Metoda i układ do wytwarzania kropli na żądanie w układzie mikroprzepływowym oraz tworzenia sekwencji kropli o arbitralnie zadanych kombinacjach stężeń roztworów wejściowych

Wynalazkiem jest wykorzystanie opisanego powyżej zmodyfikowanego zewnętrznego zaworu solenoidowego do tworzenia w mikrokanałach kropel wg nowatorskiego protokołu polegającego na kontroli przepływu obydwu faz – naprzemiennym otwieraniu i zamykaniu ich ruchu – w momencie, gdy otwarty jest przepływ fazy rozpraszanej, zamknięty jest przepływ fazy rozpraszającej i na odwrót. Pozwoliło to tworzyć krople o dowolnie dużym zakresie objętości, bez obecnego przy ciągłym przepływie fazy rozpraszającej hydrodynamicznego ograniczenia na maksymalną możliwą do wygenerowania kroplę. Wynalazek ten umożliwił pracę nad systemem do wielowymiarowego skanowania procesów chemicznych i biochemicznych w jednym lub kilku wymiarach stężeń reagentów. Kontrola przepływu obydwu faz nie była wcześniej możliwa ze względu na brak zaworów kontrolujących nanolitrowe objętości cieczy, a jednocześnie wykonanych z materiałów inertnych wobec wykorzystywanych w mikrofluidyce olejów.

Wynalzaki są elementami, z których można budować różnorodne systemy mikroprzepływowe, w szczególności mogące znaleźć zastosowanie w i) wysokowydajnych badaniach przesiewowych reakcji chemicznych i biochemicznych oraz ii) 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

Spodziewanymi efektami zastosowania zgłoszonych wynalazków są:
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