用于高通量應用的反應器系統的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種用于高通量應用的反應器系統，該反應器系統包括：多個反應器組件，每個反應器組件包括：流體源，該流體源適于將加壓流體提供到流通式反應器；分流器，該分流器包括平面形微流體芯片，該微流體芯片具有一芯片入口通道和多個芯片出口通道，該微流體芯片進一步包括多個限流通道，其中每個限流通道從所述芯片入口通道延伸到關聯的芯片出口通道，其中所述芯片入口通道和所述芯片出口通道各自具有直徑，其中所述芯片入口通道的直徑與所述芯片入口通道的長度相比相等或更小，并且其中每個芯片出口通道的直徑與所述芯片出口通道的長度相比相等或更小。
【專利說明】
用于高通量應用的反應器系統
技術領域
[0001 ] 本發明涉及一種用于高通量應用(high throughput applicat1ns)的反應器系統，諸如用于在多個平行微反應器中執行平行化學實驗或化學物質的合成。
【背景技術】
[0002]包括平行或順序操作的多個平行反應器的反應器系統是眾所周知的。在這種系統中，流體向反應器的均等分配是重要的。過去，已經提出的方案包括在將流體從公共流體源送至反應器的反應器供給管線中布置諸如毛細管的限流器。如果毛細管全部具有基本相同對流體流動的阻力并具有系統中最高的對流體流動的阻力，則流體將在反應器上均勻分配。這例如描述在W099/64160中。
[0003]近年來，已經提出將微流體芯片用作限流器來代替毛細管。微流體芯片比毛細管更容易處理并且當需要較長限流器通道時要求更少的空間。微流體芯片還用于分流器中，其中被應用的微流體芯片典型地具有單個公共入口端口和多個出口端口，限流器通道在公共入口端口與出口端口之一之間延伸。
[0004]本發明所屬類型的反應器系統中使用的微流體芯片與用于“芯片實驗室”目的的微流體芯片的不同在于:在用于“芯片實驗室”目的的微流體芯片中，通常芯片中的一個或多個通道適于用作反應器。在本發明所屬類型的反應器系統中的微流體芯片中，微流體芯片中的通道僅用作流體流動的管道而不用作反應器;系統包括發生發應的一個或多個獨立的反應器。
[0005]微流體芯片當被應用于升高壓力反應系統中時具有一些問題，例如用于其中微流體芯片內的壓力超過30bar的系統時。很多高通量應用需要操作壓力在30bar以上，有時甚至I OObar以上，高達例如300bar。
[0006]微流體芯片通常具有平面形狀并大體由兩層或更多層玻璃、硅或石英制成，在流動通道被蝕刻在一層或更多層中之后，兩層或更多層玻璃、硅或石英被結合在一起。這些材料允許在其中精確地制造通道。當高壓流體流動出現在通道中時，微流體芯片中的層可能會分層。另外，具有在硅、玻璃或石英中形成裂縫的風險。這些種類的故障可能導致微流體芯片的泄漏，甚至微流體芯片可能破損。與例如金屬微流體芯片不同，玻璃、硅或石英微流體芯片較脆并且可能由于裸眼不能看見的微裂縫而毫無征兆地破損。這種裂縫可能在之前的微流體芯片上的負載壓力循環期間已經形成。例如，當微流體芯片首先在例如150bar下測試時，微流體芯片可能在測試之后看起來不錯，但是當之后僅施加10bar時其可能由于在150bar下測試期間形成的微裂縫而破損。
[0007]與在升高的壓力下使用微流體芯片關聯的另一問題在于，微流體芯片與供給微流體芯片中的通道或從微流體芯片中的通道接收流體的流動線之間的連接件難于使其流體密封。為了防止這些連接件的泄漏，這些連接件通常被膠合，但是這使得更難于將系統中的微流體芯片更換為另一微流體芯片。例如，如果期望不同的對流體流動的阻力、如果微流體芯片中的通道已被堵塞或者如果微流體芯片泄漏或者已經失效，可能期望將系統中的微流體芯片更換為另一微流體芯片。
[0008]US2010/0144539公開一種具有平行反應器的系統，其包括用作分流器的微流體芯片。為了能夠在升高的壓力下操作該系統，殼體被提供在該已知的系統中。系統的壓力敏感部件，諸如反應器容器、閥、聯接件、配件以及分流器，被布置在該殼體中。殼體借助例如，氮氣(N2)的輔助氣體被加壓至高壓，從而使得壓力敏感部件僅承受較小的壓差。
[0009]該已知系統相當復雜，由于承受高壓的殼體內的容積相當大而造成了安全隱患，并且難于檢測布置在殼體內的部件和連接件中的任意泄漏的位置。而且，在殼體被完全加壓之前不能開始試驗，這將需要一段時間。這增加了實施試驗所需的時間。
【發明內容】
[0010]本發明的目的在于至少降低上面提及的一個或多個問題。
[0011]該目的利用權利要求1的反應器系統以及權利要求16的反應器系統實現。
[0012]根據本發明的反應器系統包括多個反應器組件。每個反應器組件包括流通式反應器，該流通式反應器包括反應器入口和反應器出口。
[0013]每個反應器組件進一步包括反應器供給線，該反應器供給線具有第一端和第二端。該第二端連接到相同反應器組件的流通式反應器的反應器入口。反應器供給線適于將流體供應到流通式反應器。
[0014]每個反應器組件進一步包括反應器流出線，該反應器流出線具有第一端。該第一端連接到相同反應器組件的流通式反應器的反應器出口。反應器流出線適于將反應器流出物從流通式反應器排出。
[0015]根據本發明的反應器系統進一步包括流體源，該流體源適于將加壓流體提供到反應器系統的流通式反應器。流體源可將加壓流體供應到反應器系統中的所有反應器，或者同時或者順序地，或者僅供應到反應器系統中的一些反應器。加壓流體例如為反應流體、清潔流體、稀釋流體。加壓流體可為氣體、液體或氣體和液體的組合。
[0016]可選地，根據本發明的反應器系統包括多個流體源。可選地，這些多個流體源將流體供應到不同組的反應器組件。可選地，至少一個反應器組件接收至少兩種不同流體。
[0017]在本發明的一種形式中，反應器系統包括分流器，該分流器適于將所述加壓流體從流體源傳送到反應器組件，使得所述加壓流體可在流通式反應器內的反應中使用。分流器布置在流體源的下游并在反應器組件的上游。
[0018]分流器包括平面形微流體芯片，該微流體芯片具有一芯片入口通道和多個芯片出口通道。芯片入口通道和芯片出口通道各自具有長度。芯片入口通道的長度和芯片出口通道的長度可彼此相同或彼此不同。
[0019]微流體芯片進一步包括多個限流通道。每個限流通道從所述芯片入口通道延伸到關聯的芯片出口通道。所述限流通道通常與芯片入口通道和芯片出口通道的軸向方向成角度(通常垂直于)延伸。
[0020]芯片入口通道與流體源流體聯通并且適于從流體源接收加壓流體。每個芯片出口通道與關聯的反應器組件的反應器供給線的第一端流體聯通，并適于將加壓流體從流體源提供到關聯的反應器組件，由此使得所述加壓流體能夠在流通式反應器中反應。
[0021]通常，“關聯的反應器組件”對于每個芯片出口通道來說為不同的反應器組件。通常，每個限流通道與不同的芯片出口通道流體聯通，并且每個芯片出口通道進而與不同的反應器組件流體聯通。
[0022]根據本發明，芯片入口通道和芯片出口通道各自具有直徑，該直徑與所述通道的長度相比相等或更小。所以，這些通道中的每個(或者芯片入口通道，或者芯片出口通道)具有直徑，并且該直徑與同一通道的長度相比相等或更小。
[0023]芯片入口通道與芯片出口通道的直徑可相同或不同。
[0024]芯片入口通道的直徑與芯片入口通道的長度相比相等或更小，導致芯片入口通道相當窄。觀察到，當存在這種窄的芯片入口通道時，在加壓流體流過微流體芯片時，微流體芯片的裂縫和分層發生得少得多，特別是在芯片入口通道的區域中。這允許將微流體芯片使用于高壓應用。
[0025]同樣地，每個芯片出口通道的直徑與同一芯片出口通道的長度相比相等或更小，導致芯片出口通道相當窄。觀察到，當存在這種窄的芯片出口通道時，在加壓流體流過微流體芯片時，微流體芯片的裂縫和分層發生得少得多，特別是在芯片出口通道的區域中。這也允許將微流體芯片使用于高壓應用。
[0026]在可能的實施例中，微流體芯片包括彼此連接的第一主體板和第二主體板。這些主體板例如由玻璃、硅或石英制成，并形成微流體芯片的“層”。所述第一主體板和所述第二主體板各自具有厚度。這些厚度可相同或不同。可選地，微流體芯片包括多于兩個主體板，例如，第一主體板、第二主體板和第三主體板。
[0027]在該實施例中，芯片入口通道存在于第一主體板中并延伸穿過第一主體板的厚度。芯片出口通道存在于第一主體板和/或第二主體板和/或另外的主體板中并延伸穿過所述第一主體板和/或所述第二主體板和/或另外的主體板的厚度。所以，芯片入口通道和芯片出口通道由穿過第一主體板或所述第二主體板或另外的主體板的通孔形成。
[0028]通常，在芯片入口通道與一個芯片出口通道之間延伸的限流通道形成在第一主體板和/或第二主體板和/或另外的主體板的平面表面中。限流通道于是通常垂直于微流體芯片的相同主體板中存在的芯片入口通道和/或芯片出口通道延伸。
[0029]主體板例如具有1.0mm、0.7mm或0.5mm的厚度。如果主體板具有1.0mm的厚度，則延伸穿過所述主體板的厚度的芯片入口通道(如果存在)和任意芯片出口通道的直徑例如具有在0.3mm與I.0mm之間的直徑，可選在0.5mm與0.75mm之間。如果主體板具有0.7mm的厚度，則延伸穿過所述主體板的厚度的芯片入口通道(如果存在)和任意芯片出口通道的直徑例如具有在0.2mm與0.7mm之間的直徑，可選在0.3mm與0.4mm之間。如果主體板具有0.5mm的厚度，則延伸穿過所述主體板的厚度的芯片入口通道(如果存在)和任意芯片出口通道的直徑例如具有在0.1mm與0.5mm之間的直徑，可選在0.2mm與0.3mm之間。
[0030]在可能的實施例中，芯片入口通道和/或芯片出口通道通過噴砂形成。
[0031]當噴砂被用于產生芯片入口通道和/或芯片出口通道時，這些通道通常具有在其長度上變化的直徑。特別地，它們將具有錐形形狀。在這種情況下，關于本發明提及的“直徑”將理解為平均直徑。在可能的實施例中，具有變化直徑的芯片入口通道或芯片出口通道的最大直徑與同一通道的長度相等或更小。
[0032]在可能的實施例中，多個分流器存在于單個微流體芯片上。在這種實施例中，例如，一個分流器可用于將氣體供應到反應器組件并且另一分流器用于將液體供應到反應器組件。一個分流器可選地連接到第一流體源且另一分流器連接到第二流體源。微流體芯片上限流通道的布局可選地使得在來自第一流體源的流體流被第一分流器分流以及來自第二流體源的流體流被第二分流器分流之后，例如通過提供第一分流器的限流通道與第二分流器的限流通道之間的流體聯通，使來自第二分流器的流體被增加到來自第一分流器的流體。
[0033]在可能的實施例中，微流體芯片被布置在芯片保持容器中。芯片保持容器具有容器主體。
[0034]在容器主體中存在芯片腔室。該芯片腔室將微流體芯片容納在其中。芯片腔室由兩個大致平面壁和周向腔室壁界定。這些平面壁被布置在芯片腔室的相反側。反應器被布置在芯片腔室外部。
[0035]容器主體進一步包括具有流體供應通道入口和流體供應通道出口的流體供應通道。流體供應通道適于從流體源接收流體并將所述流體供應到微流體芯片的芯片入口通道。流體供應通道入口與流體源流體聯通并且流體供應通道出口與芯片入口通道流體聯通。
[0036]芯片保持容器進一步包括流體供應通道密封件，流體供應通道密封件圍繞流體供應通道出口延伸并接合微流體芯片。流體供應通道密封件例如為諸如O形環的環形密封件。
[0037]所述容器主體進一步包括多個流體排出通道。每個流體排出通道具有流體排出通道入口和流體排出通道出口。流體排出通道適于從關聯的芯片出口通道接收流體并將所述流體供應到關聯的反應器組件。每個流體排出通道入口與所述關聯的芯片出口通道流體聯通并且每個流體排出通道出口與所述關聯的反應器組件流體聯通。
[0038]芯片保持容器進一步包括多個流體排出通道密封件。每個流體排出通道密封件圍繞流體排出通道入口延伸，并且每個流體排出通道密封件接合微流體芯片。
[0039]芯片保持容器包括用于流體供應通道密封件和流體排出通道密封件的座，所述座各自具有周向壁、底部和開放的頂部，周向壁支撐布置在所述座中的密封件(其或者是流體供應通道密封件或者是流體排出通道密封件)。
[0040]座的周向壁為密封件(其或者是流體供應通道密封件或者是流體排出通道密封件)提供額外的支撐，這幫助密封件更好地承受由系統中的加壓流體(例如，反應流體、清潔流體或稀釋流體)施加在其上的壓力。座的周向壁還防止密封件由于該壓力而過度變形，從而改進密封作用。
[0041]座例如可形成為在芯片腔室的平面壁中的凹部，或者通過芯片腔室的平面壁上形成的卡圈來形成。
[0042]在可能的實施例中，座的頂部與微流體芯片有一距離，該距離為200μπι或更小，但是大于Ομπι，優選在ΙΟμπι與150μηι之間，可選在30μηι與70μηι之間。例如，該距離在200μηι與50μηι之間。
[0043]如果用于流體供應通道密封件和流體排出通道密封件的座的頂部接觸微流體芯片，由于在座的頂部與微流體芯片的接觸點處或附近的局部應力集中使微流體芯片破壞的風險增加。而且，很多類型的密封件需要沿軸向被夾緊，以便獲得適當的密封作用。當密封件的頂部在密封件被夾得足夠緊之前接觸微流體芯片時，可能不能保證這種適當的夾緊。
[0044]另一方面，如果密封件的座的頂部與微流體芯片之間的距離不太遠離則是有利的。如果該距離太大，則密封件(其或者是流體供應通道密封件或者是流體排出通道密封件)在系統中加壓流體的影響下在座的頂部與微流體芯片之間的區域中可能膨脹，因為在該區域其沒有被座的周向壁所支撐。結果，密封件可能滑出其座，而導致泄漏。實踐中，當座的頂部與微流體芯片之間的距離為約200μπι時，密封件不滑出座。
[0045]在可能的實施例中，入口芯片通道和/或至少一個出口芯片通道的直徑為0.7mm或更小，優選0.5mm或更小，可選在0.2mm與0.4mm之間。
[0046]在可能的實施例中，芯片入口通道和/或至少一個芯片出口通道的直徑在所述通道的長度上變化，并且其中所述通道的平均直徑與所述通道的長度相同或更小，所述通道可選具有錐形形狀。在這種實施例中，所述通道的平均直徑應解釋為“直徑”。可選地，在芯片入口通道和/或至少一個芯片出口通道的直徑在所述通道的長度上變化的實施例中，所述通道的最大直徑與所述通道的長度相比相等或更小。
[0047]可選地，芯片保持容器由金屬制成，優選不銹鋼。
[0048]在可能的實施例中，芯片保持容器的容器主體包括:
[0049]基部，該基部包括芯片腔室的平面壁中的一個，并且該基部進一步包括第一密封表面；以及
[0050]蓋，該蓋包括芯片腔室的平面壁中的另一個，并且該蓋進一步包括第二密封表面。
[0051]當第一密封表面與第二密封表面彼此接觸時，基部和蓋共同封閉芯片腔室。芯片保持容器進一步包括:周向密封件，該周向密封件與第一密封表面接觸并與第二密封表面接觸且圍繞芯片腔室的圓周延伸。周向密封件幫助提供芯片保持容器的芯片腔室的適當密封，即使對于在操作期間芯片腔室意欲處于環境壓力的那些實施例也是有利的，因為其能夠實現泄漏的可靠檢測。
[0052]芯片腔室的周向腔室壁可由基部或蓋形成，或由基部和蓋兩者形成。
[0053]可選地，蓋和/或基部由金屬制成，例如不銹鋼。可選地，蓋和/或基部為整體的。
[0054]優選地，芯片保持容器完全封閉微流體芯片。
[0055]可選地，蓋和基部借助一個或多個緊固件能彼此連接，例如，螺絲、螺栓、螺栓和螺母或一個或多個夾具。
[0056]在多數實施例中，根據本發明的芯片保持容器不需要主動和/或故意使芯片腔室加壓的任何措施。
[0057]可選地，芯片保持容器或其部件(例如，芯片腔室)可溫控、加熱和/或冷卻。例如，加熱芯片保持容器或至少芯片腔室以便避免流過芯片保持容器中的微流體芯片的氣態流體凝結，這可能是有利的。例如，芯片保持容器或至少芯片腔室可被加熱至200°C-300 °C。可選地，根據本發明的反應器系統包括用于溫控、加熱和/或冷卻芯片保持容器或其部件的熱工設備。這種熱工設備可布置在芯片腔室的內部或外部。合適的熱工設備包括例如帕爾帖元件、電加熱器。
[0058]優選地，泄漏檢測器提供在該實施例中，因為由于加熱或冷卻在微流體芯片中可能發生熱應力。例如，該實施例與如本申請中所述的泄漏檢測器的一種或多種變型結合。
[0059]通常，如果微流體芯片被布置在芯片保持容器的芯片腔室中以使微流體芯片不承受彎曲，特別在反應器系統的操作期間，這是有利的。微流體芯片通常耐彎性差，特別當其由諸如玻璃、硅或石英的脆性材料制成時。
[0060]通過為微流體芯片提供一個或多個支撐表面可防止微流體芯片上的彎曲載荷。這些一個或多個支撐表面的位置優選考慮流體供應通道密封件和流體排出通道密封件接合微流體芯片的位置。這些密封件接合微流體芯片的外表面。支撐表面還優選在正好與流體供應通道密封件和流體排出通道密封件接合微流體芯片的位置相反的位置處接合微流體芯片的外表面。
[0061 ]在可能的實施例中，流體供應通道密封件與流體排出通道密封件均在一側接合微流體芯片，并且芯片保持容器包括在與流體供應通道密封件和流體排出通道密封件接合微流體芯片的一側相反的一側處在整個外表面上接合微流體芯片的支撐表面。
[0062]在可能的實施例中，容器主體包括孔口，所述孔口將芯片腔室連接到環境壓力容積(ambient pressure volume)，從而在反應器系統的操作期間，芯片腔室中的壓力大致為環境壓力。所述環境壓力容積可例如為大氣、煙櫥的內部容積、或廢物容器、或處于大致環境壓力的其它類型的容器。
[0063]該實施例使得能夠檢測發生在微流體芯片中或在與微流體芯片的流體連接件的泄漏。在泄漏的情況下，泄漏物質將經由孔口從所述芯片腔室逸出。這例如可通過流量檢測器檢測。替代地，芯片保持容器中的孔口可連接到檢測導管，該導管具有與連接到芯片保持容器中的孔口的端部相反的開放端部。檢測導管的該開放端部被浸沒到流體中。當氣態物質從微流體芯片或與微流體芯片的流體連接泄漏時，該氣態物質將經由孔口和檢測導管離開芯片保持容器。當所述氣態物質經由開放端部離開檢測導管時，將形成氣泡。這些氣泡于是可例如通過視覺被檢測。
[0064]如果液態物質從微流體芯片或與微流體芯片的流體連接泄漏，則該物質將經由孔口以液滴或流的形式離開芯片保持容器。該液滴或流于是可例如通過視覺被檢測。
[0065]在可能的實施例中，芯片腔室經由孔口與大氣流體聯通。
[0066]在可能的實施例中，反應器系統進一步包括廢物容器，該廢物容器經由孔口與芯片腔室流體聯通。
[0067]在可能的實施例中，反應器系統進一步包括適于檢測從芯片腔室通過孔口的流體流動的存在的流動檢測器。
[0068]在可能的實施例中，芯片保持容器具有外表面，并且孔口從壓力芯片腔室延伸到腔室外表面。
[0069]可選地，在該實施例中，壓力芯片腔室經由孔口與大氣流體聯通(因此，大氣為環境壓力容積)。這確保芯片腔室中的壓力確實基本為環境壓力。實施例的這種變型當然僅適于如果非毒性或其它非有害流體流過微流體芯片和/或如果僅使用少量流體，因為在微流體芯片中或其與芯片保持容器的流體供給通道和/或流體排出通道的連接中泄漏的情況下，供給至微流體芯片的流體也可經由芯片保持容器中的孔口逸出。
[0070]在本發明的不同變型中，可選地，反應器系統進一步包括廢物容器，例如，環境壓力廢物容器，該廢物容器經由孔口與壓力芯片腔室流體聯通。如果有毒或有害的流體流過微流體芯片，這種變型是合適的，因為在微流體芯片中或其與芯片保持容器的流體供給通道和/或流體排出通道的連接中泄漏的情況下，供給至微流體芯片的流體可捕獲在廢物容器中。廢物容器優選具有遠大于泄漏流體的預期體積的內部容積，例如，至少10倍于泄漏流體的預期體積，從而泄漏流體的流入不會顯著影響廢物容器中的壓力(可選為環境壓力)。廢物容器例如可通過安全流動線連接到芯片保持容器中的孔口。
[0071]可選地，反應器系統進一步包括適于檢測從芯片腔室通過孔口的流體流動的存在的流動檢測器。這種流體流動很可能指示泄漏的存在，所以流動檢測器被用作泄漏檢測器。可選地，流動檢測器為熱導檢測器。
[0072]流動檢測器可直接布置孔口中以檢測流動，但是替代地，如果廢物容器存在且經由安全流動線連接到芯片保持容器中的孔口，則流動檢測器可布置在芯片保持容器與廢物容器之間的該安全流動線中以檢測流動。
[0073]在可能的實施例中，系統包括用于檢測芯片腔室中壓力的壓力變化的芯片腔室壓力檢測器。這種壓力改變很可能指示泄漏的存在，所以流動檢測器被用作泄漏檢測器。該實施例特別適合于孔口具有小直徑并因此具有對流體流動的阻力從而防止所有泄漏流體從芯片腔室立刻流走，或者完全不存在這種孔口的實施例。
[0074]在大多數實施例中，供應到系統中的反應器的加壓流體不進入芯片腔室，其流過流體供應通道至芯片入口通道、限流通道、芯片出口通道以及流體排出通道。流體供應通道密封件和流體排出通道密封件防止加壓流體進入芯片腔室。
[0075]優選地，在該實施例中，芯片腔室在反應器系統的正常操作期間處于環境壓力。然而，在微流體芯片中或與微流體芯片的流體連接中存在泄漏的情況下(例如，在流體供應通道密封件或流體排出通道密封件之一處)，壓力可在芯片腔室中累積，特別當芯片腔室為氣密和/或液密時。優選地，反應器系統包括芯片腔室壓力檢測器，例如，壓力傳感器或壓力計量器以檢測芯片腔室中的壓力變化，例如，壓力累積，這為泄漏的指示。
[0076]在反應器系統的操作期間保持芯片腔室處于環境壓力使得反應器系統比已知反應器系統更安全地操作，因為以這種方式操作根據本發明的反應器系統在高壓下不包括相對大的容積。
[0077]在可能的實施例中，流體供應通道密封件和/或至少一個流體排出通道密封件具有帶有中心孔的環形形狀。在該實施例中，芯片保持容器進一步包括至少一個管狀元件，該管狀元件延伸穿過所述密封件的中心孔。該管狀元件防止環形密封件以使得中心孔會閉合的方式變形。
[0078]通常，芯片保持容器僅包含微流體芯片并可選地包含芯片腔室內的一些密封件或連接件。反應器、閥等被布置在芯片保持容器外部。這允許充分地檢測微流體芯片中或連接件中或來自微流體芯片的泄漏。
[0079]可選地，芯片保持容器完全封閉微流體芯片。已知芯片保持容器經常具有開口或窗口，所以通過限流通道的流體流可例如利用顯微鏡被觀察或監控。通常，對于根據本發明的系統中的微流體芯片的應用這將是非必要的。
[0080]優選地，微流體芯片可釋放地布置在反應器系統中。所以，例如微流體芯片優選沒有被膠合到容器主體和/或包括例如流動線的非膠合連接件。
[0081]在該實施例中，微流體芯片可與另一微流體芯片容易地置換，例如如果微流體芯片損壞，如果限流通道中的一個或多個被阻塞，或者如果需要具有不同特性的微流體芯片用于新的試驗。
[0082]在如權利要求1所描述的根據本發明的反應系統中，微流體芯片執行分流器的功能。然而，替代地或另外，在根據本發明的反應器系統中其他位置處也可以使用具有限流通道的微流體芯片，盡管在根據本發明的系統中，微流體芯片不用于容納反應器。
[0083]在本發明的替代形式中，反應器系統為用于高通量應用的反應器系統，該反應器系統包括:
[0084]多個反應器組件，每個反應器組件包括:
[0085]流通式反應器，所述流通式反應器包括反應器入口和反應器出口，該流通式反應器適于容納化學反應；
[0086]反應器供給線，該反應器供給線具有第一端和第二端，所述第二端連接到流通式反應器的反應器入口，所述反應器供給線適于將流體供應到流通式反應器；
[0087]反應器流出線，該反應器流出線具有第一端，該第一端連接到流通式反應器的反應器出口，所述反應器流出線適于將反應器流出物從流通式反應器排出；
[0088]流體源，該流體源適于將加壓流體提供到流通式反應器；
[0089]流動路徑控制器，該流動路徑控制器適于將所述加壓流體從流體源傳送到反應器組件，從而所述加壓流體可在流通式反應器內的反應中使用；
[0090]所述流動路徑控制器布置在流體源的下游并在反應器組件的上游；
[0091]所述流動路徑控制器包括流動路徑控制器入口，流動路徑控制器入口與流體源流體聯通并適于從流體源接收加壓流體；
[0092]所述流動路徑控制器進一步包括多個流動路徑控制器出口，每個流動路徑控制器出口與關聯的反應器組件的反應器供給線的第一端流體聯通并適于將加壓流體從流體源提供到關聯的反應器組件；
[0093]其中在至少一個反應器組件的反應器供給線和/或反應器流出線中存在限流通道，該限流通道布置在平面形微流體芯片中，該微流體芯片進一步包括與限流通道流體聯通的芯片入口通道和芯片出口通道，芯片入口通道在限流通道的上游并且芯片出口通道在限流通道的下游，所述芯片入口通道與所述芯片出口通道兩者具有長度和直徑，其中該直徑與所述通道的長度相比相等或更小。
[0094]根據本發明的該替代反應器系統與根據權利要求1的反應器系統類似，但是微流體芯片存在于系統中的不同位置處。在根據本發明的該替代反應器系統中，微流體芯片存在于反應器供給線中和/或反應器流出線中。
[0095]根據本發明，該替代反應器系統包括一個或多個限流通道。在至少一個反應器組件的反應器供給線和/或反應器流出物線中存在限流通道，該限流通道布置在平面形微流體芯片中。該微流體芯片進一步包括與限流通道流體聯通的芯片入口通道和芯片出口通道。芯片入口通道在限流通道的上游并且芯片出口通道在限流通道的下游。芯片入口通道與芯片出口通道兩者具有長度和直徑。根據本發明，這些芯片入口通道和芯片出口通道的直徑與所述通道的長度相比相等或更小。
[0096]多個微流體芯片存在于根據本發明的替代反應器系統中是可能的，例如，每個反應器供給通道中一個微流體芯片、或者每個反應器流出通道中一個微流體芯片、或者每個反應器供給通道中一個微流體芯片并且每個反應器流出通道中一個微流體芯片。
[0097]根據本發明的替代反應器系統包括流動路徑控制器，例如選擇閥、分流器或者歧管。流動路徑控制器布置在流體源的下游并在反應器組件的上游。流動路徑控制器從流體源接收流體并將該接收的流體引至反應器組件。可選地，流動路徑控制器將接收的流體同時引至所有反應器組件，或者同時引至一些反應器組件。替代地，流動路徑控制器將接收的流體一次弓I至一個反應器組件，并順序地弓I至所有反應器組件。
[0098]可選地，根據權利要求1的反應器系統與根據本發明的替代反應器系統被組合，在組合系統中，流動路徑控制器是作為根據權利要求1的微流體芯片的分流器。
[0099]流動路徑控制器包括與流體源流體聯通的流動路徑控制器入口。流動路徑控制器入口適于從流體源接收加壓流體。流動路徑控制器入口與流體源流體聯通。
[0100]流動路徑控制器進一步包括多個流動路徑控制器出口。每個流動路徑控制器出口與關聯的反應器組件流體聯通，特別與關聯的反應器組件的反應器供給線的第一端流體聯通。每個流動路徑控制器出口適于將加壓流體從流體源提供到關聯的反應器組件
[0101]在可能的實施例中，在根據本發明的替代系統中，至少一個微流體芯片布置在芯片保持容器中，該芯片保持容器包括:
[0102]容器主體，
[0103]在所述容器主體中的芯片腔室，所述芯片腔室將微流體芯片容納在其中，所述芯片腔室由兩個大致平面壁和周向腔室壁界定，所述平面壁布置在芯片腔室的相反側；
[0104]在所述容器主體中的流體供應通道，所述流體供應通道具有流體供應通道入口和流體供應通道出口，所述流體供應通道適于從限流通道被布置在其中的反應器供給線或反應器流出線接收流體并將所述流體供應到微流體芯片的芯片入口通道，
[0105]其中流體供應通道入口與限流通道被布置在其中的反應器供給線或反應器流出線流體聯通，并且流體供應通道出口與芯片入口通道流體聯通；以及
[0106]流體供應通道密封件，該流體供應通道密封件圍繞流體供應通道出口延伸，并接合微流體芯片;和
[0107]在所述容器主體中的流體排出通道，所述流體排出通道具有流體排出通道入口和流體排出通道出口，
[0108]所述流體排出通道適于從微流體芯片的芯片出口通道接收流體并將所述流體供應到限流通道被布置在其中的反應器供給線或反應器流出線，
[0109]其中流體排出通道入口與芯片出口通道流體聯通并且流體排出通道出口與限流通道被布置在其中的反應器供給線或反應器流出線流體聯通;以及
[0110]流體排出通道密封件，該流體排出通道密封件圍繞流體排出通道入口延伸，其中所述流體排出通道密封件接合微流體芯片;并且
[0111]其中芯片保持容器包括用于所述流體供應通道密封件和用于流體排出通道密封件的座，所述座各自具有周向壁、底部和開放的頂部，該周向壁支撐布置在所述座中的密封件。
[0112]根據權利要求1的反應器系統的微流體芯片、芯片保持容器和其它元件的可選特征也為替代反應器系統中的可選特征。
[0113]例如，在替代反應器的可能實施例中，至少一個微流體芯片的入口芯片通道和/或出口芯片通道的直徑為0.7mm或更小。優選地，該直徑為0.5mm或更小，可選地在0.2mm與
0.4mm之間。
[0114]作為另一示例，在替代反應器的可能實施例中，微流體芯片的芯片入口通道和/或芯片出口通道的直徑在所述通道的長度上變化，并且其中所述通道的平均直徑與所述通道長度相比相同或更小，所述通道可選具有錐形形狀。在這些實施例中，所述通道的平均直徑應解釋為“直徑”。可選地，在芯片入口通道和/或至少一個芯片出口通道的直徑在所述通道的長度上變化的實施例中，所述通道的最大直徑與所述通道的長度相比相等或更小。
[0115]作為另一示例，在替代反應器的可能實施例中，微流體芯片包括彼此連接的第一主體板和第二主體板。這些主體板例如由玻璃、硅或石英制成，并形成微流體芯片的“層”。所述第一主體板和所述第二主體板各自具有厚度。這些厚度可相同或不同。可選地，微流體芯片包括兩個以上的主體板，例如，第一主體板、第二主體板和第三主體板。
[0116]在該實施例中，芯片入口通道存在于第一主體板中并延伸穿過所述第一主體板的厚度。芯片出口通道存在于第一主體板和/或第二主體板和/或另外的主體板中并延伸穿過所述第一主體板和/或所述第二主體板和/或另外的主體板的厚度。所以，芯片入口通道和芯片出口通道通過穿過第一主體板或第二主體板或另外的主體板的通孔形成。
[0117]通常，在芯片入口通道與一個芯片出口通道之間延伸的限流通道產生在第一主體板和/或第二主體板和/或另外的主體板的平面表面中。限流通道于是通常垂直于微流體芯片的相同主體板中存在的芯片入口通道和/或芯片出口通道延伸。
[0?18] 主體板例如具有1.0mm、0.7mm或0.5mm的厚度。如果主體板具有1.0mm的厚度，則延伸穿過所述主體板的厚度的芯片入口通道(如果存在)和任意芯片出口通道的直徑例如具有在0.3mm與I.0mm之間的直徑，可選在0.5mm與0.75mm之間。如果主體板具有0.7mm的厚度，則延伸穿過所述主體板的厚度的芯片入口通道(如果存在)和任意芯片出口通道的直徑例如具有在0.2mm與0.7mm之間的直徑，可選在0.3mm與0.4mm之間。如果主體板具有0.5mm的厚度，則延伸穿過所述主體板的厚度的芯片入口通道(如果存在)和任意芯片出口通道的直徑例如具有在0.1mm與0.5mm之間的直徑，可選在0.2mm與0.3mm之間。
[0119]作為另一示例，在替代反應器的實施例中，其中至少一個微流體芯片布置在芯片保持容器中，該芯片保持容器、座的頂部與微流體芯片有一距離，該距離為200μπι或更小，但是大于Ομπι。優選在ΙΟμπι與150μηι之間，可選在30μηι與70μηι之間。例如，該距離在200μηι與50μηι之間。
[0120]可選地，根據本發明的替代反應器系統進一步包括閥系統，其允許阻擋流體流到泄漏被檢測到的相關微流體芯片。
[0121]在根據本發明的替代反應器系統的可能實施例中，芯片保持容器包括單個芯片腔室，并且所述芯片腔室適于容納單個微流體芯片。
[0122]在根據本發明的替代反應器系統的可能的實施例中，芯片保持容器包括單個芯片腔室，并且所述芯片腔室適于容納多個微流體芯片。在該實施例中，芯片保持容器包括多個流體供應通道和多個流體排出通道，其中每個流體供應通道和每個流體排出通道與微流體芯片的限流通道關聯。
[0123]在根據本發明的替代反應器系統的可能的實施例中，芯片保持容器包括多個芯片腔室，并且每個芯片腔室適于容納單個微流體芯片。在該實施例中，芯片保持容器包括多個流體供應通道和多個流體排出通道，其中每個流體供應通道和每個流體排出通道與微流體芯片的限流通道關聯。
【附圖說明】
[0124]下面參照附圖更詳細地描述本發明，在附圖中以非限制性方式示出本發明的示例性實施例。
[0125]附圖示出:
[0126]圖1:根據本發明的第一實施例反應器系統的示意概述圖；
[0127]圖2:根據本發明的芯片保持容器中的微流體芯片的示例的截面圖，圖2A示出細
-K-
T ；
[0128]圖3:根據本發明的芯片保持容器的另一可能實施例中的微流體芯片的示例的細節圖；
[0129]圖4:根據本發明的芯片保持容器的另一可能實施例中的微流體芯片的示例；
[0130]圖5:根據本發明第一實施例替代反應器系統的示意概述圖；
[0131 ]圖6:根據本發明的替代反應器系統的另一實施例；
[0132]圖7:根據本發明的替代反應器系統的另一實施例；
[0133]圖5:根據本發明的替代反應器系統的另一實施例；
[0134]圖6:根據本發明的替代反應器系統的另一實施例；
[0135]圖9:根據本發明的替代反應器系統的另一實施例；
[0136]圖10:具有微流體芯片被布置在其中的芯片腔室的芯片保持容器的實施例；
[0137]圖11:具有微流體芯片被布置在其中的芯片腔室的芯片保持容器的另一實施例。
【具體實施方式】
[0138]圖1示出根據本發明的第一實施例反應器系統的示意概述圖。
[0139]圖1的反應器系統包括四個反應器組件I。然而，根據本發明的反應器系統可能包括任意其它數量的反應器組件，盡管通常存在一個以上的反應器組件。
[0140]每個反應器組件I包括流通式反應器2、反應器供給線5和反應器流出線8。流通式反應器2全部具有反應器入口 3和反應器出口 4。反應器供給線5全部具有第一端6和第二端7。反應器流出線8全部具有第一端9。在每個反應器組件I中，反應器供給線5的第二端7被連接到反應器入口 3，并且反應器流出線8的第一端9被連接到反應器出口 4。
[0141]圖1的反應器系統進一步包括適于將加壓流體向流通式反應器2提供的流體源12。根據本發明的反應器系統適于在高流體壓壓下操作，例如大約20bar或更高，大約30bar或更高，大約30bar到10bar，或者大約30bar到300bar反應器壓力。反應器系統適于在這些高壓下操作例如意味著與系統中的加壓流體接觸的結構元件的壁厚足夠在這些高壓下維持系統的結構整體性。進一步，例如，所使用的密封件和/或閥也適于高壓操作。
[0142]根據圖1的反應器系統進一步包括分離器15。如圖1中可見，分離器15布置在流體源12的下游并在反應器組件的上游。分離器包括布置在芯片保持容器30的芯片腔室36中的平面形微流體芯片21。芯片保持容器30例如為圖2中所示類型的芯片保持容器30。
[0143]在該實施例的分流器中使用的微流體芯片21包括與多個限流通道22流體聯通的芯片入口通道23。限流通道22在該實施例中也布置在微流體芯片21中。每個限流通道22與芯片出口通道24流體聯通。
[0144]芯片入口通道23與流體源12流體聯通并適于從流體源接收加壓流體。加壓流體例如為反應流體、清潔流體或稀釋流體。
[0145]每個芯片出口通道24與關聯的反應器組件I的反應器供給線5的第一端6流體聯通并適于從流體源提供加壓流體至關聯的反應器組件，由此使得所述加壓流體可供于流通式反應器2中的反應。
[0146]芯片入口通道23和芯片出口通道24各自具有直徑，該直徑相等或小于所述通道
23、24的長度。
[0147]在該實施例中的芯片保持容器30具有流體供應通道37和多個流體排出通道38。流體供應通道37與芯片入口通道23流體聯通。流體排出通道38與關聯的芯片出口通道24流體聯通。
[0148]流體供應通道37的入口與流體源12流體聯通并從該流體源12接收加壓流體。每個流體排出通道38的出口與關聯的反應器組件I的反應器供給線5的第一端6流體聯通。關聯的反應器組件I通過關聯的流體排出通道38的出口接收加壓流體。
[0149]在圖1的實施例中，反應器流出物通過流出線8從反應器2排出。例如，流出線連接到選擇閥70，選擇閥70將反應器2之一的流出物流引至分析器71并將其它流引至廢物72。從而，一個接一個所有流出物流被引至分析器71，所以所有流出物流可連續地被單獨分析。
[0150]在圖1的實施例中，芯片保持容器30提供有孔口 39O該孔口 39可提供芯片腔室36與例如外部大氣之間的流體聯通。
[0151 ] 替代地，可選地反應器系統進一步包括廢物容器50，該廢物容器50經由孔口 39和安全線51與關聯的芯片腔室36流體聯通。這些可選特征在圖1中示出。
[0152]可選地，安全流動線51裝備有流動檢測器52，例如，熱導檢測器，其適于檢測從芯片腔室36通過安全流動線51至環境壓力廢物容器50的流體流動。這種流動指示在微流體芯片中或在其與芯片保持容器的流體供給通道和流體排出通道的連接中存在泄漏。
[0153]可選地，廢物容器50為環境壓力廢物容器50。在根據本發明的反應器系統的操作期間，環境壓力廢物容器在環境壓力或大致環境壓力下操作。在微流體芯片中或在其與芯片保持容器的流體供給通道和流體排出通道的連接中存在泄漏的情況下，泄漏流體經由安全流動線51安全地排放到環境壓力廢物容器。
[0154]優選地，環境壓力廢物容器具有用于接收任何泄漏流體的大內部容積，從而泄漏流體的任何流入不會使得環境壓力廢物容器內的壓力顯著升高超過環境壓力。在實踐中，這例如可利用具有試驗中所用流體的容積的至少十倍容積的環境壓力廢物容器來實現。
[0155]圖2示出根據本發明的芯片保持容器30的第一可能實施例中的微流體芯片21的示例的截面圖。
[0156]微流體芯片21在該示例中由耐流體材料的第一主體板27和第二主體板28制成，耐流體材料例如玻璃、石英、硅或金屬。限流通道22已經制造在主體板27、28的交界處，例如，通過將通道蝕刻在一個或兩個主體板內。第一主體板27和第二主體板28結合在一起以形成微流體芯片21。第一主體板27和第二主體板28的材料例如為玻璃、石英、硅或金屬。
[0157]微流體芯片21進一步包括芯片入口通道23和多個芯片出口通道24(其中之一以虛線示出)。微流體芯片21進一步具有第一平面壁26和第二平面壁25。
[0158]在圖2的示例中，芯片入口通道23和芯片出口通道24全部在限流通道22與第一平面表面26之間延伸。替代地，芯片入口通道23和芯片出口通道24兩者可在限流通道22與第二平面表面25之間延伸，或者芯片入口通道23和芯片出口通道24中的一個或多個在限流通道22與第一平面表面26之間延伸并且芯片入口通道23和芯片出口通道24中的另一個或其它在限流通道22與第二平面表面25之間延伸。
[0159]芯片保持容器具有帶有外表面45的主體47。芯片保持容器30包括主體47中的芯片腔室36，微流體芯片21被布置在芯片腔室36中。芯片腔室36在反應器系統的操作期間優選未加壓，所以芯片腔室36在反應器系統的操作期間處于環境壓力，而并非升高的壓力。
[0160]芯片腔室30由第一平面腔室壁42、第二平面腔室壁43和周向腔室壁44界定。
[0161]芯片保持容器30的主體47進一步包括流體供應通道37和多個流體排出通道38，多個流體排出通道38中的一個在圖2中示出。流體供應通道37包括流體供應通道入口 37a和流體供應通道出口 37b。每個流體排出通道38包括流體排出通道入口 38a和流體排出通道出口38b ο
[0162]流體供應通道37適于從流體源12接收流體并將所述流體供應到微流體芯片21的限流通道22。流體供應通道入口 37a與流體源12流體聯通，并且流體供應通道出口 37b與芯片入口通道23流體聯通。
[0163]每個流體排出通道38適于從微流體芯片21的限流通道22接收流體并將所述流體供應到關聯的反應器組件I。通常，“關聯的反應器組件”為對于每個流體排出通道38不同的反應器組件。通常，每個芯片出口通道24與不同的流體排出通道38流體聯通，并且進而每個流體排出通道38與不同的反應器組件I流體聯通。
[0164]流體排出通道入口 38a與芯片出口通道24流體聯通，并且流體排出通道出口 38b與關聯的反應器組件I流體聯通。
[0165]如圖2的實施例中所示，芯片保持容器30進一步包括流體供應通道密封件40。該流體供應通道40布置在流體供應通道出口與芯片入口通道23之間。該流體供應通道密封件40圍繞流體供應通道出口延伸并接合微流體芯片21。例如，流體供應通道密封件40為環形形狀，可選地為諸如O形環的可壓縮密封件。
[0166]此外，芯片保持容器30進一步包括流體排出通道密封件41。該流體排出通道密封件41布置在芯片出口通道24與流體排出通道入口之間。該流體排出通道密封件41圍繞流體排出通道入口延伸并接合微流體芯片21。例如，流體排出通道密封件41為環形形狀，可選地為諸如O形環的可壓縮密封件。
[0167]芯片保持容器30包括用于流體供應通道密封件和用于流體排出通道密封件的座48，所述座48各自具有周向壁48b、底部48c和開放頂部48a，周向壁48b支撐布置在所述座48中的密封件40、41。圖2A更詳細地示出細節。
[0168]優選地，座48的頂部48a與微流體芯片21有一距離，如圖2A中D所指示。有利地，該距離D為200μηι或更小，但是大于Ομπι。優選地，該距離D在ΙΟμπι與150μηι之間，可選在30μηι與70Mi之間。
[0169]圖2Α示出流體供應通道37、流體供應通道密封件40和芯片入口通道23的位置。該位置對于每個流體排出通道38、流體排出通道密封件41和芯片出口通道24來說是相同的或至少類似的。
[0170]圖3示出其中芯片入口通道23具有在其長度上變化的直徑的變型。根據本發明，芯片入口通道23的平均直徑小于芯片入口通道的長度。在圖3的變型中，即使芯片入口通道的最大直徑仍小于芯片入口通道23的長度。替代地或另外地，芯片出口通道24中的一個或多個也可具有這種形狀。在再一變型中，芯片出口通道24中僅一個或多個具有這種形狀。
[0171]此外，在圖3的變型中，流體供應通道入口密封件40為具有中心孔的環形O形環。存在延伸穿過密封件40的中心孔的管狀元件57。管狀元件確保密封件40中的中心孔保持打開。管狀元件57還可存在于所示的任意其它實施例中，與流體供應通道密封件40結合和/或與流體排出通道密封件41結合。
[0172]圖3的實施例的特征，特別是管狀元件57和具有變化直徑的芯片入口通道和/或芯片出口通道也可應用于芯片保持容器的不同實施例中，例如，圖2和圖4的實施例中。
[0173]在圖2的實施例中，芯片保持容器30的主體進一步包括在芯片保持容器30的主體的外表面45與芯片腔室36之間延伸的孔口 39。孔口 39可例如與大氣流體聯通，或與將芯片保持容器30的芯片腔室36連接到廢物容器50的安全流動線51流體聯通。在一實施例中，流動檢測器52被提供來監控經由孔口 39(例如，經由如圖1中所示的流動線51)的腔室36的任何流出。
[0174]如在此例示的，芯片保持容器30的主體形成閉合的腔室36ο可選地，其經由主體中的孔口 39連接到環境壓力容積。
[0175]如圖2中所示，可選地，芯片保持容器30提供有芯片腔室壓力傳感器46。
[0176]在圖2的實施例中，芯片保持容器30包括基部31和蓋32。基部31具有第一密封表面
33。蓋32具有第二密封表面34。當芯片保持容器30在使用時并封閉微流體芯片21時，第一密封表面33和第二密封表面34彼此接觸。周向密封件35，例如諸如O形環的可壓縮密封件，已經被提供來確保在微流體芯片中或其與芯片保持容器的流體供給通道和/或流體排出通道的連接件中泄漏的情況下，所有泄漏的流體或者待在芯片腔室36中或者經由孔口 39離開芯片腔室36。這有助于獲得系統的安全操作，并且如在此解釋的，可允許快速且可靠的泄漏檢測。
[0177]基部31包括芯片腔室36的第一平面壁42，該壁42提供有用于流體供應通道密封件40和流體排出通道密封件41的座48。蓋包括芯片腔室36的第二平面壁43，該壁43具有微流體芯片21抵靠的平面表面區域。這里蓋和基部還各自形成周向腔室壁的一部分，但是該壁也可通過基部和蓋中的僅一個形成，或者實施為芯片保持容器的主體的另一部分。
[0178]優選地，基部31和蓋32兩者由金屬制成，例如，鋼或不銹鋼。優選地，基部31和蓋32兩者被制作為單個主體部件，以便減少接縫在芯片保持容器的主體中的存在。
[0179]基部31和蓋32例如可借助螺釘、螺栓和/或一個或多個夾具彼此連接。
[0180]圖4示出根據本發明的芯片保持容器30的第二可能實施例中的微流體芯片21的示例的截面圖。
[0181]圖4的實施例類似于圖2的實施例，但是容器主體的第一平面壁42和第二平面壁43被不同地成型。
[0182]在第一平面壁42中，用于流體供應通道密封件40和流體排出通道密封件41的座48沒有成型為類似圖4的實施例中的凹部。而是，平面壁42被提供有形成座48并沿軸向和徑向支撐密封件40、41的卡圈62。
[0183]在圖4的實施例中，第二平面壁43在正好與流體供應通道密封件40和流體排出通道密封件41接合微流體芯片21的位置相對的位置處提供有支撐微流體芯片21的支撐表面
63。這防止微流體芯片21的彎曲，于是消除微流體芯片21潛在失效的重要原因。
[0184]在圖4的實施例中，第二平面壁43進一步提供有凹部55，從而形成空間，例如，諸如加熱器或冷卻器的熱工設備56可布置在該空間中。因為芯片保持容器通常具有小容積，所以其溫度可非常容易且快速地改變。
[0185]圖5示出根據本發明第一實施例的替代反應器系統的示意概述圖。在根據本發明的替代反應器系統中，微流體芯片21存在于一個或多個反應器供給線或反應器流出線中。
[0186]圖5的反應器系統包括四個反應器組件I。然而，根據本發明的反應器系統可能包括任意其它數量的反應器組件，盡管通常存在一個以上的反應器組件。
[0187]每個反應器組件I包括流通式反應器2、反應器供給線5和反應器流出線8。流通式反應器2全部具有反應器入口 3和反應器出口 4。反應器供給線5全部具有第一端6和第二端7。反應器流出線8全部具有第一端9。在每個反應器組件I中，反應器供給線5的第二端7連接到反應器入口 3，并且反應器流出線8的第一端9連接到反應器出口 4。
[0188]圖5的反應器系統進一步包括適于將加壓流體向流通式反應器2提供的流體源12。根據本發明的反應器系統適于在高流體壓力下操作，例如大約20bar或更高，大約30bar或更高，大約30bar到10bar，或者大約30bar到300bar反應器壓力。反應器系統適于在高壓下操作例如意味著與系統中的加壓流體接觸的結構元件的壁厚足夠維持系統在這些高壓下的結構整體性。進一步，例如，所使用的密封件和/或閥也適于高壓操作。
[0189]圖5的反應器系統進一步包括流動路徑控制器15。在圖5的實施例中，流動路徑控制器15為將來自流體源12的加壓流體在反應器組件I上分配的歧管。在該實施例中，來自流體源12的加壓流體被同時向所有反應器組件I提供。
[0190]流動路徑控制器15包括流動路徑控制器入口 16和多個流動路徑控制器出口 17。每個流動路徑控制器出口 17與關聯的反應器組件I的反應器供給線5的第一端6流體聯通。關聯的反應器組件I通過流動路徑控制器出口 17接收加壓流體。
[0191]圖5的反應器系統進一步包括在每個反應器供給線5中的限流通道22。限流通道22提供在平面的微流體芯片21中，其在圖5中示意性示出。在圖5的實施例中，存在多個微流體芯片21并且每個微流體芯片包括限流通道22、芯片入口通道和芯片出口通道。限流通道在限流通道平面中延伸。芯片入口通道和芯片出口通道基本垂直于限流器平面延伸。芯片入口通道的直徑相同或小于芯片入口通道的長度。芯片出口通道的直徑相同或小于芯片出口通道的長度。微流體芯片進一步包括第一平面表面和第二平面表面，該第一平面表面和第二平面表面位于微流體芯片的相反兩側并基本平行于限流通道平面延伸。
[0192]在圖5的實施例中，每個微流體芯片21布置在關聯的芯片保持容器30中，其在圖5中示意性示出。圖2、圖3和圖4更詳細地示出芯片保持容器的可能實施例。當使用類似圖2、圖3或圖4中所示的芯片保持容器時，芯片保持容器中的流體供應通道的數量將匹配芯片保持容器中存在的微流體芯片或多個微流體芯片的芯片入口通道的數量，并且芯片保持容器中的流體排出通道的數量將匹配芯片保持容器中存在的微流體芯片或多個微流體芯片的芯片出口通道的數量。芯片保持容器30全部具有微流體芯片被布置在其中的芯片腔室。
[0193]在圖5的實施例中，可選地每個芯片保持容器30的芯片腔室經由安全流動線51與廢物容器50流體聯通。在根據本發明的反應器系統的操作期間，廢物容器50優選在環境壓力或大致環境壓力下操作。在微流體芯片中或在其與芯片保持容器的流體供給通道和流體排出通道的連接中存在泄漏的情況下，泄漏流體經由安全流動線51安全地排放到廢物容器50 ο
[0194]優選地，廢物容器50具有用于接收任何泄漏流體的大內部容積，從而泄漏流體的任何流入不會使得廢物容器50內的壓力顯著升高超過環境壓力。在實踐中，這例如可利用具有試驗中所用流體的容積的至少十倍容積的環境壓力廢物容器來實現。
[0195]在圖5的實施例中，可選地，安全流動線51裝備有流動檢測器52，例如，熱導檢測器，其適于檢測從芯片腔室36通過安全流動線51到廢物容器50的流體流動。這種流動指示在微流體芯片中或在其與芯片保持容器的流體供給通道和流體排出通道的連接中存在泄漏。
[0196]可選地，如圖5中所示，提供閥系統以便減小一個或多個微流體芯片的泄漏效應。這種閥系統例如包括在每個反應器供給線5中的截止閥53，在與反應器供給線5中的芯片保持容器30關聯的流動檢測器52檢測到泄漏的情況下，截止閥53可關閉閥53被布置在其中的同一反應器供給線5。例如，這些截止閥53基于來自流動檢測器52的信號被電控，以當流動檢測器52檢測到流動時自動關閉供給線5。
[0197]在圖5的實施例中，反應器流出物通過流出線8從反應器2排出。例如，流出線被連接到選擇閥70，選擇閥70將反應器2之一的流出物流引至分析器71并將其它流引至廢物72。從而，一個接一個所有流出物流被引至分析器71，所以所有流出物流可連續地被單獨分析。
[0198]圖6示出根據本發明的替代反應器系統的另一實施例。
[0199]圖6的實施例類似于圖5的實施例，但是在圖6的實施例中，存在包括多個限流通道22的微流體芯片21。圖6的實施例可具有包括反應器系統的所有反應器供給線5中的所有限流通道22的單個微流體芯片21。替代地，存在多個微流體芯片21，多個微流體芯片21中的至少一個包括多個限流通道22。
[0200]在圖6中所示的實施例中，限流通道22布置在反應器供給線5中。替代地或另外地，限流通道22可存在于反應器流出線8中。
[0201]圖6的反應器系統包括四個反應器組件I。然而，根據本發明的反應器系統可能包括任意其它數量的反應器組件，盡管通常存在一個以上的反應器組件。
[0202]每個反應器組件I包括流通式反應器2、反應器供給線5和反應器流出線8。流通式反應器2全部具有反應器入口 3和反應器出口 4。反應器供給線5全部具有第一端6和第二端7。反應器流出線8全部具有第一端9。在每個反應器組件I中，反應器供給線5的第二端7連接到反應器入口 3，并且反應器流出線8的第一端9連接到反應器出口 4。
[0203]圖6的反應器系統進一步包括適于將加壓流體提供到流通式反應器2的流體源12。根據本發明的反應器系統適于在高流體壓力下操作，例如大約20bar或更高，大約30bar或更高，大約30bar到10bar，或者大約30bar到300bar反應器壓力。反應器系統適于在這些高壓下操作例如意味著與系統中的加壓流體接觸的結構元件的壁厚足夠維持系統在該高壓下的結構整體性。進一步，例如，所使用的密封件和/或閥也適于高壓操作。
[0204]圖6的反應器系統進一步包括流動路徑控制器15。在圖6的實施例中，流動路徑控制器15為將來自流體源12的加壓流體在反應器組件I上分配的歧管。在該實施例中，來自流體源12的加壓流體被同時提供到所有反應器組件I。
[0205]流動路徑控制器15包括流動路徑控制器入口 16和多個流動路徑控制器出口 17。每個流動路徑控制器出口 17與關聯的反應器組件I的反應器供給線5的第一端6流體聯通。關聯的反應器組件I通過流動路徑控制器出口 17接收加壓流體。
[0206]圖6的反應器系統進一步包括在每個反應器供給線5中的限流通道22。微流體芯片包括限流通道22、芯片入口通道和芯片出口通道。限流通道在限流通道平面中延伸。芯片入口通道和芯片出口通道基本垂直于限流器平面延伸。芯片入口通道的直徑相同或小于芯片入口通道的長度。芯片出口通道的直徑相同或小于芯片出口通道的長度。限流通道22被提供在布置于芯片保持容器30中的微流體芯片21中，其在圖6中示意性示出。圖2、圖3和圖4更詳細地示出芯片保持容器的可能實施例。當使用類似圖2、圖3或圖4中所示的芯片保持容器時，芯片保持容器中的流體供應通道的數量將匹配芯片保持容器中存在的微流體芯片或多個微流體芯片的芯片入口通道的數量，并且芯片保持容器中的流體排出通道的數量將匹配芯片保持容器中存在的微流體芯片或多個微流體芯片的芯片出口通道的數量。芯片保持容器具有微流體芯片被布置在其中的芯片腔室36。
[0207]在圖6的實施例中，每個芯片保持容器30的芯片腔室36提供有孔口 39。可選地，芯片腔室36經由孔口 39與大氣流體聯通。替代地，反應器系統進一步包括環境壓力廢物容器，該環境廢物容器經由孔口 39和安全線與芯片腔室流體聯通，類似于圖5中所示。
[0208]如果應用泄漏檢測，例如，利用如前所述的流量傳感器或壓力傳感器，微流體芯片中或與微流體芯片的一個或多個連接中的泄漏可被檢測。通常，在該實施例中不可能確定芯片腔室36中的哪個限流通道或哪個與微流體芯片21的連接正在泄漏。
[0209]在圖6的實施例中，反應器流出物通過流出線8從反應器2排放。例如，流出線被連接到選擇閥70，選擇閥70將反應器2之一的流出物流引至分析器71并將其它流引至廢物72。從而，一個接一個所有流出物流被引至分析器71，所以所有流出物流可連續地被單獨分析。
[0210]圖7示出根據本發明的替代反應器系統的另一實施例。
[0211]圖7的實施例類似于圖5和圖6的實施例，但是在圖7的實施例中，多個微流體芯片21 (每個具有至少一個限流通道22)布置在芯片保持容器30的單個芯片腔室36中。
[0212]在圖7所示的實施例中，微流體芯片21的限流通道22被布置在反應器供給線5中。替代地或另外地，限流通道可存在于反應器流出線8中。
[0213]圖7的反應器系統包括四個反應器組件I。然而，根據本發明的反應器系統可能包括任意其它數量的反應器組件，盡管通常存在一個以上的反應器組件。
[0214]每個反應器組件I包括流通式反應器2、反應器供給線5和反應器流出線8。流通式反應器2全部具有反應器入口 3和反應器出口 4。反應器供給線5全部具有第一端6和第二端7。反應器流出線8全部具有第一端9。在每個反應器組件I中，反應器供給線5的第二端7連接到反應器入口 3，并且反應器流出線8的第一端9連接到反應器出口 4。
[0215]圖7的反應器系統進一步包括適于將加壓流體提供至流通式反應器2的流體源12。根據本發明的反應器系統適于在高流體壓力下操作，例如大約20bar或更高，大約30bar或更高，大約30bar到10bar，或者大約30bar到300bar反應器壓力。反應器系統適于在高壓下操作例如意味著與系統中的加壓流體接觸的結構元件的壁厚足夠維持系統在這些高壓下的結構整體性。進一步，例如，所使用的密封件和/或閥也適于高壓操作。
[0216]圖7的反應器系統進一步包括流動路徑控制器15。在圖7的實施例中，流動路徑控制器15為將來自流體源12的加壓流體在反應器組件I上分配的歧管。在該實施例中，來自流體源12的加壓流體被同時提供到所有反應器組件I。
[0217]流動路徑控制器15包括流動路徑控制器入口 16和多個流動路徑控制器出口 17。每個流動路徑控制器出口 17與關聯的反應器組件I的反應器供給線5的第一端6流體聯通。關聯的反應器組件I通過流動路徑控制器出口 17接收加壓流體。
[0218]圖7的反應器系統進一步包括在每個反應器供給線5中的限流通道22。包括限流通道22的微流體芯片21布置在單個芯片保持容器30中，其在圖7中示意性例示。每個微流體芯片包括限流通道22、芯片入口通道和芯片出口通道。限流通道在限流通道平面中延伸。芯片入口通道和芯片出口通道基本垂直于限流器平面延伸。芯片入口通道的直徑與芯片入口通道的長度相比相同或更小。芯片出口通道的直徑與芯片出口通道的長度相比相同或更小。
[0219]圖2、圖3和圖4更詳細地示出芯片保持容器的可能實施例。當使用類似圖2、圖3或圖4中所示的芯片保持容器時，芯片保持容器中的流體供應通道的數量將匹配芯片保持容器中存在的微流體芯片或多個微流體芯片的芯片入口通道的數量，并且芯片保持容器中的流體排出通道的數量將匹配芯片保持容器中存在的微流體芯片或多個微流體芯片的芯片出口通道的數量。
[0220]芯片保持容器具有微流體芯片被布置在其中的芯片腔室36。在圖7的實施例中，每個芯片保持容器30的芯片腔室36提供有孔口 39。可選地，芯片腔室36經由孔口 39與大氣流體聯通。替代地，反應器系統進一步包括環境壓力廢物容器，該環境廢物容器經由孔口 39和安全線與芯片腔室流體聯通，類似于圖5中所示。
[0221]如果應用泄漏檢測，例如，利用如前所述的流量傳感器或壓力傳感器，微流體芯片中或與微流體芯片的一個或多個連接中的泄漏可被檢測。通常，在該實施例中不可能確定芯片腔室36中的哪個微流體芯片21或哪個與微流體芯片21的連接正在泄漏。
[0222]在圖7的實施例中，反應器流出物通過流出線8從反應器2排放。例如，流出線連接到選擇閥70，選擇閥70將反應器2之一的流出物流引至分析器71并將其它流引至廢物72。從而，一個接一個所有流出物流被引至分析器71，所以所有流出物流可連續地被單獨分析。
[0223]圖8示出根據本發明的替代反應器系統的另一實施例。
[0224]圖8的實施例類似于圖5、圖6和圖7的實施例，但是在圖8的實施例中，芯片保持容器30包括多個芯片腔室36，每個芯片腔室36容納一微流體芯片21。可選地，至少一個芯片腔室36容納多個微流體芯片21。
[0225]在圖8的實施例中，微流體芯片21的限流通道22布置在反應器供給線5中。替代地或另外地，限流通道22可存在于反應器流出線8中。
[0226]圖8的反應器系統包括四個反應器組件I。然而，根據本發明的反應器系統可能包括任意其它數量的反應器組件，盡管通常存在一個以上的反應器組件。
[0227]每個反應器組件I包括流通式反應器2、反應器供給線5和反應器流出線8。流通式反應器2全部具有反應器入口 3和反應器出口 4。反應器供給線5全部具有第一端6和第二端
7。反應器流出線8全部具有第一端9。在每個反應器組件I中，反應器供給線5的第二端7連接到反應器入口 3，并且反應器流出線8的第一端9連接到反應器出口 4。
[0228]圖8的反應器系統進一步包括適于將加壓流體提供到流通式反應器2的流體源12。根據本發明的反應器系統適于在高流體壓力下操作，例如大約20bar或更高，大約30bar或更高，大約30bar到10bar，或者大約30bar到300bar反應器壓力。反應器系統適于在高壓下操作例如意味著與系統中的加壓流體接觸的結構元件的壁厚足夠維持系統在這些高壓下的結構整體性。進一步，例如，所使用的密封件和/或閥也適于高壓操作。
[0229]圖8的反應器系統進一步包括流動路徑控制器15。在圖8的實施例中，流動路徑控制器15為將來自流體源12的加壓流體在反應器組件I上分配的歧管。在該實施例中，來自流體源12的加壓流體被同時提供到所有反應器組件I。
[0230]流動路徑控制器15包括流動路徑控制器入口 16和多個流動路徑控制器出口 17。每個流動路徑控制器出口 17與關聯的反應器組件I的反應器供給線5的第一端6流體聯通。關聯的反應器組件I通過流動路徑控制器出口 17接收加壓流體。
[0231]圖8的反應器系統包括在每個反應器供給線5中的限流通道22。這些限流通道22存在于其中的微流體芯片21布置在芯片保持容器30中，其在圖8中示意性例示。每個微流體芯片包括限流通道22、芯片入口通道和芯片出口通道。限流通道在限流通道平面中延伸。芯片入口通道和芯片出口通道基本垂直于限流器平面延伸。芯片入口通道的直徑與芯片入口通道的長度相比相同或更小。芯片出口通道的直徑與芯片出口通道的長度相比相同或更小。
[0232]圖2、圖3和圖4更詳細地示出芯片保持容器的可能實施例。當使用類似圖2、圖3或圖4中所示的芯片保持容器時，芯片保持容器中的流體供應通道的數量將匹配芯片保持容器中存在的微流體芯片或多個微流體芯片的芯片入口通道的數量，并且芯片保持容器中的流體排出通道的數量將匹配芯片保持容器中存在的微流體芯片或多個微流體芯片的芯片出口通道的數量。
[0233]芯片保持容器具有微流體芯片21被布置在其中的芯片腔室36。在圖8的實施例中，每個芯片保持容器30的每個芯片腔室36提供有孔口 39。可選地，該芯片腔室36經由孔口 39與大氣流體聯通。替代地，反應器系統進一步包括環境壓力廢物容器，該環境廢物容器經由孔口 39和安全線與關聯的芯片腔室流體聯通，類似于圖8中所示。
[0234]如果應用泄漏檢測，例如，利用如前所述的流量傳感器或壓力傳感器，微流體芯片中或與微流體芯片的一個或多個連接中的泄漏可被檢測。在圖8的實施例中，能夠設計泄漏檢測，以使能夠確定哪個微流體芯片21正在泄漏。這例如可通過為每個芯片腔室26提供有壓力傳感器、或者為每個孔口 39提供有流量傳感器、或通過經由單獨的安全線將每個孔口39連接到環境壓力廢物容器(或者共用的環境壓力廢物容器或者單獨的環境壓力廢物容器)來實現，所述安全線各自提供有流量傳感器。
[0235]在圖8的實施例中，反應器流出物通過流出線8從反應器2排放。例如，流出線連接到選擇閥70，選擇閥70將反應器2之一的流出物流引至分析器71并將其它流引至廢物72。從而，一個接一個所有流出物流被引至分析器71，所以所有流出物流可連續地單獨分析。
[0236]圖9示出根據本發明的替代反應器系統的另一實施例。
[0237]圖9的實施例非常類似于圖5的實施例。唯一的區別在于在圖9的實施例中，流動路徑控制器為選擇閥85，而在圖5的實施例中，流動路徑控制器為歧管。
[0238]在圖9所示的實施例中，反應器供給線5順序提供有來自流體源12的加壓流體。可選地，當反應器供給線5不從流體源12接收加壓流體時，例如，無腐蝕性流體的不同流體被提供到反應器供給線5。
[0239]圖10示出具有微流體芯片21被布置在其中的芯片腔室36的芯片保持容器30的實施例。
[0240]在圖10的實施例中，芯片保持容器30的主體47包括基部31和蓋32。基部31具有第一密封表面33。蓋32具有第二密封表面34。當芯片保持容器30在使用時，第一密封表面33和第二密封表面34彼此接觸。周向密封件35，例如諸如O形環的可壓縮密封件，已經被提供來確保在微流體芯片中或其與芯片保持容器的流體供給通道和流體排出通道的連接中泄漏的情況下，所有泄漏的流體或者待在芯片腔室36中或者經由孔口 39離開芯片腔室36。這幫助獲得可靠的泄漏檢測。孔口 39在芯片腔室36與大氣之間延伸，但是其可替代地被連接到例如結合圖5的實施例描述的廢物容器。
[0241]在圖10中所示的實施例中，基部31和蓋32可通過螺絲86彼此連接。
[0242]在圖10的實施例中，微流體芯片包括多個限流通道22。每個限流通道22與芯片入口通道23和芯片出口通道24流體聯通。每個芯片入口通道23與延伸穿過芯片保持容器30的基部31的流體供應通道37流體聯通。替代地，流體供應通道37可延伸穿過芯片保持容器30的蓋32。
[0243]每個芯片出口通道24與延伸穿過芯片保持容器30的基部31的流體排出通道(圖10中未示出)流體聯通。替代地，流體排出通道可延伸穿過芯片保持容器30的蓋32。
[0244]在圖10的實施例中，可選地，芯片保持容器30進一步包括用于每個流體供應通道的流體供應通道密封件40。該流體供應通道40布置在流體供應通道出口與其關聯的芯片入口通道23之間。限流通道入口密封件40圍繞流體供應通道出口延伸并接合微流體芯片。例如，流體供應通道密封件40為諸如O形環的可壓縮密封件。
[0245]可選地，芯片保持容器30進一步包括用于每個流體排出通道的流體排出通道密封件41。該流體排出通道密封件41布置在芯片出口通道24與其關聯的流體排出通道入口之間。流體排出通道密封件41圍繞流體排出通道入口延伸并接合微流體芯片。例如，限流通道出口密封件41為諸如O形環的可壓縮密封件。
[0246]圖11示出具有微流體芯片21被布置在其中的芯片腔室36的芯片保持容器30的另一實施例。
[0247]在圖11的實施例中，芯片保持容器30包括基部31和蓋32。基部31具有第一密封表面33。蓋32具有第二密封表面34。當芯片保持容器30在使用時，第一密封表面33和第二密封表面34彼此接觸。周向密封件35，例如諸如O形環的可壓縮密封件，已經被提供來確保在微流體芯片中或其與芯片保持容器的流體供給通道和流體排出通道的連接中泄漏的情況下，所有泄漏的流體或者待在芯片腔室36中或者經由孔口 39離開芯片腔室36。這幫助獲得可靠的泄漏檢測。孔口 39在芯片腔室36與大氣之間延伸，但是可替代地其被連接到例如結合圖5的實施例描述的廢物容器。
[0248]在圖11中所示的實施例中，基部31和蓋32可通過螺絲86彼此連接。
[0249]在圖11的實施例中，微流體芯片包括多個限流通道22。每個限流通道22與關聯的芯片出口通道24流體聯通，但是所有限流通道與一個且相同的芯片入口通道23流體聯通。公用的芯片入口通道23與延伸穿過芯片保持容器30的基部31的流體供應通道(在圖中未示出)流體聯通。替代地，流體供應通道可延伸穿過芯片保持容器30的蓋32。
[0250]每個芯片出口通道24與延伸穿過芯片保持容器30的基部31的流體排出通道流體聯通。替代地，流體排出通道可延伸穿過芯片保持容器30的蓋32。
[0251 ]在圖11的實施例中，可選地，芯片保持容器30進一步包括流體供應通道密封件40。該流體供應通道密封件40布置在流體供應通道出口與芯片入口通道23之間。流體供應通道密封件40圍繞流體供應通道出口延伸并接合微流體芯片。例如，流體供應通道密封件40為諸如O形環的可壓縮密封件。
[0252]可選地，芯片保持容器30進一步包括用于每個限流通道22的流體排出通道密封件
41。該流體排出通道密封件41布置在芯片出口通道24與其關聯的流體排出通道入口之間。流體排出通道密封件41圍繞流體排出通道入口延伸并接合微流體芯片。例如，限流通道出口密封件41為諸如O形環的可壓縮密封件。
【主權項】
1.一種用于高通量應用的反應器系統，該反應器系統包括: 多個反應器組件，每個反應器組件包括: 流通式反應器，所述流通式反應器包括反應器入口和反應器出口，該流通式反應器適于容納化學反應； 反應器供給線，該反應器供給線具有第一端和第二端，所述第二端連接到所述流通式反應器的所述反應器入口，所述反應器供給線適于將流體供應到所述流通式反應器； 反應器流出線，該反應器流出線具有第一端，該第一端連接到所述流通式反應器的所述反應器出口，所述反應器流出線適于將反應器流出物從所述流通式反應器排出； 流體源，該流體源適于將加壓流體提供到所述流通式反應器； 分流器，該分流器適于將所述加壓流體從所述流體源傳送到所述反應器組件，使得所述加壓流體能夠在所述流通式反應器內的反應中使用， 所述分流器布置在所述流體源的下游并在所述反應器組件的上游， 所述分流器包括平面形微流體芯片， 所述微流體芯片具有一芯片入口通道和多個芯片出口通道，其中所述芯片入口通道和所述芯片出口通道各自具有長度，所述微流體芯片進一步包括多個限流通道，其中每個限流通道從所述芯片入口通道延伸到關聯的芯片出口通道， 其中所述芯片入口通道與所述流體源流體聯通并且適于從所述流體源接收所述加壓流體， 并且其中每個芯片出口通道與關聯的反應器組件的反應器供給線的第一端流體聯通，并適于將加壓流體從所述流體源提供到關聯的反應器組件，由此使得所述加壓流體能夠在所述流通式反應器中反應， 其中所述芯片入口通道和所述芯片出口通道各自具有直徑，其中所述芯片入口通道的直徑與所述芯片入口通道的長度相比相等或更小，并且其中每個芯片出口通道的直徑與所述芯片出口通道的長度相比相等或更小， 其中所述微流體芯片包括彼此連接的第一主體板和第二主體板，其中所述第一主體板和所述第二主體板各自具有厚度， 其中所述芯片入口通道存在于所述第一主體板中并延伸穿過所述第一主體板的厚度，并且 其中所述芯片出口通道存在于所述第一主體板和/或所述第二主體板中并延伸穿過所述第一主體板和/或所述第二主體板的厚度。2.根據權利要求1所述的反應器系統，其中所述分流器的所述微流體芯片被布置在芯片保持容器中，該芯片保持容器包括: 容器主體； 在所述容器主體中的芯片腔室，所述芯片腔室將所述微流體芯片容納在其中，所述芯片腔室由兩個大致平面壁和周向腔室壁界定，所述平面壁被布置在所述芯片腔室的相反側； 在所述容器主體中的流體供應通道，所述流體供應通道具有流體供應通道入口和流體供應通道出口，所述流體供應通道適于從所述流體源接收流體并將所述流體供應到所述芯片入口通道，其中所述流體供應通道入口與所述流體源流體聯通并且所述流體供應通道出口與所述芯片入口通道流體聯通；以及 流體供應通道密封件，所述流體供應通道密封件圍繞所述流體供應通道出口延伸并接合所述微流體芯片;和 在所述容器主體中的多個流體排出通道，每個流體排出通道具有流體排出通道入口和流體排出通道出口，其中每個流體排出通道適于從關聯的芯片出口通道接收流體并將所述流體供應到關聯的反應器組件，其中每個流體排出通道入口與所述關聯的芯片出口通道流體聯通，并且每個流體排出通道出口與所述關聯的反應器組件流體聯通；以及 多個流體排出通道密封件，每個流體排出通道密封件圍繞流體排出通道入口延伸，其中每個流體排出通道密封件接合所述微流體芯片； 其中所述芯片保持容器包括用于所述流體供應通道密封件和所述流體排出通道密封件的座，所述座各自具有周向壁、底部和開放的頂部，所述周向壁支撐布置在所述座中的密封件。3.根據權利要求2所述的反應器系統，其中所述座的頂部與所述微流體芯片有一距離，該距離為200μηι或更小，但是大于Ομπι，優選在ΙΟμπι與150μηι之間，可選在30μηι與70μηι之間。4.根據前述權利要求中任一項所述的反應器系統，其中所述入口芯片通道和/或至少一個所述出口芯片通道的直徑為0.7mm或更小，優選0.5mm或更小，可選在0.2mm與0.4mm之間。5.根據前述權利要求中任一項所述的反應器系統，其中所述芯片入口通道和/或至少一個所述芯片出口通道的直徑在所述通道的長度上變化，并且其中所述通道的平均直徑與所述通道長度相比相同或更小，所述通道可選具有錐形形狀。6.根據權利要求2-3中任一項所述的反應器系統，其中所述容器主體包括孔口，所述孔口將所述芯片腔室連接到環境壓力容積，從而在所述反應器系統的操作期間，所述芯片腔室中的壓力大致為環境壓力。7.根據權利要求2、2、6中任一項所述的反應器系統，其中所述芯片保持容器的所述容器主體包括: 基部，該基部包括所述芯片腔室的所述平面壁中的一個，并且該基部進一步包括第一密封表面； 蓋，該蓋包括所述芯片腔室的所述平面壁中的另一個，并且該蓋進一步包括第二密封表面， 當所述第一密封表面與所述第二密封表面彼此接觸時所述基部和所述蓋共同封閉所述芯片腔室， 其中所述芯片保持容器進一步包括: 周向密封件，該周向密封件與所述第一密封表面接觸并與所述第二密封表面接觸且圍繞所述芯片腔室的圓周延伸。8.根據權利要求2、3、6、7中任一項所述的反應器系統，其中所述流體供應通道密封件和/或至少一個所述流體排出通道密封件具有帶有中心孔的環形形狀， 并且其中所述芯片保持容器進一步包括至少一個管狀元件，該管狀元件延伸穿過所述密封件的所述中心孔。9.根據權利要求6所述的反應器系統，其中所述芯片腔室經由所述孔口與大氣流體聯 通。10.根據權利要求8或9所述的反應器系統，其中所述反應器系統進一步包括廢物容器，該廢物容器經由所述孔口與芯片腔室流體聯通。11.根據權利要求6、9和/或10中任一項所述的反應器系統，其中所述反應器系統進一步包括適于檢測存在從所述芯片腔室通過所述孔口的流體流動的流動檢測器。12.根據權利要求2、3、6-11中任一項所述的反應器系統，其中所述系統進一步包括用于檢測所述芯片腔室中的壓力的壓力改變的芯片腔室壓力傳感器。13.根據權利要求2、3、6-12中任一項所述的反應器系統，其中在所述微流體芯片的外表面的一部分與所述芯片腔室的平面壁或周向壁之間存在空間，并且其中例如加熱器或冷卻器的熱工設備布置在所述空間中。14.根據權利要求2、3、6-13中任一項所述的反應器系統，其中所述芯片保持容器完全封閉所述微流體芯片。15.—種用于高通量應用的反應器系統，該反應器系統包括: 多個反應器組件，每個反應器組件包括: 流通式反應器，所述流通式反應器包括反應器入口和反應器出口，所述流通式反應器適于容納化學反應； 反應器供給線，該反應器供給線具有第一端和第二端，所述第二端連接到所述流通式反應器的所述反應器入口，所述反應器供給線適于將流體供應到所述流通式反應器； 反應器流出線，該反應器流出線具有第一端，該第一端連接到所述流通式反應器的所述反應器出口，所述反應器流出線適于將反應器流出物從所述流通式反應器排出； 流體源，該流體源適于將加壓流體提供到所述流通式反應器； 流動路徑控制器，該流動路徑控制器適于將所述加壓流體從所述流體源傳送到所述反應器組件，使得所述加壓流體能夠在所述流通式反應器內的反應中使用， 所述流動路徑控制器布置在所述流體源的下游并在所述反應器組件的上游， 所述流動路徑控制器包括流動路徑控制器入口，該流動路徑控制器入口與所述流體源流體聯通并適于從所述流體源接收所述加壓流體， 所述流動路徑控制器進一步包括多個流動路徑控制器出口，每個流動路徑控制器出口與關聯的反應器組件的反應器供給線的第一端流體聯通，并適于將加壓流體從所述流體源提供到關聯的反應器組件， 其中在至少一個反應器組件的反應器供給線和/或反應器流出線中存在限流通道，該限流通道被布置在平面形微流體芯片中，該微流體芯片進一步包括與所述限流通道流體聯通的芯片入口通道和芯片出口通道，所述芯片入口通道在所述限流通道的上游并且所述芯片出口通道在所述限流通道的下游，所述芯片入口通道與所述芯片出口通道兩者具有長度和直徑，其中所述芯片入口通道的直徑與所述芯片入口通道的長度相比相等或更小，并且其中所述芯片出口通道的直徑與所述芯片出口通道的長度相比相等或更小， 其中所述微流體芯片包括彼此連接的第一主體板和第二主體板，其中所述第一主體板和所述第二主體板各自具有厚度， 其中所述芯片入口通道存在于所述第一主體板中并延伸穿過所述第一主體板的厚度，并且 其中所述芯片出口通道存在于所述第一主體板和/或所述第二主體板中并延伸穿過所述第一主體板和/或所述第二主體板的厚度。16.根據權利要求15所述的反應器系統，在所述系統中至少一個微流體芯片被布置在芯片保持容器中，該芯片保持容器包括: 容器主體， 在所述容器主體中的芯片腔室，所述芯片腔室將所述微流體芯片容納在其中，所述芯片腔室由兩個大致平面壁和周向腔室壁界定，該平面壁布置在所述芯片腔室的相反側； 在所述容器主體中的流體供應通道，所述流體供應通道具有流體供應通道入口和流體供應通道出口，所述流體供應通道適于從所述限流通道被布置在其中的所述反應器供給線或所述反應器流出線接收流體，并將所述流體供應到所述微流體芯片的所述芯片入口通道，其中所述流體供應通道入口與所述限流通道被布置在其中的所述反應器供給線或所述反應器流出線流體聯通，并且所述流體供應通道出口與所述芯片入口通道流體聯通；以及 流體供應通道密封件，該流體供應通道密封件圍繞所述流體供應通道出口延伸，并接合所述微流體芯片;和 在所述容器主體中的流體排出通道，所述流體排出通道具有流體排出通道入口和流體排出通道出口，所述流體排出通道適于從所述微流體芯片的所述芯片出口通道接收流體并將所述流體供應到所述限流通道被布置在其中的所述反應器供給線或所述反應器流出線，其中所述流體排出通道入口與所述芯片出口通道流體聯通，并且所述流體排出通道出口與所述限流通道被布置在其中的所述反應器供給線或所述反應器流出線流體聯通;以及 流體排出通道密封件，該流體排出通道密封件圍繞流體排出通道入口延伸，其中所述流體排出通道密封件接合所述微流體芯片，并且 其中所述芯片保持容器包括用于所述流體供應通道密封件的座和用于所述流體排出通道密封件的座，所述座各自具有周向壁、底部和開放的頂部，所述周向壁支撐布置在所述座中的密封件。17.根據權利要求15-16中任一項所述的反應器系統，其中所述流動路徑控制器為選擇閥、分流器或岐管中的一個。18.根據權利要求15、16或17所述的反應器系統，其中所述芯片入口通道和/或至少一個所述芯片出口通道的直徑在所述通道的長度上變化，并且其中所述通道的平均直徑與所述通道長度相比相同或更小，所述通道可選具有錐形形狀。19.根據權利要求15、16、17或18所述的反應器系統，其中所述入口芯片通道和/或至少一個所述出口芯片通道的直徑為0.7mm或更小，優選0.5mm或更小，可選在0.2mm與0.4mm之間。20.根據權利要求16所述的反應器系統，其中所述座的頂部與所述微流體芯片有一距離，該距離為200μηι或更小，但是大于Ομπι，優選在ΙΟμπι與150μηι之間，可選在30μηι與70μηι之間。
【文檔編號】B01J19/00GK105992641SQ201480064950
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2014年11月20日
【發明人】魯蘭杜什·亨德里克斯·威廉姆斯·穆寧, 本諾·哈爾托赫
【申請人】阿凡田技術有限公司