用于处理流体的装置，包含： 包含许多第一流控部件的第一基底； 包含许多与第一流控部件相对应的第二流控部件的基底； 将许多第一流控部件和许多第二流控部件分隔的材料层；和 用于产生选择的电磁辐射的电磁产生装置，电磁辐射用于引导至材料层上的某个位置，该位置对应于源自许多第一流控部件和许多第二流控部件的至少一对相应的流控部件之间的材料层的一部分，所述选择的电磁辐射在使至少一对流控部件之间形成流体连通的位置上对材料层进行穿孔。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于化学、生物和 化处理或反应的微流控回路领域。更具体地，本专利技术公开了用于以可程控的方式在微结构中控制流体流动的装置和方法。
技术介绍
近年来，医药、生物工艺、化学和相关工业已越来越多地采用了用于进行各种反应和分析的微小腔室和通道结构。这些结构的优点包括小型化、空间上和试剂成本的节省，以及确保人们并行或串联地(即一个接一个)进行大量反应而没有人为干扰。到目前为止，微流控装置是用以实现micro-TAB(微总分析系统)的最有前途的候选物。通常，在此方向上的所有尝试的特征表现在两个方面依赖对流体输送起作用的力和依赖用于引导流体流动的机构。前者是指动力。后者是指阀，并构成了对许多基本操作必不可少的逻辑或模拟调节器，所述基本操作例如流体的体积定量测量、流体的混合、连接一套流体输入装置和一套流体输出装置、以足够紧的方式密封容器(根据应用连接气体或流体通道)以便储存流体、控制流体的流动速度。作为动力，现有技术公开了多种解决方案，包括动电的和电渗输送、机械微泵、外部压力、声能及向心力。本专利技术主要涉及、但不排它地，为向心装置。因此，涉及利用向心力装置的部分现有技术的概述包括Yamaji等人(EP00392475 A2)和Takase等人(EP00417305 A1)公开了一种基于旋转盘的流体样品分析仪；Kellogg等人(US6063589/WO0187485 A2)和Mian等人(US6319469，US21055812 A1)公开的用于在微流控系统中采用向心加速度以驱动流体移动的装置和方法；Kopf-Sill等人(US5160702)教导了一种具有改进的转子结构的分析仪；和Gordon(US5892577，US6256088，US6339473)教导了一种用于进行样品分析的装置和方法。通过阀的使用而具有控制流体流动能力的装置在本领域中是公知的，同时与其提供流体流动的实时控制和模拟调节的能力不同。作为一个实例，一些阀具有以模拟方式控制流体流动的能力、与热水龙头相似，一些阀的开关在开-闭状态之间切换而且反之亦然、这与灌溉调节器相似，一些阀具有单一的开-闭转换、如同电子安全开关一样，或者关-开转换，这与高压回路中的安全阀相似。现有技术的微流控阀装置存在着每一个阀的高成本、以及能够实现的集成尺度和复杂性的缺陷。不幸的是，在中级尺度范围内大多数现有技术装置的可靠性是令人怀疑的。此外，由阀的部件件和阀的功能导致的样品材料的变化，已加剧了其不可靠的性质，而且不能制造出具有可重复结果的微分析装置。现有技术的阀装置的设计使得它们的制造成本和复杂性，不适用于在“用后废弃型”和可大量制造的微分析装置范围内成本有效地使用。一些现有技术阀装置的概况如下所述Unger等人的美国专利US6408878(Unger)教导了弹性阀和泵系统，其中将第二弹性层粘接到第一弹性层的顶面上，从而在第一和第二弹性层间的第二凹陷中形成一个控制通道，同时将第一弹性层置于平面基底的上面，从而在第一弹性层和平面基底间的第一凹陷中形成一个流动通道。不幸的是，Unger受制于设计的复杂性和制造的成本。除了阀的复杂性以外，基于气压传动装置的控制系统不得不利用许多独立管线而被连接到各种阀上，而且其多路技术(为了比装置上实际的阀具有更少的控制管线，这是必需的)对回路的设计产生了影响并且需要精确的压力控制。Kellogg等人的专利申请US6302134教导了一种在微流控阵列中的热启动蜡阀(wax valve)。这种在微系统平台中的热启动蜡阀需要许多微流控部件，例如耐热元件、温度传感元件、混合结构，以便形成这些热启动的牺牲性蜡阀。除了在微流控回路上明显地占据表面以外，Kellogg的阀进一步地需要电子的纺锤形设计的转子，能够将电信号输送至微系统平台和从微系统平台输出电信号。Kellogg的阀的要求及复杂性使得其不能实际地应用于微分析系统中。此外，由阀致动产生的废弃物能够污染相关的样品。另外，通过热传导最初传递给蜡的热量阻碍了毛细管。在此情况下，通过传导和对流也不可避免地将热量传递给芯片和流体。这在大多数生物应用中是不期望的，其中样品可能明显地被热量降解。另一种现有技术的阀系统可在Kellogg等人的美国专利US6134248(Kellogg‘248)中找到。Kellogg‘248教导了一种需要向心加速度以驱动微流控系统中流体的毛细管微阀。Kellogg‘248的阀装置仅能够用于具有向心加速度的装置中，而且也受制于其制造的难度。另一种现有技术的装置为Kellogg等人的US2002/0097632 A1(Kellogg申请的)，其公开了一种双向流动的离心微流控装置。Kellogg申请中的阀特别地提供了微系统平台，所述微系统平台用于当流体流动是由旋转产生的离心力而激发时，在平台的表面上实现一种或多种流体的有效混合。此种双向流动系统的使用仅限于离心驱动的微分析系统内的混合系统。许多其他现有技术的装置已试图改进用于微分析平台的阀装置，例如Onishi等人(US5547472)教导了一种具有药物注射孔的导管；Derand等人(WO00102737 A1)(Derand)教导了聚合物阀。在Derand的阀中使用的聚合物的一个重要特征是，阀是以可逆的方式从膨胀状态到收缩状态而开闭或反之亦然，从而使聚合物的选择(及其生物相容性)局限于特定类型的材料中。此外，可以预见在毛细管中有管塞，使得装置的制造更加昂贵而且不适于大量生产，因为不得不要制造每一个阀并将其置于回路中。Larsson等人(WO99/58245)公开了一种微流控装置，其中通过具有不同表面特征的装置不同表面控制流体的流动；McNeely等人(US2002/0033193)公开了用于微流控流动控制的遥控阀，Williams(US2001/0054702 A1)教导了用于微流控结构中的阀，Parce等人(US 6,379,974)教导了微流控装置和系统，其使用电动材料输送系统以便选择性地控制和引导材料的输送。不幸的是，所有这些装置遭遇到其控制系统的复杂性、设计、可靠性、高制造成本以及限定于给定类型流体的应用。现有技术装置中的另一种解决方法在Limon等人的美国专利号US5869002(Limon)中示出，其中的分析卡片包含由易碎的隔板分隔的相互分开的两个腔室，该隔板排列在分析卡片内并由吸收剂、优选塑料制成，用于吸收具有至少预定波长的光能并将其转化为热能，而能够去除易碎的隔板由此使得流体在两个腔室间连通。不幸的是，Limon也具有一些缺陷。Limon的阀被限定于某些构型内而不适用于众多的微分析平台。更重要的是，在Limon中需要的光能是如此的强烈而持久，以致于使得邻接的腔室内相关的流体或样品产生了变化。为了克服这种变化，Limon等人教导了在易碎的隔板周围使用凹腔，以保护分析卡片中的液体循环避免过早或过度加热。Limon的阀装置也遭遇了其构型的固定性以及对各种微分析平台、例如旋转盘或中等尺度装置缺少适应性。不幸的是，Limon所要求的构型并不适合经济的制造方法。现有技术的微流控回路的另一个缺点是难以协调完全可程控和可成构型的装置形式的灵活性与制造和操作形式的简单性。为了通过微流控回路控制流体的流动而提供了阀。现本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：皮耶罗·祖凯利，巴尔特·范德维维尔，
申请(专利权)人：斯宾克斯公司，
类型：发明
国别省市：
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