微流体装置制造方法及图纸

一种微流体装置包括：传感器，其设置在感测室中；液体入口和液体出口，其连接到所述感测室，用于分别使液体进入和离开所述感测室，以及；样本输入端口，其与所述液体入口流体连通；液体收集通道，其位于感测室出口下游；流路中断部，其位于所述液体出口和所述液体收集通道之间，防止液体从上游流入所述液体收集通道；缓冲液，其从所述样本输入端口填充到所述感测室，以及填充所述感测室并从所述液体出口填充到所述流路中断部；激活系统，其可操作以完成所述液体出口和所述液体收集通道之间的流路，使得所述传感器保持未暴露于气体或气/液界面。

Microfluidic device

A microfluidic device includes: a sensor, which is arranged in a sensing chamber; a liquid inlet and a liquid outlet connected to the sensing chamber for entering and leaving liquids into and out of the sensing chamber, respectively; a sample input port connected with the liquid inlet fluid; a liquid collection channel, which is located downstream of the sensing chamber outlet; and a flow path interruption section, which is located at the liquid outlet. Between the mouth and the liquid collecting channel, the liquid is prevented from flowing upstream into the liquid collecting channel; the buffer is filled into the sensing chamber from the sample input port, and the sensing chamber is filled into the flow path interruption part from the liquid outlet; and the activation system is operable to complete the flow path between the liquid outlet and the liquid collecting channel so that The sensor can be kept not exposed to gas or gas/liquid interface.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】微流体装置
本专利技术涉及微流体装置，特别是包括用于在潮湿条件下进行感测的传感器的装置。
技术介绍
已知各种微流体装置和传感器。诸如由WO99/13101和WO88/08534公开的传感器以干燥状态提供，并且施加到装置的液体测试样品通过毛细管流动传输到装置内的传感器区域。其他类型的传感器是已知的，例如包括离子选择性膜的离子选择性传感器。另一示例由WO2009/077734提供，其公开了一种用于产生两亲分子层的设备，现在参照图1简要讨论。图1示出了可用于形成两亲分子层的设备1。设备1包括具有分层结构的主体2，所述主体包括非导电材料的基板3，所述基板支撑另一非导电材料层4。凹部5形成在另一层4中，特别地，作为孔穿过另一层4延伸到基板3。设备1还包括在主体2上方延伸的盖子6。盖子6是中空的并且限定腔室7，除了入口8和出口9之外，腔室7是封闭的，入口8和出口9均由穿过盖子6的开口形成。腔室7的最下壁由另一层4形成。在使用中，将水溶液10引入腔室7中，并且横跨凹部5形成两亲分子层11，以将凹部5中的水溶液10与腔室7中的剩余体积的水溶液分离开。使用封闭的腔室7使得水溶液10非常容易地流入和流出腔室7。如图1所示，这可以简单地通过使水溶液10流过入口8来完成，直到腔室7被充满。在此过程中，腔室7中的气体(通常是空气)被水溶液10置换并通过出口9排出。该设备包括电极装置，以允许横跨两亲分子层11测量电信号，这允许该装置用作传感器。基板3具有沉积在基板3的上表面上并在另一层4下方延伸到凹部5的第一导电层20。第一导电层20位于凹部5下面的部分构成电极21，电极21也形成凹部5的最下表面。第一导电层20延伸到另一层4的外部，使得第一导电层20的一部分被暴露并构成触点22。另一层4具有沉积在其上并在盖子6下方延伸到腔室7中的第二导电层23，第二导电层23位于腔室7内部的部分构成电极24。第二导电层23延伸到盖子6的外部，使得第二导电层23的一部分被暴露并构成触点25。电极21和24与凹部5和腔室7中的水溶液电接触。这允许通过将电路连接到触点22和25来测量两亲分子层11两端的电信号。实际上，图1的装置可以具有许多这种凹部5的阵列。每个凹部设置有两亲分子层11。此外，每层可以设置有纳米孔，以允许其他分子穿过该层(这影响所测量的电信号)。例如，每个膜提供一个纳米孔。发生这种情况的程度部分地取决于施加到膜上的介质中的纳米孔的浓度。WO2012/042226公开了一种分析设备，其包括向传感器提供两亲性膜和纳米孔的装置。提供两亲性膜和纳米孔的步骤通常在最终用户使用该装置之前进行。然而，其缺点在于消费者一方需要额外的步骤，并且还需要提供具有包括阀和供应储存器的复杂流体布置的设备。此外，设置供用户使用的这种传感器可能容易出错。风险在于：即使系统设置正确，它也会变干，从而可能会损坏传感器。风险还在于：样本室中的过量流率可能导致传感器损坏。对于更紧凑的装置而言，这种风险增加，使得样本输入端口更靠近传感器(因此系统损失的机会减少，从而降低流过装置的流率)。因此，期望向用户提供处于“即用”状态的装置，其中两亲性膜和纳米孔预先插入并保持在潮湿条件下。更一般地，还期望提供一种装置，其中传感器设置在潮湿条件下，例如在检测分析物之前在潮湿条件下提供给用户或由用户提供。
技术实现思路
以“即用”状态提供的典型纳米孔装置包括两亲性膜阵列，每个膜包括纳米孔并且跨过含有液体的孔。WO2014/064443公开了这种装置和制造方法。将待分析的测试液体施加到两亲性膜的上表面。然而，以“即用”状态提供的装置还需要考虑另外的因素，即传感器不会变干，即液体不会通过两亲性膜从孔中损失，这可能导致性能损失或损坏传感器。解决传感器变干问题的一种解决方案是在两亲性膜的表面上为装置提供缓冲液，使得通过膜的表面的任何蒸发最小化，并且在膜的任一侧提供的液体可以具有相同的离子强度以减少任何渗透作用。在使用中，可以从两亲性膜的表面除去缓冲液，并引入待分析的测试液体以接触表面。当装置含有缓冲液时，如何去除它以及如何引入测试液体成为了问题。由于存在缓冲液，即传感器设置在“湿润状态”，干毛细管通道提供的毛细管力不能用于将测试液体吸入传感器。可以使用泵来置换缓冲液并引入测试液体，但是这会导致装置的复杂性和成本增加。包括一个或多个离子选择性膜的离子选择性电极装置通常在使用前通过具有已知离子浓度的溶液进行校准。离子选择性膜可以设置在连接流体入口的毛细管流路中，通过该流体入口可以引入校准溶液并使其通过毛细管作用流过离子选择性电极。此后，可以置换校准溶液并使分析物溶液流过电极以进行测量。在用于测量离子的大型台式装置中，例如可以采用蠕动泵来置换液体。然而，对于简单的一次性装置，更期望不太复杂的解决方案。在其他装置中，可以在毛细管通道中提供一对电极，通过毛细管作用将第一测试液体吸入毛细管通道中，以进行电化学分析。在测量第一测试液体之后，可能期望测量第二测试液体。然而，因为毛细管力不再可用，需要额外的力干预以便在引入第二测试液体之前移除第一测试液体。本专利技术旨在至少部分地减少或克服上述问题。根据本专利技术的一方面，提供了一种用于分析测试液体的微流体装置，其包括以下特征中的至少一个：传感器，设置在感测室中；流路，包括连接到所述感测室用于分别使液体进入和离开所述感测室的感测室入口和感测室出口，和样本输入端口，与所述感测室入口流体连通；液体收集通道，位于所述感测室出口下游；流路中断部，位于所述感测室出口和所述液体收集通道之间，防止液体从上游流入所述液体收集通道，从而可以通过完成所述样本输入端口和所述液体收集通道之间的流路来激活所述装置；调理液，从所述样本输入端口填充到所述流路中断部，使得所述传感器被液体覆盖并且未暴露于气体或气/液界面；其中，装置被配置成使得在装置激活之后，传感器保持未暴露于气体或气/液界面，并且将一个或多个体积的测试液体分别施加到输入端口的湿润表面提供足够的净驱动力以将所述一个或多个体积的测试液体引入装置中并将缓冲液体置换到液体收集通道中。根据本专利技术的第一方面，提供了一种流体装置(例如，微流体装置)，其包括一个或多个以下元件：传感器，设置在感测室中；液体入口和液体出口，连接到感测室，用于分别使液体进入和离开感测室；样本输入端口，与液体入口流体连通；液体收集通道，位于感测室出口下游；流路中断部，位于液体出口和液体收集通道之间，防止液体从上游流入液体收集通道；缓冲液，从样本输入端口填充到感测室，以及填充感测室并从液体出口填充到流路中断部；激活系统，可操作以完成液体出口和液体收集通道之间的流路，使得传感器保持未暴露于气体或气/液界面。也就是说，传感器上的液体既不是完全也不是部分地被气体置换(液体中可能存在溶解的气体或微气泡，但这些气体的存在并不意味着被短语“未暴露于气体或气/液界面”排除在外)。在一些实施例中，本文提供的装置配置成在完成流路时避免感测室的自由排放。在一些实施例中，装置是用于检测分析物的电化学装置，并且传感器包括电极。在一些实施例中，电极可以是离子选择性的。在一些实施例中，样本输入端口、感测室入口和液体收集通道被配置为当流路完成时避免感测室的自由排放，并且其中输入端口被配置为使得其为待施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于分析测试液体的微流体装置，其包括：传感器，其设置在感测室中；流路，其包括连接到所述感测室用于分别使液体进入和离开所述感测室的感测室入口和感测室出口，和样本输入端口，其与所述入口流体连通；液体收集通道，其位于所述出口下游；流路中断部，其位于所述感测室出口和所述液体收集通道之间，防止液体从上游流入所述液体收集通道，从而可以通过完成所述样本输入端口和所述液体收集通道之间的所述流路来激活所述装置；调理液，其从所述样本输入端口填充到所述流路中断部，使得所述传感器被液体覆盖并且未暴露于气体或气/液界面；其中，所述装置被配置成使得在所述装置激活之后，所述传感器保持未暴露于气体或气/液界面，并且将一个或多个体积的测试液体分别施加到所述输入端口的湿润表面提供足够的净驱动力，以将所述一个或多个体积的测试液体引入所述装置中并将缓冲液体置换到所述液体收集通道中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.06 GB 1611770.71.一种用于分析测试液体的微流体装置，其包括：传感器，其设置在感测室中；流路，其包括连接到所述感测室用于分别使液体进入和离开所述感测室的感测室入口和感测室出口，和样本输入端口，其与所述入口流体连通；液体收集通道，其位于所述出口下游；流路中断部，其位于所述感测室出口和所述液体收集通道之间，防止液体从上游流入所述液体收集通道，从而可以通过完成所述样本输入端口和所述液体收集通道之间的所述流路来激活所述装置；调理液，其从所述样本输入端口填充到所述流路中断部，使得所述传感器被液体覆盖并且未暴露于气体或气/液界面；其中，所述装置被配置成使得在所述装置激活之后，所述传感器保持未暴露于气体或气/液界面，并且将一个或多个体积的测试液体分别施加到所述输入端口的湿润表面提供足够的净驱动力，以将所述一个或多个体积的测试液体引入所述装置中并将缓冲液体置换到所述液体收集通道中。2.根据权利要求1所述的装置，其中，在激活之前，所述缓冲液从所述样本输入端口填充到所述流路中断部。3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述输入端口被配置为提供所述净驱动力。4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述输入端口被配置成便于改变施加到所述输入端口的所述体积的液体的形状，其中，所述净驱动力包括拉普拉斯压力。5.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，在所述装置的激活或引入所述一个或多个体积的测试液体之后，所述输入端口与所述下游收集通道液体连通，并向待施加到所述输入端口的一定体积的测试液体呈现湿润表面。6.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，在所述装置的激活或引入所述一个或多个体积的测试液体之后，所述输入端口处的压力基本上等于所述液体收集通道处的压力并且与所述液体收集通道处的所述压力相反。7.根据前述权利要求中任一项所述的微流体装置，其中，在所述装置的激活或引入所述一个或多个体积的测试液体之后，分别在所述液体入口和所述感测室处的界面，以及所述感测室和所述出口通道处的界面配置成避免液体从所述液体入口或所述感测室出口排出所述感测室，以避免在所述感测室中提供气/液界面。8.根据权利要求7中任一项所述的微流体装置，其中，所述装置还配置成使得在所述装置的激活或所述引入一个或多个体积的测试液体之后，所述入口端口与所述下游收集通道保持液体连通，而所述装置被倾斜。9.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其还包括可操作以激活所述装置的激活系统。10.根据前述权利要求中任一项所述的微流体装置，其中，所述装置还包括用于所述样本输入端口的可移除密封件。11.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述流路中断部包括闭合阀；且所述激活系统包括用...

【专利技术属性】
技术研发人员：大卫·沃特曼，
申请(专利权)人：牛津纳米孔技术公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB