用于对限定的液量进行操作的装置制造方法及图纸

用于对限定的液量进行操作的装置，具有以下特征：该装置包括至少一个固体件（１）；该固体件（１）具有产生不同毛细力作用的表面区（６，７）；一个或者多个第一表面区（６ａ－６ｅ）具有一微结构和／或毫微结构的表面；各微结构和／或毫微结构的表面具有规则设置的结构单元（Ａ－Ｅ）；固体件和结构单元由一种材料组成并整体相连；一个或者多个第一表面区（６ａ－６ｅ）具有试剂；一第二表面区（７）包围至少一个所述的第一表面区。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于操作液体的装置和用于制造这种装置的方法，以及这种装置的应用。
技术介绍
专利文献WO 02/085520 A2公开了一种物体，其表面具有可用液体不同浸润的第一和第二表面区。在此方面，这些表面区例如一方面是亲水的，另一方面是疏水的。这些表面在油性溶液方面同样可以是亲脂的或疏脂的。该文献中提到两种制造不同表面区的方法。因此，一方面可以通过涂层达到不同的浸润特性。这些涂层例如可以通过采用后面涂层步骤的平版印刷方法实现。另一方面，不同的浸润特性可以通过微结构实现，正如在以表面不同粗糙度为依据的情况下所谓的Lotus-效应中那样。这些不同的粗糙度可以通过相应表面区的微结构获得。在此方面，微结构内部将液体保持在这些表面区内的毛细力产生了作用。该文献作为制造微结构的举例提到了化学处理或者离子辐射。如果微结构通过化学处理，在这里特别可以考虑腐蚀或者通过离子辐射进行加工，那么在目前公知的这类固体件中，会形成结构不均匀的表面。这种表面通过计算不能精确掌握。因此，很难精确给出作用的毛细力。然而，如果制造出具有不同毛细力的表面区，那么就可以有利地准确了解每个表面区作用的毛细力，或去制造具有所要求的毛细力的表面区。通过公知方法制造微结构的另一问题是，将液体保持在表面区之一内并由此也预先规定可以储存在表面区内液量的作用的毛细力相当小。因此，只有相当小的液量可以储存在微结构的表面区内。公开号为US 6,451,264 B1的文献公开了一种装置，它是通过通向不同室的弯曲毛细通道输送液体，室内可以测试液体规定的反应。该装置中设置对此适用的干燥试剂。在此，干燥试剂优选设置在测试液体的室内。在弯曲毛细通道的情况下出现这种情况，即，在半径较小的壁上的液体输送速度快于半径较大的对面的通道壁。因此，液体通过弯曲通道的均匀运动通常是不可能的。为解决这一问题，所述文献提出，在弯曲通道内设置带有均匀设置的结构单元的微结构表面，其保证液体在弯曲通道内的均匀运动。如果液体到达弯曲通道内的这种微结构表面区，该微结构表面区首先注入液体。只有在该微结构表面区完全注满液体的情况下，输送力才产生作用，将液体在输送方向上重新从微结构表面区排出。因此避免了液体沿较小半径通道壁输送速度快于沿较大半径通道壁输送速度的情况。液体被均匀地输送过弯曲的通道。因此，上述文献所述装置弯曲通道内的微结构表面区不适于或者不用于储存或者存放液体。微结构表面区的目的，是保证液体在弯曲通道内的均匀运动。因此，公开号US 6,451,264 B1文献中所公开的这样的装置不适合本专利技术意义上的液体操作，特别是不适合储存或者存放确定的液量。公开号US 6,368,871 B1的文献也公开了一种装置，其具有上面设置微结构单元的表面区。该表面在通道的扩径部位上从一个通道壁向对面的通道壁延伸。该结构的作用是从流经室的液体中过滤出确定的物质，以便提取或者浓缩该物质(第7栏，第40-57行)。通道内表面区的微结构单元既不适合也不能设想储存或者存放确定的液量。也没有公开将确定量的试剂放入表面区内。
技术实现思路
现有技术的这些问题依据本专利技术通过权利要求1所述的装置得以解决。依据本专利技术装置的优选实施方式来自与此相关的从属权利要求。依据本专利技术的装置可以按照极利要求39-46所述的方法制造或依据权利要求47-50进行使用。依据本专利技术用于操作液体的装置具有一固体件。该固体件如公知那样具有不同毛细力作用的表面区。在此方面，一个或者多个第一表面区具有微结构和/或毫微结构的表面，它们具有均匀设置的结构单元。其中，结构单元与其余固体件整体连接并由与其余固体件相同的材料组成。通过均匀设置的结构单元，在一个或者多个第一表面区内产生毛细力，它们的作用是将液体优选滞留在该第一表面区内。毛细力的作用这样大，使得与第一表面区边缘接触的液体被毛细力吸入第一表面区内。在此，通过第一表面区内结构单元的选择和造型，可以调整由结构单元产生的毛细力。在此方面，可以通过试验不同的几何形状或者通过有针对性地计算几何形状的毛细力进行调整。通过确定第一表面区的毛细力，可以确定在第一表面区内储存或者存放的液量。这样，可以在第一表面区内存放和固定(例如干燥)确定量的一种或者各种不同的试剂液体。由此保证将确定量的试剂设置在第一表面区内。稍后可以再将第二液量，例如试样液体加到第一表面区上，其中，该第二液量也可以通过第一表面区的已知毛细力限制，也就是确定。依据本专利技术，一个或者多个第一表面区具有一种或者各种不同的试剂。这些试剂可以存放在结构单元之间。此外，试剂可以以颗粒状装入胶囊，其中，该颗粒可以是合成颗粒或者磁性颗粒。第二表面区同样可以具有试剂。单个试剂或多个试剂可以重悬浮地存放在单个或多个第一表面区内。为此，可以借助于吸移管或者类似装置将液状试剂添加到该装置的第一表面上。随后将试剂干燥。在此，这些试剂并非共价地与表面结合，而是通过适当的液体可以重悬浮。这些试剂然后可以例如通过试样(液态检验材料)重悬浮。试样为此可以直接加到第一表面区上，或者通过一通道系统，特别是通过从毛细通道通到第一表面区的通道系统从一入口加入。试剂通过与试样的接触溶解并流化。因此它们与试样产生反应。在第一表面区内干燥的试剂一其由于干燥也称为干化学试剂或者干试剂，适用于验证试样的特定成分。在此，干化学试剂的作用是使试样的成分可见。这一点可以通过简单的着色或者通过常用的酶促化学发光指示反应产生。然后可以例如通过光技术检查或者仅凭肉眼对反应进行分析。除了所述的光学方法外，也可以例如通过装置上的电极采用电化学分析法。试剂也可以持续存放在依据本专利技术装置的第一表面区内。试剂然后可以作为生物化学探子使用，其中，第一表面区上试样液体内存在的物质有目的地与这种生物化学探子结合，从而可以验证该物质。持续存放在第一表面区内的试剂不通过试样液体重悬浮。确切地说，试剂牢固地嵌在第一表面区的表面中。试样液体中存在的物质与这些存放的试剂产生反应。反应制品不能冲洗。确切地说，该反应制品必须在第一表面区当场例如通过光学方法进行检查。依据本专利技术的装置例如可以通过下列方法制造。首先，在固体件的表面通过对固体件的加工(例如切削加工，激光加工或者离子辐射加工)制造表面区，其中，在这些表面区内至少部分产生不同的毛细力。加工时在第一表面区内制造由均匀设置的结构单元构成的微结构和/或毫微结构表面。同样可以在制造固体件时，例如通过压铸(微压铸)将第一表面区的微结构在固体件的表面内成型。固体件具有优点地由塑料组成。但依据本专利技术装置的固体件也可以采用玻璃或者硅制造。在依据本专利技术的装置中，可以具有最好是平面的第二表面区，也就是说，没有微结构或者毫微结构构造。在第二表面区中，必要时毛细力的作用与第一表面区相比最好较小，从而液体优选存放在第一表面区内或优选由第一表面区接受。在依据本专利技术装置的第一表面区内，可以产生不同大小的毛细力。具有使第一表面区微结构化和/或毫微结构化的依据本专利技术装置的结构单元可以包括立柱和/或碑柱。立柱的直径可以从0.1到500μm。立柱或碑柱到立柱或碑柱的距离可以从0.1到500μm。立柱或碑柱可以具有圆形或者多角形的横截面。立柱或碑柱的直径具有优点地为0.1到500μm。此外，结构单元还可以包括槽，其宽度本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于对限定的液量进行操作的装置，具有以下特征：－该装置包括至少一个固体件（１）；　－该固体件（１）具有产生不同毛细力作用的表面区（６，７）；－一个或者多个第一表面区（６ａ－６ｅ）具有一微结构和／或毫微结构的表面； －各微结构和／或毫微结构的表面具有规则设置的结构单元（Ａ－Ｅ）；－固体件和结构单元由一种材料组成并整体相连；－一个或者多个第一表面区（６ａ－６ｅ）具有试剂；－一第二表面区（７）包围至少一个所述的第一表面区。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：格特布兰肯施泰因，拉尔夫彼得彼得斯，霍尔格巴托斯，
申请(专利权)人：伯林格英格尔海姆显微部件股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]