ES2910383T3 - Un sistema de detección microfluídica y un cartucho microfluídico - Google Patents

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Lars Nielsen
Martin Heller
Ole Kring
Olga Ordeig
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Abstract

Un cartucho microfluídico para llevar a cabo una pluralidad de ensayos diferentes, el cartucho (40) que comprende al menos un canal de flujo (41) y una entrada (43) al canal de flujo para alimentar una muestra líquida al canal de flujo (41), el canal de flujo que comprende una pluralidad de sitios de detección (47, 48) que comprende al menos un sitio de detección eléctrica (48) que comprende electrodos dispuestos para llevar a cabo una detección electroquímica en el sitio de detección eléctrica (48), y al menos un sitio de detección óptica (47) con una ventana transparente para la lectura óptica en el sitio de detección óptica (47), en el que el cartucho microfluídico (40) comprende un sustrato sólido con una cavidad en forma de canal en el mismo y una lámina de polímero adherida a dicho sustrato sólido para cubrir la cavidad en forma de canal de forma que se defina el al menos un canal de flujo (41) entre la lámina de polímero y el sustrato y se defina la entrada, en el que el al menos un sitio de detección eléctrica (48) y el al menos un sitio de detección óptica (47) están situados en dicho al menos un canal de flujo (41) y en el que dicha lámina es un polímero que lleva los electrodos para el al menos un sitio de detección eléctrica (48) y lleva líneas de transmisión eléctrica (49) para la lectura de los electrodos.

Description

DESCRIPCIÓN
Un sistema de detección microfluídica y un cartucho microfluídico
Campo técnico
La invención se refiere a un cartucho microfluídico para llevar a cabo una pluralidad de ensayos diferentes y a un sistema de detección microfluídica adecuado para llevar a cabo ensayos eléctricos de una muestra mediante el uso del cartucho microfluídico.
Técnica antecedente
Los sistemas de detección microfluídicos y los cartuchos microfluídicos de tales sistemas se conocen bien en la técnica. Tal sistema de detección microfluídico usualmente comprende un conjunto de detector y al menos un cartucho microfluídico, donde el cartucho microfluídico se conforma para contener una muestra, por ejemplo, una muestra líquida en un canal de flujo del cartucho microfluídico. Se puede insertar el cartucho microfluídico en una ranura del conjunto de detector para análisis ópticos. Tales sistemas de detección microfluídicos usualmente se utilizan para realizar análisis de líquidos muy rápido y a relativamente bajo costo. Con frecuencia, tales sistemas de detección microfluídicos se utilizan para análisis de alto rendimiento. Debido al desarrollo de análisis estándar que se pueden llevar a cabo en consulta médica o incluso en casa de un paciente, se requiere que el costo general para el sistema de detección microfluídica sea relativamente bajo.
Muchos de los análisis estándar requieren que la muestra deba someterse a varias pruebas al utilizar fuentes de luz óptica que tienen diferentes longitudes de onda. El documento US 3.910.701 desvela un aparato para medir reflectancia, absorción y/o transmisión de luz que tiene una pluralidad de diodos emisores de luz (LED) dispuestos para dirigir emisiones de luz hacia una pieza de prueba, con los diversos diodos que se seleccionan para emitir luz de diferentes longitudes de onda y al menos un sensor de respuesta a la luz dispuesto para recibir luz reflejada y/o transmitida por la pieza de prueba y que se origina con cada uno de los diodos emisores de luz.
Se proporcionan medios de circuito de excitación eléctrica para energizar alternativa o secuencialmente la pluralidad de LED de diferentes longitudes de onda, de forma que la luz reflejada o transmitida recibida por el sensor se encuentra en función de las diversas longitudes de onda de los respectivos LED. La pluralidad de fuentes de LED y el sensor de respuesta a la luz se montan dentro de un módulo autocontenido, de tamaño y forma similares a una lente de cámara, y el módulo se conecta de forma separable a un alojamiento portátil para el instrumento. De esta manera, se puede proporcionar un número de diferentes módulos de fuente para cada sitio de detección simplemente al mover el módulo.
El documento US 7.791.728 divulga un sistema de análisis microfluídico para analizar ópticamente una sustancia que incluye una fuente de luz que tiene una pluralidad de fuentes de luz que pueden seleccionarse de una sola longitud de onda, un miembro de presentación de sustancia acoplado ópticamente a la fuente de luz y un sistema de detección óptico asociado con el miembro de presentación de sustancia. La fuente de luz y el sistema de selección de longitud de onda incluyen un carrusel de generación de luz que tiene una pluralidad de fuentes de luz de una sola longitud de onda acopladas al mismo. Se puede hacer girar el carrusel para colocar la fuente de luz de una sola longitud de onda deseada para una prueba. El sistema de análisis microfluídico es adecuado para completar un análisis óptico en un volumen de escala de milímetro o microlitro de fluido debido a la utilización de la estructura selectora de longitud de onda múltiple que tiene múltiples fuentes de luz de una sola longitud de onda tales como diodos emisores de luz (LED) o láseres.
El documento US2013327957 desvela un aparato y procedimientos para llevar a cabo citometría de flujo en partículas que sufren una emisión de radiación con desplazamiento de Stokes. Un aparato de interrogación se puede utilizar para detectar, clasificar, cuantificar y/o calificar las partículas de interés que se encuentran en una muestra de fluido. Un casete microfluídico está dispuesto para impulsar las partículas de interés a través de la abertura de interrogación en una disposición sustancialmente de una sola fila. La fuente de radiación de estimulación está generalmente estructurada para emitir radiación como un haz orientado para la propagación de la radiación de estimulación en una dirección particular, tal como por ejemplo a través de una abertura de interrogación de un casete. Al menos un primer fotodetector está dispuesto en una posición operable para detectar la radiación de emisión de desplazamiento de Stokes de una partícula que pasa a través de la abertura de interrogación.
El documento US2013258318 desvela un aparato para, y un procedimiento para, caracterizar una pluralidad de partículas transportadas por un fluido que puede ser instado a la movilidad a través de un canal en un casete microfluídico por medio de la combinación del análisis de datos de una primera señal que está basada en la óptica, y el análisis de datos de una segunda señal que está basada en la electricidad. La información basada en la óptica se obtiene normalmente por medio de un sensor de imagen digital. La información basada en la electricidad se puede obtener por medio de la medición directa de la impedancia; a veces, en un arreglo que funciona según el principio de Coulter. Los datos proporcionados por la caracterización ejemplar incluyen al menos uno de los siguientes: recuento volumétrico de células; porcentaje o ratio de viabilidad; tipo de partículas; y un histograma del tamaño de las partículas.
El documento US 2013/327957 A1 desvela un casete microfluídico que comprende una estructura de cinco capas para llevar a cabo citometría de flujo en la que los electrodos de una capa central de interrogación hecha de un polímero llevan a cabo una medición eléctrica y las capas son ópticamente transmisivas para permitir que se lleve a cabo una medición de fluorescencia.
