用于微流控设备的流体通道制造技术

公开了一种用于微流控设备的示例流体通道。在本文中所公开的示例中，示例微流控设备包括具有微流控网络的主体。微流控网络包括主流体通道，用以将生物流体从微流控网络的第一腔体运输到微流控网络的第二腔体。辅流体通道与主流体通道流体连通。辅流体通道具有第一端和第二端。第一端与主流体通道流体连通，并且第二端与主流体通道间隔开。流体致动器被放置在辅流体通道中以在主流体通道中引发流体流动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于微流控设备的流体通道
技术介绍
诸如例如流体喷射系统(例如，喷墨盒)、微流控生物芯片等之类的微流控系统经常采用微流控装置(或设备)。微流控装置可以使得能够对通过微流控系统的微流控流体通道或网络的小体积流体进行操纵和/或控制。例如，微流控设备可以使得能够对微升(即，符号为μl并且表示10-6单位)、纳升(即，符号为nl并且表示10-9升的单位)或者皮升(即，符号为pl并且表示10-12升的单位)量级上的流体体积进行操纵和/或控制。附图说明图1是根据本文所描述的教导而构建的具有示例微流控设备的示例微流控系统；图2描绘了具有本文所公开的示例微流控网络的示例微流控设备；图3描绘了根据本公开的教导而构建的可以被用来实现微流控设备的示例流体通道；图4-图7描绘了图3的示例流体通道的示例泵循环；图8描绘了本文所公开的另一示例流体通道；图9描绘了本文中所公开的另一示例流体通道；图10描绘了本文中所公开的另一示例流体通道；图11描绘了本文中所公开的另一示例流体通道；图12描绘了本文中所公开的另一示例流体通道；图13描绘了本文中所公开的另一示例流体通道；图14描绘了本文中所公开的另一示例流体通道；图15描绘了本文中所公开的另一示例流体通道；图16描绘了本文中所公开的另一示例流体通道；图17是图示了本文所公开的形成示例流体通道的示例方法的流程图；图18是根据本文所描述的教导而构建的具有示例微流控设备的另一示例微流控系统；图19是可以被用来实现本文所描述的示例方法和装置的示例机器的框图；将贯穿(多个)附图和随附的所写描述在任何可能的地方使用相同的附图标记以提及相同或同样的部分。具体实施方式某些示例在上面标识的各图中示出并且在下面被详细描述。各图不一定是按比例的，并且为了清楚和/或简明起见，某些图以及图的某些视图可能在比例上或者被示意性地夸大示出。附加地，为了清楚起见，本文中所公开的示例微流控装置的一些组件已经被从(多个)附图中的一些中去除。虽然下文公开了示例方法和装置，但是应当注意的是，这样的方法和装置仅是说明性的，并且不应当被认为是对本公开的范围进行限制。如本文中所使用的，诸如“上方”、“下方”、“顶部”、“底部”、“前方”、“后方”、“前面的”、“后面的”、“左边”、“右边”等之类的方向性术语是参照正被描述的图的定向而使用的。由于可以以许多不同的定向来放置本文所公开的各种示例的组件，所以方向性术语仅是为了说明性目的而使用的并且不意图进行限制。微流控设备采用流体流动路径的网络。微流控系统经常采用微流控设备来使得能够对通过具有流体通道的流体网络的流体(例如，液体)进行操纵，该流体通道具有范围从几纳米到几百微米的横截面尺寸。在一些示例中，微流控生物芯片(经常被称为“片上实验室(lab-on-chip)”系统)采用微流控设备来对通过例如分析器的流体(例如，生物样本)进行运输和/或操纵以确定关于生物样本的信息。在一些示例中，流体喷射系统(例如，喷墨打印机的喷墨打印头)采用微流控设备来将流体从例如储液器引导到流体喷射系统的喷射喷嘴。微流控设备采用主流动通道的网络来对流体网络的第一部分(例如，第一储液器)与流体网络的第二部分(例如，第二储液器)进行流体耦合。为了管理或促进微流控设备中的流体流动，一些已知的微流控系统包括被动泵送装置和/或主动泵送装置，诸如例如外部装备和泵机构、毛细类型泵、电泳泵、蠕动泵和旋转泵和/或流体致动器(例如，气泡生成器、压电元件、热电阻器等)。在一些示例中，当在微流控系统的情况下被采用时，外部装备和泵机构在尺度上并非为微米，并且与微流控设备相比在尺度上可能经常相对更大。例如，外部装备和泵机构包括例如外部注射泵或气动泵。然而，使用诸如外部注射泵和/或气动泵之类的外部装备来管理通过微流控设备的流体流动可能限制用于微流控系统的应用的范围。进一步地，这些类型的泵还可能在多功能性上受微流控设备可以容纳的外部流体连接的数量限制。毛细泵提供被动系统，造成微流控设备提供不可以被更改或改变的预定的或预设的流体流动速率。电泳泵可能涉及专门的镀覆、复杂的三维几何形状和高的操作电压。蠕动泵和/或旋转泵包括难以微型化到纳米尺度的移动部件。为了控制通过主流动通道的流体流动，微流控设备经常采用流体致动器。一些微流控设备采用诸如气泡生成器或电阻器(例如，热电阻器)之类的流体致动器来管理通过微流控设备的流体通道的流体流动。为了引发通过主流动通道的流体流动，流体致动器可以被放置在微流控设备的对流体网络的第一部分和流体网络的第二部分进行流体耦合的流动通道的内部并且相对于微流控设备的总体长度被非对称地放置。这样的流体致动器可能是有益的，因为它们可以是在纳米尺度上放置和/或形成的，以配合在流体网络的流动通道内。因此，通路中的流体跨被放置在流体流动通路中的流体致动器流动。当被激活时，流体致动器在邻接流体致动器的流体通道内创建局部高压区以产生通过流体网络的净流体流动。在一些实例中，诸如例如电阻器之类的流体致动器还在致动期间邻接于流体致动器和/或高压区域而生成局部化的热。然而，在一些实例中，在流体流动通路中流动且跨流体致动器流动的流体(例如，具有细胞的生物流体)可能因为由被放置在流体流动通路内部的流体致动器在流通路中生成的局部化的高压区和/或热而变得被损坏(例如，溶解)。在一些示例中，本文中所公开的(多种)流体可以包括但不限于：流体的脆弱组分，诸如例如生物化学成分、生物流体、生物细胞和/或可能由于暴露于由微流控设备的流体致动器(例如，惯性泵、电阻器、压电元件等)所生成的相对高压区和/或温度冲击而被损坏的其它流体。本文中所公开的示例微流控设备保护流体(例如，包含细胞的生物流体)免遭流动通过主流体流动通路或运输通道的高压和/或热冲击。在一些示例中，本文中所公开的示例微流控设备采用如下的泵：该泵隔离、减少或甚至消除流动通过主流体流动通路或运输通道的流体暴露于因泵的操作所致的高压和/或热冲击。为了保护流动通过主运输通道的流体流动通路的流体免遭高压和/或热冲击(例如，减少或者甚至消除生物化学流体或生物流体的脆弱组分暴露于高压区)，本文中所公开的示例微流控设备采用流体网络，该流体网络包括被放置在相对于流体通道的主流体流动通路和/或运输通道的分离的辅流体通道(例如，腔体)中的泵。不像先前的设备，流体致动器没有被放置在主流体流动通路或运输通道内。换言之，本文中所公开的示例泵采用被放置在辅流体通道或泵通道(例如，泵腔体)内的流体致动器，该辅流体通道或泵通道被放置在流体通道的流体流动通路和/或主运输流体路径的外部。作为结果，可以在不将泵或流体致动器放置在主运输通道内的情况下，在流体网络的主运输通道内生成或引发流体流动。换言之，没有将泵或流体致动器放置在主流体流动通路或运输通道的周界或壁内，该主流体流动通路或运输通道在流体网络的第一部分与流体网络的第二部分之间运送流体。例如，流体致动器被放置在被对于主运输通道偏移但是与主运输通道流体连通的辅流体通道内。以这种方式，流体致动器可以在辅流体通道中而不在运输通道的流体流动通路内生成高压区和/或热区，由此保护主流动运输路径中的流体免遭由流体致动器和/或泵创建的高压区和/或热区。作为结果，可以在涉及压力敏感和/或热敏感的生物本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微流控设备，包括：主体，其具有微流控网络，所述微流控网络包括：主流体通道，用以将流体从所述微流控网络的第一腔体运输到所述微流控网络的第二腔体；辅流体通道，其与所述主流体通道流体连通，所述辅流体通道具有第一端和第二端，所述第一端与所述主流体通道流体连通，并且所述第二端与所述主流体通道间隔开；以及流体致动器，被放置在所述辅流体通道中，以在所述主流体通道中引发流体流动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种微流控设备，包括：主体，其具有微流控网络，所述微流控网络包括：主流体通道，用以将流体从所述微流控网络的第一腔体运输到所述微流控网络的第二腔体；辅流体通道，其与所述主流体通道流体连通，所述辅流体通道具有第一端和第二端，所述第一端与所述主流体通道流体连通，并且所述第二端与所述主流体通道间隔开；以及流体致动器，被放置在所述辅流体通道中，以在所述主流体通道中引发流体流动。2.根据权利要求1所述的设备，其中所述流体致动器被放为与所述辅流体通道的第一端相比更靠近所述辅流体通道的第二端。3.根据权利要求1所述的设备，其中所述流体致动器没有被放置在所述主流体通道的流体流动通路内。4.根据权利要求1所述的设备，其中所述辅流体通道相对于所述主流体通道的总体长度被非对称地放置。5.根据权利要求1所述的设备，其中所述辅流体通道被相对于所述主流体通道成一定角度地放置，以使得所述辅流体通道的纵轴相对于由所述主流体通道所限定的主流体流动通路的纵轴是非平行且非垂直的。6.根据权利要求1所述的设备，其中所述辅流体通道被相对于所述主流体通道至少实质上垂直地放置，以使得所述泵的纵轴相对于由所述主流体通道所限定的流体流动通路的纵轴是至少实质上垂直的。7.根据权利要求1所述的设备，其中所述流体致动器包括被放置在所述辅流体通道内的惯性泵。8.一种微流控设备，包括：限定在入口与出口之间的流体流动通路的运输通道；与所述运输通道流体连通的泵，所述泵包括：...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·戈夫亚迪诺夫，E·D·托尔尼埃宁，P·科尔尼洛维奇，D·P·马克尔，
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