專利名稱：微流控裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及包括閥/泵單元的微流控裝置(micro fluidic device), 根據本發明的包括所述閥/泵單元的微流控裝置優選地用在分子診斷 中。
背景技術：
生物技術部門已經做出很大的努力來發展用于樣品處理和分析的 微型化流體樣品傳輸裝置，諸如微流控器，常命名為芯片上實驗室 (LOC)或微全分析系統(微TAS)。這些系統用于諸如DAN和蛋白 質的特定生物分子的檢測和分析。
一般而言，微系統裝置包含流體、電學和機械功能，包括泵、閥、 混合器、加熱器以及傳感器，諸如光學、磁性和/或電學傳感器。典型 的分子診斷化驗包括諸如細胞溶菌作用、清洗、PCR擴增和/或檢測的 處理步驟。
集成微流控裝置需要在單個模板上組合很多功能，例如過濾、混 合、流體致動、加熱、冷卻和光學、電學或磁性檢測。依據模塊概念， 不同的功能可以在例如硅或玻璃的分離功能基板上實現。這些功能需 要與通常由塑料制成的微流體通道系統組配。當使用小通道幾何形狀 時，這種集成方式變成十分具有挑戰的處理。基板和通道板之間的界 面需要十分光滑和精確，且通道的幾何形狀需要可復制，同時功能基 板將具有最小基底面以提高成本效率。尤其在具有需要流體及電學接 口的功能時，濕界面的分離是十分關鍵的。鍵合技術必須與在功能基 板上存在的生物試劑及表面處理兼容。
通過引用結合于此的US-A1 2003/0057391披露了一種低功率集成 泵浦和閥調陣列，其提供革命性的方法來執行微制作的流控系統中的 泵浦和閥調操作，以用于諸如醫學診斷微芯片之類的應用。該方法將 低功率高壓源與封閉在類似于微注射器的微通道中的聚合物、陶瓷或 金屬栓塞集成。當壓力源被激勵時，聚合物栓塞在微通道內滑動，泵 浦栓塞的相對側上的流體，而不允許流體在栓塞周圍泄漏。該栓塞可用作微閥。
然而，US-A1 2003/0057391的泵系統不提供足夠小的死體積且也 不提供優化的快速流體傳輸。而且，栓塞必須絕對合適以避免樣品流 體泄漏，因而，不能以低制造縱深提供低功率集成泵浦和閥調陣列。
US 2005/0098749披露了 一種微閥和形成用于微閥的隔膜停止的方 法。該微閥包括第一層和隔膜組件以控制通過該微閥的流體的流動。 該方法包括以下步驟以從層的表面向內延伸而連續增大的深度，通 過使用激光移除一 系列區域中的材料，形成從該層的表面向內延伸的 波形凹槽。優選地，凹槽具有常頂形狀，且可以通過經由運行在計算 機上的計算機輔助繪圖程序操作的直寫激光來形成。例如，可以產生 包括一組近似圓的同心多邊形的CAD圖稿文件以生成常頂結構。修改 多邊形的偏移步長和使得某些線寬等同于等價激光工具定義可以控制 激光消融深度。優選地，激光工具定義與CAD圖稿相結合，該CAD 圖稿定義激光路徑，使得所得的幾何形狀沒有將導致閥的隔膜撕裂或 破裂的尖銳邊緣。
US 2005/0098749僅涉及微閥。因而，US 2005/0098749的微閥單元 并不同時在相同單元中集成泵和閥功能。而且，隔膜組件非柔性，使 得US 2005/0098749的微閥單元沒有形成和重新形成臨時通道，流體流 通過該臨時通道引導。如US 2005/0098749中所披露的，隔膜組件在特 定氣壓下打開一孔，使得氣體可以經過。然而，使用隔膜組件不能泵 浦氣體。
在近十年里，做出了大量的研究努力來研發用于微流控系統裝置 的泵浦系統以減小流體的分析樣品體積。
盡管做出了這些努力，仍需要具有優化的減小死體積的閥/泵單元。
發明內容
