BR112013027903B1

BR112013027903B1 - estrutura de medição em um dispositivo de processamento de amostras e método para a medição volumétrica de referido dispositivo

Info

Publication number: BR112013027903B1
Application number: BR112013027903-6A
Authority: BR
Inventors: Peter Ludowise; David A. Whitman; Jeffrey D. Smith
Original assignee: Diasorin S.P.A.
Priority date: 2011-05-18
Filing date: 2012-05-18
Publication date: 2021-01-12
Also published as: WO2012158990A1; EP2709761B1; KR20190025731A; KR102110174B1; KR20140022399A; ES2755078T3; MX2013012573A; MX336625B; AU2012255144A1; US20120291538A1; BR112013027903A2; AU2012255144B2; EP2709761A1; CN103547370A; JP2014517292A; US8931331B2

Abstract

RESUMO ?SISTEMAS E MÉTODOS PARA MEDIÇÃO VOLUMÉTRICA EM UM DISPOSITIVO DE PROCESSAMENTO DE AMOSTRAS? A presente invenção refere-se a um sistema e método para a medição volumétrica em um dispositivo de processamento de amostras. O sistema pode incluir um reservatório de medição, e um reservatório de resíduos posicionado em comunicação fluida com uma primeira extremidade do reservatório de medição para capturar o líquido em excesso a partir do reservatório de medição que ultrapassa um volume selecionado. O sistema pode ainda incluir uma válvula de capilar em comunicação fluida com a segunda extremidade do reservatório de medição para impedir que o líquido sai do reservatório de medição até desejado. O método pode incluir a medição de líquido pelo giro do dispositivo de processamento de amostras para exercer uma primeira força sobre o líquido que é insuficiente para mover o líquido na válvula de capilar, e girar o dispositivo de processamento de amostras para exercer uma força sobre o segundo líquido que é maior que a primeira força para mover o volume medido do líquido para a câmara de processo através da válvula de capilar. 1 / 1

Description

ESTRUTURA DE MEDIÇÃO EM UM DISPOSITIVO DE PROCESSAMENTO DE AMOSTRAS E MÉTODO PARA A MEDIÇÃO VOLUMÉTRICA DE REFERIDO DISPOSITIVO

Campo da Invenção

[001] A presente descrição refere-se, de modo geral, à medição volumétrica de amostras fluidas em um dispositivo de processamento de amostras microfluidas.

Antecedentes

[002] Sistemas de discos ópticos podem ser usados para realizar vários ensaios biológicos, químicos ou bioquímicos, como imunoensaios ou ensaios baseados em genética. Em tais sistemas, de um disco giratório com múltiplas câmaras pode ser usado como um meio para o armazenamento e processamento de espécimes fluidos, como sangue, plasma, soro, urina ou outro fluido. As múltiplas câmaras sobre um disco podem permitir o processamento simultâneo de múltiplas porções de uma amostra ou de múltiplas amostras, reduzindo, assim, o tempo e os custos para processar múltiplas amostras, ou porções de uma amostra.

[003] O documento WO 98/53311 A2 divulga uma estrutura de medição de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1.

Sumário

[004] Alguns ensaios que podem ser realizados em dispositivos de processamento de amostras podem necessitar de uma quantidade precisa de uma amostra e/ou um meio reagente, ou uma razão precisa da amostra para o meio reagente. A presente descrição dirige-se, de modo geral, a estruturas de medição a bordo de um dispositivo de processamento de amostras que pode ser usado para fornecer um volume selecionado de uma amostra e/ou um meio reagente a partir de uma câmara de entrada para uma câmara de processo, ou de detecção. Ao fornecer os volumes selecionados para a câmara de processo, as razões desejadas de amostra para reagente podem ser alcançadas. Além disso, ao realizar a medição “a bordo”, um usuário não precisa medir e fornecer com precisão uma quantidade específica de material para o dispositivo de processamento de amostras. Em vez disso, o usuário pode fornecer uma quantidade não específica da amostra e/ou reagente para o dispositivo de processamento de amostras, e o dispositivo de processamento de amostras por si só pode medir uma quantidade desejada de materiais para um processo ou câmara de detecção a jusante.

[005] Alguns aspectos da presente descrição fornecem uma estrutura de medição em um dispositivo de processamento de amostras. O dispositivo de processamento de amostras pode ser configurado para ser girado em torno de um eixo de rotação. A estrutura de medição pode incluir um reservatório de medição configurado para manter um volume de líquido selecionado. O reservatório de medição pode incluir uma primeira extremidade e uma segunda extremidade posicionadas radialmente para fora da primeira extremidade, em relação ao eixo de rotação. A estrutura de medição pode ainda incluir um reservatório de resíduos posicionado em comunicação fluida com a primeira extremidade do reservatório de medição, e configurado para capturar o líquido em excesso a partir do reservatório de medição, quando o volume selecionado do reservatório de medição é excedido, sendo que pelo menos uma porção do reservatório de resíduos está posicionada radialmente para fora do reservatório de medição, em relação ao eixo de rotação. A estrutura de medição pode ainda incluir uma válvula capilar em comunicação fluida com a segunda extremidade do reservatório de medição. A válvula capilar pode ser posicionada radialmente para fora de pelo menos uma porção do reservatório de medição, em relação ao eixo de rotação, e pode ser configurada.

[006] Alguns aspectos da presente descrição fornecem uma matriz de processamento em um dispositivo de processamento de amostras. O dispositivo de processamento de amostras pode ser configurado para ser girado em torno de um eixo de rotação. A matriz de processamento pode incluir uma câmara de entrada. A câmara de entrada pode incluir um reservatório de medição configurado para manter um volume de líquido selecionado, o reservatório de medição incluindo uma primeira extremidade e uma segunda extremidade posicionadas radialmente para fora da primeira extremidade, em relação ao eixo de rotação; e um reservatório de resíduos posicionado em comunicação fluida com a primeira extremidade do reservatório de medição. O reservatório de resíduos pode ser configurado para capturar o líquido em excesso a partir do reservatório de medição, quando o volume selecionado do reservatório de medição é excedido, sendo que pelo menos uma porção do reservatório de resíduos está posicionada radialmente para fora do reservatório de medição, em relação ao eixo de rotação. A câmara de entrada pode incluir ainda uma chicana posicionada para definir, pelo menos parcialmente, o volume selecionado do reservatório de medição e para separar o reservatório de medição e o reservatório de resíduos. A matriz de processamento pode incluir ainda uma válvula capilar posicionada em comunicação fluida com a segunda extremidade do reservatório de medição da câmara de entrada. A válvula capilar pode ser posicionada radialmente para fora de pelo menos uma porção do reservatório de medição, em relação ao eixo de rotação, e pode ser configurada para inibir a saída do líquido do reservatório de medição até desejado. A matriz de processamento pode ainda incluir uma câmara de processamento posicionada para estar em comunicação fluida com a câmara de entrada e configurada para receber o volume de líquido selecionado a partir do reservatório de medição através da válvula capilar.

[007] Alguns aspectos da presente descrição fornecem um método para a medição volumétrica de um dispositivo de processamento de amostras. O método pode incluir o fornecimento de um dispositivo de processamento de amostras configurado para ser girado em torno de um eixo de rotação e que compreende uma matriz de processamento. A matriz de processamento pode incluir o reservatório de medição configurado para manter um volume de líquido selecionado, o reservatório de medição incluindo uma primeira extremidade e uma segunda extremidade posicionadas radialmente para fora da primeira extremidade, em relação ao eixo de rotação; e um reservatório de resíduos posicionado em comunicação fluida com a primeira extremidade do reservatório de medição. O reservatório de resíduos pode ser configurado para capturar o líquido em excesso a partir do reservatório de medição, quando o volume selecionado do reservatório de medição é excedido, sendo que pelo menos uma porção do reservatório de resíduos está posicionada radialmente para fora do reservatório de medição, em relação ao eixo de rotação. A matriz de processamento pode incluir ainda uma válvula capilar em comunicação fluida com a segunda extremidade do reservatório de medição. A válvula capilar pode ser posicionada radialmente para fora de pelo menos uma porção do reservatório de medição, em relação ao eixo de rotação, e pode ser configurada para inibir a saída do líquido do reservatório de medição até desejado. A matriz de processamento pode incluir ainda uma válvula capilar em comunicação fluida com a segunda extremidade do reservatório de medição O método pode incluir ainda o posicionamento de um líquido na matriz de processamento do dispositivo de processamento de amostras. O método pode ainda incluir a medição de líquido pelo giro do dispositivo de processamento de amostras ao redor do eixo de rotação para exercer uma primeira força sobre o líquido, tal que o volume selecionado do líquido está contido no reservatório de medição, e qualquer volume adicional do líquido é movido para dentro do reservatório de resíduos, mas não para a válvula capilar. O método pode ainda incluir, após o líquido ser medido, o movimento do volume de líquido selecionado da câmara de processo, através da válvula capilar pelo giro do dispositivo de processamento de amostras ao redor do eixo de rotação para exercer uma segunda força sobre o líquido que é maior que a primeira força.

[008] Outras características e aspectos da presente descrição se tornarão aparentes levando-se em consideração a descrição detalhada e os desenhos em anexo.

Breve Descrição dos Desenhos

[009] A Figura 1 é um diagrama esquemático de uma matriz de processamento de amostras de acordo com uma modalidade da presente descrição.

[0010] A Figura 2 é uma vista em perspectiva superior de um dispositivo de processamento de amostras de acordo com uma modalidade da presente descrição.

[0011] A Figura 3 é uma vista em perspectiva inferior do dispositivo de processamento de amostras da Figura 2.

[0012] A Figura 4 é uma vista em planta superior do dispositivo de processamento de amostras das Figuras 2 e 3.

[0013] A Figura 5 é uma vista em planta do fundo do dispositivo de processamento de amostras das Figuras 2 e 4.

[0014] A Figura 6 é uma vista em planta ampliada de uma porção do dispositivo de processamento de amostras das Figuras 2 a 5

[0015] A Figura 7 é uma vista em planta do fundo ampliada de uma porção do dispositivo de processamento de amostras mostrada na Figura 6.

[0016] A Figura 8 é uma vista lateral em seção transversal do dispositivo de processamento de amostras das Figuras 2 a 7, tomada ao longo da linha 8-8 da Figura 7.

Descrição Detalhada

[0017] Antes que quaisquer modalidades da presente descrição sejam explicadas em detalhe, deve-se compreender que a invenção não está limitada, em sua aplicação, aos detalhes de construção e à disposição de componentes demonstrada na descrição a seguir ou ilustrada nos desenhos a seguir. A invenção pode compreender outras modalidades e ser praticada ou realizada de várias maneiras. Deve-se entender também que a fraseologia e terminologia usadas na presente invenção têm propósito descritivo, e não devem ser consideradas limitadoras. O uso de “incluindo,” “compreendendo,” ou “tendo” e as variações do mesmo da presente invenção são tencionadas a abranger os itens mencionados depois deles e os equivalentes dos mesmos bem como itens adicionais. A menos que especificado ou limitado de outro modo, os termos “conectado” e “acoplada” e as variações do mesmo são usados amplamente e abrangem ambas as conexões e acoplamentos diretos e indiretos. Deve-se compreender que outras modalidades podem ser utilizadas, e que alterações estruturais ou lógicas podem ser feitas sem desviar-se do escopo da presente descrição. Além disso, termos como “topo”, “fundo” e similares são usados apenas para descrever a relação mútua entre os elementos, porém, não pretendem, de forma alguma, se referir às orientações específicas do aparelho, indicar ou conferir orientações necessárias ou requeridas do aparelho ou especificar como a invenção aqui descrita será usada, montada, exibida ou posicionada em uso.

[0018] A presente descrição refere-se, de modo geral, a métodos e estruturas de medição volumétrica em um dispositivo de processamento de amostra microfluida. Particularmente, a presente descrição refere-se a estruturas de medição “a bordo” que podem ser usadas para fornecer um volume selecionado de materiais a partir de uma câmara de entrada para uma câmara de processo ou de detecção, a jusante. As estruturas de medição a bordo permitem que um usuário carregue um volume não específico de materiais (por exemplo, um meio reagente e/ou um extrato) em um dispositivo de processamento de amostras, fornecendo ao mesmo tempo o(s) volume(s) selecionado para a(s) câmara(s) a jusante.

[0019] Em algumas modalidades da presente descrição (por exemplo, conforme descrito abaixo com respeito ao dispositivo de processamento de amostras 200 das Figuras 2 a 8), uma amostra de interesse (por exemplo, uma amostra em bruto, como uma amostra de paciente em bruto, uma amostra ambiental em bruto, etc.) pode ser carregada separadamente de vários reagentes ou meios que serão usados no processamento da amostra para um ensaio particular. Em algumas modalidades, tais reagentes podem ser adicionados como um único coquetel ou reagente de “mistura mestre” que inclui todos os reagentes necessários para um ensaio de interesse. A amostra pode ser suspensa ou preparada de um diluente, e o diluente pode incluir ou ser o mesmo que o reagente para o ensaio de interesse. A amostra e o diluente serão chamados aqui como meramente a “amostra” por uma questão de simplicidade, e uma amostra combinada com um diluente é geralmente considerada ainda uma amostra em bruto, já que nenhum processamento substancial, medição, lise, ou similares, no entanto, foi realizado.

[0020] A amostra pode incluir um sólido, um líquido, um semissólido, um material gelatinoso, e combinações dos mesmos, como uma suspensão de partículas em um líquido. Em algumas modalidades, a amostra pode ser um líquido aquoso.

[0021] A frase “amostra em bruto” é geralmente usada para se referir a uma amostra que não sofreu qualquer processamento ou manipulação, antes de ser carregada no dispositivo de processamento de amostras, além de ser meramente diluída ou suspensa em um diluente. Ou seja, uma amostra em bruto podem incluir células, detritos, inibidores, etc., e não ter sido previamente lisada, lavada, tamponada, ou similares, antes de ser carregada no dispositivo de processamento de amostras. Uma amostra em bruto também pode incluir uma amostra que é obtida diretamente a partir de uma fonte e transferida de um recipiente para outro, sem manipulação. A amostra em bruto também pode incluir um espécime de paciente, em uma variedade de meios, incluindo, mas não se limitando a, meio de transporte, fluido espinal cerebral, sangue total, plasma, soro, etc. Por exemplo, uma amostra de chumaço nasal contendo partículas virais obtidas de um paciente pode ser transportada e/ou armazenada em um tampão ou meio de transporte (que pode conter antimicrobianos) usado para suspender e estabilizar as partículas antes do processamento. Uma porção do meio de transporte com as partículas suspensas pode ser considerada a “amostra”. Todas as “amostras” usadas com os dispositivos e sistemas da presente descrição e aqui discutidas podem ser amostras em bruto.

[0022] Deve-se compreender que embora os dispositivos de processamento de amostras da presente descrição sejam aqui ilustrados como sendo de formato circular e serem. por vezes, chamados de “discos”, uma variedade de outros formatos e configurações dos dispositivos de processamento de amostras da presente descrição é possível, e a presente descrição não se limita aos dispositivos de processamento de amostras circulares. Como resultado, o termo “disco” é com frequência usado aqui no lugar de “dispositivo de processamento de amostras” por questões de brevidade e simplicidade, mas este termo não se destina a ser limitante.

[0023] Os dispositivos de processamento de amostras da presente descrição podem ser usados em métodos de tratamento que envolvem processamentos térmicos, por exemplo, processos químicos sensíveis como amplificação de reação em cadeia de polimerase (PCR), amplificação mediada por transcrição (TMA), amplificação baseada na sequência de ácidos nucleicos (NASBA), reação em cadeia de ligase (LCR), replicação de sequência autossustentável, estudos cinéticos enzimáticos, ensaios de ligação de ligante homogêneo, imunoensaios, como ensaio imunoabsorvente de ligação à enzima (ELISA), bioquímica mais complexa ou outros processos que requerem controle térmico preciso e/ou variações térmicas rápidas.

[0024] Alguns exemplos de técnicas ou materiais de construção adequados que podem ser adaptados para uso em relação a presente invenção podem ser descritos em, por exemplo, patentes US n°s comumente atribuídas 6.734.401, 6.987.253, 7.435.933, 7.164.107 e 7.435.933, intituladas ENHANCED SAMPLE PROCESSING DEVICES SYSTEMS AND METHODS (Bedingham et al.); Patente U.S. n° 6.720.187, intitulada MULTI-FORMAT SAMPLE PROCESSING DEVICES (Bedingham et al.); Publicação de Patente U.S. n° 2004/0179974, intitulada MULTI-FORMAT SAMPLE PROCESSING DEVICES AND SYSTEMS (Bedingham et al.); Patente U.S. n° 6.889.468, intitulada MODULAR SYSTEMS AND METHODS FOR USING SAMPLE PROCESSING DEVICES (Bedingham et al.); Patente U.S. n° 7.569.186, intitulada SYSTEMS FOR USING SAMPLE PROCESSING DEVICES (Bedingham et al.); Publicação de Patente U.S. n° 2009/0263280, intitulada THERMAL STRUCTURE FOR SAMPLE PROCESSING SYSTEM (Bedingham et al.); Patente U.S. n° 7.322.254 e Publicação de Patente U.S. n° 2010/0167304, intitulada VARIABLE VALVE APPARATUS AND METHOD (Bedingham et al.); Patente U.S. n° 7.837.947 e Publicação de Patente U.S. n° 2011/0027904, intitulada SAMPLE MIXING ON A MICROFLUIDIC DEVICE (Bedingham et al.); Patentes U.S. n°s 7.192.560 e 7.871.827 e Publicação de Patente U.S. n° 2007/0160504, intituladas METHODS AND DEVICES FOR REMOVAL OF ORGANIC MOLECULES FROM BIOLOGICAL MIXTURES USING ANION EXCHANGE (Parthasarathy et al.); Publicação de Patente U.S. n° 2005/0142663, intitulada METHODS FOR NUCLEIC ACID ISOLATION AND KITS USING A MICROFLUIDIC DEVICE AND CONCENTRATION STEP (Parthasarathy et al.); Patente U.S. n° 7.754.474 e Publicação de Patente U.S. n° 2010/0240124, intitulada SAMPLE PROCESSING DEVICE COMPRESSION SYSTEMS AND METHODS (Aysta et al.); Patente U.S. n° 7.763.210 e Publicação de Patente U.S. n° 2010/0266456, intitulada COMPLIANT MICROFLUIDIC SAMPLE PROCESSING DISKS (Bedingham et al.); Patentes U.S. n°s 7.323.660 e 7.767.937, intituladas MODULAR SAMPLE PROCESSING APPARATUS KITS AND MODULES (Bedingham et al.); Patente U.S. n° 7.709.249, intitulada MULTIPLEX FLUORESCENCE DETECTION DEVICE tendo FIBER BUNDLE COUPLING MULTIPLE OPTICAL MODULES TO A COMMON DETECTOR (Bedingham et al.); Patente U.S. n° 7.507.575, intitulada MULTIPLEX FLUORESCENCE DETECTION DEVICE tendo REMOVABLE OPTICAL MODULES (Bedingham et al.); Patentes U.S. n°s 7.527.763 e 7.867.767, intituladas VALVE CONTROL SYSTEM FOR A ROTATING MULTIPLEX FLUORESCENCE DETECTION DEVICE (Bedingham et al.); Publicação de Patente U.S. n° 2007/0009382, intitulada HEATING ELEMENT FOR A ROTATING MULTIPLEX FLUORESCENCE DETECTION DEVICE (Bedingham et al.); Publicação de Patente U.S. n° 2010/0129878, intitulada METHODS FOR NUCLEIC AMPLIFICATION (Parthasarathy et al.); Publicação de Patente U.S. n° 2008/0149190, intitulada THERMAL TRANSFER METHODS AND STRUCTURES FOR MICROFLUIDIC SYSTEMS (Bedingham et al.); Publicação de Patente U.S. n° 2008/0152546, intitulada ENHANCED SAMPLE PROCESSING DEVICES, SYSTEMS AND METHODS (Bedingham et al.); Publicação de Patente U.S. n° 2011/0117607, intitulada ANNULAR COMPRESSION SYSTEMS AND METHODS FOR SAMPLE PROCESSING DEVICES (Bedingham et al.), depositada em 13 de Novembro de 2009; Publicação de Patente U.S. n° 2011/0117656, intitulada SYSTEMS AND METHODS FOR PROCESSING SAMPLE PROCESSING DEVICES (Robole et al.), depositada em 13 de Novembro de 2009; Pedido de Patente provisório U.S. n° 60/237.151 depositado em 2 de Outubro de 2000 e intitulado SAMPLE PROCESSING DEVICES, SYSTEMS AND METHODS (Bedingham et al.); Patentes U.S. n°s D638550 e D638951, intituladas SAMPLE PROCESSING DISC COVER (Bedingham et al.), depositada em 13 de Novembro de 2009; Pedido de Patente U.S. n° 29/384.821, intitulado SAMPLE PROCESSING DISC COVER (Bedingham et al.), filed February 4, 2011; e Patente U.S. n° D564667, intitulada ROTATABLE SAMPLE PROCESSING DISK (Bedingham et al.). Os conteúdos totais destas descrições estão aqui incorporados a título de referência.

