ES2683698T3

ES2683698T3 - Métodos y sistemas para procesamiento microfluídico

Info

Publication number: ES2683698T3
Application number: ES02715213.1T
Authority: ES
Inventors: Gene Parunak; Kalyan Handique; Betty Wu; Karthik Ganesan
Original assignee: HandyLab Inc
Current assignee: HandyLab Inc
Priority date: 2001-07-26
Filing date: 2002-03-27
Publication date: 2018-09-27
Anticipated expiration: 2022-03-27
Also published as: JP4596776B2; WO2003012406A9; JP2005514718A; EP1438567A4; EP1438567A1; EP3427834A1; WO2003012406A1; EP1438567B1

Abstract

Un dispositivo microfluídico (110) para procesar una muestra microfluídica que contiene células, que comprende: un módulo de lisis (300) configurado para recibir una muestra microfluídica que contiene células, en el que el módulo de lisis comprende una zona de lisis (302), en el que la muestra microfluídica es un líquido; un elemento de posicionamiento (312) configurado para inhibir el movimiento corriente abajo de la muestra microfluídica para posicionar la muestra microfluídica en una posición de lisis; un mecanismo de lisis (308) dentro de la zona de lisis (302), para liberar contenido intracelular a partir de células dentro de la zona de lisis; y un accionador de gas (314) dispuesto corriente arriba del elemento de posicionamiento (312) y la zona de lisis (302) de modo que una prima parte de la muestra microfluídica se dispone corriente arriba del accionador de gas (314) y una segunda parte de la muestra microfluídica se dispone corriente abajo del accionador de gas (314) y corriente arriba del elemento de posicionamiento (312), configurado el accionador de gas (314) para proporcionar una presión de gas suficiente para preparar una microgota (304) que tenga un volumen predeterminado que comprenda contenido intracelular liberado a partir de células de la muestra microfluídica que contiene células dentro de la zona de lisis (302) mediante la separación de la segunda parte de la muestra microfluídica de la primera parte de la muestra microfluídica y moviendo la segunda parte de la muestra microfluídica a un emplazamiento corriente abajo del mecanismo de lisis (308) y el elemento de posicionamiento (312).

Description

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DESCRIPCION

Metodos y sistemas para procesamiento microflmdico Campo de la invencion

La presente invencion se refiere a metodos y sistemas para procesar muestras mediante el uso de sistemas microflmdicos.

Antecedentes

Los dispositivos microflmdicos estan formados normalmente de sustratos (fabricados con silicio, vidrio, ceramica, plastico y/o cuarzo) que incluyen una red de microcanales a traves de los cuales fluye el fluido con el control de un mecanismo de propulsion. Los microcanales tienen normalmente al menos una dimension que es del orden de nanometros a cientos de micrometros.

Los dispositivos microflmdicos ofrecen varias ventajas sobre una instrumentacion a macro escala tradicional. Por ejemplo, en general, requieren muestras de fluido sustancialmente mas pequenas, usan mucho menos reactivo y procesan estos fluidos a velocidades sustancialmente superiores que el equipamiento a macro escala. Un dispositivo microflmdico puede utilizar solo cantidades mmimas de muestra para determinar propiedades qmmicas y ffsicas de la muestra, tales como sometiendo la muestra a procesamiento de fluidos.

En muchos casos, la precision de tal procesamiento de fluidos depende de las cantidades de muestra relativas y reactivo usados. Por ejemplo, cuando una muestra se analiza para su "huella genetica" de ADN, los resultados pueden depender de la concentracion de reactivos usado para aumentar el ADN presente en la muestra. De este modo, si se usa una relacion inadecuada de muestra con respecto a reactivo, el resultado puede ser impreciso. Puesto que los dispositivos microflmdicos procesan muestras y reactivos en cantidades mmimas, incluso las mas minima incertidumbre en la cantidad de reactivo o muestra usada puede presentar una incerteza en los resultados de un analisis microflmdico.

Las variaciones en la cantidad de muestras y reactivos procesados por un dispositivo microflmdico pueden originarse de varias fuentes. Por ejemplo, algunos dispositivos microflmdicos manipulan corrientes continuas que fluyen de lfquido. Los cambios en la viscosidad del lfquido pueden alterar la tasa de flujo de las corrientes y, de manera correspondiente, el tiempo requerido para introducir una cantidad predeterminada de material a un emplazamiento dado del dispositivo microflmdico. La dilucion de la muestra puede producirse cuando se usa una corriente de flujo lfquida para mover componentes de la muestra de un emplazamiento a otro dentro de un dispositivo microflmdico.

El analisis de micro fluidos de celulas dentro de fluidos corporales resulta especialmente problematico debido a la relativamente pequena cantidad de celulas disponibles para su analisis y la dificultad inherente en la manipulacion de tales materiales.

La manipulacion de muestras puede implicar el movimiento de una muestra entre distintos emplazamientos dentro de un dispositivo microflmdico. Por ejemplo, se usan campos electricos como mecanismo de propulsion para algunos dispositivos microflmdicos. En tales dispositivos, se aplica un alto voltaje, del orden de kilovoltios, a traves de electrodos dentro del dispositivo para generar, de este modo, un campo electrico en los microcanales. El campo impone una fuerza de iones dentro del fluido, propulsando, de este modo, los iones a traves del microcanal. El fluido mismo tambien puede propulsarse por el movimiento de iones que se mueven dentro del fluido.

Tambien se usa presion de gas para propulsar fluido a traves de los microcanales. En algunos dispositivos, una fuente de gas presurizado, externa al dispositivo microflmdico, se conecta al dispositivo microflmdico para suministrar una presion de gas, que propulsa el fluido. La presion de gas tambien puede generarse por una camara calentada dentro del dispositivo microflmdico mismo para propagar fluido dentro de un microcanal.

El documento WO98/22625 A1 desvela dispositivos y metodos de amplificacion de acido nucleico isotermicos microfabricados. El documento US 6.130.098 desvela dispositivos a micro escala que permiten el movimiento y mezcla de microgotas a traves de microcanales.

Sumario de la invencion

El alcance de proteccion se define en las reivindicaciones independientes, a las cuales se debe hacer ahora referencia. Las caractensticas ventajosas se exponen en las reivindicaciones dependientes.

De acuerdo con un aspecto de la invencion reivindicada, se proporciona un dispositivo microflmdico para procesar una muestra microflmdica que contiene celulas, que comprende: un modulo de lisis configurado para recibir una muestra microflmdica que contiene celulas, en el que el modulo de lisis comprende una zona de lisis, en el que la muestra microflmdica es un lfquido; un elemento de posicionamiento configurado para inhibir el movimiento corriente

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abajo de la muestra microflmdica para posicionar la muestra microflmdica en una posicion de lisis; un mecanismo de lisis dentro de la zona de lisis, para liberar contenido intracelular a partir de celulas dentro de la zona de lisis; y un accionador de gas dispuesto corriente arriba del elemento de posicionamiento y la zona de lisis de modo que una prima parte de la muestra microflmdica se dispone corriente arriba del accionador de gas y una segunda parte de la muestra microflmdica se dispone corriente abajo del accionador de gas y corriente arriba del elemento de posicionamiento, configurado el accionador de gas para proporcionar una presion de gas suficiente para preparar una microgota que tenga un volumen predeterminado que comprenda contenido intracelular liberado a partir de celulas de la muestra microflmdica que contiene celulas dentro de la zona de lisis mediante la separacion de la segunda parte de la muestra microflmdica de la primera parte de la muestra microflmdica y moviendo la segunda parte de la muestra microflmdica a un emplazamiento corriente abajo del mecanismo de lisis y el elemento de posicionamiento.

De acuerdo con otro aspecto de la invencion reivindicada, se proporciona un metodo microflmdico para procesar una muestra microflmdica que contiene celulas, que comprende: el posicionamiento, usando un elemento de posicionamiento, de la muestra microflmdica que contiene celulas en una posicion de lisis con respecto a un mecanismo de lisis de una zona de lisis de un modulo de lisis de un dispositivo microflmdico, la muestra microflmdica que contiene celulas que comprende un lfquido que contiene celulas; el accionamiento del mecanismo de lisis para liberar material intracelular de celulas de la muestra microflmdica que contiene celulas; el accionamiento de un accionador de gas dispuesto corriente arriba del elemento de posicionamiento y la zona de lisis para proporcionar una presion de gas suficiente para separar una parte de la muestra microflmdica que contiene celulas que se encuentra corriente abajo del accionador de gas y corriente arriba del elemento de posicionamiento desde una parte de la muestra microflmdica que contiene celulas que se encuentra corriente arriba del accionador de gas y mover la parte corriente abajo de la muestra microflmdica que contiene celulas a un emplazamiento corriente abajo del mecanismo de lisis y el elemento de posicionamiento, siendo la parte corriente abajo de la muestra microflmdica una microgota que comprende material intracelular liberado a partir de celulas de la muestra microflmdica que contiene celulas y que tiene un volumen predeterminado.

En general, un primer aspecto de la divulgacion se refiere a un sistema y metodo para mover muestras, tales como fluidos, dentro de un sistema microflmdico. En un aspecto, la divulgacion se refiere al uso de una pluralidad de accionadores de gas para aplicar presion en distintos emplazamiento dentro del sistema microflmdico para suministrar, de este modo, fuerza para mover muestras. Por ejemplo, en una realizacion, un primer accionador de gas proporciona una presion de gas suficiente para mover una primera muestra desde un primer emplazamiento a un segundo emplazamiento del dispositivo microflmdico. Un segundo accionador de gas proporciona una presion de gas para mover otra muestra desde un tercer emplazamiento a un cuarto emplazamiento del dispositivo microflmdico.

En otro ejemplo, una pluralidad de accionadores de gas cooperan para mover la misma muestra de fluido. Un primer accionador de gas proporciona una presion de gas suficiente para mover la microgota entre la primera y segunda zona de procesamiento del dispositivo microflmdico y, un segundo accionador de gas proporciona una presion de gas para mover la microgota a una tercera zona de procesamiento.

En realizaciones preferentes, la pluralidad de accionadores son integrales con una red microflmdica a traves los cuales fluyen las muestras microflmdicas. Por ejemplo, puede fabricarse una pluralidad de accionadores de gas en el mismo sustrato que forma la red microflmdica. Un tal accionador de gas de acopla a la red en un primer emplazamiento para proporcionar presion de gas para mover una muestra microflmdica dentro de la red. Otro accionador de gas de acopla a la red en un segundo emplazamiento para proporcionar presion de gas para mover adicionalmente al menos una parte de la muestra microflmdica dentro de la red.

En otro aspecto, la divulgacion se refiere al uso de valvulas con la pluralidad de accionadores. Por ejemplo, en una realizacion, se acopla una valvula a una red microflmdica de modo que, cuando la valvula esta cerrada, afsla sustancialmente el segundo accionador de gas del primer accionador de gas. Tales valvulas pueden controlar la direccion de la fuerza propulsiva de los accionadores evitando que el gas en expansion viaje en determinadas direcciones, mientras que permiten que se expanda en la direccion deseada. Tambien amplfan el alcance sobre el cual un accionador puede propulsar una microgota, evitando que el gas se disipe en determinadas areas corriente arriba de la microgota.

Otro aspecto de la presente divulgacion se refiere a un sistema de microfluido y metodo para procesar un fluido que contiene partfculas, tales como, por ejemplo, un lfquido que contiene celulas bacterianas o celulas humanas.

En un aspecto, la divulgacion se refiere a la preparacion de una muestra de partfculas enriquecida a partir del fluido que contiene partfculas. Por ejemplo, un sistema microflmdico para preparar una muestra enriquecida incluye una zona de enriquecimiento y un miembro de circulacion de flujo dispuesto en comunicacion de fluido con la zona de enriquecimiento. El miembro de circulacion de flujo permite que el flujo del fluido que contiene partfculas pase a traves y salga de la zona de enriquecimiento, mientras que causa que las partfculas del fluido que contiene partfculas se acumulen dentro de la zona, preparando, de este modo, una muestra de partfculas enriquecida en la zona de enriquecimiento. El miembro de circulacion de flujo puede incluir una pluralidad de vfas, tales como poros,

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que tengan un tamano suficiente para permitir el pasaje del fluido a traves de los mismos pero de un tamano suficientemente pequeno para permitir el pasaje de partfculas a traves de los mismos. Miembros de circulacion de flujo adecuados estan compuestos de, por ejemplo, elementos de filtro, tales como papel de filtro, vidrios porosos y geles porosos.

El sistema microflmdico puede incluir un accionador que mueve la muestra de partfcula enriquecida desde la zona de enriquecimiento sin esencialmente disolucion de la muestra de partfculas enriquecida. En una forma de realizacion, el accionador es un accionador de gas que mueve la muestra aumentando una presion de gas asociada con una parte corriente arriba de la zona de enriquecimiento con relacion a la presion de gas asociada con el canal corriente abajo. Por ejemplo, el accionador de gas puede incluir una fuente de calor en contacto termico con un volumen de gas. La expansion del gas cuando se acciona la fuente de calor crea una presion de gas suficiente para mover la muestra de partfcula enriquecida desde la zona de enriquecimiento a otro emplazamiento dentro del sistema microflmdico, tal como un emplazamiento que contiene modulos para procesamiento de fluidos adicional.

En otro aspecto, la divulgacion se refiere a un sistema microflmdico y metodo para procesar una muestra de partfcula enriquecida que incluye celulas atrapadas en un lfquido. Por ejemplo, el sistema incluye una zona de lisis para recibir la muestra que contiene celulas enriquecida y un elemento de posicionamiento para posicionar la muestra que contiene celulas enriquecida en una posicion de lisis en las proximidades de un mecanismo de lisis. El mecanismo de lisis libera material intracelular, tal como ADN o ARN, a partir de las celulas. En una forma de realizacion, el mecanismo de lisis incluye electrodos para generar un campo electrico suficiente para liberar contenido intracelular a partir de las celulas. Como alternativa, el mecanismo de lisis puede lisar las celulas usando tecnicas qmmicas, termicas y/o ultrasonicas o cualquier combinacion de estas tecnicas.

En una forma de realizacion, la zona de lisis libera contenido intracelular a partir de celulas del fluido que contiene celulas y, a continuacion, prepara a partir de este fluido una microgota que contiene contenido intracelular liberador de las celulas. La microgota esta preferentemente preparada a partir de solo una parte del fluido que contiene celulas. Por ejemplo, una microgota preferente incluye menos de aproximadamente el 90 por ciento del fluido que contiene celulas. En otra realizacion, la zona de lisis recibe una microgota del fluido que contiene celulas y libera el contenido intracelular de las celulas dentro de la gota.

En otro aspecto, la divulgacion se refiere a un sustrato microflmdico para procesar el contenido intracelular de celulas suspendidas en fluidos. El sustrato incluye una zona de enriquecimiento, un modulo de lisis, un modulo de formacion de microgota, modulo de mezcla y un modulo de amplificacion. La zona de enriquecimiento que prepara una muestra de partfculas enriquecida a partir del fluido que contiene celulas. El modulo de lisis, que esta acoplado a la zona de enriquecimiento para recibir la muestra de partfcula enriquecida, libera material intracelular de celulas dentro de la muestra para, de este modo, formar una muestra lisada. El modulo de formacion de microgotas forma, de este modo, una primera microgota de fluido a partir de la muestra lisada y la remite a un modulo de mezcla para mezclar con una microgota de reactivo. El modulo de amplificacion amplifica material intracelular dentro de la microgota formada a partir de la mezcla.

Otro aspecto de la divulgacion se refiere a un sistema de microfluido y metodo para procesar un fluido que contiene celulas, tales como, por ejemplo, un lfquido que contiene celulas bacterianas o celulas humanas. Por ejemplo, el sistema incluye una zona de lisis para recibir la muestra que contiene celulas y un elemento de posicionamiento para posicionar la muestra que contiene celulas en una posicion de lisis en las proximidades de un mecanismo de lisis. El mecanismo de lisis libera material intracelular, tal como ADN o ARN, a partir de las celulas. En una forma de realizacion, el mecanismo de lisis incluye electrodos para generar un campo electrico suficiente para liberar contenido intracelular a partir de las celulas. Como alternativa, el mecanismo de lisis puede lisar las celulas usando tecnicas qmmicas, termicas y/o ultrasonicas o cualquier combinacion de estas tecnicas.

Los elementos de posicionamiento ayudan a colocar la muestra de fluido que contiene celulas en las proximidades del mecanismo de lisis de modo que el mecanismo de lisis puede liberar material intracelular de las celulas. Estos elementos funcionan preferentemente de forma distinta de una valvula, que podna obstruir completamente el pasaje de material entre emplazamientos corriente arriba y corriente abajo adyacentes a la valvula. En su lugar, proporcionan normalmente resistencia al flujo de fluido en un emplazamiento deseado (la posicion de lisis) para controlar, de este modo, el emplazamiento del fluido.

En una forma de realizacion, el elemento de posicionamiento se dispone corriente abajo del mecanismo de lisis para posicionar una parte corriente arriba de una muestra que contiene celulas (tal como una microgota) en la posicion de lisis. El elemento de posicionamiento aumenta preferentemente una tension de superficie de una superficie corriente

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abajo de la muestra que contiene celulas para inhibir, de este modo, el movimiento corriente abajo de la muestra. Por ejemplo, el elemento de posicionamiento puede incluir una cantidad de material de humectacion reducida, tal como material hidrofobo, dispuesto para entrar en contacto con una parte de la superficie corriente abajo de la microgota que contiene celulas.

En otra realizacion, el elemento de posicionamiento se dispone corriente arriba de la zona de lisis para posicionar una parte corriente abajo de la microgota que contiene celulas en la posicion de lisis. El elemento de posicionamiento incluye una salida de ventilacion, que iguala sustancialmente una presion de gas corriente arriba de la microgota que contiene celulas con una presion de gas corriente abajo de la microgota que contiene celulas para detener, de este modo, el movimiento corriente abajo de la microgota que contiene celulas. Cuando la microgota esta en la posicion de lisis. Se dispone preferentemente una valvula para obstruir posteriormente el pasaje de gas entre la zona de lisis y la salida de ventilacion para permitir que una presion de gas corriente arriba mueva de nueva la gota adicionalmente corriente abajo para un procesamiento adicional. Por ejemplo, el sistema microflmdico puede incluir una zona de mezcla corriente abajo de la zona de enriquecimiento y/o zona de lisis, para mezclar la microgota que emerge de estas zonas con una cantidad predeterminada de material de reactivo.

En otro aspecto, la divulgacion se refiere a un sustrato microflmdico para procesar el contenido intracelular de celulas suspendidas en fluidos. El sustrato incluye un modulo de lisis, un modulo de formacion de microgota, modulo de mezcla y un modulo de amplificacion. El modulo de lisis libera material intracelular de celulas dentro de la muestra para, de este modo, formar una muestra lisada. El modulo de formacion de microgotas forma, de este modo, una primera microgota de fluido a partir de la muestra lisada y la remite a un modulo de mezcla para mezclar con una microgota de reactivo. El modulo de amplificacion amplifica material intracelular dentro de la microgota formada a partir de la mezcla.

Breve descripcion de los dibujos

La presente invencion se describe a continuacion en relacion con los siguiente dibujos, en los que:

la Fig. 1 muestra un sistema microflmdico segun la invencion; la Fig. 2 es una vista expandida de un dispositivo microflmdico.

la Fig. 3 es un esquema de una dispositivo microflmdico del sistema microflmdico de la Fig. 1;

Fig. 4, muestra una vista superior del dispositivo microflmdico de la Fig. 3;

la Fig. 5 muestra una vista en seccion transversal parcial del dispositivo microflmdico de la Fig. 4;

la Fig. 6 muestra una vista en seccion transversal parcial de un sustrato superior del dispositivo microflmdico de

la Fig. 2;

la Fig. 7 muestra una segunda vista en seccion transversal parcial de un sustrato superior del dispositivo microflmdico de la Fig. 2;

la Fig. 8a muestra una vista superior de una zona de preparacion de microgota del dispositivo microflmdico de la Fig. 4 antes de la preparacion de una microgota;

la Fig. 8b muestra una vista de seccion transversal de la zona de preparacion de microgota de la Fig. 8a;

la Fig. 9a muestra una vista superior de una zona de preparacion de microgota del dispositivo microflmdico de la

Fig.4 despues de la preparacion de una microgota;

la Fig. 9b muestra una vista lateral de seccion transversal de la zona de preparacion de microgota de la Fig. 9a; las Fig. 10a-10c muestran vistas en seccion transversal de una barrera de fluido capilar asistida de la presente invencion;

las Fig. 11a-11c muestran vistas superiores de una barrera de fluido que comprende una salida de ventilacion; las Fig. 12a-12b muestran vistas superiores del modulo de lisis del dispositivo microflmdico de la Fig. 4, antes y despues de la preparacion de una muestra lisada;

las Fig. 13a y 13b muestran una segunda realizacion de un modulo de lisis de la invencion; la Fig. 14 muestra un circuito de impulsos asociado con el modulo de lisis de la Fig. 4; y las Fig. 15a y 15c muestran un segundo modulo de preparacion de microgota de la invencion.

Descripcion detallada de una realizacion preferente

La presente invencion se refiere a sistemas microflmdicos y metodos para materiales de procesamiento, tales como muestras y reactivos. De manera mas espedfica, un aspecto de la invencion se refiere a sistemas microflmdicos y metodos para mover fluidos dentro de un sistema microflmdico. En una realizacion descrita a continuacion, el fluido incluye partfculas que tienden a moverse con el fluido. El componente de fluido del fluido que contiene partfculas es un gas o, preferentemente, un lfquido. Las partfculas del fluido que contiene partfculas son preferentemente partfculas enteras, tales como celulas bacterianas o celulas de un animal, tal como un humano. No obstante, pueden incluir material intracelular de tales celulas. Por ejemplo, un sistema de la invencion puede usarse para procesar una muestra de celulas bacterianas para determinar si las bacterias son patogenicas.

A. Vision de conjunto del sistema

La Fig. 1 representa un sistema microflmdico 100 que incluye un dispositivo microflmdico 110 y cartucho

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correspondiente 120, que recibe una o mas muestras de fluido y procesa las muestras con control por ordenador 127 y adquisicion de datos y cuadro de control (DAQ) 126.

El ordenador 127 realiza preferentemente funciones de alto nivel, tales como suministrar una interfaz de usuario que permite al usuario seleccionar operaciones deseadas, notificando al DAQ 126 para las operaciones seleccionar y mostrando al usuario los resultados de tales operaciones. Estas operaciones incluyen, por ejemplo, someter una muestra a etapas de procesamiento dentro de diversas zonas de procesado del dispositivo microflmdico. El ordenador 127 puede ser un ordenador portatil para facilitar el transporte del sistema microflmdico.

El ordenador 127 se conecta al DAQ 126 mediante conexion 128, que proporciona datos I/O, conexion electrica, de tierra, reinicio y otra conectividad funcional. Como alternativa, puede proporcionarse n enlace sin cables 132 entre el ordenador 127 y el DAQ 126 para el intercambio de datos y senal de control a traves de elementos sin cables 132(a) y 132(b). Cuando el enlace de datos es un enlace sin cables, por ejemplo, el DAQ 126 puede tener una fuente energetica separada, tal como una batena.

En general, el DAQ 126 controla el funcionamiento del dispositivo microflmdico 110 de acuerdo con el alto nivel de instrucciones recibidos del ordenador 127. De manera mas espedfica, para implementar una operacion deseada requerida por el ordenador 127, el DAQ 126 suministra las senales de control electricas adecuadas al cartucho 120 a traves de contactos 125.

El cartucho 120 proporciona conexiones electricas y opticas 121 para senales electricas y opticas entre el DAQ 126 y el sustrato microflmdico 110, permitiendo, de este modo, que el DAQ 126 controle el funcionamiento del sustrato.

El cartucho portador de chip 120 se muestra siendo insertado dentro de (o retirado de) un recipiente de hardware de interfaz del DAQ 126 que tiene contactos electricos y opticos 125 estandarizados para corresponderse con contactos correspondientes 121 del cartucho portador de chip 120. La mayona de contactos son para senales electricas, mientras que unos determinados son para senales opticas (IR, visibles, UV, etc.) en caso de procesadores microflmdicos opticamente excitados u opticamente controlados. De modo alternativo (no se muestra), el DAQ 126 completo puede ser un chip ASIC unico que se incorpora en el cartucho portador de chip 120, en el que los contactos 121,125 se convertinan en vfas conductivas sobre una placa de circuito impresa.

B. Dispositivo microflmdico

La Fig. 2 ilustra la estructural general de un tipo preferente de dispositivo microflmdico. El dispositivo incluye un sustrato superior 130, que esta enlazado a un sustrato inferior 132 para formar una red de fluidos.

El sustrato superior 130 representado en la FIG. 2 esta preferentemente formado de vidrio y tiene una red microflmdica 134 en su superficie inferior 136. Los expertos en la tecnica reconoceran que los sustratos compuestos de silicio, vidrio, ceramica, plastico y/o cuarzo son todos aceptables en el contacto de la presente invencion.

La red microflmdica incluye una pluralidad de zona. El numero de zonas, asf como la topologfa completa de la red microflmdica, dependera de la aplicacion particular para la que el dispositivo microflmdico esta disenado para realizar. Las zonas del dispositivo microflmdico pueden tener cualquier forma de seccion transversal, tal como generalmente arqueada o generalmente poligonal. Por ejemplo, una zona puede incluir canales, camaras u otros espacios sustancialmente encerrados. Por "sustancialmente encerrados" se refiere que los materiales entran o salen de las zonas solo a traves de vfas predeterminadas. Ejemplos de tales vfas incluyen canales, microcanales y similares, que se interconectan con diversas zonas. Las zonas preferentemente tienen al menos una dimension a micro escala, tal como inferior a aproximadamente 250 pm o, de manera mas preferente, inferior a aproximadamente 75 pm.

Los canales y camaras de la red microflmdica se graban al aguafuerte en la superficie inferior 136 del sustrato superior 130 usando tecnicas fotolitograficas conocidas. De manera mas espedfica, plantillas o mascaras transparentes que contienen disenos opacos se usan para foto-definir objetos sobre la superficie del sustrato. Los patrones sobre las plantillas se generan con programas de diseno con ayuda de ordenador y pueden delinear estructuras con anchuras de trazo inferiores a un micrometro. Una vez se ha generado una plantilla, puede usarse casi indefinidamente para producir estructuras de replicas identicas. En consecuencia, incluso redes microflmdicas extremadamente complejas pueden reproducirse en cantidades en masa a un coste unitario gradual mmimo. Como alternativa, si se usa un material plastico, el sustrato superior puede formarse usando tecnicas de moldeo por inyeccion, en el que se forman microcanales durante el proceso de moldeado.

El sustrato inferior 132 puede incluir una base de vidrio 138 y una capa de oxido 140. Dentro de la capa de oxido 140, se forman calentadores resistivos 142 y conducciones electricas 144 usando tecnicas fotolitograficas. Las conducciones 144 se conectan a terminales 146 que se exponente en el borde del sustrato para permitir la conexion electrica al cartucho 120, permitiendo, de este modo, que el DAQ 126 controle los calentadores. De manera mas espedfica, para activar un calentador 142, el DAQ 126 aplica un voltaje a traves de un par de terminales 146 (a traves del cartucho 120) para suministrar corriente a traves de las conducciones 146 y el calentador 142, calentando,

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de este modo, el elemento calentador resistivo 142.

Se posicionan elementos calentadores de metal 142 de modo que, cuando los sustratos superiores e inferiores se enlazan juntos, los calentadores residen directamente por debajo de determinadas regiones de la red de fluidos del sustrato superiores para ser capaces de calentar el contenido de estas regiones. La capa de oxido de silicio 140 evita que los elementos de calentamiento 142 entren en contacto directamente con material en la red microflmdica.

La capa de oxido 140, los elementos de calentamiento 142 y conducciones resistivas 144 han sido fabricados usando tecnicas fotolitograficas bien conocidas, tales como las usadas para grabar al aguafuerte la red microflmdica.

La Fig. 3 ilustra una vista de arriba a abajo del dispositivo microflmdico 110. Como se muestra, el sustrato tiene un modulo de entrada de muestras 150 y un modulo de entrada de reactivos 152 para permitir que los materiales de muestra y de reactivo, respectivamente, se introduzcan en el dispositivo 110. Preferentemente, los modulos de entrada 150, 152 estan dispuestos para permitir la entrada de material automatica usando un robot de laboratorio controlado por ordenador 154.

El sustrato tambien incluye modulo de procesamiento 156, 158, 160, 166 y 162 para procesar los materiales de muestra y de reactivo. Dentro de estos modulos de procesamiento, puede someterse una muestra diversas etapas de procesamiento ffsicas y qmmicas. Por ejemplo, el modulo de enriquecimiento 156 prepara una muestra de fluido que tiene una concentracion relativamente alta de partfculas de celulas, el modulo de lisis 160 libera material intracelular a partir de las partfculas de celulas el modulo de mezcla 166 mezcla la muestra resultante con determinados reactivos. Como otro ejemplo, puede usarse un modulo de procesamiento de amplificacion 162 para amplificar y detectar cantidades mmimas de ADN dentro de una muestra.

Diversos modulos del dispositivo microflmdico 110 estan conectados, tal como mediante canales 164, para permitir que los materiales se muevan de un emplazamiento a otro dentro del dispositivo 110. Los accionadores 168, 170, 172 asociados con el dispositivo microflmdico proporcionan una fuerza motriz, tal como una presion de gas, para mover el material de muestra y de reactivo junto con los canales y zonas. Por ejemplo, un primer accionador 168 mueve material corriente abajo a partir del modulo de procesamiento 156 al modulo de procesamiento 158. Cuando se finaliza el procesamiento dentro del modulo de procesamiento 158, un segundo accionador 170 mueve material corriente abajo para mezclar el modulo de procesamiento 160. Posteriormente, el accionador 170 o un accionador adicional mueve el material al modulo de mezcla 166, en el que el material se mezcla con un reactivo movido por el accionador 172. Finalmente, el accionador 172 u otro accionador, mueve el material mezclado al modulo 162.

Puesto que cada accionador es preferentemente responsable de mover materiales dentro de solo un subconjunto de los modulos del dispositivo 110, los materiales de muestra pueden controlarse de forma mas precisa que si un solo accionador fuera responsable de mover material por todo el dispositivo entero. Las diversos elementos funcionales, del dispositivo microflmdico 110, que incluyen los accionadores, estan preferentemente bajo control informatico para permitir el procesamiento y analisis de muestras automatico.

C. Multiples accionadores

Los diversos accionadores del dispositivo microflmdico 110 cooperan para mover material entre distintos emplazamiento del dispositivo microflmdico 110. Por ejemplo, el accionador 168 mueve material, tal como una muestra enriquecida, entre una zona de enriquecimiento 931 y un modulo de preparacion de microgotas 158. El accionador 170 prepara una microgota a partir de la muestra enriquecida y, al hacerlo, mueve la microgota a la zona de lisis 950. El accionador 170 se usa para mover material desde la zona de lisis 950 al modulo de mezcla 166. Cabe destacar, sin embargo, que puede disponerse otro accionador en el intermedio entre la zona de lisis 950 y la zona de preparacion de microgota para mover la muestra lisada corriente abajo al modulo de mezcla 166.

Los accionadores del dispositivo 110 tambien pueden cooperar en el movimiento de dos cantidades de material simultaneamente. Por ejemplo, tal como se ha descrito anteriormente, el accionador 172 y el accionador 170 cooperan para mezclas reactivo y gotas lisadas. Tales accionadores cooperativos pueden controlarse de forma independiente entre sf para asegurar un mezclado adecuado. Por ejemplo, si un material es conocido por ser viscoso, la fuerza motriz que puede ese material puede aumentarse de forma independiente de la fuerza motriz que mueve el otro material.

Los accionadores multiples y modulos de dispositivo microflmdico 110 son preferentemente conectables de forma operativa y aislables mediante las valvulas del dispositivo microflmdico. Por ejemplo, un estado cerrado de cualquiera de las valvulas 915, 216 afsla de forma operativa el modulo de preparacion de microgota 170 del modulo de enriquecimiento 156. De este modo, pueden usarse uno o mas accionadores para mover materiales entre emplazamientos predeterminados dentro de un dispositivo microflmdico 110, sin perturbar o poner en contacto material presente en un modulo aislado de forma operativa. La capacidad de conectar y aislar de forma operativa modulos deseados resulta ventajoso en dispositivos microflmdicos que tienen muchas funciones de procesamiento. Asimismo, estas valvulas tambien controlan la direccion de la fuerza propulsiva de los accionadores evitando que el gas en expansion viaje en determinadas direcciones, mientras que permiten que se expanda en la direccion

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deseada. Esto tambien amplfa el alcance sobre el cual un accionador puede propulsar una microgota, evitando que el gas se disipe en determinadas areas corriente arriba de la microgota.

Lo siguiente demuestra que el funcionamiento cooperativo de tales multiples accionadores es una realizacion ilustrativa que tiene una pluralidad de modulos de procesamiento, a saber, una zona de enriquecimiento 915, un modulo de preparacion de microgota 158, un modulo de lisado de celulas 160, un modulo de mezcla 166 y un modulo de manipulacion de ADN 167.

1. Modulo de enriquecimiento

a. Estructura de modulo de enriquecimiento.

En cuanto a las Fig. 4 y 5, un dispositivo microflmdico 901 incluye un modulo de enriquecimiento 156 para concentrar muestras que se reciben en el mismo. Estas muestras incluyen fluidos que contienen partfculas, tales como fluidos que contienen celulas bacterianas. En general, el modulo de enriquecimiento 156 recibe un flujo de fluido que contiene partfculas desde un puerto de entrada 180 del modulo de entrada 150 y permite que el fluido pase a traves de la zona mientras que acumula partfculas dentro de la zona. De este modo, cuanto mas fluido fluya a traves de la zona, la concentracion de partfculas aumenta dentro del modulo. La muestra de fluido concentrada resultante se denomina en el presente documento como una muestra de partfcula enriquecida.

El modulo de enriquecimiento incluye una zona de enriquecimiento 931 (Fig. 5), un miembro de circulacion de flujo 900, valvulas 915, 919 y un canal de introduccion de muestra 929. La valvula 919 se conecta entre el miembro de circulacion de flujo 900 y el accionador 168 como se muestra y la valvula 915 se conecta entre el miembro de circulacion de flujo y un canal corriente abajo 937 que conduce al modulo de procesamiento 158. Estas valvulas pueden ser de cualquier tipo adecuado para su uso en un dispositivo microflmdico, tales como valvulas termicamente accionadas, tal como se describe en la solicitud pendiente de publicacion n.° 09/953.921, presentada el 9 de septiembre de 2001. Las valvulas pueden ser reversibles entre los estados abierto y cerrado para permitir la reutilizacion del modulo de enriquecimiento 931.

El miembro de circulacion de flujo tambien se conecta al modulo de entrada de muestra 150 a traves del canal de introduccion de muestra 929 para permitir que el fluido fluya dentro de la zona de enriquecimiento. La valvula 913 esta conectada a este canal de introduccion de muestra para controlar el flujo de entrada y el flujo de salida del puerto de entrada.

La Fig. 5 es una vista en seccion transversal de la zona de enriquecimiento que muestra el miembro de circulacion de flujo en mayor detalle. Como se muestra, el miembro de circulacion de flujo 900 tiene primera y segunda superficies 941, 943. La primera superficie 941 esta preferentemente adyacente a la camara de enriquecimiento 931. La segundo superficie 941 esta preferentemente separada de la camara de enriquecimiento 931 por el miembro de circulacion de flujo 900. El miembro de circulacion de flujo 900 esta formado preferentemente de un material que tiene vfas mas pequenas que el diametro de las partfculas a enriquecer, tal como poroso o inferior a aproximadamente 2 micrometros de diametro, por ejemplo, aproximadamente 0,45 micrometros. Materiales adecuados para construir el miembro de circulacion de flujo 900 incluyen, por ejemplo, medios de filtro tales como papel o tejidos, polfmeros que tienen una red de vfas y materiales vidriosos, tales como fritas de vidrio.

Las Fig. 6 y 7 representan vistas de seccion transversal del sustrato superior 130 que ilustran una zona de enriquecimiento 931. Como se muestra, el fluido sale de la zona de enriquecimiento 931 a traves de la superficie 941, pasa a traves del miembro 900 y entra en un espacio 400. El espacio 400 puede incluir un material absorbente 402 para absorber el fluido saliente. De este modo, el espacio 400 proporciona preferentemente una region sustancialmente auto-contenida en la que se puede recoger fluido que sale de la zona de enriquecimiento sin entrar en contacto con partes exteriores del sistema microflmdico 100.

El espacio 400 se forma durante la fabricacion del sustrato superior 130. Como se ha tratado anteriormente, caractensticas microflmdicas, tales como zonas y canales, se fabrican en la superficie 136 del sustrato 130. El espacio 400, sin embargo, se fabrica en una superficie 137, que se dispone preferentemente sobre el otro lado del sustrato 130, superficie opuesta 136. De este modo, incluso cuando la superficie 136 se corresponde con el sustrato inferior 132, el fluido puede salir de la zona de enriquecimiento 931 a traves del miembro de circulacion de flujo 900.

El miembro de circulacion de flujo 900 y el material absorbente 402 no requieren adhesivos ni otras sujeciones para posicionarse dentro el sustrato 130. En cambio, el miembro de circulacion de flujo 900 y el material absorbente 402 puede estar formado de una forma y tamano que se corresponde sustancialmente con el espacio 400. La friccion mantiene, de este modo, el miembro de circulacion de flujo 900 y el material absorbente 402 en su lugar una vez se han colocado en el espacio 400. Cualquier hueco residual en los emplazamientos 404 entre el miembro de circulacion de flujo 900 y el sustrato 130 debe ser lo suficientemente pequeno para evitar que las partfculas salgan de la zona de enriquecimiento 931 a traves del hueco 404. Naturalmente, puede usarse adhesivo u otro medio de sujecion para asegurar el miembro de circulacion de flujo 900 o material absorbente 402.

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En una realizacion alternativa, un miembro de circulacion de flujo se forma integralmente con un sustrato mediante el uso de tecnicas de microfabricacion, tales como atacado qmmico, que introducen poros u otras v^as en el sustrato. Los poros proporcionan el pasaje de fluido entre la zona de enriquecimiento 931 y una parte externa del sustrato.

b. Funcionamiento de modulo de enriquecimiento

Para enriquecer una muestra, el dispositivo 901 funciona de la siguiente manera. Haciendo referencia a la Fig. 4, las valvulas 915, 919 estan inicialmente cerradas y la valvula 913 esta abierta. Se introduce un fluido que contiene partfculas en el puerto de entrada 180. Puesto que la valvula 913 esta abierta, permite que la muestra pase a lo largo del canal 929 en la zona de enriquecimiento 931. Como alternativa, la zona de enriquecimiento 931 puede configurarse para recibir muestras directamente, tal como mediante inyeccion. Puesto que las valvulas 915 y 919 estan cerradas, se evita que el fluido se escape en el accionador 977 y el canal corriente abajo 937.

De este modo, el miembro de circulacion de flujo 900 proporciona solo una trayectoria para que salga el fluido del canal de enriquecimiento. El fluido pasa a traves de la superficie 941 y sale de la zona de enriquecimiento 931 a traves de la segunda superficie 943, mientras que las partfculas se acumulan dentro de la zona. La zona de enriquecimiento 931 puede, por lo tanto, recibir un volumen de fluido que es mas grande que el volumen de la camara de enriquecimiento 931. De este modo, segun fluye el fluido a traves de la camara, la concentracion de partfculas dentro de la camara aumente en relacion con la concentracion en el fluido que contiene partfculas suministrado en la entrada de muestras. Cuando las partfculas son celulas, la concentracion o numero de celulas en la zona 931 preferentemente se vuelve lo suficientemente grande para realizar una analisis de reaccion en cadena de polimerasa (PCR) de polinucleotidos liberados de las celulas en un modulo de procesamiento corriente abajo.

la zona de enriquecimiento 931 prepara, de este modo, una muestra de partfcula enriquecida a partir de partfculas de fluidos que contienen partfculas recibidas en la misma. La muestra de partfcula enriquecida tiene una relacion sustancialmente superior de partfculas por volumen de fluido (PPVF) que la relacion correspondiente de fluido que contiene partfculas recibido por la zona de enriquecimiento. Las PPVF de la muestra de partfcula enriquecida es preferentemente al menos aproximadamente 25 veces, preferentemente aproximadamente 250 veces, mas preferentemente aproximadamente 1.000 veces superior que las PPVF del fluido que contiene partfculas.

Despues de que un volumen suficiente de fluido que contiene partfculas se haya recibido por la zona de enriquecimiento 931, la valvula 913 se cierra bloqueando mas, de este modo, el flujo de fluido en la zona de enriquecimiento y evitando que el material en la zona 931 vuelva al puerto de introduccion de muestra 180. A continuacion se abren las valvulas 915, 919, preferentemente cuando se accionan las fuentes de calor asociadas con las mismas. Cuando se abren, la valvula 919 permite al accionador 168 empujar la muestra enriquecida y, la valvula 915 permite que la muestra enriquecida se mueva corriente abajo.

El accionador 168 proporciona una fuerza motriz que mueve la muestra de partfcula enriquecida desde la zona de enriquecimiento 931. El accionador 168 es preferentemente un accionador de gas, que proporciona una presion de gas cuando se acciona una fuente de calor 975, que esta en comunicacion termica con un volumen de gas 977. El accionamiento de la fuente de calor 975 aumente la temperatura y, por lo tanto, la presion, de gas 977. El miembro de circulacion de flujo y el fluido en el mismo evita sustancialmente que el gas se escape de la zona de enriquecimiento. De este modo, la presion de gas resultante mueve la muestra de partfcula enriquecida corriente abajo de la zona de enriquecimiento 931.

El accionador de gas puede incluir elementos para facilitar tecnicas de generacion de presion alternativas tales como generacion de presion qrnmica. En otra realizacion, el accionador puede disminuir un volumen de gas asociado con una parte corriente arriba de la zona de enriquecimiento para, de este modo, crear un diferencial de presion a traves de la muestra que mueve la muestra desde la zona de enriquecimiento. Un ejemplo de tal elemento es un accionador mecanico, tal como un piston o diagrama.

En lugar de generar una presion positiva corriente arriba de la zona de enriquecimiento, el accionador de gas puede disminuir una presion corriente abajo de la zona en relacion con una presion corriente arriba. Por ejemplo, el accionador de gas puede incluir un elemento refrigerante en contacto termico con un volumen de gas asociado con una parte corriente abajo de la zona. La contraccion del gas cuando se acciona el elemento refrigerante crea una diferencia de presion de gas entre las parte de corriente arriba y corriente abajo de la zona enriquecida para mover la muestra de partfcula enriquecida de la zona de enriquecimiento. Como alternativa, se puede usar un accionador mecanico para aumentar un volumen de gas asociado con una parte corriente abajo de la zona de enriquecimiento para, de este modo, disminuir la presion del gas y mover la muestra de partfcula enriquecida desde la zona de enriquecimiento.

La muestra de partfcula enriquecida se mueve preferentemente corriente abajo sin esencialmente dilucion de la misma, es dear, la concentracion de las partfculas enriquecidas no disminuye sustancialmente cuando se mueve desde la zona de enriquecimiento 931. De este modo, la retiracion de partfculas del canal de enriquecimiento de la presente invencion no requiere diluir ni, de otro modo, poner en contacto las partfculas con un fluido distinto del fluido del fluido que contiene partfculas introducido en el canal de enriquecimiento. En contraposicion, en sistemas

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que concentran sustancias mediante adsorcion de superficie, la retiracion de las sustancias adsorbidas requiere un fluido de elucion, que entra en contacto y, de este modo, diluye las sustancias.

Cuando se retira de la zona de enriquecimiento de la presente invencion, la muestra de partfcula enriquecida se recibe preferentemente por el canal corriente abajo 937. El canal corriente abajo 937 conduce a otros modulos de procesamiento, que realizan el procesamiento adicional de la muestra de partfcula enriquecida. En la realizacion de la Fig. 3, la muestra de partfcula enriquecida se recibe mediante un modulo de preparacion de microgota 158, que prepara una muestra de microgota que comprende una parte de la muestra de partfcula enriquecida.

2. Modulo de preparacion de microgota

a. Caracteristicas de una microgota

Una microgota 802 es una muestra discreta que tiene un volumen predeterminado entre, por ejemplo, aproximadamente 1,0 picolitro y aproximadamente 0,5 microlitros. De este modo, microgotas preparadas mediante el modulo de preparacion de microgota proporciona una cantidad conocida de muestra para procesamiento adicional. El volumen de la microgota preparada mediante el modulo de preparacion de microgota es preferentemente esencialmente independiente de la viscosidad, conductividad electrica y fuerza osmotica del fluido de la microgota.

La microgota 802 esta preferentemente definida por lfmites corriente arriba y corriente abajo cada uno formado por una interfaz lfquida de gas respectiva 804, 806. El lfquido de la interfaz se forma por una superficie de un lfquido que forma la microgota. El gas de la interfaz es gas presente en los canales microflmdicos del dispositivo microflmdico 901.

b. Estructura y funcionamiento del modulo de preparacion de microgota

Haciendo referencia a las Fig. 8a-8b y 9a-9b, el modulo de preparacion de microgota 158 prepara una microgota 802 a partir de una muestra microflmdica recibida en el mismo. Este modulo incluye una zona de preparacion de microgota 800, un elemento de posicionamiento 979, un accionador de gas 170 y una valvula 216 que coopera para preparar la microgota 800 a partir de muestras microflmdicas recibidas desde la zona de enriquecimiento.

Como se explico anteriormente, el accionador 168 de la zona enriquecida empuja la muestra enriquecida en la zona de preparacion de microgota 800. La muestra enriquecida se mueve hasta que alcanza el elemento de posicionamiento 979. En general, un elemento de posicionamiento inhibe el progreso corriente abajo de una muestra microflmdica para posicionar, de este modo, la muestra en un emplazamiento deseado. No obstante, como se explica con mas detalle a continuacion, el elemento de posicionamiento no inhibe de forma permanente el progreso de la muestra. En su lugar, permite que la muestra microflmdica continua corriente abajo en un tiempo posterior predeterminado.

El borde de ataque de la muestra microflmdica 808 que alcanza el elemento de posicionamiento 979 se posiciona corriente abajo desde una abertura 820 del accionador de gas 170. En consecuencia, una primera parte 821 de la muestra microflmdica 808 se dispone corriente arriba desde la abertura 820 y una segunda parte 822 de muestra microflmdica 808 se dispone corriente abajo de la abertura 820.

Haciendo referencia a las Fig. 8a-8b, se acciona el accionador de gas 170, tal como mediante DAQ 126, para generar, de este modo, una presion de gas suficiente para separar la microgota 802 de la segunda parte 822 de la muestra microflmdica 808. La presion de gas se proporciona preferentemente por el accionamiento de una fuente de calor 958, que calienta un volumen de gas asociado con un accionador de gas 957. Segun aumenta la presion, el gas se expande, separando, de este modo, una microgota 802 del resto de la muestra 808. La microgota 802 puede comprender solo una parte, tal como menos de aproximadamente el 75 % o menos de aproximadamente el 50 %, de la muestra microflmdica 808 recibida por la zona de preparacion de microgota 800. Las dimensiones de la microgota 802 se determinan por el volumen del canal entre la barrera de fluido 979 y la abertura 820. Por ejemplo, para un canal que tiene un area de seccion transversal uniforme, una longitud h de la microgota 802 se corresponde con una distancia d4 entre el elemento de posicionamiento 979 y la abertura 820. De este modo, puede configurarse un dispositivo microflmdico para preparar microgotas de cualquier volumen variando la longitud entre la barrera de fluido y la abertura de accionador correspondiente.

El accionamiento continuado del accionador de gas 170 sobrepasa el efecto inhibidor del elemento de posicionamiento 979, conduciendo, de este modo la microgota 802 a un emplazamiento corriente abajo de la zona de preparacion de microgota 800 mientras que la segunda parte 822 de la muestra microflmdica se mueve corriente arriba desde la microgota 802 hasta el modulo de lisis de celulas 160.

3. Modulo de lisis de celulas

Haciendo referencia de nuevo a la Fig. 3, un modulo de lisis 160 recibe la microgota 802 preparada por la zona de preparacion de microgota 800. En general, el modulo de lisis 160 libera material desde el interior de las partfculas, tal

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como mediante la liberacion de material intracelular de celulas.

Tal como se muestra en las Fig. 4 y 12, el modulo de lisis 160 incluye una zona de lisis 950, un mecanismo de lisis dentro de la zona de lisis (tal como electrodos 954) y un elemento de posicionamiento ventilado 200 posicionado corriente arriba de la zona de lisis. El mecanismo de lisis preferentemente incluye un conjunto de electrodos u otras estructuras para generar campos electricos dentro de la zona de lisis. El elemento de posicionamiento ventilado incluye preferentemente una salida de ventilacion 202, una valvula 204 y un segundo elemento de posicionamiento 206 para inhibir fluido que fluye en la salida de ventilacion.

Como se explico anteriormente, el accionador 170 del modulo de preparacion de microgota 158 conduce una microgota dentro del modulo de lisis de celulas 160. Segun la microgota se mueve dentro del modulo 160, el elemento de posicionamiento ventilado 200 posiciona la microgota 802 en una posicion de lisis con respecto a electrodos 954. De manera mas espedfica, segun la microgota llega a un modulo de lisis 160 pasa la abertura del elemento de posicionamiento 200, puesto que el segundo elemento de posicionamiento 206 impide que la microgota fluya dentro de la salida de ventilacion 202. Cuando el extremo posterior de la microgota pasa la abertura de la barrera 200, el gas de propulsion desde el accionador 170 se disipa a traves de la salida de ventilacion 202, igualando sustancialmente, de este modo, la presion de gas corriente arriba de la microgota 802 con una presion corriente abajo de la microgota 802. De este modo, la microgota detiene el movimiento en una posicion de lisis justo corriente abajo de la barrera 200. Preferentemente, en la posicion de lisis, sustancialmente toda la microgota 802 se dispone entre un borde corriente arriba 212 y un borde corriente abajo 214 de los electrodos 954.

Despues de colocar la microgota 802 en la posicion de lisis de celulas, un circuito de impulsos de DAQ 126 suministra una senal de voltaje pulsada a traves de los electrodos 954. En respuesta, los electrodos 954 generan un campo electrico pulsado en las proximidades de los electrodos. Puesto que la microgota esta posicionada en sus proximidades, las celulas dentro de la microgota se someten al campo pulsado. Preferentemente, sustancialmente todas las celulas, tal como superior a aproximadamente el 75 %, de la microgota se someten a un campo electrico suficiente para liberar material intracelular del mismo. El modulo de lisis prepara, de este modo, una microgota lisada que comprende una cantidad predeterminada de muestra.

Se muestra un circuito de impulsos preferente en la Fig. 14. En general, este circuito genera una secuencia de impulsos de voltaje que proporciona una secuencia correspondiente de pulsos de campo electrico en las proximidades de los electrodos 954 que tiene una amplitud y duracion suficiente para liberar una cantidad deseada de material intracelular de celulas dentro de la microgota.

Material intracelular presente en la microgota lisada es accesible para etapas de procesamiento adicionales. Por ejemplo, ADN y/o ARN liberado de celulas se encuentra accesible para su amplificacion mediante reaccion en cadena de polimerasa. Como se usa en el presente documento, el termino lisis no requiere que las celulas se rompan completamente. En su lugar, lisis se refiere a la liberacion de material intracelular. Por ejemplo, en lugar de romper las celulas, el campo electrico puede aumentar la porosidad de las membranas celulares por una cantidad que permita la liberacion de material sin una ruptura permanente de las membranas.

Tambien pueden emplearse otros mecanismos de lisis para liberar material intracelular de celulas. Por ejemplo, puede liberarse material sometiendo celulas a otras fuerzas que incluyen, por ejemplo, choque o presion osmotico. Los productos qmmicos, seleccionados entre el grupo de tensioactivos, disolventes y antibioticos pueden ponerse en contacto con las celulas. tambien se pueden usar metodos de cizallamiento mecanico para liberar materiales intracelulares.

La microgota lisada puede moverse corriente abajo hasta el modulo de mezcla 160 para un procesamiento adicional. Para mover la microgota lisada corriente abajo, la valvula 216, que esta depositada corriente arriba de la zona de lisis 950, se cierra. La valvula 204 tambien se cierra para evitar que el gas salga de la zona de lisis 950 a traves de la salida de ventilacion. El accionador 170 se acciona a continuacion, tal como se ha descrito anteriormente, para proporciona una presion de gas suficiente para mover la microgota lisada corriente abajo de la zona de lisis 950.

En una realizacion alternativa, un modulo de lisis 300, como se muestra en las Fig. 13a, 13b, incluye una zona de lisis 302 que esta configurada para preparar una microgota lisada 304 de volumen predeterminado a partir de una muestra microflmdica 306, que puede tener un volumen indeterminado. La zona de lisis 302 incluye preferentemente un mecanismo de lisis tal como electrodos 308. Las conducciones electricas 310 proporcionan una conexion a un circuito de impulsos de DAQ 126, a traves de contactos 112, portador de chip 120 y contactos 125. Un elemento de posicionamiento 312 se dispone corriente abajo de la zona de lisis 302. Un accionador 314 se dispone corriente arriba de la zona de lisis. El accionador 314 incluye preferentemente un segundo elemento de posicionamiento 316 para evitar que el fluido de la muestra microflmdica entre en el mismo.

La zona de lisis 302 funciona de la siguiente manera. La muestra microflmdica 306 entra en la zona de lisis 302 y se mueve corriente abajo hasta que una interfaz corriente abajo 316 de la muestra microflmdica 306 se encuentra con el elemento de posicionamiento 312. El elemento de posicionamiento 312 aumenta preferentemente una tension de superficie de la interfaz corriente abajo de la muestra microflmdica 306, inhibiendo, de este modo, un movimiento

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corriente abajo adicional y posicionando una parte de la muestra microflmdica en una posicion de lisis con respecto a electrodos 308. La posicion de lisis se define como el emplazamiento de la parte de la muestra microflmdica dispuesta corriente abajo del accionador 314 y corriente arriba del elemento de posicionamiento 312. Preferentemente, el accionador 314 y el elemento de posicionamiento 312 se disponen adyacentes a los electrodos 308 de modo que todo el material presente en la posicion de lisis se somete al capo electrico cuando se accionan los electrodos 308.

El accionamiento de electrodos 308 en la realizacion descrita anteriormente, proporciona un campo electrico suficiente para liberar material intracelular a partir de celulas presentes en l parte de la muestra microflmdica en la posicion de lisis. Una vez se ha liberado una suficiente cantidad de material intracelular, el accionador 314 se acciona para preparar la microgota lisada 304 a partir de la muestra microflmdica 306. El accionador 314 proporciona preferentemente una presion de gas suficiente para mover la microgota lisada 304 a una parte corriente abajo de un dispositivo microflmdico tal como un modulo de mezcla 166.

4. Modulo de mezcla y modulo de entrada de reactivo

Haciendo referencia de nuevo a la Fig. 4, una muestra lisada preparada por el modulo de lisis 160 se recibe por el modulo de mezcla 166. El modulo de mezcla 166 incluye una zona de mezcla 958. En esta zona, la muestra de celula lisada se pone en contacto, tal como por mezcla, con una cantidad de reactivo recibido desde el modulo de fuente de reactivo 152. El modulo de fuente de reactivo 152 incluye una zona de preparacion de microgota de reactivo (ZPMR) 434, que funciona preferentemente para preparar una microgota que tiene un volumen predeterminado de reactivo.

a. Modulo de entrada de reactivo

El modulo de entrada de reactivo 152 es esencialmente el mismo que el modulo de formacion de microgota 158, sin embargo, esta espedficamente disenado para la formacion de una microgota de reactivo que tiene un volumen predeterminado que proporcionara una relacion deseada de reactivo con respecto a muestra cuando se mezcle con la microgota del modulo de lisis de celulas 160. El modulo 152 incluye un puesto de entrada 420, una valvula 422 y un accionador 172, cada uno de los cuales une un canal de fuente de reactivo 428. Un canal de desbordamiento 424, que tambien une el canal de fuente de reactivos 428, puede proporcionarse. El accionador 172 puede incluir un segundo elemento de posicionamiento 432 para evitar que el lfquido entre en el mismo.

Los materiales reactivos, que comprenden preferentemente al menos un lfquido, se introducen a traves del puerto de entrada 420, tal como con una pipeta o una jeringa. Ejemplos de materiales reactivos adecuados incluyen sustancias para facilitar el procesamiento adicional de la muestra de celula lisada, tales como enzimas y otros materiales para amplificar ADN en el mismo mediante reaccion en cadena de polimerasa (PCR). El material reactivo se mueve corriente abajo dentro del canal de fuente de reactivo 428 hasta que una parte corriente abajo del material reactivo entra en contacto con un elemento de posicionamiento 426. Cualquier material reactivo adicional que continua recibiendose dentro del modulo de fuente de reactivo entra preferentemente en el canal de desbordamiento 424. Cuando se finaliza la introduccion del reactivo, la valvula 422 se cierra para evitar que el reactivo salga del canal de fuente de reactivo a traves del puerto de fuente de reactivo 420.

b. Modulo de mezcla

La zona de mezcla 958 del modulo de mezcla incluye adjunto primer y segundo canales 410, 412. Materiales que se mueven corriente abajo hacia la zona de mezcla 958 entran en contacto entre sf y preferentemente se mezclan en la misma. Debido a las dimensiones a micro escala de la zona de mezcla 958, la muestra y los materiales reactivos se mezclan preferentemente mediante difusion incluso en ausencia de otras fuentes de transporte en masa, tal como agitacion mecanica. Sin embargo, se debe entender que, las fuerzas de agitacion, tales como ondas acusticas pueden aplicarse para mejorar la mezcla dentro de la zona de mezcla 958.

c. Funcionamiento de modulo de mezcla y modulo de entrada de reactivo

El modulo de fuente de reactivo 152 y el modulo de mezcla 166 funciona preferentemente del siguiente modo. Cuando una muestra lisada de la zona de lisis 950 esta lista para mezclarse con un material reactivo, se acciona el accionador 172 para preparar una microgota de reactivo. La microgota de reactivo se prepara a partir de la parte de material reactivo corriente abajo de una abertura 430 del accionador 172 y corriente arriba del elemento de posicionamiento 427. De este modo, asumiendo que las dimensiones del canal de fuente de reactivo 428 son constantes, el volumen de la microgota de reactivo se determina por la distancia entre el elemento de posicionamiento 426 y la abertura del accionador 430.

La microgota de reactivo se mueve corriente abajo hacia el canal 412 de la zona de mezcla de reactivo. Mientras tanto, una muestra de material lisado, tal como una microgota lisada, se mueve corriente abajo desde la zona de lisis 950 hacia el canal 410 de la zona de mezcla 958. El accionador 170 puede proporcionar la fuerza motriz para mover la microgota lisada corriente abajo. Como alternativa, como se trato con anterioridad, puede disponerse otro

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accionador corriente arriba de la zona de lisis 950 pero corriente abajo del accionador 170 para proporcionar la fuerza motriz necesaria.

La muestra y material reactivo entran en un canal corriente abajo 438 de la zona de mezcla 958, cuando los materiales entran en contacto y se mezclan. Puesto que tanto la muestra lisada como el material reactivo se mezclan en forma de microgotas, la zona de mezcla 958 prepara una cantidad de material mezclado que tiene una relacion predeterminada de muestra con respecto a reactivo. Los volumenes de microgotas preparadas dentro del dispositivo microflmdico 110 son preferentemente independientes de las propiedades ffsicas, tales como la viscosidad, la conductividad electrica y fuerza osmotica, de las microgotas. De este modo, la zona de mezcla 958 prepara una cantidad de material mezclado que tiene una muestra con respecto a material reactivo que tambien es independiente de las propiedades ffsicas y qmmicas de los materiales mezclados. Una salida de ventilacion 440, que se encuentra corriente abajo de las diversas zonas del dispositivo microflmdico 110 asegura que la acumulacion de presion corriente abajo no inhibe el movimiento corriente abajo de muestra dentro del dispositivo microflmdico 110.

5. Modulo de manipulacion de ADN

La muestra de celula lisada mezclada y reactivo se reciben dentro de una zona de manipulacion de ADN 971 del modulo de manipulacion de ADN 162. El modulo 162 puede realizar, por ejemplo, la restriccion, digestion, ligacion, hibridacion y amplificacion de material de ADN. En una forma de realizacion, la zona de manipulacion de ADN 971 esta configurada para realizar la amplificacion de PCR de acidos nucleicos presentes dentro de la muestra de celula lisada. La salida de ventilacion 440 evita que aumente la presion dentro de la zona 971 segun la muestra de celula lisada y el reactivo estan siendo introducidos a la misma. Las valvulas 972 y 973 del modulo de manipulacion de ADN 162 pueden cerrarse para evitar que los sustratos dentro de la zona salgan, tal como mediante evaporacion, durante la amplificacion de PCR. La zona de manipulacion de ADN esta configurada con fuentes de calor bajo el control de ordenador 127 para permitir el ciclo termico de la zona de manipulacion de ADN durante la amplificacion, tal como entiende un experto en la tecnica.

El sistema 901 tambien incluye un detector 981 para detectar la presencia de polinucleotidos amplificados producidos mediante PCR. El detector 981 es preferentemente un detector optico en comunicacion optica, tal como por una fibra optica 981, con la zona 971. Una fuente de luz, tal como un diodo laser, introduce luz a la zona de manipulacion de ADN 971 para generar fluorescencia indicadora de la cantidad de polinucleotidos amplificados presentes en la misma. La fluorescencia aparece a partir de etiquetas fluorescentes, incluidas en el reactivo y asociadas con los polinucleotidos cuando se amplifican.

D. Elementos de posicionamiento preferentes

A continuacion se comentan elementos de posicionamiento preferentes.

1. Elementos de posicionamiento no humectantes

Puede formarse un elemento de posicionamiento 979 mediante un material no humectante dispuesto para entrar en contacto con una muestra microflmdica. Las propiedades ffsico-qmmicas del material no humectante se escogen en consideracion del tipo de lfquido que forma la muestra microflmdica. Por ejemplo, cuando la muestra es una muestra microflmdica en una muestra acuosa, el elemento de posicionamiento comprende preferentemente un material hidrofobo. Un material hidrofobo ejemplar incluye un compuesto organico no polar, tal como un silano alifatico, que puede formarse modificando una superficie interna del dispositivo microflmdico 901. Para muestra microflmdicas formadas de disolventes organicos, el material no humectante puede comprender un material hidrofilo.

Cuando una muestra microflmdica 808 se encuentra con el elemento de posicionamiento 979, el lfquido de muestra microflmdica experiencia una tension de superficie aumentada en la interfaz corriente abajo 810, cuya tension de superficie aumentada inhibe el movimiento corriente abajo continuado de la muestra microflmdica 808. Aumentar la diferencia de presion de gas entre las partes corriente arriba y corriente abajo de la muestra microflmdica supera la resistencia y mueve la muestra microflmdica corriente abajo.

2. Elementos de posicionamiento capilares asistidos

Haciendo referencia a las Fig. 10a-10c, otro tipo de elemento de posicionamiento puede formarse modificando las dimensiones del canal microflmdico para formar un elemento de posicionamiento capilar asistido (EPCA) 700. Un EPCA comprende una zona alimentada corriente arriba 702, una zona de carga 704 y una zona de detencion 704. Una muestra microflmdica 720 que se encuentra el EPCA se mueve corriente abajo hasta que una interfaz corriente abajo 710 de la muestra microflmdica entre en contacto con superficies corriente arriba 714 de la zona de carga 706. En este punto, la accion capilar causa que la muestra microflmdica se mueva corriente abajo hasta que la interfaz de muestra corriente abajo 710 se encuentra con la abertura 712 entre la zona de carga 704 y la zona de detencion 706. La tension de superficie resiste que la tendencia de la muestra microflmdica continue corriente abajo pasada la abertura 714. De este modo, la muestra microflmdica 720 se posiciona en un emplazamiento predeterminado a lo largo del eje del canal con respecto al elemento de posicionamiento 700.

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El volumen de la muestra microflmdica que se encuentra con el EPCA tiene preferentemente un volumen mas grande que el volumen de la zona de carga 704 para asegurar que la muestra microflmdica avanzara completamente hasta la abertura. Para fluidos que tienen tensiones de superficie similares y propiedades de interfaz como el agua, la profundidad d1 de la zona de carga 704 es preferentemente de aproximadamente el 50 % o menos de las profundidades respectivas d2, d3 de las zonas de detencion y alimentacion.

La tendencia de una muestra microflmdica en moverse en una direccion dada se rige por la relacion entre el radio de curvatura medio (RCM) de la parte frontal de la muestra microflmdica y el RCM de la parte trasera de la muestra microflmdica. Las curvaturas dependen del angulo de contacto del fluido de la muestra y las dimensiones de la zona en la que la microgota se esta moviendo. Un RCM ri de una interfaz de microgota en la zona de carga es preferentemente inferior al RCM r2 de una interfaz de microgota dentro de la zona de alimentacion o un RCM r3 de una interfaz de gota dentro de la zona de detencion. El RCM r2 es preferentemente mas grande que el RCM r3. De este modo, El radio de curvatura de la interfaz de microgota corriente abajo aumento cuando se encuentra con la cena de detencion inhibiendo, de este modo, el movimiento corriente abajo adicional. Preferentemente, el angulo de contacto del fluido con la pared esta sustancialmente constante por toda la zona de carga capilar asistida.

3. D. Elementos de posicionamiento ventilados

Haciendo referencia a las Fig. 11a-11c, un elemento de posicionamiento 500 funciona para posicionar una muestra microflmdica 502 reduciendo la presion de gas que actuan con una parte corriente arriba 504 de la muestra microflmdica en relacion con la presion de gas que actua con una parte corriente abajo 506 de la muestra microflmdica. El elemento de posicionamiento 500 incluye una salida de ventilacion 508 dispuesta en comunicacion gaseosa con una zona 510 a lo largo de la cual se mueve muestra microflmdica 502. La salida de ventilacion 508 se comunica preferentemente con la zona 510 a traves de un pasaje 526. La zona puede ser, por ejemplo, un canal o un conducto. El elemento de posicionamiento 500 puede incluir tambien un segundo elemento de posicionamiento 516, tal como un material no humectante, para sustancialmente evitar que el fluido de la muestra microflmdica entre en contacto con la salida de ventilacion.

Un estado abierto de una salida de ventilacion 512 permite el pasaje de gas entre la zona 510 y la salida de ventilacion 508. Un estado cerrado de la valvula 512 evita tal pasaje de gas. La valvula 514 esta preferentemente accionada termicamente e incluye una masa 514 de TRS.

Un accionador 518 se dispone corriente arriba del elemento de posicionamiento 500. El accionador 518 es preferentemente un accionador de gas y puede incluir una fuente de calor 520 para calentar gas asociado con un accionador 518. El accionador 518 puede incluir un elemento de posicionamiento 522, tal como un material no humectante, para sustancialmente evitar que el fluido de la muestra microflmdica entre en el mismo.

El elemento de posicionamiento 500 funciona preferentemente del siguiente modo. Haciendo referencia a la Fig. 11a, la muestra microflmdica 502 se mueve corriente abajo en la direccion de la flecha 524. La muestra microflmdica se mueve preferentemente por una presion de gas proporcionada a partir de un accionador corriente arriba, que no se muestra en las Fig. 9a-9c. La presion de gas actua con la parte corriente arriba 504.

Haciendo referencia a la Fig. 11b, cuando la parte corriente arriba 504 pasa la abertura de la salida de ventilacion 508, el gas corriente arriba se disipa a traves de la salida de ventilacion 508, reduciendo, de este modo, la presion corriente arriba. La reduccion de presion, que preferentemente iguala las presiones corriente abajo y corriente arriba, reduce o elimina la fuerza motriz tendiendo a impulsar la muestra microflmdica corriente abajo.

Haciendo referencia a la Fig. 11c, la salida de ventilacion 512 esta encerrada para evitar el pasaje de gas entre la zona 510 y salida de ventilacion 508. Preferentemente, el TRS 514 se mueve en el pasaje 526. Cuando se cierra la valvula 512, el accionamiento del accionador 518 proporciona una fuerza motriz para mover la muestra microflmdica 502 corriente abajo en la direccion de la flecha 528 para procesamiento adicional.

4. Elementos de posicionamiento de fluido activo

Haciendo referencia a las Fig. 15a-15c, un modulo de preparacion de microgota 652 tiene una zona de preparacion de microgota 650, un elemento de posicionamiento de fluido activo 654, un accionador 656 y una valvula 658. Un segundo accionador 660 esta operativamente asociado con el elemento de posicionamiento activo 654 para introducir una muestra microflmdica 666 a la zona de preparacion de microgota 650. Un segundo accionador 660 se ubica preferentemente corriente arriba de la valvula 658. Un modulo de preparacion de microgota 652 prepara una microgota 668, que tiene un volumen predeterminado a partir de la muestra microflmdica 666 recibida en el mismo.

Durante su funcionamiento, el modulo de preparacion microflmdico 652 recibe la muestra microflmdica 666, que se mueve corriente abajo debido a la fuerza motriz proporcionada por el segundo accionador 660. La fuerza motriz es preferentemente una presion de gas corriente arriba, que es mas grande que una presion de gas corriente abajo que actua con la muestra microflmdica 666. La muestra microflmdica se mueve corriente abajo hasta que una parte corriente abajo de la misma 670 se encuentra con el elemento de posicionamiento activo 654, que comprende

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preferentemente un sensor 672 que tiene conducciones electricas 674. Las conducciones 674 estan en comunicacion electrica con pasadores I/O del dispositivo microflmdico para permitir que las senales del sensor 672 se reciban por un DAQ.

El elemento sensor 672 es preferentemente un par de contactos electricos. Para detectar la presencia del lfquido, el DAQ 126 aplica un pequeno voltaje a traves de las conducciones 674 y mide la corriente resultante. Segun el Kquido de la muestra microflmdica entra en contacto con el primer y segundo contactos, la corriente que pasa entre los mismos cambia, indicando, de este modo, al DAQ 126 que el lfquido ha llegado al sensor 672.

Cuando se reconoce que el lfquido ha llegado al sensor 672, el DAQ ordena al segundo accionador 660 que disminuya una fuerza motriz corriente abajo que actua con la muestra microflmdica 666. Por ejemplo, el DAQ puede reducir una corriente que fluye a traves de una fuente de calor 676 asociada con un segundo accionador 660 reduciendo, de este modo, una temperatura de un gas en el mismo. La reduccion de temperatura reduce la presion de gas que actua con una parte corriente arriba 678 de muestra microflmdica inhibiendo, de este modo, el movimiento corriente abajo de la muestra microflmdica 666. La muestra microflmdica se posiciona de modo que la primera parte 680 se ubica corriente abajo del accionador 656 y una segunda parte 682 se ubica corriente arriba del accionador 656.

Para preparar la microgota 668, el DAQ 126 acciona el accionador para proporcionar una fuerza motriz que prepara la microgota 668 a partir de la primera parte 680 de la muestra microflmdica 666. La microgota 668 se mueve corriente abajo mientras que la segunda parte 682 de la muestra microflmdica 666 se mueve corriente arriba del accionador 656. Durante la preparacion de microgota, la valvula 658 puede estar cerrada para aislar sustancialmente el accionador 656 del segundo accionador 660 y otras partes corriente arriba del dispositivo microflmdico.

El elemento de posicionamiento activo funciona preferentemente como un bucle cerrado que proporciona retroalimentacion del sensor 672 al DAQ. La retroalimentacion se indica cuando una muestra microflmdica ha alcanzado una posicion predeterminada dentro del dispositivo microflmdico. Cuando se recibe la retroalimentacion, el DAQ cambia el estado del accionador que proporciona la fuerza motriz para mover la microgota.

Mientras que la anterior invencion se ha descrito con referencia a determinadas realizaciones preferentes, debe tenerse en cuenta que el alcance de la presente invencion no queda limitado a estas. De este modo, un experto en la tecnica puede encontrar variaciones de estas realizaciones preferentes que, sin embargo, que se encuentran dentro del alcance de las reivindicaciones.

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REIVINDICACIONES

1. Un dispositivo microflmdico (110) para procesar una muestra microflmdica que contiene celulas, que comprende:

un modulo de lisis (300) configurado para recibir una muestra microflmdica que contiene celulas, en el que el modulo de lisis comprende una zona de lisis (302), en el que la muestra microflmdica es un lfquido; un elemento de posicionamiento (312) configurado para inhibir el movimiento corriente abajo de la muestra microflmdica para posicionar la muestra microflmdica en una posicion de lisis;

un mecanismo de lisis (308) dentro de la zona de lisis (302), para liberar contenido intracelular a partir de celulas dentro de la zona de lisis; y

un accionador de gas (314) dispuesto corriente arriba del elemento de posicionamiento (312) y la zona de lisis (302) de modo que una prima parte de la muestra microflmdica se dispone corriente arriba del accionador de gas (314) y una segunda parte de la muestra microflmdica se dispone corriente abajo del accionador de gas (314) y corriente arriba del elemento de posicionamiento (312), configurado el accionador de gas (314) para proporcionar una presion de gas suficiente para preparar una microgota (304) que tenga un volumen predeterminado que comprenda contenido intracelular liberado a partir de celulas de la muestra microflmdica que contiene celulas dentro de la zona de lisis (302) mediante la separacion de la segunda parte de la muestra microflmdica de la primera parte de la muestra microflmdica y moviendo la segunda parte de la muestra microflmdica a un emplazamiento corriente abajo del mecanismo de lisis (308) y el elemento de posicionamiento (312).
2. El dispositivo microflmdico (110) segun la reivindicacion 1, en el que el dispositivo comprende un sustrato (130,

132) y en el que el mecanismo de lisis (308) y el accionador de gas (314) son integrales con el sustrato.
3. El dispositivo microflmdico (110) segun la reivindicacion 1 o 2, en el accionador de gas (314) comprende una

fuente de calor para calentar una cantidad de gas aumentando, de este modo, una presion de gas.
4. El dispositivo microflmdico (110) segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el elemento de posicionamiento (312) comprende una salida de ventilacion para igualar sustancialmente una presion de gas corriente arriba de la muestra microflmdica que contiene celulas con una presion de gas corriente abajo de la muestra microflmdica que contiene celulas cuando la muestra microflmdica que contiene celulas se encuentra en la posicion de lisis para inhibir, de este modo, el movimiento corriente abajo de la muestra microflmdica de que contiene celulas corriente abajo desde la posicion de lisis.
5. Un metodo microflmdico para procesar una muestra microflmdica que contiene celulas, que comprende:

el posicionamiento, usando un elemento de posicionamiento (312), de la muestra microflmdica que contiene

celulas en una posicion de lisis con respecto a un mecanismo de lisis (308) de una zona de lisis (302) de un modulo de lisis (300) de un dispositivo microflmdico (110), la muestra microflmdica que contiene celulas que comprende un lfquido que contiene celulas;

el accionamiento del mecanismo de lisis (308) para liberar material intracelular de celulas de la muestra microflmdica que contiene celulas;

el accionamiento de un accionador de gas (314) dispuesto corriente arriba del elemento de posicionamiento (312) y la zona de lisis (302) para proporcionar una presion de gas suficiente para separar una parte de la muestra microflmdica que contiene celulas que se encuentra corriente abajo del accionador de gas (314) y corriente arriba del elemento de posicionamiento (312) desde una parte de la muestra microflmdica que contiene celulas que se encuentra corriente arriba del accionador de gas (314) y mover la parte corriente abajo de la muestra microflmdica que contiene celulas a un emplazamiento corriente abajo del mecanismo de lisis (308) y el elemento de posicionamiento (312), siendo la parte corriente abajo de la muestra microflmdica una microgota (304) que comprende material intracelular liberado a partir de celulas de la muestra microflmdica que contiene celulas y que tiene un volumen predeterminado.
6. El metodo microflmdico segun la reivindicacion 5, en el que la etapa de posicionamiento comprende poner en contacto la superficie corriente abajo de la muestra microflmdica con un material hidrofobo.
7. El metodo microflmdico segun cualquiera de las reivindicaciones 5 o 6, en el que la etapa de posicionamiento comprende aumentar un radio de curvatura de la muestra microflmdica.
8. El metodo microflmdico segun cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, en el que la etapa de posicionamiento comprende igualar sustancialmente una presion de gas corriente arriba de la muestra microflmdica con una presion de gas corriente abajo de la muestra microflmdica.
9. El metodo microflmdico segun una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 8, en el que la segunda parte de la muestra microflmdica comprende menos de aproximadamente el 90 por ciento de la muestra microflmdica que contiene celulas.