ES2953705B2 - LABORATORY ON CHIP (LoC) AND ASSOCIATED READER - Google Patents

LABORATORY ON CHIP (LoC) AND ASSOCIATED READER

Info

Publication number
ES2953705B2
ES2953705B2 ES202230302A ES202230302A ES2953705B2 ES 2953705 B2 ES2953705 B2 ES 2953705B2 ES 202230302 A ES202230302 A ES 202230302A ES 202230302 A ES202230302 A ES 202230302A ES 2953705 B2 ES2953705 B2 ES 2953705B2
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
chip
laboratory
loc
reader
microfluidic circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES202230302A
Other languages
Spanish (es)
Other versions
ES2953705A1 (en
Inventor
Sánchez Francisco Antonio Perdigones
Reboul José Manuel Quero
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Universidad de Sevilla
Original Assignee
Universidad de Sevilla
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Universidad de Sevilla filed Critical Universidad de Sevilla
Priority to ES202230302A priority Critical patent/ES2953705B2/en
Publication of ES2953705A1 publication Critical patent/ES2953705A1/en
Application granted granted Critical
Publication of ES2953705B2 publication Critical patent/ES2953705B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/10Integrating sample preparation and analysis in single entity, e.g. lab-on-a-chip concept

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Table Devices Or Equipment (AREA)
  • Lock And Its Accessories (AREA)
  • Editing Of Facsimile Originals (AREA)
  • Automatic Analysis And Handling Materials Therefor (AREA)

Description

DESCRIPCIÓNDESCRIPTION

LABORATORIO EN CHIP (LoC) Y LECTOR ASOCIADOLABORATORY ON CHIP (LoC) AND ASSOCIATED READER

OBJETO DE LA INVENCIÓNOBJECT OF THE INVENTION

Se trata de un LoC(Lab on Chip,laboratorio en chip) en el que se realiza un análisis, y un lector asociado, que permite obtener los resultados directamente. La invención permite recrear infinidad de procesos bioquímicos a una escala microscópica. Además, puesto que el LoC dispone de un circuito microfluídico completamente aislado del ambiente exterior, tanto antes como después de realizar el análisis correspondiente, los resultados de la reacción permanecerán dentro del LoC para su posterior eliminación. It is a LoC (Lab on Chip, laboratory on chip) in which an analysis is carried out, and an associated reader, which allows the results to be obtained directly. The invention allows us to recreate countless biochemical processes on a microscopic scale. Furthermore, since the LoC has a microfluidic circuit completely isolated from the outside environment, both before and after performing the corresponding analysis, the reaction results will remain within the LoC for subsequent disposal.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓNBACKGROUND OF THE INVENTION

El desarrollo de dispositivos para la manipulación automática de pequeños volúmenes de fluidos es una de las áreas con mayor potencial industrial actual. En ese sentido, se están desarrollando sistemas para análisis que mejoran la funcionalidad de los sistemas tradicionales. Esto se debe a la mejoría que supone estos avances junto con aplicaciones biológicas o bioquímicas. En especial, consiste en la minimización de los volúmenes líquidos de trabajo, minimizando el coste y los tiempos de análisis. The development of devices for the automatic handling of small volumes of fluids is one of the areas with the greatest current industrial potential. In this sense, analysis systems are being developed that improve the functionality of traditional systems. This is due to the improvement that these advances represent together with biological or biochemical applications. In particular, it consists of minimizing liquid working volumes, minimizing cost and analysis times.

Es importante comentar que se pueden integrar en un dispositivo operaciones de laboratorio diferentes, tales como reacciones químicas, medidas, calentamientos, etc. por este motivo el equipamiento que se necesita se reduce a un pequeño laboratorio con las dimensiones aproximadas de una tarjeta de crédito, o incluso menor. Este tipo de dispositivos se denominaLab on Chip(LoC) y requieren de un lector, es decir, un sistema que controle el manejo de los fluidos en el interior del LoC y al mismo tiempo gestione todas las variables electrónicas como resultados de las medidas. Por tanto, es necesario definir un sistema de acople entre ellos, para el posterior funcionamiento del sistema. Además, en ciertos casos se requiere hermeticidad del LoC para evitar la contaminación del lector y de su entorno en general. It is important to note that different laboratory operations, such as chemical reactions, measurements, heating, etc., can be integrated into a device. For this reason, the equipment needed is reduced to a small laboratory with the approximate dimensions of a credit card, or even smaller. This type of device is called Lab on Chip (LoC) and requires a reader, that is, a system that controls the management of fluids inside the LoC and at the same time manages all the electronic variables as results of the measurements. Therefore, it is necessary to define a coupling system between them, for the subsequent operation of the system. Furthermore, in certain cases, hermeticity of the LoC is required to avoid contamination of the reader and its environment in general.

Los LoCs basados en microcanales físicos tienen entradas y salidas, las primeras para la inserción de fluidos, tales como muestras o reactivos, y las segundas, para la salida de tales líquidos, y sobre todo para que salga el gas interior a medida que entra el líquido, de forma que dicho líquido pueda circular por el LoC, puesto que, de lo contrario, el incremento de presión dentro del LoC contrarrestaría el movimiento de los líquidos. LoCs based on physical microchannels have inlets and outlets, the first for the insertion of fluids, such as samples or reagents, and the second, for the exit of such liquids, and above all for the internal gas to exit as the fluid enters. liquid, so that said liquid can circulate through the LoC, since, otherwise, the increase in pressure within the LoC would counteract the movement of the liquids.

Existen infinidad de LoCs, siendo los más representativos los basado en microcanales, pero con la salida abierta, y aquellos basados en el movimiento por fuerzas centrífugas. En cuanto a los LoC sin estructura física de microcanales se encuentran aquellos basados en electroferesis en dieléctrico(electrowetting on dielectric),en cuyo caso el LoC puede ser hermético porque el gas interior se redistribuye para permitir una nueva localización del fluido. Esto último no es posible en LoC actuales con estructura física de microcanales totalmente herméticos, es decir, sin conexión fluídica entre el interior y el exterior del LoC. There are countless LoCs, the most representative being those based on microchannels, but with the exit open, and those based on movement by centrifugal forces. Regarding LoCs without a physical structure of microchannels, there are those based on electropheresis on dielectric (electrowetting on dielectric), in which case the LoC can be hermetic because the interior gas is redistributed to allow a new location of the fluid. The latter is not possible in current LoCs with a physical structure of completely hermetic microchannels, that is, without fluidic connection between the interior and exterior of the LoC.

Un ejemplo típico de contacto con el exterior sería a través del aire que hay en el tubo que conecta con la bomba de jeringa y que impulsa a los líquidos del interior del LoC. En este último caso, los actuadores están en contacto fluídico con el interior del LoC. A typical example of contact with the outside would be through the air in the tube that connects to the syringe pump and that drives the liquids inside the LoC. In the latter case, the actuators are in fluidic contact with the interior of the LoC.

En cuanto a los lectores para LoCs, se pueden encontrar de diverso tipo, con distintos acoples, y con distintas funciones. Por ejemplo, aquellos lectores cuyos LoCs asociados no requieren de actuación externa para el movimiento de fluidos, por ejemplo, por capilaridad. También se pueden encontrar lectores asociados a LoC centrífugos. As for readers for LoCs, they can be found of different types, with different couplings, and with different functions. For example, those readers whose associated LoCs do not require external actuation for the movement of fluids, for example, by capillarity. You can also find readers associated with centrifugal LoCs.

Son de destacar los lectores para PCR(Polymerase Chain Reaction,reacción en cadena de la polimerasa), donde el LoC se inserta verticalmente y posteriormente se desliza una tapa con fines de ajuste y detección. Otras alternativas son los lectores donde el LoC se introduce en una ranura que directamente alinea las zonas de detección con los detectores. Of note are the readers for PCR (Polymerase Chain Reaction), where the LoC is inserted vertically and a cap is subsequently slid for adjustment and detection purposes. Other alternatives are readers where the LoC is inserted into a slot that directly aligns the detection areas with the detectors.

En cuanto a los sistemas de impulsión en LoC se pueden encontrar algunos en los que un tapón se desplaza por un orificio debido al empuje de un émbolo accionado mediante un motor programado con un software. Este sistema está provisto de múltiples orificios para el control de fluidos y un orificio de salida, por tanto, no puede considerarse hermético. Regarding LoC drive systems, some can be found in which a plug moves through a hole due to the thrust of a plunger driven by a motor programmed with software. This system is provided with multiple orifices for fluid control and an outlet orifice, therefore, it cannot be considered airtight.

Otros sistemas también comprenden un sistema de impulsión que separa el exterior con el interior del LoC, y también tienen un tapón en un orificio. Dicho tapón es empujado con un émbolo usando un motor paso a paso controlado con un microprocesador. Por la naturaleza del motor, el émbolo podrá desplazarse hacia delante o hacia atrás. Other systems also comprise a drive system that separates the outside from the inside of the LoC, and also have a plug in a hole. Said plug is pushed with a plunger using a stepper motor controlled with a microprocessor. Due to the nature of the engine, the piston may move forward or backward.

Otros sistemas también aíslan el sistema por la parte del sistema de impulsión, con un sistema similar a los anteriores, y que también puede avanzar y retroceder para mover líquidos en el interior de un LoC. Además, estos sistemas acoplan el émbolo al sistema de impulsión. Other systems also isolate the system from the drive system, with a system similar to the previous ones, and that can also move forward and backward to move liquids within a LoC. Additionally, these systems couple the plunger to the drive system.

En otras alternativas se propone un sistema de impulsión basado en cámaras presurizadas, en cuyo caso, en el momento de la desconexión deja de ser hermético. In other alternatives, a drive system based on pressurized chambers is proposed, in which case, at the moment of disconnection it is no longer airtight.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓNDESCRIPTION OF THE INVENTION

El objeto de la invención es un laboratorio en chip(Lab on Chip,LoC) y su lector asociado, y pertenece al área de la ingeniería industrial, particularmente a la de la fabricación de dispositivos con fines analíticos. Fundamentalmente, el sector en el que se aplica la invención es el farmacéutico, para dispositivos de análisis clínicos y producción de fármacos. Además, también se puede aplicar al sector medioambiental para medida de parámetros como por ejemplo pH y dureza de aguas residuales o de cualquier otro fluido, incluido el estado gaseoso. Otro de los sectores que se ve beneficiado es el sector químico y bioquímico para la realización de reacciones y análisis. The object of the invention is a laboratory on chip (Lab on Chip, LoC) and its associated reader, and belongs to the area of industrial engineering, particularly the manufacturing of devices for analytical purposes. Fundamentally, the sector in which the invention is applied is the pharmaceutical sector, for clinical analysis devices and drug production. In addition, it can also be applied to the environmental sector to measure parameters such as pH and hardness of wastewater or any other fluid, including the gaseous state. Another sector that benefits is the chemical and biochemical sector for carrying out reactions and analysis.

La invención también puede ser incorporada al sector de la alimentación, para dispositivos de medida de parámetros como por ejemplo gluten o lactosa. También para amplificación de ADN por la reacción en cadena de la polimerasa, o por LAMP(Loop-mediated isothermal amplification,amplificación isotérmica mediada por bucle). Finalmente, el sector sanitario puede usar la invención para la realización de dispositivos, portables o no, con reactivos encapsulados para el análisis de parámetros biológicos, especialmente para punto de atención(point of care)automatizado. The invention can also be incorporated into the food sector, for devices for measuring parameters such as gluten or lactose. Also for DNA amplification by the polymerase chain reaction, or by LAMP (Loop-mediated isothermal amplification). Finally, the healthcare sector can use the invention to create devices, portable or not, with encapsulated reagents for the analysis of biological parameters, especially for automated point of care.

Particularmente, el objeto de la invención es un LoC en el que se realiza un análisis, y un lector asociado, que permite obtener los resultados directamente. La tecnología microfluídica utilizada en los LoCs permite recrear infinidad de procesos bioquímicos a una escala microscópica. Estos dispositivos están formados por diferentes canales y reservorios que comunican las partes del dispositivo. Además de los canales, es necesario el uso de bombas, electrodos, válvulas, componentes electrónicos, etc. para poder recrear ambientes biológicos para su estudio. Particularly, the object of the invention is a LoC in which an analysis is performed, and an associated reader, which allows the results to be obtained directly. The microfluidic technology used in LoCs allows the recreation of countless biochemical processes on a microscopic scale. These devices are made up of different channels and reservoirs that communicate the parts of the device. In addition to the channels, it is necessary to use pumps, electrodes, valves, electronic components, etc. to be able to recreate biological environments for study.

Como se ha indicado, la invención plantea un LoC y un lector asociado. En el LoC se dispone un circuito microfluídico completamente aislado del ambiente exterior, tanto antes como después de realizar el análisis correspondiente. Además, los resultados de la reacción permanecerán dentro del LoC para su posterior eliminación. Este LoC por sí solo no realiza el análisis, necesita un lector para realizar las mezclas, sensados, calentamientos y demás funciones de laboratorio. Este lector tiene que estar configurado acorde a la estructura del LoC, con un módulo de impulsión y un módulo de acople que permita el buen funcionamiento del dispositivo. Además, la configuración del dispositivo permite aprovechar toda la periferia para maximizar el movimiento de los fluidos internos. As indicated, the invention proposes a LoC and an associated reader. In the LoC, a microfluidic circuit is arranged completely isolated from the outside environment, both before and after performing the corresponding analysis. Additionally, the reaction results will remain within the LoC for later disposal. This LoC alone does not perform the analysis, it needs a reader to perform mixing, sensing, heating and other laboratory functions. This reader must be configured according to the structure of the LoC, with a drive module and a coupling module that allows the device to function properly. Furthermore, the configuration of the device allows the entire periphery to be used to maximize the movement of internal fluids.

El LoC mantiene reactivos encapsulados de forma hermética para su almacenamiento. Tras la inserción de la muestra que se desea medir, el LoC se cierra y se mantendrá cerrado de forma hermética hasta su posterior tratamiento en una planta de desechos. Dicho LoC comprende al menos un émbolo siempre insertado, y que permitirá la impulsión gracias al lector. Además, este LoC no tiene salida, es decir, el gas que tiene dentro no puede salir al exterior, de forma que, en una de las realizaciones de la invención, el interior del LoC quedará presurizado tras su funcionamiento. The LoC keeps reagents hermetically encapsulated for storage. After inserting the sample to be measured, the LoC is closed and will remain hermetically closed until subsequent treatment in a waste plant. Said LoC comprises at least one piston always inserted, and which will allow the drive thanks to the reader. Furthermore, this LoC has no outlet, that is, the gas inside cannot escape to the outside, so that, in one of the embodiments of the invention, the interior of the LoC will be pressurized after its operation.

A su vez, el lector tiene una estructura acorde para hacer funcionar el LoC, de forma que permite el manejo controlado tanto de las temperaturas como de los fluidos, así como la gestión de toda la información que proviene de los sensores del LoC. El método de inserción del LoC en el lector permite el aprovechamiento de toda la periferia del LoC para la colocación de módulos de impulsión. In turn, the reader has a corresponding structure to operate the LoC, so that it allows controlled management of both temperatures and fluids, as well as the management of all the information that comes from the LoC sensors. The method of inserting the LoC into the reader allows the use of the entire periphery of the LoC for the placement of drive modules.

A la vista de lo anterior, el problema técnico que aborda la presente invención es la realización de análisis químicos, bioquímicos, biológicos, y biomédicos de forma segura, es decir, sin contaminación, debido a la hermeticidad del conjunto. Esta contaminación puede afectar, por ejemplo, a la futura preparación de muestras, de tal forma que los resultados posteriores sean erróneos. Por ejemplo, la reacción LAMP para amplificación de ADN es extremadamente vulnerable a falsos positivos causados por la contaminación. La contaminación también se entiende como hacia el exterior del LoC por cuestiones medioambientales. In view of the above, the technical problem addressed by the present invention is the performance of chemical, biochemical, biological, and biomedical analyzes in a safe manner, that is, without contamination, due to the hermeticity of the assembly. This contamination can affect, for example, future sample preparation, such that subsequent results are erroneous. For example, the LAMP reaction for DNA amplification is extremely vulnerable to false positives caused by contamination. Pollution is also understood as towards the outside of the LoC for environmental reasons.

La ventaja que supone este LoC y lector con respecto a los presentes en el estado de la técnica consiste en poder realizar de forma automática todo tipo de análisis sin contaminación, desde el exterior del LoC hacia el interior de este y viceversa, ambas igualmente importantes para la seguridad de las medidas y de las condiciones de los lugares en que se haga el análisis. Todo ello debido a la encapsulación hermética de reactivos, así como de la propia hermeticidad del LoC y del interfaz mecánico-electrónico entre el lector y el LoC. The advantage that this LoC and reader represents with respect to those present in the state of the art consists of being able to automatically carry out all types of analysis without contamination, from the outside of the LoC to the inside of it and vice versa, both equally important for the safety of the measures and the conditions of the places where the analysis is carried out. All this due to the hermetic encapsulation of reagents, as well as the hermeticity of the LoC itself and the mechanical-electronic interface between the reader and the LoC.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOSDESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica de la misma, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente: To complement the description that is being made and in order to help a better understanding of the characteristics of the invention, in accordance with a preferred example of its practical implementation, a set of drawings is attached as an integral part of said description. where, for illustrative and non-limiting purposes, the following has been represented:

Figura 1.- Muestra una vista de la parte superior (izquierda) e inferior (derecha) del laboratorio en chip. Figure 1.- Shows a view of the top (left) and bottom (right) of the lab-on-chip.

Figura 2.- Muestra una sección del laboratorio en chip en una primera realización. Figure 2.- Shows a section of the laboratory on chip in a first embodiment.

Figura 3.- Muestra una sección del laboratorio en chip es una segunda realización. Figure 3.- Shows a section of the laboratory on chip is a second embodiment.

Figura 4.- Muestra una vista superior del lector. Figure 4.- Shows a top view of the reader.

Figura 5.- Muestra un corte del lector con la sujeción y el émbolo desacoplados (arriba) y una vista superior del lector con la sujeción y el émbolo acoplados (abajo). Figure 5.- Shows a section of the reader with the grip and plunger disengaged (above) and a top view of the reader with the grip and plunger engaged (bottom).

Figura 6.- Muestra un corte del lector con la plataforma abierta y el laboratorio chip no insertado. Figure 6.- Shows a section of the reader with the platform open and the laboratory chip not inserted.

Figura 7.- Muestra un corte del lector con la plataforma con el laboratorio en chip insertado y la plataforma cerrada. Figure 7.- Shows a section of the reader with the platform with the laboratory-on-chip inserted and the platform closed.

Figura 8.- Muestra una vista superior del laboratorio en chip con los émbolos inyectando reactivos. Figure 8.- Shows a top view of the laboratory-on-chip with the plungers injecting reagents.

Figura 9.- Muestra el laboratorio en chip con un orificio de salida en la cámara de despresurización. Figure 9.- Shows the laboratory on chip with an exit hole in the depressurization chamber.

Figura 10.- Muestra el laboratorio en chip con un émbolo adicional para la despresurización del interior del circuito microfluídico. Figure 10.- Shows the laboratory-on-chip with an additional plunger for depressurization of the interior of the microfluidic circuit.

Figura 11.- Muestra una sección del laboratorio en chip y el lector en una realización en la que el acople se realiza por inserción vertical y el cierre con tapa desplazable. Figure 11.- Shows a section of the on-chip laboratory and the reader in an embodiment in which the coupling is carried out by vertical insertion and the closure with a sliding lid.

Figura 12.- Muestra una sección del laboratorio en chip y el lector en una realización en la que el acople se realiza por inserción vertical y el cierre con tapa giratoria Figure 12.- Shows a section of the laboratory-on-chip and the reader in an embodiment in which the coupling is done by vertical insertion and the closure with a rotating lid

Figura 13.- Muestra una realización con el laboratorio en chip cuadrado con émbolos en toda su periferia (12 émbolos) y su lector asociado. Figure 13.- Shows an embodiment with the laboratory on a square chip with plungers throughout its periphery (12 plungers) and its associated reader.

Figura 14.- Muestra una realización con el laboratorio en chip circular con émbolos en toda su periferia (16 émbolos) y su lector asociado. Figure 14.- Shows an embodiment with the circular chip laboratory with plungers throughout its periphery (16 plungers) and its associated reader.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓNPREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION

Se describe a continuación, con ayuda de las figuras 1 a 14, una realización preferente del laboratorio en chip (LoC,Lab on Chip)(45) y lector asociado, objetos de la presente invención. A preferred embodiment of the laboratory on chip (LoC,Lab on Chip)(45) and associated reader, objects of the present invention, are described below, with the help of Figures 1 to 14.

En la figura 1 se muestra una vista en planta del LoC (45) desmontado. Como se muestra, el LoC (45) comprende un circuito microfluídico (1) fabricado en un soporte que lo cierra superiormente, que en este ejemplo de realización de la invención es una plancha de metacrilato. El soporte se apoya sobre una lámina de sellado (26) que cierra el circuito microfluídico (1) inferiormente, en una cara opuesta al soporte. El LoC (45) es hermético desde que se termina de montar hasta que finaliza su funcionamiento. Figure 1 shows a plan view of the disassembled LoC (45). As shown, the LoC (45) comprises a microfluidic circuit (1) manufactured in a support that closes it from above, which in this example of embodiment of the invention is a methacrylate sheet. The support rests on a sealing sheet (26) that closes the microfluidic circuit (1) from below, on a face opposite the support. The LoC (45) is airtight from the moment it is finished assembling until its operation ends.

Por su parte, el circuito microfluídico (1) comprende un conjunto de microcanales (2, 3, 4, 5) que conectan unas microcámaras (25, 6, 7, 8) con una o más estructuras para el almacenamiento hermético de reactivos y muestras (9, 10, 11). For its part, the microfluidic circuit (1) comprises a set of microchannels (2, 3, 4, 5) that connect microchambers (25, 6, 7, 8) with one or more structures for the hermetic storage of reagents and samples. (9, 10, 11).

Las estructuras para el almacenamiento hermético de reactivos y muestras (9, 10, 11) comprenden unas cámaras de almacenamiento de líquidos (16, 17, 18) en las que se disponen unos orificios de inyección de líquidos (28, 29, 34) y unos orificios de salida de gases (30, 31, 34), que son accesibles desde el exterior del LoC (45). The structures for the hermetic storage of reagents and samples (9, 10, 11) comprise liquid storage chambers (16, 17, 18) in which liquid injection holes (28, 29, 34) are arranged and some gas outlet orifices (30, 31, 34), which are accessible from the outside of the LoC (45).

Las cámaras de almacenamiento de líquidos (16, 17, 18) son el equivalente al tambor de una jeringa, y vinculadas a estas, el LoC (45) comprende uno o más émbolos (12, 13, 14), tres en este caso, de forma que los émbolos (12, 13, 14) se insertan en las cámaras de almacenamiento de líquidos (16, 17, 18). The liquid storage chambers (16, 17, 18) are the equivalent of the barrel of a syringe, and linked to these, the LoC (45) comprises one or more plungers (12, 13, 14), three in this case, so that the plungers (12, 13, 14) are inserted into the liquid storage chambers (16, 17, 18).

Por su parte, las microcámaras (25, 6, 7, 8) se pueden clasificar en: For their part, the microcameras (25, 6, 7, 8) can be classified into:

- Una o más microcámaras de liberación (25), mostradas en la sección de la figura 2, comprendiendo el LoC (45) una por cada cámara de almacenamiento de líquidos (16, 17, 18), de forma que un reactivo (69, 70) que se introduzca en las cámaras de almacenamiento de líquidos (16, 17, 18) pasa a continuación a su correspondiente microcámara de liberación (25). - One or more release microchambers (25), shown in the section of Figure 2, the LoC (45) comprising one for each liquid storage chamber (16, 17, 18), so that a reagent (69, 70) that is introduced into the liquid storage chambers (16, 17, 18) then passes to its corresponding release microchamber (25).

- Una o más microcámaras de análisis (6), mostradas en la vista superior de la figura 1, conectada a las microcámaras de liberación (25) a través de los microcanales (2, 3, 4). - One or more analysis microchambers (6), shown in the top view of Figure 1, connected to the release microchambers (25) through the microchannels (2, 3, 4).

- Opcionalmente, una microcámara de despresurización (8), conectada a las microcámaras de análisis (6). - Optionally, a depressurization microchamber (8), connected to the analysis microchambers (6).

- Opcionalmente, una cámara de control (7), mostrada asimismo en la vista superior de la figura 1, independiente y aislada del resto del circuito microfluídico (1), que contiene una muestra de control conocida (ya sea control positivo, negativo o interno). En una realización preferente de la invención, el LoC (45) comprende tres cámaras de control (7), una de control positivo, una de control negativo y una de control interno con los que comparar, para poder tener un resultado fiable. - Optionally, a control chamber (7), also shown in the top view of Figure 1, independent and isolated from the rest of the microfluidic circuit (1), which contains a known control sample (either positive, negative or internal control ). In a preferred embodiment of the invention, the LoC (45) comprises three control chambers (7), one for positive control, one for negative control and one for internal control with which to compare, in order to have a reliable result.

En la figura 2 se muestra una sección transversal según el corte AA’ del LoC (45). Como se muestra en esta figura, las cámaras de liberación (25) se conectan a las cámaras de almacenamiento de líquidos (16, 17, 18) a través de unos primeros orificios (24). En una realización preferente de la invención, para mejorar la circulación de los reactivos (69, 70) por el interior del circuito microfluídico (1) se sellan estos primeros orificios (24) de acceso a las cámaras de liberación (25), y para ello, el LoC (45) comprende unas láminas de sellado de cámara (26). De esta forma, se logra que los reactivos (69, 70) no entren en contado con el exterior ni con el gas interior del LoC (45). Figure 2 shows a cross section according to the AA' section of the LoC (45). As shown in this figure, the release chambers (25) are connected to the liquid storage chambers (16, 17, 18) through first holes (24). In a preferred embodiment of the invention, to improve the circulation of the reagents (69, 70) inside the microfluidic circuit (1), these first access holes (24) for access to the release chambers (25) are sealed, and to Therefore, the LoC (45) comprises chamber sealing sheets (26). In this way, it is achieved that the reactants (69, 70) do not come into contact with the exterior or with the interior gas of the LoC (45).

De esta manera, la lámina de sellado de cámara (26) por debajo, y el émbolo (13) en un lateral cierran las cámaras de almacenamiento de líquidos (16, 17, 18), cuyas únicas aperturas son los orificios de inyección de líquidos (28, 29, 34) y los orificios de salida de gases (30, 31). Así, cuando se inserta un reactivo (69, 70), que será un líquido, a través de los orificios de inyección (28, 29, 34) va saliendo el aire. In this way, the chamber sealing sheet (26) below, and the plunger (13) on one side close the liquid storage chambers (16, 17, 18), whose only openings are the liquid injection holes. (28, 29, 34) and the gas outlet orifices (30, 31). Thus, when a reagent (69, 70) is inserted, which will be a liquid, air escapes through the injection orifices (28, 29, 34).

Una vez que se llena la cámara de almacenamiento de líquidos (16, 17, 18) con el reactivo (69, 70) y, por tanto, ha salido todo el aire, el reactivo (69, 70) se queda dentro. Después, los orificios de inyección (28, 29, 34) se tapan con una lámina de sellado de orificios (32), como se muestra en la figura 2, para que al empujar con el émbolo (12, 13, 14), el reactivo (69, 70) no salga al exterior, y se desplace hacia la cámara de liberación (25), y que conecta con el resto de los microcanales (2, 3, 4, 5). Once the liquid storage chamber (16, 17, 18) is filled with the reagent (69, 70) and therefore all the air has come out, the reagent (69, 70) remains inside. Afterwards, the injection holes (28, 29, 34) are covered with a hole sealing sheet (32), as shown in Figure 2, so that when pushing with the plunger (12, 13, 14), the reagent (69, 70) does not go outside, and moves towards the release chamber (25), and which connects with the rest of the microchannels (2, 3, 4, 5).

A pesar de que las cámaras de almacenamiento de líquidos (16, 17, 18) se sellan con la lámina de sellado de cámara (26), cuando se ejerce presión con el émbolo (12, 13, 14) se despega la lámina de sellado de la cámara (26) y el líquido pasa hacia la cámara de liberación (25). Although the liquid storage chambers (16, 17, 18) are sealed with the chamber sealing sheet (26), when pressure is applied with the plunger (12, 13, 14) the sealing sheet is peeled off. of the chamber (26) and the liquid passes into the release chamber (25).

En un aspecto de la invención, tal y como se muestra en la figura 2, el circuito microfluídico comprende un segundo microcanal (5) en el que confluyen los primeros microcanales (2, 3, 4) y que los conecta con las microcámaras de análisis (6). Este segundo microcanal (5) es de una altura mayor que las microcámaras de análisis (6). Con esto se consigue una sección de paso de líquido mayor, y así el control de avance de la entrefase del fluido en ese microcanal (5) es más exacto. In one aspect of the invention, as shown in Figure 2, the microfluidic circuit comprises a second microchannel (5) in which the first microchannels (2, 3, 4) converge and which connects them with the analysis microchambers. (6). This second microchannel (5) is taller than the analysis microchambers (6). With this, a larger liquid passage section is achieved, and thus the advance control of the fluid interface in that microchannel (5) is more exact.

Adicionalmente, como se ha indicado anteriormente, para lograr un sellado completo del LoC (45), este comprende una lámina de sellado de la estructura (27), que se dispone de manera que separa el circuito microfluídico (1) del exterior, tanto los canales microfluídicos (2, 3, 4, 5) como las microcámaras (25, 5, 6, 7) en un extremo opuesto al soporte. Additionally, as indicated above, to achieve a complete seal of the LoC (45), it comprises a sealing sheet of the structure (27), which is arranged in such a way that it separates the microfluidic circuit (1) from the outside, both the microfluidic channels (2, 3, 4, 5) as the microchambers (25, 5, 6, 7) at an end opposite the support.

Una vez sellado el circuito microfluídico (1) se insertan los tres émbolos de jeringa (12, 13, 14) en las cámaras de almacenamiento de líquidos (16, 17, 18). Once the microfluidic circuit (1) is sealed, the three syringe plungers (12, 13, 14) are inserted into the liquid storage chambers (16, 17, 18).

El circuito microfluídico (1), además de microcanales (2, 3, 4, 5) y microcámaras (25, 6, 7, 8) puede comprender otros elementos fluídicos adicionales como separadores, filtros y mezcladores. The microfluidic circuit (1), in addition to microchannels (2, 3, 4, 5) and microchambers (25, 6, 7, 8) may comprise other additional fluidic elements such as separators, filters and mixers.

Finalmente, en la derecha de la figura 1 se observa una vista de una estructura inferior, que se fija a la lámina de sellado de la base del LoC (27) es una cara opuesta a la estructura superior. La estructura inferior comprende un agujero pasante (21) dispuesto en una sección del circuito microfluídico en la que se disponen las microcámaras de análisis (6). Finally, on the right of Figure 1 there is a view of a lower structure, which is fixed to the sealing sheet of the base of the LoC (27) on a face opposite to the upper structure. The lower structure comprises a through hole (21) arranged in a section of the microfluidic circuit in which the analysis microchambers (6) are arranged.

En una realización de la invención, la estructura inferior es un módulo de control, particularmente una placa de circuito impreso (PCB) (19) asociada al circuito microfluídico (1). En el PCB (19) se integran sensores y actuadores electrónicos, que tienen conexión eléctrica con el lector (35) mediante un conector integrado (20), que se muestra en la figura 2. La PCB (19) comprende además un agujero pasante (21), que permite la conexión óptica del LoC (45) a un sensor y un actuador pertenecientes al lector (35). In one embodiment of the invention, the lower structure is a control module, particularly a printed circuit board (PCB) (19) associated with the microfluidic circuit (1). Electronic sensors and actuators are integrated into the PCB (19), which have an electrical connection with the reader (35) through an integrated connector (20), shown in Figure 2. The PCB (19) also includes a through hole ( 21), which allows the optical connection of the LoC (45) to a sensor and an actuator belonging to the reader (35).

Adicionalmente, la PCB (19) puede comprender elementos adicionales seleccionados, pero no limitados a: calentadores, sensores de temperatura, leds o fototransistores, que interaccionen con el circuito microfluídico (1). Additionally, the PCB (19) may comprise additional elements selected, but not limited to: heaters, temperature sensors, LEDs or phototransistors, which interact with the microfluidic circuit (1).

La PCB (19) se acopla a la lámina de sellado de la estructura (27) de forma que queda una pequeña holgura entre ambos, con unos tornillos o remaches usando unos orificios (73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80) dispuestos en el soporte y en la PCB (19) en correspondencia. La PCB (19) y el soporte del circuito microfluídico (1) también se pueden pegar o soldar. The PCB (19) is attached to the sealing sheet of the structure (27) so that there is a small gap between them, with screws or rivets using holes (73, 74, 75, 76, 77, 78, 79 , 80) arranged on the support and on the PCB (19) correspondingly. The PCB (19) and microfluidic circuit holder (1) can also be glued or soldered.

Una vez montado el LoC (45), se puede insertar un reactivo (69, 70) a través de los orificios de inyección (28, 29, 30, 31, 34). Particularmente, se inyecta el reactivo (69) a través de un primer orificio de inyección (28) de forma que el aire sale por un segundo orificio de salida de gases (30). Se realiza la misma operación para insertar un segundo reactivo (70), a través de un segundo orificio de inyección (29) de forma que el aire sale por un segundo orificio de salida (31). Once the LoC (45) is assembled, a reagent (69, 70) can be inserted through the injection holes (28, 29, 30, 31, 34). Particularly, the reagent (69) is injected through a first injection orifice (28) so that the air exits through a second gas outlet orifice (30). The same operation is carried out to insert a second reagent (70), through a second injection hole (29) so that the air comes out through a second outlet hole (31).

Una vez dentro los reactivos (69, 70), los orificios (28, 29, 30, 31, 34) se tapan con una lámina de sellado de orificios (32). En este instante, el LoC (45) se puede mantener a baja temperatura para su almacenamiento. Once the reagents (69, 70) are inside, the holes (28, 29, 30, 31, 34) are covered with a hole sealing sheet (32). At this time, the LoC (45) can be kept at a low temperature for storage.