本發明的目的是提供一種用于微流控裝置的閥/泵單元。 本發明的閥/泵單元提供微流控裝置上的流體閥或泵浦動作，該微
流控裝置具有減小到最小，優選地減小到大約零的優化死體積。
該目的使用包括至少一個閥/泵單元的微流控裝置獲得，其中該微
流控裝置包括
基板，其中所述基板的下表面上布置至少兩個微通道以引導基板上的流體樣品流動，其中所述兩個微通道非端到端連接而是通過所述
基板的閥/泵單元區域分隔開；
至少一個柔性膜，其中該柔性膜布置在所述基板的下表面上；
致動件，具有與該柔性膜相鄰布置的上表面；
布置于該柔性膜的下表面上的至少一個覆蓋件，其中該覆蓋件包 括用于容納致動件的至少一個貫穿切口 ，使得所述致動件的移動導致 相鄰布置的柔性膜區域的泵和/或閥/泵單元動作，以產生或者停止所述 基板上引導的流體流；使得
通過由覆蓋該閥區域的該柔性膜形成的可臨時成形通道，所述兩 個非端到端連接的微通道之間的流體流在該基板的下表面的該閥區域 和該柔性膜的上表面之間被引導，由此致動件朝向該基板下表面的移 動導致閥動作，且與該基板下表面相反地移動釋放了室內的空間，柔 性膜可以嚙合到該空間內以形成臨時通道，該致動件的上表面在閥區 域至少部分地覆蓋該膜表面。
根據本發明的閥/泵單元同時在相同單元中集成了泵和閥功能。
優選地，微流控裝置包括至少兩個閥/泵單元，使得流體例如可以 被雙向泵浦。
根據本發明的微流控裝置可用于通過永久通道和臨時形成通道的 微通道系統將基板上的流體流引導到希望的區域，其中流體可以經受 例如50 mbar至lbar，優選地100 mbar至300 mbar的較低的過壓。
根據本發明的優選實施例，基板包括多個微通道且樣品流體經由 閥區域從一個微通道引導到多個微通道。當前可用的技術允許在不同 反應室中并行地進行很多反應。通過操作閥/泵，本發明允許經由多個 微通道同時引導樣品流體到多個反應室。
根據本發明的另一優選實施例，閥區域包括流體腔，其中該流體 腔布置成^r存樣品流體。貯存在流體腔中的樣品流體經由微通道被分 配到不同反應室。所有反應室可以通過操作閥/泵單元一次填充以樣品 流體。
根據本發明的又一實施例，閥/泵附著到柔性箔，其中該柔性箔能
面。致動件的這種移動導致從流體腔到多個非端到端連接微通道的流 體流。該柔性箔允許閥/泵單元的引導，而不限制閥/泵單元對準到基板。換句話說，閥/泵單元可以通過一個致動件來致動，該致動件將該閥/ 泵單元推向基板，關閉臨時形成的通道。柔性膜可以是聚丙烯。
根據本發明的又一 實施例，微通道放射狀排列且從基板下表面的 底部從經過岡區域的中央開始且跨越到基板下表面的頂部。這種獨特 的流體通道設計允許多個微通道與形成流體腔下表面的柔性膜的較簡 單密封。隨著致動件朝向基板下表面的移動，柔性膜關閉所有的微通 道。
根據本發明的又一實施例，柔性膜布置成形成流體腔的下表面。 通過覆蓋閥區域的柔性膜形成的可臨時形成通道，流體流在基板下表 面的閥區域和柔性膜的上表面之間被引導，由此致動件朝向基板下表 面的移動導致閥動作且與基板下表面的相反地移動釋放了室內空間， 柔性膜可以嚙合到該空間內以形成臨時通道，且致動件的上表面在閥 區域至少部分地覆蓋膜表面。
當在此使用時，術語"檢測裝置"或"檢測件"指允許使用本領域中 公知的分析檢測技術詢問樣品處理隔室內流體樣品的任意裝置、結構 或配置。因而，檢測裝置可以包括一個或多個孔徑，細長孔徑或凹槽， 這些孔徑或凹槽與樣品處理隔室相連，且可以允許外部檢測設備或裝 置與樣品處理隔室相連以檢測流經流體樣品傳輸裝置的流體樣品，也 稱為分析物。
術語"流體樣品"用于表示可以通過臨時形成的通道系統泵浦的任 意化合物或組成。"流體樣品"優選地是液體。
