带有至少一个保持装置的微流体装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种微流体装置（１；３３；４３；４９；５１；５３），包括至少一个输入端口（４５）、连接到所述输入端口（４５）的至少一条流路（７、３９）以及连接到所述流路（７、３９）的至少一个流体分离元件（１０），其中所述流体分离元件（１０）包括填充材料（１３）并适于对流体的不同成分进行分离，其中，所述微流体装置（１；３３；４３；４９；５１；５３）包括至少一个保持装置（２；２３；７３；７５；８１），用于将所述流体分离元件（１０）的填充材料（１３）固定在适当位置并保护所述微流体装置（１；３３；４３；４９；５１；５３）以免残余物污染被分析物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般地涉及用于在微流体装置上对物质进行化学、物理和/或生物方式的分析、分离或合成的微流体试验技术。它特别涉及用于对流体进行成分分离的微流体装置。更具体地说，本专利技术涉及用于微流体装置的微流体色谱柱过滤器和电泳柱过滤器，和/或保持装置。此外，本专利技术还涉及生产微流体装置的方法。
技术介绍
例如，在通常的细胞内有几千种功能不同的蛋白质。现已提出了多种技术用于对这些细胞蛋白进行分析，例如二维电泳或液相色谱，随后进行质谱分析。本领域已知多种色谱技术，例如反相液相色谱法、等度液相色谱法、梯度液相色谱法等。在流动相携带样品分子经过色谱床(固定相)时，样品分子与固定相表面相互作用，发生色谱分离。在本领域中进行了很多努力以使分离系统小型化，因为这种小型系统通常具有更好的分析性能特性。它们具有比较简单的结构，并且在理论上制造便宜。实际上，这种小型微流体装置必须满足各种要求，例如在尽可能恒定的截面情况下死体积较小且流路较短、高耐用性以及稳定的质量。为了实现这些要求，必须采用精密并因此比较昂贵的生产工艺，例如必须将固定相尽可能稠密地插入微流体装置。用于执行分离处理的装置例如US2003/0017609A1中所述。液相色谱技术通常需要使液相流体在压力驱动下经过固定相。通常采用机械泵或其他类型的泵来产生压力驱动样品经过柱。由于在填充柱内有巨大的压降，所以需要相当高的压力来对样品进行洗提。在对样品进行引入和/或分析期间，固定相可能发生不期望的位移。为了解决这些问题，提出了微流体装置，例如US2003/0150792A1、US6267884B1、美国申请(2004年4月9日提交，尚未公开，律师号为10030363)或WO01/38865A1中所述。不过可以看到，尽管进行了这些努力，但是提出的解决方案还不够有效。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种改进的小型微流体装置。此外，本专利技术的另一个目的是提供微流体装置的一种改进的生产工艺。专利技术目的是通过独立权利要求而实现的。从属权利要求给出了优选实施方式。本专利技术涉及一种微流体装置，它包括至少一个输入端口、连接到输入端口的至少一条流路以及连接到流路的至少一个流体分离元件。流体分离元件包括填充材料并适于对流体中的不同成分进行分离。该装置的特征在于适于保持住流体分离元件中填充材料的至少一个保持装置。实施方式可以包括以下的一项或多项。在本申请中，保持装置被理解为用于将填充材料保持和/或限制和/或维持在微流体装置中适当位置的任何装置和/或设计。应当理解，在说明书全文中，无论何处使用了术语封闭、密封、关闭等对保持装置进行说明，都应当理解，可以通过使用半渗透性材料或流体可渗过的材料进行选择性的封闭、密封、关闭。流体分离元件可以包括液相色谱或电泳所用的固定相，固定相包括填充材料。保持装置可以将作为固定相的填充材料维持在柱中的适当位置，并可以使填充材料避免例如由颗粒引起的任何污染，所述颗粒例如分析流路中先前的分析设备磨损和/或制备不当的样品所造成的污染物颗粒。保持装置可以用于任何种类的微流体设备。在优选实施例中，流体分离元件包括柱，所述的柱适于执行液相色谱处理并含有粒状或颗粒形式的和/或多孔的材料。实施方式还可以包括下面的一项或多项。粒状材料可以通过烧结、键合、胶合、热处理、分解和/或辐射而填塞、维持在适当位置。好处是这样可以改变用于形成保持装置的粒状材料的结构、情况和/或状态。优选地，可以在微流体装置内的流体分离元件中改变粒状材料特别是玻璃、硅胶或聚合物粉末的结构、情况和/或状态。粒状材料可以由多孔单体聚合材料包裹或与之相接以实现保持装置。实施例可以包括下面的一项或多项。微流体装置的流路可以包括至少一个收窄段以填塞填充材料。填充材料在收窄段形成堵塞。填充材料由此固定在柱中并避免受到任何不期望的位移或被固体材料污染。填充材料包括具有平均颗粒尺寸的颗粒。流路的直径，特别是截面的最大尺寸，在收窄段至少减小到粒状材料最小颗粒尺寸的5倍，特别是2倍，优选为大于0.1倍以便造成填充物质的填塞并形成堵塞。除了填充材料中的分析材料，例如玻璃珠、硅胶珠或聚合粉末等过滤材料也可以成为堵塞。优选地，流路包括至少两条并行连接的冗余收窄段。在这些收窄段中任意一个发生阻塞的情况下，还可以由另一条来保证连接到收窄段的微流体柱的功能。实施例还可以包括下列的一项或多项。优选地，微流体装置包括用于向装置填入材料的开口。开口可以连接到流体分离元件，例如大致在流体分离元件的中部。流体分离元件可以在两个端点由两个串联的收窄段关闭。收窄段通过流体分离元件串联。收窄段包括由流体分离元件内填充材料构成的流体可渗过的堵塞，用于实现将流体分离元件的填充材料维持在适当位置的过滤器或保持装置。在填充流体分离元件之后，可以用合适的封闭物将开口封闭。优选地，开口提供了微流体装置的输入端口。填充材料可以经过该开口填充例如注入流体分离元件中。优选地，开口包括圆锥形部分。该部分可以是微流体装置的一体组成部分，也可以是在将填充材料填入流体分离元件之后镶嵌在输入端口中的。填充材料可以在该部分形成堵塞以封闭流体分离元件的第一端点。流体分离元件的第二端点可以通过例如一个收窄段或通过至少两个并行连接的冗余收窄段来密封。成对的、至少两个并行连接的冗余收窄段可以经过流体分离元件或流体分离元件的终点串联。实施例还可以包括下面的一项或多项。保持装置可以由微流体筛实现，特别是包括具有微孔、多孔聚酰亚胺和/或平板压延箔的结构板。样品可以经过筛，但是填充材料不能。作为附加的外部部件，筛可以牢固地压靠到微流体装置和/或通过键合、粘接、胶合、附着等方式连到微流体装置，并将填充材料维持在适当位置而不影响流体分离元件中固定相的功能。筛还可以保护微流体装置免受可能对其造成污染的颗粒的影响。对流体分离元件进行填充所需的比较大的开口可以由所述的筛容易地覆盖。本专利技术还涉及一种方法，用于生产带有保持装置过滤器的微流体装置。首先，经过微流体装置的开口将粒状材料填入流体分离元件，例如微流体装置的柱中。此后，至少在两个端点处密封微流体装置，然后通过密封或使用盖子进行封闭。实施例可以包括下面的一项或多项。开口的尺寸要大到向微流体装置的流体分离元件填入填充材料所需的大小。填充材料不必经过连接到流体分离元件的端口和流路进行传输。端口和流路的尺寸可以根据微流体装置要执行的微流体处理的规范来定。优选地，直径小于5μm的微流体流路和端口对于传输本领域已知的填充材料来填充流体分离元件就太窄了。可以通过烧结、键合、胶合、分解、热处理、化学处理和/或辐射处理来就地或在装置中改变粒状材料的状态，以使流体分离元件的填充材料或固定相固定下来。优选地，只为此对靠近流体分离元件端点的材料进行处理。或者，可以就把材料填塞在终点处来封闭流体分离元件或实现保持装置。本专利技术还涉及用于生产带有保持装置的微流体装置的另一种方法。首先，经过微流体装置的开口将分析材料填入流体分离元件，例如微流体装置的柱中。此后，经过开口填入密封材料或过滤材料用于密封流体分离元件。随后，通过光引发的或热引发的聚合过程改变过滤材料的结构和/或状态。实施例可以包括下面的一项或多项。优选地，通过暴露于紫外辐射使过滤材料的结构和/或状态改变。经过改变的材料构成了保持本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微流体装置（１；３３；４３；４９；５１；５３），包括至少一个输入端口（４５）、连接到所述输入端口（４５）的至少一条流路（７、３９）以及连接到所述流路（７、３９）的至少一个流体分离元件（１０），其中所述流体分离元件（１０）包括填充材料（１３）并适于对流体的不同成分进行分离，其中，所述微流体装置（１；３３；４３；４９；５１；５３）包括至少一个保持装置（２；２３；７３；７５；８１），所述保持装置适于保持住所述流体分离元件（１０）的填充材料（１３）。

【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：简艾克霍夫，帕特里克米勒，乔斯莫拉弗拉特，卡斯特恩卡埃扎克，凯文济伦，洪峰尹，
申请(专利权)人：安捷伦科技有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]