WO2018065648A1

WO2018065648A1 - Connector device for microfluidic circuits

Info

Publication number: WO2018065648A1
Application number: PCT/ES2017/070643
Authority: WO
Inventors: Luis J. FERNÁNDEZ LEDESMA; Rosa MONGE; Guillermo LLAMAZARES; José María AYUSO; María VIRUMBRALES; Clara ALCAINE; Rebeca GUERRERO; José Luis CALAVIA; Alan VIGUERAS; Jorge SANTOLARIA; Ignacio OCHOA GARRIDO
Original assignee: Universidad de Zaragoza; Centro de Investigacion Biomedica en Red CIBER
Current assignee: Universidad de Zaragoza; Centro de Investigacion Biomedica en Red CIBER
Priority date: 2016-10-05
Filing date: 2017-10-02
Publication date: 2018-04-12
Anticipated expiration: 2019-04-05
Also published as: EP3524349A1; EP3524349A4; ES2667430B1; ES2667430A1

Abstract

The present invention relates to a connector device (1) for use with a microfluidic circuit (2), the device (1) comprising at least one coupling (5) between an external microfluidic component and an inlet (3) or outlet (4) of the microfluidic circuit (2). Advantageously, the coupling (5) is designed to house a connection means between the external component and the connector device (1) and which additionally comprises an exhaust opening (6) configured as a means for evacuating gas during the connection of the external component to the inlet (3) or outlet (4) of the microfluidic circuit (2). The main advantage of the device (1) is that it allows the elimination of air and bubbles during the connection of the system, such that the use of encapsulations or complex coupling methods is not required.

Description

DESCRIPCIÓN DESCRIPTION

DISPOSITIVO CONECTOR PARA CIRCUITOS MICROFLUÍDICOS CAMPO DE LA INVENCIÓN CONNECTOR DEVICE FOR MICROFLUIDIC CIRCUITS FIELD OF THE INVENTION

La presente invención se enmarca en el ámbito de los dispositivos microfluídicos y, de modo general, en el campo técnico relativo a la microfluídica para cultivo celular y análisis in vitro. Más concretamente, el objeto de la invención se refiere a un conector para dispositivos microfluídicos, que permite evitar la inserción de las burbujas presentes en los fluidos de trabajo durante la conexión de los componentes de un circuito fluídico a dichos dispositivos microfluídicos. The present invention falls within the scope of microfluidic devices and, in general, in the technical field related to microfluidics for cell culture and in vitro analysis. More specifically, the object of the invention relates to a connector for microfluidic devices, which makes it possible to avoid the insertion of the bubbles present in the working fluids during the connection of the components of a fluidic circuit to said microfluidic devices.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN BACKGROUND OF THE INVENTION

El cultivo de células in vitro es una técnica ampliamente utilizada, que permite la observación del comportamiento, morfología y estado físico de las células, o la realización de análisis bioquímicos y ensayos bajo determinadas condiciones biológicas. Por otro lado, la microfluídica es la ciencia encargada del estudio del comportamiento de los microfluidos, disciplina de gran importancia en el estudio de procesos biológicos a microescala y mesoescala en la que se emplean dispositivos para tal fin, denominados dispositivos microfluídicos o dispositivos de microfluídica. In vitro cell culture is a widely used technique, which allows the observation of the behavior, morphology and physical state of the cells, or the performance of biochemical analyzes and assays under certain biological conditions. On the other hand, microfluidics is the science in charge of the study of microfluidic behavior, a discipline of great importance in the study of microscale and mesoscale biological processes in which devices are used for this purpose, called microfluidic devices or microfluidic devices.

En los dispositivos de microfluídica para cultivo celular y análisis biológico se hace circular el fluido en el que se encuentran inmersas las células, con el objetivo de simular entornos biomiméticos en los cultivos, obteniéndose así resultados in vitro que son extrapolares a las situaciones in vivo en mayor o menor medida, en función de la reproducibilidad en el ensayo de las condiciones que la célula experimentaría en un organismo vivo. Es, por tanto, de vital importancia contar con dispositivos que permitan una óptima circulación de los fluidos de trabajo, evitando problemas derivados de las características de dichos dispositivos, con el objetivo de mejorar la reproducibilidad de los procesos en un organismo vivo. In the microfluidic devices for cell culture and biological analysis, the fluid in which the cells are immersed is circulated, with the aim of simulating biomimetic environments in the cultures, thus obtaining in vitro results that are extrapolar to situations in vivo in to a greater or lesser extent, depending on the reproducibility in the test of the conditions that the cell would experience in a living organism. It is, therefore, of vital importance to have devices that allow an optimal circulation of work fluids, avoiding problems derived from the characteristics of said devices, with the aim of improving the reproducibility of processes in a living organism.

Es conocido en el estado de la técnica que uno de los principales problemas relacionados con el uso de dispositivos de microfluídica, tanto para realizar cultivos celulares como en otro tipo de aplicaciones, es la aparición accidental de burbujas de aire en el fluido. Dichas burbujas aparecen especialmente en determinadas zonas de los dispositivos, como pueden ser las conexiones con canales de circulación de fluidos o las entradas y salidas de los chips microfluídicos en los que se encuentra alojado el cultivo. Este problema implica graves limitaciones en la práctica, por lo que, en los últimos años, se han desarrollado diversos sistemas de eliminación de burbujas del fluido en su paso por el dispositivo microfluídico, bien confinándolas en una zona localizada de dicho dispositivo o bien evitando su presencia en el mismo, mediante el uso de trampas para burbujas, como el sistema empleado en la patente europea EP 1792655 B1. En este contexto, existen en el mercado dispositivos de microfluídica con distintos sistemas de eliminación de burbujas, que pueden estar integrados en el propio dispositivo, o colocados a la entrada del mismo, de forma que el fluido entrante ya no contenga burbujas de aire. Otra de las soluciones existentes en el mercado, de menor complejidad y planteada como mejora de las mencionadas anteriormente, es el uso de piezas o sistemas de encapsulado como el dispositivo de la solicitud de patente internacional WO 2014/053678 A1. No obstante, estos sistemas presentan limitaciones derivadas de las conexiones entre el encapsulado y el dispositivo como, por ejemplo, la posibilidad de contaminación con flujos indeseados o contaminantes procedentes de otros canales de circulación de fluido. Asimismo, el uso de piezas o sistemas de encapsulado implica un riesgo de aparición de errores de conexión debidos a tolerancias de fabricación, y conlleva la necesidad de utilización de piezas elásticas en las juntas, para asegurar que dichas conexiones sean herméticas. El principal inconveniente de los sistemas de eliminación de burbujas disponibles en la actualidad es que las burbujas eliminadas del fluido quedan atrapadas en el interior de las trampas o de los canales del dispositivo, lo que implica la necesidad de vaciado de dichos canales cada cierto tiempo, añadiendo riesgos y problemas derivados de dicha operación. Otra desventaja es la complejidad que añaden a los sistemas microfluídicos en los que están integrados, ya sea de manera interna o externa a los dispositivos de microfluídica. It is known in the state of the art that one of the main problems related to the use of microfluidic devices, both for cell cultures and other applications, is the accidental appearance of air bubbles in the fluid. These bubbles appear especially in certain areas of the devices, such as connections with fluid circulation channels or the inputs and outputs of the microfluidic chips in which the culture is housed. This problem involves serious limitations in practice, so that, in recent years, various fluid bubble removal systems have been developed in its passage through the microfluidic device, either by confining them in a localized area of said device or by avoiding its presence in the same , by using bubble traps, such as the system used in European patent EP 1792655 B1. In this context, there are microfluidic devices on the market with different bubble removal systems, which can be integrated into the device itself, or placed at the entrance of the device, so that the incoming fluid no longer contains air bubbles. Another of the existing solutions on the market, of less complexity and proposed as an improvement to those mentioned above, is the use of encapsulated parts or systems as the device of the international patent application WO 2014/053678 A1. However, these systems have limitations derived from the connections between the encapsulation and the device such as, for example, the possibility of contamination with unwanted or contaminating flows from other fluid circulation channels. Likewise, the use of encapsulated parts or systems implies a risk of the appearance of connection errors due to manufacturing tolerances, and entails the need to use elastic parts in the joints, to ensure that said connections are tight. The main drawback of the bubble removal systems currently available is that bubbles removed from the fluid are trapped inside the traps or channels of the device, which implies the need to empty said channels from time to time, adding risks and problems derived from said operation. Another disadvantage is the complexity that they add to the microfluidic systems in which they are integrated, either internally or externally to the microfluidic devices.