Divulgación de la invención
Un objeto de la invención es proporcionar un sistema de detección microfluídica que se pueda aplicar para llevar a cabo una pluralidad de análisis de una manera muy rápida y simple.
Un objeto de la invención es proporcionar un sistema de detección microfluídica que se pueda aplicar para llevar a cabo análisis de muy alta precisión a un costo relativamente bajo.
El sistema de detección microfluídica es estable y tiene una larga durabilidad.
El objeto de la invención es proporcionar un cartucho microfluídico que es adecuado para llevar a cabo una pluralidad de ensayos diferentes y cuyo cartucho microfluídico se pueda aplicar de forma ventajosa como una parte del sistema de detección microfluídica.
Se han solucionado estos y otros objetos por la invención como se define en las reivindicaciones y como se describe en el presente documento a continuación.
La invención se expone en el conjunto de reivindicaciones que se adjunta. Las referencias a "realizaciones" que no son conformes a la invención tal y como se expone en el conjunto de reivindicaciones que se adjunta se deben entender a título meramente ilustrativo.
Se ha encontrado que la invención y las realizaciones de la misma tienen un número de ventajas adicionales que serán claras para la persona experta a partir de la siguiente descripción.
El sistema de detección microfluídica de la invención es un sistema muy compacto que se puede aplicar en un amplio intervalo de diferentes análisis y en el que solo se requieren cantidades menores de muestra líquida para cada análisis. La prueba puede realizarse de una forma muy rápida y, en consecuencia, se puede aplicar el sistema de detección microfluídico para análisis de alto rendimiento.
Los términos "prueba" y "análisis" se utilizan de forma intercambiable.
El sistema de detección microfluídica de la invención comprende un cartucho microfluídico y un conjunto de detector. El cartucho microfluídico comprende un primer y un segundo lado y al menos un canal de flujo y al menos una entrada a uno o más canales de flujo para alimentar una muestra líquida. El canal de flujo o los canales de flujo comprenden una pluralidad de sitios de detección que comprenden al menos un sitio de detección eléctrica, que comprende electrodos dispuestos para llevar a cabo un detección electroquímica en el sitio de detección eléctrica, y al menos un sitio de detección óptica con una ventana transparente para lectura óptica en el sitio de detección óptica, en el que el cartucho microfluídico comprende un sustrato sólido con una cavidad en forma de canal y una lámina de polímero unida a dicho sustrato sólido para formar al menos un canal de flujo, en el que dicha lámina es un polímero que lleva los electrodos para al menos un sitio de detección eléctrica y líneas de transmisión eléctrica para leer desde los electrodos.
El sistema de detección microfluídica comprende un cartucho microfluídico y un conjunto detector, el cartucho microfluídico comprende al menos un canal de flujo, el o los canales de flujo comprenden al menos un sitio de detección eléctrica y una entrada al o los canales de flujo para alimentar una muestra líquida al sitio de detección eléctrica, el cartucho microfluídico comprende un sustrato sólido con una cavidad en forma de canal y una lámina de polímero unida al sustrato sólido para formar el al menos un canal de flujo, los electrodos, las líneas de transmisión eléctrica y las almohadillas de conexión están dispuestos para llevar a cabo una detección electroquímica en el sitio de detección eléctrica, en el que la lámina es un polímero que lleva los electrodos y el sitio de detección eléctrica. El conjunto detector comprende una ranura para insertar el cartucho microfluídico y al menos un lector eléctrico para leer las señales eléctricas procedentes del lugar o lugares de detección eléctrica a través de las almohadillas de conexión cuando el cartucho se inserta en una primera o segunda posición predeterminada en la ranura, las posiciones predeterminadas del cartucho microfluídico se determinan por medio de bridas salientes dispuestas en el cartucho microfluídico y cavidades dispuestas en el conjunto detector en posiciones seleccionadas o bridas salientes dispuestas en el conjunto detector y cavidades dispuestas en el cartucho microfluídico en las posiciones seleccionadas, que se enganchan o encajan para posicionar temporalmente el cartucho microfluídico en el conjunto detector en una de las primeras y segundas posiciones predeterminadas, las bridas y cavidades salientes comprenden un primer conjunto de bridas y cavidades salientes que corresponden a la primera posición predeterminada y las bridas y cavidades salientes comprenden un segundo conjunto de bridas y cavidades salientes que corresponden a la segunda posición predeterminada.
El término "sitio de detección óptica" significa una parte de uno de uno o más canales de flujo del cartucho microfluídico con una ventana transparente y que comprende o se construye para comprender una parte de muestra sometida al análisis óptico por medio de la ventana transparente. De forma ventajosa, un sitio de detección óptica es una parte relativamente pequeña de al menos un canal de flujo, de preferencia en la forma de sección de al menos un canal de flujo y/o una cámara preferentemente en conexión de fluido con al menos uno de al menos un canal de flujo.
El sitio de detección óptica se puede determinar como el sitio irradiado por los haces de luz y desde el cual se dirigen las señales al lector óptico.
El término "sitio de detección óptica" puede ser al menos uno del primer sitio de detección óptica.
El término "sitio de detección óptica" utilizado en singular también se debe interpretar para incluir la forma plural de los "sitios de detección óptica", a menos que se especifique de otra forma.
El término "primer sitio de detección óptica" pretende indicar sitio o sitios de detección óptica que se iluminarán a partir de la primera fuente de luz fija.
El término "haz de luz" se utiliza en la presente memoria para indicar una proyección direccional de luz emitida del LED. Los haces de luz no son continuos, pero pueden tener una duración deseada suficiente para realizar el análisis deseado. Una duración adecuada puede, por ejemplo, ser de hasta 10 segundos, tal como desde aproximadamente 1 ms a aproximadamente 5 segundos.
El término "rayos de luz" se utiliza para indicar una parte del haz de luz, es decir, el haz de luz comprende una pluralidad de rayos.
La ranura en el conjunto de detector se adapta al cartucho microfluídico. Normalmente, el sistema de detección microfluídica comprenderá una pluralidad de cartuchos microfluídicos que se pueden insertar uno después de otro en el conjunto de detector para llevar a cabo al menos un análisis.
En una realización, la ranura en el conjunto de detector se puede adaptar a cartuchos microfluídicos de diferentes formas y/o tamaños.
De forma ventajosa, el cartucho microfluídico puede ser al menos parcialmente de cristal o polímero transparente. En una realización preferente, el cartucho microfluídico comprende un sustrato de polímero que tiene una o más cavidades con forma de canal que se cubren por una lámina que es transparente en al menos el sitio de detección óptica para formar de este modo el canal de flujo o canales de flujo.
En una realización, el cartucho comprende una o más lentes y/o espejos integrados dispuestos en o adyacentes al sitio de detección óptica. Una o más lentes y/o espejos integrados pueden actuar para dirigir y/o enfocar los haces al sitio de detección óptica.
Una o más lentes y/o espejos integrados y/u otros componentes ópticos se pueden disponer en cualquier posición deseada en el sistema de detección microfluídica con la finalidad de guiar los haces, dirigir los haces, confinar los haces, enfocar los haces y/o colimar los haces o manipular los haces de otras formas.
En una realización, el canal de flujo o canales de flujo del cartucho microfluídico comprende una pluralidad de sitios de detección configurados para llevar a cabo una pluralidad de ensayos diferentes. Los sitios de detección pueden comprender cualquier tipo de sitios de detección, por ejemplo, como se describe a continuación.
La pluralidad de sitios de detección puede comprender, de forma ventajosa, al menos un sitio de detección eléctrica. Un sitio de detección eléctrica es un sitio en el canal o canales de flujo configurados para leer una señal eléctrica mediante electrodos. Por lo tanto, el sitio de detección eléctrica no necesita ser transparente.
El sitio de detección eléctrica comprende electrodos dispuestos para llevar a cabo una detección electroquímica en el sitio de detección eléctrica. Los electrodos comprenden cables eléctricos conectados a almohadillas de conexión de cartucho microfluídico.
Los cables eléctricos se pueden encontrar en la forma de cualquier tipo de líneas de transmisión eléctrica, tal como líneas de metal impresas. Otras preferencias se describen a continuación.
Las almohadillas de conexión del cartucho microfluídico se configuran para proporcionar contacto eléctrico de lectura al conjunto de detector.
El conjunto de detector comprende al menos un lector eléctrico para leer señales eléctricas del sitio o sitios de detección eléctrica por medio de las almohadillas de conexión.
En una realización, el lector eléctrico comprende un voltímetro conectado de forma eléctrica a almohadillas de conexión a voltímetro dispuestas en la hendidura de forma que cuando se inserta el cartucho microfluídico en la ranura, las almohadillas de conexión de cartucho microfluídico se encuentran en conexión eléctrica con las almohadillas de conexión a voltímetro. De este modo, el cartucho microfluídico puede colocarse fácilmente de forma precisa en relación con el conjunto de detector, por ejemplo, al hacer uso adicional de la disposición de broche descrita anteriormente.
De forma ventajosa, el conjunto de detector, además, comprende al menos una interconexión de salida tal como una pantalla y/o una impresora y un procesador. El procesador puede ser cualquier tipo de procesador, preferentemente un ordenador que se puede programar que se integra en el conjunto de detector. En una realización, el conjunto de detector se conecta a un ordenador por medio de un cable o por medio de una conexión inalámbrica.
El conjunto de detector, por ejemplo, se puede conectar a una base de datos central que comprende registros de pacientes, y al identificar al paciente, por ejemplo, al escanear un código de barras o un chip relacionado con el paciente, por ejemplo, un código de barras en una muñeca en el paciente o un chip en el paciente asegura que el resultado se ingrese en los registros de pacientes en la base de datos central o el conjunto de detector puede recibir instrucciones del registro de paciente concerniente cuyos ensayos se llevarán a cabo en la muestra del paciente. El procesador se puede programar con software para llevar a cabo uno o más ensayos deseados.
En una realización, el conjunto de detector se programa para llevar a cabo una multiplexión de las señales de lectura.
En una realización, el cartucho microfluídico comprende un código legible por máquina que comprende instrucciones acerca de los ensayos que se llevarán a cabo al utilizar el cartucho, y el conjunto de detector comprende un lector de código para leer el código legible por máquina y alimentar las instrucciones acerca de los ensayos que se llevarán a cabo en el procesador, en donde el procesador se programa para controlar al menos uno del lector o lectores y la interconexión de salida al menos parcialmente con base en instrucciones obtenidas del código legible por máquina, preferentemente al menos un lector es al menos uno del lector óptico y el lector eléctrico.
El código de barras puede ser cualquier tipo de código de barras tal como un código de barras 1D, un 2D o un 3D. En una realización, el conjunto de detector comprende una pluralidad de cartuchos microfluídicos que comprenden códigos de barras diferentes que codifican para ensayos diferentes.
De forma ventajosa, los respectivos códigos de barras de los cartuchos microfluídicos, cada uno codifica para llevar a cabo la lectura de un número predeterminado de sitios de detección.
El sistema de código de barras, por ejemplo, se puede utilizar para indicar a qué ensayos debería tener acceso un cliente y/o desde qué sitios de despacho debería acceder un cliente para leer.
De este modo, los cartuchos microfluídicos preparados para varios ensayos diferentes se podrían vender con códigos de barras diferentes, donde respectivos códigos de barras codifican para permitir la utilización de ensayos respectivos. De este modo, no se requiere hacer cartuchos microfluídicos diferentes para ensayos diferentes o combinaciones de ensayos y producción en masa de uno o unos cuantos tipos de cartuchos microfluídicos para una pluralidad de ensayos diferentes en lugar de hacer muchos tipos diferentes de cartucho microfluídico reduce el costo de forma significativa.
En una realización, al menos uno de los cartuchos microfluídicos comprende un código de barras que codifica para llevar a cabo lecturas sólo de algunos sitios de detección.
El conjunto de detector se programa de forma ventajosa al utilizar software adecuado. El software comprende, de forma ventajosa, una base de datos central que puede utilizarse para analizar la detección resultante, por ejemplo, para calibración contra pruebas realizadas en muestras con composiciones conocidas.
En una realización, el software comprende una base de datos que tiene datos que identifican enfermedades preseleccionadas y si un paciente tiene una de estas enfermedades, se puede identificar cuando se llevan a cabo ensayos en una muestra de estos pacientes. De este modo pueden identificarse, relativamente rápido, brotes de enfermedades infecciosas, por ejemplo, en una región.
En una realización, el software comprende una base de datos que tiene datos que identifican componentes patógenos preseleccionados, tal como microorganismos patógenos para los que se puede llevar a cabo un ensayo, al llevar a cabo el ensayo se puede determinar muy rápido la concentración de tales componentes patógenos en una muestra de un paciente, y se puede llevar a cabo durante el tratamiento del paciente que monitoriza el progreso de tratamiento en comparación con otros pacientes similares.
En una realización, el software comprende un programa para llevar a cabo un árbol de decisión integrado para múltiples resultados de ensayo, para de este modo proporcionar una respuesta adaptable que depende del número real de ensayos ejecutados en una muestra.
En una realización, la información de lote del cartucho microfluídico se encuentra en una base de datos central y el conjunto de detector puede acceder a esta información por medio del código de barras o por medio de un número de lote. De este modo se requieren datos limitados en el cartucho microfluídico.
El conjunto de detector puede comprender, preferentemente, un elemento de control de temperatura dispuesto para encontrarse en contacto con el cartucho microfluídico en la ranura y preferentemente adyacente a al menos uno de los lados de detección cuando se inserta el cartucho microfluídico en la ranura del conjunto de detector.
Tal elemento de control de temperatura, por ejemplo, puede comprender un elemento de Peltier, un elemento de calentamiento de película delgada y/u otros elementos de calentamiento resistivos.
En una realización, el conjunto de detector se construye para llevar a cabo un efecto de bombeo en el canal de flujo del cartucho microfluídico al aplicar aire de calentamiento y enfriamiento de forma alterna en una cámara de bombeo del cartucho microfluídico donde la cámara de bombeo se encuentra en contacto fluido con el canal de fluido. Al aplicar aire de calentamiento y enfriamiento de forma alterna en la cámara de bombeo, la presión en la cámara de bombeo incrementará y disminuirá de forma alterna, resultando de ese modo en un efecto de bombeo.
En una realización, el conjunto de detector comprende un pasador que se puede mover para accionar una muestra líquida en el canal de flujo. El cartucho microfluídico que puede aplicarse en esta realización comprende una membrana flexible, por ejemplo, en la forma de una lámina, que cubre una parte del canal de flujo o una cámara en conexión de fluido con el canal de flujo, y el pasador se dispone para presionarse en el canal o cámara para realizar un efecto de bombeo.
Tal efecto de bombeo se puede aplicar para llenar áreas deseadas, por ejemplo, cámaras del canal de flujo y/o para llevar a cabo una mezcla de líquidos y sólidos.
En una realización, el conjunto de detector comprende un accionador, por ejemplo, en la forma de un pasador que se puede mover para presionar de forma temporal y cerrar de forma opcional el canal de flujo.
El accionador es, por ejemplo, un accionador impulsado por motor gradual, por ejemplo, tal como se describe en el documento W02012016107.
El accionador puede formar una bomba de membrana que en combinación con resistencia hidráulica puede asegurar el llenado de una o más cámaras, tales como todas las cámaras.
En uso, la muestra líquida se alimenta al cartucho microfluídico y el cartucho microfluídico se inserta en la ranura del conjunto de detector, por ejemplo, de forma manual o mediante el uso de un robot, por ejemplo, una función de casete-robot.
Los dispositivos microfluídicos preferentes se describirán más adelante.
El término "muestra líquida" significa cualquier líquido que contiene muestra que incluye una muestra líquida que comprende partes sólidas, tal como dispersiones y suspensiones. La muestra comprende líquido al momento de realizar el procedimiento.
En principio, se puede aplicar cualquier muestra líquida, que incluye, pero no se limita a muestras líquidas que comprenden partículas, tales como partículas dispersas. En una realización, la muestra líquida es alimento triturado o tejido mezclado opcionalmente con agua o puede ser un extracto de los mismos. De este modo, el sistema de detección microfluídico, por ejemplo, puede aplicarse para realizar pruebas cuantitativas y/o cualitativas en tejido, vegetales, carne y etc.
En una realización, la muestra líquida comprende heces de humano o animal, por ejemplo, en una suspensión acuosa.
En una realización, la muestra líquida comprende agua residual o agua de una fuente natural, por ejemplo, un lago o un río.
En una realización, la muestra líquida comprende marcadores tales como fluoróforos, preferentemente enlazados a un componente objetivo hacia el que se llevará a cabo al menos un ensayo. En una realización, los fluoróforos pueden enlazarse a una partícula magnética.
Generalmente se desea seleccionar fluoróforos con una longitud de onda y energía de emisión relativamente específicas para una determinación cualitativa y cuantitativa más simple del componente objetivo. En particular, se desea que la longitud de onda de emisión sea relativamente específica, es decir, debería tener, preferentemente, una banda de longitud de onda que sea suficientemente estrecha en el procedimiento de determinación para que se distinga de otras emisiones.
El término "longitud de onda relativamente específica" significa que la longitud de onda se puede distinguir de otras longitudes de onda de emisión en la prueba.
En particular, en situaciones en las que hay varios fluoróforos diferentes y opcionalmente varios componentes objetivo, es preferente que los fluoróforos tengan longitudes de onda de emisión relativamente específicas de forma que se puedan distinguir emisiones de respectivos fluoróforos entre sí.
Los fluoróforos pueden ser cualquier tipo de fluoróforos que se puedan configurar para enlazar a los sitios de captura de las partículas magnéticas. Los fluoróforos se conocen bien por la persona con experiencia y se encuentran comercialmente disponibles.
Se describen ejemplos de puntos cuánticos en el documento US7498177 y los puntos cuánticos disponibles de Life Technologies Europe BV. incluyen más de 150 configuraciones de producto diferentes con longitud de onda de emisión que se extiende en un intervalo de longitud de onda amplio para puntos cuánticos ejemplares con las respectivas longitudes de onda de emisión: 525, 545, 565, 585, 605, 625, 655 e IR 705 y 800 nm. En una realización, se han conjugado estreptavidina, biotina, anticuerpos y un número de funcionalidades diferentes en el portafolio de Invitrogen/Life Technologies de productos de punto Cuántico.
Ejemplos de puntos cuánticos también incluyen puntos cuánticos disponibles de Ocean NanoTech, Springdale, Arkansas 72764, que incluyen más de 40 configuraciones de producto diferentes con longitud de onda de emisión que se extiende en nm y un núcleo exterior funcionalizado de PEG u otro revestimiento biológico compatible, por ejemplo, con las respectivas longitudes de onda de emisión: 530, 550, 580, 590, 600, 610, 620 y 630 nm. Los puntos cuánticos de Ocean NanoTech incluyen puntos cuánticos con grupos funcionales diferentes, por ejemplo, amina, COOH, ácido fenilborónico (PBA), así como puntos cuánticos con polímero anfifílico y revestimiento de PEG. Otros ejemplos de puntos cuánticos disponibles de Ocean NanoTech son puntos cuánticos con un solo núcleo, por ejemplo, proporcionado en tolueno y solo con una capa de octadecilamina o con polímero anfifílico y revestimiento de PEG.
En una realización, los fluoróforos son puntos cuánticos o sondas aromáticas y/o sondas conjugadas, tales como fluoresceína, derivados de benceno, fluoróforos de calcogenuro de metal o combinaciones de los mismos.
En una realización, los fluoróforos se pueden configurar para enlazarlos a sitios de captura seleccionados, por ejemplo, dentro de un sitio de detección óptica del cartucho microfluídico.
La invención se refiere a un cartucho microfluídico de acuerdo con las reivindicaciones adjuntas. El cartucho microfluídico es adecuado para formar parte del sistema de detección microfluídica. El cartucho microfluídico también se puede utilizar solo o junto con conjuntos detectores de la técnica anterior.
El cartucho microfluídico se diseña para llevar a cabo una pluralidad de ensayos diferentes. El cartucho comprende al menos un canal de flujo y una entrada al canal o canales de flujo para alimentar una muestra líquida. El canal o canales de flujo comprenden una pluralidad de sitios de detección que comprende al menos un sitio de detección eléctrica que comprende electrodos dispuestos para realizar una detección electroquímica en el sitio de detección eléctrica, y al menos un sitio de detección óptica con una ventana transparente para lectura óptica en el sitio de detección óptica.
Hasta ahora nunca se ha sugerido proporcionar un cartucho microfluídico que se pueda aplicar para llevar a cabo de forma simultánea lecturas ópticas y eléctricas de la misma muestra. El sistema de detección microfluídica de la invención proporciona de este modo un nuevo concepto que abre un nuevo intervalo de ensayos combinados que se llevarán a cabo muy rápido y en la misma muestra. Este cartucho microfluídico ahorra tiempo y además los resultados obtenidos pueden ser más precisos debido a que pueden realizarse las pruebas eléctrica y óptica al mismo tiempo en la misma muestra.
De forma ventajosa, el cartucho comprende una pluralidad de sitios de detección eléctrica y/o una pluralidad de sitios de detección óptica.
Preferentemente, cada uno o más sitios de detección óptica se encuentran en la forma de una cámara que tiene un área en sección transversal que es de al menos aproximadamente 25 %, tal como al menos aproximadamente 50 %, tal como al menos aproximadamente 100 % más grande que un área en sección transversal del canal de flujo que lleva a la cámara.
Las respectivas cámaras pueden tener igual o diferente tamaño.
De forma ventajosa, uno o más sitios de detección óptica comprenden un reactivo, preferentemente todos los sitios de detección óptica comprenden un agente de reacción. En principio, el reactivo puede ser cualquier reactivo, tal como los reactivos conocidos de la técnica anterior.
En una realización, al menos un sitio de detección óptica del cartucho es un sitio de detección óptica de absorción configurado para detección de absorción, el sitio de detección óptica de absorción preferentemente comprende al menos un reactivo seleccionado de reactivos de aglutinación, reactivos de coagulación, un anticuerpo y/o un antígeno.
En una realización, al menos un sitio de detección óptica del cartucho es un sitio de detección colorimétrica configurado para detección colorimétrica, preferentemente el sitio de detección colorimétrica comprende al menos un reactivo seleccionado de reactivos de formación de color.
El reactivo de formación de color puede ser cualquier tipo de reactivo que induce un cambio de color tras la reacción con un objetivo que se pondrá a prueba para utilizar el cartucho microfluídico.
Los objetivos que se pueden someter a una detección colorimétrica, por ejemplo, al convertirse químicamente a un producto coloreado por medio de una reacción de producción de color, incluyen sustratos de enzima y cofactores. Ejemplos no limitantes de tales objetivos incluyen glucosa, colesterol y triglicéridos. En particular, pueden medirse espectrofotométricamente los niveles de colesterol total (es decir, la suma de colesterol libre y esterificado) en un fluido corporal mediante ensayos bien conocidos de formación de color al hacer reaccionar el fluido con reactivos de formación de color que incluyen colesterol esterasa, colesterol oxidasa y un colorante oxidable tal como n,n-bis(4-sulfobutil)-3-metilanilina, sal disódica (TODB), 4-aminoantipirina y peroxidasa de rábano picante.
Se puede utilizar un vasto número de reactivos de formación de color para catalizar la formación de productos coloreados. Ejemplos de tales reactivos de formación de color incluyen alanina aminotransferasa (ALT) y aspartato aminotransferasa. La alanina aminotransferasa (ALT) es un reactivo indicativo de función hepática. Otros reactivos de formación de color adecuados incluyen alfacetoglutarato, piruvato oxidasa y colorante oxidable tal como N,N-Bis(4sulfobutil)-3-metilanilina, sal disódica (TODB), 4-aminoantipirina y peroxidasa de rábano picante.
Otros objetivos que se pueden detectar por medio de una detección colorimétrica de producción de color comprenden objetivos encontrados por medio de inmunoensayos, tal como un ensayo por inmunoabsorción ligado a enzimas (ELISA). En un ELISA típico, se enlaza un objetivo de forma específica mediante un anticuerpo, que a su vez se detecta mediante un anticuerpo ligado a enzima secundario. La enzima ligada (los reactivos de formación de color) cataliza una reacción de producción de color. Tales enzimas incluyen, pero no se limitan, beta-galactosidasa, fosfatasa alcalina y peroxidasa de rábano picante.
La elección de reactivos de formación de color adecuados dependerá del objetivo particular que se examina. En general, cualquier reactivo de formación de color capaz de reaccionar con un objetivo ya sea directa o indirectamente para generar productos coloreados es adecuado para su utilización en el cartucho microfluídico de la presente invención.
En una realización, al menos un sitio de detección óptica del cartucho es un sitio de detección espectroscópica configurado para detección espectroscópica, preferentemente el sitio de detección espectroscópica comprende al menos un reactivo seleccionado de marcadores, por ejemplo, fluoróforos tales como los fluoróforos descritos anteriormente.
En una realización, el cartucho comprende un sustrato sólido con al menos una cavidad con forma de canal para formar el canal o canales de flujo con cámaras para despachar sitios y de forma opcional cámaras adicionales, por ejemplo, cámara de bombeo y una sección de disipación tal como se describe en el documento W02012016107. Una lámina flexible se enlaza al sustrato sólido para formar el canal o canales de flujo. Preferentemente, la lámina se enlaza al sustrato sólido mediante soldadura.
En una realización, la lámina es una lámina semipermeable para ventilación capilar, por ejemplo, evaporación de gases seleccionados.
En una realización, el sustrato sólido lleva los electrodos para al menos el sitio de detección eléctrica y líneas de transmisión eléctrica para lectura de los electrodos. De forma ventajosa, los electrodos y líneas de transmisión eléctrica pueden ser electrodos impresos en base moldeada para incrementar la solidez en producción en masa. En una realización, la lámina es un polímero que lleva los electrodos para al menos el sitio de detección eléctrica y líneas de transmisión eléctrica para lectura de los electrodos.
En una realización, los electrodos se proporcionan en ambos lados de la lámina, preferentemente con orificios pasantes para facilitar la conectividad y para mejorar la solidez de los electrodos.
De forma ventajosa, los electrodos y/o las líneas de transmisión eléctrica se aplican por medio de deposición de vapor, chisporroteo y/o impresión, preferentemente al menos se imprime uno de los electrodos y/o las líneas de transmisión eléctrica.
La impresión pueden ser serigrafía, huecograbado o estampado por transferencia.
En una realización, al menos una parte de las líneas de transmisión eléctrica se integra en el polímero, de forma opcional la lámina comprende una película de polímero de cubierta laminada sobre al menos una parte de las líneas de transmisión eléctrica para integrar de este modo al menos la parte de las líneas de transmisión eléctrica.
La lámina de polímero, por ejemplo, puede comprender un polímero termoplástico, preferentemente seleccionado de Poliestireno (Ps), Policarbonato (PC) o Poliamida (PI).
El cartucho microfluídico se puede producir en cualesquiera de los materiales adecuados, por ejemplo, los materiales utilizados para cartuchos microfluídicos de la técnica anterior.
El cartucho microfluídico, por ejemplo, se puede producir de uno o más elementos hechos de polímeros, tales como polímeros seleccionados de copolímeros de oleofina cíclica (COC), copolímero de acrilonitrilo-butadieno-estireno, policarbonato, polidimetil-siloxano (PDMS), polietileno (PE), polimetilmetacrilato (PMMA), polimetilpenteno, polipropileno, poliestireno, polisulfona, politetra-fluoretileno (PTFE), poliuretano (PU), cloruro de polivinilo (PVC), cloruro de polivinilideno (PVDC), fluoruro de polivinilideno, copolímeros estireno-acrilo, poliisopreno, polibutadieno, policloropreno, poliisobutileno, poli(estireno-butadieno-estireno), siliconas, resinas epoxi, Amida en bloque de poliéter, poliéster, acrilonitrilo butadieno estireno (ABS), acrílico, celuloide, acetato de celulosa, etilen-vinil acetato (EVA), etilen vinil alcohol (EVAL), fluoroplásticos, poliacetal (POM), poliacrilatos (acrílico), poliacrilonitrilo (PAN), poliamida (PA), poliamida-imida (PAI), poliariletercetona (PAEK), polibutileno (PBD), polibutileno (PB), tereftalato de polibutileno (PBT), tereftalato de polietileno (PET), tereftalato de dimetileno de policiclohexileno (PCT), policetona (PK), poliéster/politeno/polieteno, polieteretercetona (PEEK), polieterimida (PEI), polietersulfona (PES),polietilenclorinatos (PEC), ácido poliláctico (PLA), polimetilpenteno (PMP), óxido de polifenileno (PPO), sulfuro de polifenileno (PPS), poliftalamida (PPA) y mezclas de los mismos.
Polímeros preferentes comprenden una poliamida, por ejemplo, un fenileno-piromelitimida tal como poli(4,4'-oxidifenileno-piromelitimida, por ejemplo, Kapton®.
En una realización, el cartucho microfluídico se fabrica al proporcionar un sustrato rígido que comprende uno o más canales y cavidades opcionales y/u orificios y al cubrir uno o más canales y cavidades opcionales y/u orificios con una o más películas. El sustrato rígido se produce de forma ventajosa mediante moldeo por inyección, pero también pueden aplicarse otros procedimientos de moldeo. La película puede ser un polímero u otra película de metal o una película estratificada que comprende polímero y/o metal, por ejemplo, una película de metal revestida de polímero o una película de polímero con dispersión de metal.
Al menos uno del sustrato y la película es transparente a al menos una longitud de onda, preferentemente dentro del área visible. De forma ventajosa, al menos uno del sustrato y la película es transparente a al menos uno de los haces de luz diferentes del conjunto de detector junto con el que se supone que se utilizará.
La película se puede soldar de forma ventajosa al sustrato. También puede proporcionarse encolado.
Al proporcionar el cartucho microfluídico de un sustrato y una película como se describe, el cartucho microfluídico tendrá un lado de sustrato y un lado de película.
Se debe enfatizar que el término "comprende/que comprende" cuando se utiliza en la presente memoria se interpretará como un término abierto, es decir, se debe considerar para especificar la presencia de una característica o característica señaladas específicamente, tal como elemento o elementos, unidad o unidades, integrante o integrantes, etapa o etapas, componente o componentes y combinación o combinaciones de los mismos, pero no impide la presencia o adición de una o más de otras características señaladas.
Todas las características de las invenciones, incluidas las gamas y las gamas preferentes, se pueden combinar de diversas maneras dentro del ámbito de la invención, a menos que existan razones específicas para no combinar dichas características.
Breve descripción de los dibujos
La invención se explicará de forma más completa a continuación junto con una realización preferente y con referencia a los dibujos en los que:
La FIG. 1 muestra un ejemplo de un conjunto de detectores,
La FIG. La figura 2 muestra un ejemplo alternativo de un cartucho microfluídico.
La FIG. 3 muestra el cartucho de la FIG. 2 en una vista lateral,
La FIG. 4 muestra una realización alternativa del cartucho microfluídico,
La FIG. 5 muestra aún otra realización del cartucho microfluídico,
La FIG. 6 muestra detección con LED y CCD,
La FIG. 7 muestra detección alternativa con LED y CCD,
La FIG. 8 muestra detección con espectrómetro,
La FIG. 9 muestra detección eléctrica,
La FIG. 10 muestra un túnel de luz, y
La FIG. 11 muestra un cartucho microfluídico adaptado para detección eléctrica.
Las figuras son esquemáticas y solo pretenden mostrar los principios de la invención y se pueden simplificar para claridad. De principio a fin, los mismos números de referencia se utilizan para partes idénticas o correspondientes. El alcance adicional de aplicabilidad de la presente invención será evidente a partir de la descripción detallada proporcionada a continuación. Sin embargo, se deberá entender que la descripción detallada y ejemplos específicos, aunque indican realizaciones preferentes de la invención, solo se proporcionan a manera de ilustración, dado que diversos cambios y modificaciones dentro del alcance de la invención de acuerdo con las reivindicaciones adjuntas serán evidentes para aquellos con experiencia en la técnica a partir de esta descripción detallada.
La invención se define por las características de la reivindicación o reivindicaciones independientes. Realizaciones preferentes se definen en las reivindicaciones dependientes. Cualquier número de referencia en las reivindicaciones se pretende que sea no limitante para su ámbito.
La Figura 1 muestra un conjunto de detector 1. El conjunto de detector comprende una pantalla 2 que se utiliza para configurar de forma visual el conjunto de detector y mostrar de forma visual el resultado de las mediciones realizadas en el conjunto 1 de detector. El conjunto de detector 1 comprende botones de control 3 que se utilizan para configurar y operar el conjunto de detector. El conjunto de detector también comprende medios para conexión con otro hardware, tales como un ordenador o impresora.
El conjunto de detector 1 también comprende una ranura 4 en la que se puede insertar un cartucho microfluídico. Los cartuchos microfluídicos se describen en mayor detalle a continuación. El interior del conjunto de detector comprende medios para mantener el cartucho microfluídico en una posición fija cuando se inserta el cartucho en la ranura.
De este modo, cuando se inserta un cartucho microfluídico que comprende una muestra de interés en la ranura 4 del conjunto de detector 1, el conjunto de detector puede llevar a cabo mediciones en la muestra. Las mediciones pueden, por ejemplo, ser mediciones ópticas tales como mediciones fotométricas o colorimétricas. También pueden ser mediciones con base en un dispositivo de carga acoplada o mediciones magnéticas.
La Figura 2 muestra un cartucho microfluídico que comprende un sustrato 12 con cinco cavidades en la forma de canales 11. Cada canal 11 comprende una entrada 13 y un disipador 14 con una sección de pared flexible no mostrada.
El cartucho microfluídico10 también comprende una indentación que proporciona una sección de lectura 16 para los canales 11, en la que los canales comprenden una ventana transparente y en la que las partículas magnéticas se pueden inmovilizar temporalmente mediante el uso de un imán no mostrado.
En esta realización, cada canal 11 comprende partículas magnéticas temporalmente inmovilizadas y fluoróforos temporalmente inmovilizados. El dispositivo microfluídico se divide en zonas que comprenden zona 0 que es la zona de entrada, zona 1 y zona 2 que comprenden fluoróforos y partículas 17 magnéticas temporalmente inmovilizadas dispuestas de modo que no reaccionan hasta que se encuentran en contacto con la muestra líquida, zona 3 que es la zona de lectura y zona 4 que es la zona de disipación.
En una realización, la zona 1 comprende fluoróforos temporalmente inmovilizados y la zona 2 comprende partículas magnéticas temporalmente inmovilizadas.
En una realización, la zona 1 comprende partículas magnéticas temporalmente inmovilizadas y la zona 2 comprende fluoróforos temporalmente inmovilizados.
El cartucho microfluídico 10 puede comprender varias subzonas de la zona 1 y zona 2, si se desea.
En uso, una muestra líquida se alimenta a la entrada 13, la muestra se succiona en la zona 1 de los canales mediante el uso de la sección de pared flexible, que se describirá más adelante en mayor detalle. De forma opcional, la muestra líquida se hace vibrar en la zona 1 para disolver o resuspender los elementos 17 inmovilizados en la zona 1. En lo sucesivo, la muestra líquida se extrae adicionalmente hacia los canales 11 a la zona 2 para disolver o resuspender los elementos 17 inmovilizados en la zona 2. Después de un tiempo de incubación preseleccionado, la muestra líquida se extrae completamente hacia los disipadores 14. Las partículas magnéticas se inmovilizan en la zona 3 de lectura. Además, si se desea, la muestra líquida puede reintroducirse en los canales 11 al utilizar la pared flexible del disipador 14 y las partículas magnéticas inmovilizadas pueden descargarse al utilizar la muestra líquida para remover fluoróforos no inmovilizados y otros elementos que podrían proporcionar ruido de forma potencial. La Figura 3 muestra el cartucho microfluídico 10 de la Figura 1 en una vista lateral.
El cartucho microfluídico 10 comprende un sustrato 12 con cinco cavidades en la forma de canales 11. Los canales 11 se proporcionan en la forma de estrías cubiertas con una lámina 11a. Cada canal 11 se conecta con una entrada 13 y en su extremo opuesto, los canales 11 se conectan con un disipador común 14. La entrada 13 tiene la forma de un pozo.
Al presionar la sección de pared flexible 15 del disipador 14, la pared se moverá y el aire se presionará fuera de los canales 11, y cuando se libere la presión, la sección 15 de pared flexible volverá a su posición inicial y una muestra líquida dispuesta en la entrada 13 se succionará hacia el canal 11 a una posición deseada. Al manipular más la sección de pared flexible, la muestra líquida puede extraerse más hacia los canales 11 o puede hacerse vibrar en los canales. Finalmente, la sección de pared flexible 15 se puede manipular para recolectar la muestra en el disipador y para volver a descargar la muestra hacia los canales, si se desea. La sección 15 de pared flexible proporciona de ese modo un procedimiento simple y barato para controlar una muestra líquida en el dispositivo microfluídico.
El cartucho microfluídico también comprende una indentación que proporciona una sección de lectura 16 para los canales 11. En las secciones 16 de lectura de los canales 11, los canales comprenden una ventana transparente y las partículas magnéticas pueden inmovilizarse temporalmente al utilizar un imán no mostrado. El imán se monta en el conjunto de detector que también incluye una lectura para señales de lectura a través de la sección de lectura 16. Las Figuras 4 y 5 muestran realizaciones alternativas del cartucho microfluídico 20.
En la Figura 4, el cartucho microfluídico 20 se observa con dos canales 21, que en un extremo se conectan con una entrada 23 y en el extremo opuesto se conectan con disipadores 24.
A lo largo de los dos canales 21 se ubica un número de cámaras 27, 28. Cada cámara se conecta con el canal y cada cámara puede comprender un analito, que puede reaccionar con una muestra líquida que llenará las cámaras cuando pasa de la entrada 23 a través de los canales 21 al disipador 24.
Los canales 21, la entrada 23, los disipadores 24 y las cámaras 27, 28 se forman como rebajes en el sustrato 22. Los accesos a los canales 21, los disipadores 24 y las cámaras 27, 28 se cierran por una lámina 21a, así que sólo son accesibles mediante la entrada 23.
Las cámaras 27 y 28 se colocan en pares en cada lado del canal 21. Las cámaras pueden comprender el mismo o diferentes analitos. Por ejemplo, cada par a lo largo del canal puede comprender el mismo analito, por lo tanto la muestra se pondrá a prueba dos veces con el mismo analito, para de este modo mejorar la certeza de los resultados medidos. De ese modo, el cartucho 20 microfluídico mostrado en la figura 4 puede ser capaz, por ejemplo, de medir con doce analitos diferentes, es decir, el cartucho 20 microfluídico comprende doce pares de cámaras 27, 28 ubicadas a lo largo de los canales 21. Los analitos pueden ser una combinación de analitos, que pueden medirse con diferentes medios, tales como medios ópticos, eléctricos o magnéticos. De ese modo, los analitos pueden ser, por ejemplo, partículas magnéticas inmovilizadas o enzimas inmovilizadas que funcionan como reactivos de formación de color, que reaccionarán con la muestra líquida, cuando la muestra entra a la cámara.
La Figura 5 muestra un cartucho microfluídico 20 que corresponde sustancialmente al cartucho microfluídico mostrado en la Figura 4. Sin embargo, los disipadores se omiten en esta realización particular. Cuando una muestra líquida se coloca en la entrada 23 fluirá hacia los canales 21 y las cámaras 27 y 28 por medio de fuerzas de presión y capilaridad.
En consecuencia, el cartucho microfluídico comprende una entrada 23 conectada con dos canales 21, que se conectan con pares de cámaras 27, 28 a lo largo de los canales. Las cámaras 27 y 28 son transparentes a la luz de una fuente de luz, por ejemplo, un LED-multicolor. Como tal, las cámaras 27 y 28 son adecuadas para su uso con medios de detección óptica.
En las siguientes Figuras 6 a 9, el cartucho microfluídico ilustrado en la Figura 5 se utiliza como un ejemplo de algunas mediciones que se llevarán a cabo con el sistema de detección microfluídica de acuerdo con la invención. La Figura 6 muestra un sistema de detección óptica en el que un LED 30 emite un haz de luz monocromática sustancial hacia una cámara en el cartucho microfluídico 20. El haz de luz basa la muestra en la cámara y se transforma a un haz 32 de luz con longitud de onda diferente. El haz 32 de luz se detecta por el detector 35 de CCD debajo del cartucho 20 microfluídico.
La Figura 7 muestra otra realización en la que el cartucho microfluídico 20 recibe un haz de luz 31 emitido del LED 30. El haz de luz 31 se refleja por la muestra en la cámara del cartucho microfluídico. La luz reflejada se divide en luz con dos longitudes 32 y 33 de onda diferentes que se detectan por el detector de CCD 35 colocado en el mismo lado del cartucho 20 microfluídico que el LED 30.
La Figura 8 muestra aún otra realización del sistema de detección. En esta realización, el sistema de detección utiliza un espectrómetro 36 para la detección de la luz reflejada de la muestra en una cámara del cartucho 20 microfluídico. El haz 31 de luz se emite del LED 30 y se refleja por la muestra mantenida en el cartucho 20 microfluídico. La luz reflejada se refleja como luz con tres longitudes 32, 33 y 34 de onda diferentes. La luz reflejada se detecta por el espectrómetro 36 y la curva resultante se muestra en la caja 37 insertada.
La Figura 9 ilustra una realización alternativa del sistema de detección. Éste es un sistema donde una disposición o electrodos 38 envían una corriente a través de una o más cámaras en el cartucho 20 microfluídico. Debido a la resistencia en la muestra, el sistema de detección será capaz de detectar la naturaleza de la muestra.
La Figura 10 ilustra los principios de un túnel de luz. El túnel de luz incluye tres LED 30a, 30b y 30c, cada uno con luz de emisión de una longitud de onda que es diferente de las longitudes de onda de los otros dos LED. El LED 30a puede emitir luz en el intervalo: 610< A <760. El LED 30b puede emitir luz en el intervalo de 570 < A < 590 y finalmente, el LED 30c puede emitir luz en el intervalo: 450< A <500.
Cada LED se pretende que emita luz a uno o más sitios de detección específicos y que evite la transmisión de luz incidente a sitios de detección en los que no se desea, el túnel de luz se construye con miembros de partición 39 que asegurarán que se evite la transmisión no deseada de luz incidente.
De este modo, cada LED 30a, 30b y 30c se encierra por miembros de partición 39, que asegurarán que la luz emitida del LED solo transmita luz al sitio de detección para el que se pretende la luz.
El túnel de luz hace posible transmitir luz a través de dos o más sitios de detección de forma simultánea. Como se observa en la realización de la figura 10, los LED 30a, 30b y 30c transmiten luz de forma simultánea a través de tres sitios de detección diferentes en el cartucho 20 microfluídico. Los haces de luz resultantes se detectan por el detector 35 de CCD.
La Figura 11 muestra una realización de un cartucho microfluídico 40 de acuerdo con la invención. El cartucho 40 microfluídico comprende una entrada 43 para la introducción de una muestra. La entrada 43 se conecta con un canal 41 que se conecta con un disipador 44 en el extremo opuesto. A lo largo de la longitud del canal 41 se ubican dos sitios 47 de detección para detección óptica y además dos sitios 48 de detección para detección eléctrica.
Los sitios de detección eléctrica 48 pueden comprender electrodos que se conectan con almohadillas de conexión 50 por medio de cableado eléctrico 49. El cableado eléctrico puede imprimirse en el sustrato 42 del cartucho 40 microfluídico.
Las almohadillas de conexión 50 se pueden conectar con almohadillas de conexión correspondientes en el conjunto de detección y a un lector eléctrico, tal como un voltímetro.
Las figuras solo ilustran un número limitado de realizaciones de acuerdo con la invención, y el alcance completo de la invención se define en las reivindicaciones. Sin embargo, es claro que son posibles varias combinaciones y que la detección óptica se puede combinar con detección magnética y/o eléctrica.

Claims (8)

REIVINDICACIONES
1. Un cartucho microfluídico para llevar a cabo una pluralidad de ensayos diferentes, el cartucho (40) que comprende al menos un canal de flujo (41) y una entrada (43) al canal de flujo para alimentar una muestra líquida al canal de flujo (41), el canal de flujo que comprende una pluralidad de sitios de detección (47, 48) que comprende al menos un sitio de detección eléctrica (48) que comprende electrodos dispuestos para llevar a cabo una detección electroquímica en el sitio de detección eléctrica (48), y al menos un sitio de detección óptica (47) con una ventana transparente para la lectura óptica en el sitio de detección óptica (47), en el que el cartucho microfluídico (40) comprende un sustrato sólido con una cavidad en forma de canal en el mismo y una lámina de polímero adherida a dicho sustrato sólido para cubrir la cavidad en forma de canal de forma que se defina el al menos un canal de flujo (41) entre la lámina de polímero y el sustrato y se defina la entrada, en el que el al menos un sitio de detección eléctrica (48) y el al menos un sitio de detección óptica (47) están situados en dicho al menos un canal de flujo (41) y en el que dicha lámina es un polímero que lleva los electrodos para el al menos un sitio de detección eléctrica (48) y lleva líneas de transmisión eléctrica (49) para la lectura de los electrodos.
2. El cartucho microfluídico de la reivindicación 1, en el que al menos uno de los electrodos o al menos una de las líneas de transmisión eléctrica (49) está impresa.
3. El cartucho microfluídico de la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que los electrodos están situados en ambos lados de la lámina.
4. El cartucho microfluídico de la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que al menos una parte de las líneas de transmisión eléctrica (49) están incrustadas en la lámina de polímero.
5. El cartucho microfluídico de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el cartucho comprende almohadillas de conexión (50) configuradas para ser conectadas a almohadillas de conexión de un voltímetro, los electrodos están conectados a las almohadillas de conexión a través de las líneas de transmisión eléctrica (49) y los electrodos están situados para transmitir una corriente a través de una muestra líquida situada en el sitio de detección eléctrica (48).
6. Un sistema de detección microfluídica que comprende un cartucho microfluídico de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes y un conjunto detector, el conjunto detector comprende una ranura para insertar el cartucho microfluídico y al menos un lector eléctrico para leer las señales eléctricas que salen de la(s) zona(s) de detección eléctrica (48) a través de dichas almohadillas de conexión (50) cuando dicho cartucho (40) se inserta en una primera o segunda posición predeterminada en dicha ranura, dichas posiciones predeterminadas de dicho cartucho microfluídico (40) están determinadas por bridas salientes dispuestas en el cartucho microfluídico y cavidades dispuestas en el conjunto detector en posiciones seleccionadas o bridas salientes dispuestas en el conjunto detector y cavidades dispuestas en el cartucho microfluídico en las posiciones seleccionadas, que se enganchan o encajan para posicionar temporalmente el cartucho microfluídico (40) en el conjunto detector en una de las primeras y segundas posiciones predeterminadas, dichas bridas y cavidades salientes comprenden un primer conjunto de bridas y cavidades salientes que corresponden a la primera posición predeterminada y dichas bridas y cavidades salientes comprenden un segundo conjunto de bridas y cavidades salientes que corresponden a la segunda posición predeterminada.
7. El sistema de detección microfluídica de la reivindicación 6, en el que dicho lector eléctrico comprende un voltímetro conectado eléctricamente a las almohadillas de conexión del voltímetro situadas en la hendidura, dichas almohadillas de conexión (50) del cartucho (40) están en conexión eléctrica con las almohadillas de conexión del voltímetro cuando se insertan en la hendidura en una de las primeras y segundas posiciones predeterminadas.
8. El sistema de detección microfluídica de la reivindicación 7, en el que los electrodos están conectados a las almohadillas de conexión del cartucho (50) a través de las líneas de transmisión eléctrica (49) y los electrodos están situados para transmitir una corriente a través de una muestra líquida situada en el sitio de detección eléctrica (48) cuando dichas almohadillas de conexión del cartucho están en conexión eléctrica con las almohadillas de conexión del voltímetro cuando se insertan en la hendidura en una de las primeras y segundas posiciones predeterminadas.
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