【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】微流控温度控制系统
[0001]优先权声明
[0002]本申请要求于2020年3月10日提交的序列号为62/987,467的美国临时申请的优先权，其内容通过引用整体并入本文。
技术介绍
[0003]温度控制，诸如加热和冷却，是微流控芯片设计和制造中的相关参数。温度控制对于各种生物和化学反应都很重要，包括酶促反应，诸如聚合酶链式反应(PCR)、重组酶聚合酶扩增(RPA)、环介导等温扩增(LAMP)、定量PCR(qPCR)、液滴数字PCR(ddPCR)、脱氧核糖核酸(DNA)连接、核糖核酸(RNA)逆转录和其他反应。化学反应(例如染料标记、标签切割和二硫键还原)通常在受控温度下进行。微流控反应环境中的液体试剂通过微芯片或微电池的直接加热和冷却来加热和冷却，例如，使用Peltier(热电冷却)或电阻加热器以目标加热或冷却速率来加热和冷却。
技术实现思路
[0004]我们在此描述了一种能够有效、精确地控制系统中的流体温度的微流控系统。这些系统包括流体连接到微流控室的微流控通道。每个通道中的所述流体被独立加热或冷却到目标温度，并...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种微流控系统，包括：微流控室，其限定在所述微流控系统的衬底中；多个微流控通道，其中，每个微流控通道流体连接到所述微流控室；和多个温度控制装置，其中，每个温度控制装置设置为与相应的一个微流控通道的壁接触，并配置为加热或冷却所述微流控通道中的流体。2.根据前述权利要求中任一项所述的微流控系统，包括多个泵，每个泵配置为将流体从相应的一个微流控通道泵送到所述微流控室中。3.根据前述权利要求中任一项所述的微流控系统，包括多个阀，每个阀沿着相应的一个微流控通道设置。4.根据前述权利要求中任一项所述的微流控系统，包括温度控制系统，所述温度控制系统配置为控制所述多个温度控制装置的操作。5.根据权利要求4所述的微流控系统，其中，所述温度控制系统配置为实现所述多个温度控制装置的闭环反馈温度控制。6.根据权利要求4或5所述的微流控系统，其中，所述温度控制系统包括多个温度传感器，每个温度传感器设置成与相应的一个温度控制装置接触。7.根据权利要求6所述的微流控系统，其中，所述温度控制系统包括一个或更多个微控制器或微处理器，所述微控制器或微处理器配置为基于来自相应的温度传感器的信号来控制每个温度控制装置的操作。8.根据权利要求4至7中任一项所述的微流控系统，其中，所述温度控制系统配置为独立于每个其他温度控制装置的操作来控制每个温度控制装置的操作。9.根据权利要求4至8中任一项所述的微流控系统，其中，所述温度控制系统配置为由可充电电池供电。10.如前述权利要求中任一项所述的微流控系统，其中，所述温度控制装置中的至少一个包括：有源加热或冷却元件；和散热器，其设置在所述有源加热或冷却元件与相应微通道的所述壁之间。11.根据前述权利要求中任一项所述的微流控系统，其中，所述温度控制装置中的至少一个包括电阻加热器、辐射加热器或热电加热或冷却装置中的一种或更多种。12.根据前述权利要求中任一项所述的微流控系统，其中，所述微流控室的顶壁、所述微流控室的底壁或两者由光学透明材料形成。13.根据前述权利要求中任一项所述的微流控系统，包括与所述微流控通道中的第一个相邻设置的次级通道，其中，设置为与所述第一微流控通道的所述壁接触的所述温度控制装置配置为加热或冷却所述次级通道中的材料。14.根据权利要求13所述的微流控系统，其中，所述次级通道包含具有在目标温度下的熔点的材料。15.根据权利要求14所述的微流控系统，其中，所述材料包括脂肪酸的组合。16.根据前述权利要求中任一项所述的微流控系统，包括限定在所述微流控系统的衬底中的反应室，其中，所述反应室与所述微流控室流体隔离。17.根据权利要求16所述的微流控系统，其中，所述反应室和所述微流控室共享公共
壁。18.根据权利要求16或17所述的微流控系统，其中，所述反应室包括细长通道。19.根据权利要求18所述的微流控系统，其中，所述反应室包括分支通道。20.根据权利要求16至19中任一项所述的微流控系统，其中，所述微流控室与所述反应室的至少一部分重叠。21.一种聚合酶链式反应(PCR)测试系统，包括前述权利要求中任一项所述的微流控系统。22.一种用于操作微流控系统的方法，所述方法包括：通过控制相应温度控制装置的操作，将多个微流控通道中的每个中的流体加热或冷却至相应的目标温度，其中，每个温度控制装置设置为与相应的微流控通道的壁接触，并且其中，每个微流控通道流体连接到限定在所述微流控系统的衬底中的微流控室；控制从每个微流控通道进入所述微流控室的流体流动；和使生物或化学反应发生在所述微流控室中或在与所述微流控室相邻的反应室中。23.根据权利要求22所述的方法，其中，控制从每个微流控通道进入所述微流控室的流体流动包括：控制多个泵的操作，每个泵配置为将流体从相应的一个微流控通道泵入所述微流控室。24.根据权利要求22或23中任一项所述的方法，其中，控制从每个微流控通道进入所述微流控室的流体的流动包括：控制多个阀的操作，每个阀沿着相应的一个微流控通道设置。25.根据权利要求22至24中任一项所述的方法，其中，将多个微流控通道中的每个中的流体加热或冷却至相应的目标温度包括：将所述多个微流控通道中的每个中的所述流体加热或冷却至共同的目标温度。26.根据权利要求22至25中任一项所述的方法，其中，将多个微流控通道中的每个中的流体加热或冷却至相应的目标温度包括：将所述微流控通道中的特定一个中的流体加热或冷却至第一目标温度，该第一目标温度不同于至少一个其他微流控通道的目标温度。27.根据权利要求22至26中任一项所述的方法，其中，控制所述温度控制装置的操作包括：对于每个温度控制装置，实施所述温度控制装置的闭环反馈控制。28.根据权利要求27所述的方法，其中，控制所述温度控制装置的操作包括：对于每个温度控制装置，基于来自与所述温度控制装置接触设置的相应的温度传感器的信号来控制所述温度控制装置的操作。29.根据权利要求22至28中任一项所述的方法，其中，控制所述温度控制装置的操作包括：独立于每个其他温度控制装置的操作来控制每个温度控制装置的操作。30.根据权利要求22至29中任一项所述的方法，其中，控制所述温度控制装置的操作包括：控制第一温度控制装置，以将相应的微流控通道中的所述流体加热至变性温度(例如，95℃)；控制第二温度控制装置，以将相应的微流控通道中的所述流体加热至延伸温度(例如，72℃)；和控制第三温度控制装置，以将相应的微流控通道中的所述流体冷却至退火温度(例如，55℃)。
31.根据权利要求22至30中任一项所述的方法，包括从一个或更多个可充电电池向所述温度控制装置供电。32.根据权利要求22至31中任一项所述的方法，其中，加热或冷却多个...
【专利技术属性】
技术研发人员：羌梁梁，
申请(专利权)人：艾斯生物实验室有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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