Por tanto, se hace necesario disponer en el mercado de alternativas más sencillas para la eliminación de burbujas en dispositivos de microfluídica, que no requieran del uso de encapsulados ni de otros métodos de mayor complejidad, como aquellos que implican el uso de membranas o la generación de vacío en el dispositivo y que, adicionalmente, canalicen las burbujas eliminadas del fluido al exterior del dispositivo, de forma que éstas no queden atrapadas en el interior del mismo, haciendo que sea necesario el vaciado o la limpieza cíclica de los canales microfluídicos. A la vista de los problemas técnicos antes mencionados, el conector objeto de la presente invención está destinado a resolver dicha necesidad, mediante un conector que permite evitar de forma eficaz la presencia de burbujas en dispositivos de microfluídica, sin necesidad de un encapsulado accesorio y con un diseño sencillo. De este modo, la invención permite eliminar burbujas durante la conexión de un circuito fluídico a uno o más dispositivos de microfluidos, así como purgar dicho circuito fluídico antes de su conexión a los dispositivos in situ. Therefore, it is necessary to have in the market simpler alternatives for the elimination of bubbles in microfluidic devices, which do not require the use of encapsulates or other methods of greater complexity, such as those that involve the use of membranes or generation vacuum in the device and, in addition, channel the bubbles removed from the fluid to the outside of the device, so that they are not trapped inside the device, making it necessary to empty or cyclical cleaning the microfluidic channels. In view of the aforementioned technical problems, the connector object of the present invention is intended to solve said need, by means of a connector that effectively prevents the presence of bubbles in microfluidic devices, without the need for an accessory encapsulation and with a simple design. In this way, the invention allows eliminating bubbles during the connection of a fluidic circuit to one or more microfluidic devices, as well as purging said fluidic circuit before its connection to the devices in situ.

DESCRIPCIÓN BREVE DE LA INVENCIÓN BRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION

Un objeto de la presente invención es, pues, proporcionar una solución para evitar la presencia de burbujas en dispositivos microfluídicos, como alternativa a las soluciones existentes en el estado de la técnica. Para ello, se propone un conector para dispositivos microfluídicos que comprende un acoplamiento para uno o más canales de circulación de fluido, adaptado para la entrada o salida de dicho fluido a/desde el dispositivo microfluídico a través del conector. An object of the present invention is, therefore, to provide a solution to avoid the presence of bubbles in microfluidic devices, as an alternative to the solutions existing in the state of the art. For this, a connector for microfluidic devices is proposed, comprising a coupling for one or more fluid circulation channels, adapted for the entry or exit of said fluid to / from the microfluidic device through the connector.

Más concretamente, el objeto de la invención es un dispositivo conector apto para su aplicación a un circuito microfluídico, donde dicho dispositivo comprende al menos un acoplamiento entre un componente microfluídico externo y una entrada o salida de dicho circuito microfluídico. Ventajosamente, dicho acoplamiento está adaptado para alojar un medio de conexión entre el componente externo y el dispositivo conector; y comprende, adicionalmente, una abertura de escape configurada como medio de evacuación de gas (por ejemplo, aire) durante la conexión de dicho componente externo a la entrada o salida del circuito microfluídico. Se consigue con ello evitar la presencia de burbujas en el dispositivo, eliminándolas durante la conexión y el paso de fluido del circuito microfluídico al dispositivo microfluídico, a través del acoplamiento objeto de la invención y de su abertura de escape asociada. De este modo, el fluido entrante al dispositivo microfluídico está libre de burbujas sin la necesidad de utilizar otros sistemas más complejos, tales como los sistemas de encapsulado. More specifically, the object of the invention is a connector device suitable for application to a microfluidic circuit, wherein said device comprises at least one coupling between an external microfluidic component and an input or output of said microfluidic circuit. Advantageously, said coupling is adapted to accommodate a connection means between the external component and the connecting device; and further comprises an exhaust opening configured as a means of evacuating gas (for example, air) during the connection of said external component to the inlet or outlet of the microfluidic circuit. It is thus possible to avoid the presence of bubbles in the device, eliminating them during the connection and the passage of fluid from the microfluidic circuit to the microfluidic device, through the coupling object of the invention and its associated exhaust opening. Thus, the fluid entering the microfluidic device is free of bubbles without the need to use other more complex systems, such as encapsulation systems.

En una realización preferente de la invención, el dispositivo conector comprende al menos un pozo de vertido de fluido procedente de la abertura de escape, cuyo origen es bien el propio circuito microfluídico, o bien los componentes externos a conectar al dispositivo. Lo descrito anteriormente permite eliminar la necesidad periódica de vaciado y limpieza del conector durante la fase de purga previa a la conexión. De este modo, se facilita la eliminación del aire que entre en el circuito debido a cambios en la presión del mismo, succión o arrastre accidental del aire al interior de este, permitiendo una conexión segura y libre de burbujas. Asimismo, se consigue el aislamiento del fluido con burbujas desechado del circuito fluídico. In a preferred embodiment of the invention, the connecting device comprises at least one fluid discharge well from the exhaust opening, whose origin is either the microfluidic circuit itself, or the external components to be connected to the device. The above described eliminates the periodic need to empty and clean the connector during the purge phase prior to connection. In this way, the elimination of the air entering the circuit is facilitated due to changes in the pressure of the circuit, accidental suction or drag of the air into the circuit, allowing a safe and bubble-free connection. Likewise, the isolation of the fluid with bubbles discarded from the fluidic circuit is achieved.

En una realización de la invención basada en el uso de un pozo de vertido, el dispositivo conector comprende al menos dos acoplamientos dispuestos sobre un mismo pozo de vertido. Alternativa o complementariamente, el dispositivo comprende un pozo de vertido dispuesto de forma que recoge el fluido procedente de un único acoplamiento a través de su abertura de escape correspondiente. El pozo de vertido permite recoger el fluido sobrante y purgar el circuito fluídico, de manera que no hay un trasvase incontrolado de líquido al interior del dispositivo de microfluidos, y supone una ganancia en higiene durante la recogida del líquido. Ello se traduce en facilidad de manejo para el usuario final y una menor probabilidad de contaminación. In an embodiment of the invention based on the use of a pouring well, the connecting device comprises at least two couplings arranged on the same pouring well. Alternatively or in addition, the device comprises a pouring well arranged so that it picks up the fluid from a single coupling through its corresponding exhaust opening. The pouring well allows to collect the excess fluid and purge the fluidic circuit, so that there is no uncontrolled transfer of liquid into the microfluidic device, and it means a gain in hygiene during liquid collection. This translates into ease of handling for the end user and a lower probability of contamination.

En otra realización preferente de la invención, el circuito microfluídico comprende uno o más de los siguientes elementos, aisladamente o en combinación: canales o microcanales de circulación, cámaras o microcámaras de alojamiento de muestras biológicas, chips microfluídicos. Se consigue con ello una gran versatilidad, que hace al dispositivo apto para una gran variedad de aplicaciones biológicas y de microfluídica. In another preferred embodiment of the invention, the microfluidic circuit comprises one or more of the following elements, in isolation or in combination: channels or microchannels for circulation, cameras or microchambers housing biological samples, microfluidic chips. This achieves great versatility, which makes the device suitable for a wide variety of biological and microfluidic applications.

En otra realización preferente de la invención, el dispositivo comprende acoplamientos a, al menos, una entrada y una salida del circuito microfluídico. Se garantiza así que el fluido que llega y abandona el circuito microfluídico lo hace exento de burbujas de aire. In another preferred embodiment of the invention, the device comprises couplings to at least one inlet and one outlet of the microfluidic circuit. This ensures that the fluid that arrives and leaves the microfluidic circuit makes it free of air bubbles.

En otra realización preferente de la invención, el acoplamiento se basa en un medio de conexión por roscado. No obstante, dicho acoplamiento puede basarse en otros medios, como por ejemplo un medio de conexión por presión, o mediante clip. En otra realización preferente de la invención, la entrada o la salida del circuito microfluídico están equipadas con un medio de conexión estanca. Más preferentemente, dicha conexión comprende una o más juntas tóricas, eliminándose la necesidad de otros medios internos de conexión y evitando los problemas derivados de sus tolerancias propias. En otra realización preferente de la invención, uno o más de los elementos que conforman el dispositivo conector están fabricados con un material biocompatible. Más preferentemente, dicho material comprende metacrilato (PMMA), policarbonato (PC), polímeros o copolímeros de olefina cíclica, fotorresinas poliméricas o materiales afines. En otra realización preferente de la invención, uno o más de los elementos que conforman el dispositivo conector están fabricados con un material ópticamente transparente o radiotransparente. In another preferred embodiment of the invention, the coupling is based on a threaded connection means. However, said coupling can be based on other means, such as a pressure connection means, or by clip. In another preferred embodiment of the invention, the inlet or outlet of the microfluidic circuit is equipped with a sealed connection means. More preferably, said connection comprises one or more O-rings, eliminating the need for other internal connection means and avoiding the problems derived from their own tolerances. In another preferred embodiment of the invention, one or more of the elements that make up the connecting device are made of a biocompatible material. More preferably, said material comprises methacrylate (PMMA), polycarbonate (PC), polymers or copolymers of cyclic olefin, polymeric photoresists or related materials. In another preferred embodiment of the invention, one or more of the elements that make up the connecting device are made of an optically transparent or radiolucent material.

Se aportan, a continuación, definiciones de algunos de los términos principales empleados en la presente descripción, y de su ámbito de interpretación a la luz de la invención aquí reivindicada: Un dispositivo conector se ha de interpretar como un medio de conexión de un circuito microfluídico alojado en dicho dispositivo con uno o más componentes microfluídicos externos a dicho dispositivo. Un circuito microfluídico ha de interpretarse como cualesquiera elementos microfluídicos alojados en el dispositivo conector, tales como canales o microcanales, cámaras o microcámaras de alojamiento o cultivo, chips microfluídicos, o elementos análogos utilizados en el ámbito de la microfluídica o de las tecnologías de sistemas de laboratorio en chip. Una entrada al circuito microfluídico ha de interpretarse como cualquier medio de paso a través del cual se introduce fluido en dicho circuito, y donde dicha entrada está configurada para su conexión con un componente microfluídico externo al dispositivo conector. The following are definitions of some of the main terms used in this description, and of their scope of interpretation in the light of the invention claimed herein: A connector device is to be interpreted as a means of connecting a microfluidic circuit housed in said device with one or more microfluidic components external to said device. A microfluidic circuit must be interpreted as any microfluidic elements housed in the connector device, such as channels or microchannels, accommodation or culture microcamera or cameras, microfluidic chips, or similar elements used in the field of microfluidics or system technology. Chip laboratory An entrance to the microfluidic circuit must be interpreted as any means of passage through which fluid is introduced into said circuit, and where said input is configured for connection with a microfluidic component external to the connector device.

Una salida del circuito microfluídico ha de interpretarse como cualquier medio de paso a través del cual se extrae fluido de dicho circuito, y donde dicha salida está configurada para su conexión con un componente microfluídico externo al dispositivo conector. An output of the microfluidic circuit must be interpreted as any means of passage through which fluid is extracted from said circuit, and where said output is configured for connection with a microfluidic component external to the connector device.

Un acoplamiento de componentes microfluídicos externos al dispositivo conector ha de interpretarse como cualquier medio configurado para conectar una entrada o una salida del circuito microfluídico con un canal de circulación conectado a un componente microfluídico externo al dispositivo conector. A coupling of external microfluidic components to the connector device must be interpreted as any means configured to connect an input or an output of the microfluidic circuit with a circulation channel connected to an external microfluidic component to the connector device.

Un componente microfluídico externo ha de interpretarse como cualquier elemento configurado con medios de circulación o alojamiento de fluido en un sistema microfluídico, tales como circuitos externos adicionales, bombas de circulación, fuentes de alimentación de fluido, etc. An external microfluidic component has to be interpreted as any element configured with means of circulation or fluid housing in a microfluidic system, such as additional external circuits, circulation pumps, fluid power supplies, etc.

Una abertura de escape ha de interpretarse como una abertura practicada en el propio acoplamiento del dispositivo conector, dispuesta de forma que permite la salida o expulsión de gases durante el proceso de purga o pre-conexión de un componente microfluídico externo a una entrada o salida del dispositivo conector. Como ejemplo, en un acoplamiento roscado, la abertura puede disponerse paralela al eje de la rosca y en su perímetro longitudinal exterior, de forma que siempre quede libre una porción de dicha abertura para el escape de aire hasta completar el recorrido de cierre de dicha rosca. Un pozo de vertido ha de interpretarse como cualesquiera medios de recepción y/o alojamiento del fluido procedente de la abertura de escape durante el procedimiento de conexión de un componente microfluídico externo a una entrada o salida del dispositivo conector, con fines de almacenamiento o desechado de dicho fluido, aislándolo de la zona de conexión fluídica y canales del dispositivo. La expresión "comprende" ha de interpretarse, cuando se aplica a la relación entre un elemento principal respecto a otros elementos secundarios, como que dicho elemento principal incluye o contiene dichos elementos secundarios, pero sin exclusión de otros elementos adicionales. An exhaust opening is to be interpreted as an opening made in the coupling of the connector device itself, arranged so as to allow the exit or expulsion of gases during the process of purging or pre-connecting an external microfluidic component to an entrance or exit of the connector device As an example, in a threaded coupling, the opening can be arranged parallel to the axis of the thread and its outer longitudinal perimeter, so that a portion of said opening is always free for the escape of air until the closing path of said thread is completed. . A pouring well must be interpreted as any means for receiving and / or housing the fluid from the exhaust opening during the procedure of connecting an external microfluidic component to an inlet or outlet of the connecting device, for storage or disposal of said fluid, isolating it from the fluidic connection zone and channels of the device. The term "comprises" must be interpreted, when applied to the relationship between a main element with respect to other secondary elements, such as that said main element includes or contains said secondary elements, but without exclusion of other additional elements.

DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS DESCRIPTION OF THE FIGURES

Para completar la descripción de la invención y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de sus características técnicas, se acompaña el presente documento de un juego de figuras donde, con carácter ilustrativo y no limitativo, se representa lo siguiente: To complete the description of the invention and in order to help a better understanding of its technical characteristics, the present document is accompanied by a set of figures where, for illustrative and non-limiting purposes, the following is represented:

La Figura 1 muestra una vista en perspectiva superior del conector objeto de la invención, según una realización preferente de la misma. Figure 1 shows a top perspective view of the connector object of the invention, according to a preferred embodiment thereof.

La Figura 2 muestra dos vistas en planta y alzado del conector objeto de la invención, según otra realización preferente de la misma. Figure 2 shows two plan and elevation views of the connector object of the invention, according to another preferred embodiment thereof.

La Figura 3 muestra una vista externa en perspectiva isométrica del conector objeto de la invención, según la realización preferente de la misma según la Figura 2. Figure 3 shows an isometric perspective external view of the connector object of the invention, according to the preferred embodiment thereof according to Figure 2.

REFERENCIAS NUMÉRICAS UTILIZADAS EN LAS FIGURAS NUMERICAL REFERENCES USED IN THE FIGURES

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Se expone, a continuación, una descripción detallada de la invención, referida a una realización preferente de la misma basada en las Figuras 1-3 del presente documento. A detailed description of the invention, referring to a preferred embodiment thereof based on Figures 1-3 of this document, is set forth below.

Tal y como se muestra en la Figura 1 , la presente invención se refiere a un dispositivo conector (1) para su aplicación a un circuito microfluídico (2), donde dicho circuito (2) puede comprender uno o más medios de circulación o alojamiento de fluidos, tales como canales de circulación, cámaras o microcámaras de alojamiento, chips microfluídicos, o similares. De este modo, el dispositivo conector (1) de la invención se plantea, preferentemente, como un medio de conexión entre una o más entradas (3) y/o salidas (4) del circuito microfluídico (2) y uno o más componentes microfluídicos externos, donde el diseño y los elementos que conforman el dispositivo conector (1) garantizan que el fluido en circulación a través de dicho circuito microfluídico (2) llegue o abandone el mismo evitando la presencia de burbujas en la fase de purgado y conexión. En diferentes realizaciones de la invención, el dispositivo conector (1) puede albergar elementos destinados al análisis in vitro (incluyendo, por ejemplo, cámaras de alojamiento o chips de cultivo como parte del circuito microfluídico (2)) o puede plantearse como un medio de eliminación de burbujas entre varios componentes externos (incluyendo, por ejemplo, microcanales de conexión o distribución como elementos del circuito (2), tal y como se muestra en la Figura 1), donde los mismos se encuentran conectados a las entradas (3) y/o a las salidas (4) del dispositivo (1). As shown in Figure 1, the present invention relates to a connector device (1) for application to a microfluidic circuit (2), where said circuit (2) can comprise one or more means of circulation or fluid housing, such as circulation channels, housing cameras or microchambers, microfluidic chips, or the like. Thus, the connecting device (1) of the invention is preferably designed as a means of connection between one or more inputs (3) and / or outputs (4) of the microfluidic circuit (2) and one or more microfluidic components external, where the design and the elements that make up the connecting device (1) guarantee that the fluid in circulation through said microfluidic circuit (2) arrives or leaves it avoiding the presence of bubbles in the purging and connection phase. In different embodiments of the invention, the connecting device (1) can house elements intended for in vitro analysis (including, for example, housing chambers or culture chips as part of the microfluidic circuit (2)) or can be considered as a means of elimination of bubbles between several external components (including, for example, connection or distribution microchannels as circuit elements (2), as shown in Figure 1), where they are connected to the inputs (3) and / or to the outputs (4) of the device (1).

Asimismo, en una realización de la invención ilustrada por la Figura 2, el dispositivo conector (1) puede comprender tanto entradas (3) como salidas (4) dispuestas en diferentes puntos de conexión con el circuito microfluídico (2). Mediante dicha realización, se garantiza la ausencia de burbujas tanto al llegar como al abandonar el circuito (2). Also, in an embodiment of the invention illustrated by Figure 2, the connecting device (1) can comprise both inputs (3) and outputs (4) arranged at different points of connection with the microfluidic circuit (2). By means of said embodiment, the absence of bubbles is guaranteed both upon arrival and upon leaving the circuit (2).

Para la conexión de las entradas (3) y/o las salidas (4) del dispositivo (1) con los componentes externos (por ejemplo, circuitos fluídicos externos adicionales, bombas de circulación, fuentes de alimentación de fluido, etc.), se plantea el uso de acoplamientos (5) correspondientes (Figuras 1-3), donde cada uno de dichos acoplamientos (5) está adaptado para alojar un canal de conexión entre el componente externo y el dispositivo conector (1) de la invención. Preferentemente, los acoplamientos (5) se basan en medios de conexión por roscado, si bien otros mecanismos tales como medios de conexión por presión o mediante clip son también posibles en el ámbito de la invención. For the connection of the inputs (3) and / or the outputs (4) of the device (1) with the external components (for example, additional external fluid circuits, circulation pumps, fluid power supplies, etc.), It raises the use of corresponding couplings (5) (Figures 1-3), where each of said couplings (5) is adapted to accommodate a connection channel between the external component and the connecting device (1) of the invention. Preferably, the couplings (5) are based on threaded connection means, although other mechanisms such as pressure or clip connection means are also possible within the scope of the invention.

Para evitar la formación de burbujas al conectar los componentes fluídicos externos con el acoplamiento (5) y su respectiva entrada (3) o salida (4), dicho acoplamiento (5) está equipado con una abertura de escape (6) configurada como medio de evacuación de aire durante la fase de purga previa a la conexión de dicho componente externo. De este modo, cualquier burbuja procedente del componente a conectar será evacuada a través de la abertura de escape (6). Ello evita, además, tener que utilizar otros sistemas más complejos o que impliquen la necesidad de vaciado de dichos canales cada cierto tiempo, lo que añade riesgos de contaminación y problemas derivados de dicha operación. En el ejemplo de realización de las Figuras 1-3 basado en acoplamientos (5) por roscado, todas las burbujas de aire producidas durante el proceso de conexión (esto es, durante el roscado del canal de conexión externo al acoplamiento (5)) se eliminan a través de la abertura de escape (6) existente en dichos acoplamientos (5) roscados. To prevent the formation of bubbles when connecting the external fluidic components with the coupling (5) and their respective inlet (3) or outlet (4), said coupling (5) is equipped with an exhaust opening (6) configured as a means of evacuation of air during the purge phase prior to the connection of said external component. In this way, any bubble from the component to be connected will be evacuated through the exhaust opening (6). This also avoids having to use other more complex systems that imply the need to empty said channels from time to time, which adds risks of contamination and problems derived from said operation. In the exemplary embodiment of Figures 1-3 based on couplings (5) by threading, all air bubbles produced during the connection process (that is, during the threading of the external connection channel to the coupling (5)) they eliminate through the exhaust opening (6) existing in said threaded couplings (5).

Como ventaja adicional del dispositivo conector (1) objeto de la invención, la existencia de una abertura de escape (6) permite la salida del exceso de fluido durante el proceso de cerrado del dispositivo microfluídico (2), evitando así sobrepresiones en el interior del circuito microfluídico (2). As a further advantage of the connecting device (1) object of the invention, the existence of an exhaust opening (6) allows the excess fluid to escape during the closing process of the microfluidic device (2), thus avoiding overpressures inside the microfluidic circuit (2).

Asimismo, en una realización preferente de la invención, el dispositivo conector (1) objeto de la invención comprende al menos un pozo de vertido (7) de fluido procedente de la abertura de escape (6), cuyo origen es bien el propio circuito microfluídico (2), o bien los componentes externos a conectar al dispositivo (1). El pozo de vertido (7) proporciona ventajas adicionales a la invención, ya que permite recoger el fluido de desecho perdido durante la conexión, almacenándolo para su análisis o su eliminación posterior, en el momento deseado. Preferentemente, el pozo de vertido (7) es un pozo abierto, para facilitar el acceso a su contenido con fines de análisis o eliminación. Also, in a preferred embodiment of the invention, the connecting device (1) object of the invention comprises at least one well for pouring (7) of fluid from the exhaust opening (6), whose origin is either the microfluidic circuit itself (2), or the external components to be connected to the device (1). The pouring well (7) provides additional advantages to the invention, since it allows collecting waste fluid lost during connection, storing it for analysis or subsequent disposal, at the desired time. Preferably, the pouring well (7) is an open well, to facilitate access to its contents for analysis or disposal purposes.

En diferentes realizaciones de la invención, cada abertura de escape (6) puede estar conectada a un único pozo de vertido (7), o se puede disponer un mismo pozo (7) para recoger el fluido procedente de varias aberturas (6). El primer caso resulta ventajoso en aplicaciones de análisis, ya que permite mantener cada fluido aislado por cada componente externo conectado al dispositivo (1). Por su parte, el uso de un pozo de vertido (7) común puede resultar adecuado en aplicaciones de eliminación de fluido. In different embodiments of the invention, each exhaust opening (6) can be connected to a single pouring well (7), or the same well (7) can be arranged to collect the fluid from several openings (6). The first case is advantageous in analysis applications, since it allows to keep each fluid isolated by each external component connected to the device (1). On the other hand, the use of a common pouring well (7) may be suitable in fluid removal applications.

En diferentes realizaciones de la invención, es posible configurar los acoplamientos (5), las entradas (3) o las salidas (4) del circuito microfluídico (2) con medios de conexión estanca, tales como juntas tóricas, lo que supone una medida adicional para garantizar un adecuado acoplamiento del dispositivo conector (1) de la invención con los componentes microfluídicos externos. In different embodiments of the invention, it is possible to configure the couplings (5), the inputs (3) or the outputs (4) of the microfluidic circuit (2) with sealed connection means, such as O-rings, which is an additional measure to ensure proper coupling of the connecting device (1) of the invention with the external microfluidic components.

Asimismo, los elementos que conforman el dispositivo conector (1) de la invención están fabricados, preferentemente, con materiales biocompatibles (es decir, de uno o más compuestos farmacológicamente inertes que no interfieran negativamente con los cultivos o materiales biológicos alojados en el circuito microfluídico), tales como el metacrilato (PMMA), policarbonato (PC), fotorresinas poliméricas como el SU-8, polímeros o copolímeros de olefina cíclica, etc. Likewise, the elements that make up the connecting device (1) of the invention are preferably made of biocompatible materials (that is, of one or more pharmacologically inert compounds that do not negatively interfere with the cultures or biological materials housed in the microfluidic circuit) , such as methacrylate (PMMA), polycarbonate (PC), polymeric photoresins such as SU-8, olefin polymers or copolymers cyclic, etc.

Para aquellas aplicaciones de la invención destinadas al de análisis biológico por medio de instrumental óptico, uno o más de los elementos que conforman el dispositivo conector (1) pueden ser ópticamente transparentes o radiotransparentes, para facilitar el acceso al material biológico de dicho instrumental. For those applications of the invention intended for biological analysis by means of optical instruments, one or more of the elements that make up the connecting device (1) can be optically transparent or radiolucent, to facilitate access to the biological material of said instrument.

Claims

1. - Connector device (1) for application to a microfluidic circuit (2), wherein said device (1) comprises at least one coupling (5) between an external microfluidic component and an input (3) or output (4) of said microfluidic circuit (2),

characterized in that said coupling (5) is adapted to accommodate a connection means between the external component and the connecting device (1); and further comprises an exhaust opening (6) configured as a means of gas evacuation during the connection of said external component to the inlet (3) or outlet (4) of the microfluidic circuit (2).

2. - Connector device (1) according to the preceding claim, wherein the microfluidic circuit (2) comprises one or more of the following elements, in isolation or in combination: channels or microchannels for circulation, cameras or microchambers housing biological samples, chips microfluidics

3. - Connector device (1) according to any of the preceding claims, comprising couplings (5) to at least one inlet (3) and one outlet (4) of the microfluidic circuit (2).

4. - Connector device (1) according to any of the preceding claims, wherein the coupling (5) comprises a threaded connection means.

5. - Connector device (1) according to any of the preceding claims, wherein the coupling (5) comprises a means of connection by pressure or by clip.

6. - Connector device (1) according to any one of the preceding claims, comprising at least one well for pouring (7) of fluid from the exhaust opening (6), the origin of which is the microfluidic circuit (2) itself, or the external components to be connected to the device (1).

7. - Connector device (1) according to the preceding claim, comprising at least two couplings (5) arranged on the same pouring well (7).

8. Connector device (1) according to any of claims 6-7, comprising a pouring well (7) arranged so as to collect the fluid from a single coupling (5) through its exhaust opening (7 ) correspondent.

9. - Connector device (1) according to any of claims 6-7, wherein the pouring well (7) is an open well.

10. - Connector device (1) according to any of the preceding claims, wherein the coupling (5), the inlet (3) or the outlet (4) of the microfluidic circuit (2) is equipped with airtight connection means.

1 1. - Connector device (1) according to the preceding claim, wherein the sealed connection means comprise one or more O-rings.

12. - Connector device (1) according to any of the preceding claims, wherein one or more of the elements that make up said device (1) are made of a biocompatible material.

13. - Connector device (1) according to the preceding claim, wherein the biocompatible material comprises methacrylate (PMMA), polycarbonate (PC), polymers or copolymers of cyclic olefin, or polymeric photoresists.

14. - Connector device (1) according to any of the preceding claims, wherein one or more of the elements that make up said device (1) are made of an optically transparent or radiolucent material.