Zawór oraz sposób modyfikacji zaworu

Wynalazkiem jest sposób modyfikacji komercyjnie dostępnych zaworów solenoidowych pozwalający na wykorzystanie ich jako mikrozaworów zewnętrznych do układów mikroprzepływowych. Modyfikacja polega na znaczącym (ok. 106 krotnym) zwiększeniu oporu pomiędzy zaworem a chipem używając stalowej kapilary oporowej, co umożliwia kontrolę nanolitrowych objętości płynów zaworami zaprojektowanymi oryginalnie do kontroli objętości mikrolitrowych. Zewnętrzne umiejscowienie zaworu względem chipu jest spójne z ideą tworzenia w przyszłości chipów jednorazowego użytku, pozwalających zaoszczędzić czas i koszty związane z ich myciem czy sterylizacją. Aby to osiągnąć, pojedynczy chip musi być tani. Stosując zawory zewnętrzne na chipie znajdują się jedynie proste elementy – kanały. Zawory będące elementami nieporównywalnie bardziej skomplikowanymi konstrukcyjnie umiejscowione się poza nim, co diametralnie zmniejsza czas oraz koszt wytworzenia pojedynczego układu. Ponadto, daje to możliwość wytwarzania finalnie dopracowanej konstrukcji masowymi technikami – np. wytłaczania na ciepło (z ang. hot embossing).
Ponieważ opór pomiędzy zaworem a chipem jest znacznie większy (ok. 106 razy) niż opór samego chipu, charakterystyka tworzenia kropel (objętość vs. czas otwarcia zaworu) jest niezależna od chwilowego oporu układu (na który wpływa ilość kropel znajdujących się w jego kanałach) oraz od elastyczności materiału, z którego układ jest wykonany.

Wynalazki są elementami, z których można budować różnorodne systemy mikroprzepływowe, w szczególności mogące znaleźć zastosowanie w iwysokowydajnych badaniach przesiewowych reakcji chemicznych i biochemicznych oraz diagnostyce małych objętości próbek, w szczególności badania mikrolitrowych próbek krwi.
Zastosowanie zgłoszonych wynalazków w wysokowydajnych badaniach przesiewowych może być ciekawą alternatywą do popularnych obecnie technik wykorzystujących płytki wielodołkowe oraz platformy automatycznych pipet. W porównaniu z nimi, przy zachowaniu podobnej konsumpcyjności reagentów oraz szybkości działania, system mikroprzepływowy charakteryzuje się znacznie większą precyzją dozowania objętości próbek – objętościowy błąd dozowania jest na poziomie 1 % w porównaniu z błędem ok. 5% dla pipet automatycznych.
Zastosowanie zgłoszonych wynalazków w diagnostyce krwi wydaje się bardzo atrakcyjne ze względu na możliwość znacznego zmniejszenia – do mikrolitrowych objętości – ilości krwi potrzebnej do wykonania badania morfologii czy badań biochemicznych, a co za tym idzie również zmniejszenia zużycia regentów wykorzystywanych w tych badaniach. Możliwość wykonywania diagnostyki z małych objętości pozwoliłaby w wymagających tego przypadkach chorobowych na znacznie częstsze badanie stanu zdrowia (np. krwi) pacjenta, niż obecnie ma to miejsce.
Zastosowanie zgłoszonych wynalazków w technologii Point-of-Care (POC), opartej na małych rozmiarów urządzeniach wykonujących podstawowe testy (m.in. z krwi czy moczu) pozwalające lekarzowi na szybką diagnozę choroby i odpowiednie dobranie terapii. Możliwość dokonywania analiz z małych objętości próbek wydaje się atrakcyjna w aspekcie rozwoju technologii POC.

mikrofluidyka / mikrozawory / ‘krople na żądanie’ / wysokowydajne badania przesiewowe / badania z małych objętości próbki / mikrochemostat

Możliwość dokładniejszego badania procesów chemicznych i biochemicznych (w aspekcie badań podstawowych) oraz łatwiejszego optymalizowania procesów przemysłowych, których reagenty dostępne są w małych ilościach i są drogie, jak np. w przemyśle farmaceutycznym czy biotechnologicznym. Efektem zastosowania systemu opartego na zgłoszonych wynalazkach może być poznanie nieznanych, bo niezauważanych dotąd procesów czy zależności – znane są przykłady wykorzystania technik mikroprzepływowych do wyznaczenia diagramów fazowych krystalizacji białek uważanych do tej pory za białka niekrystalizujące.
Rozwój spersonalizowanej diagnostyki medycznej, zapewniającej zarówno lepsze monitorowanie stanu pacjenta, jak i szybkie dokonywanie podstawowych testów diagnostycznych bez potrzeby dostarczania pobranych próbek do wyspecjalizowanego laboratorium, co podnosi koszty badań oraz znacząco wydłuża czas oczekiwania na wynik.
Rozwój w Polsce technologii hi-tech rodzimego pochodzenia, co potencjalnie może zwiększyć dostępność społeczeństwa m.in. do nowoczesnych technologii diagnostycznych.

- Twórca jest zainteresowany nawiązaniem współpracy w celu dalszych badań nad wynalazkiem
- Twórca jest zainteresowany wdrożeniem wynalazku
- Twórca wyraża zgodę na udział w Spotkaniu Brokerskim