ITTO20081000A1 - Microreattore con canali di sfiato per rimuovere aria da una camera di reazione - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

del brevetto per invenzione industriale dal titolo:

“MICROREATTORE CON CANALI DI SFIATO PER RIMUOVERE ARIA DA UNA CAMERA DI REAZIONEâ€

La presente invenzione si riferisce a un microreattore con canali di sfiato per rimuovere aria da una camera di reazione.

Le procedure tipiche per analizzare materiali biologici quali acido nucleico, proteine, lipidi, carboidrati e altre molecole biologiche, implicano una varietà di operazioni a partire da una materia prima. Queste operazioni possono comprendere vari gradi di separazione o purificazione cellulare, la lisi, l’amplificazione o la purificazione cellulare, e l’analisi del risultante prodotto di amplificazione o purificazione.

Come esempio, campioni di analisi del sangue basate sul DNA sono frequentemente purificati mediante filtrazione, centrifugazione oppure mediante elettroforesi, in modo da eliminare tutte le cellule non nucleate che sono in genere superflue per l’analisi del DNA. In seguito, i leucociti rimanenti vengono disgregati o lisati utilizzando mezzi chimici, termici o biochimici al fine di liberare il DNA da analizzare. Successivamente, il DNA viene denaturato mediante processi termici, biochimici o chimici, e amplificato mediante una reazione di amplificazione, come PCR (reazione a catena della polimerasi), LCR (reazione a catena della ligasi), la SDA (strand displacement amplification), TMA (transcription-mediated amplification), RCA (rolling circle amplification), e simili. La fase di amplificazione consente all’operatore di evitare la purificazione del DNA in esame in quanto il prodotto amplificato supera notevolmente il DNA di partenza nel campione.

Se à ̈ l’RNA a dover essere analizzato, le procedure sono analoghe, tuttavia si pone più enfasi sulla purificazione o su altri mezzi per proteggere la molecola instabile di RNA. Solitamente, l’RNA viene copiato in DNA (cDNA) e, successivamente, l’analisi procede come descritto per il DNA.

Infine, il prodotto di amplificazione à ̈ sottoposto ad un qualche tipo di analisi, solitamente in base a sequenza o dimensioni o alcune loro combinazioni. Per esempio, in un’analisi mediante ibridizzazione, il DNA amplificato viene fatto passare su una pluralità di rilevatori costituiti da singoli frammenti rilevatori oligonucleotidici che, per esempio, sono ancorati su elettrodi. Se i filamenti di DNA amplificato sono complementari ai rilevatori oligonucleotidici o sonde, tra essi si formeranno legami stabili (ibridizzazione). I rilevatori ibridizzati possono essere letti mediante osservazione utilizzando un’ampia varietà di mezzi, inclusi mezzi ottici, elettromagnetici, elettromeccanici o termici.

Altre molecole biologiche sono analizzate in modo analogo, tuttavia la purificazione molecolare à ̈ tipicamente sostituita con l’amplificazione, e i metodi di rilevazione variano secondo la molecola che viene rilevata. Per esempio, una diagnostica comune implica la rilevazione di una proteina specifica legando la stessa al suo anticorpo. Tale analisi richiede vari gradi di separazione cellulare, lisi, purificazione e analisi del prodotto mediante il legame all’anticorpo, il quale a sua volta può essere rilevato in diversi modi. Lipidi, carboidrati, farmaci e piccole molecole provenienti da fluidi biologici sono processati in modi analoghi. Tuttavia, abbiamo semplificato la disamina nella presente focalizzando l’attenzione sull’analisi dell’acido nucleico, in particolare sull’analisi del DNA, come esempio di molecola biologica che può essere analizzata utilizzando i dispositivi dell’invenzione.

Alcuni dispositivi integrano più di una fase di processo. Per esempio, alcuni dispostivi sono progettati per accettare campioni biologici precedentemente preparati ed eseguano i processi di amplificazione e rilevazione (che possono implicare la denaturazione, l’ibridizzazione delle sonde bersaglio e la lettura delle sonde).

Nella maggior parte dei casi, le singole operazioni vengono effettuate in camere separate. Vi à ̈ quindi l’esigenza di trasferire i campioni parzialmente processati da una camera all’altra e, a tal fine, sono previsti collegamenti microfluidici tra camere successive.

Tuttavia, la gestione di volumi ridotti di liquidi, come richiesto per le analisi biochimiche (nell'ordine di alcuni microlitri), può risultare difficile, in particolare quando sono implicate forze capillari. Infatti, bolle d’aria possono essere facilmente incapsulate in una camera quando un campione viene caricato all’interno di un microreattore. In sostanza, la geometria delle camere e l’affinità del campione con il materiale con cui sono realizzate le camere può produrre menischi altamente instabili quando le camere vengono riempite con un liquido. I bordi dei menischi possono unirsi in determinate condizioni e le bolle d’aria possono essere intrappolate all’interno del liquido.

Una singola bolla d’aria può occupare una frazione relativamente cospicua della camera, tenendo conto del suo volume ridotto (alcuni microlitri), e può causare una perdita verso un’altra camera attraverso i collegamenti microfluidici. In altri termini, un volume del campione può essere allontanato dalla bolla d’aria e può fuoriuscire dalla camera di reazione attraverso i collegamenti microfluidici. L’analisi può essere compromessa, in quanto rilevanti parametri di processo, quali il volume, l’equilibrio dei reagenti, la pressione e la temperatura, sono influenzati dalla bolla. Tuttavia, una quantità minore di campione resta disponibile per essere processata.

Scopo dell’invenzione à ̈ fornire un microreattore chimico e un metodo per realizzare una reazione chimica che siano privi dei limiti descritti sopra.

Secondo la presente invenzione, vengono forniti un microreattore e un metodo per realizzare una reazione chimica come rivendicati, rispettivamente, nelle rivendicazioni 1 e 13.

Per la comprensione della presente invenzione, saranno ora descritte alcune sue forme di realizzazione, puramente a titolo esemplificativo e non limitativo, facendo riferimento ai disegni allegati, in cui:

- la figura 1 à ̈ una vista in pianta dall’alto di un microreattore secondo una forma di realizzazione della presente invenzione;

- la figura 2 Ã ̈ una vista in sezione trasversale del microreattore della figura 1, presa lunga la linea II-II della figura 1;

- la figura 3 Ã ̈ una vista in sezione trasversale del microreattore della figura 1, presa lungo la linea III-III della figura 1;

- la figura 4 Ã ̈ una vista in sezione trasversale del microreattore della figura 1, presa lungo la linea IV-IV della figura 1;

- la figura 5 mostra la stessa vista della figura 3 in una prima condizione operativa;

- la figura 6 mostra la stessa vista della figura 3 in una seconda condizione operativa;

- la figura 7 à ̈ una vista in pianta dall’alto di un microreattore secondo un’altra forma di realizzazione della presente invenzione;

- la figura 8 Ã ̈ una vista in sezione trasversale del microreattore della figura 7, presa lungo la linea VIII-VIII della figura 1;

- la figura 9 à ̈ una vista in sezione trasversale attraverso un microreattore secondo ancora un’altra forma di realizzazione della presente invenzione; e

- la figura 10 Ã ̈ una rappresentazione di sistema di un apparecchio per analisi chimiche secondo una forma di realizzazione della presente invenzione.

Le figure 1-4 illustrano una forma di realizzazione di un microreattore, indicato con il numero di riferimento 1. Il microreattore 1 Ã ̈ formato in un corpo di semiconduttore che comprende un primo chip 2 e un secondo chip 3, legati insieme tramite uno strato legante 4. Il microreattore 1 comprende le camere di reazione 5 (due nella forma di realizzazione descritta nella presente) e una camera di rilevazione 7, tutte alloggiate nel primo chip 2 e delimitate in corrispondenza della loro parte inferiore dal secondo chip 3. Inoltre, il microreattore 1 comprende collegamenti capillari fluidici 8 e almeno un passaggio di sfiato, definito da un canale di sfiato 10 in questa forma di realizzazione, per accoppiare fluidicamente le camere di reazione 5 con la camera di rilevazione 7. In particolare, in questa forma di realizzazione, il microreattore 1 comprende un canale di sfiato 10 per ciascuna camera di reazione 5.

In una forma di realizzazione, le camere di reazione sono realizzate per eseguire un processo di amplificazione dell’acido nucleico, come la PCR. Tuttavia, si intende che il numero delle camere di reazione 5 possa essere differente, vale a dire una come pure più di due, e che possano essere effettuate reazioni differenti. Le camere di reazione 5 che in questa forma di realizzazione hanno sostanzialmente la stessa forma, si presentano sotto forma di canali microfluidici, allungati e rettangolari in una vista in pianta dall’alto, e aventi sezioni trasversali trapezoidali trasversalmente ai loro assi longitudinali A, come illustrato nella figura 4. Le camere di reazione 5 sono disposte adiacenti tra loro lungo i rispettivi lati maggiori, mentre i lati minori sono rivolti verso la camera di rilevazione 7. Le camere di reazione 5 sono accessibili dall’esterno attraverso rispettive aperture 11 in corrispondenza delle loro estremità prossimali 5a.

Il secondo chip 3 incorpora i riscaldatori 13 in corrispondenza della parte inferiore delle camere di reazione 5 e accoppiati termicamente ad esse. I riscaldatori 13 sono resistori collegabili a un’unità di controllo esterna e a una fonte di energia (qui non illustrata e illustrata schematicamente nella figura 10) per fornire calore all’interno delle camere di reazione 5, in modo controllato, conformemente a un profilo di temperatura di reazione desiderato. In una forma di realizzazione, le camere di reazione 5 sono dotate di riscaldatori 13 separati e controllabili in modo indipendente.

Nella forma di realizzazione descritta nella presente, la camera di rilevazione 7 alloggia una micromatrice 14 di sonde di acidi nucleici, disposte sul secondo chip 3. Le sonde comprendono singoli frammenti rilevatori oligonucleotidici che sono ancorati, per esempio, sugli elettrodi e sono disponibili per l’ibridizzazione con filamenti complementari che possono essere contenuti in un campione processato mediante il microreattore 1. Tuttavia, in altre forme di realizzazione, i frammenti rilevatori oligonucleotidici possono essere aggiunti al campione direttamente, anziché utilizzare una micromatrice di sonde, e sono anche possibili altri mezzi di rilevazione.

Una finestra di ispezione 15 facoltativa à ̈ prevista attraverso il primo chip 2, in modo che la camera di rilevazione 7, per la precisione la micromatrice 14, sia visibile dall’esterno del microreattore 1.

Come già menzionato, le camere di reazione 5 sono accoppiate fluidicamente alla camera di rilevazione 7 attraverso i collegamenti capillari 8 e i canali di sfiato 10, i quali sono tutti realizzati nel secondo chip 3 nella forma di realizzazione qui descritta. Più precisamente, i collegamenti capillari 8 e i canali di sfiato 10 presentano rispettive porzioni sepolte, alloggiate in un substrato di semiconduttore 16 del secondo chip 3 (per esempio in silicio monocristallino), e comunicano con le camere di reazione 5 attraverso rispettivi ingressi 8a, 10a e con le camere di rilevazione 7 attraverso rispettive uscite 8b, 10b. Gli ingressi 8a, 10a e le uscite 8b, 10b si estendono perpendicolari alle porzioni sepolte dei collegamenti capillari 8 e dei canali di sfiato 10, attraverso diversi strati del secondo chip 3, che può comprendere uno strato di maschera “hard†17, uno strato di ossido 18 e uno strato pseudo-epitassiale 19, per esempio di polisilicio. Lo strato di maschera “hard†17 può essere a sua volta una pila multi-strato, comprendente per esempio uno strato di carburo di silicio e uno strato di nitruro di silicio, che non sono illustrati singolarmente nei disegni.

In questa forma di realizzazione, gli ingressi 8a dei collegamenti capillari 8 sono disposti in corrispondenza delle estremità distali 5b delle rispettive camere di reazione, opposti alle estremità prossimali 5a in cui sono formate le aperture 11. La posizione degli ingressi 8a à ̈ tale per cui un campione caricato nelle camere di reazione 5 può essere completamente eliminato attraverso i collegamenti capillari 8, applicando una pressione in corrispondenza delle aperture 11.

In una forma di realizzazione, vi sono otto collegamenti capillari 8 in ciascuna camera di reazione 5, distribuiti in modo uniforme su entrambi i lati dei rispettivi canali di sfiato 10.

Le porzioni sepolte dei canali di sfiato 10 si estendono lungo gli assi longitudinali A delle rispettive camere di rilevazione 5 e scorrono al di sotto di una porzione di parete 2a del primo chip 2, che separa la camera di reazione 5 dalla camera di rilevazione 7. Gli ingressi 10a si estendono perpendicolari alle porzioni sepolte dei rispettivi canali di sfiato 10 e sono posti a distanza dagli ingressi 8a dei collegamenti capillari 8, lungo gli assi longitudinali A della rispettiva camera di reazione 5.

La posizione degli ingressi 10a dei canali di sfiato 10 à ̈ determinata in base alla geometria delle camere di reazione. In particolare, gli ingressi 10a dei canali di sfiato 10 sono formati in corrispondenza di regioni in cui la formazione di bolle à ̈ attesa a seguito dell’introduzione di un volume di un campione di liquido approssimativamente uguale al volume delle camere di reazione 5. Infatti, la formazione di bolle in un campione di liquido all’interno di piccole camere à ̈ influenzata dalla geometria delle camere e dall’affinità tra il liquido e le pareti che definiscono le camere. Poiché i componenti fondamentali del campione da caricare nel microreattore 1 (per esempio un campione acquoso) sono noti a priori, le aree delle camere di reazione 5 in cui à ̈ più probabile che si formino le bolle possono essere determinate con un’approssimazione soddisfacente. In una forma di realizzazione, gli ingressi 10a del canale di sfiato 10 sono posizionati a una distanza dalle estremità distali 5b delle camere di reazione 5 che corrisponde a circa un diametro idraulico equivalente DH.

Il diametro idraulico equivalente DHà ̈ il diametro di un recipiente cilindrico con la stessa area in sezione trasversale. Nell’esempio descritto (vedere la figura 4), la sezione trasversale à ̈ trapezoidale (isoscele) e il diametro idraulico equivalente DHà ̈ dato da:

DH=<2>(<WtanÎ ̧>-<h>)<h>

WtanÎ ̧+h (1/cosÎ ̧ -1 )

in cui W e h sono rispettivamente la larghezza e l’altezza della sezione trasversale e Î ̧ à ̈ l’angolo formato dal prolungamento della base minore e un lato della sezione trasversale trapezoidale. Lo spessore dello strato legante 4 può essere trascurato allo scopo di determinare il diametro idraulico equivalente DH.

In una forma di realizzazione qui descritta, le porzioni sepolte dei canali di sfiato 10 si estendono un poco oltre i rispettivi ingressi 10a. Pertanto, la sezione trasversale dei passaggi fluidici cambia bruscamente all’estremità degli ingressi 10a, in modo che una sovrapressione sia richiesta per spostare un liquido ulteriormente lungo i canali di sfiato 10. In altri termini, “valvole di arresto†capillari sono definite in corrispondenza dell’estremità degli ingressi 10a dei canali di sfiato 10, e precisamente in corrispondenza delle intersezioni degli ingressi 10a con le porzioni sepolte dei canali di sfiato 10.

Le figure 5 e 6 illustrano una fase di caricamento di un campione di liquido 20 all’interno del microreattore 1 per il trattamento.

Il campione 20 à ̈ erogato attraverso le aperture 11 delle camere di reazione 5, per esempio mediante micropipette controllate manualmente o servoazionate (non illustrate). Normalmente, il volume del campione fornito à ̈ approssimativamente identico al volume delle camere di reazione 5 (per esempio da 10 a 20 Î1⁄4l).

Come noto in microfluidica, bolle d’aria possono essere incapsulate in un mezzo liquido durante il riempimento capillare di microcanali o microserbatoi, a seconda dell’equilibrio tra le forse capillari, che aspirano il fluido, e le forze viscose, che ritardano il flusso. In alcuni casi, possono formarsi menischi estremamente instabili che portano all’incapsulamento delle bolle.

La figura 5 illustra schematicamente una bolla d’aria 21 incapsulata in una camera di reazione 5 mentre il microreattore 1 viene riempito. Per effetto della posizione dell’ingresso 10a, la bolla d’aria 21 comunica con la camera di rilevazione 7 attraverso il canale di sfiato 10. Pertanto, l’aria viene eliminata dalla camera di reazione 5 e fluisce verso la camera di rilevazione 7, come illustrato nella figura 6.

Una piccola quantità del campione di liquido 20 può essere aspirata attraverso gli ingressi 10a dei canali di sfiato 10. Tuttavia, il fluido aspirato viene fermato in corrispondenza dell’estremità degli ingressi 10a, per via dell’effetto di “valvola di arresto†. Di conseguenza, la fuoriuscita del campione di liquido 20 à ̈ generalmente impedita.

Il canale di sfiato 10 consente di rimuovere le bolle d’aria che possono essere incapsulate nella camera di reazione 5, e garantisce che il volume desiderato di campione sia effettivamente processato. Infatti, l’intero volume delle camere di reazione 5 à ̈ occupato dal campione 20 e la fuoriuscita verso la camera di rilevazione 7, che potrebbe essere causata dalle bolle d’aria, viene evitata.

Il campione 20 può essere trasferito nella camera di rilevazione 7 attraverso i collegamenti capillari 8 applicando una pressione in corrispondenza delle aperture 11 delle camere di reazione 5. Poiché gli ingressi 8a dei collegamenti capillari 8 sono posizionati in corrispondenza dell’estremità distale 5b delle rispettive camere di reazione 5, le camere di reazione 5 possono essere completamente svuotate.

Il microreattore 1 non necessita di incorporare parti o elementi mobili. Anche, la funzione di arrestare il liquido aspirato attraverso i canali di sfiato 10 à ̈ implementata in modo semplice mediante la valvola di arresto capillare all’intersezione tra l’ingresso 10a e la porzione sepolta del canale di sfiato 10. Infatti, l’effetto di intercettazione capillare à ̈ sufficiente a bloccare il flusso prima che il campione 20 raggiunga la camera di rilevazione 7. Pertanto, soltanto un volume trascurabile di liquido à ̈ aspirato attraverso il canale di sfiato 10 e il campione 20 à ̈ di fatto completamente disponibile per l’amplificazione (in questa forma di realizzazione, mentre in altre forme di realizzazione le differenti reazioni possono essere effettuate nella camera di reazione 5).

Il microreattore 1 può essere realizzato trattando separatamente due fette di semiconduttore. Una prima fetta semiconduttrice à ̈ attaccata chimicamente in modo selettivo per formare le camere di reazione 5 e la camera di rilevazione 7. In seguito, la faccia posteriore della prima fetta viene assottigliata mediante un processo meccanico o meccanico-chimico e, successivamente, vengono praticate le aperture 11 e la finestra 15.

I collegamenti capillari 8 e i canali di sfiato 10 sono formati in una seconda fetta semiconduttrice. In una forma di realizzazione, lo strato di maschera “hard†17 à ̈ depositato sul substrato 16 e una maschera “hard†viene realizzata da esso al di sopra di una regione destinata ad alloggiare i collegamenti capillari 8 e i canali di sfiato 10. La maschera “hard†può presentarsi sotto forma di una griglia avente microaperture. Il substrato 16 viene attaccato chimicamente attraverso la maschera “hard†, che rimane sospesa al di sopra delle cavità. Uno strato sottile di polisilicio viene depositato e ossidato per formare lo strato di ossido 18 che ricopre lo strato mascherante duro 17 e incorpora la maschera “hard†. In seguito, viene depositato uno strato di germe di polisilicio e lo strato pseudo-epitassiale 19 viene cresciuto da esso. Dopo aver depositato uno strato dielettrico, vengono realizzati i riscaldatori 13 e la micromatrice 14.

La prima fetta e la seconda fetta vengono infine unite tra loro e tagliate in piastrine, ciascuna comprendente un microreattore 1.

Secondo un’altra forma di realizzazione, illustrata nelle figure 7 e 8, un microreattore 1 comprende le camere di reazione 5, la camera di rilevazione 7, i collegamenti capillari 8 e almeno un canale di sfiato 110 per ciascuna delle camere di reazione 5. I riscaldatori 13 e la micromatrice 14 sono disposti rispettivamente nelle camere di reazione 5 e nella camera di rilevazione 7. I canali di sfiato 110 si estendono lungo gli assi longitudinali A delle rispettive camere di reazione 5, da un punto in prossimità dell’estremità prossimale 5b alla camera di rilevazione 7, e hanno una pluralità di ingressi 110a nelle camere di reazione 5, in corrispondenza di regioni in cui à ̈ attesa la formazione di bolle d’aria. In particolare, gli ingressi 110a sono disposti a rispettive distanze dall’estremità distale 5b e sono spaziati in modo uniforme lungo i canali di sfiato 110, che comunicano con la camera di rilevazione 7 attraverso rispettive uscite 110b.

Secondo un’altra forma di realizzazione, illustrata nella figura 9, in un microreattore 200, i canali di sfiato 210 si estendono da rispettive camere di reazione 5 verso la camera di rilevazione 7 e passano al di sotto dei collegamenti capillari 8, vale a dire più in profondità nel secondo chip 3. Anche in questo caso, i canali di sfiato 210 si estendono da un punto in prossimità dell’estremità prossimale 5a delle camere di reazione alla camera di rilevazione 7 e gli ingressi 210a sono distanziati in modo uniforme lungo i canali di sfiato 210, mentre le uscite 210b comunicano con la camera di rilevazione 7.

Nel microreattore 200, i canali di sfiato 210 possono essere realizzati incorporando una regione sacrificale, per esempio di biossido di silicio, in uno strato epitassiale prima di iniziare le fasi di processo per fabbricare i collegamenti capillari 8 e i canali di sfiato 10. Successivamente, vengono aperti gli ingressi 210a, che sono utilizzati per rimuovere la regione sacrificale.

Facendo riferimento alla figura 10, un apparecchio per analisi biochimiche 300 comprende un sistema informatico 302, che comprende una unità di elaborazione 303, una sorgente di alimentazione 304 controllata dall’unità di elaborazione 303, e un microreattore 305, avente la struttura e il funzionamento già descritti. Il microreattore 305 à ̈ montato su una scheda 307, costituendo insieme ad essa una cartuccia a perdere che viene inserita in modo amovibile in un dispositivo di lettura 308 del sistema informatico 302, per l’accoppiamento selettivo con l’unità di elaborazione 303 e con la sorgente di alimentazione 304. A tal fine, la scheda 307 à ̈ anche dotata di una interfaccia 309. I riscaldatori sul microreattore 305 (non illustrati) sono accoppiati con la sorgente di alimentazione 304 attraverso l’interfaccia 309. Il dispositivo di lettura 308 può anche comprendere un elemento di raffreddamento 306, per esempio un modulo Peltier o un ventilatore, che à ̈ controllato mediante l’unità di elaborazione 303 ed à ̈ termicamente accoppiato al microreattore 305 quando la scheda 307 viene caricata all’interno del dispositivo di lettura 308.

Infine, à ̈ evidente che numerose modifiche e variazioni possono essere apportate al dispositivo e al metodo descritti e illustrati nella presente, tutte rientranti nell’ambito di protezione dell’invenzione, come definita nelle rivendicazioni allegate.

In particolare, il numero, la forma e la posizione delle camere di reazione e di rilevazione non sono limitati all’esempio descritto. Analogamente, il numero, la forma e la posizione dei collegamenti capillari e dei canali di sfiato possono essere differenti.

Claims (15)

1. RIVENDICAZIONI 1. Microreattore per eseguire reazioni chimiche, comprendente: un corpo (2, 3); una prima camera (5) e una seconda camera (7), formate nel corpo (2, 3); interconnessioni (8) per accoppiare fluidicamente tra loro la prima camera (5) e la seconda camera (7) attraverso il corpo (2, 3); caratterizzato da un passaggio di sfiato (10; 110; 210) formato nel corpo (2, 3) e avente un’uscita di sfiato (10b; 110b; 210b) nella seconda camera (7) e almeno un ingresso di sfiato (10a; 110a; 210a) nella prima camera (5), in corrispondenza di una posizione in cui à ̈ attesa la formazione di bolle a seguito dell’introduzione di un liquido nella prima camera (5).
2. 2. Microreattore secondo la rivendicazione 1, in cui la prima camera (5) comprende un canale microfluidico avente una prima estremità (5a), accessibile dall’esterno attraverso un’apertura (11), e una seconda estremità (5b), opposta alla prima estremità (5a), e in cui le interconnessioni (8) hanno rispettivi ingressi (8a) di collegamento in corrispondenza della seconda estremità (5b).
3. 3. Microreattore secondo la rivendicazione 2, in cui gli ingressi di sfiato (10a) sono posti a distanza dagli ingressi (8a) di collegamento delle interconnessioni (8), lungo assi longitudinali (A) della prima camera (5).
4. 4. Microreattore secondo la rivendicazione 2 o 3, in cui la prima camera (5) ha un diametro idraulico equivalente (DH) e l’ingresso di sfiato (10a; 110a; 210a) à ̈ posizionato a una distanza di circa un diametro idraulico equivalente (DH) dalla seconda estremità (5b).
5. 5. Microreattore secondo la rivendicazione 4, in cui la prima camera (5) ha una sezione trasversale trapezoidale e il diametro idraulico equivalente (DH) à ̈ dato da ( - )DH=<2WtanÎ ̧ h h> WtanÎ ̧+h (1/cosÎ ̧ -1 ) in cui W e h sono rispettivamente una larghezza e un’altezza della sezione trasversale trapezoidale della camera di reazione (5) e Î ̧ à ̈ un angolo formato da un prolungamento di una base minore e un lato della sezione trasversale trapezoidale della camera di reazione (5).
6. 6. Microreattore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il passaggio di sfiato (110; 210) presenta una pluralità di ingressi di sfiato (110a; 210a) nella prima camera (5).
7. 7. Microreattore secondo la rivendicazione 6, in cui il passaggio di sfiato (110; 210) si estende lungo un asse longitudinale (A) della prima camera (5) e gli ingressi di sfiato (110a; 210a) sono distanziati in modo uniforme lungo il passaggio di sfiato (110a; 210a).
8. 8. Microreattore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui: il corpo (2, 3) comprende un primo chip (2) e un secondo chip (3), uniti tra loro; la prima camera (5) e la seconda camera (7) sono formate nel primo chip (2) e delimitate su un lato dal secondo chip (3); e il passaggio di sfiato (10; 110; 210) comprende un canale microfluidico formato nel secondo chip (3).
9. 9. Microreattore secondo la rivendicazione 8, in cui il passaggio di sfiato (10; 110; 210) ha una porzione sepolta alloggiata nel secondo chip (3) e l’ingresso di sfiato (10a; 110a; 210a) si estende perpendicolare alla porzione sepolta del passaggio di sfiato (10; 110; 210).
10. 10. Microreattore secondo la rivendicazione 9, in cui una intersezione tra l’ingresso di sfiato (10a; 110a; 210a) e la porzione sepolta del passaggio di sfiato à ̈ configurata per definire una valvola di intercettazione capillare.
11. 11. Microreattore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente riscaldatori (13) accoppiati termicamente alla prima camera (5) e collegabili a una fonte di energia esterna per distribuire in modo controllabile energia termica all’interno della prima camera (5).
12. 12. Microreattore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente una micromatrice (14) di sonde di acidi nucleici, alloggiata nella seconda camera (7).
13. 13. Apparecchio per analisi chimiche comprendente un microreattore (305); una unità di trattamento (303); una sorgente di alimentazione (304) controllata mediante l’unità di trattamento (303); un dispositivo di lettura (308) per ricevere il microreattore (305) e accoppiare il microreattore (305) con la sorgente di alimentazione (304); in cui il microreattore (305) à ̈ realizzato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-11.
14. 14. Metodo per effettuare reazioni chimiche, comprendente: fornire un microreattore comprendente un corpo (2, 3), una prima camera (5) e una seconda camera (7), formate nel corpo (2, 3), e collegamenti (8) per accoppiare fluidicamente la prima camera (5) e la seconda camera (7) attraverso il corpo (2, 3); caratterizzato dal fatto di accoppiare fluidicamente una posizione (10a) della prima camera (5), in cui à ̈ prevista la formazione di bolle a seguito dell’introduzione di un liquido nella prima camera (5), con la seconda camera (7) attraverso un passaggio di sfiato (10; 110; 210), formato nel corpo (2, 3).
15. 15. Metodo secondo la rivendicazione 14, comprendente determinare la posizione (10a) della prima camera (5) in base a un diametro idraulico equivalente (DH) della prima camera (5).