CONTENEDOR DE VOLUMEN CONTINUAMENTE VARIABLE REGULADO POR PRESIÓN PARA EL SUMINISTRO DE FLUIDO Esta Solicitud de Patente del Tratado Internacional de Cooperación de Patentes reivindica el beneficio de la Solicitud de Patente No Provisional de los Estados Unidos No.
11/004,382, presentada en Diciembre 3 de 2004, incorporada en la presente mediante la referencia. I. CAMPO TÉCNICO Un contenedor de volumen continuamente variable regulado por presión para el manejo y suministro de fluidos. Específicamente, un contenedor de volumen variable regulado por presión útil para generar una corriente de fluido en la trayectoria de flujo de varios tipos de dispositivos microfluidicos tales como citómetros de flujo o cromatógrafos de liquido. II. ANTECEDENTES La citometria de flujo, cromatografía de liquido y otros dispositivos microfluidicos son prominentes herramientas utilizadas en la investigación básica y aplicada y en procesos comerciales de manufactura. Estos sistemas microfluidicos se utilizan de forma rutinaria para analizar, separar aislar o purificar partículas biológicas, tales como células, organelos, cromosomas, ácidos desoxirribonucleicos (ADN) , ácidos ribonucleicos (ARN) , fragmentos de ADN, fragmentos de ARN, proteínas, fragmentos de proteina,
péptidos, oligonucleótidos o lo similar. Específicamente con respecto a las aplicaciones en la citometria de flujo o la utilización de dispositivos de separación de flujo, partículas biológicas, tales como células (que pueden modificarse con uno o una pluralidad de tipos o clases de ligandos, etiquetas o tintas fluorescentes) o partículas portadoras (que pueden contener partículas tales como anticuerpos u oligonucleótidos o lo similar) , pueden analizarse y separarse para aislar células individuales o partículas biológicas o subpoblaciones de células o partículas biológicas, que tienen una o una pluralidad de características comunes. Como el campo de la citometria de flujo ha madurado, se ha colocado un énfasis incrementado en la retención de la(s) función (es) biológica (s) de células o partículas biológicas aisladas. Los citómetros de flujo también pueden utilizarse para analizar y separar una mezcla de partículas no biológicas. Por ejemplo, las partículas no biológicas pueden modificarse diferencialmente con reactivos específicos de analitos y hacerse reaccionar con una mezcla heterogénea de partículas biológicas o analitos. Las partículas no biológicas cargadas con las partículas biológicas o analitos específicos del reactivo correspondiente pueden entonces diferenciarse y aislarse con el sistema de separación de flujo. Las aplicaciones de separación de flujo de este tipo
pueden proporcionar análisis de secuencias de epitopes o de genes similar a las de un análisis de micromatriz multigénica que utiliza una superficie plana tal como un portaobjetos de microscopio, para presentar diferentes reactivos específicos de analito tales como anticuerpos, oligonucleótidos, aptámeros o lo similar, para una o más partículas biológicas de una mezcla biológica heterogénea. Para mantener la(s) función(es) biológica (s) de las células vivientes durante el análisis, separación, purificación o recolección, las células se transportan en fluidos preparados para tener ciertas características relacionadas con pureza, pH, concentración de iones, osmolalidad, capacidad de amortiguamiento, disponibilidad de nutrientes y lo similar. Con respecto a ciertas aplicaciones, estos fluidos deben prepararse con agua validada para estar libres de agentes extraños, pirógenos o lo similar; o con químicos obtenidos de proveedores validados de acuerdo con las especificaciones reguladoras tales como los lineamientos cGMP, los lineamientos 510K, los lineamientos tipo ISO-9000, la documentación de registro de lotes, la documentación del expediente principal de drogas o lo similar. Específicamente con respecto a los sistemas cromatográficos, los fluidos utilizados para transportar y separar partículas biológicas son con frecuencia mezclas
purificadas de solventes y solutos en agua. Puede utilizarse la mezcla variable entre dos o más fluidos para establecer gradientes diferenciales de concentración de sal, pH, proporciones de solvente o lo similar para liberar selectivamente las partículas a partir de una variedad de sustratos sólidos para efectuar la separación de partículas biológicas en subpoblaciones en base a una o más características de la partícula. La característica de los sistemas cromatográficos es el volumen relativamente grande de fluido utilizado para separar mezclas de diferentes partícula (s) o población (es) de partículas en partículas individuales o subpoblaciones purificadas de partículas que se aislan entonces en un volumen de fluido relativamente pequeño. Típicamente, pueden recolectarse muchos litros de un amortiguador de elusión en una pluralidad de fracciones individuales conteniendo cada una unos cuantos mililitros con el producto deseado aislado en una o algunas de tales fracciones. La preparación y manejo de fluidos para soportar aplicaciones cromatrográficas debe llevarse a cabo de manera confiable por técnicos apropiadamente entrenados. Cualquier inexactitud en la preparación de tales fluidos puede conducir a la pérdida significativa del tiempo de operación del cromatógrafo o la pérdida total o en parte de la(s) partícula (s) mezclada (s) no purificada (s ) o la(s) población (es) de partículas o de la(s)
partícula (s) individual purificada (s) o la(s) sub-población (es ) de las partículas de interés. De manera entendióle, se han conducido extensas investigaciones que dan como resultado numerosos y variados tipos de dispositivos microfluidicos, fluidos utilizados con tales dispositivos microfluidicos y métodos para elaborar y utilizar tales dispositivos microfluidicos para separar partículas biológicas y no biológicas como se describe arriba, o de otro modo. Sin embargo, permanecen sin resolver problemas significativos con respecto al establecimiento y mantenimiento de la consistencia en la preparación, manejo y suministro de fluidos hacia y en los conductos de tales dispositivos microfluidicos . Un problema significativo con el suministro convencional de fluidos hacia dispositivos microfluidicos puede ser la contaminación del fluido. La transferencia del fluido desde un recipiente de fluido hacia un dispositivo microfluidico y la transferencia adicional del fluido a través de varios conductos analíticos puede requerir la generación de presión hidrostática. Típicamente, una bomba suministra la presión hidrostática requerida para mover un fluido hacia y en los conductos de un dispositivo microfluidico . Las bombas de desplazamiento positivas por ejemplo, absorben el fluido desde un lado del cuerpo de la bomba y
utilizando válvulas, pistones, rotores, paletas o lo similar, forzan el fluido hacia el otro lado de la bomba. En este proceso, el fluido puede entrar en contacto con las superficies internas de la bomba depositando materiales no biológicos o biológicos, agentes microbianos u otros infecciosos, que pueden permanecer dentro del cuerpo de la bomba. En esta forma, las superficies del cuerpo de bomba pueden volverse una fuente de contaminación para el volumen de fluido subsecuente transferido a través del cuerpo de bomba. Las bombas peristálticas, aplican presión a la superficie exterior de un conducto conformable para actuar sobre los fluidos contenidos dentro del conducto conformable. La peristalsis del conducto conformable transfiere fluido en una dirección dentro del cuerpo del conducto conformable. Una ventaja de la bomba peristáltica puede ser que los fluidos no hacen contacto con las superficies de la bomba peristáltica. Sin embargo, las bombas peristálticas tienen desventajas en que no pueden formar presiones muy altas, pueden tender a crear variaciones oscilantes de presión hidrostática, pueden ser costosas para construir y mantener y la peristalsis recurrente del conducto conformable puede causar la deformación o degradación progresiva del material del conducto que puede derramarse, drenarse o filtrarse en el fluido.
Otro problema significativo con el suministro convencional de fluidos hacia dispositivos microfluidicos puede ser el uso de un gas o mezclas de gases, tales como aire, argón, nitrógeno, helio o lo similar, para presurizar el espacio superior de un recipiente de fluido para iniciar y mantener una corriente de fluido en los conductos del dispositivo microfluidico . El uso de gas (es) presurizado (s) o presión de gas atmosférico en contacto con el fluido en el recipiente puede dar como resultar la formación de burbujas en las trayectorias de fluido del dispositivo. Ya que los dispositivos microfluidicos tienen trayectorias de flujo de diámetro pequeño y las partículas biológicas transportadas en la corriente del fluido también son de tamaño pequeño, las burbujas aún muy pequeñas o finas formadas en la trayectoria de flujo pueden afectar el volumen y el flujo laminar del fluido dentro de las trayectorias de flujo, pueden provocar falla de ciertos tipos de bombas y puede dar como resultado errores analíticos. Aún las burbujas invisibles a simple vista pueden ser problemáticas con respecto al desempeño adecuado de un dispositivo microfluidico. Un mecanismo mediante el cual las burbujas no deseadas pueden formarse espontáneamente en la trayectoria de flujo de un dispositivo microfluidico puede ser un cambio en la concentración del gas disuelto en la corriente liquida seguido por la formación de burbujas. Por ejemplo, un
recipiente de fluido de revestimiento puede contener una cantidad de fluido de revestimiento para operar un citómetro de flujo por una larga duración de tiempo, algunas veces en más de 72 horas. Con una presión de descarga de más de cuatro atmósferas o en ciertas aplicaciones en más de 6 atmósferas, el contenido de nitrógeno disuelto del fluido puede incrementarse dramáticamente a medida que los gases en el liquido se mueven hacia el equilibrio con los gases en el espacio superior del recipiente. De manera subsecuente, cuando se reduce la presión de gas en el liquido, pueden formarse burbujas. La reducción en la presión de gas puede venir de la inspección o manipulación del operador de la cantidad de fluido restante en el recipiente de fluido de revestimiento. Alternativamente, a medida que el fluido fluye a través de los conductos del dispositivo microfluidico, la presión del fluido puede volverse sustancialmente menor para igualar la presión de operación de la trayectoria de flujo microfluidico. Bajo estas condiciones pueden formarse las burbujas y viajar dentro de la trayectoria de flujo del dispositivo microfluidico. Alternativamente, la tensión superficial de la burbuja puede permitirle adherirse a las superficies de los componentes analíticos del dispositivo microfluidico. Las burbujas adheridas pueden servir además como núcleos de condensación en donde se fusionan burbujas
adicionales pequeñas o en donde pueden entrar las burbujas al gas disuelto adicional. La posición de tales burbujas que se dividen entre una fase adherente de superficie y la fase suspendida de fluido, se determina por el tamaño de la burbuja y la tasa de flujo del fluido en ese punto en el aparato. Los dispositivos microfluidicos, celdas de flujo y los citómetros de flujo comúnmente presentan regiones en la trayectoria de flujo en donde el flujo no es laminar, en donde la tasa de flujo es baja y en donde tienden a formarse burbujas. Por ejemplo, los dispositivos microfluidicos pueden tener filtros que restringen a propósito el flujo de fluido para facilitar el retiro de partículas o agregados no deseados. Las burbujas con frecuencia se recolectan sobre el lado corriente arriba de tales filtros, reduciendo de manera efectiva el área de superficie del filtro disponible para el fluido. También, debido a que al gas puede moverse fácilmente a través de un filtro, como gas disuelto o como burbujas que pueden ser más pequeñas que la dimensión de exclusión del filtro, también las burbujas pueden acumularse en el lado opuesto del filtro. Las burbujas no deseadas pueden también formarse en un dispositivo microfluidico mediante transferencia directa del gas presurizado hacia la trayectoria de flujo del dispositivo microfluidico. Por ejemplo, cuando los
recipientes de fluido de revestimiento de la citometria de flujo convencional se agotan de fluido o cuando la cantidad de fluido es baja y el recipiente no está al nivel o cuando el recipiente de fluido de revestimiento se bombea, inclina o agita, el gas presurizado pueden entrar directamente a la trayectoria de flujo del dispositivo. Cuando el gas presurizado entra directamente a la trayectoria de flujo de un dispositivo microfluidico, las burbujas pueden ser más grandes y en ciertas circunstancias pueden interrumpir el flujo del fluido completamente, alterar las características de flujo o permanecer ubicadas en la trayectoria de flujo del dispositivo microfluidico. Si el dispositivo microfluidico o trayectoria de flujo no son desechables, puede necesitarse una cantidad significativa de tiempo para desalojar o descargar las burbujas no deseadas de la trayectoria de flujo. Otro problema relacionado con el uso del gas presurizado en contacto con los líquidos para generar una corriente de fluido en los dispositivos microfluidicos puede ser una concentración incrementada de oxigeno en solución. Por ejemplo las células vivas de esperma en la presencia de medios que contiene fuentes de energía pueden exhibir una tasa metabólica limitada por el contenido de oxigeno disuelto. Durante y después de la separación del flujo de las células espermáticas puede ser ventajoso tener una tasa
metabólica viable pero baja. Pueden generarse altas concentraciones de oxigeno disuelto mediante el equilibrio del fluido de revestimiento con gases presurizados que contienen oxigeno y su uso puede dar como resultado tasas metabólicas desventajosamente altas en células espermáticas durante el análisis de flujo o procesos de separación de flujo. Un problema similar con el uso de gases atmosféricos o gases presurizados en contacto con los fluidos para generar una corriente de fluido pueden ser cantidades incrementadas de agua introducida en solventes anhídridos u otros fluidos sensibles al agua utilizados dentro de los dispositivos microfluidicos . Otro problema similar con el uso de gases atmosféricos o gases presurizados en contacto con los fluidos para generar una corriente de fluido puede ser la reacción de ciertos gases con el fluido o las partículas transportadas en el fluido. Otro problema significativo con la preparación convencional de fluidos para utilizarse con dispositivos microfluidicos o sistemas de cromatografía puede ser que la calidad del agua disponible o calidad del solvente químico puede ser inaceptablemente baja para hacer soluciones estandarizadas para ciertas aplicaciones. Aunque existen numerosos y variados métodos para incrementar la calidad del
agua, el costo del uso puede ser inaceptablemente alto cuando la fuente de agua contiene un cierto nivel de uno o una pluralidad de materiales, sustancias o patógenos. Este problema puede agravarse con el uso de fluidos especializados para aplicaciones en investigaciones básicas, terapia clínica a base de células o producción farmacéutica que puede requerir fluidos de mayor calidad con respecto a la precisión de la formulación, consistencia de lote a lote y libre de materiales, partículas, sustancias inorgánicas y orgánicas, patógenos, químicos o lo similar contaminantes no deseados. Particularmente con respecto a los fluidos que se amortiguan o proporcionar fuentes de carbono para mantener la función celular, el agua de alta calidad puede ser esencial para evitar o reducir a niveles aceptablemente bajos el crecimiento de patógenos. Varios de estos problemas se identifican por la Patente de Estados Unidos No. 6,729/369 de Neas, la cual se dirige a preparar grandes volúmenes de fluidos estériles especializados en una sola ubicación geográfica en la cual se encuentran disponibles agua y químicos de alta calidad. Se utilizan entonces recipientes flexibles cercados para transportar los fluidos especializados estériles preparados a la ubicación en donde se utilizan los fluidos. Sin embargo,
Neas et al., no trata el problema de establecer una corriente de fluido presurizado en la trayectoria de flujo de cualquier
dispositivo microfluidico tal como un citómetro de flujo, cromatógrafo de liquido o lo similar. Otro problema significativo con el suministro convencional de fluidos hacia dispositivos microfluidicos puede ser la limpieza, eliminación de cantidades no utilizadas de fluido y la esterilización de los recipientes de fluido. Los citómetros de flujo pueden consumir entre aproximadamente 200 mililitros hasta aproximadamente 800 mililitros de fluido de revestimiento por hora y típicamente se operan entre aproximadamente una hora y veinticuatro horas para un solo procedimiento. Los tanques o recipientes de fluido de revestimiento típicamente contienen entre aproximadamente cinco y aproximadamente diez litros de fluido de revestimiento y si se interrumpe o termina un procedimiento, es con frecuencia inconveniente guardar el fluido de revestimiento no utilizado en el recipiente de fluido de revestimiento para utilizarse en el mismo procedimiento en una fecha posterior, debido a que el tanque de fluido de revestimiento puede necesitarse para otros procedimientos o el fluido de revestimiento pueden sufrir el crecimiento de microflora o microfauna si se almacena. Aún si se almacena el fluido de revestimiento, éste puede con frecuencia mantenerse entre 4-10°C y debe entonces re-equilibrarse a temperaturas templadas antes del uso adicional.
En el amplio mercado de los consumidores se distribuyen muchos productos como contenedores de fluido que se abren para utilizarse y de acuerdo con esto, los fluidos en el contenedor inician a interactuar con la atmósfera. Con respecto a ciertos fluidos, la interacción con la atmósfera puede ser dañina para la estabilidad o consistencia del fluido. Por ejemplo, la pintura u otros productos de recubrimiento de superficies pueden iniciar a curarse cuando se exponen a la atmósfera al moverse hacia el equilibrio con el volumen de la atmósfera en el contenedor. Como tal, una porción de pintura no utilizada en un contenedor puede formar una capa delgada de película. Otro ejemplo puede ser la rancificación mediada por radical libre de aceites comestibles tales como aceite de oliva, aceites vegetales poliinsaturados o lo similar, acelerada por el oxigeno molecular . Se distribuyen muchos fluidos en pequeños contenedores presurizados que suministran el fluido a través de un orificio que provoca que el fluido se disperse cuando sale del contenedor. Ejemplos comunes son las latas de pintura en roclo, rociadores para el cabello, desodorantes, insecticidas, pesticidas, herbicidas o lo similar. Una desventaja de los pequeños contenedores presurizados es que existe un número limitado de propelentes aceptables que son tanto inertes a la reacción con el (los) fluido(s)
contenido (s) como aún benignos al ambiente. Para aplicación a mayor escala, estos fluidos típicamente se contienen en recipientes re-utilizables que pueden presurizarse con una bomba manual o con compresores de aire. Además de los problemas antes tratados con respecto a la interacción del gas con los fluidos, existen desventajas adicionales relacionadas con la seguridad de limpiar grandes contenedores de los fluidos restantes y la eliminación de los fluidos restantes. La invención actual proporciona dispositivos de suministro de fluido y métodos de suministro de fluido que se dirigen a cada uno de los problemas antes mencionados con la tecnología convencional en el área especifica de dispositivos microfluidicos asi como al mercado más amplio del consumidor. III. DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN De acuerdo con esto, un amplio objetivo de la invención puede ser eliminar la exposición del (de los) fluido (s) que se suministran en la trayectoria de flujo de un dispositivo microfluidico o sistemas de cromatografía hacia fuentes externas de contaminación. Un aspecto de este objetivo de la invención puede ser aislar los fluidos que se suministran a la trayectoria de flujo de un dispositivo microfluidico del movimiento hacia el equilibrio con los gases atmosféricos, mezclas de gases o presiones parciales de gases ya sea a presión atmosférica o a presiones mayores a
las atmosféricas. Un segundo aspecto de este objetivo de la invención puede ser aislar los fluidos que se suministran a la trayectoria de flujo de un dispositivo microfluidico de la exposición a materiales no biológicos o superficies, tales como las superficies de la bomba, polvo, composiciones de limpieza o lo similar; o a sustancias biológicas o superficies que pueden introducir patógenos, bacterias, virus, esporas, células, proteínas, ácidos nucleicos, tejidos, sangre, semen, orina, heces o lo similar. Un tercer aspecto de este objetivo de la invención puede ser mantener un fluido estéril para suministrarse a la trayectoria de flujo de un dispositivo microfluidico . Otro amplio objetivo de la invención puede ser proporcionar un contenedor que tenga un volumen continuamente ajustable con respecto a la cantidad de fluido contenido dentro de manera que una corriente del fluido pueda suministrarse a un dispositivo microfluidico . Un aspecto de este objetivo de la invención puede ser proporcionar un contenedor que tenga un volumen continuamente variable en respuesta a la presión ejercida sobre la superficie exterior que permite a la superficie interior del contenedor actuar sobre el fluido contenido dentro para generar una corriente de fluido en una salida. Un segundo aspecto de este objetivo de la invención puede ser proporcionar una pared flexible capaz de soportar una presión de gas de entre aproximadamente
70 libras por pulgada cuadrada (psi) y 100 psi para generar una corriente de fluido en la trayectoria de flujo de un dispositivo microfluidico de aproximadamente 25 psi hasta aproximadamente 50 psi. Naturalmente, para ciertas aplicaciones la cantidad de presión ejercida sobre la pared flexible puede ser mayor y para ciertas aplicaciones la cantidad de presión puede ser menor. Un tercer aspecto de este objetivo de la invención puede ser suministrar desde un contenedor que tiene volumen continuamente variable en respuesta a la presión ejercida por una cantidad de gas o liquido una corriente de fluido hacia la trayectoria de flujo de un dispositivo microfluidico, tal como un citómetro de flujo o cromatografía de líquidos, en el cual pueden transportarse partículas para análisis, separación, purificación o de otra manera manipularse según se desee. Otro amplio objetivo de la invención puede ser proporcionar una mejora de o readaptación a la tecnología del recipiente de fluido convencional que incluye además un contenedor que tiene un volumen continuamente ajustable con respecto a la cantidad del fluido contenido dentro, de manera que una corriente del fluido puede suministrarse a un dispositivo microfluidico. Un aspecto de este objetivo de la invención puede ser readaptar los tanques de fluido de revestimiento del citómetro de flujo convencional para incluir además un contenedor que tiene un volumen
continuamente ajustable con respecto a la cantidad de fluido contenido dentro de manera que pueda suministrarse una corriente de fluido a un citómetro de flujo. Un segundo aspecto de este objetivo de la invención con respecto a los cromatógrafos de liquido puede ser readaptar los recipientes de fase liquida convencionales para incluir además un contenedor que tenga un volumen continuamente ajustable con respecto a la cantidad de fluido contenido dentro, de manera que la corriente del fluido pueda suministrarse directamente a la columna de separación o a la bomba de alta presión del cromatógrafo de liquido. Otro amplio aspecto de la invención puede ser establecer o mantener una concentración deseada de un gas o gases disueltos en el fluido suministrado en la trayectoria de flujo de un dispositivo microfluidico de tal manera que las partículas (ya sea biológicas o no biológicas) se expongan a la concentración o nivel de gas (es) necesario (s) o deseado) s); o pueda evitarse la exposición de partículas a ciertos gases, mezclas de gases o presiones parciales de gases, contenido de agua incrementado o lo similar no deseado. Otro amplio aspecto de la invención puede ser proporcionar fluidos que se preparen para conformarse a las especificaciones de un dispositivo microfluidico particular o método para utilizar el dispositivo microfluidico y se
transfieran a un contenedor que tenga volumen continuamente variable de acuerdo con la invención. Tales contenedores preparados en una primera ubicación geográfica pueden entonces embarcarse a varias otras ubicaciones geográficas para mantener la consistencia de los fluidos utilizados por los dispositivos microfluidicos en cada ubicación. Otro amplio objetivo de la invención puede ser proporcionar un receptáculo de configuración sustancialmente fija en la cual una cantidad de gas o liquido puede suministrarse para actuar sobre la superficie de un contenedor que tenga volumen variable para suministrar fluido a la trayectoria de flujo de un dispositivo microfluidico . Un aspecto de esta amplia modalidad de la invención puede ser proporcionar un receptáculo de configuración sustancialmente fija que tenga una pluralidad de compartimentos que permitan que una pluralidad de fluidos se suministren simultáneamente a uno o más dispositivos microfluidicos o contenedores. Otra amplia modalidad de la invención puede ser proporcionar un dispositivo de citómetro de flujo o sistema cromatográfico y métodos para utilizar tal dispositivo de citómetro de flujo o sistema cromatográfico que utilice fluidos separados de las superficies del tanque de fluido de revestimiento y los gases suministrados al tanque de fluido de revestimiento. Otro amplio objetivo de la invención puede ser
proporcionar fluidos y métodos para suministrar fluidos a las trayectorias de flujo de los dispositivos microfluidicos que son compatibles con el aislamiento o purificación de células u otras partículas o sustancias para la reintroducción en un humano o animal. Existe un número significativo de cuestiones surgidas con respecto a la prevención de la transmisión de infección o enfermedad cuando las células, partículas o sustancias se aislan mediante dispositivos microfluidicos . Las partículas infecciosas u otros agentes pueden variar en tamaño desde priones que pueden ser de unas décimas de nanómetro, hasta partículas de virus que pueden ser de cientos de nanómetros, hasta levaduras, hongos, mohos y bacterias que pueden ser de varios cientos de nanómetros hasta muchos micrómetros de tamaño. Una vez que una muestra de células, partículas u otras sustancias se contaminan con tales partículas infecciosas, puede ser muy difícil retirarlas. En algunos casos, los agentes tales como conservadores o antibióticos son aceptables, pero en la mayoria de los productos que se utilizan en animales y humanos, las regulaciones gubernamentales requieren el uso de métodos de producción que puedan validarse para producir células biológicas, partículas, sustancias o químicos libres de todas tales partículas o agentes infecciosos extraños. La invención actual facilita la preparación, embarque, almacenamiento, manejo y uso de soluciones estériles
validadas libres de partículas o agentes extraños que pueden suministrarse bajo presión al citómetro de flujo, celda de flujo u otros dispositivos microfluidicos o sistemas cromatográficos para generar células, partículas u otras sustancias libres de agentes infecciosos u otros no deseados. Ejemplos específicos de tales tratamientos o terapias pueden ser el aislamiento de células madre hematopoyéticas especificas provenientes de la médula ósea con el procedimiento de separación de células cancerosos o anormales provenientes de células normales y la reinserción de células no cancerosas o normales de nuevo hacia la médula ósea; el aislamiento de ciertas células blancas sanguíneas o células sanguíneas de cáncer y la modificación de tales células con ciertos conjugados y adyuvantes que permiten que las células se re-inserten (muertas o vivas) como una forma de vacunación terapéutica; el aislamiento de células muy raras, tales como células fetales, provenientes de la sangre, tal como sangre materna, que contienen un número muy pequeño de dichas células fetales, para el propósito de llevar a cabo el análisis genético tal como la reacción en cadena de polimerasa (PCR), determinando el genotipo o el halotipo de tales células fetales, con un antecedente genético mínimo a partir de contenido genético mucho más abundante de las células sanguíneas maternas; el aislamiento de las células tales como células espermáticas provenientes de fluidos
vaginales para los propósitos de analizar la composición genética de las células espermáticas; la separación de flujo de las células espermáticas de mamíferos para generar poblaciones enriquecidas que tienen el cromosoma X y que tienen el cromosoma Y de esperma viable o la separación de flujo de células espermáticas enriquecidas para ciertas características genéticas para uso adicional en técnicas de reproducción asistida tales como fertilización in vi tro, inyección de esperma intra-citoplásmica, inseminación artificial o lo similar. Otro amplio objetivo de la invención puede ser proporcionar un contenedor que tiene un volumen continuamente variable con respecto a una cantidad de material conformable contenido dentro, de tal manera que tal material confortable tal como; agua, un fluido para un dispositivo microfluidico; un fluido de revestimiento para citometria de flujo; un alimento; una bebida; un ingrediente alimenticio; un ingrediente de bebida; un detergente liquido; un pesticida o herbicida liquido; un solvente farmacéutico tal como alcohol de frotamiento; u producto de tocador tal como un shampoo, lavador corporal, roclo para el cabello o gel para el cabello; o lo similar pueden manejarse, suministrarse, circularse en la trayectoria de flujo de un conducto o de otro modo utilizarse con solo el contacto deseado con la atmósfera u otras presiones parciales de gases y sin
liberarse a la atmósfera u otras presiones parciales de gases, a menos que se desee. Un aspecto de esta modalidad es la provisión de un gran volumen variable de contenedores que contienen concentrados especializados que son útiles en la industria de procesamiento que formula y produce productos fluidicos para los consumidores y puede ser benéfico a partir de los nuevos métodos para un suministro exacto y limpio de productos en fluido, a cantidades controladas, en los productos de que componen. Naturalmente, se describen objetivos adicionales de la invención a través de otras áreas de la especificación, dibujos y reivindicaciones. IV. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1A muestra una modalidad de la invención que proporciona un contenedor de volumen variable de presión regulada que suministra una corriente de fluido en respuesta a una cantidad de gas que actúa sobre la superficie exterior. La Figura IB muestra una sección transversal a través de la pared flexible de una modalidad del contenedor de volumen variable de presión regulada. La Figura 1C muestra una sección transversal a través de la pared flexible de la modalidad alternativa del contenedor de volumen variable de presión regulada. La Figura ID muestra una sección transversal a través de la pared flexible de la segunda modalidad
alternativa del contenedor de volumen variable de presión regulada . La Figura 1E muestra una sección transversal a través de la pared flexible de una tercera modalidad alternativa del contenedor de volumen variable de presión regulada . La Figura 2A muestra un tanque de fluido de revestimiento convencional para el suministro del (de los) fluido (s) de revestimiento hacia un citómetro de flujo. La Figura 2B muestra una modalidad de la invención para el suministro del (de los) fluido (s) de revestimiento (s ) hacia un citómetro de flujo en el cual un tanque de fluido de revestimiento convencional se readapta para recibir una cantidad de gas que actúa sobre la superficie exterior de un contenedor de volumen variable. La Figura 2C muestra una modalidad alternativa de la invención para el suministro del (de los) fluido (s) de revestimiento hacia un citómetro de flujo en el cual un tanque de fluido de revestimiento convencional se readapta para recibir una cantidad de gas que actúa sobre la superficie exterior de un contenedor de volumen variable. La Figura 3A muestra una modalidad de la invención en la cual un receptáculo de configuración sustancialmente fija recibe una cantidad de gas que actúa sobre la superficie exterior de un contenedor de volumen variable.
La Figura 3B muestra una modalidad alternativa de la invención en la cual un receptáculo de configuración sustancialmente fija recibe una cantidad de gas que actúa sobre la superficie exterior de un contenedor de volumen variable. La Figura 4A muestra una modalidad de la invención en la cual una pluralidad de receptáculos recibe cada uno una cantidad de gas que actúa sobre la superficie exterior de un contenedor de volumen variable para generar una pluralidad de corrientes de fluido. La Figura 4B muestra una modalidad alternativa de la invención en la cual una pluralidad de receptáculos recibe cada uno una cantidad de gas que actúa sobre la superficie exterior de un contenedor de volumen variable para generar una pluralidad de corrientes de fluido. La Figura 5 muestra una modalidad del citómetro de flujo de la invención en la cual puede generarse una corriente de fluido en la trayectoria de flujo del citómetro de flujo a partir de un contenedor de volumen variable que actúa mediante una cantidad de gas. La Figura 6 muestra una gráfica bivariable de células espermáticas transportadas en una corriente de fluido generada de acuerdo con la invención, diferenciadas en poblaciones que tienen el cromosoma X y que tienen el cromosoma Y.
La Figura 7 muestra una modalidad de la invención en la cual una pluralidad de contenedores de volumen variable cada uno conteniendo una cantidad de fluido se configura en una hoja de columnas e hileras. La Figura 8 ilustra una pluralidad de trayectorias de flujo operables con la modalidad de la invención mostrada por la Figura 7. V. MODO(S) PARA LLEVAR A CABO LA INVENCIÓN Generalmente se ubica una cantidad de fluido dentro de un contenedor de volumen variable que tiene una pared flexible que actúa con la cantidad de fluido en respuesta a la presión de gas ejercida sobre la superficie exterior para generar una corriente de fluido en la trayectoria de flujo de un conducto. Ahora refiriéndose principalmente a la Figura 1, una modalidad de la invención puede proporcionar un contenedor de volumen variable (1) que tiene una pared flexible (2) que actúa sobre una cantidad de fluido (3) dentro del contenedor de volumen variable (1) en respuesta a una cantidad de presión (4) ejercida sobre la superficie exterior (5) de la pared flexible (2) mediante una cantidad de gas (6) . La cantidad de presión (4) ejercida sobre la superficie exterior (5) de la pared flexible (2) ajusta continuamente el volumen del contendor de volumen variable (1) para actuar sobre la cantidad de fluido (3) para generar
una corriente de fluido (7) (ya sea de flujo continuo o de flujo discontinuo) en la trayectoria de flujo de un conducto (8) . Como en ciertas modalidades de la invención el contenedor de volumen variable (1) puede en parte ser de configuración sustancialmente rigida y en parte una pared flexible (2). Esa porción del contenedor de volumen variable (1) que proporciona la pared flexible (2) puede actuar sobre la cantidad de fluido (3) dentro del contenedor de volumen variable (1) en respuesta a la cantidad de presión (4) ejercida sobre la superficie exterior (5) de la pared flexible por la cantidad de gas (6) para generar una corriente de fluido (7) . El fluido (3) dentro del contenedor de volumen variable (1) abarca ampliamente sin limitación, cualquier fluido, liquido, composición, mezcla, fase, producto u otro material fluidizable en la trayectoria de flujo del conducto
(8) mediante el ajuste continuo del volumen del contenedor de volumen variable (1) en respuesta a la cantidad de presión
(4) ejercida sobre la superficie exterior (5) de la pared flexible (2) . Los numerosos y variados fluidos fluidizables en la trayectoria de flujo del conducto (8) (la trayectoria de flujo del conducto incluye numerosas y variadas configuraciones que corresponden al amplio rango de aplicaciones para la invención y sin limitación incluye las trayectorias o conductos de flujo microfluidico que
típicamente tienen un diámetro interno de aproximadamente un milímetro o menos) incluye sin limitación: agua, un solvente, una solución, una solución amortiguada, una solución de cromatografía de líquidos, un fluido en el cual las partículas biológicas pueden transportarse, un fluido en el cual las partículas no biológicas pueden transportarse, un fluido en el cual las células pueden analizarse, un fluido en el cual las células espermáticas pueden analizarse, un fluido en el cual las células espermáticas pueden separarse en poblaciones que llevan el cromosoma Y y que llevan el cromosoma X, un fluido de revestimiento de citometria de flujo, un fluido de revestimiento de citometria de flujo en el cual pueden transportarse las partículas no biológicas, un fluido de revestimiento de citometria de flujo en el cual pueden transportarse las partículas biológicas, un fluido de revestimiento de citometria de flujo en el cual se transportan las células, un fluido de revestimiento de citometria de flujo en el cual pueden transportarse espermatozoides, un fluido de revestimiento de citometria de flujo en el cual pueden transportarse espermatozoides teñidos, pintura, pesticidas, pastas, adhesivos, solventes orgánicos, pesticidas, productos comestibles, bebidas y varias permutaciones y combinaciones de los mismos. Ahora refiriéndose principalmente a la Figura IB, el contenedor de volumen variable (1) puede proporcionar una
pared flexible (2) sobre la cual la cantidad de gas (6) ejerce una cantidad de presión (4). La pared flexible (2) puede comprender una capa de material (9) que tiene suficiente flexibilidad para ajustar el volumen del contenedor de volumen variable (1) en respuesta a la cantidad de presión (4) ejercida por la cantidad de gas (6) sobre la superficie exterior (5). La capa del material (9) puede seleccionarse para proporcionar una superficie interior (10) compatible con el fluido (3) contenido dentro del contenedor de volumen variable (1) y proporcionar una superficie exterior (5) compatible con la cantidad de gas (6) que ejerce la cantidad de presión (4) sobre el mismo. Con respecto a ciertas modalidades de la invención, la capa del material puede seleccionarse además para evitar o minimizar la transferencia de materiales lixiviables o transferibles desde la capa del material (9) hacia el fluido (3) contenido por el contenedor de volumen variable (1) . La capa del material (9) puede seleccionarse además para evitar o minimizar la transferencia de la cantidad de gas (6) a través de la capa de material (9) hacia el fluido contenido por el contenedor de volumen variable (1) . Sin limitar los numerosos y variados materiales que pueden utilizarse de acuerdo con la invención, las modalidades preferidas de la invención pueden utilizar una capa de material (9) tal como polipropileno, un polietileno, un nylon, un fluorocarburo, un estireno, un
policarbonato, una hoja metálica, un papel laminado, un polímero biodegradable, un papel encerado, o capas unidas de los mismos en varias permutaciones y combinaciones. La capa del material (9) puede incluir un recubrimiento de material, tal como una barrera de oxigeno, una barrera de agua, capas alternas de un polímero rellenador de superficie y un cerámico (por ejemplo Barix) o lo similar. Ahora refiriéndose principalmente a la Figura 1C, como en otras modalidades de la invención la pared flexible (2) puede comprender dos capas de material. La primera capa (11) establece la superficie exterior (5) compatible con la cantidad de gas (6) que ejerce una presión (4) sobre la pared flexible (2) y una segunda capa (12) que proporciona una superficie interior (10) compatible con el fluido (3) dentro del contenedor de volumen variable (1) . La primera capa (11) puede seleccionarse a partir de materiales tales como un polipropileno, un polietileno, un fluorocarburo, un estireno, un policarbonato, una película Mylar®, una barrera de oxigeno, una barrera de agua o lo similar. La segunda capa (12) puede seleccionarse a partir del mismo o un material diferente que la primera capa (11) tal como un polipropileno, un polietileno, un fluorocarburo, un estireno, un policarbonato, una barrera de agua o una barrera de oxigeno (por ejemplo Barix) o lo similar. Cualquiera o ambas de la primera capa (11) o la segunda capa (12) puede incluir además
un elemento de refuerzo (48) tal como fibras individuales, roscas, hebras, una malla, red o lo similar que pueda hacerse de un material de refuerzo tal como un nylon, un algodón, una fibra de carbono, una hebra metálica, una hebra de plástico o lo similar. Como en ciertas modalidades de la invención, la primera capa (11) y la segunda capa (12) de a pared flexible (2) puede embragarse de manera deslizable, mientras en como otras modalidades de la invención la primera capa (11) y la segunda capa (12) pueden embragarse de manera fija. El embrague fijo entre la primera capa (11) y la segunda capa (12) puede generarse por el uso de una capa adhesiva (13) u otro tipo de capa u otro proceso que induce una superficie de la primera capa (11) y una superficie de la segunda capa (12) para adherirse entre si. Ahora refiriéndose principalmente a la Figura ID, como en otras modalidades particulares de la invención, un elemento de recolección de gas (14) puede interponerse entre la primera capa (11) y la segunda capa (12) . Como en estas modalidades de la invención, la cantidad de gas (6) que ejerce una cantidad de presión (4) sobre la superficie exterior (5) del contenedor de volumen variable (1) se recolecta en el elemento de recolección de gas (14) y ejerce una cantidad de presión (4) sobre la segunda capa (12) que actúa sobre el liquido (3) contenido dentro para generar la
corriente de fluido (7) . La primera capa (11) actúa para ajustar el volumen o presión (o ambos) de la cantidad de gas (6) dentro del elemento de recolección de gas (14) a la cantidad necesaria o deseada. Como en estas modalidades de la invención, en las cuales la primera capa (11) no tiene que funcionar como parte de una pared flexible (2) del contenedor de volumen variable (1), la primera capa (11) puede tener una configuración sustancialmente fija formada a partir de un material tal como un plástico, una fibra de vidrio, un vidrio, un metal, un acero, un policarbonato, un acrilico, un polipropileno, un vinilo, un fluorocarburo, una fibra de carbono o lo similar. Ahora refiriéndose principalmente a la Figura 1E, otras modalidades de la invención pueden incluir además una pared flexible (2) que tiene al menos una capa intermedia
(15) ubicada entre la primera capa (11) y la segunda capa
(12) . La al menos una capa intermedia (15) puede seleccionarse a partir de un material tal como un polipropileno, un polietileno, un fluorocarburo, un estireno, un policarbonato, una película Mylar®, una capa cerámica, una barrera de oxigeno (u otro gas), una barrera de agua o lo similar. Modalidades adicionales de la invención pueden proporcionar además el elemento de recolección de gas (14) (similar a la Figura ID) interpuesto entre la primera capa (11) y la al menos una capa intermedia (15) o como para otras
modalidades particulares de la invención el elemento de recolección de gas (14) (similar a la Figura ID) puede interponerse entre la segunda capa (12) y la al menos una capa intermedia (15) . En donde se interpone el elemento de recolección de gas (14) entre la primera capa (11) y la al menos una capa intermedia (15), la primera capa (11) puede ser de configuración sustancialmente fija como se describe arriba. En esas modalidades de la invención, en las cuales el elemento de recolección de gas (14) se interpone entre la segunda capa (12) y la al menos una capa intermedia (15), cualquiera de la primera capa (11) o la al menos una capa intermedia (15) o ambas, pueden tener una configuración sustancialmente fija, mientras que la segunda capa (12) proporciona suficiente flexibilidad para permitir que el contenedor de volumen variable (1) ajuste continuamente el volumen en respuesta a la cantidad de presión (4) ejercida por la cantidad de gas (6) sobre la pared flexible (2) . Como en aquellas modalidades de la invención, en las cuales el liquido (3) embraga la superficie interior (10) de la segunda capa (12) y la cantidad de gas (6) ejerce una cantidad de presión (4) sobre la superficie exterior (5) de la primera capa (11), entonces la primera capa (11), la capa intermedia (15) y la segunda capa (12) pueden tener suficiente flexibilidad para permitir el volumen de ajuste variable del contenedor (1) si las superficies de las capas se embragan de
manera deslizable o fija. La cantidad de gas (6) que ejerce una cantidad de presión (4) sobre la superficie exterior (5) de la pared flexible (2) para proporcionar un contenedor de volumen variable (1) continuamente ajustable para actuar sobre el fluido (3) contenido dentro, puede ser de cualquier clase o tipo de gas (6) compatible con la superficie exterior (5) de la pared flexible (2) sobre la cual actúa, tal como una atmósfera, una mezcla de gases, una mezcla de gases que tienen presiones parciales seleccionadas, un gas purificado, un gas filtrado, un gas acondicionado o lo similar. Como en modalidades alterativas de la invención, la cantidad de gas
(6) puede remplazarse con una cantidad de material fluidizable capaz de actuar sobre la superficie exterior (5) de la pared flexible (2) para ajustar el volumen del contenedor (1), tal como agua, aceite o una solución. Con respecto a ciertas modalidades de la invención, el gas (6) puede ejercer una cantidad de presión (4) sobre la superficie exterior (5) de la pared flexible (2) de entre 1 libra por pulgada cuadrad (psi) hasta aproximadamente 500 libras por pulgada cuadrada (psi) . Como en otras modalidades de la invención utilizadas para aplicaciones de citometria de flujo, la cantidad de gas (6) puede ejercer una presión sobre la superficie exterior (5) de la pared flexible (2) de entre aproximadamente 10 psi y aproximadamente 200 psi. De manera
alternativa, la cantidad de gas (6) ya sea dentro del elemento de recolección de gas (14) o de otro modo, puede ajustarse para generar una cantidad suficiente de presión (4) sobre la superficie exterior (5) de la pared flexible (2) del contenedor de volumen variable (1) para generar una corriente de fluido (7) dentro de la trayectoria de flujo de un conducto (8) de un dispositivo microfluidico (16) que tiene una presión de fluido de entre 10 psi y aproximadamente 200 psi o una presión de fluido suficiente para generar una corriente de fluido (7) dentro de la trayectoria de flujo del conducto (8) que tiene una velocidad suficiente para transportar partículas para un tipo o clase particular de aplicación, análisis, diferenciación o separación. De nuevo, refiriéndose principalmente a la Figura 1A, modalidades particulares de la invención pueden incluir además el generador de presión de fluido (17), tal como una bomba peristáltica, bomba de pistón o lo similar para generar presión suficiente para ciertas aplicaciones microfluidicas u otras aplicaciones, en el rango de entre aproximadamente 100 psi y aproximadamente 5000 psi. Una modalidad ilustrativa de la invención, proporciona un dispositivo microfluidico (16) configurado como una cromatografía de líquidos de alta presión (HPLC) que tiene un generador de presión de fluido
(17) que incrementa la presión de fluido dentro del conducto (8) hasta entre aproximadamente 100 psi y aproximadamente
3000 psi para aplicaciones tales como cromatografía de líquidos de fase normal o de fase inversa. Ahora refiriéndose principalmente a la Figura 2A, un tanque de fluido de revestimiento (18) sustancialmente cilindrico convencional (o de otra configuración de tanque de fluido de revestimiento) puede tener un elemento de abertura (19) . El elemento de abertura (19) del tanque de fluido de revestimiento (18) puede configurarse para acoplarse con una tapa removiblemente sellable (20) que puede incluir además un elemento de aseguramiento de tapa (21) para asegurar la tapa removiblemente sellable (20). Modalidades alternativas del elemento de aseguramiento de tapa (21) pueden incluir como ejemplos, roscas en espiral acopladas en la tapa removible sellable (20) y el tanque de fluido de revestimiento (18), las varillas enroscadas en espiral conectadas al tanque de fluido de revestimiento que se acoplan con el herramental roscado en espiral que opcionalmente aplica presión a la tapa removiblemente sellable (20), bandas, retenes o lo similar. Un elemento de entrada de gas (22) permite el suministro de una cantidad de gas (6) (varios tipos y clases de gases como se describe arriba) al interior del tanque de fluido de revestimiento (18). En aplicaciones convencionales, una cantidad de fluido (3) se contiene por el tanque de fluido de revestimiento (18) y la cantidad de gas (6) suministrada al interior del tanque de fluido de
revestimiento (18) ejerce una cantidad de presión (4) sobre la superficie del fluido (3) . Una porción del fluido (3) bajo presión fluye a través del elemento de salida de fluido (23) para suministrarse como una corriente de fluido (7) en la trayectoria de flujo de un citómetro de flujo (24) (u otro dispositivo microfluidico) . Un elemento de ajuste de presión (25) (tal como una válvula de alivio de presión) puede permitir el ajuste de la cantidad de presión dentro del tanque de fluido de revestimiento (18) . Refiriéndose ahora principalmente a la Figura 2B, un tanque de fluido de revestimiento convencional (18) (o tanque de fluido similar) puede adaptarse para operar de acuerdo con la invención. Un contenedor de volumen variable (1) que tiene una pared flexible (2) puede contener una cantidad de fluido (3) (fluido de revestimiento para aplicaciones de citometria de flujo) . El contenedor de volumen variable (1) que contiene el fluido (3) puede ubicarse dentro del tanque de fluido de revestimiento convencional (18) mediante transferencia a través del elemento de abertura (19). Un conducto (8) proporciona una trayectoria de flujo entre el contenedor de volumen variable (1) y el elemento de salida de fluido (23). Un elemento acoplador (26) puede requerirse para conectar el conducto (8) al elemento de salida de fluido (23) del tanque de fluido de revestimiento (18). El elemento acoplador puede en ciertos
casos comprender herramental roscado en espiral acoplado que opera para comprimir una férula contra un asiento para sellar la trayectoria de flujo dentro del conducto (8) contra el fluido que se filtra. Naturalmente, puede utilizarse una variedad del herramental ya que el elemento acoplador (26) proporciona una trayectoria de flujo continuo hacia el elemento de salida de fluido (23) . Ahora refiriéndose principalmente a la Figura 2C, como en ciertas modalidades de la invención el contenedor de volumen variable (1) puede encerrarse mediante una segunda capa (12) de configuración sustancialmente fija como se trata arriba formada a partir de un material tal como un plástico, una fibra de vidrio, un vidrio, un metal, un acero, un policarbonato, un acrilico, un polipropileno, un vinilo, un fluorocarburo, una fibra de carbono, una cartulina, un cartón o lo similar. La segunda capa puede perforarse o hacerse permeable de manera suficiente a una cantidad de gas (6) para permitir que una cantidad de presión (4) se ejerza sobre la superficie exterior (5) de la pared flexible (2) para actuar sobre la cantidad del liquido (3) del fluido de revestimiento contenido dentro para generar una corriente de fluido (7) dentro de la trayectoria de flujo del conducto (8). Ahora, refiriéndose principalmente a la Figura 3A, ciertas modalidades de la invención pueden proporcionar un receptáculo (27) de configuración sustancialmente fija
(rectangular como se muestra por la Figura 3A o de otro modo deseado) en el cual pueden ubicarse uno o más contenedores de volumen variable (1) que tienen una pared flexible (2) . El receptáculo (27) puede instalarse sobre una base (28) que orienta al receptáculo (27) con relación a una superficie de soporte (29) (por ejemplo, angulada como se muestra por la Figura 3A o sustancialmente perpendicular a la superficie de soporte (29) como se muestra por la Figura 3B) lo cual puede facilitar el flujo del fluido (3) dentro del contenedor de volumen variable (1) hacia el conducto (8) que se comunica con el elemento de salida de fluido (23). El receptáculo (27) de configuración sustancialmente fija puede hacerse de un material tal como un plástico, una fibra de vidrio, un vidrio, un metal, un acero, un policarbonato, un acrilico, un polipropileno, un vinilo, un fluorocarburo, una fibra de carbono o lo similar. Una porción o todo el receptáculo (27) pueden hacerse de un material que permita la observación visual del contenedor de volumen variable (1) y el fluido (3) dentro del contenedor de volumen variable (1) . El receptáculo (27) puede incluir además un elemento de entrada de gas (22) a través del cual puede introducirse una cantidad de gas (6) hacia el elemento de recolección de gas (14) entre la superficie interior del receptáculo (27) y la superficie exterior (5) del contenedor de volumen variable (1). Un elemento de ajuste de presión (25) puede incluirse además
para mantener la cantidad necesaria o deseada de presión de gas (4) ejercida sobre la superficie exterior (5) del contenedor de volumen variable (1). Ahora, refiriéndose principalmente a la Figura 4A, ciertas modalidades de la invención pueden incluir una pluralidad de receptáculos (27), individualmente separados o como una sola pieza integral (como se muestra por las Figuras 4A y 4B) que proporcionan una pluralidad correspondiente de elementos de recolección de gas (14) . La Figura 4A ilustra que cada uno de la pluralidad de elementos de recolección de gas (14) puede proporcionar elementos de entrada de gas independientes (22), elementos de salida de fluido (23) y elementos de ajuste de presión (25) para permitir que cada una de la pluralidad de receptáculos (27) se utilice independiente de los otros receptáculos (27). En esta configuración de la invención, puede suministrarse una cantidad de gas (6) a cada elemento de recolección de gas (14) para establecer una cantidad de presión (4) sobre la superficie exterior (5) de la pared flexible (2) del contenedor de volumen variable (1) ubicada dentro del receptáculo individual (27) . De acuerdo con esto, una cantidad del fluido (3) contenida en cada uno de los contenedores de volumen variable (1) puede suministrarse al elemento de salida de fluido (23) desde cada receptáculo (27) . La tasa de flujo del fluido de cada contenedor de
volumen variable (1) puede ajustarse para ser sustancialmente la misma o ajustarse de manera variable entre los receptáculos (27). Ahora, refiriéndose principalmente a la Figura 4B, las modalidades alternativas de la invención pueden proporcionarse un solo elemento de entrada de gas (22) para suministrar una cantidad de gas (6) a todos los elementos de recolección de gas (14) para establecer una cantidad sustancialmente similar de presión de gas (4) sobre la superficie exterior (5) de la pared flexible (2) de cada uno de la pluralidad de contenedores de volumen variable (1) en cada uno correspondiente de la pluralidad de receptáculos (27) que pueden ajustarse mediante un solo elemento de ajuste de presión (25). Cada receptáculo puede proporcionar además un elemento de salida de fluido (23) a través del cual una corriente de fluido (7) puede fluir hacia la trayectoria de flujo de un dispositivo microfluidico (16) (similar a al mostrado en la Figura 1A) . Ahora, refiriéndose principalmente a la Figura 5, se ilustra un dispositivo microfluidico genérico de acuerdo con la invención. Una cantidad de gas (6) puede suministrarse con un generador diferencial de presión (30) tal como un tanque de gas presurizado, un compresor de gas o lo similar, hacia uno o más elementos de entrada de gas (22) del receptáculo (27) a través de un conducto de transferencia
de gas (31) . Un regulador de presión (32) puede incluirse además para regular la presión de la cantidad de gas (6) en el conducto de transferencia de gas (31). La cantidad de gas (6) se transfiere desde el elemento de entrada de gas (22) hacia un elemento de recolección de gas (14) dentro del receptáculo (27) que puede tener una configuración sustancialmente fija como se muestra o de manera alterna como se describe en la presente. Al menos un contenedor de volumen variable (1) como se describe arriba, puede ubicarse dentro del receptáculo (27). La cantidad de gas (6) dentro del elemento de recolección de gas (14) actúa sobre la superficie exterior (5) de al menos un contenedor de volumen variable (1) ubicado dentro del receptáculo (27) para generar una corriente de fluido (7) en el elemento de salida de fluido (25) que puede transferirse dentro de uno o una pluralidad de conductos (8) . Los conductos (8) pueden tener sustancialmente el mismo diámetro interno o variar los diámetros internos. El conducto (8) puede además incluir un elemento de acondicionamiento de fluido (33) tal como un filtro de fluido, un depurador de gas o un regulador de presión de fluido, un generador de presión de fluido, tal como una bomba o varias permutaciones o combinaciones de los mismo. El conducto (8) puede conectarse a la trayectoria de flujo de un dispositivo microfluidico (24) tal como un citómetro de flujo
como se muestra en la Figura 5 u otro dispositivo microfluidico tal como un dispositivo de distribución de fluido que transfiere liquido(s) hacia y entre las ubicaciones sobre un elemento de confinamiento de liquido tal como placas que tienen una pluralidad de pozos, la superficie de los portaobjetos, probetas, canales u otras características del contenedor. En cuanto a la modalidad del citómetro de flujo de la invención mostrada en la Figura 5, el contenedor de volumen variable (1) que tiene una pared flexible (2) puede actuar sobre una cantidad de fluido (3) dentro del contenedor de volumen variable (1) en respuesta a una cantidad de presión (4) ejercida sobre la superficie exterior (5) de la pared flexible (2) mediante una cantidad de gas (6) para generar la corriente de fluido (7) en la cual las partículas (33) (como se describe arriba) pueden transportarse en el suministro proveniente de una fuente de partículas (34). Con respecto a cierto análisis de flujo o aplicaciones de clasificación de flujo, el contenedor de volumen variable puede establecerse para permitir además que la gravedad actúe sobre la cantidad de fluido para ayudar en la transferencia de la cantidad de fluido (3) hacia el elemento de salida de fluido (23) . Para varios análisis de flujo y aplicaciones de clasificación de flujo, la corriente de fluido (7) puede presurizarse dentro de un rango de aproximadamente desdel5
libras por pulgada cuadrada hasta 80 libras por pulgada cuadrada como se describe arriba. Con respecto a ciertas aplicaciones de clasificación de flujo, puede ajustarse la presión de la corriente de fluido (7) dentro de un rango desde aproximadamente 40 libras por pulgada cuadrada hasta 50 libras por pulgada cuadrada. Pero como un ejemplo, la corriente de fluido (7) puede ajustarse hasta aproximadamente 45 libras por pulgada cuadrada con una variación de presión de tan poco como aproximadamente +/- 0.01 libras por pulgada cuadrada. Puede ser importante mantener la corriente de fluido (7) a una presión sustancialmente constante debido a que el consistente transporte de partículas (33) en la corriente de fluido (7) depende de mantener sustancialmente constante el diferencial de presión entre la corriente de fluido (7) y la fuente de partículas (34). A diferencia de ciertos tipos de bombas alternativas que pueden generar fluctuaciones de presión en la corriente de fluido (7), la invención puede generar una corriente de fluido (7) que tiene presión suficientemente constante para a su vez mantener el diferencial presión entre la corriente d fluido (7) y la fuente de partículas (34) para permitir el transporte de partículas (33) para el análisis de flujo o para las aplicaciones de clasificación de flujo. Adicionalmente, debido a que la cantidad de liquido (3) en el contenedor de volumen variable (1) puede protegerse de los contaminantes
como se describe arriba, la constancia de la corriente de fluido (7) establecida por la invención puede ser mayor que en análisis de flujo o dispositivos de clasificación de flujo convencionales. La corriente de fluido (7) que tiene partículas (33) transportadas pueden oscilarse mediante una tobera (35) para generar una pluralidad de gotas (36) debajo de la tobera (35) . Cada una de la pluralidad de gotas (36) puede transportar una partícula individual (33). Una fuente de iluminación (37), tal como un láser, puede emitir un haz de luz (38) o puede generarse una pluralidad de haces de luz al utilizar un elemento de escisión de haz (39) (o al utilizar una pluralidad de fuentes de iluminación (37)), que pueden enfocarse a través de un elemento óptico (40) incidente en la partícula (33) transportada en la corriente de fluido (7) por debajo de la tobera (35), ya sea como un solo haz de luz o una pluralidad de haces de luz, ya sea en la misma o diferentes longitudes de onda. Como para algunas modalidades de la invención, las características del haz de luz (38) pueden alterarse mediante incidencia en la partícula (33) dentro de la corriente de fluido (7) y como para otras modalidades de la invención la partícula (o ligandos, materiales fluorescentes o lo similar, unidos a la partícula) pueden generar una emisión (41). El (los) haz (ees) de luz que tienen características modificadas o la emisión (41) pueden recibirse mediante un solo o una pluralidad de
detectores (42) que pueden generar una señal para el análisis para diferenciar las partículas (33) transportadas en las gotas (36) en base a una o una pluralidad de características de partícula. Las partículas diferenciadas pueden separarse en base a la presencia o ausencia de una o una pluralidad de características de partícula en elementos de recolección individuales (43). El dispositivo de separación (44) puede incluir un generador de carga de la gota (45) que induce una carga positiva o negativa en cada gota (36) y un deflector de gota (46) que actúa en las gotas cargadas para establecer una trayectoria hacia el elemento de recolección adecuado (43) . Ahora refiriéndose principalmente a la Figura 6, se muestra una gráfica bivariable generada durante la clasificación de flujo de espermatozoides en poblaciones que tienen el cromosoma X y que tienen el cromosoma Y de acuerdo con la invención. La gráfica bivariable muestra que una mezcla de células espermáticas que llevan el cromosoma X y células espermáticas que llevan el cromosoma Y pueden reducirse en la primera población que lleva el cromosoma X (49) y la segunda población que lleva el cromosoma Y (50) . La provisión de la gráfica bivariable no se propone para limitarse con respecto a las numerosas y variadas aplicaciones de la invención. En su lugar, la gráfica bivariable se propone para ser ilustrativa del amplio rango de aplicaciones en las cuales puede utilizarse la invención.
La clasificación de flujo de las células puede ser muy.... La clasificación de células espermáticas puede ser mucho más difícil que el ... Ahora refiriéndose principalmente a la Figura 7, ciertas modalidades de la invención pueden proporcionar una pluralidad de contenedores de volumen variable (1) configurados como una sola pieza integral formateada en columnas y filas o de otro modo según sea necesario o se desee. Una pluralidad de receptáculos (27) configurados como una sola pieza integral formateada en columnas y filas puede recibir la pluralidad de contenedores de volumen variable (1). Un recinto sellable de manera liberable (20) puede configurarse para aislar cada uno de la pluralidad de contenedores de volumen variable (1). Una cantidad de gas (6) puede suministrarse a través de un elemento de entrada de gas (22a) (22b) (se muestran dos modalidades) hacia el elemento de recolección de gas (14) dentro de cada receptáculo separado (27), ya sea para un solo receptáculo de la pluralidad de receptáculos o para una pluralidad de receptáculos sustancialmente de manera simultánea. La cantidad de gas (6) ejerce una cantidad de presión (4) sobre la paredes flexibles (2) de los contenedores de volumen variable individuales (1) para generar una corriente de fluido en uno o una pluralidad de conductos (8) que se comunican con cada receptáculo (27).
Ahora refiriéndose principalmente a la Figura 8, el conducto (8) que se comunica de manera fluida con cada receptáculo (27) puede comprender un conducto microfluidico (diámetro interno de un milímetro o menos) tal como un tubo de plástico, o como se muestra en la Figura 8 también puede comprender un elemento de descarga (44) en la superficie de un solo o una pluralidad de cuerpos de suministro de fluido (45) que proporciona una trayectoria de flujo para la corriente de fluido (7) . Los cuerpos de suministro de fluido (45) pueden sellarse de manera liberable e intercambiable para proporcionar una cantidad de trayectorias de flujo diferentes. En la modalidad mostrada, la trayectoria de flujo establecida por los cuerpos de suministro de fluido sellables de manera liberable pueden suministrar el fluido (3) desde una pluralidad de contenedores de volumen variable (1) hacia una placa (46) que tiene una pluralidad de pozos (47) . V. EJEMPLOS EJEMPLO 1. Refiriéndose ahora a la Figura 8, que muestra una gráfica bivariable generada a partir del análisis de células espermáticas teñidas con fluorocromo diferenciadas en base a la presencia de un cromosoma X o un cromosoma Y utilizando un citómetro de flujo MoFlo® de DakoCytomation, Inc., de acuerdo con la invención. Un tanque de fluido de revestimiento convencional se moderniza con un contenedor de
volumen variable de acuerdo con la invención que contiene aproximadamente 5 litros de fluido de revestimiento estéril. El fluido de revestimiento se mantuvo a aproximadamente 20°C durante su uso. Se suministró una cantidad de gas al tanque de fluido de revestimiento para ejercer una cantidad de presión de gas sobre la superficie exterior del contenedor de volumen variable dando como resultado la generación de una corriente de fluido dentro de la trayectoria de flujo de un citómetro de flujo MoFlo® de DakoCytomation, Inc. El citómetro de flujo se operó entonces de otro modo de acuerdo con los procedimientos de operación estándar proporcionados por DakoCytomation, Inc., por un periodo de aproximadamente 8 horas para analizar y clasificar una mezcla de células espermáticas para generar una población viable de espermatozoides que llevan el cromosoma X y una población viable de espermatozoides que llevan el cromosoma Y. Las poblaciones enriquecidas que llevan el cromosoma X y que llevan el cromosoma Y se establecieron en contendores de recolección separados. EJEMPLO 2. De forma similar, un citómetro de flujo que clasifica el esperma humano de acuerdo con la invención, puede proporcionar poblaciones que llevan el cromosoma X y que llevan el cromosoma Y para el propósito de inseminación artificial seleccionada por sexo. Las células espermáticas humanas suficientes para la inseminación artificial de una
hembra humana pueden clasificarse por flujo en aproximadamente 2 horas a partir de la eyaculación de humano masculino. Las poblaciones enriquecidas de esperma humano que llevan el cromosoma X o que llevan el cromosoma Y pueden ser de más del 80% de pureza. Procedimientos clínicos pueden requerir que después de que se clasifica cada muestra, los canales fluidicos de clasificación se laven con un lavado ácido, una lavado de base, un lavado desinfectante y después un lavado con agua. La presente invención puede utilizarse para suministrar cuatro diferentes fluidos estériles al citómetro de flujo y permitir que las etapas de limpieza automatizadas por computadora se lleven a cabo entre los pacientes. Durante el procedimiento de lavado automatizado, el médico puede llevar a cabo el procedimiento de inseminación artificial. EJEMPLO 3. De acuerdo con la invención, una pluralidad de diferentes dispositivos microfluidicos pueden operarse 24 horas al dia. Los contenedores de volumen variable pueden ubicarse en un receptáculo común presurizado a aproximadamente 1.6 atmósferas. Cada dispositivo microfluidico puede servirse con uno o más conductos a partir de contenedores de volumen variable que se comunican con el herramental convencional del dispositivo microfluidico. Como puede entenderse fácilmente a partir de lo anterior, los conceptos básicos de la presente invención
pueden incorporarse en una variedad de formas . La invención involucra numerosas y diversas modalidades de un contenedor de volumen continuamente variable para suministrar fluido y métodos para elaborar y utilizar tal contenedor de volumen continuamente variable. Como tal, las modalidades o elementos particulares de la invención descritos por la descripción o mostrados en las figuras que acompañan esta solicitud no se proponen para se limitantes, sino más bien ejemplificativos de las numerosas y variadas modalidades abarcadas de forma genérica por la invención o equivalentes abarcados con respecto a cualquier elemento particular de la misma. Además, la descripción especifica de una sola modalidad o elemento de la invención puede no describir explícitamente todas las modalidades o elementos posibles; muchas alternativas se describen implícitamente mediante la descripción y las figuras . Debe entenderse que cada elemento de un aparato o cada etapa de un método pueden describirse por un término de aparato o término de método. Tales términos pueden sustituirse en donde se desee hacer explícita la cobertura implícitamente amplia a la cual tiene derecho esta invención. Pero como un ejemplo, debe entenderse que todas las etapas de un método pueden describirse como una acción, un medio para tomar esa acción o como un elemento que ocasiona esa acción.
De manera similar, cada elemento de un aparato puede describirse como el elemento fisico o la acción que facilita ese elemento fisico. Pero como un ejemplo, la descripción de un "volumen ajustable" debe entenderse que abarca la descripción del acto de "ajustar el volumen" - ya sea que se trate o no explícitamente - y a la inversa, en donde se describe de manera efectiva el acto de "ajustar el volumen", tal descripción debe entenderse para abarcar la descripción de un "volumen ajustable" y aún un "medio para ajustar el volumen". Tales términos alternativos para cada elemento o etapa deben entenderse que se encuentran explícitamente incluidos en la descripción. Además, como para cada término utilizado debe entenderse que a menos que su utilización en esta solicitud sea inconsistente con tal interpretación, las definiciones comunes del diccionario deben entenderse que se incluyen en la descripción para cada término como se contienen en el Random House Webster 's Unabridged Dictionary, segunda edición, cada definición incorporada en la presente mediante la referencia. Asi, debe entenderse que el (los) solicitante (s) reivindica (n) al menos: i) cada uno de los dispositivos de suministro de fluido en la presente tratados y descritos, ii) los métodos relacionados tratados y descritos, iii) variaciones similares, equivalentes y aún implícitas de cada
uno de estos dispositivos y métodos, iv) aquellas modalidades alternativas que llevan a cabo cada una de las funciones mostradas, tratadas o descritas, v) aquellos diseños y métodos alternativos que efectúan cada una de las funciones mostradas como implícitas para llevar a cabo lo que se trata y describe, vi) cada característica, componente y etapa mostrada como invenciones separadas e independientes, vii) las aplicaciones mejoradas por los diversos sistemas o componentes descritos, viii) los productos resultantes producidos por tales sistemas o componentes, ix) métodos y aparatos sustancialmente como se describe en la presente y con referencia a cualquiera de los ejemplos acompañantes, x) las diversas combinaciones y permutaciones de cada uno de los elementos previos descritos. Las reivindicaciones establecidas en esta especificación se incorporan en la presente mediante la referencia como parte de esta descripción de la invención y el solicitante se reserva expresamente el derecho para utilizar toda o una porción de tal contenido incorporado de tales reivindicaciones como descripción adicional para soportar cualquiera o todas las reivindicaciones o cualquier elemento o componente de la misma y el solicitante se reserva además expresamente el derecho para retirar cualquier porción o todo el contenido incorporado de tales reivindicaciones o cualquier elemento o componente de las mismas de la
descripción en las reivindicaciones o vice-versa según sea necesario para definir la materia para la cual se pretende la protección mediante esta solicitud o mediante cualquier solicitud de continuación, división o continuación en parte subsecuente de la misma o para obtener cualquier beneficio, reducción de derechos, o para cumplir con las leyes, reglas o reglamentos de patente de cualquier pais o tratado y tal contenido incorporado mediante la referencia sobrevivirá durante toda la tramitación de esta solicitud incluyendo cualquier solicitud de continuación, división o continuación en parte subsecuente de la misma o cualquier reexpedición o extensión de la misma. Las reivindicaciones establecidas abajo se proponen para describir los ámbitos y limites de un número limitado de las modalidades preferidas de la invención y no se interpretan como la modalidad más amplia de la invención o un listado completo de las modalidades de la invención que pueden reivindicarse. El solicitante no renuncia a ningún derecho para desarrollar reivindicaciones adicionales en base a la descripción establecida en lo anterior como parte de cualquier solicitud de continuación, división o continuación en parte o lo similar.