CN101632947A - 用于无气泡地填充至少一个用于排出液体的系统的微结构装置 - Google Patents

用于无气泡地填充至少一个用于排出液体的系统的微结构装置 Download PDF

Info

Publication number
CN101632947A
CN101632947A CN200910160325A CN200910160325A CN101632947A CN 101632947 A CN101632947 A CN 101632947A CN 200910160325 A CN200910160325 A CN 200910160325A CN 200910160325 A CN200910160325 A CN 200910160325A CN 101632947 A CN101632947 A CN 101632947A
Authority
CN
China
Prior art keywords
transition region
liquid
inlet
micro
outlet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN200910160325A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101632947B (zh
Inventor
G·布兰肯施泰因
拉尔夫-彼得·彼得斯
C·马夸特
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Boehringer Ingelheim Microparts GmbH
Original Assignee
Boehringer Ingelheim Microparts GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Boehringer Ingelheim Microparts GmbH filed Critical Boehringer Ingelheim Microparts GmbH
Publication of CN101632947A publication Critical patent/CN101632947A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101632947B publication Critical patent/CN101632947B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B01L3/502723—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by venting arrangements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/06—Fluid handling related problems
    • B01L2200/0621—Control of the sequence of chambers filled or emptied
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/06—Fluid handling related problems
    • B01L2200/0684—Venting, avoiding backpressure, avoid gas bubbles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0861—Configuration of multiple channels and/or chambers in a single devices
    • B01L2300/0864—Configuration of multiple channels and/or chambers in a single devices comprising only one inlet and multiple receiving wells, e.g. for separation, splitting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00—Moving or stopping fluids
    • B01L2400/06—Valves, specific forms thereof
    • B01L2400/0688—Valves, specific forms thereof surface tension valves, capillary stop, capillary break
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B01L3/502746—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by the means for controlling flow resistance, e.g. flow controllers, baffles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T436/00—Chemistry: analytical and immunological testing
    • Y10T436/11—Automated chemical analysis
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T436/00—Chemistry: analytical and immunological testing
    • Y10T436/11—Automated chemical analysis
    • Y10T436/110833—Utilizing a moving indicator strip or tape
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T436/00—Chemistry: analytical and immunological testing
    • Y10T436/11—Automated chemical analysis
    • Y10T436/111666—Utilizing a centrifuge or compartmented rotor

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Coating Apparatus (AREA)
  • Micromachines (AREA)
  • Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)

Abstract

本发明涉及用一种液体无气泡地填充至少一个液体排出系统的微结构装置，该装置具有：一入口(2)；至少一个出口(4)；一过渡区(3)，通过该过渡区，液体可从入口输送到所述至少一个出口；在过渡区的始端设置至少一个第一微结构元件，用于产生一个具有增高的毛细力的位置(6)，以便达到完全地润湿限定所述具有增高的毛细力的位置的表面，并且以便从过渡区的始端到过渡区的末端产生一个由于毛细力吸引的液体弯月面，在入口和过渡区之间设置一个汇集区(10)，其中，汇集区高于过渡区或过渡区高于汇集区，汇集区通过所述具有增高的毛细力的位置和另外通过一个毛细阻塞(11)与过渡区隔开，该毛细阻塞设计为在汇集区和过渡区之间的凸缘。

Description

用于无气泡地填充至少一个用于排出液体的系统的微结构装置
本申请是申请号为200410094216.5的原申请的分案申请，原申请的申请日为2004年12月20日、发明名称为“用于无气泡地填充至少一个用于排出液体的系统的微结构装置、具有这种装置的器具和填充方法”。
技术领域
本发明涉及一种用于以一种液体无气泡地填充至少一个用于排出液体的系统(液体输出系统)的装置。
背景技术
在输送液体时由于在微结构系统中的毛细力，在输送路程中总是有带气泡的问题。这可能妨碍或甚至阻止所希望的液体输送。气泡经常在液体流转向时形成，例如在一个通道绕90°改变其方向时。在角区域中存在的棱边可以导致，在所述角区域完全被液体润湿之前，所述角区域没有完全被液体润湿并且液体已经进入到绕90°拐弯的通道段中(液体输出系统)。然后液体流在一个在角区域中形成的气泡的旁边流过，并进入到90°折弯的通道段中。但位于所述角区域中的气泡可以进一步从所述角区域中脱离，并且作为塞子位于绕90°折弯的通道段之前，也就是液体输出系统之前。由此可以阻止或至少阻碍进一步的液体输送。
如果应该通过一个分支点把液体引到不同的液体输出系统中，可能出现类似的效果。在这里也不一定保证，在所有的液体输出系统润湿并且以液体填充之前，该分支点以液体填充并且在分支点上没有气泡。
从公开号为EP 1 201 304 A2的专利文献中已知一种用于检验液体的微结构平台，在该平台中，通过毛细力用液体填充不同的空腔。因此例如从此专利文献的图4中已知一个腔室130，它通过一个输入通道450填充。该腔室具有一个比较大的深度并且输入通道直接通入腔室盖板的下方，其中流入区域有一个小的横截面积。因此在流入区域中存在一个从输入通道的小横截面面到腔室的大横截面积的突然的过渡，它如一个毛细阻塞那样起作用，在该过渡处中断液体输送。但是为了能够不中断液体输送并且通过输入通道实现完全地填充腔室，设置一个缺口440，它在腔室的侧壁上从输入通道的流入区域延伸至腔室的底部。在该缺口中存在一个增高的毛细力，这使得，通过输入通道引入的液体沿着缺口吸到腔室的底部。该缺口这样把液体引入到腔室的底部，并且然后将液体从腔室的底部提升到腔室中。在腔室完全被液体填满之前，腔室的出口朝入口结构410那边被润湿，并且液体从腔室130流出。但然后空气被包括在腔室130中，这是不期望的。
从专利文献WO 99/46045图5和7中已知一种类似的缺口，在那里被称为导入槽52，它实现如在EP 1 201 304 A2中的缺口的同样的目的。
此外，在专利文献EP 1 201 304 A2中描述了级联和蝶形结构，它们在一个以均匀速度流动的液体层中实现液体流的均匀扩散(或相反一个宽的液体流的相同形状的汇合)。但级联和蝶形结构仅仅保证有气泡地填充一个邻接的腔室。而在腔室中本身具有在边缘上的延缓结构，它们防止边缘流赶在前面并因此防止包含气泡。
发明内容
本发明的目的在于，建议一种装置，它保证无气泡地填充一个或多个所述液体输出系统。
该目的通过按本发明的装置达到。本发明有利扩展构造在下面描述。
按本发明的用于以一种液体无气泡地填充至少一个用于排出液体的系统的微结构装置，包括以下特征：该装置具有一个用于将该装置与一个用于输入液体的系统连接的入口；该装置具有至少一个用于将该装置与所述至少一个排出液体的系统连接的出口；该装置具有一个过渡区，通过该过渡区，液体可从入口输送到所述至少一个出口；在过渡区的始端设置至少一个第一微结构元件，用于产生一个具有增高的毛细力的位置，以便达到完全地润湿限定所述具有增高的毛细力的位置的表面，并且以便从过渡区的始端到过渡区的末端产生一个由于毛细力吸引的液体弯月面，以及，在入口和过渡区之间设置一个用于收集通过入口输入的液体的汇集区，其中，汇集区高于过渡区，以及，汇集区通过所述具有增高的毛细力的位置和另外通过一个毛细阻塞与过渡区隔开，该毛细阻塞设计为在汇集区和过渡区之间的凸缘。
按本发明的用于以一种液体无气泡地填充至少一个用于排出液体的系统的微结构装置，包括以下特征：该装置具有一个用于将该装置与一个用于输入液体的系统连接的入口；该装置具有至少一个用于将该装置与所述至少一个排出液体的系统连接的出口；该装置具有一个过渡区，通过该过渡区，液体可从入口输送到所述至少一个出口；在过渡区的始端设置至少一个第一微结构元件，用于产生一个具有增高的毛细力的位置，以便达到完全地润湿限定所述具有增高的毛细力的位置的表面，并且以便从过渡区的始端到过渡区的末端产生一个由于毛细力吸引的液体弯月面，以及，在入口和过渡区之间设置一个用于收集通过入口输入的液体的汇集区，其中，过渡区高于汇集区，以及，汇集区通过所述具有增高的毛细力的位置和另外通过一个毛细阻塞与过渡区隔开，该毛细阻塞设计为在汇集区和过渡区之间的凸缘。
因此，一种按本发明用于以液体无气泡地填充至少一个液体输出系统的微结构装置具有一个用于将该装置与一个用于输入液体的系统(液体输入系统)连接的入口。此外，该装置具有至少一个用于将该装置与至少一个液体输出系统连接的出口，并且该装置包括一个过渡区，通过该过渡区液体可从入口输送到所述至少一个出口。在过渡区的始端设置至少一个第一微结构元件，用于产生一个具有增高毛细力的位置，以便达到完全地润湿限定所述具有增高的毛细力的位置的表面，尤其是侧壁、盖板和/或底部。
在过渡区始端的完全的润湿使得，在过渡区的始端不能形成气泡。然后由于作用的毛细力，一个液体弯月面从过渡区的始端吸引至过渡区的末端也就是该装置的出口。在此排除了包含气泡。由此可以通过过渡区不形成气泡地输送液体，并且保证无气泡地填充与出口邻接的液体输出系统。在用液体填充前包含在过渡区内的空气通过液体向出口方向向前推进而排挤到液体输出系统中。
有利地，从始端到末端的过渡区具有一个无突然的过渡或角或类似物的相同形状的横截面。
在按本发明的装置中，在入口和过渡区之间设置一个用于汇集通过入口输入的液体的区域(汇集区)。然后汇集区可以通过所述具有增高的毛细力的位置并且另外通过一个毛细阻塞与其余的过渡区隔开。在所述具有增高的毛细力的位置通过液体润湿并且液体由于作用的毛细力沿着过渡区输送之后，然后该毛细阻塞可以逐渐地被润湿，从而消除在汇集区和其余的过渡区之间的毛细阻塞。按本发明，所述汇集区可以侧向地几乎完全地被过渡区包围。
汇集区可以具有一个基本上圆形的基面，其中装置的入口可以设置在汇集区基面的中心。
在一个按本发明的装置中，在入口和出口之间的过渡区设计为基本上环形的。在汇集区具有一个基本上圆形基面的情况下尤其是这样。
可在汇集区和过渡区之间构成的毛细阻塞按本发明可以由一个凸缘形成。液体向凸缘的边棱移近并且由于反向作用的毛细力不能越过凸缘。当液体从另外一侧移近凸缘并且润湿它时，然后凸缘才能被越过。所述设计为在汇集区和过渡区之间的凸缘的毛细阻塞一方面可以由一个高于过渡区的汇集区构成，或另一方面可以由高于汇集区的过渡区构成。
一种按本发明的装置具有至少一个但有利地具有多个用于将该装置与液体输出系统连接的出口。所述出口有利地设置在过渡区的始端和至少一个末端之间。一种按本发明的装置可以这样设计，使得每一个用于连接该装置与液体输出系统的出口设置在过渡区的一个或多个末端上。
入口和出口以及尤其是与所述入口和所述出口邻接的液体输入系统和液体输出系统可以具有定位方向，所述定位方向相互成一个不同于0°或180°的角度。在此尤其可能的是，入口和出口具有定位方向，所述定位方向相互成一个约90°的角度。
一种按本发明布置的过渡区可以以特别的构造在始端和至少一个出口之间具有至少一个第二微结构元件。一个或多个所述第二微结构元件可以使液体穿过从其始端到出口的过渡区加速输送。
按本发明的第一和/或第二微结构元件可以是一个斜面。同样地，第一和/或第二微结构元件也可以是一个台阶。同样地，第一和/或第二微结构元件也可以是至少一根柱或至少一个缺口。
一种按本发明的具有一个用于输入液体的系统(液体输入系统)和一个用于输出液体的系统(液体输出系统)的微结构器具可以具有上述形式的装置。该器具的液体输入系统与液体输出系统相同为一个通道。所述过渡区可以设计为腔室。一种按本发明器具的过渡区和汇集区形成一个腔室的区段同样是可能的。
附图说明
参考附图更详细地描述本发明的实施例，附图中：
图1沿图2中线I-I截取的一个按本发明器具部件的剖面图，
图2按照图1中箭头II的本发明第一种器具的俯视图，
图3沿图4中的线III-III截取的一个按照本发明的第二种器具的剖面图，
图4沿图3中线IV-IV截取的按本发明的第二种器具的剖面图，
图5按本发明的第三种器具的一个透视立体图，
图6按本发明的第三种器具的俯视图，
图7沿图6中线VII-VII截取的按本发明的第三种器具的剖面图，
图8沿图6中线VIII-VIII截取的按本发明的第三种器具的剖面图，
图9按本发明的第四种器具的透视图，
图10按本发明的第四种器具的俯视图，
图11沿图10中线XI-XI截取的按本发明的第四种器具的剖面图，
图12沿图10中线XII-XII截取的按本发明的第四种器具的剖面图。
在附图中示出的按本发明的器具具有部分特征，它们至少在其功能上相互一致。因此不同器具的相互功能上一致的特征用相同的附图标记标注。
具体实施方式
在图1和图2中示出的第一种器具1a具有一个本体7，在该本体中制出一个凹槽。该凹槽形成一个过渡区3。一个通道从过渡区3开始延伸，所述通道形成一个液体输出系统5。在此，液体输出系统5通过一个出口4连接到过渡区3上。过渡区3可以划分为两部分。一个远离出口4的第一部分具有柱形的第一微结构元件。该区域形成一个具有增高的毛细力的位置6。其余的朝向出口4的部分设计为没有特别的微结构元件。一个盖板8这样地覆盖过渡区3和液体输出系统5，使得在位置6的区域中一个入口2敞开，通过该入口可以将液体注入到过渡区3中。具有增高的毛细力的位置6的形成第一微结构元件的柱使得通过入口2注入到过渡区3的液体首先完全地停留在所述具有增高的毛细力的位置6上。液体没有通过位置6侵入很远，直到该位置6和限定该位置的过渡区表面例如盖板8的下侧、过渡区3的侧壁和过渡区3的底部被润湿。一旦位置6实现完全的和完整的润湿，也就是说在位置6上不再有空气，其他的通过入口2输入的液体保证，液体也进入到过渡区的朝向出口4的部分。在此，过渡区3朝向出口4的部分的润湿沿着边界面进行，所述边界面由盖板8的下侧、过渡区的侧壁和底部形成。沿着边界面的润湿保证，在朝向出口4的过渡区部分中的空气通过出口4从过渡区向外排挤，并且通过液体输出系统5从过渡区3中排出。一旦过渡区3完全用液体填满，液体同样通过出口4进入到液体输出系统中。为了改善在过渡区3中的液体流动特性并且尤其是加速液体的输送，可以在朝向出口4的过渡区3部分中设置一个斜面12作为第二微结构元件，该斜面把过渡区3底部的水平面向出口4升高到液体输出系统5的水平面。此外，整个过渡区3向着出口4的方向锥形地收缩，使得在出口4处没有产生过渡区3到液体输出系统5的跳跃式的横截面比率。
在按本发明的第一种器具中通过入口2注入的液体可以通过一个用作为液体输入系统的吸管或类似物输入。
在图3和4中示出的按本发明的第二种器具1b同样具有一个本体7，在该本体中制出一个凹槽，该凹槽形成一个过渡区3。过渡区3具有一个入口2，在该入口中一个由通道构成的液体输入系统9通入到过渡区3中。此外，过渡区3还具有一个出口4，从该出口起一个由通道构成的液体输出系统5开始延伸。在此，该出口4设置在过渡区3的一个侧向的边界面中，而且设置在过渡区3的一个与入口2相对置的末端上。本体7和因此整个过渡区3以及液体输出系统5用盖板8覆盖。
在入口2的区域中的过渡区的起始端处，过渡区3具有一个位置6，该位置具有增高的毛细力。该位置6由一个缺口构成，它使得从液体输入系统9流入的液体由于在位置6处增高的毛细力首先润湿位置6，并且从那里开始过渡区3沿着侧向的边界面、盖板8的下侧和过渡区3的底部润湿。然后一个液体弯月面由于作用的毛细力从入口2经由具有增高的毛细力的位置6沿过渡区3移动到出口4，并且首先把包含在过渡区3中的气体推到出口4。由此产生一个从液体输入系统9经位置6和其余的过渡区3到出口4的流动，其中防止在过渡区3和液体输出系统的内部形成气泡。因此例如液体流能够绕90°的转向而在器具内没有形成气泡。
当然通过一个合适的器具达到液体流绕比90°更大或更小的角度的转向同样也是可能的，其中在此保证，液体的弯月面通过过渡区移动到更宽的正面，并且完全地润湿多个壁以及侧向的边界面、盖板8的底侧和过渡区的底部，并且包含在过渡区3中的空气首先被排挤到液体输出系统5中，使得在过渡区3或液体输出系统5中没有残留气泡。
在图5至8中示出的按本发明的第三种器具1c具有一个基本上圆柱形的本体7。该本体7具有一个中心孔，该中心孔形成一个液体输入系统9并且以一个入口2通入到一个腔室中，该腔室由一个汇集区10和包围汇集区10的过渡区3构成。该腔室作为一个凹槽设置在本体7的端面上，其中汇集区10完全包围入口2地直接邻接入口2。过渡区3通过一个由一个凸缘构成的毛细阻塞11邻接汇集区10。在此，凸缘这样地设计，使得汇集区10凸出于过渡区3。
因此，过渡区3基本上环形地包围汇集区10，其中该环在过渡区3的始端和末端之间具有一个隔断。过渡区3的始端和末端通过一个突起部相互地隔开，该突起部形成所述基本上环形的过渡区3的隔断。
在过渡区的始端和过渡区3的末端之间从过渡区径向向外地分支出多个通道，所述通道构成液体输出系统5。所述液体输出系统5通过出口4与过渡区3连接。
汇集区3的始端包括一个具有增高的毛细力的位置6。该具有增高的毛细力的位置6由一个缺口形成，该缺口在汇集区10和过渡区3之间邻接毛细阻塞(Kapillarstopp)11。这个作为器具的一个第一微结构元件的缺口使得通过入口2进入到汇集区10中的液体由于作用的增高的毛细力吸到过渡区3的起始处。在液体继续侵入到过渡区3中之前，所述具有增高的毛细力的位置6继续使过渡区3的始端被完全地润湿。
在过渡区3的始端完全被液体润湿之后，继续在过渡区3中作用的其他毛细力使得液体沿着过渡区输送，其中形成毛细阻塞11的凸缘被润湿，并且由此消除了毛细阻塞11。液体沿着过渡区3移动并在此润湿多个出口4，使得液体可以进入到多个液体输出系统5中。在过渡区3中的空气通过出口4和液体输出系统从过渡区3并且在必要时也从汇集区10中排挤出。因此在过渡区3和汇集区10中都没有残留气泡。因此能够实现无气泡地填充液体输出系统。
根据图9至12的按本发明的器具1d的第四实施例基本上与根据图5至8的第三实施例的结构相一致。按本发明的第三种器具和按本发明的第四种器具之间的区别基本上在于，与按本发明的第三种器具不同，在按本发明的第四种器具中汇集区10比基本上环形的过渡区3更深。这就是说，过渡区3凸出于汇集区10。在汇集区10和过渡区3之间的一个凸缘仍然形成一个毛细阻塞11，该毛细阻塞仅仅防止液体由于毛细力从汇集区10进入到过渡区3中。一个缺口形成位置6，该位置位于过渡区3的始端并且具有一个增高的毛细力。该位置6促使得过渡区3始端的润湿。所述具有增高的毛细力的位置6由一个第一微结构元件形成，它由一个缺口形成，该缺口在汇集区10和过渡区3之间邻接毛细阻塞11。所述具有增高的毛细力的位置6使得从入口2进入到汇集区10中的液体首先只润湿过渡区3的始端，并且然后一个液体弯月面沿着过渡区3从其始端移动到其末端，它逐渐地消除向汇集区10的毛细阻塞11，并且润湿多个出口4，使得液体也可以进入到液体输出系统中。位于过渡区3中和必要时还位于汇集区10中的空气通过出口4同时被排挤到多个液体输出区域5中，使得紧接着在汇集区10和过渡区3以及多个液体输出区域5中没有残留气泡。由此保证无气泡地填充液体输出系统。

Claims (28)

1.用于以一种液体无气泡地填充至少一个用于排出液体的系统(5)的微结构装置，包括以下特征：
-该装置具有一个用于将该装置与一个用于输入液体的系统(9)连接的入口(2)；
-该装置具有至少一个用于将该装置与所述至少一个排出液体的系统(5)连接的出口(4)；
-该装置具有一个过渡区(3)，通过该过渡区，液体可从入口(2)输送到所述至少一个出口(4)；
-在过渡区(3)的始端设置至少一个第一微结构元件，用于产生一个具有增高的毛细力的位置(6)，以便达到完全地润湿限定所述具有增高的毛细力的位置的表面，并且以便从过渡区(3)的始端到过渡区的末端产生一个由于毛细力吸引的液体弯月面，以及
-在入口和过渡区之间设置一个用于收集通过入口输入的液体的汇集区(10)，其中，汇集区(10)高于过渡区(3)，以及，汇集区(10)通过所述具有增高的毛细力的位置和另外通过一个毛细阻塞(11)与过渡区(3)隔开，该毛细阻塞(11)设计为在汇集区(10)和过渡区(3)之间的凸缘。
2.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，汇集区(10)在侧向几乎完全被过渡区(3)包围。
3.按照权利要求1或2所述的装置，其特征在于，汇集区(10)具有一个基本上圆形的基面。
4.按照权利要求3所述的装置，其特征在于，入口(2)设置在汇集区(10)基面的中心。
5.按照权利要求1或2所述的装置，其特征在于，过渡区(3)设计为基本上环形的。
6.按照权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述出口(4)设置在过渡区(3)的始端和至少一个末端之间。
7.按照权利要求1或2所述的装置，其特征在于，每个出口(4)设置在过渡区(3)的末端。
8按照权利要求1或2所述的装置，其特征在于，入口(2)和出口(4)具有定位方向，所述定位方向相互成一个不同于0°或180°的角度。
9按照权利要求8述的装置，其特征在于，入口(2)和出口(4)具有定位方向，所述定位方向相互成一个大约90°的角度。
10照权利要求1或2所述的装置，其特征在于，过渡区(3)具有至少一个第二微结构元件，该微结构元件设置在过渡区(3)的始端和所述至少一个出口之间。
11.按照权利要求10所述的装置，其特征在于，第一和/或第二微结构元件为一个斜面。
12.按照权利要求10所述的装置，其特征在于，第一和/或第二微结构元件为一个台阶。
13.按照权利要求10所述的装置，其特征在于，第一和/或第二微结构元件为至少一根柱。
14.按照权利要求10所述的装置，其特征在于，第一和/或第二微结构元件为至少一个缺口。
15.用于以一种液体无气泡地填充至少一个用于排出液体的系统(5)的微结构装置，包括以下特征：
-该装置具有一个用于将该装置与一个用于输入液体的系统(9)连接的入口(2)；
-该装置具有至少一个用于将该装置与所述至少一个排出液体的系统(5)连接的出口(4)；
-该装置具有一个过渡区(3)，通过该过渡区，液体可从入口(2)输送到所述至少一个出口(4)；
-在过渡区(3)的始端设置至少一个第一微结构元件，用于产生一个具有增高的毛细力的位置(6)，以便达到完全地润湿限定所述具有增高的毛细力的位置的表面，并且以便从过渡区(3)的始端到过渡区的末端产生一个由于毛细力吸引的液体弯月面，以及
-在入口和过渡区之间设置一个用于收集通过入口输入的液体的汇集区(10)，其中，过渡区(3)高于汇集区(10)，以及，汇集区(10)通过所述具有增高的毛细力的位置和另外通过一个毛细阻塞(11)与过渡区(3)隔开，该毛细阻塞(11)设计为在汇集区(10)和过渡区(3)之间的凸缘。
16.按照权利要求15所述的装置，其特征在于，汇集区(10)在侧向几乎完全被过渡区(3)包围。
17.按照权利要求15或16所述的装置，其特征在于，汇集区(10)具有一个基本上圆形的基面。
18.按照权利要求17所述的装置，其特征在于，入口(2)设置在汇集区(10)基面的中心。
19.按照权利要求15或16所述的装置，其特征在于，过渡区(3)设计为基本上环形的。
20.按照权利要求15或16所述的装置，其特征在于，所述出口(4)设置在过渡区(3)的始端和至少一个末端之间。
21.按照权利要求15或16所述的装置，其特征在于，每个出口(4)设置在过渡区(3)的末端。
22.按照权利要求15或16所述的装置，其特征在于，入口(2)和出口(4)具有定位方向，所述定位方向相互成一个不同于0°或180°的角度。
23.按照权利要求22述的装置，其特征在于，入口(2)和出口(4)具有定位方向，所述定位方向相互成一个大约90°的角度。
24.按照权利要求15或16所述的装置，其特征在于，过渡区(3)具有至少一个第二微结构元件，该微结构元件设置在过渡区(3)的始端和所述至少一个出口之间。
25.按照权利要求24所述的装置，其特征在于，第一和/或第二微结构元件为一个斜面。
26.按照权利要求24所述的装置，其特征在于，第一和/或第二微结构元件为一个台阶。
27.按照权利要求24所述的装置，其特征在于，第一和/或第二微结构元件为至少一根柱。
28.按照权利要求24所述的装置，其特征在于，第一和/或第二微结构元件为至少一个缺口。
CN2009101603255A 2003-12-20 2004-12-20 用于无气泡地填充至少一个用于排出液体的系统的微结构装置 Active CN101632947B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10360220A DE10360220A1 (de) 2003-12-20 2003-12-20 Mikrostrukturierte Anordnung zur blasenfreien Befüllung zumindest eines Systems zur Ableitung von Flüssigkeiten, Vorrichtung mit einer solchen Anordnung und Befüllungsverfahren
DE10360220.8 2003-12-20

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA2004100942165A Division CN1695808A (zh) 2003-12-20 2004-12-20 微结构装置、具有这种装置的器具和填充方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101632947A true CN101632947A (zh) 2010-01-27
CN101632947B CN101632947B (zh) 2012-08-08

Family

ID=34638731

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2009101603255A Active CN101632947B (zh) 2003-12-20 2004-12-20 用于无气泡地填充至少一个用于排出液体的系统的微结构装置
CNA2004100942165A Pending CN1695808A (zh) 2003-12-20 2004-12-20 微结构装置、具有这种装置的器具和填充方法

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA2004100942165A Pending CN1695808A (zh) 2003-12-20 2004-12-20 微结构装置、具有这种装置的器具和填充方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7485118B2 (zh)
EP (1) EP1559676B1 (zh)
JP (1) JP4931345B2 (zh)
CN (2) CN101632947B (zh)
DE (1) DE10360220A1 (zh)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070280857A1 (en) * 2006-06-02 2007-12-06 Applera Corporation Devices and Methods for Positioning Dried Reagent In Microfluidic Devices
US20070280856A1 (en) * 2006-06-02 2007-12-06 Applera Corporation Devices and Methods for Controlling Bubble Formation in Microfluidic Devices
EP1977829A1 (en) * 2007-03-29 2008-10-08 Roche Diagnostics GmbH Device for performing multiple analyses in parallel
US9134286B2 (en) 2007-10-30 2015-09-15 Panasonic Healthcare Co., Ltd. Analyzing device, analyzing apparatus using the device, and analyzing method
EP2226623B1 (en) * 2008-02-01 2014-06-18 Nippon Telegraph and Telephone Corporation Flow cell
EP2268405B1 (de) 2008-02-27 2017-01-04 Boehringer Ingelheim Microparts Gmbh Vorrichtung zur plasmaseparation
US10005082B2 (en) 2008-04-11 2018-06-26 Incyto Co., Ltd. Microfluidic circuit element comprising microfluidic channel with nano interstices and fabrication method thereof
KR100998535B1 (ko) * 2008-04-11 2010-12-07 인싸이토 주식회사 나노틈새를 가지는 미세유체 채널이 구비된 미세유체회로소자 및 이의 제조 방법
KR101390717B1 (ko) 2008-09-02 2014-04-30 삼성전자주식회사 미세유동장치 및 미세유동장치에의 시료주입방법
EP2213364A1 (en) * 2009-01-30 2010-08-04 Albert-Ludwigs-Universität Freiburg Phase guide patterns for liquid manipulation
CA2758739C (en) * 2009-04-15 2016-11-08 Koninklijke Philips Electronics N.V. A gas-free fluid chamber
EP2486978A1 (de) * 2010-10-28 2012-08-15 Roche Diagnostics GmbH Mikrofluidischer Testträger zum Aufteilen einer Flüssigkeitsmenge in Teilmengen
EP2455162A1 (de) * 2010-10-29 2012-05-23 Roche Diagnostics GmbH Mikrofluidisches Element zur Analyse einer Probenflüssigkeit
EP2729251B1 (de) 2011-07-05 2018-11-14 Boehringer Ingelheim Microparts GmbH Mikrofluidische struktur mit vertiefungen
USD978375S1 (en) 2013-03-13 2023-02-14 Abbott Laboratories Reagent container
USD962471S1 (en) 2013-03-13 2022-08-30 Abbott Laboratories Reagent container
US9535082B2 (en) 2013-03-13 2017-01-03 Abbott Laboratories Methods and apparatus to agitate a liquid
US10058866B2 (en) 2013-03-13 2018-08-28 Abbott Laboratories Methods and apparatus to mitigate bubble formation in a liquid
WO2017117553A1 (en) * 2015-12-31 2017-07-06 Mec Dynamics Micro mechanical methods and systems for performing assays
US10258741B2 (en) 2016-12-28 2019-04-16 Cequr Sa Microfluidic flow restrictor and system
CN109072893B (zh) * 2017-01-09 2019-11-29 华为技术有限公司 一种电液动力装置以及包含电液动力装置的系统
CN108722504A (zh) * 2017-04-19 2018-11-02 光宝电子(广州)有限公司 检测装置及其注入口结构
KR102012243B1 (ko) * 2017-09-19 2019-11-04 한국기계연구원 미세 서브 유로를 갖는 마이크로 유체 소자 및 이를 제조하기 위한 몰드

Family Cites Families (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4233029A (en) * 1978-10-25 1980-11-11 Eastman Kodak Company Liquid transport device and method
US4271119A (en) * 1979-07-23 1981-06-02 Eastman Kodak Company Capillary transport device having connected transport zones
US4310399A (en) * 1979-07-23 1982-01-12 Eastman Kodak Company Liquid transport device containing means for delaying capillary flow
GB2090659A (en) * 1981-01-02 1982-07-14 Instrumentation Labor Inc Analytical device
US4426451A (en) * 1981-01-28 1984-01-17 Eastman Kodak Company Multi-zoned reaction vessel having pressure-actuatable control means between zones
US4473457A (en) * 1982-03-29 1984-09-25 Eastman Kodak Company Liquid transport device providing diversion of capillary flow into a non-vented second zone
US4549952A (en) * 1982-11-22 1985-10-29 Eastman Kodak Company Capillary transport device having means for increasing the viscosity of the transported liquid
US4618476A (en) * 1984-02-10 1986-10-21 Eastman Kodak Company Capillary transport device having speed and meniscus control means
US4963498A (en) * 1985-08-05 1990-10-16 Biotrack Capillary flow device
US4983038A (en) * 1987-04-08 1991-01-08 Hitachi, Ltd. Sheath flow type flow-cell device
JPS63262565A (ja) * 1987-04-20 1988-10-28 Hitachi Ltd フロ−セル
US5051237A (en) * 1988-06-23 1991-09-24 P B Diagnostic Systems, Inc. Liquid transport system
US4957582A (en) * 1989-03-16 1990-09-18 Eastman Kodak Company Capillary transport zone coated with adhesive
US5039617A (en) * 1989-04-20 1991-08-13 Biotrack, Inc. Capillary flow device and method for measuring activated partial thromboplastin time
US5230866A (en) * 1991-03-01 1993-07-27 Biotrack, Inc. Capillary stop-flow junction having improved stability against accidental fluid flow
US5744366A (en) * 1992-05-01 1998-04-28 Trustees Of The University Of Pennsylvania Mesoscale devices and methods for analysis of motile cells
US5885527A (en) * 1992-05-21 1999-03-23 Biosite Diagnostics, Inc. Diagnostic devices and apparatus for the controlled movement of reagents without membrances
US6156270A (en) * 1992-05-21 2000-12-05 Biosite Diagnostics, Inc. Diagnostic devices and apparatus for the controlled movement of reagents without membranes
US5591643A (en) * 1993-09-01 1997-01-07 Abaxis, Inc. Simplified inlet channels
GB9509487D0 (en) * 1995-05-10 1995-07-05 Ici Plc Micro relief element & preparation thereof
US6143248A (en) * 1996-08-12 2000-11-07 Gamera Bioscience Corp. Capillary microvalve
US6113855A (en) * 1996-11-15 2000-09-05 Biosite Diagnostics, Inc. Devices comprising multiple capillarity inducing surfaces
DE19753849A1 (de) * 1997-12-04 1999-06-10 Roche Diagnostics Gmbh Analytisches Testelement mit sich verjüngendem Kapillarkanal
WO1999045045A1 (en) 1998-03-05 1999-09-10 E.I. Du Pont De Nemours And Company Polymeric films having controlled viscosity response to temperature and shear
DE59905743D1 (de) * 1998-03-11 2003-07-03 Steag Microparts Gmbh Probenträger
WO2000022436A1 (en) * 1998-10-13 2000-04-20 Biomicro Systems, Inc. Fluid circuit components based upon passive fluid dynamics
DE19859693A1 (de) * 1998-12-23 2000-06-29 Microparts Gmbh Vorrichtung zum Ableiten einer Flüssigkeit aus Kapillaren
US6193471B1 (en) * 1999-06-30 2001-02-27 Perseptive Biosystems, Inc. Pneumatic control of formation and transport of small volume liquid samples
WO2001026813A2 (en) * 1999-10-08 2001-04-19 Micronics, Inc. Microfluidics without electrically of mechanically operated pumps
FR2812306B1 (fr) * 2000-07-28 2005-01-14 Gabriel Festoc Systeme d'amplification en chaine par polymerse de sequences nucleiques cibles
EP1201304B1 (de) * 2000-10-25 2006-08-16 Boehringer Ingelheim microParts GmbH Mikrostrukturierte Plattform für die Untersuchung einer Flüssigkeit
US6653122B2 (en) * 2001-04-24 2003-11-25 Dade Microscan Inc. Indentification test device in a random access microbiological analyzer
WO2003025547A1 (en) * 2001-09-21 2003-03-27 Biomedlab Corporation Method and device for screening analytes using surface plasmon resonance
US20040042930A1 (en) * 2002-08-30 2004-03-04 Clemens Charles E. Reaction chamber with capillary lock for fluid positioning and retention
US20040265172A1 (en) * 2003-06-27 2004-12-30 Pugia Michael J. Method and apparatus for entry and storage of specimens into a microfluidic device

Also Published As

Publication number Publication date
EP1559676A2 (de) 2005-08-03
JP2005177754A (ja) 2005-07-07
CN101632947B (zh) 2012-08-08
EP1559676B1 (de) 2016-06-29
US20050169778A1 (en) 2005-08-04
US7485118B2 (en) 2009-02-03
EP1559676A3 (de) 2008-12-03
DE10360220A1 (de) 2005-07-21
JP4931345B2 (ja) 2012-05-16
CN1695808A (zh) 2005-11-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101632947B (zh) 用于无气泡地填充至少一个用于排出液体的系统的微结构装置
US10689210B2 (en) Multilayer hydrodynamic sheath flow structure
US20050118070A1 (en) Flow triggering device
JP2004283828A (ja) 粒子を含む液体から液体成分を分離するための微細構造型分離装置およびマイクロ流体方法
CN103517762A (zh) 对微流体装置的液体流顺序的控制
US20160279632A1 (en) Microfluidic device with longitudinal and transverse liquid barriers for transverse flow mixing
US20200346211A1 (en) Domino capillary microfluidic circuit
US7935319B2 (en) Microfluidic device with serial valve
US11911763B2 (en) Microfluidic device and methods
US6213735B1 (en) Micromechanical ejection pump for separating small fluid volumes from a flowing sample fluid
CN107427829A (zh) 用于处理液体的方法和装置
JP6573175B2 (ja) 分離装置、流体デバイス、分離方法及び混合方法
WO2006071304A2 (en) Apparatus for separating entrained air from a liquid
CN101382538A (zh) 自动分流的微流体装置
CN109803758A (zh) 用于微流体装置的流体控制器的改进或与之相关的改进
CN107377024A (zh) 微流控注射器滤头及其使用方法
CN110052297A (zh) 用于流体混匀的微流控芯片和多组分流体混匀方法
US20050161397A1 (en) Composite fluid separator
CN110732355B (zh) 一种微混合微流控芯片
KR101207545B1 (ko) 입자 분리 장치 및 입자 분리 방법
EP3070471A1 (en) Microfluidic device for separating liquid from the same liquid containing deformable particles without external sources of energy
EP1525919A1 (en) Flow triggering device
CN112044479A (zh) 微流道装置
CN112823053B (zh) 用于液滴的共封装的微流控模块
CN110465337B (zh) 芯片及其液流控制方法和应用

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant