IT201900012345A1 - DIAGNOSTIC DEVICE AND ITS USES - Google Patents

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IT201900012345A1
IT201900012345A1 IT102019000012345A IT201900012345A IT201900012345A1 IT 201900012345 A1 IT201900012345 A1 IT 201900012345A1 IT 102019000012345 A IT102019000012345 A IT 102019000012345A IT 201900012345 A IT201900012345 A IT 201900012345A IT 201900012345 A1 IT201900012345 A1 IT 201900012345A1
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IT
Italy
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reactor
channel
chamber
syringe
chambers
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Application number
IT102019000012345A
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Italian (it)
Inventor
Francesco Danilo Tiziano
Emanuela Abiusi
Alessandro Vaisfeld
Silvano Coletti
Original Assignee
Coletti Biotechnologies Llc
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Publication date
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Description

DISPOSITIVO DIAGNOSTICO E SUOI USI DIAGNOSTIC DEVICE AND ITS USES

DESCRIZIONE DESCRIPTION

La presente invenzione concerne un dispositivo integrato per eseguire varie procedure di laboratorio, in particolare di biologia molecolare e/o cellulare. In particolare, un dispositivo integrato secondo l’invenzione è configurato per applicazioni di pratica clinica e di ricerca, quali ad esempio quelle generalmente destinate prevalentemente a: The present invention relates to an integrated device for carrying out various laboratory procedures, in particular of molecular and / or cellular biology. In particular, an integrated device according to the invention is configured for clinical and research practice applications, such as those generally intended mainly for:

- operatori sanitari di strutture di primo livello (ambulatori e ospedali), localizzati in regioni sviluppate o in via di sviluppo; - health workers of first level structures (clinics and hospitals), located in developed or developing regions;

- operatori sanitari di strutture di secondo o terzo livello che necessitino dell’effettuazione di un numero limitato di test con risposte rapide; - health workers of second or third level structures who need to carry out a limited number of tests with quick responses;

- personale coinvolto in missioni spaziali di media e lunga durata nonché missioni in zone remote o di difficile accessibilità della Terra. - personnel involved in medium and long-term space missions as well as missions in remote or difficult to access areas of the Earth.

Queste applicazioni possono essere sostanzialmente distinte in due gruppi, quelle di biologia molecolare e cellulare, per analisi di acidi nucleici, proteine o colture cellulari e quelle in ambito di medicina riproduttiva. These applications can be substantially divided into two groups, those of molecular and cellular biology, for the analysis of nucleic acids, proteins or cell cultures and those in the field of reproductive medicine.

Background dell’invenzione e stato dell’arte Background of the invention and state of the art

La genetica è il futuro della medicina: la cosiddetta “tailored-medicine” o “targeted medicine” si basa prevalentemente sull’identificazione di varianti genetiche clinicamente rilevanti, costituzionali od acquisite. La presenza o meno di una determinata variante può confermare un sospetto diagnostico, stabilire il rischio individuale di sviluppare nel tempo una data condizione, definirne una prognosi e/o identificare il trattamento più appropriato ed efficace per il paziente. Inoltre, test di genetica molecolare, basati sull’identificazione del genoma di specifici agenti patogeni, consentono già oggi di effettuare la diagnosi rapida di infezione in condizioni di sospette epidemie. Genetics is the future of medicine: the so-called "tailored medicine" or "targeted medicine" is mainly based on the identification of clinically relevant, constitutional or acquired genetic variants. The presence or absence of a certain variant can confirm a diagnostic suspicion, establish the individual risk of developing a given condition over time, define a prognosis and / or identify the most appropriate and effective treatment for the patient. In addition, molecular genetic tests, based on the identification of the genome of specific pathogens, already allow for the rapid diagnosis of infection in conditions of suspected epidemics.

Nello scenario attuale, l’accesso ai test genetico-molecolari è limitato dai costi/campione relativamente elevati, dai lunghi tempi di risposta, dalla necessità di risorse umane e di laboratori altamente specializzati, e dalla difficoltà di interpretazione dei risultati. Per queste motivazioni, in diversi Paesi le strutture diagnostiche di laboratorio sono di tipo piramidale, con la maggior parte dei test molecolari convogliati sui centri diagnostici di secondo e terzo livello, generalmente grandi ospedali o centri universitari. Tuttavia, questo sistema penalizza fortemente i pazienti che afferiscono ai centri di primo livello, soprattutto se localizzati in Paesi in via di sviluppo o, più in generale, in aree remote. In the current scenario, access to genetic-molecular tests is limited by the relatively high costs / sample, long response times, the need for human resources and highly specialized laboratories, and the difficulty in interpreting the results. For these reasons, in several countries the diagnostic laboratory structures are pyramidal, with most of the molecular tests carried to the second and third level diagnostic centers, generally large hospitals or university centers. However, this system strongly penalizes patients who refer to first-level centers, especially if they are located in developing countries or, more generally, in remote areas.

Una necessità ulteriore che si presenterà nel medio periodo, sebbene inizialmente riguardante una nicchia ristretta di utenti, è quella relativa ai viaggi spaziali di media o lunga durata, in previsione di missioni umane sulla Luna o su Marte, ormai calendarizzate da tutte le Agenzie Spaziali internazionali. Sebbene assimilabile a quello delle aree remote della Terra, questo scenario è ulteriormente complicato dalla microgravità, dalla ristrettezza degli spazi, dalla mancanza di personale sanitario e di laboratorio, e dalle problematiche sanitarie emergenti, ad oggi sconosciute. A differenza di quanto accade oggi sulla Terra, in cui una delle maggiori fonti di morbilità (cioè il numero dei casi di malattia registrati durante un periodo dato in rapporto al numero complessivo delle persone prese in esame) sono i patogeni ambientali, si può prevedere che durante i viaggi spaziali l’esposizione prolungata alle radiazioni cosmiche sarà tra le maggiori cause di malattia per gli astronauti, con conseguente aumento del rischio di malattie neoplastiche. A further need that will arise in the medium term, although initially concerning a narrow niche of users, is that relating to medium or long-term space travel, in anticipation of human missions to the Moon or Mars, now scheduled by all international space agencies. . Although similar to that of remote areas of the Earth, this scenario is further complicated by microgravity, the narrowness of spaces, the lack of health and laboratory personnel, and emerging health problems, unknown to date. Unlike what happens today on Earth, where one of the major sources of morbidity (i.e. the number of cases of disease recorded during a given period in relation to the total number of people examined) are environmental pathogens, it can be predicted that during space travel, prolonged exposure to cosmic radiation will be one of the major causes of illness for astronauts, with a consequent increased risk of neoplastic diseases.

Attualmente, l’applicazione clinica routinaria dei test genetici è limitata ed impedita da alcuni inconvenienti: Currently, the routine clinical application of genetic tests is limited and prevented by some drawbacks:

- la tendenza attuale dei laboratori di genetica molecolare è verso l’automazione spinta, tuttavia essa richiede comunque ripetuti interventi manuali di personale qualificato, oltre alla presenza di numerosi strumenti, ciascuno dedicato ad una parte del processo sperimentale, con costi relativamente elevati; - the current trend of molecular genetics laboratories is towards push automation, however it still requires repeated manual interventions by qualified personnel, in addition to the presence of numerous tools, each dedicated to a part of the experimental process, with relatively high costs;

- il risultato dei test genetici non è sempre facilmente interpretabile; in particolare, sebbene le metodiche diagnostiche attualmente in uso consentano di identificare un numero molto elevato di varianti geniche, esse spesso non hanno ricaduta nella pratica clinica, prevalentemente per la mancanza di dati nella letteratura scientifica. Ad oggi, ad esempio, sebbene le mutazioni identificate nel cancro siano molteplici, solo poche sono riconosciute dall’EMA o dalla FDA come “druggable”; - the result of genetic tests is not always easily interpretable; in particular, although the diagnostic methods currently in use allow the identification of a very large number of gene variants, they often have no relapse into clinical practice, mainly due to the lack of data in the scientific literature. To date, for example, although there are many mutations identified in cancer, only a few are recognized by the EMA or the FDA as "druggable";

- la medio-lunga durata del turnaround-time dei test genetici ne limita spesso l’applicazione estensiva nei protocolli di gestione clinica dei pazienti. Ad esempio, in alcune malattie ematologiche le scelte terapeutiche possono essere orientate dal riscontro di segni minimi di malattia, diagnosticabili soltanto mediante metodiche molecolari. Vi sono inoltre scenari clinici dove la diagnosi molecolare riveste addirittura carattere di urgenza/emergenza: è il caso dell’identificazione di alcuni patogeni, in cui può essere richiesto l’isolamento del paziente e/o l’instaurazione immediata della terapia. - the medium-long duration of the turnaround-time of genetic tests often limits their extensive application in patient clinical management protocols. For example, in some haematological diseases the therapeutic choices can be oriented by the finding of minimal signs of disease, diagnosable only by molecular methods. There are also clinical scenarios where the molecular diagnosis is even of an urgent / emergency nature: this is the case of the identification of some pathogens, in which the patient's isolation and / or the immediate establishment of therapy may be required.

Per quanto riguarda le applicazioni in medicina riproduttiva è bene notare che sebbene per motivazioni e cause diverse, l’infertilità di coppia è una problematica comune sia ai Paesi sviluppati che a quelli in via di sviluppo, con una prevalenza globale del 10% circa. Nei Paesi sviluppati, l’aumento dell’età media riproduttiva e gli stili di vita rendono le cause maschili di infertilità relativamente più frequenti. Nei Paesi in via di sviluppo, dove l’età media riproduttiva è inferiore, le cause prevalenti di infertilità di coppia sono femminili e soprattutto di tipo ostruttivo, come ad esempio nel caso delle tubercolosi tubariche o delle infezioni sessualmente trasmesse (Stevenson et al., 2016; Benagiano et al., 2006). Nel primo scenario, la metodica di elezione per la fecondazione medicalmente assistita è la ICSI (Intra Cytoplasmic Sperm Injection), la cui effettuazione richiede imprescindibilmente laboratori ben attrezzati e personale altamente specializzato. Nel secondo scenario, può essere utilizzata la fecondazione in vitro (IVF) per la quale è sufficiente mettere a contatto in un mezzo di coltura adeguato ed in condizioni di sterilità, i gameti maschili e femminili. Per questi motivi, ad oggi, queste metodiche di fecondazione assistita sono effettuate in laboratori ad alta specializzazione. With regard to applications in reproductive medicine, it should be noted that although for different reasons and causes, couple infertility is a common problem in both developed and developing countries, with a global prevalence of around 10%. In developed countries, the increase in the average reproductive age and lifestyles make male causes of infertility relatively more frequent. In developing countries, where the average reproductive age is lower, the prevailing causes of couple infertility are female and above all obstructive, such as in the case of tubal tuberculosis or sexually transmitted infections (Stevenson et al., 2016; Benagiano et al., 2006). In the first scenario, the method of choice for medically assisted fertilization is ICSI (Intra Cytoplasmic Sperm Injection), whose implementation requires well-equipped laboratories and highly specialized personnel. In the second scenario, in vitro fertilization (IVF) can be used for which it is sufficient to bring male and female gametes into contact in an adequate culture medium and in sterile conditions. For these reasons, to date, these assisted fertilization methods are carried out in highly specialized laboratories.

Inoltre, le metodiche di fecondazione assistita vengono ad oggi utilizzate anche in ambito veterinario/zootecnico in cui, soprattutto nel caso di animali di pregio, gli incroci vengono effettuati in laboratorio. Furthermore, assisted fertilization methods are currently also used in the veterinary / zootechnical field in which, especially in the case of valuable animals, crosses are carried out in the laboratory.

Nell’ambito della ricerca è spesso richiesto lo svolgimento di varie e numerose procedure sperimentali. Sebbene i laboratori di ricerca siano in genere ben strutturati e con personale adeguatamente formato, tuttavia vi sono alcune applicazioni che richiedono operazioni ripetitive, a volte con tempi sperimentali non compatibili con orari lavorativi regolari. In the context of research, the performance of various and numerous experimental procedures is often required. Although research laboratories are generally well structured and adequately trained, there are some applications that require repetitive operations, sometimes with experimental times that are not compatible with regular working hours.

In questi casi, l’automazione delle procedure di laboratorio consente di ridurre l’aggravio del personale, di standardizzare le procedure ed i risultati, nonché di ottenere in tempi e costi inferiori dati scientifici riproducibili. In these cases, the automation of laboratory procedures allows to reduce the burden of staff, to standardize procedures and results, as well as to obtain reproducible scientific data in lower times and costs.

In tale ambito, sono già noti dispositivi che appartengono alla categoria dei “Point Of Care” (POC). In particolare, questi sono degli strumenti di applicazione diagnostica di laboratorio per centri di primo livello, che presentano un elevato grado di semplicità operativa e non richiedono skill particolari da parte dell’operatore. I POC sono ormai abbastanza diffusi per i test biochimici di routine (come ad esempio glicemia, colesterolemia, etc.). Un discorso a parte vale per i test genetici che presentano livelli di complessità nettamente superiori, sia in termini di passaggi delle procedure sperimentali, con conseguenti difficoltà di automazione, che per la manualità richiesta agli operatori. In this context, devices that belong to the "Point Of Care" (POC) category are already known. In particular, these are laboratory diagnostic application tools for first-level centers, which have a high degree of operational simplicity and do not require special skills from the operator. POCs are now quite common for routine biochemical tests (such as blood sugar, cholesterol, etc.). A separate discussion is valid for genetic tests that have significantly higher levels of complexity, both in terms of steps of the experimental procedures, with consequent automation difficulties, and for the manual skills required of operators.

Per questo tipo di applicazioni sono utilizzati i dispositivi della categoria “Genetic-Point Of Care” (G-POC). Ad oggi, solo pochissimi G-POC sono in commercio e sono destinati ad un numero ristretto di applicazioni. Tutti i G-POC condividono l’uso dell’amplificazione del DNA mediante PCR e della rilevazione del segnale attraverso sonde/primer oligonucleotidici fluorescenti. Opportunamente, quest’approccio costituisce la base di quasi tutta la genetica molecolare, indipendentemente dalla portabilità e/o dal grado di automazione degli strumenti. For this type of applications the devices of the “Genetic-Point Of Care” (G-POC) category are used. To date, only very few G-POCs are on the market and are intended for a limited number of applications. All G-POCs share the use of DNA amplification by PCR and signal detection through fluorescent oligonucleotide probes / primers. Conveniently, this approach forms the basis of almost all molecular genetics, regardless of the portability and / or degree of automation of the tools.

Tra i dispositivi in commercio vi è ad esempio, Revogene (GenePoc, Quebec, Canada), uno strumento realizzato unicamente per l’identificazione di due batteri (C. difficile e S. agalactiae) mediante applicazione di PCR real time. Among the devices on the market there is, for example, Revogene (GenePoc, Quebec, Canada), an instrument created solely for the identification of two bacteria (C. difficile and S. agalactiae) by applying real time PCR.

Anche questo dispositivo non risulta tuttavia pienamente soddisfacente in quanto: However, even this device is not fully satisfactory as:

- consente di estrarre il DNA genomico unicamente da cellule batteriche (e non da campioni di cellule/tessuti eucariotici), - allows genomic DNA to be extracted only from bacterial cells (and not from eukaryotic cell / tissue samples),

- non consente di identificare varianti di singoli nucleotidi, - does not allow to identify variants of single nucleotides,

- non può essere utilizzato per applicazioni diverse dall’amplificazione del DNA in PCR. - cannot be used for applications other than DNA amplification in PCR.

Cepheid xpert (Cepheid, California, USA) è uno strumento in commercio da diversi anni, con diverse configurazioni in base al numero di campioni che permette di estrarre DNA ed RNA, ed amplificare DNA, uniche applicazioni possibili. Cepheid xpert (Cepheid, California, USA) is an instrument that has been on the market for several years, with different configurations based on the number of samples that allows to extract DNA and RNA, and amplify DNA, the only possible applications.

Spartan rx (Spartan Bioscience Inc, Ottawa, Canada) è commercializzato solo per analisi del gene CYP2C19; inoltre può essere utilizzato solo per cellule ottenute da buccal swab dal quale il DNA non viene estratto e purificato ma sottoposto ad amplificazione diretta dopo lisi cellulare. Anche questo dispositivo non risulta pienamente soddisfacente in quanto: - non è utilizzabile per tessuti diversi, per via della presenza di inibitori delle DNA polimerasi, presenti nella maggior parte dei casi, soprattutto nel sangue intero. Spartan rx (Spartan Bioscience Inc, Ottawa, Canada) is marketed for CYP2C19 gene analysis only; moreover it can be used only for cells obtained from buccal swab from which the DNA is not extracted and purified but subjected to direct amplification after cell lysis. Also this device is not fully satisfactory as: - it cannot be used for different tissues, due to the presence of DNA polymerase inhibitors, present in most cases, especially in whole blood.

- la mancata purificazione del DNA estratto ne riduce l’efficienza di amplificazione, la standardizzazione dei risultati e l’uso per approcci di tipo quantitativo, - failure to purify the extracted DNA reduces its amplification efficiency, standardization of results and use for quantitative approaches,

- non è utilizzabile per applicazioni diverse dall’amplificazione del DNA. - it cannot be used for applications other than DNA amplification.

Q-POC (Quantum dx, Newcastle, UK) non è ancora in commercio ed è in fase di sviluppo da diversi anni. Si basa su un sistema di microfluidica a semiconduttori. Tuttavia, anche questo dispositivo non risulta pienamente soddisfacente in quanto l’uso di reagenti liofilizzati e del sistema di circolazione dei fluidi in microcartucce limita l’applicazione dello strumento unicamente all’analisi di acidi nucleici ed è poco versatile poiché limitato ai test genetici che il produttore sviluppa. Q-POC (Quantum dx, Newcastle, UK) is not yet on the market and has been in development for several years. It is based on a semiconductor microfluidics system. However, even this device is not fully satisfactory as the use of lyophilized reagents and the circulation system of the fluids in micro-cartridges limits the application of the instrument only to the analysis of nucleic acids and is not very versatile since it is limited to the genetic tests that the manufacturer develops.

Gene Radar (Nanobiosym, Massachusetts, USA) è un dispositivo basato su microfluidica che consente di effettuare elettroforesi capillare su dispositivi consumabili. Tuttavia, anche questo dispositivo non risulta pienamente soddisfacente in quanto non consente le varie applicazioni di biologia cellulare e quelle di ricerca ottenibili con la presente invenzione. Gene Radar (Nanobiosym, Massachusetts, USA) is a microfluidics-based device that allows you to perform capillary electrophoresis on consumable devices. However, even this device is not fully satisfactory as it does not allow the various cell biology and research applications obtainable with the present invention.

Vi sono inoltre diverse domande di brevetto relative a dispositivi per analisi genetiche. Ad esempio, le domande Internazionali WO2007149791 e WO2007100986 si riferiscono a sistemi automatizzati per la purificazione di sostanze da campioni biologici, in particolare RNA. La domanda WO2014144548 si riferisce ad un sistema e un metodo per l’analisi rapida, la quantificazione e l’identificazione di acidi nucleici o proteine. La domanda WO200403950 si riferisce ad un sistema microfluidico per la purificazione e/o analisi di un acido nucleico in un campione. La domanda WO200403950 si riferisce ad un dispositivo per estrarre e frazionare simultaneamente il DNA da un lisato o un intero campione. La domanda US2011229897 si riferisce ad un dispositivo per estrarre ed analizzare il DNA. There are also several patent applications relating to devices for genetic analysis. For example, International applications WO2007149791 and WO2007100986 refer to automated systems for the purification of substances from biological samples, in particular RNA. Application WO2014144548 refers to a system and a method for the rapid analysis, quantification and identification of nucleic acids or proteins. Application WO200403950 refers to a microfluidic system for the purification and / or analysis of a nucleic acid in a sample. Application WO200403950 relates to a device for simultaneously extracting and fractionating DNA from a lysate or a whole sample. Application US2011229897 refers to a device for extracting and analyzing DNA.

Nessuno dei documenti sopra menzionati descrive un dispositivo che consenta di ottenere le varie applicazioni di biologia cellulare e quelle di ricerca ottenibili con la presente invenzione None of the documents mentioned above describes a device that allows to obtain the various cell biology and research applications obtainable with the present invention.

Scopi della presente invenzione Purposes of the present invention

Scopo dell’invenzione è quello di proporre un dispositivo composito, concepito come laboratorio portatile ed automatizzato, che consenta di superare gli inconvenienti presenti nelle soluzioni tradizionali. The purpose of the invention is to propose a composite device, conceived as a portable and automated laboratory, which allows to overcome the drawbacks present in traditional solutions.

Altro scopo dell’invenzione è quello di proporre un dispositivo all’interno quale avvengono tutte le reazioni chimiche/biochimiche necessarie per il golo processo sperimentale. Another purpose of the invention is to propose a device inside which all the chemical / biochemical reactions necessary for the whole experimental process take place.

Altro scopo dell’invenzione è quello di proporre un dispositivo che nsenta di effettuare esperimenti/analisi di biologia e genetica molecolare sate sia sull’analisi del DNA che delle proteine. Another purpose of the invention is to propose a device that intends to carry out experiments / analyzes in molecular biology and genetics both on the analysis of DNA and proteins.

Altro scopo dell’invenzione è quello di proporre un dispositivo che nsenta di eseguire protocolli sperimentali specifici su colture cellulari in vitro. Another purpose of the invention is to propose a device that intends to perform specific experimental protocols on in vitro cell cultures.

Altro scopo dell’invenzione è quello di proporre un dispositivo che nsenta di effettuare colture di embrioni, umani o animali, per metodiche di ondazione medicalmente assistita di tipo IVF. Another purpose of the invention is to propose a device that intends to carry out cultures of embryos, human or animal, for medically assisted treatment of the IVF type.

Altro scopo dell’invenzione è quello di proporre un dispositivo che nsenta di soddisfare la richiesta crescente di autonomia di centri sanitari coli o in zone disagiate, per l’effettuazione di test genetici di significato gnostico, prognostico o terapeutico, nell’ambito di applicazioni di tailoreddicine. Another purpose of the invention is to propose a device that will satisfy the growing demand for autonomy of health centers in coli or disadvantaged areas, for carrying out genetic tests of gnostic, prognostic or therapeutic significance, in the context of applications of tailoreddicine.

Altro scopo dell’invenzione è quello di proporre un dispositivo che nsenta di soddisfare la richiesta crescente di autonomia di centri sanitari coli o in zone disagiate, per l’identificazione del genoma di agenti patogeni campioni biologici di pazienti. Another purpose of the invention is to propose a device that will satisfy the growing demand for autonomy of coli health centers or in disadvantaged areas, for the identification of the genome of pathogens biological samples of patients.

Altro scopo dell’invenzione è quello di proporre un dispositivo per applicazioni di zoologia per studi di epidemiologia genetica di popolazioni di insetti. Another purpose of the invention is to propose a device for zoology applications for genetic epidemiology studies of insect populations.

Altro scopo dell’invenzione è quello di proporre un dispositivo composito e compatto, portatile, automatico e che produca risultati affidabili e riproducibili. Another purpose of the invention is to propose a composite and compact device, portable, automatic and which produces reliable and reproducible results.

Altro scopo dell’invenzione è quello di proporre un dispositivo facilmente gestibile anche da personale non specializzato. Another purpose of the invention is to propose a device that can be easily managed even by unskilled personnel.

Altro scopo dell’invenzione è quello di proporre un dispositivo che fornisca risultati facilmente interpretabili. Another purpose of the invention is to propose a device that provides easily interpretable results.

Altro scopo dell’invenzione è quello di proporre un dispositivo che fornisca test molecolari ad elevata standardizzazione. Another purpose of the invention is to propose a device that provides highly standardized molecular tests.

Altro scopo dell’invenzione è quello di proporre un dispositivo che permetta di effettuare metodiche di fecondazione assistita senza richiedere necessariamente le tradizionali infrastrutture, sia in termini di risorse umane sia di attrezzature. Another purpose of the invention is to propose a device that allows to carry out assisted fertilization methods without necessarily requiring traditional infrastructures, both in terms of human resources and equipment.

Altro scopo dell’invenzione è quello di proporre un dispositivo che sia adatto ad essere utilizzato all’interno di laboratori non particolarmente strutturati o in zone che si trovano geograficamente lontane dai centri più specializzati. Another purpose of the invention is to propose a device that is suitable for use in laboratories that are not particularly structured or in areas that are geographically distant from more specialized centers.

Altro scopo dell’invenzione è quello di proporre un dispositivo che consenta l’analisi delle informazioni derivanti dalle procedure di laboratorio anche da parte di operatori non esperti. Another purpose of the invention is to propose a device that allows the analysis of information deriving from laboratory procedures even by non-expert operators.

Altro scopo dell’invenzione è quello di proporre un dispositivo che sia impiegabile per applicazioni di genetica e biologia molecolari. Another purpose of the invention is to propose a device that can be used for applications in molecular genetics and biology.

Altro scopo dell’invenzione è quello di proporre un dispositivo che sia impiegabile per applicazioni di medicina riproduttiva. Another purpose of the invention is to propose a device that can be used for reproductive medicine applications.

Altro scopo dell’invenzione è quello di proporre un dispositivo che sia impiegabile per applicazioni di ricerca. Another purpose of the invention is to propose a device that can be used for research applications.

Altro scopo dell’invenzione è quello di proporre un dispositivo che permetta di eseguire rapidamente test di genetica molecolare. Another purpose of the invention is to propose a device that allows you to quickly perform molecular genetic tests.

Altro scopo dell’invenzione è quello di proporre un dispositivo che possa essere utilizzato in condizioni di microgravità. Another purpose of the invention is to propose a device that can be used in conditions of microgravity.

Altro scopo dell’invenzione è quello di proporre un dispositivo che sia facilmente implementabile e con bassi costi. Another purpose of the invention is to propose a device that is easily implementable and with low costs.

Altro scopo dell’invenzione è quello di proporre un dispositivo che sia alternativo e/o migliorativo rispetto ai noti dispositivi. Another purpose of the invention is to propose a device that is an alternative and / or improved with respect to known devices.

Tutti questi scopi, sia singolarmente che in una loro qualsiasi combinazione, ed altri che risulteranno dalla descrizione che segue sono raggiunti, secondo l'invenzione, con un dispositivo con le caratteristiche indicate nella rivendicazione 1. All these purposes, both individually and in any combination thereof, and others which will result from the following description, are achieved, according to the invention, with a device with the characteristics indicated in claim 1.

Descrizione delle figure Description of the figures

La presente invenzione viene qui di seguito ulteriormente chiarita in alcune sue preferite forme di pratica realizzazione descritte qui di seguito a scopo puramente esemplificativo e non limitativo con riferimento alle allegate tavole di disegni, in cui: The present invention is further clarified hereinafter in some of its preferred embodiments described below for purely illustrative and non-limiting purposes with reference to the attached drawings, in which:

la figura 1 mostra in vista schematica il dispositivo secondo l’invenzione, la figura 2 mostra in vista prospettica il dispositivo secondo l’invenzione privo dei tubi di collegamento delle siringhe al reattore, Figure 1 shows a schematic view of the device according to the invention, Figure 2 shows a perspective view of the device according to the invention without the connection tubes of the syringes to the reactor,

la figura 3 mostra in vista prospettica esplosa il dispositivo di fig. 2, Figure 3 shows an exploded perspective view of the device of Fig. 2,

la figura 4 mostra in vista dall’alto il dispositivo di fig. 2, Figure 4 shows a top view of the device of fig. 2,

la figura 5 mostra in vista prospettica schematica in solido il reattore del dispositivo secondo l’invenzione in una prima forma di realizzazione, Figure 5 shows a solid schematic perspective view of the reactor of the device according to the invention in a first embodiment,

la figura 6 mostra in vista laterale schematica il reattore di fig. 5, figure 6 shows a schematic side view of the reactor of fig. 5,

la figura 7 mostra in vista prospettica schematica in sezione orizzontale il reattore del dispositivo secondo l’invenzione in una seconda forma di realizzazione, Figure 7 shows a schematic perspective view in horizontal section of the reactor of the device according to the invention in a second embodiment,

la figura 8 mostra in vista laterale prospettica in solido la realizzazione del reattore di fig. 7, figure 8 shows in solid perspective side view the realization of the reactor of fig. 7,

la figura 9 mostra in vista prospettica schematica la realizzazione in solido del reattore di fig. 7, figure 9 shows a schematic perspective view of the solid construction of the reactor of fig. 7,

la figura 10 mostra in vista prospettica schematica in solido il reattore del dispositivo secondo l’invenzione in una terza forma di realizzazione, Figure 10 shows a solid schematic perspective view of the reactor of the device according to the invention in a third embodiment,

la figura 11 mostra in vista prospettica schematica la realizzazione del reattore di fig. 10, Figure 11 shows a schematic perspective view of the construction of the reactor of fig. 10,

la figura 12 mostra in vista prospettica schematica in solido il reattore del dispositivo secondo l’invenzione in una quarta forma di realizzazione, Figure 12 shows a solid schematic perspective view of the reactor of the device according to the invention in a fourth embodiment,

la figura 13 mostra in vista laterale schematica il reattore di fig. 12, figure 13 shows a schematic side view of the reactor of fig. 12,

la figura 14 mostra una rappresentazione schematica della strategia molecolare utilizzata per la determinazione del genotipo APOE. Il reattore utilizzato è quello di fig. 5. Il DNA viene estratto nella camera di estrazione 301 del reattore e successivamente amplificato ed analizzato nelle camere di reazione 501 e 503. Il risultato atteso è schematizzato in base al genotipo osservato. Il colore della fluorescenza ottenuta varia in base alla presenza degli specifici alleli. Figure 14 shows a schematic representation of the molecular strategy used for the determination of the APOE genotype. The reactor used is that of fig. 5. The DNA is extracted in the extraction chamber 301 of the reactor and subsequently amplified and analyzed in the reaction chambers 501 and 503. The expected result is schematized according to the observed genotype. The color of the fluorescence obtained varies according to the presence of the specific alleles.

la figura 15 mostra una rappresentazione schematica della strategia molecolare utilizzata per la determinazione della presenza dei trascritti di fusione BCR-ABL. Il reattore utilizzato è quello di fig.5. L’RNA totale viene estratto da campioni di sangue periferico nella camera di estrazione 301 del reattore e successivamente amplificato ed analizzato nelle tre camere di reazione 501, 502 e 503. Il risultato atteso è schematizzato in base al gene chimerico identificato. Il colore e l’intensità della fluorescenza ottenuta variano in base al riarrangiamento presente nel campione ed alla sua quantità relativa, rispettivamente, Figure 15 shows a schematic representation of the molecular strategy used for the determination of the presence of BCR-ABL fusion transcripts. The reactor used is that of fig. 5. Total RNA is extracted from peripheral blood samples in the extraction chamber 301 of the reactor and subsequently amplified and analyzed in the three reaction chambers 501, 502 and 503. The expected result is schematized based on the chimeric gene identified. The color and intensity of the fluorescence obtained vary according to the rearrangement present in the sample and its relative quantity, respectively,

la figura 16 mostra una rappresentazione schematica della strategia molecolare utilizzata per la determinazione dei livelli di proteina SMN in cellule HeLa trattate con salbutamolo. Il reattore utilizzato è quello di fig. 12. A) Dopo l’estrazione delle proteine totali, SMN e GAPDH vengono immobilizzate mediante legame con un anticorpo specifico, legato a biglie paramagnetiche. B) La detection delle proteine avviene mediante anticorpi policlonali specifici, prodotti in specie diverse, che vengono a loro volta riconosciuti da anticorpi fluorescenti diretti contro il frammento Fc delle immunoglobuline. C) La quantità di proteina viene determinata in base alla fluorescenza emessa dai due anticorpi secondari (rappresentata con i toni di grigio), misurata dallo strumento. La variazione dei livelli di proteina SMN viene stabilita rispetto a quelli della proteina di controllo (GAPDH). Figure 16 shows a schematic representation of the molecular strategy used for the determination of SMN protein levels in HeLa cells treated with salbutamol. The reactor used is that of fig. 12. A) After the extraction of total proteins, SMN and GAPDH are immobilized by binding with a specific antibody, linked to paramagnetic beads. B) The detection of proteins occurs by means of specific polyclonal antibodies, produced in different species, which are in turn recognized by fluorescent antibodies directed against the Fc fragment of the immunoglobulins. C) The amount of protein is determined based on the fluorescence emitted by the two secondary antibodies (represented in gray tones), measured by the instrument. The variation in SMN protein levels is established relative to those of the control protein (GAPDH).

Descrizione dell’invenzione Description of the invention

Come risulta dalle figure, il dispositivo 1 comprende un apparato di manipolazione 2 configurato per trasferire sostanze fluide tra corrispondenti contenitori 4 – preferibilmente definiti da una pluralità di siringhe 4 - ed un reattore 10. As can be seen from the figures, the device 1 comprises a manipulation apparatus 2 configured to transfer fluid substances between corresponding containers 4 - preferably defined by a plurality of syringes 4 - and a reactor 10.

In particolare, le sostanze fluide trasferite possono comprendere il campione da analizzare e/o l’aria e/o opportuni reagenti, sia singolarmente o in una loro opportuna miscela. Inoltre, opportunamente, le sostanze fluide trasferite possono essere allo stato liquido o allo stato gassoso, o in una loro miscela. In particular, the fluid substances transferred may include the sample to be analyzed and / or the air and / or appropriate reagents, either individually or in a suitable mixture thereof. Furthermore, suitably, the fluid substances transferred can be in the liquid or gaseous state, or in a mixture thereof.

L’apparato di manipolazione 2 dei fluidi deriva vantaggiosamente dal dispositivo descritto nel brevetto US 8,669,096, il cui contenuto si intende qui interamente incorporato come riferimento. Rispetto al dispositivo descritto in US 8,669,096, in una forma preferita della presente invenzione, sono state eliminate le camere di estrazione e purificazioni contenenti membrane di legame di acidi nucleici. The fluid handling apparatus 2 advantageously derives from the device described in US patent 8,669,096, the content of which is understood herein as fully incorporated by reference. With respect to the device described in US 8,669,096, in a preferred form of the present invention, the extraction and purification chambers containing nucleic acid binding membranes have been eliminated.

Di seguito sono inoltre illustrate le caratteristiche preferite del presente dispositivo, che lo differenziano da quello descritto nel brevetto US 8,669,096. The preferred characteristics of the present device are also illustrated below, which differentiate it from the one described in US patent 8,669,096.

In particolare, l’apparato 2 comprende una pluralità di contenitori 4, e preferibilmente di siringhe 4, anche di capienza differente tra loro e poste in opportuni alloggiamenti 5 montati su un basamento comune 11. In particular, the apparatus 2 comprises a plurality of containers 4, and preferably syringes 4, also of different capacities and placed in suitable housings 5 mounted on a common base 11.

Opportunamente, l’apparato 2 comprende altresì una pluralità di tubi 6 di collegamento configurati per raccogliere i fluidi in uscita dall’estremità di ciascuna siringa 4 e per trasferirli in un reattore 10. Opportunamente, ciascun tubo 6 è saldato, in corrispondenza di una prima estremità, all’uscita di una corrispondente siringa 4 e, in corrispondenza dell’altra estremità, è saldato al reattore 10, in modo che il trasferimento dei fluidi avvenga senza perdite. Conveniently, the apparatus 2 also comprises a plurality of connection tubes 6 configured to collect the fluids leaving the end of each syringe 4 and to transfer them into a reactor 10. Conveniently, each tube 6 is welded, in correspondence with a first end, at the outlet of a corresponding syringe 4 and, at the other end, it is welded to the reactor 10, so that the transfer of fluids occurs without losses.

Opportunamente, ciascuna siringa 4 e il corrispondente alloggiamento 5 possono essere numerati in maniera progressiva. Inoltre, vantaggiosamente, ciascuna siringa 4 può essere dotata anche di un QR-code per il riconoscimento del contenuto e dello specifico kit, che viene alloggiato nel dispositivo 1, nonché per evitare lo scorretto posizionamento delle siringhe 4 da parte dell’utente. Conveniently, each syringe 4 and the corresponding housing 5 can be numbered progressively. Furthermore, advantageously, each syringe 4 can also be equipped with a QR-code for recognizing the content and the specific kit, which is housed in the device 1, as well as to avoid incorrect positioning of the syringes 4 by the user.

Opportunamente, le siringhe 4 possono essere disposte parallelamente le une alle altre, in modo da ridurre l’ingombro del dispositivo 1. Conveniently, the syringes 4 can be arranged parallel to each other, so as to reduce the size of the device 1.

Vantaggiosamente, una o più delle siringhe 4 può essere del tipo di precisione, cioè configurata per pipettare volumi fino a 0.01 ml, in modo da permettere l’aggiunta di precise quantità di reagenti. Advantageously, one or more of the syringes 4 can be of the precision type, that is, configured to pipette volumes up to 0.01 ml, in order to allow the addition of precise quantities of reagents.

Vantaggiosamente, lo stantuffo 8 delle siringhe 4 viene attuato da un pistone telescopico 12 facente parte dell’apparato di manipolazione 2 e, opportunamente, collegato ad un’unità di controllo e comando 14, che ne permette il comando e controllo automatizzato. Advantageously, the plunger 8 of the syringes 4 is actuated by a telescopic piston 12 which is part of the manipulation apparatus 2 and, suitably, connected to a control and command unit 14, which allows its automated command and control.

Vantaggiosamente sia le siringhe 4 che i tubi 6 possono essere realizzati di materiali resistenti al calore ed a composti chimici quali alcoli, eteri, acidi e basi comunemente usati in campo biologico e/o chimico; inoltre, detti materiali sono preferibilmente atossici e ciò al fine di evitare di causare reazioni nei campioni biologici inseriti e, ad esempio, può essere propilene medicale nella formulazione Purell HP548N<®>. Advantageously, both the syringes 4 and the tubes 6 can be made of materials resistant to heat and chemical compounds such as alcohols, ethers, acids and bases commonly used in the biological and / or chemical field; moreover, said materials are preferably non-toxic and this in order to avoid causing reactions in the biological samples inserted and, for example, it can be medical propylene in the Purell HP548N <®> formulation.

Il dispositivo 1 comprende inoltre un’unità riscaldante e/o refrigerante 16 configurata per variare la temperatura del reattore 10. The device 1 also comprises a heating and / or cooling unit 16 configured to vary the temperature of the reactor 10.

Opportunamente, l’unità riscaldante e/o refrigerante 16 può avere forma complementare a quella del reattore 10, in modo da alloggiarlo almeno parzialmente, e ciò al fine di ottenere un adeguato scambio termico. In particolare, l’unità riscaldante e/o refrigerante 16 può prevedere una sede incavata 17 di forma sostanzialmente complementare a quella del reattore 10. L’unità riscaldante e/o refrigerante 16 consente di effettuare incubazioni a temperatura costante e controllata ma anche di effettuare cicli termici ripetuti adatti all’amplificazione del DNA mediante reazione polimerasica a catena (PCR). Opportunamente, l’unita riscaldante 16 può essere costituita da un blocco di alluminio la cui variazione di temperatura può essere controllata da un sistema di Peltier o altri noti sistemi di controllo della temperatura che consentano un ramping rate di almeno 1°C/sec. Opportunamente, l’unità riscaldante e/o refrigerante 16 può essere controllata manualmente o, preferibilmente, è controllata da un’unità di controllo e comando (ad esempio un microprocessore), che ad esempio può essere la stessa unità 14 che controlla l’apparato di manipolazione 2. Conveniently, the heating and / or cooling unit 16 can have a complementary shape to that of the reactor 10, in order to house it at least partially, and this in order to obtain an adequate heat exchange. In particular, the heating and / or cooling unit 16 can provide a recessed seat 17 with a shape substantially complementary to that of the reactor 10. The heating and / or cooling unit 16 allows to carry out incubations at a constant and controlled temperature but also to carry out repeated thermal cycles suitable for DNA amplification by polymerase chain reaction (PCR). Conveniently, the heating unit 16 can consist of an aluminum block whose temperature variation can be controlled by a Peltier system or other known temperature control systems that allow a ramping rate of at least 1 ° C / sec. Conveniently, the heating and / or refrigerating unit 16 can be controlled manually or, preferably, is controlled by a control and command unit (for example a microprocessor), which for example can be the same unit 14 that controls the apparatus handling 2.

Per evitare deformazioni del reattore in seguito a variazioni della temperatura, il dispositivo 1 è dotato di un coperchio 21 configurato per coprire superiormente il reattore 10. In particolare, il coperchio 21 è applicabile/vincolabile a pressione ed è in materiale trasparente, ad esempio in plexiglas. Opportunamente, il materiale del coperchio 21 presenta caratteristiche di indifferenza ottica per non generare fenomeni di rifrazione o diffrazione della luce durante la rilevazione della fluorescenza. To avoid deformation of the reactor due to temperature variations, the device 1 is equipped with a lid 21 configured to cover the reactor 10 above. In particular, the lid 21 can be applied / constrained by pressure and is in transparent material, for example in plexiglas. Conveniently, the material of the lid 21 has characteristics of optical indifference in order not to generate phenomena of refraction or diffraction of the light during the detection of the fluorescence.

Preferibilmente, il dispositivo (1) comprende un coperchio (21) applicabile/vincolabile a pressione di un materiale otticamente indifferente, configurato per coprire superiormente il reattore (10), che prevenga la deformazione di detto reattore in seguito a variazioni della temperatura e consenta la rilevazione del segnale fluorescente, senza fenomeni di rifrazione o diffrazione della luce, Preferably, the device (1) comprises a cover (21) that can be applied / constrained to pressure of an optically indifferent material, configured to cover the reactor (10) at the top, which prevents the deformation of said reactor following temperature variations and allows the detection of the fluorescent signal, without refraction or diffraction phenomena of light,

Il dispositivo 1 comprende inoltre preferibilmente dei mezzi 18 per immobilizzare le sostanze fluide, in particolare il campione, quando entrano ed attraversano il reattore 10. Opportunamente, i mezzi di immobilizzazione 18 sono utilizzati per evitare la perdita del campione durante la fase di lavaggio. The device 1 also preferably comprises means 18 for immobilizing the fluid substances, in particular the sample, when they enter and pass through the reactor 10. Conveniently, the immobilization means 18 are used to avoid the loss of the sample during the washing step.

Vantaggiosamente, i mezzi di immobilizzazione 18 comprendono un elettromagnete 20 e una pluralità di biglie paramagnetiche, configurate per legarsi con il campione e/o con i reagenti. A differenza di un magnete permanente, l’elettromagnete 20 genera un campo magnetico solo quando attivato. L’orientamento del campo magnetico può ad esempio essere oscillante in maniera tale da consentire lo spostamento delle biglie paramagnetiche e miscelare così le sostanze fluide presenti nel reattore 10. Tale oscillazione viene ottenuta mediante alternanza del campo elettrico che genera il campo magnetico. Opportunamente l’elettromagnete 20 può essere controllato manualmente o, preferibilmente, è controllato da un’unità di controllo e comando, che ad esempio può essere la stessa unità 14 che controlla l’apparato di manipolazione 2 e/o l’unità riscaldante e/o refrigerante 16. Advantageously, the immobilization means 18 comprise an electromagnet 20 and a plurality of paramagnetic beads, configured to bind with the sample and / or with the reagents. Unlike a permanent magnet, the electromagnet 20 generates a magnetic field only when activated. The orientation of the magnetic field can, for example, be oscillating in such a way as to allow the movement of the paramagnetic beads and thus mix the fluid substances present in the reactor 10. This oscillation is obtained by alternating the electric field that generates the magnetic field. Conveniently, the electromagnet 20 can be controlled manually or, preferably, it is controlled by a control and command unit, which for example can be the same unit 14 that controls the handling apparatus 2 and / or the heating unit and / or coolant 16.

Opportunamente, il reattore 10, con l’unità riscaldante e/o refrigerante 16 ed i mezzi di immobilizzazione 18, sono alloggiati in una struttura 13 montata sul basamento 11. Conveniently, the reactor 10, with the heating and / or cooling unit 16 and the immobilization means 18, are housed in a structure 13 mounted on the base 11.

Il dispositivo 1 comprende inoltre un apparato di misurazione ottica 22, configurato per effettuare misure di tipo ottico sulle sostanze fluide presenti all’interno del reattore 10. In particolare, l’apparato di misurazione ottica 22 è configurato per effettuare misure di fluorescenza. The device 1 also includes an optical measurement apparatus 22, configured to carry out optical measurements on the fluid substances present inside the reactor 10. In particular, the optical measurement apparatus 22 is configured to carry out fluorescence measurements.

L’apparato di misurazione ottica 22 comprende: The optical measuring apparatus 22 includes:

- una sorgente luminosa di eccitazione 24, preferibilmente composta da una o più lampade LED e/o una o più sorgenti laser, - an excitation light source 24, preferably composed of one or more LED lamps and / or one or more laser sources,

- un detector 26, preferibilmente a diodo o alternativamente una camera CCD, e - a detector 26, preferably a diode or alternatively a CCD camera, e

- filtri configurati per isolare le lunghezze d’onda di emissione dei singoli fluorocromi, utilizzati nelle procedure sperimentali. - filters configured to isolate the emission wavelengths of the individual fluorochromes, used in the experimental procedures.

Opportunamente, il detector 26 può essere localizzato al di sopra del reattore 10 in modo che l’eccitazione e la misurazione della luce emessa avvengano in una geometria che prevede la riflessione della radiazione luminosa. Il detector 26 misura e registra la luce prodotta dalle sostanze fluide – in particolare del campione - contenute all’interno del reattore 10, ad esempio tramite fluorescenza, nel corso delle diverse procedure sperimentali. Opportunamente, l’emissione di fluorescenza ad una opportuna lunghezza d’onda può essere utilizzata per monitorare l’andamento delle reazioni analizzate. Conveniently, the detector 26 can be located above the reactor 10 so that the excitation and measurement of the light emitted take place in a geometry that provides for the reflection of light radiation. The detector 26 measures and records the light produced by the fluid substances - in particular the sample - contained within the reactor 10, for example by fluorescence, during the various experimental procedures. Conveniently, the fluorescence emission at a suitable wavelength can be used to monitor the progress of the analyzed reactions.

Il segnale registrato dal detector 26 può essere convertito in un dato analitico, qualitativo o quantitativo. Opportunamente la conversione, così come il controllo delle sorgenti luminose di eccitazione 24 può essere effettuato manualmente, o, preferibilmente, è controllato da un’unità di controllo e comando, che ad esempio può essere la stessa unità 14 che controlla l’apparato di manipolazione 2 e/o l’unità riscaldante e/o refrigerante 16 e/o l’elettromagnete 20. The signal recorded by the detector 26 can be converted into analytical, qualitative or quantitative data. Conveniently, the conversion, as well as the control of the excitation light sources 24 can be carried out manually, or, preferably, it is controlled by a control and command unit, which for example can be the same unit 14 that controls the manipulation apparatus. 2 and / or the heating and / or cooling unit 16 and / or the electromagnet 20.

Il dispositivo 1 comprende inoltre l’unità di comando e controllo 14 configurata per controllare e coordinare i vari componenti 2, 16, 20, 22 del dispositivo stesso. Opportunamente, l’unità 14 può comprende e/o essere associata ad un’unità di memoria in modo da poter salvare i dati rilevati e/o elaborati. The device 1 also comprises the command and control unit 14 configured to control and coordinate the various components 2, 16, 20, 22 of the device itself. Conveniently, the unit 14 can include and / or be associated with a memory unit in order to be able to save the data detected and / or processed.

Opportunamente, l’unità 14 può comprendere un processore programmato per controllare e coordinare i vari componenti e, vantaggiosamente, per elaborare i dati rilevati. Più in dettaglio, opportunamente, nell’unità di comando e controllo 14 è caricato un modulo software che consente il controllo dei differenti componenti 2, 16, 20, 22. Ad esempio, il modulo software è in grado di definire la successione e i tempi di attivazione/disattivazione dei vari componenti 2, 16, 20, 22 del dispositivo 1 e, opportunamente, l’accurata iniezione sequenziale dei volumi appropriati dei diversi reagenti contenuti nelle differenti siringhe 4. L’unità di comando e controllo 14 inoltre è configurata per raccogliere e convertire i dati grezzi in dati analitici, di semplice interpretazione anche per operatori non esperti. Conveniently, the unit 14 can comprise a processor programmed to control and coordinate the various components and, advantageously, to process the detected data. More in detail, suitably, in the command and control unit 14 a software module is loaded which allows the control of the different components 2, 16, 20, 22. For example, the software module is able to define the sequence and the times of activation / deactivation of the various components 2, 16, 20, 22 of the device 1 and, suitably, the accurate sequential injection of the appropriate volumes of the different reagents contained in the different syringes 4. The command and control unit 14 is also configured to collect and convert the raw data into analytical data, easy to interpret even for non-expert operators.

Inoltre, l’unità di comando e controllo 14 può comprendere mezzi di comunicazione per inviare i dati rilevati e/o elaborati ad un ulteriore dispositivo. I mezzi di comunicazione possono comprendere mezzi di trasmissione di tipo wireless, anche a corto raggio, o via cavo. In addition, the command and control unit 14 can comprise means of communication to send the detected and / or processed data to a further device. The means of communication can comprise transmission means of the wireless type, even short range, or via cable.

Preferibilmente, l’unità di comando e di controllo 14 comprende e/o è associata ad un’interfaccia utente di utilizzo semplice e intuitivo anche per personale non specialistico. Preferibilmente, detta interfaccia utente è costituita da un display di tipo touch-screen o da un display associato ad una tastiera o altri mezzi di input. Preferably, the command and control unit 14 includes and / or is associated with a user interface that is simple and intuitive to use even for non-specialist personnel. Preferably, said user interface is constituted by a touch-screen type display or by a display associated with a keyboard or other input means.

Come detto, il dispositivo 1 comprende un reattore microfluidico 10 che, in sostanza, definisce il contenitore all’interno del quale avvengono le differenti reazioni chimiche/biochimiche. As mentioned, the device 1 comprises a microfluidic reactor 10 which, essentially, defines the container within which the different chemical / biochemical reactions take place.

Vantaggiosamente, il reattore 10 è di tipo monouso. Preferibilmente, il reattore è in materiale plastico, ad esempio polipropilene medicale. Opportunamente, il reattore 10 può essere realizzato dello stesso materiale di cui sono realizzate le siringhe 4 e/o i tubi 6. Advantageously, the reactor 10 is of the disposable type. Preferably, the reactor is made of plastic material, for example medical polypropylene. Conveniently, the reactor 10 can be made of the same material of which the syringes 4 and / or the tubes 6 are made.

Vantaggiosamente, il reattore 10 è in materiale plastico ottico e biocompatibile. Advantageously, the reactor 10 is made of optical and biocompatible plastic material.

Opportunamente, il reattore 10 è di dimensioni particolarmente ridotte, ad esempio circa 56,5 x 35 x 2,5-4 mm. Conveniently, the reactor 10 is particularly small in size, for example about 56.5 x 35 x 2.5-4 mm.

Il reattore 10 comprende al suo interno una o più camere 30 tra loro collegate da condotti 32, preferibilmente cilindrici. In particolare, detti condotti 32 definiscono dei condotti di afflusso ed efflusso dei fluidi da/verso le camere 30. In particolare, i condotti 32 sono attraversati dai campioni da analizzare/trattare, eventualmente addizionati con opportuni reagenti, e/o da prodotti di scarto delle reazioni e/o da gas (in particolare aria) e/o altre sostanze. The reactor 10 comprises inside one or more chambers 30 connected to each other by ducts 32, preferably cylindrical. In particular, said ducts 32 define inflow and outflow ducts for the fluids from / to the chambers 30. In particular, the ducts 32 are crossed by the samples to be analyzed / treated, possibly added with suitable reagents, and / or by waste products. reactions and / or gases (in particular air) and / or other substances.

Opportunamente, il reattore 10 è formato da un corpo parallelepipedico 29 (blocchetto), di conformazione laminare (cioè con lunghezza e larghezza maggiori rispetto allo spessore), in cui sono ricavate delle cavità, definenti le camere 30, e dei tratti cavi che collegano dette cavità e definiscono detti condotti di collegamento 32. Conveniently, the reactor 10 is formed by a parallelepiped body 29 (block), of laminar conformation (i.e. with a length and width greater than the thickness), in which cavities are obtained, defining the chambers 30, and hollow sections which connect said cavities and define said connection ducts 32.

Le camere 30 possono avere forma in pianta circolare o poligonale, preferibilmente con angoli smussati, per favorire la fluidodinamica ed evitare la stagnazione dei reagenti. Ad esempio, le camere 30 possono avere in pianta forma romboidale con gli angoli smussati. The chambers 30 can have a circular or polygonal shape, preferably with rounded corners, to favor fluid dynamics and avoid stagnation of the reactants. For example, the chambers 30 can have a rhomboidal shape in plan with rounded corners.

Opportunamente, in corrispondenza delle pareti perimetrali del corpo 29, sono previste porte 34 di ingresso/uscita dei condotti di collegamento 32. Inoltre, in corrispondenza dei condotti di collegamento 32 sono previste valvole anti-reflusso sia per evitare ritorni dei reagenti che per evitare la contaminazione delle soluzioni madre. Conveniently, in correspondence with the perimeter walls of the body 29, inlet / outlet ports 34 are provided for the inlet / outlet of the connection ducts 32. In addition, in correspondence with the connection ducts 32, anti-reflux valves are provided both to avoid the return of the reagents and to avoid the contamination of stock solutions.

Opportunamente, il reattore 10 può presentare differenti forme di realizzazione e ciò a seconda della reazione da studiare. Conveniently, the reactor 10 can have different embodiments and this according to the reaction to be studied.

Il dispositivo come sopra definito può essere utilizzato per: The device as defined above can be used for:

- effettuare analisi di varianti geniche, ad esempio finalizzate alla diagnosi/prognosi o epidemiologia, o quantificazione/qualificazione di trascritti genici, dove dette analisi comprendono le fasi di estrazione da uno o più campioni biologici isolati umani o animali, purificazione ed amplificazione di acidi nucleici e dove dette fasi sono effettuate all’interno del reattore microfluidico 10; o per identificare la presenza del genoma di agenti patogeni in campioni biologici umani od animali, dove dette analisi comprendono le fasi di estrazione da uno o più campioni biologici isolati, purificazione ed amplificazione di acidi nucleici e dove dette fasi sono effettuate all’interno del reattore microfluidico 10 o - carry out analyzes of gene variants, for example aimed at the diagnosis / prognosis or epidemiology, or quantification / qualification of gene transcripts, where said analyzes include the steps of extraction from one or more isolated human or animal biological samples, purification and amplification of nucleic acids and where said steps are carried out inside the microfluidic reactor 10; o to identify the presence of the genome of pathogens in human or animal biological samples, where said analyzes include the steps of extraction from one or more isolated biological samples, purification and amplification of nucleic acids and where said steps are carried out inside the reactor microfluidic 10 o

- per effettuare procedure di fecondazione in vitro o - to carry out in vitro fertilization procedures or

- per coltivare cellule aderenti in condizione controllate e/o per misurare nel tempo parametri biologici/biochimici specifici delle cellule coltivate nel reattore microfluidico 10 e/o per valutare nel tempo l’effetto di trattamenti farmacologici in cellule aderenti coltivate in vitro nel reattore microfluidico 10 o - to cultivate adherent cells under controlled conditions and / or to measure over time specific biological / biochemical parameters of the cells grown in the microfluidic reactor 10 and / or to evaluate over time the effect of pharmacological treatments in adherent cells grown in vitro in the microfluidic reactor 10 or

- per purificare e quantificare proteine estratte da campioni biologici immessi nel reattore microfluidico 10 o da cellule coltivate in vitro nel reattore microfluidico 10. - to purify and quantify proteins extracted from biological samples fed into the microfluidic reactor 10 or from cells grown in vitro in the microfluidic reactor 10.

Prima forma di realizzazione First embodiment

Una prima forma di realizzazione (cfr. figg. 5,6) può essere utilizzata per l’identificazione di varianti di significato diagnostico/prognostico/epidemiologico e per la qualificazione/quantificazione di trascritti genici o per identificare la presenza del genoma di agenti patogeni in campioni biologici umani o animali. Opportunamente, pertanto, all’interno del reattore 10 si realizzano l’estrazione di acidi nucleici (DNA o RNA) a partire da campioni biologici di varia natura (quali sangue, plasma, tessuti), eventualmente l’RT-PCR e l’amplificazione di specifiche regioni di DNA/cDNA in maniera completamente automatizzata. A first embodiment (see Figs. 5,6) can be used for the identification of variants of diagnostic / prognostic / epidemiological significance and for the qualification / quantification of gene transcripts or to identify the presence of the genome of pathogens in human or animal biological samples. Conveniently, therefore, inside the reactor 10 the extraction of nucleic acids (DNA or RNA) is carried out starting from biological samples of various kinds (such as blood, plasma, tissues), possibly RT-PCR and amplification of specific DNA / cDNA regions in a fully automated way.

In questa prima forma di realizzazione il reattore 10 ha forma di un parallelepipedo con i vertici smussati e di dimensioni esterne ad esempio di circa 56.5 mm (larghezza), 35 mm (profondità) e 3.5 mm (altezza) In this first embodiment the reactor 10 has the shape of a parallelepiped with rounded vertices and of external dimensions for example of about 56.5 mm (width), 35 mm (depth) and 3.5 mm (height)

In particolare, in tal caso, il reattore 10 si compone di una camera di estrazione 301 e di un numero variabile di camere di reazione 501, 502, 503 unite da condotti di collegamento 32 muniti di valvola anti-reflusso. Il numero di camere di reazione 501, 502, 503 può opportunamente variare in base al numero di analisi che vengono effettuate contestualmente. In particolare, nelle figure 5 e 6 è rappresentato il modello con tre camere di reazione 501, 502 e 503. In particular, in this case, the reactor 10 consists of an extraction chamber 301 and a variable number of reaction chambers 501, 502, 503 joined by connecting pipes 32 equipped with an anti-reflux valve. The number of reaction chambers 501, 502, 503 can suitably vary according to the number of analyzes which are carried out at the same time. In particular, figures 5 and 6 show the model with three reaction chambers 501, 502 and 503.

Indipendentemente dal numero di camere di reazione 501, 502, 503, la camera di estrazione 301 ha vantaggiosamente forma di prisma con base romboidale e angoli arrotondati, per agevolare la fluidodinamica ed evitare ristagno di liquidi in prossimità degli angoli. Regardless of the number of reaction chambers 501, 502, 503, the extraction chamber 301 advantageously has the shape of a prism with a rhomboidal base and rounded corners, to facilitate fluid dynamics and avoid stagnation of liquids near the corners.

Preferibilmente, la camera di estrazione 301 ha una base con dimensione di circa 28x18 mm e altezza di circa 2 mm, per contenere così circa 1000 µl di volume fluidico. Preferibilmente, inoltre, ciascuna camera di reazione 501, 502, 503 è di forma cilindrica con base di circa 4 mm di diametro ed altezza di circa 2 mm, per definire così un volume di circa 25 µl. Preferably, the extraction chamber 301 has a base with a size of about 28x18 mm and a height of about 2 mm, to thus contain about 1000 µl of fluidic volume. Preferably, moreover, each reaction chamber 501, 502, 503 is cylindrical in shape with a base of about 4 mm in diameter and a height of about 2 mm, to thus define a volume of about 25 µl.

Alla camera di estrazione 301 afferiscono: The extraction chamber 301 includes:

- due primi canali bidirezionali 511, 516 per l’ingresso/uscita del/i fluido/fluidi da trattare da/verso il reattore 10; in particolare, i due canali 511 e 516 sono situati a due estremità opposte del romboide che definisce la camera di estrazione 301, e - two first bidirectional channels 511, 516 for the inlet / outlet of the fluid / fluids to be treated from / to the reactor 10; in particular, the two channels 511 and 516 are located at two opposite ends of the rhomboid which defines the extraction chamber 301, and

- quattro secondi canali 512, 513, 514 e 515 per l’immissione dei reagenti entro detta camera 301; detti canali sono vantaggiosamente dotati di valvole anti-reflusso e sono localizzati sul lato opposto rispetto al condotto di collegamento 32 della camera di estrazione 301 alla prima camera di reazione 501. - four second channels 512, 513, 514 and 515 for the introduction of reagents into said chamber 301; said channels are advantageously provided with anti-reflux valves and are located on the opposite side with respect to the duct 32 connecting the extraction chamber 301 to the first reaction chamber 501.

È inteso che il numero di secondi canali 512, 513, 514 e 515 di immissione dei reagenti possa essere opportunamente definito in base al numero di reagenti che devono essere introdotti nella camera di estrazione 301. It is understood that the number of second reagent input channels 512, 513, 514 and 515 can be suitably defined based on the number of reagents to be introduced into the extraction chamber 301.

Una serie di corrispondenti condotti 32 collegano la camera di estrazione 301 alla prima camera di reazione 501, quest’ultima alla seconda camera di reazione 502, nonché quest’ultima alla terza camera di reazione 503. Opportunamente, in questo modo, i fluidi da trattare ed i reagenti immessi nella camera di estrazione 301 attraversano in sequenza la prima camera di reazione 501, la seconda camera di reazione 502 e la terza camera di reazione 503. A series of corresponding ducts 32 connect the extraction chamber 301 to the first reaction chamber 501, the latter to the second reaction chamber 502, and the latter to the third reaction chamber 503. In this way, the fluids to be treated suitably and the reactants introduced into the extraction chamber 301 pass in sequence the first reaction chamber 501, the second reaction chamber 502 and the third reaction chamber 503.

A ciascuna camera di reazione 501, 502 e 503 afferisce un corrispondente terzo canale - rispettivamente 517, 518 e 519 - per l’immissione di ulteriore campione biologico e/o di reagenti entro la corrispondente camera. Vantaggiosamente, ciascun terzo canale è dotato di valvola-anti reflusso. Each reaction chamber 501, 502 and 503 is connected to a corresponding third channel - respectively 517, 518 and 519 - for the introduction of further biological sample and / or reagents into the corresponding chamber. Advantageously, each third channel is equipped with an anti-reflux valve.

Inoltre, dalla terza camera di reazione 503, si diparte un canale di efflusso 510 per il materiale di scarto, anch’esso preferibilmente dotato di valvola-anti reflusso. In addition, from the third reaction chamber 503, an outflow channel 510 for the waste material departs, also preferably equipped with an anti-reflux valve.

Preferibilmente, i suddetti canali del reattore 10 hanno un diametro di circa 0,8 mm. Preferably, the aforesaid channels of the reactor 10 have a diameter of about 0.8 mm.

Seconda forma di realizzazione Second embodiment

Una seconda forma di realizzazione (cfr. figg. 7, 8, 9) del reattore 10 può essere utilizzata per procedure di fecondazione in vitro che non prevedano l’iniezione intracitoplasmatica degli spermatozoi (ICSI). In questa forma di realizzazione il reattore 10 consente l’immissione dei gameti e la crescita dello zigote fino alla fase di 8-16 cellule in un ambiente sterile, con temperatura e tensione di CO2 controllate. A second embodiment (see Figs. 7, 8, 9) of the reactor 10 can be used for in vitro fertilization procedures that do not involve intracytoplasmic sperm injection (ICSI). In this embodiment, the reactor 10 allows the entry of gametes and the growth of the zygote up to the phase of 8-16 cells in a sterile environment, with controlled CO2 temperature and voltage.

Il reattore 10 in questa forma di realizzazione ha forma di un parallelepipedo di dimensioni esterne ad esempio di circa 56.5 mm (larghezza), 35 mm (profondità) e 4 mm (altezza), e si compone di almeno una, preferibilmente tre, camere di fecondazione 601, eventualmente collegate fra di loro da una serie di condotti 32. Nelle figure 7, 8, 9 è rappresentato il modello con tre camere di fecondazione 601 ma è inteso che potrebbe esserci anche una sola camera. The reactor 10 in this embodiment has the shape of a parallelepiped with external dimensions for example of about 56.5 mm (width), 35 mm (depth) and 4 mm (height), and consists of at least one, preferably three, chambers of fertilization 601, possibly connected to each other by a series of ducts 32. Figures 7, 8, 9 show the model with three fertilization chambers 601 but it is understood that there could also be only one chamber.

In tali camere di fecondazione 601, avviene la fecondazione e la coltivazione degli embrioni fino all’impianto in utero. Il numero di camere di fecondazione 601 è variabile a seconda del numero di embrioni che vengono coltivati simultaneamente (un embrione per ciascuna camera). Indipendentemente dal loro numero, ciascuna camera di fecondazione 601 può avere forma di prisma con base romboidale e lati arrotondati, per agevolare la fluidodinamica ed evitare ristagno di liquidi in prossimità degli angoli. Ad esempio, le camere di fecondazione hanno dimensioni della base di circa 28x18 mm ed altezza di circa 1 mm, per un volume di circa 500 µl. In these fertilization chambers 601, the fertilization and cultivation of embryos takes place up to implantation in the uterus. The number of fertilization chambers 601 varies according to the number of embryos that are grown simultaneously (one embryo for each chamber). Regardless of their number, each fertilization chamber 601 can have the shape of a prism with a rhomboidal base and rounded sides, to facilitate fluid dynamics and avoid stagnation of liquids near the corners. For example, the fertilization chambers have base dimensions of approximately 28x18 mm and a height of approximately 1 mm, for a volume of approximately 500 µl.

Ciascuna camera 601 presenta centralmente una porzione 602 che è opportunamente depressa rispetto alla restante parte della camera 601. In particolare, la porzione 602 è di forma cilindrica (preferibilmente con altezza 1.6 mm e diametro 9 mm, per un volume approssimativo 125 µl), all’interno della quale vengono deposti i gameti. Each chamber 601 has a central portion 602 which is suitably depressed with respect to the remaining part of the chamber 601. In particular, the portion 602 is cylindrical in shape (preferably with a height of 1.6 mm and a diameter of 9 mm, for an approximate volume of 125 µl). interior of which the gametes are deposited.

Ciascuna camera di fecondazione 601 è dotata di un ulteriore condotto 630 per il deposito dei gameti. In particolare, ciascun ulteriore condotto 630 è collegato ad una corrispondente porzione 602. Inoltre, opportunamente, detto ulteriore condotto 630 viene chiuso e sigillato prima dell’alloggiamento del reattore 10 nel dispositivo 1. Each fertilization chamber 601 is equipped with a further conduit 630 for depositing the gametes. In particular, each further duct 630 is connected to a corresponding portion 602. Furthermore, suitably, said further duct 630 is closed and sealed before housing the reactor 10 in the device 1.

Opportunamente nel caso di una forma di realizzazione che comprenda più camere di fecondazione 601 connesse in serie, è previsto un quarto canale 603 (che è collegato ad una prima camera di fecondazione 601) per l’immissione del terreno di coltura ed un quinto canale di efflusso 604 che è collegato ad un’altra camera di fecondazione 601. Conveniently in the case of an embodiment which comprises several fertilization chambers 601 connected in series, a fourth channel 603 is provided (which is connected to a first fertilization chamber 601) for the introduction of the culture medium and a fifth outflow 604 which is connected to another fertilization chamber 601.

Inoltre, opportunamente le camere di fecondazione 601 sono in collegamento fluidico fra di loro mediante condotti 32. Preferibilmente, i condotti di collegamento 32 sono in pendenza dall’alto verso il basso secondo la direzione del flusso e ciò al fine di ridurre il rischio di intrappolamento di bolle d’aria. Furthermore, the fertilization chambers 601 are conveniently connected to each other by means of ducts 32. Preferably, the connecting ducts 32 slope from top to bottom according to the direction of the flow, in order to reduce the risk of entrapment. of air bubbles.

Opportunamente, in una forma di realizzazione non rappresentata in cui è prevista una sola camera di fecondazione 601, il quarto canale di immissione 603 ed il quinto canale di efflusso 604 sono entrambi collegati alla medesima camera di fecondazione 601. Conveniently, in an embodiment not shown in which a single fertilization chamber 601 is provided, the fourth inlet channel 603 and the fifth outflow channel 604 are both connected to the same fertilization chamber 601.

Terza forma di realizzazione Third embodiment

In una terza forma di realizzazione (cfr. figg. 10, 11) il reattore 10 può essere configurato per l’effettuazione di metodiche sperimentali che prevedano la coltivazione di cellule aderenti in condizione controllate di temperatura, tensione di CO2 e mezzo di coltura e/o per misurare nel tempo parametri biologici/biochimici specifici delle cellule coltivate nel reattore 10 e/o per valutare nel tempo l’effetto di trattamenti farmacologici in cellule aderenti coltivate in vitro nel reattore 10 In a third embodiment (see Figs. 10, 11) the reactor 10 can be configured for carrying out experimental methods which provide for the cultivation of adherent cells under controlled conditions of temperature, CO2 tension and culture medium and / o to measure over time specific biological / biochemical parameters of cells cultured in reactor 10 and / or to evaluate over time the effect of pharmacological treatments in adherent cells cultured in vitro in reactor 10

Il reattore 10 ha forma di un parallelepipedo di dimensioni esterne ad esempio di circa 56.5 mm (larghezza), 35 mm (profondità) e 3.5 mm (altezza). The reactor 10 has the shape of a parallelepiped with external dimensions for example of about 56.5 mm (width), 35 mm (depth) and 3.5 mm (height).

Il reattore 10 secondo questa forma di realizzazione si compone di una o più camere di coltura 701 non comunicanti tra loro. Il numero di camere di coltura varia in base al numero di condizioni sperimentali che vengono analizzate contestualmente. Nelle figure 10, 11 è rappresentato il modello con tre camere di coltura 701. The reactor 10 according to this embodiment consists of one or more culture chambers 701 not communicating with each other. The number of culture chambers varies according to the number of experimental conditions that are analyzed at the same time. Figures 10, 11 show the model with three culture chambers 701.

Le camere di coltura 701 hanno preferibilmente forma di prisma con base romboidale e lati arrotondati e ciò al fine di agevolare la fluidodinamica ed evitare ristagno di liquidi in prossimità degli angoli. Preferibilmente, le camere di coltura 701 presentano una base di circa 25x15 mm e altezza di circa 2 mm, in modo da definire un volume di circa 750 µl. The culture chambers 701 preferably have the shape of a prism with a rhomboidal base and rounded sides, in order to facilitate fluid dynamics and avoid stagnation of liquids near the corners. Preferably, the culture chambers 701 have a base of about 25x15 mm and a height of about 2 mm, so as to define a volume of about 750 µl.

Ciascuna camera di coltura 701 è dotata di un canale 703 di accesso per il deposito delle cellule. A ciascuna camera di coltura 701 sono collegati due canali, rispettivamente un sesto canale 704 di afflusso del terreno di coltura ed un settimo canale 714 di efflusso del terreno di coltura. Each culture chamber 701 is provided with an access channel 703 for cell storage. Two channels are connected to each culture chamber 701, respectively a sixth channel 704 for the inflow of the culture medium and a seventh channel 714 for the outflow of the culture medium.

Opportunamente, i canali 703, 704 e 714 possono essere dotati di valvole anti-reflusso. Tutti i canali 703, 714 hanno preferibilmente un diametro di 0,8 mm. Conveniently, the channels 703, 704 and 714 can be equipped with anti-reflux valves. All channels 703, 714 preferably have a diameter of 0.8 mm.

Vantaggiosamente, per i modelli di reattore 10 che comprendono più di 3 camere di coltura 701, le dimensioni delle camere stesse si possono ridurre ad esempio a 25x8 mm di base e 2 mm di altezza, con un volume pari a circa 400 µl. Advantageously, for the reactor models 10 which comprise more than 3 culture chambers 701, the dimensions of the chambers themselves can be reduced, for example, to 25x8 mm at the base and 2 mm in height, with a volume of about 400 µl.

Quarta forma di realizzazione Fourth embodiment

In una quarta forma di realizzazione (cfr. figg. 12, 13) il reattore 10 può essere configurato per l’effettuazione di metodiche che prevedano purificazione e quantificazione di proteine di interesse dello sperimentatore, estratte da campioni biologici immessi nel reattore o da cellule coltivate in vitro nel reattore stesso, e sottoposte a varie condizioni sperimentali e/o per misurare nel tempo parametri biologici/biochimici specifici delle cellule coltivate nel reattore 10 e/o per valutare nel tempo l’effetto di trattamenti farmacologici in cellule aderenti coltivate in vitro nel reattore 10 In a fourth embodiment (see Figs. 12, 13) the reactor 10 can be configured for carrying out methods that provide for the purification and quantification of proteins of interest to the experimenter, extracted from biological samples introduced into the reactor or from cultured cells in vitro in the reactor itself, and subjected to various experimental conditions and / or to measure over time specific biological / biochemical parameters of the cells cultured in the reactor 10 and / or to evaluate over time the effect of pharmacological treatments in adherent cells cultured in vitro in the reactor 10

Il reattore 10 in questa quarta forma di realizzazione ha forma di un parallelepipedo di dimensioni esterne di 56.5 mm (larghezza), 35 mm (profondità), 2,5 mm (altezza), e comprende una o più camere analitiche (rispettivamente 801, 802 e 803) non comunicanti tra loro. Il numero di camere analitiche può opportunamente variare in base al numero di condizioni sperimentali che vengono analizzate contestualmente. Nelle figure 12, 13 è rappresentato il modello con tre camere analitiche 801, 802, 803. The reactor 10 in this fourth embodiment has the shape of a parallelepiped with external dimensions of 56.5 mm (width), 35 mm (depth), 2.5 mm (height), and comprises one or more analytical chambers (respectively 801, 802 and 803) not communicating with each other. The number of analytical chambers can suitably vary according to the number of experimental conditions that are analyzed at the same time. Figures 12, 13 show the model with three analytical chambers 801, 802, 803.

Le camere analitiche 801, 802, 803 hanno forma sostanzialmente prismatica con base romboidale e lati arrotondati, per agevolare la fluidodinamica ed evitare ristagno di liquidi in prossimità degli angoli e misurano ad esempio: base di circa 25x15 mm e altezza circa 1 mm, circa 375 µl di volume. The analytical chambers 801, 802, 803 have a substantially prismatic shape with a rhomboidal base and rounded sides, to facilitate fluid dynamics and avoid stagnation of liquids near the corners and measure for example: base of about 25x15 mm and height of about 1 mm, about 375 µl of volume.

A ciascuna camera analitica 801, 802 e 803 è collegato: To each analytical chamber 801, 802 and 803 is connected:

- un corrispondente canale – rispettivamente 804, 805, 806 - ad esempio per il caricamento del campione biologico, - a corresponding channel - respectively 804, 805, 806 - for example for loading the biological sample,

- un corrispondente canale – rispettivamente 823, 824, 825 - per l’efflusso dei vari reagenti, e - a corresponding channel - respectively 823, 824, 825 - for the outflow of the various reagents, and

- una pluralità di canali 811-822 per l’immissione di mezzi di coltura/reagenti; - a plurality of channels 811-822 for the input of culture media / reagents;

ad esempio, sono previsti quattro canali per ciascuna camera analitica 801, 802, 803. for example, four channels are provided for each analytical chamber 801, 802, 803.

Opportunamente, i canali 811-822 sono dotati di valvole anti-reflusso. Tutti i canali 804-825 hanno preferibilmente un diametro di 0,8 mm. Conveniently, channels 811-822 are equipped with anti-reflux valves. All channels 804-825 preferably have a diameter of 0.8 mm.

Vantaggiosamente, per i modelli di reattore 10 che comprendono più di tre camere analitiche, le dimensioni di quest’ultime si possono ridurre ad esempio 25x8 mm di base e 1 mm di altezza, con un volume pari a circa 200 µl. Advantageously, for reactor 10 models that include more than three analytical chambers, the dimensions of the latter can be reduced, for example, to 25x8 mm at the base and 1 mm in height, with a volume of about 200 µl.

Esempi di applicazione Application examples

A titolo di esempio, seguono alcuni protocolli dettagliati di alcune possibili applicazioni del dispositivo 1 secondo la presente invenzione. I reagenti, i kit, le sonde, le sequenze, i terreni di coltura, gli anticorpi esemplificati di seguito possono essere sostituite con elementi noti all’esperto dell’arte e/o equivalenti. By way of example, some detailed protocols of some possible applications of the device 1 according to the present invention follow. The reagents, kits, probes, sequences, culture media, antibodies exemplified below can be replaced with elements known to the skilled in the art and / or equivalent.

Esempio 1: Test molecolare per la presenza/assenza della variante allelica ε4 del gene APOE, su DNA estratto da campioni di sangue periferico Example 1: Molecular test for the presence / absence of the allelic variant ε4 of the APOE gene, on DNA extracted from peripheral blood samples

Questa applicazione prevede l’utilizzo del reattore nella prima forma di realizzazione e comprende una fase di lisi cellulare, una fase di estrazionepurificazione del DNA ed una fase di amplificazione di una sequenza target. This application involves the use of the reactor in the first embodiment and includes a cell lysis step, a DNA purification extraction step and a target sequence amplification step.

Il gene APOE è presente nell’Uomo in tre principali varianti alleliche, codificanti per proteine che differiscono tra loro in due soli residui amminoacidici. La presenza di una o delle altre varianti modifica il rischio individuale di sviluppare, tra le altre, la malattia di Alzheimer, che costituisce la forma di demenza più frequente nella popolazione generale. I tre alleli più comuni nella popolazione generale sono indicati come ε2, ε3 ed ε4. Di questi, l’allele ε4 aumenta in maniera consistente il rischio di malattia di Alzheimer, da 4 a 10 volte rispetto alla popolazione generale. I tre alleli sono determinati da due SNP, una transizione T-C (rs429358, chr19:44908684, GRCh38.p12) che ha una frequenza allelica di circa 0.15, ed una C-T (rs7412, chr19:44908822, GRCh38.p12) con frequenza allelica pari a circa 0.05. Le diverse combinazioni dei due SNP determinano i tre alleli. The APOE gene is present in humans in three main allelic variants, coding for proteins that differ from each other in only two amino acid residues. The presence of one or the other variants modifies the individual risk of developing Alzheimer's disease, among others, which is the most frequent form of dementia in the general population. The three most common alleles in the general population are referred to as ε2, ε3 and ε4. Of these, the ε4 allele significantly increases the risk of Alzheimer's disease, from 4 to 10 times compared to the general population. The three alleles are determined by two SNPs, a T-C transition (rs429358, chr19: 44908684, GRCh38.p12) which has an allelic frequency of about 0.15, and a C-T (rs7412, chr19: 44908822, GRCh38.p12) with an even allelic frequency about 0.05. The different combinations of the two SNPs determine the three alleles.

Il protocollo implementato consente, partendo da campioni di sangue periferico o di altro tessuto, di effettuare estrazione e amplificazione del DNA genomico, e di determinare il genotipo al locus APOE, in maniera del tutto automatizzata. La strategia sperimentale è schematizzata nella figura 14. The implemented protocol allows, starting from peripheral blood or other tissue samples, to perform genomic DNA extraction and amplification, and to determine the genotype at the APOE locus, in a fully automated manner. The experimental strategy is schematized in Figure 14.

Per estrazione e purificazione del DNA viene utilizzato il MagMAX™ DNA Multi-Sample kit (Applied Biosystems/Thermo Fisher) secondo il protocollo 4425070, modificato per adattarsi ai volumi e ai materiali del dispositivo 1. For DNA extraction and purification the MagMAX ™ DNA Multi-Sample kit (Applied Biosystems / Thermo Fisher) is used according to protocol 4425070, modified to suit the volumes and materials of the device 1.

In particolare, vengono effettuate le seguenti operazioni: In particular, the following operations are carried out:

1) Il dispositivo 1 viene inizializzato e allestito con dodici siringhe 4: 1) Device 1 is initialized and equipped with twelve syringes 4:

- siringa n°1: Protein Kinase (PK) buffer/enzyme mix, connessa tramite il canale 512 alla camera di estrazione 301 del reattore 10, - syringe n ° 1: Protein Kinase (PK) buffer / enzyme mix, connected via channel 512 to the extraction chamber 301 of reactor 10,

- siringa n°2: buffer di lisi, connessa mediante un canale 513 alla camera di estrazione 301 del reattore 10, - syringe n ° 2: lysis buffer, connected by means of a channel 513 to the extraction chamber 301 of the reactor 10,

- siringa n°3: biglie paramagnetiche, connessa tramite il canale 513 alla camera di estrazione 301 del reattore 10, - syringe n ° 3: paramagnetic beads, connected through channel 513 to the extraction chamber 301 of reactor 10,

- siringa n°4: isopropanolo 100%, connessa tramite il canale 514 alla camera di estrazione 301 del reattore 10, - syringe n ° 4: 100% isopropanol, connected through the channel 514 to the extraction chamber 301 of the reactor 10,

- siringa n°5: wash buffer 1 con isopropanolo, tramite il canale 514 alla camera di estrazione 301 del reattore 10, - syringe n ° 5: wash buffer 1 with isopropanol, through the channel 514 to the extraction chamber 301 of the reactor 10,

- siringa n°6: wash buffer 2 con etanolo, tramite il canale 514 alla camera di estrazione 301 del reattore 10, - syringe n ° 6: wash buffer 2 with ethanol, through the channel 514 to the extraction chamber 301 of the reactor 10,

- siringa n°7: elution buffer, connessa tramite il canale 515 alla camera di estrazione 301 del reattore 10, - syringe n ° 7: elution buffer, connected through the channel 515 to the extraction chamber 301 of the reactor 10,

- siringhe n° 8 e n° 9: vuote, connesse tramite i canali 511, 516 alla camera di estrazione 301 del reattore 10, - syringes n ° 8 and n ° 9: empty, connected through the channels 511, 516 to the extraction chamber 301 of the reactor 10,

- siringa n°10: Taqman Mastermix II 1X (ThermoFisher PN 4440040); 900 nM dei primer APOE-c.364-F e APOE-c.417-R; 200 nM delle sonde APOE-c.381-T e APOE-c.381-C; H2O tramite il canale 517 alla prima camera di reazione 501, - syringe n ° 10: Taqman Mastermix II 1X (ThermoFisher PN 4440040); 900 nM of the APOE-c.364-F and APOE-c.417-R primers; 200 nM of the APOE-c.381-T and APOE-c.381-C probes; H2O via channel 517 to the first reaction chamber 501,

- siringa n°11: Taqman Mastermix II 1X (ThermoFisher PN 4440040); 900 nM dei primer APOE-c.500-F e APOE-c.550-R; 200 nM delle sonde APOE-c.519-C e APOE-c.517-T; H2O a volume collegata tramite il canale 518 della seconda camera di reazione 502, - syringe n ° 11: Taqman Mastermix II 1X (ThermoFisher PN 4440040); 900 nM of the APOE-c.500-F and APOE-c.550-R primers; 200 nM of the APOE-c.519-C and APOE-c.517-T probes; Volume H2O connected via channel 518 of the second reaction chamber 502,

- siringa n°12: vuota, collegata al canale 510 della terza camera 503. Opportunamente, potrebbero essere utilizzati reagenti diversi da quelli indicati, purché equivalenti. Opportunamente, potrebbero essere utilizzate sonde differenti da quelle Taqman o anche sonde oligonucleotidiche con nucleotidi modificati (ad esempio LNA o simili). Inoltre, opportunamente, questa applicazione è da ritenersi a puro titolo esemplificativo, poiché lo stesso approccio sperimentale potrebbe essere usato per l’identificazione di qualsiasi variante genomica costituzionale od acquisita. - syringe n ° 12: empty, connected to channel 510 of the third chamber 503. Reagents other than those indicated could conveniently be used, provided they are equivalent. Conveniently, probes other than Taqman probes or even oligonucleotide probes with modified nucleotides (for example LNA or the like) could be used. Furthermore, appropriately, this application is to be considered purely by way of example, since the same experimental approach could be used for the identification of any constitutional or acquired genomic variant.

2) Al di fuori del dispositivo 1, l’operatore inserisce tramite una siringa con ago 100 µl di sangue intero (con anticoagulante) nella camera di estrazione 301 del reattore 10, utilizzando il canale 511. 2) Outside the device 1, the operator inserts, using a syringe with a needle, 100 µl of whole blood (with anticoagulant) into the extraction chamber 301 of the reactor 10, using the channel 511.

3) Il reattore contenente il sangue intero viene inserito nella corrispondente sede incavata 17 prevista nel dispositivo 1 e viene avviato il protocollo di estrazione ed analisi. 3) The reactor containing the whole blood is inserted into the corresponding recessed seat 17 provided in the device 1 and the extraction and analysis protocol is started.

4) A questo punto inizia la fase di estrazione del DNA. Lo step iniziale consiste nell’iniezione nella camera di estrazione 301 di 100 µl di soluzione, attraverso la siringa n°1 collegata tramite il canale 512. La siringa n°8 collegata tramite il canale 511 aspira un egual volume. Durante questa fase avviene la digestione delle proteine. 4) At this point the DNA extraction phase begins. The initial step consists in injecting 100 µl of solution into the extraction chamber 301, through syringe No. 1 connected through channel 512. Syringe No. 8 connected through channel 511 draws an equal volume. During this phase the digestion of proteins takes place.

5) La soluzione viene resa omogenea mediante miscelazione per pipettamento tra le siringhe n°8 e n°9 collegate tramite i canali 511 e 516. 5) The solution is made homogeneous by mixing by pipetting between syringes n ° 8 and n ° 9 connected through channels 511 and 516.

6) Il campione viene quindi incubato per 20 minuti a 65° C, mediante il riscaldamento effettuato dall’unità riscaldante e/o refrigerante 16. 6) The sample is then incubated for 20 minutes at 65 ° C, by heating carried out by the heating and / or refrigerating unit 16.

7) Lo step successivo consiste in una fase di lisi cellulare, ottenuta mediante iniezione di 300 µl nella camera di estrazione 301, attraverso la siringa n°2 collegata tramite il canale numero 513. La siringa n°8 collegata tramite il canale 511 aspira un egual volume. 7) The next step consists in a phase of cell lysis, obtained by injection of 300 µl into the extraction chamber 301, through the syringe n ° 2 connected through the channel number 513. The syringe n ° 8 connected through the channel 511 sucks a equal volume.

8) La soluzione viene resa omogenea mediante miscelazione per pipettamento tra le siringhe n°8 e n°9, collegate rispettivamente tramite i canali 511 e 516. 8) The solution is made homogeneous by mixing by pipetting between syringes n ° 8 and n ° 9, connected respectively through channels 511 and 516.

9) Vengono pipettati 20 µl di soluzione contenente biglie paramagnetiche attraverso la siringa n°3 collegata tramite il canale numero 513. Il campione viene reso omogeneo tramite movimentazione mediante le siringhe n°8 e n°9 collegate tramite i canali 511 e 516. Questo passaggio consente il legame del DNA alle biglie paramagnetiche. 9) 20 µl of solution containing paramagnetic beads are pipetted through syringe n ° 3 connected through channel number 513. The sample is made homogeneous by handling it through syringes n ° 8 and n ° 9 connected through channels 511 and 516. This step allows DNA binding to paramagnetic beads.

10) Vengono iniettati 400 µl di isopropanolo 100% (siringa n°4, canale 514) per favorire la precipitazione degli acidi nucleici e il loro legame alle biglie paramagnetiche. La siringa n°8 collegata tramite il canale 511 aspira un egual volume. 10) 400 µl of 100% isopropanol are injected (syringe n ° 4, channel 514) to favor the precipitation of nucleic acids and their binding to the paramagnetic beads. The syringe n ° 8 connected through the channel 511 draws an equal volume.

11) La soluzione viene resa omogenea mediante miscelazione per pipettamento tra le siringhe n°8 e n°9 collegate tramite i canali 511 e 516. 11) The solution is made homogeneous by mixing by pipetting between syringes n ° 8 and n ° 9 connected through channels 511 and 516.

12) Viene attivato l’elettromagnete 20 ed il campione viene incubato per 5 minuti a temperatura ambiente. 12) The electromagnet 20 is activated and the sample is incubated for 5 minutes at room temperature.

13) Con l’elettromagnete 20 ancora attivo, il sovranatante viene lentamente aspirato attraverso la siringa n°8 collegata tramite il canale 511. La valvola di immissione dell’aria è aperta. 13) With the electromagnet 20 still active, the supernatant is slowly aspirated through the syringe No. 8 connected via channel 511. The air inlet valve is open.

14) Iniziano le fasi di lavaggio: iniezione di 150 µl di soluzione Wash1 (contenente isopropanolo) (siringa n°5, canale 514), con l’elettromagnete 20 acceso. La siringa n°9 collegata tramite il canale 516 aspira un egual volume. 14) The washing phases begin: injection of 150 µl of Wash1 solution (containing isopropanol) (syringe No. 5, channel 514), with the electromagnet 20 on. Syringe n ° 9 connected via channel 516 draws an equal volume.

15) Il campione viene incubato per un minuto a temperatura ambiente. 15) The sample is incubated for one minute at room temperature.

16) Il sovranatante viene lentamente aspirato attraverso la siringa n°9 collegata tramite il canale 516. 16) The supernatant is slowly aspirated through syringe n ° 9 connected via channel 516.

17) Vengono ripetuti gli step 14, 15 e 16. 17) Steps 14, 15 and 16 are repeated.

18) Vengono quindi iniettati 150 µl di soluzione Wash2 (siringa n°6, canale 514). La siringa n°9 collegata tramite il canale 516 aspira un egual volume. 18) 150 µl of Wash2 solution are then injected (syringe n ° 6, channel 514). Syringe n ° 9 connected via channel 516 draws an equal volume.

19) Il campione viene incubato per un minuto a temperatura ambiente. 19) The sample is incubated for one minute at room temperature.

20) Il sovranatante viene lentamente aspirato attraverso la siringa n°9 collegata tramite il canale 516. 20) The supernatant is slowly aspirated through syringe n ° 9 connected via channel 516.

21) Vengono ripetuti gli step 18, 19 e 20. 21) Steps 18, 19 and 20 are repeated.

22) L’etanolo residuo viene fatto evaporare mediante aspirazione di aria attraverso la siringa n°8 collegata tramite il canale 511 ed apertura della valvola di immissione dell’aria. 22) The residual ethanol is evaporated by aspirating air through the syringe No. 8 connected via channel 511 and opening the air inlet valve.

23) Vengono iniettati 150 µl di buffer di eluizione ed incubati per 5 minuti a temperatura ambiente (siringa n°7, canale 515). La siringa n°9 collegata tramite il canale 516 aspira un egual volume. In questo modo il DNA viene distaccato dalle biglie paramagnetiche. L’elettromagnete 20 rimane attivo. 23) 150 µl of elution buffer are injected and incubated for 5 minutes at room temperature (syringe n ° 7, channel 515). Syringe n ° 9 connected via channel 516 draws an equal volume. In this way the DNA is detached from the paramagnetic beads. The electromagnet 20 remains active.

24) L’eluato viene aspirato nelle tre camere di reazione attraverso il canale 510 e ciò fino a riempimento delle 3 camere di reazione 501, 502, 503. La valvola di immissione dell’aria è aperta. 24) The eluate is sucked into the three reaction chambers through channel 510 and this until the 3 reaction chambers 501, 502, 503 are filled. The air inlet valve is open.

25) Attraverso il canale 517 dalla siringa n°10 vengono iniettati 15 µl di mix di reazione nella camera di reazione 501. La siringa n°12 collegata tramite il canale 510 aspira un egual volume. 25) Through channel 517 from syringe n ° 10 15 µl of reaction mix are injected into reaction chamber 501. Syringe n ° 12 connected through channel 510 draws an equal volume.

26) Attraverso il canale 519 vengono iniettati dalla siringa n°11 nella camera di reazione 503, 15 µl di mix di reazione. La siringa n°12 collegata tramite il canale 510 aspira un egual volume. 26) Through channel 519 15 µl of reaction mix are injected from syringe n ° 11 into reaction chamber 503. The syringe n ° 12 connected through the channel 510 draws an equal volume.

27) viene avviata l’amplificazione del DNA in modalità real-time. Dopo la denaturazione iniziale del DNA genomico (T=95° tempo 10’), vengono effettuati 40 cicli alle seguenti condizioni: 27) DNA amplification is started in real-time mode. After the initial denaturation of the genomic DNA (T = 95 ° time 10 '), 40 cycles are performed under the following conditions:

i. T= 95° tempo 15’’ the. T = 95 ° time 15 ''

ii. T= 60° tempo 60’’ ii. T = 60 ° time 60 ''

28) la fluorescenza, prodotta dalla degradazione della sonda Taqman-MGB, viene misurata e registrata dall’apparato di misurazione ottica 22 durante ogni ciclo di amplificazione. In base al genotipo del soggetto analizzato, si rileva la presenza di fluorocromi diversi nella prima camera 501 e nella terza camera 503 di reazione. In particolare, ciascun allele fornisce i seguenti risultati 28) the fluorescence, produced by the degradation of the Taqman-MGB probe, is measured and recorded by the optical measuring apparatus 22 during each amplification cycle. On the basis of the genotype of the analyzed subject, the presence of different fluorochromes is detected in the first chamber 501 and in the third reaction chamber 503. In particular, each allele gives the following results

Le diverse combinazioni dei fluorofori consentiranno di stabilire il genotipo del soggetto al locus APOE. The different combinations of the fluorophores will allow to establish the genotype of the subject at the APOE locus.

Esempio 2: Test genetico molecolare per la presenza/assenza del gene di fusione BCR/ABL su cDNA di campioni di sangue periferico Example 2: Molecular genetic test for the presence / absence of the BCR / ABL fusion gene on cDNA of peripheral blood samples

Questa applicazione viene effettuata utilizzando il reattore nella prima forma di realizzazione, e si basa sull’estrazione dell’RNA totale da campioni di sangue periferico di pazienti affetti da leucemia mieloide cronica (CML) o linfoblastica acuta. This application is carried out using the reactor in the first embodiment, and is based on the extraction of total RNA from peripheral blood samples of patients with chronic myeloid leukemia (CML) or acute lymphoblastic.

Questo test viene comunemente utilizzato nella pratica clinica per il monitoraggio nel tempo dell’ evoluzione della malattia del paziente e della risposta al trattamento. Marcatore citogenetico classico della leucemia mieloide cronica (ma anche di alcune forme di leucemia linfoblastica acuta, ALL) è la formazione del cromosoma Philadelphia, originato da una traslocazione bilanciata tra un cromosoma 9 ed un cromosoma 22. Tale riarrangiamento citogenetico determina al livello molecolare la formazione di una proteina chimerica di fusione tra il gene BCR (localizzato sul cromosoma 22) ed il dominio tirosin-chinasico del dell’oncogene ABL (localizzato sul cromosoma 9). I punti di rottura osservati nella maggior parte dei pazienti con CML determina la formazione di una proteina chimerica (p210), codificata dal mRNA e13a2 (Fig. 15) con punti di rottura nell’introne 13 BCR e l’introne 1 di ABL. Un prodotto alternativo, codificato dal mRNA e14a2, si ottiene quando il punto di rottura sul cromosoma 22 avviene tra gli esoni 14 e 15 di BCR. Nel 95% dei pazienti con CML si osserva uno dei due trascritti chimerici; nel 5% dei casi possono osservarsi entrambi, per un fenomeno di splicing alternativo. Inoltre, il 50% dei pazienti con ALL Ph+ presentano un gene chimerico tra l’esone 1 di BCR e l’esone 2 di ABL (e1a2); in un 45% dei casi si può osservare lo stesso riarrangiamento presente nei pazienti con CML. This test is commonly used in clinical practice for monitoring the evolution of the patient's disease and response to treatment over time. Classic cytogenetic marker of chronic myeloid leukemia (but also of some forms of acute lymphoblastic leukemia, ALL) is the formation of the Philadelphia chromosome, originating from a balanced translocation between a chromosome 9 and a chromosome 22. This cytogenetic rearrangement determines the formation at the molecular level of a chimeric fusion protein between the BCR gene (located on chromosome 22) and the tyrosine kinase domain of the ABL oncogene (located on chromosome 9). The breaking points observed in most patients with CML determines the formation of a chimeric protein (p210), encoded by the e13a2 mRNA (Fig. 15) with breaking points in intron 13 BCR and intron 1 by ABL. An alternative product, encoded by the e14a2 mRNA, is obtained when the breakpoint on chromosome 22 occurs between exons 14 and 15 of the BCR. One of the two chimeric transcripts is observed in 95% of patients with CML; in 5% of cases both can be observed, due to an alternative splicing phenomenon. In addition, 50% of patients with ALL Ph + have a chimeric gene between exon 1 of BCR and exon 2 of ABL (e1a2); in 45% of cases the same rearrangement present in patients with CML can be observed.

È stato quindi sviluppato un test molecolare che consente di identificare i tre geni chimerici più frequenti, ed abbiamo sviluppato quindi un test con una sensibilità del 95% sia nelle CML che nelle ALL Ph+. La strategia sperimentale è schematizzata nella figura 15. Il trascritto BCR nativo è amplificato come controllo positivo dell’amplificazione. A molecular test was therefore developed that allows the identification of the three most frequent chimeric genes, and we therefore developed a test with a sensitivity of 95% in both CML and ALL Ph +. The experimental strategy is schematized in Figure 15. The native BCR transcript is amplified as a positive control of amplification.

Per l’estrazione dell’RNA totale, viene utilizzato il kit MagMAX™-96 Blood RNA Isolation Kit (ThermoFisher scientific, P/N AM1837) modificato rispetto alle indicazioni del produttore e adattato al reattore molecolare. Lo stesso kit può essere utilizzato per l’estrazione dell’RNA da campioni di tessuti diversi dal sangue intero o da colture cellulari. Opportunamente, per l’estrazione dell’RNA potrebbe essere utilizzato un altro kit noto. Inoltre, opportunamente, questa applicazione è da ritenersi a puro titolo esemplificativo, poiché lo stesso approccio sperimentale potrebbe essere usato per l’identificazione di qualsiasi altro gene di fusione. For the extraction of total RNA, the MagMAX ™ -96 Blood RNA Isolation Kit (ThermoFisher scientific, P / N AM1837) is used, modified with respect to the manufacturer's instructions and adapted to the molecular reactor. The same kit can be used for the extraction of RNA from tissue samples other than whole blood or cell cultures. Conveniently, another known kit could be used for RNA extraction. Furthermore, appropriately, this application is to be considered purely by way of example, since the same experimental approach could be used for the identification of any other fusion gene.

Le fasi del protocollo di estrazione, retro-trascrizione e amplificazione dell’RNA/cDNA sono le seguenti: The steps of the RNA / cDNA extraction, retro-transcription and amplification protocol are as follows:

1) Il dispositivo 1 viene inizializzato e allestito con tredici siringhe: 1) Device 1 is initialized and equipped with thirteen syringes:

- siringa n°1: soluzione di Lysis/Binding Solution, contenente isopropanolo, connessa al canale 512 del reattore 10, - syringe n ° 1: solution of Lysis / Binding Solution, containing isopropanol, connected to channel 512 of reactor 10,

- siringa n°2: biglie paramagnetiche, connessa al canale 513 del reattore 10, - syringe n ° 2: paramagnetic beads, connected to channel 513 of reactor 10,

- siringa n°3: wash buffer 1 con isopropanolo, connessa al canale 514 del reattore 10, - syringe n ° 3: wash buffer 1 with isopropanol, connected to channel 514 of reactor 10,

- siringa n°4: wash buffer 2 con etanolo, connessa al canale 514 del reattore 10, - syringe n ° 4: wash buffer 2 with ethanol, connected to channel 514 of reactor 10,

- siringa n°5: DNAse solution, connessa al canale 514 del reattore 10, - syringe n ° 5: DNAse solution, connected to channel 514 of reactor 10,

- siringa n°6: elution buffer, connessa al canale 515 del reattore 10, - syringe n ° 6: elution buffer, connected to channel 515 of reactor 10,

- siringa n°7 e 8: vuote, connesse ai canali 511 e 516 del reattore 10, - syringe n ° 7 and 8: empty, connected to channels 511 and 516 of reactor 10,

- siringa n°10: mix di reazione 1X (TaqMan® Fast Virus 1-Step Master Mix, Thermofisher Scientific, P/N: 444432); 400 nM dei primer BCR-ex14F e BCR-ex15R; 100 nM della sonda BCR-P; H2O a volume. Connessa al canale 517 della prima camera di reazione 501, - syringe n ° 10: 1X reaction mix (TaqMan® Fast Virus 1-Step Master Mix, Thermofisher Scientific, P / N: 444432); 400 nM of the BCR-ex14F and BCR-ex15R primers; 100 nM of the BCR-P probe; H2O by volume. Connected to channel 517 of the first reaction chamber 501,

- siringa n°11: mix di reazione 1X (TaqMan® Fast Virus 1-Step Master Mix, Thermofisher Scientific, P/N: 444432); 400 nM dei primer BCR-ABLe1a2-F e BCR-ABL-R; 100 nM della sonda BCR-ABLe1a2-P; H2O a volume. Connessa al canale 518 della seconda camera di reazione 502, - syringe n ° 11: 1X reaction mix (TaqMan® Fast Virus 1-Step Master Mix, Thermofisher Scientific, P / N: 444432); 400 nM of the BCR-ABLe1a2-F and BCR-ABL-R primers; 100 nM of the BCR-ABLe1a2-P probe; H2O by volume. Connected to channel 518 of the second reaction chamber 502,

- siringa n°12: mix di reazione 1X (TaqMan® Fast Virus 1-Step Master Mix, Thermofisher Scientific, P/N: 444432); 400 nM dei primer BCRABLe13a2-F, BCR-ABLe14a2-F e BCR-ABL-R; 100 nM delle sonde BCR-ABLe13a2-P e BCR-ABLe14a2-P; H2O a volume. Connessa al canale 519 della terza camera di reazione 503, - syringe n ° 12: 1X reaction mix (TaqMan® Fast Virus 1-Step Master Mix, Thermofisher Scientific, P / N: 444432); 400 nM of BCRABLe13a2-F, BCR-ABLe14a2-F and BCR-ABL-R primers; 100 nM of the BCR-ABLe13a2-P and BCR-ABLe14a2-P probes; H2O by volume. Connected to channel 519 of the third reaction chamber 503,

- siringa n°13: vuota, collegata al canale 510. - syringe n ° 13: empty, connected to channel 510.

2) L’operatore inserisce nella camera di estrazione del reattore molecolare 50 µl di sangue periferico fresco intero con anticoagulante (EDTA, eparina, citrato od altri anticoagulanti è indifferente per la resa del protocollo di estrazione). A questo scopo viene utilizzata una siringa con ago e il campione viene inserito nel reattore attraverso il canale di carico 511. Il reattore contenente il campione viene inserito nell’apposito alloggiamento del dispositivo 1 che era stato precedentemente allestito con le siringhe 4 contenenti i reagenti. 2) The operator inserts 50 µl of fresh whole peripheral blood with anticoagulant into the extraction chamber of the molecular reactor (EDTA, heparin, citrate or other anticoagulants is indifferent to the yield of the extraction protocol). For this purpose, a syringe with a needle is used and the sample is inserted into the reactor through the loading channel 511. The reactor containing the sample is inserted into the special housing of the device 1 that was previously set up with the syringes 4 containing the reagents.

3) Attraverso il canale 512 vengono iniettati 130 µl di soluzione dalla siringa n°1. Un egual volume viene aspirato attraverso la siringa n°7, collegata al canale 511. La soluzione viene miscelata mediante movimentazione attraverso le siringhe 7 e 8, collegate ai canali 511 e 516. 3) 130 µl of solution from syringe n ° 1 are injected through channel 512. An equal volume is aspirated through the syringe n ° 7, connected to the channel 511. The solution is mixed by moving through the syringes 7 and 8, connected to the channels 511 and 516.

4) A questo punto vengono inietta attraverso il canale 513, 20 µl di soluzione dalla siringa n°2. Il campione viene miscelato per 5 minuti a temperatura ambiente, pipettando attraverso le siringhe n°7 e n°8 collegate ai canali 511 e 516. Questa fase consente la lisi completa del campione ed il legame dell’RNA alle biglie paramagnetiche. 4) At this point, 20 µl of solution from syringe n ° 2 are injected through channel 513. The sample is mixed for 5 minutes at room temperature, by pipetting through the syringes No. 7 and No. 8 connected to channels 511 and 516. This step allows the complete lysis of the sample and the binding of the RNA to the paramagnetic beads.

5) Viene attivato l’elettromagnete 20 ed il campione incubato per 5 minuti a temperatura ambiente. Il supernatante viene aspirato attraverso la siringa n°7 collegata al canale 511. Il canale di immissione dell’aria è aperta. 5) The electromagnet 20 is activated and the sample incubated for 5 minutes at room temperature. The supernatant is aspirated through syringe No. 7 connected to channel 511. The air intake channel is open.

6) Vengono iniettati nella camera di estrazione 150 µl dalla siringa n°3, attraverso il canale 514. Un egual volume viene aspirato attraverso la siringa n°7, collegata al canale 511. Il campione viene incubato per un minuto a temperatura ambiente. In queste fasi l’elettromagnete 20 rimane attivo. Questo step di lavaggio viene ripetuto una volta. 6) 150 µl of syringe n ° 3 are injected into the extraction chamber, through channel 514. An equal volume is drawn through syringe n ° 7, connected to channel 511. The sample is incubated for one minute at room temperature. In these phases the electromagnet 20 remains active. This washing step is repeated once.

7) Attraverso il canale 514 vengono iniettati 150 µl di soluzione (siringa n°4). 7) 150 µl of solution are injected through channel 514 (syringe n ° 4).

Un egual volume viene aspirato attraverso la siringa n°7, collegata al canale 511. Il campione viene incubato per un minuto a temperatura ambiente. In queste fasi l’elettromagnete 20 rimane attivo. An equal volume is aspirated through syringe n ° 7, connected to channel 511. The sample is incubated for one minute at room temperature. In these phases the electromagnet 20 remains active.

8) Il contenuto del reattore viene aspirato attraverso la siringa n°7, collegata al canale 511. 8) The contents of the reactor are aspirated through syringe n ° 7, connected to channel 511.

9) Attraverso il canale 514, vengono iniettati 50 µl di soluzione (siringa n°5) ed incubati 5 minuti a temperatura ambiente. Un egual volume viene aspirato attraverso la siringa n°7, collegata al canale 511. L’elettromagnete 20 non è attivo. 9) Through channel 514, 50 µl of solution are injected (syringe n ° 5) and incubated for 5 minutes at room temperature. An equal volume is aspirated through syringe No. 7, connected to channel 511. The electromagnet 20 is not active.

10) Attraverso il canale 512 vengono iniettati 130 µl di soluzione dalla siringa n°1. Un egual volume viene aspirato attraverso la siringa n°7, collegata al canale 511. La soluzione viene incubata per 3 minuti a temperatura ambiente. L’elettromagnete 20 è attivo. 10) Through channel 512 130 µl of solution are injected from syringe n ° 1. An equal volume is aspirated through syringe n ° 7, connected to channel 511. The solution is incubated for 3 minutes at room temperature. The electromagnet 20 is active.

11) Il contenuto del reattore viene aspirato attraverso la siringa n°7, collegata al canale 511. 11) The contents of the reactor are aspirated through syringe n ° 7, connected to channel 511.

12) Attraverso il canale 514 vengono iniettati 150 µl di soluzione (siringa n°4). 12) 150 µl of solution are injected through channel 514 (syringe n ° 4).

Un egual volume viene aspirato attraverso la siringa n°7, collegata al canale 511. Il campione viene incubato per un minuto a temperatura ambiente. In queste fasi l’elettromagnete 20 rimane attivo. Il sovranatante viene aspirato dalla siringa n°8 attraverso il canale 516. Lo step di lavaggio viene ripetuto. An equal volume is aspirated through syringe n ° 7, connected to channel 511. The sample is incubated for one minute at room temperature. In these phases the electromagnet 20 remains active. The supernatant is aspirated from syringe No. 8 through channel 516. The washing step is repeated.

13) L’etanolo residuo viene fatto evaporare mediante aspirazione di aria attraverso la siringa n°8, collegata al canale 516. La valvola di immissione dell’aria rimane aperta. 13) The residual ethanol is evaporated by aspirating air through syringe No. 8, connected to channel 516. The air inlet valve remains open.

14) Attraverso il canale 515 vengono iniettati 150 µl dalla siringa n°6 ed incubati 5 minuti a temperatura ambiente. In questo modo l’RNA viene distaccato dalle biglie paramagnetiche. L’elettromagnete 20 rimane attivo. 14) 150 µl from syringe 6 are injected through channel 515 and incubated for 5 minutes at room temperature. In this way, the RNA is detached from the paramagnetic beads. The electromagnet 20 remains active.

15) L’RNA totale viene a questo punto aspirato nelle camere di reazione 501, 502, 503, mediante aspirazione attraverso la siringa n°13 collegata al canale 510 e i canali di collegamento tra le camere. 15) The total RNA is then aspirated into the reaction chambers 501, 502, 503, by aspiration through the syringe No. 13 connected to channel 510 and the connecting channels between the chambers.

16) Nella camera di reazione 501 viene amplificato il gene di controllo (BCR). 16) The control gene (BCR) is amplified in the reaction chamber 501.

Attraverso il canale 517 vengono iniettati 12.5 µl dalla siringa n°10. Un egual volume viene aspirato dalla siringa n°13, attraverso il canale 510. Through channel 517 12.5 µl from syringe n ° 10 are injected. An equal volume is aspirated from syringe n ° 13, through channel 510.

17) Nella camera di reazione 503 viene amplificato il gene di fusione BCR-ABL e1a2. Attraverso il canale 518 vengono iniettati 12.5 µl dalla siringa n°11. Un egual volume viene aspirato dalla siringa n°13, attraverso al canale 510. 17) The BCR-ABL e1a2 fusion gene is amplified in the reaction chamber 503. Through channel 518 12.5 µl are injected from syringe n ° 11. An equal volume is drawn from syringe n ° 13, through channel 510.

18) Nella camera di reazione III vengono amplificati i geni di fusione BCR-ABL e13a2 ed e14a2. Attraverso il canale 519 vengono iniettati 12.5 µl dalla siringa n°12. Un egual volume viene aspirato dalla siringa n°13, attraverso il canale 510. 18) In reaction chamber III, the BCR-ABL fusion genes e13a2 and e14a2 are amplified. Through channel 519 12.5 µl from syringe n ° 12 are injected. An equal volume is aspirated from syringe n ° 13, through channel 510.

19) Per RT-PCR ed amplificazione del DNA vengono usate le seguenti condizioni di temperatura: 19) The following temperature conditions are used for RT-PCR and DNA amplification:

a. T=50° C tempo 5’ to. T = 50 ° C time 5 '

b. T=95° C tempo 20’’ b. T = 95 ° C time 20 ''

40 cicli: 40 cycles:

c. T=95° C tempo 3’’ c. T = 95 ° C time 3 ''

d. T=60° C tempo 30’’ d. T = 60 ° C time 30 ''

20) Durante i cicli di amplificazione, l’apparato di misurazione ottica 22 misura la fluorescenza emessa nel corso della reazione di amplificazione durante la fase di estensione a 60° C. 20) During the amplification cycles, the optical measurement apparatus 22 measures the fluorescence emitted during the amplification reaction during the extension phase at 60 ° C.

21) In base alla quantità di fluorescenza emessa, viene stabilita dal software di gestione del dispositivo 1la presenza/assenza del gene di fusione e la sua quantità relativa, rispetto al volume iniziale di sangue introdotto nel reattore Esempio 3: Fecondazione assistita umana/animale mediante FIVET 21) Based on the quantity of emitted fluorescence, the presence / absence of the fusion gene and its relative quantity are established by the management software of the device 1, with respect to the initial volume of blood introduced into the reactor Example 3: Human / animal assisted fertilization by IVF

Questo protocollo fa uso di uno dei processori nella seconda forma di realizzazione (cfr. figg. 7,8,9), il cui numero di camere di fecondazione 601 è variabile a seconda dell’indicazione clinica all’IVF e quindi al numero di gameti femminili disponibili. Nell’esempio che segue viene utilizzato il reattore 10 nella seconda forma di realizzazione con tre camere di fecondazione 601, in uso nei casi che prevedono cicli di stimolazione ovarica. Nel caso di un singolo ovocita, il protocollo operativo è del tutto sovrapponibile; si potrà in tal caso utilizzare anche una versione con una camera di fecondazione 601. This protocol makes use of one of the processors in the second embodiment (see Figs. 7,8,9), whose number of fertilization chambers 601 is variable depending on the clinical indication to IVF and therefore on the number of gametes female available. In the following example, the reactor 10 is used in the second embodiment with three fertilization chambers 601, used in cases involving ovarian stimulation cycles. In the case of a single oocyte, the operative protocol is completely superimposable; in this case, a version with a 601 fertilization chamber can also be used.

All’interno delle camere descritte in figura 7-9 avviene la fecondazione e la coltivazione degli embrioni (uno per ciascuna camera) fino all’impianto in utero. Il reattore 10 utilizzato in questa procedura richiede l’uso di un microscopio a luce invertita come dispositivo ancillare di monitoraggio. A garanzia della sterilità delle procedure sperimentali, l’intero processo viene effettuato in ambiente di sala operatoria sia in ambito umano che zootecnico. Inside the chambers described in Figure 7-9, the fertilization and cultivation of embryos takes place (one for each chamber) up to implantation in the uterus. The reactor 10 used in this procedure requires the use of an inverted light microscope as an ancillary monitoring device. To guarantee the sterility of the experimental procedures, the entire process is carried out in an operating room environment in both the human and zootechnical fields.

I gameti femminili vengono prelevati secondo le procedure operative standard validate ed attualmente in uso nella pratica clinica, sia in ambito umano che zootecnico. È più opportuno utilizzare gameti freschi e non criopreservati, al fine di aumentare la resa della fecondazione assistita (Ozcavukcu et al., 2008). Una volta prelevati i gameti maschili, la frazione mobile e vitale viene selezionata mediante processo di migrazione-sedimentazione, come descritto da Kiratli et al. (2018). Il mantenimento di una velocità di movimentazione dei fluidi finemente regolata, in fase di fecondazione dell’ovocita come in fase di crescita iniziale degli embrioni, viene considerata un fattore determinante per determinare una miglior resa dell’intero processo su piattaforme che si avvalgono di microfluidica, rispetto a sistemi statici (Swain JE et al., 2013). Female gametes are collected according to validated standard operating procedures currently in use in clinical practice, both in humans and in zootechnics. It is more appropriate to use fresh and non-cryopreserved gametes, in order to increase the yield of assisted fertilization (Ozcavukcu et al., 2008). Once the male gametes have been collected, the mobile and viable fraction is selected by migration-sedimentation process, as described by Kiratli et al. (2018). The maintenance of a finely regulated speed of fluid handling, during the fertilization of the oocyte as in the initial growth phase of the embryos, is considered a decisive factor in determining a better yield of the entire process on platforms that use microfluidics, compared to static systems (Swain JE et al., 2013).

Il protocollo operativo comprende le seguenti fasi: The operational protocol includes the following steps:

1) Il dispositivo 1 viene inizializzato e allestito con 2 siringhe: 1) Device 1 is initialized and set up with 2 syringes:

a) siringa n°1: contenente il mezzo di coltura Quinn’s Advantage™ Fertilization (HTF) Medium, equilibrato al 5% di CO2, connessa tramite il canale 603 al reattore; opportunamente, potrebbe essere utilizzato un altro mezzo di coltura. a) syringe No. 1: containing the culture medium Quinn's Advantage ™ Fertilization (HTF) Medium, balanced at 5% CO2, connected via channel 603 to the reactor; suitably, another culture medium could be used.

b) siringa n°2: vuota, connessa tramite il canale 604 al reattore. b) syringe n ° 2: empty, connected through channel 604 to the reactor.

2) Vengono dapprima manualmente inseriti gli ovociti (uno per ciascuna camera) nelle camere di fecondazione 601 attraverso i condotti 630, collegate direttamente alla depressione cilindrica 602. 2) First, the oocytes (one for each chamber) are manually inserted into the fertilization chambers 601 through the ducts 630, connected directly to the cylindrical depression 602.

3) 100 µl della frazione vitale degli spermatozoi, opportunamente selezionata, vengono prelevati mediante una siringa monouso sterile da insulina; 30 µl vengono inseriti attraverso i condotti 630 in ciascuna camera di fecondazione, in prossimità del punto di deposizione degli ovociti. È opportuno che le fasi 2) e 3) vengano monitorate mediante osservazione al microscopio a luce invertita. 3) 100 µl of the viable fraction of the spermatozoa, suitably selected, are withdrawn by means of a sterile disposable insulin syringe; 30 µl are inserted through the ducts 630 in each fertilization chamber, near the place where the oocytes are deposited. Steps 2) and 3) should be monitored by inverted light microscope observation.

4) I condotti 630 vengono sigillati mediante metil-metacrilato. 4) The conduits 630 are sealed with methyl methacrylate.

5) Mantenendo le condizioni di sterilità, il reattore 10 viene inserito nel dispositivo 1. 5) Maintaining the conditions of sterility, the reactor 10 is inserted in the device 1.

6) Il terreno viene iniettato dalla siringa n°1, ad una velocità di 1 ml/min, per evitare il dislocamento dei gameti, fino a saturazione dell’intera fluidica. Nel contempo, la siringa n°2 aspira un egual volume. 6) The medium is injected from syringe No. 1, at a rate of 1 ml / min, to avoid the displacement of the gametes, until the entire fluidic is saturated. At the same time, syringe n ° 2 draws an equal volume.

7) Il reattore così assemblato viene incubato a 37°C per 48 ore. La chiusura ermetica del sistema e la precedente equilibratura del terreno garantiscono il corretto mantenimento della tensione di ossigeno e del pH del mezzo. 8) Al termine delle 48 ore di incubazione, le camere di fecondazione vengono analizzate al microscopio a luce invertita e vengono identificate quelle in cui sono avvenute fecondazione e crescita degli embrioni. 7) The reactor thus assembled is incubated at 37 ° C for 48 hours. The hermetic closure of the system and the previous balancing of the soil guarantee the correct maintenance of the oxygen tension and the pH of the medium. 8) At the end of 48 hours of incubation, the fertilization chambers are analyzed under an inverted light microscope and those in which fertilization and growth of the embryos have occurred are identified.

9) Questi ultimi, allo stadio di 4-8 cellule, vengono prelevati con una cannula di inseminazione intrauterina con estremità distale flessibile (tipo Ainsenblue o similari), ed impiantati in utero, secondo i protocolli ginecologici o veterinari validati. 9) The latter, at the stage of 4-8 cells, are taken with an intrauterine insemination cannula with flexible distal end (type Ainsenblue or similar), and implanted in the uterus, according to validated gynecological or veterinary protocols.

Esempio 4: Valutazione dell’effetto sulla concentrazione intracellulare di Na+ del trattamento con ouabaina, di colture cellulari di neuroblastoma umano SH-SY5Y Example 4: Evaluation of the effect on the intracellular concentration of Na + of the treatment with ouabain, of cell cultures of human neuroblastoma SH-SY5Y

In questo esempio viene utilizzato un tracker fluorescente specifico per lo ione Na+ (Piacentini et al., 2015) per misurare l’effetto del trattamento con ouabaina su cellule di neuroblastoma umano SH-SY5Y. L’ouabaina è un composto che inibisce l’attività della pompa Na/K ATPasi (Marck et al., 2018). In this example, a specific fluorescent tracker for the Na + ion (Piacentini et al., 2015) is used to measure the effect of treatment with ouabain on human neuroblastoma SH-SY5Y cells. Ouabain is a compound that inhibits the activity of the Na / K ATPase pump (Marck et al., 2018).

In seguito al trattamento con ouabaina, le colture cellulari vengono trattate con gramicidina (Doebler et al., 1999) come normalizzatore della concentrazione intracellulare dello ione Na+. Si tratta di un composto che consente di cortocircuitare la pompa sodio/potassio e far raggiungere concentrazioni di sodio intracellulare di circa 150 mM, equivalenti a quelle dell’ambiente extracellulare. Following treatment with ouabain, cell cultures are treated with gramicidin (Doebler et al., 1999) as a normalizer of the intracellular concentration of the Na + ion. It is a compound that allows the sodium / potassium pump to be short-circuited and to reach intracellular sodium concentrations of about 150 mM, equivalent to those of the extracellular environment.

Lo stesso protocollo, opportunamente modificato, potrà essere utilizzato per qualsiasi altro composto che modifichi le concentrazioni intracellulari di ioni e/o per qualsiasi analita per il quale sia disponibile un tracciante fluorescente; ne sono esempi gli ioni H+, Ca++, marcatori specifici del potenziale di membrana mitocondriale, marker di attivazione di necrosi o apoptosi, etc. Inoltre, potrà essere utilizzato qualsiasi altro tipo di coltura cellulare umana o non, primaria o stabilizzata, purché cresca in adesione. The same protocol, suitably modified, can be used for any other compound that modifies the intracellular concentrations of ions and / or for any analyte for which a fluorescent tracer is available; Examples are ions H +, Ca ++, specific markers of the mitochondrial membrane potential, marker of activation of necrosis or apoptosis, etc. Furthermore, any other type of human or non-human cell culture, primary or stabilized, can be used, as long as it grows in adhesion.

Per questo protocollo si usa il reattore 10 nella terza forma di realizzazione (cfr. figg.10, 11); con questo tipo di reattore si possono analizzare fino a 3 campioni o trattamenti con molecole alternative. In tal caso, il numero ed il contenuto delle siringhe 4 installate può essere opportunamente modificato e devono essere utilizzate le altre camere di coltura 701. In questo esempio viene utilizzata una sola camera di coltura, quella centrale. È necessaria la disponibilità di una facility per colture cellulari, con un incubatore cellulare e una cappa a flusso laminare per il mantenimento e la preparazione delle cellule. For this protocol the reactor 10 is used in the third embodiment (see Figs. 10, 11); with this type of reactor it is possible to analyze up to 3 samples or treatments with alternative molecules. In this case, the number and content of the installed syringes 4 can be suitably modified and the other culture chambers 701 must be used. In this example, only one culture chamber is used, the central one. The availability of a cell culture facility is required, with a cell incubator and laminar flow hood for cell maintenance and preparation.

Il protocollo operativo comprende le seguenti fasi: The operational protocol includes the following steps:

1) Il dispositivo 1 viene inizializzato e allestito con quattro siringhe 4: 1) Device 1 is initialized and equipped with four syringes 4:

- siringa n°1: contenente il DMEM High glucose, Ham’s F12 medium, privi di rosso fenolo, con il 5% di siero bovino fetale, equilibrato al 5% di CO2. La siringa n°1 viene connessa tramite il canale 714 al reattore 10 nella terza forma di realizzazione; opportunamente, potrebbero essere utilizzati differenti terreni di coltura. - syringe n ° 1: containing DMEM High glucose, Ham's F12 medium, free of phenol red, with 5% fetal bovine serum, balanced with 5% CO2. The syringe n ° 1 is connected through the channel 714 to the reactor 10 in the third embodiment; suitably, different culture media could be used.

- siringa n°2: contenente lo stesso mezzo di coltura sopraindicato, addizionato di 100 µM di ouabaina, 5µM di CoroNa green (Invitrogen) e di 300ng/ml di Pluronic f-127 (Sigma-Aldrich). La siringa n°2 viene connessa tramite il canale 714 al reattore 10 nella terza forma di realizzazione, - siringa n°3: contenente lo stesso mezzo di coltura sopraindicato, addizionato di 10µg/ml di gramicidina, 5µM di CoroNa green (Invitrogen) e di 300ng/ml di Pluronic f-127 (Sigma-Aldrich). Qualsiasi altro marcatore fluorescente del sodio potrà altrettanto essere utilizzato. La siringa n° 3 viene tramite il canale 714 al reattore 10 nella terza forma di realizzazione, - siringa n°4: vuota viene connessa tramite il canale 704 al reattore 10 nella terza forma di realizzazione, - syringe n ° 2: containing the same culture medium as indicated above, with the addition of 100 µM of ouabain, 5µM of CoroNa green (Invitrogen) and 300ng / ml of Pluronic f-127 (Sigma-Aldrich). Syringe n ° 2 is connected through channel 714 to reactor 10 in the third embodiment, - syringe n ° 3: containing the same culture medium indicated above, added with 10µg / ml of gramicidin, 5µM of CoroNa green (Invitrogen) and of 300ng / ml of Pluronic f-127 (Sigma-Aldrich). Any other sodium fluorescent marker can also be used. Syringe No. 3 goes via channel 714 to reactor 10 in the third embodiment, - syringe No. 4: empty is connected via channel 704 to reactor 10 in the third embodiment,

2) Il giorno precedente l’esperimento, le cellule SH-SY5Y vengono staccate dalla fiasca di coltura mediante tripsinizzazione, secondo i protocolli standard. Dopo conteggio, le cellule vengono risospese in DMEM High glucose w/o phenol red, Ham’s F12 medium, 5% siero bovino fetale ad una concentrazione di 600 cellule/µl; 100 µl di sospensione cellulare vengono caricati nella camera di coltura 701 del reattore 10 attraverso il canale 703, che viene successivamente sigillata con metil-metacrilato. 2) The day before the experiment, the SH-SY5Y cells are detached from the culture flask by trypsinization, according to standard protocols. After counting, the cells are resuspended in DMEM High glucose w / o phenol red, Ham's F12 medium, 5% fetal bovine serum at a concentration of 600 cells / µl; 100 µl of cell suspension are loaded into the culture chamber 701 of the reactor 10 through the channel 703, which is subsequently sealed with methyl-methacrylate.

3) Il reattore 10 viene caricato nel dispositivo 1. 3) Reactor 10 is loaded into device 1.

4) Attraverso la siringa n°1, vengono iniettati 650 µl di terreno basale, alla velocità di 1 ml/minuto; nel contempo, attraverso la siringa n°4 viene aspirato un egual volume. 4) Through the syringe n ° 1, 650 µl of basal medium are injected at the rate of 1 ml / minute; at the same time, an equal volume is aspirated through syringe n ° 4.

5) Le cellule vengono incubate a 37°C per 16 ore. 5) The cells are incubated at 37 ° C for 16 hours.

6) Nelle ultime due ore di incubazione, la fluorescenza emessa dalla plastica e dalla coltura cellulare (autofluorescenza) viene misurata ogni 30 minuti in 6 punti diversi del reattore, mediante lettura a 450 nm. Questa misurazione costituisce la baseline. 6) In the last two hours of incubation, the fluorescence emitted by the plastic and cell culture (autofluorescence) is measured every 30 minutes in 6 different points of the reactor, by reading at 450 nm. This measurement constitutes the baseline.

7) Attraverso la siringa n°2, vengono iniettati 750 µl di terreno nella camera di coltura 701, alla velocità di 1 ml/minuto. Nel contempo, attraverso la siringa n°4 viene aspirato un egual volume. 7) Through syringe n ° 2, 750 µl of medium are injected into the culture chamber 701, at a rate of 1 ml / minute. At the same time, an equal volume is aspirated through syringe n ° 4.

8) La coltura cellulare viene mantenuta a 37°C. 8) Cell culture is maintained at 37 ° C.

9) A partire dal tempo 0, la fluorescenza emessa dalla sonda CoroNa green viene misurata ogni 15 minuti per 6 ore, negli stessi punti della coltura utilizzati per la baseline. 9) Starting from time 0, the fluorescence emitted by the CoroNa green probe is measured every 15 minutes for 6 hours, in the same points of the culture used for the baseline.

10) Al termine dell’incubazione, vengono iniettati 750 µl di terreno nella camera di coltura attraverso la siringa n°3; nel contempo, attraverso la siringa n°4 viene aspirato un egual volume. 10) At the end of the incubation, 750 µl of medium are injected into the culture chamber through syringe No. 3; at the same time, an equal volume is aspirated through syringe n ° 4.

11) Vengono misurati i livelli di fluorescenza emessa dalla sonda CoroNa green dopo 15 minuti di incubazione negli stessi punti della coltura utilizzati in precedenza. 11) The fluorescence levels emitted by the CoroNa green probe are measured after 15 minutes of incubation in the same points of the culture used previously.

12) La concentrazione di Na+ misurata a ciascun tempo viene estrapolata rispetto alla fluorescenza misurata dopo gramicidina. 12) The Na + concentration measured at each time is extrapolated with respect to the fluorescence measured after gramicidin.

13) Viene costruita la curva di concentrazione del Na+ che costituisce l’output finale dell’analisi. 13) The Na + concentration curve is constructed which constitutes the final output of the analysis.

Esempio 5: Determinazione dei livelli di proteina SMN rispetto ai livelli di Gliceraldeide-3-Fosfato-Deidrogenasi in colture cellulari HeLa trattate con salbutamolo per 12 e 24 ore. Example 5: Determination of SMN protein levels with respect to Glyceraldehyde-3-Phosphate-Dehydrogenase levels in HeLa cell cultures treated with salbutamol for 12 and 24 hours.

In questo esempio viene descritta una metodica ibrida tra ELISA e Western blot, per la quantificazione dei livelli della proteina SMN rispetto a quelli della Gliceraldeide-3-Fosfato-Deidrogenasi (GAPDH) in cellule HeLa trattate con salbutamolo (Angelozzi et al., 2008). This example describes a hybrid method between ELISA and Western blot, for the quantification of the levels of the SMN protein compared to those of Glyceraldehyde-3-Phosphate-Dehydrogenase (GAPDH) in HeLa cells treated with salbutamol (Angelozzi et al., 2008) .

Lo stesso protocollo, opportunamente modificato, può essere utilizzato per determinare i livelli di una qualsiasi proteina di interesse per la quale siano disponibili anticorpi specifici. Inoltre, sebbene in questo esempio siano state usate le cellule umane HeLa, potrà essere utilizzato qualsiasi altro tipo di coltura cellulare umana o non, primaria o stabilizzata, purché cresca in adesione. L’uso dei diversi reagenti e dei terreni di coltura indicati nell’esempio non è vincolante e, pertanto, può essere modificato opportunamente. The same protocol, suitably modified, can be used to determine the levels of any protein of interest for which specific antibodies are available. Also, although human HeLa cells were used in this example, any other type of human or non-primary or stabilized cell culture can be used as long as it grows in adhesion. The use of the different reagents and culture media indicated in the example is not binding and, therefore, can be suitably modified.

Per questo protocollo operativo si usa il reattore 10 nella quarta forma di realizzazione che presenta tre camere analitiche 801, 802, 803. È necessaria la disponibilità di una facility per colture cellulari, con un incubatore cellulare e una cappa a flusso laminare per la coltura e la preparazione delle cellule. For this operational protocol, reactor 10 is used in the fourth embodiment which has three analytical chambers 801, 802, 803. The availability of a cell culture facility is required, with a cell incubator and a laminar flow hood for culture and cell preparation.

Il protocollo operativo comprende le seguenti fasi: The operational protocol includes the following steps:

1) Il dispositivo 1 viene inizializzato e allestito con 9 siringhe: 1) Device 1 is initialized and set up with 9 syringes:

� siringa n°1: contenente il mezzo di coltura adeguato, a seconda della linea cellulare in esame, equilibrato al 5% di CO2. Nel caso delle cellule HeLa, si può usare il DMEM High glucose addizionato di Pen strep/l-glutammina. La siringa n° 1viene connessa tramite i canali 811, 815 e 819 camere analitiche 801, 802, 803, del reattore 10 nella quarta forma di realizzazione, � syringe n ° 1: containing the appropriate culture medium, depending on the cell line under examination, balanced at 5% CO2. In the case of HeLa cells, DMEM High glucose with the addition of Pen strep / l-glutamine can be used. The syringe n ° 1 is connected through the channels 811, 815 and 819 analytical chambers 801, 802, 803, of the reactor 10 in the fourth embodiment,

- siringa n°2: contenente lo stesso mezzo di coltura sopraindicato, addizionato di 0.05 µM di salbutamolo (Angelozzi et al., 2008). La siringa n° 2 viene connessa tramite i canali 815 e 819 alle camere analitiche 802 e 803 del reattore10 nella quarta forma di realizzazione, - syringe n ° 2: containing the same culture medium as indicated above, with the addition of 0.05 µM of salbutamol (Angelozzi et al., 2008). Syringe No. 2 is connected via channels 815 and 819 to analytical chambers 802 and 803 of reactor 10 in the fourth embodiment,

- siringa n°3: contenente RIPA buffer (25mM Tris, pH 7.8; 150 mM NaCl; 0.5% sodium deoxycholate; 1% NP-40; protease inhibitors cocktail; DNAse I 10 mg/ml), connessa tramite i canali 812, 816 e 820 alle camere analitiche 801, 802, 803 del reattore 10 nella quarta forma di realizzazione, - syringe n ° 3: containing RIPA buffer (25mM Tris, pH 7.8; 150 mM NaCl; 0.5% sodium deoxycholate; 1% NP-40; protease inhibitors cocktail; DNAse I 10 mg / ml), connected via channels 812, 816 and 820 to the analytical chambers 801, 802, 803 of the reactor 10 in the fourth embodiment,

- siringa n°4: contenente anti-SMN (ad esempio anticorpo monoclonale 2B1, Sigma-Aldrich, prodotto in topo) e GAPDH (ad esempio Abcam ab8245, anticorpo monoclonale prodotto in topo), diluiti 1/1000 inRIPA buffer/1% Bovine Serum Albumin (BSA), contenente 1% v/v di Absolute Mag™ Anti-Mouse IgG (Fc) Magnetic Particles (Creative Diagnostics, WHM-S070), collegata tramite i canali 812, 816 e 820 alle camere analitiche 801, 802, 803 del reattore 10 nella quarta forma di realizzazione. Opportunamente, qualsiasi altro anticorpo diretto contro le proteine in esame potrà essere utilizzato. Opportunamente, qualsiasi altra proteina potrà essere dosata nei campioni adatti, utilizzando gli anticorpi specifici, - syringe n ° 4: containing anti-SMN (e.g. monoclonal antibody 2B1, Sigma-Aldrich, produced in mice) and GAPDH (e.g. Abcam ab8245, monoclonal antibody produced in mouse), diluted 1/1000 in RIPA buffer / 1% Bovine Serum Albumin (BSA), containing 1% v / v of Absolute Mag ™ Anti-Mouse IgG (Fc) Magnetic Particles (Creative Diagnostics, WHM-S070), connected via channels 812, 816 and 820 to analytical chambers 801, 802, 803 of reactor 10 in the fourth embodiment. Conveniently, any other antibody directed against the proteins under examination can be used. Conveniently, any other protein can be assayed in suitable samples, using specific antibodies,

- siringa n°5: anti-SMN (ad esempio Abcam ab232784, anticorpo policlonale prodotto in coniglio) e anti-GAPDH (ad esempio Sigma-Aldrich SAB2500450, anticorpo policlonale prodotto in capra), diluiti 1/1000 in Dulbecco’s modified Phosphate Buffer (PBS)/BSA 1%, anti-rabbit coniugato con FITC e anti-goat coniugato con Alexa-fluor, diluiti 1/1000; la siringa n°5 viene collegata tramite i canali 813, 817 e 821 alle camere analitiche 801, 802, 803 del reattore10 nella quarta forma di realizzazione, - syringe n ° 5: anti-SMN (for example Abcam ab232784, polyclonal antibody produced in rabbit) and anti-GAPDH (for example Sigma-Aldrich SAB2500450, polyclonal antibody produced in goat), diluted 1/1000 in Dulbecco's modified Phosphate Buffer ( PBS) / BSA 1%, anti-rabbit conjugated with FITC and anti-goat conjugated with Alexa-fluor, diluted 1/1000; the syringe n ° 5 is connected through the channels 813, 817 and 821 to the analytical chambers 801, 802, 803 of the reactor 10 in the fourth embodiment,

- siringa n°6: contente PBS 1x/Tween 20 0,1%, collegata tramite i canali 814, 818 e 822 camere analitiche 801, 802, 803 del reattore10 nella quarta forma di realizzazione, - syringe n ° 6: containing PBS 1x / Tween 20 0.1%, connected via channels 814, 818 and 822 analytical chambers 801, 802, 803 of reactor 10 in the fourth embodiment,

- siringhe 7-9: vuote, ciascuna collegata tramite i canali 823, 824 e 825, alle camere analitiche 801, 802, 803 rispettivamente del reattore 10 nella quarta forma di realizzazione, - syringes 7-9: empty, each connected through channels 823, 824 and 825, to the analytical chambers 801, 802, 803 respectively of the reactor 10 in the fourth embodiment,

2) Il giorno precedente l’esperimento, le cellule HeLa vengono staccate dalla fiasca di coltura mediante tripsinizzazione, secondo i protocolli standard. Dopo conteggio, le cellule vengono risospese in DMEM High glucose, 15% siero bovino fetale ad una concentrazione di 100.000 cellule/ml e caricate nel reattore attraverso i canali 804, 805, 806 in numero di 50000 per ciascuna camera analitica 801, 802, 803 (v. figura 5). 2) The day before the experiment, the HeLa cells are detached from the culture flask by trypsinization, according to standard protocols. After counting, the cells are resuspended in DMEM High glucose, 15% fetal bovine serum at a concentration of 100,000 cells / ml and loaded into the reactor through channels 804, 805, 806 in number of 50,000 for each analytical chamber 801, 802, 803. (see figure 5).

3) Il reattore viene caricato nel dispositivo 1. 3) The reactor is loaded into device 1.

4) Attraverso la siringa n°1, vengono iniettati 500 µl di terreno, alla velocità di 1 ml/minuto in ciascuna camera analitica 801, 802, 803. Le siringhe 7-9 aspirano un volume equivalente. 4) Through syringe n ° 1, 500 µl of medium are injected at the rate of 1 ml / minute into each analytical chamber 801, 802, 803. Syringes 7-9 draw an equivalent volume.

5) Le cellule vengono incubate a 37°C per 16 ore. 5) The cells are incubated at 37 ° C for 16 hours.

6) Trascorso il tempo indicato, nelle camere di incubazione 801, 802, 803 vengono iniettati 500 µl di terreno dalla siringa n°1 attraverso i canali 821 e 825. Le siringhe vuote 7 e 8 aspirano un volume equivalente, attraverso i canali 825 e 824. 6) After the indicated time has elapsed, 500 µl of medium from syringe n ° 1 are injected into the incubation chambers 801, 802, 803 through channels 821 and 825. The empty syringes 7 and 8 draw an equivalent volume through channels 825 and 824.

7) Successivamente, nella camera di incubazione 803 vengono iniettati 500 µl di terreno contenente salbutamolo, attraverso il canale 819 (siringa n° 2). La siringa n°9 aspira un egual volume attraverso il canale 823. 7) Subsequently, 500 µl of medium containing salbutamol are injected into the incubation chamber 803 through channel 819 (syringe n ° 2). Syringe n ° 9 draws an equal volume through channel 823.

8) La coltura cellulare viene mantenuta a 37°C. 8) Cell culture is maintained at 37 ° C.

9) Dopo 12 ore di incubazione, 500 µl di terreno con salbutamolo vengono iniettati nella camera di incubazione 802 attraverso il canale 815 (siringa n° 2). La siringa n° 8 aspira un volume equivalente di terreno attraverso il canale 824. 9) After 12 hours of incubation, 500 µl of medium with salbutamol are injected into the incubation chamber 802 through channel 815 (syringe n ° 2). Syringe # 8 draws an equivalent volume of medium through channel 824.

10) Trascorse ulteriori 12 ore, il terreno contenuto nelle tre camere di incubazione viene aspirato attraverso le siringhe 7-9. 10) After a further 12 hours, the medium contained in the three incubation chambers is aspirated through syringes 7-9.

11) Nelle tre camere di incubazione vengono iniettati 250 µl di RIPA buffer attraverso i canali 812, 816 e 820 (siringa n°3) ed incubati per 30 min a 4°C. 11) In the three incubation chambers 250 µl of RIPA buffer are injected through channels 812, 816 and 820 (syringe n ° 3) and incubated for 30 min at 4 ° C.

12) Vengono iniettati 250 µl di anticorpi coniugati con biglie paramagnetiche nelle camere di incubazione attraverso il canale 812, 816 e 820 (siringa n°4), ed incubati a 37° C per 30’. In questa fase l’elettromagnete 20 è attivo. 13) Trascorso il tempo di incubazione, il RIPA buffer viene aspirato attraverso i canali 823, 824, 825. 12) 250 µl of antibodies conjugated with paramagnetic beads are injected into the incubation chambers through channel 812, 816 and 820 (syringe No. 4), and incubated at 37 ° C for 30 '. In this phase the electromagnet 20 is active. 13) After the incubation time, the RIPA buffer is aspirated through channels 823, 824, 825.

14) Vengono iniettati 375 µl di PBS/Tween 0.1% in ciascuna camera analitica 801, 802, 803, dalla siringa n°6 attraverso i canali 814, 818 e 822; il reattore viene incubato a 20°C per 10 minuti. 14) 375 µl of 0.1% PBS / Tween are injected into each analytical chamber 801, 802, 803, from syringe n ° 6 through channels 814, 818 and 822; the reactor is incubated at 20 ° C for 10 minutes.

15) Viene ripetuto lo step di lavaggio 14) 15) The washing step is repeated 14)

16) Il PBS-T viene aspirato e vengono iniettati 500 µl di anticorpi secondari nelle tre camere analitiche dalla siringa n°5, attraverso i canali 813, 817 e 821, ed incubati per 30 minuti a 37° C. 16) The PBS-T is aspirated and 500 µl of secondary antibodies are injected into the three analytical chambers from syringe No. 5, through channels 813, 817 and 821, and incubated for 30 minutes at 37 ° C.

17) Trascorso il tempo di incubazione, vengono effettuati due lavaggi, come indicato nello step 14) 17) After the incubation time, two washes are carried out, as indicated in step 14)

18) Viene misurata e registrata dal dispositivo per 5 minuti fluorescenza emessa dai due anticorpi secondari 18) Fluorescence emitted by the two secondary antibodies is measured and recorded by the device for 5 minutes

19) La variazione dei livelli di proteina SMN in risposta al trattamento viene determinata rispetto ai livelli di GAPDH e normalizzata rispetto alla coltura cellulare non trattata presente nella camera analitica 801. 19) The variation of SMN protein levels in response to treatment is determined with respect to GAPDH levels and normalized with respect to the untreated cell culture present in the analytical chamber 801.

DESCRIZIONE DELLE SEQUENZE ANALIZZATE NEGLI ESEMPI DESCRIPTION OF THE SEQUENCES ANALYZED IN THE EXAMPLES

- APOE-c.364-F: 5’-GGGCGCGGACATGGA-3’ (SEQ ID NO: 1) - APOE-c.364-F: 5'-GGGCGCGGACATGGA-3 '(SEQ ID NO: 1)

- APOE-c.417-R: 5’-CCTCGCCGCGGTACTG-3’ (SEQ ID NO:2) - APOE-c.417-R: 5'-CCTCGCCGCGGTACTG-3 '(SEQ ID NO: 2)

- APOE-c.381-T: 5’-VIC-GACGTGTGCGGCCG-MGB-3’ (SEQ ID NO:3) - APOE-c.381-C: 5’-FAM-GACGTGCGCGGCC-MGB-3’(SEQ ID NO:4) - APOE-c.500-F: 5’-CCGCGATGCCGATGAC-3’(SEQ ID NO:5) - APOE-c.381-T: 5'-VIC-GACGTGTGCGGCCG-MGB-3 '(SEQ ID NO: 3) - APOE-c.381-C: 5'-FAM-GACGTGCGCGGCC-MGB-3' (SEQ ID NO: 4) - APOE-c.500-F: 5'-CCGCGATGCCGATGAC-3 '(SEQ ID NO: 5)

- APOE-c.550-R: 5’-GCCCCGGCCTGGTACA-3’(SEQ ID NO:6) - APOE-c.550-R: 5'-GCCCCGGCCTGGTACA-3 '(SEQ ID NO: 6)

- APOE-c.519-C: 5’-VIC-CAGAAGCGCCTGGCA-MGB-3’(SEQ ID NO:7) - APOE-c.517-T: 5’-FAM-TGCAGAAGTGCCTGGC-MGB-3’(SEQ ID NO:8) - BCR-ex14F: 5’- TTCTGAATGTCATCGTCCACTCA -3’(SEQ ID NO:9) - BCR-ex15R: 5’-CCAGGGTGCAGTACAGATTTGA-3’(SEQ ID NO:10) - BCR-P: 5’-FAM-CCACTGGATTTAAGCAGAG-MGB-3’(SEQ ID NO:11) - BCR-ABLe13a2-F: 5’-AGCATTCCGCTGACCATCA-3’(SEQ ID NO:12) - BCR-ABLe13a2-P: 5’-VIC-ATAAGGAAGAAGCCCTTCAG-MGB-3’(SEQ ID NO:13) - APOE-c.519-C: 5'-VIC-CAGAAGCGCCTGGCA-MGB-3 '(SEQ ID NO: 7) - APOE-c.517-T: 5'-FAM-TGCAGAAGTGCCTGGC-MGB-3' (SEQ ID NO: 8) - BCR-ex14F: 5'- TTCTGAATGTCATCGTCCACTCA -3 '(SEQ ID NO: 9) - BCR-ex15R: 5'-CCAGGGTGCAGTACAGATTTGA-3' (SEQ ID NO: 10) - BCR-P: 5'- FAM-CCACTGGATTTAAGCAGAG-MGB-3 '(SEQ ID NO: 11) - BCR-ABLe13a2-F: 5'-AGCATTCCGCTGACCATCA-3' (SEQ ID NO: 12) - BCR-ABLe13a2-P: 5'-VIC-ATAAGGAAGAAGCCCTTCAG- MGB-3 '(SEQ ID NO: 13)

- BCR-ABLe1a2-F: 5’-CGAGGGCGCCTTCCAT-3’(SEQ ID NO:14) - BCR-ABLe1a2-P: 5’-VIC-AGACGCAGAAGCC-MGB-3’(SEQ ID NO:15) - BCR-ABLe14a2-F: 5’-CAGCCACTGGATTTAAGCAGAGT-3’(SEQ ID NO:16) - BCR-ABLe1a2-F: 5'-CGAGGGCGCCTTCCAT-3 '(SEQ ID NO: 14) - BCR-ABLe1a2-P: 5'-VIC-AGACGCAGAAGCC-MGB-3' (SEQ ID NO: 15) - BCR-ABLe14a2 -F: 5'-CAGCCACTGGATTTAAGCAGAGT-3 '(SEQ ID NO: 16)

- BCR-ABLe14a2-P: 5’-FAM-CAAAAGCCCTTCAGCG-MGB-3’(SEQ ID NO:17) - BCR-ABLe14a2-P: 5'-FAM-CAAAAGCCCTTCAGCG-MGB-3 '(SEQ ID NO: 17)

- BCR-ABL-R: 5’-GAGGCTCAAAGTCAGATGCTACTG-3’(SEQ ID NO:18) - BCR-ABL-R: 5'-GAGGCTCAAAGTCAGATGCTACTG-3 '(SEQ ID NO: 18)

Claims (14)

RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo (1) integrato ed automatizzato per l’esecuzione di procedure di laboratorio di biologia molecolare e/o cellulare, caratterizzato dal fatto di comprendere: - un apparato per la manipolazione dei fluidi (2) configurato per consentire il trasferimento di sostanze fluidiche, comprendenti il campione da analizzare/trattare e/o almeno un reagente, tra corrispondenti contenitori (4) ed almeno un reattore microfluidico (10), detto reattore microfluidico (10) comprendente almeno una camera (30) in cui avvengono le reazioni di biologia molecolare e/o cellulare tra detto campione da analizzare ed almeno un reagente, - un’unità riscaldante e/o refrigerante (16) che è configurata per controllare le condizioni termiche in almeno una camera (30) di detto reattore (10), - un coperchio (21) applicabile/vincolabile a pressione di un materiale otticamente indifferente, configurato per coprire superiormente il reattore (10), che prevenga la deformazione di detto reattore in seguito a variazioni della temperatura e consenta la rilevazione del segnale fluorescente, senza fenomeni di rifrazione o diffrazione della luce, - un apparato di misurazione ottica (22) che è configurato per effettuare misure di tipo ottico sulle sostanze fluidiche che entrano e/o attraversano detto reattore (10), - un’unità di comando e controllo (14) configurata per controllare e/o coordinare l’apparato di manipolazione dei fluidi (2), l’unità riscaldante e/o refrigerante (16), e/o detto apparato di misurazione ottica (22). CLAIMS 1. Integrated and automated device (1) for carrying out molecular and / or cell biology laboratory procedures, characterized by the fact that it includes: - an apparatus for handling fluids (2) configured to allow the transfer of fluidic substances, comprising the sample to be analyzed / treated and / or at least one reagent, between corresponding containers (4) and at least one microfluidic reactor (10), called microfluidic reactor (10) comprising at least one chamber (30) in which the molecular and / or cellular biology reactions between said sample to be analyzed and at least one reagent take place, - a heating and / or cooling unit (16) which is configured to control the thermal conditions in at least one chamber (30) of said reactor (10), - a pressure applicable / constraintable lid (21) of an optically indifferent material , configured to cover the reactor (10) at the top, which prevents the deformation of said reactor following changes in temperature and allows the detection of the fluorescent signal, without refraction or diffraction phenomena of light, - an optical measuring apparatus (22) which is configured to carry out optical measurements on the fluidic substances entering and / or passing through said reactor (10), - a command and control unit (14) configured to control and / or coordinate the fluid handling apparatus (2), the heating and / or refrigerating unit (16), and / or said optical measuring apparatus ( 22). 2. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere dei mezzi (18) per immobilizzare le sostanze fluide, quando entrano ed attraversano il reattore (10), detti mezzi comprendendo: - un elettromagnete (20) configurato per generare un campo magnetico variabile, - una pluralità di biglie paramagnetiche configurate per legarsi specificamente con alcune sostanze presenti all’interno del reattore (10). Device (1) according to claim 1, characterized in that it comprises means (18) for immobilizing the fluid substances, when they enter and pass through the reactor (10), said means comprising: - an electromagnet (20) configured to generate a variable magnetic field, - a plurality of paramagnetic beads configured to bind specifically with some substances present inside the reactor (10). 3. Dispositivo (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che detti contenitori (4) comprendono almeno due siringhe (4) e dal fatto che: - dette siringhe (4) sono disposte parallelamente tra loro, e - almeno una siringa (4) è del tipo di precisione ed è configurata per pipettare volumi fino a 0.01 ml, - dette siringhe (4) comprendono uno stantuffo (8) che viene attuato in modo automatizzato e controllato e - lo stantuffo (8) delle siringhe (4) viene attuato da un pistone telescopico (12) facente parte dell’apparato di manipolazione (2). 3. Device (1) according to one or more of the preceding claims characterized in that said containers (4) comprise at least two syringes (4) and in that: - said syringes (4) are arranged parallel to each other, and - at least one syringe (4) is of the precision type and is configured to pipette volumes up to 0.01 ml, - said syringes (4) comprise a plunger (8) which is actuated in an automated and controlled manner and - the plunger (8) of the syringes (4) is actuated by a telescopic piston (12) which is part of the handling apparatus (2). 4. Dispositivo (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che detto apparato di misurazione ottica (22) comprende: - una sorgente luminosa di eccitazione (24), preferibilmente almeno una lampada a LED e/o almeno una sorgente laser, - un detector (26) posto al di sopra a detto reattore (10), - filtri configurati per isolare le lunghezze d’onda di emissione dei singoli fluorocromi presenti all’interno di detto reattore (10). 4. Device (1) according to one or more of the preceding claims characterized in that said optical measuring apparatus (22) comprises: - an excitation light source (24), preferably at least one LED lamp and / or at least one laser source, - a detector (26) placed above said reactor (10), - filters configured to isolate the emission wavelengths of the individual fluorochromes present within said reactor (10). 5. Dispositivo (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che detto reattore (10): - ha una conformazione sostanzialmente laminare, - è di tipo monouso, - è in materiale plastico ottico e bio-compatibile - comprende al suo interno una pluralità di camere (30) di forma circolare o poligonale con gli angoli smussati, dette camere (30) essendo fluidicamente connesse, mediante condotti (32) cilindrici di collegamento, eventualmente muniti di valvole antireflusso, sia tra loro sia a porte (34) di ingresso/uscita a/da detto reattore (10) e dal fatto che dette porte (34) di ingresso/uscita sono definite in corrispondenze dei bordi di detto reattore (10) e ciascuna di dette porte (34) è collegata mediante un tubo di collegamento (6) dell’apparato di manipolazione (2) ad un corrispondente contenitore (4) in cui è presente il campione da analizzare/trattare e/o un reagente. 5. Device (1) according to one or more of the preceding claims characterized in that said reactor (10): - has a substantially laminar conformation, - it is disposable, - it is made of optical and bio-compatible plastic material - it comprises inside a plurality of chambers (30) of circular or polygonal shape with rounded corners, said chambers (30) being fluidly connected, by means of cylindrical connection ducts (32), possibly equipped with anti-reflux valves, both between them and doors (34) for inlet / outlet to / from said reactor (10) and by the fact that said inlet / outlet ports (34) are defined in correspondence with the edges of said reactor (10) and each of said ports (34) is connected by means of a connecting tube (6) of the handling apparatus (2 ) to a corresponding container (4) containing the sample to be analyzed / treated and / or a reagent. 6. Dispositivo (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che detto reattore (10) comprende: - una camera di estrazione (301) per la miscelazione di dette sostanze fluidiche, detta camera di estrazione (301) essendo fluidicamente collegata con: ● almeno un primo canale bidirezionale (511, 516) per l’ingresso/uscita in/da detta camera di estrazione (301) del campione da trattare/analizzare, ● almeno un secondo canale (512,513,514,515) per l’immissione dei reagenti in detta camera di estrazione (301), - almeno una camera di reazione (501, 502, 503) che è in collegamento fluidico con detta camera di estrazione (301) e/o con eventuali altre camere di reazioni (501, 502, 503), a ciascuna camera di reazione essendo fluidicamente collegato almeno un terzo canale (517, 518, 519) per l’immissione di ulteriore campione biologico e/o di reagenti entro la corrispondente camera di reazione (501, 502, 503). 6. Device (1) according to one or more of the preceding claims characterized in that said reactor (10) comprises: - an extraction chamber (301) for mixing said fluidic substances, said extraction chamber (301) being fluidically connected with: ● at least one first bidirectional channel (511, 516) for the inlet / outlet in / from said extraction chamber (301) of the sample to be treated / analyzed, ● at least a second channel (512,513,514,515) for placing the reagents in said extraction chamber (301), - at least one reaction chamber (501, 502, 503) which is in fluidic connection with said extraction chamber (301) and / or with any other reaction chambers (501, 502, 503), with each reaction chamber being fluidically connected at least a third channel (517, 518, 519) for the introduction of further biological sample and / or reagents into the corresponding reaction chamber (501, 502, 503). 7. Dispositivo (1) secondo una o più delle rivendicazioni 1-5 caratterizzato dal fatto che detto reattore (10) comprende almeno una camera di fecondazione (601) configurata per contenere gli embrioni da coltivare in una porzione (602) depressa rispetto al resto della camera (601), a detta camera di fecondazione (601) essendo fluidicamente collegati: - almeno un ulteriore condotto (630) per il deposito dei gameti, - almeno un canale (603) per l’immissione del terreno di coltura, - almeno un canale di efflusso (604) del terreno di coltura. 7. Device (1) according to one or more of claims 1-5 characterized in that said reactor (10) comprises at least one fertilization chamber (601) configured to contain the embryos to be cultivated in a portion (602) depressed with respect to the rest of the chamber (601), to said fertilization chamber (601) being fluidly connected: - at least one further conduit (630) for the deposition of gametes, - at least one channel (603) for the introduction of the culture medium, - at least one outflow channel (604) of the culture medium. 8. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 7 caratterizzato dal fatto che detto reattore (10) comprende una pluralità di camere di fecondazione (601) fluidicamente connesse in serie mediante almeno un condotto di collegamento (32) e dal fatto che: - detto almeno un canale (603) per l’immissione del terreno di coltura è connesso alla camera di fecondazione (601) più a monte, - detto canale di efflusso (604) è connesso alla camera di fecondazione (601) più a valle. 8. Device (1) according to claim 7 characterized in that said reactor (10) comprises a plurality of fertilization chambers (601) fluidically connected in series by at least one connection duct (32) and in that: - said at least one channel (603) for the introduction of the culture medium is connected to the fertilization chamber (601) further upstream, - said outflow channel (604) is connected to the fertilization chamber (601) further downstream. 9. Dispositivo (1) secondo una o più delle rivendicazioni 1-5 caratterizzato dal fatto che detto reattore (10) comprende almeno una camera di coltura (701) alla quale sono connessi: - almeno un canale di accesso (703) per il deposito delle cellule, - almeno un canale di afflusso (704) del terreno di coltura, e - almeno un canale di efflusso (714) del terreno di coltura. Device (1) according to one or more of claims 1-5 characterized in that said reactor (10) comprises at least one culture chamber (701) to which are connected: - at least one access channel (703) for cell storage, - at least one inflow channel (704) of the culture medium, e - at least one outflow channel (714) of the culture medium. 10. Dispositivo (1) secondo una o più delle rivendicazioni 1-5 caratterizzato dal fatto che detto reattore (10) comprende almeno due camere analitiche (801, 802, 803) tra loro fluidicamente indipendenti, a ciascuna camera analitica (801, 802, 803) essendo collegati: - almeno un corrispondente canale (804, 805, 806) per il caricamento del campione biologico in detta camera, - una pluralità di canali (811-822) per l’immissione di mezzi di coltura e/o reagenti. - almeno un corrispondente canale (823, 824, 825) per l’efflusso dei reagenti. 10. Device (1) according to one or more of claims 1-5 characterized in that said reactor (10) comprises at least two analytical chambers (801, 802, 803) fluidically independent of each other, to each analytical chamber (801, 802, 803) being connected: - at least one corresponding channel (804, 805, 806) for loading the biological sample into said chamber, - a plurality of channels (811-822) for the introduction of culture media and / or reagents. - at least one corresponding channel (823, 824, 825) for the outflow of reagents. 11. Uso del dispositivo secondo una delle rivendicazioni 1-6 per: a) effettuare analisi di varianti geniche, ad esempio finalizzate alla diagnosi/prognosi o epidemiologia, o quantificazione/qualificazione di trascritti genici, dove dette analisi comprendono le fasi di estrazione da uno o più campioni biologici isolati umani o animali, purificazione ed amplificazione di acidi nucleici e dove dette fasi sono effettuate all’interno del reattore microfluidico (10); o b) per identificare la presenza del genoma di agenti patogeni in campioni biologici umani od animali, dove dette analisi comprendono le fasi di estrazione da uno o più campioni biologici isolati, purificazione ed amplificazione di acidi nucleici e dove dette fasi sono effettuate all’interno del reattore microfluidico (10). 11. Use of the device according to one of claims 1-6 for: a) carry out analyzes of gene variants, for example aimed at the diagnosis / prognosis or epidemiology, or quantification / qualification of gene transcripts, where said analyzes include the steps of extraction from one or more isolated human or animal biological samples, purification and amplification of acids nucleic and where said phases are carried out inside the microfluidic reactor (10); or b) to identify the presence of the genome of pathogens in human or animal biological samples, where said analyzes include the steps of extraction from one or more isolated biological samples, purification and amplification of nucleic acids and where said steps are carried out inside the microfluidic reactor (10). 12. Uso del dispositivo secondo una delle rivendicazioni 1-5 e 7-8 per effettuare procedure di fecondazione in vitro. Use of the device according to one of claims 1-5 and 7-8 for carrying out in vitro fertilization procedures. 13. Uso del dispositivo secondo una delle rivendicazioni 1-5 e 9 per coltivare cellule aderenti in condizione controllate e/o per misurare nel tempo parametri biologici/biochimici specifici delle cellule coltivate nel reattore microfluidico (10) e/o per valutare nel tempo l’effetto di trattamenti farmacologici in cellule aderenti coltivate in vitro nel reattore microfluidico (10). 13. Use of the device according to one of claims 1-5 and 9 to cultivate adherent cells under controlled conditions and / or to measure over time specific biological / biochemical parameters of the cells grown in the microfluidic reactor (10) and / or to evaluate over time the effect of pharmacological treatments in adherent cells cultured in vitro in the microfluidic reactor (10). 14. Uso del dispositivo secondo una delle rivendicazioni 1-5, 10 e 13 per purificare e quantificare proteine estratte da campioni biologici immessi nel reattore microfluidico (10) o da cellule coltivate in vitro nel reattore microfluidico (10). Use of the device according to one of claims 1-5, 10 and 13 to purify and quantify proteins extracted from biological samples fed into the microfluidic reactor (10) or from cells grown in vitro in the microfluidic reactor (10).
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