En una realización alternativa de la invención, existe la posibilidad de eliminar la lámina de sellado de cámara (26) de forma que la encapsulación se realice directamente con la lámina de sellado de la estructura (27). Para ello es necesario que la microcámara de liberación (25) sea una cámara en forma de corona circular (75), cuya sección transversal se muestra en la figura 3 con el primer orificio (24) en su parte central. In an alternative embodiment of the invention, there is the possibility of eliminating the chamber sealing sheet (26) so that the encapsulation is carried out directly with the structure sealing sheet (27). For this, it is necessary that the release microchamber (25) be a circular crown-shaped chamber (75), whose cross section is shown in Figure 3 with the first hole (24) in its central part.

Mientras que en la figura 3, se muestra la lámina de sellado de cámara (26) y debajo de ella queda la microcámara de liberación (25), que es de pequeña altura y, por ejemplo, circular, en la figura 4, se observa que la microcámara de liberación (25) es una cámara en forma de corona circular (75), de cierta altura. En este caso, existe una pared en forma de corona circular (si se mirase desde arriba). En la figura 3, que es una sección transversal, se ven dos paredes, a ambos lados del primer orificio (24). Con esta disposición, es la propia lámina de sellado de la estructura (27) la que cierra las cámaras de almacenamiento de líquidos (16, 17, 18). While in Figure 3, the chamber sealing sheet (26) is shown and below it is the release microchamber (25), which is of small height and, for example, circular, in Figure 4, it is observed that the release microchamber (25) is a circular crown-shaped chamber (75), of a certain height. In this case, there is a wall in the shape of a circular crown (if viewed from above). In Figure 3, which is a cross section, two walls are seen, on both sides of the first hole (24). With this arrangement, it is the structure's own sealing sheet (27) that closes the liquid storage chambers (16, 17, 18).

Esta realización, desde el punto de vista de fabricación en serie del LoC (45) es muy ventajosa pues es mucho más simple poner una lámina de sellado de la estructura (27) que tener que colocar adicionalmente las láminas de sellado de cámara (26). This embodiment, from the point of view of mass manufacturing of the LoC (45), is very advantageous since it is much simpler to place a sealing sheet of the structure (27) than to have to additionally place the chamber sealing sheets (26). .

En esta realización, la estructura inferior o la PCB (19) no impiden el despegue de la lámina de sellado de la estructura (27). Esto es así porque el soporte del circuito microfluídico (1) simplemente se apoya en la PCB (19), y se fija con tornillos (73, 74, 75, 76, 77, 78, 79) en las cuatro esquinas exteriores. Ese apoyo no es perfecto, y hace que la lámina de sellado de la estructura (27) se pueda despegar localmente de la microcámara de liberación de líquidos en forma de corona (75). El despegue en la base de la microcámara de liberación en forma de corona (75) hace que se abra un camino del orden de 10-20 micras de altura, entre la microcámara de liberación (25) y el resto de los microcanales (2, 3, 4, 5). Los reactivos (69, 70) circulan, por tanto, por encima de la lámina de sellado de la estructura (27). In this embodiment, the lower structure or the PCB (19) does not prevent the detachment of the sealing sheet from the structure (27). This is because the microfluidic circuit support (1) simply rests on the PCB (19), and is fixed with screws (73, 74, 75, 76, 77, 78, 79) in the four outer corners. This support is not perfect, and means that the sealing sheet of the structure (27) can detach locally from the crown-shaped liquid release microchamber (75). The detachment at the base of the crown-shaped release microchamber (75) causes a path of the order of 10-20 microns in height to open between the release microchamber (25) and the rest of the microchannels (2, 3. 4. 5). The reagents (69, 70) therefore circulate above the sealing sheet of the structure (27).

A la hora de utilizar el LoC (45), los reactivos (69, 70) llegan a la microcámara de liberación (25) cuando la presión del émbolo (12, 13, 14) despega la lámina de sellado de la estructura (27) localmente, es decir, sólo en la zona de la cámara en forma de corona circular (75) (y normalmente sólo en una parte de la corona), y el reactivo (69, 70) pasa hacia el resto del circuito microfluídico (1). When using the LoC (45), the reagents (69, 70) reach the release microchamber (25) when the pressure of the plunger (12, 13, 14) detaches the sealing sheet from the structure (27). locally, that is, only in the area of the circular crown-shaped chamber (75) (and normally only in a part of the crown), and the reagent (69, 70) passes to the rest of the microfluidic circuit (1) .

Para usar el LoC (45), se inserta la muestra que se desea analizar en una de las cámaras de almacenamiento de líquidos (16) a través de su orificio de inyección (34) hasta que se llena el microcanal (2), y se tapa el orificio de inyección (34) con la lámina de sellado de orificios (32). Una vez hecho esto, el LoC (45) está disponible para ser insertado en el lector. To use the LoC (45), the sample to be analyzed is inserted into one of the liquid storage chambers (16) through its injection hole (34) until the microchannel (2) is filled, and Cover the injection hole (34) with the hole sealing sheet (32). Once this is done, the LoC (45) is available to be inserted into the reader.

El otro elemento fundamental de la invención es el lector (35). En la figura 4 se muestra una vista en planta, mientras que en la figura 5 superior se muestra una sección transversal BB’. El lector (35) puede comprender un hueco destinado a alojar una batería (81), que lo hace portable, además de circuitos electrónicos y unos actuadores de émbolo (36, 37, 38) lineales o rotatorios que se vinculan a los émbolos (12, 13, 14), de forma que pueden introducirlos en las cámaras de almacenamiento de líquidos (16, 17, 18), impulsando los reactivos (69, 70) hacia las microcámaras de liberación (25). The other fundamental element of the invention is the reader (35). A plan view is shown in Figure 4, while a cross section BB' is shown in Figure 5 above. The reader (35) may comprise a space intended to house a battery (81), which makes it portable, as well as electronic circuits and linear or rotary piston actuators (36, 37, 38) that are linked to the pistons (12). , 13, 14), so that they can introduce them into the liquid storage chambers (16, 17, 18), propelling the reagents (69, 70) towards the release microchambers (25).

Particularmente, los émbolos (12, 13, 14) se acoplan a los actuadores de émbolo (36, 37, 38) a través de unas sujeciones (39, 40, 41), como se muestra en la figura 5. En la parte superior de la figura 5 se observa una sección transversal en la que se puede ver la sujeción (40), y el émbolo (13) sin estar acoplados. En la parte inferior de la figura 5 se representa la vista en planta del émbolo (13) insertado en la sujeción (40). El resto de los émbolos (12, 13, 14) se insertan en las sujeciones (39, 40, 41) de la misma manera, y al mismo tiempo. La sujeción será válida siempre que permita el movimiento del émbolo (12, 13, 14) en una o en las dos direcciones. De esta forma se resuelve la conexión mecánicaeléctrica del LoC (45) con el lector (35). Particularly, the plungers (12, 13, 14) are coupled to the plunger actuators (36, 37, 38) through fasteners (39, 40, 41), as shown in Figure 5. At the top Figure 5 shows a cross section in which the fastening (40) and the plunger (13) can be seen without being coupled. In the lower part of Figure 5, the plan view of the plunger (13) inserted in the holder (40) is represented. The rest of the plungers (12, 13, 14) are inserted into the holders (39, 40, 41) in the same way, and at the same time. The clamping will be valid as long as it allows the movement of the plunger (12, 13, 14) in one or both directions. In this way, the mechanical-electric connection of the LoC (45) with the reader (35) is resolved.

Adicionalmente, el lector (35) comprende una placa de circuito impreso (42) saliente que tiene unos conectores electrónicos (43). Además, el lector (35) puede comprender un conector eléctrico (82) destinado a conectarse a la red eléctrica desde la que alimentarlo. Finalmente, el lector (35) puede comprender un interfaz de usuario (83) para presentar información al mismo, así como para que el usuario pueda configurar el lector (35). Additionally, the reader (35) comprises a protruding printed circuit board (42) that has electronic connectors (43). Furthermore, the reader (35) may comprise an electrical connector (82) intended to be connected to the electrical network from which to power it. Finally, the reader (35) may comprise a user interface (83) for presenting information thereto, as well as for the user to configure the reader (35).

Para poder acoplar el LoC (45) al lector (35), en un aspecto de la invención, el lector (35) comprende una plataforma (44) con una primera estructura en la que se disponen los actuadores de émbolo (36, 37, 38), y una segunda estructura (47), articulable respecto a la primera, en la que se introduce el LoC (45). Tal y como se muestra en la figura 6, la segunda estructura (47) se pliega y acopla con la primera, una vez recibido el LoC (45), como queda reflejado en la figura 7. In order to couple the LoC (45) to the reader (35), in one aspect of the invention, the reader (35) comprises a platform (44) with a first structure in which the plunger actuators (36, 37, 38), and a second structure (47), articulated with respect to the first, in which the LoC (45) is introduced. As shown in Figure 6, the second structure (47) folds and couples with the first, once the LoC (45) has been received, as reflected in Figure 7.

Concretamente, en la figura 6 se presenta una vista lateral del lector (35) con el LoC (45) previo a su inserción en la segunda estructura (47) de la plataforma (44), en posición abierta. El LoC (45) montado se aloja en la segunda estructura (47) de la plataforma (44) gracias a unas guías (46) por las que se coloca en su lugar correcto. Posteriormente, la segunda estructura (47) de la plataforma (44) se abate de forma manual o automáticamente, de forma que los émbolos (12, 13, 14) del LoC (45) encajan en las sujeciones (39, 40, 41) del lector (35) y al mismo tiempo el conector integrado (20) del LoC (45) entra en contacto eléctrico con un conector (43) del lector (35). Esta forma de inserción y las que se comentarán, permiten el aprovechamiento de toda la periferia del LoC (45) para la colocación de émbolos (12, 13, 14), y la posterior inserción simultánea de dichos émbolos (12, 13, 14) en el lector (35). Specifically, Figure 6 shows a side view of the reader (35) with the LoC (45) prior to its insertion into the second structure (47) of the platform (44), in the open position. The assembled LoC (45) is housed in the second structure (47) of the platform (44) thanks to guides (46) by which it is placed in its correct place. Subsequently, the second structure (47) of the platform (44) is folded manually or automatically, so that the pistons (12, 13, 14) of the LoC (45) fit into the fastenings (39, 40, 41). of the reader (35) and at the same time the integrated connector (20) of the LoC (45) comes into electrical contact with a connector (43) of the reader (35). This form of insertion and those that will be discussed, allow the use of the entire periphery of the LoC (45) for the placement of plungers (12, 13, 14), and the subsequent simultaneous insertion of said plungers (12, 13, 14). in the reader (35).

Una vez cerrada la plataforma (44), como se muestra en la figura 7, un actuador (48), preferentemente óptico, dispuesto en la segunda estructura (47) de la plataforma (44) queda enfrentado a un sensor (49), preferentemente óptico del lector (35), dispuesto en la primera estructura de la plataforma (44), en un lado opuesto al sensor (49). Existe un camino óptico entre el actuador (48) y el sensor (49) gracias al agujero (21) de la estructura inferior o de la PCB (19) del LoC (45). El sensor (49) y el actuador (48) pueden ser alternativamente sensores y actuadores magnéticos, electrónicos o mecánicos, o una combinación de ellos. Once the platform (44) is closed, as shown in Figure 7, an actuator (48), preferably optical, arranged in the second structure (47) of the platform (44) faces a sensor (49), preferably optical reader (35), arranged in the first structure of the platform (44), on a side opposite to the sensor (49). There is an optical path between the actuator (48) and the sensor (49) thanks to the hole (21) in the lower structure or the PCB (19) of the LoC (45). The sensor (49) and the actuator (48) may alternatively be magnetic, electronic or mechanical sensors and actuators, or a combination thereof.

El producto de la reacción que ocurre en el circuito microfluídico (1) se alojará en las microcámaras de medida (6) que se encuentran en el camino óptico, o bien pasará a través de un microcanal (2, 3, 4, 5) que atraviese el camino óptico. The product of the reaction that occurs in the microfluidic circuit (1) will be housed in the measurement microchambers (6) that are in the optical path, or will pass through a microchannel (2, 3, 4, 5) that traverse the optical path.

En este ejemplo de realización de la invención, la invención en su conjunto funciona de la siguiente manera. Partiendo de la situación de reposo, el lector (35) activa un primer actuador (39) de forma que el reactivo (70) se libera y se introduce en el microcanal (4). Posteriormente, el mismo lector (35) activa al mismo tiempo el primer y segundo actuadores de émbolo (37, 39), y se produce la reacción de muestra y reactivo (69) en el microcanal (5), tal y como se refleja en la figura 8. Seguidamente, el lector (35) activa un tercer actuador (38) que inserta el producto de la reacción en las microcámaras de análisis (6), como aparece en la figura 13. El sensor óptico (49) recoge el resultado de la medida y dichas señales las recoge un circuito electrónico (50) del lector (35). El número de actuadores ópticos (48) y de sensores ópticos (49) puede ser mayor que uno. In this example of embodiment of the invention, the invention as a whole works in the following way. Starting from the rest situation, the reader (35) activates a first actuator (39) so that the reagent (70) is released and introduced into the microchannel (4). Subsequently, the same reader (35) activates the first and second plunger actuators (37, 39) at the same time, and the sample and reagent reaction (69) occurs in the microchannel (5), as reflected in Figure 8. Next, the reader (35) activates a third actuator (38) that inserts the reaction product into the analysis microchambers (6), as appears in Figure 13. The optical sensor (49) collects the result of the measurement and said signals are collected by an electronic circuit (50) of the reader (35). The number of optical actuators (48) and optical sensors (49) may be greater than one.

Como en el avance de los líquidos el interior del LoC (45) se presuriza debido a que no tiene conexión con el exterior, tal y como se ha indicado anteriormente, el circuito microfluídico (1) del LoC (45) comprende una microcámara de despresurización (8) de volumen tal que la presurización permite el avance de los líquidos sin que la lámina de sellado de la estructura (27) se despegue. As in the advance of the liquids, the interior of the LoC (45) is pressurized because it has no connection with the outside, as indicated above, the microfluidic circuit (1) of the LoC (45) comprises a depressurization microchamber (8) of such a volume that the pressurization allows the advance of the liquids without the sealing sheet of the structure (27) coming off.

Finalmente, el LoC (45) se saca del lector (35) quedando totalmente hermético, con el gas de su interior presurizado. Al no haber contacto entre la atmósfera interior y exterior del LoC (45), no es posible la contaminación del lector (35), ni del ambiente que lo rodea. En el caso en el que la contaminación no sea un problema, el LoC (35) puede comprender un orificio de salida (51), que se muestra en la figura 9, dispuesto en la microcámara de despresurización (8). Finally, the LoC (45) is removed from the reader (35), leaving it completely hermetic, with the gas inside pressurized. Since there is no contact between the interior and exterior atmosphere of the LoC (45), contamination of the reader (35) or the environment surrounding it is not possible. In the case where contamination is not a problem, the LoC (35) may comprise an outlet orifice (51), shown in Figure 9, arranged in the depressurization microchamber (8).

Además, cualquiera de los émbolos (12, 13, 14), podría actuar para despresurizar el circuito microfluídico (1). Alternativamente, en una realización de la invención, existe la posibilidad de reducir la presión del gas en el interior del circuito microfluídico que se refleja en la figura 10. Para ello, el LoC (45) comprende un émbolo de despresurización (52) conectado al circuito microfluídico (1) y un actuador adicional (53) con una sujeción adicional (54) acoplada. En caso de querer despresurizar el circuito microfluídico (1) del LoC (45), el lector (35) activa la sujeción (54) de forma que retrae el émbolo de despresurización (52) provocando la disminución de presión dentro del LoC (35). Furthermore, any of the plungers (12, 13, 14) could act to depressurize the microfluidic circuit (1). Alternatively, in an embodiment of the invention, there is the possibility of reducing the pressure of the gas inside the microfluidic circuit reflected in Figure 10. To do this, the LoC (45) comprises a depressurization piston (52) connected to the microfluidic circuit (1) and an additional actuator (53) with an additional attachment (54) attached. If you want to depressurize the microfluidic circuit (1) of the LoC (45), the reader (35) activates the clamp (54) so that it retracts the depressurization piston (52) causing a decrease in pressure within the LoC (35). .

La inserción del LoC (45) en el lector (35) admite otras realizaciones alternativas. En un aspecto de la invención, el lector (35) comprende una plataforma, con una primera estructura en la que se disponen los actuadores de émbolo (36, 37, 38) y una segunda estructura, de tipo tapa (55) desplazable con respecto a la primera estructura, tal y como se muestra en la figura 11. El LoC (45) se inserta verticalmente y hacia abajo, de forma que los émbolos (12, 13, 14) se insertan en las sujeciones (37, 38, 39) y al mismo tiempo el conector (43) del lector (35) entra en contacto con el conector integrado (20) del LoC (45). The insertion of the LoC (45) into the reader (35) allows for other alternative embodiments. In one aspect of the invention, the reader (35) comprises a platform, with a first structure in which the piston actuators (36, 37, 38) are arranged and a second structure, of the lid type (55) movable with respect to to the first structure, as shown in Figure 11. The LoC (45) is inserted vertically and downwards, so that the plungers (12, 13, 14) are inserted into the fasteners (37, 38, 39 ) and at the same time the connector (43) of the reader (35) comes into contact with the integrated connector (20) of the LoC (45).

Además, el LoC (45) se fija a la primera estructura de la plataforma (44) mecánicamente, por vacío o bien pegada. Una vez insertado, se desliza la tapa (55), manual o automáticamente, de forma que el actuador óptico (48) queda enfrentado con el sensor óptico (49) de la parte inferior creando un camino óptico en el que se medirá la muestra de las microcámaras de análisis (6), como en la figura 11. Furthermore, the LoC (45) is fixed to the first structure of the platform (44) mechanically, by vacuum or by gluing. Once inserted, the cover (55) slides, manually or automatically, so that the optical actuator (48) faces the optical sensor (49) at the bottom, creating an optical path in which the sample will be measured. the analysis microchambers (6), as in figure 11.

En otro aspecto de la invención, que se muestra en la figura 12, la tapa (55) es abatible con respecto a la primera estructura de la plataforma (44) a la que se fija el LoC (45), como se muestra en ala figura 12. En caso de que se cierre la tapa (55) abatible, el LoC (45) queda insertado de la misma manera, y fijado a la plataforma (44). In another aspect of the invention, shown in Figure 12, the cover (55) is foldable with respect to the first structure of the platform (44) to which the LoC (45) is fixed, as shown in wing Figure 12. If the folding cover (55) is closed, the LoC (45) is inserted in the same way, and fixed to the platform (44).

En otra realización de la invención, el número de émbolos (12, 13, 14) del LoC (45) puede ser mayor que tres, de forma que se pueden distribuir por toda o parte la periferia del LoC (45). Por ejemplo, en la figura 13 se puede ver el LoC (45) con tres émbolos (12, 13, 14) insertados en cada cara lateral, para un total de doce émbolos (57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68). In another embodiment of the invention, the number of pistons (12, 13, 14) of the LoC (45) can be greater than three, so that they can be distributed throughout all or part of the periphery of the LoC (45). For example, in Figure 13 you can see the LoC (45) with three plungers (12, 13, 14) inserted in each lateral face, for a total of twelve plungers (57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68).

Además, el LoC (45) puede tener cualquier forma geométrica para maximizar el número de émbolos (12, 13, 14) insertados. Por ejemplo, en la figura 14 se presenta un LoC circular (45) con émbolos (12, 13, 14) en toda la periferia, y su lector asociado (45). Furthermore, the LoC (45) can have any geometric shape to maximize the number of plungers (12, 13, 14) inserted. For example, Figure 14 shows a circular LoC (45) with plungers (12, 13, 14) around the periphery, and its associated reader (45).

De no ser inserción vertical en los formatos propuestos, es decir, en horizontal, sólo se puede usar una cara del LoC (45) para insertar los émbolos (12, 13, 14), de forma que, en el caso de forma cuadrada (figura 13), las otras tres caras del cuadrado quedarían inaccesibles. De manera que, ni en los laterales del LoC (45), ni en la cara opuesta a los émbolos (12, 13, 14), podrían colocarse émbolos (12, 13, 14) de una manera tan directa, perdiendo eficiencia en el control de fluidos y en la funcionalidad y fabricación de la invención. If it is not a vertical insertion in the proposed formats, that is, horizontally, only one face of the LoC (45) can be used to insert the plungers (12, 13, 14), so that, in the case of a square shape ( figure 13), the other three faces of the square would remain inaccessible. So, neither on the sides of the LoC (45), nor on the opposite face to the plungers (12, 13, 14), could plungers (12, 13, 14) be placed in such a direct manner, losing efficiency in the fluid control and in the functionality and manufacturing of the invention.

Claims (13)

