CN101183110B

CN101183110B - 化学反应盒及其制造方法以及驱动化学反应盒的机构

Info

Publication number: CN101183110B
Application number: CN2007101480788A
Authority: CN
Inventors: 田名纲健雄; 片仓久雄; 三森裕示; 平松仁
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 2004-04-28
Filing date: 2005-04-27
Publication date: 2011-05-11
Anticipated expiration: 2025-04-27
Also published as: CN101183110A; CN101109760B; CN100476425C; CN101183111A; JP4375101B2; CN101118244A; CN101187668A; CN1690705A; CN101109760A; JP2005313065A

Abstract

一种驱动化学反应盒的机构，所述化学反应盒包括至少一部分是由弹性体制成的容器，其中，所述容器中形成多个室，以便多个室通过流动通道连接或可连接地排列，外力从容器外部施加到弹性体上，以使流动通道或室中的流体物质或同时存在于流动通道和室中的流体物质移动，以便进行化学反应，其中，所述机构包括：多个加压部分，其在移动方向的多个不同位置挤压化学反应盒，以使装有流体物质的室的所有输入和输出流动通道被同时堵塞；以及设置有加压部分的基座部分。

Description

化学反应盒及其制造方法以及驱动化学反应盒的机构

本申请是2005年4月27日提交的申请号为200510068131.4的化学反应盒及其制造方法以及驱动化学反应盒的机构的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种化学反应盒、制造化学反应盒的方法以及驱动化学反应盒的机构。特别是涉及与溶液合成、溶解、检测、分离等相关的液体供应结构的改进。

背景技术

目前，试管、烧杯、移液管等一般用于溶液合成、溶解、检测、分离等。例如，预先将物质A和物质B装入试管、烧杯或类似装置中。再将物质A和B注入其它容器(例如试管或烧杯)，并且混合和搅拌以制备物质C。例如，利用光辐射、温升、染色、比色等等手段来观察由此合成的物质C。

或者将混合物质过滤或离心分离，用于提取目标物质。

诸如试管或烧杯的玻璃器皿，也用于溶解，例如在有机溶剂中的溶解。在检测的情况下，试验物质A和试剂同样放入容器并观察反应结果。

另一方面，在生物分析仪或类似装置中使用一个称为“生物芯片”的袋，它是由柔性材料制成的并且形状像一个平袋(例如，参见JP-A-2002-365299)。

JP-A-2002-365299作为相关技术被引用。

图27A和27B是JP-A-2002-365299中描述的生物芯片的结构图。图27A是生物芯片的剖视图，图27B是生物芯片的平面图。边缘密封的扁平采血袋41的中间部分形状像鱼状的袋。此鱼状袋的开口部分用橡胶塞42堵塞。

在采血袋41中，当从塞42向内看时，依次形成采集部分43、预处理部分44、连接部分45和废液贮存部分47。为了采集血液，将塞42插入注射器中(未图示)。在注射器内部，注射器针头伸出以便穿透塞42。

为了采集血液，伸在注射器外部的针头的针尖刺入受检测人的身体中。采血袋41的钩431被向外拉伸，使血液被采集到采集部分43。血液采集后，从采血袋41上取下注射器。接着，如图28所示，采血袋41夹在旋转辊61和62之间，并从采集部分43向预处理部分44移动，以便在挤压的同时被压扁。将采集的血液送到预处理部分44。

随着辊61和62位置的前进，袋部分48开始被压扁，袋部分48中的溶液冲开阀49，并流入预处理部分44。接着，袋部分50中的溶液按与上述相同的方式流入预处理部分44。当在预处理部分44内完成预处理时，辊继续转动，以便将处理过的血液输送到连接部分45。

DNA芯片46布置在连接部分45中，用于进行杂交(hybridization)。从预处理部分44流出的多余血液或溶液贮存在废液贮存部分47中。通过布置在外部的阅读器观察杂交后的DNA芯片状态。

但是，在使用烧杯、移液管等等的背景技术方法中，操作复杂，并且存在人为误差大以及工作量大的问题。

此外，采血袋的问题在于，由于采血袋没有弹性，所以不能容易地移动液体。

为了解决这些问题，尝试提供如盒一样的容器。如同生物芯片，溶液被输送到设置在盒中并彼此连接的室中(下面称为“池”)，用于执行诸如混合和化学反应的处理。但提供如盒一样的容器时，也存在如下问题：

(1)当溶液输送到下一个池时，因为下一个池中事先含有空气，所以溶液与空气混合。并且，溶液由于空气的反压力而往回移动。

(2)在输送溶液时，溶液不但流入下一个池，而且也流到下一个池后面的池或流动通道中。

(3)当加热或振动溶液时，溶液流到其他池中。

(4)当开始注入样品时，空气混入样品中。而且，由于样品是手工注入的，定量性差(即，样品的预定量不能达到反应的初始量)。

(5)虽然易于简单地得到例如溶液A和B的混合物(A+B)，但是不可能得到这样一种结构(交叉结构)：通过使用二氧化硅、磁粉或类似物质从样品中提取并提纯DNA。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有高准确度和高重复性的化学反应盒、制造所述化学反应盒的方法以及驱动所述化学反应盒的机构。

(1)本发明提供一种化学反应盒，包括至少一部分是由弹性体制成的容器，其中，所述容器中形成多个室，以便多个室通过流动通道连接或可连接地排列，外力从容器外部施加到弹性体上，以使流动通道或室中的流体物质或同时存在于流动通道和室中的流体物质移动，以便进行化学反应，其中，流体物质流入的至少一个室具有排气通道，所述排气通道用于从自身的室中排放空气。

(2)本发明提供一种化学反应盒，包括至少一部分是由弹性体制成的容器，其中，所述容器中形成多个室，以便多个室通过流动通道连接或可连接地排列，外力从容器外部施加到弹性体上，以使流动通道或室中的流体物质或同时存在于流动通道和室中的流体物质移动，以便进行化学反应，其中，流动通道和室二者中至少一个在流体物质流入流动通道或室之前容积为零。

(3)本发明提供一种制造如段落(2)所述的化学反应盒的方法，包括如下步骤：当刚性体和弹性体彼此接合时，形成与流动通道或室不粘合的非粘合部分。

(4)在如段落(3)所述的制造化学反应盒的方法中，非粘合部分形成的方式是在接合之前涂覆非粘合物质。

(5)在如段落(3)所述的制造化学反应盒的方法中，非粘合部分形成的方式是在等离子粘合处理时掩盖相应的区域，或者在相应区域涂覆不被等离子激活的物质。

(6)在如段落(3)所述的制造化学反应盒的方法中，非粘合部分形成的方式是在相应区域的周围涂覆粘合剂，而在非粘合部分不涂覆粘合剂。

(7)在如段落(3)所述的制造化学反应盒的方法中，非粘合部分形成非粘合面，其形成方式是在基体中嵌入具有至少一个非粘合面的可埋入材料。

(8)在如段落(3)所述的制造化学反应盒的方法中，非粘合部分形成的方式是将具有至少一个非粘合面的可埋入材料设置在预先硬化的基体中或弹性体中，接着通过浇注来成形弹性体或基体的相应部分。

(9)本发明提供一种驱动化学反应盒的机构，所述化学反应盒具有至少一部分是由弹性体制成的容器，其中，所述容器中形成多个室，以便多个室通过流动通道连接或可连接地排列，外力从容器外部施加到弹性体上，以使流动通道或室中的流体物质或同时存在于流动通道和室中的流体物质移动，以便进行化学反应，其中，所述机构包括加压部分，所述加压部分将连接到装有流体物质的室的所有输入和输出流动通道同时堵塞。

(10)本发明提供一种驱动如段落(1)或(2)所述的化学反应盒的机构，包括加压部分，所述加压部分将连接到装有流体物质的室的所有流动通道同时堵塞。

(11)在如段落(9)所述的驱动化学反应盒的机构中，加压部分是用于使流体物质移动的辊。

(12)在如段落(10)所述的驱动化学反应盒的机构中，加压部分是用于使流体物质移动的辊。

(13)在如段落(9)所述的驱动化学反应盒的机构，至少一个加压部分是闸板。

(14)在如段落(10)所述的驱动化学反应盒的机构，至少一个加压部分是闸板。

(15)在如段落(9)所述的驱动化学反应盒的机构，在一个盒内的多个位置同时堵塞流体物质。

(16)在如段落(10)所述的驱动化学反应盒的机构，在一个盒内的多个位置同时堵塞流体物质。

(17)在如段落(9)所述的驱动化学反应盒的机构，根据化学反应的每个步骤堵塞流体物质。

(18)在如段落(10)所述的驱动化学反应盒的机构，根据化学反应的每个步骤堵塞流体物质。

(19)在如段落(9)所述的驱动化学反应盒的机构，至少一个加压部分在堵塞流体物质后移动，用以改变室的内压。

(20)在如段落(10)所述的驱动化学反应盒的机构，至少一个加压部分在堵塞流体物质后移动，用以改变室的内压。

(21)本发明提供一种化学反应盒，包括至少一部分是由弹性体制成的容器，其中，所述容器中形成多个室，以便多个室通过流动通道连接或可连接地排列，外力从容器外部施加到弹性体上，以使流动通道或室中的流体物质或同时存在于流动通道和室中的流体物质移动，以便进行化学反应，其中，多个室以等间距来排列，至少一个室是具有多个入口流动通道以及至少一个出口流动通道的公共室，所述入口流动通道流入不同流体物质，以及至少一个室是空置室，用于调节将预定流体物质输送到公共室的定时。

(22)在如段落(1)或(2)所述的化学反应盒中，多个室以等间距排列，至少一个室是具有多个入口流动通道以及至少一个出口流动通道的公共室，所述入口流动通道流入不同流体物质，以及至少一个室是空置室，用于调节将预定流体物质输送到公共室的定时。

(23)在驱动如段落(21)所述的化学反应盒的机构中，具有多个加压部分，所述加压部分设置在用于堵塞室的流动通道的位置上，其中，多个加压部分沿一个方向同时移动，从而逐个间距地输送溶液。

(24)在驱动如段落(22)所述的化学反应盒的机构中，具有多个加压部分，所述加压部分设置在用于堵塞室的流动通道的位置上，其中，多个加压部分沿一个方向同时移动，从而逐个间距地输送溶液。

(25)本发明提供一种化学反应盒中，包括至少一部分是由弹性体制成的容器，其中，所述容器中形成多个室，以便多个室通过流动通道连接或可连接地排列，外力从容器外部施加到弹性体上，以使流动通道或室中的流体物质或同时存在于流动通道和室中的流体物质移动，以便进行化学反应，其中，流体物质的入口是由在其内部连接的多个注入部分构成的，以及流体物质从一个注入部分注入，以将空气从其它注入部分排出。

(26)在如段落(1)或(2)所述的化学反应盒，流体物质的入口是由在其内部连接的多个注入部分构成的，以及流体物质从一个注入部分注入，以将空气从其它注入部分排出。

(27)本发明提供一种化学反应盒，包括至少一部分是由弹性体制成的容器，其中，所述容器中形成多个室，以便多个室通过流动通道连接或可连接地排列，外力从容器外部施加到弹性体上，以使流动通道或室中的流体物质或同时存在于流动通道和室中的流体物质移动，以便进行化学反应，其中，所述化学反应盒还包括：用于贮存预定量流体物质的入口；以及抽吸部分，用于将贮存在所述入口内的预定量的流体物质抽吸到内部。

(28)在如段落(1)或(2)所述的化学反应盒中，还具有：用于贮存预定量流体物质的入口；以及抽吸部分，用于将贮存在所述入口内的预定量的流体物质抽吸到内部。

(29)本发明提供一种化学反应盒，包括至少一部分是由弹性体制成的容器，其中，所述容器中形成多个室，以便多个室通过流动通道连接或可连接地排列，外力从容器外部施加到弹性体上，以使流动通道或室中的流体物质或同时存在于流动通道和室中的流体物质移动，以便进行化学反应，其中，至少一个室是具有多个入口流动通道以及至少两个出口流动通道的公共室，两种或更多种不同的流体物质分别流入入口流动通道，以及当一种流体物质流入公共室和从公共室流出时，通过外力堵塞其他流体物质的入口流动通道以及出口流动通道。

(30)在如段落(1)或(2)所述的化学反应盒中，至少一个室是具有多个入口流动通道以及至少两个出口流动通道的公共室，两种或更多种不同的流体物质分别流入入口流动通道，以及当一种流体物质流入公共室和从公共室流出时，通过外力堵塞其他流体物质的入口流动通道以及出口流动通道。

(31)在如段落(29)所述的化学反应盒中，所述其他流体物质流入和流出的流动通道形成在被用于输送所述一种流体物质的外力堵塞的位置上。

(32)在如段落(30)所述的化学反应盒中，所述其他流体物质流入和流出的流动通道形成在被用于输送所述一种流体物质的外力堵塞的位置上。

(33)在如段落(29)所述的化学反应盒中，多个室具有凸出部分，所述凸出部分位于所述容器外部，并且在施加外力时被压下，以及输送所述一种流体物质的流动通道形成在凸出部分之间的凹下部分中。

(34)在如段落(30)所述的化学反应盒中，多个室具有凸出部分，所述凸出部分位于所述容器外部，并且在施加外力时被压下，以及输送所述一种流体物质的流动通道形成在凸出部分之间的凹下部分中。

(35)在驱动如段落(29)所述的化学反应盒的机构中，所述其它流体物质流入和流出的流动通道被轮型的加压部分同时堵塞。

(36)在驱动如段落(30)所述的化学反应盒的机构中，所述其它流体物质流入和流出的流动通道被轮型的加压部分同时堵塞。

(37)在如段落(35)或(36)所述的驱动化学反应盒的机构中，所述轮型加压部分沿着与输送溶液的加压部分的轴线相同的轴线方向移动或旋转移动，用以堵塞所述其它流体物质流入和流出的流动通道。

(38)在驱动如权利要(29)所述的化学反应盒的机构中，公共室的入口流动通道和出口流动通道是自公共室呈辐射状形成，以及通过流动通道输送溶液的加压部分，在与容器表面的每个流动通道相应的不同轴线方向上移动。

(39)驱动如权利要(30)所述的化学反应盒的机构，公共室的入口流动通道和出口流动通道是自公共室呈辐射状形成，以及通过流动通道输送溶液的加压部分，在与容器表面的每个流动通道相应的不同轴线方向上移动。

(40)本发明提供一种化学反应盒，包括至少一部分是由弹性体制成的容器，其中，所述容器中形成多个室，以便多个室通过流动通道连接或可连接地排列，外力从容器外部施加到弹性体上，以使流动通道或室中的流体物质或同时存在于流动通道和室中的流体物质移动，以便进行化学反应，其中，至少一个室是具有多个入口流动通道以及至少两个出口流动通道的公共室，两种或更多种不同的流体物质分别流入入口流动通道，以及穿过公共室的多个流动通道设置在所述盒的每个背面和正面。

(41)在如段落(1)或(2)所述的化学反应盒中，至少一个室是具有多个入口流动通道以及至少两个出口流动通道的公共室，两种或更多种不同的流体物质分别流入入口流动通道，以及穿过公共室的多个流动通道设置在所述盒的每个背面和正面。

(42)本发明提供一种化学反应盒，包括至少一部分是由弹性体制成的容器，其中，所述容器中形成多个室，以便多个室通过流动通道连接或可连接地排列，外力从容器外部施加到弹性体上，以使流动通道或室中的流体物质或同时存在于流动通道和室中的流体物质移动，以便进行化学反应，其中，至少一个室是具有多个流动通道的公共室，通过所述流动通道两种或更多种不同的流体物质流入和流出所述公共室，公共室的流动通道以公共室为中心邻近地并成直线地排列，以及当一种流体物质流入和流出公共室时，通过外力堵塞其它流体物质流入公共室的流动通道。

(43)在如段落(1)或(2)所述的化学反应盒中，至少一个室是具有多个流动通道的公共室，通过所述流动通道，两种或更多种不同的流体物质流入和流出所述公共室，公共室的流动通道以公共室为中心邻近地并成直线地排列，以及当一种流体物质流入和流出公共室时，通过外力堵塞其它流体物质流入公共室的流动通道。

(44)在驱动如段落(42)所述的化学反应盒的机构中，用于将流体物质输送到公共室的加压部分设置成夹紧装有将被输送流体物质的室，并且所述加压部分在容器表面上沿直线方向移动。

(45)在驱动如段落(43)所述的化学反应盒的机构中，用于将流体物质输送到公共室的加压部分设置成夹紧装有将被输送流体物质的室，并且所述加压部分在容器表面上沿直线方向移动。

(46)本发明提供一种化学反应盒，包括至少一部分是由弹性体制成的容器，其中，所述容器中形成多个室，以便多个室通过流动通道连接或可连接地排列，外力从容器外部施加到弹性体上，以使流动通道或室中的流体物质或同时存在于流动通道和室中的流体物质移动，以便进行化学反应，其中，多个室以等间距排列，至少一个室是具有多个入口流动通道以及至少两个出口流动通道的公共室，所述入口流动通道分别流入两种或更多种的不同流体物质，以及当一种流体物质流入和流出公共室时，通过外力堵塞其他流体物质流入的入口流动通道。

(47)在如段落(1)或(2)所述的化学反应盒，多个室以等间距排列，至少一个室是具有多个入口流动通道以及至少两个出口流动通道的公共室，所述入口流动通道分别流入两种或更多种的不同流体物质，以及当一种流体物质流入和流出公共室时，通过外力堵塞其他流体物质流入的入口流动通道。

(48)在驱动如段落(46)所述的化学反应盒的机构中，输送不同流体物质的加压部分是独立移动的一组加压部分。

(49)在驱动如段落(47)所述的化学反应盒的机构中，输送不同流体物质的加压部分是独立移动的一组加压部分。

(50)在如段落(48)或(49)所述的驱动化学反应盒的机构中，所述一组加压部分在容器表面沿至少两个不同方向移动。

(51)在如段落(50)所述的驱动化学反应盒的机构中，所述两个方向彼此垂直。

(52)在如段落(46)所述的化学反应盒中，被施加外力的加压部分的移动方向与流动通道的方向在容器表面互不相同。

(53)在如段落(47)所述的化学反应盒中，被施加外力的加压部分的移动方向与流动通道的方向在容器表面互不相同。

(54)在如段落(52)或(53)所述的化学反应盒中，所述流动通道的方向相对于加压部分的移动方向呈90°或小于90°的角度。

(55)在如段落(46)所述的化学反应盒中，在流动通道的容器侧形成刚性体，以及对一部分流动通道施加外力，以便刚性体形成部分完全堵塞流动通道。

(56)在如段落(47)所述的化学反应盒中，在流动通道的容器侧形成刚性体，以及对一部分流动通道施加外力，以便刚性体形成部分完全堵塞流动通道。

(57)在如段落(52)所述的化学反应盒中，在流动通道的容器侧形成刚性体，以及对一部分流动通道施加外力，以便刚性体形成部分完全堵塞流动通道。

(58)在如段落(53)所述的化学反应盒中，在流动通道的容器侧形成刚性体，以及对一部分流动通道施加外力，以便刚性体形成部分完全堵塞流动通道。

(59)在如段落(21)所述的化学反应盒中，用于捕获预定物质的捕获材料永久地或临时地固定在公共室中。

(60)在如段落(59)所述的化学反应盒中，预定物质是生物聚合物。

(61)在如段落(60)所述的化学反应盒中，生物聚合物是DNA、RNA、蛋白质、代谢物或糖链。

(62)在如段落(59)所述的化学反应盒中，提供的捕获材料是用于捕获的表面改性的珠、过滤器、纤维或柱。

(63)在如段落(62)所述的化学反应盒中，所述珠是二氧化硅、磁性珠、金属珠或树脂珠。

(64)本发明提供一种驱动化学反应盒的机构，所述化学反应盒具有至少一部分是由弹性体制成的容器，其中，所述容器中形成多个室，以便多个室通过流动通道连接或可连接地排列，外力从容器外部施加到弹性体上，以使流动通道或室中的流体物质或同时存在于流动通道和室中的流体物质移动，以便进行化学反应，其中，外力是通过从弹性体侧的一个方向挤压二维板而产生的。

(65)在驱动在如段落(1)或(2)所述的化学反应盒的机构中，外力是通过从弹性体侧的一个方向挤压二维板而产生的。

(66)在如段落(64)所述的驱动化学反应盒的机构中，二维板在其对流动通道或室施加外力的表面上具有曲率。

(67)在如段落(65)所述的驱动化学反应盒的机构中，二维板在其对流动通道或室施加外力的表面上具有曲率。

(68)本发明提供一种驱动化学反应盒的机构，所述化学反应盒具有至少一部分是由弹性体制成的容器，其中，所述容器中形成多个室，以便多个室通过流动通道连接或可连接地排列，外力从容器外部施加到弹性体上，以使流动通道或室中的流体物质或同时存在于流动通道和室中的流体物质移动，以便进行化学反应，其中，所述机构包括：挤压化学反应盒的多个加压部分；以及设置有加压部分的基座部分。

(69)在如段落(68)所述的驱动化学反应盒的机构中，多个室以等间距排列，以及加压部分以与室间距相等的等间距来排列。

(70)在如段落(68)或(69)所述的驱动化学反应盒的机构中，所述基座部分具有开口，致动器插入在所述开口中。

(71)在如段落(68)或(69)所述的驱动化学反应盒的机构中，还包括：闸板，其堵塞沿垂直于加压部分移动方向的方向流动的流体物质。

(72)在如段落(68)或(69)所述的驱动化学反应盒的机构中，加压部分包括：挤压化学反应盒的多个辊；以及分别支撑所述辊的多个辊支撑部分。

(73)在如段落(72)所述的驱动化学反应盒的机构中，每个辊支撑部分具有所述辊之一插入的槽，以及所述槽夹持辊，以在大于180°角度范围内包裹辊。

(74)在如段落(72)所述的驱动化学反应盒的机构中，每个辊支撑部分在其侧面具有辊止动件。

(75)在如段落(68)或(69)所述的驱动化学反应盒的机构中，每个加压部分具有末端部分，所述末端部分具有挤压化学反应盒的弯曲表面。

(76)在如段落(75)所述的驱动化学反应盒的机构中，弯曲表面是圆形弯曲表面或非圆形弯曲表面。

(77)在如段落(75)所述的驱动化学反应盒的机构中，还包括：设置在化学反应盒与加压部分之间并且用于减小摩擦的构件。

根据在段落(1)到(8)中所述的化学反应盒以及制造化学反应盒的方法，由于从室中排放空气的排气通道设置在流体物质流入的室中，因此可以防止流体物质在被挤出的空气反压下返回，并且防止空气进入。而且，由于流动通道和室中的任一个具有零容积结构，因此可以达到与上述相同的效果。

根据在段落(9)到(24)中所述的化学反应盒以及驱动化学反应盒的机构，由于设置加压部分用于同时堵塞装有流体物质的室的全部输入和输出流动通道，因此可以防止在输送流体物质时流体物质流入下一个室以及下一个室之后的室。并且，可以防止在加热或振动流体物质时流体物质流到其它室中。

根据在段落(25)到(28)中所述的化学反应盒，由于流体物质中的空气可以从入口处排放，因此可以防止流体物质在注入样品时与空气混合。并且，可以将预定量的样品输送到盒中。

根据在段落(29)到(63)中所述的化学反应盒和驱动化学反应盒的机构，由于至少一个室是公共室，此公共室具有两种或更多种不同流体物质通过其流入公共室的入口流动通道，并且具有至少两个出口流动通道，当一种流体物质流入或流出公共室时，其它流体物质流入或流出的流动通道被外力堵塞，因此不同流体可以在公共室中彼此交叉。因此，可以实现从样品中提取或提纯预定物质的步骤。

根据在段落(64)到(67)中所述的驱动化学反应盒的机构，使用在接触容器的表面具有曲率的二维板，从而在挤压容器的同时移动所述板。因此，由于流动通道和室被表面挤压，因此可以防止溶液和空气在反压作用下回流。

根据在段落(68)和(69)中所述的驱动化学反应盒的机构，由于装有流体物质的室的所有输入和输出流动通道同时被盒驱动机构的加压部分堵塞，因此可以防止在输送流体物质时流体物质流入下一个室以及下一个室以后的室。并且，可以防止在加热或振动流体物质时流体物质流到其它室中。并且，不会由于空气的反压而将溶液挤回。另外，可以实现通过使用二氧化硅、磁粉或类似物质从样品中提取和提纯DNA的结构(交叉结构)。

根据在段落(70)中所述的驱动化学反应盒的机构，可以插入致动器，并且可以施加振动和加热等等作用。

根据在段落(71)中所述的驱动化学反应盒的机构，沿垂直于加压部分移动方向的方向移动的流体物质可以被闸板堵塞。

根据在段落(72)到(77)中所述的驱动化学反应盒的机构，由于在加压部分中设置有辊或者加压部分的末端设置为弯曲表面，可以减小盒与加压部分之间的摩擦。当加压部分的末端设置为弯曲表面时，弯曲表面可以设置为适合于盒材料的圆形或非圆形弯曲表面。在盒与弯曲表面之间可以设置由减摩件制成的板，或者盒的表面可以涂覆相同的件，用于使加压部分的移动平滑。

附图说明

图1A和1B是表示本发明化学反应盒一个实施例的外观视图；

图2是解释本发明溶液输送和空气排放的说明图；

图3A到3D是表示本发明化学反应盒另一个实施例(零容积结构)的说明图；

图4A到4C是解释制造化学反应盒的方法的第一实施例的说明图；

图5A和5B是解释制造化学反应盒的方法的第二实施例的说明图；

图6是解释制造化学反应盒的方法的第三实施例的说明图；

图7A到7C是表示与化学盒和驱动机构有关的第一实施例的说明图；

图8A到8D是表示与化学盒和驱动机构有关的第二实施例的说明图；

图9A到9E是表示与化学盒和驱动机构有关的第三实施例的说明图；

图10A到10C是表示与化学盒和驱动机构有关的第四实施例的说明图；

图11A和11B是表示与化学盒和驱动机构有关的第五实施例的说明图；

图12A和12B是表示与化学盒和驱动机构有关的第六实施例的说明图；

图13A和13B是表示与化学盒和驱动机构有关的第七实施例的说明图；

图14A到14C是表示与化学盒和驱动机构有关的第八实施例的说明图；

图15A到15C是表示与化学盒和驱动机构有关的第九实施例的说明图；

图16A到16E是表示与化学盒和驱动机构有关的第十实施例的说明图；

图17A到17G是表示与化学盒和驱动机构有关的第十一实施例的说明图；

图18A到18F是表示与化学盒和驱动机构有关的第十二实施例的说明图；

图19A到19C是表示与化学盒和驱动机构有关的第十三实施例的说明图；

图20是表示与化学盒和驱动机构有关的第十四实施例的说明图；

图21A到21C是表示与化学盒和驱动机构有关的第十五实施例的说明图；

图22是表示与化学盒和驱动机构有关的第十六实施例的说明图；

图23A到23C是表示与化学盒和驱动机构有关的第十七实施例的说明图；

图24A和24B是表示与化学盒和驱动机构有关的第十八实施例的说明图；

图25是表示与化学盒和驱动机构有关的第十九实施例的说明图；

图26是表示与化学盒和驱动机构有关的第二十实施例的说明图；

图27A和27B是根据背景技术的生物芯片的结构图；以及

图28是解释根据背景技术的生物芯片的操作方法的说明图。

具体实施方式

下面参考附图详细描述本发明。图1A和1B表示本发明化学反应盒一个实施例的外观视图。

图1A是盒的透视图，图1B是盒的平面图。盒101具有弹性体102，如气密性弹性橡胶，以及由刚性材料制成的扁平的基体103。另外，可以使用粘弹性体或塑性体作为盒的弹性体102。此实施例将在使用弹性体作为例子的情况下进行说明。

基体103的材料例子可以包括玻璃、金属、刚性树脂和弹性体。弹性体102和基体103可以通过粘接或通过其它手段彼此结合，其他手段例如是吸着(如，PDMS(聚二甲基硅氧烷)和玻璃之间)、超声波处理、加热、等离子粘合处理或振动焊接。

池A1到A7、流动通道105a到105f、进气通道104a到104c、公共进气通道104、排气通道106a到106c以及公共排气通道106形成在弹性体102的背面，从而朝向弹性体102上表面形成凹陷。与池和通道对应的区域朝弹性体102的上表面凸出地隆起。池A1到A7是在其中贮存溶液的穴。流动通道105a到105f将池彼此连接。空气通过进气通道104a到104c流入供应到池A1、A2和A4。进气通道104a到104c连接到公共进气通道104。空气经过排气通道106a到106c从池A3、A5和A7排放。排气通道106a到106c连接到公共排气通道106。弹性体102的背面除了池、流动通道、进气通道和排气通道以外的平坦部分结合到基体103的正面。结果，池、流动通道、进气通道和排气通道与弹性体102和基体103密封，从而形成这样一种可以防止溶液泄露的结构。

下面说明这样形成的盒的溶液输送操作。

图2是解释本发明中溶液输送和空气排放的说明图。在图2中，池B1和B2通过流动通道107a彼此连接。流动通道107a和107b在池B1和B2出口附近的开口面积比排气通道108a和108b的窄，从而形成限制器(例如，流动通道107a和107b的开口面积，等于排气通道108a和108b开口面积的1/3到1/5范围内的数值)。结果，阻止空气排放到流动通道107a和107b的阻力增大，从而空气流入排气通道108a和108b。具体地讲，盒操作如下：

辊109从上方挤压盒，从而盒正面的凹下部分被压扁。当在这种状态下，辊109旋转并且沿实线箭头方向向右移动，池B1中的溶液被排到右侧。结果，溶液通过流动通道107a流入池B2。在这个时候，池B2中的空气110被流入池B2中的溶液挤压，从而空气110通过排气通道108b从池B2中排放出去，如虚线箭头所示。

由于溶液供应侧的排气通道108a被辊109堵塞，因此溶液不会泄露到排气通道一侧，但排气通道108a中残余的溶液将随着辊109的移动而输送到池B2。结果，可以提供这样的盒，以便可以防止被排出的溶液在空气反压作用下返回，并可以防止空气与溶液混合。

图3A到3D是表示本发明化学反应盒(零容积结构)另一个实施例的说明图。

图3A是盒的平面图。如图3B所示，盒111以与上面实施例相同的方式包括：具有气密性和弹性的弹性体117，以及扁平的基体118。例如，弹性体117和基体118可以由PDMS(聚二甲基硅氧烷)制成。池C1和流动通道112和113设置于弹性体117的背面。池C1是贮存溶液的穴。溶液通过流动通道112和113流入池C1。

除了池C1，还设置了池C2和C3。池C2通过流动通道114连接到池C1。池C3通过流动通道115连接到池C2。在流动通道114和115以及池C2和C3的各个区域，弹性体117和基体118并不粘合在一起，而是互相接触着，从而当溶液流入此区域之前或溶液流过此区域之后，此区域的容积变为零。结果，由于在每个流动通道和池中没有空气，因此不需要排除空气。

在图3A中用实线表示的池C1和流动通道112和113是可见的，因为它们凸出地隆起在盒111的表面上。相反，图3A中用虚线表示的流动通道114和115以及池C2和C3是看不见的。

为了输送溶液，盒的操作如下：

如图3A所示，辊116从上方挤压盒111，以便将盒111的正面(流动通道112和113以及池C1)压扁。当辊116旋转并沿箭头方向向右移动时，贮存在池C1中的溶液流动，以便经过流动通道114流入池C2。如图3C所示，表现出零容积的流动通道114和池C2此时变成溶液通道(流动通道114)和贮液器(池C2)，因为在每个流动通道114和池C2朝向基体118的部分上，弹性体117被流入的溶液推起。当溶液流过每个流动通道114和池C2之后，由于弹性体117的恢复力而使每个流动通道114和池C2的容积变为零。

如图3D所示，流动通道115和池C3以与上述相同的方式工作，从而随着辊116的移动，溶液从池C2经过流动通道115流到池C3。在溶液流入之前，每个流动通道115和池C3的容积为零。随着溶液的流入而形成溶液通道(流动通道115)和贮液器(池C3)。可以形成这种结构是因为该容器是由弹性体117制成的。

下面将说明制造具有这种零容积结构的盒的方法的一个实施例。

图4A到4C是解释盒制造方法的第一实施例的说明图。下面将参考图4A到4C说明盒制造方法的步骤。

(1)制备掩模119和基体120(图4A)；

(2)将掩模119置于基体120上并进行等离子粘合处理(图4B)。结果，基体120上除掩模119以外的部分(阴影线部分)受到等离子粘合处理以便被粘接(图4C)；

(3)将掩模119取下，基体120结合到弹性体(未图示)上。附带说明，可以使用不被等离子激活的物质替代掩模119，在等离子粘合处理之前将此物质涂覆在基体120的非粘合部分121上。

与PDMS相关的等离子粘合处理是一项公知的技术(例如，参见Plasma Materials Science Handbook，Ohmsha，Ltd.，1992)，因此省略其说明。

图5A和5B是说明化学反应盒制造方法的第二实施例的说明图。下面将参考图5A和5B说明盒制造方法的步骤。

(1)在基体122的非粘合部分125周围形成缺口并加入粘合剂124，从而将缺口充满粘合剂124。缺口可以以这样的方式形成，即，如图5A所示，切除非粘合部分以外的部分；或者以这样的方式形成，即，如图5B所示，在非粘合部分周围形成凹槽。

(2)将基体122结合到弹性体123上。

附带说明，设置基体122中的缺口用于防止粘合剂124流入非粘合部分。如果在结合之前在非粘合部分125上涂覆非粘合物质，就不必要在基体122中设置缺口。

图6是说明化学反应盒制造方法的第三实施例的说明图。下面将参考图6说明盒制造方法的步骤。

(1)将具有非粘合面的可埋入材料128置于弹性体127的非粘合部分129上。

(2)将基体126的原料从上方浇到弹性体127上并固化(例如，浇铸成形)。

结果，除了可埋入材料128之外，弹性体127和基体126彼此结合。附带说明，例如，可埋入材料128可以由PDMS制成。

下面将说明化学反应盒的结构以及在盒中输送溶液的驱动机构。

图7A到7C是表示与化学反应盒和驱动机构有关的第一实施例的说明图。

在图7A中，辊130a挤压盒，将作为溶液进入池D1的入口的流动通道131a堵塞。辊130b堵塞作为出口的流动通道131b。当池的所有入口和出口被多个辊按此方式同时堵塞时，可以防止输送溶液时溶液流入下一个池以及下一个池以外的流动通道和池。

如图7B所示，池D1的溶液出口附近被辊130b堵塞，并将辊130b锁定使得辊130b不能移动。当在此状态下辊130a旋转并沿箭头方向移动以便池D1夹在辊130a和130b之间时，池D1内的溶液可以被加压。

如图7C所示，池D1的溶液入口附近被辊130a堵塞，并将辊130a锁定使的辊130a不能移动。当辊130b旋转并沿箭头方向移动以便离开池D1时，池D1内的溶液压力可以减小。

图8A到8D是表示与化学反应盒和驱动机构有关的第二实施例的说明图。

图8A、8B和8C表示随着辊132a、132b和132c沿箭头方向移动时的状态变化。阴影部分表示存在溶液。虽然此实施例表示零容积结构被用作池结构的情况，但也可以使用设置有排气通道的结构。

在图8A中，池E1和E2中分别设置有作为溶液入口的流动通道133a和133b。池E1通过流动通道133c连接到池E3。池E2通过流动通道133d连接到池E3。池E3设置有作为溶液出口的流动通道133e。池E1和E2彼此对齐，从而可以通过一个辊同时输送溶液。

辊132a堵塞流动通道133a和133b。辊132b堵塞流动通道133c和133d。结果，可以防止池E1和E2内的溶液流到池E3中。

图8B表示辊132a、132b和132c移动，使得辊132a位于池E1和E2上，而辊132b位于池E3上的状态。池E1和E2内的溶液被辊132a挤出，从而处于辊132a和132b之间的池和流动通道中，如图中阴影部分所示。

图8C表示辊132a、132b和132c(132c未图示)进一步移动，使得辊132a位于流动通道133c和133d上，而辊132b位于流动通道133e上的状态。池E1和E2中的所有溶液被辊132a挤出，以便流入池E3中，如图中阴影部分所示。

由于辊132a堵塞流动通道133c和133d，因此可以防止池E3中的溶液回流。同时，由于辊132b堵塞流动通道133e，因此可以防止池E3中的溶液流入下一个池(未图示)中。

由于使用了堵塞每个池的溶液入口和出口这样的结构，因此，即使来自盒外部的热或振动对贮存在池中的溶液施加作用的情况下，也可防止溶液从池中流出。

虽然这个实施例表示两个池中的溶液移动到一个池中并在该池中互相混合的情况，但是，当然本发明也可以应用于将溶液从一个池中输送到另一个池的情况，或者应用于设置含有待混合溶液的两个或多个池从而可以使两种或更多种溶液混合的情况。

如图8D所示，本发明可以应用于将一个池中的溶液分配到两个池中的情况。在图8D中，各个辊的运行与图8A到8C中所示的辊的运行相同。

在图8D中，池E4中的溶液被辊132e的移动挤出，并经过流动通道133f和133g分配到池E5和E6。由于流动通道133f和133g被辊132e堵塞，同时流动通道133h和133i被辊132f堵塞，因此可以防止溶液流出池E5和E6。

虽然此实施例表示溶液的流出被平行于盒正面移动的辊堵塞，但也可以使用诸如在垂直于盒正面方向移动的堵塞装置，如闸板，用于堵塞流动通道。

图9A到9E是表示与化学反应盒和驱动机构相关的第三实施例的说明图。在将提取生物聚合物作为例子的情况下说明此实施例，所述生物聚合物例如是DNA(脱氧核糖核酸)、RNA(核糖核酸)、蛋白质或糖链。

在图9A到9E中，盒中设置有池F1到F13。池F6到F8连接到作为公共池的池F9。池F6到F8在池F9的左侧排成一列。池F1和F2连接到作为公共池的池F6。池F1和F2在池F6的左侧排成一列。池F3和F5排列在池F1和F2所排成的相同列中。池F3连接池F7，池F5连接池F8。池F4连接池F5，位于池F5的左侧。

池F10连接池F9，位于池F9的右侧。池F11到F13排成一行，与池F10形成级联。

这些池在横向方向(辊移动方向)上以等间距来排列。辊(为了方便，用参考标号134a、134b和134c表示)以与池的横向间距相同的等间距来排列。

附带说明，相似的池图案表示相似的内容物。虽然此实施例表示使用零容积结构作为池结构，但也可以使用设置有排气通道的结构。虽然此实施例表示使用辊作为加压部分，但也可以使用活塞型致动器。

图9A表示将辊设定为与池的入口和出口对齐的状态。样品溶液预先装在池F1中，溶解溶液预先装在池F2中，DNA捕获材料(表面改性的磁粉)预先装在池F3中，清洗溶液预先装在池F4中。其它池处于零容积状态。

每个辊旋转并沿实线箭头方向移动。辊134a、134b和134c压住池F1到F5的入口和出口，从而防止诸如样品溶液的流体流出。

图9B表示各个辊旋转并沿箭头方向移动一个池的距离的状态。因此，随着辊134b的移动，池F1中的样品溶液和池F2中的溶解溶液在池F6中相互混合，同时池F3中的捕获材料流入池F7。

随着辊134a的移动，池F4中的清洗溶液流入池F5。池F7、F5和F8在开始时是空池，并作为空置池而调节将捕获材料和清洗溶液输送到池F9的定时。池F7、F5和F8的存在，使得随着辊仅在一个轴线上移动而将目标溶液以任意定时输送到目标池中成为可能。

在池F6中，执行加热混合溶液以进行反应的步骤。例如，使用帕尔贴元件(Peltier element)加热混合溶液。

附带说明，每个空置池的容积设定为等于初始装有溶液的池的容积。

图9C表示图9B中所示状态的各个辊沿箭头方向旋转移动一个池的距离的状态。因此，随着辊134b的移动，池F6中的混合溶液与池F7中的DNA捕获材料在池F9中互相混合。随着辊134a的移动，池F5中的清洗溶液进入池F8。

在池F9中，DNA被捕获在DNA捕获材料中，同时作为捕获材料的磁粉本身由于磁场的作用而停留在池F9中。

图9D表示图9C中所示状态的各个辊沿箭头方向旋转移动一个池的距离的状态。因此，随着辊134b的移动，在池F9中捕获DNA之后的废液进入池F10。随着辊134a的移动，池F8中的清洗溶液进入池F9。在池F9中，清洗溶液清洗磁粉。

图9E表示图9D中所示状态的各个辊沿箭头方向旋转移动一个池的距离的状态。因此，随着辊134b的移动，池F10中的废液进入池F11。随着辊134a的移动，清洗池F9之后的清洗溶液进入池F10。

如上所述，被捕获在磁粉中的DNA累积在池F9中，从而可以提取DNA。

另外，珠、过滤器、柱等等可以用于捕获DNA。珠的例子包括二氧化硅、磁性珠、金属珠和树脂珠。

上述的溶液输送机构类似于数字电路的移位寄存器的动作。这种溶液输送结构可以称为“时钟型溶液输送结构”。与电子系统的不同点在于：流动通道是单独设置的，因为必须防止溶解溶液被清洗溶液污染(混合)。

图10A到10C是表示与化学反应盒和驱动机构相关的第四实施例的说明图。

图10A到10C表示盒135的入口，通过该入口输入溶液。在图10A中，入口137设置有U形通道，用于引导溶液从盒135的外部流到盒的内部，并引导溶液从盒的内部流到容器的外部。U形入口137连接到流动通道138，用于盒135内部的处理。无论是否存在溶液，入口137都具有预定的容积。流动通道138具有如上所述的零容积结构。

溶液通过注射器136注入到注入部分140a。注入部分140a在入口137的一侧。开始存在于入口137的空气被溶液挤出，从而使空气从另一个注入部分140b排出，如实线箭头所示。

接着，如图10B所示，辊139a和139b从上方挤压盒135，使得注入部分140a和140b同时被辊139a堵塞，而流动通道138被辊139b堵塞。两个辊旋转并沿虚线箭头方向移动，以便将入口137内的溶液挤出进入到流动通道138中，如实线箭头所示。

以这种方式可以防止溶液与空气混合。而且，可以将U形部分中预定量的溶液输送到盒中。

另外，如图10C所示，入口137的盒表面可以向着每个注入部分逐渐变薄。在这种情况下，入口137可以容易地被辊139a堵塞，从而可以防止溶液与空气混合。

图11A和11B是表示与化学反应盒和驱动机构相关的第五实施例的说明图。

图11A和11B表示盒的入口。在图11A中，入口141通过流动通道144a连接圆顶型池G1。池G1还连接到用于将溶液输送到盒内的流动通道144b。

虽然此实施例表示使用零容积结构作为流动通道结构的情况，但也可以使用设置有排气通道的结构来替代。虽然使用辊作为加压部分，但也可以使用活塞型致动器来替代。

辊143a先从池G1的右侧移动到左侧，以便将圆顶内的空气从入口141一侧排放出去。辊143a挤压并堵塞流动通道144a。在此状态下，大量的样品溶液142注入入口141。接着，辊143a沿箭头方向移动，从而挤压池G1。由于随着辊143a的经过池G1努力恢复其原始状态，因此溶液142被吸入池G1中。结果，可以将预定量的溶液吸入池G1中。当辊143a经过池G1并挤压和堵塞流动通道144b时，辊143b挤压并堵塞流动通道144a。

如上所述，一部分与空气混合的溶液残留在入口141，从而可以防止空气进入溶液中。并且，可以提供预定量的溶液作为反应的起始量。

附带说明，此入口可以与上述的U形入口联合使用。入口的盒表面结构可以按与U形入口相同的方式逐渐变薄。

图12A和12B是表示与化学反应盒和驱动机构相关的第六实施例的说明图。

此实施例将在提取生物聚合物作为例子的情况下进行说明，所述生物聚合物例如可以是DNA、RNA、蛋白质、代谢物或糖链。

在图12A和12B中，诸如血液和溶解溶液的样品混合溶液装在池H1中，诸如二氧化硅和氨基磁粉(表面改性的磁粉)的DNA捕获材料装在池H2中，废液装在池H3中，提取溶剂装在池H4中，提取过DNA的溶液装在池H5中。

这些池以十字交叉的方式排列，使得至少两种不同的溶液可以从不同流动通道流入具有至少两个出口流动通道的公共池中。这种盒具有这样的交叉结构：其中公共池位于中央，而其它池从公共池放射状地布置并通过流动通道与公共池连接，该盒是按如下步骤驱动的：

(1)捕获步骤

装在池H1中的DNA带有负电，处于池H2中的二氧化硅和氨基磁粉带有正电。基于此原因，当溶液从池H1输送到池H3时，DNA被捕获(捕捉)在池H2中。残余溶液作为废液输送到池H3中。

(2)排放步骤

当在捕获步骤之后将池H4中的提取溶剂输送到池H2中以调节pH值和温度时，DNA从捕获材料上脱离。将DNA输送到池H5，从而得到提取过DNA的溶液。

在此步骤中，对于溶液从池H1输送到池H3的情况，必须防止溶液被输送到池H4和H5中。对于溶液从池H4输送到池H5的情况，必须同样防止溶液输送到池H1和H3。

基于此原因，当池H1中的溶液被输送到池H3时，通向池H4和H5的流动通道被闸板145a和145b堵塞，如图12A所示。并且，当池H4中的溶液被输送到池H5时，池H1和H3的流动通道被闸板145c和145d的堵塞，如图12B所示。附带说明，每个闸板可以是输送溶液的辊。

虽然此实施例表示使用零容积结构作为每个池和流动通道的结构的情况，但也可以使用设置有排气通道的结构来替代。虽然未图示的辊用作加压部分用以输送溶液，但也可以使用活塞型致动器来替代。

珠、过滤器、柱、纤维等等可以作为磁粉。珠的例子包括二氧化硅、磁性珠、金属珠和树脂珠。

如上所述，例如，可以实现在PCR(聚合物链反应)放大之后通过使用二氧化硅、磁粉或类似物质从样品中提取核酸并进行提纯(例如，从未反应物质中分离产品)的结构(交叉结构)。

图13A和3B是表示与化学反应盒和驱动机构相关的第七实施例的说明图。

此实施例也可以实现捕获步骤和排放步骤。

在图13A和13B中，诸如血液和溶解溶液的样品混合溶液装在池I1中。诸如二氧化硅、氨基磁粉(表面改性的磁粉)等的DNA捕获材料装在池I2中。废液贮存在池I3中，提取溶剂装在池I4中，提取过DNA的溶液装在池I5中。池I1、I3、I4和I5通过流动通道连接到池I2。设置用于施加外力的辊，以便溶液通过特定池或流动通道输送，而堵塞不用于输送溶液的流动通道。这种池的排列是十字交叉的，以便至少两种不同溶液从不同流动通道流入具有至少两个出口流动通道的公共池。

具体地讲，如图13A所示，辊146a和146b旋转并沿箭头方向移动，从而将池I 1中的溶液挤出以将溶液输送到池I2。阴影部分表示通过其来输送溶液的通道。此时，辊146b堵塞使池I2和I4相互连接以及使池I2和I5相互连接的流动通道。因此，当样品中的生物聚合物被捕获在池I2后，输送到池I2的溶液作为废液输送到池I3。

当辊146a和146b进一步移动到图13B所示位置时，辊146a将池I3中的提取溶剂挤出并堵塞使池I2和I1相互连接以及使池I2和I3相互连接的流动通道。基于此原因，池I 4中的提取溶剂被输送到池I2。在池I2中，DNA从捕获材料上脱离。由此得到的提取过DNA的溶液被输送到池I5。虽然此实施例表示使用零容积结构作为池结构的情况，但也可以使用设置有排气通道的结构来替代。虽然使用辊作为加压部分，但也可以使用活塞型致动器来替代。

如上所述，例如，尽管这是一种简单的结构，但是也可以实现在PCR放大之后通过使用二氧化硅、磁粉或类似物质从样品中提取核酸并进行提纯(例如，从未反应物质中分离产品)的结构(交叉结构)。

图14A到14C是表示与化学反应盒和驱动机构相关的第八实施例的说明图。

此实施例也能实现生物聚合物捕获步骤和排放步骤。

在图14A到14C中，诸如血液和溶解溶液的样品混合溶液装在池J1中。诸如二氧化硅、氨基磁粉(表面改性的磁粉)等的DNA捕获材料装在池J2中。废液贮存在池J3中，提取溶剂装在池J4中。提取过DNA的溶液装在池J5中。池J1、J3、J4和J5通过流动通道连接到池J2。布置用于施加外力的辊，以便这些辊之一将溶液输送到特定池或流动通道中，而其它辊堵塞未用于输送溶液的流动通道。这些池的布置是十字交叉的，从而至少两种不同溶液从不同流动通道流入具有至少两个出口流动通道的公共池。

这些池在接触辊的部分具有凸出部分176a到176h，所述辊从盒容器外部施加外力。将两个池互相连接的每个流动通道形成在两个池的凸出部分之间凹进部分。

附带说明，凸出部分可以形成在盒上或辊上。当两个池被一个辊挤压时，凸出部分可以具有这样的结构，即凸出部分不延伸到流动通道，从而不堵塞流动通道。

虽然此实施例表示使用零容积结构作为池结构的情况，但也可以使用设置有排气通道的结构来替代。虽然使用辊作为加压部分，但也可以使用活塞型致动器来替代。

具体地讲，如图14A所示，辊147a旋转并沿箭头方向移动，同时挤压凸出部分176a和176b。结果，池J1中的溶液被挤出，以便被输送到池J2。阴影部分表示S形流动通道，通过该流动通道输送溶液。此时，辊147b堵塞位于凸出部分176d下方并且使池J2和J4互相连接以及使池J2和J5互相连接的流动通道。因此，输送到池J2的样品溶液在样品中的生物聚合物被捕获在池J2后，作为废液输送到池J3中。

当辊147a和147b进一步移动到图14B所示位置时，辊147b将池J4中的提取溶剂挤出。此时，辊147a堵塞位于凸出部分176a下方并且使池J2和J1互相连接以及使池J2和J3互相连接的流动通道。基于此原因，池J4中的提取溶剂被输送到池J2中。在池J2中，DNA从捕获材料上脱离。将如此得到的提取过DNA的溶液输送到池J5。

虽然图14A和14B表示在池之间设置S形流动通道的情况，但也可以使用图14C所示的池外侧的流动通道来替代。

如上所述，例如，可以实现在PCR放大之后通过使用二氧化硅、磁粉或类似物质从样品中提取核酸并进行提纯(例如，从未反应物质中分离产品)的结构(交叉结构)。

图15A到15C是表示与化学反应盒和驱动机构相关的第九实施例的说明图。

此实施例也可以实现生物聚合物捕获步骤和排放步骤。

在图15A到15C中，诸如血液和溶解溶液的样品混合溶液装在池K1中。诸如二氧化硅、氨基磁粉(表面改性的磁粉)等的DNA捕获材料装在池K2中。废液贮存在池K3中，提取溶剂装在池K4中，提取过DNA的溶液装在池K5中。

虽然此实施例表示使用零容积结构作为池结构的情况，但也可以使用设置有排气通道的结构来替代。虽然使用辊作为加压部分，但也可以使用活塞型致动器来替代。池K1、K3、K4和K5通过流动通道连接到池K2。这些池的布置是交叉的，从而至少两种不同溶液从不同流动通道流入具有至少两个出口流动通道的公共池。除了经过公共池的流动通道以外的任何其它流动通道的(通向公共池的)输入和输出侧同时被一个辊堵塞。

具体地讲，如图15A所示，辊148a旋转并沿箭头方向移动，以将池K1中的溶液挤出并将该溶液输送到池K2。阴影部分表示通过其来输送溶液的通道。此时，辊148c堵塞通过池K2使池K4和K5相互连接的流动通道，所述辊148c形状像轮子并具有在相对端加压的结构。因此，输送到池K2的样品溶液在样品中的生物聚合物被捕获在池K2后，作为废液输送到池K3中。

接着，辊148c在与辊148a和148b相同的轴线上后移，并堵塞使池K2和K1相互连接以及使池K2和K3相互连接的流动通道。当辊148a和148b进一步移动到图15B所示位置时，辊148a将池K4中的提取溶剂挤出。因此，将池K4中的提取溶剂输送到池K2中。在池K2中，DNA从捕获材料上脱离。由此得到的提取过DNA的溶液被输送到池K5中。

如果用于输送溶液的流动通道不像图15A和15B所示是平行的，而是交叉的，则辊148c不能平行移动，而是如图15C所示转动，以改变将被堵塞的流动通道。

如上所述，例如，可以实现在PCR放大之后使用二氧化硅、磁粉或类似物质从样品中提取核酸并进行提纯(例如，从未反应物质中分离产品)的结构(交叉结构)。

图16A到16E是表示与化学反应盒和驱动机构相关的第十实施例的说明图。

此实施例也可以实现生物聚合物捕获步骤和排放步骤。

在图16A到16E中，诸如血液和溶解溶液的样品混合溶液装在池L1中。诸如二氧化硅、氨基磁粉(表面改性的磁粉)等的DNA捕获材料装在池L2中。废液贮存在池L3中，提取溶剂装在池L4中，提取过DNA的溶液装在池L5中。

池L1、L3、L4和L5通过流动通道连接到池L2。这些池的布置是交叉的，从而至少两种不同溶液从不同流动通道流入具有至少两个出口流动通道的公共池。除了穿过公共池的流动通道以外的任何其它流动通道的(通向公共池的)输入和输出侧同时被一个辊堵塞。提供一种交叉结构，其中公共池布置在中央，而其它池自公共池辐射状地布置并通过流动通道与公共池连接。

用于通过流动通道输送溶液的辊分别在盒表面的不同轴线方向上移动，如垂直方向(Y)和水平方向(X)。

具体地讲，如图16A所示，辊149a和149b旋转并沿箭头方向移动，以将池L1中的溶液挤出，并将该溶液输送到池L2。阴影部分表示通过其来输送溶液的通道。此时，辊149c堵塞使池L2和L4相互连接的流动通道，而辊149d堵塞使池L2和L5相互连接的流动通道。因此，输送到池L2的样品溶液在样品中的生物聚合物被捕获在池L2后，作为废液输送到池L3中。

接着，辊149c移动到池L4入口附近(未图示)，以将池L4中的提取溶剂挤出。为了堵塞使池L1和L2相互连接的流动通道以及使池L3和L2相互连接的流动通道，辊149a和149b移动到流动通道。

当辊149c和149d沿图16B所示箭头方向移动时，池L4中的提取溶剂被输送到池L2中。在池L2中，DNA从捕获材料上脱离。这样得到的提取过DNA的溶液被输送到池L5中。此时，如果需要，辊149c可以移动以从盒的表面离开一次。

另一方面，辊可以设计成如图16C所示的结构，通过辊149e和149f从池L6输送到池L4和L7的溶液，通过辊149c和149d从池L4进一步被输送到池L2中。

如图16D所示，彼此交叉的流动通道的数量可以是三个或更多。相邻流动通道之间的角度不必是90°。另外，在此实施例中，如果辊彼此碰撞，则可以提供一种使所述辊之一置于相对侧(盒背面)的结构，如图16E所示。在图16E中，盒150具有由不透气弹性橡胶或类似物质制成的弹性体151a和151b，以及由刚性材料制成的扁平的基体152。基体152夹在弹性体151a和151b之间并与之结合。在弹性体151a和基体152之间以及在弹性体151b和基体152之间分别设置流动通道156a和156b。这些流动通道是穿过公共池的流动通道。

基体152设置有通孔153，使得流动通道156a和156b通过通孔153彼此连接。在盒150的正面154一侧具有辊149m，以便通过流动通道156a输送溶液。在盒150的背面155一侧设置有辊149n，以便通过流动通道156b输送溶液。因此，辊149m和149n从不相互碰撞。

附带说明，可以使用粘弹性体或塑性体作为盒的弹性体151a和151b。

玻璃、金属、刚性树脂或弹性体可以被用作基体152的材料。通过粘接或通过其它手段(例如吸引(如，PDMS和玻璃之间)、超声波处理、加热、等离子粘合处理或振动焊接)，可以将弹性体151a和151b和基体152彼此结合。

图17A到17G是表示与化学反应盒和驱动机构相关的第十一实施例的说明图。

此实施例也可以实现生物聚合物捕获步骤和排放步骤。附带说明，此实施例也可以在以提取DNA作为例子的情况下进行说明。

在图17A到17G中，样品158是诸如血液和溶解溶液的样品混合溶液，它装在池M1中。诸如二氧化硅、氨基磁粉(表面改性的磁粉)等的DNA捕获材料159装在池M2中。捕获材料通过设置于外部的磁体的磁力而固定在池M2中。提取缓冲溶液160装在池M3中。池M1和M3通过流动通道连接到池M2，并被布置以便所述辊之一施加外力输送特定池或者流动通道的溶液，同时其它辊堵塞未用于输送溶液的流动通道。这些池交叉排列，以便用于输送溶液的流动通道和将被堵塞的流动通道穿过公共池。穿过公共池的流动通道直线排列，以便以公共池为中心而彼此靠近。将溶液分别输送到流动通道的多个加压部分在盒表面的流动通道的排列线上移动。

虽然未图示，用于注入样品的流动通道以及作为提取产品出口的流动通道分别设置在池M1和M3上。具体地讲，图17A所示的状态变化到图17G所示状态。如图17A所示，辊157a堵塞池M1的入口，辊157b堵塞使池M1和M2相互连接的流动通道，辊157c堵塞池M3的出口。

辊157a和157b旋转并沿箭头方向移动。辊157a将池M1中的样品158挤出，接着堵塞连接池M1和M2的流动通道。辊157b从使池M1和M2相互连接的流动通道开始移动以堵塞连接池M2和M3的通道。结果，将池M1中的样品输送到池M2。

接着，如图17B所示，辊157a移动回到(沿箭头方向)其原始位置。当重复此往复移动时，样品158和捕获材料在池M2中有效地彼此混合。这样，完成了将DNA捕获到磁粉中的步骤。当捕获步骤完成时，辊157a返回初始位置，辊157b堵塞连接池M2和M3的流动通道(图17C)。

接着，如图17D所示，辊157b和157c沿箭头方向移动。辊157b返回其原始位置(图17A所示)，同时挤压池M2，从而去除池M2中残余的一部分样品158。辊157c将池M3中的提取缓冲溶液160挤出，将提取缓冲溶液160输送到池M2中，并堵塞使池M2和M3相互连接的流动通道(图17E)。在这种状态下，在保持M2的同时来执行DNA脱离处理。

当完成DNA脱离处理时，辊157b和157c沿图17F所示箭头方向移动(与图17D所示方向相反)。辊157b将池M2中的提取产品挤出并接着堵塞使池M2和M3相互连接的流动通道。辊157c从使池M2和M3相互连接的流动通道开始移动，并返回初始位置(图17G)。结果，提取产品被输送到池M3。这样，完成DNA提取步骤。

图18A到18F是表示与化学反应盒和驱动机构相关的第十二实施例的说明图。

此实施例也可以实现生物聚合物捕获步骤和排放步骤。附带说明，此实施例也可以在以提取DNA作为例子的情况下进行说明，与第十一实施例类似。

在图18A到18F中，样品162是诸如血液和溶解溶液的样品混合溶液，样品162装在池N1中。诸如二氧化硅、氨基磁粉(表面改性的磁粉)等的DNA捕获材料163装在池N2中。捕获材料通过设置于外部的磁体的磁力而固定在池N2中。提取缓冲溶液164装在池N3中。池N1和N3通过流动通道连接到池N2，并被这样布置使得施加外力的辊之一输送特定池或流动通道的溶液，而其它辊堵塞未用于输送溶液的流动通道。这些池交叉排列，以便用于输送溶液的流动通道和将被堵塞的流动通道穿过公共池。穿过公共池的流动通道直线排列，以便以公共池为中心而彼此靠近。将溶液分别输送到流动通道的多个加压部分在盒表面流动通道的排列线上移动。虽然未图示，用于注入样品的流动通道以及作为提取产品出口的流动通道分别设置在池N1和N3上。

具体的讲，图18A所示的状态变化到图18F所示状态。如图18A所示，辊161a堵塞池N1的入口，辊161b堵塞使池N1和N2相互连接的流动通道，辊161c堵塞池N3的出口。

辊161a和161b旋转并沿箭头方向移动。辊161a将池N1中的样品162挤出，接着堵塞连接池N1和N2的流动通道。辊161b从使池N1和N2相互连接的流动通道开始移动以堵塞连接池N2和N3的流动通道。结果，将池N1中的样品162输送到池N2。

接着，如图18B所示，辊161a和161b移动回到(沿箭头方向)其原始位置。当重复此往复移动时，样品162和捕获材料163在池M2中有效地彼此混合。这样，完成将DNA捕获到磁粉中的操作。当完成捕获步骤时，辊161a和161b返回初始位置(图18C)。结果，去除并干燥残余在池N2中的样品。

接着，如图18C所示，辊161c沿箭头方向移动。辊161c将池N3中的DNA缓冲溶液164挤出，将DNA缓冲溶液164输送到池N2中，并堵塞使池N2和N3相互连接的流动通道(图18D)。在这种状态下，在保持N2的同时执行DNA与磁粉脱离处理。

当DNA脱离处理完成时，辊161b和161c沿图18E所示箭头方向移动(与图18C所示方向相反)。辊161b将池N2中的提取产品挤出并接着堵塞使池N2和N3相互连接的流动通道。辊161c从使池N2和N3相互连接的流动通道开始移动，并返回初始位置(图18F)。结果，提取产品被输送到池N3。这样，DNA提取步骤完成。

图19A到19C是表示与化学反应盒和驱动机构相关的第十三实施例的说明图。此实施例在提取生物聚合物作为例子的情况下进行说明，其中的生物聚合物例如是DNA、RNA、蛋白质或糖链。

在图19A到19C中，盒中设置有池O1到O23。池O1到O14设置在上段P1，池O7到O9连接到作为公共池的池O10并在池O10的左侧排成一列。池O1和O2连接到作为公共池的池O7并在池O7的左侧排成一列。池O3和O6与池O1和O2排在相同的列中。池O3连接到池O8，池O6连接到池O9。池O5和O4逐级连接到池O6，从而在池O6的左侧排列成一行。

池O11连接到池O10，以便排在池O10的右侧。池O12到O14逐级连接到池O11，从而排成一行。这些池在横向方向上(辊移动方向)以等间距来排列。用阴影部分表示的辊以与池的横向间距相同的间距间隔来排列。池O15到O23设置于下段P2，以便以等间距排成一行，与上段池的垂直位置一致。池O19和O20连接到池O10。池O19的排列位置对应于池O7到O9的列。池O20的排列位置对应于池O11的列。池O10下方设置有一个空间。池O19到O15在此空间左侧逐级排列，池O20到O23在此空间右侧逐级排列。

上段P1和下段P2的辊以与池的横向间距相同的间距间隔来排列，并分别堵塞连接池的流动通道。虽然此实施例表示使用零容积结构作为池的结构的情况，但也可以使用设置有排气通道的结构来替代。虽然使用辊作为加压部分，但也可以使用活塞型致动器来替代。

在图19A中，样品溶液装在池O1中，溶解溶液装在池O2中，DNA捕获材料(表面改性的磁粉)装在池O3中，清洗溶液装在池O4和O5中，提取缓冲溶液装在池O15中。任何其它池的容积为零。

在图19A中，上段P1中的各个辊旋转并沿实线箭头方向移动。随着辊的移动，池内所装物质的移动与图9A到9E中描述的相同，将在下面简要说明。但是，因为清洗溶液装在池O4和O5中，所以池O10被清洗两次。

当上段P1中的辊旋转并沿箭头方向移动一个池的距离时，池O1中的样品溶液和池O2中的溶解溶液在池O7中相互混合。池O3中的捕获材料移动到池O8。池O4和O5中的清洗溶液移动到池O5和O6中。

在池O7中，混合溶液被加热并进行反应过程。例如，使用帕尔贴元件加热混合溶液。

当辊进一步旋转并沿箭头方向移动一个池的距离时，池O7中的混合溶液与池O8中的DNA捕获材料在池O10中彼此混合。池O5和O6中的清洗溶液移动到池O6和O9。

在池O10中，DNA被捕获到DNA捕获材料中。作为捕获材料的磁粉本身被施加的磁场捕获在池O10中。

当辊进一步旋转并沿实线箭头方向移动一个池的距离时，在池O10中被捕获了DNA之后的废液移动到池O11中，池O9中的清洗溶液移动到池O10中，池O6中的清洗溶液移动到池O9。在池O10中，利用磁粉清洗溶液执行清洗，这作为第一清洗循环。

当辊进一步旋转并沿箭头方向移动一个池的距离时，池O11中的废液移动到池O12。池O10中清洗后的清洗溶液移动到池O11。第二清洗循环的清洗溶液输送到池O10中。随着辊的下一次移动，从池O10中移出清洗溶液。第一清洗循环的清洗溶液167a输送到池O12中，第二清洗循环的清洗溶液167b输送到池O11中。

结果，其中含有被捕获的DNA的磁粉166保留在池O10中，从而可以提取出DNA。与上述操作同时地，下段P2的辊沿实线箭头方向与上段P1的辊同步移动。提取缓冲溶液165移动到池O19中，如虚线箭头所示。

附带说明，池O16到O18开始是空池，其用作调节提取缓冲溶液165输送到池O10的定时的空置池。空置池的存在使得根据辊的单轴向移动来任意地调节溶液输送定时成为可能。

在此时间点上，池O10中的两个清洗循环完成。清洗溶液已经从池O10中移出。接着，上段P1的辊组锁定，仅有下段P2的辊组移动。结果，下段P2的池O19中的提取缓冲溶液输送到池O10，如虚线箭头所示。在池O10中，DNA脱离出来(图19B)。

在此，上段P1和下段P2的辊组同时移动。结果，池O10中的提取过DNA的溶液168(产品)输送到池O20中。这样，DNA提取步骤完成(图19C)。上述溶液输送机构与数字电路的移位寄存器或类似装置的动作类似。因此，一般可以认为辊组的移动是时钟型的。

图20是表示与化学反应盒和驱动机构相关的第十四实施例的说明图。此实施例以这样的方式配置：将第十三实施例(图19A到19C)中阴影部分表示的辊的排列由两级结构改为三级结构，以等间距的辊组添加到中段P3，池O10的列位置处于中段P3，而水平位置关系未变。在上段P1和下段P2中的辊以与池的横向间距相同的间距间隔来排列，并分别堵塞连接池的流动通道。

在图20中，样品溶液装在池O1中，溶解溶液装在池O2中，DNA捕获材料(表面改性的磁粉)装在池O3中，清洗溶液装在池O4和O5中，提取缓冲溶液装在池O15中，任何其它池的容积为零。

虽然此实施例表示使用零容积结构作为池的结构的情况，但也可以使用设置有排气通道的结构来替代。虽然使用辊作为加压部分，但也可以使用活塞型致动器来替代。每级的辊沿实线箭头方向移动5个池的距离。结果，样品溶液与溶解溶液的混合溶液以及DNA捕获材料被输送到池O10中。DNA被捕获在磁粉中。清洗溶液167a和167b输送到池O10中。清洗之后，清洗溶液167a和167b输送到池O11和O12中。结果，池O10中存在含有被捕获的DNA的磁粉166。

此时，由于下段P2的辊按与上述相同的方式移动，如虚线箭头所示，池O15中的提取缓冲溶液165移动到池O19。接着，当上段P1的辊组停止时，中段P3和下段P2的辊组沿实线箭头方向移动一个池的距离。池O19中的提取缓冲溶液165输送到池O10，从而将DNA从捕获材料中脱离出来。接着，中段P3和下段P2的辊组再移动一个池的距离。由此得到的提取过DNA的溶液从池O10输送到池O20。

如上所述，由于将池O10和池O7、O8、O9和O11连接的流动通道在DNA提取步骤被上段P1的辊堵塞，因此可以防止DNA被DNA捕获材料和清洗溶液的残余溶液污染(混合)。

图21A到21C是表示与化学反应盒和驱动机构相关的第十五实施例的说明图。

在图21A中，竖线表示的池沿长度方向和宽度方向排列，使得在长度方向和宽度方向彼此相邻的池通过流动通道相互连接。在这种排列结构中，用阴影部分表示的辊独立排列，以便池在每行或每列中都夹在相邻辊之间。垂直轴(X轴)和水平轴(Y轴)的辊组顺次移动，以便每种溶液都可以移动到位于任意位置的池中。

为了防止X和Y辊之间的干涉，当通过X和Y辊组从相同表面依靠加压进行溶液输送时，在X移动时Y从盒上离开。X和Y可以优选地分别排列在背面和正面。在这种情况下，所用的盒是具有如下结构的盒：图16E所示的基体夹在弹性体之间，并且流动通道设置于基体相对表面上并通过通孔相互连接。辊组这样设计，使得一行或一列辊可以整体移动，或者一行或一列中的几个辊可以整体移动。附带说明，流动通道的结构并不限于图21A所示的长度方向和宽度方向的网状结构。相邻池之间可以存在无流动通道的区域。如图21B所示，流动通道可以倾斜地设置。池彼此间的尺寸和深度可以不同。

在图21B中，当流动通道被倾斜地设置时，即使在辊是单向移动的辊的情况下，每种溶液也可以在XY的任意方向上移动。

例如，当如图21B所示设置的三个辊组移动、并且上段R1的辊组、中段R2的辊组以及下段R3的辊组彼此同步移动时，池Q1中的溶液移动到池Q2和Q3。当上段R1的辊组和中段R2的辊组移动并且彼此同步移动时，池Q3中的溶液移动到池Q4、Q5和Q6。当中段R2的辊组和下段R3的辊组进一步移动时，溶液移动到池Q7中。

附带说明，在辊被这样设置在X和Y轴上的结构中，存在溶液残留在辊之间的流动通道的趋势。在这种情况下，如图21C所示，刚性体170可以设置在弹性体171和基体172之间的一部分流动通道中，从而当辊169挤压刚性体170时可以完全堵塞流动通道。例如，刚性体170可以按这样的方式形成：刚性体170嵌在弹性体171中；或者以这样的方式形成：将一部分弹性体171硬化。

图22是表示与化学反应盒和驱动机构相关的第十六实施例的说明图。

虽然上述实施例表示使用辊或活塞型致动器作为加压部分的情况，但可以使用二维板或履带(Caterpillar(注册商标))作为加压部分173，此二维板或履带在其与诸如池175的容器接触的表面上具有曲率，从而二维板或履带可以沿箭头方向移动，同时挤压盒174，如图22所示。根据这个措施，由于流动通道或池受到一个表面挤压，因此可以防止溶液或空气因反压作用而回流。

图23A到23C是表示本发明化学反应盒和驱动机构的第十七实施例的配置图。

图23A是表示第十七实施例的透视图。在图23A中，辊201a、201b和201c分别由作为辊支撑部分的臂202a、202b和202c支撑。臂202a、202b和202c固定在基座部分203上，基座部分203形状像平板并且作为保持臂的基座。或者基座部分203可以被铸造以便与臂202a、202b和202c整体成形。例如，辊、臂和基座部分的材料可以是金属、氟树脂或二者的组合。每对辊和臂形成对盒施加压力的加压部分。

基座部分203固定在可以沿X、Y和Z轴方向移动的机械台(未图示)上。当机械台上下移动时，辊201a对盒205施加压力。盒固定在机械台上。当基座部分203在受机械台控制的同时左右移动时，辊201a、201b和201c旋转和移动的同时挤压盒，从而将盒205中的溶液水平移动。

基座部分203具有开口部分204a和204b。致动器206a插入每个开口部分中，如图23B所示。图23B是表示第十七实施例的侧视图。例如，致动器206a的形状像金属制成的棒。致动器206a对盒205施加压力、振动、加热、冷却或类似的作用，用于加速盒205中的化学反应。例如，使用压电元件对盒加压和振动，使用帕尔贴元件加热和冷却盒。

图23C是表示辊固定到臂上的结构。辊201a插入设置在臂202a末端的槽207a中。臂202a的槽207a支撑辊201a，同时包裹辊201a的角度超过180°，如图中单点划线所示。即，由于辊201a的直径大于槽207a的开口，因此辊201a卡在臂202a的槽207a中，其原理像圆珠笔中的球，从而可以防止辊201a从槽207a中脱落。

止动件208a形状像薄膜，例如，由氟树脂制成。当辊201a插入槽207a后，止动件208a结合到槽207a的相对侧的表面，用于防止辊201a脱落。附带说明，可以将辊201a磁性地吸引到臂202a上。

根据这种结构，可以将辊组设置在盒上，以便相邻地排列在两行或多行中，而不需要在侧面上的任何多余空间来支撑辊。

图24A和24B是表示本发明化学反应盒和驱动机构的第十八实施例的结构图。图24A是透视图，表示的结构是闸板209a设置在臂202a和202b之间的侧面上，而闸板209b设置在臂202b和202c之间的侧面上。闸板209a和209b可以挤压盒，以将盒的流动通道堵塞。每个闸板可以由帕尔贴元件驱动。

图24B是平面图，表示下述一种状态：辊组201a到201d以及辊组201e到201h排列成彼此相邻两行。盒驱动机构呈现为梯子形状，虚线表示辊。辊201a到201d通过臂固定到基座部分225上。辊201e到201h通过臂固定到基座部分226上。基座部分225中设置有开口部分204a到204c，基座部分226中设置有开口部分204d到204f。致动器(未图示)插入开口部分204a到204c中，以及插入开口部分204d到204f中。闸板209a到209l设置在基座部分225和226的侧面。这些闸板堵塞沿垂直于辊移动方向的方向流动的溶液。

图25是表示本发明化学反应盒和驱动机构的第十九实施例的结构图。

图25表示辊组从上方和下方挤压盒的状态。辊212a和212b分别由臂213a和213b支撑，臂213a和213b固定在扁平的基座部分214上。

基于固定在机械台(未图示)上的基座部分214的垂直移动，辊212a和212b从上方挤压盒210。当基座部分214受机械台控制的同时左右移动时，辊旋转和移动的同时挤压盒。这样，使盒210内的溶液水平移动。

辊216a和216b分别由臂217a和217b支撑，臂217a和217b固定在扁平的基座部分218上。基于固定在机械台(未图示)上的基座部分218的垂直移动，辊216a和216b从下方挤压盒210。当基座部分218受机械台控制的同时左右移动时，辊旋转和移动的同时挤压盒。这样，使盒210内的溶液水平移动。

致动器215从上方对盒210上表面施加压力、振动、加热、冷却等等，从而加速盒210内的化学反应。致动器219从下方对盒210下表面施加压力、振动、加热、冷却等等，从而加速盒210内的化学反应。

盒210在其内部具有基体211。基体211由刚性材料(例如，玻璃或树脂)制成。这样形成的盒210能经受从上方和下方施加的压力。根据这种结构，流动通道或池中的溶液可以单独移动，在所述流动通道或所述池之间基体211被夹在盒210中。如果在池所处的一部分基体中形成小孔，如图16E所示，可以移动上部溶液和下部溶液穿过基体211。附带说明，还是此实施例，可以在侧面设置闸板。

图26是表示本发明化学反应盒和驱动机构的第二十实施例的结构图。基座部分220具有按与上述相同的方式形成的致动器的开口部分223a和223b，以及不带有任何辊的臂221a到221c。这提供了另一种形式的加压部分。臂221a到221c的末端形成弯曲表面222a、222b和222c。弯曲表面的作用是来替代辊，用于减小盒224与每个臂之间的摩擦。即使在用臂对盒加压的情况下，盒也可以容易地水平移动。因此，无需任何辊就可以实现在盒内输送溶液。

例如，每个臂由氟树脂制成。如果在盒表面上设置氟树脂板或者盒涂覆氟树脂，则可以更显著地减小摩擦。

在这种情况下，每个臂末端部分可以形成辊所不能形成的弯曲表面。因此，当每个臂末端部分形成非圆形弯曲表面(例如抛物面、双曲面或正弦曲线)时，每个臂末端部分可以根据盒的材料来成形，从而可以实现有效的挤压。

臂的数量、辊的数量、闸板的数量、致动器的数量等等，不限于附图中所示的数量。如果需要可以改变这些数量。

例如，上述盒驱动机构可以实施为图9A到9E、图19A到19C、图20或图21B所示的盒驱动机构。在这种情况下，辊以与盒中池的间距相等的等间距来固定。

例如，在图9A到9E所示的盒中，辊以与池的横向间距相等的等间距来排列。虽然图9A到9E仅表示出辊，但图9A到9E中所示的部分是图23A到23C中所示的驱动机构，并且这些辊由固定在基座部分的臂支撑，所述基座部分固定在机械台上。以这种方式，盒驱动机构可以驱动盒上下和左右移动。基座部分设置有开口，以便处于与池对应的位置。在致动器插入开口的情形下，可以施加振动、加热等等。

根据这种结构，其中装有流体物质的室的输入和输出流动通道被盒驱动机构的每个加压部分同时全部堵塞。因此，当输送流体物质时，不但可以防止流体物质流入下一个室，而且防止流入下一个池以后的室中。并且，当溶液被加热或振动时，可以防止溶液流入另一个室中。并且，可以防止溶液被空气的反压压回。另外，可以实现通过利用二氧化硅、磁粉或类似物质从样品中提取和提纯DNA的结构(交叉结构)。

本发明并不限于上述的实施例，在不脱离本发明精神的情况下，可以包括更多的变化和改进。

Claims

1.一种驱动化学反应盒的机构，所述化学反应盒包括至少一部分是由弹性体制成的容器，其中，所述容器中形成多个室，以便多个室通过流动通道连接或可连接地排列，外力从容器外部施加到弹性体上，以使流动通道或室中的流体物质或同时存在于流动通道和室中的流体物质移动，以便进行化学反应，其中，所述机构包括：

多个加压部分，其在移动方向的多个不同位置挤压化学反应盒，以使装有流体物质的室的所有输入和输出流动通道被同时堵塞；以及

设置有加压部分的基座部分。

2.如权利要求1所述的驱动化学反应盒的机构，

其中，多个室以等间距排列，以及

加压部分以与室间距相等的等间距来排列。

3.如权利要求1或2所述的驱动化学反应盒的机构，

其中，所述基座部分具有开口，致动器插入在所述开口中。

4.如权利要求1或2所述的驱动化学反应盒的机构，还包括：

闸板，其堵塞沿垂直于加压部分移动方向的方向流动的流体物质。

5.如权利要求1或2所述的驱动化学反应盒的机构，

其中，加压部分包括：

挤压化学反应盒的多个辊；以及

分别支撑所述辊的多个辊支撑部分。

6.如权利要求5所述的驱动化学反应盒的机构，

其中，每个辊支撑部分具有所述辊之一插入的槽，以及

所述槽夹持辊，以在大于180°角度范围内包裹辊。

7.如权利要求5所述的驱动化学反应盒的机构，

其中，每个辊支撑部分在其侧面具有辊止动件。

8.如权利要求1或2所述的驱动化学反应盒的机构，

其中，每个加压部分具有末端部分，所述末端部分具有挤压化学反应盒的弯曲表面。

9.如权利要求8所述的驱动化学反应盒的机构，

其中，弯曲表面是圆形弯曲表面或非圆形弯曲表面。

10.如权利要求8所述的驱动化学反应盒的机构，还包括：

设置在化学反应盒与加压部分之间并且用于减小摩擦的构件。