當在本發明中使用時，術語"通道"或"通道系統"表示管道，通過 該管道，流體流可以例如被引導到所需的腔體、凹槽和/或位于基板上 的區域。
當本發明中使用時，術語"閥區域"表示位于至少兩個非端到端連 接的微通道之間的基板上的表面區域，流體樣品僅可以沿著該微通道 通過臨時形成的膜通道。
通道或通道系統可以與至少一個腔體、凹槽和/或位于基板上的區 域相連，在那里流體例如可以被處理、收集、控制和/或檢測。
通過擴展或延伸柔性膜形成臨時通道，使得柔性膜在基板上形成 例如彎曲狀隧道，流體樣品可以通過該隧道流動。
關于通道的術語"臨時"表示該通道并不是永久形成的。這意味著
7臨時形成的膜通道可以變形為非通道設計，諸如接觸基板的平面或平 坦膜設計。
當在本發明中使用時，關于膜的術語"柔性"意味著膜是可延伸和 彈性的。
關于覆蓋件的術語"貫穿孔"和"貫穿切口"意味著從覆蓋件上表面 延伸到覆蓋件下表面(從一側延伸到另一側)的通孔和貫穿切口。
根據本發明的閥/泵單元可以用在例如分子診斷應用中的芯片上實
驗室(LOC)或微全分析系統(微TAS)上。
從圖1至7可以看出，閥/泵單元屬于低制造縱深。
另一優勢為，致動件不需要完全密封液體，因為流體已經被膜密
封，使得導致包括微通道的基板和與基板相鄰布置的膜表面之間的流體流。
另一優勢為，位于覆蓋件中的閥/泵單元不接觸流體樣品。因而， 包括閥/泵單元的覆蓋件不被流體例如流體分析物樣品污染，使得除了 覆蓋有膜的基板之外，所有部件可以再利用。
參考附圖，本發明的其他益處和優點將從下面的詳述顯現，附圖 指定和示出本發明的優選實施例。
圖1是具有本發明閥/泵單元的閉閥(closed valve)的基板的截面 側視圖。
圖2是具有本發明閥/泵單元的開閥(open valve)的基板的截面側 視圖，其中隔膜安裝在致動件上。
圖3是具有本發明閥/泵單元的開閥的基板的截面側視圖，且隔膜 不安裝在致動件上。
圖4是具有本發明閥/泵單元的開閥的基板的截面側視圖，且致動 件的上表面重疊兩個面對的微通道的端部。
圖5是具有本發明閥/泵單元的閉閥的基板的截面側視圖，其中套 環布置在該致動件的上表面上。
圖6是具有本發明閥/泵單元的閉閥的基板的截面側視圖，其中兩 個桿布置在該致動件的上表面上。
圖7是具有本發明閥/泵單元的閉岡的基板的截面側視圖，其中套環布置在該致動件的上表面上。
圖8是具有本發明閥/泵單元的閉閥的基板的截面側視圖，其中兩 個桿布置在該致動件的上表面上。
圖9是具有本發明閥/泵單元的開閥的基板的截面側視圖，其中該 致動件的上表面覆蓋有彈性材料層。
圖10是包括具有本發明閥/泵單元的開閥的流體腔的基板的截面圖。
圖11是圖IO的分解圖。
圖12是包括多個微通道的微流控裝置的平面圖。
具體實施例方式
在詳細描述本發明之前，應當理解，本發明不限于所述裝置的特 定組成部件或所述方法的處理步驟，因為這些裝置和方法可以變化。 還應當理解，此處使用的術語僅用于描述特定實施例，而并不意在限 制。必須注意，當在說明書和所附權利要求中使用時，除非上下文明 確指定，單數"一"、"一個"和"該"包括單數和/或復數引用。因而，例 如，對于"流體"的引用可以包括混合物，對于"裝置"的引用包括兩個 或多個這種裝置，對于"單元"的引用包括兩個或多個這種單元，對于 "臨時形成的通道"的引用可以包括多于至少一個這種臨時形成的通道等。
圖1以截面圖的形式示出了具有閥/泵單元2的微流控裝置1。微 流控裝置l包括基板3，其中所述基板3的下表面上布置兩個微通道4 以引導流體樣品5在基板3上流動，其中所述兩個微通道4非端到端 連接且被所述基板3的閥區域6分隔開。而且，柔性膜7布置在所述 基板3的下表面上且夾在基板和覆蓋件IO之間。覆蓋件10包括用于 容納致動件8的貫穿切口 11，其中致動件8的上表面9與柔性膜7相 鄰布置，使得所述致動件8的移動導致相鄰布置的柔性膜部分的泵和/ 或閥動作，以產生或停止所述基板3上所述兩個非端到端連接的微通 道4之間引導的流體流。致動件8朝向基板3的下表面的移動產生閥 動作且與基板下表面相反地移動釋放了室13內的空間，柔性膜7可以 嚙合到該空間內以形成臨時通道12。致動件8的上表面9嚴密覆蓋閥 區域6的外表面。因而，閥/泵單元2的死體積約為零，這是因為致動件8的上表面9嚴密覆蓋閥區域6的外表面。
圖2示出了根據圖1的微流控裝置1，其中閥/泵單元2處于開態。 在閉閥狀態，如圖l可以看出，致動件8的表面下的膜被壓到基板上， 使得流體5被迫進入微通道4,使得沒有流體5殘留在基板2上的閥區 域6。當打開閥2時，如圖2所示，流體5可以從第一微通道4到第二 微通道4流到沿著閥區域6臨時形成的通道12中，由此通道4被閥區 域6分離。根據圖2的實施例，膜7安裝到致動件8的上表面9，使得 導致流體流的泵動作可以通過致動件8的向上和向下移動來獲得。為 了允許引導的流體流和/或允許流體樣品的正向和反向泵浦，至少第二 泵和/或閥單元2 (未示出)位于微流控裝置1上，其中該至少兩個泵 和/或閥單元通過通道4相連。
圖3示出了根據圖2的微流控裝置1，不同之處在于，膜7沒有安 裝到致動件8的上表面9，使得由于施加于流體5的外部壓力，可以產 生臨時通道12的形成。然而，關閉閥/泵單元2可以導致關于收集在相 應的臨時形成通道12中的流體5在閥/泵單元2之下的流體流。
圖4示出了根據圖2的微流控裝置1，不同之處在于致動件8的上 表面交疊兩個微通道的端部14a/14b,該兩個微通道經由基板3上的柔 性膜7形成的可臨時形成通道12相連，以允許貫穿流體沿著基板3的 閥區域6流動。
圖5示出了根據圖4的微流控裝置1,不同之處在于閥/泵單元2 處于關閉狀態，且面對膜7的致動件8的上表面部分21包括用作密封 環的套環15。而且，該上表面部分21屬于不同的柔性材料。
圖6示出了根據圖5的微流控裝置1，不同之處在于用作密封環功 能的套環15被底部部件20處的桿16代替。
圖7示出了根據圖6的微流控裝置1，不同之處在于致動件8沒有 軸。這種類型的致動件提供了針對致動件8的平坦設計。然而，代替 桿16,致動件8可以包括底部部件處的套環15。而且，優選地，包括 套環15或桿16的致動件8是一個部件且屬于相同柔性材料。
圖8示出了根據圖7的微流控裝置1，不同之處在于面對膜7的致 動件8包括取代底部部件處的桿16的用作密封環的套環15，且上表面 部分21屬于不同的柔性材料。
圖9示出了具有致動件的微流控裝置1，該致動件包括軸19和底部部件20。底部部件20的直徑大于軸19的直徑。圖9不同于圖2之 處在于底部部件20的上表面覆蓋有彈性材料層21。
圖10示出了具有基板3的微流控裝置1 ，該基板3包括流體腔30 和多個微通道(4)，在圖中僅示出其中的兩個微通道。圖11是圖10 的微流控通道的分解圖。樣品流體(5)經由閥區域(6)從一個微通 道(4)引導到多個微通道(4)。流體腔處于閥區域(6)中。流體腔 (30)布置成貯存樣品流體(5)。柔性膜(7)布置成形成流體腔的下 表面。閥/泵單元(2)附著到柔性箔(33)。柔性箔(33)能夠在致動 件(8)朝向基板的下表面移動時使得閥/泵單元(2)對準到基板的下 表面。
圖12示出了多個微通道U),這些多個微通道放射狀排列且從基 板(3)下表面的底部從經過閥區域的中央開始且跨越到基板下表面的 頂部。
基板材料可以選自玻璃、陶瓷、硅、金屬和/或聚合物。 根據本發明，基板表面可以至少部分地覆蓋有聚合物層。微通道 結構可以通過一般已知技術在所述聚合物層中形成。例如微通道可以
使用激光消融技術形成。激光消融工藝可以使用，因為其避免了微光 刻各向同性刻蝕技術遇到的問題，這種微光刻各向同性刻蝕技術在刻
蝕過程中可能底切掩模，得出具有彎曲側壁和平坦底部的不對稱結構。 使用激光消融工藝在諸如聚合物的基板中形成微結構增加了制造的簡 單性，因而降低了制造成本。不過，注射模塑法也可以用作是合適的 制造方法。
在基板的頂部上布置柔性膜。柔性膜的尺寸可以選擇為使得柔性 膜完全或部分地覆蓋基板的上表面。優選地，柔性膜還包覆基板。最 優選地，柔性膜至少在希望泵或閥動作和/或需要形成臨時通道12以用 于引導流體樣品到流體樣品被檢測、控制和/或處理的室或區域的所有 區域上覆蓋流體樣品傳輸裝置。還優選地，柔性膜還覆蓋處理、控制 和/或檢測區域。不過，最優選地，柔性膜完全覆蓋或包覆基板的上表 面。
圖1至6及9以具有本發明泵/閥單元的基板的截面側視圖的形式 示出了微流控裝置1 ，其中致動件具有圓柱形軸和圓柱形底部部件且該 底部部件具有比軸大的直徑。然而，從圖7和8可以看出，致動件可
ii以具有平坦設計，即，底部部件，優選地圓柱形底部部件，且沒有軸。
這種致動件例如可以通過手指按壓等致動。而且，如圖10-11所示，致 動件具有圓柱形底部部件而沒有軸。閥/泵單元附著到柔性箔33。
根據本發明使用的膜是不滲透液體的，使得流體在操作過程中不 滲透膜。優選地，膜是柔性和/或彈性的以形成和重新形成臨時微通道。
合適的膜材料是聚合物，優選地天然或合成橡膠。因為金屬箔或 金屬膜不是彈性的，金屬箔或金屬膜可以被排除用作膜材料。同樣優 選的膜材料是熱塑塑料、彈性體、熱塑彈性體和硅酮及其混合物。
優選臨時形成的通道可以具有U形輪廓，流體流可以被臨時引導 通過該U形輪廓。
臨時形成的通道的深度可以為10nm至5000 nm，優選地為20 |Lim 至500 nm且更優選地為30 nm至200 nm。
為了獲得膜的好的泵浦和/閥門效果，優選地膜具有1 pm至1000 Hm，優選地20 |nm至200 且更優選地50 至100 的厚度。如 果膜太薄，存在膜劣化的危險，這可能導致流體樣品的泄漏。然而， 如果膜太厚，存在關于流體傳輸的所述膜的泵浦和/或閥門效果的故障 危險。最優選的是具有50微米至200微米厚度的橡膠膜。
為了實現改善的泵和閥動作，優選地，柔性膜具有0.5 Mpa至250 Mpa，優選地1 Mpa至100 Mpa，且更優選地5 Mpa至10 Mpa的彈性 模量。
而且，優選地，柔性膜具有至少105%且優選地至少110%的彈性 形變。這種材料特性具有有助于產生臨時通道的優點。
覆蓋件可以是可移除地安裝到覆蓋有膜的基板的卡盤。優選地， 覆蓋件是用于化學、診斷、醫學和/或生物學分析的裝置的卡盤或集成 部件。
覆蓋件包括用于容納致動件的至少一個貫穿切口。貫穿切口被設 計成使得其允許致動件的上下移動。而且，貫穿切口包括在致動件相 對于膜下表面相反地移動時被釋放的室體，柔性膜可以嚙合到所釋放 的室體內以形成臨時通道。
根據本發明的優選實施例，覆蓋件的貫穿切口的上部部件具有室 體形式以容納底部部件，且覆蓋件的貫穿切口的下部部件具有較小圓 柱體形式以容納致動件的軸部件。致動件可以由塑料、金屬、玻璃和/或陶瓷材料形成。優選地，致 動件是柱塞。
根據本發明的優選實施例，致動件具有軸和直徑比該軸大的底部
部件20。
根據本發明的又一優選實施例，底部部件的上表面覆蓋有彈性材 料層。
致動件的上表面可以被安裝到膜。然而，致動件并不必須安裝到 膜。在這種情況下，例如如果流體經受外部壓力，可以形成臨時膜通 道。
根據致動件的優選實施例，致動件的上表面完全覆蓋閥區域。 然而，更優選地，致動件的上表面交疊兩個微通道的端部，這兩 個微通道經由基板上的柔性膜形成的可臨時形成通道相連以允許流體 流貫穿。致動件的該實施例使得閥/泵單元的死體積減小到約為零，因 為致動件上表面的交疊，所有的流體可以從閥區域返回到基板的微通 道系統。
致動件的上表面可以包括套環或桿。套環和/或桿可具有密封功能， 使得當閥處于關閉狀態時流體不能在閥區域和柔性膜之間滲漏。為了 增加套環和/或桿的密封功能，優選地，套環和/或桿部分地嚙合到接觸 的微通道。
而且，套環和/或桿具有泵浦動作。例如，如果套環的直徑小于閥 區域的直徑，致動件的上下移動導致抽吸或按壓動作。因而，致動件 可以是具有套環和/或桿的薄柔性材料。這種致動件可以例如通過手指 按壓來致動。
根據本發明的微流控裝置可以包括至少一個處理、控制和/或檢測 件。根據本發明的微流控裝置可用于
化學、診斷、醫學和/或生物學分析，包括諸如卵黃、血液、血清 和/或血漿的生物學流體的化驗；
環境分析，包括水、溶解的土壤提取物和溶解的植物提取物的分
析；
反應溶液、分散體和/或配方分析，包括化學產品尤其是染色溶液 或反應溶液中的分析；和/或 質量安全保證分析。
1權利要求
1.一種微流控裝置(1)，包括至少一個閥/泵單元(2)，其中該微流控裝置包括基板(3)，其中所述基板(3)的下表面上布置至少兩個微通道(4)以引導基板(3)上的流體樣品(5)流動，其中所述兩個微通道(4)非端到端連接而是通過所述基板(3)的閥區域(6)分隔開；至少一個柔性膜(7)，其中該柔性膜(7)布置在所述基板(3)的下表面上；致動件(8)，具有與該柔性膜(7)相鄰布置的上表面(9)；布置于該柔性膜(7)的下表面上的至少一個覆蓋件(10)，其中該覆蓋件(10)包括用于容納致動件(8)的至少一個貫穿切口(11)，使得所述致動件(8)的移動導致相鄰布置的柔性膜區域的泵和/或閥動作，以產生或者停止所述基板(3)上引導的流體流；使得通過由覆蓋該閥區域(6)的該柔性膜(7)形成的可臨時成形通道(12)，所述兩個非端到端連接的微通道之間的流體流在該基板(3)的下表面的該閥區域(6)和該柔性膜(7)的上表面之間被引導，由此致動件(8)朝向該基板下表面的移動導致閥動作，且與該基板下表面相反地移動釋放了室(13)內的空間，柔性膜(7)可以嚙合到該空間內以形成臨時通道(12)，該致動件(8)的上表面(9)在閥區域(6)至少部分地覆蓋該膜表面(7)。
2. 根據權利要求1所述的微流控裝置(1)，其中該基板(3)包 括多個微通道(4)，且其中該樣品流體(5)經由該閥區域(6)從一 個微通道(4)引導到多個微通道(4)。
3. 根據權利要求2所述的微流控裝置(1)，其中該閥區域(6) 包括流體腔(30)，其中該流體腔(30)布置成貯存該樣品流體(5)。
4. 根據權利要求2所述的微流控裝置(1)，其中該閥/泵單元(2) 附著到柔性箔(33)，其中在該致動件(8)朝向該基板的下表面移動 時，該柔性箔(33)能夠使得該閥/泵單元(2)對準到該基板的下表面。
5. 根據權利要求2所述的微流控裝置(1)，其中該微通道(4) 放射狀排列，從該基板(3)的下表面的底部從經過該閥區域的中央開 始且跨越到該基板的下表面的頂部。
6. 根據權利要求3所述的微流控裝置(1)，其中該柔性膜(7)布置成形成該流體腔的下表面。
7. 根據權利要求1所述的微流控裝置(1)，其中該致動件(8) 的上表面交疊所述兩個微通道(4)的端部U4a/14b)，所述兩個微通 道經由該基板(3)上的柔性膜(7)形成的可臨時成形通道(12)相 連以允許流體流貫穿。
8. 根據權利要求l至7所述的微流控裝置U)，其中該致動件(8) 的上表面包括套環(15)和/或桿(16)。
9. 根據權利要求1至8所述的微流控裝置(1),其中該覆蓋件(10 ) 可移除地與該基板(3)相連，優選地，該覆蓋件(10)是用于化學、 診斷、醫學和/或生物分析的裝置的卡盤(17)或集成部件(18)
10. 根據權利要求1所述的微流控裝置(1)，其中該致動件(8) 具有軸(19 )和直徑比該軸(19 )大的底部部件(20 )，或者該致動件(8)具有底部部件(20)而沒有軸(19)。
11. 根據權利要求l所述的微流控裝置(l)，其中該底部部件(20) 的上表面覆蓋有彈性材料層(21)。
12. 根據權利要求l至ll所述的微流控裝置(1)，其中該覆蓋件 (10)的該貫穿切口 (11)的上部部件具有室體(22)的形式以容納該底部部件(20),且該覆蓋件(10)的該貫穿切口 ( 11 )的下部部件 具有較小的圓柱體形式以容納該致動件(8)的軸部件(19)。
13. 根據權利要求1至12所述的微流控裝置(1 )，其中該柔性膜 (7 )具有1 pm至1000 nm,優選地20 至200 且更優選地50至100 nm的厚度。
14. 根據權利要求1至13所述的微流控裝置(1 )，其中該柔性膜 (7)具有0.5Mpa至250Mpa，優選地1 Mpa至100 Mpa，且更優選地5Mpa至10Mpa的彈性模量；和/或該柔性膜(7)具有至少105% 且優選地至少110%的彈性形變。
15. 根據權利要求1至14所述的微流控裝置(1 )，其中該微流控 裝置(1)包括至少一個處理、控制和/或檢測元件。
16. 根據任一前述權利要求所述的微流控裝置在診斷分析中的用途。
全文摘要
本發明涉及一種微流控裝置(1)，包括具有減小的死體積的至少一個閥/泵單元(2)，其中該微流控裝置包括基板(3)，其中所述基板(3)的下表面上布置至少兩個微通道(4)以引導基板(3)上的流體樣品(5)流動，其中所述兩個微通道(4)非端到端連接而是通過所述基板(3)的閥區域(6)分隔開；至少一個柔性膜(7)，其中該柔性膜(7)布置在所述基板(3)的下表面上；致動件(8)，具有與該柔性膜(7)相鄰布置的上表面(9)；布置于該柔性膜(7)的下表面上的至少一個覆蓋件(10)，其中該覆蓋件(10)包括用于容納致動件(8)的至少一個貫穿切口(11)，使得所述致動件(8)的移動導致相鄰布置的柔性膜區域的泵和/或閥動作，以產生或者停止所述基板(3)上引導的流體流；使得通過由覆蓋該閥區域(6)的該柔性膜(7)形成的可臨時成形通道(12)，所述兩個非端到端連接的微通道之間的流體流在該基板(3)的下表面的該閥區域(6)和該柔性膜(7)的上表面之間被引導，由此致動件(8)朝向該基板下表面的移動導致閥動作，且與該基板下表面相反地移動釋放了室(13)內的空間，柔性膜(7)可以嚙合到該空間內以形成臨時通道(12)，該致動件(8)的上表面(9)在閥區域(6)至少部分地覆蓋該膜表面(7)。
文檔編號F16K49/00GK101563562SQ200780047447
公開日2009年10月21日 申請日期2007年12月12日 優先權日2006年12月19日
發明者A·W·D·M·范登比加特, C·范哈格, G·S·斯坦, R·C·德吉爾 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司