三维模块化微流体系统技术方案

本发明专利技术涉及三维模块化微流体系统。该三维模块化微流体系统包括:通道插入件;装配部件;以及微模块,所述微模块通过所述装配部件与所述通道插入件偶连,其中在所述微模块、所述装配部件以及所述通道插入件之间是流体连通的，所述装配部件的端部构造并布置成与所述通道插入件偶连以形成带倒钩的装配件、锥形装配件、鲁尔装配件或者鲁尔锁定装配件。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及三维模块化微流体系统。该三维模块化微流体系统包括:通道插入件;装配部件;以及微模块,所述微模块通过所述装配部件与所述通道插入件偶连,其中在所述微模块、所述装配部件以及所述通道插入件之间是流体连通的，所述装配部件的端部构造并布置成与所述通道插入件偶连以形成带倒钩的装配件、锥形装配件、鲁尔装配件或者鲁尔锁定装配件。【专利说明】三维模块化微流体系统本申请是国际申请日为2009年3月20日、国际申请号为PCT/US2009/001770、进入中国国家阶段的申请号为200980118472.4、名称为“模块化微流体系统以及用于构建模块化微流体系统的方法”的专利技术专利申请的分案申请。相关申请的交叉引用本申请要求2008年3月20日提交的题为“模块化微流体系统以及用于构建模块化微流体系统的方法(Modular Microfluidic System and Method for Building aModular Microfluidic System) ”的美国申请系列号第12/077，621号的优先权。
本专利技术一般涉及化学-生物领域，具体涉及模块化微流体系统以及用来构建模块化微流体系统的方法。
技术介绍
生产商们对于用来进行化学和生物学研究的微流体系统的制造的关注度日益提高。微流体系统之所以流行是因为它们能够在使用极小体积流体的情况下进行复杂的化学反应和生物反应。常规的微流体系统包括许多不同的部件，例如使用互连件或微型通道流体连通的反应室、混合器和检测器。常规的微流体系统中还包括一体化的部件，例如加热器、致动器和阀门，用来对流体样品进行加热、泵抽和导向。微流体系统采用微流体技术，包括对复杂系统进行小型化和一体化，从而提供一些优点，例如减少昂贵的反应物的消耗，缩短反应时间，缩短温度循环时间，促进混和，以及精确控制小体积的流体。微流体技术使其可以自动放大到宏观规模，实验室规模的台式设计，以及包封在低成本的便携式微流体系统中。但是，现在为了开发高功能的微流体系统，需要很多的时间和专业知识对独立的部件进行最优化，然后对其一体化进行最优化，从而设计所述微流体系统。例如，某个部件可以进行最优化，独立地良好运作，但是一旦将该部件与其它的部件整合，该部件的性能可能会降低，这是由于整合较差或者操作条件变化造成的。另外，对微流体系统进行的细微的改良通常需要对整个系统进行重新构建，造成研发时间拖长，从而导致高成本。因此，人们非常希望获得一种周转时间很快的低成本工具，能够对部件进行迅速的定制，以构建功能微流体系统。本专利技术的“即装即用(Plug-n-play)”模块化微流体系统以及构建该“即装即用”模块化微流体系统的方法满足了该需求以及其它的需求。
技术实现思路
在一个方面，本专利技术包括一种模块化微流体系统，该系统包括:(a)母板，所述母板的顶表面中形成有大量通道；(b)至少一个通道插入件，设计各个通道插入件的尺寸，用来置于所述母板的通道之一之内；(C)至少一个装配部件；以及(d)至少一个微模块，使用一个装配部件，将所述至少一个微模块中的一个与一个通道插入件偶连，在所述一个微模块、一个装配部件和一个通道插入件之间存在流体连通。在另一个方面，本专利技术包括一种通过以下步骤构建模块化微流体装置的方法:(a)提供母板，所述母板的顶表面中形成有大量通道；(b)提供多个通道插入件；(c )将一个或多个所述通道插入件置于所述母板中的一个或多个通道之内；(d)提供至少一个微模块；以及(e )用至少一个装配部件，将所述微模块中的一个与位于所述母板的通道内的至少一个通道插入件相连，在所述一个微模块、至少一个装配部件和至少一个通道插入件之间存在流体连通。在另一个方面，本专利技术包括一种用来构建微流体装置的成套用具。该成套用具包括:(a)母板，所述母板的顶表面中形成有大量通道；(b)至少一个通道插入件，设计各个通道插入件的尺寸，用来置于所述母板的通道之一之内；(C)至少一个装配部件；以及(d)至少一个微模块，使用至少一个微模块构建所述微流体装置，所述至少一个微模块与一个装配部件相连，使得在所述一个微模块和一个装配部件之间存在流体-气体连通，使用倒钩装配件、锥形装配件、鲁尔(Luer)装配件或者鲁尔锁定装配件将所述一个微模块和所述一个装配部件偶连在一起。在以下详细描述、附图和任一权利要求中部分地提出了本专利技术的另外一些方面，它们部分源自详细描述，或可以通过实施本专利技术来理解。应理解，前面的一般性描述和以下的详细描述都只是示例和说明性的，不构成对所揭示的本专利技术的限制。附图简要说明参照以下结合附图的详细描述，可以更完整地理解本专利技术，附图中:图1A-1B显示根据本专利技术实施方式的两种不同的示例性模块化微流体系统；图2A-2D显示了具有不同的尺寸和形状的很多种通道插入件，所述通道插入件用来构建根据本专利技术实施方式的模块化微流体装置；图3显示了很多种不同的微模块(或者微芯片模块)，所述微模块用来构建根据本专利技术实施方式的模块化微流体装置；图4A-4C显示了根据本专利技术的一个实施方式，一个微模块如何与两个装配部件相连，所述两个装配部件与两个通道插入件相连；图5A-5C显示了根据本专利技术的另一个实施方式，一个微模块如何与两个整体化装配部件相连，所述两个整体化装配部件可以与两个通道插入件相连；图6A-6C显示了根据本专利技术的另一个实施方式，一个微模块如何与两个通道插入件相连，所述两个通道插入件包括两个整体化装配部件；图7-9显示了三幅图，用来帮助解释根据本专利技术的一些其它的实施方式，一个微模块与两个通道插入件相连的三种不同的方式，所述两个通道插入件在端部(而不是顶部)具有开口；图10A-10C显示了三幅图，用来帮助解释根据本专利技术的实施方式，一个微模块(包括整体化装配部件)、两个通道插入件和一个加热器如何连接于母板；图11A-11C显示了三幅图，用来帮助解释根据本专利技术的实施方式，一个微模块(包括整体化装配部件)、两个通道插入件和一个电接触单元如何连接于母板；图12A-12C显示了三幅图，用来帮助解释根据本专利技术的实施方式，一个微模块(包括整体化装配部件)、四个通道插入件和一个电接触单元如何连接于母板；图13A-13C显示了三幅图，用来帮助解释根据本专利技术的实施方式，一个微模块(包括整体化装配部件)、两个通道插入件和一个致动器如何连接于母板；图13D-13K显示了多幅图，用来帮助解释根据本专利技术的实施方式，所述致动器如何作为泵或阀门，用来控制流体在微模块内的流动；图14-17显示了根据本专利技术的实施方式，在测试不同模块化微流体装置的试验过程中拍摄的多张照片；图18是根据本专利技术实施方式的印刷控制电路(PCB)板上构建的示例性模块化微流体系统的透视图；图19是显示根据本专利技术的实施方式构建模块化微流体系统的方法的步骤的流程图；图20-24是根据本专利技术实施方式可以构建的示例性的微流体装置的基本线图。专利技术详述本专利技术涉及一种“即装即用”微流体系统，该系统是通过将一个以上的微流体部件连接起来，形成较大的整体化系统而制造的。所述模块化微流体系统包括母板，所述母板具有互连的通道和整体化的电极(或者用来使得电极通过的孔)，提供与外界数据获取和系统控制装置的电子连接。所述模块化微流体系统还包括通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：P·K·袁，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：