减压阀门和阀门系统技术方案

提供一种用于射流卡盘的阀门。所述阀门包括：阀门空腔，其具有对应地连接到第一和第二通道的第一和第二开口；以及在所述阀门空腔内的柔性膜，所述柔性膜具有可致动以密封所述第一开口的第一部分和可致动以密封所述第二开口的第二部分；其中所述阀门空腔经配置使得所述第一柔性膜部分可以独立于所述第二柔性膜部分致动以使得所述第一开口能够独立于所述第二开口被密封。

【技术实现步骤摘要】
减压阀门和阀门系统本申请是申请日为2014年7月28日、申请号为201480052628.4的同名专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及一种用于射流卡盘的阀门，并且更具体来说涉及一种可以用于对阀门系统减压的机械阀门。
技术介绍
样本制备和分析呈现许多后勤问题。常规地，在没有分析医学样本(例如血液、唾液、尿液以及拭子洗脱液)所必需的设备的局部手术中，许多所述样本被提供给医生，例如，全科医生(GP)或主治医师(PCP)。因此，必须将样本发送到其中分析样本的实验室。测试结果必须随后被核对且返回给GP以分析所述结果且做出诊断。此方法是不适当的。首先，存在样本运送中被丢失或与错误的患者错配的相当大的风险。此外，尽管技术的最近发展已经减少了执行测试所花费的总时间，但将样本发送到实验室所涉及的延迟是不令人满意的。然而，在实验室中存在的类型的分析系统是复杂的且通常难以从源样本提供足够量的纯目标以可靠地执行下游分析测定。这通常阻止局部GP手术能够现场执行此类测试。然而，近年来，已经努力减小分析系统的大小以使测试运行起来更快且更简单，且需要更小的量的样本。举例来说，“芯片实验室”(LOC)装置(微流体装置的子集)将在医院中执行的几乎所有医疗测试或诊断操作整合在单一微流体芯片上。形成此类微流体装置的通道处理较小流体体积且连接在一起以便实现所希望的功能，例如混合样本、移动样本通过装置、使样本与不同的试剂反应等等。这些芯片可以插入到机器中以控制测试的性能且测量结果。然而，已发现处理微流体装置中的样本可能非常困难。在如在常规LOC上存在的此类小通道中，难以施加外部力以将样本从一个位置移动到另一位置以在样本上执行不同的动作。还存在对仅仅使用毛细作用操作的LOC装置的复杂性的限制。此外，由于LOC的较小样本大小，所述装置具有减少的灵敏度且因此目标存在于样本中的概率减小。替代的方法是使用射流卡盘。射流卡盘的组件的大小大于微流体装置的组件的大小，并且因此移动样本通过各种不同位置以在其上执行不同的动作变得可能。这使得有可能执行比可以使用典型的LOC装置执行的更加复杂的测试，同时仍提供在局部GP手术中可能使用的分析系统。可用于医疗诊断的科学测定已经越来越涉及生物化学过程，例如聚合酶链反应(“PCR”)。PCR测定已经提供测定核酸的界定区段的存在的强有力的方法。因此希望在射流卡盘上执行PCR测定。将PCR减小到微芯片级对于便携式检测技术和高通量分析系统是十分重要的。所述方法可以用于针对对特定病原体(例如沙眼衣原体细菌、HIV或任何其它病原微生物)具有特异性的核酸的存在测定体液。可商购的自动DNA扩增测定的引入已经允许更多实验室引入这些技术以用于试样的常规测试。然而，存在改进用于此目的的射流装置的需要。任何微流体装置的要求都是最小化来自阀门的泄漏。最小化来自阀门的泄漏在经设计以处理生物样本的装置中是尤其重要的。这是因为任何样本的泄漏不仅可导致污染，而且可导致在未来测试运行中的假阳性。最小化来自微流体系统的泄漏的需要在采用PCR技术的装置中式尤其强烈的，因为靶DNA扩增且增加导致假阳性结果的风险。一些卡盘可以适合于执行以下样本分析的若干步骤：从样本的引入开始，经由混合和样本制备、泵送样本通过所述装置、使样本与不同试剂反应以及处理和检测。在这些装置中，可能存在其中进行样本制备的前端和其中进行处理和检测的后端。卡盘的前端通常是开发系统，即向大气排放，举例来说，将样本引入到所述前端。因此系统的前端最易于泄漏，且重要的是，经处理的流体不能从卡盘的后端向上游移动到其中可以发生泄漏的卡盘的前端。在LOC装置中，样本围绕卡盘的移动通过机械或气动致动的阀门控制。US20090162864揭示一种生物物质检测卡盘，其包括用于使探针与样本溶液中的特殊生物物质反应的反应容器。所述卡盘进一步包括：面向反应容器的内部的多孔膜、与所述多孔膜叠加的气液分离膜，且配备有空气泵，所述空气泵提供在所述气液分离膜的与接触多孔膜的侧面相反的侧面上，且利用所述空气泵，在生物物质与探针之间的反应期间内部可以保持在负压处。这允许在反应期间在反应容器中产生的任何气泡通过简单的方法通过气液分离膜排出。除了最小化在使用期间和之后阀门的泄漏之外，在用于体积敏感分析的装置(例如使用PCR技术的卡盘)中重要的是，当阀门从其打开位置移动到其闭合位置时，所述阀门并不迫使搁置在阀门室中的大量剩余液体回到系统中。
技术实现思路
在本专利技术的第一方面中，提供一种在射流卡盘中用于对流体样本处理区减压的阀门系统，所述阀门系统包括：形成流体样本处理区的通道的网络，所述通道的网络流体地连接到第一通道以用于将流体样本引入到通道的网络中，所述第一通道具有在其中的隔离阀，所述隔离阀可致动以密封通道的网络且由此在其中产生闭合系统。因此，隔离阀提供在第一通道和通道的网络之间。阀门系统进一步包括中断通道的网络内的第二通道的控制阀，所述控制阀具有经由第一和第二开口耦合到第二通道的阀门室，所述阀门室经配置使得它在阀门闭合以防止流体在第一和第二开口之间流动时具有第一体积，且在阀门打开以准许流体在第一和第二开口之间流动时具有第二较大体积；其中所述阀门系统可操作以通过以下操作对流体样本处理区减压：闭合控制阀以减小通道的网络内的总体积；致动隔离阀以密封通道的网络且由此在通道的网络内产生闭合系统；且打开控制阀以增加通道的网络的闭合系统内的总体积。因为隔离阀是流体可以引入到通道的网络的唯一点，所以当隔离阀闭合时，通道的网络是没有另外的进入或离开点的完全密封的系统。通过在使用之后对流体样本处理区减压，使在所使用的卡盘中的流体样本的泄漏风险最小化。优选地，在通道的网络的闭合系统中实现的体积的增加是至少5％、更优选地至少8％、更优选地至少10％，且最优选地13％或更多。优选地，在减压之后，闭合系统内的压力小于闭合系统内的起始压力的95％，更优选地小于起始压力的90％，且最优选地小于或等于起始压力的88.5％。优选地，在阀门在打开位置中时的阀门室的体积是在阀门在闭合位置中时的阀门室的体积的至少150％，更优选地阀门室的打开体积是闭合体积的200％，更优选地打开体积是闭合体积的210％，且最优选地打开体积是闭合体积的220％。优选地，网络的总体积(排除阀门室的体积)在500μl和1000μl之间，更优选地在600μl和900μl之间，更优选地在700μl和800μl之间，且最优选地近似780μl。优选地，当阀门D200打开时，阀门室D250的体积在50μl和300μl之间，更优选地在80μl和200μl之间，更优选地在100μl和250μl之间，更优选地在120μl和160μl之间，最优选地近似153μl。优选地，当阀门D200闭合时，阀门室D250的的体积在0μl和200μl之间，更优选地在10μl和150μl之间，更优选地在20μl和130μl之间，更优选地在30μl和110μl之间，更优选地在40μl和90μl之间，更优选地在50μl和80μl之间，最优选地近似69μl。优选地，通道的网络中的流体样本的总体积在150μl和250μl之间，更优选地在175μl和225μl之间，更优选地在190μl和210μl之间，且最优选地近似200μl。优选地，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于射流卡盘的阀门，所述阀门包括：阀门空腔，其具有分别连接到第一和第二通道的第一和第二开口；以及在所述阀门空腔内的柔性膜，所述柔性膜具有可致动以密封所述第一开口的第一部分和可致动以密封所述第二开口的第二部分；其中所述阀门空腔配置成使得所述第一柔性膜部分可以独立于所述第二柔性膜部分致动，以使得所述第一开口能够独立于所述第二开口被密封。

【技术特征摘要】
2013.07.29 GB 1313527.21.一种用于射流卡盘的阀门，所述阀门包括：阀门空腔，其具有分别连接到第一和第二通道的第一和第二开口；以及在所述阀门空腔内的柔性膜，所述柔性膜具有可致动以密封所述第一开口的第一部分和可致动以密封所述第二开口的第二部分；其中所述阀门空腔配置成使得所述第一柔性膜部分可以独立于所述第二柔性膜部分致动，以使得所述第一开口能够独立于所述第二开口被密封。2.根据权利要求1所述的阀门，其中阀门室形成于所述柔性膜和所述空腔之间，所述第一和第二开口与所述腔室联通；其中所述柔性膜的所述第一和第二部分中的每一个配置成可在与对应的开口间隔开的第一位置和密封对应的开口的第二位置之间移动，由此改变所述阀门室的体积。3.根据权利要求1或权利要求2所述的阀门，其中所述阀门空腔进一步包括连接到第三通道的第三开口，其中所述柔性膜的所述第二部分还可致动以密封所述第三开口。4.根据权利要求3所述的阀门，其中所述第一和第二开口之间的距离是a，且所述第二和第三开口之间的距离是b，并且其中a大于b。5.根据权利要求2到4中任一项所述的阀门，其中所述柔性膜是可弹性变形的聚合物膜，使得所述柔性膜的所述第一和第二部分偏置到其第一位置中。6.根据权利要求1到5中任一项所述的阀门系统，其中所述阀门室形成于所述射流卡盘的第一聚合物层中，优选地形成于所述射流卡盘的气动层中。7.根据权利要求1到5中任一项所述的阀门系统，其中所述通道的网络形成于所述射流卡盘的第二聚合物层中，优选地形成于所述射流卡盘的射流层中。8.根据权利要求6所述的阀门系统，其中所述第一聚合物层包括聚丙烯。9.根据权利要求7所述的阀门系统，其中所述第二聚合物层包括聚丙烯。10.根据权利要求5所述的阀门系统，其中所述阀门膜包括热塑性弹性体。11.一种在射流卡...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·K·泰勒，B·阿莱特，
申请(专利权)人：阿特莱斯遗传学有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB