CN101382538A - 自动分流的微流体装置 - Google Patents

Abstract

一种自动分流的微流体装置，该装置包含一本体，于该本体上设有微流道结构，于该微流道结构的上游注入微流体后，由重力、吸附力和表面张力交互作用，微流体朝向该微流道结构的下游流动，并可填满设置于该微流道结构下游的复数具有一定长度的分支微流道内，如此达到将微流体自动定量分流的目的，以提供生物医学检测或分析用。

Description

自动分流的微流体装置

技术领域

本发明是有关于一种自动分流的微流体装置，尤其是指一种微流体在微流道流动的过程当中，由重力、吸附力和表面张力三种力交互作用下，提供微流体可以自动分流的装置，此装置制作容易，成本低廉，并可轻易地兼容于各种微流系统，可应用于任何需要微流体的领域中，如细胞对药物检测或生化检测等。

背景技术

利用微流体芯片进行生化分析，具有降低人工操作的实验误差、提高系统稳定度、降低耗能与样品用量，以及节省人力与时间等优点，但是由于组件的微小化，许多现象与所需要考虑的因子都大异于平常人们所熟悉的世界之中，流体的控制方法也越来越重要。

对于大多数生化分析反应而言，基本需求可归纳为:

(1)要能处理至少三到五种微流体的切换导引；

(2)正确遵循三到五种微流体的导引顺序；

(3)能够定义三到五种微流体的导入量；

(4)依序导入的前后两种微流体需尽可能保持极低的互混程度。

微流体芯片大都以此为目标进行开发并整合周遭组件，此外，若是能在满足这些需求同时，还能在同一块芯片上批次化的做出大量且多样的实验则是更进一步的课题。

但是若希望能在同一块芯片上对多种检体同时做大量且多样的实验，则势必要将单一微流体做多管分流，并且彼此分流后的微流体，仍能保持其稳定性不互混，然后在切换二种以上的不同检体的同时还必须保持极低的互混程度；以目前的方法来说，往往需要应用到一系列组件配合完成，系统中可能包含微泵、微阀件、微流道布局、流量传感器、微流开关、压差致动器等诸多形式的微机电组件(MEMS，Micro Electro MechanicalSystem)，这使得其中任一组件的缺陷或闪失，均会造成整体反应的失败，而整体芯片的制作难度也相对提高，再加上芯片外围需要更多的协调支持机电设备随伺在侧，这与发展现场化、个人化、可弃式快速检测生医微流芯片的设计宗旨是相违背的。

如图1所示，中国台湾发明专利申请号第90130420号「芯片式微流体粒子计数/分类及分析的装置及其制造方法」，该芯片具有三个样品流微流道171、172、173，三个边鞘流微流道18，以及九个出口微流道19；惟，其必须由计算机控制泵方能将微流体样品送入该样品流微流道171、172、173，且必须控制样品流及边鞘流的流速聚焦为一定宽度(例如一个细胞的宽度)，方能被交会于各微流道上的光束a、b、c、d侦测到。

如图2所示，中国台湾发明专利申请号第91121297号「微流体的网络式微信道装置」，该装置21由主信道211(宽度W1)、212(宽度W3)及次通道213、214、215(宽度W2)构成，且宽度W1＝W3>W2，将酵素46滴入微流体滴槽216中，由表面张力作用以及前述通道宽度设计相互配合，可使微流体46流入该主通道211，进而充满该次通道213、214、215；惟，各通道内壁必须进行电浆亲水处理，方能确保通道与酵素46具有良好结合效果，再者，由于该装置21为平面摆放(可单层或多层迭放)，亦即该主通道211、212及次通道213、214、215的水平高度相同，不同点仅在于其宽度不同，因此必须于该次通道213、214、215的流入口设置导流层，方能确保酵素46顺利流入该次通道213、214、215。

再如图3所示一种利用电镀及压模方式将微流道制作于光盘塑料片上的微流体芯片结构，于转盘1上设有复数的毛细管阀门2，改变该转盘1的转速，可使设置于不同半径上的微流体流入的反应槽；惟，该类转盘式结构必须设置额外的毛细管阀门2，且转盘1容易因快速转动而引起震动。

另外，目前另可见一种利用高感度光响应导电高分子(PhotoresponsivePolymer)制作微流体阀门的芯片结构，其利用光照射使阀门打开，使得微流体可依序通过，惟，其缺点为该阀门只能使用一次。

因此，如何能够开发出一种无动力源、无可动式阀件、无须外围机电系统支持的装置，能够完成检体自动化分段、精确定量，同时方法简单、结构简单而成本低的平台或装置是有其必要性与重要性。

发明内容

本发明的目的在于提出一种自动分流的微流体装置，于微流体在微流道流动的过程当中，由重力、吸附力和表面张力三种力交互作用的下，提供微流体可以自动分流，此装置制作容易，成本低廉，并可轻易地兼容于各种微流系统，可应用于任何需要微流体的领域中，如细胞对药物检测或生化检测等。

为实现上述目的，本发明提供的自动分流的微流体装置，其包含：

一本体；以及

一微流道结构，其设置于该本之上，而其还包含有：

一主要微流道；

一注入区，设置于该主要微流道之上；

复数的分支微流道，与该主要微流道相连通；

至少一被动阀，间隔设置于该复数分支微流道间的该主要微流道上；

以及

复数个限制区，设置于该复数的分支微流道末端。

所述的自动分流的微流体装置，其中，该主要微流道与该分支微流道的深度可不同。

所述的自动分流的微流体装置，其中，该复数分支微流道的长度可不同。

所述的自动分流的微流体装置，其中，该复数分支微流道可相互平行。

所述的自动分流的微流体装置，其中，该注入区可连通于至少一通孔，该通孔用以使大气压力输入该注入区，以提供该注入区内的微流体一定压力。

所述的自动分流的微流体装置，其中，该复数个限制区的截面积可与其连接的分支微流道的截面积不同。

所述的自动分流的微流体装置，其中，该被动阀可为一凹槽。

所述的自动分流的微流体装置，其中，该主要微流道还可包括一废液区，其设置于该主要微流道的下游末端，于该废液区内设有高分子纤维或其它可吸水性材料其中之一或其组合。

所述的自动分流的微流体装置，其中，该废液区的截面积可与其所连接的主要微流道的截面积不同。

所述的自动分流的微流体装置，其中，该主要微流道与该废液区之间可设有一输出微流道，该输出微流道的延伸方向与该主要微流道的延伸方向相互垂直。

所述的自动分流的微流体装置，其中，该输出微流道的延伸方向可与该复数的分支微流道的延伸方向相互平行。

所述的自动分流的微流体装置，其中，该输出微流道邻近该废液区的一端可设有一被动阀。

所述的自动分流的微流体装置，其中，该被动阀的截面积可与该输出微流道的截面积以及该废液区的截面积不同。

所述的自动分流的微流体装置，其中，该被动阀可为一凹槽。

所述的自动分流的微流体装置，其中，该主要微流道内设有高分子纤维或其它亲水性材料其中之一或其组合。

所述的自动分流的微流体装置，其中，该本体可呈平板状，该主要微流道等深度设置于该本体上。

所述的自动分流的微流体装置，其中，还可包含一倾斜结构，由该倾斜结构提供该本体与水平面形成一定夹角，使该主要微流道呈现由上而下且与水平面形成一定夹角的倾斜状态。

所述的自动分流的微流体装置，其中，该复数分支微流道与该主要微流道成约九十度夹角。

综上所述，本发明根据流体在微小尺度的下的各种重要的物理性质，由重力、吸附力和表面张力三种力交互作用的下，提供微流体可以自动分流的装置，其至少具有下列特性：

1)无需主动阀件，仅重力场和吸力与几何结构即可完成微流体自动排开；

2)各个分支管道间的微流体，彼此之间不互相干扰；不同的微流体流过后，并不会造成污染问题；制程简单，变化弹性大，可兼容于各式微流系统；

3)可精确的定义出将流体分段后的体积大小；

4)可同时批次化的进行实验；

5)方便与后段测试做连接。

附图说明

图1为公知中国台湾发明专利申请号第90130420号「芯片式微流体粒子计数/分类及分析的装置及其制造方法」的结构示意图。

图2为公知中国台湾发明专利申请号第91121297号「微流体的网络式微信道装置」的结构示意图。

图3为公知转盘式微流体芯片的结构示意图。

图4为微流体在微流道的立体示意图。

图5为本发明装置第一实施例的正视结构示意图。

图5A为图5中沿A-A线的剖面图。

图5B为图5中沿B-B线的剖面图。

图6为本发明装置与水平面的相对状态示意图。

图7(a)～(d)为图5实施例的微流体分流的状态示意图。

图8为本发明第二实施例的正视结构示意图。

附图中主要标记说明：

2-微流体多管自动排开的装置

20-本体

21-注入区

W1-直径

h1-深度

211-通孔

22-主要微流道

F2-延伸方向

L2-长度

W2-宽度

h2-深度

23a、23b-分支微流道

F3-延伸方向

L3a、L3b-长度

W3-宽度

h3-深度

24-限制区

241-通孔

W4-直径

h4-深度

β4-延展角度

25-凹槽

W5-直径

h5-深度

β5-延展角度

26-输出微流道

F6-延伸方向

L6-长度

W6-宽度

27-废液区

W7-直径

h7-深度

β7-延展角度

271-吸水性材料

P-水平面

θ-夹角

具体实施方式

以下将参照附图描述本发明为达成目的所使用的技术手段与功效，而附图所列举的实施例仅为辅助说明，以利本领域技术人员了解，但本发明的技术手段并不限于所列举的附图。

首先简要说明本发明的工作原理，本发明是利用流体在微小尺度下的一连串物理性质来设计一个检体自动分流并往反实验区且精确定量的功能；首先，本发明利用重力做为驱动微流体的力量，微流体受到重力的影响而流动，当微流体在主要微流道中流动时，由于液体-气体-固体的接口自由能(Interface free energy)的改变，因此产生了表面张力的效应，由此可再由流管表面的改质或结构变化的设计，产生被动阀并改变微流体运动方向，使得微流体运动方向由主要微流道流向各分支微流道(亦即实验区)，待其充分填满并反应完全后，经由废液区(Waste area)的拉力将微流体导引出分支微流道，于此过程当中，由于在主要微流道上设有亲水性高分子纤维等吸水性材料，此纤维可提供抗拒重力的拉力，因此重力会先对在分支微流道上的微流体作用，造成该微流体往废液区移动，如此，即可达到微流体多管自动排开的目的，而为达到上述目的，本发明的设计理论根根据如下：

微流体在微流管道中流动的过程中，其微流体的总表面自由能可以表示成式(1)：

U_T＝A_SLγ_SL+A_SGγ_SG+A_LGγ_LG----(1)

其中，

ASL、ASG、ALG：分别为固体-液体、固体-气体、液体-气体的界面面积。

γSL、γSG、γLG：分别为固体-液体、固体-气体、液体-气体单位长度的表面张力。

当液体在一固体表面时，液滴界面上会形成一个角度θc称为固体和液体间的接触角。其中，固体-液体、固体-气体及液体-气体界面能量的关系式可由杨格方程式(Young’s equation，气-固-液界面张力的关系式)表示如式(2)：

γ_SG＝γ_SL+γ_LGcosθ_c----(2)

由式(2)代入式(1)后，由系统全表面自然能(UT)对湿润体积(VL)做一次偏微分后，可以得到液体上的毛细管压力P为式(3)：

$P=-\frac{{\mathrm{dU}}_T}{{\mathrm{dV}}_L}={\mathrm{\γ}}_{\mathrm{LG}}(\cos {\mathrm{\θ}}_c\frac{{\mathrm{dA}}_{\mathrm{SL}}}{{\mathrm{dV}}_L}-\frac{{\mathrm{dA}}_{\mathrm{LG}}}{{\mathrm{dV}}_L})----\left(3\right)$

由式(3)分析可得知，驱动液体的压力P与总表面自由能及湿润体积的变化有关，因此若要产生一个被动式的阀件，便可根据式(3)选择或控制总表面自由能或湿润体积来达成。

以上是根据二维的情况所做出的讨论，至于三维的情况则可以假设成微流体在微流道中流动情形，可分为两个垂直方向的弯月形来讨论，如图4所示，根据此假设，可将总表面自由能改写成式(4)：

$U_T=U_0-{\mathrm{\γ}}_{\mathrm{L\α}}\cos {\mathrm{\θ}}_c[2L(w+h)-\frac{w^2}{2\sin {\mathrm{\α}}_h}(\frac{{\mathrm{\α}}_h}{\sin {\mathrm{\α}}_h}-\cos {\mathrm{\α}}_h)]+{\mathrm{\γ}}_{\mathrm{L\α}}\frac{\mathrm{wh}{\mathrm{\α}}_h{\mathrm{\α}}_v}{\sin {\mathrm{\α}}_h\sin {\mathrm{\α}}_v}----\left(4\right)$

