figura 31: Configuración de microfluidos con marcas de volumen bien conocidas en la capa de PSA, salida de matriz conectada a una bomba de succión precargada.

Figura 32: Configuración microfluídica de la bomba de succión activada precargada conectada con la salida de la matriz de micropocillos. El chip de matriz de micropocillos se sujeta al soporte magnético impreso en 3D.

Figura 33: El flujo de pistón está empujando y sembrando el agregado de perlas por encima de la matriz. Figura 34: Resultados ajustados del diseño bloqueado factorial completo I-óptimo de eficiencias de siembra a diferentes distancias de imán a matriz con un caudal variado entre 1, 5 y 10 μl/min.

Figura 35: Imágenes generales de microscopio para las tres distancias diferentes: a) inmovilización de las perlas sobre la matriz debido a una atracción magnética demasiado alta (distancia de 1,75 mm), b) buena siembra (distancia de 2,4 mm) y c) baja siembra debido a baja atracción magnética (distancia de 3,5 mm).

Figura 36: Resultados ajustados del DOE de bloque factorial completo de dos niveles de eficiencias de siembra con un caudal de 5 y 10 μl/min y una concentración de perlas de 2,5 y 5 * 107 perlas/ml. Figura 37: Perfilador de predicción ajustado a la máxima eficiencia de siembra en la que se predice una eficiencia de siembra del 91,55 % con ajustes de 5 μl/min y 5 * 107 perlas/ml.

Figura 38: Imágenes de campo claro de perlas sembradas en la matriz de micropocillos utilizando la bomba de succión como mecanismo de bombeo: a) imágenes de campo claro tomadas de una matriz con objetivo de 15x, y b) imágenes tomadas de la segunda matriz con algunos valores predeterminados con objetivo de 40x, ambas mostrando una siembra superior al 92 %.

Figura 39: A) bomba iSIMPLE durante el funcionamiento. B) caudal del líquido de salida en las diferentes secciones para diferentes papeles de filtro.

Figura 40: A) Microaguja Terumo Nanopass 34 G (0,16 mm) con dimensiones internas y de aguja. B) Alojamiento de aguja modificado. C) Chip iSIMPLE utilizado para experimentos de administración de fármacos. D) Chip iSIMPLE listo para usar con la microaguja integrada

Figura 41: Volumen expulsado en el momento correspondiente durante el funcionamiento de la bomba. Figura 42: Prueba de viscosidad con iSIMPLE.

Figura 43: Descripción general de la inyección de diferentes concentraciones de glicerol (0 y 40 %) en diferentes matrices de agarosa (1 y 2,65 %) con iSIMPLE.

Figura 44: Inyección en pechuga de pollo con iSIMPLE.

La figura 45 muestra, en tres pasos, la caracterización de la presión de ruptura de una barrera hidrofóbica.

La figura 46 ilustra las medidas del ángulo de contacto del agua en contacto con el papel de filtro hidrofóbico.

La figura 47 muestra un gráfico con los resultados de la caracterización de la presión de ruptura de la válvula hidrofóbica (por ejemplo, su material hidrofóbico) utilizada como barrera hidrofóbica.

La figura 48 ilustra la influencia de la válvula hidrofóbica en la activación de un sistema microfluídico (diseño iSIMPLE), en particular un ejemplo de activación fallida en un sistema sin válvula hidrofóbica y la comparación con la activación exitosa de un sistema que incluye la válvula hidrofóbica

La figura 49 ilustra un sistema de microfluidos (diseño SIMPLE) para la división de muestras hacia el análisis multicanal. También proporciona un dibujo de las fases de la activación de una bomba de tracción y la división de la muestra.

La figura 50 ilustra una combinación de diseños SIMPLE e iSIMPLE con válvula hidrofóbica, barrera hidrofóbica y barrera porosa para el transporte de líquido en el chip.

La figura 51 ilustra una realización de un sistema con una característica de desactivación de agujas de desecho seguro.

La figura 52 ilustra una realización con reconstitución multicámara/de un solo paso en el dispositivo. La figura 53 ilustra una realización que incluye características para monitorear la función de la bomba/terminación de la función de inyección/código de barras/cumplimiento/sistema de trazabilidad. La figura 54 ilustra un "botón" de activación de bomba y aplicación de (micro)aguja.

[0167] Los dibujos son solo esquemáticos y no limitativos. En los dibujos, el tamaño de algunos de los elementos puede ser exagerado y no dibujado a escala para fines ilustrativos. Las dimensiones y las dimensiones relativas no corresponden necesariamente a reducciones reales a la práctica de la invención.

[0168] Cualquier signo de referencia en las reivindicaciones no debe construirse como limitativo del alcance.

[0169] En los diferentes dibujos, los mismos signos de referencia se refieren a elementos iguales o análogos.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE REALIZACIONES ILUSTRATIVAS

[0170] La presente invención se describirá con respecto a realizaciones particulares y con referencia a ciertos dibujos, pero la invención no se limita a ellos sino únicamente a las reivindicaciones.

[0171] Los términos primero, segundo y similares en la descripción y en las reivindicaciones se usan para distinguir entre elementos similares y no necesariamente para describir una secuencia, ya sea temporal, espacial, en clasificación o de cualquier otra manera. Debe entenderse que los términos así usados son intercambiables bajo las circunstancias apropiadas y que las realizaciones de la invención descritas en el presente documento son capaces de operar en secuencias distintas a las descritas o ilustradas en el presente documento.

[0172] Además, la terminología direccional como arriba, abajo, adelante, atrás, delante, detrás, debajo, encima y similares en la descripción y las reivindicaciones se utiliza con fines descriptivos con referencia a la orientación de los dibujos que se describen, y no necesariamente para describir posiciones relativas. Debido a que los componentes de las realizaciones de la presente invención se pueden colocar en varias orientaciones diferentes, la terminología direccional se usa solo con fines ilustrativos y de ninguna manera pretende ser limitativa, a menos que se indique lo contrario. Por lo tanto, debe entenderse que los términos así usados son intercambiables bajo circunstancias apropiadas y que las realizaciones de la invención descritas en este documento son capaces de operar en otras orientaciones que las descritas o ilustradas en este documento.

[0173] Debe notarse que el término "que comprende", usado en las reivindicaciones, no debe interpretarse como restringido a los medios enumerados a continuación; no excluye otros elementos o pasos. Por lo tanto, debe interpretarse como que especifica la presencia de las características, números enteros, pasos o componentes indicados a los que se hace referencia, pero no excluye la presencia o adición de una o más características, números enteros, pasos o componentes, o grupos de los mismos. Por lo tanto, el alcance de la expresión "un dispositivo que comprende los medios A y B" no debe limitarse a los dispositivos que consisten únicamente en los componentes A y B. Significa que, con respecto a la presente invención, los únicos componentes relevantes del dispositivo son A y B.

[0174] La referencia a lo largo de esta memoria descriptiva a "una realización" o "un modo de realización" significa que un rasgo particular, estructura o característica descrita en conexión con la realización se incluye en al menos una realización de la presente invención. Así, las apariciones de la frase "en una realización" o “en un modo de realización” en diversos lugares a lo largo de la presente memoria descriptiva no son necesariamente todas referentes a la misma realización, pero puede. Además, las características, estructuras o características particulares pueden combinarse de cualquier manera adecuada, como sería evidente para un experto en la materia a partir de esta divulgación, en una o más realizaciones.

[0175] De manera similar, debe apreciarse que, en la descripción de realizaciones ejemplares de la invención, varias características de la invención a veces se agrupan en una sola realización, figura o descripción de la misma con el fin de simplificar la descripción y ayudar en la comprensión de uno o más de los diversos aspectos inventivos. Este método de divulgación, sin embargo, no debe interpretarse como que refleja la intención de que la invención reivindicada requiera más características de las que se mencionan expresamente en cada reivindicación. Más bien, como reflejan las siguientes reivindicaciones, los aspectos inventivos se encuentran en menos de todas las características de una sola realización descrita anteriormente.

[0176] Cabe señalar que el uso de una terminología particular al describir ciertas características o aspectos de la invención no debe interpretarse como que la terminología se está redefiniendo en este documento para restringirse a incluir características específicas de las características o aspectos de la invención. con los que se asocia esa terminología.

[0177] En la descripción proporcionada en este documento, se exponen numerosos detalles específicos. Sin embargo, se entiende que las realizaciones de la invención pueden practicarse sin estos detalles específicos. En otros casos, los métodos, estructuras y técnicas bien conocidos no se han mostrado en detalle para no oscurecer la comprensión de esta descripción.

[0178] La presente invención proporciona una bomba de propulsión milifluídica o microfluídica 100 que comprende un adsorbente sólido 101 encerrado en un recinto 102. El sorbente sólido 101 contiene cavidades que comprenden un primer fluido. El primer fluido puede ser un líquido o un gas como, por ejemplo, el aire. El recinto 102 del sorbente sólido 101 comprende una primera abertura 103 a través de la cual el sorbente sólido 101 puede ponerse en contacto con un líquido. El recinto 102 comprende además una segunda abertura 104, a través de la cual se puede evacuar el primer fluido del recinto 102. La segunda abertura 104 conecta el recinto 102 a un canal de salida 105. La bomba de propulsión 100 está adaptada para activarse poniendo en contacto dicho sorbente sólido 101 con un líquido a través de dicha primera abertura 103, por ejemplo, un líquido que fluye en un canal de entrada 106, lo que resulta en la absorción de al menos parte de dicho líquido por el sorbente sólido. 101. Esta absorción de líquido por el sorbente sólido 101 está asociada con la expulsión de al menos parte del primer fluido de las cavidades del sorbente sólido 101 a través de la segunda abertura 104 hacia el canal de salida 105. El flujo del primer fluido hacia el canal de salida 105 permite la propulsión y/o compresión de un segundo fluido contenido en el canal de salida 105 y/o en un canal o depósito conectado a dicho canal de salida 105.

[0179] En algunas realizaciones de la presente invención, el sorbente sólido es un material poroso que puede absorber líquidos. Por ejemplo, puede ser hidrófilo (u oleófilo o lipófilo, si el líquido de trabajo es aceitoso). Puede ser un papel de filtro.

[0180] La puerta adaptada para formar un paso para el gas y una barrera para el líquido, por ejemplo, un parche hidrofóbico puede comprender, por ejemplo, una membrana permeable a los gases e impermeable a los líquidos. Preferiblemente es un material poroso, para que pueda pasar el aire, que no presente afinidad con el líquido en contacto. En la presente invención, por ejemplo, se usan propiedades hidrofóbicas para líquidos acuosos o hidrofílicas si el líquido usado es a base de aceite. En el presente ejemplo y como realización específica de la invención, dicho parche hidrofóbico está hecho de un papel de filtro que se vuelve hidrofóbico aplicando silicona o compuestos fluorados (es decir, solución Aquapel). En el primer caso, se utilizaron papeles separadores de fase Whatman 1PS (a base de silicona), mientras que, en el segundo, se depositó un compuesto fluorado (es decir, solución Aquapel) sobre un papel de filtro (es decir, Whatman grado 43) a alrededor de 0,18 μl/mm.2 y finalmente dejar que se seque por completo. Estos dos tratamientos hacen que la fibra del material poroso sea hidrofóbica manteniendo al mismo tiempo la estructura porosa del papel de filtro. Este parche hidrofóbico se puede moldear según sea necesario usando el mismo cortador de mesa que se usó para la fabricación de la bomba de succión/bomba de propulsión.

[0181] La compuerta adaptada para formar un paso para el gas y una barrera para el líquido puede integrarse en un dispositivo microfluídico, por ejemplo, actuando como i) una barrera o ii) una válvula, por ejemplo, actuando como i) una barrera hidrofóbica o ii) una válvula hidrofóbica para conductos con líquidos acuosos o por ejemplo actuando como i) barrera hidrofílica o ii) válvula oleofóbica para conductos con líquidos aceitosos.

[0182] Cuando se hace referencia a una "válvula hidrófoba", se hace referencia a una unidad con un orificio de ventilación, por ejemplo, una unidad sellada a líquido permeable al gas con un orificio de ventilación; sin embargo, también puede ser una válvula lipofóbica u oleofóbica, si el fluido de trabajo o el fluido activador es aceitoso. En algunos casos, la válvula hidrofóbica o sus materiales pueden usarse como barrera o parte de la misma.

[0183] En caso de que la puerta de paso de gas de barrera líquida sea una barrera (por ejemplo, una barrera hidrofóbica para líquidos acuosos o una barrera hidrofílica para líquidos aceitosos), dicha puerta de paso de gas de barrera líquida es, por ejemplo, un parche que está incrustado en un canal microfluídico. conectado a la entrada y salida de los dispositivos a través de un canal parcialmente lleno de líquidos (A aguas arriba, B aguas abajo). Su efecto técnico es que separa físicamente estos líquidos (aguas arriba y aguas abajo de la barrera) manteniendo al mismo tiempo conectadas las dos partes del dispositivo. De hecho, si el líquido A es empujado/jalado a través de la entrada, el efecto se transfiere al líquido B y viceversa, ya que la sobre/baja presión generada será transmitida por el aire entre los dos líquidos que a su vez puede pasar libremente. la barrera. Las dos partes del dispositivo ya no están conectadas una vez que el líquido A (o el líquido B) llega a la barrera. En este caso, el líquido B (o líquido A) ya no puede empujar/tirar del líquido A (o líquido B) porque está bloqueado por la barrera.

[0184] En caso de que la compuerta de paso de gas de barrera líquida sea una válvula, puede tener la forma de un parche. Aunque el resto de la descripción se refiere principalmente a material hidrofóbico y válvulas hidrofóbicas, la presente invención no se limita a ello, pudiéndose utilizar un parche hidrofóbico para líquidos acuosos y un parche hidrofílico (y/u oleofóbico) para líquidos aceitosos. El parche puede estar incrustado en un canal de microfluidos conectado a la entrada y salida de los dispositivos a través de un canal parcialmente lleno de líquidos (A aguas arriba, B aguas abajo), formando una barrera para los líquidos, pero también conectado directamente al exterior a través de un orificio de ventilación. por ejemplo, formando una unidad con un orificio de ventilación donde el parche permite el paso del aire, pero detiene el paso del líquido. Un tercer líquido C, también llamado líquido activador, puede estar aguas arriba o en la interfaz con la válvula (por ejemplo, con la unidad con un orificio de ventilación que actúa como válvula). Luego, parte de la válvula se conecta al lado del canal de microfluidos y parte a la atmósfera a través del orificio de ventilación. Cuando se aplica una baja presión a la salida, el líquido B es jalado a lo largo del canal mientras que el líquido A es jalado solo si la válvula está cubierta por el líquido C. De hecho, si la válvula no está bloqueada por el líquido C, la baja presión aplicada a la salida no se aplica al líquido A ya que hay un orificio de ventilación en el medio, representado por la válvula hidrofóbica. Si la válvula está cubierta por el líquido C, la presión negativa aplicada a la salida se aplica al líquido A mientras el líquido C siga bloqueando la válvula. Desde el momento en que el líquido C supera la interfaz de la válvula, el líquido A ya no es atraído. De manera similar, si se aplica una sobrepresión a la entrada, el líquido A es empujado hacia abajo junto con el líquido C. El líquido B es empujado solo cuando el líquido C y luego el líquido A bloquean la válvula, de lo contrario el aire empujado por el líquido C y A pueden escapar de la válvula hidrófoba sin afectar al líquido B. Usando la válvula, se puede programar y ajustar el retraso entre la manipulación de diferentes líquidos. Además, las bombas de succión y las bombas de propulsión se pueden activar secuencialmente con un tiempo deseado entre ellas. El parche, en comparación con otras válvulas/barrera, es robusto, fácil de fabricar, económico y proporciona una barrera física o un sistema de válvula de fase selectiva (aire/líquido).

[0185] En otra realización de la invención, las microesferas se siembran en una matriz de micropocillos bajo un flujo continuo con la bomba de succión.

[0186] La magnetoforesis se usa en la presente invención para mejorar la eficiencia de siembra de microesferas superparamagnéticas en la matriz de pocillos HIH.

[0187] La magnetoforesis se puede describir como el movimiento de partículas magnéticas a través de un medio inducido por un campo magnético externo. La magnetoforesis encuentra sus aplicaciones en procesos de separación en los que las partículas magnéticas se utilizan como portadores de fase sólida en ensayos biológicos y pueden manipularse posteriormente debido a sus propiedades superparamagnéticas. Las ventajas de usar microesferas superparamagéticas en ensayos biológicos son: i) la manipulación de la muestra es más sencilla, ii) los imanes se pueden colocar externamente (permitiendo la manipulación externa de las microesferas), iii) a diferencia de la separación eléctrica, las fuerzas magnéticas no se ven afectadas por la temperatura, pH y fuerza iónica, y iv) las perlas marcadas magnéticamente pueden conservarse en la matriz de micropocillos para un análisis digital.

[0188] Las perlas superparamagnéticas son típicamente nanopartículas magnéticas incrustadas en una matriz de polímero y pueden estar hechas de una cubierta de poliestireno y un núcleo de óxido de hierro y, por lo tanto, tienen las típicas susceptibilidades magnéticas de ferromagnetismo (materiales magnéticos permanentes) en presencia de un campo magnético. Esto produce algunas propiedades interesantes: i) se utilizan como portadores de fase sólida y pueden manipularse posteriormente debido a sus propiedades magnéticas, y ii) el núcleo de óxido de hierro, que hace que las perlas sean magnéticas, no puede interferir con los reactivos biológicos. Sin embargo, cuando se elimina el campo externo, la permeabilidad magnética global p de la perla vuelve a cero debido a la redistribución de los momentos magnéticos. Así, estas perlas pueden ser fuertemente magnéticas, pero al mismo tiempo conservan la propiedad de reversibilidad típica del paramagnetismo. Por estas razones, estas perlas se denominan 'superparamagnéticas'.

[0189] Muchos ensayos biológicos requieren múltiples pasos secuenciales de reacción y lavado. Esto puede llevar mucho tiempo cuando se utiliza un método por lotes. Para superar las limitaciones de los procesos por lotes, se han presentado diferentes enfoques para la separación de flujo continuo de material magnético: i) la separación de células marcadas magnéticamente en un campo magnético cuadrupolar de una cámara de separación similar a un dispositivo de electroforesis de flujo libre, ii) separación en un flujo continuo para el fraccionamiento, aquí, un campo magnético externo extrae perlas magnéticas de su corriente de flujo hacia otra corriente tampón para realizar pasos de lavado o reacción en un sistema de flujo continuo, iii) un sistema de electrohumectación en dieléctrico (EWOD) chip microfluídico digital en el que una gota que contiene perlas superparamagnéticas suspendidas se mueve sobre una matriz de pozos HIH y mediante el uso de un imán debajo de la matriz, las perlas se siembran en los pozos, iv) una configuración microfluídica y magnética para separar las micropartículas superparamagnéticas de las gotas de muestra en flujo segmentado de gotas de agua en aceite para purificación, inmovilización y optimización de la eficiencia de separación.

[0190] En una realización particular, se utiliza un dispositivo POC autoalimentado con un material poroso en forma de sector circular de 60° para proporcionar un caudal de 6,59±0,78 μl/min, una distancia de imán de 1,95 mm y una concentración de perlas de 5*107 perlas/ml se presenta aquí. Estos valores son solo indicativos, pudiendo utilizarse otras concentraciones, independientemente de la distancia del imán, el caudal o la forma o tipo de bomba capilar. Este sistema demuestra ser confiable y cuando se utiliza para sembrar microesferas garantiza el caudal adecuado para lograr una eficiencia de siembra del 91,6 %. Se puede lograr una alta eficiencia de siembra (es decir, más del 90 %) en menos de 30 segundos sin necesidad de un instrumento externo o fuente de alimentación. En realizaciones más particulares, la plataforma de la bomba de succión puede usarse para sembrar primero y luego sellar microesferas combinando una bomba de propulsión, con el objetivo de diseñar un dispositivo POC autoalimentado con una sensibilidad sin precedentes.

[0191] La figura 1 ilustra diferentes pasos en el proceso de llenado previo de una bomba de propulsión milifluídica o microfluídica 100 que no forma parte de la invención reivindicada pero que es útil para comprender la presente invención, es decir, antes de que la bomba de propulsión 100 se utilice realmente como bomba.

[0192] Figura 1: A) Antes de su prellenado, la bomba 100 comprende un recinto 102, comprendiendo dicho recinto 102 una primera abertura 103 conectada con un canal de entrada 106, una segunda abertura 104 conectada con un canal de salida 105 y un orificio de ventilación 107. B) El sorbente sólido 101, en el ejemplo ilustrado por ejemplo en forma de material poroso que comprende cavidades llenas de aire, está alojado en el recinto 102 y el orificio de ventilación 107 está abierto. C,D) Con el orificio de ventilación 107 aún abierto, el canal de entrada 106 se llena con líquido de trabajo 108 hasta que esté cerca del sorbente sólido 101 (por ejemplo, material poroso), pero no entre en contacto con el material poroso (sorbente sólido 101) todavía. E) Con el orificio de ventilación 107 todavía abierto, el líquido de salida 109 se inyecta en el canal de salida 105. Al tener abierto el orificio de ventilación 107, se puede evitar la sobrepresión en la bomba de propulsión 100. F) Cuando el dispositivo 100 se prellena correctamente, el orificio de ventilación 107 se cierra y el dispositivo 100 está listo para usar o almacenar para su uso posterior.

[0193] La figura 2 ilustra los pasos en el uso real de un dispositivo 100 como bomba de propulsión.

[0194] Figura 2: A) Después del llenado previo de dicha bomba de propulsión 100 (ver la figura 1), la bomba 100 comprende un sorbente sólido 101 (material poroso) encerrado en un recinto 102 conectado a través de una primera abertura 103 a un canal de entrada 106 que contiene un líquido de trabajo 108, ya través de una segunda abertura 104 a un canal de salida 105 que contiene el líquido de salida 109. El orificio de ventilación 107 está cerrado. El paso inicial ilustrado en la figura 2A) corresponde al paso final del proceso de llenado previo como se ilustra en la figura 1F). Ni el líquido de trabajo 108 ni el líquido de salida 109 entran en contacto con el adsorbente sólido 101. El dispositivo 100 puede haber sido llenado previamente inmediatamente antes del uso real como bomba, o puede haber sido llenado previamente durante más tiempo y haber sido almacenado. B) La bomba 100 se activa generando una presión 200 sobre el líquido de trabajo 108 en el canal de entrada 106, moviendo así el líquido de trabajo 108 de manera que entre en contacto con el sorbente sólido 101, por ejemplo, en la primera abertura 103, y sea absorbido. C) El líquido de trabajo absorbido 108 expulsa el aire 201 fuera del material poroso (sorbente sólido 101) hacia el canal de salida 105, y este aire expulsado, a su vez, empuja el líquido de salida 109 más hacia el canal de salida 105, alejándolo del recinto 102. D) La operación de la bomba termina (i) cuando todo el líquido de trabajo 108 se introduce en el material poroso (sorbente sólido 101) o (ii) cuando el material poroso (sorbente sólido 101) se satura con el líquido de trabajo 108. Durante todo este proceso, el respiradero 107 permanece cerrado.

[0195] La figura 3 ilustra cómo se puede fabricar una bomba de propulsión microfluídica 100. La bomba de propulsión microfluídica 100 se puede ensamblar a partir de una pluralidad de capas y/o elementos con diferentes características y funciones. En la realización ilustrada, la bomba de propulsión 100 está ensamblada a partir de tres capas y una cámara está llena de material adsorbente sólido.

[0196] Figura 3: A) Representación de los cuatro diferentes elementos a ensamblar en una realización de un método de fabricación de la bomba 100:

(i) Una capa inferior 301 en material sólido, para soportar la bomba de propulsión 100. En realizaciones particulares, el material sólido de la capa inferior 301 puede ser un material liviano, ya que esta es una propiedad útil, por ejemplo, en aplicaciones LOC y POC. El material sólido de la capa inferior 301 puede ser un material económico, lo cual es deseable en el caso de que la bomba de propulsión 100 esté integrada en un dispositivo desechable. El material sólido de la capa inferior 301 debe ser resistente, por ejemplo, no corrαdo por, y no absorbiendo, los fluidos presentes en o fluyendo a través del recinto 102, el canal de entrada 106 y el canal de salida 105. En realizaciones particulares, el material sólido de la capa inferior 301 es material hidrofóbico, para evitar que el líquido se mueva de manera autónoma por capilaridad. El material sólido de la capa inferior 301 puede ser transparente, por ejemplo, para permitir la inspección visual. El material sólido de la capa inferior 301 puede ser resistente a roturas. El grosor de la capa inferior puede estar limitado; puede, por ejemplo, no ser mayor que unos pocos μm, de modo que la capa inferior de hecho puede ser nada más que una hoja de material. El material sólido puede ser, por ejemplo, material plástico (por ejemplo, PVC o PMMA).

(ii) Una capa 302 de adhesivo sensible a la presión (PSA) de dos caras en la que se corta un canal milifluídico o microfluídico 303, por ejemplo, con una máquina de corte artesanal electrónica. El canal milifluídico o microfluídico 303 comprende al menos una sección que, al ensamblar los elementos, formará el recinto 102 para encerrar el sorbente sólido 101. El canal milifluídico o microfluídico 303 puede comprender además al menos una parte del canal de entrada 106 y/o del canal de salida 105.

(iii) Un material adsorbente 101 sólido. El material absorbente sólido 101 puede ser un material poroso (por ejemplo, papel de filtro) con una forma adecuada, por ejemplo, con una máquina de corte electrónica, para encajar en la parte del canal milifluídico o microfluídico 303 que formará el recinto 102.

(iv) Una capa superior 304 para cubrir la capa de adhesivo sensible a la presión 302 y cerrar el canal milifluídico o microfluídico. En la capa superior 304, un orificio de entrada 305, para introducir líquido de trabajo 108 en el canal de entrada 106; un orificio de salida 306, para introducir el líquido de salida 109 y evacuar el líquido de salida del canal de salida 105; y se puede proporcionar un orificio de ventilación 107, por ejemplo, con una máquina de corte electrónica. La capa superior 304 puede estar hecha de cualquier material adecuado, por ejemplo, un material plástico como PVC o PMMA. Las características de la capa superior 304 pueden ser similares a las características de la capa inferior 301. La capa superior y la capa inferior pueden estar hechas del mismo material, pero no es necesario que lo estén.

[0197] B) Se muestra la secuencia de fabricación: el adhesivo sensible a la presión 302 se une, aplicando presión, sobre la capa inferior 301; el sorbente sólido 101, por ejemplo, el papel de filtro se inserta en la sección del canal milifluídico o microfluídico 303 cortado en el adhesivo sensible a la presión 302, que formará el recinto 102; el chip se cierra con la capa superior 304 colocada y unida a la capa adhesiva sensible a la presión 302. C) Representación del dispositivo ensamblado.

[0198] La figura 4 es una representación por etapas del llenado previo de una bomba de propulsión microfluídica según la realización ilustrada en la figura 3. Los diferentes pasos se ilustran en la vista lateral en la columna de la izquierda y en la vista superior en la columna de la derecha.

[0199] Figura 4: A,B) antes de su llenado previo, la bomba 100 comprende i) una capa inferior 301, ii) una capa 302 que comprende canales y cámaras cortadas en un material adhesivo sensible a la presión, iii) un sorbente sólido 101 (material poroso), iv) una capa superior capa 304 con un orificio de entrada 305, un orificio de salida 306 y orificios de ventilación 107. El material absorbente sólido 101, por ejemplo, material poroso, está alojado en el recinto 102 formando una cámara de material poroso, y el orificio de ventilación 107 está abierto durante la fase de prellenado, como también se explica con referencia a la figura 1. La figura 4 A) es una vista lateral en sección transversal del dispositivo que se ilustra en una vista desde arriba tanto en la Figura 3 C) como en la Figura 4 B). C,D) El canal de entrada 106 se llena, a través del orificio de entrada 305, con líquido de trabajo 108. Se hace que el líquido de trabajo 108 se acerque, pero no entre en contacto con el material absorbente sólido 101, por ejemplo, material poroso El líquido de trabajo 108 puede ser forzado a viajar a través del canal de entrada 106 aplicando una fuerza externa, por ejemplo, mediante inyección. E,F) A continuación, se introduce el líquido de salida 109, p. inyectado, en el canal de salida 105, a través del orificio de salida 306, también sin contacto con el material absorbente sólido 101, por ejemplo, material poroso. G,H) Cuando el dispositivo 100 se prellena correctamente, el orificio de ventilación 107 se cierra y el dispositivo 100 está listo para usar o almacenar. El cierre del orificio de ventilación 107 se puede realizar, por ejemplo, por medio de pequeños parches de cinta, por ejemplo, cinta de doble cara, que se puede quitar al activarse. En realizaciones particulares, la cinta puede ser impermeable a los gases.

[0200] La figura 5 es una representación esquemática del funcionamiento de una realización de un sistema de bomba de propulsión según la presente invención.

[0201] Figura 5: A) Antes de su activación, la bomba de propulsión 100 comprende un sorbente sólido 101 (material poroso) encerrado en un recinto 102, preferiblemente en forma de sector circular. El uso de la forma de un sector circular para el recinto 102 no es un requisito estricto para el funcionamiento del principio en sí, pero se ha demostrado en la literatura que una forma de sector circular proporciona un caudal constante de los líquidos manipulados por la bomba, que es una condición preferida en microfluídica.

[0202] El recinto 102 está conectado a un canal de entrada 106 y a un canal de salida 105. El canal de entrada 106 está además conectado a un depósito de entrada 501 que tiene una pared flexible o deprimible, en el que el depósito de entrada 501 y el canal de entrada 106 contienen un líquido de trabajo 108. El canal de salida 105 comprende un líquido de salida 109 y está conectado a un depósito de salida 502 situado aguas abajo del adsorbente sólido 101. B) Activación: la bomba de propulsión 100 se activa aplicando una presión 503 a, por ejemplo, al comprimir, la pared flexible o deprimible del depósito de entrada 501 conectado al canal de entrada 106, moviendo así el líquido de trabajo 108 en el canal de entrada 106 para que entre en contacto con el sorbente sólido 101 que conduce a la absorción del líquido de trabajo 108 por el absorbente sólido 101. C) Funcionamiento: mientras el líquido de trabajo 108 es absorbido por el sorbente sólido 101, éste expulsa el fluido, por ejemplo, aire, presente en las cavidades del sorbente sólido 101 hacia el canal de salida 105. Esta entrada de fluido en el canal de salida 105 empuja el líquido de salida 109 hacia y dentro del depósito de salida 502 aguas abajo del canal de salida 105. D) Terminación: la acción de la bomba 100 termina cuando todo el líquido de trabajo 108 se absorbe en el sorbente sólido 101 o cuando el sorbente sólido 101 se satura con el líquido de trabajo 108. El líquido de salida 109 puede ser empujado en su totalidad hacia el depósito de salida 502, o aún puede estar parcialmente presente en el canal de salida 105.

[0203] La figura 6 muestra una bomba de propulsión 100 que no forma parte de la invención reivindicada. Se utiliza para investigar el uso de esta bomba 100 para generar una presión en un sistema microfluídico.

[0204] Figura 6: A) La bomba microfluídica 100 comprende un sorbente sólido 101 (material poroso) encerrado en un recinto 102. El recinto 102 comprende una primera abertura 103 para poner en contacto un líquido con dicho sorbente sólido 101 y una segunda abertura 104 que conecta el recinto 102 a un canal de salida 105. Antes de la activación de la bomba microfluídica 100, se precargó un tapón de líquido de salida de líquido 109 en dicho canal de salida 105 a través de un orificio de salida 306, que se selló después de proporcionar el tapón de líquido (por ejemplo, actuando como salida de líquido 109). B) Activación: se deposita una gotita de un líquido de trabajo 108 en la entrada de la bomba de propulsión 100, por ejemplo, en la primera abertura 103. C) Funcionamiento: mientras el líquido de trabajo 108 es absorbido por el sorbente sólido 101, expulsa el fluido, típicamente aire, presente en las cavidades del sorbente sólido 101. Este fluido, por ejemplo, aire, empuja el tapón de líquido de la salida de líquido 109 hacia el extremo cerrado del canal de salida 105, es decir, hacia el extremo donde el orificio de salida 306 se ha cerrado en la fase de prellenado después de proporcionar el tapón de salida de líquido 109. D) Terminación: la operación de bombeo termina cuando todo el líquido de trabajo 108 se absorbe en el sorbente sólido 101 o cuando el sorbente sólido se satura con el líquido de trabajo 108.

[0205] Se genera aire presurizado 504, o se pone bajo presión cualquier otro tipo de fluido adecuado, entre el tapón de líquido (líquido de salida 109) y el extremo cerrado (en el orificio de salida cerrado 306) del canal de salida 105. La cantidad de desplazamiento del tapón de líquido (líquido de salida 109) después de la terminación es indicativa de la presión que se generaría, como resultado de la acción de la bomba de propulsión 100, en un sistema microfluídico conectado a la bomba de propulsión 100.

[0206] La figura 7 muestra la tendencia de la formación de presión en el dispositivo de la figura 6 en función del tiempo después de la activación de la bomba de propulsión 100. Puede verse que la presión se acumula gradualmente, hasta un momento particular en el tiempo, en la realización ilustrada, aproximadamente 24 minutos, cuando la presión se nivela. Este momento corresponde al tiempo requerido para que todo el líquido de trabajo 108 sea absorbido por el sorbente sólido 101 o para que el sorbente sólido sea saturado por el líquido de trabajo 108. Por lo tanto, el momento en que la presión deja de acumularse determina la terminación de la acción de bombeo. El tiempo requerido antes de que termine la acción de bombeo es una función de la forma y dimensiones del recinto 102, y/o del tipo y cantidad de material absorbente sólido 101 que llena el recinto 102, y/o de la cantidad de líquido de trabajo 108 proporcionado ponerse en contacto con el adsorbente sólido 101.

[0207] La figura 8 ilustra un sistema milifluídico o microfluídico 800 que comprende una bomba de propulsión 801, operativamente conectada a una bomba de succión 802, también llamada bomba de tracción, donde dicha bomba de succión 802 sirve como un medio de activación o actuadores para dicha bomba de propulsión 801.

[0208] Figura 8 A) Antes de la activación de la bomba de propulsión 801, el sistema milifluídico o microfluídico 800 comprende una bomba de succión 802 que comprende un sorbente sólido 803, por ejemplo, material poroso, encerrado en un recinto de sorbente sólido 804 de bomba de succión en forma de sector circular. El sorbente sólido 803 de la bomba de succión 802 contiene cavidades que comprenden un fluido. El recinto 804 de dicho material absorbente sólido 803, por ejemplo, material poroso, comprende uno o más orificios de ventilación 805 y una abertura 806 que conecta el recinto 804 a un depósito 807, que tiene una pared flexible o deprimible, a través de un canal 808. Dicho canal 808 y depósito 807 comprenden un líquido de trabajo 809. El sistema milifluídico o microfluídico 800 comprende además una bomba de propulsión 801, que comprende un adsorbente sólido 101 encerrado en un recinto 102. En la realización ilustrada en la figura 8, el recinto 102 tiene forma de ala, pero la presente invención no se limita a ello. Esa forma de ala particular maximiza el tamaño del material poroso sin aumentar mucho el tamaño del chip total. Sin embargo, no es un requisito estricto usar tal forma de ala, y también, por ejemplo, se puede usar la forma de un sector circular, similar a la de la bomba de succión, sin que la invención se limite a ello. El canal 808 y el depósito 807 de la bomba de succión 802 están conectados operativamente a la bomba de propulsión 801, a través de un canal 810 (zona analítica) que comprende una entrada de analito 811. Se coloca una gota de un primer analito líquido en la entrada 811 del canal analítico 810. El recinto en forma de ala 102 del adsorbente sólido 101 (por ejemplo, material poroso) de la bomba de propulsión 801 comprende una primera abertura 103 que conecta el recinto 102 a dicho canal analítico 810, y una segunda abertura 104 que conecta a un canal de salida 105. El canal de salida 105 está conectado a un canal de almacenamiento de analitos 812, que se conecta al canal analítico 810. El canal de almacenamiento de analito 812 está precargado con un segundo analito líquido a través de una abertura de entrada 813 en dicho canal 812. Inmediatamente después de cargar el segundo analito líquido en dicho canal de almacenamiento de analito 812, se sella dicha abertura de entrada 813.

[0209] B) Activación de la bomba de succión 802: la bomba de succión 802 se activa aplicando presión a la pared flexible o deprimióle del depósito 807, por ejemplo, comprimiendo el depósito 807 que comprende el líquido de trabajo 809, para que entre en contacto con el líquido de trabajo 809 para el sorbente sólido 803 de la bomba de succión 802, iniciando así la absorción del líquido de trabajo 809 por el sorbente sólido de la bomba de succión 802. Puede aplicarse cualquier otro medio de accionamiento para poner el líquido de trabajo en contacto con el adsorbente sólido, activando así la bomba de succión, como por ejemplo la abertura de un canal o la introducción de líquido extra bajo presión o similar. Mientras que el sorbente sólido 803 absorbe el líquido de trabajo 809, el líquido se expulsa de las cavidades del sorbente sólido 803 de la bomba de succión y se evacua del recinto 804 a través de los orificios de ventilación 805.

[0210] C) Funcionamiento de la bomba de succión 802: como resultado de la absorción del líquido de trabajo 809 de la bomba de succión 802 por el adsorbente sólido 803 de la bomba de succión 802, la presión en el canal analítico 810 se reduce y el primer analito líquido se introduce en el canal 810.

[0211] D) Activación de la bomba de propulsión 801: cuando el primer analito líquido que se mueve a través del canal 810 debido a la subpresión creada, entra en contacto con el adsorbente sólido 101, por ejemplo, material poroso de la bomba de propulsión 801, se absorbe en el adsorbente sólido 101 y expulsa el líquido, por ejemplo, aire, de los poros en el sorbente sólido 101 hacia el canal de salida 105. Esta entrada del líquido contenido en el adsorbente sólido 101, por ejemplo, aire, en el canal de salida 105 empuja el segundo analito líquido desde dicho canal de almacenamiento de analito 812 hacia el canal analítico 810. La acción de la bomba de succión 802 termina cuando todo el líquido de trabajo 809 es absorbido por el sorbente sólido de la bomba de succión 802, o cuando el sorbente sólido de la bomba de succión 802 se satura con el líquido de trabajo 809. El efecto técnico de este diseño con bomba de propulsión y succión en cooperación es que dos fluidos diferentes secuencialmente pueden encontrar un pasaje sobre la misma zona analítica.

[0212] E) Terminación de la bomba de propulsión 801: la operación de bombeo termina cuando todo el primer analito líquido se absorbe en el sorbente sólido 101 de la bomba de propulsión 801 o cuando el sorbente sólido 101 de la bomba de propulsión 801 se satura con el primer analito líquido.

[0213] La figura 9 ilustra una realización adicional de un sistema 900 milifluídico o microfluídico. El sistema milifluídico o microfluídico comprende dos bombas de propulsión 901, 902, que están operativamente conectadas a una bomba de succión 802, en el que dicha bomba de succión 802 sirve como un medio de activación o actuador para dichas bombas de propulsión 901, 902. En esta realización, la bomba de succión 802 activa simultáneamente ambas bombas de propulsión 901, 902. El efecto técnico de conectar operativamente dos bombas de propulsión aguas abajo, preferiblemente bombas de propulsión iguales y opuestas, que tienen su entrada en la misma ubicación del conducto analítico, por ejemplo, canal analítico a una bomba de succión aguas arriba es que la bomba de succión, cuando se activa por la absorción del fluido de trabajo y la presión en el conducto analítico, por ejemplo, canal, reduciéndose que un primer fluido, por ejemplo, el analito puede conducirse a una zona analítica, donde después, mediante la activación de las dos bombas de propulsión, se conducen dos fluidos adicionales a la misma zona analítica y se mezclan.

A) Antes de la activación de las bombas de propulsión 901, 902, el sistema microfluídico 900 comprende una bomba de succión 802 que comprende un sorbente sólido 803, por ejemplo, material poroso, encerrado en un recinto 804, preferentemente en forma de sector circular. El recinto 804 de dicho sorbente sólido 803, p. material poroso, comprende varios orificios de ventilación 805 y una abertura 806 que conecta el recinto 804 de la bomba de succión 802 a un depósito 807 a través de un canal 808, en el que dicho depósito 807 tiene una pared flexible o deprimible. Dicho canal 808 y depósito 807 comprenden un líquido de trabajo 809. El sistema milifluídico o microfluídico 900 comprende además una primera bomba de propulsión 901 y una segunda bomba de propulsión 902. Las bombas de propulsión primera y segunda 901, 902 comprenden un adsorbente sólido 101a, 101b, encerrado en un recinto 102a, 102b, respectivamente. En la realización ilustrada en la figura 9, los recintos 102a, 102b tienen forma de ala, pero la presente invención no se limita a ellos. El canal 808 y el depósito 807 están conectados operativamente a la primera bomba de propulsión 901 y a la segunda bomba de propulsión 902, a través de un canal 810 (zona analítica) que comprende una entrada de analito 811. Se coloca una gota de un primer analito líquido en la entrada 811 del canal analítico 810. Los recintos 102a, 102b de los adsorbentes sólidos 101a, 101b (por ejemplo, material poroso) preferiblemente en forma de ala de las bombas de propulsión 901, 902 comprenden cada uno una primera abertura 103a, 103b que conecta los recintos 102a, 102b, respectivamente, a dicho canal analítico 810 , en el que dichas aberturas 103a, 103b están situadas en la misma posición a lo largo de dicho canal analítico 810 pero en lados opuestos del mismo. Cada uno de dichos recintos 102a, 102n del material absorbente sólido 101a, 101b preferiblemente en forma de ala comprende además una segunda abertura 104a, 104b que conecta cada uno de dichos recintos 102a, 102b a un canal de salida separado 105a, 105b. Cada uno de dichos canales de salida 105a, 105b está conectado a un canal de almacenamiento de analito separado 812a, 812b, cada uno de los cuales se conecta al canal analítico 810 en una misma posición a lo largo del canal analítico 810 pero en lados opuestos del mismo. Estos canales de almacenamiento de analito 812a, 812b están precargados con un segundo y tercer analito líquido A2, A3, respectivamente, a través de las aberturas de entrada 813a, 813b en cada uno de estos canales 812a, 812b. Inmediatamente después de cargar el segundo y tercer analito líquido en los canales de almacenamiento 812a, 812b, dichas aberturas de entrada 813a, 813b se sellan.

B) Activación de la bomba de succión 802: la bomba de succión 802 se activa aplicando una fuerza sobre, por ejemplo, comprimiendo la pared flexible o deprimible del depósito 807 que comprende el líquido de trabajo 809, poniendo así el líquido de trabajo 809 en contacto con el sorbente sólido 803 de la bomba de succión 802 e iniciando la absorción del líquido de trabajo 809 por el sorbente sólido 803 de la bomba de succión 802.

C) Funcionamiento de la bomba de succión 802: como resultado de la absorción del líquido de trabajo 809 por el adsorbente sólido 803 de la bomba de succión 802, la presión en el canal analítico 810 se reduce y el primer analito líquido se introduce en este canal 810.

D) Activación de las bombas de propulsión 901, 902: cuando el primer analito líquido A1 entra en contacto con los materiales absorbentes sólidos 101a, 101b, por ejemplo, materiales porosos, de las respectivas bombas de propulsión 901, 902, es absorbido simultáneamente por los materiales absorbentes sólidos 101a, 101b, y expulsa el líquido, por ejemplo, aire, desde los poros en ambos materiales absorbentes sólidos 101a, 101b, hacia los respectivos canales de salida 105a, 105b. Estos flujos de aire en los respectivos canales de salida 105a, 105b empujan simultáneamente el segundo analito líquido A2 y el tercer analito líquido A3 desde sus canales de almacenamiento de analitos 812a, 812b hacia el canal analítico, donde pueden mezclarse. La acción de la bomba de succión 802 termina cuando todo el líquido de trabajo 809 es absorbido por el sorbente sólido 803 de la bomba de succión 802, o cuando el sorbente sólido 803 de la bomba de succión 802 se satura con el líquido de trabajo 809. Preferiblemente, el diseño del sistema microfluídico 900 es tal que la acción de la bomba de succión 802 termina con la activación o poco después de la activación de las bombas de propulsión 901, 902.

E) Terminación de las bombas de propulsión 901, 902: la operación de cada una de las bombas de propulsión 901, 902 termina tan pronto como el primer analito líquido A1 es absorbido por los adsorbentes sólidos 101a, 101b, o cuando los adsorbentes sólidos 101a, 101b son saturado con el primer analito líquido A1.

[0214] La figura 10 ilustra otro sistema milifluídico o microfluídico 1000. El sistema milifluídico o microfluídico 1000 comprende dos bombas de propulsión 1001, 1002 conectadas operativamente a una bomba de succión 802, en el que dicha bomba de succión 802 sirve como un medio de activación o actuadores para dichas bombas de propulsión 1001, 1002. En esta realización, la bomba de succión 802 activa secuencialmente las bombas de propulsión 1001, 1002. Esto se obtiene, al contrario de la realización ilustrada en la figura 9, no teniendo la entrada de las bombas de propulsión 1001, 1002 en la misma ubicación del canal analítico 810.

A) Antes de la activación de las bombas de propulsión 1001, 1002, el sistema microfluídico 1000 comprende una bomba de succión 802 que comprende un adsorbente sólido 803 encerrado en un recinto 804, preferiblemente en forma de sector circular. El recinto 804 del sorbente sólido 803 de la bomba de succión 802 comprende uno o más orificios de ventilación 805 y una abertura 806 que conecta el recinto 804 a un depósito 807 a través de un canal 808, donde dicho depósito 807 tiene una pared flexible o deprimible. Dicho canal 808 y depósito 807 comprenden un líquido de trabajo 809 y están operativamente conectados a una pluralidad de, en el ejemplo ilustrado dos, bombas de propulsión 1001, 1002, a través de un canal 810 (zona analítica) que comprende una entrada de analito. Se coloca una gota de un primer analito líquido A1 en la entrada 811 del canal analítico 810. Los recintos 102a, 102b de los sorbentes sólidos 101a, 101b preferentemente en forma de ala de las bombas de propulsión 1001, 1002 comprenden cada uno una primera abertura 103a, 103b que conecta los respectivos recintos 102a, 102b a dicho canal analítico 810, donde dichas aberturas 103a, 103b están colocados en diferentes posiciones a lo largo de dicho canal analítico 810 y en lados opuestos del mismo. Cada uno de dichos recintos 102a, 102b de los adsorbentes sólidos 101a, 101b preferiblemente en forma de ala, por ejemplo, material poroso, comprende además una segunda abertura 104a, 104b que conecta cada uno de dichos recintos 102a, 102b a un canal de salida separado 105a, 105b. Cada uno de dichos canales de salida 105a, 105b está conectado a un canal de almacenamiento de analito separado 812a, 812b, cada uno de los cuales se conecta al canal analítico 810 en diferentes posiciones a lo largo del canal analítico 810 y en lados opuestos del mismo. Estos canales de almacenamiento de analito 812a, 8112b están precargados con un segundo y tercer analito líquido A2, A3 a través de las aberturas de entrada 813a, 813b en cada uno de estos canales 812a, 812b. Inmediatamente después de cargar el segundo analito líquido A2 y el tercer analito líquido A3 en los canales de almacenamiento 812a, 8112b, dichas aberturas de entrada 813a, 813b se sellan.

B) Activación de la bomba de succión 802: la bomba de succión 802 se activa aplicando presión a, por ejemplo, comprimiendo, la pared flexible o deprimible del depósito 807 que comprende el líquido de trabajo 809, poniendo así el líquido de trabajo 809 en contacto con el sorbente sólido 803 de la bomba de succión, iniciando así la absorción del líquido de trabajo 809 por el sorbente sólido 803.

C) Funcionamiento de la bomba de succión 802: como resultado de la absorción del líquido de trabajo 809 por el sorbente sólido 803 de la bomba de succión 802, se reduce la presión en el canal analítico 810 y el primer analito líquido A1 se introduce en este canal 810.

D) Activación de la primera bomba de propulsión 1001: cuando el primer analito líquido A1 entra en contacto con el adsorbente sólido 101a, por ejemplo, material poroso, posicionado aguas arriba en relación con el flujo del primer analito líquido A1, es absorbido y expulsa el líquido, por ejemplo, aire, desde los poros en el sorbente sólido 101a de la primera bomba de propulsión 1001 hacia el canal de salida 105a conectado al recinto 102a del sorbente sólido 101a. Este flujo de fluido, por ejemplo, la entrada de aire, en dicho canal de salida 105a empuja posteriormente el segundo analito líquido A2 desde su canal de almacenamiento de analito 812a hacia el canal analítico 810. La acción de la bomba de succión 802 termina cuando todo el líquido de trabajo 809 es absorbido por el sorbente sólido 803 de la bomba de succión 802, o cuando el sorbente sólido 803 se satura con el líquido de trabajo 809.

E) Activación de la segunda bomba de propulsión 1002: la activación de la primera bomba de propulsión 1001 da como resultado el flujo de parte del primer analito líquido A1 aguas abajo hacia el canal analítico 810 hasta que A1 entra en contacto con el material adsorbente sólido 101b, p. material poroso, por el cual es absorbido dando lugar a la expulsión de fluido, por ejemplo, el aire, desde los poros en el material absorbente sólido 101b de la segunda bomba de propulsión 1002 hacia el canal de salida 105b conectado al recinto 102b del material absorbente sólido 101b. Este flujo de fluido, por ejemplo, la entrada de aire, en dicho canal de salida 105b empuja posteriormente el tercer analito líquido A3 desde su canal de almacenamiento de analito 812b hacia el canal analítico 810. El funcionamiento de la primera bomba de propulsión 1001 finaliza tan pronto como el material absorbente sólido 101a de la primera bomba de propulsión 1001 se satura con el primer analito líquido A1.

F) Terminación de la segunda bomba de propulsión 1002: la operación de la segunda bomba de propulsión 1002 es similar a la operación de la primera bomba de propulsión 1001, y termina tan pronto como el primer analito líquido A1 es absorbido por el sorbente sólido de la segunda bomba de propulsión 1002, o cuando el adsorbente sólido de la segunda bomba de propulsión 1002 está saturado con el primer analito líquido A1.

[0215] El efecto técnico de conectar operativamente dos bombas de propulsión aguas abajo, preferiblemente bombas de propulsión iguales y opuestas, que tienen su entrada en una ubicación diferente del conducto analítico, por ejemplo, canal analítico, según realizaciones de la presente invención a una bomba de succión aguas arriba es que la succión cuando se activa la bomba cuando se absorbe el fluido de trabajo y se reduce la presión en el conducto analítico, por ejemplo, el canal, se puede conducir un primer fluido, por ejemplo, el analito, a una zona analítica, donde luego, cuando se activa una primera bomba de propulsión que conduce un segundo fluido precargado hacia y dentro de la misma zona analítica y, en consecuencia, cuando se activa la segunda bomba de propulsión que conduce un tercer fluido precargado hacia y hacia la misma zona analítica.

[0216] La figura 11 ilustra un sistema microfluídico 1100 que comprende una bomba de succión 1102 que se activa mediante una bomba de propulsión 1101, en el que dicha bomba de propulsión 1101 actúa simultáneamente como una bomba de succión.

A) Antes de la activación, el sistema microfluídico 1100 comprende un primer adsorbente sólido 1103, preferiblemente con forma de sector circular, encerrado en un primer recinto 1104. El primer recinto 1104 de sorbente sólido 1103 comprende una primera abertura 1105 y una segunda abertura 1106, donde dicha primera abertura 1105 se conecta a través de un primer canal 1107 a un primer depósito 1108 que tiene una pared flexible o deprimible y dicha segunda abertura 1106 se conecta a través de un segundo canal 1109 a un segundo depósito 1110. Dicho primer canal 1107 y primer depósito 1108 comprenden un primer líquido de trabajo 1111, y dicho primer depósito 1108 se conecta a un primer canal analítico 1112 que comprende una abertura de entrada sobre la que puede depositarse una gota de un primer analito líquido A1. Dicho segundo depósito 1110 está conectado además a un tercer canal 1114 que conduce a un segundo recinto 1115 que comprende un segundo sorbente sólido 1116, en el que dicho segundo recinto 1115 comprende uno o más orificios de ventilación 1117. Dicho tercer canal 1114 y segundo depósito 1110 comprenden un segundo líquido de trabajo 1118. Además, dicho segundo depósito 1110, preferentemente con forma de sector circular, está conectado a un segundo canal analítico 1119, en cuya abertura de entrada 1120 puede depositarse una gota de un segundo analito líquido A2. El primer líquido de trabajo 1111 y el segundo líquido de trabajo 1118 se alimentan a dicho primer depósito 1108 y segundo depósito 1110, respectivamente, a través del primer canal de llenado 1121 y el segundo canal de llenado 1122. Las aberturas de entrada 1123, 1124 de los canales de llenado primero y segundo 1121, 1122 se sellan inmediatamente después de llenar los canales. B) Activación de la bomba de propulsión/succión 1101: la bomba de propulsión/succión 1101 se activa comprimiendo la pared flexible o depresible del primer depósito 1108, poniendo así en contacto el primer líquido de trabajo con el primer sorbente sólido 1103 e iniciando la absorción del primer líquido de trabajo 1111 por el primer sorbente sólido 1103.

C) Funcionamiento de la bomba de propulsión/succión 1101 y activación de la bomba de succión 1102: como resultado de la absorción del primer líquido de trabajo 1111 por el primer sorbente 1103 (por ejemplo, un sorbente sólido), la presión en el primer canal analítico 1112 se reduce, y el primer analito líquido A1 se introduce en este canal 1112. Al mismo tiempo, el primer líquido de trabajo 1111 expulsa el fluido, p. el aire, contenido en las cavidades, por ejemplo, poros, del primer sorbente sólido 1103 en dicho segundo depósito 1101 a través del segundo canal 1109. El fluido, por ejemplo, aire, el flujo de entrada en dicho segundo depósito 1110 empuja el segundo líquido de trabajo 1118 hacia el segundo recinto 1115 que encierra el segundo sorbente sólido 1116, lo que da como resultado que el segundo líquido de trabajo 1118 entre en contacto con el segundo sorbente sólido 1116 y, por lo tanto, active la bomba de succión 1102.

D) Funcionamiento de la bomba de succión 1102 y terminación de la bomba de propulsión/succión 1101: Tras el contacto del segundo líquido de trabajo 1118 con el segundo sorbente sólido 1116, la absorción del segundo líquido de trabajo 1118 da como resultado una reducción de la presión en el segundo canal analítico 1119, y el segundo líquido analítico A2 se introduce en el segundo canal analítico 1119. La acción de la bomba de propulsión/succión 1101 termina tan pronto como el primer líquido de trabajo 1111 es absorbido por el primer sorbente sólido 1103 o cuando el primer sorbente sólido 1103 se satura con el primer líquido de trabajo 1111.

E) Terminación de la bomba de succión 1102: La acción de la bomba de succión 1102 termina cuando todo el segundo líquido de trabajo 1118 es absorbido por el segundo sorbente sólido 1116 o cuando el segundo sorbente sólido 1116 se satura con el segundo líquido de trabajo 1118.

[0217] La figura 12 ilustra un sistema milifluídico o microfluídico 1200 que comprende dos bombas de propulsión 1201, 1202 en el que una bomba de propulsión 1201 actúa como bomba de activación para activar la otra bomba de propulsión 1202, y en el que dicha bomba de activación 1201 también actúa como bomba de succión. A) Antes de la activación, el sistema microfluídico 1200 comprende un primer adsorbente sólido 1203, preferiblemente con forma de sector circular, encerrado en un primer recinto 1204. El primer recinto 1204 del primer sorbente sólido 1203 comprende una primera abertura 1205 y una segunda abertura 1206, donde dicha primera abertura 1205 se conecta a través de un primer canal 1207 a un primer depósito 1208 que tiene una pared flexible o deprimible, y dicha segunda abertura 1206 se conecta a través de un segundo canal 1209 a un segundo depósito 1210. Dicho primer canal 1207 y primer depósito 1208 comprenden un primer líquido de trabajo 1211 y dicho primer depósito 1208 se conecta a un canal analítico 1212 que comprende una abertura de entrada 1213 a través de la cual se introduce un tapón de líquido 1214, que estará presente en las proximidades de dicha abertura de entrada 1213. Dicho segundo depósito 1210 está conectado además a un tercer canal 1215 que conduce a un segundo recinto 1216 que comprende un segundo adsorbente sólido 1217, preferiblemente en forma de sector, en el que dicho segundo recinto 1216 comprende uno o más orificios de ventilación 1218. Dicho tercer canal 1215 y segundo depósito 1210 comprenden un segundo líquido de trabajo 1219. El segundo recinto 1216 que encierra el segundo sorbente sólido 1217 se conecta además a través de un cuarto canal 1220 con el canal analítico 1212. Dicho cuarto canal 1220 conecta con el canal analítico 1212 en una posición más cercana a la entrada 1213 del canal analítico 1212 que la posición de conexión entre el canal analítico 1212 y el primer depósito 1208. El primer líquido de trabajo 1211 y el segundo líquido de trabajo 1219 se alimentan a dichos depósitos primero y segundo 1208, 1210, respectivamente, a través de los canales de llenado primero y segundo 1221 y 1222. Las aberturas de entrada 1223, 1224 del primer y segundo canal de llenado 1221 y 1222, respectivamente, y el orificio de ventilación 1218 en el segundo recinto 1216 que encierra el segundo sorbente sólido 1217 se sellan, preferiblemente inmediatamente después de llenar los canales 1207, 1215 y la introducción del tapón de líquido 1214. B) Activación de la primera bomba de propulsión/succión 1201: la primera bomba de propulsión/succión 1201 se activa aplicando presión a, p. comprimiendo la pared flexible o deprimible del primer depósito 1208, poniendo así el primer líquido de trabajo 1211 en contacto con el primer sorbente sólido 1203 e iniciando la absorción del primer líquido de trabajo 1211 por el primer sorbente sólido 1203.

[0218] C, D) Funcionamiento de la bomba de propulsión/succión 1201 y activación de la segunda bomba de propulsión 1202: como resultado de la absorción del primer líquido de trabajo 1211 por el primer sorbente sólido 1203, la presión en el canal analítico 1212 se reduce y el tapón de líquido 1214 se introduce más en este canal 1212. Típicamente, el sistema de microfluidos 1200 está diseñado de tal manera que el tapón de líquido 1214 no ingresa al canal analítico 1212 más allá de la conexión 1225 entre el canal analítico 1212 y dicho cuarto canal 1220. Al mismo tiempo, el primer líquido de trabajo 1211 expulsa el fluido, por ejemplo, aire, contenido en las cavidades, por ejemplo, poros, del primer sorbente sólido 1203 en dicho segundo canal 1209 conectado a dicho segundo depósito 1210. El fluido, por ejemplo, aire, la entrada en dicho segundo depósito 1210 empuja el segundo líquido de trabajo 1219 hacia el segundo recinto 1216 que encierra el segundo sorbente sólido 1217, lo que da como resultado que el segundo líquido de trabajo 1219 entre en contacto con el segundo sorbente sólido 1217 y, por lo tanto, active la segunda bomba de propulsión 1202.

[0219] E) Funcionamiento de la segunda bomba de propulsión 1202 y terminación de la primera bomba de propulsión/succión 1201: Tras el contacto del segundo líquido de trabajo 1219 con el segundo sorbente sólido 1217, la absorción del segundo líquido de trabajo 1219 da como resultado una expulsión de fluido, por ejemplo, aire, de las cavidades, por ejemplo, poros, en el segundo sorbente sólido 1217 a través de dicho cuarto canal 1220 en el canal analítico 1212. Este fluido, por ejemplo, aire, el flujo hacia el canal analítico 1212 empuja el tapón de líquido 1214 hacia la abertura de entrada 1213 del canal analítico 1212. La acción de la bomba de propulsión/succión 1201 termina tan pronto como el primer líquido de trabajo 1211 es absorbido por el primer sorbente sólido 1203 o cuando el primer sorbente sólido 1203 se satura con el primer líquido de trabajo 1211. Preferiblemente, el diseño del sistema microfluídico 1200 es tal que la acción de la primera bomba de propulsión/succión 1201 termina con la activación o poco después de la activación de la segunda bomba de propulsión 1202.

[0220] F) Terminación de la segunda bomba propulsora 1202: La acción de la segunda bomba de propulsión 1202 termina cuando todo el segundo líquido de trabajo es absorbido por el segundo sorbente sólido 1217 o cuando el segundo sorbente sólido 1217 se satura con el segundo líquido de trabajo 1219.

[0221] La figura 13 ilustra un sistema de ensayo 1300, que comprende una combinación de bomba de succión y propulsión, por ejemplo, para usar en un protocolo de 3 pasos con dos pasos de mezcla y lavado de reactivos. El diseño y las partes de las bombas de succión y propulsión, y los pasos de activación y operación de las bombas de succión y propulsión, son similares a los descritos anteriormente, y no se repiten aquí con tantos detalles como anteriormente. Para más detalles, se hace referencia a la descripción anterior.

[0222] A) Iniciación: un primer líquido de trabajo WL1, un segundo líquido de trabajo WL2), un primer reactivo R1, un segundo reactivo R2 y el tampón de lavado WB se precargan en las respectivas cámaras mientras se coloca una gota de muestra S en la entrada del canal analítico AC. En el canal analítico AC, está presente una zona de detección DZ (prefuncionalizada con receptores) para capturar el analito presente en la muestra S. B) Activación de la bomba de succión 1301: la bomba de succión 1301 se activa aplicando una presión a un primer depósito 1302 conectado a través de un primer canal 1307 a un primer recinto 1303 que comprende el primer sorbente sólido PM1. Un primer líquido de trabajo WL1 estaba contenido en el primer depósito y el primer canal 1307, y la aplicación de presión al primer depósito 1302 hace que el primer líquido de trabajo WL1 sea absorbido por el primer adsorbente sólido PM1, por ejemplo, material poroso, previsto en el primer recinto 1303. C) Funcionamiento de la bomba de succión 1301: la absorción del primer líquido de trabajo WL1 por el primer sorbente sólido PM1, genera una presión reducida en el canal analítico AC, que succiona la muestra S en el canal analítico AC sobre la zona de detección DZ. Después de eso, se termina el funcionamiento de la bomba de succión 1301. D) Activación de las bombas de propulsión 1304, 1305: Dos bombas de propulsión 1304, 1305 están conectadas en paralelo, estando ambas conectadas con su boca de entrada a un mismo canal de entrada 1308, que en su otro extremo está conectado a un segundo depósito 1306. El segundo depósito 1306 y el canal de entrada 1308 se llenan con un segundo líquido de trabajo WL2, que antes de la activación de las bombas de propulsión 1304, 1305 no llega al segundo y tercer absorbente sólido PM2, PM3 en las respectivas bombas de propulsión 1304, 1305. Las bombas de propulsión 1304, 1305 se activan aplicando presión a una pared flexible o deprimible del segundo depósito 1306, y el segundo líquido de trabajo WL2 comienza a ser absorbido por el segundo y tercer adsorbente sólido PM2, PM3, por ejemplo, material poroso, de los circuitos de la bomba de propulsión, respectivamente. E) El segundo líquido de trabajo WL2 se absorbe cada vez más y expulsa el fluido, por ejemplo, aire, presente en las cavidades del segundo y tercer sorbentes sólidos PM2 y PM3. Este fluido, por ejemplo, aire, empuja los reactivos primero y segundo R1 y R2, presentes en los canales de salida de las bombas de propulsión primera y segunda 1304, 1305, simultáneamente hacia una zona de mezcla MZ donde se mezclan. Al mismo tiempo, el tampón de lavado WB, presente en otro canal 1309 entre la zona de mezcla MZ y la zona de detección DZ, se empuja sobre la zona de detección DZ, reemplazando así la muestra S. Las bombas de propulsión 1304, 1305 continúan su acción. , y mientras más y más fluido, por ejemplo, aire, es empujado fuera de las cavidades en el segundo y tercer adsorbente sólido PM2, PM3, los reactivos mezclados R1 R2 se mueven desde la zona de mezcla MZ, a través del canal adicional 1309 a la zona de detección DZ. F) Terminación bombas propulsoras 1304, 1305: Cuando el primer reactivo R1 y el segundo reactivo R2 mezclados se mueven sobre la DZ de detección, el sistema se detiene debido a la absorción completa del segundo líquido de trabajo WL2 en el segundo sorbente sólido PM2 y en el tercer sorbente sólido PM3 o debido a la saturación completa del el segundo sorbente sólido PM2 y el tercer sorbente sólido PM3. El momento exacto de detención de la acción del sistema se puede ajustar ajustando los parámetros de diseño de los sistemas, por ejemplo, dimensiones de los adsorbentes sólidos y/o de las cavidades que los contienen, longitudes de los canales, etc.

[0223] La figura 14 ilustra un sistema de detección para usar en un bioensayo de microfluidos. La realización ilustrada se basa en la captura de nanopartículas de oro 140 funcionalizadas con estreptavidina sobre una superficie 141 prefuncionalizada con anticuerpos biotinilados 142, pero por supuesto esto es solo un ejemplo, y la invención no se limita a ello, sino que es mucho más aplicable en otras aplicaciones también. Para generar una señal que pueda detectarse a simple vista (para detección cualitativa, es decir, sí/no) o con un fotodiodo (para detección semicuantitativa), se realizó un realce de plata 143. La solución de plata (hecha de una mezcla de reactivo 1 y reactivo 2) se colocó sobre la zona de detección y, catalizada por las nanopartículas de oro 140, forma una capa oscura opaca. Para la detección semicuantitativa, se usó un circuito eléctrico que comprende una fuente de luz tal como un LED 144, un fotodiodo 145 y un microcontrolador 146 para medir la pérdida de intensidad de luz debido a la reflexión sobre la capa de plata. Solo la luz que pasa fue captada por el fotodiodo 145 y esta información fue procesada por el microcontrolador 146, que luego mostró el resultado de la prueba en una pantalla LCD 147. Entonces, cuanta menos luz recibió el fotodiodo 145, más oscura y gruesa es la capa de plata, debido a la mayor concentración de nanopartículas de oro 140. El sistema de detección de esta figura 14 puede usarse, por ejemplo, en el sistema de ensayo según el ejemplo 11 a continuación, en el que la zona de detección está recubierta con anticuerpos biotinilados 142.

[0224] La figura 15 ilustra un sistema de ensayo 1500 para usar en un bioensayo de microfluidos que implica, como ejemplo, una reacción enzimática acoplada, que da como resultado un producto colorimétrico.

Este sistema de ensayo 1500 comprende dos bombas de propulsión 1501, 1502 y medios para diluir y mezclar una muestra dentro de la solución de ensayo. El diseño y las partes de las bombas de propulsión, y los pasos de activación y operación de las bombas de propulsión, son similares a los descritos anteriormente, y no se repiten aquí con tantos detalles como anteriormente. Para más detalles, se hace referencia a la descripción anterior.

A) Iniciación: Un depósito 1504 está conectado a través de un canal de entrada 1505 al lado de entrada de dos bombas de propulsión paralelas 1501, 1502. El líquido de trabajo WL, el primer reactivo R1 y el segundo reactivo R2 se precargan en las respectivas cámaras mientras se pipetea una muestra S en una zona de unión JZ a través de un orificio de entrada 1503 que se sella posteriormente. El depósito 1504 y el canal de entrada 1505 están llenos de líquido de trabajo WL, de modo que el líquido de trabajo WL no alcanza el adsorbente sólido de las bombas de propulsión 1501, 1502.

B) Activación: las bombas de propulsión 1501, 1502 se activan aplicando una presión a una pared flexible o deprimible del depósito 1504, que pone el líquido de trabajo WL en contacto con los materiales absorbentes sólidos PM1, PM2, por ejemplo, materiales porosos, en la primera y segunda bombas de propulsión 1501, 1502.

[0225] Una vez puesto en contacto, esto es seguido por la absorción del líquido de trabajo WL por los sorbentes sólidos, por ejemplo, materiales porosos. C) Esta absorción del líquido de trabajo WL da como resultado la expulsión del fluido, por ejemplo, aire, presente en los adsorbentes sólidos PM1 y PM2 en las cámaras microfluídicas que comprenden los reactivos primero y segundo R1 y R2, respectivamente. El fluido expulsado, por ejemplo, aire, impulsa el primer y segundo reactivo R1 y R2 simultáneamente a la zona de unión JZ donde diluyen la muestra S proporcionada previamente.

[0226] La muestra diluida se vuelve a mezclar con el primer y segundo reactivo R1 y R2 mientras pasa por la zona de mezcla (MZ). E) Terminación: Cuando el fluido que comprende el primer reactivo R1 combinado, la muestra S y el segundo reactivo R2 llena la zona de detección DZ, el sistema de bomba se detiene debido a la absorción completa del líquido de trabajo WL en los adsorbentes sólidos PM1 y PM2 de las bombas de propulsión 1501, 1502 o debido a la saturación completa de los adsorbentes sólidos PM1 y PM2 con el líquido de trabajo WL. Dependiendo de la concentración del analito de interés, la reacción acoplada a la enzima generará más o menos producto colorimétrico. La presencia del producto colorimétrico puede medirse en la zona de detección DZ de cualquier forma adecuada, por ejemplo, utilizando un espectrofotómetro. Se prefiere que la zona de detección DZ tenga una altura mayor que las otras partes de la red para garantizar una longitud de trayectoria suficiente para la detección espectrofotométrica.

[0227] La figura 16 ilustra un sensor de resonancia de plasmón superficial de fibra óptica integrado con una bomba de propulsión milifluídica o microfluídica. A) Antes de su activación, la bomba de propulsión 1600 comprende un sorbente sólido 101 (material poroso) encerrado en un recinto 102, preferiblemente en forma de sector circular. El recinto 102 está conectado a un canal de entrada 106 ya un canal analítico AC. El canal de entrada 106 está además conectado a un depósito de entrada 501 que tiene una pared flexible o deprimible, en el que el depósito de entrada 501 y el canal de entrada 106 contienen un líquido de trabajo WL. El analito A se llena a través de un orificio de analito AH en el canal analítico AC antes de que comience la medición. Una vez hecho esto, se sella el orificio de analito AH. Se inserta una sonda SP de resonancia de plasma de superficie de fibra óptica (FO-SPR) en el canal analítico AC de la bomba de propulsión, hasta que la parte de detección supera la intersección del canal de salida OC. La configuración del sensor FO-SPR consta de una fuente de luz blanca, un espectrofotómetro, una fibra óptica bifurcada y sondas de sensor. La fibra bifurcada guía la luz blanca hacia la punta del sensor, donde se refleja de regreso al espectrómetro. La punta del sensor está cubierta con una capa de oro. A medida que la luz interactúa con la superficie de la fibra óptica, se genera un SPR en esta capa de oro. Un evento de unión en el exterior de la capa de oro perturba los plasmones de la superficie de la prótesis, cambiando las condiciones de resonancia y, por lo tanto, desplazando la longitud de onda de resonancia. Este principio de detección permite monitorear muchas interacciones bioquímicas en tiempo real.

[0228] B) Activación: la bomba de propulsión 1600 se activa aplicando una presión, por ejemplo, comprimiendo, la pared flexible o deprimible del depósito de entrada 501 conectado al canal de entrada 106, moviendo así el líquido de trabajo WL en el canal de entrada 106 de modo que entra en contacto con el sorbente sólido 101 que conduce a la absorción del líquido de trabajo WL por el sorbente sólido 101. C) Funcionamiento: mientras el líquido de trabajo WL es absorbido por el adsorbente sólido 101, expulsa el fluido, por ejemplo, aire, presente en las cavidades del adsorbente sólido 101 al canal analítico AC. Esta entrada de fluido en el canal analítico AC empuja el analito A más adentro del canal AC alrededor de la sonda del detector de resonancia de plasma de superficie de fibra óptica FO-SPR corriente abajo del canal analítico AC, para ser medido. D) Terminación: la acción de la bomba 1600 termina cuando todo el líquido de trabajo WL es absorbido por el sorbente sólido 101 o cuando el sorbente sólido 101 se satura con el líquido de trabajo WL.

[0229] Para satisfacer la necesidad de sistemas microfluídicos conectados a agujas o microagujas para la administración de fármacos, se pueden usar sistemas microfluídicos según realizaciones de la presente invención. Estos tienen la capacidad de entregar volúmenes más pequeños que los sistemas mecánicos de jeringa fluídica y, además, que los sistemas de microfluídica de la presente invención tienen la capacidad de controlar con mayor precisión las tasas de flujo si se accionan para bombear fluidos a la salida mediante una bomba de propulsión milifluídica o microfluídica basada en sorbente sólido. Dicha bomba de propulsión milifluídica o microfluídica comprende un sorbente sólido encerrado en un recinto, dicho sorbente sólido está contenido en una cavidad que comprende una primera abertura a través de la cual dicho sorbente sólido puede ponerse en contacto con un líquido y una segunda abertura que conecta el recinto a un canal de salida.

[0230] Diferentes disposiciones de los canales y bombas capilares pueden proporcionar diferentes funcionalidades. Por ejemplo, en el caso de bombas de propulsión, la bomba capilar puede estar conectada a un conducto aguas abajo para empujar el fluido, o en el caso de una bomba de tracción, a un orificio de ventilación provisto directamente en el recinto del adsorbente sólido de la bomba capilar o a una unidad con un orificio de ventilación aguas abajo de la bomba capilar o similar. Una bomba capilar también puede servir como actuador de otras bombas.

[0231] La bomba de propulsión milifluídica o microfluídica tiene ventajas particulares frente a los actuadores de la técnica, que generalmente se basan en sistemas eléctricos, magnéticos, mecánicos (resorte) o de presión de gas y generalmente necesitan fuentes externas de energía o dependen de partes mecánicas móviles, que son propenso al mal funcionamiento.

[0232] La figura 17 es un gráfico que muestra la bomba de propulsión 1700 (denominada iSIMPLE) de la presente invención para la administración de fármacos con válvula hidrofóbica. A) Iniciación: el líquido de trabajo (WL) 1701 y el líquido de salida (OL) 1702 se precargan en las respectivas cámaras, zonas o canales 1703, 1704 mientras que un material poroso (PM) 1705 se alojaba en su cámara durante la fabricación. En particular, la cámara WL 1703 actúa como una segunda zona de conducto. Una válvula hidrofóbica (HV) 1706 que comprende un papel de filtro tratado para volverse hidrofóbico, se colocó en un lado de la cámara WL 1703 después del punto de llenado previo de WL. El otro lado del HV 1706 está abierto al aire. Una aguja o microaguja 1707 está acoplada a la salida del canal de salida 1704. B) Activación: presionando la zona de activación 1708, el WL 1701 entra en contacto con el PM 1705 y supera la interfaz HV 1706 con la cámara WL 1703. En otras palabras, el volumen de fluido en la primera zona de conducto 1804 es empujado hacia adelante, forzando la WL de la segunda zona de conducto (cámara de WL 1703) hacia la tercera zona de conducto 1806, superándola y haciendo que la WL entre en contacto con la bomba capilar. El volumen de la primera zona de conducto 1804 está determinado por el volumen entre la entrada de la WL y la posición de la válvula hidrofóbica 1706, y debe ser tal que asegure que la WL pueda superar la tercera zona de conducto 1806. C) Funcionamiento: mientras que el WL 1701 es absorbido por el PM 1705 (que actúa como un absorbente sólido), expulsa el aire presente en el PM 1705. Este aire empuja el OL 1702 fuera de la aguja/microaguja 1707. El HV 1706 deja entrar el aire en el depósito WL o canal 1703 para reemplazar el WL 1701 absorbido por el PM 1705. D) Terminación: la bomba de propulsión (llamada iSIMPLE) se termina cuando todo el WL 1701 es absorbido por el PM 1705 o cuando el PM 1705 está saturado por el WL 1701.

[0233] La figura 18 es un gráfico de una conexión de aguja/microaguja 1707 al chip de la bomba de propulsión (llamado iSIMPLE). El dispositivo se muestra en vista lateral: i) capa inferior, ii) canal de salida (OC) 1704 cortado en PSA, iii) capa superior con orificio de salida. Se utiliza un anillo de conexión (CR) 1709 hecho de PSA para conectar la salida del chip de la bomba de propulsión (llamado iSIMPLE) con la entrada de la aguja/microaguja.

[0234] La figura 19 es un gráfico que representa el caudal del líquido de salida en las diferentes secciones (es decir, S(1-2), cada una de 1,91 μl) para líquido de salida de diferente viscosidad. Cada punto representa los valores de caudal obtenidos para soluciones de agua con 0 % y 90 % de glicerol.

[0235] La figura 20 muestra A) el chip de la bomba de propulsión (llamado iSIMPLE) para la administración de fármacos montado y precargado con una serie de cinco agujas de 32G (0,2 mm). B) Funcionamiento del chip de la bomba de propulsión (llamado iSIMPLE) con matriz de microagujas mientras se inyecta matriz de agarosa al 1 %. C,D) Vista superior y lateral de la matriz de agarosa después de la inyección donde el líquido de salida de color rojo se inyecta claramente en la matriz.

[0236] La figura 21 muestra la Tabla A: Presión calculada (usando la ley de Hagen-Poiseuille) necesaria para expulsar un líquido con diferente viscosidad (0 - 100% de concentración de glicerol) a través de una aguja de diferente diámetro (es decir, 26G (0,404 mm) y 34G (0,16 mm)) a 20° C utilizando un caudal de 0,8 μl/min

[0237] La figura 22 es un esquema de un dispositivo 1800 con sistema de conducción de fluidos para manipular fluidos. Comprende los elementos de una unidad de accionamiento de fluidos 1801, un conducto de derivación aguas abajo, una unidad sellada a líquidos permeable al gas con un orificio de ventilación 1802 y un adsorbente sólido encerrado en una cámara con acceso de entrada y salida acoplado con el sistema de conductos de fluidos. El sorbente sólido 1905 encerrado en un recinto o cámara, que forma la bomba 1807, tiene preferentemente la forma de un sector circular en un diseño con unidad con un orificio de ventilación 1802. El uso de la forma de un sector circular para el recinto o la cámara no es un requisito estricto para el funcionamiento del principio en sí, pero se ha demostrado en la literatura que una forma de sector circular proporciona un caudal constante de los líquidos manipulados por la bomba, que es una condición preferida en microfluídica. Puede ser un sector de 10° a 150°, por ejemplo, un sector de 50° a 70°. El conducto de derivación de la unidad con el orificio de ventilación 1802 y el recinto de sorbente con sorbente sólido, que forma la bomba 1807, están acoplados cada uno por un tránsito de fluido con un conducto de fluido que comprende al menos tres zonas i) una primera zona de conducto 1804 pre -llenado con un líquido 1817 aguas arriba de la unidad con el conducto de derivación del orificio de ventilación, ii) una tercera zona de conducto 1806 aguas arriba del recinto absorbente sólido de la bomba 1807 y iii) una segunda zona de conducto 1805 prellenada con un líquido 1817 colocado entre la primera y la tercera zona de conducto y directamente conectado a la primera zona de conducto. Se observa que, en este ejemplo particular, el volumen de la primera zona de conducto está determinado por el volumen de la porción de conducto delimitada por el conducto de derivación de la unidad con el orificio de ventilación 1802 y el conducto de derivación de la entrada 1803. El funcionamiento adecuado de la manipulación de fluido accionada es un efecto técnico del volumen de la primera zona de conducto 1804 aguas arriba de la unidad con el conducto de derivación del orificio de ventilación, por ejemplo, aguas arriba de la válvula hidrófoba, siendo proporcionalmente mayor o igual al volumen de la tercera zona de conducto 1806. En este dispositivo demostrado, el sorbente sólido encerrado en la cámara funciona como una bomba de propulsión 1807 que, a través del escape de gas desde su puerto de salida hacia el conducto de líquido 1808, impulsa un fluido aguas abajo más hacia el respiradero o la salida 1810 para liberar fluido al entorno externo o ambiental de dicho dispositivo. Este líquido se puede cargar en el dispositivo a través de un puerto de salida 1809 conectado al canal de salida y su conducto de líquido 1808. El puerto de salida 1809 puede comprender un depósito de líquido que, con el puerto de paso de líquido, se acopla con la red de conductos de fluidos y eventualmente (como es el caso aquí) con una derivación de conducto intermitente entre la red de conductos de fluidos y el depósito. El depósito puede recibir o contener un fluido con un reactivo, un analito, un ligando, una molécula biológicamente activa, una molécula químicamente reactiva o una molécula físicamente reactiva. El puerto de salida 1809 también puede ser un puerto de entrada adaptado para recibir un líquido, por ejemplo, que comprende un ligando a analizar. Este puerto de entrada se puede acoplar con un depósito. Este puerto de entrada puede sellarse contra la entrada de gas por medio de suficiente líquido sobre él, por lo que este líquido puede estar bajo presión ambiental. El esquema muestra además la entrada 1803 con depósito sellado de manera que forma un recinto. Tal depósito puede estar provisto de un sello que se puede abrir o cerrar, por ejemplo, con un sello que puede estar en una posición cerrada o abierta. O se puede prever con un sello que se puede quitar, abrir o cerrar para abrir o cerrar el depósito. Dicho depósito de entrada 1803 puede contener así un fluido de trabajo para participar en la manipulación del fluido. El depósito puede recibir o contener un fluido de trabajo para realizar la manipulación de fluidos, como es el caso de la entrada 1803 de la figura. Si Vp es el volumen de gas (por ejemplo, aire) entre el líquido de trabajo y el material poroso para que funcione correctamente después de la activación, debe ser menor que Vup, el volumen de líquido de trabajo aguas arriba del respiradero hidrofóbico (por ejemplo, válvula hidrofóbica). Además, el volumen de aire en la bolsa de aire debe ser mayor que Vp y al menos igual y preferiblemente mayor que Vup también.

