Sistema microfluídico.

Sistema microfluídico que comprende al menos un canal (2) microfluídico, que tiene un primer segmento

(4), al menos un segundo segmento (5) y al menos una pared (7), que está dotada de al menos un orificio (9) dispuesto entre el primer y el segundo segmento (4, 5); y al menos una válvula (3), que está dispuesta a lo largo del canal (2) microfluídico en la zona del orificio (9) y comprende un actuador (11) y un elemento (10) de cierre; el actuador (11) está adaptado para desplazar el elemento (10) de cierre entre una configuración bloqueada, en la que el elemento (10) de cierre aísla sustancialmente el primer y el segundo segmento (4, 5) uno de otro, y una configuración abierta, en la que el primer y el segundo segmento (4, 5) están conectados entre sí; estando el elemento (10) de cierre dispuesto dentro del canal (2) microfluídico en contacto con dicha pared (7) y de modo que cierra el orificio (9) con respecto al canal (2) microfluídico; comprendiendo el canal (2) microfluídico una pared (6) adicional; comprendiendo el sistema (1) al menos un elemento (D) separador, que está dispuesto en contacto con la pared (6) adicional entre ambas paredes (6, 7), que delimita al menos parcialmente el canal (2) y que comprende un material fotosensible; estando el sistema (1) microfluídico caracterizado porque el elemento (10) de cierre comprende un material fotosensible.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/IB2010/003281.

Solicitante: SILICON BIOSYSTEMS S.P.A.

Nacionalidad solicitante: Italia.

Dirección: VIA DEI LAPIDARI, 12 40129 BOLOGNA ITALIA.

Inventor/es: MEDORO, GIANNI, PEROZZIELLO,GERARDO, CALANCA,ALEX.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES... > VALVULAS; GRIFOS; COMPUERTAS; FLOTADORES PARA ACCIONAMIENTO;... > F16K99/00 (Materia no prevista en otros grupos de esta subclase)

PDF original: ES-2533716_T3.pdf

 

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Sistema microfluídico.
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Fragmento de la descripción:

Sistema microfluídico Campo técnico

La presente invención se refiere a un sistema microfluídico y a un procedimiento para la producción del mismo. Técnica anterior

En el campo de los microfluidos se conoce un tipo de sistema que comprende un canal, que incluye dos segmentos conectados entre sí mediante una válvula. La válvula incluye habitualmente una división dispuesta a lo largo del canal para separar los dos segmentos y una membrana de un material elastomérico conectada a una pared del canal en la zona de dos orificios, cada uno de los cuales está dispuesto en un extremo de un segmento respectivo en la zona de la división. La válvula comprende además un actuador neumático, que está adaptado: por un lado, para crear una depresión para deformar la válvula y, por tanto, conectar los dos segmentos del canal; por otro lado, para ejercer una presión para empujar la membrana contra la pared del canal para cerrar los dos orificios y aislar los dos segmentos.

Se dan a conocer válvulas y circuitos conocidos del tipo indicado anteriormente, por ejemplo, en el documento W28115626 (véase en particular la figura 2), en el documento US629312 y en el documento W246185 (véanse en particular las figuras 1A-1E). Debe observarse que el documento W246185 sólo da a conocer un elemento fabricado de material elastomérico (indicado por los números de referencia 11 y 157 en las figuras 1B-1E).

El artículo titulado "Smallest dead volume microvalves for integrated Chemical analyzing systems" (ISBN: 978-- 87942-585-2) da a conocer una válvula con una única membrana fotosensible.

Las válvulas del estado de la técnica tienen desventajas considerables.

Una primera serle de Inconvenientes resulta del hecho de que con frecuencia la preparación de esta clase de válvulas es compleja. En particular, debe observarse que con frecuencia es necesario (aunque difícil) conectar selectivamente la membrana a la pared del canal y no a la división. También hay inconvenientes asociados con la complejidad de producir varias piezas del sistema microfluídico independientemente unas de otras.

Además, con frecuencia las válvulas del tipo dado a conocer anteriormente son relativamente voluminosas y no pueden Incorporarse en circuitos microfluídicos complejos, sino que deben disponerse en cambio en el exterior y conectarse a los circuitos microfluídicos por medio de canales relativamente largos.

Descripción de la invención

Un objeto de la presente invención es proporcionar un sistema microfluídico y un procedimiento para su producción, que permitan superar, al menos parcialmente, los inconvenientes del estado de la técnica y al mismo tiempo sean fáciles y económicos de implementar.

Según la presente invención se proporcionan un sistema microfluídico y un procedimiento para su producción según las siguientes reivindicaciones independientes y, preferiblemente, según cualquiera de las reivindicaciones que dependen directa o indirectamente de las reivindicaciones independientes.

A menos que se especifique explícitamente lo contrario, los siguientes términos tienen el siguiente significado en el siguiente texto.

Por diámetro equivalente de una sección quiere decirse el diámetro de un círculo que tiene la misma área de la sección.

Por sección de un canal o de un conducto quiere decirse la sección sustancialmente perpendicular a la extensión longitudinal del canal (o conducto), es decir, a la dirección de alimentación del fluido en el canal (o conducto).

Por diámetro equivalente de un orificio quiere decirse el diámetro de un círculo que tiene la misma área que la sección transversal más pequeña del orificio.

Por sistema microfluídico quiere decirse un sistema que comprende al menos un canal microfluídico y una válvula dispuesta a lo largo del canal.

Por canal microfluldico quiere decirse un canal que tiene una sección con al menos una dimensión (en particular, la altura) Inferior a 1 mm (más precisamente, de desde 1 pm hasta ,5 mm).

Breve descripción de los dibujos

Ahora se describirá la invención con referencia a los dibujos adjuntos, que muestran realizaciones no limitativas de la misma, en los que:

- la figura 1 es una vista esquemática desde arriba de un sistema microfluídico realizado según la presente Invención;

- la figura 2 es una sección transversal a lo largo del plano ll-ll del sistema microfluídico de la figura 1;

- las figuras 3 y 4 muestran detalles de la sección de la figura 2 en dos configuraciones de funcionamiento diferentes;

y

- la figura 5 muestra lo que se ha mostrado en la figura 2 con la adición y la eliminación de algunos detalles.

Mejor modo de llevar a cabo la invención

En las figuras 1 y 2, el número de referencia 1 indica en su totalidad un sistema microfluídico que comprende un canal 2 microfluídico y una válvula 3, que está adaptada para ajustar la transferencia de fluido (en particular de líquido) de un segmento 4 a un segmento 5 (y/o viceversa) del canal 2.

El sistema 1 comprende una pared 6 de soporte, que sirve como pared de fondo del canal 2; y una pared 7 de cubierta, que sirve como pared superior del canal 2. Las paredes 6 y 7 están enfrentadas entre sí. Más precisamente, las paredes 6 y 7 son sustancialmente paralelas entre sí.

En particular, el sistema 1 comprende un elemento D separador (mostrado parcialmente, véase también la figura 5), que está dispuesto en contacto con la pared 6 entre la pared 7 y la pared 6. El separador D conecta herméticamente

las paredes 6 y 7.

El elemento D separador delimita el canal 2 lateralmente (y en los extremos). Más particularmente, el elemento D separador (figura 2) comprende dos partes laterales que se extienden, en paralelo al plano de la hoja de la figura 2, para conectar herméticamente las paredes 6 y 7 y delimitar lateralmente el canal 2. Según algunas realizaciones, el elemento D separador mencionado anteriormente comprende dos orificios de extremo, que están dispuestos en extremos opuestos (uno de los cuales se muestra a la izquierda de la figura 5) del canal 2 y están adaptados para conectar el canal 2 con conductos/canales adicionales (no mostrados) del sistema 1 o con el entorno exterior.

La pared 7 tiene un orificio 9, que está dispuesto entre los segmentos 4 y 5. Según algunas realizaciones, la pared 7 comprende dos orificios (uno de los cuales se muestra a la izquierda de la figura 5), que están dispuestos en extremos opuestos del canal 2 y están adaptados para conectar el canal 2 con conductos/canales adicionales (no mostrados) del sistema 1 o con el entorno exterior.

Según algunas realizaciones, la pared 6 se fabrica de silicio. La pared 7 se fabrica de vidrio. El elemento D separador se fabrica de material fotosensible.

Según otras realizaciones, el soporte 6 y la pared 7 pueden ser de materiales distintos de los Indicados anteriormente.

El canal 2 tiene una sección con al menos una dimensión (en particular, la altura) inferior a 1 mm (más precisamente, de desde 1 pm hasta ,5 mm).

En particular, el canal 2 tiene una sección con un diámetro equivalente de hasta ,5 mm (específicamente de desde 1 p.m). Según algunas realizaciones, la sección del canal 2 es sustancialmente constante. Según realizaciones alternativas, la sección del canal 2 es variable.

El orificio 9 tiene un diámetro de desde 1 pm hasta 1 mm. Ventajosamente, el orificio 9 tiene un diámetro equivalente de desde 2 pm hasta 1 mm. Según algunas realizaciones, el orificio 9 tiene un diámetro equivalente inferior a ,5 mm.

Las dimensiones de los canales o conductos u orificios o grosores pueden medirse de una manera convencional con perfilómetros.

... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Sistema microfluídico que comprende al menos un canal (2) microfluídico, que tiene un primer segmento (4), al menos un segundo segmento (5) y al menos una pared (7), que está dotada de al menos un orificio (9) dispuesto entre el primer y el segundo segmento (4, 5); y al menos una válvula (3), que está dispuesta a lo largo del canal (2) microfluídico en la zona del orificio (9) y comprende un actuador (11) y un elemento (1) de cierre; el actuador (11) está adaptado para desplazar el elemento (1) de cierre entre una configuración bloqueada, en la que el elemento (1) de cierre aísla sustancialmente el primer y el segundo segmento (4, 5) uno de otro, y una configuración abierta, en la que el primer y el segundo segmento (4, 5) están conectados entre sí; estando el elemento (1) de cierre dispuesto dentro del canal (2) microfluídico en contacto con dicha pared (7) y de modo que cierra el orificio (9) con respecto al canal (2) microfluídico; comprendiendo el canal (2) microfluídico una pared (6) adicional; comprendiendo el sistema (1) al menos un elemento (D) separador, que está dispuesto en contacto con la pared (6) adicional entre ambas paredes (6, 7), que delimita al menos parcialmente el canal (2) y que comprende un material fotosensible; estando el sistema (1) microfluídico caracterizado porque el elemento (1) de cierre comprende un material fotosensible.

2. Sistema según la reivindicación 1, en el que el elemento (1) de cierre se fabrica de un material fotosensible y el elemento (D) separador se fabrica de un material fotosensible.

3. Sistema según la reivindicación 1 ó 2, en el que el canal (2) microfluídico comprende al menos una zona, en cuya zona el elemento (1) de cierre está ausente para dejar al descubierto al menos parte de una superficie Interna de la pared (7); el canal (2) tiene una sección con al menos una dimensión inferior a ,5 mm.

4. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el material fotosensible es un material fotosensible negativo.

5. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el elemento (1) de cierre tiene un módulo de elasticidad de desde 25 KPa hasta 4 KPa.

6. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el material fotosensible se selecciona del grupo que consiste en: polímero acríllco, polimetilglutarimida, SU-8 y una mezcla de dlazonaftoquinona con un fenolformaldehído.

7. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el material fotosensible está reticulado.

8. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende una división (12) dispuesta dentro del canal (2) microfluídico, entre el primer y el segundo segmento (4, 5).

9. Sistema según la reivindicación 8, en el que la división (12) comprende, en particular consiste en, un material fotosensible.

1. Sistema según la reivindicación 9, en el que el elemento (1) de cierre está curvado en la zona del orificio (9) de modo que, cuando el actuador (11) no ejerce presión, el elemento (1) de cierre está separado de la división (12).

11. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el canal (2) microfluídico tiene una sección con un diámetro equivalente superior a 1 pm.

12. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el elemento (1) de cierre tiene un grosor de desde 5 pm hasta 3 pm.

13. Procedimiento para producir un sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende una etapa de aplicación de un primer material sensible a la radiación electromagnética a la pared (7); una etapa de Irradiación, durante la cual se Irradia parcialmente el primer material sensible a la radiación electromagnética con radiación electromagnética; una etapa de retirada, durante la cual se retira parte del primer material sensible a la radiación electromagnética para obtener el elemento (1) de cierre; una etapa de solapamiento, durante la cual se solapan la pared (7) dotada del elemento (1) de cierre y una pared (6) adicional entre sí y se conectan entre sí; una etapa adicional de aplicación, que precede a la etapa de solapamiento y durante la cual se aplica un segundo material sensible a la radiación electromagnética a la pared (6) adicional; una etapa de tratamiento, que sigue a la etapa adicional de aplicación y que precede a la etapa de solapamiento y durante la cual se somete parcialmente el segundo material sensible a la radiación electromagnética a radiación electromagnética y después se retira parcialmente para obtener el elemento (D) separador.

14. Procedimiento según la reivindicación 13, en el que la división (12) se obtiene durante la etapa de tratamiento.

15. Procedimiento según la reivindicación 13 ó 14, en el que la pared (7) y la pared (6) adicional se solapan de modo que el elemento (1) de cierre y el elemento (D) separador se disponen entre las mismas.

16. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 13 a 15, en el que la pared (7) y la pared (6) adicional se conectan entre sí aplicando una presión y proporcionando calor.

17. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 13 a 16, en el que el primer y el segundo material

sensible a la radiación electromagnética comprenden el mismo material.