其中，润湿体积VL如式(5)。

$V_L=\mathrm{wlh}-\frac{w^{2}h}{4\sin {\mathrm{\α}}_h}(\frac{{\mathrm{\α}}_h}{\sin {\mathrm{\α}}_h}h-\cos {\mathrm{\α}}_h)-\frac{{\mathrm{wh}}^2{\mathrm{\α}}_h}{4\sin {\mathrm{\α}}_v\sin {\mathrm{\α}}_h}(\frac{{\mathrm{\α}}_v}{\sin {\mathrm{\α}}_v}-\cos {\mathrm{\α}}_v)----\left(5\right)$

由式(4)和(5)可推出，于微流道设计产生被动式阀件必须考虑下列三项重要的参数：

一、微流道的深度h；

二、微流道的宽度w；

三、微流道延展开来后的延展角度β。

根据以上所得出的结论，再搭配重力场及对微流体的吸力作用，如此便可设计出一个可自动化完成自我分流且精确定量的系统。

请参阅图5、5A、5B所示本发明的第一实施例结构，该装置2具有一本体20，于该本体20上设有微流道结构，该微流道结构包含一主要微流道22，以及设置于该主要微流道22侧边且相互平行的复数分支微流道23a、23b，于该第一主要微流道22内设有高分子纤维或其它亲水性材料其中之一或其组合(图中未示出)，其作用将说明于后；该本体20的材质，可采用具有一定硬度的塑料PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)，而微流道结构则可以铣床加工该本体20形成，该微流道结构的截面积直径位于0.1微米至1000微米的范围内，依应用的微流体不同而定。

该主要微流道22沿着一垂直走向的延伸方向F2形成一长度L2、宽度W2、深度h2的凹槽，于该主要微流道22的顶端设有一注入区21，该注入区21为一直径W1、深度h1的圆形凹槽，其提供可注入较多量的微流体于其内，再由该注入区21流入该主要微流道22并分流于其后，该注入区21的直径W1、深度h1均大于该主要微流道22的宽度W2及深度h2，为使该注入区21内的微流体可顺利流出，可设置一通孔211贯穿该本体20及该注入区21，如此可使大气压力通过该通孔211提供位于该注入区21内的微流体一定压力，以辅助微流体更顺畅地流出该注入区21。

于该主要微流道22的尾端(即远离该注入区21的一端)设有一输出微流道26，该输出微流道26沿着一水平走向的延伸方向F6形成一长度L6、宽度W6、深度h6的凹槽，该长度L6可与该主要微流道22的长度L2不同，该宽度W6、深度h6则与该主要微流道22的宽度W2、深度h2相同；该输出微流道26的一端连接于该主要微流道22的底端，其另一端则设有一废液区27，该废液区27为一直径W7、深度h7的圆形凹槽，该直径W7、深度h7均大于该输出微流道26的宽度W6及深度h6，且该废液区27的圆形造型与该输出微流道26的宽度W6构成一延展角度β7；图中该废液区27的深度h7与该本体20的厚度h相同而贯穿该本体20(如图5B所示)，于其内设置有吸水性材料271，该吸水性材料271可为高分子纤维或其它亲水性材料其中之一或其组合。

