MXPA06008399A - Dispositivos formadores de cristal y sistemas y metodos para hacer y utilizar los mismos. - Google Patents

Dispositivos formadores de cristal y sistemas y metodos para hacer y utilizar los mismos.

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MXPA06008399A
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Phillip Lam
Hou-Pu Chou
Jake Kimball
Martin Pierprzyk
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Abstract

La presente invencion proporciona dispositivos de microfluido y metodos para su uso. La invencion ademas proporciona aparatos y sistemas para usar los dispositivos de microfluido, analizar reacciones realizadas en los dispositivos de microfluido, y sistemas para generar, almacenar, organizar, y analizar datos generados del uso de los dispositivos de microfluido. La invencion ademas proporciona metodos para usar y hacer sistemas y dispositivos de microfluido que, en algunas modalidades, son utiles para la formacion de cristal. En una modalidad, un aparato incluye una platina que tiene una cara de platina con uno o mas puertos de fluido en la misma. Los puertos de fluido espacialmente corresponden a uno o mas pozos sobre una superficie del dispositivo de microfluido. Se incluye una plataforma para sostener el dispositivo de microfluido con relacion a la platina, y un accionador de platina para empujar la platina contra el dispositivo de microfluido de manera que por lo menos uno de los puertos de fluido de la platina es empujado contra uno de los pozos para formar una camara de presion que comprende el pozo y el puerto, de manera que ciando se introduce o remueve fluido presurizado hacia o desde la camara de presion a traves de uno de los puertos, la presion de fluido es cambiada ahi.

Description

DISPOSITIVOS FORMADORES DE CRISTAL Y SISTEMAS Y MÉTODOS PARA HACER Y UTILIZAR LOS MISMOS RECLAMACIÓN DE PRIORIDAD La presente solicitud reclama el beneficio de prioridad de acuerdo con Titulo 35 Sección §1 19(e) del USC de las siguientes Solicitudes de Patente Provisional Norteamericana de co-propietario y también pendientes: 60/558,316, presentada el 30 de marzo de 2004 de Unger, titulada Dispositivos de Microfluido y Sistemas y Métodos para Utilizar los Mismos; 60/557,715, presentada el 29 de marzo de 2004 de Unger, titulada Dispositivos de Microfluido y Sistemas y Métodos para Utilizar los Mismos; y 60/539,283, presentada el 25 de enero de 2004 de Unger y Asociados, titulada Dispositivos de Microfluido y Sistemas y Métodos para Utilizar los Mismos; cada una de las cuales está incorporada en su totalidad a la presente invención como referencia para todos los propósitos y para los propósitos específicos aquí descritos. REFERENCIAS CRUZADAS CON PATENTES Y SOLICITUDES DE PATENTES La presente invención se refiere al asunto materia que se describe en la Solicitud de Patente Norteamericana Serie No. 09/796,666, presentada el 28 de febrero del 2001 , titulada Válvula Elastomérica Microfabricada y Sistemas de Bomba de Unger y Asociados ("Unger"), ahora la Patente Norteamericana No. 6,408,878; la Solicitud de Patente Norteamericana Serie No. 09/887,997, de Hansen y Asociados ("Hansen"), presentada el 5 de abril del 2002, la cual se publicó como la US 2003.9961687 A1 ; y la Solicitud de Patente Norteamericana No. 10/160,906, presentada el 30 de mayo del 2002 de Delucas y Asociados ("Delucas"), la cual se publicó como la Publicación de Patente Norteamericana No. 2002/0164812 A1 , el 2 de noviembre del 2002, la cual es una continuación de la Solicitud de Patente Norteamericana No. 09/543,326, presentada el 5 de abril del 2000, ahora abandonada, la cual reclama la prioridad de la Solicitud de Patente Provisional Norteamericana No. 60, 128,012 presentada el 6 de abril de 1999, cuyas descripciones están incorporadas para todos los propósitos a la presente invención como referencia. La presente invención se refiere además a la Solicitud de Patente Norteamericana No. 10/997,714 presentada el 24 de noviembre del 2004 de Facer y Asociados, titulada Aparatos y Métodos para Mantener Dispositivos de Microfluido, la cual reclama la prioridad de la Solicitud Provisional Norteamericana No. 60/525,245 presentada el 26 de noviembre del 2003 de Facer y Asociados, cuyas descripciones completas están incorporadas para todos los propósitos a la presente invención como referencia. La presente invención se refiere además a la Solicitud de Patente Norteamericana No. 10/827,917, presentada el 19 de abril de 2004 de Nassef y Asociados, titulada Aparatos y Sistemas de Crecimiento de Cristales, y Métodos para Utilizar los Mismos, la cual reclama la prioridad de las Solicitudes Provisionales Norteamericanas Nos. 60/509,098, presentada el 5 de octubre del 2003 de Nassef y Asociados, 60/466,305 presentada el 28 de abril del 2003 de Nassef y Asociados, y 60/463,778, presentada el 17 de abril del 2003 de Nassef y Asociados, cuyas descripciones completas están incorporadas para todos los propósitos a la presente invención como referencia. Campo del Invento La presente invención se refiere a los campos de microfluidos, laboratorio en chip, y a reacciones de cadena de polimerasa ("PCR"), análisis bioquímicos, cristalización y clasificación de proteína para condiciones de cristalización de proteína, microfabricación, robóticas de laboratorio y clasificación y análisis biológicos automáticos, entre otros campos. Antecedentes del Invento La cristalización es una técnica importante para las artes biológicas y químicas. En forma específica, se puede analizar un cristal de alta calidad de un compuesto objetivo mediante técnicas de difracción de rayos-X, para producir una estructura tridimensional precisa del objetivo. Esta información de la estructura tridimensional, se puede utilizar posteriormente para anticipar la funcionalidad y comportamiento del objetivo. En teoría, el proceso de cristalización es simple. Un compuesto objetivo en forma pura, se disuelve en un solvente. El ambiente químico del material objetivo disuelto posteriormente se altera de modo que el objetivo sea menos soluble y se revierta a la fase sólida en forma cristalina. Este cambio en el ambiente químico, normalmente se logra introduciendo un agente de cristalización que hace menos soluble el material objetivo, aunque los cambios en temperatura y presión también tienen influencia en la solubilidad del material objetivo. Sin embargo en la práctica, la formación de un cristal de alta calidad generalmente es difícil y algunas veces imposible, ya que requiere muchos procesos de ensayo y error y paciencia por parte del investigador. En forma específica, la estructura altamente compleja incluso de compuestos biológicos simples, significa que no tienen la capacidad de formar una estructura cristalina altamente ordenada. Por consiguiente, un investigador debe ser paciente y metódico, experimentar con un gran número de condiciones para la cristalización, alterar parámetros tales como concentración de la muestra, tipo de solvente, tipo de contra-solvente, temperatura y duración, con el objeto de obtener un cristal de alta calidad, si es que de hecho, se pudiera obtener un cristal. Por consiguiente, existe la necesidad en la técnica de métodos y estructuras para llevar a cabo una clasificación de alto rendimiento de cristalización de materiales objetivo. Los aparatos de microfluido se definen como aparatos que tienen una o más trayectorias de fluido, con frecuencia denominadas canales, microcanales, trincheras o recesos, que tienen una dimensión de sección transversal menor a 1 ,000 µm, y que ofrecen beneficios, tales como, rendimiento incrementado y reducción de volúmenes de reacción. Se ha cuestionado la interfase de aparatos de microfluido a sistemas macrocuración, tal como sistemas robóticos de suministro dé líquidos, dando como resultado con frecuencia una pérdida del número de reacciones se pueden llevar a cabo en paralelo en un solo dispositivo de microfluidos. Como un ejemplo no limitante, Delucas describe, entre otras cosas, el uso de un aparato de microfluido para llevar a cabo reacciones de clasificación por cristalización de proteína a escala de nanolitros en una configuración de formación paralela. Unger describe, entre otras cosas, dispositivos de microfluido que tienen un bloque elastomérico con una membrana de desviación. En una modalidad descrita, la cual se ilustra en las figuras 1A y 1 B, la primera capa elastomérica 1 , que tiene una superficie del fondo 8 con un receso microfabricado 2 formado en el mismo, está unida a la superficie superior 7 de la segunda capa elastomérica 3, que tiene un receso microfabricado 4 formado en la misma, para formar un bloque elastomérico 5 que tiene un primer canal 6 formado del receso 2 de la primera capa elastomérica 1 la cual es cerrada por la superficie superior 7 de la segunda capa elastomérica 3, y en donde el receso 4 de la segunda capa elastomérica está traslapado por el primer canal 6 formado, la membrana de desviación 8 se forma por una parte de la segunda capa elastomérica 3 que separa el primer canal 6 del receso 4 de la segunda capa elastomérica 3. Posteriormente el bloque elastomérico 5 puede ser adherido al substrato 9 de modo que el receso 4 de la segunda capa elastomérica 3 forme el segundo canal 10 con una superficie superior del substrato 9. El flujo de fluido través del segundo canal 10, puede ser controlado accionando la membrana de desviación 9 para la desviación hacia adentro y hacia afuera del segundo canal 10. La membrana de desviación 8 puede ser accionada incrementando o disminuyendo la presión de fluido en el primer canal 6 para originar que la membrana de desviación 8, realice la desviación hacia adentro o hacia afuera del segundo canal 10, respectivamente. Como alternativa, al incrementar o disminuir la presión de fluido en el segundo canal 10, la membrana de desviación 8 puede ser desviada hacia adentro o hacia afuera del primer canal 6, respectivamente. La figura 1 ilustra el uso del dispositivo descrito anteriormente, en donde el líquido se introduce en el segundo canal 10, a través de la vía 1 1 , la cual está elaborada mediante extracción del centro de una trayectoria de fluido desde la parte superior del bloque elastomérico, a través de la primera capa elastomérica 1 , parte de la segunda capa elastomérica 3 y hacia el segundo canal 10. El segundo canal de llenado de fluido 10, puede ser dividido posteriormente aplicando presión de fluido, tal como presión de gas, a través de la segunda vía 13, la cual se elabora coring a través de la primera capa elastomérica 1 hacia adentro del primer canal 6, de modo que cuando se incremente la presión en el primer canal 6, la membrana de desviación 8 sea desviada hacia abajo en el segundo canal 10 para contactar la superficie del substrato 9. Los dispositivos particulares de Unger, proporcionan dispositivos de microfluido confiables, de alta densidad en donde el movimiento del fluido en el mismo puede ser invocado y/o regulado accionando la membrana de desviación para originar que la membrana funcione como parte de una válvula o bomba. Una aplicación ideal de dispositivos de microfluidos, es clasificar condiciones que originarán que una proteína forme un cristal lo suficientemente grande para análisis estructural. La cristalización de proteína es un paso importante para determinar la estructura de dichas proteínas. Normalmente, las reacciones fueron establecidas pipeteando en forma manual una solución que contiene una proteína y una solución que contiene un reactivo de cristalización de proteína para originar que la proteína forme un cristal lo suficientemente grande para ponerlo en línea con una fuente de rayos-X para llevar a cabo estudios de difracción de rayos-X. La determinación de las condiciones correctas que formarán un cristal lo suficientemente grande, con frecuencia se determina mediante experimentos de ensayo y error aparentemente incontables. En consecuencia, los aislados de proteínas preciosas están muy limitados en suministro, y por consiguiente necesitan ser utilizados con precaución y al mismo tiempo clasificar condiciones de cristalización correctas. Como una forma de reponer el consumo de proteína durante la clasificación de la condición, se han realizado esfuerzos para reducir el volumen de ensayos de cristalización de proteína, y al mismo tiempo incrementar el número de experimentos que se llevan a cabo durante la clasificación. Delucas describe, entre otras cosas, métodos y aparatos para llevar a cabo experimentos de cristalización de proteína a escala de nanolitros (nanoescala). En una modalidad descrita, se utiliza un dispositivo de microfluido para llevar a cabo experimentos de cristalización de proteína a nanoescala en pozos formados en un substrato. Hansen describe, entre otras cosas, dispositivos de microfluido para llevar a cabo reacciones de cristalización de proteína. Algunas de las modalidades descritas en la patente de Hansen, emplean el bloque elastomérico de Unger que tiene membranas de desviación en la misma para regular el flujo de fluido. Por ejemplo, un dispositivo de microfluido que tiene una primera cámara que contiene una solución de una proteína, está en comunicación de fluidos con una segunda cámara que contiene una solución que contiene un agente de cristalización, que cuando se contacta con la proteína en la primera cámara, puede inducir a que la proteína forme cristales. En un ejemplo entre muchos, la comunicación de fluidos entre cada cámara es a través de uno o más canales. Una válvula situada entre cada una de las cámaras y en comunicación con el canal, puede ser accionada para regular la difusión entre las dos cámaras. La primera cámara está en comunicación con una primera entrada para introducir la solución que contiene la proteína en la primera cámara, y el segundo agente de la cámara está en comunicación con una segunda entrada para introducir el agente de cristalización en dicha cámara. Hansen describe, entre otras cosas, un vehículo para mantener el dispositivo de microfluidos de Hansen. Un ejemplo del transportador de Hansen, se muestra en la figura 2, en donde la estructura de microfluido 1 1000, la cual tiene varias entradas y filas de entradas, tales como la fila de los pozos 1 1012a y la fila del pozo 1 1012b, la entrada de la muestra 1 1012c y la entrada del control de la válvula de contención 1 1012d y la entrada de control de válvula de interfase 1 1012e, se colocan dentro de una base de estructura 1 1002 en el área de recepción 1 106 que tiene una ventana de edición 1 103 en la misma. La estructura superior 11014, la cual tiene cavidades de presión 1 1026 y 1 1024 se colocan arriba .de la base de la estructura 1 1002 con la estructura de microfluido 1 1000 emparedada entre ellas, de modo que cada cavidad de presión produzca un sello contra las filas de los pozos 1 1012a y 1 1012b para formar cámaras de presión en la parte superior de cada fila del pozo. En uso, cada pozo en las filas del pozo 1 1012a y 1 1012b, normalmente se llenan con diferentes reactivos para cristalización de proteínas y la entrada de la muestra 1 1012c se carga con una solución de muestra que contiene una proteína que será cristalizada. La entrada del control de la válvula de contención 1 1012d y la entrada del control de la válvula de interfase 1 1012e, normalmente se llenan con un líquido, tal como un aceite o agua, para accionar hidráulicamente las válvulas que se encuentran en el dispositivo de microfluidos. Se insertan líneas en las entradas de control 1 1012d y 1 1012e para aplicar gas presurizado en comunicación de fluidos con el líquido contenido dentro de cada canal de la entrada de control que se encuentra dentro del dispositivo de microfluidos, que a su vez desvía la válvula de la membrana en ciertas intersecciones entre los canales de la primera capa elastomérica y la segunda capa elastomérica, tal como se muestra en la figura 1 . De igual forma, la solución de muestra puede ser operada en un canal y dentro de las cámaras del dispositivo de microfluidos, aplicando similarmente presión de gas a la entrada de la muestra 1 1012c, para originar que la solución de la muestra desarrolle presión hidráulica para moverla a través del canal dentro de las cámaras. Los reactivos cargados en los pozos de la fila de pozos 1 1012a y 1 1012b, también pueden ser conducidos hacia adentro de sus canales correspondientes y hacia adentro de las cámaras que se encuentran dentro del dispositivo de microfluidos, aplicando presión de gas a cada una de las cavidades de presión. Una vez que cada una de las cámaras de la muestra y el reactivo dentro del dispositivo de microfluidos ha sido llenada, se pueden cerrar las válvulas de contención accionando las membranas de desviación en comunicación con el canal que precede la cámara, para mantener la muestra y los reactivos dentro de sus cámaras correspondientes. Mientras tanto, se mantienen cerradas las válvulas de interfase entre cada uno de los pares de cámaras de muestra/reactivo, para mantener alejado el reactivo de la difusión en la muestra, y para evitar que la muestra se difunda en la cámara del reactivo. Después de que se termina el llenado de las cámaras, puede comenzar la difusión de interfase libre abriendo ias válvulas de interfase, manteniendo al mismo tiempo cerradas las válvulas de contención. Los experimentos de cristalización de proteína que se llevan a cabo utilizando los dispositivos descritos en la patente de Hansen, pueden llevarse varios días en su desarrollo. Tal como se menciona, las válvulas de contención deben mantenerse cerradas todo el tiempo para evitar que la muestra o reactivos se muevan fuera de las cámaras, contaminándose potencialmente en forma cruzada entre sí. Por consiguiente, es necesario mantener una fuente de presión neumática para crear una fuente constante de presión hidráulica, para mantener cerradas las válvulas de contención. Esto se puede realizar teniendo un "cordón umbilical" que conecta el transportador conectado a una fuente de presión de gas, tal como un suministro de gas regulado. Sin embargo, dichos cordones umbilicales pueden limitar la capacidad del usuario para mover un transportador cerca de un laboratorio, por ejemplo, en un refrigerador o incubador para lograr el control de temperatura. Por consiguiente, existe la necesidad de un sistema que pueda liberar un dispositivo de microfluido, tal como los que describen Hansen ó Unger, de la aparente necesidad de un cordón umbilical para mantener la acción de la válvula. Schulte y Asociados ("Schulte"), Publicación de Patente Norteamericana No. 2003-0034306 A1 , publicada el 20 de febrero del 2003, titulada Microfluidos de Pozo-Placa, la cual está incorporada para todos los propósitos a la presente invención como referencia, describe dispositivos de microfluidos, sin embargo, existen numerosas y substanciales diferencias entre ia presente invención y los aparatos de Schulte. Breve Descripción de la Invención La presente invención proporciona dispositivos de microfluido y métodos para su uso. La presente invención proporciona además aparatos y sistemas para utilizar los dispositivos de microfluido de la presente invención, analizar las reacciones llevadas a cabo en los dispositivos de microfluido y sistemas para generar, almacenar, organizar y analizar datos generados del uso de los dispositivos de microfluido. La presente invención proporciona además métodos para utilizar y elaborar sistemas y aparatos de microfluido, los cuales, en algunas modalidades, son útiles para la formación de cristales. La presente invención proporciona aparatos para operar un dispositivo de microfluidos. En una modalidad, el aparato incluye una platina que tiene una cara de la platina con una o más puertas para fluidos en la misma. Las puertas para fluidos corresponden en espacio a uno o más pasos en una superficie del dispositivo de microfluidos. Se incluye una plataforma para sujetar el dispositivo de microfluidos en forma relativa a la platina, y un accionador de la platina para impulsar la platina contra el dispositivo de microfluidos, de modo que al menos una de las puertas de fluidos de la platina sea impulsada contra uno de los pozos para formar una cámara de presión que comprenda el pozo y la puerta, de modo que cuando se introduzca o elimine fluido presurizado en o desde la cámara de presión a través de una de las puertas, se cambie la presión de fluidos. En otras modalidades, el aparato incluye un accionador de platina robótico; el accionador de platina está bajo el control electrónico de un controlador; el controlador es una computadora o bajo el control de una computadora; la computadora está siguiendo un programa. El programa fue adaptado por un usuario del aparato; el dispositivo de microfluido incluye una primera y segunda cámaras en comunicación de fluidos entre sí a través de un canal y una válvula dispuesta a lo largo del canal, la cual cuando se abre o cierra controla la comunicación de fluidos entre la primera y segunda cámara, y en donde la válvula está bajo el control de una válvula automática que acciona el dispositivo, cuando el dispositivo de microfluidos se acopla a la platina; el dispositivo de activación de la válvula automática está además bajo el control de una computadora; la válvula se abre y cierra utilizando el aparato de activación de la válvula automática; la válvula comprende una membrana de desviación; y el activador de la platina se adapta para suministrar un fluido presurizado a la al menos una puerta de presión de fluidos utilizando una presión de entre aproximadamente 1 libra por pulgada cuadrada (1 psi) de aproximadamente 35 libras por pulgada cuadrada (35 psi). La presente invención proporciona además sistemas de microfluidos. Uno de dichos sistemas incluye un dispositivo de microfluidos que tiene una pluralidad de cámaras, estando el dispositivo de microfluidos acoplado a un transportador y al menos parte de la pluralidad de cámaras está acoplada a una pluralidad de entradas en el transportador. El sistema incluye una placa de ¡nterfase adaptada para encajar con al menos una de las entradas en el transportador, una fuente de fluido acoplada a la placa de ¡nterfase y adaptada para proporcionar fluido presurizado al menos a una de las entradas en el transportador, y un controlador acoplado a la fuente de fluidos y a la placa de ¡nterfase para dirigir el fluido desde la fuente de fluidos hasta el transportador. En otra modalidad, el dispositivo de microfluidos comprende además una pluralidad de líneas de válvula, y el fluido se dirige dentro de al menos algunas líneas de la válvula a través del controlador; el controlador se adapta en forma adicional para abrir y cerrar al menos parte de las líneas de válvulas; el vehículo comprende además una pluralidad de pozos, en donde al menos parte de los pozos están acoplados a las entradas correspondientes de la pluralidad de entradas, estando adaptadas las entradas correspondientes para recibir un fluido para análisis en el dispositivo de microfluidos; el controlador se adapta para aplicar una presión a través de la placa de interfase al menos aparte de la pluralidad de pozos con el objeto de conducir el fluido que se encuentra en el mismo, dentro de al menos parte de la pluralidad de cámaras; la placa de interfase comprende dos o más placas de interfase separadas, adaptadas cada una para encajar al menos en una entrada en el transportador; el transportador comprende una cámara acumuladora que tiene una puerta acumuladora, y en donde la placa de interfase comprende una puerta que está en comunicación de fluidos con la cámara acumuladora; la cámara acumuladora comprende además una válvula para controlar el movimiento de fluidos en la cámara acumuladora a través de la puerta acumuladora, estando la válvula en comunicación de fluidos con la puerta acumuladora; la válvula permite que el fluido fluya dentro de la cámara acumuladora a través de la puerta acumuladora, y al mismo tiempo restringe el flujo de fluido fuera de la cámara acumuladora a través de la puerta acumuladora; la válvula permite el flujo de fluido fuera del acumulador cuando la válvula es accionada; la válvula se acciona mecánicamente; la válvula es una válvula de retención; la placa de interfase comprende un activador de la válvula que se adapta para encajar en la válvula cuando la placa de la interfase y el transportador se acoplan; la cámara acumuladora comprende además un líquido; la cámara acumuladora comprende además un gas, o un gas y un líquido; el gas se presuriza en forma relativa a una presión de gas fuera de la cámara acumuladora; la placa de la interfase comprende además una junta de sellado; el acumulador se adapta para mantener una presión arriba de un nivel de presión deseado, con el objeto de mantener una válvula en el dispositivo de microfluidos en un estado cerrado; y la válvula cerrada se queda así durante al menos dos (2) días.
La presente invención proporciona además métodos para llevar a cabo un paso en una clasificación de condición de cristalización de proteínas. En una modalidad, el método incluye proporcionar un dispositivo de microfluido y llevar a cabo uno de los pasos del grupo que consiste en: llenar en forma robótica un pozo en un dispositivo de microfluidos con un reactivo, mover en forma robótica el dispositivo de microfluidos desde una estación de suministro robóticos de líquidos hasta una ubicación diferente, colocar en forma robótica el dispositivo de microfluidos en el aparato; eliminar el dispositivo de microfluidos del aparato, colocando en forma robótica el dispositivo de microfluidos en una estación de inspección óptica, e interrogar en forma óptica el dispositivo de microfluidos utilizando un sistema de generación de imagen automático. El término "en forma robótica" significa el movimiento del dispositivo de microfluidos originado por un aparato mecánico bajo el control de una computadora o controlador electrónico. La presente invención proporciona métodos para cristalizar una proteína. En una modalidad, el método incluye proporcionar un dispositivo de microfluidos que tiene una primera cámara que tiene una dimensión entre 1 ,000 µm y 1 µm, una segunda cámara que tiene una dimensión entre 1 ,000 µm y 1 µm, y un canal que tiene una dimensión entre 1 ,000 µm y 1 µm. La primera y segunda cámaras están en comunicación de fluidos entre sí a través del canal. Se coloca una válvula a lo largo del canal, la cual, cuando se acciona para abrir o cerrar, controla la comunicación de fluidos entre la primera y segunda cámaras. El método incluye introducir un reactivo de cristalización en la primera cámara, introducir la proteína en una solución en la segunda cámara, abrir la válvula de modo que la solución que contiene la proteína en la segunda cámara quede en comunicación de fluidos con el reactivo de cristalización que se encuentra en la primera cámara, y cerrar la válvula después de un período de tiempo para interrumpir la comunicación de fluidos entre la primera y segunda cámaras. En algunas modalidades, el método incluye que la válvula esté bajo el control de un dispositivo de activación de válvula automática; el dispositivo de activación de la válvula automático se encuentra además bajo el control de una computadora; la válvula se abre y cierra dos o más veces; el dispositivo de microfluidos es un dispositivo de microfluidos de capas múltiples; el dispositivo de microfluidos de capas múltiples comprende al menos una capa elastomérica y la válvula comprende una membrana de desviación; las dos capas del aparato de microfluidos de capas múltiples comprende un material elastomérico y puede unirse junto para formar un bloque elastomérico; las dos o más capas del dispositivo de microfluidos de capas múltiples, comprenden un primer canal en una primera capa y un segundo canal en una segunda capa, en donde la parte del primer canal y una parte del segundo canal traslapan en una región de traslape; el primero y segundo canales están en comunicación de fluidos a través de una vía localizada en la región de traslape; la región de traslape comprende además una membrana de desviación, que se puede desviar hacia cualquier del primer o segundo canal para controlar el movimiento de fluidos a lo largo del primer o segundo canal; y la membrana de desviación está integrada ya sea a la primera o segunda capa. La presente invención proporciona, en un aspecto, un dispositivo de microfluidos que comprende: una primera capa elastomérica que tiene un receso con una dimensión de ancho entre 0.1 µm y 1 ,000 µm, una segunda capa elastomérica que tiene un receso con una dimensión de ancho entre 0.1 µm y 1 ,000 µm, y una superficie superior, en donde la primera capa elastomérica está unida a la superficie superior de la segunda capa elastomérica para formar un bloque elastomérico que tiene una parte de desviación en el mismo, teniendo el bloque elastomérico una superficie del fondo que define un área de superficie, y teniendo el bloque elastomérico una altura, un substrato que tiene un receso en el mismo y una primera superficie, teniendo el substrato una puerta en la primera superficie de substrato, estando la puerta en comunicación de fluidos con el receso del substrato, en donde el bloque elastomérico se adhiere al substrato para formar el dispositivo de microfluidos sin que el bloque elastomérico obstruya la puerta. En algunas modalidades, la puerta es un pozo que tiene una abertura en la primera superficie de substrato, si no obstruye el bloque elastomérico la abertura del pozo cuando se adhiere al substrato, en donde el substrato comprende además una segunda superficie diferente a la primera superficie del substrato, y en donde el bloque elastomérico está adherido a la segunda superficie del substrato, la primera superficie es una superficie superior del substrato y la segunda superficie es una superficie del fondo del substrato, el bloque elastomérico se adhiere a la primera superficie del substrato sin que el bloque elastomérico obstruya la puerta, la puerta es un pozo, el pozo tiene una pared que tiene una altura que se extiende arriba de la primera superficie del substrato, en donde el bloque elastomérico se adhiere al substrato, la altura de la pared del depósito es coextensiva con la altura del bloque elastomérico, la altura de la pared del pozo es menor a la altura del bloque elastomérico, la altura de la pared del pozo es mayor a la altura del bloque elastomérico, el receso es una pluralidad de recesos y la puerta es una pluralidad de puertas, en donde cada puerta está en comunicación de fluidos con al menos una de la pluralidad de recesos del substrato, al menos una de la pluralidad de puertas es un pozo, el pozo define un volumen entre 0.1 µl y 400 µl, el pozo define un volumen entre 0.1 µl y 250 µl, el pozo define un volumen entre 0.1 µl y 100 µl, el pozo define un volumen entre 0.1 µl y 10 µl, al menos un receso de la pluralidad de recesos de la pluralidad del substrato tiene al menos una región que tiene una dimensión de sección transversal entre 0.1 µm y 1 ,000 µm, al menos una de la pluralidad de recesos del substrato tiene al menos una región que tiene una dimensión de sección transversal entre 0.1 µm y 500 µm, los recesos del substrato tienen al menos una región que tiene una dimensión de sección transversal entre 0.1 µm y 100 µm, al menos una de la pluralidad de recesos del substrato tiene una dimensión de sección transversal entre 0.1 µm y 10 µm, y/o en donde el substrato comprende un polímero, el substrato que comprende un polímero es seleccionado del grupo que consiste en polimetilmetacrilato, poliestireno, polipropileno, poliéster, fluoropolímeros, politetrafluoroetileno, policarbonato, polisilicón y polidimetiisiloxano, el substrato comprende vidrio o cuarzo, el substrato comprende además una capa de sellado adherida al substrato para sellar los recesos, para formar un canal procedente de los recesos, la capa de sellado comprende una película, la película se adhiere a través de un adhesivo, la película es una película de adhesivo que tiene adhesivo en la misma antes de la adhesión de la película al substrato, el bloque elastomérico comprende además una vía, la vía proporciona comunicación de fluidos entre el receso en el substrato y el receso en la primera capa elastomérica, la vía se formó extrayendo el núcleo del bloque elastomérico, la vía se formó perforando el bloque elastomérico, la vía se formó mediante extirpación, la extirpación se logró utilizando un rayo láser, el rayo láser fue generado a través de un láser de moléculas diméricas o heterodiméricas de vida corta, la vía se formó grabando una de las primera o segunda capas elastoméricas, la vía formó una de las primera y segunda capas elastoméricas antes de formar el bloque elastomérico, el receso en la capa elastomérica traslapa los recesos de la segunda capa elastomérica, en donde la parte de desviación del bloque elastomérico se forma de la segunda capa elastomérica, en donde el receso de la segunda capa elastomérica es traslapado por el receso de la primera capa elastomérica para formar una membrana de desviación que separa los recesos de la primera capa elastomérica del receso de la segunda capa elastomérica, en donde el receso del substrato y la vía y el receso en la primera capa elastomérica contienen un fluido, el fluido, cuando está a una presión diferente a una presión del segundo fluido en el receso de la segunda capa, activa la membrana de desviación originando que la membrana de desviación, se desvíe en uno de los recesos de la primera capa elastomérica o los recesos de la segunda capa elastomérica, la vía se forma a través de un proceso que utiliza un aparato robótico que se mueve en dimensiones x y y, en donde el aparato robótico comprende una etapa movible x, y, en donde al menos una de las primera y segunda capas elastoméricas comprende un material elastomérico que tiene un módulo de Young entre 1000 Pa y 1 ,000,000 Pa, al menos una de la primera y segunda capas elastoméricas comprende un material elastomérico que tiene un módulo de Young entre 10,000 Pa y 1 ,000,000 Pa, al menos una de la primera y segunda capas elastoméricas comprende un material elastomérico que tiene un módulo de Young entre 100,000 Pa y 1 ,000,000 Pa, al menos una de la primera y segunda capas elastoméricas comprende un material elastomérico que tiene un módulo de Young entre 360,000 Pa y 870,000 Pa, al menos las capas elastoméricas comprenden polidimetilsiloxano, al menos una de las capas elastoméricas comprende un polímero elaborado de un polímero de dos partes que forma un material, al menos una de las capas elastoméricas ha sido grabada con plasma, el bloque elastomérico contacta el substrato, el bloque elastomérico está unido al substrato, entre el bloque elastomérico y el substrato que comprende además una junta, el bloque elastomérico está pegado con pegamento al substrato, la puerta está en comunicación de fluidos con una cámara acumuladora, la cámara acumuladora tiene una puerta acumuladora para introducir fluido en la cámara acumuladora, la cámara acumuladora comprende además una válvula para controlar el movimiento de fluidos dentro de la cámara acumuladora a través de la puerta acumuladora, estando la válvula en comunicación de fluidos con la puerta acumuladora, la válvula permite el flujo de fluido que está dentro de la cámara acumuladora a través de la puerta acumuladora, y al mismo tiempo restringe el flujo de fluido fuera de la cámara acumuladora a través de la puerta acumuladora, la válvula permite que el flujo de fluido salga del acumulador cuando la válvula es activada, la válvula se activa en forma mecánica, la válvula es una válvula de retención, el acumulador comprende además un líquido, la cámara acumuladora comprende además un gas, el acumulador comprende además un gas y un líquido, el gas está presurizado en forma relativa a una presión de gas fuera de la cámara acumuladora, la puerta es una pluralidad de puertas, y el receso en el substrato es una pluralidad de recesos en el substrato, estando cada una de la pluralidad de puertas en comunicación de fluidos con al menos una de la pluralidad de recesos, cada una de la pluralidad de puertas está en comunicación de fluidos con una de una pluralidad de pozos, los pozos tienen cada uno, una abertura en la primera superficie, el bloque elastomérico no obstruye la abertura del pozo cuando se adhiere al substrato, las aberturas del pozo tienen un punto central, y la pluralidad de pozos están ajustados en forma separada de modo que el espaciamiento centro a centro de cada pozo sea el del espaciamiento centro-punto de una placa de microtitulación que tiene un formato seleccionado del grupo de una placa de microtitulación de 96 pozos, una placa de microtitulación de 384 pozos, y una placa de microtitulación de 1 ,536 pozos, y una placa de microtitulación de 6, 144 pozos, las aberturas del pozo tienen un punto central, y la pluralidad de pozos están ajustados de manera separada de modo que el espaciamiento del punto del centro al punto del centro sea de aproximadamente 4.5 mm. Otro aspecto de la presente invención proporciona un dispositivo de microfluidos que comprende: una primera capa que tiene en la misma un primer receso; una segunda capa que tiene una superficie superior de la segunda capa y un segundo receso en la misma; una capa de substrato que tiene una superficie superior, en donde la primera capa está unida a la segunda capa de modo que el primer canal se forma del primer receso y la superficie superior de la segunda capa, y la segunda capa está unida al substrato de modo que se forma un segundo canal del segundo receso y la superficie superior del substrato, y una parte del primer canal que traslapa una parte del segundo canal para formar un traslape de canal; y una vía de primer canal-segundo canal que establece comunicación de fluidos entre el segundo canal y el primer canal en el traslape del canal, en donde la vía primer canal-segundo canal se forma después de que la primera capa y la segunda capa se unen juntas para formar un bloque de microfluido. En otros aspectos, la vía de primer canal-segundo canal se extiende desde el segundo canal a través y más allá del primer canal; la vía primer canal-segundo canal se forma a través de extirpación láser; al menos una o al menos dos de las capas comprende un elastómero; el substrato comprende un polímero, vidrio o cuarzo; el polímero se selecciona del grupo que consiste en polimetilmetacrilato, poliestireno, polipropileno, policarbonato, polisilicón y plástico; la segunda capa comprende además un tercer canal formado de un tercer receso en la segunda capa y la superficie superior del substrato en donde una parte del tercer canal y una segunda parte del primer canal se traslapan para formar un segundo traslape, y en donde el tercer canal y el segundo canal están en comunicación de fluidos a través de una vía de primer canal-tercer canal localizada en el segundo traslape; la vía del primer canal-segundo canal se forma después de que la primera capa y la segunda capa se unen; el substrato comprende además un receso de substrato, una parte de la cual se traslapa a través de una parte del primer canal para formar un traslape de primer canal-canal de substrato; una capa de sellado que tiene una superficie superior unida al substrato de modo que al menos uno de los recesos del substrato forman un canal del substrato; y una primera vía primer canal-canal de substrato localizada en el traslape de primer canal-canal de substrato, en donde el primer canal y el canal de substrato están en comunicación de fluidos a través del primer canal. Otro aspecto de la presente invención proporciona incrementar la densidad de las reacciones dentro de un dispositivo de fluidos interconectando canales localizados dentro de diferentes capas del dispositivo de microfluido, en donde las intercomunicaciones se realizan utilizando vías, preferentemente vías formadas después de que dos o más capas que contienen canales se unen juntos, más preferentemente, formando las vías utilizando una herramienta de extirpación mediante láser. La presente invención proporciona, en un aspecto, un transportador para sujetar un dispositivo de microfluidos que comprende: un alojamiento, definiendo el alojamiento una cámara en el mismo y teniendo una parte de recepción para recibir dispositivos de microfluidos; un bloque de conexión para tener el dispositivo de microfluidos, en donde el bloque de conexión se puede adherir al dispositivo de microfluidos a través de uno o más dientes, y el dispositivo de microfluidos, cuando es retenido por el bloque de conexión, se puede insertar en la parte de recepción del alojamiento.
Otras modalidades incluyen que el tener el uno o más dientes sean dos o más dientes, teniendo al menos uno del uno o más dientes como un tubo, en donde el receptor tiene al menos una ranura para guiar y retener el dispositivo de microfluido cuando se inserta en la parte de recepción, en donde el receptor comprende además uno o más soportes de pipeta para guiar una punta de pipeta dentro del dispositivo de microfluido cuando se inserta en la parte de recepción, incluyendo uno o más acumuladores para proporcionar fluidos bajo presión al dispositivo de microfluidos cuando se inserta en la parte de recepción, preferentemente cuando al menos un acumulador comprende además una válvula de retención, en donde el alojamiento comprende una base de alojamiento y una cubierta de alojamiento, preferentemente cuando un acumulador se adhiere al alojamiento, y preferentemente cuando la cubierta del alojamiento y la base del alojamiento se sellan a través de una junta, incluyendo un material de control de humedad dentro del alojamiento para proporcionar control de humedad, preferentemente en donde el material de control de humedad se selecciona del grupo que consiste en una esponja, una matriz de gel, un disecante y un material tejido, en donde el alojamiento está elaborado preferentemente de un polímero, más preferentemente en donde el polímero es ya sea policarbonato o acrílico o poliestireno, preferentemente en donde el acumulador está en comunicación de fluidos con el bloque de conexión a través de uno o más tubos del bloque de conexión y un acumulador, en donde los tubos de bloque de conexión y un acumulador son preferentemente flexibles, en donde un primer tubo del uno o más tubos está en comunicación con el dispositivo de microfluido para controlar una o más primeras válvulas, en donde preferentemente un segundo tubo del uno o más tubos está en comunicación con el aparato de microfluido para controlar una o más segundas válvulas, por ejemplo, pero que no están limitadas, en donde las primeras válvulas son válvulas de interfase y/o las segundas válvulas son válvulas de contención. En otra modalidad, la presente invención proporciona un dispositivo para colocar el cristal de proteína dentro de un rayo de energía que comprende un chip para sujetar el cristal en el mismo, estando elaborado el chip de un bloque elastomérico que tiene colocado en el mismo una membrana de desviación. El aparato incluye una placa de adaptación para conectar el chip a un poste, estando conectado el chip a la placa de adaptación a través de uno o más postes que penetran en el chip, y un goniómetro, en donde el poste está conectado al poste para colocar el cristal dentro del rayo. En otros aspectos, la placa de adaptación se puede trasladar en forma movible para colocar el cristal dentro de un eje perpendicular al rayo; y el goniómetro se puede girar alrededor de un eje perpendicular y que inserta el rayo, y en donde el chip se gira alrededor del eje del rayo para exponer diferentes facetas del cristal al rayo. Breve Descripción de los Dibujos Las figuras 1 A a 1 C, son secciones transversales simplificadas de bloques elastoméricos de la técnica anterior; La figura 2, es una vista expandida de un transportador y dispositivo de microfluidos de la técnica anterior; La figura 3, es una vista expandida de un transportador y dispositivo de microfluidos de acuerdo con una modalidad de la presente invención; La figura 4, ilustra una vista en perspectiva de un transportador de acuerdo con una modalidad de la presente invención; La figura 5, ilustra una vista en planta del transportador mostrado en las figuras 3 y 4; La figura 6, ilustra una vista de sección transversal de la cámara acumuladora del transportador mostrada en las figuras 3 a 5; La figura 7, es una vista en perspectiva de otro transportador de acuerdo con una modalidad de la presente invención; La figura 8A, ilustra un substrato de un dispositivo de microfluidos que tiene pozos acumuladores de presión integrados de acuerdo con una modalidad de la presente invención; La figura 8B, ilustra una vista expandida del dispositivo de microfluidos mostrado en la figura 8A, e incluye además un bloque elastomérico; La figura 8C, es una vista general del dispositivo de microfluidos mostrado en la figura 8B; La figura 8D, es una vista en planta del dispositivo de microfluidos mostrado en la figura 8B; La figura 8E, ilustra una vista en planta del dispositivo de microfluidos mostrado en la figura 8E; La figura 8F, ilustra una vista en planta del fondo del dispositivo de microfluidos mostrado en la figura 8B; La figura 8G ilustra una vista en sección transversal del dispositivo de microfluidos mostrado en la figura 8B; Las figuras 9A y 9B son vistas de acercamiento de una interfase de fluidos de acuerdo con una modalidad de la presente invención; La figura 9C, es una vista de sección transversal de una vía para utilizarse en algunas modalidades de los dispositivos de microfluido de la presente invención; La figura 9D, es una vista expandida de una vía para utilizarse en algunas modalidades de los dispositivos de microfluido de la presente invención; La figura 10A, es una vista en planta de una modalidad de un chip para utilizarse con la presente invención; Las figuras 1 1 A-D son una vista en planta con acercamiento de celdas de medición de ejemplo en varios estados de la válvula de acuerdo con modalidades de la presente invención; La figura 1 1 E, es una fotografía de un formato de célula de medición de ejemplo; La figura 1 1 F, ilustra un formato de alta densidad para hacer reaccionar una pluralidad de muestras de acuerdo con una modalidad de la presente invención; La figura 1 1 G, es una vista en planta de una modalidad de un chip para utilizarse con la presente invención; La figura 12A, es una vista en perspectiva de una estación para accionar un dispositivo de microfluido de acuerdo con una modalidad de la presente invención; Las figuras 12B y 12D, son vistas laterales y en perspectiva, respectivamente, de la estación 12A dentro de la platina en una posición hacia abajo; La figura 12C, es una vista lateral de la estación de la figura 12A con la platina en una posición hacia arriba; La figura 12E, ilustra una vista de acercamiento de la platina de la figura 12A; La figura 12F, ilustra una vista lateral cortada de la platina de la figura 12A; La figura 12G, es una vista de acercamiento de un accionador de purga, que actúa en una válvula de retención de acuerdo con una modalidad de la presente invención; La figura 12H , ilustra una vista de corte de una platina impulsada contra la cara superior de un dispositivo de microfluidos de acuerdo con una modalidad de la presente invención ; La figura 1 3, es una vista en planta trasera de la ruta de fluidos dentro de una interfase de placa o platina de acuerdo con una modalidad de la presente invención; La figura 14A, es una vista en perspectiva de un transportador de acuerdo con una modalidad de la presente invención; La figura 14B, es una vista superior de un transportador y chip integrado de acuerdo con una modalidad de la presente invención; La figura 1 5A, es una vista general simplificada de un sistema de acuerdo con una modalidad de la presente invención; La figura 15B, es una vista en perspectiva de una estación de recepción en el sistema de la figura 15A; La figura 15C, es una vista en planta trasera de la ruta de fluidos dentro de una interfase de placa o platina de acuerdo con otra modalidad de la presente invención; Las figuras 16A y 16B son vistas laterales de sección transversal que muestran una placa de interfase que coincide con un transportador de acuerdo con una modalidad de la presente invención; y La figura 17, es una captura de pantalla de ejemplo disponible con el sistema de la figura 15A. Descripción Detallada de las Modalidades Preferidas Los sistemas de la presente invención serán particularmente útiles para medir pequeños volúmenes de material dentro del contexto de llevar a cabo la cristalización de material objetivo. Un ordenador de parámetros puede variarse durante dicha proyección de cristalización. Dichos parámetros incluyen pero no se limitan a: 1 ) volumen de prueba de cristalización, 2) proporción de solución objetivo a solución de cristalización, 3) concentración objetivo, 4) cristalización en conjunto del objetivo con una molécula o macromoléculas secundaria, 5) hidratación, 6) tiempo de incubación, 7) temperatura, 8) presión, 9) superficies de contacto, 10) modificaciones a las moléculas objetivo, 1 1 ) gravedad, y 12) variabilidad química. Los volúmenes de prueba de cristalización pueden ser de cualquier valor concebible, desde el rango de picolitro a mililitro. La duración de tiempo para los experimentos de cristalización puede fluctuar de minutos u horas a semanas o meses. La mayoría de los experimentos en sistemas biológicos normalmente muestran resultados en 24 horas a 2 semanas. Este régimen del tiempo de incubación puede acomodarse a través de dispositivos de microfluidos de acuerdo con modalidades de la presente invención. La temperatura de un experimento de cristalización puede tener un gran impacto en los rangos de éxito o falla. Esto es particularmente cierto para muestras biológicas, en donde las temperaturas de los experimentos de cristalización pueden fluctuar de 0 a 42°C. Algunas de las temperaturas de cristalización más comunes son 0, 1 , 2, 4, 5, 8, 10, 12, 15, 18, 20, 22, 25, 30, 35, 37 y 42°C. Los dispositivos de microfluido de acuerdo con modalidades de la presente invención, se pueden almacenar en las temperaturas descritas, o como alternativa, pueden colocarse en contacto térmico con pequeñas estructuras de control de temperatura, tal como calentadores de resistencia o estructuras de enfriamiento Peltier. Además, la pequeña huella y el rápido tiempo de ajuste de las modalidades de acuerdo con la presente invención, permiten un equilibrio más rápido a las temperaturas objetivo deseadas, y almacenamiento en incubadores más pequeños en un rango de temperaturas. Las modalidades de estructuras de microfluido de acuerdo con la presente invención, se pueden emplear para aplicaciones diferentes a la proyección de cristalización. Los ejemplos de dichas aplicaciones incluyen las que se describen en la solicitud PCT PCT/US01 /44869, presentada el 16 de Noviembre del 2001 y titulada "Ensayos Celulares y Clasificación de Alto Rendimiento", la cual está incorporada para todos los propósitos a la presente invención como referencia. Los ejemplos de estructuras de microfluido adecuados para realizar dichas aplicaciones, incluyen las que se describen en la presente invención, así como otras que se describen en la Solicitud de Patente Norteamericana No. 10/1 18,466, titulada Amplificación de Ácido Nucleico Utilizando Dispositivos de Microfluidos, presentada el 5 de Abril del 2002, cuya descripción completa está incorporada para todos los propósitos a la presente invención como referencia. Una modalidad de un método para fabricar un dispositivo de microfluidos de acuerdo con la presente invención, comprende grabar una superficie superior de un substrato de vidrio para producir una pluralidad de pozos, moldear un bloque de elastómero de modo que una superficie del fondo contenga un receso con patrón, poner en contacto una superficie del fondo del bloque de elastómero moldeado con la superficie superior del substrato de vidrio, de modo que el receso con patrón se alinee con los pozos para formar un canal de flujo entre los pozos. Una modalidad de un método para formar cristales de un material objetivo que comprende imprimar una primera cámara de un dispositivo de microfluidos elastomérico con un primer volumen predeterminado en una solución de material objetivo. Una segunda cámara de un dispositivo de microfluidos de elastómero se imprima con un segundo volumen predeterminado de un agente de cristalización . La primera cámara se pone en contacto de fluidos con la segunda cámara, para permitir la difusión entre el material objetivo y el agente de cristalización, de modo que se cambie el ambiente del material objetivo para originar la formación de cristal. Aún en otro aspecto, las cámaras o celdas de medición se pueden formar en una primera capa de elastómero, las cámaras o celdas de medición están en comunicación de fluidos a través de canales de fluidos, y la segunda capa tiene formada en el mismo canales de control, en donde las membranas que se pueden desviar entre la primera y segunda capas, se pueden desviar en la primera capa para controlar el flujo de fluido a través de los canales de fluido. Un substrato puede coincidir con la primera y segunda capas para impartir rigidez o proporcionar interconexiones de fluido adicionales. Los dispositivos de microfluidos posteriormente pueden ser utilizados junto con transportadores y/o sistemas para proporcionar control del proceso tal como se describe con mayor detalle más adelante. La presente invención proporciona dispositivos de microfluido y métodos para su uso. La presente invención proporciona además un aparato para utilizar los dispositivos de microfluido de la presente invención, analizar las reacciones llevadas a cabo en los dispositivos de microfluidos, y sistemas para generar, almacenar, organizar y analizar datos generados del uso de dispositivos de microfluidos. Los aparatos, sistemas y métodos de la presente invención serán particularmente útiles con varios dispositivos de microfluidos, incluyendo sin limitación la series de aparatos marcas Topaz® disponibles en Fluidigm, Corporation of South San Francisco, California. La presente invención también puede ser útil para otros dispositivos de fluido microfabricados utilizando materiales de elastómero, incluyendo los que se describen de manera general en la Solicitudes de Patente Norteamericana 09/826,583 presentada el 6 de Abril del 2001 , y titulada Sistemas de Válvula y Bomba Elastomérica Microfabricada; 09/724,782, presentada el 28 de Noviembre del 2000, y titulada Sistemas de Válvula y Bomba Elastomérica Microfabricada; y 09/605,520, presentada el 27 de Junio del 2000, y titulada Sistemas de Válvula y Bomba Elastomérica Microfabricada. Estas solicitudes de patente están incorporadas a la presente invención como referencia. La clasificación de cristalización de alto rendimiento de un material objetivo, o purificación de pequeñas muestras de material objetivo mediante recristalización, se logra introduciendo en forma simultánea una solución de un material objetivo en concentraciones conocidas en una pluralidad de cámaras de un dispositivo de fluidos microfabricado. El dispositivo de fluidos microfabricado se manipula posteriormente para variar las condiciones de la solución en la cámara, proporcionando de esta forma de manera simultánea un gran número de ambientes de cristalización. El control sobre las condiciones del solvente cambiadas por el resultado en una variedad de técnicas, incluyendo pero sin limitarse a medición de volúmenes de un agente de cristalización en la cámara a través de exclusión de volumen , atrapando los volúmenes de líquido determinados por las dimensiones de la estructura microfabricada, o mediante inyección de canal cruzado en una matriz de uniones definidas en intersectando canales de flujo ortogonal. Los cristales que resultan de la cristalización de acuerdo con las modalidades de la presente invención, se pueden utilizar para cristalografía de rayos-x para determinar una estructura molecular tri-dimensional. Como alternativa, cuando la clasificación de alto rendimiento de acuerdo con las modalidades de la presente invención, no produce cristales con un tamaño suficiente para cristalografía de rayos-x directos, los cristales pueden ser utilizados como cristales semilla para experimentos de cristalización adicionales. También se pueden utilizar resultados de clasificación prometedores, como una base para enfocar la clasificación en forma adicional en un espectro de condiciones de cristalización más estrecho, en una forma análoga al uso de técnicas de matriz de dispersión estandarizadas. Los sistemas y métodos de acuerdo con modalidades de la presente invención, están particularmente adaptados para cristalizar macromoléculas biológicas más grandes o agregados de las mismas, tales como proteínas, ácidos nucleicos, víruses y complejos de proteína/ligando. Sin embargo, la cristalización de acuerdo con la presente invención no se limita a cualquier tipo de material objetivo en particular. Además, aunque las modalidades de la presente invención descritas utilizan difusión del agente de cristalización en la fase líquida, la difusión de vapores u otra técnica que ha sido empleada para inducir la formación de cristales. Las modalidades de dispositivos de microfluido de acuerdo con la presente invención pueden utilizar depósitos o pozos en chip. Sin embargo, en un dispositivo de microfluidos que requiere la carga de un gran número de soluciones, el uso de un número grande de tubos de entrada correspondientes con pernos separados para hacer interfase con cada pozo, puede no ser práctico debido a las dimensiones relativamente pequeñas del dispositivo de fluido. Además, el uso automatizado de pipetas para suministrar pequeños volúmenes de líquidos es conocido, y por consiguiente puede probar que es más fácil de utilizar dichas técnicas para pipetear soluciones directamente en los pozos que se encuentran en la cara de un chip.
La acción capilar puede no ser suficiente para extraer soluciones de pozos en chip en regiones activas del chip, particularmente cuando las cámaras de terminación serán imprimadas con material. En dichas modalidades, una forma de cargar materiales en el chip es a través del uso de presurización externa. Sin embargo, nuevamente las pequeñas dimensiones del dispositivo acoplado con un gran número de fuentes de material posibles, puede ser impráctica la aplicación de presión a pozos individuales a través de pernos o tubería. Volviendo ahora a la figura 3, se describirá un dispositivo de microfluido de acuerdo con una modalidad de la presente invención, teniendo una o más cámaras de almacenamiento de presión de fluidos integradas o acumuladores para proporcionar una fuente de presión de fluido a una o más membranas de desviación dentro del dispositivo de microfluido. La figura 3, ilustra una modalidad preferida de un transportador 323 con un acumulador de presión integrado. El trasportador 323 comprende una base de transportación 301 que tiene un área de recepción 300 para recibir y mantener la posición de un dispositivo de microfluidos 305 dentro del transportador 323. El aparato de microfluidos 305, puede estar dentro de un amplio rango de aparatos dentro del alcance de la presente invención, incluyendo los chips Topaz® 1 .96 y Topaz® 4.96 disponibles en Fluidigm Corporation. El dispositivo de microfluido 305, comprende una o más filas de pozos 306 que tienen uno o más pozos de entrada 307 que están en comunicación de fluidos con canales dentro del dispositivo de microfluidos 305, una entrada de la válvula de contención 320, una entrada de la válvula de interfase 321 y una entrada de la muestra 324. La parte superior del transportador 309, incluye cavidades de presión 310 y 31 1 las cuales se ponen en contacto con las filas de pozos 306 para formar una cámara de presión común sobre cada pozo 307 para cada fila de pozos 306. Las entradas de la cámara de presión 313 y 314, se utilizan para suministrar presión de gas a cada cámara de presión cuando se forman con cada cavidad de presión haciendo contacto con la superficie del dispositivo de microfluidos 305. El transportador 323 incluye además un acumulador de presión 324, el cual se forma preferentemente adhiriendo la parte superior de un acumulador 303 a una parte de la base de transportación 301 que forma en la misma una cámara acumuladora 304. El fluido, preferentemente gas, se introduce en la cámara acumuladora 304 a través de una entrada del acumulador 317 que está en comunicación de fluidos con la cámara acumuladora 304. Preferentemente, se coloca una válvula de retención del acumulador 302 en línea entre la entrada del acumulador 317 y la cámara acumuladora 304 para mantener la presión de fluidos dentro de la cámara acumuladora 304, incluso después de la desconexión de una fuente de presión de fluidos (no mostrada) de la entrada acumuladora 317. Preferentemente, la válvula de revisión del acumulador 302 se aloja en un "pozo-seco" dentro de la cámara acumuladora 304 cuando el gas es utilizado para presurizar la cámara acumuladora 304, en tanto una parte de la cámara acumuladora 304 contiene un líquido para crear presión hidráulica con el líquido contenido en la misma. El líquido, bajo presión hidráulica, puede utilizarse a su vez para activar una parte que se puede desviar, tal como una membrana, o preferentemente una membrana de la válvula, dentro del dispositivo de microfluidos 305 suministrando presión hidráulica a través de una salida del acumulador 316, está en comunicación de fluidos con la cámara acumuladora 304 y al menos un canal dentro del dispositivo de microfluidos 305.
En la modalidad mostrada en la figura 3, la parte superior del transportador 309 se adhiere a una base de transportación 301 a través de uno o más tornillos 309 que están roscados en uno o más agujeros de tornillo correspondiente 333 de la base de transportación 301 , de modo que se mantenga una fuerza de compresión entre la parte superior del transportador 309 y la superficie superior del dispositivo de microfluidos 305, de modo que las cavidades de presión 310 y 31 1 formen sellos a prueba de fluidos alrededor de las filas de pozos 306. Una entrada de la línea de suministro de presión de la interfase 318, se conecta a una línea de suministro de presión de interfase 319 la cual también se inserta en la entrada de la válvula de interfase 321 del dispositivo de microfluidos 305 para proporcionar una fuente del fluido presurizado, preferentemente gas, o presión hidráulica a un segundo canal dentro del dispositivo de microfluidos 305, para activar al menos una segunda parte que se puede desviar, preferentemente una membrana de desviación de una segunda válvula de interfase, dentro del dispositivo de microfluidos 305. Una o más celdas de medición 308 dentro del dispositivo de microfluidos 305, están en comunicación de fluidos con las entradas de los pozos 307 y una entrada de muestras 334. En algunas modalidades, se proporciona una célula de medición de cristalización de proteína, tal como la que describe Hansen, en donde una primera y una segunda cámara están en comunicación de fluidos a través de uno o más canales de ¡nterfase entre ellas, en donde los canales de interfase comprenden además una válvula de ¡nterfase para controlar la difusión o movimiento de fluidos entre cada cámara. Cada cámara está además en comunicación de fluidos con una entrada para introducir un fluido en cada cámara, estando las entradas en comunicación de fluidos con las cámaras a través de canales dentro del dispositivo de microfluidos. A continuación se describirá un método para utilizar el transportador 323 de acuerdo con ia presente invención. Con la parte superior del transportador 309 fuera, se llenan los pozos 307 con reactivos. Se inyecta una solución de muestra en la entrada de muestras 334, utilizando una micropipeta. La válvula de interfase dentro de cada célula de medición 308, se cierra aplicando presión a la entrada de la válvula de interfase 321 a través de la línea de suministro de presión de interfase 319. La solución de muestras puede moverse en forma adicional dentro del dispositivo de microfluidos 305, aplicando presión en forma adicional (por ejemplo, en la forma de presión de gas) dentro de la entrada de la muestra 334 para empujar la solución de muestra dentro del reactivo de la muestra de la célula de medición 308. El líquido hidráulico, preferentemente agua, más preferentemente aceite, aún más preferentemente aceite Krytox(R) GL100(tm), el cual es óxido de polihexafluoropropileno, o una combinación de aceites y otros solventes, tal como agua, se introduce en la entrada de la válvula de interfase 320 y la entrada de la válvula de contención 321 , utilizando preferentemente un micropipeteador. La línea de contención 300 y la línea de control 319 se insertan en la entrada 320 y 321 , respectivamente, y la parte superior del transportador 309 se fija a la base de transportación 301 con el dispositivo de microfluidos 305 entre ellos. La figura 4, ilustra una vista en perspectiva del transportador 323 mostrada en la figura 3. La figura 5 ilustra una vista en planta " del transportador mostrado en las figuras 3 y 4. La figura 6, ilustra una vista de sección transversal de la cámara acumuladora 304 dentro del cumulador 324, que muestra un piso de cámara angulado hacia abajo con respecto a la cubierta de la cámara acumuladora 303, que permite que el líquido sea extraído hacia la línea 300, y también muestra un tornillo de acceso 335 el cual puede ser eliminado para agregar o eliminar fluidos, preferentemente líquidos, tal como la cámara acumuladora de ocupación parcial mostrada. Se muestra una vista lateral de la válvula de retención 302 situada dentro del pozo-seco 340 definido por la pared(s) del pozo-seco 340.1. La figura 7, ilustra un transportador similar al transportador mostrado en las figuras 3 a 6, sin embargo, en lugar haber un solo acumulador, dos acumuladores separados 303.1 y 303.2 se integran en el transportador. En un uso preferido, se utiliza el segundo acumulador para accionar y mantener la acción de una segunda parte de desviación del dispositivo de microfluidos, preferentemente una segunda válvula de membrana de desviación. En una modalidad particularmente preferida, el primer acumulador se utiliza para accionar las válvulas de interfase dentro de una célula de medición, y el segundo acumulador se utiliza para accionar las válvulas de contención dentro de una célula de medición, independientes una de la otra. Aún en otras modalidades, también se pueden incluir una pluralidad de acumuladores para proporcionar la activación independiente de sistemas de válvulas adicionales o para conducir el fluido a través de un dispositivo de microfluidos. En una modalidad alternativa de la presente invención, la figura 8A ilustra el substrato 800 de un dispositivo de microfluidos que tiene pozos del acumulador de presión integrados 801 y 802, teniendo cada uno en el mismo un pozo de secado 803, 804 para recibir una válvula, o preferentemente una válvula de retención adherida a una cubierta (ver figura 8B). El substrato 800 incluye además uno o más bancos de pozos 906a, b, c y d, teniendo cada uno, uno o más pozos 805 localizados en los mismos. Cada uno de los pozos 805 del substrato 800 tienen canales que se conducen desde el pozo 805 hasta la ubicación del bloque elastomérico 807 dentro del substrato 800 para adherir un bloque elastomérico, preferentemente un bloque elastomérico formado de dos o más capas de material elastomérico que tiene recesos o canales microfabricados formados en el mismo. La figura 8B, ilustra una vista expandida de un dispositivo de microfluidos completo 899 que comprende los componentes que se muestran en la figura 8A, y que comprenden además un bloque elastomérico 808 el cual está adherido, o más preferentemente unido, y aún más preferentemente directamente unidos, preferentemente sin el uso de adhesivos a la ubicación del bloque elastomérico 807 del substrato 800, para formar el dispositivo de microfluidos completo 899 (figura 8C). Dentro del bloque elastomérico 808 se encuentran uno o más canales en comunicación de fluidos con una o más vías 814, lo cual a su vez proporciona comunicación de fluidos entre ios canales dentro del bloque elastomérico y los canales dentro del substrato que posteriormente conduce a los pozos 805 dentro de las filas de los pozos 806a-d para proporcionar comunicación de fluidos entre los pozos 805 del substrato 800 y los canales dentro del bloque elastomérico 808. Las partes superiores de los pozos del acumulador 809 y 810, están adheridas a los pozos del acumulador 801 y 802, para formar cámaras acumuladoras 815 y 816. Las partes superiores de los pozos del acumulador 809 y 810, incluyen válvulas 812 y 81 1 , respectivamente, las cuales son preferentemente válvulas de retención para introducir y mantener el gas bajo presión dentro de las cámaras acumuladoras 815 y 816. Las válvulas 81 1 y 812 están situadas dentro de los pozos de secado 802 y 804 para mantener el líquido, cuando se encuentra en las cámaras acumuladoras 815 y 816, sin contacto con las válvulas 81 1 y 812. Las válvulas 81 1 y 812 pueden abrirse preferentemente en forma mecánica presionando una navaja, perno o similar, dentro de una válvula de retención preferida para superar la propia fuerza de cerrado de la válvula de retención y permitir la liberación de presión de la cámara acumuladora, para reducir la presión del fluido contenido dentro de la cámara acumuladora. La figura 8D, ilustra una vista en planta del dispositivo de microfluidos 899 y los pozos 805, en donde se localiza una puerta en forma adyacente a la base del pozo, preferentemente el fondo, o como alternativa, la parte lateral del pozo 805 para el paso de fluidos del pozo hacia adentro del canal formado en el substrato 800, preferentemente, en la parte lateral del substrato 800 opuesta al pozo 805. En una modalidad particularmente preferida, el substrato 800 está moldeado dentro de recesos en el mismo, estando elaborados los recesos en canales a través de una capa de sellado, preferentemente una película adhesiva o capa de sellado. El substrato 800 y sus componentes asociados pueden ser fabricados de polímeros, tales como polipropileno, polietileno, policarbonato, polietileno de alta densidad, politetrafluoroetileno PTFE o Teflón (R), vidrio, cuarzo o metal (por ejemplo, aluminio), materiales transparentes, poli-silicón o similares. Las partes superiores del pozo del acumulador 809 y 810, pueden comprender además tornillos de acceso 812 que pueden ser eliminados para introducir o eliminar gas o líquido de las cámaras acumuladoras 815 y 816. Preferentemente, las válvulas 812 y 81 1 pueden ser accionadas para eliminar presión de fluidos que se mantiene de otra forma dentro de las cámaras acumuladoras 815 y 816. Se utiliza la muesca 817 para ayudar a corregir la colocación del dispositivo de microfluidos en otra instrumentación, por ejemplo, instrumentación utilizada para operar o analizar el dispositivo de microfluidos o reacciones llevadas a cabo en el mismo. La figura 8D ¡lustra en forma adicional una cámara de hidratación 850, que rodea la región del bloque elastomérico 807, la cual puede ser cubierta con una cubierta de hidratación 851 , para formar una cámara de humidificación para facilitar el control de humedad alrededor del bloque elastomérico. La humedad puede ser incrementada agregando líquido volátil, por ejemplo, agua, a la cámara de humedad 851 , preferentemente humedeciendo un material de humedecimiento o esponja. Se puede utilizar preferentemente alcohol polivinílico. El control de humedad puede lograrse variando la proporción de alcohol polivinílico y agua, el cual se utiliza preferentemente para humedecer un material de humedecimiento o esponja. La hidratación también puede ser controlada utilizando un aparato de control de humedad tal como un paquete de humidificación HUMI DIPAK™ el cual, por ejemplo, utiliza una envoltura permeable al vapor de agua pero impermeable a líquidos para mantener una solución de sal que tiene una concentración de sal adecuada para mantener un nivel de humedad deseado. Ver la Patente Norteamericana No. 6,244,432 de Saari y asociados, la cual está incorporada para todos los propósitos a la presente invención como referencia, incluyendo el propósito específico de los aparatos y métodos de control de humedad. La cubierta de hidratación 850 es preferentemente transparente, para no obstaculizar la visualización de los eventos dentro del bloque elastomérico durante el uso. De igual forma, la parte del substrato 800 debajo de la región de bloque elastomérico 807 es preferentemente transparente, aunque también puede ser opaca o reflectiva. La figura 8E, ilustra una vista en planta del substrato 800 con sus canales formados en el mismo, que proporciona comunicación de fluidos entre los depósitos 805 y el bloque elastomérico 808 (no mostrado), el cual se adhiere al substrato 800 dentro de la región de bloque elastomérico 807, a través de los canales 872. Las cámaras acumuladoras 801 y 802, están en comunicación de fluidos con la región de bloque elastomérico 807 y finalmente, el bloque elastomérico 808, a través de los canales 870. La figura 8F ilustra una vista en planta del fondo del substrato 800. En una modalidad particularmente preferida, se forman recesos en la parte del fondo y substrato 800 entre la primera puerta 890, la cual pasa a través del substrato 800 a lado opuesto en donde se forman los pozos 805, y una segunda puerta 892, la cual pasa a través del substrato 800 en comunicación de fluidos con una vía en el bloque elastomérico 808 (no mostrado). La figura 8G ilustra una vista de sección transversal del substrato 800, con el bloque elastomérico 808 situado en la región de bloque elastomérico 807 junto con la capa de sellado 881 , adherida a lado opuesto del substrato 800 del bloque elastomérico 808. El pozo 805 está en comunicación de fluidos con el bloque elastomérico 808 a través de la primera puerta 890, el canal 870 y la segunda puerta 892 y en un receso de la capa elastomérica 808, la cual está sellada por una superficie superior 897 del substrato 800 para formar un canal 885. La capa de sellado 881 , forma el canal 870 de los recesos moldeados o maquinados en el substrato 800 de la superficie del fondo 898. La capa de sellado 881 es preferentemente un material transparente, por ejemplo, poliestireno, policarbonato o polipropileno. En una modalidad, la capa de sellado 881 es flexible tal como en una cinta adhesiva, y puede adherirse al substrato 800 mediante unión, tal como con adhesivo o sellado térmico, o adherido en forma mecánica, tal como mediante compresión. Preferentemente, los materiales para la capa de sellado 881 son adaptables para formar sellos de fluidos con cada receso, para formar un canal de fluidos con una mínima filtración. La capa de sellado 881 , puede ser soportada en forma adicional por una capa de soporte adicional que es rígida (no mostrada). En otra modalidad, la capa de sellado 881 es rígida. La figura 9A, ilustra un detalle de acercamiento de la interfase de fluidos entre el bloque elastomérico 808 y la región de bloque elastomérico 807 del substrato 800. Tal como se describe en las patentes de Unger y Hansen, los bloques elastoméricos pueden ser formados a partir de múltiples capas de material elastomérico unidas juntas para formar un bloque elastomérico. Preferentemente, al menos dos de las capas del bloque elastomérico tienen recesos. Por ejemplo, una primera capa elastomérica que tiene recesos formados en la misma, se une a una segunda capa elastomérica que tiene recesos formados en la misma para formar un bloque elastomérico que tiene recesos formados en la misma. Los recesos de la primera capa elastomérica están completa o parcialmente cerrados para formar canales en la primera capa elastomérica. Los recesos formados en la segunda capa elastomérica están de igual forma completa o parcialmente para formar canales en la segunda capa elastomérica cuando la capa elastomérica se une a un substrato, formando de esta manera un dispositivo de microfluidos que tiene múltiples capas con canales formados en el mismo. Volviendo ahora a las figuras 9A y 9B, la primera capa elastomérica 920 que tiene una superficie del fondo con un primer receso 901 formado en la misma y la segunda capa elastomérica 923 que tiene una superficie superior y una superficie del fondo con segundos recesos 905 formados en la misma, se unen juntas para formar el bloque elastomérico que tiene el canal 907 (formado del primer receso 901 y la superficie superior de la segunda capa elastomérica 923). El substrato 800 está adherido a la superficie del fondo de la segunda capa elastomérica 923 para formar el canal 909 de la superficie superior 897 del substrato 800 y la superficie del fondo de la segunda capa elastomérica 923. La puerta 892 puede conectar el canal 872 del substrato 800 con el canal 909 de la segunda capa elastomérica, la cual se forma parcialmente a través de la superficie superior del substrato 800. Como alternativa, tal como se muestra en las figuras 9A y 9B, la puerta 892 conecta el canal 872 del substrato 800 con el canal 907 de la primera capa elastomérica 920 del bloque elastomérico 808 a través de la vía 950. La vía 950 se forma aproximadamente normal a la superficie del substrato 897, preferentemente formada en la segunda capa elastomérica 923, antes de su unión con la capa elastomérica 920, y más preferentemente después de que la primera y segunda capas elastoméricas se unen juntas. Ver la Solicitud de Patente Provisional Norteamericana comúnmente asignada y también pendiente Serie No. 60/557,715 de Unger, presentada el 29 de Marzo del 2004, la cual está incorporada para todos los propósitos a la presente invención como referencia, y el propósito específico de enseñanza mediante formación, utilizando sistemas y métodos de extirpación láser automáticos. Los métodos de ejemplo para crear vías incluyen microfabricación, y al mismo tiempo formación de la segunda capa elastomérica 923, perforación láser, perforación láser con láser CO2, perforación láser con un láser de molécula dimérica o heterodimérica de vida corta, perforación y extracción del núcleo en forma mecánica, preferentemente en donde el perforado se lleva a cabo a través de un sistema de perforación de robot, preferentemente uno que tiene etapa automática x, y. La figura 9B, ilustra el dispositivo de microfluidos de la figura 9A, en donde el canal 907 de la primera capa elastomérica 920 traslapa el canal 909 de la segunda capa elastomérica 923 para formar una parte que se puede desviar dentro del bloque elastomérico, preferentemente una membrana elastomérica, formada preferentemente de una parte de una segunda capa elastomérica 923. La presión de fluido se transmite al canal 907 de la primera capa elastomérica 920 de una fuente de fluido presurizada (no mostrada) a través del canal 872, la puerta 892 y la vía 950 para originar que la membrana elastomérica 990 se desvíe hacia abajo para controlar el flujo de fluido o difusión a través del canal 909 de la segunda capa elastomérica 923. La figura 9C, ilustra una vista de sección transversal de otro uso preferido de una vía en los dispositivos de microfluido aquí descritos. El bloque de microfluido 921 incluye la primera capa 920 que tiene el primer receso de la capa (o canal, o cuando se une a una segunda capa) 907 formado en el mismo y una segunda capa 923 que tiene un segundo receso de capa (o canales cuando se une a un substrato) 950 en el mismo. Dos canales de la segunda capa están en comunicación de fluidos a través de un canal de la primera capa por medio de dos o más vías 950. Preferentemente, al menos una vía 950 está en comunicación de fluidos adicional con el pozo 999 del substrato 800 a través de un receso del substrato 892 (o canal, si se une una capa de sellado (no mostrada) al substrato 800). Al menos un canal de la segunda capa 909 se traslapa a través de una parte del canal de la primera capa 907 sin estar en comunicación de fluidos. En la modalidad mostrada en la figura 9C, se puede lograr una mayor densidad de las zonas de reacción y/o detección por área de unidad del dispositivo de microfluido, debido a que un canal de fluidos en una capa puede enrutarse arriba o abajo de un canal de fluidos de intervención dentro de la misma capa. Se encuentran cámaras de extirpación de residuos 989 para atrapar los residuos producidos de la vía de extirpación láser 950. La cámara de residuos 989, puede fundirse en la capa 920 a través de métodos de fundición de dos capas, en donde después de que una primera capa de foto-resistencia ha sido elaborada con patrones y desarrollada, se coloca sobre el primer patrón, y se forma un segundo patrón en el patrón de la primera capa de foto-resistencia, de modo que las regiones del patrón de foto-resistencia pueden tener diferentes alturas. Las capas múltiples pueden acumularse en otras para crear patrones de alturas diversas. Los materiales de fotorresistencia diferentes también pueden utilizarse, por ejemplo, para que la capa superior de la foto-resistencia tenga la capacidad de fluir nuevamente cuando se calienta, y al mismo tiempo la capa inferior se elabora de una foto-resistencia que substancialmente no vuelve a fluir a la misma temperatura de calentamiento. La figura 9D, ilustra una vista expandida de una vía 950 que interconecta los canales de dos diferentes capas. El bloque de microfluido 921 se forma de la primera capa 920 que tiene el canal 907 en la misma, y la segunda capa 923 que tiene el segundo canal 909 formado en la misma. La vía 950 interconecta los canales 907 y 909 juntos. Así mismo se muestra la cámara de residuos 989 la cual se funde en la capa 920 a través de un proceso de moldeo de alturas múltiples, tal como se describió anteriormente. Cuando la vía 950 se forma mediante extirpación láser, los residuos o material de una de las capas pueden residir en la parte superior del canal 907, en donde se forma la vía. El proporcionar una cámara para que dichos residuos o material residan después de la exterminación, ayuda a evitar el cierre o estrechamiento del canal 907 ó 909. Los canales de flujo de la presente invención pueden ser diseñados opcionalmente con diferentes tamaños y formas de sección transversal, ofreciendo diferentes ventajas, dependiendo de su aplicación deseada. Por ejemplo, la forma de sección transversal del canal de flujo inferior puede tener una superficie superior curva, ya sea a lo largo de toda su longitud o en la región dispuesta bajo un canal transversal superior. Dicha superficie superior curva facilita el sellado de la válvula, tal como se indica a continuación. Los perfiles de grosor de la membrana y las secciones transversales del canal de flujo contemplados en la presente invención, incluyen formas rectangulares, trapezoidales, circulares, elipsoidales, parabólicas, hiperbólicas y poligonales, así como secciones de todas las formas anteriores. Las formas de sección transversal más complejas, tal como una modalidad con protuberancias o una modalidad que tiene concavidades en el canal de flujo, también se contemplan en la presente invención. Además, aunque la presente invención se describe principalmente junto con una modalidad, en donde las paredes y techo del canal de flujo se forman de elastómero, y el piso del canal se forma en un substrato subyacente, la presente invención no se limita a esta orientación particular. Las paredes y pisos de los canales también se pueden formar en el substrato subyacente, únicamente con el techo del canal de flujo construido de elastómero. Este techo del canal de flujo de elastómero puede proyectarse hacia abajo en el canal, en respuesta a una fuerza de acción aplicada, controlando de esta forma el flujo del material a través del canal de flujo. En general, se prefieren estructuras de elastómero monolíticas para aplicaciones de microfluido. Sin embargo, puede ser útil emplear canales formados en el substrato, en donde dicho arreglo proporciona ventajas. Por ejemplo, se puede construir un substrato que incluye guías de onda ópticas de modo que las guías de onda ópticas dirijan luz específicamente a la parte lateral de un canal de fluido. La figura 1 0, ilustra una vista en planta de una modalidad preferida, en donde se forman noventa y seis (96) celdas de medición separadas dentro de un bloque elastomérico 808. En una modalidad preferida, se proporcionan líneas de hidratación 1 01 0 adyacentes a cada entrada del bloque elastomérico, que conecta las puertas dentro del substrato 800 (no mostradas) a los canales dentro del bloque elastomérico 808, para proporcionar una fuente de soluciones en una osmolaridad seleccionada para proporcionar una fuente de hidratación y/o osmo-regulación para partes del bloque elastomérico 808. La figura 1 1 A, ilustra una vista en planta de acercamiento de una célula de medición de ejemplo utilizada para cristalización de proteína, en donde el flujo de fluido en canales y cámaras adyacentes se controla mediante válvulas de membrana de desviación, preferentemente válvulas interdigitalizadas opuestas con forma de "T" o soporte 1 1 00. En modalidades preferidas, cuando una serie de canales y cámaras de reactivos se localizan en proximidad cercana, de modo que las diferencias de osmolaridad entre las cámaras de reactivo o canales adyacentes puedan originar la migración de fluido, normalmente en forma de vapor, a través de las capas elastoméricas de bloque elastomérico, utilizando líneas de válvula discontinua, sirven para aislar en forma "osmótica" las cámaras de reactivos cuando se comparan con líneas de válvulas longitudinales 1 1 9, las cuales tienen una distancia de fluidos más corta entre cada máquina. La figura 1 1 B, ilustra un estado de la válvula para una célula de medición. Dentro de la célula de medición 1 1 01 , las cámaras de reactivo 1 103 y la cámara de proteína 1 1 04 se aislan entre sí mediante la acción de válvula de interfase 1 1 06, y al mismo tiempo se introduce la solución de reactivo y proteína dentro de cada cámara respectiva. Una vez llenadas, las válvulas de contención 1 1 09 se cierran , tal como se muestra en la figura 1 1 C y se lleva a cabo una difusión de interfase libre abriendo las válvulas de interfase 1 1 06. Tal como se muestra en la figura 1 1 D, la difusión puede ser interrumpida cerrando la válvula de interfase 1 1 06 para permitir, por ejemplo, que ocurra la deshidratación si se reduce la humedad en el ambiente alrededor o dentro del bloque elastomérico 808. La figura 1 1 E es una fotografía de un formato de célula de medición de ejemplo. La figura 1 1 F ilustra un formato de alta densidad para hacer reaccionar una pluralidad de muestras en una pluralidad de reactivos, por ejemplo, preferentemente cuatro (4) muestras con noventa y seis (96) reactivos; ocho (8) muestras con noventa y dos (92) reactivos, y así sucesivamente, incluyendo, pero sin limitarse a, cuarenta y ocho (48) muestras con cuarenta y ocho (48) reactivos. Cada par de reacción puede mezclarse o combinarse por separado, tal como mediante difusión, utilizando el formato los sobrepases o sub-pases del canal de fluidos para enrutar otros canales de fluido de intervención. La figura 1 1 F es una vista de acercamiento de un ejemplo de uso de las vías para incrementar la densidad de región de reacción/detección de un chip de microfluido. Se proporciona una vista de acercamiento 1 1 110 de cuatro grupos de celdas de medición para llevar a cabo reacciones tales como, experimentos de cristalización de proteína. La célula de medición 1 1 100 comprende cuatro grupos de cámaras en cada grupo que tiene una primera cámara y una segunda cámara en comunicación de fluidos y separadas a través de una válvula de interfase 1 1020. Con la válvula de interfase 1 1020 cerrada, se introducen los reactivos a través de puertas tales como la puerta 1 1050 la cual está en comunicación de fluidos con una célula de medición 1 1 100 para llenar las cámaras de reactivo 1 1030, y puertas de entrada de muestras 1 1080 y 1 1070, y de las cuales se muestran dos, tal como las muestras de proteína, las cuales se transportan a las cámaras de muestras 1 1090 a través de los canales que se interconectan a través de las vías 1 1040, lo cual permite que las muestras pasen sobre los canales de ramificación de muestras 1 1 120. Las trayectorias del canal ensanchado, tales como 1 1020a, indican cuándo se encuentra una válvula de membrana de desviación, la cual se forma traslapando un canal de la primera capa y un canal de la segunda capa. Los segmentos de canal comparativamente más angostos representan, cuando traslapan otros canales, regiones en donde la membrana que se desvía no se forma y por consiguiente no actúa como una válvula. Las arquitecturas aquí descritas pueden, tal como lo podrán observar los expertos en la técnica, ser invertidas en cuanto a orden. Por ejemplo, se puede formar una capa de fluidos dentro de una capa más gruesa, y se puede utilizar una capa más delgada como una capa de control, y ya que cada capa puede poseer canales tanto de control como de fluidos en el mismo, y pueden estar en comunicación de fluidos con una o más diferentes capas a través de las vías. Preferentemente, los aparatos aquí descritos pueden ser elaborados de una o más capas elastoméricas, preferentemente en donde se unan juntas dos o más capas. Las capas pueden unirse juntas, utilizando preferentemente químicas complementarias en dos o más capas, las cuales cuando se contactan, enlazan juntas, o más preferentemente, en donde dos o más capas se tratan con plasma, preferentemente plasma Ar, y más preferentemente, plasmas de aire de secado limpio que se graban antes del enlace, y preferentemente uniendo con un adhesivo, preferentemente un adhesivo que comprende componentes similares o complementarios a la química de una o más de las capas que están siendo unidas. Los adhesivos pueden ser aplicados mediante rotación recubriendo una superficie de la capa, o mediante rotación recubriendo una capa de adhesivo sobre la superficie y estampando una capa en dicho adhesivo giratorio, para aplicar adhesivo a la capa antes de unirse la capa a otra capa. La figura 1 1 G, ilustra una vista en planta de una modalidad preferida, en donde cuatro (4) grupos de noventa y seis (96) celdas de medición por separado están formándose en un bloque elastomérico. Los volúmenes extremadamente pequeños tienen la capacidad de ser suministrados mediante bombas y válvulas de acuerdo con la presente invención lo cual representa una ventaja substancial. Específicamente, los volúmenes conocidos más pequeños de fluido con la capacidad de ser medidos en forma manual, son de aproximadamente 0.1 µl. Los volúmenes conocidos más pequeños con la capacidad de ser medidos mediante sistemas automáticos son aproximadamente 10 veces más grandes (1 µl). Al utilizar bombas y válvulas de acuerdo con la presente invención, los volúmenes de líquido de 10 ni o menores, pueden ser medidos y suministrados en forma rutinaria. La medición precisa de volúmenes extremadamente pequeños de fluido permitidos por la presente invención, podrán ser extremadamente valiosos en una gran cantidad de aplicaciones biológicas, incluyendo pruebas y ensayos de diagnóstico.
La ecuación 1 , representa un modelo de desviación matemática altamente simplificado de una placa rectangular, lineal, elástica, isotrópica de grosor uniforme a través de presión aplicada: w = (BPb4)/(Eh3), en donde: w = desviación de la placa; B = coeficiente de forma (dependiendo de la longitud versus ancho y soporte de bordes de la placa); P = presión aplicada; b = ancho de la placa; E = módulo de Young; y h = grosor de la placa. Incluso cuando en esta expresión extremadamente simplificada, la desviación de una membrana elastomérica en respuesta a una presión será una función de: la longitud, ancho y grosor de la membrana, la flexibilidad de la membrana (módulo de Young), y la fuerza de actuación aplicada. Debido a que cada uno de estos parámetros variará ampliamente dependiendo de las dimensiones y composición física reales de un dispositivo elastomérico en particular de acuerdo con la presente invención, en la presente invención se contempla un amplio rango de grosores y elasticidades de la membrana, anchos de canal y fuerzas de activación. Deberá quedar entendido que la fórmula antes presentada es únicamente una aproximación, ya que en general la membrana no tiene un grosor uniforme, el grosor de la membrana no es necesariamente pequeño en comparación con la longitud y ancho, y la desviación no es necesariamente pequeña en comparación con la longitud, ancho o grosor de la membrana. Sin embargo, la ecuación sirve como una guía útil para ajustar parámetros variables para lograr una respuesta deseada de desviación versus fuerza aplicada. Los dispositivos de microfluido de la presente invención, pueden ser utilizados como dispositivos independientes, preferentemente, pueden ser utilizados como parte de un sistema tal como lo proporciona la presente invención. La figura 12A, ilustra una vista en perspectiva de una estación de robot para accionar un dispositivo de microfluido. Una estación de carga de acumulador y control neumático automatizado 1200, incluye una bahía de recepción 1203 para mantener el dispositivo de microfluido 1205 de la presente invención, tal como el tipo que se ilustra en las figuras de la 8a a la 8G. Se adapta una platina 1207 para hacer contacto con una superficie superior 1209 del dispositivo de microfluido 1205. La platina 1207 tiene en la misma, puertas que se alinean con el dispositivo de microfluidos 1205, para proporcionar presión de fluidos, preferentemente presión de gas, a los pozos y acumuladores dentro del dispositivo de microfluidos 1205. En una modalidad, la platina 1207 se impulsa contra la cara superior 1221 del dispositivo de microfluidos 1205 a través del movimiento de un brazo 121 1 , el cual se articula en un pivote 1213 y es motivado por un pistón 1215, el cual se adhiere en un extremo al brazo 121 1 , y en el otro extremo a una plataforma 1217. Los sensores a lo largo del pistón 1215, detectan el movimiento del pistón y relevan a un controlador la información con respecto a la posición del pistón, preferentemente un controlador bajo el control de una computadora (no mostrada), siguiendo una instrucción de software. Un detector de placa 1219, detecta la presencia del dispositivo de microfluido 1205 dentro de la bahía de recepción 1203, y preferentemente puede detectar la orientación adecuada del dispositivo de microfluidos 1205. Esto puede ocurrir, por ejemplo, detectando ópticamente la presencia y orientación del dispositivo de microfluidos 1205, reflejando la luz de la parte lateral del dispositivo de microfluido 1205. La platina 1207 puede ser descendida mediante robot, en forma neumática, eléctrica, o similar. En algunas modalidades, la platina 1207 se desciende en forma manual para encajar con el dispositivo 1205. La figura 12B ilustra la estación de carga 1200 con la platina 1207 en la posición hacia abajo impulsada contra la cara superior 1221 del dispositivo de microfluido 1205, el cual ahora está cubierto por una mortaja de la platina 1207. En una modalidad, las líneas de fluido que conducen a la platina 1207, se localizan dentro del brazo 121 1 y se conectan a suministros de presión de fluido, preferentemente se suministra presión neumática automática bajo el control de un controlador. Los suministros de presión proporcionan presión de fluido controlado a puertas dentro de una cara de la platina (no mostrada) de la platina 1207, para suministrar fluido presurizado controlado al dispositivo de microfluido 1205. La colocación fina de la platina 1207 se logra, al menos en parte, empleando una unión mediante rotación de un objeto en tres dimensiones 1223, en donde la platina 1207 se adhiere al brazo 121 1 , de modo que la platina 1207 puede unirse mediante rotación de un objeto en tres dimensiones en aproximadamente un eje perpendicular a la cara superior 1221 del dispositivo de microfluido 1205. Las figuras 12C y 12D proporcionan vistas laterales de la estación de carga 1200 en posiciones tanto arriba como hacia abajo, respectivamente. La figura 12E, ilustra una vista de acercamiento de la platina 1207 en una posición hacia abajo. La figura 12F ¡lustra una vista lateral cortada de la platina 1207 impulsada contra la cara superior 1221 del dispositivo de microfluido 1205. La platina 1207 se impulsa contra la cara superior 1221 del dispositivo de microfluido 1205 para formar un sello hermético entre el dispositivo de microfluido 1205 y la cara de la platina 1227, o entre ias partes del dispositivo 1205 y la cara 1227. La cara de la platina 1227, en una modalidad, incluye o está elaborada de un material adaptable, tal como un elastómero elástico, preferentemente hule resistente a químicos o similares. Dentro de la platina 1207 se encuentran líneas de presión de fluidos separadas, preferentemente líneas de presión de gas, las cuales coinciden con varias ubicaciones en la cara superior 1221 del dispositivo de microfluidos 1205. También se muestran accionadores de purga de la válvula de retención 1233 los cuales se accionan, preferentemente en forma neumática, y los cuales, cuando se accionan, empujan hacia abajo un perno 1231 en la válvula de retención 812 para abrir y liberar la presión de fluido, o permitir la introducción de fluido a través de la válvula de retención 812, superando su resistencia a la abertura. En una modalidad, la platina 1207 tiene primeros y segundos accionadores de purga 1233 que encajan con las válvulas de retención 81 1 y 812 (ver figura 8B). En otra modalidad, el chip o dispositivo 1205 se fabrica con válvulas de contención y/o interfases cerradas en forma normal. En esta modalidad, pueden no ser necesarios los acumuladores para mantener las válvulas cerradas durante la incubación. Se puede aplicar presión a las regiones del pozo del transportador o dispositivo 1205, cuando se desea abrir las válvulas de interfase y/o contención. En todo momento o casi en todo momento, las válvulas pueden permanecer cerradas para separar los diversos experimentos de chip uno del otro, y/o separar los pozos de reactivo y proteína en el chip. La figura 12G, proporciona una vista cercana extrema del accionador de purga 1233 que actúa en la válvula de retención 812 localizada dentro del substrato 800 del dispositivo de microfluidos 1 205. La figura 12H, ilustra una vista de corte de la platina 1207 impulsada contra la cara superior 1221 del dispositivo de microfluido 1205 en donde se forma una cavidad de presión 1255 arriba de la fila de pozos 806 contactando la cara de la platina 1227 contra un borde 1250 de la cara superior 1221 . La presión de fluidos, preferentemente gas de presión, se aplica posteriormente a la cavidad de presión 1255 introduciendo un fluido en la cavidad 1255 de líneas de presión que corren debajo del brazo 121 1 de la estación de carga 1200. La presión se regula mediante reguladores de presión asociados con la estación de carga 1200 preferentemente mediante reguladores de presión variable controlados en forma electrónica que pueden cambiar la presión de salida de acuerdo con señales enviadas por un controlador de la estación de carga, preferentemente bajo el control de una computadora. La presión de fluido dentro de la cavidad de presión 1255, conduce a su vez el líquido dentro del pozo 805 a través de los canales dentro del substrato 800 y dentro de los canales y/o cámaras del bloque elastomérico 808 para llenar los canales o cámaras o accionar una parte de desviación del bloque elastomérico 808, preferentemente una válvula de la membrana de desviación, tal como se describió anteriormente. La figura 13 ilustra una vista en planta trasera del enrutamiento de fluidos dentro de la cara de la platina 1227, y la ubicación espacial de cada puerta de presión de fluidos de la cara de la platina 1227 de acuerdo con una modalidad particular de la presente invención. En una modalidad en particular, las interfases de fluido de la platina 1207 se colocan para estar alineadas con las puertas de fluido, pozos 805, válvulas de retención y similares cuando la platina 1207 encaja el dispositivo de microfluidos 1205. En una modalidad en particular, el dispositivo de microfluidos 1205 está en un transportador integrado y chip de microfluidos tal como los chips Topaz® 1.96 ó Topaz® 4.96. Se considera que la difusión interrumpida permite la difusión durante un período de tiempo suficiente para originar que los agentes de cristalización más pequeños se difundan en la cámara que contiene la proteína, y al mismo tiempo limita la contradifusión de proteínas en la cámara de reactivo de cristalización cerrando la válvula de interfase. La válvula de ¡nterfase, cuando se acciona, separa la cámara que contiene la proteína de la cámara que contiene el reactivo de cristalización. La presente invención proporciona dispositivos, sistemas y métodos para utilizar dichos dispositivos y sistemas, para mantener y manipular dispositivos de microfluidos, en particular, dispositivos de microfluidos elastoméricos de capas múltiples en donde al menos una membrana de desviación actúa como una válvula para interrumpir o separar fluido dentro de un canal de microfluido que tiene una dimensión de sección transversal de aproximadamente 500 micrómetros. Los dispositivos de microfluidos de ejemplo son utilizados para clasificar las condiciones que originan que se formen cristales de proteína a partir de soluciones de proteína mediante difusión de interfase-libre (FI D). En uso, los dispositivos de microfluido se cargan con una solución de proteína y un agente de cristalización, normalmente en la forma de una solución de reactivo, en donde cada solución entra en cámaras individuales interconectadas por un canal que tiene una válvula en el mismo.
Posteriormente se utilizan válvulas de contención para mantener cada una de las soluciones en su respectiva cámara, ya que la válvula localizada en el canal que separa las cámaras está abierta para iniciar la difusión entre las cámaras. En dispositivos preferidos, las válvulas se accionan mediante cambios en la presión de fluido, por ejemplo ya sea en forma hidráulica o neumática. Por consiguiente, es útil un medio para cambiar la presión de fluidos para cada una de las válvulas. La presente invención proporciona, en un aspecto, un transportador que da acceso a la presión de fluido controlada. La figura 14A, ilustra una vista en perspectiva de una modalidad preferida. El transportador en la figura 14A, el cual en una modalidad tiene aproximadamente una huella de 91 ,44 cm2 (3 pulgadas2) y aproximadamente 30.48 cm (1 pulgada) de altura, está elaborada preferentemente de un polímero, preferentemente acrílico. Se pueden utilizar otros materiales dependiendo de la naturaleza de los experimentos que se realizarán utilizando el transportador, y los solventes a los que el transportador puede estar expuesto durante el uso. Por ejemplo, se puede elaborar un transportador de polipropileno para proporcionar resistencia a ciertos solventes, taíes como acetona. Volviendo ahora a las figuras 14A y 14B, se describirá una modalidad particular de la presente invención. La figura 14A ilustra un transportador 1400 adaptado para recibir un dispositivo o chip de microfluido (no mostrado en la figura 14A), tal como un chip utilizado para crecer cristales de proteína. El chip se monta en un transportador 1400, formado de manera integral con el transportador 1400, o es un chip independiente que tiene tamaño, características y funciones similares a las del transportador 1400. En una modalidad, el transportador 1400 incluye una pluralidad de puertas o pozos que están en comunicación de fluidos con pozos correspondientes en el dispositivo de microfluidos. En esta forma, los fluidos proporcionados a los pozos del transportador pueden suministrar a su vez al dispositivo de microfluidos. Además, los fluidos colocados en el transportador o pozos del dispositivo pueden ser suministrados a regiones de elaboración de pruebas dentro del dispositivo, aplicando presión a las puertas o pozos en el transportador 1400. En una modalidad particular, el dispositivo o chip de microfluido se recibe en una región de chip 1410 colocada en el transportador 1400, o se forma de manera integrada con el mismo. En una modalidad, el transportador 1400 incluye una primera región de pozo 1420, y una segunda región de pozo 1422 adaptada para recibir una pluralidad de reactivos. En una modalidad, la región del primer pozo 1420 y la región del segundo pozo 1422 están adaptadas para recibir cuarenta y ocho (reactivos) por pieza. En una modalidad, las regiones 1420 y 1422 comprenden una pluralidad de pozos que están acoplados a los pozos correspondientes en el dispositivo de microfluidos en donde el dispositivo se coloca dentro del vehículo. Por ejemplo, esto puede ocurrir utilizando canales en el transportador 1400 tal como se describió previamente. En una modalidad, el transportador 1400 incluye además una primera región de proteína 1430 y una segunda región de proteína 1432. La primera región de proteína 1430 incluye una pluralidad de pozos, y en una modalidad particular cuatro pozos o puertos, adaptados para recibir proteínas deseadas. En otra modalidad, la segunda región de proteína 1432 se adapta para recibir hasta cuatro proteínas. En una modalidad en particular, la segunda región de proteína 1432 proporciona ventilaciones para el transportador 1400. En otras modalidades, el número de pozos varía de los que se observaron en la presente invención para las regiones 1420, 1422, 1430, y 1432 dependiendo de un amplio rango de factores, que incluyen sin limitación, el número deseado de experimentos o pruebas, el tamaño de pozo o cristal deseado, el tamaño de transportador y similares. En algunas modalidades, es deseable controlar la humedad del chip. En una modalidad, se forma una cámara de hidratación 1440 alrededor del chip, en donde la cámara de hidratación 1440 se adapta para mantener un fluido o una fuente de fluido. En una modalidad particular, se coloca dentro de la cámara de hidratación 1440 una esponja, un paquete de gel, un material tejido tal como una pieza de tela o bola/almohadilla de algodón, u otro material adaptado para mantener un líquido. En una modalidad particular, el material que contiene el fluido puede colocarse en ambos lados del chip tal como se indica en la figura 14B. La esponja u otro material, puede hidratarse con agua, un amortiguador, un reactivo de cristalización o un solvente. Como alternativa, el material desecante puede agregarse para eliminar la humedad del dispositivo de microfluido. El transportador 1400 incluye además un acumulador de interfase 1460 que tiene una válvula de retención 1465 y un acumulador de contención 1450 que tiene una válvula de retención 1455. Tal como se describió previamente, junto con la modalidad anterior, las válvulas de retención 1455, 1465 se adaptan para permitir el incremento o liberación de presión dentro de los acumuladores 1450 y 1460, para introducir o eliminar fluidos de los acumuladores 1450 y 1460, y también para operar para mantener la presión dentro del transportador 1400, y de esta forma mantener o aplicar presión a regiones adecuadas del dispositivo de microfluidos ahí contenido. La ventaja de tener una fuente "a bordo" de presión de fluido controlado, es que el dispositivo de microfluido, si se acciona mediante cambios en la presión de fluidos, se puede mantener en un estado accionado independiente de una fuente externa de presión de fluido, liberando de esta forma el dispositivo de microfluido y el transportador de un cordón umbilical adherido a dicha fuente externa de presión de fluido. El acumulador puede incluir además una puerta de entrada de presurización de gas, una puerta de adición de líquido y una salida de fluido presurizado para la comunicación de presión de fluido con el bloque de conexión. En una modalidad particular, el transportador integrado 1400 y el dispositivo de microfluido están adaptados para llevar a cabo experimentos deseados de acuerdo con modalidades de la presente invención, utilizando los sistemas de la misma. Más específicamente, tal como se muestra en la figura 15A, un sistema 1500 incluye una o más estaciones de recepción 1510 adaptada cada una para recibir un transportador 1400. En una modalidad particular, el sistema 1500 incluye cuatro (4) estaciones de recepción 1510, aunque en modalidades alternativas de la presente invención, se proporcionan un número de estaciones 1510 mayor o menor. La figura 15B, ilustra el transportador 1400 de un dispositivo en combinación en la estación 1510 bajo una placa de interfase 1520. La placa de interfase 1520 está adaptada para el traslado hacia abajo en la Figura 15B, de modo que la placa de la interfase 1520 encaja con la superficie superior del transportador 1400 y su dispositivo de microfluido. En algunas modalidades, la estación 1510 y la platina 1520 son similares a la estación 1200 y la platina 1207. La placa de interfase 1520, incluye una o más puertas 1525 para acoplarse con regiones en el transportador 1400, las cuales se adaptan para recibir fluidos, presión o similares. En algunas modalidades, la placa de interfase 1520 incluye dos puertas, tres puertas, cuatro puertas, cinco puertas, seis puertas, siete puertas, ocho puertas, diez puertas o similares. En una modalidad preferida, la placa de la interfase 1520 está acoplada a seis líneas para proporcionar presión a las regiones deseadas del transportador 1400, y dos líneas para proporcionar un mecanismo para activar las válvulas de retención 1455 y 1465. La figura 15C, ilustra varias regiones de la placa de interfase 1520 de acuerdo con una modalidad particular de la presente invención, similar a la figura 13. En modalidades alternativas, la placa de interfase 1520 incluye un número o configuración diferente de puertas a las que se ilustran en la figura 15C. Tal como se muestra en la Figura 15A, el sistema 1500 incluye además un procesador el cual, en una modalidad, es un procesador asociado con una computadora portátil u otro aparato de cómputo 1530. El aparato de cómputo 1530 incluye una memoria adaptada para mantener el software, escrituras, y similares, para llevar a cabo los procesos deseados de la presente invención. Además, el aparato de cómputo 1530 incluye una pantalla 1540 para ilustrar los resultados de los estudios y análisis de los dispositivos de microfluido, en donde la figura 7 ilustra una modalidad de una presentación en pantalla para la pantalla en el sistema 1500. El sistema 1500 está acoplado a una o más fuentes de presión, tal como fluido presurizado, gas o similares, para suministrar los mismos a los dispositivos de microfluido los cuales se acoplan en forma de fluidos a la placa(s) de interfase 1520. Las figuras 16A y 16B ilustran una modalidad particular del sistema 1500, y más específicamente, de la placa de la interfase 1520. En la figura 16A, la placa de la interfase 1520 está acoplada al chip y transportador integrado 1400 en una que sella en forma de fluido ciertas regiones de la misma. En particular, se proporcionan sellos de fluidos entre la placa de interfase 1520 y una o más regiones del transportador 1400 y el chip, tal como la primera región de proteína 1430, la segunda región de proteína 1432, la primera región de pozo 1420, la segunda región de pozo 1422, el acumulador de interfase 1460, la válvula de retención 1465, el acumulador de contención 1450, y/o la válvula de retención 1455. En una modalidad, la placa de interfase 1520 proporciona sellos de fluidos a las regiones 1420, 1422, 1430, 1432, y al acumulador 1450 y 1460. En una modalidad, la placa de interfase 1520 proporciona uno o más accionadores de la válvula de retención 1570, tal como se puede apreciar de mejor manera en la figura 16B. En algunas modalidades, la placa de la interfase 1520, proporciona todos los sellos de fluido deseados al transportador 1400 y al dispositivo de microfluidos. Al hacer esto, la placa de interfase 1520 puede incluir una junta de sellado 1580. La junta de sellado 1580 puede comprender un amplio rango de materiales, incluyendo sin limitación hule de silicón, un elastómero o similares. En algunas modalidades, la junta 1580 comprende un material adaptable para ayudar a formar sellos de fluidos en las ubicaciones deseadas. En esta forma, el sistema 1500 puede proporcionar las presiones deseadas a las regiones adecuadas del chip y transportador 1400. En otras modalidades, la placa de interfase 1520 es una placa de dos o más componentes. Por ejemplo, las regiones o puertas en el transportador 1400 y el dispositivo de microfluidos cada uno acoplados en forma de fluidos a una placa separada 1520 adaptada para ajustarse a dicha puerta o región. El sistema 1500 puede incluir posteriormente el número necesario de placas de interfase 1520 para las diversas puertas o regiones. Además, en algunas modalidades, se acopla más de una región o puerta a una placa de interfase en particular 1520, y al mismo tiempo se acoplan otras regiones o puertas a una placa de interfase separada 1520. Otras combinaciones de placas de interfase y regiones de transportador/chip y puertas también están dentro del alcance de la presente invención. La operación del sistema 1500, en una modalidad, comprende la carga de uno o más transportadores 1400 en la estación(s) de recepción 1510. En algunas modalidades, los transportadores incluyen el dispositivo de microfluidos acoplado al mismo, y tienen reactivos y proteínas deseadas cargados en los pozos del transportador antes de colocar los transportadores en ias estaciones de recepción 1510. En otras modalidades, los transportadores 1400 se colocan en estaciones de recepción 1510, y se cargan en forma subsecuente con reactivos y proteínas. Los transportadores 1400 pueden ser cargados en forma adicional con un fluido de hidratación. El fluido de hidratación puede colocarse en la cámara de hidratación 1440. Después de que los transportadores 1400 se cargan en el sistema 1500, las placas de la interfase 1520 se descienden o de otra forma se trasladan para encajar con los transportadores 1400. Las placas 1520 pueden ser descendidas en forma manual, robótica o de otra manera para sellar en forma de fluidos con partes o con todo el chip/transportador 1400. Se proporciona un fluido de hidratación al acumulador de interfase 1460 y/o acumulador de contención 1450 y se conduce en el chip aplicando la presión adecuada a los acumuladores 1450, 1460 utilizando una fuente de presión acoplada a la placa de interfase 1520. En una modalidad particular, el sistema 1500 lleva a cabo en forma automática este proceso, el cual en una modalidad en particular, ocurre dentro de aproximadamente veinte (20) horas después de que el fluido de hidratación es agregado al transportador 1400. Como resultado, el chip se carga lo suficiente con fluido hidráulico para operar las válvulas de contención y/o de interfase del chip, tal como se describe en la presente invención, y en forma más completa en las patentes y solicitudes incorporadas previamente a la presente invención como referencia. Las proteínas y reactivos se suministran en un chip aplicando la presión deseada a las regiones de chip selladas en forma adecuada alrededor de entradas adecuadas. Por ejemplo, al aplicar una presión de entre aproximadamente 1 psi y aproximadamente 35 psi a la primera y segunda regiones de pozo 1420 y 1422 se conducen los reactivos hacia adentro del chip. En forma similar, al aplicar una presión entre aproximadamente 1 psi y aproximadamente 35 psi a la primera y segunda regiones de proteína 1430, 1432, se conducen las proteínas hacia adentro del chip. En una modalidad particular, esto ocurre dentro de aproximadamente sesenta (60) minutos después de cargar el chip con fluido hidráulico. Una vez que las proteínas y reactivos han sido conducidos a los pozos, cámaras, pozos deseados o similares dentro del chip, las válvulas de interfase dentro del chip se abren liberando la válvula de presión 1465 en el acumulador de interfase 1460. En una modalidad particular, se libera la válvula de retención 1465, para abrir las válvulas de interfase en el chip, cuando el sistema 1500 activa el accionador de la válvula de retención 1570 que encaja la válvula de retención 1465. En algunas modalidades, el accionador de la válvula de retención 1570 incluye un perno, poste o similar adaptado para encajar la válvula de retención 1465 con el objeto de liberar presión dentro del acumulador de interfase 1460. En una modalidad alternativa, la válvula de retención 1465 se libera o abre en forma manual. Después de que el reactivo y las proteínas se dejan mezclar durante un período de tiempo deseado, utilizando la difusión de interfase libre u otros procesos adecuados, las válvulas de interfase se cierran. Se aplica una presión a los accionadores 1450 y/o 1460, con el objeto de mantener cerradas las válvulas de interfase y válvulas de contención. El transportador 1400, puede ser eliminado del sistema 1500 para incubación o almacenamiento. Los accionadores 1450 y 1460 mantienen la presión durante un período de tiempo deseado, de horas a días, con el objeto de evitar o ayudar a evitar que se abran las válvulas de contención y de interfase. En una modalidad particular, los accionadores 1450 y 1460 mantienen la presión dentro del chip arriba de una presión de valor de umbral deseada suficiente para mantener cerradas las válvulas de contención y/o interfase. En una modalidad, los accionadores 1450 y 1460 mantienen la presión arriba de la presión de umbral durante al menos dos (2) días, al menos siete (7) días y similares. La duración de tiempo durante el cual los accionadores 1450 y 1460 mantienen la presión deseada depende en parte de la temperatura de incubación. Dependiendo en parte de la duración del período de incubación y/o condiciones de incubación deseadas, el transportador 1400 puede ser regresado al sistema 1500 con el objeto de recargar o represurizar los accionadores 1450, 1460. En esta forma, el período de incubación puede ser prolongado para ayudar a proporcionar el crecimiento de cristal deseado u otros procesos químicos o procesos relacionados. La figura 17, ilustra la pantalla de computadora gráfica típica de interfase del usuario generada por una estación de operación de computadora 1510, tal como se describió anteriormente. En una modalidad preferida, la cual se muestra, se pueden accionar de manera independiente cuatro diferentes estaciones de carga, tal como se muestra a través de cuatro columnas de pantalla separadas que indican el estado. El software puede ser enlazado a un aparato de ingreso de datos y a una base de datos, para correlacionar condiciones experimentales, reactivos utilizados, identificación de usuario, carácter de muestra, perfiles de activación de válvula, humedad y datos de análisis de reacción posterior asociando un identificador único, preferentemente una barra o código óptico de punto espacial o un aparato de frecuencia de radio codificado con un dispositivo de microfluidos de la presente invención. La información puede ser generada mediante diferentes instrumentos de laboratorio, tales como estaciones de suministro de robot, manejadores de placa de robot, incubadores, estaciones de carga tal como se describe en la presente invención, y estaciones de inspección óptica, tal como las que se describen en la Solicitud de Patente Provisional Norteamericana No. 60/472,226, de Lee y asociados, presentada el 20 de mayo del 2003, 60/490,712 y 60/490,584, ambas de Taylor, y 60/490,666 de Quan, en donde las tres se presentaron el 28 de julio del 2003, y todas son comúnmente asignadas al cesionario de la presente solicitud, y las cuales están incorporadas en su totalidad para todos los propósitos a la presente invención como referencia. El software utilizado para operar las estaciones de carga descrito en la presente invención, puede proporcionar además una característica de escritura de escritura de usuario final que permita al usuario final escribir escrituras acostumbrados para accionar y controlar o manipular de otra forma los dispositivos de microfluidos descritos en la presente invención. Dichos escrituras acostumbrados pueden integrarse además con otros programas de computadora y aparatos controlados por computadora utilizados en experimentos que comprenden los dispositivos de microfluido de la presente invención. Ejemplo 1 : En una modalidad preferida, se pueden llevar a cabo reacciones de cristalización de proteína controlando la difusión cerrando la válvula de interfase después de un período de tiempo, por ejemplo, después de 60 minutos. La tabla 1 , que se encuentra a continuación, señala los pasos para utilizar un aparato de cristalización de proteína de ejemplo de la presente invención, en una forma para la cual se interrumpe la difusión después de un período de tiempo. Tabla 1.
Aunque la presente invención ha sido descrita con referencia a modalidades particulares de la misma, una latitud de modificación, varios cambios y substituciones están proyectadas en la descripción anterior, y se podrá apreciar que en algunos casos se pueden emplear algunas características de la presente invención sin un uso correspondiente de otras características, sin apartarse del alcance que está establecido en la presente invención. Por ejemplo, además de los sistemas de activación a base de presión aquí descritos anteriormente, también están contemplados sistemas de activación electrostática y magnética opcionales. También es posible activar el dispositivo originando un flujo de fluido en el canal de control con base en la aplicación de energía térmica, ya sea mediante expansión térmica o mediante producción de gas procedente de líquido. Además, en otra modalidad, se utiliza fuerza centrífuga para conducir los reactivos de proteína y reactivos hacia adentro del chip. Por consiguiente, se pueden realizar muchas modificaciones para adaptar una situación o material en particular a las enseñanzas de la presente invención, sin apartarse del alcance y espíritu real de la presente invención. Se pretende que la presente invención no se limite a la modalidad particular descrita como el mejor modo contemplado para llevar a cabo la misma, aunque la presente invención incluirá todas las modalidades equivalentes que están dentro del alcance de las reivindicaciones. La descripción establecida anteriormente puede comprender una o más invenciones distintas, con utilidad independiente. Cada una de estas invenciones ha sido descrita en su forma(s) preferida. Estas formas preferidas, incluyendo las modalidades específicas de la misma, tal como se describe e ilustran en la presente invención, no están proyectadas para estar consideradas en un sentido limitante, debido a que son posibles numerosas variaciones. El asunto materia de la presente invención, incluye todas las combinaciones y subcombinaciones novedosas y no obvias de los diversos elementos, características, funciones y/o propiedades aquí descritas.

Claims (1)

  1. R E I V I N D I C A C I O N E S 1 . Un aparato para operar un dispositivo de microfluidos, en donde el aparato comprende: una platina que tiene una cara de platina con una o más puertas de fluido en la misma, correspondiendo en espacio a las puertas de fluido con una o más entradas en una superficie del dispositivo de microfluido, una plataforma para mantener el dispositivo de microfluido en forma relativa a la platina, un activador de platina para impulsar la platina contra el dispositivo de microfluido de modo que al menos una de las puertas de fluido de la platina, sea impulsada contra una de las entradas para formar una cámara de presión que comprende la entrada y la puerta, de modo que cuando se introduce el fluido presurizado o se elimina en o desde la cámara de presión a través de una de las puertas, la presión de fluido se cambia en la misma. 2. El aparato de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el activador de la platina comprende un activador de platina robótico. 3. El aparato de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el activador de la platina está bajo el control electrónico de un controlador. 4. El aparato de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque el controlador es una computadora o está bajo el control de una computadora. 5. El aparato de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque la computadora sigue un programa. 6. El aparato de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque el programa fue adaptado por un usuario del aparato. 7. El aparato de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el dispositivo de microfluidos comprende: primera y segunda cámaras en comunicación de fluidos entre sí a través de un canal; y una válvula colocada a lo largo del canal el cual cuando se abre o cierra controla la comunicación de fluidos entre la primera y segunda cámaras; en donde la válvula está bajo el control de un dispositivo de activación de la válvula automática, cuando el dispositivo de microfluido se acopla a la platina. 8. El aparato de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque el dispositivo de activación de la válvula automático está además bajo el control de una computadora. 9. El aparato de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque la válvula se abre y cierra utilizando el dispositivo de activación de la válvula automático. 1 0. El aparato de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque la válvula comprende una membrana de desviación. 1 1 . El aparato de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el activador de la platina se adapta para suministrar un fluido presurizado al menos a una puerta de presión de fluido utilizando una presión entre aproximadamente uno (1 ) psi y ? treinta y cinco (35) psi. 12. Un sistema de microfluidos, en donde el sistema comprende: una estación de recepción, en donde la estación de recepción está adaptada para recibir un dispositivo de microfluido que tiene una pluralidad de cámaras, el dispositivo de microfluido está acoplado a un transportador, con al menos parte de la pluralidad de cámaras acopladas a una pluralidad de entradas en el transportador; una placa de interfase adaptada para encajar al menos una de las entradas en el transportador; una fuente de fluidos acoplada a la placa de interfase y adaptada para proporcionar fluido presurizado al menos a una de las entradas en el transportador; y+ un controlador acoplado a la fuente de fluido y a la placa de interfase para dirigir el fluido de la fuente de fluido al transportador. 13. El . sistema tal como se describe en la reivindicación 12, caracterizado porque el dispositivo de microfluidos comprende además una pluralidad de líneas de válvula, y porque el fluido se dirige en al menos algunas de las líneas de válvula a través del controlador. 14. El sistema tal como se describe en la reivindicación 13, caracterizado porque el controlador se adapta en forma adicional para abrir y cerrar al menos algunas de las líneas de válvulas. 15. El sistema tal como se describe en la reivindicación 12, caracterizado porque el transportador comprende además una pluralidad de pozos, y en donde al menos algunos de los pozos están acoplados a entradas correspondientes de la pluralidad de entradas, estando adaptadas las entradas correspondientes para recibir un fluido para análisis en el dispositivo de microfluidos. 16. El sistema tal como se describe en la reivindicación 15, caracterizado porque el controlador se adapta para aplicar una presión a través de la placa de interfase al menos aparte de la pluralidad de pozos con el objeto de conducir el fluido en el mismo al menos en algunas de las pluralidades de las cámaras. 17. El sistema tal como se describe en la reivindicación 12, caracterizado porque la placa de interfase comprende dos o más placas de interfase separadas, adaptadas cada una para encajar al menos una entrada en el transportador. 18. El sistema tal como se describe en la reivindicación 12, caracterizado porque el transportador comprende una cámara acumuladora que tiene una puerta del acumulador, y en donde la placa de interfase comprende una puerta que está en comunicación de fluidos con la cámara acumuladora. 19. El sistema tal como se describe en la reivindicación 18, caracterizado porque la cámara acumuladora comprende además una válvula para controlar el movimiento del fluido en la cámara acumuladora a través de la puerta del acumulador, estando la válvula en comunicación de fluidos con la puerta del acumulador. 20. El sistema tal como se describe en la reivindicación 19, caracterizado porque la válvula permite el flujo de fluidos en la cámara acumuladora a través de la puerta del acumulador, y al mismo tiempo restringe el flujo de fluido fuera de la cámara acumuladora a través de la puerta del acumulador. 21 . El sistema tal como se describe en la reivindicación 20, caracterizado porque la válvula permite que el flujo de fluido salga del acumulador cuando se acciona la válvula. 22. El sistema tal como se describe en la reivindicación 21 , caracterizado porque la válvula se acciona en forma mecánica. 23. El sistema tal como se describe en la reivindicación 21 , caracterizado porque la válvula es una válvula de retención, 24. El sistema tal como se describe en la reivindicación 19, caracterizado porque la placa de interfase comprende un accionador de la válvula que se adapta para encajar la válvula cuando la placa de la interfase y el transportador se acoplan. 25. El sistema tal como se describe en la reivindicación 18, caracterizado porque la cámara acumuladora comprende además un líquido. 26. El sistema tal como se describe en la reivindicación 18, caracterizado porque la cámara acumuladora comprende además un gas. 27. El sistema tal como se describe en la reivindicación 18, caracterizado porque el acumulador comprende además un gas y un líquido. 28. El sistema tal como se describe en la reivindicación 26, caracterizado porque el gas se presuriza en forma relativa a una presión de gas fuera de la cámara acumuladora. 29. El sistema tal como se describe en la reivindicación 12, caracterizado porque la placa de interfase comprende además una junta de sellado. 30. El sistema tal como se describe en la reivindicación 1 8, caracterizado porque el acumulador se adapta para mantener una presión arriba de un nivel de presión deseado con el objeto de mantener una válvula en el dispositivo de microfluidos en un estado cerrado. 31 . El sistema tal como se describe en la reivindicación 30, caracterizado porque la válvula cerrada dura al menos dos (2) días. 32. U n método para llevar a cabo un paso en una clasificación de condiciones de cristalización de proteína, en donde el método comprende: proporcionar un dispositivo de microfluido; llevar a cabo uno de los pasos del grupo que consiste en: llenar en forma robótica un pozo que se encuentra en el dispositivo de microfluido con un reactivo, mover en forma robótica el dispositivo de microfluido de una estación robótica de suministro de líquido a una diferente ubicación, colocar en forma robótica el dispositivo de microfluido en el sistema de conformidad con la reivindicación 12, eliminar el dispositivo de microfluido del sistema de conformidad con la reivindicación 12, colocar en forma robótica el dispositivo de microfluidos en una estación de inspección óptica, interrogar en forma óptica el dispositivo de microfluidos utilizando un sistema de generación de imagen automático, en donde el término "en forma robótica" significa el movimiento del dispositivo de microfluidos originado por un aparato mecánico bajo el control de una computadora o controlador electrónico. R E S U M E N La presente invención proporciona dispositivos de microfluido y métodos para su uso. La presente invención proporciona además aparatos y sistemas para utilizar los dispositivos de microfluido, analizar reacciones realizadas en los dispositivos de microfluido, y sistemas para generar, almacenar, organizar y analizar datos generados del uso de los dispositivos de microfluido. La invención además proporciona métodos para usar y hacer sistemas y dispositivos de microfluido que, en algunas modalidades, son útiles para formación de cristal. En una modalidad, un aparato incluye una platina que tiene una cara de platina con uno o más puertos de fluido en la misma. Los puertos de fluido corresponden espacialmente a uno o más pozos sobre una superficie del dispositivo de microfluido. Se incluye una plataforma para sostener al dispositivo de microfluido con relación a la platina, y un accionador de platina para empujar la platina contra el dispositivo de microfluido de manera que por lo menos uno de los puertos de fluido de la platina sea empujado contra uno de los pozos para formar una cámara de presión que comprende el pozo y el puerto, de manera que cuando se introduce o elimina fluido presurizado hacia o desde la cámara de presión a través de uno de los puertos, ia presión de fluido es cambiada ahí.
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