REIVINDICACIONES 1. - Laboratorio en chip (LoC,Lab on Chip)(45) caracterizado por que comprende un circuito microfluídico (1) cerrado superiormente por un soporte superior e inferiormente por una lámina de sellado (26) y un soporte inferior, quedando la lámina de sellado (26) dispuesta entre el soporte superior y el soporte inferior, en el que el circuito microfluídico (1) comprende:1. - Laboratory on chip (LoC,Lab on Chip)(45) characterized in that it comprises a microfluidic circuit (1) closed superiorly by an upper support and inferiorly by a sealing sheet (26) and a lower support, leaving the sheet sealing ring (26) arranged between the upper support and the lower support, in which the microfluidic circuit (1) comprises: - una estructura de almacenamiento hermético (9, 10, 11) que comprende:- a hermetic storage structure (9, 10, 11) comprising: - una o más cámaras de almacenamiento de líquidos (16, 17, 18) destinadas a recibir uno o más y muestras (69, 70),- one or more liquid storage chambers (16, 17, 18) intended to receive one or more and samples (69, 70), - un orificio de inyección de líquidos (28, 29, 34) y un orificio de salida de gases (30, 31, 34), dispuesto en cada una de las cámaras de almacenamiento de líquidos (16, 17, 18), por los que se introducen los reactivos y muestras (69, 70) y salen unos gases,- a liquid injection hole (28, 29, 34) and a gas outlet hole (30, 31, 34), arranged in each of the liquid storage chambers (16, 17, 18), for which that the reagents and samples (69, 70) are introduced and some gases come out, - unas láminas de sellado de orificios (32), que sellan los orificios de inyección de líquidos (28, 29, 34) y los orificios de salida de gases (30, 31), y- hole sealing sheets (32), which seal the liquid injection holes (28, 29, 34) and the gas outlet holes (30, 31), and - uno o más émbolos (12, 13, 14), insertados en las cámaras de almacenamiento de líquidos (16, 17, 18),- one or more plungers (12, 13, 14), inserted into the liquid storage chambers (16, 17, 18), - unos microcanales (2, 3, 4, 5) de conexión,- some connection microchannels (2, 3, 4, 5), - una o más microcámaras de liberación (25), conectadas a las cámaras de almacenamiento de líquidos (16, 17, 18) a través de un primer orificio (24), y - una o más microcámaras de análisis (6), conectadas a las microcámaras de liberación (25) a través de los microcanales (2, 3, 4, 5),- one or more release microchambers (25), connected to the liquid storage chambers (16, 17, 18) through a first orifice (24), and - one or more analysis microchambers (6), connected to the release microchambers (25) through the microchannels (2, 3, 4, 5), comprendiendo el soporte inferior un agujero pasante (21) asociado a una sección del circuito microfluídico (1) en la que se disponen las microcámaras de análisis (6).the lower support comprising a through hole (21) associated with a section of the microfluidic circuit (1) in which the analysis microchambers (6) are arranged. 2. - El laboratorio en chip (45) de la reivindicación 1, que comprende adicionalmente una o más cámaras de control (7) aisladas del circuito microfluídico (1), destinadas a almacenar una muestra de control conocida.2. - The on-chip laboratory (45) of claim 1, which additionally comprises one or more control chambers (7) isolated from the microfluidic circuit (1), intended to store a known control sample. 3. - El laboratorio en chip (45) de la reivindicación 1, que comprende adicionalmente unas láminas de sellado de cámara (26) dispuestas en los primeros orificios (24) separando las cámaras de almacenamiento de líquidos (16, 17, 18) de las microcámaras de liberación (25) y permitiendo solo la circulación forzada de los reactivos y muestras (69, 70) entre las cámaras de almacenamiento de líquidos (16, 17, 18) y las microcámaras de liberación (25).3. - The laboratory-on-chip (45) of claim 1, which additionally comprises chamber sealing sheets (26) arranged in the first holes (24) separating the liquid storage chambers (16, 17, 18) from the release microchambers (25) and allowing only the forced circulation of the reagents and samples (69, 70) between the liquid storage chambers (16, 17, 18) and the release microchambers (25). 4. - El laboratorio en chip (45) de la reivindicación 1, en el que la estructura inferior es un módulo de control (19) en el que se integran uno o más elementos asociados al circuito microfluídico (1) seleccionados entre: calentadores, sensores de temperatura, leds y fototransistores.4. - The on-chip laboratory (45) of claim 1, wherein the lower structure is a control module (19) in which one or more elements associated with the microfluidic circuit (1) selected from: heaters, temperature sensors, LEDs and phototransistors. 5. - El laboratorio en chip (45) de la reivindicación 1, en el que la microcámara de liberación (25) es una cámara en forma de corona circular (75), quedando el primer orificio (24) en su parte central, de forma que el sellado del circuito microfluídico (1) se hace al mismo tiempo que el sellado inferior de la cámara de liberación (25) con una única lámina (27).5. - The on-chip laboratory (45) of claim 1, wherein the release microchamber (25) is a circular crown-shaped chamber (75), with the first hole (24) remaining in its central part, so that the sealing of the microfluidic circuit (1) is done at the same time as the lower sealing of the release chamber (25) with a single sheet (27). 6. - El laboratorio en chip (45) de la reivindicación 1, en el que el circuito microfluídico (1) comprende adicionalmente una microcámara de despresurización (8).6. - The on-chip laboratory (45) of claim 1, wherein the microfluidic circuit (1) additionally comprises a depressurization microchamber (8). 7. - El laboratorio en chip (45) de la reivindicación 6, en el que la microcámara de despresurización (8) comprende adicionalmente un orificio de salida (51).7. - The on-chip laboratory (45) of claim 6, wherein the depressurization microchamber (8) additionally comprises an exit orifice (51). 8. - El laboratorio en chip (45) de la reivindicación 1, que comprende adicionalmente un émbolo de despresurización (52) conectado al circuito microfluídico (1).8. - The on-chip laboratory (45) of claim 1, which additionally comprises a depressurization plunger (52) connected to the microfluidic circuit (1). 9. - Lector (35) de laboratorio en chip (45), caracterizado por que comprende:9. - Laboratory-on-chip reader (35) (45), characterized in that it comprises: - una plataforma (44) destinada a sostener el laboratorio en chip (45) de cualquiera de las reivindicaciones anteriores,- a platform (44) intended to support the laboratory-on-chip (45) of any of the preceding claims, - uno o más actuadores de émbolo (36, 37, 38), dispuestos en la plataforma (44), destinados a vincularse a los émbolos (12, 13, 14) del LoC (45), de forma que pueden introducirlos en las cámaras de almacenamiento de líquidos (16, 17, 18), impulsando los reactivos (69, 70) hacia las microcámaras de liberación (25), - un actuador (48) y un sensor (49) que se disponen enfrentados, formando un camino óptico vinculado al primer agujero (21) del LoC (45) dispuesto a la altura del circuito microfluídico (1) en el que se posicionan las microcámaras de análisis (6) y las de control (7).- one or more piston actuators (36, 37, 38), arranged on the platform (44), intended to be linked to the pistons (12, 13, 14) of the LoC (45), so that they can be introduced into the chambers liquid storage (16, 17, 18), propelling the reagents (69, 70) towards the release microchambers (25), - an actuator (48) and a sensor (49) that are arranged facing each other, forming an optical path linked to the first hole (21) of the LoC (45) arranged at the height of the microfluidic circuit (1) in which the analysis microchambers (6) and the control ones (7) are positioned. 10. - El lector (35) de la reivindicación 9, en el que la plataforma (44) comprende una primera estructura en la que se disponen los actuadores de émbolo (36, 37, 38), y una segunda estructura articulable (47) respecto a la primera, acoplable con la primera estructura, que comprende unas guías (46) destinadas a guiar el laboratorio en chip (35) y posicionarlo en la segunda estructura (47), acoplándose los émbolos (12, 13, 14) a los actuadores de émbolo (36, 37, 38) cuando la segunda estructura articulable (47) se pliega con respecto a la primera estructura.10. - The reader (35) of claim 9, wherein the platform (44) comprises a first structure in which the plunger actuators (36, 37, 38) are arranged, and a second articulating structure (47) with respect to the first, coupleable with the first structure, which comprises guides (46) intended to guide the laboratory on chip (35) and position it in the second structure (47), coupling the plungers (12, 13, 14) to the plunger actuators (36, 37, 38) when the second articulated structure (47) is folded with respect to the first structure. 11. - El lector (35) de la reivindicación 9, en el que la plataforma (44) comprende una primera estructura en la que se disponen los actuadores de émbolo (36, 37, 38), destinada a coger el laboratorio en chip (45) acoplándose los émbolos (12, 13, 14) a los actuadores de émbolo (36, 37, 38), y una segunda estructura de tipo tapa (55) desplazable con respecto a la primera estructura, destinada a cubrir el laboratorio en chip (45).11. - The reader (35) of claim 9, wherein the platform (44) comprises a first structure in which the plunger actuators (36, 37, 38) are arranged, intended to take the laboratory on chip ( 45) coupling the plungers (12, 13, 14) to the plunger actuators (36, 37, 38), and a second cover-type structure (55) movable with respect to the first structure, intended to cover the laboratory-on-chip (Four. Five). 12. - El lector (35) de la reivindicación 9, en el que la plataforma (44) comprende una primera estructura en la que se disponen los actuadores de émbolo (36, 37, 38), destinada a coger el laboratorio en chip (45) acoplándose los émbolos (12, 13, 14) a los actuadores de émbolo (36, 37, 38), y una segunda estructura de tipo tapa (55) abatible con respecto a la primera estructura.12. - The reader (35) of claim 9, wherein the platform (44) comprises a first structure in which the plunger actuators (36, 37, 38) are arranged, intended to take the laboratory on chip ( 45) coupling the pistons (12, 13, 14) to the piston actuators (36, 37, 38), and a second lid-type structure (55) foldable with respect to the first structure. 13. - El lector (35) de la reivindicación 9, en el que el sensor (49) y el actuador (48) son seleccionados entre sensores y actuadores magnéticos, electrónicos, mecánicos y combinación de ellos.13. - The reader (35) of claim 9, wherein the sensor (49) and the actuator (48) are selected from magnetic, electronic, mechanical sensors and actuators, and a combination thereof.
ES202230302A 2022-04-04 2022-04-04 LABORATORY ON CHIP (LoC) AND ASSOCIATED READER Active ES2953705B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ES202230302A ES2953705B2 (en) 2022-04-04 2022-04-04 LABORATORY ON CHIP (LoC) AND ASSOCIATED READER

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ES202230302A ES2953705B2 (en) 2022-04-04 2022-04-04 LABORATORY ON CHIP (LoC) AND ASSOCIATED READER

Publications (2)

Publication Number Publication Date
ES2953705A1 ES2953705A1 (en) 2023-11-15
ES2953705B2 true ES2953705B2 (en) 2024-04-05

Family

ID=88728515

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES202230302A Active ES2953705B2 (en) 2022-04-04 2022-04-04 LABORATORY ON CHIP (LoC) AND ASSOCIATED READER

Country Status (1)

Country Link
ES (1) ES2953705B2 (en)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1993017328A1 (en) * 1992-02-20 1993-09-02 Drew Scientific Limited Liquid chromatography apparatus
DE59803938D1 (en) * 1997-11-19 2002-05-29 Biognosis Gmbh DEVICE FOR THE SEQUENTIAL OUTPUT OF FLOWABLE REAGENTS
EP3808453A1 (en) * 2019-10-18 2021-04-21 Biothink Technologies S.L. Lab-on-a-chip with electronically-controlled mechanical fluid driving system

Also Published As

Publication number Publication date
ES2953705A1 (en) 2023-11-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11135594B2 (en) Assay cartridge valve system
US11549959B2 (en) Automated pipetting apparatus having a combined liquid pump and pipette head system
ES2682281T3 (en) Test cartridge with integrated transfer module
ES2274960T3 (en) FILTATION APPARATUS WITH MULTIPLE POCITS.
EP2524234B1 (en) Apparatus for analyzing sample
CN108027202B (en) Dry chemical container
SG187392A1 (en) Crystal forming devices and systems and methods for making and using the same
ES2317457T3 (en) RECEIVING PLATE WITH MULTIPLE CROSS SECTIONS.
EP3409364B1 (en) Specimen processing chip, liquid feeder and liquid feeding method of specimen processing chip
JP6216451B2 (en) Biochemical reagent storage device and biochemical analyzer
EP2812116B1 (en) Microchip, microchip apparatus and method of manufacturing a microchip
KR20200012752A (en) Modular micro-fluidic chip and micro-fluidic flow system having thereof
CN114164088B (en) Chip structure, card box and method for detecting household nucleic acid
EP3579975A1 (en) System, method, and device for forming an array of emulsions
ES2953705B2 (en) LABORATORY ON CHIP (LoC) AND ASSOCIATED READER
CN108865821B (en) Nucleic acid isothermal amplification chip integrated with thermal cracking and use method
AU2020312748A1 (en) A liquid handling and processing tool for analyzing a biological sample
ES2632863B1 (en) System of loading and unloading of air under controlled pressure
CN116445269B (en) Nucleic acid detection card and detection method based on knob isolation valve
CN218339833U (en) Liquid transfer, multi-channel liquid transfer, automatic liquid extraction and transfer and multi-channel automatic liquid extraction and transfer device
US20220371004A1 (en) Fluid handling device and fluid handling system including the same
WO2001028682A1 (en) Electromagnetic system for manipulating fluids
CN215947294U (en) Loop-mediated isothermal amplification chip
EP4290215A1 (en) Kit and sample detection device
JP2024506059A (en) Integrated reagent cartridge

Legal Events

Date Code Title Description
BA2A Patent application published

Ref document number: 2953705

Country of ref document: ES

Kind code of ref document: A1

Effective date: 20231115

FG2A Definitive protection

Ref document number: 2953705

Country of ref document: ES

Kind code of ref document: B2

Effective date: 20240405