目标成分定位和排出制造技术

流体离开通路处于沿着微流体通道的位置。流体移位装置接近沿着微流体通道的该位置。成分定位器区分微流体通道内的流体中的目标成分与剩余的非目标成分，并将目标成分定位成接近流体离开通路。在目标成分接近流体离开通路时，控制器选择性致动流体移位装置，以使目标成分从微流体通道通过流体离开通路排出。

Target components are positioned and discharged

The fluid exits the path and is positioned along the microfluidic channel. The fluid displacement device is adjacent to the position of the microfluidic channel. The component locator distinguishes the target component in the fluid in the microfluidic channel with the remaining non target components and positions the target component close to the fluid and away from the channel. As the target component approaches the fluid leaving the passage, the controller selectively actuated the fluid displacement device to discharge the target component from the microfluidic passage through the fluid out of the passageway.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】目标成分定位和排出
包括复杂混合物的流体样本有时被分离成组分以用于分析。分离组分可包括独特种类的小的或大的有机、无机、挥发性或非挥发性成分。未稀释的分离成分的分离和回收提出了大的挑战。附图说明图1是示例性目标成分定位和排出系统的示意图。图2是用于定位和排出流体组分的示例性方法的流程图。图3是另一示例性目标成分定位和排出系统的示意图。图4是另一示例性目标成分定位和排出系统的示意图。图5是另一示例性目标成分定位和排出系统的示意图。图6是另一示例性目标成分定位和排出系统的示意图。图7是另一示例性目标成分定位和排出系统的示意图。图8是另一示例性目标成分定位和排出系统的示意图。图9是另一示例性目标成分定位和排出系统的示意图。图10是另一示例性目标成分定位和排出系统的横截面视图。图11是图10的系统的顶视图。图12是另一示例性目标成分定位和排出系统的横截面视图。图13是图12的系统的顶视图。图14是说明另一示例性目标成分定位和排出系统排出流体组分至示例性接收体的横截面视图。图15是另一示例性目标成分定位和排出系统的横截面视图。图16是图15的系统的顶视图。具体实施方式图1示意性示出示例性目标成分定位和排出系统20。系统20识别具有目标成分的在微流体通道内的流体的组分，并从微流体通道通过离开通路选择性排出带有目标成分的识别组分。系统20包括基底22、微流体通道24、流体离开通路30、流体移位装置40、成分定位器50和控制器60。基底22包括芯片、晶片、平台或其他结构，系统20的至少一个部件被支撑在其上或者其中。在一个实施中，基底22是与晶片隔绝的芯片的一部分。在一个实施中，基底22用作用于电路的机械支撑。在一个实施中，基底22包括单晶硅，其部分被选择性掺杂质以形成电路或基底22的部件。在其他实施中，基底22可以用其他材料形成。微流体通道24包括在基底26内或者基底26上形成的通路。微流体通道24具有宽度和高度，其各自是亚毫米量级。在一个实施中，微流体通道24具有宽度和高度，各自具有在5μm和200μm之间且名义上在5μm和50μm之间的尺寸。尽管示出为是线性的，但是微流体通道24可以具有弯曲、蜿蜒、分支或其他形状。流体离开通路30包括从通道24延伸的通路，在通道24内的流体可以排出或移动通过该通路。在一个实施中，流体离开通路30包括开口或喷嘴，流体液滴或者多个流体液滴通过其从通道24喷出到储存器或储存器阵列中或到分析基底上。分析基底的一个示例是表面增强拉曼光谱学(SERS)基底的纳米丝表面。在一个实施中，喷嘴成形为匹配或对应于待喷射的流体组分的预期形状。例如，在一个实施中，喷嘴可以具有正方形或矩形形状。在又一实施中，流体离开通路30包括端口或开口，其通向可以通向其他流体离开通路的微流体通道24的分支部分、或者其他流体相互作用部件，诸如混合流体的混合器、感测流体的特征的传感器、或将额外的流体或分析物分配到流体中的分配器。在这样的实施中，流体离开通路的尺寸可以被确定大小从而对应于待排出到微流体通道24的分支部分中的流体的组分的预期尺寸或大小(和形状)。流体移位装置40包括在流体上施加力以影响流体的移动并使流体移位的装置。在流体离开通路30包括开口或喷嘴以用于流体的液滴或多个液滴的喷出的实施中，流体移位装置40可以与开口或喷嘴相对地定位，用作流体离开通路30，以将液滴或多个液滴通过排出开口喷出。在流体离开通路30包括微流体通道24的分支部分的实施中，流体移位装置40可以在相对于邻近的流体储存器或通道几何形状的位置处接近流体离开通路30地定位在分支部分内，使得流体移位装置40形成惯性泵，以使流体移动到微流体通道24的分支部分中。对于本公开的目的，术语“惯性泵”指的是一种泵送装置，其最初在朝向其连接的目的地相对狭窄的通道内沿两个方向驱动流体，但是其中，泵送装置不对称地定位在原点和目的地之间，使得最终结果是流体被沿朝向最远的流体体积、即流体目的地的方向驱动。在一个实施中，流体移位装置包括热喷墨电阻器，其通过跨电阻器的电流的供应被加热至足以蒸发邻近的流体以产生气泡的温度，该气泡朝外移位周围的流体，并且其中，气泡的塌缩产生负压空隙，其吸入邻近的流体。在流体移位装置40包括热喷墨电阻器的这样的实施中，微流体通道24可以以减少的尺寸提供，并且由于热喷墨电阻器的小形状因数，可以更紧密地定位至邻近的微流体通道。在流体移位装置40包括热喷墨电阻器的这样的实施中，系统20的制造可以被简化，因为用作流体分配装置40的热喷墨电阻器可以与其他部件一起或同时使用诸如互补金属氧化物半导体(CMOS)制造技术的半导体制造工艺而制成。在这样的实施中，流体移位装置40集成为芯片或基底22和微流体通道24的一部分。对于本公开的目的，关于芯片、基底或微流体通道的术语“集成”意思是，装置或部件与芯片或基底或者基底一体，或者装置或部件构建到芯片或基底中或者作为芯片或基底的一部分，或者装置或部件的结构被形成或制造在芯片或基底上，使得在不切割或割断芯片或基底的部分的情况下，其不能轻易分离。由于流体移位装置40与微流体通道24集成在基底26上，所以可以避免泵、液滴喷射器或其他流体移位装置至微流体通道24的分离连接。在流体离开通路30包括喷嘴的实施中，热喷墨电阻器与流体离开通路30配合以形成液滴喷射器。在流体离开通路30包括通道24的分支部分的实施中，热喷墨电阻器定位成在分支部分内或邻近分支部分，在源和目的地体积之间不对称地定位，以形成气泡喷射惯性泵，以选择性地将流体移动或驱动到微流体通道24的分支部分中。除了促进小的形状因数和整体外，热喷墨电阻器形成流体移位装置40有助于纳升和皮升量的流体的移位。例如，在一个实施中，流体移位装置40可以包括热喷墨电阻器，以移位单个液滴或小于50纳升的单个体积液体，且可以支撑在皮升范围内的体积。在其他实施中，流体移位装置40可以包括其他装置，其向流体施加力以使流体移位。例如，在其他实施中，流体移位装置40可以包括压阻型移位装置，其中，将电流施加至电阻材料导致材料变形，以便移动隔膜以使流体移位。在流体离开通路30包括喷嘴的实施中，压阻型移位装置与流体离开通路30配合以形成液滴喷射器。在流体离开通路30包括通道24的分支部分的实施中，压阻型移位装置定位成在分支部分内或邻近分支部分，在源和目的地体积之间不对称地定位，以形成惯性泵，以选择性将流体移动或驱动到微流体通道24的分支部分中。在其他实施中，流体移位装置40可以包括其他流体移位泵。成分定位器50包括装置(包含装置群)，其(1)识别或区分在微流体通道24内的流体中的目标成分与剩余的非目标成分，并且(2)定位和/或确定沿着微流体通道24接近流体离开通路30的包含目标成分的流体的目标组分的位置。对于本公开的目的，术语“定位”，参考目标成分或目标流体组分，意思将是：(a)识别目标成分或目标组分的位置，和/或(b)移动和定位目标成分或目标组分。目标成分包括在流体内的所关注的元素。目标成分的示例包括但不限于细胞、分子和颗粒。这样的成分可以是有机或无机的、挥发性或非挥发性的。成分的更多示例包括但不限于DNA、RNA、蛋白质、缩氨酸、药物、维生素和激素。流体组分包括流体流或流体体积的不本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设备，包括：微流体通道；在沿着所述微流体通道的位置处的流体离开通路；接近沿着所述微流体通道的所述位置的流体移位装置；成分定位器，其区分在所述微流体通道内的流体中的目标成分与在所述流体中的剩余的非目标成分，并将所述区分的目标成分定位成接近所述流体离开通路；和控制器，其在所述目标成分接近所述流体离开通路时选择性地致动所述流体移位装置，以使所述目标成分从所述微流体通道通过所述流体离开通路排出。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种设备，包括：微流体通道；在沿着所述微流体通道的位置处的流体离开通路；接近沿着所述微流体通道的所述位置的流体移位装置；成分定位器，其区分在所述微流体通道内的流体中的目标成分与在所述流体中的剩余的非目标成分，并将所述区分的目标成分定位成接近所述流体离开通路；和控制器，其在所述目标成分接近所述流体离开通路时选择性地致动所述流体移位装置，以使所述目标成分从所述微流体通道通过所述流体离开通路排出。2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述成分定位器将在所述微流体通道内的所述流体的成分分离成一系列带，所述一系列带沿着所述微流体通道延伸并具有不同的成分浓度，所述带中的一个包括所述目标成分。3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述成分定位器包括：沿着所述微流体通道的第一电极；沿着所述微流体通道的第二电极，所述第二电极与所述第一电极配合，以将电场施加至在所述第一电极和所述第二电极之间的所述微流体通道内的流体，以将所述成分分离成所述一系列带。4.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，包括：一系列流体离开通路，其包括沿着所述微流体通道间隔开的所述流体离开通路，其中，所述一系列流体离开通路对应于不同成分浓度的所述一系列带；和对应于所述一系列流体离开通路的一系列流体移位装置，其中，所述控制器识别所述一系列中的所述流体移位装置的哪个和所述一系列流体离开通路中的所述流体离开通路的哪个接近所述目标成分，并致动所述识别的流体移位装置以使所述目标成分移动通过所述识别的流体离开通路。5.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，包括：沿着所述微流体通道间隔开的一系列流体离开通路，其中，所述一系列流体离开通路对应于具有不同成分浓度的所述一系列带；对应于所述一系列流体离开通路的一系列流体移位装置，其中，所述控制器致动所述一系列流体移位装置中的多个流体移位装置，以使多个所述带移动通过所述一系列流体离开通路中的对应的多个流体离开通路。6.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述控制器跟踪所述一系列带沿着所述微流体通道的移动，并在包含所述目标成分的带已经顺序移动到接近所述流体离开通路时，选择性地致动所述流体移位...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·罗加奇，A·戈夫亚迪诺夫，
申请(专利权)人：惠普发展公司，有限责任合伙企业，
类型：发明
国别省市：美国,US