[0238] Esto hace que la activación sea mucho más robusta. Se puede empujar 1,2, 5 veces, fuerte o suave, pero desde el momento en que se activa la bomba, la bolsa de aire y todo lo que está aguas arriba de la ventilación se desconecta con el resto del circuito y por lo tanto no influirá en la operación de bombeo.

[0239] Más detalladamente, las fases de actuación pueden comprender los siguientes pasos:

El recinto de la bomba capilar 1807 está conectado a un canal de entrada 1910 y a un canal de salida o conducto de líquido 1808. El canal de entrada 1910 está conectado además a una válvula hidrofóbica o un canal de derivación con válvula hidrofóbica (unidad con un orificio de ventilación 1802), y aguas arriba a un depósito de líquido de trabajo o entrada 1803 y aguas arriba a un depósito que actúa como unidad de accionamiento 1801 que tiene una pared flexible o deprimible, en la que un depósito para la entrada 1803 y el canal de entrada 1910 contienen el líquido de trabajo 1817. A) Iniciación: el líquido de trabajo 1817 y el líquido de salida 1909 se precargan en las cámaras respectivas mientras que un material poroso 1905 se alojó en su cámara durante la fabricación, formando la bomba capilar 1807. Se colocó una válvula hidrofóbica que comprende un material hidrofóbico (por ejemplo, un papel de filtro tratado para volverse hidrofóbico) en una unidad con un orificio de ventilación 1802 en un lado de la cámara de líquido de trabajo 1910 después del punto de llenado previo del líquido de trabajo, por lo que el líquido de trabajo no está en contacto con el material hidrófobo. El otro lado de la válvula hidrófoba está abierto al entorno externo, p. al aire ambiente, a través del orificio de ventilación de la unidad con un orificio de ventilación 1802.

[0240] B) Activación: al empujar la unidad de accionamiento 1801 (o zona de activación) se mueve el líquido de trabajo 1817 en el canal de entrada 1910 para que entre en contacto con el sorbente sólido 1905, lo que lleva a la absorción del líquido de trabajo 1817 por el sorbente sólido (material poroso) 1905. Este proceso es similar al explicado con referencia a la figura 17.

[0241] C) Funcionamiento: mientras el líquido de trabajo 1817 es absorbido por el sorbente sólido (material poroso) 1905, expulsa el aire presente en el sorbente sólido 1905. Este aire empuja el líquido de salida 1909 hacia la salida 1810. La válvula hidrófoba (unidad con orificio de ventilación 1802) permite que el aire entre en el depósito de líquido de trabajo y/o el canal de entrada 1910, para reemplazar el líquido de trabajo 1817 absorbido por el material poroso 1905. D) Terminación: la bomba de propulsión termina cuando todo el líquido de trabajo 1817 se absorbe en el sorbente sólido (material poroso) 1905, o cuando el sorbente sólido (material poroso) 1905 se satura con el líquido de trabajo 1817. Un efecto técnico de las válvulas hidrofóbicas es una actuación más fácil y robusta del sistema de manipulación de fluidos. La secuencia correcta "cerrar el orificio de entrada" - "presionar el área de activación" - "abrir el orificio de entrada" -"liberar la presión en el área de activación" ya no es necesaria para actuar.

[0242] Al permitir que el aire entre en el depósito de líquido de trabajo para reemplazar el líquido de trabajo 1817 absorbido por el material poroso 1905, gracias a la válvula hidrofóbica, el accionamiento del proceso por presión sobre el recinto flexible del actuador o unidad actuador 1801 es robusto. . En una realización específica, la válvula hidrofóbica (unidad con orificio de ventilación 1802) comprende un material poroso (es decir, papel de filtro) que puede ser el mismo que el material poroso en el recinto de la bomba capilar 1807, pero tratado con un revestimiento hidrofóbico (es decir, Aquapel). La solución hidrofóbica se aplica sobre el material poroso y se deja secar completamente. Esto puede formar una barrera. La válvula hidrofóbica puede hacerse permeable al gas, pero no al líquido hidrofílico. Este es solo un ejemplo de método para obtener una unidad sellada a líquido permeable al gas con orificio de ventilación 1802.

[0243] La figura 23 es una ilustración gráfica y fotográfica que muestra A) una bomba de succión y B) una bomba de propulsión. La bomba de succión (A) se basa en un material adsorbente, por ejemplo, un adsorbente sólido encerrado en una cámara con un puerto conectado con el sistema de conductos de fluidos y al menos un puerto conectado con el entorno externo, el líquido de trabajo cuando entra en contacto con el material adsorbente, por ejemplo, al empujar con un dedo la pared flexible o deprimible de un recinto con fluido de trabajo enganchado en el conducto de fluido, entonces la absorción de dicho líquido de trabajo desde el canal de entrada y/o el depósito por dicho sorbente sólido ejerce una fuerza de succión sobre tal fluidos de trabajo contenidos en dicha red fluídica conectada o red de conductos de fluidos. Dicha bomba de succión puede activarse aplicando presión a la pared flexible o deprimible del depósito que funciona como actuador, por ejemplo, comprimiendo el depósito que comprende el líquido de trabajo, para poner en contacto el líquido de trabajo con el sorbente sólido de la bomba de succión, iniciando así la absorción del líquido de trabajo 809 por el sorbente sólido de la bomba de succión. Mientras que el sorbente sólido absorbe el líquido de trabajo, el líquido se expulsa de las cavidades del sorbente sólido de la bomba de succión y se evacua del recinto a través de los orificios de ventilación. Dichos orificios de ventilación pueden ventilar el fluido al entorno externo.

[0244] B) muestra la bomba de propulsión en la que la bomba comprende materiales adsorbentes, por ejemplo, un adsorbente sólido encerrado en una cámara cuya cámara es intermitente con un conducto de fluido por una entrada y una salida. Por lo general, en una bomba de propulsión de este tipo, se expulsa un gas de un sorbente sólido durante la absorción de un líquido por dicho sorbente sólido en un conducto de fluido (por ejemplo, canal de fluido) denominado canal de salida, este flujo de fluido proporciona una fuerza de propulsión que permite empujar un fluido contenido en dicho canal de salida y/o conectar una red de conductos de fluido o red de canales sobre una trayectoria predecible. Cuando un fluido de trabajo se pone en contacto con dicho material sorbente fluido, el sorbente sólido ejerce una fuerza de succión sobre este fluido de trabajo y otro fluido contenido en las cavidades del material sorbente es empujado a través de un puerto de salida hacia el conducto aguas abajo, impulsando así el fluido que es comprendido en dicho conducto aguas abajo hacia un respiradero más aguas abajo en el sistema de conductos.

[0245] Las figuras 24a - 24h es una visualización esquemática del dispositivo con un sistema de conductos de fluidos para manipular fluidos de la presente invención con una red de conductos de fluidos que funciona como ELISA con o sin microesferas que se siembran sobre una serie de orificios, por ejemplo, en el análisis zona. La matriz de orificios se puede utilizar en presencia de perlas, pero la presente invención no se limita a una matriz de orificios, por ejemplo, en el caso de ELISA tradicional, la zona analítica podría funcionalizarse con receptores (Anticuerpo, ADN, ...) con los objetivos, los reactivos y el sustrato volando por encima de las diferentes bombas. En la figura 24a, el elemento 1815 incluye una compuerta adaptada para formar un paso para el gas y una barrera para el líquido. La unidad de accionamiento 1801 puede comprender un recinto plegable con un fluido (en este caso, un líquido) de modo que este elemento esté adaptado para accionar el fluido. sistema de conductos para manipular los fluidos mediante accionamiento manual, por ejemplo, se puede accionar con los dedos, por ejemplo, mediante la presión de los dedos. La unidad con un orificio de ventilación 1802 incluye un conducto de derivación aguas abajo con un orificio de ventilación sellado al líquido permeable al gas (por ejemplo, una unidad con orificio de ventilación). Dicho orificio de ventilación hermético a los líquidos, permeable a los gases, puede incluir un material hidrofóbico que contenga cavidades para el paso del gas selladas contra líquidos acuosos, por ejemplo, un papel hidrofóbico. En un ejemplo práctico, dicho papel hidrófobo se había fabricado a partir de un papel de filtro, papel de filtro Whatman, grado 43 de Merck, mediante impregnación con compuestos fluorados. Este fue un método económico y fácil de fabricar para generar una barrera impermeable a los líquidos (a base de agua) permeable a los gases para incluirla en la unidad con el orificio de ventilación 1802 o en el elemento 1815.

[0246] El efecto técnico de dicho elemento es que este elemento proporciona un pasaje para fluido gaseoso, pero no es un pasaje para fluidos acuosos. Los sistemas con tales puertas tienen un accionamiento más robusto. Los gases encontrarán un pasaje o serán transportados a un conducto de fluido vecino. Una bomba capilar 1807 incluye un sorbente sólido encerrado en una cámara con acceso de entrada y salida acoplado con el sistema de conductos de fluido. Se incluyen orificios de ventilación 1117 para liberar fluido en el entorno externo o ambiental de dicho dispositivo, de manera similar a los orificios de ventilación 107 de la figura 2 o en la figura 11, por ejemplo. La entrada 1803 puede incluir un depósito de líquido que, con el puerto de paso de líquido, se acopla con la red de conductos de fluidos y eventualmente (como es el caso aquí) con una derivación de conducto intermitente entre la red de conductos de fluidos y el depósito. El depósito puede recibir o contener un fluido de trabajo para participar en la manipulación de fluidos, como es el caso de la entrada 1803c. Dicho depósito puede recibir o contener un fluido con reactivo como es el caso de las entradas 1803a y 1803b. La ilustración muestra las entradas 1803 con depósito sellado para que forme un recinto. Tal depósito puede estar provisto de un sello que se puede abrir o cerrar, por ejemplo, con un sello que puede estar en una posición cerrada o abierta. O se puede prever con un sello que se puede quitar, abrir o cerrar para abrir o cerrar el depósito. Dicho depósito puede por tanto contener un fluido de trabajo para participar en la manipulación del fluido. O dicho reservorio puede contener un analito, un ligando, una molécula activa biológica, una molécula reactiva química o una molécula reactiva física. El elemento 1811 es un puerto de entrada adaptado para recibir un líquido que comprende un ligando a analizar. Este puerto de entrada se puede acoplar con un depósito. Este puerto de entrada puede sellarse contra la entrada de gas por medio de suficiente líquido sobre él, por lo que este líquido puede estar bajo presión ambiental. Este puerto de entrada también se puede sellar de la entrada de gas por el hecho de que está sumergido en un fluido, por ejemplo, un fluido externo para muestreo y análisis. De esta manera, la red de conductos de fluidos comprende una derivación de conducto conectada con un puerto para tomar muestras de fluido, por ejemplo, de un entorno externo o de un entorno fluido ambiental. De esta manera, la red de conductos de fluidos comprende una derivación de conducto conectada física o funcionalmente con un puerto para tomar muestras de fluido, por ejemplo, de un entorno externo o de un entorno fluido ambiental.

[0247] Las figuras 24b a 24h muestran dicho dispositivo en funcionamiento y en varias fases de su funcionamiento. La barrera hidrofóbica 11815 separa la parte analítica del chip (aguas arriba) de la parte de bombeo (aguas abajo) para que el líquido activador no pueda entrar en la parte analítica durante el prellenado y para que un sustrato o reactivos fluorogénicos 1813, 1814 (prellenado aguas abajo de la propulsión bombas) se empujan sólo sobre la parte analítica. DeltaX define el volumen de muestra (es decir, fluidos corporales, soluciones tampón, microesferas funcionalizadas) que se introducirá en el sistema. De hecho, desde el momento en que el líquido activador 1816 se mueve por DeltaX, llega a las válvulas hidrofóbicas (por ejemplo, la unidad sellada al líquido permeable al gas con orificio de ventilación 1802a) y desde ese momento, la bomba de succión no actuará sobre la parte analítica. ya que puede tomar el aire de las válvulas hidrofóbicas (por ejemplo, unidades con orificio de ventilación 1802a). Esto también permite un tiempo de incubación sobre la zona analítica de la muestra. El líquido disparador sirve también como líquido de trabajo para activar el disparador de activación de la bomba de propulsión 1807a. Está hecho de: un material poroso del gatillo que absorbe el líquido del gatillo y una barrera hidrofóbica 1815b que separa el líquido de trabajo de la bomba de propulsión 1817 del material poroso del gatillo (por ejemplo, formando la bomba capilar del gatillo 1807a). El aire expulsado por el material poroso del gatillo empuja el líquido de trabajo de la bomba de propulsión en contacto con el material poroso de la bomba de propulsión y desde el momento en que el líquido de trabajo de la bomba de propulsión supera la válvula hidrofóbica 1802b (figura 24c), la bomba de propulsión se vuelve independiente del resto del circuito y empuja el sustrato fluorogénico o reactivo 1814 en la parte analítica. Es importante notar que el volumen de aire expulsado del material poroso del gatillo (por ejemplo, incluido en su bomba capilar 1807a) debe ser mayor que el volumen de líquido de trabajo 1817 entre la barrera hidrofóbica 1815b y la válvula hidrofóbica (unidad con orificio de ventilación 1802b), por lo tanto, el volumen en la primera zona de conducto 1804, por lo que el extremo posterior del líquido de trabajo 1817 puede superar la unidad con orificio de ventilación 1802b, que a su vez debe ser mayor que el volumen de aire entre el material poroso de la bomba de propulsión 1807b y el frente al líquido de trabajo de la bomba de propulsión 1817, por lo tanto, el volumen en la tercera zona de conducto 1806, para garantizar que el líquido de trabajo 1817 pueda llegar a la bomba de propulsión 1807b. La distancia entre el frente del líquido de activación y la interfaz con el material poroso de activación define el retraso entre la activación de la bomba de succión y la activación de la primera bomba de impulsión (para un caudal fijo). Esto también está relacionado con el tiempo de incubación de la muestra (es decir, perlas, analito) en la zona analítica. Además, el líquido activador debería ser suficiente para activar la activación de todas las bombas de propulsión presentes (en este caso, dos 1807a, 1807c) y la bomba de succión 1807e está diseñada para tirar del líquido activador 1816 lo suficiente como para activar todas las bombas propulsoras. El retraso entre la activación de las bombas de propulsión 1807a, 1807c está determinado por la distancia entre ellas, que se puede adaptar suponiendo que la bomba de succión 1807e está tirando del líquido disparador 1816 a una velocidad constante.

[0248] La figura 25 es una representación gráfica de una bomba de succión y una bomba de propulsión funcionalmente acopladas integradas en una red de conductos de fluidos o una red microfluídica que además comprende un microtubo hidrófilo en hidrofóbico (HIH) o una matriz de rejillas de micropocillos en dicho sistema de conductos de fluidos. Tal matriz 1812 también se muestra en la figura 24a.

[0249] La figura 26 es un gráfico que muestra una realización con una serie de bomba de succión y bomba de propulsión con acoplamiento de una válvula hidrofóbica (HV). A) Iniciación: el líquido de salida (OL), el líquido de activación (TL), el líquido de trabajo 1 y 2 (WL 1, WL 2) se precargan en las respectivas cámaras mientras se coloca una gota de muestra (S) en la entrada del canal analítico (AC). La cámara de material poroso 1 (PM 1) se conecta a la cámara TL, que luego se conecta a la cámara WL 2.

[0250] Se coloca una válvula hidrofóbica (HV) entre el líquido de activación (TL) y un segundo líquido de trabajo (WL 2) que está más abajo de un primer líquido de trabajo (WL 1). El efecto técnico de la válvula hidrofóbica (HV) con su poro o compuerta de acceso de entrada conectada física y operativamente a la guía que está aguas abajo de un líquido de trabajo (en este documento, líquido de activación) es que este líquido de activación que es empujado, por ejemplo, desde una acumulación de presión desde el aire que escapa de la salida del recinto de una bomba de propulsión aguas arriba hacia una guía llena de gas que está detrás de la válvula intermitente con una guía llena de fluido de trabajo, no moverá este trabajo aguas abajo antes de que este líquido activador llegue a la válvula. El efecto técnico es de tal diseño es un retraso. Por lo tanto, la válvula tiene un papel tanto en la activación de la bomba como también para retrasar y activar la activación de una bomba por otra.

[0251] B) Bomba de succión de activación: La bomba de succión se activa y el WL 1 es absorbido por el PM 1. C) Funcionamiento (i) Bomba de succión: una presión reducida en el AC atrae la S en el canal. Al mismo tiempo, el aire expulsado por el PM 1 empuja al TL hacia adelante. El aire empujado por el TL no actúa sobre el circuito de la bomba de propulsión aguas abajo ya que puede salir del circuito por el HV. D) Bomba de propulsión de activación: cuando los TL alcanzan el HV, el aire empujado por el TL ya no puede salir por el HV porque el mismo es bloqueado por el TL, pero empuja el WL 2 en contacto con el PM 2 activando la bomba de propulsión. El volumen de TL que empuja al WL2 (al menos el volumen que supera al HV) debe ser lo suficientemente grande para que el WL2 alcance el PM2. Al mismo tiempo, la (i) bomba de succión se termina. E) funcionamiento de la bomba de propulsión: el aire expulsado por el PM 2 empuja el OL hacia la salida. El HV permite que el aire entre en la cámara WL 2 para reemplazar el WL 2 absorbido por el PM 2. F) terminación de la bomba de propulsión: la bomba de propulsión termina cuando todo el WL 2 es absorbido por el PM 2 o cuando el PM 2 está saturado por el WL 2. Dicho retardo entre la activación de la bomba de succión y la activación del circuito de la bomba de impulsión depende del volumen entre el frente TL y el HV. Sin embargo, este volumen no puede exceder el volumen máximo que puede empujar la (i) bomba de succión. Si la cámara de PM 2 está directamente conectada al final de la AC (sin prellenado de OL), se puede usar el mismo sistema para empujar hacia adelante y hacia atrás la S en la A

[0252] Figura 27: Flujo de trabajo esquemático para la fabricación de la placa de conexión a tierra de la matriz de micropocillos, utilizando una máscara de sombra Parylene-C y una máscara dura de aluminio. Fabricación de micropocillos HIH de tamaño de 62.500 femtolitros en placa de vidrio mediante el método de levantamiento en seco: a) deposición de la capa delgada de Al, b) deposición de Teflon-AF, c) deposición de parileno C, d) deposición del Al duro máscara, e) exposición UV de la fotoprotección, f) desarrollo de la fotoprotección y grabado húmedo, g) grabado con iones reactivos, h) método de despegado en seco e i) finalización de la matriz de micropocillos HIH.

[0253] Figura 28: Configuración de microfluidos: salida conectada a una bomba de jeringa, imán debajo de la matriz y gota de 10 μl de la solución tampón en la entrada.

[0254] Figura 29: Vista general de la bomba de succión: i) parte del papel de filtro, ii) canal de líquido de trabajo con botón de activación, y iii) canal analítico con entrada de muestra.

[0255] Figura 30: Bomba de succión de diseño: a) capa intermedia de PSA con diseño de canal, b) capa superior de PVC con orificios de ventilación y orificio de prellenado, y c) parte inferior de PVC con entrada.

[0256] Figura 31: Configuración de microfluidos con marcas de volumen bien conocidas en la capa de PSA, salida de matriz conectada a una bomba de succión precargada.

[0257] Figura 32: Configuración microfluídica de la bomba de succión activada precargada conectada con la salida de la matriz de micropocillos. El chip de matriz de micropocillos se sujeta al soporte magnético impreso en 3D.

[0258] Figura 33: El flujo de pistón está empujando y sembrando el agregado de perlas por encima de la matriz. El volumen de solución de perlas debe ser limitado (puede verse como un flujo continuo de un tapón largo). De hecho, parte de la siembra se logra gracias al menisco posterior del tapón en la interfaz airelíquido. Esta interfaz recoge todas las perlas que aún no se han sembrado pero que el imán atrae a la superficie del canal y las desliza sobre la matriz hacia los pocillos.

[0259] Figura 34: Resultados ajustados del diseño bloqueado factorial completo I-óptimo de eficiencias de siembra a diferentes distancias de imán a matriz con un caudal variado entre 1, 5 y 10 μl/min.

[0260] Figura 35: Imágenes generales de microscopio para las tres distancias diferentes: a) inmovilización de las perlas sobre la matriz debido a una atracción magnética demasiado alta (distancia de 1,75 mm), b) buena siembra (distancia de 2,4 mm) y c) baja siembra debido a baja atracción magnética (distancia de 3,5 mm).

[0261] Figura 36: Resultados ajustados del DOE de bloque factorial completo de dos niveles de eficiencias de siembra con un caudal de 5 y 10 μl/min y una concentración de perlas de 2,5 y 5 * 107 perlas/ml.

[0262] Figura 37: Perfilador de predicción ajustado a la máxima eficiencia de siembra en la que se predice una eficiencia de siembra del 91,55 % con ajustes de 5 μl/min y 5 * 107 perlas/ml.

[0263] Figura 38: Imágenes de campo claro de perlas sembradas en la matriz de micropocillos utilizando la bomba de succión como mecanismo de bombeo: a) imágenes de campo claro tomadas de una matriz con objetivo de 15x, y b) imágenes tomadas de la segunda matriz con algunos valores predeterminados con objetivo de 40x, ambas mostrando una siembra superior al 92 %.

[0264] Figura 39: A) Bomba iSIMPLE durante el funcionamiento. Las marcas en el lateral del canal de salida definen secciones iguales del canal de salida, cada una de 2,3 μl. B) El gráfico muestra el caudal del líquido de salida en las diferentes secciones para diferentes papeles de filtro. Cada punto representa los valores de caudal promedio obtenidos de tres experimentos independientes (las barras de error representan una desviación estándar).

[0265] Figura 40: A) Microaguja Temmo Nanopass 34 G (0,16 mm) con dimensiones de aguja internas (es decir, dentro de la carcasa de plástico) y externas (es decir, fuera de la carcasa de plástico). B) Carcasa de aguja modificada donde se usaron capas de PSA y PVC para llenar el espacio vacío y proporcionar una interfaz plana. C) Chip iSIMPLE utilizado para experimentos de administración de fármacos con el anillo de conexión hecho de PSA adherido al orificio de salida. D) Chip iSIMPLE listo para usar con la microaguja integrada.

[0266] Figura 41: El gráfico muestra el volumen expulsado en el momento correspondiente durante el funcionamiento de la bomba. Cada punto representa el volumen expulsado promedio obtenido de cuatro experimentos independientes (las barras de error representan una desviación estándar). Se expulsaron más de 150 μl en 5 minutos antes de que la bomba se detuviera debido a la saturación del material poroso con el líquido de trabajo.

[0267] Figura 42: Prueba de viscosidad con iSIMPLE. El gráfico presenta la velocidad de flujo para diferentes concentraciones de glicerol expulsadas de microagujas de 34 G (0,16 mm) con iSIMPLE. Cada barra representa el caudal promedio en las secciones 1 a 5 del canal de salida iSIMPLE, obtenido de tres experimentos independientes (las barras de error representan una desviación estándar). Las barras etiquetadas con A y B son estadísticamente diferentes en alfa < 0,0001.

[0268] Figura 43: Descripción general de la inyección de diferentes concentraciones de glicerol (0 y 40 %) en diferentes matrices de agarosa (1 y 2,65 %) con iSIMPLE. Para cada combinación, se muestra la ampliación de la microaguja y la agarosa (arriba) y el funcionamiento de la bomba iSIMPLE (abajo) cuando el líquido de salida alcanzó las secciones S1, S3, S5 marcadas en el exterior del canal de salida (como se describe en la figura 4A). En total, se inyectaron 15 μl de líquido de salida en la matriz de agarosa en cada experimento. Las barras de escala representan 2 mm.

[0269] La figura 44 ilustra la inyección en pechuga de pollo con iSIMPLE. El funcionamiento iSIMPLE se muestra justo después de la activación, cuando el líquido de salida llega al tramo 1 (S 1), funcionamiento a mitad de camino, correspondiente al tramo 3 (S3), y al final del bombeo, cuando el líquido de salida llega al último tramo (S5). Vista superior del cubo de pollo después de la inyección, indicando el punto de inserción de la aguja. El cubo se cortó por la mitad en correspondencia con el punto de inyección y se indica la profundidad de inyección (2 mm).

[0270] La figura 45 ilustra la caracterización de la presión de ruptura de la barrera hidrofóbica. A) Descripción general del chip de microfluidos utilizado para calcular la presión máxima soportable por la barrera hidrofóbica 1815 desarrollada. B) El desplazamiento de un tapón de medición 4601, debido al accionamiento de una bomba de jeringa 4602, fue monitoreado y cuantificado utilizando las marcas 4603 en el costado del canal. La muestra 4604 fue bloqueada por la barrera hidrofóbica 1815. C) Cuando la presión generada entre el tapón de medición 4601 y la muestra 4604 alcanzó la presión de ruptura de la barrera hidrofóbica, la muestra superó a esta última y continuó hacia la salida. Las marcas de barras de escala 4603 representan 5 mm.

[0271] La figura 46 ilustra las mediciones del ángulo de contacto con el agua del papel de filtro hidrofóbico.

El valor promedio del ángulo de contacto se muestra en función de la medición de cuatro gotas de agua por cada muestra (tratamiento 1, 2 y 3) y el papel de filtro Whatman 1PS de referencia. Las barras de error representan una desviación estándar.

[0272] La figura 47 ilustra los resultados de la caracterización de la presión de ruptura de la válvula hidrófoba utilizada como barrera hidrófoba (por ejemplo, un parche que incluye material hidrófobo utilizado como barrera). Cada barra representa la presión de estallido promedio, obtenida de tres experimentos independientes para cada tratamiento de Whatman 43 con diferentes cantidades de Aquapel. Whatman 1PS se utilizó como referencia. Las barras de error representan una desviación estándar.

[0273] La figura 48 ilustra el uso de un respiradero hidrofóbico para mejorar la solidez de activación de iSIMPLE. En este ejemplo, se muestra un caso de falla de activación en un dispositivo sin válvula hidrofóbica. A) i: diseño iSIMPLE anterior con WL y líquido de salida prellenado en sus cámaras. V1 representa el volumen de WL en la zona de activación, que debe ser mayor que el volumen de aire entre WL y el material poroso (V2). ii: paso de activación de la bomba donde se aplica presión con un dedo en la zona de activación de la cámara WL, poniendo en contacto la WL con el material poroso, iii: ejemplo de activación fallida debido a un movimiento, presión o duración de activación inadecuados. B) i: diseño iSIMPLE con ventilación hidrófoba y una bolsa de aire cerrada colocada delante de la WL. ii: al aplicar una presión con un dedo sobre la bolsa de aire, el WL supera la ventilación hidrofóbica (por ejemplo, la válvula) y entra en contacto con el material poroso, activando la bomba. iii: activación exitosa de la bomba, independientemente del movimiento de activación, debido al sistema hidrofóbico basado en ventilación. Las barras de escala representan 5 mm.

[0274] La figura 49 ilustra un chip basado en SIMPLE para la división de muestras hacia el análisis multicanal, en las etapas A) - E). A) Resumen de todos los elementos presentes en el chip. Los diferentes volúmenes se indican en el chip en rojo: TL antes del respiradero hidrofóbico (V1); aire entre el frente TL y la barrera hidrofóbica 2, incluido el aire en los poros PB (V2); WL entre la barrera hidrofóbica 2 y la barrera hidrofóbica 3 (V3); aire entre WL 2 y PM 2 (V4). B) Se activó el SIMPLE 1 y C) se estiró la S en el AC 1. D) SIMPLE 1 activó SIMPLE 2 a través de un sistema de activación hecho de ventilación hidrofóbica (por ejemplo, que incluye una ventilación hidrofóbica), PB y barrera hidrofóbica. E) Mientras el SIMPLE 1 continuaba jalando la S en el AC 1, el SIMPLE 2 también dibujaba la S en el AC 2. F) SIMPLE 1 y 2 parados. Las barras de escala representan 5 mm.

[0275] La figura 50 ilustra una combinación de SIMPLE e iSIMPLE con ventilación hidrofóbica, barrera hidrofóbica y PB para el transporte de líquido en el chip. El movimiento de avance y retroceso de la muestra líquida S se explica con referencia a los pasos A) a G). A) Resumen de todos los elementos presentes en el chip. Los diferentes volúmenes se indican en el chip en rojo: aire empujado por SIMPLE antes de la terminación (V1); volumen TL (V2); aire entre el frente TL y la interfaz de ventilación hidrofóbica (V3); aire entre WL 2 y PM 2 (V4). B) Se activó SIMPLE y sacó la S en el AC. C) iSIMPLE activado por SIMPLE a través de un sistema de disparo hecho de (o que comprende) un respiradero hidrofóbico y TL. D) El SL, empujado por el iSIMPLE, fue absorbido por un PB y bloqueado por una barrera hidrofóbica, terminando el SIMPLE. E) iSIMPLE empujó la S hacia atrás a través del AC. F) iSIMPLE terminado. Las barras de escala representan 5 mm.

[0276] Figura 51: Eliminación segura, función de desactivación de agujas. Una línea de plegado 5201 en el parche desechable 5200 para permitir que el usuario doble o doble el parche sobre la aguja o conjunto de microagujas 5203 secuestrando así los extremos afilados de la aguja o conjunto de microagujas dentro del dispositivo de parche. La línea de plegado 5201 prevé que las (micro)agujas 5203 se incrusten en una capa absorbente de agujas 5202 al doblar el dispositivo de parche a lo largo de la línea de plegado. La capa de absorción de agujas 5202 acomoda o secuestra las microagujas 5203 y las asegura en su lugar. La capa de absorción de agujas 5202 está diseñada de manera que la altura de la capa de absorción de agujas con respecto a la superficie del dispositivo coincida o exceda ligeramente la altura de la correspondiente aguja o conjunto de microagujas 5203 que se va a secuestrar. La capa absorbente de la aguja puede estar compuesta por cualquiera de los materiales poliméricos adecuados que sean lo suficientemente blandos para ser perforados por los extremos afilados de la aguja o el conjunto de microagujas. La capa absorbente de la aguja puede recubrirse adicionalmente con una capa adhesiva, de modo que el contacto con la aguja o el conjunto de microagujas dé como resultado una unión física entre la capa absorbente de la aguja y el conjunto de agujas o microagujas.

[0277] Figura 52: Diseño multicámara/reconstitución en un solo paso en el dispositivo. En otra realización, la bomba de propulsión (iSIMPLE) permite la implementación de la reconstitución de ingredientes farmacéuticos activos en un solo paso, en la que al menos uno de los componentes del ingrediente farmacéutico activo o la vacuna es un componente líquido y al menos uno otro ingrediente es un componente sólido, como una vacuna o un fármaco liofilizado. Debido a la capacidad de la bomba de propulsión (iSIMPLE) para generar altas presiones en cámaras y canales microfluídicos, se habilita el diseño de un dispositivo multicámara. En este diseño, al menos una cámara 5301 contiene un componente líquido, dicha cámara está conectada por un canal adyacente a al menos otra cámara 5302 que contiene un componente líquido o sólido que junto con dicho primer componente líquido constituyen un ingrediente farmacéutico activo o vacuna. Tras la activación de la bomba de propulsión (iSIMPLE) 1700, el primer componente líquido es impulsado bajo presión a través de un canal de conexión a un segundo componente líquido o sólido. Al entrar en contacto con el segundo componente sólido, el primer y el segundo componente se mezclan o, de lo contrario, el segundo componente sólido se disuelve en el primer componente líquido y la mezcla reconstituida resultante se impulsa más a lo largo de un canal conectado a una aguja o conjunto de microagujas 5303. Para garantizar una mezcla adecuada de los componentes reconstituidos, se puede incluir una "zona de mezcla" 5304 en el canal que conecta el segundo componente y la matriz de microagujas 5303.

[0278] Figura 53: Sistema de código de barras/cumplimiento/trazabilidad Es posible monitorear la función de la bomba/finalización de la función de inyección a través de un indicador pasivo para informar al usuario sobre la finalización exitosa de la operación del mecanismo de bombeo del dispositivo de parche desechable 5400. En una realización, esto se logra agregando un tinte de color visible al líquido de trabajo y proporcionando una capa transparente 5401 en parte del dispositivo, de modo que la capa transparente se coloca encima de un canal que alberga el líquido de trabajo y hace visible el paso del líquido de trabajo en dicho canal. Se informa al usuario de la finalización del funcionamiento del mecanismo de bombeo y, por lo tanto, de la finalización exitosa de la operación de funcionamiento del dispositivo cuando el líquido de trabajo pasa completamente por el canal visible a través de la capa transparente. En otra realización, el material poroso (o una porción 5402 del mismo) que comprende la bomba de propulsión (¡SIMPLE) o la bomba capilar (SIMPLE) se puede imprimir con una sustancia reactiva adecuada que en forma anhidra es blanca o incolora, pero que produce una reacción de color al entrar en contacto con el líquido de trabajo acuoso. Por ejemplo, dicha sustancia reactiva puede ser sulfato de cobre anhidro. Tras la saturación del material poroso, la sustancia reactiva adquiere un color visible. La sustancia reactiva impresa se puede aplicar en un patrón que sería único para cada chip desechable. Dicho patrón puede tener la forma de un código de barras, un código de puntos o cualquier otra forma de códigos de símbolos de matriz bidimensional. Tras la hidratación del material poroso y la sustancia reactiva impresa, la sustancia reactiva puede convertirse en un código legible único asignado a priori durante el proceso de impresión de la sustancia reactiva sobre el material poroso. A continuación, se puede colocar una capa transparente sobre el material poroso que contiene el código impreso para que sea visible para el usuario o para ser leído por los sistemas de adquisición y procesamiento de imágenes. El sistema de adquisición y procesamiento de imágenes que lee el código único, como un teléfono inteligente, puede enviar el resultado de la lectura a un sistema central de procesamiento y almacenamiento de información, como un sistema de TIC basado en la nube. Se puede acceder al resultado de la lectura a través del sistema central de almacenamiento de información, por ejemplo, por profesionales médicos para confirmar que el dispositivo se ha utilizado según lo previsto. Tal sistema puede, por ejemplo, usarse para monitorear el cumplimiento del paciente con los medicamentos prescritos.

[0279] Figura 54: Un "botón" de activación de la bomba y aplicación de la (micro)aguja. En una realización, el dispositivo de administración de vacunas o fármacos con microagujas (iSIMPLE) está diseñado de tal manera que la fuerza física, como un dedo, que se aplica para activar la bomba de propulsión también es útil para proporcionar la fuerza mecánica para empujar o insertar el conjunto de agujas o microagujas en la piel. Esto se puede lograr colocando el botón de activación para el inicio de la bomba de población en la parte superior de la matriz de agujas o microagujas. Tal botón podría configurarse para ser "activable" solo mediante la fuerza suficiente, para evitar la activación prematura y permitir la colocación del dispositivo sobre la piel antes de la activación. Como ejemplo de una configuración de este tipo, el botón de activación podría ser un diafragma en forma de cúpula que solo se puede presionar cuando se aplica una cierta fuerza suficiente, por ejemplo, mediante la presión de los dedos.

[0280] Cabe señalar que las realizaciones que se muestran en las figuras 51, 52, 53 y 54 pueden incluir además una unidad con un orificio de ventilación, por ejemplo, una válvula hidrofóbica, según las realizaciones de la presente invención, colocada a lo largo del conducto, para proporcionar accionamiento robusto. Por ejemplo, estas realizaciones pueden incluir una válvula hidrofóbica 1706 como se muestra en la figura 17.

Descripción

EJEMPLOS

Ejemplo 1: fabricación de una bomba de propulsión de acuerdo con la presente invención usando adhesivo sensible a la presión de doble cara y papel de filtro como adsorbente sólido Materiales y reactivos

[0281] La cinta adhesiva sensible a la presión (PSA) de doble cara (200MP 7956MP) y la cinta adhesiva de transferencia (467MP) se adquirieron de 3M (EE. UU.). Se probaron dos espesores diferentes de láminas transparentes de PVC (180 μm o 300 μm). Se utilizaron papeles de filtro con diferentes tamaños de poro (0,22 - 13 μm) (413, VWR, Bélgica; SSWP, RAWP, HATF, HVLP, GSTF, Merck Millipore, Bélgica). Se moldeó una placa de poli(metacrilato de metilo) (PMMA) de 2 mm de espesor con un cortador láser. Se utilizó un cortador artesanal de mesa digital (Cameo, Silhouette, EE. UU.) para cortar todos los elementos de lámina de PVC, papel de filtro y PSA del dispositivo de microfluidos. Se usó una cámara digital (D3200, Nikon, Japón) con una lente de zoom (AF-S DX Zoom-NIKKOR 18-55 mm f/3.5-5.6G ED II, Nikon, Japón) para grabar en video los experimentos.

[0282] Los diferentes papeles de filtro utilizados se especifican en la Tabla 1.

Tabla 1: Propiedades de los papeles de filtro. La retención de partículas representa el tamaño de partícula típico que retiene la matriz de papel. Todos los valores de espesor han sido proporcionados por el fabricante, excepto el marcado con asterisco, que fue medido internamente.

Fabricación de dispositivos

[0283] El dispositivo de microfluidos se fabricó de acuerdo con el método de creación de prototipos rápido y de bajo costo presentado en Yuen et al. y Kokalj et al.18 Se utilizó un cortador artesanal digital para obtener el canal de microfluidos en la capa de PSA. Usando este método de fabricación simple, económico y rápido, se obtuvo un dispositivo con un ancho de canal de hasta 400 μm de manera reproducible. La altura del canal de microfluidos se determinó por el grosor del PSA, en nuestro caso 6 mils (alrededor de 152 μm). La capa de PSA se intercaló entre una capa inferior y otra superior de PVC, donde la capa superior se diseñó con orificios de entrada, salida y ventilación. El papel de filtro, moldeado con el cortador artesanal digital, se insertó en la cámara de material poroso durante la fabricación. Para aplicaciones específicas, se utilizó cinta de transferencia adhesiva para sellar el material poroso a las capas superior e inferior de PVC. Para el sistema de medición de presión de la figura 6, se adjuntó una placa de PMMA a la capa inferior de PVC para aumentar la robustez del dispositivo. Los cuatro elementos básicos de una bomba de propulsión de las realizaciones de la presente invención se ensamblaron como se muestra en la figura 3.

Dispositivo de llenado previo

[0284] Después de la fabricación, los dispositivos se llenaron previamente para un uso inmediato o almacenamiento a largo plazo. El líquido de trabajo y el líquido de salida se inyectaron en las cámaras respectivas de forma manual o con una bomba de jeringa (PHD2000, Harvard Apparatus, EE. UU.). Se conectó un tubo de teflón a un lado de la jeringa a través de un conector HPLC (Peak Finger Tight Fitting, Perkin Elmer, Bélgica) y al otro lado a un adaptador de PMMA hecho a medida que se presionó en la abertura del canal de inyección para un llenado preciso de la cámara (figura 4 C,D). Los colorantes alimentarios azul y rojo se diluyeron en agua destilada y se usaron respectivamente como líquido de trabajo y líquido de salida en nuestros experimentos. Durante el paso de prellenado, se necesitaba un orificio de ventilación conectado a la cámara de material poroso para inyectar el líquido de salida en su canal. De esta forma, el aire presente en el canal de salida fue reemplazado por el líquido de salida y expulsado a través del orificio de ventilación sin empujar hacia atrás el líquido de trabajo (figura 4 E,F). Una vez que se prellenó el dispositivo, se cerró el orificio de ventilación con un parche de PSA (figura 4 G, H).

Ejemplo 2: funcionamiento de una realización de una bomba de propulsión fabricada según el ejemplo 1

[0285] El mecanismo que subyace al funcionamiento de la bomba de propulsión de acuerdo con los ejemplos anteriores, el material poroso utilizado como sorbentes sólidos, como un papel de filtro, tiene un hecho en el que los poros se llenan con un gas, típicamente aire. Si el material poroso se coloca entre la entrada y la salida de un sistema microfluídico, cuando un líquido presente en el lado de entrada del circuito, a saber, el líquido de trabajo entra en contacto con el material poroso, el líquido de trabajo se absorbe. Al mismo tiempo, empuja el aire fuera del material poroso hacia el canal de salida. Si el canal de salida está prellenado con un líquido de salida, éste es empujado por el aire hacia la salida del dispositivo microfluídico. La figura 5 proporciona una ilustración paso a paso de una bomba de propulsión según la presente invención.

Ejemplo 3: Caudal del fluido bombeado hacia adelante en un sistema de bomba de propulsión según el ejemplo 2 en relación con la geometría y/o tamaño de poro del papel de filtro

[0286] Cuando se trata de un sistema microfluídico, una de las características más importantes para tener en cuenta es el caudal de los líquidos que circulan por la red. Se pueden adoptar diferentes métodos para ajustar el caudal, como cambiar la geometría del canal para aumentar o disminuir la resistencia al flujo o actuar sobre el mecanismo de bombeo. En el último caso para soluciones microfluídicas de papel, significa cambiar el tipo, la forma y el tamaño del papel. Aunque en el concepto iSIMPLE se podría utilizar cualquier material poroso absorbente de agua, seleccionamos un papel filtro de laboratorio ya que sus propiedades están bien definidas, es fácil de cortar y es compatible con nuestro método de fabricación.

[0287] Para probar esto, el dispositivo fue diseñado y preparado como se describe anteriormente, siendo el tamaño total del dispositivo ligeramente más grande que un portaobjetos de microscopía estándar (35 * 80 mm). El tamaño del papel filtro fue constante (superficie de 144,3 mm2) en todos los experimentos y se seleccionó para asegurar un volumen de aire suficiente para impulsar el líquido de salida, asumiendo una porosidad del 70 %.

[0288] Se demostró que el caudal está influenciado por la geometría del papel; por ejemplo, un sector circular con un ángulo más amplio conduce a un caudal mayor que con un ángulo más agudo. Seleccionamos una forma particular del papel de filtro, a saber, una forma de diamante, ya que se ha demostrado anteriormente que el caudal está influenciado por la geometría del papel. La forma de diamante se puede ver como la combinación de dos sectores circulares especulares que proporcionan un flujo constante en la primera parte de expansión y, en la segunda parte de restricción, aseguran una transición suave al canal de salida sin atrapar burbujas de aire en la cámara de material poroso. En el dispositivo de prueba de concepto, el canal de entrada tenía 1 mm de ancho con una sección expandida que facilita la activación de la bomba con el dedo. Aquí se probaron cinco papeles de filtro diferentes (VWR 413, MN 615, Whatman grado 4, Whatman grado 40, Merck SSWP) que difieren en su porosidad, capacidad de retención y velocidad de filtración, como se detalla en la Tabla 1. Después de la activación, el líquido de salida se empujó hacia el orificio de salida y toda la operación se grabó en video para su posterior análisis (figura 39A). Se marcaron secciones iguales en el exterior del canal de salida durante la fabricación (es decir, S(1-2), ..., S(4-5)) para simplificar el análisis y el cálculo del caudal. El caudal del líquido entre dos marcas se determinó analizando las secuencias de video grabadas y teniendo en cuenta los parámetros geométricos del dispositivo (figura 39B).

[0289] Los cuatro papeles de filtro probados (VWR 413, Whatman grado 4, Whatman grado 40, MN 615) dieron como resultado caudales que oscilaban entre 3 y 1 μl/min y todos mostraron una disminución en el caudal junto con el funcionamiento de la bomba (figura 39B). El quinto papel probado (Merck SSWP) condujo a un caudal significativamente más bajo (0,07 μl/min en promedio) y mucho más tiempo (131 ± 16 min) necesario para expulsar el mismo volumen (9 μl) en comparación con los otros cuatro: 4,48 ± 0,73 min (VWR 413), 4,75 ± 0,07 min (MN 615), 7,15 ± 0,57 min (Whatman grado 4) y 8,05 ± 0,35 min (Whatman grado 40). Estos experimentos demostraron una amplia gama de caudales que se pueden lograr con el iSIMPLE dependiendo de la selección de materiales porosos. Según la aplicación específica, iSIMPLE puede proporcionar un caudal más rápido o más lento, lo que brinda una flexibilidad extraordinaria en la manipulación de líquidos.

[0290] Además, se demostró que las fuerzas capilares más altas asociadas con tamaños de poro más pequeños dieron como resultado un caudal creciente con un tamaño de poro decreciente. Dentro de la configuración de un dispositivo como se muestra en la figura 5 (ejemplo 2), se demostró mediante análisis de video que el caudal aumentaba gradualmente cuando se usaba papel de filtro con un tamaño de poro de 5-13, 3, 1,2, 0,45, 0,22 μm, respectivamente.

Ejemplo 4: Prueba de la generación de presión en una bomba según realizaciones de la presente invención

[0291] Varias aplicaciones de microfluidos POC (es decir, administración de fármacos, inyección de insulina) requieren que se genere una presión suficiente para superar la resistencia de una barrera, por ejemplo, la piel. Actualmente, las bombas de microfluidos aún requieren una fuente de alimentación externa (hasta cientos de voltios) para alcanzar una presión limitada (hasta unas pocas decenas de kPa). Obviamente, estas especificaciones no se ajustan a los requisitos de un dispositivo POC.

[0292] Para mostrar que la bomba de propulsión según las realizaciones de la presente invención puede alcanzar presiones más altas sin ningún tipo de energía externa, se desarrolló el dispositivo presentado en la figura 6. Para generar la presión más alta posible, se utilizó un material poroso con un tamaño de poro pequeño (es decir, 0,45 μm) (HVLP, consulte la Tabla 1), ya que se ha demostrado que la presión capilar aumenta con la disminución del tamaño de los poros. El tapón de líquido estaba lo más cerca posible del material poroso para minimizar el volumen de aire entre los dos elementos. De hecho, este volumen puede comprimirse durante la operación iSIMPLE resultando en una subestimación de la presión real generada. Se añadió un exceso de líquido de trabajo (para saturar el material poroso) en la abertura de entrada. Cuando el material poroso comenzó a absorber el líquido de trabajo, el tapón de líquido fue empujado hacia el extremo cerrado del canal de medición comprimiendo el aire en esa parte del canal.

[0293] La cámara de material poroso se colocó justo después de la abertura de entrada y además se conectó física o funcionalmente al canal de medición donde se precargaba un tapón de líquido entre 0,5 y 1 μl. Después de la activación del dispositivo mediante la adición de una gota de líquido de trabajo en la abertura de entrada, el material poroso comenzó a absorber el líquido de trabajo y el tapón de líquido fue empujado hacia el extremo cerrado del canal de medición. Esto provocó un aumento de la presión entre el tapón de líquido y el final del canal de medición. En este experimento, el papel de filtro se comprimió entre dos capas de cinta de transferencia para garantizar un sellado adecuado con las capas superior e inferior de PVC en la cámara de material poroso. Este paso adicional en el proceso de fabricación era necesario para evitar que el aire, presente en el material poroso, fluya de regreso a través del espacio entre el papel de filtro y las capas de PVC y para evitar que se escape por la entrada del dispositivo debido a la alta presión generada. Esto último se observó cuando no se aseguró un sellado adecuado del material poroso en la cámara de material poroso y dio como resultado un aumento de presión mucho menor. Al igual que en los experimentos anteriores, se utilizaron capas de PVC de 300 μm de espesor, con la diferencia de agregar una placa de PMMA con una capa adicional de PSA a la capa inferior de PVC para reforzar el dispositivo debido al aumento de presión.

[0294] Para correlacionar el desplazamiento del tapón de líquido con el cambio de presión en el canal de medición, aplicamos la ley de Boyle:

donde la presión final en el canal de medición (P²) se puede calcular conociendo la presión inicial ( P i ) y la inicial (di) y final (d² ) distancia entre el tapón de líquido y el extremo cerrado del canal de medición (el ancho y la altura del canal son constantes). Usando este modelo teórico, validado en una cámara de presión y aplicado a las secuencias de video grabadas de la operación, se midió el incremento de presión con suficiente precisión. El aumento de presión sobre la presión atmosférica en función del tiempo se presenta en la figura 7.

[0295] Como se muestra en la figura 7, se logró un aumento de 65,3 kPa por encima de la presión atmosférica en 24 minutos, y se mantuvo constante después de terminar el bombeo hasta que el material poroso se secó. Este valor es superior o al menos comparable a todas las bombas microfluídicas presentadas en la literatura, con la diferencia sustancial de que nuestro enfoque es completamente autoalimentado.

[0296] Además, las estimaciones teóricas predicen que se pueden lograr presiones más altas con iSIMPLE mejorando aún más los métodos de fabricación. Por ejemplo, al lograr un mejor contacto y sellado entre el material poroso y su cámara, se puede evitar por completo la fuga de aire, lo que lleva a una generación de presión aún mayor. De hecho, según la ecuación de Young-Laplace, la presión capilar alcanzable por un material poroso de 0,45 μm de diámetro de poro en contacto con agua es de 640 kPa, que es 10 veces superior a la alcanzada en este trabajo. Aunque la variabilidad de la presión generada durante la misma cantidad de tiempo (es decir, 24 min) fue relativamente alta (CV - 20 %), esto se debió principalmente a las limitaciones del proceso de fabricación, como se mencionó anteriormente.

Ejemplo 5: Un sistema microfluídico que comprende una bomba de succión y una bomba de propulsión según la presente invención.

[0297] El sistema de microfluidos se preparó usando láminas de PVC, papel de filtro y una capa de PSA como se explica en el Ejemplo 1. El sistema Microfluidic comprende una bomba de propulsión según realizaciones de la presente invención que tiene un sorbente sólido en forma de ala (papel de filtro) conectado operativamente a una bomba de succión en la que dicha bomba de succión sirve como un medio de activación o actuador para dicha bomba de propulsión. Antes de su activación (figura 8A), el sistema microfluídico comprende un SIMPLE1 bomba de succión que comprende un papel de filtro PM1 cerrado en forma de sector circular. El recinto de dicho papel de filtro comprende varios orificios de ventilación y una abertura, que se conecta a través de un canal a un depósito que tiene una pared flexible o deprimible. Dicho canal y depósito comprenden un líquido de trabajo y están conectados operativamente a la bomba de propulsión a través de un canal que comprende una entrada de analito (zona analítica). Se coloca una gota de un primer analito líquido A1 en la entrada del canal analítico. El recinto del papel filtro PM2 en forma de ala de la bomba propulsora comprende una primera abertura que conecta dicho recinto con el canal analítico y una segunda abertura que conecta con un canal de salida. A su vez, el canal de salida está conectado física o funcionalmente a un canal de almacenamiento de analito, que se conecta al canal analítico. El canal de almacenamiento de analitos está precargado con un segundo analito líquido A2.

[0298] La bomba de succión se activa comprimiendo el depósito que contiene el líquido de trabajo (figura 8B), de modo que el líquido de trabajo se pone en contacto con el papel de filtro PM1, iniciando la absorción del líquido de trabajo por el papel de filtro PM1.

[0299] Después de la activación de la bomba de succión (SIMPLE), la absorción del líquido de trabajo por el papel de filtro PM1 da como resultado una presión reducida en el canal analítico por lo que la gota del primer analito líquido A1 se introduce en el canal analítico.

[0300] Cuando el primer analito líquido A1 entra en contacto con el papel de filtro PM2 en forma de ala adjunto de la bomba de propulsión, se absorbe y expulsa el aire de los poros del papel de filtro al canal de salida. Esta entrada de aire en el canal de salida empuja el segundo analito líquido A2 desde el canal de almacenamiento de analitos hacia el canal analítico. La acción de la bomba de succión termina cuando todo el líquido de trabajo es absorbido por el papel de filtro PM1 o cuando el papel de filtro PM1 se satura con el líquido de trabajo.

[0301] El funcionamiento de la bomba de propulsión según realizaciones de la presente invención termina cuando todo el primer analito líquido A1 se absorbe en el papel de filtro con forma de ala PM2 o cuando el papel de filtro con forma de ala PM2 se satura con el primer analito líquido A1.

Ejemplo 6: Un sistema microfluídico que comprende una bomba de succión que activa simultáneamente bombas de propulsión según la presente invención

[0302] Se preparó un sistema de microfluidos según el esquema general de la Figura 9 utilizando el material y los métodos del Ejemplo 1.

Ejemplo 7: Un sistema microfluídico que comprende una bomba de succión que activa secuencialmente una bomba de propulsión según la presente invención

[0303] Se preparó un sistema de microfluidos según el esquema general de la figura 10 usando el material y métodos del Ejemplo 1.

Ejemplo 8: Un sistema microfluídico que comprende una bomba de succión que se activa mediante una bomba de propulsión según la presente invención, en el que dicha bomba activadora actúa simultáneamente como una bomba de succión

[0304] Se preparó un sistema de microfluidos según el esquema general de la Figura 11 utilizando el material y los métodos del Ejemplo 1.

Ejemplo 9: Sistema microfluídico que comprende dos bombas propulsoras según la presente invención en el que una bomba propulsora activa a la otra y en el que dicha bomba activadora también actúa como bomba aspirante

[0305] Se preparó un sistema de microfluidos según el esquema general de la Figura 12 utilizando el material y los métodos del Ejemplo 1.

Ejemplo 10: Sistema de ensayo microfluídico que comprende dos bombas de propulsión según la presente invención combinadas con una bomba de succión

[0306] Se preparó un sistema de ensayo de microfluidos de acuerdo con el esquema general de la figura 13 utilizando el material y los métodos del Ejemplo 1.

[0307] En una realización específica, el sistema de ensayo de microfluidos de este Ejemplo 10 implica un sistema de detección que comprende la mejora con plata de nanopartículas recubiertas de oro capturadas como se describió anteriormente. Las referencias DZ, S, WB, R1, R2, WB, MZ que se utilizan a continuación se refieren a los elementos correspondientes en la figura 13. El objetivo de este bioensayo es capturar nanopartículas de oro (AuNP) funcionalizadas con estreptavidina contenidas en una muestra (S) sobre una superficie (zona de detección, DZ) prefuncionalizada con anticuerpos biotinilados. Para generar una señal que pueda detectarse a simple vista (para detección cualitativa, es decir, sí/no) o con un fotodiodo (para detección semicuantitativa), se realizó una mejora de plata. La solución de plata (hecha de una mezcla de reactivo 1 (R1) y reactivo 2 (R2)) se lleva a la zona de detección (DZ) y, catalizada por los AuNP, forma una capa oscura opaca. Para la detección semicuantitativa, se utiliza un circuito eléctrico compuesto por un LED, un fotodiodo y un microcontrolador (figura 14) para medir la pérdida de intensidad de la luz LED debido a la reflexión de la capa de plata. Solo la luz que pasaba era captada por un fotodiodo y esta información era procesada por el microcontrolador, que luego mostraba el resultado de la prueba en una pantalla LCD. Entonces, cuanta menos luz recibe el fotodiodo, más oscura y gruesa es la capa de plata, debido a la mayor concentración de AuNP. La inmovilización de anticuerpos hIgE biotinilados en la placa inferior de PMMA dentro de la zona de detección (DZ) se realizó mediante fisisorción. Se optimizó la concentración de estreptavidina-AuNP y se usaron diluciones 1:20 de la concentración madre para maximizar la generación de señales evitando al mismo tiempo la agrupación de nanopartículas. El protocolo de mejora de plata se adaptó de Hacker et al. (1988). El Reactivo 1 (R1) (100 mg de acetato de plata en 25 ml de agua) y el Reactivo 2 (R2) (125 mg de hidroquinona en 25 ml de tampón citrato pH 3,8) no pueden premezclarse antes de la incubación en la zona de detección y por esta razón fueron prellenado por separado en las respectivas cámaras (R1, R2). Se realizó un paso de lavado entre la incubación de Strep-AuNP (15 minutos) y la incubación de la mezcla de plata (30 minutos), mediante el bombeo de un tampón de lavado (WB) que se prellenó en la zona de mezcla (MZ) del sistema de ensayo de microfluidos, para eliminar AuNP ilimitados de la zona de detección.

Ejemplo 11: Sistema de ensayo microfluídico que comprende dos bombas de propulsión según la presente invención combinadas con una bomba de succión

[0308] Se preparó un sistema de ensayo de microfluidos de acuerdo con el esquema general de la figura 15 utilizando el material y los métodos del Ejemplo 1 y como se especifica en la leyenda de la figura 15.

[0309] En este ejemplo específico, el objetivo era detectar la presencia de creatinina en plasma con una reacción enzimática y una lectura espectrofotométrica. Más particularmente, una muestra de plasma S que comprende creatinina enriquecida se mezcló con reactivos (R1 y R2) durante el procedimiento de ensayo microfluídico. Tanto el R1 como el R2 comprenden una mezcla de sonda de creatinina, creatinasa, creatininasa y enzima de creatinina disponible en el kit de ensayo de creatinina Sigma Aldrich (Número de catálogo: MAK080). La muestra S se diluyó en los reactivos R1 y R2 en proporción 1:8 y posteriormente se mezcló con dichos reactivos mediante paso por la zona de mezcla MZ. En una realización específica, se diluyeron 5 μl de S y se mezclaron con 17,5 μl de R1 y R2. La altura de la zona de detección DZ de un dispositivo microfluídico según este ejemplo es preferiblemente mayor que la de las otras partes del sistema microfluídico, por ejemplo, mediante el uso de múltiples capas apiladas de cinta de doble cara, para obtener una mayor trayectoria longitud que facilita la detección espectrofotométrica. En una realización particular, la red microfluídica distinta de la DZ tenía una altura de 254 μm, mientras que la altura de la zona de detección era de 508 μm. Preferiblemente, tanto la capa superior como la inferior que encierran la zona de detección son transparentes o translúcidas.

[0310] Si bien la invención se ha ilustrado y descrito en detalle en los dibujos y la descripción anterior, dicha ilustración y descripción deben considerarse ilustrativas o ejemplares y no restrictivas. La descripción anterior detalla ciertas realizaciones de la invención. Se apreciará, sin embargo, que no importa cuán detallado aparezca lo anterior en el texto, la invención se puede practicar de muchas maneras. La invención no se limita a las realizaciones descritas.

Ejemplo 12: Bombas de propulsión capilar microfluídica y dispositivo de inyección de bomba de succión capilar para el suministro de moléculas bioactivas

[0311] Microagujas Nanopass 34 G (0,16 mm) se adquirieron de Terumo (Bélgica). El glicerol bidestilado al 99,5 % y el polvo de agarosa se adquirieron de VWR (Bélgica) y Melford (Reino Unido), respectivamente. La pechuga de pollo se adquirió en la carnicería local.

[0312] Para evaluar la compatibilidad del iSIMPLE con las aplicaciones de administración de fármacos, se conectó una microaguja al iSIMPLE. Se seleccionó la microaguja Nanopass 34 G (0,16 mm) (Terumo, Bélgica) ya que es la microaguja más pequeña disponible en el mercado (longitud externa (es decir, longitud fuera de la carcasa de plástico): 4 mm, diámetro exterior eterno (OD): 0,18 mm, diámetro interior externo: 0,08 mm). Para hacer posible la integración con el chip iSIMPLE, primero se modificó la carcasa de plástico de una microaguja. Brevemente, el espacio vacío entre la parte más grande de la aguja y la carcasa de plástico se rellenó con varias capas de PSA y PVC y todo se selló con superpegamento. Esta modificación proporcionó una superficie plana que se conectaba al orificio de salida del iSIMPLE a través de un anillo de conexión hecho de PSA (figura 41). Esta conexión proporcionó un sellado rápido y fácil pero robusto y sin fugas entre el chip microfluídico y la microaguja.

[0313] Se había acoplado una bomba de propulsión capilar (llamada iSIMPLE) a microagujas para inyectar un tejido de la presente invención para la administración de fármacos. Este iSIMPLE 7000 se suministró con una válvula hidrofóbica (como se muestra en la figura 17 A-D). En la iniciación, el líquido de trabajo (WL) y el líquido de salida (OL) se precargaron en las cámaras respectivas mientras que un material poroso (PM) se alojó en su cámara durante la fabricación. Una válvula hidrofóbica (HV 7001) que comprende un papel de filtro tratado para volverse hidrofóbico, se colocó en un lado de la cámara WL, por ejemplo, en una cavidad con un orificio de ventilación, formando la unidad sellada líquida permeable al gas con orificio de ventilación y conectada a la cámara WL a través de un conducto de derivación, después del punto de prellenado WL. El otro lado del HV está abierto al aire. Se acopla una aguja o microaguja a la salida del canal de salida. El sistema se activó presionando la zona de activación, el WL se pone en contacto con el PM y supera la interfaz HV. Durante el funcionamiento, la WL se absorbe en el PM, expulsa el aire presente en el PM. Este aire empuja el OL fuera de la aguja/microaguja. El HV permite que el aire entre en el depósito de WL para reemplazar el WL absorbido por el PM. La bomba de propulsión (llamada iSIMPLE) termina cuando todo el WL es absorbido por el PM o cuando el PM es saturado por el WL. La aguja/microaguja estaba conectada al chip de la bomba de propulsión (llamado iSIMPLE). El dispositivo se muestra en una vista lateral: i) capa inferior, ii) canal de salida (OC) cortado en PSA, iii) capa superior con orificio de salida. Se utiliza un anillo de conexión (CR) hecho de PSA para conectar la salida del chip de la bomba de propulsión (llamado iSIMPLE) con la entrada de la aguja/microaguja.

[0314] Se usó un chip de bomba de propulsión (llamado iSIMPLE) para la administración de fármacos ensamblado y precargado con una matriz de cinco agujas de 32G (0,2 mm) para inyectar en matriz de agarosa al 1 % con un líquido de salida de color rojo. Este se inyectó en la matriz sin desperdicios líquidos (como se puede ver en la figura 20). Se calculó la presión (usando la ley de Hagen-Poiseuille) necesaria para expulsar un líquido con diferente viscosidad (0 - 100 % de concentración de glicerol) a través de una aguja de diferente diámetro (es decir, 26G (0,404 mm) y 34G (0,16 mm)) a 20°C utilizando un caudal de 0,8 μl/min.

Ejemplo 13: un método de siembra según la presente invención

[0315] Se adquirieron perlas superparamagnéticas Lodestar (2,7 mm de diámetro) funcionalizadas con estreptavidina de Agilent Technologies (EE. UU.). Se utilizaron solución salina tamponada con fosfato (PBS) (Sigma-Aldrich, Bélgica), Tween 20 (Biochemica, Reino Unido) y tampón superbloque (ThermoFisher, Bélgica). Todos los tampones se prepararon con agua desionizada. La cinta adhesiva sensible a la presión (PSA) de doble cara (200MP-7945MP) fue proporcionada por 3M (EE. UU.). Se utilizaron láminas transparentes de PVC (180 μm) y láminas de COC (PE 135 X, Tekniplex, Bélgica). El papel de filtro cualitativo Whatman grado 40 se adquirió de The Merck group - Sigma Aldrich (Bélgica). Se tomaron imágenes de microscopio de campo brillante con un microscopio de fluorescencia invertida Nikon Ti Eclipse (Nikon, Japón). Los diseños microfluídicos se realizaron en el software CAD Inkscape y se cortaron con una cortadora artesanal digital de mesa KLIC-N-KUT MAXX Air (KNK, EE. UU.). Se tomaron videos de las operaciones de microfluidos con la cámara web Logitech c920 y se analizaron con el rastreador de software (AAPT, EE. UU.). Se utilizó la bomba de jeringa PHD 2000 (Harvard Apparatus, EE. UU.). Se utilizó un imán permanente de neodimio-hierro-boro (NdFeB) de 2 mm de diámetro, adquirido de Supermagnete (Bélgica), con una fuerza de imán de 1,3 T.

F a b rica c ió n de m a tr ic e s de m ic ro p o c illo s

[0316] Se fabricaron prototipos con matrices de micropocillos en una sala limpia siguiendo el protocolo presentado brevemente en la figura 27. Este proceso de fabricación dio como resultado 62500 micropocillos del tamaño de un femtolitro de 4,5 de diámetro y 3 μm de profundidad con una separación de centro a centro de 8 μm, en un parche cuadrado de 2 * 2 mm2. El volumen de cada micropocillo es de alrededor de 38 fl. Los micropocillos HIH del tamaño de un femtolitro en una placa de vidrio se lograron a través de un método de despegue en seco que resultó en un Teflon-AF muy hidrofóbico como capa superior. Esta capa hidrofóbica tiene propiedades de flujo ideales, mantiene el fluosustrato a base de agua en los pozos para crear reacciones de microcámara. También se pueden utilizar otros materiales como PVC, PMMA, COC y OSTE que pueden reducir la complejidad y el coste del proceso de fabricación.

F a b rica c ió n de ch ip s m ic ro flu íd ic o s y c o n fig u ra c ió n m ic ro flu íd ica

[0317] Para lograr la siembra de flujo continuo de perlas en la matriz de pocillos HIH, los prototipos con micropocillos se integraron en un chip de microfluidos. El canal de microfluidos se diseñó con el software CAD Inkscape y se cortó con un cortador artesanal digital en una lámina de PSA y se adjuntó a la capa inferior con la matriz de pocillos HIH. El canal de microfluidos se selló con una capa superior de COC que contiene orificios de entrada y salida.

[0318] La salida del chip microfluídico está conectada al sistema de succión (es decir, bomba de jeringa o bomba de succión, SIMPLE) para controlar con precisión el caudal en los canales. Se integró un imán permanente cilíndrico de NdFeB de 2x1 mm en un soporte impreso en 3D para garantizar la distancia adecuada entre el imán y el chip y asegurar la alineación correcta del imán con la matriz (figura 28). El aspecto técnico de la distancia entre el imán y la matriz es el siguiente: si el imán está demasiado cerca de la matriz, esto da como resultado un agrupamiento de perlas en la matriz, si se coloca demasiado lejos, la siembra es subóptima. La distancia óptima fue calculada y determinada experimentalmente. Luego, la muestra (es decir, 10 μl) se depositó en la entrada del chip y se extrajo hacia la red mediante un sistema de succión (es decir, bomba de jeringa o bomba de succión, SIMPLE).

D is ta n c ia d e l im á n de op tim iza c ió n

[0319] Esto corresponde a tres distancias diferentes de 1,75, 2,4 y 3,5 mm respectivamente. La eficiencia de siembra se calcula mediante el análisis de imágenes de microscopio de campo claro con un objetivo de 10x que da como resultado una visualización de ± 27.000 micropocillos. En cada experimento se tomaron dos fotografías, una antes de la siembra para contar el número total de pozos y verificar la presencia de perlas sobrantes de experimentos anteriores, y una después para contar el número total de pozos sembrados. Las imágenes en las que se logró más del 85 % de siembra se consideran "buenas". Se estableció un diseño factorial completo I-óptimo (Tabla 2) con dos factores y tres niveles, uno de los cuales es el punto central sobre el cual investigar el efecto de la distancia magnética en la eficiencia de siembra. Ejecutar el complemento completo de todas las posibles combinaciones de factores significa que se pueden estimar los efectos principales, los efectos de interacción e incluso los posibles efectos cuadráticos.

Tabla 2: DOE factorial completo I-óptimo del experimento de optimización de la distancia del imán.

C o n ce n tra c ió n de p e rla s de op tim iza c ió n y c a u d a l

[0320] Después de encontrar la distancia óptima del imán, se investigaron diferentes concentraciones de perlas y velocidades de flujo para maximizar aún más la eficiencia de siembra. La concentración de las perlas debe equilibrarse en función de la distancia del imán y el caudal. El número de perlas debe ser mayor que el número de pocillos de la matriz. El caudal de la bomba debe equilibrarse en función de la distancia del imán; si el caudal es demasiado alto, las perlas no tienen "tiempo" para llegar a la matriz; si el caudal es demasiado lento, se puede producir una agregación. Como experimento de seguimiento, se probaron dos concentraciones diferentes de perlas, 2,5 y 5 x 107 perlas/mL porque estas concentraciones se usan comúnmente en protocolos de ensayos digitales. Respectivamente, se diluyeron 5 y 10 μl de la solución madre de perlas añadiendo 155 μl de SBT después de dos pasos de lavado. También se probaron dos caudales diferentes, 5 y 10 μl/min, que se encuentran dentro del rango de caudal alcanzable con la plataforma de la bomba de succión. La configuración microfluídica utilizada fue la misma que la presentada en la Figura 28 y se configuró un diseño de bloques factorial completo de dos niveles (Tabla 3) con replicación y se dividió en dos bloques teniendo en cuenta la varianza de diferentes matrices.

Tabla 3: Bloque factorial completo de dos niveles DOE del experimento de velocidad de flujo y concentración de perlas de optimización.

P la ta fo rm a de b o m b a de succ ión

[0321] La plataforma de bomba de succión (figura 29) es un innovador sistema de bombeo de microfluidos autoalimentado, robusto, desechable y fácil de usar. Consiste en un material poroso (por ejemplo, papel de filtro), una cámara de líquido de trabajo y un canal analítico a través del cual puede fluir una muestra. Utiliza la ventaja de los microfluidos de papel, es decir, no se necesita aporte de energía para extraer líquido, combinado con microfluidos basados en canales tradicionales, donde la muestra no entra en contacto con el material poroso. El líquido de trabajo se prellena primero en su cámara y la muestra se coloca en la entrada de muestra. Después de eso, la bomba de succión se activa aplicando presión (es decir, presión con los dedos) sobre la cámara de líquido de trabajo para que el líquido de trabajo entre en contacto con el material poroso, que comienza a absorber el líquido de trabajo debido a las fuerzas capilares. Esto crea una presión negativa en el canal analítico, atrayendo la muestra hacia el mismo. El aire del medio poroso sale del chip a través de los orificios de ventilación. La presión capilar ejercida sobre el fluido de trabajo depende de la porosidad y estructura del material poroso (en este caso se utilizó papel filtro Whatman grado 40), así como de su grado de saturación. El caudal y la cantidad de líquido extraído se pueden ajustar cambiando la forma y el tamaño del material poroso (por ejemplo, un ángulo más amplio de un material poroso con forma de sector circular da como resultado un caudal más rápido). En la presente invención se realizó un diseño específico de una bomba de succión para reemplazar la bomba de jeringa como sistema de bombeo y replicar las condiciones utilizadas en la fase de optimización en cuanto a caudal y volumen de muestra manejado. El canal de microfluidos debe estar diseñado para garantizar un flujo adecuado de las perlas sin formación de burbujas y debe acomodar toda la matriz. Al mismo tiempo, el ancho del canal no debe ser demasiado grande que el ancho de la matriz para asegurarse de que la mayor parte del cordón en la solución pase por encima de la matriz. Las propiedades de las superficies de la matriz y el canal inferior deben ser tales que no muestren afinidad con las microperlas para evitar la agregación/inmovilización no deseada de perlas en el canal o sobre la matriz. El diseño microfluídico del chip de bomba de succión utilizado se muestra en la figura 30. El canal de microfluidos se cortó en la capa de PSA y se intercaló entre una capa inferior y una superior de PVC. La capa superior se diseñó con salida y la capa inferior se diseñó con entrada. Se insertó un material poroso, en este caso papel de filtro Whatman grado 40, moldeado con el cortador artesanal digital, en la cámara de material poroso durante la fabricación. El llenado previo del líquido de trabajo se realizó a través del orificio de llenado previo, que luego se selló.

Caudal de validación en la bomba de succión

[0322] El caudal de la bomba de succión se caracteriza y ajusta para que coincida con el encontrado en la fase de optimización con la bomba de jeringa. La bomba de succión se fabricó como se presenta en la figura 30 utilizando como material poroso un sector circular de 60° de papel de filtro Whatman grado 40. A continuación, la bomba de succión se conectó con la salida del chip de microfluidos con la matriz de micropocillos. Aquí, sin embargo, la capa intermedia del chip de microfluidos (capa PSA) está marcada en volúmenes bien conocidos para determinar el caudal (volumen en función del tiempo) (figura 31). La bomba se activa y se pipetea líquido coloreado en la entrada. Los experimentos se grabaron con una cámara web y los videos se analizaron con el software de seguimiento. Se midió el caudal de este sistema y resultó ser de 6,59 ± 0,78 μl/min durante seis repeticiones. Este experimento demostró que este sistema de microfluidos en el que SIMPLE garantiza la potencia de bombeo, proporciona un caudal constante en el rango óptimo y puede reemplazar con éxito la bomba de jeringa desde el punto de vista de la manipulación de fluidos.

Siembra con bomba de succión

[0323] La optimización de los parámetros en la bomba de jeringa y los experimentos de validación del caudal de la bomba de succión ahora se combinan en una configuración microfluídica (figura 32). 15 segundos después de la activación de la bomba de succión (para alcanzar la fase de velocidad de flujo constante del bombeo de succión), las perlas se siembran en la matriz de micropocillos HIH pipeteando una gota de 10 μl de SBT que contiene 5*107 perlas/ml en la entrada del canal. Las condiciones optimizadas están integradas en la plataforma de la bomba de succión como prueba del concepto de sembrar microesferas superparamagnéticas en micropocillos HIH con una plataforma microfluídica autoalimentada para la implementación de ensayos digitales en aplicaciones de prueba POC.

Optimización de la distancia del imán: un enfoque experimental

[0324] Para optimizar experimentalmente la distancia del imán a la matriz, se probaron tres distancias diferentes de 1,75, 2,4 y 3,5 mm. En cada experimento 10 μl de 2,5*107 se depositaron perlas/ml en SBT en la entrada del canal. Cada distancia se probó para tres caudales diferentes (1,5, 10 μl/min) y la eficiencia de siembra para cada combinación se muestra en la Tabla 4.

Tabla 4: El resultado del diseño de bloques factorial completo I-óptimo de eficiencias de siembra a diferentes distancias con caudal varió entre 1, 5 y 10 μl/min.

[0325] En la Tabla 4, se puede ver que a la mayor distancia (es decir, 3,5 mm) se logró una siembra realmente baja. Por otro lado, la siembra máxima debe estar alrededor del 82 % en base a la Tabla 4 y entre las dos primeras distancias. Al ajustar estos resultados, se puede visualizar muy bien el máximo (figura 34).

[0326] Estos resultados están respaldados por las imágenes del microscopio para las tres distancias diferentes. Como se muestra en la figura 35, a una distancia de 1,75 mm hay agregación de perlas mientras que a 3,5 mm hay una siembra baja. Cuando la distancia se establece en 2,4 mm, la eficiencia de siembra aumenta y se espera que la distancia óptima esté entre 1,75 mm y 2,4 mm.

[0327] Los datos obtenidos ahora se están analizando, esto se hace usando el modelo de ajuste de características en JMP y esto encontrará qué factores son significativos o no significativos. El objetivo es encontrar la distancia óptima para maximizar la eficiencia de siembra. Después de estimar todos los efectos principales, los efectos de interacción e incluso los posibles efectos cuadráticos (Tabla 5), se puede ver de inmediato que el caudal no tiene influencia en la eficiencia de siembra y no interactúa con la distancia magnética. Por lo tanto, el caudal puede excluirse del modelo, ya que la probabilidad es superior al 0,05 %.

Tabla 5: Estimaciones de parámetros de todos los efectos principales, de interacción y cuadráticos del diseño I-óptimo factorial completo con errores estándar y valores de probabilidad.

Ejemplo 14: Optimización del caudal y la concentración de perlas

[0328] La distancia óptima del imán se estimó en 2,2 mm y se fabricó un soporte a esta distancia para continuar con los experimentos y reducir la variabilidad entre los experimentos. Debido a los límites de la impresora 3D, la distancia del soporte resultó ser de 1,95 mm. El modelo predice una eficiencia de siembra del 80,4 %, que se encuentra entre el intervalo RMSE de ± 2,3 %. De hecho, no se observó inmovilización en experimentos futuros, lo que solo indica una distancia más cercana y, por lo tanto, una mayor fuerza magnética que garantiza una mayor eficiencia de siembra. Además de la distancia del imán, se consideraron otros dos parámetros importantes como la concentración de perlas (2,5 y 5 * 107 gránulos/ml) y el caudal (5 y 10 μl/min). Los resultados DOE de bloques factoriales completos de dos niveles con replicación se muestran en la Tabla 6.

Tabla 6: Los resultados del DOE de bloque factorial completo de dos niveles de eficiencias de siembra con velocidades de flujo de 5 y 10 μl/min y una concentración de perlas de 2,5 y 5 * 107 perlas/ml.

[0329] La Tabla 6 muestra inmediatamente que los niveles de los factores elegidos ya son una buena estimación de buenas eficiencias, siendo común incluso el 90 %. Al ajustar la media de los resultados de la Tabla 6, el conjunto máximo de condiciones se puede visualizar muy bien junto con la desviación estándar (figura 36).

[0330] Para determinar la configuración óptima para estos parámetros en este DOE, se estableció que se maximizara la conveniencia de la eficiencia de siembra, esto se hace con la característica del generador de perfiles de predicción en JMP, lo que da como resultado la gráfica de conveniencia de la figura 37. Con esto, se puede observar cómo cambia el modelo de predicción cuando se cambia la configuración de los factores individuales. Se prevé una eficiencia de siembra del 91,6 % para una distancia de 1,95 mm con ajustes de 5 μl/min y 5*107 perlas/ml.

Tabla 7: Comparación entre el modelo predictivo derivado experimental, el experimento de validación y el escalado al máximo del modelo.

[0331] Además, los ajustes identificados en el modelo como óptimos resultaron ser efectivamente los que dieron como resultado la mayor eficiencia de siembra y las proporciones se mantuvieron algo (RMSE = 4,1%).

[0332] Las condiciones óptimas de una distancia de 1,95 mm, un caudal de 5 μl/min y una concentración de perlas de 5*107 se encontró que las perlas/ml tenían una eficiencia de siembra máxima predicha en 91,6 %.

Ejemplo 15: Caudal de validación

[0333] La fabricación y el caudal de la plataforma de la bomba de succión se investigan y ajustan para que coincidan con el requisito de un caudal de 5 μl/min. La bomba de succión se utilizará para reemplazar la bomba de jeringa como herramienta microfluídica para manipular las perlas en el chip.

[0334] En experimentos anteriores, se encontró que una Bomba de Succión con un material poroso de sector circular de 60° (Whatman grado 40) resultó en un caudal constante de 7,00 ± 1,01 μl/min después de 15 segundos de su activación con una desviación estándar de 1,02 μl/ min. Este valor está entre 5 y 10 μl/min, tasas de flujo que se encontraron óptimas en la Sección anterior. Aquí, el diseño de la bomba de succión se adaptó para poder conectar la bomba de succión al chip con la matriz de micropocillos. Se midió el caudal de este sistema y resultó ser de 6,59 ± 0,78 μl/min en seis repeticiones, lo que es lo suficientemente cercano al obtenido en los experimentos de caracterización de la BOMBA DE SUCCIÓN anteriores. Este experimento demostró que este sistema de microfluidos en el que la BOMBA DE SUCCIÓN garantiza la potencia de bombeo, proporciona un caudal constante en el rango óptimo y puede reemplazar con éxito la bomba de jeringa desde el punto de vista de la manipulación de fluidos.

Ejemplo 16: Siembra con bomba de succión

[0335] Las condiciones optimizadas que se encuentran en los ejemplos anteriores se implementaron en el chip alimentado por la bomba de succión. En particular, el imán se fijó a una distancia de 1,95 mm y las perlas (5*107 microesferas/ml) se hicieron volar sobre la matriz con la bomba de succión caracterizada previamente (velocidad de flujo promedio de 6,59 μl/min). Según el modelo predictivo, un caudal de 6,59 μl/min con una concentración de perlas de 5*107 perlas/ml a la distancia magnética óptima debería dar una eficiencia de siembra del 89,9 % y debido a que el RSME es del 4,1 % y la predicción máxima es del 91,6 %, se puede mantener el diseño de la bomba de succión.

[0336] Combinando la configuración de microfluidos y reemplazando la jeringa con la bomba de succión, la Figura 38 muestra eficiencias de siembra muy altas:

En la Tabla 8 se muestran las eficiencias de siembra con Bomba de Succión confirmando eficiencias de siembra superiores al 90%:

Tabla 8: Eficiencias de siembra de la siembra con la bomba de succión utilizando las condiciones optimizadas.

Ejemplo 17: Siembra en combinación con una bomba de propulsión

[0337] La combinación de una bomba de succión, utilizada para la bomba de siembra y propulsión, utilizada para hacer fluir el sustrato fluorogénico y, posteriormente, el aceite, como se presenta en las figuras 24-25, da como resultado un chip microfluídico autoalimentado que:

• No requiere energía ni equipo externo

• Es programable, automatizado, portátil, desechable, de bajo costo y fácil de usar

• No necesita personal capacitado para ser operado

• Requiere un solo paso de activación

• Logra una alta eficiencia de siembra (>90 %) de forma reproducible (3 % CV)

• Utiliza una combinación de flujo continuo y atracción magnética para sembrar las perlas.

• Requiere solo un paso de la solución de perlas sobre la matriz

• No requiere necesariamente superficies súper hidrofóbicas, ya que el enfoque de flujo continuo puede arrastrar la solución de perlas sobre superficies simplemente hidrofóbicas (ángulo de contacto > 60°)

• Logra el paso de sellado (sustrato fluorogénico en el pozo y aceite en la parte superior para evitar la evaporación) sin ningún paso adicional por parte del usuario

• Recibe en la entrada perlas funcionalizadas y da en la salida un chip listo para ser visualizado bajo un microscopio para la lectura final

Ejemplo 18: Expulsión de un gran volumen de líquido con iSIMPLE

[0338] Las bombas microfluídicas deben ser versátiles en el manejo de una variedad de volúmenes de líquidos para adaptarse a diferentes aplicaciones. En los experimentos anteriores, se empujó con éxito un pequeño volumen de líquido (9 μl) de forma reproducible utilizando la bomba iSIMPLE. Para probar la capacidad del iSIMPLE para expulsar volúmenes más grandes, ajustamos aún más su diseño. Esto se logró simplemente aumentando la altura de los canales de 153 a 306 μm al usar dos capas de PSA entre la capa de PVC superior e inferior. De esta manera, aumentamos la capacidad del chip para albergar mayores volúmenes de líquido de trabajo y de salida, manteniendo el tamaño total del chip limitado (100 * 120 mm). Para evitar cualquier espacio entre la capa de PVC superior e inferior, utilizamos aquí un material poroso en forma de diamante ligeramente más grueso que la altura de la cámara (grado Whatman 113, Tabla 1), que todavía era posible colocar entre las capas. Además, se aumentó el diámetro del orificio de salida para acomodar los volúmenes más grandes para la expulsión. Se monitoreó la expulsión del líquido de salida hasta que la bomba terminó debido a la saturación del material poroso con el líquido de trabajo. Como se muestra en la figura 41, el iSIMPLE expulsó más de 150 μl en 5 min. Además, utilizando este material y diseño poroso, se obtuvo un caudal medio de 30 μl/min, ampliando aún más el rango de caudales alcanzables con la bomba iSIMPLE. Las cuatro bombas probadas demostraron una alta reproducibilidad (CV < 3 %) del volumen expulsado durante el funcionamiento (0 min - 4,5 min). Las bombas se detuvieron en momentos ligeramente diferentes, alcanzando diferentes volúmenes expulsados, lo que condujo a un mayor error a partir de los 5 minutos, sin embargo, aún con un CV < 6 % (datos no mostrados).

Ejemplo 19: Expulsión de líquidos viscosos mediante microaguja con bomba de propulsión

[0339] Una de las limitaciones actuales de los enfoques microfluídicos autoalimentados es la dificultad de manejar líquidos altamente viscosos a través de pequeños canales, principalmente debido a la alta presión necesaria. Por esta razón, los dispositivos LOC autoalimentados se limitan principalmente a fluidos a base de agua con baja viscosidad. Sin embargo, tanto para las aplicaciones POCT como para la administración de fármacos, los fluidos más relevantes tienen una viscosidad mucho mayor que el agua (0,93,10-3 Pa.s a 25 °C). Por ejemplo, los fluidos corporales que a menudo se usan como muestras en el POCT pueden tener viscosidades que van desde 1,08.10-3 Pa.s a 20 °C y 0,84.10-3 Pa.s a 37 °C para orina hasta 3,79.10-3 Pa.s - 4,50.10-3 Pa.s a 25 °C y alrededor de 2,66.10-3 Pa.s a 37 °C para sangre total. Para las aplicaciones de administración de fármacos, los fármacos y las vacunas muestran una viscosidad aún mayor que oscila entre 20.10^-3 Pa.s y 40.10-3 Pa.s cuando contenga proteínas o anticuerpos terapéuticos (es decir, Infliximab, Adalimumab, IgG¹ anticuerpos monoclonales, en concentraciones que oscilan entre 100 y 200 mg/ml).

[0340] Para probar la capacidad del iSIMPLE para manejar fluidos altamente viscosos, diluimos glicerol en agua para lograr cinco concentraciones diferentes, a saber, 0, 20, 40, 60, 80 % (v/v) correspondiente a 0,93.10-3 Pa.s, 1,66.10-3 Pa.s, 3,68.10-3 Pa.s, 10,53.10-3 Pa.s, 55,88.10-3 Pa.s, respectivamente.

[0341] La viscosidad dinámica de diferentes concentraciones de glicerol es bien conocida para temperaturas definidas. Sin embargo, dado que la temperatura tiene un fuerte efecto sobre la viscosidad dinámica, la temperatura de cada concentración de glicerol se midió justo antes del experimento usando un termopar y el multímetro digital HOLEX 9917. En particular, se realizaron experimentos con 0, 20, 40, 60, 80 % de glicerol a 25, 25, 23, 23 y 24 °C, respectivamente. Para calcular la viscosidad correcta para la temperatura experimental específica, primero establecimos la correlación entre las viscosidades a diferentes temperaturas para cada concentración de glicerol. Luego, en el segundo paso, usamos esta correlación para calcular la viscosidad de cada concentración de glicerol a una temperatura experimental específica (es decir, 25 °C).

[0342] Además, la presión teórica necesaria para expulsar estas soluciones a través de los 34 G (0,16 mm) se calculó mediante la ecuación de Hagen-Poiseuille.

donde y [Pa s] es la viscosidad dinámica del fluido, q es el caudal volumétrico medio [m3/s], L i y L² [m] son la longitud de la parte interna (10 mm) y externa (4 mm) de la aguja, respectivamente y R i y R ² [m] son los radios de la parte interna (0,09 mm) y externa (0,04 mm) de la aguja, respectivamente. La Tabla 9 muestra la presión necesaria para expulsar cada concentración de glicerol a su caudal específico a la temperatura experimental.

Tabla 9: Presión teórica necesaria para expulsar diferentes concentraciones de glicerol a un caudal y temperatura específicos a través de una microaguja de 34 G (0,16 mm) con la plataforma iSIMPLE.

[0343] Es importante notar que los líquidos con mayor viscosidad no fueron investigados porque 50.10-3 Pa.s se informó como el umbral de viscosidad empírica para inyecciones. Además, para mostrar el potencial de la plataforma iSIMPLE para la administración de fármacos, se colocó una microaguja (34 G (0,16 mm) de diámetro) en el orificio de salida. La selección de la microaguja de 34 G (0,16 mm) se basó en su uso exitoso en una prueba preclínica para la administración intradérmica de la vacuna contra la influenza. Se eligió el grado 40 de Whatman como material poroso en el iSIMPLE para estos experimentos, ya que mostró la menor variabilidad al medir el caudal.

[0344] Usando la plataforma iSIMPLE, se expulsaron 15 μl de líquidos de salida con diferentes viscosidades a través de una microaguja. El caudal medio entre la sección 1 y 5 (marcado en el canal de salida como se explica en el párrafo C a u d a l en fun c ión de la s ca ra c te rís tica s d e l p a p e l de f iltro ) fue de 1,57 ± 0,12, 1,39 ± 0,12, 0,88 ± 0,07, 0,85 ± 0,06 y 0,99 ± 0,11 μl/min para 0, 20, 40, 60 y 80 % de glicerol, respectivamente (figura 42). Como se muestra en el gráfico de barras, aunque el caudal disminuye en función de la concentración de glicerol de 0 a 40 %, no se observaron diferencias significativas entre las concentraciones de glicerol al 40, 60 y 80 %. Estos resultados sugieren que el comportamiento de iSIMPLE se vuelve independiente de la viscosidad por encima de cierto nivel (es decir, 40 %). Además, los caudales para todas las condiciones fueron reproducibles (CV < 10 %) y constantes durante el funcionamiento de la bomba.

[0345] Para calcular la presión teórica generada por el iSIMPLE para cada condición, utilizamos la ecuación de Hagen-Poiseuille. Estos cálculos dieron como resultado 94,3, 150,2, 209,2, 576,9 y 3588,7 Pa para 0, 20, 40, 60 y 80 % (v/v) de glicerol en agua, respectivamente, demostrando una vez más que el iSIMPLE puede generar altas presiones por sí solo. -sistema de bombeo microfluídico alimentado. Además, es importante señalar que, en comparación con el experimento anterior en el que se lograron 64,0 kPa con un CV del 20 %, la reproducibilidad de la operación iSIMPLE mejoró significativamente en este experimento cuando se generó una presión más baja (CV de < 10 % para el máximo 3,6 kPa alcanzados en este experimento).

Ejemplo 20: Inyección de soluciones en matriz que imita la piel con iSIMPLE

[0346] Foley et al. informaron que una presión de 3,5 kPa fue suficiente para inyectar un tinte en el cerebro de un ratón, mientras que, en el trabajo de Gupta et al., se necesitaba una presión de alrededor de 13 kPa para inyectar un gran volumen (100 μl) en un antebrazo humano a alto flujo velocidad (300 l/min). Aunque iSIMPLE alcanzó con éxito esta presión (véanse los dos párrafos anteriores), para demostrar completamente su potencial para las aplicaciones de administración de fármacos, probamos aquí la inyección de diferentes concentraciones de glicerol en una matriz que imita la piel. Se eligió la agarosa como sistema modelo de piel ya que está ampliamente documentada en la literatura como uno de los mejores modelos sintéticos para la piel humana. Además, su transparencia parcial permite una inspección visual de la inyección de líquido. Se utilizaron dos concentraciones de agarosa diferentes (1 y 2,65 % (p/v)) para imitar las propiedades mecánicas de la piel humana. Para imitar las propiedades mecánicas de la piel humana, se preparó un sustrato de agarosa a partir del polvo de agarosa (Melford, Reino Unido) que se añadió al agua destilada para alcanzar la concentración adecuada (es decir, 1 % p/v, 2,65 % p/v). La solución se calentó en una placa caliente con agitación magnética hasta que el polvo de agarosa se disolvió por completo. A continuación, la solución se vertió en una placa de Petri y se enfrió a temperatura ambiente. Se cortaron varios paralelepípedos de agarosa (15 x 15 x 10 mm) y se usaron como matriz que imitaba la piel para el experimento.

[0347] En base a los resultados del párrafo anterior, aquí solo se seleccionaron dos concentraciones de glicerol (es decir, 0 y 40 %) para la prueba, ya que no hubo una diferencia significativa en el caudal entre 0 y 20 % o entre 40, 60 y 80 %. Siguiendo los procedimientos estándar de realizar inyecciones intradérmicas a una profundidad de 1-5 mm, se insertó la microaguja durante aproximadamente 2 mm en una matriz de agarosa. En estos experimentos se utilizó el mismo diseño iSIMPLE descrito en el párrafo anterior.

[0348] En la figura 43 se presenta una descripción general de las diferentes condiciones probadas. Para cada condición, el líquido de salida se suministró inicialmente desde la punta de la aguja y se difundió alrededor de las paredes de la aguja (secciones S¹). Independientemente de la concentración de glicerol o agarosa, el líquido de salida se fue entregando progresivamente a la matriz (secciones S³ ) para finalmente alcanzar una difusión en forma de Gauss alrededor de la aguja hacia la superficie de la matriz de agarosa (secciones S⁵ ). Sin embargo, todo el líquido de salida permaneció en la matriz y no se observó reflujo de líquido fuera del bloque de agarosa. Estos resultados demostraron que iSIMPLE tiene un enorme potencial para ser utilizado como un sistema de parche autoalimentado accionado con los dedos para administrar líquidos de diferentes viscosidades de forma controlada a lo largo del tiempo. De hecho, teniendo en cuenta los resultados presentados en los párrafos anteriores, la flexibilidad de diseñar iSIMPLE con diferentes propiedades (caudal y volumen de bombeo) puede cumplir varios requisitos específicos para la entrega de medicamentos o vacunas.

Ejemplo 21: Sistema de administración de fármacos en modelo de piel ex vivo con iSIMPLE

[0349] Finalmente, se probó el potencial del iSIMPLE para la administración de fármacos en experimentos ex-v ivo . Para ello, seleccionamos pechuga de pollo como matriz biológica que imitaba la piel humana, ya que se había descrito previamente en trabajos similares de administración de fármacos. Se usó agua de color azul (es decir, 0 % de concentración de glicerol) como líquido de salida para facilitar la visualización en la carne de pollo. El diseño y la configuración de iSIMPLE eran comparables a los presentados en el párrafo anterior, con la punta de la aguja insertada en la pechuga de pollo a aproximadamente 2 mm de profundidad.

[0350] Usando el iSIMPLE acoplado a una microaguja de 34 G (0,16 mm), después de una simple activación con el dedo, pudimos inyectar 15 μl de solución en la carne de pechuga de pollo en menos de 20 min en promedio (S¹, S² , S³ en la figura 44). Como puede verse en la sección transversal de la matriz e x -v ivo (figura 44, Corte), el líquido se dispensó horizontalmente a la profundidad de la punta de la aguja. Debido a que la aguja se insertó perpendicularmente a la dirección de las fibras musculares, esto sugiere que el líquido se difundió entre las fibras. Es importante notar que no se observó reflujo ya que toda la solución se administró a la profundidad de inyección y ninguna se escapó a lo largo del eje de la aguja de regreso a la superficie de la carne. Este experimento final demostró claramente que el iSIMPLE, acoplado a una microaguja, reúne todos los requisitos para ser utilizado como un innovador sistema de administración intradérmica de fármacos completamente autónomo.

Ejemplo 22: fabricación y caracterización de válvulas hidrofóbicas

[0351] Los papeles de filtro cuantitativos Whatman grado 40 y 43 y el papel de filtro separador de fases Whatman 1PS fueron adquiridos del grupo Merck - Sigma Aldrich (Bélgica). Se utilizaron cinta adhesiva sensible a la presión (PSA) de doble cara (200MP 7956MP) de 3M (EE. UU.) y láminas transparentes de PVC de 0,18 mm de espesor (Delbo, Bélgica). La solución Aquapel se compró a Aquapel (EE. UU.). Se utilizó una cámara web digital (C920, Logitech, Suiza) para grabar en video los experimentos. Las imágenes extraídas de los videos fueron modificadas con Adobe Lightroom para mejorar el contraste y la saturación. Para la caracterización del estallido de presión de la barrera hidrofóbica, los videos grabados se utilizaron para monitorear el desplazamiento del tapón de medición en función de las marcas cortadas en el costado de los canales.

[0352] Para que el papel filtro fuera hidrofóbico, pero a la vez permeable a los gases, utilizamos Whatman grado 43 y le aplicamos un compuesto fluorado, siendo Aquapel. Antes del tratamiento con Aquapel, el papel de filtro se cortaba con un cortador artesanal digital de mesa (Cameo, Silhouette, EE. UU.), ya sea en forma rectangular (3 x 1,5 mm) para usarlo como barrera hidrofóbica, o en forma de gota (con la misma superficie). área) para ser utilizado como ventilación hidrofóbica (por ejemplo, en una válvula hidrofóbica). Las diferencias entre estas dos estructuras y sus aplicaciones se explican con más detalle en los párrafos de resultados 3.2 y 3.3, respectivamente. Se probaron tres volúmenes diferentes de Aquapel (μl) por unidad de superficie (mm2) para la barrera hidrofóbica (es decir, 0,0364, siendo la cantidad mínima de Aquapel que se podría pipetear en la barrera hidrofóbica; 0,182 y 0,364, este último ya sobresaturando la superficie). Para el respiradero hidrofóbico se utilizó solo un volumen de Aquapel (0,182 μl/mm2). Posteriormente, las muestras se secaron a 50 °C durante 24 horas.

[0353] Para evaluar la hidrofobicidad del papel filtro tratado en función de la cantidad de Aquapel, se realizaron parches mayores de 25 x ¹⁰ mm manteniendo el mismo volumen de Aquapel por unidad de superficie. Estos parches se sometieron a mediciones del ángulo de contacto con el agua utilizando un goniómetro digital (CAM 200, KSV, Finlandia). El ángulo de contacto se midió para cuatro gotitas por parche, siendo cada gotita aproximadamente 9 μl de agua destilada.

[0354] Para medir la presión de estallido, se diseñó un chip microfluídico similar a trabajos anteriores. Brevemente, se conectó un canal de medición por un lado a una bomba de jeringa (PHD 2000, Harvard Apparatus, EE. UU.) y por el otro lado a una salida abierta. Se prellenó un tapón de medición (líquido azul, 0,4 μl) y una muestra (líquido rojo, 0,7 μl) en el canal separados por un volumen conocido de aire (figura 45A). La muestra se prellenó hasta que alcanzó la barrera hidrofóbica, que se insertó durante la fabricación en la red de microfluidos para que sirviera como barrera física para la muestra y se colocó antes de la salida. Cuando se empujó el tapón de medición a una velocidad de flujo constante (es decir, 2 μl/min) usando la bomba de jeringa, se controló su desplazamiento por medio de las marcas en el costado del canal de medición (compensación de 0,5 mm) (figura 45B). Inicialmente, la muestra no mostró ningún movimiento porque estaba bloqueada por la barrera hidrofóbica. Solo cuando la presión entre el tapón de medición y la muestra alcanzó la presión de ruptura, la muestra superó la barrera y voló hacia la salida (figura 45C).

Ejemplo 23: fabricación de chips microfluídicos

[0355] Los dispositivos microfluídicos SIMPLE e iSIMPLE se fabricaron de acuerdo con el método de creación de prototipos rápido y de bajo costo presentado en Yuen et al. Lab Chip 2010 y Dal Dosso et al. Anal. Chim. Acta 2017. En resumen, los canales de microfluidos se cortaron en la capa de PSA utilizando un cortador artesanal de mesa digital (Maxx Air 24", KNK, EE. UU.). La altura del canal microfluídico se determinó por el espesor del PSA, siendo en este caso de 0,153 mm. La capa de PSA se intercaló entre una capa inferior y otra superior de PVC, y la última presentaba la entrada, la salida, el prellenado y los orificios de ventilación necesarios. Los materiales porosos (es decir, papeles de filtro) se cortaron con un cortador artesanal digital (Cameo, Silhouette, EE. UU.) y se insertaron en sus respectivas cámaras durante el ensamblaje. El número de materiales porosos y su tipo fue determinado por la aplicación. En particular, el grado 40 de Whatman se usó como material poroso para las bombas SIMPLE/iSIMPLE, mientras que el grado 43 de Whatman se usó para el respiradero hidrofóbico (por ejemplo, para el material hidrofóbico en una válvula hidrofóbica que incluye un respiradero) y la barrera hidrofóbica. Luego, cada chip de microfluidos se llenó previamente con diferentes líquidos según el diseño específico. Se utilizó agua coloreada para una mejor visualización de la manipulación microfluídica, en particular, colorantes alimentarios azul, rojo, naranja y verde diluidos en agua destilada (1:20) como líquido de trabajo (WL), muestra (S), líquido activador (TL) y líquido de parada (SL), respectivamente. Como se informó en Dal Dosso, et al. Anal. Chim. Acta 2017 los líquidos se pipetearon en las respectivas cámaras a través de los orificios de prellenado, que luego se sellaron con un parche de PSA.

Ejemplo 24: Investigación de la hidrofobicidad de una válvula microfluídica desarrollada

[0356] El papel de filtro disponible comercialmente (es decir, Whatman 43) se trató con un compuesto fluorado (es decir, Aquapel) para hacer que sus fibras fueran hidrofóbicas. El sustrato mantuvo su estructura porosa para permitir el flujo de gas, pero se volvió impermeable al líquido. La combinación obtenida de permeabilidad a los gases e impermeabilidad a los líquidos hace que este enfoque sea distinto de otros métodos, como el patrón de cera comúnmente utilizado en microfluidos a base de papel, ya que este último haría que el papel de filtro fuera hidrofóbico, pero no permeable a los gases debido al sellado completo de los poros del papel con cera (Gerbers, et al. Lab Chip 2014; Cate, et al. Anal. Chem. 2015; Hitzbleck y Delamarche. Chem. Soc. Rev. 2013).

[0357] Para determinar el grado de hidrofobicidad de la válvula hidrofóbica desarrollada, medimos el ángulo de contacto de una gota de agua en función de diferentes cantidades de Aquapel (0,0364, 0,182, 0,364 μl) aplicadas por mm2 de superficie (se denominará tratamiento 1, 2 y 3, respectivamente). Como se muestra en la figura 47, los ángulos de contacto con el agua obtenidos fueron 144,6 ± 3,1°, 155,3 ± 1,3°, 155,0 ± 4,2°, respectivamente. Como referencia, usamos papel de filtro Whatman 1PS, que es un papel hidrofóbico disponible comercialmente que debe su hidrofobicidad al tratamiento a base de silicio y se usa para la separación de fases. Bajo las mismas condiciones experimentales, este artículo reveló un valor de 138,3 ± 4,1° para un ángulo de contacto con el agua. Estos resultados demostraron no solo que las válvulas desarrolladas son hidrofóbicas por naturaleza, sino que también han alcanzado el umbral (establecido en 150°) para ser consideradas súper hidrofóbicas (Song y Rojas. Nord. Pulp Pap. Res. Agenda 2013). Además, los valores obtenidos estuvieron en línea con los reportados previamente en la literatura donde diferentes tratamientos, como el grabado mejorado con plasma (Balu, et al. Contact Angle, Wettability, Adhes. 2009) and surface coating or dipping (Hu, et al. Eng. Asp. 2009; Baidya, et al. ACS Nano 2017; Bashar, et al. RSC Adv. 2017) se aplicaron para obtener sustratos de papel (super)hidrofóbicos (Samyn. J. Mater. Sci. 2013). Sin embargo, estos métodos se basaban en métodos de fabricación complicados y de varios pasos o en instrumentación costosa y, como tales, no son ampliamente aceptados. Por el contrario, nuestro método de un solo paso no requiere ningún equipo especial ni operador capacitado, y consiste simplemente en aplicar una cantidad suficiente de Aquapel sobre el sustrato de papel y esperar a que se seque. Es importante destacar que nuestras válvulas hidrofóbicas mantuvieron la misma hidrofobicidad a lo largo del tiempo, con una vida útil a temperatura ambiente de al menos seis meses después de la fabricación (datos no mostrados).

Ejemplo 25: Caracterización de la presión de estallido

[0358] Un segundo parámetro crucial para una válvula microfluídica (por ejemplo, para un material hidrofóbico o parche del mismo), en particular si se usa como barrera hidrofóbica (es decir, una barrera física para un líquido en un canal microfluídico), es la presión máxima soportable antes de romperse. Como se informa en la literatura, la válvula hidrofóbica pasiva puede resistir presiones que van desde 0,5 a 4 kPa. (Feng, et al. Sensors Actuators A Phys. 2003; Riegger, et al. J. Micromechanics Microengineering 2010; Andersson, et al. Sensors Actuators B Chem. 2001). Estas válvulas se basan en la zona hidrofóbica creada en las paredes del canal de la red de microfluidos para retrasar o detener el flujo de líquido. En este trabajo, se insertó una barrera hidrofóbica en el canal microfluídico que coincidía tanto con su ancho (1,5 mm) como con su altura (0,153 mm). La presión de estallido se midió usando el chip de microfluidos como se muestra en la Figura 45. Al igual que en el trabajo anterior (Srivastava y Burns. Lab Chip 2007) y siguiendo la ley de Boyle, se calculó el incremento de presión en el canal de medida en base al desplazamiento del tapón de medida. Esto se hizo para una barrera hidrofóbica hecha con diferentes cantidades de Aquapel y los resultados se compararon con la barrera hidrofóbica hecha de Whatman 1PS como material de referencia (figura 47).

[0359] Con base en estos resultados, concluimos que: i) no se observaron diferencias significativas en la presión de estallido al usar diferentes cantidades de Aquapel (7,38 ± 0,82, 8,97 ± 1,39, 8,38 ± 1,24 kPa para el tratamiento 1, 2 y 3, respectivamente), y ii) el papel hidrofóbico desarrollado podría soportar una presión más alta que el papel Whatman 1PS comercial (4,53 ± 0,65 kPa) u otra válvula de ruptura hidrofóbica informada. Teniendo en cuenta estos resultados junto con la caracterización hidrofóbica, todas las válvulas hidrofóbicas se fabricaron para los experimentos restantes utilizando un rango medio de volúmenes de Aquapel probados (es decir, el tratamiento 2). Esta cantidad se seleccionó para evitar el uso excesivo de Aquapel (como en el tratamiento 3) o para evitar una cobertura no uniforme del parche si se usa muy poco (es decir, el tratamiento 1).

[0360] En los siguientes párrafos, se aprovechó el potencial de las válvulas hidrofóbicas para sistemas microfluídicos basados en canales integrándolas con la plataforma SIMPLE e iSIMPLE. Se investigaron tres casos diferentes donde se utilizaron válvulas hidrofóbicas para: i) mejorar el sistema de activación iSIMPLE, ii) permitir la división de una muestra en dos canales independientes operados por dos bombas SIMPLE, y finalmente iii) permitir el trasiego de un líquido al unir los conceptos de bombeo SIMPLE e iSIMPLE en una única plataforma.

Ejemplo 26: La válvula hidrofóbica mejora la robustez de la activación iSIMPLE

[0361] El chip 27 iSIMPLE descrito anteriormente se activaba presionando con un solo dedo la zona de activación (es decir, la ampliación del canal WL conectado al orificio de entrada, figura 48A), que impulsa un WL en contacto con un material poroso (en este caso, Whatman 40). Como consecuencia, la absorción de WL empuja el aire presente en los poros del material poroso hacia el canal de salida donde el líquido de salida prellenado finalmente es empujado hacia adelante por el aire presurizado. Sin embargo, al usar este diseño original, la activación del chip a menudo fallaba ya que estaba sujeto a una activación adecuada del usuario. En otras palabras, cuando probamos tres movimientos de activación diferentes (cada uno al menos tres veces), la activación tuvo éxito en el primer intento solo en el 40 % de los casos. En particular, una presión corta (< 1 s) o larga (> 3 s) en el centro de la zona de activación requirió dos o más intentos de activación antes de activar efectivamente el chip. Solo un movimiento rodante condujo a una activación exitosa, pero no puede considerarse fácil de usar y robusto, ya que consta de cuatro pasos: i) cerrar el orificio de entrada, ii) empujar el WL, iii) abrir el orificio de entrada y finalmente iv) quitar la presión de la WL.

[0362] Para mejorar este paso de activación, desarrollamos aquí un sistema de activación diferente basado en una válvula hidrofóbica utilizada como ventilación hidrofóbica (figura 48B-i) y lo implementamos en el mismo diseño de chip iSIMPLE. El respiradero hidrofóbico (ampliación de la figura 48B-i) se conectó con el canal de microfluidos en un lado (que contenía líquido de trabajo (azul)) y se abrió a la atmósfera en el otro. Cuando se prellenó el WL, se creó una bolsa de aire cerrada al comienzo del canal, que representa una zona de activación en este nuevo diseño. Antes de la activación, la ventilación hidrofóbica estaba en la configuración cerrada (su interfaz de canal está bloqueada por el WL), por lo que la bolsa de aire aguas arriba estaba conectada a la parte, aguas abajo del chip. Al presionar la bolsa de aire, el WL entró en contacto con el PM y se activó iSIMPLE.

[0363] Es importante destacar que, para lograr una activación y operación exitosas, los valores de volumen entre diferentes elementos del chip deben cumplir con la siguiente regla: V1 > V2 > V3, que representan respectivamente el volumen de aire de la zona de activación, el volumen de WL antes de la ventilación hidrofóbica y el volumen de aire entre WL y el material poroso (ampliación de la figura 48B-i). Esto se debe a que V1 > V2 da como resultado que la parte delantera trasera de la WL supere la interfaz de ventilación hidrófoba (ventilación hidrófoba en configuración abierta, por ejemplo, una válvula con su ventilación abierta) y se convierta en la fuente de aire para el funcionamiento de la bomba. Si V1 < V3, la WL no se empuja lo suficiente para alcanzar el material poroso, mientras que si V2 < V3, la WL supera la ventilación hidrófoba antes de entrar en contacto con el material poroso.

[0364] Al usar este nuevo diseño del chip iSIMPLE, todas las activaciones (10 repeticiones independientes) fueron exitosas independientemente de la fuerza, duración o posición de la presión del dedo. El único requisito era aplicar suficiente presión para poner la WL en contacto con el material poroso (es decir, para salvar un espacio de 1,5 mm). Esta mejora espectacular en la eficiencia de la activación de iSIMPLE se debió a que la ventilación hidrofóbica dividió la red de microfluidos en dos partes después de que la WL se movió más allá de la ventilación hidrofóbica. En esa condición, la bolsa de aire, aguas arriba del respiradero hidrofóbico, ya no estaba conectada con el circuito de aguas abajo, lo que significa que diferentes movimientos de activación o incluso múltiples presiones no afectaron el funcionamiento de la bomba.

Ejemplo 27: Las válvulas hidrofóbicas permiten combinar dos bombas SIMPLE para permitir la división de muestras importante para el análisis de multiplexación

[0365] Se desarrolló un chip basado en SIMPLE para dividir una muestra en dos canales independientes con una sola activación por parte del usuario. El chip presentaba dos bombas SIMPLE además de un respiradero hidrofóbico y tres barreras hidrofóbicas, como se muestra en la figura 49. SIMPLE 1 estaba compuesta por un canal analítico 1 (AC 1), un líquido de trabajo prellenado 1 (WL 1), una barrera hidrofóbica 1 insertada entre la cámara AC 1 y WL 1 y un material poroso 1 (PM 1). SIMPLE 2 constaba de un canal analítico 2 (AC 2), un líquido de trabajo precargado 2 (WL 2) y un material poroso 2 (PM 2) (Figura 49A). AC 1 y AC 2 se fusionaron en la entrada del chip donde se depositó una gota de muestra (S) antes de la activación. Para poder dividir la muestra en los dos AC con una sola activación por parte del usuario, se debe activar SIMPLE 1 y SIMPLE 2 una tras otra. Para este propósito, se desarrolló un sistema de activación que permite la activación de SIMPLE 2 por SIMPLE 1 y estaba compuesto por: i) un líquido de activación (TL) prellenado entre la cámara PM 1 y la cámara WL 2, ii) un respiradero hidrofóbico colocado en un lado de la cámara TL y bloqueado por el TL, iii) una barrera porosa (PB) hecha de papel de filtro Whatman 43 sin tratar y barrera hidrofóbica 2 insertada entre el frente TL y la cámara WL 2, iv) una barrera hidrofóbica 3 colocada entre la cámara AC 2 y WL 2 (figura 49A).

[0366] Después de activar SIMPLE 1 (figura 49B), se creó una baja presión en el AC 1, que atrajo la muestra hacia el canal (figura 49C). En este punto, el aire expulsado del PM 1 empujó el TL hacia adelante ya que el SIMPLE 1 no estaba conectado a ningún orificio de salida. A su vez, el aire empujado por el TL activó el SIMPLE 2 al poner en contacto el WL 2 y el PM 2 (figura 49D). Aquí se puede apreciar el papel de la barrera hidrofóbica 3, ya que aseguró que el WL 2 fuera empujado hacia el PM 2 en lugar de hacia el AC 2 (figura 49D). La figura 49E muestra ambas bombas SIMPLE que extraen la muestra hacia los respectivos canales analíticos. En particular, la combinación de un PB y la barrera hidrofóbica 2 aseguró que SIMPLE 2 extrajera solo la muestra y no el TL, ya que este último fue absorbido y bloqueado por el PB y la barrera hidrofóbica 2, respectivamente. Además, aquí se puede apreciar el papel esencial de la ventilación hidrofóbica: la ventilación hidrofóbica sirvió como ventilación para el aire expulsado durante la operación SIMPLE 1 después de que el frente posterior del TL sobrepasara su interfaz (figura 49E). Finalmente, las dos bombas SIMPLE se detuvieron (figura 49F). En particular, SIMPLE 1 finalizó cuando la muestra alcanzó la barrera hidrofóbica 1. De hecho, en este punto, el SIMPLE 1 ya no estaba conectado a una toma de aire y se creó una baja presión excesiva en la cámara WL 1. Esto hizo retroceder al WL 1 que perdió contacto con el PM 1. Por otro lado, el SIMPLE 2 terminó cuando todo el WL 2 fue absorbido por el PM 2.

[0367] Es importante destacar que este concepto es versátil y se puede adaptar a los requisitos de aplicaciones específicas. De hecho, cada canal se rige por un SIMPLE que podría diseñarse para bombear diferentes volúmenes de muestra a diferentes velocidades de flujo cambiando el tipo, la forma o la dimensión de los materiales porosos, como se mostró anteriormente.26 El diseño se puede ampliar con más de dos bombas para dividir la muestra en tres o más canales independientes, aumentando aún más la capacidad de multiplexación de esta plataforma. El único requisito para respetar en el diseño presentado es la relación entre los volúmenes (V2 > V1 > V3 > V4) indicados en la figura 49A.

[0368] También es interesante notar cómo el retardo entre la activación de los circuitos SIMPLE 1 y SIMPLE 2, para bombas de características fijas, depende del volumen entre el frente TL y el respiradero hidrofóbico. Si la primera cubre la segunda interfaz, como en el caso de la Figura 49, la activación del SIMPLE 1 y SIMPLE 2 es casi simultánea (retardo de unos 40 segundos). Por otro lado, si el frente TL está antes de la interfaz de ventilación hidrofóbica, el volumen entre los dos define el retraso entre las activaciones de las dos bombas SIMPLE, que se puede alargar durante varios minutos. De hecho, en este caso, el SIMPLE 1 actuará sobre el circuito SIMPLE 2 solo cuando el respiradero hidrofóbico esté bloqueado, ya que de lo contrario el aire empujado por el TL debido a la acción del SIMPLE 1, podría escaparse del respiradero hidrofóbico sin afectar la red aguas abajo.

[0369] Otro papel importante de la barrera hidrofóbica 1, la barrera hidrofóbica 2 y la barrera hidrofóbica 3 fue garantizar un llenado previo exitoso de los dos líquidos de trabajo. De hecho, durante el paso de prellenado, la barrera hidrofóbica 1 aseguró que el WL 1 volara en su cámara y no hacia el AC 1. De manera similar, la barrera hidrofóbica 2 y la barrera hidrofóbica 3 fueron necesarias para evitar el flujo de WL 2 hacia la cámara TL y AC 2, respectivamente.

[0370] El chip presentado aquí tiene el potencial de usarse para dividir muestras (es decir, sangre, orina, saliva) en dos (o más) canales paralelos, lo que permite realizar análisis de multiplexación en un dispositivo POC autoalimentado. Esto superaría uno de los mayores inconvenientes de los dispositivos POC autoalimentados actuales que están limitados en la capacidad de manipulación de líquidos, lo que dificulta la implementación de protocolos de bioensayo complejos.

Ejemplo 28: SIMPLE e iSIMPLE combinados con válvulas hidrofóbicas para el trasiego de líquido en el chip

[0371] En el contexto del chip microfluídico autoalimentado, fácil de fabricar y económico, no se han demostrado muchas manipulaciones complejas de líquidos, lo que limita la implementación de bioensayos para aplicaciones POC. En particular, la plataforma autoalimentada normalmente no puede funcionar en modo de infusión y extracción al mismo tiempo, por ejemplo, para transportar un líquido de un lado a otro en un canal de microfluidos. Los conceptos SIMPLE e iSIMPLE pueden tirar y empujar un líquido respectivamente, pero nunca se han combinado para actuar sobre el mismo líquido. Aquí, combinamos por primera vez el concepto SIMPLE e iSIMPLE para manipular un líquido de un lado a otro en un canal gracias a la integración de la válvula hidrofóbica desarrollada. El chip que se muestra en la figura 50 está hecho de un SIMPLE que inicialmente atrae la S hacia el AC, un iSIMPLE que finalmente empuja la muestra hacia atrás y un respiradero hidrofóbico, una barrera hidrofóbica y un PB que permiten la sincronización adecuada de las operaciones. SIMPLE estaba compuesto por un AC, un WL 1 precargado, una barrera porosa (PB) y una barrera hidrofóbica (HB) insertadas entre el AC y la cámara WL 1, y un PM 1. iSIMPLE constaba de un WL 2 precargado y un PM 2 . Para transportar la S en el AC y operar el chip con un solo paso de activación por parte del usuario, el iSIMPLE debe activarse automáticamente después de que SIMPLE extraiga la S en el AC. Por esta razón, se desarrolló un sistema de disparo, similar al presentado en el párrafo 3.4, que permite la activación de iSIMPLE por SIMPLE y estaba compuesto por: i) un TL precargado entre la cámara PM 1 y la cámara WL 2 y ii) un Ventilación hidrofóbica en configuración abierta ubicada en un lado de la cámara TL después del frente TL y antes del WL 2. Debido a que el SIMPLE debe detenerse después de que se activa el iSIMPLE, también se integró un sistema de detención en este chip y consistió en: i) un líquido de parada (SL) prellenado después del PM 2 y antes de la inserción del circuito iSIMPLE en el AC y ii) una PB y una barrera hidrofóbica insertadas una tras otra en el AC entre la inserción iSIMPLE y la cámara WL 1 (figura 50A).

[0372] Cuando se activó SIMPLE presionando con un dedo la cámara WL, la presión negativa creada en el AC atrajo la S (líquido rojo) hacia el mismo (figura 50B). Al mismo tiempo, el aire expulsado por el PM 1 empujó al TL hacia adelante. Gracias al respiradero hidrofóbico en configuración abierta, el aire empujado por el TL no actuó aguas abajo en el circuito iSIMPLE, ya que se escapó por el respiradero hidrofóbico. Solo cuando el TL alcanzó y bloqueó el respiradero hidrofóbico, el aire empujado por el TL ya no pudo salir a través del respiradero hidrofóbico y en su lugar empujó el WL 2 en contacto con el PM 2 activando el circuito iSIMPLE (figura 50C). Después de la activación de iSIMPLE, el aire expulsado del PM 2 empujó el SL (líquido verde) hacia el AC y, debido al efecto combinado de iSIMPLE y SIMPLE, fue absorbido por el PB (figura 50D). Gracias a la combinación del PB y la barrera hidrofóbica se creó una barrera tanto para líquidos como para gases, que terminaba el circuito SIMPLE por falta de toma de aire (figura 50D). Como resultado, SIMPLE ya no estiró de la S. Al mismo tiempo, el TL superó la ventilación hidrofóbica que se convirtió en el puerto de entrada de aire para iSIMPLE (figura 50D). En este punto, iSIMPLE actuó solo en el AC (gracias al PB y la barrera hidrofóbica) y empujó la S hacia atrás a lo largo del AC (figura 50E). Después de que el S fue empujado de regreso a la entrada, iSIMPLE terminó debido a la absorción completa de WL 2 en PM 2 (figura 50F). Es importante notar que las dos bombas son independientes entre sí, lo que permite un diseño a medida para cada una de ellas. Por ejemplo, en este caso, el PM 1 de SIMPLE se diseñó como un sector circular de 90°, lo que resultó en un caudal más rápido que el PM 2 en forma de diamante de 10° de iSIMPLE. El volumen manejado por las dos bombas también puede ser diferente, ampliando aún más la flexibilidad de esta plataforma.

[0373] Además, el retraso entre la activación de SIMPLE y la activación del circuito iSIMPLE se puede ajustar variando el volumen inicial (V3) entre el frente TL y la ventilación hidrofóbica.

[0374] Otro papel importante de la barrera hidrofóbica fue asegurar un llenado previo exitoso del WL 1 en su cámara en lugar de fluir hacia el AC. Además, el único requisito a respetar en el diseño presentado son las relaciones entre los volúmenes (V1 > (V3 V2) > V3 > V4 y V2 > V4) indicadas en la figura 50A.

Ejemplo 29: Eliminación segura, función de desactivación de agujas.

[0375] Una línea de plegado en el parche desechable para permitir que el usuario doble o doble el parche sobre la aguja o la matriz de microagujas, secuestrando así los extremos afilados de la aguja o la matriz de microagujas dentro del dispositivo de parche (figura 51). La línea de plegado prevé que las (micro)agujas se incrusten en una capa absorbente de agujas al doblar el dispositivo de parche a lo largo de la línea de plegado. La capa absorbente de la aguja aloja o secuestra las microagujas y las asegura en su lugar. La capa de absorción de agujas está diseñada de tal manera que la altura de la capa de absorción de agujas con respecto a la superficie del dispositivo iguala o supera ligeramente la altura de la correspondiente aguja o matriz de microagujas que se va a secuestrar. La capa absorbente de la aguja puede estar compuesta por cualquiera de los materiales poliméricos adecuados que sean lo suficientemente blandos para ser perforados por los extremos afilados de la aguja o el conjunto de microagujas. La capa absorbente de la aguja puede recubrirse adicionalmente con una capa adhesiva, de modo que el contacto con la aguja o el conjunto de microagujas dé como resultado la unión física entre la capa absorbente de la aguja y el conjunto de agujas o microagujas.

Ejemplo 30: Diseño multicámara / reconstitución en un solo paso en el dispositivo.

[0376] En otra realización, la bomba de propulsión (iSIMPLE) permite la implementación de la reconstitución de ingredientes farmacéuticos activos en un solo paso, en la que al menos uno de los componentes del ingrediente farmacéutico activo o la vacuna es un componente líquido y al menos uno otro ingrediente es un componente sólido, como una vacuna o un fármaco liofilizados (figura 52). Debido a la capacidad de la bomba de propulsión (iSIMPLE) para generar altas presiones en cámaras y canales microfluídicos, se habilita el diseño de un dispositivo multicámara. En este diseño, al menos una cámara contiene un componente líquido, dicha cámara está conectada por un canal adyacente a al menos otra cámara que contiene un componente líquido o sólido que junto con dicho primer componente líquido constituyen un ingrediente farmacéutico activo o vacuna. Tras la activación de la bomba de propulsión (iSIMPLE), el primer componente líquido es impulsado bajo presión a través de un canal de conexión a un segundo componente líquido o sólido. Al entrar en contacto con el segundo componente sólido, el primer y el segundo componente se mezclan o, de lo contrario, el segundo componente sólido se disuelve en el primer componente líquido y la mezcla reconstituida resultante se impulsa a lo largo de un canal conectado a una aguja o matriz de microagujas. Para asegurar una mezcla adecuada de los componentes reconstituidos, se puede incluir una "zona de mezcla" en el canal que conecta el segundo componente y la zona de mezcla.

Ejemplo 31: Monitorización de la función de la bomba/ terminación de la función de inyección Código de barras / cumplimiento / sistema de trazabilidad.

[0377] Un indicador pasivo para informar al usuario sobre la finalización exitosa de la operación del mecanismo de bombeo del dispositivo de parche desechable. En una realización, esto se logra agregando un tinte de color visible al líquido de trabajo y proporcionando una capa transparente en parte del dispositivo, de modo que la capa transparente se coloca encima de un canal que alberga el líquido de trabajo y hace visible el paso del líquido de trabajo en dicho canal (figura 53). Se informa al usuario de la finalización del funcionamiento del mecanismo de bombeo y, por lo tanto, de la finalización exitosa de la operación de funcionamiento del dispositivo cuando el líquido de trabajo pasa completamente por el canal visible a través de la capa transparente. En otra realización, el material poroso que comprende la bomba de propulsión (iSIMPLE) o la bomba capilar (SIMPLE) se puede imprimir con una sustancia reactiva adecuada que en forma anhidra es blanca o incolora, pero que produce una reacción de color al entrar en contacto con el líquido de trabajo acuoso. Por ejemplo, dicha sustancia reactiva puede ser sulfato de cobre anhidro. Tras la saturación del material poroso, la sustancia reactiva adquiere un color visible. La sustancia reactiva impresa se puede aplicar en un patrón que sería único para cada chip desechable. Dicho patrón puede tener la forma de un código de barras, un código de puntos o cualquier otra forma de códigos de símbolos de matriz bidimensional. Tras la hidratación del material poroso y la sustancia reactiva impresa, la sustancia reactiva puede convertirse en un código legible único asignado a priori durante el proceso de impresión de la sustancia reactiva sobre el material poroso. A continuación, se puede colocar una capa transparente sobre el material poroso que contiene el código impreso para que sea visible para el usuario o para ser leído por los sistemas de adquisición y procesamiento de imágenes (figura 53). El sistema de adquisición y procesamiento de imágenes que lee el código único, como un teléfono inteligente, puede enviar el resultado de la lectura a un sistema central de procesamiento y almacenamiento de información, como un sistema de TIC basado en la nube. Se puede acceder al resultado de la lectura a través del sistema central de almacenamiento de información, por ejemplo, por profesionales médicos para confirmar que el dispositivo se ha utilizado según lo previsto. Tal sistema puede, por ejemplo, usarse para monitorear el cumplimiento del paciente con los medicamentos prescritos.

Ejemplo 32: Un "botón" de activación de la bomba y aplicación de la (micro)aguja.

[0378] En una realización, el dispositivo de administración de vacunas o fármacos con microagujas (iSIMPLE) está diseñado de tal manera que la fuerza física, como un dedo, que se aplica para activar la bomba de propulsión también es útil para proporcionar la fuerza mecánica para empujar o insertar el conjunto de agujas o microagujas en la piel. Esto se puede lograr colocando el botón de activación para el inicio de la bomba de población en la parte superior de la matriz de agujas o microagujas (figura 54). Tal botón podría configurarse para ser "activable" solo mediante la fuerza suficiente, para evitar la activación prematura y permitir la colocación del dispositivo sobre la piel antes de la activación. Como ejemplo de una configuración de este tipo, el botón de activación podría ser un diafragma en forma de cúpula que solo se puede presionar cuando se aplica una cierta fuerza suficiente, por ejemplo, mediante la presión de los dedos.

[0379] Se observa que los Ejemplos 29 a 32 pueden incluir una válvula hidrófoba según realizaciones de la presente invención, por ejemplo, como se muestra en el Ejemplo 12 (con referencia a la figura 17).

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Un dispositivo de conducto milifluídico o microfluídico, que comprende

- una bomba capilar (1807), que comprende un sorbente sólido (1905) encerrado en un recinto, y que tiene una entrada y una salida,

- un conducto de fluido conectado operativamente a la entrada de la bomba capilar (1807), - una unidad sellada a líquidos permeable a gases con un orificio de ventilación (1802) en la que dicha unidad es permeable a gases hacia el exterior a través del orificio de ventilación (1802), estando acoplada la unidad con el conducto de fluido en una ubicación predeterminada, y - una unidad de accionamiento (1801) aguas arriba del conducto de fluido,

caracterizado porque el conducto de fluido comprende al menos tres zonas interconectadas, comprendiendo las al menos tres zonas interconectadas:

i) una primera zona de conducto (1804) prellenada con un primer volumen de líquido activador, aguas arriba de la unidad con el orificio de ventilación (1802) y aguas abajo de la unidad de accionamiento (1801),

ii) una tercera zona de conducto (1806) con un volumen adicional, aguas arriba de la bomba capilar (1807) pero aguas abajo de la unidad con el orificio de ventilación (1802), y

iii) una segunda zona de conducto (1805) precargada con un líquido de trabajo (1817) antes de la activación de la unidad de accionamiento, siendo la unidad de accionamiento para mover el líquido de trabajo para que entre en contacto con el sorbente sólido, estando la segunda zona de conducto (1805) posicionada aguas abajo de la unidad con el orificio de ventilación (1802), entre la primera zona de conducto (1804) y la tercera zona de conducto (1806) y conectada funcionalmente a ambas, y conectada directamente a la primera zona de conducto (1804),

en el que el primer volumen es proporcionalmente mayor o igual que el volumen adicional de la tercera zona de conducto (1806).

2. El dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además una barrera (1815), en el que la barrera comprende un parche sellado de líquidos permeable a gases para permitir el paso de gas y detener líquidos y en el que la barrera se proporciona en el conducto de fluido entre dos zonas interconectadas.

3. El dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en el que la unidad sellada a los líquidos permeable a los gases con un orificio de ventilación comprende un material hidrofóbico que contiene cavidades para el paso del gas, por ejemplo, un papel hidrofóbico.

4. El dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además aguas abajo de dicha bomba capilar y conectado a la misma un conducto de salida del fluido que comprende microagujas.

5. El dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el dispositivo de conducto de fluidos que comprende una configuración de red de canales y/o depósitos de fluidos y en el que las bombas, los depósitos de fluido, la al menos una unidad sellada a líquidos permeable a gases con ventilación y opcionalmente al menos una unidad de barrera hermética a líquidos permeable a gases está acoplada en el dispositivo de conducto para mezclar diferentes fluidos, para suministrar secuencialmente diferentes fluidos o para empujar hacia delante y hacia atrás en una misma zona de conducto.

6. El dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el sorbente sólido de la bomba tiene cavidades con un diámetro de poro de un valor entre 0,1 a 35 μm.

7. El dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 5, en el que el dispositivo es un dispositivo microfluídico y el sorbente sólido contiene cavidades, comprendiendo además el dispositivo microfluídico una sección de suministro de muestra para aplicar un líquido que contiene perlas magnéticas conectada operativamente a una zona de detección con una o más partes empotradas y un imán colocado en las proximidades de la zona de detección y en el que el sorbente sólido tiene forma de sector circular de 10° a 150° para proporcionar un caudal de 4 a 10 μl/min, de modo que cuando esté en funcionamiento las perlas se inmovilizan en la parte rebajada de la zona de detección en un flujo continuo.

8. El dispositivo de acuerdo con la reivindicación 7, en el que el imán tiene una fuerza de aproximadamente 1,3 T y se coloca de 1,5 a 2,5 mm por debajo de la parte empotrada, en el que la concentración de perlas en el líquido es de 2 x 107 a 10 x 107 perlas/ml.

9. El dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 5, en el que la bomba capilar es una bomba de propulsión (1807), y en el que dicho sorbente sólido (1905) contiene cavidades que comprenden un primer fluido,

- en el que dicha entrada (1803) es una entrada a través de la cual dicho sorbente sólido puede ponerse en contacto con un líquido y dicha salida (1809) conecta el recinto a un canal de salida; y

- en el que dicha bomba de propulsión está adaptada para activarse poniendo en contacto dicho sorbente sólido con el líquido de trabajo (1817) a través de la entrada, que da como resultado la absorción de al menos parte de dicho líquido de trabajo por el sorbente sólido (1905);

- en el que esta absorción está asociada con la expulsión de al menos parte de dicho primer fluido desde las cavidades de dicho sorbente sólido hacia dicho canal de salida, donde el flujo de dicho primer fluido hacia el canal de salida permite impulsar y/o comprimir un segundo fluido (1909) contenido en dicho canal de salida y/o en un canal o depósito conectado a dicho canal de salida.

10. El dispositivo de acuerdo con la reivindicación 9,

en el que la bomba está adaptada para bombear un segundo fluido con una viscosidad en el rango de 0,5.10-3 Pa.s a 75.10-3 Pa.s a presiones de 50 a 100 kPa por el adsorbente sólido de la bomba que tiene cavidades con un diámetro de poro de un valor entre 0,1 y 35 μm.

11. El dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que dicha salida conecta el recinto a un canal de salida, en el que una zona analítica (1812) está en conexión fluida con el canal de salida, estando la zona analítica adaptada para recibir un analito, estando provista además la zona analítica de una unidad detectora para detectar las propiedades del analito en la zona analítica.

12. El dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el dispositivo se puede accionar manualmente y funciona sin consumo de energía adicional.

13. El dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende al menos una bomba capilar adicional (1807b), estando adaptado el dispositivo para activar la bomba capilar (1807) y la al menos una bomba capilar adicional (1807b) secuencialmente con salida en una misma zona, cuando están en funcionamiento para entregar secuencialmente su fluido a la misma zona.

14. El dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, que comprende al menos otra bomba capilar (1807a), en el que la bomba capilar (1807) se acopla para activar al menos otra bomba capilar (1807a), o viceversa.

15. El dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el conducto de fluido comprende una derivación de conducto conectada física o funcionalmente con un depósito para contener cualquiera del grupo que consiste en un fluido de trabajo, un analito, un ligando, una molécula biológicamente activa, una molécula reactiva química y una molécula reactiva física.