提供一种将液流池固定在平面基板上的方法和装置。该平面基板上可以设置有传感器或器件，用来检测液体内的元件，并且／或者该平面基板有选择地与液体内的元件连接或发生反应。该基板可包括固态的ＩＣ集成电路传感器微芯片、载玻片、基因和蛋白质阵列，以及其它适宜的可与该液流池适形接触的基板。该液流池可直接安装在基板之上，以多种方式方便地产生一个液流系统。该装置组件不需要对基板进行改造，所有的液流连接在装置中都是固有的。本装置可采用低成本的材料制造并且方法简便。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】将液流池固定在平面基板上的方法和装置
技术介绍
许多应用中都需要将液体涂抹在平面基板上。例如，该基板上可设置 有用来对液体内的元件进4亍检测的传感器或器件，并且/或者与液体内的元件有选择地结合或反应。基板可包括固态的IC传感器芯片、载玻片、基因和蛋白阵列、或其它化学固定或干燥于基板上的反应物。此类应用中存在 的问题之一就是如何能够将某种类型的液腔或流槽可靠便捷地固定在基板 上。需要将液体涂抹在平面基板上的应用之一是在"芯片上的实验室，，(lab-on-a chip,简称L0C)器件中。L0C器件使用微升及毫米-微米级别 的元件取代台式化学和生化仪器。与标准实验室系统相比，此类器件的优点 包括:减少了反应物的消耗、降低了废产物量、过程参数控制更加容易、增 加了反应时间、提高了化学分析的速度。LOC系统的特点之一就是能够在一个平坦表面上同时进行多个独立的 实验。例如， 一个典型的DNA寡核苷酸微阵列可包括形成网格图案的由50 至200个微米直径的由机械点样器点在基板上的点組成。该阵列可包括多 到数以千万计(例如30000)个各自独立的DNA探针序列并且同时进行数千个 试验。任何检测的关键元素都包含生物化学捕获表面，例如将含有靶点的样 品与任何其他必要的反应物送至捕获表面的方法。通常反应物在静态液体 环境如微量测试孔中传送。近来，已经开发出各种在动力(通常为薄层)流 下的平面基板上传送液体的微系统。例如，参见Becker等人在"Talanta" 杂志上的文章"Polymer microfluidic devices" (56， 267 - 287 (2001)); Mastrangelo等人在Proc. IEEE， 1769 - 1787 (1998)上的文章 "Microfabricated devices for genetic diagnostics"; Bardell等人在 Proc. SPIE, 4265, 1- 13 (2001)上的文章"Microfluidic disposables for cellular and chemical detection — CFD model results and fluidic verification experments ，， ； Hofmann 等人在 Anal. Chem. 74, 5243-5250 (2002)的文章"Three-dimensional microfluidic confinement for efficient sample delivery to biosensor surfaces，'、 "Application to immunoassays on planar optical waveguides"; Li等人在Crit. Rev.Biomed. Eng. 31， 423-488 (2003)上的文章"Biology on a chip: microfabrication for studying the behavior of cultured cells，、 以 及Erickson等人在Anal. Chim. Acta 507, 11 - 26 (2004)上的文章 "Integrated microfluidic devices"。目前的问题在于如何将液流槽按 照选定的检测技术(如电气或光学手段等)在如此小的尺寸下与这些基板集 成到一起。用来处理多个样本的液流池装置或实验方案包括H.J.Rosenberg的美 国专利3,481, 659， Elkins的美国专利3,777, 283， G. Bolz等人的美国专 利4,338,024， Golias的美国专利4， 505， 557, Clatch的美国专利 6, 165, 739， Wilding等人的美国专利6, 551， 841等。还有一些已经开始进入商用的具有多液流池的载玻片或在载玻片上产 生独立腔室的手,殳(例如，Fisher Scientific, Grace Bio-Labs)。目前已 经公开了各种为用户定制的由石英制成或由聚二曱基硅氧烷(PDMS)模制的 微升级流槽，以及同时培养三个完整芯片用来进行磁力识别实验的多孔、流 过式混成腔室。参见Malito等著"A Simple Multichannel Fluidic System for Laminar Flow Over Planar Substrates" , NRL/MR/6179—06-8953; MR-8953, (2006)。总体来说，上述装置器件的设计是依照其应用上的需要而确定的。例 如，这些装置可能会在一个显微镜载玻片上隔离出多个分离的容积，目的是 对多个样品同时进行分析(静态容积)。其它装置包含一个通道用来对单个 粒子进行分析。然而，总体来说，除了 Clatch、Wilding、Covington和Malito 所公开的装置，这些装置都适于在受控的流速下进行检测。尽管Clatch和 Wilding的公开的装置可以用于并行监控不同的反应或检测条件，但据报道 这些装置都需要繁杂的半导体微型制造工艺方法，并且被设计为由一个单一 的来源取用反应物或是反应物通过不受控的毛细作用进行分配。Covington的装置需要使用多层模板材料来形成多通道，并且没有公开将其装置与液 源连接的具体手段。目前已经使用的方法和装置都其复杂的结构设计和制造方法的制约，不 适于大规模生产，而是作为廉价的一次性最终产品或是与标准工业生产的 阀泵组件兼容。例如，参见Jolley的美国专利4，7(M,255， Manns的美国 专利5， 047， 215， Shartle的美国专利5,627， 041， Packard等人的美国专 利5， 640， 995， Zanzucchi等人的美国专利5， 775， 942。大多数微液流系统的另 一缺陷在于其复杂的结构和使用方法，不适于 作为能够由实验室技术人员象诸如标准微吸移管那样按常规组装并重复使 用的简单工具。Brevig等人所著名为 "Hydrodynamic guiding for addressing subsets of immobileized cells and molecules in5microfluidic systems", BMC Biotechnology 2003, 3: 10 (2005年9月19 日)的文章中公开了一种简易的入坞站(docking station),可提供机械力 用来将平坦基板(例如载玻片)与单一的微液流池密封，无需使用任何粘接 剂或粘接手段。流孔也被设计为利用两股额外的导引液流能够主动引导液 流轨迹并且控制样品流的宽度。但是对导引液流的单个液流流速进行操控 又增加了外部液流控制要求的复杂性。另 一缺陷在于该鸡站只能对单一的 液流池进行操作，因此只能用于单一的检测。液流装置的各层的组装，特别是用来将通道封闭的盖板，依赖于诸如 粘接剂、高压热接合、化学接合、热气焊接、超声焊接等手段。其中粘接 剂是主要的组装手段。Covington等人的美国专利6，848,462公开了 一种无粘接剂的微本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种液流池，其特征在于其包括： 一支撑体，包含：用来接纳基板的接纳表面、位于所述接纳表面内具有一定深度的凹陷区、位于所述凹陷区内的平台，其高度小于所述凹陷区的深度并且所述凹陷区具有至少两个液流口； 一与所述接纳表面连接的基板；以及 一位于所述支撑体和基板之间的可压缩层，所述可压缩层在所述支撑体与所述基板连接时形成所述液流池的侧壁并提供所述平台周围的密封，所述凹陷区的深度与所述平台的高度之差就是所述液流池的高度。
【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：迈克尔P马力托，西R塔玛纳哈，劳埃德J惠特曼，
申请(专利权)人：海军部长代表的美国政府，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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