微流体装置制造方法及图纸

根据示例，一种微流体装置可以包括：流体槽；回廊，其经由具有比回廊相对更小宽度的通道与流体槽流体连通；传感器，用以检测感兴趣的粒子在通过所述通道的流体中的存在；喷嘴，其与回廊流体连通；以及致动器，其被定位为与该喷嘴对齐。所述微流体装置还可以包括控制器，用以从传感器接收信息，根据接收的信息确定感兴趣的粒子是否已经通过所述通道，并且控制致动器以基于所述确定而通过喷嘴排出回廊中的流体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】微流体装置
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6A、6B、7和8分别描绘用于从微流体设备输送流体的示例方法。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。传感器可以定位为检测感兴趣的粒子(例如细胞)穿过该通道并进入回廊的通过。控制器可以根据从该传感器接收的信息确定感兴趣的粒子何时已经通过该通道并且在该回廊中。基于该确定，控制器可以控制致动器，该致动器可以使包含在该回廊中的流体和感兴趣的粒子通过喷嘴被分配，以控制从微流体装置输送感兴趣的粒子。根据示例，控制器可以通过控制在检测到感兴趣的粒子之后在该回廊中的流体被分配的位置，控制被分配到特定位置(例如接收板中的特定井)的感兴趣的粒子的数量。例如，在将其它感兴趣粒子分配到另一井中之前，控制器可以使预选数量的感兴趣的粒子分配到特定的井中。作为另一个示例，控制器可以根据由传感器传送的信息，确定已经移动穿过通道的感兴趣粒子的类型。基于该确定，控制器可以改变在回廊中的流体被分配在的位置。例如控制器可以使包含第一类型细胞的流体被分配到第一井中，并且使包含第二类细胞的流体分配到第二井中。根据另一个示例，控制器可以激活致动器以使致动器被脉动(pulse)，以使得致动器的每个脉冲可以使包含在回廊中的流体的一部分通过喷嘴被排出。在该示例中，控制器可以连续地确定穿过通道的感兴趣粒子的存在和通过，并且控制器可以继续使该致动器脉动，直到控制器确定预选数量的感兴趣粒子已经通过喷嘴被排出为止。通过实施在此公开的微流体设备和方法，可以以闭环方式分配感兴趣的粒子，以使每个分配位置可以被分配特定量的感兴趣的粒子。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相对更小的宽度，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可以是使用已知的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常规的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提供信息，例如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。在另一个示例中，控制器104可以连续地激活致动器118，直到控制器104确定预选数量的感兴趣的粒子已经被排出为止。因此，在一方面，控制器104可以基于一个或多个检测到的感兴趣的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将被激活以便在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微流体装置，包括：流体槽；回廊，其中所述回廊经由具有比回廊相对更小宽度的通道与流体槽流体连通；传感器，用以检测感兴趣的粒子在通过所述通道的流体中的存在；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，用以从传感器接收信息，根据接收的信息确定感兴趣的粒子是否已经通过所述通道，并且控制致动器以基于所述确定而通过喷嘴排出回廊中的流体。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种微流体装置，包括：流体槽；回廊，其中所述回廊经由具有比回廊相对更小宽度的通道与流体槽流体连通；传感器，用以检测感兴趣的粒子在通过所述通道的流体中的存在；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，用以从传感器接收信息，根据接收的信息确定感兴趣的粒子是否已经通过所述通道，并且控制致动器以基于所述确定而通过喷嘴排出回廊中的流体。2.根据权利要求1所述的微流体装置，进一步包括：第二喷嘴，其与回廊流体连通；和第二致动器，其被定位为与第二喷嘴对齐，其中所述控制器要基于所述确定而控制喷嘴和第二喷嘴二者。3.根据权利要求1所述的微流体装置，其中所述传感器包括金属电极和光电探测器中的一个。4.根据权利要求1所述的微流体装置，其中所述传感器包括金属电极，并且其中所述金属电极被定位于所述通道外部和所述通道内部之一处。5.根据权利要求1所述的微流体装置，其中在该致动器的激励期间少于所述回廊中包含的所有流体被排出，并且其中所述控制器激励所述致动器足以排出包含在回廊中的感兴趣的粒子的预定次数。6.根据权利要求5所述的微流体装置，其中所述控制器要激励所述致动器预定次数，以从该回廊中排放预定义体积的流体，其中流体的预定义体积等同于或几乎等同于包含在回廊中的流体的总体积。7.根据权利要求1所述的微流体装置，进一步包括：基底机构，其支撑包含多个井的基底，其中所述控制器要控制基底机构以将排出的流体沉积到所述多个井中的所选一个中。8.一种方法，包括：向传感器施加电力以在微流体设备的通道处检测感兴趣的粒子已经移动穿过所述通道并进入微流体设备的回廊中；激活致动器以使包含感兴趣的粒子的流体通过微流体设备的喷嘴从回廊排出；确定预选数量的感兴趣的粒子是否已经穿过所述通道并进入微流体设备的回廊；以及响应于确定预选数量的感兴趣粒子已经移动穿过所述通道并进入回廊，停止该致动器的激活。9.根据权利要求8所述的方法，进一步包括在确定预选数量的感兴趣的粒子已经移动穿过所述通道并进入回廊之后，并且在停止致动器的激活之前，在感兴趣的...

【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，E·埃利，
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