一种流体输送与分析系统的阀结构具有上基板、下基板及中间层，该阀结构其具有至少一个开口与至少一个开放空穴，该开放空穴具有位于该上基板与该中间层之间的第一接触点，并具有位于该下基板与该中间层之间的第二接触点，其中该第一接触点与该第二接触点被偏移以产生扭矩，以使得当中间层被压缩在该上基板与该下基板之间，并且其中该扭矩使得该中间橡胶层在该开口的方向上变形而可更佳地密封。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术关于一种包含流体输送与分析匣体及外部线性致动器的系统。更特定而言，本专利技术关于一种在微型流体输送与分析匣体中进行多种程序的系统，其中包括筛检、免疫学诊断、DNA诊断。
技术介绍
近年来，已经发展出高度平行化程序来进行生物物质的分析，例如蛋白质与DNA。 大量不同的结合成分可被固定在固态表面上，而这些成分与其它化合物之间的交互作用可用高度平行化方式进行测量。该固态表面的大小在近年来已显著地减小，且固定化物种的密度也已大为增加，基本上这些测定需要一些液体处理的步骤，而如果没有液体处理机器人或类似的设备则很难自动化进行上述这些液体处理的步骤。近年来已经开发出一些微流体平台以解决液体处理的这些问题，降低试剂的消耗量，并且增加这些程序的速度。这些平台的示例揭示于美国专利编号5，856，174与5，922，591。这种装置对于HIV病毒样本执行核酸萃取、放大及杂交的进行程序将叙述于后文，如Anderson等人于1997 International Conference on Solid-State Sensors and Actuators论文集中所发表的《微型流体生化分析系统》(Microfluidic Biochemical Analysis System),其干丨J登于 Tranducers ‘ 97, 1997，477-480页。透过使用气动力控制的阀、疏水口与压差源，可在微型流体匣体中操作流体试剂来执行核酸分析。另一个这种微流体平台的示例揭示于美国专利编号6，063，589，其中向心力被利用以汲取通过包含在紧致碟形液体射流匣体上的毛细管网路的液体样本。被动连续瞬间冲水阀用于根据碟片旋转速度控制流体运动。这种平台已经用于执行生物测定，如Kellog等人所发表的《离心式微流体学应用》(Centrifugal Microfluidics Applications)，其刊登于 uTas 2000 Symposium 论文集内的 Micro Total Analysis System 2000，2000 年， 239-242页。在这种微型与微流体装置中被动表面的进一步应用已经说明于美国专利编号 6，296, 020中，其用于控制微型装置中的流体。另一种压力驱动式液体处理装置的方式透过使用电场来控制液体与分子运动。 许多在微型流体输送与分析当中的工作的完成是使用这些电子引动方法来汲取通过液体培养基的试剂，并使用电泳方法来区隔，并在这种系统中执行特定测定。使用这些方法的装置已经揭示于美国专利编号4，908，112，美国专利编号6，033，544与美国专利编号 5，858，804。其它已经说明的微型液体处理装置包括使用静电阀阵列者(美国专利编号 6，240，944)、铁磁流体微型泵(美国专利编号6，318，970)、与流体流动调节器(美国专利编号5，839，467)。使用这些微型化液体处理装置有可能增加测定的工作输出，降低试剂消耗量，以及简化诊断仪器并降低测定成本。本专利技术也关于一种用于一致性操作的阀结构，特别是用于微型化分析匣体。美国专利申请编号10/437，046揭示一种由三层所构成的微型化分析匣体，其中加入单向式阀与单向式泵。硅橡胶射出成型层被插入在两个射出成型基板之间。该硅橡胶层可有多种目的。首先，其可做为该单向性阀的可挠阀座。其次，其可做为由外部线性致动器所致动的可挠泵薄膜。第三，其可做为一种软性可压缩层，用于密封整个微型射流网路， 其中包括泵、阀、微通道与容器。该两个射出成型基板被压缩及热烘烤藉以形成无泄漏密封。但是，如美国专利申请编号10/437,046中所说明的阀，由于该密封程序的压缩而具有非常有限的工作范围。由于该橡胶的压缩在该阀座中发展出扭矩，造成该阀的开启。因此，如美国专利申请编号10/437,046中所说明的阀在一致性地执行时无法达到无泄漏密封。因此需要一种阀，其能够在由于进行该密封程序而压缩该橡胶时可关闭而非开启。这种专利技术可以在合理的程序范围内，同时达成有效的密封与可作业的阀，并可达到类似于美国专利申请编号10/437，046之装置的一致性生产。本专利技术即说明这种阀结构，其可在 30-100微米的压缩范围内允许一致性的阀操作。
技术实现思路
本专利技术的目的包括经由优良的阀构造而可改善生物免疫测定匣体的一致性、可靠性与制造性。改善生物分析匣体的可靠性与制造性的目的是藉由在较宽的热烘烤范围之内维持该阀为固定封闭、排除对准问题、排除粘着并扩充该阀的操作能力来达成。减少气泡的目的是藉由降低阀的体积、排除堵塞的空气、并最佳化螺线管驱动器来达成。本专利技术的系统包含塑胶射流装置，其具有至少一个经由毛细管通道以及外部线性致动器而连接至汲取结构的反应腔室。该装置包含两个塑胶基板、该塑胶基板包括顶基板与底基板，其中包含毛细管通道、反应腔室及泵汲取/阀腔室，及位于该顶基板与该底基板之间的可挠中间介层，该可挠中间介层可提供用于该射流结构以及阀与泵的隔膜的密封介面。被动逆止阀结构形成在该三层装置中，其是藉由提供一种方法，亦即藉由折弯该介层隔膜以使得气体或液体可自该下基板中的通道流动至该上基板中的通道。另外，可藉由利用限制该下基板对于该隔膜折弯动作以控制在相反方向上的流动。另外，逆止阀结构可建构成藉由翻转该装置结构以允许自该顶基板流动至该底基板。另外，可藉由结合泵汲取腔室与两个在相同方向上操作的逆止阀结构而在该装置内形成该泵汲取结构。也可建构一个孔在该下基板中，以对应于该泵汲取腔室。位于该塑胶射流装置之外的线性致动器，其可放置在该孔中以折弯该泵介层隔膜，且因此提供汲取动作给该装置内的流体。这些汲取结构原先即为单一方向。在一实施例中，上述系统可用于执行免疫测定，该免疫测定的执行是藉由自入口容器汲取多种试剂，并通过包含多个固定的抗体或抗原的反应腔室，最后到达出口埠。在另一实施例中，该系统可用于执行DNA分析的测定，例如杂交至固定于该反应腔室中的DNA探针。在又另一实施例中，该装置可用于在该反应腔室内合成一系列的寡核苷酸。本专利技术的系统可良好地适用于在该反应腔室内执行固态反应，并提供自该反应腔室散布多种试剂或是散布多种试剂至该反应腔室的方法，但其并非限制于仅执行固态反应。本专利技术的系统也可良好地适用可弃式诊断应用。该系统的使用可以将消耗品降低至仅限于消耗该塑胶射流匣体，并排除在高处理量应用中常见到使用固定尖端机器人的吸管的任何交互污染的问题。在另一实施例中，本专利技术已经考虑各种状况，除此之外，本专利技术的目的在于藉由在 30-100微米的压缩范围之内维持一致性阀操作而提供生物免疫测定匣体的改善的一致性、 可靠性与制造性。此技艺藉由在相同的橡胶零件内设置关键对准来达成，其可在该橡胶中产生包含上空穴与下空穴的阀，并可排除在该阀上所有对准效应。另外，在该上基板与下基板上的接触点在阀关闭的方向上有偏移。此接触点的偏移在当该橡胶被压缩在该上基板与下基板之间时产生扭矩，并使该橡胶在该外侧接触点的方向上变形。该接触点之间的偏移距离影响到该变形力的大小。此皆维持如此，直到在该橡胶中达到关键压缩点，且阀座在相反方向上倒转与折弯。本专利技术设计成透过产生最小尺寸的阀座而防止粘着问题。在平滑表面上的硅橡胶容易造成问题，并造成粘着，因此将需要比正常压力要高本文档来自技高网...
【技术保护点】
１． 一种流体输送与分析系统的阀结构，其中该阀结构由上基板、下基板与中间层所构成，其中该中间层由至少一个开口与至少一个开放空穴所构成。
【技术特征摘要】
2010.06.24 US 12/822,5971.一种流体输送与分析系统的阀结构，其中该阀结构由上基板、下基板与中间层所构成，其中该中间层由至少一个开口与至少一个开放空穴所构成。2.根据权利要求1所述的阀结构，其中该中间层在其上表面上包含开放空穴，在其下表面上包含开放空穴。3.根据权利要求1所述的阀结构，其中第一接触点被提供于该上基板与该中间层之间，及第二接触点被提供于该下基板与该中间层之间，其中该第一接触点与该第二接触点被偏移而在当该中间层在该上基板与该下基板之间被压缩时产生扭矩，其中该扭矩在该开口的方向上使该中间橡胶层变形。4.根据权利要求3所述的阀结构，其中该开放空穴位于该开口及该第一接触点与该第二接触点之间。5.根据权利要求1所述的阀结构，其中该中间层为橡胶层。6.一种提供流体输送与分析系统的阀结构的方法，该方法包含a.提供上基板，b.提供下基板，c.提供中间层，其包含至少一个开口与至少一个开放空穴。7.根据权利要求6所述的方法，其中该中间层在其上表面上包含开放空穴，在其下表面上包含开放空穴。8.根据权利要求6所述的方法，其中第一接触点被提供于该上基板与该中间层之间， 及第二接触点被提供于该下基板与该中间层之间，其中该第一接触点与该第二接触点被偏移而在当该中间层在该上基板与该下基板之间被压缩时产生扭矩，其中该扭矩在该开口的方向上使该中间橡胶层变形。9.根据权利要求6所述的方法，其中该开放空穴位于该开口及该第一接触点与该第二接触点之间。10.根据权利要求6所述的方法，其中该中间层为橡胶层。11.一种执行流体样本的免疫测定的方法，其中该方法包含以下步骤(a)自放置该流体样本的流体容器中汲取该流体样本至反应腔室，其中该流体容器与该反应腔室被限定在射流匣体中，且该反应腔室在其中包含多个固定化的物种；(b)允许该流体样本与该多个固定化物种进行反应一段预定的反应时间；及(c)经由出口埠自该反应腔室将该流体样本排出，其中该流体容器、该反应腔室与该出口埠由一个或多个毛细管尺寸的通道连接，其中该射流匣体包括第一基板、第二基板与可挠中间介层，其密封地接合在该第一基板与该第二基板之间，以在其中形成该流体容器、 该一个或多个通道、该反应腔室与该出口埠，且其中该射流匣体在其中另提供流体流动控制结构，以限制该流体样本经由该一个或多个通道而仅在一个方向上进行流动并通过该反应腔室，其中在该步骤(a)与(c)中，其中该...
【专利技术属性】
技术研发人员：韦雅各，王绍祖，曾克元，
申请(专利权)人：洹艺科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71
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