微流体装置和用于处理液体的方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于处理液体（105）的微流体装置（100）。所述微流体装置（100）具有带气动腔（115）的至少一个气动基本（110）和带用于容纳液体（105）的流体腔（125）的流体基板（120）。流体腔（125）与气动腔（115）对置布置。此外，微粒体装置（100）还具有柔性膜（130），所述柔性膜布置在气动基板（110）和流体基板（120）之间。柔性膜（130）构造用于将至少部分延伸进入流体腔（125）的流体室（135）与至少部分延伸进入气动腔（115）的气动室（140）流体地彼此分开。微流体装置（100）还包括用于施加第一气动压力到气动室（140）上的第一气动通道（145）和用于施加第二气动压力到气动室（140）上的第二气动通道（150）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】微流体装置和用于处理液体的方法
本专利技术涉及按照独立权利要求所述类型的一种装置或一种方法。
技术介绍
在微流体装置中处理液体时，有待处理的液体的流动情况可能十分重要。为了影响在微流体装置中的液体的流动情况，微流体装置可以成形用于，利于促进生成特定的流动情况。DEUS9463460说明了微流体装置的微通道的不同的几何实施方式，它们可能在处理液体时利于形成由最初的两个层流构成的一个湍流。
技术实现思路
在这个背景下，用在此提出的解决方案提出了按照独立权利要求所述的一种微流体装置和一种方法。通过在从属权利要求中阐述的措施实现了在独立权利要求中说明的装置的有利的扩展设计和改进方案。液体可以有利地借助气动压力加以处理、例如加以传递或混合。微流体装置为此包括柔性膜，所述柔性膜借助气动的致动可以开始振动运动。通过膜的振动可以使液体运动并且可以有针对性地产生有待处理的液体的限定的湍流的流动情况。视应用情形而定，微流体装置可以用于处理一种或多种不同的液体。同时处理多种液体可以例如用于混合液体。有针对性地设定有待处理的液体的流动情况对多个微流体的和诊断性的应用而言是有利的。在此处提出的解决方案中，设定流动情况有利地借助施加气动压力尽可能与微流体装置的几何形状无关地进行，由此使微流体装置和相应的方法能多样化地使用和组合。因此有利地能特别有效地处理液体。此外还能通过借助柔性膜有针对性地设定有待处理的液体的地点和时间上受限的湍流的流动情况有利地最小化在有待处理的液体中的空气泡的形成。在此可以有利地在腔中进行液体的处理、例如混合，这实现了紧凑的构造方式。此外，伴随在相同的微流体腔中有针对性地设定分层的和湍流的流动分成的和涡流的流动地处理液体可能是有利的，以便例如从液态的病人样本、例如血中，通过缓冲器混合和析出血细胞或循环肿瘤细胞，并且紧接着在分层流动中经重力推动地或者通过施加磁场富集和分离。提出了一种用于处理至少一种液体的微流体装置。该微流体装置具有至少一个气动基板、流体基板、柔性膜和第一气动通道及第二气动通道。气动基本包括气动腔。流体基板包括用于容纳液体的流体腔。流体腔与气动腔对置布置。柔性膜布置在气动基板和流体基板之间。柔性膜构造用于，将至少部分延伸进入流体腔的流体室和至少部分延伸进入气动腔的气动室流体地彼此分开。第一气动通道构造用于将第一气动压力施加到气动室上并且第二气动通道构造用于将第二气动压力施加到气动室上。微流体装置可以例如涉及用于也称为“芯片上的实验室系统”的芯片实验室的装置。芯片实验室可以指的是这样一种微流体系统，在该微流体系统中，宏观实验室的整个功能可以安装在芯片实验室筒的一个例如信用卡大小的塑料基板上并且复杂的生物、诊断、化学或物理过程可以微型化地在该微流体系统中运行。借助微流体装置可以例如在芯片上提供或运输液体。有待处理的液体可以例如指的是液体试剂，如含盐类的溶液、含乙醇的溶液或水溶液，或者可以指的是除垢剂或干试剂，如冻干物质或盐类。借助柔性膜的偏转可以至少部分挤压液体或者可以例如打开或关闭阀。微流体装置包括气动基板和流体基板。为此，微流体装置可以具有聚合的多层结构，其由至少两个聚合物基板构成，所述聚合物基板例如通过柔性膜分成气动平面和流体平面，即气动基板和流体基板。也可以取代聚合物使用其它合适的材料用于基板。气动基板和流体基板备选也可以一体地成形。柔性膜可以是聚合物膜，例如热塑性弹性体。柔性膜可以构造用于，响应用于处理液体的气动压力施加地振动或振荡。通过这种振动可以在液体中在对置的流体室中有利地产生湍流的流动情况。通过第一或第二气动通道施加的第一或第二气动压力，可以涉及能借助气动压力介质、例如压缩空气或氮气产生的压力。第一和第二气动压力可以例如具有相同的或不同的压力水平。例如可以通过施加第一气动压力和不同于第一气动压力的第二压力产生限定的压差，以便使柔性膜为了处理液体而开始振动的或振动的运动。第一气动通道和/或第二气动通道按照一个实施方式可以通入气动腔。第一和第二气动压力例如可以通入气动腔的气动室。第一和第二气动压力因此例如可以通过将流体的压力介质导入到气动腔中而被特别有效地施加，以便使膜开始振动运动。此外，第一气动通道和/或第二气动通道按照一个实施方式可以导引通过气动腔的与膜对置的盖。气动腔为此可以例如具有聚合物覆盖层作为盖，盖可以例如也是气动基板的一部分。盖可以成形用于在与膜对置的侧面上微流体地封闭气动腔。可以极为简单地创建相应的通道。按照另一个有利的实施方式，第一气动通道和第二气动通道在气动腔的彼此对置的侧面处通入到气动腔中。这例如是有利的，以便能这样来施加第一和/或第二气动压力，使得柔性膜例如借助在气动室中施加一个关于流体室的压力的负压或超压而同时朝气动室或流体室的方向拱曲，从而例如借助压力将液体导入到流体腔中。当气动通道彼此尽可能远地间隔开地通入到气动腔中时，膜的一个尽可能大的区段可以被导引通过气动通道的压力介质扫过并且因此开始振动。第二气动通道备选可以居中地通入气动腔。为此，第二气动通道例如居中地布置在气动腔的与膜对置的侧面上并且导引通过气动腔的盖。第二气动通道的这种布置可以例如有利于柔性膜通过在第一和第二气动通道之间产生压差而特定地偏转。第一和/或第二气动通道按照一个实施方式可以具有小于0.5mm2的横截面积。当流过第一和/或第二气动通道的气动压力介质、例如压缩空气，通过相应的横截面积例如从喷嘴流入气动室中时，有利地可以特别有效地达到柔性膜的振动。因此可能有利于通过柔性膜的振动生成液体的涡流和波动，这可能对处理液体、例如混合液体是有利的。按照一个实施方式，微流体装置此外还包括用于将所述液体或至少另一种液体导入到流体室中的流体毛细管。该流体毛细管可以通入流体室。该流体毛细管可以例如与柔性膜成一个扁平的角地或者平行于柔性膜地通入到流体室中。流体毛细管可以例如也用于将液体从流体室导出，或者流体室可以具有另一个输出开口。按照一个实施方式，第一气动通道可以包括气动毛细管。该气动毛细管可以成形用于，将压力沿着膜导入到气动室中。气动毛细管可以例如与柔性膜成一个扁平角地通入到气动室中。气动毛细管为此可以例如具有一个空腔。气动毛细管可以例如导引通过气动基板或者通过流体基板。第一气动通道还可以例如具有导入例如形式为流体的压力介质的压力的开口，其中，该开口布置在气动基板的与膜对置的侧面上。形式为流体的压力介质的压力可以沿着膜导入到气动室中，压力介质例如是压缩空气或氮气的形式。这个实施方式是有利的，因为当压力介质以扁平的角或者在松弛的膜的平面中导入到气动室中时，能特别有效地达到柔性膜的振动。流体基板可以具有通入流体腔的凹槽。在此，膜可以偏转进入该凹槽，以便形成气动毛细管作为布置在气动基板和膜之间的可变的区域。气动毛细管因此可以构造成这样一个区域，在该区域中，柔性膜没有与气动基板连接并且可以离开这个气动基板地偏转。通过偏转的膜的复位力可能有利地利于振荡。按照另一个有利的实施方式，流体毛细管可以通入凹槽，其中，膜将第一气动通道流体地与流体毛细管分开。有利本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于处理至少一种液体（105；205、207；305、306）的微流体装置（100），其中，所述微流体装置（100）具有至少下列特征：/n带有气动腔（115）的气动基板（110）；/n带有用于容纳液体（105；205、207；305、306）的流体腔（125）的流体基板（120），其中，流体腔（125）与气动腔（115）对置布置；/n柔性膜（130），所述柔性膜布置在气动基板（110）和流体基板（120）之间，并且构造用于将至少部分延伸进入流体腔（125）的流体室（135）与至少部分延伸进入气动腔（115）的气动室（140）流体地彼此分开；和/n用于施加第一气动压力到气动室（140）上的第一气动通道（145）和用于施加第二气动压力到气动室（140）上的第二气动通道（150）。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180327 DE 102018204633.61.用于处理至少一种液体（105；205、207；305、306）的微流体装置（100），其中，所述微流体装置（100）具有至少下列特征：
带有气动腔（115）的气动基板（110）；
带有用于容纳液体（105；205、207；305、306）的流体腔（125）的流体基板（120），其中，流体腔（125）与气动腔（115）对置布置；
柔性膜（130），所述柔性膜布置在气动基板（110）和流体基板（120）之间，并且构造用于将至少部分延伸进入流体腔（125）的流体室（135）与至少部分延伸进入气动腔（115）的气动室（140）流体地彼此分开；和
用于施加第一气动压力到气动室（140）上的第一气动通道（145）和用于施加第二气动压力到气动室（140）上的第二气动通道（150）。


2.按照权利要求1所述的微流体装置（100），其中，所述第一气动通道（145）和/或所述第二气动通道（150）通入所述气动腔（115）。


3.按照前述权利要求中任一项所述的微流体装置（100），其中，所述第一气动通道（145）和/或所述第二气动通道（150）导引通过所述气动腔（115）的与所述膜（130）对置的盖（160）。


4.按照前述权利要求中任一项所述的微流体装置（100），其中，所述第一气动通道（145）和所述第二气动通道（150）在所述气动腔（115）的彼此对置的侧面处通入到所述气动腔（115）中，或者其中，所述第二气动通道（150）居中地通入所述气动腔（115）。


5.按照前述权利要求中任一项所述的微流体装置（100），其中，所述第一气动通道（145）和/或所述第二气动通道（150）具有小于0.5mm2的横截面积。


6.按照前述权利要求中任一项所述的微流体装置（100），带有用于将至少一种液体（105；205；305）导入到所述流体室（135）中的流体毛细管（165）。


7.按照前述权利要求中任一项所述的微流体装置（100），其中，所述第一气动通道（145）包括气动毛细管（605），并且其中，所述气动毛细管（605）成形用于将压力沿着所述膜（130）导入到所述气动室（140）中。


8.按照权利要求1至6中任一项所述的微流体装置（100），其中，所述流体基板（120）具有通入所述流体腔（125）的凹槽（705），其中，所述膜（130）能偏转进入所述凹槽（705），以便形成气动毛细管（605）作为布置在所述气动基板（110）和所述膜（130）之间的可变的区域。


9.按照权利要求8所述的微流体装置（100），其中，所述流体毛细管（165）通入所述凹槽（705），其中，所述膜（130）将所述第一气动通道（145）流体地与所述流体毛细管（165）分开。


10.按照前述权利要求中...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·卡塞尔，C·多雷尔，D·祖拉提斯，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE