用于夹持微流体器件的装置和方法制造方法及图纸

适用于夹持至少一个微流体器件(10)的装置(1)包括：具有流体入口(24)的流体密封室(20)，该室(20)配置为容纳微流体器件(10)，该微流体器件将通过在室(20)中的夹持流体的压力的作用下，微流体器件(10)的至少一个可变形部件的压缩而被夹持，灌注流体管理系统(8)，其配置为调节微流体器件(10)中的灌注流体的压力，使得在夹持操作期间，室(20)中的夹持流体的压力严格高于微流体器件(10)中的灌注流体的压力。的压力。的压力。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于夹持微流体器件的装置和方法


[0001]本专利技术涉及用于夹持至少一个微流体器件的装置和方法。
[0002]在微流体领域，已知是使用化学粘合或机械系统来夹持微流体器件，例如带有螺栓的刚性板、C形夹具、磁体或轴和杠杆。化学粘合方法在相容材料和容许压力范围方面受到限制。为了实现均匀的夹持压力以及由此实现均匀的密封，机械系统依赖于精确且坚固的几何形状和调整。
[0003]正是这些缺点，本专利技术意在更具体地通过提出一种用于夹持至少一个微流体器件的装置和方法来补救，使得可以利用装置的简单结构确保在微流体器件的整个表面上的均匀的夹持力，从而确保均匀的密封，本专利技术的装置和方法还提供了对微流体器件的访问，例如用于监测目的，并且使得可以在需要(可能具有高密度的微流体器件)时共同夹持多个微流体器件。

技术实现思路

[0004]出于此目的，本专利技术的主题是一种用于夹持至少一个微流体器件的装置，所述装置包括：
[0005]‑
具有流体入口的流体密封室，该室配置为容纳微流体器件，该微流体器件将通过在室中的夹持流体的压力作用下，微流体器件的至少一个可变形部件的压缩而被夹持，
[0006]‑
灌注流体管理系统，其配置成调节微流体器件中的灌注流体的压力，使得在夹持操作期间，室中的夹持流体的压力严格高于微流体器件中的灌注流体的压力。
[0007]根据一个实施例，灌注流体管理系统包括至少一个压力控制器。使用压力控制器而不是体积泵或其他压力控制不佳的流量发生器，确保了灌注流体的流量稳定，并且改进了对每个微流体器件中灌注流体的压力的控制，这是夹持的关键。特别地，电子压力控制器作为利用电子反馈回路控制的压力发生器，允许对灌注流体的压力进行较好的瞬时控制。
[0008]根据一个实施例，该装置包括：夹持流体管理系统，其配置为调节室中的夹持流体的压力；以及控制单元，其配置为驱动夹持流体管理系统和灌注流体管理系统两者，使得在夹持操作期间，室中夹持流体的压力严格高于微流体器件中灌注流体的压力。这种实施例中，控制单元配置成驱动夹持流体管理系统和灌注流体管理系统两者，使得可以根据其灌注条件来调节对微流体器件的夹持，从而确保在任何工作条件下的有效夹持。控制单元可以包括多个协同工作的控制模块。
[0009]因此，本专利技术的具体实施例是用于夹持至少一个微流体器件的装置，所述装置包括：
[0010]‑
具有流体入口的流体密封室，该室配置为容纳微流体器件，该微流体器件将通过在室中的夹持流体的压力作用下，微流体器件的至少一个可变形部件的压缩而被夹持，
[0011]‑
灌注流体管理系统，其配置成调节微流体器件中的灌注流体的压力，使得在夹持操作期间，室中的夹持流体的压力严格高于微流体器件中的灌注流体的压力，其中灌注流体管理系统(8)包括至少一个压力控制器，
[0012]‑
夹持流体管理系统，其配置为调节室中的夹持流体的压力，该夹持流体管理系统包括经由导管连接到室的流体入口的压力源，以及
[0013]‑
控制单元，其配置成驱动夹持流体管理系统和灌注流体管理系统两者，使得在夹持操作期间，室中的夹持流体的压力严格高于微流体器件中的灌注流体的压力。
[0014]在本专利技术的框架内，微流体器件可以是单个微流体芯片或微流体芯片的堆叠。微流体芯片通常包括横截面面积等于或小于0.5mm2的内部通道。微流体芯片可以是单片的，通道形成在构成芯片的材料中。作为变体，微流体芯片可以包括在其间限定通道的背板和盖板。在这种情况下，背板和盖板中的每一个可以是例如由玻璃或刚性聚合物(例如聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或环烯烃共聚物(COC))制成的刚性板，或者可以是例如由硅树脂制成的弹性板。当微流体芯片的背板和盖板两者都是刚性板时，微流体芯片可以包括背板与盖板之间的例如由聚二甲基硅氧烷制成的弹性密封件。
[0015]在任一上述配置中，微流体芯片可能由于通道内部与外部之间的压力差而发生变形。在单片微流体芯片的情况下，通道中的过压可能导致通道体积的增加和构成芯片的材料的变形，容易导致材料的破裂和可能产生泄漏的裂缝或通道的出现。在微流体芯片包括多个部件的情况下，这些部件可以是刚性部件和/或弹性部件，通道中的过压可能导致微流体芯片的构成部件的变形及其相对位移，这里也容易导致出现可能产生泄漏的通道。在这些情况中的任何一种情况下，通过至少一个可变形部件在室中的夹持流体的压力的作用下的压缩，微流体芯片能够被夹持，即，微流体芯片的通道能够关闭，该至少一个可变形部件在通道中过压的作用下变形，该通道在单片微流体芯片的情况下是构成芯片的材料，或者在芯片为多个的情况下，是芯片的至少一个刚性或弹性构成部分。
[0016]在本专利技术的框架内，容纳在室中的夹持流体可以是气体、液体或它们的组合。在微流体器件中循环的灌注流体可以是气体、液体、凝胶或半凝胶流体或它们的组合。灌注流体的示例包括例如气体混合物、水性颗粒或细胞悬浮液、非水性颗粒悬浮液、多相液体、水性或非水性溶液、凝胶或半凝胶颗粒或细胞悬浮液。几种灌注流体可以在微流体器件中循环，在这种情况下，多条灌注管线可以有利地用来彼此独立地处理不同灌注流体的循环。
[0017]根据本专利技术的装置使得可以通过在室中的夹持流体的压力的作用下，微流体器件的至少一个可变形部件的均匀和全向压缩，对容纳在室中的一个或每个微流体器件进行夹持，从而确保最佳的夹持均匀性。因此，即使对于高工作灌注压力或在微流体器件的通道中存在压力差或压力梯度的情况下，也可以防止微流体器件中的泄漏或破裂。
[0018]非常有利的是，根据本专利技术的装置还使得可以在同一个室中共同执行对多个微流体器件的夹持。施加在存在于室中的每个微流体器件上的净夹持力，即由室中的夹持流体的压力与微流体器件中的灌注流体的压力之间的压力差产生的净夹持力能够被容易地控制。在微流体器件包括弹性背板和/或弹性盖板的情况下，夹持压力也是有利的，因为它可以减小使用时微流体器件内部与外部之间的压力差，从而减小弹性材料的变形并限制微流体器件的通道体积的变化。
[0019]根据一个实施例，室中的夹持流体的压力与微流体器件中的灌注流体的压力之间的差保持为等于或高于0.05巴，优选地等于或高于0.1巴。这种最小压差确保微流体器件的可变形部件被充分压缩，以保证微流体器件在常规工作条件下的密封。此外，这种压力差确保在泄漏的情况下，没有流体能够流出微流体器件，这在灌注流体包含危险物质时特别有
利。
[0020]根据一个实施例，控制单元配置为从压力传感器接收室中的夹持流体的压力的测量结果和微流体器件中的灌注流体的压力的测量结果，并且根据接收的测量结果驱动夹持流体管理系统，并且也可能驱动灌注流体管理系统。以这种方式，能够执行对微流体器件中灌注流体的压力和室中夹持流体的压力的相对调节，以便最佳地密封微流体器件。在一个实施例中，室中的夹持流体的压力能够保持在固定值，而微流体器件中的灌注流体的压力能够进行连续调节，以便最佳地密封微流体器件。在另一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于夹持至少一个微流体器件(10)的装置(1)，所述装置(1)包括：
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具有流体入口(24)的流体密封室(20)，所述室(20)配置为容纳微流体器件(10)，所述微流体器件将通过在室(20)中的夹持流体的压力的作用下，微流体器件(10)的至少一个可变形部件(11，12，13；17)的压缩而被夹持，
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灌注流体管理系统(8)，其配置为调节所述微流体器件(10)中的灌注流体的压力，使得在夹持操作期间，室(20)中的夹持流体的压力严格高于微流体器件(10)中的灌注流体的压力，其中，所述灌注流体管理系统(8)包括至少一个压力控制器(817，818)，
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夹持流体管理系统(6)，其配置为调节室(20)中的夹持流体的压力，所述夹持流体管理系统(6)包括经由导管(64)连接到室(20)的流体入口(24)的压力源(62)，以及
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控制单元(61，80)，其配置为驱动所述夹持流体管理系统(6)和所述灌注流体管理系统(8)两者，使得在夹持操作期间，室(20)中的夹持流体的压力严格高于微流体器件(10)中的灌注流体的压力。2.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述室(20)配置为在其内部体积中容纳多个微流体器件(10)，所述多个微流体器件将在室(20)中的夹持流体的压力的作用下被共同夹持。3.根据前述权利要求中任一项所述的装置，包括至少一个有源系统(5)，所述有源系统配置为在夹持操作期间，通过微流体器件(10)的至少一个壁监测容纳在室(20)中的微流体器件(10)的所含物和/或对容纳在室(20)中的微流体器件(10)的所含物施加诱导。4.根据权利要求3所述的装置，包括用于使容纳在室(20)中的微流体器件(10)和有源系统(5)相对于彼此移位的移位系统(7)，以便在夹持操作期间将所述有源系统(5)定位在所述微流体器件(10)的通道(14)附近。5.根据权利要求3或4所述的装置，包括：监测系统(5)，其配置为在夹持操作期间，监测容纳在室(20)中的微流体器件(10)的所含物；以及控制模块(80)，其配置为根据所述监测系统(5)的测量结果驱动所述灌注流体管理系统(8)。6.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述室(20)包括装载开口(25)，用于将微流体器件(10)装载到室(20)中以及将所述微流体器件从所述室中移出，在夹持操作期间，所述装载开口(25)被流体密封地封闭。7.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述室(20)配置为在其内部体积中仅容纳所述灌注流体管理系统(8)的一部分，所述装置(1)包括至少一个套筒(3；3
’
)，所述至少一个套筒配置为在夹持操作期间定位在室(20)的壁的开口(25)中，以便允许连接所述微流体器件(10)与所述灌注流体管理系统(8)的至少一个管(82，82
’
，87)的流体密封通...

【专利技术属性】
技术研发人员：热雷米，
申请(专利权)人：阿斯特拉维斯公司，
类型：发明
国别省市：