微流体设备制造技术

根据示例，一种微流体装置可包括：通道；回廊，其中所述回廊与通道流体连通，并且其中所述通道具有比回廊更小的宽度；传感器，用以感测通过通道的流体的性质；喷嘴，其与回廊流体连通；以及致动器，其被定位为与喷嘴对齐。所述微流体装置还可以包括控制器，用以确定流体的感测到的性质是否满足预定的条件，并且响应于流体的感测到的性质满足预定条件而执行预定义动作。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】微流体设备
技术介绍
微流体跨各种学科适用，包括工程、物理、化学、微米技术和生物技术。微流体涉及小体积(例如，微升、皮升，或纳升)流体的研究，以及如何在各种微流体系统和设备(诸如微流体设备或芯片)中操纵、控制和使用这种小体积流体。例如，微流体生物芯片(其也可称为“芯片上实验室”)被用在分子生物学领域，以整合化验操作，用于诸如分析酶和DNA、检测生物化学毒素和病原体、诊断疾病等目的。附图说明本公开的特征通过示例的方式图示，而且并不限制于以下(一个或多个)附图，其中相同的数字表示相同的元件，其中：图1A示出示例微流体装置的简化框图；图1B示出图1A中所示的示例微流体设备的简化横截面侧视图；图2示出另一个示例微流体设备的简化横截面侧视图；图3示出另一个示例微流体装置的简化框图；图4示出示例微流体系统的简化框图；图5描绘示例微流体系统的简化框图；以及图6和7分别描绘用以通过微流体设备分配流体的示例方法。具体实施方式为了简化和说明性目的，通过主要参考其示例来描述本公开。在以下的描述中，阐述了许多具体细节，以便提供对本公开的透彻理解。然而，将显而易见的是，可以在没有对这些具体细节的限制的情况下实践本公开。在其它实例中，没有详细描述一些方法和结构，以免不必要地模糊本公开。如在此使用的，术语“一”和“一个”旨在表示特定元件中的至少一个，术语“包括”意指包括但不限于，术语“包含”意指包含但不限于，并且术语“基于”意指至少部分地基于。在此公开了包含一个或多个微流体设备的微流体装置和用于实施一个或多个微流体设备的方法。在此公开的微流体系统还可包括微流体装置或多个类似地配置的微流体装置。微流体设备可以包括通道，来自流体槽的流体通过所述通道流入回廊(foyer)(或其等同物，腔室)，流体可以通过回廊中的喷嘴从所述回廊分配。传感器可被定位为感测通过该通道的流体的性质。此外，控制器可以根据从传感器接收的信号而确定流体的导电率、感兴趣的粒子(例如，细胞)的性质等。例如，传感器可以生成流体可以通过的电场，而且控制器可以确定由通过电场的流体引起的电场(例如阻抗)中的改变。控制器还可确定流体的感测到的性质是否满足预定条件。响应于确定流体的感测到的性质满足该预定条件，控制器可以执行预定义动作。所述预定义动作可以是对包含微流体设备的微流体系统的分配协议的修改。在此讨论预定条件和预定义动作的各种示例。通过实施在此公开的微流体设备和方法，可以基于感测到或检测到的流体的性质将流体分配到期望位置。因此，例如不同的流体可被分配在的位置，可以取决于流体的性质。在这方面，可以通过实施闭环感测和分配过程将流体分配到各种位置。此外，流体也可以以小的量(例如以微升或皮升体积)来分配。通过特定示例的方式，感兴趣的粒子是作为生物体的基本结构和功能单元的细胞。大多数动物和植物细胞在大小上范围从1-100微米，并且包含重要的健康信息。在许多实例中，基于细胞的诊断是用于检测传染病(HIV、疟疾、结核病)以及慢性疾病(癌症、心脏病、自身免疫疾病)的金标准。在此描述的微流体设备和方法可被用来提供用于健康诊断的可配置和移动平台。首先参见图1A，示出示例微流体装置100的简化框图。应当理解，图1A中描绘的微流体装置100可以包括附加组件，并且在不脱离在此公开的微流体装置100的范围的情况下，可以去除和/或修改在此描述的组件中的一些。微流体装置100被描绘为包括微流体设备102和控制器104。微流体设备102被描绘为包括流体槽110和回廊112，其中回廊112经由通道114与流体槽110流体连通。流控槽110的一部分被示出，并且可以将流体供应到容纳在微流体装置100中的多个微流体设备102。通道114被描绘为具有比回廊112更小的宽度，以使得通道114可被认为是相对于回廊112被挤压的。尽管通道114已经被描绘为具有线性配置，但是通道114可以包括其他形状，诸如弯曲形状、蛇形形状、带有拐角的形状、其组合等等。传感器116可被定位为检测从流体槽110流动并且通过通道114进入回廊112的流体的性质。如在此更详细讨论的，传感器116可以在流体通过通道114时检测流体中感兴趣的粒子(例如细胞或其它粒子)的存在。例如流体槽110中包含的流体可以是具有粒子的主流体(例如包含细胞的血液样品，包含颜料/粒子的墨水等等)。传感器116可以是使用半导体技术形成的阻抗传感器，并且可以使用交流电(AC)或直流电(DC)感测来实施。传感器116可以在流体中的粒子经过传感器116穿过通道114时检测阻抗改变。在该示例中，传感器116可以包括金属电极，其可以形成可被粒子通过的电场。在另一个示例中，传感器116可以包括光电检测器，例如激光源和光电二极管，并且可以基于检测到的光改变来检测细胞或粒子。