提供了一种微流体装置，所述微流体装置包括：多个腔室（３，４，５，６），其适于执行化学、生化或物理过程；以及连接所述多个腔室（３，４，５，６）的流动路径（９），其适于容纳依次移动通过所述多个腔室的至少一个磁颗粒（７）。所述多个腔室（３，４，５，６）由至少一个阀状结构（１０）分开，所述阀状结构（１０）适于让所述至少一个磁颗粒（７）从所述多个腔室之一通过并到达所述多个腔室的另一个。提供了至少一个延迟结构（１１，１１１），其适于延迟所述至少一个磁颗粒（７）沿所述流动路径的运动。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本发 明涉及一种微流体装置，该微流体装置包括用于至少一个磁颗粒的多个腔室和流动路径，所述至少一个磁颗粒依次通过多个腔室移动。
技术介绍
近年来，已经为例如生化处理、生化合成和/或生化检测开发出几种微流体装置。 例如，US 6，632，655B1描述了例如能够用于生化分析的几种微流体装置。根据一种这样的微流体装置，例如其适用于合成测序 (sequencing-by-synthesis)，相继驱动或驱使磁颗粒通过多个腔室，其中，例如在多个腔室中执行多种不同的物理、化学或生化过程。例如，可以为磁颗粒提供要分析的(生物)成分。在这种微流体装置中，磁颗粒相继通过其移动的若干腔室是由为磁颗粒界定流动路径的通道连接的。多个腔室和互连通道界定了处理模块。由于可以在多个腔室中提供不同的流体，因此通常在连接腔室的通道中提供阀状结构。这些阀状结构适于使磁颗粒通过并 (至少基本上)防止不同腔室中的流体混合。例如，这样的阀状结构可以包含磁颗粒能够通过其行进的粘性-弹性介质。利用所施加的、由磁场产生单元产生的磁场(或所施加的几个磁场)驱使磁颗粒通过多个腔室。在这样的系统中，例如由于制造公差的原因，磁颗粒的动力学可能会背离理想的(或规划的)行为，动力学例如是行进速度、过程开始后预定时间在微流体装置中的位置和/或在微流体装置相应部件中的停留时间。例如，由例如磁珠形成的磁颗粒可能表现出变化的性质，例如变化的磁化率、尺寸或表面涂层。此外，将多个腔室分开的阀状结构可能具有变化的性质，例如变化的粗糙度、表面张力或尺寸。作为磁颗粒动力学偏离的另一个原因，驱使磁颗粒通过微流体装置的磁场可能包括空间不均勻性。在很多情况下，希望有用于高处理量和/或高复用应用的微流体装置。在这种装置中，应当在多个(基本)相同的并行处理模块中同时进行处理。例如，图1示意性示出了包括多个，即N个并行处理模块的微流体装置(在范例中N = 3)。模块的数量N可以非常大，例如5个、10个、1000个、IO5个甚至更高。由于优选紧凑尺寸的装置，所以应当以小型化方式提供包括大量模块的微流体装置。不过，对于大量模块和高效率小型化，变得难以为相应处理模块对个体磁场产生单元进行小型化。因此，优选使用针对多个处理模块提供的共享磁场产生单元(或甚至是针对所有处理模块提供的一个磁场产生单元)用于驱动相应处理模块中的磁颗粒。不过，实施这样的共享磁场产生单元缺点在于，不能针对个体处理模块独立地控制传输速度、相应处理模块中的位置、停留时间等。由于上述制造公差的原因， 因此，不同处理模块中的磁颗粒可能变得去同步，即，可能以不同速度行进，可能在给定时刻位于不同位置，和/或可能包括在微流体装置部件中不同的停留时间。这种去同步可能导致腔室中不希望出现的不同或非理想化学、生化或物理过程。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能够控制至少一个磁颗粒的移动的微流体装置。这个目的是通过根据权利要求1所述的微流体装置实现的。该微流体装置包括 多个腔室，其适于执行化学、生化或物理过程；连接所述多个腔室的流动路径，其适于容纳依次移动通过所述多个腔室的至少一个磁颗粒；所述多个腔室由至少一个阀状结构分开， 所述阀状结构适于让所述至少一个磁颗粒从所述多个腔室之一通过并到达所述多个腔室的另一个；以及至少一个延迟结构，其适于延迟所述至少一个磁颗粒沿所述流动路径的移动。由于在微流体装置中提供了用于延迟至少一个磁颗粒移动的至少一个延迟结构，因此在磁颗粒移动过快(例如，与其他处理模块中的磁颗粒相比)时，可以延迟磁颗粒(或多个颗粒)，从而使其在微流体装置中处于期望的时间-位置关系。可以适当地延迟磁颗粒(或几个磁颗粒)，以使微流体装置处于明确的状态。如果有几个处理模块，可以通过延迟结构减慢与其他处理模块中的磁颗粒相比更快通过相应处理模块移动的磁颗粒，从而使得相应颗粒的移动变得同步。可以通过例如施加适当磁场可控地延迟磁颗粒。结果，可以确保不同处理模块中的磁颗粒同时经历相同处理。术语阀状结构表示适于允许一种物质(在实施例中例如为磁颗粒)通过而(至少基本上)阻止另一种或其他种类物质(例如，实施例中的不同流体)通过的结构。优选地，所述延迟结构适于通过施加磁场使所述至少一个磁颗粒的移动延迟。在这种情况下，可以适当地构造延迟结构，例如，开发已经存在的磁场产生单元(其用于沿流动路径驱动至少一个磁颗粒)的能力，以产生不同的磁场(例如，不同磁场振幅、不同磁场方向等)。利用磁颗粒对磁场的响应以延迟颗粒。优选地，所述延迟结构适于以受控方式停止至少一个磁颗粒的移动并再次可控地释放至少一个磁颗粒。在这种情况下，可以通过捕获至少一个磁颗粒并在预定时间点再次释放它而由延迟结构精确地调整特定时间点至少一个磁颗粒的位置。于是，可以将至少一个磁颗粒的移动精确地与其他处理模块中的磁颗粒移动同步。如果延迟结构适于通过改变磁场执行停止和释放，则可以由(已经存在的)磁场产生单元实现同步。可以在幅度、取向和时间上容易地控制产生的磁场和所得的磁力/转矩，从而能够实现可靠同步。 优选地，所述延迟结构包括几何结构并适于通过施加磁场使所述至少一个磁颗粒克服所述几何结构的阻挡进行移动。在这种情况下，即使在包括非常狭窄的流动路径的微流体装置中也能够以特别容易的方式实现延迟结构。例如，可以由至少一个磁颗粒的流动路径中提供的缺口、凸起、边缘、壁等形成几何结构。例如，可以由磁场驱动至少一个磁颗粒克服几何结构的阻挡，使其保持在那里。几何结构具有停止器的形状。可以通过热/扩散运动，以及通过磁性/漂移运动或通过磁颗粒(或多个颗粒)上的其他力，再次驱动释放磁颗粒(或多个颗粒)。优选地，所述至少一个延迟结构与所述阀状结构分开形成。在这种情况下，改进了装置的可靠性，因为阀状功能和延迟功能不会相互干扰。根据一方面，在多个腔室中相对于流动路径相邻的腔室之间提供每个阀状结构。 在这种情况下，每次从一个腔室移动到另一个腔室，至少一个磁颗粒必须通过阀状结构行进。于是，腔室彼此可靠地分开。优选地，所述微流体装置包括磁场产生单元，所述磁场产生单元适于借助于磁场使所述至少一个磁颗粒移动通过所述多个腔室。这样实现了至少一个磁颗粒沿流动路径的受控移动。如果磁场产生单元适于施加用于延迟至少一个颗粒的磁场，则可以由单一结构实现至少一个磁颗粒沿流动路径的移动和至少一个磁颗粒的延迟两者。因此，小型化实施是可能的。根据一个方面，构造所述微流体装置，从而使得从所述多个腔室的第一个到所述多个腔室的后续第二个的移动方向处于第一方向，从所述多个腔室的第二个到所述多个腔室的后续第三个的移动方向处于第二方向，所述第一方向与所述第二方向是不同的。这样的结构提供了分阶段/受控方式以在不同腔室之间移动磁颗粒，这尤其适用于包括大量并行处理模块和单一磁场产生单元的微流体装置。于是，可以实现处理模块中磁颗粒的协调移动。优选地，所述微流体装置包括多个处理模块，每个处理模块包括多个腔室和连接相应多个腔室的相应流动路径，所述流动路径适于容纳同时通过相应多个腔室移动的磁颗粒。在这种情况下，高处理量和/或高复用应用是可能的。如果为所述多个处理模块提供公共磁场产生单元，则即使对于大量处理模块而言，有效的小型化也是可能的。例如，处理模块可以具有类似或相同的结构。优选地本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种微流体装置，包括：多个腔室（３，４，５，６），其适于执行化学、生化或物理过程；连接所述多个腔室（３，４，５，６）的流动路径（９），其适于容纳依次移动通过所述多个腔室的至少一个磁颗粒（７）；所述多个腔室（３，４，５，６）由至少一个阀状结构（１０）分开，所述阀状结构（１０）适于让所述至少一个磁颗粒（７）从所述多个腔室之一通过并到达所述多个腔室中的另一个；以及至少一个延迟结构（１１，１１１），其适于延迟所述至少一个磁颗粒（７）沿所述流动路径的移动。
【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：M·W·J·普林斯，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL
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