[0025] Outras construções de dispositivos potenciais podem ser encontradas em, por exemplo, Patente U.S. n° 6.627.159, intitulada CENTRIFUGAL FILLING OF SAMPLE PROCESSING DEVICES (Bedingham et al.); Patentes U.S. n°s. 7.026.168, 7.855.083 e 7.678.334, e Publicações de Patentes U.S. n°s. 2006/0228811 e 2011/0053785, intituladas SAMPLE PROCESSING DEVICES (Bedingham et al.); Patentes U.S. n°s. 6.814.935 e 7.445.752, intituladas SAMPLE PROCESSING DEVICES AND CARRIERS (Harms et al.); e Patente U.S. n° 7.595.200, intitulada SAMPLE PROCESSING DEVICES AND CARRIERS (Bedingham et al.). Os conteúdos totais destas descrições estão aqui incorporados a título de referência.

[0026] A Figura 1 ilustra um diagrama esquemático de uma matriz de processamento 100 que pode estar presente em um dispositivo de processamento de amostras da presente descrição. A matriz de processamento 100, em geral, pode ser orientada radialmente em relação ao centro 101 do dispositivo de processamento de amostras, ou um eixo de rotação A-A sobre o qual o dispositivo de processamento de amostras pode ser girado, do eixo de rotação A-A e estendendo-se para dentro e para fora do plano da página da Figura 1. Ou seja, a matriz de processamento permite que materiais de amostra se movam em uma direção radialmente para fora (isto é, na direção contrária do centro 101, para a parte inferior da Figura 1) na medida em que o dispositivo de processamento de amostras é girado, para definir uma direção de movimento a jusante. Outros fluidos de densidade mais baixa (por exemplo, gases) que podem estar presentes nas estruturas microfluídicas, em geral, serão deslocados pelos fluidos de densidade mais alta (por exemplo, líquidos) e, em geral, vai fluir em uma direção radialmente para dentro (isto é, para o centro 101, para a parte superior da Figura 1) na medida em que o dispositivo de processamento de amostras é girado, para definir uma direção do movimento a montante.

[0027] Conforme mostrado na Figura 1, a matriz de processamento 100 pode incluir uma câmara de entrada 115 em comunicação fluida com uma câmara de processo (ou de detecção) 150. A matriz de processamento 100 pode incluir uma abertura ou porta de entrada 110 que se abre dentro da câmara de entrada 115 e através da qual os materiais podem ser carregados na matriz de processamento 100. A abertura de entrada 110 pode permitir que as amostras não processadas, em bruto sejam carregadas na matriz de processamento 100 para análise sem requerer pré-processamento substancial, ou qualquer pré-processamento, diluição, medição, mistura, ou similares. Como tal, a amostra e/ou reagente podem ser adicionados sem medição ou processamento preciso. A abertura de entrada 110 pode ser terminada, plugada, parada ou, de outro modo, fechada ou lacrada depois do(s) material ter sido adicionado à matriz de processamento 100, de modo que a matriz de processamento 100 é, depois disso, fechada à atmosfera e é “não ventilada”, o que será descrito com mais detalhe abaixo.

[0028] Conforme mostrado, em algumas modalidades, a câmara de entrada 115 pode incluir uma ou mais chicanas ou paredes 116 ou outras estruturas de direcionamento de fluido adequadas que estão posicionadas para dividir a câmara de entrada 115 em pelo menos uma porção, câmara ou reservatório de medição 118 e uma porção, câmara ou reservatório de resíduos 120. As chicanas 116 podem funcionar para dirigir e/ou conter o fluido na câmara de entrada 115.

[0029] Uma amostra, reagente, ou de outro material pode ser carregado na matriz de processamento 100 através da abertura de entrada 110. À medida que o dispositivo de processamento de amostras, em que a matriz de processamento 100 está situada, é girado ao redor do eixo de rotação A-A, a amostra pode então ser dirigida (por exemplo, por uma ou mais chicanas 116) para o reservatório de medição 118. O reservatório de medição 118 está configurado para reter ou manter um volume de um material selecionado, qualquer excesso sendo dirigido para o reservatório de resíduos 120. Em algumas modalidades, a câmara de entrada 115, ou uma porção da mesma pode ser chamada de uma “primeira câmara” ou uma “primeira câmara de processo”, e a câmara de processo 150 pode ser chamada de uma “segunda câmara” ou uma “segunda câmara de processo”.

[0030] O reservatório de medição 118 pode incluir uma primeira extremidade 122 posicionada em direção ao centro 101 e ao eixo de rotação A-A e uma segunda extremidade 124 posicionada em direção contrária ao centro 101 e a um eixo de rotação A-A (isto é, radialmente para fora da primeira extremidade 122), de modo que, na medida em que o dispositivo de processamento de amostras é girado, a amostra é forçada em direção à segunda extremidade 124 do reservatório de medição 118. As uma ou mais chicanas ou paredes 116 que definem a segunda extremidade 124 do reservatório de medição 118 podem incluir uma base 123 e uma parede lateral 126 (por exemplo, uma parede lateral parcial) que estão dispostas para definir um volume selecionado. A parede lateral 126 está disposta para permitir que qualquer volume em excesso do volume selecionado transborde na parede lateral 126 e corra para o reservatório de resíduos 120. Como resultado, pelo menos uma porção do reservatório de resíduos 120 pode ser posicionada radialmente para fora do reservatório de medição 118 ou do restante da câmara de entrada 115, para facilitar o movimento do volume em excesso do material para dentro do reservatório de resíduos 120 e inibir que o volume em excesso se mova de volta para o reservatório de medição 118 sob uma força radialmente dirigida para fora (por exemplo, embora o dispositivo de processamento de amostras seja girado sobre o eixo de rotação A-A).

[0031] Em outras palavras, a câmara de entrada 115 pode incluir uma ou mais primeiras chicanas 116A que estão posicionadas para dirigir o material a partir da abertura de entrada 110 em direção ao reservatório de medição 118, e uma ou mais segundas chicanas 116B que estão posicionadas para conter o fluido de um volume selecionado e/ou fluido direto em excesso do volume selecionado no reservatório de resíduos 120.

[0032] Conforme mostrado, a base 123 pode incluir uma abertura ou rota de fluido 128 formada na mesma, que pode ser configurada de modo a formar pelo menos uma porção de uma válvula capilar 130. Como resultado, a área da seção transversal da rota de fluido 128 pode ser suficientemente pequena em relação ao reservatório de medição 118 (ou o volume de fluido retido no reservatório de medição 118) que o fluido é impedido de fluir para a rota de fluido 128, devido a forças de capilar. Como resultado, em algumas modalidades, a rota de fluido 128 pode ser chamada de uma “constrição” ou “rota de constrição”.

[0033] Em algumas modalidades, a razão de aspecto de uma área da seção transversal da rota de fluido 128 em relação ao volume da câmara de entrada 115 (ou uma porção da mesma, como o reservatório de medição 118) pode ser controlada para assegurar, pelo menos parcialmente, que o fluido não vai fluir para dentro da rota de fluido 128 até desejado, por exemplo, para um fluido de uma dada tensão superficial.

[0034] Por exemplo, em algumas modalidades, a razão entre a área da seção transversal da rota de fluido (Ap) (por exemplo, na entrada da rota de fluido 128 na base 123 do reservatório de medição 118) e o volume (V) do reservatório (por exemplo, a câmara de entrada 115, ou uma porção da mesma, como o reservatório de medição 118) a partir da qual o fluido pode se mover para a rota de fluido 128, isto é, Ap: V, pode situar-se na faixa de cerca de 1: 25 a cerca de 1: 500, em algumas modalidades, pode situar-se na faixa de cerca de 1: 50 a cerca de 1: 300, e em algumas modalidades, pode situar-se na faixa de cerca de 1: 100 a cerca de 1: 200. Em outras palavras, em algumas modalidades a fração de Ap/V pode ser pelo menos cerca de 0,01, em algumas modalidades pelo menos cerca de 0,02 e, em algumas modalidades, pelo menos cerca de 0,04. Em algumas modalidades, a fração de Ap/V pode ser não maior que cerca de 0,005, em algumas modalidades não maior que cerca de 0,003 e, em algumas modalidades, não maior que cerca de 0,002. Relatado em ainda outra forma, em algumas modalidades a fração de V/Ap ou a razão entre V to Ap, pode ser de pelo menos cerca de 25 (isto é, 25 para 1), em algumas modalidades pelo menos cerca de 50 (isto é, cerca de 50 para 1) e, em algumas modalidades, pelo menos cerca de 100 (isto é, cerca de 100 para 1). Em algumas modalidades, a fração de V/Ap, ou a razão entre V e Ap, pode ser não maior que cerca de 500 (isto é, cerca de 500 para 1), em algumas modalidades não maior que cerca de 300 (isto é, cerca de 300 para 1) e, em algumas modalidades, não maior que cerca de 200 (isto é, cerca de 200 para 1).

[0035] Em algumas modalidades, estas razões podem ser alcançadas através do emprego de várias dimensões na rota de fluido 128. Por exemplo, em algumas modalidades, a rota de fluido 128 pode ter uma dimensão transversal (por exemplo, perpendicular ao seu comprimento ao longo de um raio a partir do centro 101, como um diâmetro, uma largura, uma profundidade, uma espessura, etc.), de não mais do que cerca de 0,5 mm, em algumas modalidades, não mais do que cerca de 0,25 mm, e em algumas modalidades, não mais do que cerca de 0,1 mm. Em algumas modalidades, a área da seção transversal Ap da rota de fluido 128 pode ser não maior que cerca de 0,1 mm2, em algumas modalidades, não maior que cerca de 0,075 mm2, e em algumas modalidades, não maior que cerca de 0,5 mm2. Em algumas modalidades, a rota de fluido 128 pode ter um comprimento de pelo menos cerca de 0,1 mm, em algumas modalidades, pelo menos cerca de 0,5 mm, e em algumas modalidades, pelo menos cerca de 1 mm. Em algumas modalidades, a rota de fluido 128 pode ter um comprimento que não é maior que cerca de 0,5 mm, em algumas modalidades, não maior que cerca de 0,25 mm, e em algumas modalidades, não maior que cerca de 0,1 mm. Em algumas modalidades, por exemplo, a rota de fluido 128 pode ter uma largura de cerca de 0,25 mm, uma profundidade de cerca de 0,25 mm (isto é, uma área da seção transversal de cerca de 0,0625 mm2) e um comprimento de cerca de 0,25 mm.

[0036] A válvula capilar 130 pode estar situada em comunicação fluida com a segunda extremidade 124 do reservatório de medição 118, de modo que a rota de fluido 128 está posicionada radialmente para fora do reservatório de medição 118, em relação ao eixo de rotação A-A. A válvula capilar 130 é configurada para impedir que o fluido (isto é, líquido) se mova a partir do reservatório de medição 118 na rota de fluido 128, dependendo de pelo menos uma das dimensões da rota de fluido 128, da energia de superfície das superfícies que definem o reservatório de medição 118 e/ou a rota de fluido 128, da tensão superficial do líquido, da força exercida sobre o fluido, qualquer contrapressão que pode existir (por exemplo, como um resultado de um bloqueio de vapor formado a jusante, conforme descrito abaixo), e combinações dos mesmos. Como resultado, a rota de fluido 128 (por exemplo, a constrição) pode ser configurada (por exemplo, dimensionada) para impedir a entrada de fluido na câmara da válvula 134 até que uma força exercida sobre o fluido (por exemplo, pelo giro da matriz de processamento 100 sobre o eixo de rotação A-A), a tensão superficial do fluido, e/ou a energia de superfície da rota de fluido 128 sejam suficientes para mover o fluido para dentro e/ou após a rota de fluido 128.

[0037] Conforme mostrado na Figura 1, a válvula capilar 130 pode ser disposta em série com uma válvula de septo 132, de tal modo que a válvula capilar 130 está posicionada radialmente para dentro da válvula de septo 132 e em comunicação fluida com uma válvula de entrada do septo 132. A válvula de septo 132 pode incluir uma câmara de válvula 134 e uma válvula de septo 136. Em uma dada orientação (por exemplo, substancialmente horizontal) sobre uma plataforma giratória, a força de capilar pode ser equilibrada e compensada por centrífuga para controlar o fluxo de fluido. A válvula de septo 132 (também, às vezes, chamada de uma “válvula tipo mudança de fase”) pode ser receptiva a uma fonte de calor (por exemplo, energia electromagnética) que pode provocar a fusão do septo da válvula 136 para abrir uma rota através do septo da válvula 136.

[0038] O septo 136 pode estar situado entre a câmara de válvula 134 e uma ou mais estruturas de fluido a jusante da matriz de processamento 100, como a câmara de processamento 150 ou quaisquer canais ou câmaras de fluido entre si. Como tal, a câmara de processo 150 pode estar em comunicação fluida com uma saída da válvula de septo 132 (isto é, a câmara de válvula 134) e pode ser posicionada, pelo menos parcialmente, radialmente para fora da câmara de válvula 134, em relação ao eixo de rotação A-A e o centro 101. Esta disposição do septo válvula 136 será descrita em maior detalhe abaixo, com respeito ao dispositivo de processamento de amostras 200 das Figuras 2 a 8. Embora em algumas modalidades, o septo 136 possa ser posicionado diretamente entre a câmara de válvula 134 e a câmara de processo 150, em algumas modalidades, uma variedade de estruturas de fluidos, como vários canais ou câmaras, pode ser usada para acoplar fluidicamente a câmara de válvula 134 e a câmara de processo 150. Tais estruturas de fluido estão representadas esquematicamente na Figura 1 por uma linha a tracejada e, em geral, chamadas de “canal de distribuição” 140.

[0039] O septo 136 pode incluir (i) uma configuração fechada sendo que o septo 136 é impermeável a fluidos (em particular, líquidos), e posicionado para isolar fluidicamente a câmara da válvula 134 a partir de quaisquer estruturas de fluido a jusante; e (ii) uma configuração aberta, sendo que o septo 136 é permeável a fluidos, em particular, líquido (por exemplo, inclui uma ou mais aberturas dimensionadas para estimular a amostra a fluir através dele) e permite a comunicação fluida entre a câmara de válvula 134 e quaisquer estruturas de fluido a jusante. Ou seja, a válvula de septo 136 pode impedir que os fluidos (isto é, líquidos) se movam entre a câmara de válvula 134 e as estruturas de fluido a jusante, quando as mesmas estão intactas.

[0040] Várias características e detalhes da estrutura de válvula e do processo são descritas no Pedido de Patente copendente U.S. n°. 61/487.669, depositado em 18 de maio de 2011 e Pedido de Patente copendente U.S. n°. 61/490.012, depositado em 25 de maio de 2011, cada um dos quais sendo aqui incorporado por referência na sua totalidade.

[0041] O septo de válvula 136 pode incluir ou ser formado de uma barreira impermeável que é opaca ou de absorção a energia eletromagnética, como a energia eletromagnética nos espectros visíveis, infravermelhos e/ou ultravioletas. Como usado em relação à presente descrição, o termo “energia eletromagnética” (e suas variações) significa a energia eletromagnética (independentemente do comprimento de onda/frequência) capaz de ser fornecida a partir de uma fonte para um local ou material desejado na ausência de contato físico. Alguns exemplos não-limitadores de energia eletromagnética incluem a energia de laser, de rádio-frequência (RF), a radiação de micro-ondas, a energia da luz (incluindo do espectro ultravioleta a infravermelho), etc. Em algumas modalidades, a energia eletromagnética pode ser limitada a queda de energia no espectro da radiação ultravioleta para infravermelha (incluindo o espectro visível). Vários detalhes adicionais do septo de válvula 136 serão descritos mais abaixo em relação ao dispositivo de processamento de amostras 200 das Figuras 2 a 8.

[0042] A válvula capilar 130 é mostrada na Figura 1, como sendo em série com a válvula de septo 132 e, em particular, como estando a montante e em comunicação fluida com uma extremidade de entrada ou a montante da válvula de septo 132. Essa configuração da válvula capilar 130 e da válvula de septo 132 pode criar um bloqueio de vapor (isto é, na câmara de válvula 134), quando o septo da válvula 136 está na configuração fechada e a amostra é movida e as pressões são deixadas se desenvolverem na matriz de processamento 100. Essa configuração também pode permitir que um usuário controle quando o fluido (isto é, líquidos) é deixado entrar na câmara da válvula 134 e se recolhido adjacente ao septo de válvula 136 (por exemplo, através do controle da força centrífuga exercida sobre a amostra, por exemplo, quando a tensão superficial da amostra permanece constante; e/ou através do controle da tensão superficial da amostra). Ou seja, a válvula capilar 130 pode impedir que o fluido (isto é, líquido) entre na câmara de válvula 134 e se agrupe ou recolha adjacente ao septo de válvula 136 antes de abrir a válvula do septo 132, isto é, quando o septo da válvula 136 esta na configuração fechada.

[0043] A válvula capilar 130 e a válvula de septo 132 podem, em conjunto ou separadamente, ser chamadas de uma “válvula” ou “estrutura de válvulas” da matriz de processamento 100. Ou seja, a estrutura de válvulas da matriz de processamento 100 é em geral descrita acima, como incluindo uma válvula capilar e uma válvula de septo; entretanto, deve-se compreender que em algumas modalidades, a válvula ou estrutura de válvulas da matriz de processamento 100 pode ser simplesmente descrita como incluindo a rota de fluido 128, a câmara de válvula 134, e o septo de válvula 136. Ademais, em algumas modalidades, a rota de fluido 128 pode ser descrita como formando uma porção da câmara de entrada 115 (por exemplo, como formando uma porção do reservatório de medição 118), de tal modo que a extremidade a jusante 124 inclui uma rota de fluido 128 que está configurada para impedir a entrada de fluido na câmara da válvula 134 até o desejado.

[0044] Ao impedir o fluido (ou seja, líquido) de se recolher adjacente a um lado do septo da válvula 136, o septo da válvula 136 pode ser aberto, isto é, mudado de uma configuração fechada para uma configuração aberta, sem interferência de outro material. Por exemplo, em algumas modalidades, o septo da válvula 136 pode ser aberto, formando um vácuo no septo da válvula 136 dirigindo a energia eletromagnética de um comprimento de onda adequado em um lado do septo da válvula 136. Os presentes inventores descobriram que, em alguns casos, se o líquido for recolhido no lado oposto do septo da válvula 136, o líquido pode interferir com o processo de formação de espaço vazio (por exemplo, fusão) funcionando como um dissipador de calor para a energia eletromagnética, que pode aumentar a energia e/ou o tempo necessário para formar um vazio no septo da válvula 136. Como resultado, ao impedir que o fluido (isto é, líquido) se recolha adjacente a um lado do septo da válvula 136, o septo da válvula 136 pode ser aberto dirigindo a energia eletromagnética a um primeiro lado do septo da válvula 136 quando nenhum fluido (por exemplo, um líquido, como uma amostra ou reagente) está presente em um segundo lado do septo da válvula 136. Ao impedir que o fluido (por exemplo, líquido) se recolha no lado de trás do septo da válvula 136, a válvula do septo 132 pode ser aberta com segurança através de uma variedade de condições de válvulas, como a energia de laser (por exemplo, 440, 560, 670, 780, e 890 miliwatts (mW)), a largura ou duração do pulso de laser (por exemplo, 1 ou 2 segundos), e o número de pulsos de laser (por exemplo, 1 ou 2 pulsos).

[0045] Como resultado, a válvula 130 capilar funciona para (i) formar eficazmente uma extremidade fechada do reservatório de medição 118 de modo que um volume selecionado de um material pode ser medido e fornecido à câmara de processo a jusante 150, e (ii) impedir eficazmente fluidos (por exemplo, líquidos) de se recolherem em um lado adjacente do septo da válvula 136 quando o septo da válvula 136 se encontra na sua configuração fechada, por exemplo, criando um bloqueio de vapor na câmara de válvula 134.

[0046] Depois de uma abertura ou espaço vazio ter sido formada no septo da válvula 136, a câmara de válvula 134 fica em comunicação fluida com as estruturas de fluido a jusante, como a câmara de processo 150 e qualquer canal de distribuição 140 entre si, através do espaço vazio no septo da válvula 136. Como mencionado acima, depois do material ter sido carregado na matriz de processamento 100, a abertura de entrada 110 pode ser fechada, lacrada e/ou plugada. Como tal, a matriz de processamento 100 pode ser isolada do ambiente ou “não ventilada” durante o processamento.

[0047] Somente a título de exemplo, quando o dispositivo de processamento de amostras é girado ao redor do eixo de rotação A-A a uma primeira velocidade (por exemplo, a velocidade angular, relatada em revoluções por minuto (RPM)), uma primeira força (centrífuga) é exercida sobre o material na matriz de processamento 100. O reservatório de medição 118 e a rota de fluido 128 podem ser configurados (por exemplo, em termos de energias superficiais, dimensões relativas e áreas transversais, etc.), de tal modo que a primeira força centrífuga é insuficiente para fazer com que a amostra de uma dada tensão superficial seja forçada para a rota de fluido relativamente estreita 128. Entretanto, quando o dispositivo de processamento de amostras é girado a uma segunda velocidade (por exemplo, velocidade angular, RPM), uma segunda força (força centrífuga) é exercida sobre o material na matriz processamento 100. O reservatório de medição 118 a rota de fluido 128 podem ser configurados de modo que a segunda força centrífuga é suficiente para fazer com a amostra de uma dada tensão superficial seja forçada a entrar na rota de fluido 128. Alternativamente, os aditivos (por exemplo, tensoativos) podem ser adicionados à amostra para alterar a sua tensão superficial para fazer com que a amostra flua na rota de fluido 128 quando desejado.

[0048] As primeira e segunda forças exercidas sobre o material também podem ser pelo menos parcialmente controladas através do controle das velocidades de rotação e dos perfis de aceleração (por exemplo, aceleração angular, relatados na rotações ou revoluções por segundo ao quadrado (revoluções/seg2) do dispositivo de processamento de amostras sobre o qual a matriz de processamento 100 está situada. Algumas modalidades podem inclui:

(i) uma primeira velocidade e uma primeira aceleração que podem ser usadas para medir fluidos em uma ou mais matrizes de processamento 100 em um dispositivo de processamento de amostras, e são insuficientes para fazer com que os fluidos se movam para a rota de fluido 128 de qualquer matriz de processamento 100 no dispositivo de processamento de amostras;
(ii) uma segunda velocidade e uma primeira aceleração que podem ser usadas para mover um fluido para a rota de fluido 128 de pelo menos uma das matrizes de processamento 100 em um dispositivo de processamento de amostras (por exemplo, em uma matriz de processamento 100, em que a válvula de septo a jusante 132 tenha sido aberta e o bloqueio de vapor na câmara da válvula 134 tenha sido liberado, enquanto que ainda impede que os fluidos se movam para a rota de fluido 128 das matrizes de processamento 100 restantes na qual a válvula do septo a jusante 132 não tenha sido aberta); e
(iii) uma terceira velocidade e uma segunda aceleração que podem ser usadas para movimentar os fluidos para a rota de fluidos 128 de todas as matrizes de processamento 100 no dispositivo de processamento de amostras.

[0049] Em algumas modalidades, a primeira velocidade pode não ser maior que cerca de 1000 rpm, em algumas modalidades, não maior que cerca de 975 rpm, em algumas modalidades, não maior que cerca de 750 rpm, e em algumas modalidades, não maior que cerca de 525 rpm. Em algumas modalidades, a “primeira velocidade” pode realmente incluir duas velocidades discretas - uma para mover o material para dentro do reservatório de medição 118, e outra para, em seguida, medir o material por transbordamento do reservatório de medição 118 e permitindo que o excesso se mova para dentro do reservatório de resíduos 120. Em algumas modalidades, a primeira velocidade de transferência pode ser cerca de 525 rpm, e a segunda velocidade de medição pode ser de cerca de 975 rpm. Ambas podem ocorrer na mesma aceleração.

[0050] Em algumas modalidades, a primeira aceleração pode não ser maior que cerca de 75 revoluções/seg2, em algumas modalidades, não maior que cerca de 50 revoluções/seg2, em algumas modalidades, não maior que cerca de 30 revoluções/seg2, em algumas modalidades, não maior que cerca de 25 revoluções/seg2, e em algumas modalidades, não maior que cerca de 20 revoluções/seg2. Em algumas modalidades, a primeira aceleração pode ser cerca de 24,4 revoluções/seg2.

[0051] Em algumas modalidades, a segunda velocidade pode não ser maior maior que cerca de 2000 rpm, em algumas modalidades, não maior que cerca de 1800 rpm, em algumas modalidades, não maior que cerca de 1500 rpm, e em algumas modalidades, não maior que cerca de 1200 rpm.

[0052] Em algumas modalidades, a segunda velocidade pode ser pelo menos cerca de 150 revoluções/seg2, em algumas modalidades, pelo menos cerca de 200 revoluções/seg2, e em algumas modalidades, pelo menos cerca de 250 revoluções/seg2. Em algumas modalidades, a segunda velocidade pode ser cerca de 244 revoluções/seg2.

[0053] Em algumas modalidades, a terceira velocidade pode ser pelo menos cerca de 3000 rpm, em algumas modalidades, pelo menos cerca de 3500 rpm, em algumas modalidades, pelo menos cerca de 4000 rpm, e em algumas modalidades, pelo menos cerca de 4500 rpm. Entretanto, em algumas modalidades, a terceira velocidade pode ser a mesma que a segunda velocidade, desde que os perfis de velocidade e de aceleração sejam suficientes para superar as forças de capilar nas respectivas rotas de fluidos 128.

[0054] Como usado em conjunto com a presente descrição, uma “matriz de processamento não ventilada” ou “sistema de distribuição não ventilado” é uma matriz de processamento na qual as únicas aberturas que conduzem ao volume das estruturas do fluido nela estão situadas na câmara de entrada 115. Em outras palavras, para atingir a câmara de processo 150 dentro de uma matriz de processamento não ventilada, os materiais de amostra (e/ou reagentes) são fornecidos à câmara de entrada 115, e a câmara de entrada 115 é subsequentemente isolada do ambiente. Conforme mostrado na Figura 1, tal matriz de processamento de distribuição não ventilada pode incluir um ou mais canais dedicados (por exemplo, o canal de distribuição 140) para fornecer os materiais de amostra para a câmara de processo 150 (por exemplo, em uma direção a jusante) e um ou mais canais dedicados para permitir que o ar ou um outro fluido saia da câmara de processo 150 através de uma trajetória diferente daquela em que a amostra está se movendo. Ao contrário, um sistema de distribuição ventilado seria aberto para um ambiente durante o processamento e provavelmente também incluiria saídas de ar posicionadas em um ou mais locais ao longo do sistema de distribuição, como na proximidade da câmara de processo 150. Como acima mencionado, um sistema de distribuição não ventilado impede a contaminação entre um ambiente e o interior da matriz de processamento 100 (por exemplo, vazamento a partir da matriz de processamento 100, ou a introdução de contaminantes de um ambiente ou usuário para a matriz de processamento 100), e também impede a contaminação cruzada entre múltiplas amostras ou matrizes de processamento 100 no dispositivo de processamento de amostra.

[0055] Conforme mostrado na Figura 1, para facilitar o fluxo de fluido na matriz de processamento 100 durante o processamento, a matriz de processamento 100 pode incluir um ou mais canais de equilíbrio 155 posicionados para acoplar fluidicamente uma porção para fora a radialmente ou a jusante da matriz de processamento 100 (por exemplo, a câmara de processo 150) com uma ou mais estruturas de fluidos que estão a montante, ou radialmente para dentro da câmara de processo 150 (por exemplo, pelo menos uma porção da câmara de entrada 115).

[0056] O canal de equilíbrio 155 é um canal adicional, que permite o movimento do fluido a montante (por exemplo, gases, como o ar aprisionado) de vapor bloqueado, de outro modo, de porções a jusante das estruturas de fluido para facilitar o movimento a jusante do outro fluido (por exemplo, um material de amostra, líquidos, etc.) em regiões bloqueadas para vapor, de outro modo, da matriz de processamento 100. Tal canal de equilíbrio 155 pode permitir que as estruturas de fluido na matriz de processamento 100 permaneçam não ventiladas ou fechadas ao ambiente durante o processamento da amostra, isto é, durante o movimento do fluido. Como resultado, em algumas modalidades, o canal de equilíbrio 155 pode ser chamado de um “respiro interno” ou de um “canal de respiro”, e o processo de liberação de líquido aprisionado para facilitar o movimento de material pode chamado de “respiro internamente”. Conforme descrito em maior detalhe abaixo, com respeito ao dispositivo de processamento de amostras 200 das Figuras 2 a 8, em algumas modalidades, o canal de equilíbrio 155 pode ser formado de uma série de canais ou outras estruturas de fluido através das quais o ar pode mover-se sequencialmente para escapar da câmara de processo 150. Como tal, o canal de equilíbrio 155 é esquematicamente representado como uma linha a tracejada na Figura 1.

[0057] O fluxo de uma amostra (ou reagente) da câmara de entrada 115 para a câmara de processo 150 pode definir uma primeira direção de movimento, e o canal de equilíbrio 155 pode definir uma segunda direção de movimento, que é diferente da primeira direção. Particularmente, a segunda direção é oposta, ou substancialmente oposta, à primeira direção. Quando uma amostra (ou reagente) é movida para a câmara de processo 150 através de uma força (por exemplo, a força centrífuga), a primeira direção pode ser orientada, em geral, ao longo da direção da força, e a segunda direção pode ser orientada, em geral, oposta à direção da força.

[0058] Quando o septo da válvula 136 é alterado para a configuração aberta (por exemplo, através da emissão de energia eletromagnética no septo 136), o bloqueio de vapor na câmara da válvula 134 pode ser liberado, pelo menos parcialmente, porque o canal de equilíbrio 155 que conecta o lado de jusante septo 136 volta para a câmara de entrada 115. A liberação do bloqueio de vapor pode permitir que o fluido (por exemplo, líquido) flua para a rota de fluido 128, na câmara de válvula 134, e para a câmara de processo 150. Em algumas modalidades, este fenômeno pode ser facilitado quando os canais e as câmaras na matriz de processamento 100 são hidrofóbicas, ou, em geral, definidas por superfícies hidrofóbicas, em particular, em comparação com materiais reagentes e/ou amostras aquosas.

[0059] Em algumas modalidades, a hidrofobicidade de uma superfície do material pode ser determinada pela medição do ângulo de contato entre uma gota de um líquido de interesse e a superfície de interesse. No caso presente, tais medições podem ser feitas entre as várias amostras e/ou materiais reagentes e um material que seria usado na formação de pelo menos alguma superfície de um dispositivo de processamento de amostras que entra em contato com a amostra e/ou reagente. Em algumas modalidades, os materiais reagentes e/ou amostras podem ser líquidos aquosos (por exemplo, suspensões, ou similares). Em algumas modalidades, o ângulo de contato entre uma amostra e/ou reagente da presente descrição e um material de substrato que forma pelo menos uma porção da matriz de processamento 100 pode ser pelo menos cerca de 70°, em algumas modalidades, pelo menos cerca de 75°, em algumas modalidades, pelo menos cerca de 80°, em algumas modalidades, pelo menos cerca de 90°, em algumas modalidades, pelo menos cerca de 95°, e em algumas modalidades, pelo menos cerca de 99°.

[0060] Em algumas modalidades, o fluido pode fluir na rota de fluido 128, quando uma força suficiente tiver sido exercida sobre o fluido (por exemplo, quando uma força limite sobre o fluido tiver sido alcançada, por exemplo, quando a rotação da matriz de processamento 100 ao redor do eixo rotação A-A tiver excedido um limite de aceleração ou aceleração rotacional). Depois do fluido ter superado as forças de capilar na válvula capilar 130, o fluido pode fluir através do septo da válvula aberta 136 para estruturas de fluido a jusante (por exemplo, a câmara de processo 150).

[0061] Como discutido ao longo da presente descrição, a tensão superfícial do material reagente e/ou amostra sendo movido através da matriz de processamento 100 pode afetar a quantidade de força necessária para mover o material na rota de fluido 128 e para ultrapassar as forças de capilar. Em geral, quanto menor a tensão superficial do material a ser movido por meio da matriz de processamento 100, menor precisa ser a força exercida sobre o material, a fim de vencer as forças de capilar. Em algumas modalidades, a tensão superficial do material reagente e/ou amostra pode ser pelo menos cerca de 40 mN/m, em algumas modalidades, pelo menos cerca de 43 mN/m, em algumas modalidades, pelo menos cerca de 45 mN/m, em algumas modalidades, pelo menos cerca de 50 mN/m, em algumas modalidades, pelo menos cerca de 54 mN/m. Em algumas modalidades, a tensão superficial pode não ser maior que cerca de 80 nM/m, em algumas modalidades, não maior que cerca de 75 mN/m, em algumas modalidades, não maior que cerca de 72 mN/m, em algumas modalidades, não maior que cerca de 70 mN/m, e em algumas modalidades, não maior que cerca de 60 mN/m.

[0062] Em algumas modalidades, a densidade do material reagente e/ou amostra a ser movido através da matriz de processamento 100 pode ser pelo menos cerca de 1,00 g/mL, em algumas modalidades, pelo menos cerca de 1,02 g/mL, em algumas modalidades, pelo menos cerca de 1,04 g/mL. Em algumas modalidades, a densidade pode não ser maior que cerca de 1,08 g/mL, em algumas modalidades, não maior que cerca de 1,06 g/mL, e em algumas modalidades, não maior que cerca de 1,05 g/mL.

[0063] Em algumas modalidades, a viscosidade do material reagente e/ou amostra a ser movido através da matriz de processamento 100 pode ser pelo menos cerca de 1 centipoise (nMs/m2), em algumas modalidades, pelo menos cerca de 1,5 centipoise, e em algumas modalidades, pelo menos cerca de 1,75 centipoise. Em algumas modalidades, a viscosidade pode não ser maior que cerca de 2,5 centipoise, em algumas modalidades, não maior que cerca de 2,25 centipoise, e em algumas modalidades, não maior que cerca de 2,00 centipoise. Em algumas modalidades, a viscosidade pode ser 1,0019 centipoise ou 2,089 centipoise.

[0064] A tabela a seguir inclui vários dados para meios aquosos que podem ser empregados na presente descrição, seja como diluentes e/ou reagentes de amostra. Um exemplo é o Copan Universal Transport Media (“UTM”) (Meio de Transporte Universal Copan) para Vírus, Clamídia, Micoplasma, e Ureaplasma, tubo de 3,0 mL, número de peça 330C, lote 39P505 (Copan Diagnostics, Murrietta, GA). Este UTM é usado como exemplo nos Exemplos. Outro exemplo é uma mistura de reagente mestre (“Reagente”), disponível junto à Focus Diagnostics (Cypress, CA, EUA). Os dados de viscosidade e densidade de para a água a 25°C e glicerol em água a 25% são incluídos na tabela a seguir, porque alguns materiais reagentes e/ou amostras da presente descrição podem ter propriedades de materiais que variam das da água para as de glicerol em água a 25% de, inclusive. As medidas de ângulo de contato na tabela a seguir foram medidas em um polipropileno preto, que foi formado pela combinação, na prensa, Produto n°. P4G3Z-039 de Polipropileno, natural, junto à Flint Hills Resources (Wichita, Kansas) com Clariant Colorant UN0055P, Deep Black (negro de fumo), LDR a 3%, disponível junto à Clariant Corporation (Muttenz, Suíça). Tal polipropileno preto pode ser usado em algumas modalidades para formar pelo menos uma porção (por exemplo, o substrato) de um dispositivo de processamento de amostras da presente descrição.

[0065] O movimento do material da amostra no interior de dispositivos de processamento de amostras que incluem matrizes de processamento não ventiladas pode ser facilitado por aceleração e desaceleração alternadamente do dispositivo, durante a rotação, essencialmente por remoção do excesso de ar dos materiais da amostra através dos vários canais e câmaras. A rotação pode ser realizada usando, pelo menos, dois ciclos de aceleração/desaceleração, isto é, uma aceleração inicial, seguida por uma desaceleração, e segundo ciclo de aceleração e segundo ciclo de desaceleração.

[0066] Os ciclos de aceleração/desaceleração podem não ser necessários em modalidades de matrizes de processamento que incluem canais de equilíbrio, como o canal de equilíbrio 155. O canal de equilíbrio 155 pode ajudar a prevenir que o ar ou outro fluido interfera com o fluxo dos materiais da amostra através das estruturas de fluido. O canal de equilíbrio 155 pode fornecer trajetórias de ar deslocado ou outros fluidos para sair da câmara de processo 150 para equilibrar a pressão no interior do sistema de distribuição, que pode minimizar a necessidade para a aceleração e/ou desaceleração para “remoção do excesso de ar” do sistema de distribuição. Entretanto, a técnica de aceleração e/ou desaceleração pode ainda ser usada para facilitar ainda mais a distribuição de materiais de amostra através de um sistema de distribuição não ventilado. A técnica de aceleração e/ou desaceleração também pode ser útil para auxiliar no movimento de fluidos ao longo e/ou em torno de superfícies irregulares, como bordas ásperas criadas por válvulas induzidas por energia eletromagnética, canais/câmaras moldadas imperfeitas, etc.

[0067] Isso pode ser útil se a aceleração e/ou desaceleração são rápidas. Em algumas modalidades, a rotação pode ser apenas em uma direção, isto é, pode não ser necessário inverter o sentido de rotação durante o processo de carregamento. Tal processo de carregamento permite que os materiais de amostras desloquem o ar nas porções do sistema que estão localizados mais longe do eixo de rotação A-A do que da(s) abertura no sistema.

[0068] As taxas de aceleração e desaceleração reais podem variar com base em uma variedade de fatores como a temperatura, o tamanho do dispositivo, a distância do material de amostra a partir do eixo de rotação, os materiais usados para a fabricação dos dispositivos, as propriedades dos materiais de amostra (por exemplo, viscosidade), etc. Um exemplo de um processo de aceleração/desaceleração útil pode incluir uma aceleração inicial de cerca de 4000 revoluções por minuto (rpm), fseguida por desaceleração a cerca de 1000 rpm durante um período de cerca de 1 segundo, com oscilações na velocidade de rotação do dispositivo entre 1000 rpm e 4000 rpm a intervalos de 1 segundo até os materiais de amostra terem percorrido a distância desejada.

[0069] Outro exemplo de um processo de carregamento útil pode incluir uma aceleração inicial de pelo menos cerca de 20 revoluções/seg2 para a primeira velocidade de rotação de cerca de 500 rpm, seguindo de uma espera de 5 segundos na primeira velocidade de rotação, seguido de uma segunda aceleração de pelo menos cerca de 20 revoluções/seg2 para uma segunda velocidade de rotação de cerca de 1000 rpm, seguido uma espera de 5 segundos na segunda velocidade de rotação. Outro exemplo de um processo de carregamento útil pode incluir uma aceleração inicial de pelo menos cerca de 20 revoluções/seg2 para uma velocidade de rotação de cerca de 1800 rpm, seguido de uma espera de 10 segundos naquela velocidade de rotação.

[0070] Ar ou outro fluido no interior da câmara de processo 150 pode ser deslocado quando a câmara de processo 150 recebe um material de amostra ou outro material. O canal de equilíbrio 155 pode fornecer uma trajetória para o ar deslocado ou outro fluido deslocado para passar para fora da câmara de processo 150. O canal de equilíbrio 155 pode auxiliar no movimento mais eficiente do fluido através da matriz de processamento 100 pelo equilíbrio da pressão no interior de matriz de processamento 100, permitindo que alguns canais do sistema de distribuição sejam dedicado ao fluxo de um fluido em uma direção (por exemplo, na direção a montante ou a jusante). Na matriz de processamento 100 da Figura 1, o material (por exemplo, a amostra de interesse) flui para jusante e geralmente radialmente para fora, em relação ao centro 101, a partir da câmara de entrada 115, através da válvula capilar 130 e da válvula de septo 132, e para a câmara de processo 150, opcionalmente através do canal de distribuição 140. Outros fluidos (por exemplo, os gases presentes na câmara de processo 150), em geral, podem fluir radialmente para dentro ou a montante, ou seja, em geral, opostos à direção do movimento da amostra, a partir da câmara de processo 150, através do canal de equilíbrio 155, para a câmara de entrada 115.

[0071] Voltando à estrutura de válvulas, o lado a jusante do septo da válvula 136 fica voltado para e, eventualmente, se abre para (por exemplo, depois de uma abertura ou espaço vazio ser formado no septo da válvula 136) o canal de distribuição 140 que se acopla fluidicamente na câmara da válvula 134 (e, por fim, a câmara de entrada 115 e particularmente, o reservatório de medição 118) e a câmara de processo 150.

[0072] A força pode ser exercida sobre um material para fazer com que ele se mova a partir da câmara de entrada 115 (isto é, do reservatório de medição 118), através da rota de fluido 128, para a câmara de válvula 134, através de um espaço vazio no septo da válvula 136, ao longo do canal de distribuição opcional 140, e para dentro da câmara de processo 150. Como mencionado acima, tal força pode ser a força centrífuga que pode ser gerada pelo giro de um dispositivo de processamento de amostras no qual a matriz de processamento 100 está situada, por exemplo, ao redor do eixo de rotação A-A, para mover o material radialmente para fora do eixo de rotação A-A (isto é, porque pelo menos uma porção da câmara de processo 150 está situada radialmente para fora da câmara de entrada de 115). Entretanto, tal força pode também ser estabelecida por um diferencial de pressão (por exemplo, pressão positiva e/ou negativa), e/ou força gravitacional. Sob uma força apropriada, a amostra pode atravessar as várias estruturas de fluidos, para, por fim, residir na câmara de processo 150. Particularmente, um volume selecionado, como controlado pelo reservatório de medição 118 (isto é, chicanas 116 e reservatório de resíduos 120), do material será movido para a câmara de processo 150, depois da válvula de septo 132 ser aberta e uma força suficiente ser exercida sobre a amostra para mover a amostra através da rota de fluido 128 da válvula capilar 130.

[0073] Um dispositivo de processamento de amostras exemplares, ou disco, 200 da presente descrição é mostrado nas Figuras 2 a 8. O dispositivo de processamento de amostras 200 é mostrado somente a titulo de exemplo como sendo de forma circular. O dispositivo de processamento de amostras 200 pode incluir um centro 201, e o dispositivo de processamento de amostras 200 pode ser girado em torno de um eixo de rotação B-B que se estende através do centro 201 do dispositivo de processamento de amostras 200. O dispositivo de processamento de amostras 200 pode incluir várias características e os elementos da matriz de processamento 100 da Figura 1 descrita acima, sendo que os números representam, em geral, elementos semelhantes. Portanto, todos os detalhes, características ou alternativas dos mesmos da matriz de processamento 100 acima descrita podem ser estendidos para as características do dispositivo de processamento de amostras 200. Detalhes adicionais e características do dispositivo de processamento de amostras 200 podem ser encontrados no Pedido de Desenho Industrial copendente U.S. l N° 29/392.223, depositado em 18 de Maio de 2011, que está aqui integralmente incorporado, por referência.

[0074] O dispositivo de processamento de amostras 200 pode ser uma estrutura compósita de multicamadas formada por um substrato ou corpo 202, uma ou mais primeiras camadas 204 acopladas a uma superfície de topo 206 do substrato 202, e uma ou mais segundas camadas 208 acopladas a uma superfície de fundo 209 do substrato 202. Conforme mostrado na Figura 8, o substrato 202 inclui uma configuração escalonada, com três degraus ou níveis 213 na superfície de topo 206. Como um resultado, as estruturas de fluido (por exemplo, câmaras) projetadas para manter um volume de material (por exemplo, amostra) em cada degrau 213 do dispositivo de processamento de amostras 200 podem ser, pelo menos parcialmente, definidas pelo substrato 202, uma primeira camada 204, e uma segunda camada 208. Além disso, por causa da configuração escalonada 213 que compreende três degraus, o dispositivo de processamento de amostras 200 pode incluir três primeiras camadas 204, um para cada degrau 213 do dispositivo de processamento de amostras 200. Esta disposição das estruturas do fluido e da configuração escalonada é mostrada apenas a título de exemplo, e a presente descrição e não se destina a ser limitada por tal modelo.

[0075] O substrato 202 pode ser formado de uma variedade de materiais, incluindo, mas não se limitando a, polímeros, vidro, silício, quartzo, cerâmicas, ou suas combinações. Em modalidades em que o substrato 202 é polimérico, o substrato 202 pode ser formado por métodos relativamente simplistas, como moldagem. Embora o substrato 202 seja mostrado como um corpo integral de uma peça única, homogêneo, o mesmo pode, alternativamente, ser fornecido como um corpo não homogêneo, por exemplo, sendo formado de camadas do mesmo material ou de diferentes materiais. Para os dispositivos de processamento de amostras 200 em que o substrato 202 vai estar em contato direto com os materiais de amostra, o substrato 202 pode ser formado de um ou mais materiais que são não reativos com os materiais de amostra. Exemplos de alguns materiais poliméricos adequados que poderiam ser usados para o substrato em muitas aplicações bioanalíticas diferentes incluem, mas não se limitam a, policarbonato, polipropileno (por exemplo, polipropileno isotático), polietileno, poliéster, etc., ou suas combinações. Estes polímeros, em geral, exibem superfícies hidrofóbicas que podem ser úteis na definição de estruturas de fluido, conforme descrito abaixo. O polipropileno é geralmente mais hidrofóbico do que alguns dos outros materiais poliméricos, como o policarbonato ou PMMA; entretanto, todos os materiais poliméricos mencionados são, em geral, mais hidrofóbicos do que o sistema microeletromecânico baseado em sílica (MEMS).

[0076] Conforme mostrado nas Figuras 3 e 5, o dispositivo de processamento de amostras 200 pode incluir uma fenda 275 formada através do substrato 202 ou de outra estrutura (por exemplo, aba refletora, etc.) para o homing e posicionamento do dispositivo de processamento de amostras 200, por exemplo, em relação as fontes de energia eletromagnética, módulos ópticos, e similares. Tal homing pode ser usado em vários processos de válvula, assim como outros processos de detecção ou de ensaio, incluindo os processos para determinar se um volume selecionado de material está presente na câmara de processo 250. Tais sistemas e métodos para os dispositivos de processamento de amostras de processamento estão descritos no Pedido copendente U.S. n° 61/487.618, depositado em 18 de Maio de 2011, que está aqui integralmente incorporado, por referência.

[0077] O dispositivo de processamento de amostras 200 inclui uma pluralidade de câmaras de processo ou de detecção 250, cada uma das quais definindo um volume para conter uma amostra e quaisquer outros materiais que devem ser processados termicamente (por exemplo, ciclados) com a amostra. Como é usado em conexão com a presente descrição, “processamento térmico” (e variações do mesmo) significa controlar (por exemplo, a manter, aumentar ou diminuir) a temperatura dos materiais da amostra para obter as reações desejadas. Como uma forma de processamento térmico a “ciclagem térmica” (e variações da mesma) significa mudar sequencialmente a temperatura de materiais de amostra entre dois ou mais pontos de ajuste de temperatura para obter as reações desejadas. A ciclagem térmica pode envolver, por exemplo, a ciclagem entre as temperaturas inferiores e superiores, a ciclagem entre a temperatura inferior, superior, e pelo menos uma temperatura intermediária, etc.

[0078] O dispositivo ilustrado 200 inclui oito câmaras de detecção 250, uma para cada raia 203, embora seja entendido que o número exato de câmaras de detecção 250 fornecidas em conexão com um dispositivo fabricado de acordo com a presente descrição pode ser superior ou inferior a oito, como desejado.

[0079] As câmaras de processo 250, no dispositivo ilustrativo 200 estão na forma de câmaras, embora as câmaras de processo possam ser fornecidas nos dispositivos da presente descrição, sob a forma de capilares, passagens, canais, fendas, ou qualquer outro volume adequadamente definido.

[0080] Em algumas modalidades, o substrato 202, as primeiras camadas 204, e as segundas camadas 208 do dispositivo de processamento de amostras 200 podem ser fixos ou ligados um ao outro com força suficiente para resistir às forças expansivas que se podem se desenvolver dentro das câmaras de processo 250 como, por exemplo, os constituintes situados aí são aquecidos rapidamente durante o processamento térmico. A robustez das ligações entre os componentes pode ser particularmente importante se o dispositivo 200 deve ser usado em processos de ciclagem térmica, por exemplo, amplificação por PCR. O aquecimento e resfriamento repetitivos envolvidos em tais ciclagens térmicas podem representar demandas mais severas sobre a ligação entre os lados do dispositivo de processamento de amostras 200. Outra questão potencial abordada por uma ligação mais robusta entre os componentes é qualquer diferença nos coeficientes de expansão térmica dos diferentes materiais usados para a fabricação dos componentes.

[0081] As primeiras camadas 204 podem ser formadas de um filme ou folha metálica transparente, opaco ou translúcido, como poliéster revestido com adesivo, polipropileno ou folha metálica, ou suas combinações, de modo que as estruturas subjacentes do dispositivo de processamento de amostras 200 são visíveis. As segundas camadas 208 podem ser transparentes ou opacas, mas são muitas vezes formadas de um metal termicamente condutor (por exemplo, uma folha metálica) ou de outro material condutor térmico adequado para transmitir calor ou frio por condução a partir de um rolo de impressão e/ou estrutura térmica (por exemplo, acoplado a ou formando uma porção da plataforma giratória 25) à qual o dispositivo de processamento de amostras 200 é fisicamente acoplado (e/ou mantido em contato com) ao dispositivo de processamento de amostras 200 e, em particular, para as câmaras de detecção 250, quando necessário.

[0082] As primeira e segunda camadas 204 e 208 podem ser usadas em combinação com quaisquer camadas de passivação desejadas, camadas adesivas, outras camadas adequadas, ou combinações das mesmas, conforme descrito na Patente U.S. n° 6.734.401, e Publicações de Pedido de Patente U.S. n°s. 2008/0314895 e 2008/0152546. Além disso, as primeira e segunda camadas 204 e 208 podem ser acopladas ao substrato 202 usando qualquer técnica desejada, ou combinação de técnicas, incluindo, mas não se limitando a, adesivos, soldagem (química, térmica e/ou sônica), etc., conforme descrito na Patente U.S. n°. 6.734.401, e Publicações do Pedido de Patente U.S. n°s 2008/0314895 e 2008/0152546.

[0083] Somente a título de exemplo, o dispositivo de processamento de amostras 200 é mostrado como incluindo oito diferentes raias, cunhas, porções ou seções 203, cada raia 203 sendo fluidicamente isolada das outras raias 203, de modo que oito diferentes raias podem ser processadas no dispositivo de processamento de amostras 200, ou ao mesmo tempo ou em tempos diferentes (por exemplo, sequencialmente). Para inibir a contaminação cruzada entre as raias 203, cada raia pode ser fluidicamente isolada do ambiente, quer antes do uso ou durante o uso, por exemplo, depois de uma amostra em bruto ter sido carregada em uma dada raia 203 do dispositivo de processamento de amostras 200. Por exemplo, conforme mostrado na Figura 2, em algumas modalidades, o dispositivo de processamento de amostras 200 pode incluir uma camada de pré-uso 205 (por exemplo, um filme, folha metálica, ou similares compreendendo um adesivo sensível à pressão) como a primeira camada mais interna 204 que pode ser aderida a pelo menos uma porção da superfície de topo 206 do dispositivo de processamento de amostras 200 antes do uso, e que possa ser removida seletivamente (por exemplo, por raspagem) a partir de uma dada raia 203 antes do uso dessa raia particular.

[0084] Conforme mostrado na Figura 2, em algumas modalidades, a camada de pré-uso 205 pode incluir dobras, perfurações ou linhas de marcação 212 para facilitar a remoção de apenas uma porção da camada de pré-uso 205 de cada vez para expor seletivamente um ou mais raias 203 do dispositivo de processamento de amostras 200, como desejado. Além disso, em algumas modalidades, conforme mostrado na Figura 2, a camada de pré-uso 205 pode incluir uma ou mais abas (por exemplo, uma aba por raia 203) para facilitar o agarramento a uma borda da camada de pré-uso 205 para remoção. Em algumas modalidades, o dispositivo de processamento de amostras 200 e/ou a camada de pré-uso 205 pode ser numerado adjacente a cada uma das raias 203 para diferenciar claramente as raias 203 uma outra. Conforme mostrado, a título de exemplo, na Figura 2, a camada de pré-uso 205 foi removida dos números de raia 1-3 do dispositivo de processamento de amostras 200, mas não dos números de raia 4-8. Quando a camada de pré-uso 205 for removida do dispositivo de processamento de amostras 200, uma primeira abertura de entrada 210 designada “AMOSTRA”, e uma segunda abertura de entrada 260 designados por “R” para o reagente são reveladas.

[0085] Além disso, para inibir adicionalmente a contaminação cruzada entre as raias 203, entre uma porção de manuseamento de material reagente de uma raia 203 e uma porção manuseamento de material da amostra da raia 203, e/ou entre o ambiente e o interior do dispositivo de processamento de amostras 200, uma ou ambas as primeira e segunda aberturas de entrada 210 e 260 podem ser plugadas ou interrompidas, por exemplo, com um plugue 207 como o mostrado na Figura 2. Uma variedade de materiais, formatos e construções pode ser empregada para plugar as aberturas de entrada 210 e 260 e o plugue 207 é mostrado por meio de exemplo apenas como sendo uma combinação do plugue que pode ser inserido com uma prensa de dedo tanto na primeira abertura de entrada 210 quanto na segunda abertura de entrada 260. Alternativamente, em algumas modalidades, a camada de pré-uso 205 também pode servir como uma camada de cobertura ou vedação e pode ser reaplicada à superfície de topo 206 de uma raia particular 203 após uma amostra e/ou reagente ter sido carregado na raia 203 para vedar novamente a raia 203 do ambiente. Em tais modalidades, a aba de cada seção da camada de pré-uso 205 pode ser removida da parte restante da camada 205 (por exemplo, dividida ao longo de perfurações) depois da camada 205 ser reaplicada à superfície de topo 206 da raia correspondente 203. A remoção da aba pode inibir qualquer interferência que possa ocorrer entre a aba e quaisquer etapas de processamento, como válvulas, fiação de discos, etc. Além disso, em tais modalidades, a camada de pré-uso 205 pode ser deslocada para trás apenas o suficiente para expor a primeira e segunda aberturas de entrada 210 e 260 e, em seguida, colocada de volta para baixo sobre a superfície de topo 206, de tal modo que a camada de pré-uso 205 nunca é completamente removida da superfície de topo 206. Por exemplo, em algumas modalidades, as perfurações ou linhas de marcação 212 entre as seções adjacentes da camada de pré-uso 205 podem terminar em um orifício de passagem que pode agir como um ponto de rasgo. Tal orifício de passagem pode ser posicionado radialmente para fora da borda mais interna da camada de pré-uso 205, de tal modo que a porção mais interna de cada seção da camada de pré-uso 205 não necessita ser completamente removida da superfície de topo 206.

[0086] Conforme mostrado nas Figuras 3, 5 e 7, na modalidade ilustrada das Figuras 2 a 8, cada raia 203 do dispositivo de processamento de amostras 200 inclui uma porção ou lado de manuseamento de amostra 211 da raia 203 e uma porção ou lado de manuseamento de reagente 261 da raia 203, e a porção de manuseamento de amostra 211 e a porção de manuseamento de reagente 261 podem ser fluidicamente isoladas uma da outra, até que os dois lados sejam apresentados em comunicação fluida um com o outro, por exemplo, através da abertura de uma ou mais válvulas, conforme descrito abaixo. Cada raia 203 pode, por vezes, ser chamada de um “sistema de distribuição” ou “matriz de processamento”, ou em algumas modalidades, cada um dos lados 211, 261, da raia 203 pode ser chamado de um “sistema de distribuição” ou “matriz de processamento” e pode, em geral, corresponder à matriz de processamento 100 da Figura 1. Em geral, entretanto, uma “matriz de processamento” refere-se a uma câmara de entrada, uma câmara de detecção, e quaisquer conexões de fluidos entre as mesmas.

[0087] Com referência às Figuras 3, 5 e 7, a primeira abertura de entrada 210 abre-se para uma cavidade ou câmara de entrada 215. Uma câmara de entrada semelhante 265 está situada no lado de manuseamento de reagente 261 da raia 203 no qual a segunda abertura de entrada 260 abre-se. A amostra separada e as aberturas de entrada de reagente 210 e 260, câmaras de entrada 215 e 265, e lados de manuseamento 211 e 261 de cada raia 203 permitem que as amostras não processadas, em bruto sejam carregadas no dispositivo de processamento de amostras 200 para a análise sem requerer pré-processamento, diluição, medição, mistura substancial, ou qualquer, pré-tratamento, diluição, medição, mistura, ou similares. Como tal, a amostra e/ou o reagente pode ser adicionada sem medição ou processamento preciso. Como resultado, o dispositivo de processamento de amostras 200 pode ser, por vezes, chamado de um disco de “complexidade moderada”, porque o processamento a bordo relativamente complexo pode ser realizado no dispositivo de processamento de amostras 200 sem exigir muito ou nenhum pré-processamento. O lado de manuseamento de amostra 211 será descrito primeiro.

[0088] Conforme mostrado, em algumas modalidades, a câmara de entrada 215 pode incluir uma ou mais chicanas ou paredes 216 ou outras estruturas de direcionamento adequadas que estão posicionadas para dividir a câmara de entrada 215, em pelo menos uma porção, câmara ou reservatório de medição 218 e uma porção, câmara ou reservatório de resíduos 220. As chicanas 216 podem funcionar para dirigir e/ou conter fluido na câmara de entrada 215.

[0089] Conforme mostrado na modalidade ilustrada, uma amostra pode ser carregada no dispositivo de processamento de amostras 200 em uma ou mais raias 203 através da abertura de entrada 210. À medida que o dispositivo de processamento de amostras 200 é girado ao redor do eixo de rotação do B-B, a amostra pode, então, ser dirigida (por exemplo, por uma ou mais chicanas 216) para o reservatório de medição 218. O reservatório de medição 218 está configurado para reter ou manter um volume selecionado de um material, qualquer excesso sendo dirigido para o reservatório de resíduos 220. Em algumas modalidades, a câmara de entrada 215, ou uma porção da mesma, pode ser chamada de uma “primeira câmara” ou uma “primeira câmara de processo”, e a câmara de processo 250 pode ser chamada dea como uma “segunda câmara” ou uma “segunda câmara de processo”.

[0090] Conforme mostrado nas Figuras 7 e 8, o reservatório de medição 218 inclui uma primeira extremidade 222 posicionada em direção ao centro 201 do dispositivo de processamento de amostras 200 e o eixo de rotação B-B, e uma segunda extremidade 224 posicionada em direção contrária ao centro 201 e o eixo de rotação B-B (isto é, radialmente para fora da primeira extremidade 222), de tal modo que, na medida em que o dispositivo de processamento de amostras 200 é girado, a amostra é forçada em direção à segunda extremidade 224 do reservatório de medição 218. As uma ou mais chicanas ou as paredes 216 que definem a segunda extremidade 224 do reservatório de medição 218 podem incluir uma base 223 e uma parede lateral 226; vide Figura 7) que estão dispostas para definir um volume selecionado. A parede lateral 226 está disposta e formatada para permitir que qualquer volume em excesso do volume selecionado transborde da parede lateral 226 e corra para o reservatório de resíduos 220. Como resultado, pelo menos uma porção do reservatório de resíduos 220 pode ser posicionada radialmente para fora do reservatório de medição 218 ou do restante da câmara de entrada 215, para facilitar o movimento do volume em excesso de material no reservatório de resíduos 220 e impedir que o volume em excesso se mova de volta para o reservatório de medição 218 sob uma força dirigida radialmente para fora (por exemplo, enquanto que o dispositivo de processamento de amostras 200 é girado ao redor do eixo de rotação B-B).

[0091] Em outras palavras, ainda com referência à Figura 7, a câmara de entrada 215 pode incluir uma ou mais primeiras chicanas 216A que estão posicionadas para dirigir o material a partir da abertura de entrada 210 para o reservatório de medição 218, e uma ou mais segundas chicanas 216B que estão posicionadas para conter fluido de um volume selecionado e/ou dirigir fluido em excesso do volume selecionado para o reservatório de resíduos 220.

[0092] Conforme mostrado, a base 223 pode incluir uma abertura ou rota de fluido 228 formada na mesma, que pode ser configurada de modo a formar pelo menos uma porção de uma válvula capilar 230. Como resultado, a área da seção transversal da rota de fluido 228 pode ser suficientemente pequena em relação ao reservatório de medição 218 (ou ao volume de fluido retido no reservatório de medição 218) que o fluido é impedido de fluir para a rota de fluido 228, devido às forças de capilar. Como resultado, em algumas modalidades, a rota de fluido 228 pode ser chamada de uma “constrição” ou “rota constrita”.

[0093] Em algumas modalidades, o reservatório de medição 218, o reservatório de resíduos 220, uma ou mais das chicanas 216 (por exemplo, a base 223, a parede lateral 226, e, opcionalmente, uma ou mais primeiras chicanas 216A), e a rota de fluido 228 (ou a válvula capilar 230) podem juntos ser chamados de uma “estrutura de medição” responsável por conter um volume de material selecionado, por exemplo, que pode ser fornecido às estruturas de fluido a jusante, quando desejado.

[0094] Somente a título de exemplo, quando o dispositivo de processamento de amostras 200 é girado ao redor do eixo de rotação B-B a uma primeira velocidade (por exemplo, velocidade angular, RPM), uma primeira força centrífuga é exercida sobre o material no dispositivo de processamento de amostras 200. O reservatório de medição 218 e a rota de fluido 228 podem ser configurados (por exemplo, em termos de energias superficiais, dimensões relativas e áreas transversais, etc.), de tal modo que a primeira força centrífuga é insuficiente para fazer com que a amostra de uma dada tensão superficial seja forçada para dentro da rota de fluido relativamente estreita 228. Entretanto, quando o dispositivo de processamento de amostras 200 é girado a uma segunda velocidade (por exemplo, velocidade angular, RPM), uma segunda força centrífuga é exercida sobre o material no dispositivo de processamento de amostras 200. O reservatório de medição 218 e a rota de fluido 228 podem ser configurados de modo que a segunda força centrífuga seja suficiente para fazer com que a amostra de uma dada tensão superficial seja forçada na rota de fluido 228. Alternativamente, os aditivos (por exemplo, tensoativos) podem ser adicionados à amostra para alterar a sua tensão superficial para fazer com que a amostra flua para a rota de fluido 228 quando desejado. Em algumas modalidades, as primeira e segunda forças podem ser pelo menos parcialmente controladas através do controle dos perfis de aceleração e velocidades a que o dispositivo de processamento de amostras 200 é girado em diferentes estágios de processamento. Exemplos de tais velocidades e acelerações são descritos acima, com respeito à Figura 1.

[0095] Em algumas modalidades, a razão de aspecto de uma área da seção transversal da rota de fluido 228 em relação ao volume da câmara de entrada 215 (ou uma porção do mesmo, como o reservatório de medição 218) pode ser controlada para assegurar, pelo menos parcialmente, que o fluido não vai fluir para dentro da rota de fluido 228 até desejado, por exemplo, por um fluido de uma dada tensão superficial.

[0096] Por exemplo, em algumas modalidades, a razão da área da seção transversal da rota de fluido (Ap) (por exemplo, na entrada da rota de fluido 228 na base 223 do reservatório de medição 218) para o volume (V) do reservatório (por exemplo, a câmara de entrada 215, ou uma porção da mesma, como o reservatório de medição 218) a partir do qual o fluido pode se mover para a rota de fluido 228, isto é, Ap: V, pode ser controlada. Qualquer uma das várias razões, e faixas das mesmas acima descritas com respeito à Figura 1 pode ser empregada no dispositivo de processamento de amostras 200 também.

[0097] Conforme mostrado nas Figuras 3, 5, 7 e 8, a válvula capilar 230 pode estar situada em comunicação fluida com a segunda extremidade 224 do reservatório 218 de medição, de modo que a rota de fluido 228 esteja posicionada radialmente para fora do reservatório de medição 218, em relação ao eixo de rotação B-B. A válvula capilar 230 configurada para impedir que o fluido (isto é, líquido) se mova a partir do reservatório de medição 218 na rota de fluido 228, dependendo de pelo menos uma das dimensões da rota de fluido 228, da energia de superfície das superfícies que definem o reservatório de medição 218 e/ou da rota de fluido 228, da tensão superficial do fluido, da força exercida sobre o fluido, qualquer contrapressão que pode existir (por exemplo, como resultado, do bloqueio de vapor formado a jusante, conforme descrito abaixo), e combinações dos mesmos. Como resultado, a rota de fluido 128 (por exemplo, a constrição) pode ser configurada (por exemplo, dimensionada) para impedir que o fluido entre na câmara da válvula 134 até que a força exercida sobre o fluido (por exemplo, pelo giro da matriz de processamento 100 sobre o eixo de rotação A-A), uma tensão de superfície do fluido, e/ou a energia de superfície da rota de fluido 128 são suficientes para mover o fluido após a rota de fluido 128 e na câmara da válvula 134.

[0098] Conforme mostrado na modalidade ilustrada, a válvula capilar 230 pode ser disposta em série com uma válvula de septo 232, de tal modo que a válvula capilar 230 esteja posicionada radialmente para dentro da válvula de septo 232 e em comunicação fluida com uma entrada da válvula de septo 232. A válvula de septo 232 pode incluir uma câmara de válvula 234 e um septo da válvula 236. O septo 236 pode estar situado entre a câmara da válvula 234 e uma ou mais estruturas de fluido a jusante do dispositivo de processamento de amostras 200. O septo 236 pode incluir (i) uma configuração fechada, sendo que o septo 236 é impermeável a fluidos (e particularmente, líquidos, e posicionado para isolar fluidicamente na câmara da válvula 234 a partir de quaisquer estruturas de fluido a jusante; e (ii) uma configuração aberta, sendo que o septo 236 é permeável a fluidos, particularmente, líquidos (por exemplo, inclui uma ou mais aberturas dimensionadas para estimular a amostra a fluir através das mesmas) e permite a comunicação fluida entre a câmara de válvula 234 e as estruturas de fluido a jusante. Ou seja, a válvula de septo 236 pode impedir que os fluidos (isto é, líquidos) se movam entre a câmara de válvula 234 e quaisquer estruturas de fluido a jusante, quando a mesma é intacta.

[0099] Conforme mencionado acima em relação ao septo de válvula 136 da Figura 1, a válvula de septo 236 pode incluir, ou ser formada por uma barreira impermeável que é opaca ou de absorção de energia eletromagnética. O septo da válvula 236, ou uma porção do mesmo, pode ser distinto do substrato 202 (por exemplo, feito de um material que é diferente do material usado para o substrato 202). Ao usar diferentes materiais para o substrato 202 e o septo de válvula 236, cada material pode ser selecionado pelas suas características desejadas. Alternativamente, o septo da válvula 236 pode ser integral com o substrato 202 e ser feito do mesmo material que o substrato 202. Por exemplo, o septo da válvula 236 pode ser simplesmente moldado no substrato 202. Se assim for, o mesmo pode ser revestido ou impregnado para acentuar a sua capacidade para absorver energia eletromagnética.

[00100] O septo da válvula 236 pode ser feito de qualquer material adequado, embora seja particularmente útil que o material do septo 236 forme espaços vazios (isto é, quando o septo 236 é aberto), sem a produção de qualquer subproduto significativo, o resíduo, etc., que possa interferir com as reações ou processos que ocorrem no dispositivo de processamento de amostras 200. Um exemplo de uma classe de materiais que pode ser usado como o septo da válvula 236, ou uma porção do mesmo, inclui filmes poliméricos orientados pigmentados, como, por exemplo, filmes usados para a fabricação de forros ou bolsas disponíveis comercialmente. Um filme adequado pode ser um forro de lata negro, 0,029 mm (1,18 mils) de espessura, disponível junto à Himolene Incorporated, de Danbury, Connecticut sob a designação 406230E. Entretanto, em algumas modalidades, o septo 236 pode ser formado do mesmo material que o substrato 202 em si, mas pode ter uma espessura menor do que as outras porções do substrato 202. A espessura do septo pode ser controlada por o molde ou ferramenta usada para formar o substrato 202, de tal modo que o septo é suficientemente fino para ser suficientemente aberto por absorção de energia de um sinal eletromagnético.

[00101] Em algumas modalidades, o septo da válvula 236 pode ter a área da seção transversal de pelo menos cerca de 1 mm2, em algumas modalidades, pelo menos cerca de 2 mm2, e em algumas modalidades, pelo menos cerca de 5 mm2. Em algumas modalidades, o septo da válvula 236 pode ter uma área de seção transversal não maior que cerca de 10 mm2, em algumas modalidades, não maior que cerca de 8 mm2, e em algumas modalidades, não maior que cerca de 6 mm2.

[00102] Em algumas modalidades, o septo da válvula 236 pode ter uma espessura de pelo menos cerca de 0,1 mm, em algumas modalidades, pelo menos cerca de 0,25 mm, e em algumas modalidades, pelo menos cerca de 0,4 mm. Em algumas modalidades, o septo da válvula 236 pode ter uma espessura não maior que cerca de 1 mm, em algumas modalidades, não maior que cerca de 0,75 mm, e em algumas modalidades, não maior que cerca de 0,5 mm.

[00103] Em algumas modalidades, o septo da válvula 236 pode ser, em geral, de formato circular, pode ter uma diâmetro de cerca de 1,5 mm (isto é, uma área da seção transversal de cerca de 5,3 mm2), e uma espessura de cerca de 0,4 mm.

[00104] Em algumas modalidades, o septo da válvula 236 pode incluir material suscetível de absorção de energia eletromagnética de comprimentos de onda selecionados e conversão dessa energia em calor, resultando na formação de um espaço vazio no septo da válvula 236. O material absorvente pode estar contido dentro do septo de válvula 236, ou uma porção do mesmo (por exemplo, impregnado no material (resina) formando o septo), ou revestido na sua superfície. Por exemplo, conforme mostrado na Figura 6, o septo da válvula 236 pode ser configurado para ser irradiado com energia eletromagnética a partir do topo (isto é, na superfície de topo 206 do substrato 202). Como resultado, a primeira camada 204 sobre a região do septo de válvula (vide Figura 2) pode ser transparente para o comprimento de onda selecionado, ou faixa de comprimentos de onda da energia eletromagnética usada para criar um espaço vazio no septo 236 da válvula, e a válvula do septo 236 pode ser de absorção de tal comprimento(s) de onda.

[00105] A válvula capilar 230 é mostrada na modalidade ilustrada nas Figuras 2 a 8 como estando em série com a válvula de septo 232 e, particularmente, como estando a montante e em comunicação fluida com uma entrada ou extremidade de montante da válvula de septo 232. Conforme mostrado, a válvula capilar 230 está posicionada radialmente para dentro da válvula de septo 232. Uma tal configuração da válvula capilar 230 e válvula de septo 232 pode criar um bloqueio de vapor (ou seja, na câmara de válvula 234), quando o septo da válvula 236 está na configuração fechada e a amostra é movida e são deixadas se desenvolverem pressões no dispositivo de processamento de amostras 200. Uma tal configuração também pode permitir que um usuário controle quando o fluido (isto é, líquido) é permitido entrar na câmara da válvula 234 e recolhido adjacente ao septo de válvula 236 (por exemplo, através do controle da velocidade a que o dispositivo de processamento de amostras 200 é girado, a qual afeta a força centrífuga exercida sobre a amostra, por exemplo, quando a tensão superficial da amostra permanece constante; e/ou através do controle da tensão superficial da amostra). Ou seja, a válvula capilar 230 pode impedir que o fluido (isto é, líquido) entre na câmara de válvula 234 e se agrupe ou recolha adjacente ao septo de válvula 236 antes de abrir a válvula do septo 232, isto é, quando o septo da válvula 236 esta na configuração fechada. A válvula capilar 230 e a válvula de septo 232 podem, em conjunto ou separadamente, ser chamadas de uma “válvula” ou “estrutura de válvulas” do dispositivo de processamento de amostras 200.

[00106] Ao impedir o fluido (ou seja, líquido) de se recolher adjacente a um lado do septo da válvula 236, o septo da válvula pode ser aberto, isto é, mudado de uma configuração fechada para uma configuração aberta, sem interferência de outro material. Por exemplo, em algumas modalidades, o septo de válvula 236 pode ser aberto formando um espaço vazio no septo da válvula 236 dirigindo a energia eletromagnética de um comprimento de onda adequado em um lado do septo 236 da válvula (por exemplo, na superfície de topo da amostra 206 dispositivo de processamento 200). Como mencionado acima, os presentes inventores descobriram que, em alguns casos, se o líquido for recolhido no lado oposto do septo da válvula 236, o líquido pode interferir com o processo de formação de espaço vazio (por exemplo, fusão) pelo funcionamento como um dissipador de calor para a energia eletromagnética, a qual pode aumentar a energia e/ou tempo necessário para formar um espaço vazio no septo da válvula 236. Como resultado, ao impedir que o fluido (isto é, líquido) se recolha adjacente a um lado do septo da válvula 236, o septo da válvula 236 pode ser aberto dirigindo a energia eletromagnética a um primeiro lado do septo da válvula 236 quando nenhum fluido (por exemplo, um líquido, como uma amostra ou reagente) está presente em um segundo lado do septo da válvula 236.

[00107] Como resultado, a válvula capilar 230 funciona para (i) formar eficazmente uma extremidade fechada do reservatório de medição 218 de modo que um volume selecionado de um material pode ser medido e fornecido à câmara de processo a jusante 250, e (ii) impedir eficazmente fluidos (por exemplo, líquidos) de se recolherem em um lado adjacente do septo da válvula 236 quando o septo da válvula 236 se encontra na sua configuração fechada, por exemplo, criando um bloqueio de vapor na câmara de válvula 234.

[00108] Em algumas modalidades, a estrutura de válvula pode incluir uma direção longitudinal orientada substancialmente radialmente em relação ao centro 201 do dispositivo de processamento de amostras 200. Em algumas modalidades, o septo da válvula 236 pode incluir um comprimento que se estende na direção longitudinal, maior que as dimensões de uma ou mais aberturas ou espaços vazios que podem ser formadas no septo da válvula 236, de tal modo que uma ou mais aberturas podem ser formadas ao longo do comprimento do septo da válvula 236, como desejado. Ou seja, em algumas modalidades, pode ser possível remover aliquotas selecionadas de uma amostra através da formação de aberturas em locais selecionados ao longo do comprimento do septo da válvula 236. O volume da alíquota selecionado pode ser determinado em função da distância radial entre as aberturas (por exemplo, medidas em relação ao eixo de rotação BB)) e a área da seção transversal da câmara de válvula 234 entre as aberturas. Outras modalidades e detalhes de uma tal “válvula variável” podem ser encontradas na Patente U.S. n° 7.322.254 e Publicação de Pedido de Patente U.S. n° 2010/0167304.

[00109] Depois de uma abertura ou espaço vazio ter sido formada no septo da válvula 236, a câmara de válvula 234 fica em comunicação fluida com as estruturas de fluido a jusante, como a câmara de processo 250 e qualquer canal de distribuição entre si, através do espaço vazio no septo da válvula 236. Como mencionado acima, depois de uma amostra ter sido carregada no lado de manuseamento de amostra 211 da raia 203, a primeira abertura de entrada 210 pode ser fechada, lacrada e/ou plugada. Como tal, o dispositivo de processamento de amostras 200 pode ser isolado do ambiente ou “não ventilado” durante o processamento.

[00110] Como é usado em conexão com a presente descrição, uma “matriz de processamento não ventilada” ou “sistema de distribuição não ventilado” é um sistema de distribuição (isto é, a matriz de processamento ou raia 203), sendo que as únicas aberturas que conduzem o volume das estruturas do fluido nela estão situadas na câmara de entrada 215 para a amostra (ou na câmara de entrada 265 para o reagente). Em outras palavras, para atingir a câmara de processo 250 dentro de uma matriz de processamento não ventilada, os materiais de amostra (e/ou um reagente) são fornecidos à câmara de entrada 215 (ou à câmara de entrada 265), e a câmara de entrada 215 é subsequentemente isolada do ambiente. Conforme mostrado nas Figuras 2 a 8, tal matriz de processamento de distribuição não ventilada pode incluir um ou mais canais dedicados para fornecer os materiais de amostra para a câmara de processo 250 (por exemplo, em uma direção a jusante) e um ou mais canais dedicados para permitir que o ar ou um outro fluido saia da câmara de processo 250 através de uma trajetória diferente daquela em que a amostra está se movendo. Ao contrário, um sistema de distribuição ventilado seria aberto para um ambiente durante o processamento e provavelmente também incluiria saídas de ar posicionadas em um ou mais locais ao longo da matriz de processamento, como na proximidade da câmara de processo 250. Como acima mencionado, uma matriz de processamento não ventilada impede a contaminação entre um ambiente e o interior do dispositivo de processamento de amostras 200 (por exemplo, vazamento do dispositivo de processamento de amostras 200, ou a introdução de contaminantes de um ambiente ou usuário para a matriz de processamento de amostras 200), e também impede a contaminação cruzada entre múltiplas amostras ou raias 203 em um dispositivo de processamento de amostra 200.

[00111] Conforme mostrado nas Figuras 3, 5, e 7, para facilitar o fluxo de fluido no dispositivo de processamento de amostras 200 durante o processamento, a raia 203 pode incluir um ou mais canais de equilíbrio 255 posicionados para acoplar fluidicamente uma porção da raia 203 a jusante ou radialmente para fora (por exemplo, a câmara de processo 250) com uma ou mais estruturas de fluido que estão a montante, ou radialmente para dentro da câmara de processo 250 (por exemplo, pelo menos uma porção da câmara de entrada 215, pelo menos uma porção da câmara de entrada 265 no lado de manuseamento de reagente 261, ou ambos).

[00112] Somente a título de exemplo, cada raia 203 do dispositivo de processamento de amostras ilustrado 200, conforme mostrado nas Figuras 6 e 7, inclui um canal de equilíbrio 255 posicionado para se acoplar fluidicamente à câmara de processo 250 com uma porção a montante, ou radialmente para dentro (isto é, em relação ao centro 201) da câmara de entrada de reagente 265 no lado de manuseamento de reagente 261 da raia 203. O canal de equilíbrio 255 é um canal adicional, que permite o movimento do fluido a montante (por exemplo, gases, como o ar aprisionado) de vapor bloqueado, de outro modo, de porções a jusante das estruturas de fluido para facilitar o movimento a jusante do outro fluido (por exemplo, um material de amostra, líquidos, etc.) em regiões bloqueadas para vapor, de outro modo, do dispositivo de processamento de amostra 200. Tal canal de equilíbrio 255 permite que as estruturas do fluido no dispositivo de processamento de amostras 200 permaneçam não ventiladas ou fechadas ao ambiente durante o processamento da amostra, isto é, durante o movimento do fluido no dispositivo de processamento de amostras 200. Como resultado, em algumas modalidades, o canal de equilíbrio 255 pode ser chamado de um “respiro interno” ou um “canal de respiro”, e o processo de liberação de líquido aprisionado para facilitar o movimento de material pode ser chamado de “respiro internamente”.

[00113] Dito de outra maneira, em algumas modalidades, o fluxo de amostra (ou de reagente) a partir de uma câmara de entrada 215 (ou da câmara de entrada de reagente 265) para a câmara de processo 250 pode definir uma primeira direção de movimento, e o canal de equilíbrio 255 pode definir uma segunda direção de movimento que é diferente da primeira direção. Particularmente, a segunda direção é oposta, ou substancialmente oposta, à primeira direção. Quando uma amostra (ou reagente) é movida para a câmara de processo 250 através de uma força (por exemplo, a força centrífuga), a primeira direção pode ser orientada, em geral, ao longo da direção da força, e a segunda direção pode ser orientada, em geral, oposta à direção da força.

[00114] Quando o septo da válvula 236 é alterado para a configuração aberta (por exemplo, através da emissão de energia eletromagnética no septo 236), o bloqueio de vapor na câmara da válvula 234 pode ser liberado, pelo menos parcialmente, porque o canal de equilíbrio 255 que conecta o lado de jusante septo 236 volta para a câmara de entrada 265. A liberação do bloqueio de vapor pode permitir que o fluido (por exemplo, líquido) flua para a rota de fluido 228, na câmara de válvula 234, e para a câmara de processo 250. Em algumas modalidades, este fenômeno pode ser facilitado quando os canais e câmaras são hidrofóbicas ou, em geral, definidas por superfícies hidrofóbicas. Ou seja, em algumas modalidades, o substrato 202 e as coberturas ou camadas 204, 205 e 208 (ou adesivos revestidos nela, por exemplo, compreendendo de poliureia de silicone) que definem, pelo menos parcialmente, o canal e as câmaras podem ser formados por materiais hidrofóbicos ou incluir superfícies hidrofóbicas. Em algumas modalidades, o fluido pode fluir na rota de fluido 228, quando uma força suficiente tiver sido exercida sobre o fluido (por exemplo, quando uma força limite sobre o fluido tiver sido alcançada, por exemplo, quando a rotação do dispositivo de processamento de amostras 200 ao redor do eixo de rotação B-B tiver excedido um limite de aceleração ou aceleração rotacional). Depois do fluido ter superado as forças de capilar na válvula capilar 230, o fluido pode fluir através do septo da válvula aberta 236 para estruturas de fluido a jusante (por exemplo, a câmara de processo 250).

[00115] O movimento do material da amostra no interior de dispositivos de processamento de amostras que incluem sistemas de distribuição não ventilados pode ser facilitado por aceleração e desaceleração alternadamente do dispositivo, durante a rotação, essencialmente por remoção do excesso de ar dos materiais da amostra através dos vários canais e câmaras. A rotação pode ser realizada usando, pelo menos, dois ciclos de aceleração/desaceleração, isto é, uma aceleração inicial, seguida por uma desaceleração, e segundo ciclo de aceleração e segundo ciclo de desaceleração. Qualquer um dos processos ou sistemas de carregamento ou esquemas de aceleração/desaceleração descritos com respeito à Figura 1 pode também ser empregado no dispositivo de processamento de amostras de 200 das Figuras 2 a 8.

[00116] Conforme mostrado nas Figuras 6 e 7, o canal de equilíbrio 255 pode ser formada de uma série de canais na superfície de topo 206 e/ou a superfície de fundo 209 do substrato 202, e uma ou mais vias, que se estendem entre a superfície de topo 206 e a superfície de fundo 209, o que pode auxiliar na travessia de porções escalonadas na superfície de topo 206 do substrato 202. Especificamente, conforme mostrado na Figura 6, o canal de equilíbrio ilustrado 255 inclui um primeiro canal ou porção 256 que se estende ao longo da superfície de topo 206 de um degrau mais externo 213; uma primeira via 257 que se estende desde a superfície de topo 206 para a superfície de fundo 209, para evitar que o canal de equilíbrio 255 tenha que atravessar a porção em degrau da superfície de topo 206; e uma segunda porção ou canal 258 (vide Figura 7) para uma porção orientada radialmente para dentro da câmara de entrada 265.

[00117] Ar ou outro fluido no interior da câmara de processo 250 pode ser deslocado quando a câmara de processo 250 recebe um material de amostra ou outro material. O canal de equilíbrio 255 pode fornecer uma trajetória para o ar deslocado ou outro fluido deslocado para passar para fora da câmara de processo 250. O canal de equilíbrio 255 pode auxiliar no movimento mais eficiente do fluido através do dispositivo de processamento de amostras 200 equilibrando a pressão no interior de cada sistema de distribuição ou matriz de processamento do dispositivo de processamento de amostras 200 (por exemplo, a entrada da câmara 215 e a câmara de processo 250, e dos vários canais que conectam a câmara de entrada 215 e a câmara de processo 250), permitindo que alguns canais do sistema de distribuição sejam dedicados ao fluxo de um fluido em uma direção (por exemplo, em uma direção a montante ou a jusante). Na modalidade ilustrada nas Figuras 2 a 8, a amostra, em geral, flui a jusante e radialmente para fora (por exemplo, quando o dispositivo de processamento de amostras 200 é girado em torno do centro 201) a partir da câmara de entrada 215, através da válvula capilar 230 e a válvula de septo 232, e através do canal de distribuição 240, para a câmara de processo 250. Outros fluidos (por exemplo, os gases presentes na câmara de processo 250), em geral, podem fluir radialmente para dentro ou a montante (isto é, em geral, opostos à direção do movimento da amostra) a partir da câmara de processo 250, através do canal de equilíbrio 255, para a câmara de entrada 265.

[00118] Voltando à estrutura de válvulas, o lado a jusante da válvula de septo 236 (isto é, que fica voltado para a superfície de topo 206 do dispositivo de processamento de amostras ilustrado 200; vide Figuras 6 e 8) fica voltado e, eventualmente, se abre para (por exemplo, depois de uma abertura ou espaço vazio ser formada no septo da válvula 236) um canal de distribuição 240 que acopla fluidicamente a câmara da válvula 234 (e, por fim, a câmara de entrada 215 e, particularmente, o reservatório de medição 218) e a câmara de processo 250. Semelhante ao canal de equilíbrio 255, os canais de distribuição 240 podem ser formados de uma série de canais na superfície de topo 206 e/ou na superfície de fundo 209 do substrato 202 e uma ou mais vias que se estendem entre a superfície de topo 206 e a superfície de fundo 209, que podem auxiliar na travessia de porções escalonadas na superfície de topo 206 do substrato 202. Por exemplo, conforme mostrado nas Figuras 6 a 8, em algumas modalidades, o canal de distribuição 240 pode incluir uma primeira porção ou canal 242 (vide Figuras 6 e 8) que se estende ao longo da superfície de topo 206 do degrau do meio 213 do substrato 202; uma primeira via 244 (vide Figuras 6 a 8) que se estende a partir da superfície de topo 206 para a superfície de fundo 209; um segundo canal ou porção 246 (vide Figuras 7 e 8) que se estende ao longo da superfície de fundo 209 para evitar a travessia da superfície de topo escalonada 206; uma segunda via 247 (vide Figuras 6 a 8) que se estende a partir da superfície de fundo 209 para a superfície de topo 206, e uma terceiro canal ou porção 248 (vide Figuras 6 e 8) que se estende ao longo da superfície de topo 206 e se esvazia na câmara de processo 250.

[00119] Todas as camadas e coberturas são removidas do dispositivo de processamento de amostras 200 nas Figuras 4 a 8 por uma questão de simplicidade, de modo que o substrato 202 sozinho é mostrado; entretanto, deve ser entendido que quaisquer canais e câmaras formadas sobre a superfície de fundo 209 também podem ser pelo menos parcialmente definidas pela(s) segunda camada 208, e que quaisquer canais e câmaras formadas na superfície de topo 206, também podem ser, pelo menos parcialmente definidas pela(s) primeira camada 204, como mostrado nas Figuras 2 e 3.

[00120] A força pode ser exercida sobre uma amostra para fazer com que ela se mova a partir da câmara de entrada 215 (isto é, do reservatório de medição 218), através da rota de fluido 228, para a câmara de válvula 234, através de um espaço vazio no septo da válvula 236, ao longo do canal de distribuição opcional 240, e para dentro da câmara de processo 250. Como mencionado acima, tal força pode ser a força centrífuga que pode ser gerada pelo giro do dispositivo de processamento de amostras 200, por exemplo, ao redor do eixo de rotação B-B, para mover a amostras radialmente para fora a partir do eixo de rotação B-B (isto é, porque pelo menos uma porção da câmara de processo 250 está situada radialmente para fora da câmara de entrada de 215). Entretanto, tal força pode também ser estabelecida por um diferencial de pressão (por exemplo, pressão positiva e/ou negativa), e/ou força gravitacional. Sob uma força apropriada, a amostra pode atravessar as várias estruturas de fluidos, incluindo as vias, para, por fim, residir na câmara de processo 250. Particularmente, um volume selecionado, como controlado pelo reservatório de medição 218 (isto é, chicanas 216 e reservatório de resíduos 220), da amostra será movido para a câmara de processo 250, depois da válvula de septo 232 ser aberta e uma força suficiente ser exercida sobre a amostra para mover a amostra através da rota de fluido 228 da válvula capilar 230.

[00121] Na modalidade ilustrada nas Figuras 2 a 8, o septo da válvula 236 está situado entre a câmara de válvula 234 e a câmara de detecção (ou de processo) 250, e, particularmente, está situado entre a câmara de válvula 234 e o canal de distribuição 240 que conduz à câmara de processo 250. Embora o canal de distribuição 240 seja mostrada apenas a título de exemplo, deve ser entendido que, em algumas modalidades, a câmara de válvula 234 pode abrir diretamente na câmara de processo 250, de tal modo que o septo da válvula 236 é posicionado diretamente entre a câmara de válvula 234 e a câmara de processo 250.

[00122] O lado de manuseamento de reagente 261 da raia 203 pode ser configurado substancialmente da mesma forma que o lado de manuseamento de amostra 211 da raia 203. Portanto, todos os detalhes, características ou alternativas dos mesmos das características do lado de manuseamento de amostra 211 acima descritas podem ser estendidos para as características do lado de manuseamento de reagente 261. Conforme mostrado nas Figuras 3, 5 e 7, o lado de manuseamento de reagente 261 inclui a segunda abertura de entrada 260 que abre para dentro da cavidade ou câmara de entrada 265. Conforme mostrado, em algumas modalidades, a câmara de entrada 265 pode incluir uma ou mais chicanas ou paredes 266 ou outras estruturas de direcionamento de fluido adequadas que estão posicionadas para dividir a câmara de entrada 265 em pelo menos uma porção, câmara ou reservatório de medição 268 e uma porção, câmara ou reservatório de resíduos 270. As chicanas 266 podem funcionar para dirigir e/ou conter o fluido na câmara de entrada 265. Conforme mostrado na modalidade ilustrada, um reagente pode ser carregado no dispositivo de processamento de amostras 200 na mesma raia 203 que a amostra correspondente através da abertura de entrada 260. Em algumas modalidades, o reagente também pode incluir um coquetel de reagente completo ou mistura mestre que pode ser carregado no momento desejado para um dado ensaio. Entretanto, em algumas modalidades, o reagente também pode incluir múltiplas porções que são carregadas em diferentes momentos, como necessário para um determinado ensaio. Vantagens particulares foram observadas onde o reagente está na forma de um coquetel de ensaio ou de mistura mestre, de tal modo que todas as enzimas, marcadores fluorescentes, sondas, e similares, que são necessários para um determinado ensaio podem ser carregados (por exemplo, por um usuário não versado na técnica) de uma só vez e, subsequentemente, medidos e fornecidos (pelo dispositivo de processamento de amostras 200) para a amostra, quando apropriado.

[00123] Após o reagente ser carregados no dispositivo de processamento de amostras 200, o dispositivo de processamento de amostras 200 pode ser girado ao redor do eixo de rotação B-B, direcionando (por exemplo, por uma ou mais chicanas 266) o reagente para o reservatório de medição 268. O reservatório de medição 268 está configurado para reter ou manter um volume de um material selecionado, qualquer excesso sendo dirigido para o reservatório de resíduos 270. Em algumas modalidades, a câmara de entrada 265, ou uma porção da mesma pode ser chamada de uma “primeira câmara” ou uma “primeira câmara de processo”, e a câmara de processo 250 pode ser chamada de uma “segunda câmara” ou uma “segunda câmara de processo”.

[00124] Conforme mostrado na Figura 7, o reservatório de medição 268 inclui uma primeira extremidade 272 posicionada em direção ao centro 201 do dispositivo de processamento de amostras 200 e o eixo de rotação B-B, e uma segunda extremidade 274 posicionada em direção contrária ao centro 201 e o eixo de rotação B-B (isto é, radialmente para fora da primeira extremidade 272), de tal modo que, na medida em que o dispositivo de processamento de amostras 200 é girado, o reagente é forçado em direção à segunda extremidade 274 do reservatório de medição 268. As uma ou mais chicanas ou paredes 266 que definem a segunda extremidade 274 do reservatório de medição 268 podem incluir uma base 273 e uma parede lateral 276 (por exemplo, uma parede lateral parcial) que estão dispostas para definir um volume selecionado. A parede lateral 276 está disposta e formatada para permitir que qualquer volume em excesso do volume selecionado transborde da parede lateral 276 e corra para o reservatório de resíduos 270. Como resultado, pelo menos uma porção do reservatório de resíduos 270 pode ser posicionada radialmente para fora do reservatório de medição 268 ou do restante da câmara de entrada 265, para facilitar o movimento do volume em excesso de material no reservatório de resíduos 270 impedir que o volume em excesso se mova de volta para o reservatório de medição 268, na medida em que que o dispositivo de processamento de amostras 200 é girado.

[00125] Em outras palavras, ainda com referência à Figura 7, a câmara de entrada 265 pode incluir uma ou mais primeiras chicanas 266A que estão posicionadas para dirigir o material a partir da abertura de entrada 260 para o reservatório de medição 268, e uma ou mais segundas chicanas 266B que estão posicionadas para conter fluido de um volume selecionado e/ou dirigir fluido em excesso do volume selecionado para o reservatório de resíduos 270.

[00126] Conforme mostrado, a base 273 pode incluir uma abertura ou rota de fluido 278 formada na mesma, que pode ser configurada de modo a formar pelo menos uma porção de uma válvula capilar 280. A válvula capilar 280 e reservatório de medição 268 podem funcionar da mesma forma que a válvula capilar 230 e o reservatório de medição 218 do lado de manuseamento de amostra 211 da raia 203. Além disso, as razões de aspecto da rota de fluido 278, e variações das mesmas, podem ser as mesmas que as descritos acima em relação à válvula capilar 230.

[00127] Conforme mostrado nas Figuras 3, 5 e 7, em algumas modalidades, o reservatório do reagente de medição 268 pode ser configurado para reter um volume maior que o reservatório da amostra de medição 218. Como resultado, um volume desejado (e relativamente pequeno) de amostra necessário para um ensaio particular pode ser retido pelo reservatório de medição de amostra 218 e enviado a jusante (por exemplo, através das estruturas de válvulas 230, 232 e canal de distribuição 240) para a câmara de processo 250 para processamento, e um volume desejado (e relativamente maior) do reagente necessário para um ensaio particular (ou um degrau do mesmo) pode ser retido pelo reservatório de medição de reagentes 268 e enviado a jusante da câmara de processo 250 para processamento através de estruturas que vão agora ser descritas.

[00128] Semelhante ao lado de manuseamento de amostra 211, a válvula capilar 280 no lado de manuseamento de reagente 261 pode ser disposta em série com uma válvula de septo 282. A válvula de septo 282 pode incluir uma câmara de válvula 284 e um septo da válvula 286. Conforme descrito acima em relação ao septo 236, o septo 286 pode estar situado entre a câmara de válvula 284 e uma ou mais estruturas de fluido a jusante do dispositivo de processamento de amostras 200, e o septo 286 pode incluir uma configuração fechada e aberta, e pode evitar que os fluidos (isto é, líquidos) se movam entre a câmara de válvula 284 e quaisquer estruturas de fluido a jusante, quando a mesma é intacta.

[00129] O septo da válvula 286 pode incluir ou ser formado de qualquer um dos materiais descritos acima em relação ao septo da válvula 236, e pode ser configurado e operado de forma semelhante. Em algumas modalidades, o septo da válvula de reagente 286 pode ser suscetível a um diferente comprimento de onda ou faixa de comprimento de onda da energia eletromagnética que o septo da válvula de amostra 236, mas, em algumas modalidades, os dois septos de válvulas 236 e 286 podem ser substancialmente os mesmos e suscetíveis à mesma energia eletromagnética, de tal modo que uma fonte de energia (por exemplo, um laser), pode ser usada para a abertura de todas as válvulas de septo 230 e 280 no dispositivo de processamento de amostras 200.

[00130] Depois de uma abertura ou espaço vazio ter sido formada no septo da válvula 286, a câmara de válvula 284 fica em comunicação fluida com as estruturas de fluido a jusante, como a câmara de processo 250 através do espaço vazio no septo da válvula 286, sendo que o reagente pode ser combinado com a amostra. Depois de um reagente ter sido carregado no lado de manuseamento de reagente 261 da raia 203, a segunda abertura de entrada 260 pode ser fechada, lacrada e/ou plugada. Como tal, o dispositivo de processamento de amostras 200 pode ser isolado do ambiente ou “não ventilado” durante o processamento.

[00131] Na modalidade ilustrada nas Figuras 2 a 8, o mesmo canal de equilíbrio 255 pode facilitar o movimento de fluido em uma direção a jusante tanto no lado de manuseamento de amostra 211 quanto no lado de manuseamento de reagente 261 para auxiliar no movimento tanto da amostra quanto do reagente para a câmara de processo 250, que pode ocorrer em simultâneo ou em momentos diferentes.

[00132] O lado a jusante do septo da válvula 286 (ou seja, que fica voltado para a superfície de topo 206 do dispositivo de processamento de amostras ilustrado 200; vide Figura 6) fica voltado e, eventualmente, se abre para (por exemplo, depois de uma abertura ou espaço vazio ser formada no septo da válvula 236) um canal de distribuição 290 que acopla fluidicamente a câmara da válvula 284 (e, por fim, a câmara de entrada 265 e, particularmente, o reservatório de medição 268) e a câmara de processo 250. Semelhante ao canal de equilíbrio 255 e ao canal de distribuição de amostras 240, o canal de distribuição 290 pode ser formado de uma série de canais na superfície de topo 206 e/ou na superfície de fundo 209 do substrato 202, e uma ou mais vias, que se estendem entre a superfície de topo 206 e a superfície de fundo 209, que podem auxiliar na travessia das porções escalonadas na superfície de topo 206 do substrato 202. Por exemplo, conforme mostrado nas Figuras 6 e 7, em algumas modalidades, o canal de distribuição 290 pode incluir um primeiro canal ou porção 292 (vide Figura 6) que se estende ao longo da superfície de topo 206 do degrau do meio 213 do substrato 202; uma primeira via 294 (vide Figuras 6 e 7) que se estende a partir da superfície de topo 206 para a superfície de fundo 209; um segundo canal ou porção 296 (vide Figura 7) que se estende ao longo da superfície de fundo 209 para evitar a travessia da superfície de topo escalonada 206; uma segunda via 297 (vide Figuras 6 e 7) que se estende da superfície de fundo 209 para a superfície de topo 206, e um terceiro canal ou porção 298 (vide Figura 6) que se estende ao longo da superfície de topo 206 e se esvazia na câmara de processo 250.

[00133] A força pode ser exercida sobre um reagente para fazer com que ele se mova a partir da câmara de entrada 265 (isto é, o reservatório de medição 268), através da rota de fluido 278, na câmara de válvula 284, através de um espaço vazio no septo da válvula 286, ao longo do canal de distribuição 290, e na câmara de processo 250, onde o reagente e uma amostra podem ser combinados. Como mencionado acima, tal força pode ser a força centrífuga que pode ser gerada pelo giro do dispositivo de processamento de amostras 200, por exemplo, ao redor do eixo de rotação B-B, mas essa força pode também ser estabelecida por um diferencial de pressão (por exemplo, pressão positiva e/ou negativa), e/ou força gravitacional. Sob uma força apropriada, o reagente pode atravessar as várias estruturas de fluidos, incluindo as vias, para, por fim, residir na câmara de processo 250. Particularmente, um volume selecionado, como controlado pelo reservatório de medição 268 (isto é, chicanas 266 e reservatório de resíduos 270), do reagente será movido para a câmara de processo 250, depois da válvula de septo 282 ser aberta e uma força suficiente ser exercida sobre o reagente para mover o reagente através da rota de fluido 278 da válvula capilar 280.

[00134] Na modalidade ilustrada nas Figuras 2 a 8, o septo da válvula 286 está situado entre a câmara de válvula 284 e a câmara de detecção (ou de processo) 250 e, particularmente, está situado entre a câmara de válvula 284 e o canal de distribuição 290 que conduz à câmara de processo 250. Embora o canal de distribuição 290 seja mostrado apenas a título de exemplo, deve ser entendido que, em algumas modalidades, a câmara de válvula 284 pode abrir diretamente na câmara de processo 250, de tal modo que o septo da válvula 286 é posicionado diretamente entre a câmara de válvula 284 e a câmara de processo 250. Além disso, em algumas modalidades, nem o canal de distribuição de amostra 240, nem o canal de distribuição de reagentes 290 é empregada, ou somente um dos canais de distribuição 240, 290 é empregado, em vez de ambos, como ilustrado na modalidade das Figuras 2 a 8.

[00135] O processo seguinte descreve um método exemplar de processamento de uma amostra usando o dispositivo de processamento de amostras 200 das Figuras 2 a 8.

[00136] Somente a título de exemplo, para o processo seguinte, a amostra e o reagente irão ser ambos carregados no dispositivo de processamento de amostras 200 antes do dispositivo de processamento de amostras 200 estar posicionado sobre ou dentro de um sistema de processamento de amostra ou de um instrumento, como os sistemas descritos no Pedido de patente copendente U.S. n° 61/487.618, depositado em 18 de Maio de 2011. Entretanto, deve ser entendido que a amostra e o reagente, em vez disso, podem ser carregados no dispositivo de processamento de amostras 200, após uma varredura de fundo das câmaras de processo 250 ter sido obtida.

[00137] A amostra e o reagente podem ser carregados no dispositivo de processamento de amostras ou “disco” 200, removendo a camada de pré-uso 205 sobre a raia 203 de interesse e injeção (por exemplo, pipetagem) da amostra em bruto para dentro da câmara de entrada 215 através da abertura de entrada 210 no lado de manuseamento de amostra 211 da raia 203. O reagente pode também ser carregado neste momento, portanto, para este exemplo, vamos supor que o reagente também é carregado no disco 200, desta vez por injeção do reagente na câmara de entrada 265 através da abertura de entrada 260 no lado de manuseamento de reagente 261 da raia 203. Um plugue 207, ou outro vedante, filme, ou cobertura adequado podem então ser usados para vedação das aberturas 210, 260 a partir de um ambiente, conforme descrito acima. Por exemplo, em algumas modalidades, a camada de pré-uso 205 pode simplesmente ser substituída sobre as aberturas de entrada 210, 260.

[00138] O disco 200 pode então ser obrigado a girar ao redor do seu centro 201 e ao redor do eixo de rotação do B-B. O disco 200 pode ser girado a uma primeira velocidade (ou perfil de velocidade) e uma primeira aceleração (ou perfil de aceleração) suficientes para forçar a amostra e o reagente para os seus respectivos reservatórios de medição 218, 268, com qualquer excesso sobre os volumes desejados sendo dirigido nos respectivos reservatórios de resíduos 220, 270.

[00139] Por exemplo, em algumas modalidades, um primeiro perfil de velocidade pode incluir o seguinte: o disco 200 é (i) girado a uma primeira velocidade para mover os materiais para seus respectivos reservatórios de medição 218, 268 sem forçar todo o material diretamente nos reservatórios de medição 220, 270, (ii) manter por um período de tempo (por exemplo, 3 segundos), e (iii) girar a uma segunda velocidade para fazer com que qualquer quantidade de material maior que o volume do reservatório de medição 218, 268 transborde nos reservatório de resíduos 220, 270. Tal esquema de rotação pode ser chamado de um “perfil de medição”, “esquema de medição”, ou similares, porque permite que os materiais sejam movidos para os respectivos reservatórios de medição 218, 268, assegurando que os materiais não são forçados inteiramente nos reservatórios de resíduos 220, 270. Em um exemplo, a velocidade e aceleração são mantidas abaixo de uma velocidade e aceleração que podem fazer com que a amostra e/ou reagente se mova para a respectiva rota de fluido 228, 278 e “molhe” o septo da válvula 236, 286. Devido aos perfis de velocidade e aceleração serem suficientes para medir a amostra e o reagente, enquanto permanecendo abaixo o que poderia causar a molhagem dos septos 236, 286, eles podem simplesmente ser descritos como uma “primeira” velocidade e aceleração. Ou seja, a primeira velocidade e aceleração é insuficiente para forçar a amostra ou o reagente para as respectivas rotas do fluido 228, 278, de tal modo que os volumes medidos da amostra e do reagente permanecem na respectiva câmara de entrada 215, 265.

[00140] O disco 200 pode ser deixado continuar a girar para quaisquer varreduras iniciais ou de fundo que podem ser necessárias para um ensaio particular ou para a validação do sistema. Detalhes adicionais sobre esses sistemas de validação e de detecção podem ser encontrados no Pedido U.S. N°. 61/487.618 depositado em 18 de maio de 2011.

[00141] O disco 200 pode ser impedido de girar e uma ou tanto a válvula do septo de amostra 232 quanto a válvula do septo de reagente 282 podem ser abertas, por exemplo, pela formação de um espaço vazio no(s) septo da válvula 236, 286. Tal espaço vazio pode ser formado dirigindo a energia eletromagnética na superfície de topo de cada septo 236, 286, por exemplo, usando um sistema e método de controle de válvula de laser, como descrito nas Patentes U.S. N°s 7.709.249, 7.507.575, 7.527.763 e 7.867.767. Para o propósito deste exemplo, vamos assumir que a amostra é movida para a câmara de processo 250 primeiro e, portanto, o septo da válvula de amostra 236 é aberto pela primeira vez. O septo da válvula de amostra 236 pode estar situado e aberto para colocar a câmara de entrada 215 e a câmara de processo 250 em comunicação fluida através de uma direção a jusante.

[00142] O disco 200 pode, então, ser girado a uma segunda velocidade (ou perfil de velocidade) e a primeira aceleração (ou perfil de aceleração) suficientes para movimentar a amostra na rota de fluido 228 (por exemplo, suficiente para abrir a válvula capilar 230 e permitir que a amostra mova através da mesma), através da abertura formada no septo 236, através do canal de distribuição 240, e para dentro da câmara de processo 250. Entretanto, qualquer fluido (por exemplo, gás) presente na câmara de processo 250 pode ser deslocado para dentro do canal de equilíbrio 255 na medida em que a amostra é movida na câmara de processo 250. Esta velocidade de rotação e de aceleração pode ser suficiente para mover a amostra para a câmara de detecção 250, mas não suficiente para fazer com que o reagente se mova na rota de fluido 278 da válvula capilar 280 e molhe o septo 286.

[00143] O disco 200 pode, então, ser girado e aquecido. Tal etapa de aquecimento pode causar a lise das células na amostra, por exemplo. Em algumas modalidades, é importante que o reagente não esteja presente na câmara de processo 250 para esta etapa de aquecimento, porque as temperaturas necessárias para a lise celular térmica pode desnaturar as enzimas necessárias (por exemplo, transcriptase reversa) presentes no reagente. A lise celular térmica é descrita apenas por meio de exemplo, entretanto, deve ser entendido que outros protocolos de lise (por exemplo, químicos) podem ser usados em vez disso.

[00144] O disco 200 pode, então, ser parado de girar e a válvula de septo de reagente 282 pode ser aberta. A válvula de septo de reagente 282 pode ser aberta pelo mesmo método que o da válvula de septo de amostra 232 para formar um espaço vazio no septo da válvula de reagente 286 para colocar a câmara de entrada 265 em comunicação fluida com a câmara de processo 250 através de uma direção a jusante.

[00145] O disco 200 pode, então, ser girado na segunda velocidade (ou perfil de velocidade) e a segunda aceleração (ou perfil de aceleração), ou superior, para transferir o reagente para a câmara de processo 250. A saber, a velocidade de rotação e a aceleração podem ser suficientes para mover o reagente na rota de fluido 278 (isto é, suficiente para abrir a válvula capilar 280 e permitir que o reagente se mova através da mesma), através da abertura formada no septo 286, através do canal de distribuição 290, e na câmara de detecção 250. Entretanto, qualquer fluido adicional (por exemplo, gás) presente na câmara de processo 250 pode ser deslocado para dentro do canal de equilíbrio 255 na medida em que o reagente é movido para a câmara de processo 250. Isto é particularmente possibilitado por modalidades, como o disco 200, porque quando o disco 200 está girando, qualquer líquido presente na câmara de processo 250 (por exemplo, a amostra) é forçado contra uma extremidade 252 (vide Figura 6), de modo que qualquer líquido presente na câmara de processo 250 será situado radialmente para fora dos locais em que o canal de distribuição 290 e o canal de equilíbrio 255 conectam a câmara de processo 250, de modo que a troca de gás pode ocorrer. Dito de outra maneira, quando o disco 200 está em girando, o canal de distribuição 290 e o canal de de equilíbrio 255 se conectam à câmara de processo 250 em um local que está a montante (por exemplo, radialmente para dentro) do nível do fluido na câmara de detecção 250. Por exemplo, o canal de distribuição 290 e o canal de equilíbrio 255 se conectam adjacentes a uma extremidade interior 251 da câmara de processo 250.

[00146] O giro do disco 200 pode, então, ser continuado como necessário para uma reação desejada e esquema de detecção. Por exemplo, agora que o reagente está na câmara de processo 250, a câmara de processo 250 pode ser aquecida até uma temperatura necessária para iniciar a transcrição reversa (por exemplo, 47°C). A ciclagem térmica adicional pode ser empregada, conforme necessário, como ciclos de aquecimento e resfriamento necessários para a PCR, etc.

[00147] Deve-se notar que o processo descrito acima pode ser empregado em uma raia 203 de cada vez sobre o disco 200, ou uma ou mais raias podem ser carregadas e processadas simultaneamente de acordo com este processo.

[00148] Embora várias modalidades da presente descrição sejam mostradas nos desenhos anexos por meio de exemplo apenas, deve ser entendido que uma variedade de combinações das modalidades aqui descritas e ilustradas pode ser empregada sem distanciamento do escopo da presente descrição. Por exemplo, cada raia 203 do dispositivo de processamento de amostras 200 é mostrada como incluindo, essencialmente, duas disposições de processamento 100 da Figura 1; entretanto, deve ser entendido que o dispositivo de processamento de amostras 200 é mostrado apenas a título de exemplo e não se destina a ser limitativo. Dessa forma, cada raia 203 pode, em vez disso, incluir menos ou mais do que duas disposições de processamento 100, conforme necessário para uma aplicação particular. Além disso, cada reservatório de medição 118, 218, 268 é ilustrado como estando em comunicação fluida com uma válvula capilar 130, 230, 280, que está ainda em comunicação fluida com uma válvula de septo 132, 232, 282. Entretanto, deve ser entendido que, em algumas modalidades, o reservatório de medição 118, 218, 268 pode estar em comunicação fluida somente com uma válvula capilar 130, 230, 280, de tal modo que, quando as forças de capilar são superadas, o volume selecionado de material é deixado mover-se de uma extremidade a jusante da válvula capilar 130, 230, 280 para a câmara de processo 250. Além disso, cada matriz de processamento 100, 211, 261 é ilustrada como incluindo uma câmara de entrada 115, 215, 265, e uma câmara de processo 150, 250, 250; entretanto, deve ser entendido que, muitas estruturas de fluidos e câmaras, conforme necessário, podem ser empregadas intermediariamente entre a câmara de entrada 115, 215, 265 e a câmara de processo 150, 250. Como resultado, a presente descrição deve ser considerada como um todo, para todas as várias características, elementos e alternativas a essas características e elementos aqui descritos, bem como as possíveis combinações de tais características e elementos.

[00149] As seguintes modalidades da presente descrição destinam-se a ser ilustrativas e não limitativas.

Modalidades

[00150] A modalidade 1 uma estrutura de medição em um dispositivo de processamento de amostras, o dispositivo de processamento de amostras configurado para ser girado ao redor de um eixo de rotação, a estrutura de medição compreendendo:
um reservatório de medição configurado para manter um volume de líquido selecionado, o reservatório de medição incluindo uma primeira extremidade e uma segunda extremidade posicionadas radialmente para fora da primeira extremidade, em relação ao eixo de rotação;
um reservatório de resíduos posicionado em comunicação fluida com a primeira extremidade do reservatório de medição e configurado para capturar o líquido em excesso a partir do reservatório de medição quando o volume selecionado do reservatório de medição é excedido, sendo que pelo menos uma porção do reservatório de resíduos está posicionada radialmente para fora do reservatório de medição, em relação ao eixo de rotação; e
uma válvula capilar em comunicação fluida com a segunda extremidade do reservatório de medição, sendo que a válvula capilar está posicionada radialmente para fora de pelo menos uma porção do reservatório de medição, em relação ao eixo de rotação, e está configurada para impedir a saída do líquido do reservatório de medição até desejado;
sendo que a estrutura de medição é não ventilada, de modo que a estrutura de medição não está em comunicação fluida com o ambiente.

[00151] A modalidade 2 é a estrutura de medição da modalidade 1, sendo que o reservatório de medição e o reservatório de resíduos formam, cada, uma porção de uma câmara de entrada do dispositivo de processamento de amostras, e sendo que o reservatório de medição e o reservatório de resíduos são separados por pelo menos uma chicana.

[00152] A modalidade 3 é a estrutura de medição da modalidade 2, compreendendo adicionalmente uma câmara de processo posicionada para estar em comunicação fluida com a câmara de entrada e configurada para receber o volume de fluido selecionado a partir do reservatório de medição através da válvula capilar.

[00153] A modalidade 4 é a estrutura de medição da modalidade 3, sendo que a câmara de processo define um volume para conter o líquido e compreendendo um fluido, e compreendendo adicionalmente um canal de equilíbrio posicionado para acoplar fluidicamente a câmara de processo com a câmara de entrada de tal modo que o fluido pode fluir a partir da câmara de processo para a câmara de entrada através do canal de equilíbrio sem entrar novamente na válvula capilar, sendo que o canal está posicionado para fornecer uma trajetória para o fluido a sair da câmara de processo quando o líquido entra na câmara de processo e desloca pelo menos uma porção do fluido.

[00154] A modalidade 5 é a estrutura de medição da modalidade 3, compreendendo adicionalmente um canal de equilíbrio posicionado em comunicação fluida entre a câmara de processo e a câmara de entrada para fornecer uma trajetória adicional para o fluido a sair da câmara de processo quando o líquido entra na câmara de processo e desloca pelo menos uma porção do fluido.

[00155] A modalidade 6 é a estrutura de medição de qualquer uma das modalidades 1-5, sendo que o reservatório de medição inclui uma base e uma parede lateral parcial disposta para definir o volume selecionado, e sendo que o reservatório de resíduos está posicionado para capturar o líquido em excesso que transborda por cima da parede lateral parcial quando o volume selecionado do reservatório de medição tiver sido excedido.

[00156] A modalidade 7 é a estrutura de medição de qualquer uma das modalidades 1, 2 e 6, compreendendo adicionalmente uma câmara de processo posicionada para estar em comunicação fluida com a segunda extremidade do reservatório de medição e configurada para receber o volume de líquido selecionado a partir do reservatório de medição através da válvula capilar.

[00157] A modalidade 8 é a estrutura de medição de qualquer uma das modalidades 1-7, sendo que a válvula capilar inclui uma entrada acoplada ao reservatório de medição, e uma saída, e compreendendo adicionalmente uma câmara adicional acoplada à saída da válvula capilar.

[00158] A modalidade 9 é a estrutura de medição de qualquer uma das modalidades 1-8, compreendendo adicionalmente uma válvula de septo em comunicação fluida com uma saída da válvula capilar.

[00159] A modalidade 10 é a estrutura de medição de qualquer uma das modalidades 1-8, compreendendo adicionalmente:
uma câmara de válvula em comunicação fluida com uma saída da válvula capilar;
uma câmara de processo posicionada para estar em comunicação fluida com uma saída da câmara de válvula; e
um septo de válvula situado entre a câmara de válvula e a câmara de processo, o septo da válvula tendo:
uma configuração fechada, sendo que a câmara de válvula e a câmara de processo não estão em comunicação fluida, e
uma configuração aberta, sendo que a câmara de válvula e a câmara de processo estão em comunicação fluida.

[00160] A modalidade 11 é a estrutura de medição da modalidade 10, sendo que a válvula capilar é configurada para impedir que o líquido absorva por efeito capilar fora do reservatório de medição pelo fluxo capilar e se recolha adjacente ao septo da válvula quando o septo da válvula está na configuração fechada.

[00161] A modalidade 12 é a estrutura de medição da modalidade 10 ou 11, sendo que o líquido é impedido de sair do reservatório de medição quando o septo da válvula está na configuração fechada por pelo menos um de:
as dimensões da rota de fluido,
a energia de superfície da rota de fluido,
a tensão superficial do líquido, e
qualquer gás presente na câmara de válvula.

[00162] A modalidade 13 é a estrutura de medição de qualquer uma das modalidades 10-12, sendo que a câmara de válvula, a válvula capilar, e o septo da válvula estão configurados de tal modo que a câmara de válvula fornece um bloqueio de vapor quando o septo da válvula está na configuração fechada.

[00163] A modalidade 14 é uma matriz de processamento em um dispositivo de processamento de amostras, o dispositivo de processamento de amostras configurado para ser girado ao redor de um eixo de rotação, a matriz de processamento compreendendo:
uma câmara de entrada compreendendo
um reservatório de medição configurado para manter um volume de líquido selecionado, o reservatório de medição incluindo uma primeira extremidade e uma segunda extremidade posicionadas radialmente para fora da primeira extremidade, em relação ao eixo de rotação,
um reservatório de resíduos posicionado em comunicação fluida com a primeira extremidade do reservatório de medição e configurado para capturar o líquido em excesso a partir do reservatório de medição quando o volume selecionado do reservatório de medição é excedido, sendo que pelo menos uma porção do reservatório de resíduos está posicionada radialmente para fora do reservatório de medição, em relação ao eixo de rotação, e
uma chicana posicionada para definir pelo menos parcialmente o volume selecionado do reservatório de medição e para separar o reservatório de medição e o reservatório de resíduos;
uma válvula capilar posicionada em comunicação fluida com a segunda extremidade do reservatório de medição da câmara de entrada, sendo que a válvula capilar está posicionada radialmente para fora de pelo menos uma porção do reservatório de medição, em relação ao eixo de rotação, e está configurada para impedir a saída do líquido do reservatório de medição até desejado; e
uma câmara de processo posicionada para estar em comunicação fluida com a câmara de entrada e configurada para receber o volume de fluido selecionado a partir do reservatório de medição através da válvula capilar.

[00164] A modalidade 15 é a matriz de processamento da modalidade 14, sendo que a matriz de processamento é não ventilada, de tal modo que a matriz de processamento não está em comunicação fluida com o ambiente.

[00165] A modalidade 16 é a matriz de processamento da modalidade 14 ou 15, sendo que a chicana é uma primeira chicana, e compreendendo adicionalmente pelo menos uma segunda chicana posicionada para dirigir o líquido para dentro do reservatório de medição da câmara de entrada.

[00166] A modalidade 17 é a matriz de processamento de qualquer uma das modalidades 14-16, sendo que a câmara de processo define um volume para conter o líquido e compreendendo um fluido, e compreendendo adicionalmente um canal de equilíbrio posicionado para acoplar fluidicamente a câmara de processo com a câmara de entrada de tal modo que o fluido pode fluir a partir da câmara de processo para a câmara de entrada através do canal de equilíbrio sem entrar novamente na válvula capilar, sendo que o canal está posicionado para fornecer uma trajetória para o fluido a sair da câmara de processo quando o líquido entra na câmara de processo e desloca pelo menos uma porção do fluido.

[00167] A modalidade 18 é a matriz de processamento de qualquer uma das modalidades 14-16, compreendendo adicionalmente um canal de equilíbrio posicionado em comunicação fluida entre a câmara de processo e a câmara de entrada para fornecer uma trajetória adicional para o fluido a sair da câmara de processo quando o líquido entra na câmara de processo e desloca pelo menos uma porção do fluido.

[00168] A modalidade 19 é a matriz de processamento de qualquer uma das modalidades 14-18, compreendendo adicionalmente uma válvula de septo posicionada entre a válvula capilar e a câmara de processo.

[00169] A modalidade 20 é a matriz de processamento de qualquer uma das modalidades 14-18, compreendendo adicionalmente:
uma câmara de válvula posicionada entre a válvula capilar e a câmara de processo;
um septo de válvula situado entre a câmara de válvula e a câmara de processo, o septo da válvula tendo:
uma configuração fechada, sendo que a câmara de válvula e a câmara de processo não estão em comunicação fluida, e
uma configuração aberta, sendo que a câmara de válvula e a câmara de processo estão em comunicação fluida.

[00170] A modalidade 21 é a matriz de processamento da modalidade 20, sendo que a válvula capilar é configurada para impedir que o líquido absorva por efeito capilar fora do reservatório de medição pelo fluxo capilar e se recolha adjacente ao septo da válvula quando o septo da válvula está na configuração fechada.

[00171] A modalidade 22 é a matriz de processamento da modalidade 20 ou 21, sendo que o líquido é impedido de sair do reservatório de medição quando o septo da válvula está na configuração fechada por pelo menos um de:
as dimensões da rota de fluido,
a energia de superfície da rota de fluido,
a tensão superficial do líquido, e
qualquer gás presente na câmara de válvula.

[00172] A modalidade 23 é a matriz de processamento de qualquer uma das modalidades 20-22, sendo que a câmara de válvula, a válvula capilar, e o septo da válvula estão configurados de tal modo que a câmara de válvula fornece um bloqueio de vapor quando o septo da válvula está na configuração fechada.

[00173] A modalidade 24 é um método para a medição volumétrica em um dispositivo de processamento de amostras, o método compreendendo:
fornecer um dispositivo de processamento de amostras configurado para ser girado ao redor de um eixo de rotação e que compreende uma matriz de processamento compreendendo
um reservatório de medição configurado para manter um volume de líquido selecionado, o reservatório de medição incluindo uma primeira extremidade e uma segunda extremidade posicionadas radialmente para fora da primeira extremidade, em relação ao eixo de rotação;
um reservatório de resíduos posicionado em comunicação fluida com a primeira extremidade do reservatório de medição e configurado para capturar o líquido em excesso a partir do reservatório de medição quando o volume selecionado do reservatório de medição é excedido, sendo que pelo menos uma porção do reservatório de resíduos está posicionada radialmente para fora do reservatório de medição, em relação ao eixo de rotação; e
uma válvula capilar em comunicação fluida com a segunda extremidade do reservatório de medição, sendo que a válvula capilar está posicionada radialmente para fora de pelo menos uma porção do reservatório de medição, em relação ao eixo de rotação, e está configurada para impedir a saída do líquido do reservatório de medição até desejado, e
uma câmara de processo posicionada para estar em comunicação fluida com o reservatório de medição através da válvula capilar;
posicionar um líquido na matriz de processamento do dispositivo de processamento de amostras;
medir o líquido pelo giro do dispositivo de processamento de amostras ao redor do eixo de rotação para exercer uma primeira força sobre o líquido, tal que o volume de líquido selecionado está contido no reservatório de medição e qualquer volume adicional do líquido é movido para o reservatório de resíduos mas não para a válvula capilar; e
após o líquido ser medido, mover o volume selecionado de líquido para a câmara de processo através da válvula capilar pelo giro do dispositivo de processamento de amostras ao redor do eixo de rotação para exercer uma segunda força sobre o líquido que é maior que a primeira força.

[00174] A modalidade 25 é o método da modalidade 24, sendo que o dispositivo de processamento de amostras compreende adicionalmente:
uma câmara de válvula posicionada entre a válvula capilar e a câmara de processo; e
um septo de válvula situado entre a câmara de válvula e a câmara de processo, o septo da válvula tendo:
uma configuração fechada, sendo que a câmara de válvula e a câmara de processo não estão em comunicação fluida, e
uma configuração aberta, sendo que a câmara de válvula e a câmara de processo estão em comunicação fluida.

[00175] A modalidade 26 é o método da modalidade 25, compreendendo adicionalmente a formação de uma abertura no septo da válvula antes de mover o volume selecionado da amostra para a câmara de processo.

[00176] A modalidade 27 é o método da modalidade 25 ou 26, sendo que a câmara de válvula, a válvula capilar, e o septo da válvula estão configurados de tal modo que a câmara de válvula fornece um bloqueio de vapor quando o septo da válvula está na configuração fechada.

[00177] A modalidade 28 é o método de qualquer uma das modalidades 24-27, compreendendo adicionalmente respirar internamente a matriz de processamento na medida em que o volume do líquido selecionado é movido para a câmara de processo.

[00178] A modalidade 29 é o método de qualquer uma das modalidades 24-28, sendo que a câmara de processo define um volume para conter o líquido e compreendendo um fluido, e compreendendo adicionalmente um canal de equilíbrio posicionado para acoplar fluidicamente a câmara de processo com a câmara de entrada de tal modo que o fluido pode fluir a partir da câmara de processo para a câmara de entrada através do canal de equilíbrio sem entrar novamente na válvula capilar, sendo que o canal está posicionado para fornecer uma trajetória para o fluido a sair da câmara de processo quando o líquido entra na câmara de processo e desloca pelo menos uma porção do fluido.

[00179] A modalidade 30 é o método de qualquer uma das modalidades 24-29, compreendendo adicionalmente umo canal de equilíbrio posicionado em comunicação fluida entre a câmara de processo e a câmara de entrada para fornecer uma trajetória adicional para o fluido a sair da câmara de processo quando o líquido entra na câmara de processo e desloca pelo menos uma porção do fluido.

[00180] A modalidade 31 é a estrutura de medição de qualquer uma das modalidades 1-13, a matriz de processamento de qualquer uma das modalidades 14-23, ou o método de qualquer uma das modalidades 24-30, sendo que o líquido é um líquido aquoso.

[00181] A modalidade 32 é a estrutura de medição de qualquer uma das modalidades 1-13 e 31, a matriz de processamento de qualquer uma das modalidades 14-23 e 31, ou o método de qualquer uma das modalidades 24-31, sendo que a válvula capilar é configurada para impedir que o líquido sai do reservatório de medição até pelo menos um de uma força exercida sobre o líquido, a tensão superficial do líquido, e a energia de superfície da válvula capilar seja suficiente para mover o líquido após a válvula capilar.

[00182] A modalidade 33 é a estrutura de medição de qualquer uma das modalidades 1-13 e 31-32, a matriz de processamento de qualquer uma das modalidades 14-23 e 31-32, ou o método de qualquer uma das modalidades 2432, sendo que a válvula capilar inclui a rota de fluido tendo uma constrição que é dimensionada para impedir que o líquido absorva por efeito capilar fora do reservatório de medição pelo fluxo capilar.

[00183] A modalidade 34 é a estrutura de medição, a matriz de processamento, ou o método da modalidade 33, sendo que a constrição é dimensionada para impedir que o líquido sai do reservatório de medição até pelo menos um de uma força exercida sobre o líquido, a tensão superficial do líquido, e a energia de superfície de constrição seja suficiente para mover o líquido após a constrição.

[00184] A modalidade 35 é a estrutura de medição, a matriz de processamento, ou o método da modalidade 33 ou 34, sendo que a constrição é dimensionada para impedir que o líquido sai do reservatório de medição até o dispositivo de processamento de amostras ser girado e uma força centrífuga seja alcançada a qual é suficiente para fazer com que o líquido saia do reservatório de medição.

[00185] A modalidade 36 é a estrutura de medição, a matriz de processamento, ou o método de qualquer uma das modalidades 33-35, sendo que a constrição está situada diretamente adjacente à segunda extremidade do reservatório de medição.

[00186] Os exemplos de trabalho a seguir têm finalidade ilustrativa, e não limitadora, da presente descrição.

Exemplos Materiais:

[00187] Amostra: Copan Universal Transport Medium (UTM) para Vírus, Clamídia, Micoplasma, e Ureaplasma, tubo de 3,0 mL, número de peça 330C, lote 39P505 (Copan Diagnostics, Murrietta, GA, EUA).

[00188] Mistura Reagente Mestre: Applied Biosystems (Foster City, CA, EUA) tampão 10x PCR, P/N 4376230, número de lote 1006020, diluído para 1x com água livre de nuclease.

Equipamento:

[00189] Um “Moderate Complexity Disk,” descrito acima e mostrado nas Figuras 2 a 8, disponível como Produto n°. 3958 junto à 3M Company de St. Paul, MN, EUA, foi usado como o dispositivo de processamento de amostras ou “disco” neste exemplo.

[00190] Um Integrated Cycler Model 3954, disponível junto à 3M Company de St. Paul, MN, EUA, foi usado como o sistema de processamento da amostra ou “instrumento” neste exemplo.

Exemplo 1

[00191] O seguinte experimento foi realizado para determinar a capacidade do disco para medir 10 μL da amostra a partir dos volumes de entrada de várias quantidades de 20 μL -100 μL.

Procedimento do exemplo 1 - protocolo de medição de amostra:

[00192] 1. Adicionou-se uma quantidade X de amostra UTM na abertura de entrada do disco, sendo que X variou de 20-100 μL, de acordo com os múltiplos discos e as amostras descritas na Tabela 1.

[00193] 2. Posicionou-se o disco carregado no instrumento.

[00194] 3. Mediu-se uma amostra de 10 μL no reservatório de medição através do seguinte procedimento: o disco foi girado a 525 rpm com uma aceleração de 24,4 revoluções/seg2, mantido durante 5 segundos, em seguida, girado a 975 rpm com uma aceleração de 24,4 revoluções/seg2, e mantido durante 5 segundos. 10 μL da amostra foram mantidos no reservatório de medição da amostra. O restante transbordou para o reservatório de resíduos.

[00195] 4. Realizou-se homing de laser (isto é, de acordo com o processo descrito no Pedido de Patente Copendente U.S. n° 61/487.618, depositado em 18 de Maio de 2011, e mostrado na Figura 14 do mesmo pedido de patente copendente). O laser usado foi um díodo laser de densidade de alta potência, número de peça SLD323V, disponível junto à Sony Corporation, Tóquio, Japão.

[00196] 5. Interrompe-se a rotação do disco, e abriu-seas válvulas de amostra com um pulso de laser a 2 segundos em 800 miliwatts (mW), de acordo com o processo descrito no Pedido de Patente Copendente US n° 61/487.618, depositado em 18 de maio de 2011, e mostrada na Figura 12 do mesmo Pedido de Patente Copendente.

[00197] 6. Transferiu-se os 10 μL da amostra para as câmaras de processo pelo giro do disco a 1800 rpm com uma aceleração de 24,4 revoluções/seg2, e mantido durante 10 segundos.

[00198] 7. O disco foi interrompido e removido do instrumento.

[00199] 8. Os volumes de amostra foram removidos da câmara de detecção usando uma agulha de seringa. A totalidade do conteúdo da cavidade foi transferida para um barco de pesagem tarado e pesados usando uma balança analítica calibrada.

[00200] 9. Usando a densidade conhecida de UTM, o volume de UTM medido na câmara de detecção foi calculado. Os resultados são mostrados na Tabela 1.
Tabela 1 Resultados de medição da amostra

Exemplo 2

[00201] O Exemplo 2 foi realizado com o mesmo equipamento como no Exemplo 1. Entretanto, em vez da amostra de UTM, o reagente de mistura mestre foi usado para determinar a capacidade do disco para medir 40 μΙ_ de reagente de mistura mestre partindo do volume de entrada maior que 40 μL.

Procedimento do exemplo 2 - protocolo de medição de reagente:

[00202] 1. Adicionou-se 50 μL de reagente de mistura mestre para a abertura de entrada de reagente de cada uma das 8 raias por disco. Foram usados 5 discos, cada um com 8 raias, para um total de 40 amostras.

[00203] 2. Posicionou-se o disco carregado no instrumento.

[00204] 3. Mediu-se 40 μL de reagente no reservatório de medição através do seguinte procedimento: o disco foi girado a 525 rpm com uma aceleração de 24,4 revoluções/seg2, mantido durante 5 segundos, em seguida, girado a 975 rpm com uma aceleração de 24,4 revoluções/seg2, e mantido durante 5 segundos. 40 μL de amostra foram mantidos no reservatório de medição do reagente. O restante transbordou para o reservatório de resíduos.

[00205] 4. Realizou-se homing de laser (isto é, de acordo com o processo descrito no Pedido de Patente Copendente U.S. n° 61/487.618, depositado em 18 de Maio de 2011, e mostrado na Figura 14 do mesmo pedido de patente copendente). O laser usado foi um díodo laser de densidade de alta potência, número de peça SLD323V, disponível junto à Sony Corporation, Tóquio, Japão.

[00206] 5. Interrompeu-se a rotação do disco, e abriu-seas válvulas de reagentes com um pulso de laser a 2 segundos em 800 mW, de acordo com o processo descrito no Pedido de Patente Copendente U.S. n° 61/487.618, depositado em 18 de maio de 2011, e mostrado na Figura 12 do mesmo Pedido de Patente Copendente.

[00207] 6. Transferiu-se os 40 μL do reagente das câmaras de processo pelo giro do disco a 1800 rpm com uma aceleração de 24,4 revoluções/seg2, e mantido durante 10 segundos.

[00208] 7. O disco foi interrompido e removido do instrumento.

[00209] 8. Os volumes de amostra foram removidos da câmara de detecção usando uma agulha de seringa. A totalidade do conteúdo da cavidade foi transferida para um barco de pesagem tarado e pesados usando uma balança analítica calibrada.

[00210] 9. Usando a densidade conhecida do reagente de mistura mestre, o volume de reagente medido na câmara de detecção foi calculado. Os resultados para os 5 discos, cada um com 8 raias de reagente (n=40) tinham uma média de 38,9 μL (Desvio Padrão 0,33) de reagente medido na câmara de processo, após um volume inicial de 50 μΙ_ de reagente carregado em cada abertura de reagente.

[00211] As modalidades descritas acima e ilustradas nas figuras são apresentadas somente a título de exemplo, e não se destinam a limitar os conceitos e princípios da presente descrição. Consequentemente, será apreciado por um versado na técnica que várias alterações nos elementos e suas configurações e disposições sejam possíveis sem que se desvie do espírito e escopo da presente descrição.

[00212] Todas as referências e publicações aqui citadas são expressamente incorporadas à presente invenção em sua totalidade, a título de referência.

[00213] Várias características e aspectos da presente descrição são estabelecidos nas reivindicações a seguir.

Claims

Estrutura de medição em um dispositivo de processamento de amostras, o dispositivo de processamento de amostras configurado para ser girado ao redor de um eixo de rotação, a estrutura de medição compreendendo:
um reservatório de medição (118, 218, 268) configurado para manter um volume de líquido selecionado, o reservatório de medição incluindo uma primeira extremidade e uma segunda extremidade posicionadas radialmente para fora da primeira extremidade, em relação ao eixo de rotação;
um reservatório de resíduos (120, 220, 270) posicionado em comunicação fluida com a primeira extremidade do reservatório de medição e configurado para capturar o líquido em excesso do reservatório de medição quando o volume selecionado do reservatório de medição é excedido, em que pelo menos uma porção do reservatório de resíduos está posicionada radialmente para fora do reservatório de medição, em relação ao eixo de rotação; e
uma válvula capilar (130, 230, 280) em comunicação fluida com a segunda extremidade do reservatório de medição, em que a válvula capilar (130, 230, 280) está posicionada radialmente para fora de pelo menos uma porção do reservatório de medição, em relação ao eixo de rotação, e é configurada para inibir a saída do líquido do reservatório de medição até desejado; a estrutura da medição CARACTERIZADA pelo fato de que compreende ainda:
uma câmara de válvula em comunicação fluida com uma saída da válvula capilar (130, 230, 280);
uma câmara de processo (150, 250) posicionada para estar em comunicação fluida com uma saída da câmara de válvula; e
um septo da válvula localizado entre a câmara da válvula e a câmara do processo (150, 250), o septo da válvula tendo:
uma configuração fechada em que a câmara da válvula e a câmara do processo (150, 250) não estão em comunicação fluida, e
uma configuração aberta em que a câmara da válvula e a câmara do processo (150, 250) estão em comunicação fluida,
em que a estrutura de medição é não ventilada, de modo que a estrutura de medição não está em comunicação fluida com o ambiente.
Estrutura de medição, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que o reservatório de medição e o reservatório de resíduos formam, cada, uma porção de uma câmara de entrada (115, 215, 265) do dispositivo de processamento de amostras, e em que o reservatório de medição e o reservatório de resíduos são separados por pelo menos uma chicana (116, 216, 266).
Estrutura de medição, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADA pelo fato de que compreende ainda, uma câmara de processo (150, 250) posicionada para estar em comunicação fluida com a câmara de entrada (115, 215, 265) e configurada para receber o volume de fluido selecionado a partir do reservatório de medição através da válvula capilar (130, 230, 280).
Estrutura de medição, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADA pelo fato de que a câmara de processo (150, 250) define um volume para conter o líquido e compreende um fluido, e compreende ainda um canal de equilíbrio (155, 255) posicionado para acoplar fluidicamente a câmara de processo (150, 250) com a câmara de entrada (115, 215, 265) de tal modo que o fluido pode fluir a partir da câmara de processo (150, 250) para a câmara de entrada (115, 215, 265) através do canal de equilíbrio (155, 250) sem entrar novamente na válvula capilar (130, 230, 280), em que o canal está posicionado para fornecer uma trajetória para o fluido a sair da câmara de processo (150, 250) quando o líquido entra na câmara de processo (150, 250) e desloca pelo menos uma porção do fluido.
Estrutura de medição, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADA pelo fato de que compreende ainda um canal de equilíbrio (155, 255) posicionado em comunicação fluida entre a câmara de processo (150, 250) e a câmara de entrada (115, 215, 265) para fornecer uma trajetória adicional para o fluido a sair da câmara de processo (150, 250) quando o líquido entra na câmara de processo (150, 250) e desloca pelo menos uma porção do fluido.
Estrutura de medição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, CARACTERIZADA pelo fato de que o reservatório de medição inclui uma base (123, 223, 273) e uma parede lateral parcial (126, 226, 276) arranjada para definir o volume selecionado, e em que o reservatório de resíduos é posicionado para capturar o líquido em excesso que transborda por cima da parede lateral parcial (126, 226, 276) quando o volume selecionado do reservatório de medição tiver sido excedido.
Estrutura de medição, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que a válvula capilar (130, 230, 280) é configurada para inibir a saída do líquido do reservatório de medição por fluxo capilar e coletar o septo da válvula adjacente quando o septo da válvula está na configuração fechada.
Estrutura de medição, de acordo com a reivindicação 1 ou 7, CARACTERIZADA pelo fato de que câmara da válvula, a válvula capilar (130, 230, 280), e o septo da válvula são configurados de modo que a câmara da válvula forneça uma trava de vapor quando o septo da válvula está na configuração fechada.
Estrutura de medição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, CARACTERIZADA pelo fato de que a válvula capilar (130, 230, 280) inclui uma via de fluido tendo uma constrição que é dimensionada para inibir a saída do líquido do reservatório de medição pelo fluxo capilar.
Estrutura de medição, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADA pelo fato de que a constrição está situada diretamente adjacente à segunda extremidade do reservatório de medição.
Método para a medição volumétrica de um dispositivo de processamento de amostras tendo uma estrutura de medição, conforme definida na reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende:
fornecer um dispositivo de processamento de amostra configurado para ser girado ao redor de um eixo de rotação e que compreende uma matriz de processamento não ventilada compreendendo:
um reservatório de medição (118, 218, 268) configurado para manter um volume de líquido selecionado, o reservatório de medição incluindo uma primeira extremidade e uma segunda extremidade posicionadas radialmente para fora da primeira extremidade, em relação ao eixo de rotação;
um reservatório de resíduos (120, 220, 270) posicionado em comunicação fluida com a primeira extremidade do reservatório de medição e configurado para capturar o líquido em excesso do reservatório de medição quando o volume selecionado do reservatório de medição é excedido, em que pelo menos uma porção do reservatório de resíduos está posicionada radialmente para fora do reservatório de medição, em relação ao eixo de rotação; e
uma válvula capilar (130, 230, 280) em comunicação fluida com a segunda extremidade do reservatório de medição, em que a válvula capilar (130, 230, 280) está posicionada radialmente para fora de pelo menos uma porção do reservatório de medição, em relação ao eixo de rotação, e está configurada para inibir a saída do líquido do reservatório de medição até desejado, e
uma câmara de processo (150, 250) posicionada para estar em comunicação fluida com o reservatório de medição através da válvula capilar (130, 230, 280);
uma câmara de válvula em comunicação fluida com uma saída da válvula capilar (130, 230, 280);
uma câmara de processo (150, 250) posicionada para estar em comunicação fluida com uma saída da câmara de válvula; e
um septo da válvula localizado entre a câmara da válvula e a câmara do processo (150, 250), o septo da válvula tendo:
uma configuração fechada em que a câmara da válvula e a câmara do processo (150, 250) não estão em comunicação fluida, e
uma configuração aberta em que a câmara da válvula e a câmara do processo (150, 250) estão em comunicação fluida;
posicionar um líquido na matriz de processamento do dispositivo de processamento de amostras;
medir o líquido pela rotação do dispositivo de processamento de amostras ao redor do eixo de rotação para exercer uma primeira força sobre o líquido, tal que o volume de líquido selecionado está contido no reservatório de medição e qualquer volume adicional do líquido é movido para o reservatório de resíduos mas não para a válvula capilar (130, 230, 280); e
após o líquido ser medido, mover o volume selecionado de líquido para a câmara de processo (150, 250) através da válvula capilar (130, 230, 280) pela rotação do dispositivo de processamento de amostras ao redor do eixo de rotação para exercer uma segunda força sobre o líquido que é maior que a primeira força.
Método, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que o dispositivo de processamento de amostras compreende ainda:
uma câmara de válvula posicionada entre a válvula capilar (130, 230, 280) e a câmara de processo; e
um septo de válvula situado entre a câmara de válvula e a câmara de processo (150, 250), o septo da válvula tendo:
uma configuração fechada, em que a câmara de válvula e a câmara de processo (150, 250) não estão em comunicação fluida, e
uma configuração aberta, em que a câmara de válvula e a câmara de processo (150, 250) estão em comunicação fluida; e
compreende ainda a formação de uma abertura no septo da válvula antes de mover o volume selecionado da amostra para a câmara de processo (150, 250).
Método, de acordo com a reivindicação 11 ou 12, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda ventilar internamente a matriz de processamento na medida em que o volume do líquido selecionado é movido para a câmara de processo (150, 250).
Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 13, CARACTERIZADO pelo fato de que a válvula capilar (130, 230, 280) é configurada para inibir a saída do líquido do reservatório de medição até pelo menos um de uma força exercida sobre o líquido, a tensão superficial do líquido, e a energia de superfície da válvula capilar (130, 230, 280) seja suficiente para mover o líquido após a válvula capilar (130, 230, 280).