微流体设备102还被描绘为包括致动器118和与回廊112流体连通的喷嘴120。如所示，致动器118可被定位为与喷嘴120对齐。例如，致动器118可被定位为直接在喷嘴120上方或下方。此外，致动器118的激活可以使包含在回廊112中的流体的一些通过喷嘴120被分配或排出微流体设备102。通常，微流体装置102的结构和组件可以使用集成电路微制造技术制造，诸如电成型、激光烧蚀、各向异性蚀刻、溅射、干法和湿法蚀刻、光刻、铸造、模制、冲压、机械加工、旋涂、层压等等。通过特定示例的方式，微流体设备102的结构和组件可以由硅形成。根据示例，控制器104可以向传感器116供应电力，例如AC或DC，并且可以基于由传感器116获得的测量结果检测感兴趣的粒子(例如细胞，特定类型的细胞等)何时已经通过通道114。此外，传感器116可以向控制器104提供表示传感器数据的电输出信号。响应于确定感兴趣的粒子已经通过通道114，控制器104可以激活致动器118以通过喷嘴120排出包含在回廊112中的流体。因此，在一方面，控制器104可以基于检测到的感兴趣粒子以闭环反馈方式控制致动器118。致动器118可以是产生蒸汽泡以在回廊112内产生流体位移的热电阻器。在其他示例中，致动器118可以实施为压电元件(例如，PZT)，其电诱导的偏转在回廊112内生成流体位移。在又其它示例中，致动器118可以是由电、磁和其他力激活的其他类型的偏转膜元件。控制器104可以在其中致动器118的单次激活期间排出少于包含在回廊112中的所有流体的情况下，将致动器118激活预定义次数以从回廊112中排出感测到的感兴趣粒子。预定义次数可以对应于致动器118将被激活以便在检测到感兴趣的粒子之后立即排出包含在回廊112中的大部分或全部流体的次数。也就是说，例如，预定义次数可以对应于致动器118将被激活以便使包含在回廊112中的感兴趣的粒子被排出的次数。控制器104可以是计算设备、基于半导体的微处理器、中央处理单元(CPU)、专用集成电路(ASIC)和/或其它硬件设备。控制器104可以从电力源或电源(未示出)接收电力，并且可以向传感器116供应AC或DC电力。现在转到图1B，示出图1A中所示的示例微流体设备102的简化横截面侧视图。微流体设备102可以由结构组件130形成，该结构组件130可以由硅、聚合物材料、基于环氧树脂的负性光致抗蚀剂(诸如SU-8)等形成。结构组件130本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微流体装置，包括：通道；回廊，其中所述回廊与通道流体连通，并且其中所述通道具有比该回廊更小的宽度；传感器，用以感测通过通道的流体的性质；喷嘴，其与回廊流体连通；致动器，其被定位为与喷嘴对齐；以及控制器，用以确定流体的感测到的性质是否满足预定的条件，并且响应于流体的感测到的性质满足预定条件而执行预定义动作。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种微流体装置，包括：通道；回廊，其中所述回廊与通道流体连通，并且其中所述通道具有比该回廊更小的宽度；传感器，用以感测通过通道的流体的性质；喷嘴，其与回廊流体连通；致动器，其被定位为与喷嘴对齐；以及控制器，用以确定流体的感测到的性质是否满足预定的条件，并且响应于流体的感测到的性质满足预定条件而执行预定义动作。2.根据权利要求1所述的微流体装置，其中所述预定义动作包括以下动作中的至少一个：改变包含在回廊中的流体的分配位置；改变包含在回廊中的流体和包含在另一个回廊中的另一个流体被分配的顺序；改变被分配到井中的流体的量；将第二流体分配到流体已被分配到其中的井；以及在确定流体的感测到的性质满足预定条件之后的特定时间分配第二流体。3.根据权利要求1所述的微流体装置，其中所述控制器要通过修改应用于包含在回廊中的流体的分配协议来执行预定义动作。4.根据权利要求1所述的微流体装置，其中流体的性质是流体的导电率。5.根据权利要求1所述的微流体装置，其中流体的性质是包含在流体中的粒子的预定类型。6.根据权利要求1所述的微流体装置，进一步包括：第二回廊，其包含第二流体；第二喷嘴；以及第二致动器，其中所述控制器要激活第二致动器，以使第二回廊中的第二流体响应于流体的感测到的性质满足预定条件而通过第二喷嘴被分配。7.根据权利要求1所述的微流体装置，进一步包括：包含多个井的基底，其中所述控制器要控制致动器以响应于流体的感测到的性质满足预定条件而使回廊中的流体通过喷嘴被分配并进入所述多个井中的第一井，并且控制致动器以响应于流体的感测到的性质不满足预定条件而使回廊中的流体通过喷嘴被分配并进入所述多个井中的第二井。8.一种方法，包括：在微流体设备的通道处，检测通过通道进入微流体设备的回廊的流体的性质；确定流体的检测到的性质是否满足预定条件；以及响应于确定流体的检测到的性质满足预定条件，对包含在回廊中的流体执行预定义动...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·A·尼尔森，M·吉里，C·多明格，K·沃德，C·杜登霍埃弗，M·D·史密斯，J·M·余，H·埃利，D·R·哈默斯塔德，
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