该复数分支微流道23a、23b，设置于该主要微流道22侧边且相互平行，该复数分支微流道23a、23b具有与该主要微流道22相互垂直的水平延伸方向F3，于本实施例中，该分支微流道23a是沿着该水平延伸方向F3形成一长度L3a、宽度W3、深度h3的凹槽，该宽度W3与该主要微流道22的宽度W2相同，该深度h3与该主要微流道22的深度h2相同，而该分支微流道23b与该分支微流道23a的差别仅在于其长度L3b较短，故此处以该分支微流道23a为说明例；该分支微流道23a的一端与该主要微流道22相连通，其另一端设有一限制区24，该限制区24为一直径W4、深度h4的圆形凹槽，该直径W4、深度h4大于该分支微流道23a的宽度W3及深度h3，且该限制区24的圆形造型与该分支微流道23a的宽度W3构成一延展角度β4。再者，于该限制区24内设有一通孔241，该通孔241贯穿该本体20(如图5B所示)；由该通孔241提供大气压力作用，同时配合该限制区24与该分支微流道23a、23b的截面积差异，以及分支微流道23a、23b内的微流体的重力、吸附力和表面张力交互作用，可使微流体顺利进出该分支微流道23a、23b。另外，限制区24亦可直接设计成为一通孔，即省略241，同样可以达成上述的效果。于该主要微流道22上沿着该主要微流道22的延伸方向F2数组设有复数的凹槽25，该凹槽25穿插设置于该复数分支微流道23a、23b之间，于该输出微流道26与该废液区28的相接处亦设有一凹槽25，该凹槽25为一直径W5、深度h5的圆形凹槽，由该凹槽25使得该主要微流道22呈现高低起伏的态样(如图5A所示)，且该凹槽25的圆形造型与该主要微流道22的宽度W2构成一延展角度β5。

关于上述该装置2所呈现的具体结构，是根据前述微流道设计必须考虑深度h、宽度w、延展角度β三项重要参数的理论而设计，为配合微流体重力场作用，因此该装置2于实际使用时，必须具有一定倾斜角度。

请同时参阅图5系列及图6所示，该装置2与水平面(设置平面)P具有一夹角θ，可由外部结构或装置(图中未示出)将该本体20的上部提升，使该本体20与水平面P呈现一定夹角θ的倾斜状态，亦即可使设置于该本体20上的微流道结构呈现倾斜状态，微流体即可由其自然重力向下流动，至于可使得该微流道结构呈现倾斜状态的外部结构或装置，可为一支撑台面，或为一支撑臂，亦可将设置该微流道结构的该本体20的表面设置为斜面，或可改变该微流道结构的深度，其设置态样及方式有许多种，且本领域技术人员能轻易实现，在此不予赘述；针对图5所示该平板状本体20而言，可于该本体20底部设置一平台或支架，且该平台或支架可调整倾斜角度，如此即可依实际所需调整该本体20与水平面P的夹角θ，至于该夹角θ的角度并无一定，若微流道结构开放设置于该本体20上(如图5所示实施例结构)，则该夹角θ以大于0度且小于90度为佳，以避免微流体溢出，反之，若微流道结构封闭设置于该本体20内，则该夹角θ可大于90度，但不可大于180度。

据上所述，微流体于该装置2上的流动路线是依序由该注入区21、主要微流道22、分支微流道23a、23b、输出微流道26至废液区27，由于其流动路线具有多段深度、宽度及延展角度的设计变化，因此可获致如图7(a)～(d)所示的流动结果，微流体是由该本体20的上部往下流动，涂黑部分则代表微流体分布区域，请配合图5、图5A及图5B说明图7(a)～(d)所示的微流体流动结果。

如图7(a)所示，将微流体注入该注入区21后，由通孔211对微流体产生大气压力、微流体本身重力作用，以及设置于该主要微流道22内高分子纤维的吸引力，微流体可自动且连续不断地流出该注入区21并流入该主要微流道22，由于该主要微流道22、该分支微流道23a的深度h2、h3及宽度W2、W3相同，因此当微流体到达该分支微流道23a时，部份可转向流入该分支微流道23a，另有部份微流体则继续前进到达该凹槽25，由该凹槽25的深度h5及其呈圆形造型所产生的延展角度β5，可对微流体产生阻力而阻挡其继续前流，由于注入区21的微流体仍不断流出，因此可使微流体转而流向该分支微流道23a，由通孔241的大气压力作用，可对流入该分支微流道23a内的微流体形成拉力作用，使微流体可顺利填满该分支微流道23a，但不至于使微流体流入该通孔241；再由于该分支微流道23a末端所设置的限制区24的深度h4、直径W4，及其圆形造型所产生的延展角度β4，可阻挡微流体流入该限制区24，再由于该限制区24的宽度W4、深度h4大于该凹槽25的宽度W5、深度h5，亦即该限制区24所能产生的阻力大于该凹槽25所能产生的阻力，因此，当微流体继续向下游前进时，其重力可先突破该凹槽25所提供的阻力，进而朝向该主要微流道22下游前进。

如图7(b)所示，依照图7(a)的原理，微流体于向下流动的过程中，可依序填满所有分支微流道23a、23b；当微流体继续向下流，其重力可突破最底部的凹槽25的阻力，进而流入该输出微流道26，由于该输出微流道26与该废液区27之间设有一凹槽25，由该凹槽25的深度h5及其呈圆形的造型所产生的延展角度β5，可将微流体暂时阻挡于该废液区27前，其作用在于可确保所有分支微流道23a、23b均可填满微流体，不致于被吸水性材料271快速吸收。

如图7(c)所示，当微流体重力突破该废液区27前的凹槽25后，微流体可被设置于废液区27的吸水性材料271快速吸收；必须说明的是，该吸水性材料271对微流体的吸力大于该主要微流道22及该输出微流道26内所设置的高分子纤维的吸力，而由于该分支微流道23a、23b内未设置任何吸水材料，因此，该分支微流道23a、23b内的微流体可因为该吸水性材料271及高分子纤维的吸力而被吸出该分支微流道23a、23b，如图7(c)所示，该水平延伸且相互平行的分支微流道23a、23b内的微流体可依序由上而下，被吸出该分支微流道23a、23b外，并经由该主要微流道22、该输出微流道26进入该废液区27，并被吸水性材料271快速吸收，直至所有微流体均被吸水性材料271吸收，如图7(d)所示，此时，可替换新的吸水性材料271，再于该注入区21注入其它微流体以进行其它测试分析。

由微流体流入并填满该分支微流道23a、23b，再由该分支微流道23a、23b流出的过程中，可完成微流体定量自动分流及生物检测或分析反应，其可经由该主要微流道22、该输出微流道26及该分支微流道23a、23b的长宽高尺寸设计而达到所需的反应时间，依微流体种类不同、检测或分析项目不同、反应时间不同等等要求，具有不同设计态样，本实施例仅为一说明例而已。

图5所示实施例的特点在于，微流体可自动进出该分支微流道23a、23b，因此，可免去收集反应微流体的步骤，因此该限制区24内不必设置任何其它结构或连接其它收集装置，于操作及结构两方面均可获得简化。

由上述具体实施例验证，本发明所提供的设计可充份使得微流体在芯片中流动时，不会只流经特定低流阻的管道，因此可使得微流体可充分填满微流道结构，并由定义出各个分支微流道的长宽高尺寸后，可使得微流体经由填满各分支微流道24a、24b的过程，可达到精确定量的目标，最后一个靠近该废液区27的流阻(亦即凹槽25)，其作用在于充分确保各个分支微流道24a、24b已经被微流体充份填满后，再搭配设置于该主要微流道22的高分子纤维等吸水性材料(图中未示出)、设置于废液区27的该吸水性材料271的吸力，使得位于该主要微流道22及输出微流道26内多余的微流体可以迅速的被收集至该废液区27，于此过程中，由于在重力场的作用下，且各分支微流道23a、23b与该主要微流道22及输出微流道26结构上的截面积差异，因此前述吸水性材料的吸力能够有效的排开多余残留在该主要微流道22及输出微流道26上的微流体，而不会影响到存在于各分支微流道23a、23b内的微流体，如此则完成分段的过程；而该凹槽25的设置，则对于该主要微流道22及输出微流道26提供被动阀的作用，换言的，本发明无须设置任何主动件，完全依据流道截面积变化设计，以及重力、吸附力和表面张力交互作用，即可达到自动分流的目的。

另者，可于该主要微流道22、输出微流道26及该分支微流道23a、23b表面作亲疏水涂布处理，以配合整体材质或适应微流体，使达到所需的最佳流动状态；微流体定量分段后，由于彼此可视为具有独立的气门，因此彼此不会再两两互相干扰，并可完成后续检测步骤。

必须再次强调，关于本发明所提供的自动分流与定量装置的微流道结构具体尺寸，必须依微流体种类，以及所需定量不同而定，针对图5、5A、5B所示实施例，其尺寸可设计如下表所示：

 

	宽度(直径)	深度	长度
				注入区21	5.5mm	3.0mm	5.5mm
主要微流道22、输出微流道26	1.0mm	1.0mm	48.0mm
				分支微流道23a	1.0mm	0.5mm	18.0mm
限制区24	3.5mm	2.0mm	3.5mm
				凹槽25	1.0mm	0.3mm	1.0mm
废液区27	6.0mm	5.0mm	6.0mm

由上述结构尺寸即可达到如图7(a)～(d)所示微流体流动状态，成功定量分流。

请参阅图8所示本发明第二实施例的正视结构示意图，本实施例是以图5实施例为基础，将图8与图5相互对照，其差异在于，图8该装置2a的注入区21不具有图5的通孔211，如前所述，该通孔211的作用在于辅助微流体可更为顺畅地流出该注入区21，然而当该本体20a达到足够的倾斜角度，且使该注入区21通大气时，则微流体重力可自然突破对于该注入区21的附着力，，即可使微流体顺畅地流出该注入区21。

其次，图8该装置2a不具有图5的输出微流道26，亦即，图8该废液区27连接于该主要微流道22的底端；其主要在于显示本发明的微流道安排具有不同态样。

再者，图8该主要微流道22与废液区27的连接处，不具有图5所示该凹槽25；该凹槽25的作用在于可避免微流体过于快速流入该废液区27，然由于废液区27与该主要微流道22存在截面积变化，且废液区27内可具有吸水性材料271，因此于微流体份量以及该本体20a倾斜角度配合适当的情况下，可将该凹槽25省略。

除上述差异点之外，图8该装置2a的其它结构与图5所示该装置2的结构相同，其作用及其可达成的功效，可参阅图5、5A、5B的说明，在此不予赘述。

以上所述，仅为本发明的实施例而已，当不能以此限定本发明所实施的范围。即大凡依本发明权利要求所作的均等变化与修饰，皆应仍属于本发明专利涵盖的范围内。

Claims (18)

1、一种自动分流的微流体装置，其包含：

一本体；以及

一微流道结构，其设置于该本之上，而其包含有：

一主要微流道；

一注入区，设置于该主要微流道之上；

复数的分支微流道，与该主要微流道相连通；

至少一被动阀，间隔设置于该复数分支微流道间的该主要微流道上；

以及

复数个限制区，设置于该复数的分支微流道末端。

2、如权利要求1所述的自动分流的微流体装置，其中，该主要微流道与该分支微流道的深度不同。

3、如权利要求1所述的自动分流的微流体装置，其中，该复数分支微流道的长度不同。

4、如权利要求1所述的自动分流的微流体装置，其中，该复数分支微流道相互平行。

5、如权利要求1所述的自动分流的微流体装置，其中，该注入区连通于至少一通孔，该通孔用以使大气压力输入该注入区，以提供该注入区内的微流体一定压力。

6、如权利要求1所述的自动分流的微流体装置，其中，该复数个限制区的截面积与其连接的分支微流道的截面积不同。

7、如权利要求1所述的自动分流的微流体装置，其中，该被动阀为一凹槽。

8、如权利要求1所述的自动分流的微流体装置，其中，该主要微流道还包括一废液区，其设置于该主要微流道的下游末端，于该废液区内设有高分子纤维或其它吸水性材料其中之一或其组合。

9、如权利要求8所述的自动分流的微流体装置，其中，该废液区的截面积与其所连接的主要微流道的截面积不同。

10、如权利要求8所述的自动分流的微流体装置，其中，该主要微流道与该废液区之间设有一输出微流道，该输出微流道的延伸方向与该主要微流道的延伸方向相互垂直。

11、如权利要求10所述的自动分流的微流体装置，其中，该输出微流道的延伸方向与该复数的分支微流道的延伸方向相互平行。

12、如权利要求10所述的自动分流的微流体装置，其中，该输出微流道邻近该废液区的一端设有一被动阀。

13、如权利要求12所述的自动分流的微流体装置，其中，该被动阀的截面积与该输出微流道的截面积以及该废液区的截面积不同。

14、如权利要求12所述的自动分流的微流体装置，其中，该被动阀为一凹槽。

15、如权利要求1所述的自动分流的微流体装置，其中，该主要微流道内设有高分子纤维或其它亲水性材料其中之一或其组合。

16、如权利要求1所述的自动分流的微流体装置，其中，该本体呈平板状，该主要微流道等深度设置于该本体上。

17、如权利要求16所述的自动分流的微流体装置，其中，包含一倾斜结构，由该倾斜结构提供该本体与水平面形成一定夹角，使该主要微流道呈现由上而下且与水平面形成一定夹角的倾斜状态。

18、如权利要求1所述的自动分流的微流体装置，其中，该复数分支微流道与该主要微流道成约九十度夹角。

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