CN103180047A - 具有辅助和旁路通道的微流体装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具有总体地限定流动方向的流动入口和出口的微流体装置。提供了分别限定朝向同一出口（102）的第一和第二流动路径的旁路通道（11）和辅助通道（21）。辅助通道连接到设计成接收试剂（例如化学或生物试剂，诸如检测抗体）的试剂区(215)。辅助通道进一步在第二流动路径的试剂区下游的汇合点（J₁）的水平结合旁路通道，例如类似于T型-汇合点。这种方案提供了调节试剂溶解速率的简单方式。

Description

具有辅助和旁路通道的微流体装置

发明领域

本发明总体涉及微流体装置领域，具体地涉及配体-受体检测或免疫检测装置。

发明背景

微流体装置总体上是已知的，包括免疫检测设备。易于使用的免疫检测设备一般对于即时应用是所期望的。比如，已经开发了类似于众所周知的妊娠测试的“一步”（免疫）检测，其中检测样品中目标分析物所需的所有试剂在制造过程中并入到该装置中。非专家用户只需要将样品添加到装置的样品接收结构中。样品从该接收结构开始流动并使试剂再溶解，然后与分析物反应，从而使其可通过例如光学或电化学方法的手段检测。典型地，已与试剂反应的分析物的检测发生在位于含试剂的区域之后的装置区域中。

即时诊断应该可以从基于微流体的小型化中受益，因为微流体集成了可以共同保存有价值的样品和试剂、增加测试的灵敏度、和加快受传质限制的反应的功能。通过小型化也便利了平行检测几种分析物。最后，小型化通过减小它们的尺寸和重量增加了诊断的便携性。然而，挑战在于将试剂并入到微流体中及使装置易于使用。再一个挑战在于使一步检测的装置可丢弃和制造价廉。出于这个原因，用于一步检测的装置很少具有与液体流和试剂流相互作用的调节机构。

L.Gervais和E.Delamarche最近展示了利用微流体芯片的一步免疫检测的概念（Lab Chip,2009,9,3330-3337）。更详细地，作者利用一步免疫检测已经将诸如检测抗体（dAb）和捕捉抗体（cAb）的试剂与用于检测样品内分析物分子的微流体功能元件集成：集成的装置只需要加入样品以触发由毛细力驱动的一连串事件，用于实现利用荧光显微镜读取的夹心免疫检测。微流体元件包括样品收集器、延迟阀、流动阻滞器、dAb的沉积区、用聚二甲基硅氧烷（PDMS）基体密封的反应室、和毛细泵和出口。其中优化了利用喷墨（inkjet）将3.6nL的dAb溶液沉积在芯片上的参数。这种通过喷墨手段的沉积有时被称为“点样（spotting）”。PDMS基体用分析物的受体图案化，这提供了信号区以及阳性对照区。研究了图案化PDMS的各种储存条件，最高达6个月，揭示了用干燥剂储存保留至少51%的cAb活性。C-反应蛋白（CRP）（全身性炎症和心脏标记物）利用这种一步芯片仅使用5μL人血清，通过在湿反应室中测量30×100μm²面积的PDMS基体的荧光信号进行检测。在这个实例中，一步芯片可以在少于3分钟内检测10ng mL^-1浓度的CRP以及在14分钟内检测低于1ng mL^-1浓度的CRP。

在上面的论文中，公开了用于点样和溶解dAb的三种类型的结构，其在这里再现为图1A-C。即：

-图1A描绘了具有直的主通道21的结构；

-图1B显示了具有主通道21、侧连接器216和点样靶215的结构；和

-图1C显示了具有主通道21、多个侧连接器216、217和点样靶215的结构。

所述结构的几何结构是为了小型化目的开发的（用于更好的检测性能），同时将点样的dAb直接引至样品流路上或其附接，使得dAb可以溶于流过装置的样品中。在这样的装置中点样少量的液体（即，几nL或几十nL）是具有挑战性的，但由于喷墨技术可以实现。

更详细地，在图1A中，很难在主直通道上定位喷墨装置，并且必须保持小的点样的dAb溶液体积以防止溢出或点样溶液扩散到其中限定的整个流路。图1B的结构和特别是图1C的结构有助于使点样所需的准确性更轻松，这归功于在侧连接器216顶部的较大的圆形靶区215。此外，添加分支通道217提供了容纳更多点样液体的可能性，这可能在需增加可用于给定测试（如分析物的浓度高）的dAb量时被需要。

接下来，图1D是灰度的负荧光显微镜图像，显示了在点样和干燥后在（图1B的）沉积区215中的dAb200。虽然dAb清楚地位于显微结构的内部，但一旦样品开始进入沉积区，就可能形成空气泡。此外，在这种情况下，大部分点样的dAb可能不会扩散/流动到沉积区的外部。

事实上，检测的灵敏度强烈地受dAb结合到分析物和表面固定受体的时间以及其中溶有dAb的样品体积的影响。由于流率方程：t=V/Q，其中t是以流率Q移动给定体积V所需要的时间，所以存在时间/体积平衡。

在一步检测中，可能发现到dAb的溶解曲线难以优化，因为，理想地，没有通过操作员或仪器进行Q——流率的调节。在芯片上调节Q是可能的，但需要昂贵和复杂的设备和用于调节的动力源。

总之，具有如图1A的直的主通道部分的结构由于需要x、y平面内精确度使点样具有挑战性，并且只可点样有限的体积。此外，它通常导致点样的dAb（过）快速溶解（典型地为30秒），这进而又导致只有小体积的样品含有dAb。在微流体装置（或小型化的系统）中，可能发现液体可过于有效地溶解位于液体通路上的试剂。如果试剂溶解过快，他们可能不会以对于给定测试正确的液体体积分数存在。比如，过快溶解的dAb将主要存在于样品的填充前端。这些dAb将不能与样品中的许多分析物反应并将快速地经过受体区而受体没有足够的时间逐步结合分析物和dAb。因此，微流体装置的移动液体和溶解试剂的效率可能是（矛盾地）相反的。

下面提供了如何在微流体装置中缓慢释放试剂的一些实例以及关于他们局限性的说明。在如图1B所示的结构中（主通道具有侧连接器和点样靶），样品流动（从左到右）只进入部分侧连接器，导致空气泡的夹带，dAb的受限的溶解以及dAb从侧通道向左侧的主通道的不良扩散。添加多个侧连接器（图1C）能够容纳更多的dAb溶液，但仍然存在实质上与图1B相同的问题。此外，在这里，不存在经过含dAb区域的液体的直接对流，这使dAb的扩散可变，因为dAb的扩散在它们已经沉积和干燥之后强烈地取决于结构中的dAb的坐标。

因此，图1的现有技术结构具有很多缺点。最重要的是，人们可认识到这种结构不允许容易和精确地控制dAb的溶解曲线。因此，存在对改进的微流体装置的需求。

发明简述

根据第一方面，本发明体现为微流体装置，其包括：流动入口和流动出口；一个或多个旁路通道，其限定朝向所述流动出口的第一流动路径；和辅助通道，其限定朝向所述流动出口的第二流动路径，其包括适于接收试剂的试剂区，并在所述第二流动路径的所述试剂区下游的汇合点结合所述一个或多个旁路通道中的至少一个。

在其他的实施方式中，所述装置可以包括一个或多个下面的特征：

-所述微流体装置设计为使得所述辅助通道在所述汇合点处提供比旁路通道更小的流率；

-所述微流体装置进一步设计为限制所述辅助通道内所述试剂区上游的流动；

-所述辅助通道在所述试剂区上游的分裂点处从至少一个所述旁路通道分裂出来，并包括位于所述试剂区上游以及分裂处水平处或下游的流动窄缩区；

-所述一个或多个旁路通道、所述辅助通道和所述试剂区具有同样的深度；

-每个所述通道的宽度在10微米的数量级；

-权利要求1-5的任一项所述的微流体装置，其中每个所述通道的宽度为10-100微米；

-权利要求1-7的任一项所述的微流体装置，其包括几个旁路通道，其中：

-所述辅助通道在初级汇合点处结合至少一个所述旁路通道，所述初级汇合点位于所述第二流动路径的所述试剂区下游；和

-所述辅助通道在次级汇合点处结合至少一个所述旁路通道，所述次级汇合点位于所述第二流动路径的所述初级汇合点下游；

-所述辅助通道在各个次级汇合点处结合所述旁路通道，所述次级汇合点的每一个都位于所述第二流动路径的所述初级汇合点下游；

-所述初级和次级汇合点限定汇合点的层级；

-所述旁路通道的至少一个亚组具有相似的横截面；

-所述辅助通道与所述旁路通道的至少一个亚组具有相似的横截面；和

-所述试剂区插入所述辅助通道，与所述辅助通道的直区段一致。

在另一个方面，本发明进一步体现为用于操作微流体装置的方法，其包括以下步骤：提供根据本发明的微流体装置；在所述微流体装置的所述试剂区沉积试剂，优选通过喷墨沉积；和使流体从所述流动入口流向所述流动出口，以向所述第二流动路径的所述试剂区下游携带所述试剂。

该方法优选还包括以下步骤：在监测汇合点下游的化学反应，所述化学反应由于所携带的试剂而显著地发生。

现在将通过非限制性的实施例，并参考附图描述体现本发明的装置和方法。

附图的几个视图简要说明

图1A-C（现有技术）示意性地描绘了已知的微流体装置的通道结构；

图1D（现有技术）为灰度的负荧光显微镜图像，显示了在点样和干燥后在（如图1B的）中央通道的侧连接器顶部上的沉积区（圆形区）中的检测抗体（dAb）；

图2-7示意性地说明了根据本发明各种实施方式的微流体装置的通道结构。

出于教授和清楚的目的，附图中显示的细节或特征可能被故意夸大、简化、省略或截断，并且不一定按比例绘制。

发明详述

作为如下说明书的引言，首先给出本发明的总体方面。微流体装置具有流动入口和出口，总体上限定流动方向。提供了分别限定朝向同一出口的第一和第二流动路径的（一个或多个）旁路通道和辅助通道。辅助通道连接到试剂区，即设计为接收试剂（例如，化学或生物试剂，诸如dAb）。辅助通道进一步在试剂区下游（第二流动路径上）汇合点的水平结合旁路通道，例如类似于T型-汇合点。这种方案提供了调节试剂溶解速率的简单方式。

出于例示的目的，下面描述的本发明的实施方式主要涉及免疫检测装置。然而，本领域技术人员应当清楚也可以设想具有如上所述相似特征的其他微流体装置。

图2示意性地描绘了根据实施方式的装置的视图。参考图2，装置100显示了一个通道结构，其具有流动入口101和流动出口102、各自限定朝向出口102的流动路径（如各自箭头所指示）的旁路通道11、12。事实上，按照本发明的总体原则，可以提供只有一个旁路通道。这将在后文例示。

通道结构进一步显示了辅助通道21，其限定朝向出口的另一个流动路径。该流动路径可以被称为“第二”流动路径，其相对于由旁路通道限定的“第一”流动路径。由所有的旁路通道限定的流动路径可以被认为是同一的，即整体（global）流动路径。如所述，辅助通道21是包括试剂区215的通道，该试剂区本身被设计为接收试剂200，例如dAb。试剂区可以设计成相似于图1D的设计。

此外，如图2中可见，辅助通道在位于试剂区下游（第二流动路径上）的汇合点J₁的水平处结合旁路通道。

值得注意的是，具有多种类型的通道（其中试剂（辅助）通道分支连接到一个或多个旁路通道上）提供了调节试剂的溶解速率的简单方式。换句话说，相比于例如早先所讨论的方法，在汇合点之后有效地获得了更大体积的含试剂的样品。例如，可以调节旁路通道的数量以获得期望的溶解速率，而通道的横截面尺寸可能不同（类似于图2中），因而允许进一步影响稀释速率。

相反，在一些变化方案中，所有的通道可以具有相似的通道截面（包括辅助通道）。在这种情况下，对一条辅助通道添加n条旁路通道相当于将含试剂的样品体积变成n+1倍。因此，添加n条旁路通道相当于认为在每条通道的流率除以n+1，意味着最终更小的溶解速率。

所示装置的操作相当简单。将试剂200沉积在微流体装置的区215中，例如通过喷墨沉积。然后，流体可以从入口向流动出口移去，以便将试剂携带至试剂区的下游，如箭头所示。在汇合点J₁的水平处，来自辅助和旁路通道的流合并，使得汇合点下游所测定的有效溶解速率降低。随后可在汇合点下游监测给定的化学反应，例如，利用适合的检测手段（未示出）监测。

在一些实施方式中，装置被配置成使得在汇合点处所述辅助通道提供比旁路流体通道更小的流率。这可以例如通过如之前所述的增加旁路通道的数量来完成。此外，该装置可以被设计成限制辅助通道中的流动，例如，在试剂区上游限制。

在实践中，并且如图2中所示，可以在试剂区215上游提供一个或多个窄缩区30。窄缩区可以例如简单地提供为通道截面比其他截面11、12、21更小。这样的区30局部地限制流动，其允许调节所期望的溶解速率。

此外，在一些实施方式中，辅助通道通常地在位于试剂区215上游的分裂点S1的水平处从旁路通道分裂出来。对此，流动窄缩区30适合地位于分裂点S1的水平处或下游（且在试剂区上游）。

然而，提供窄缩区不是强制的。如所述，溶解速率可以通过仅改变旁路通道的数量或大小进行调节。此外，在一些实施方式中，旁路和辅助通道的横截面相对尺寸可以不同，这也影响溶解速率而无需任何窄缩区。

在其他的实施方式中，可以不仅提供窄缩区，而且改变通道的横截面相对尺寸，如图2中所示。通道和/或窄缩区的（相对）尺寸可以根据试差法并根据所需的溶解速率进行调节。通道可以根据来自微流体的已知技术在硅、PDMS或塑料表面等上雕刻开口槽来获得。在这样做时，优选应该小心保持沉积区215和旁路通道11、12之间的安全距离。实例在下面给出。

如图2中进一步所见，试剂区优选与辅助通道的直区段一致（与图1B的方案不同），这样以便避免存在连接到沉积区的死端通道。

总结图2：所示的设计允许容易点样。此外，即使空气泡在一个流动路径中形成，也会阻塞整体的流动。通过改变由通道11、12、21所显示的流动阻力的相对值（表示为R₁₁、R₁₂、和R₂₁），可以精确地设置试剂的溶解曲线。事实上，所述阻力影响液体在不同流动路径中的流率。结构的特征流动阻力可以被定义为在结构中施加到液体（假定为不可压缩的）的压力与液体的流率的比率。通道的流动阻力主要由其尺寸和形状决定，但其他因素也可以影响它。在流动阻力、流率和压力上，与利用电阻、电流和电位描述的电路之间具有类似性：具有相同形状和长度的通道具有相同的流动阻力，但通道可以被组装在体系结构中，其中它们分裂、结合以形成平行和/或串联的液压回路。因此，如果在液压回路中使用相同的通道，则可以将它们组装以影响液压回路的整体流动阻力。例如，在液压回路具有阻力为R₁₁/R₁₂/等的平行旁路通道时，阻力为R₂₁的中央通道将对通过液压回路的液体的总流动贡献较少。增加旁路通道的数量将通过以更大的体积的分数将试剂溶解于样品来增加测试的灵敏度，这将增加样品和试剂经过装置中的受体的时间。相反，相对于R₁₁/R₁₂/…降低R₂₁将有利于通道21中的试剂在小体积分数的样品中快速溶解并离开朝向装置中的受体运行。在这种情况下，得到结果的时间降低（更早读出信号）。最后，示于图2中的设计是紧凑的设计，优化了所通道的可用表面。

图3A-E显示具有各种窄缩30a-e以改变试剂的溶解曲线的结构的实例。然而，一般地，优选的几何结构是10微米宽的窄缩（在这种情况下，通道具有比10微米更宽的截面）。对于给定的装置，计算如下定义的特征稀释因子Θ以及稀释参数σ是有用的：

σ＝R_试剂(R_试剂+R_旁路)＝R_试剂R_总

和

Θ＝(1-σ)

所得到的稀释因子Θ通常在0.04（或4%）至0.85（或85%）间变化。更高的稀释因子对应于更高的试剂稀释，即试剂以更大的体积分数存在于样品中。

目前，尽管现已发现这种通道设计总体上令人满意，但是窄缩可能给芯片的大规模制造（例如，利用塑料材料和模塑/热压成形）带来挑战。

图4涉及具有用于容纳较大量的试剂溶液或几种类型试剂的几个沉积区域（试剂区215a-d）的具体实施方式。在这种情况下只提供一个旁路通道11。此外，与图2或3的变化在于，通道可以具有非恒定的截面11”、21’、21”，其也能实现限制流动和/或调节有效的溶解速率。在这种情况下，不需要窄缩区。相反，缓慢改变通道截面能够限制流动。

图5A-E涉及其他的实施方式，其中提供了一个或多个旁路通道。

例如，在图5A中，通道11、21具有非恒定的截面，正如图4。具体地，可以在试剂区215的每一侧减小旁路通道的截面以局部地限制流动。

在图5B和5D中，每个通道具有恒定的截面。相比于图5A，增加了旁路通道的数量。

在图5C或5E中，最下面的通道13、15的截面是不恒定的。可以设想许多其他的这种变化。在上述各情况中，仍然不变的是辅助通道21在试剂区215下游（称为初级汇合点）和检测装置（未示出）上游（即检测装置在出口102下游）的汇合点J₁结合旁路通道11-15中的至少一个通道11。通道进一步在初级汇合点下游的次级汇合点J₂处结合。

作为说明，人们可能会问辅助通道与旁路通道的结合是在初级和/或在次级汇合点（J₁或J₂）处。然而，这仅是反问，取决于所考虑的流动路径。考虑到第一流动路径（由通道11限定），人们可以试着推断通道11和21在J₁而不是J₂处再结合。考虑到第二流动路径（由辅助通道21限定），人们可能有相反的推断。但在所有的情况下，辅助通道在第二流动路径的试剂区下游的汇合点结合至少一个旁路通道。此外，次级汇合点位于第二流动路径（即，由辅助通道限定）的初级汇合点下游。

在这方面，如图5B-E中所表示，辅助通道21和旁路通道11、12、……在各个次级汇合点J₂处结合。在每个次级汇合点，试剂流进一步被分割。在这种情况下，初级和次级汇合点进一步限定汇合点的有序层级。对于对称的旁路通道（图5B和D）,存在n+1个次级汇合点（n为对称通道的数目）。增加最外面的对称通道产生额外的次级汇合点，如图5C和E中所示。同样地，人们可以提及初级分裂（最接近辅助通道）以及相应的次级分裂（更远的分裂）。通过这种设计，稀释的试剂流（即第二流动路径）首先在J₁处分流，然后在J₂汇合点结合最外面的旁路通道。这种设计使其可能容易预测最后所得到的稀释速率，而不需要要求流动窄缩。

在某些上面的实例中，旁路通道的至少一个亚组（乃至所有的旁路通道）具有相似的横截面（例如，图5B和5C中的通道11、12），这使得装置更容易制造。在图5D中，最外面的通道11、14具有相似尺寸。这同样适用于最里面的旁路通路。在其他情况下，旁路通道的至少一个亚组（和可能的辅助通道）具有相似的横截面，如图5B，这最适合于大规模生产。旁路通道明显不同的亚组可以具有不同的横截面，用于精细调节溶解速率。

在上面的情况下，不需要制造小的窄缩（更容易制造）。此外，这些设计减轻了堵塞和微粒问题（如果样品中有细胞，它们将不会潜在地被剪切力破坏）。

此外，可以在可能形成气泡的所有位置（例如在次级汇合点J₂处，即在液体流合并的出口侧上）提供延迟阀。在这个方面，阀优选由两个四分之一圆的通道组成，所述四分之一圆的通道与宽度大概两倍于四分之一圆结构宽度的出口路径结合。广义地，如果液体只来自单个四分之一圆中的一侧，其不能进行到出口路径，只能等待来自其他四分之一圆的液体。在液体从两侧合并时，填充朝向出口路径进行。这种阀可以进一步叠置。

在这里，用于溶解试剂的体积（时间）通过每个流动路径对离开整个沉积区215的液体流的贡献进行控制。因此，每个路径的体积和流动阻力是重要的。

图5中所示的设计是可以升级的，并且将复杂的要求变换为简单的标准（即通道21中的试剂流动路径对离开整个结构的液体流的贡献）。典型地，由图5的设计所得到的稀释因子在60%-93%间变化。

图6涉及另一个实施方式，非常适合小的/中等的稀释因子，类似于图5B的实施方式（即两个旁路通道11、12，一个与具有线上试剂区215的辅助通道21、和初级汇合点J₁和次级汇合点J₂）。箭头表示试剂流率D_试剂和总输出流率D_总。在这种情况下，所有通道和试剂区具有60微米的深度。这可以通过在芯片上对所述通道和区刻出单一深度来实现。具有单一深度水平确保芯片的制造更简单。在这种情况下，每个通道的横向尺寸在10微米（μm）的数量级。

这种设计可令人满意地填充样品，如由利用人血清进行的测试的评估结果。没有出现气泡堵塞出口路径。具体地，可以容易地使用喷墨点样20滴各180皮升（pL）的dAb溶液。这种设计所得的典型的稀释因子为Θ=0.93（或93%），稀释参数σ=0.07，且试剂区的体积V_试剂为约4纳升（nL）。在这种情况下，试剂将溶于至少4/0.07=57nL的样品中。

此外及如前面提到的，人们可能希望监测300汇合点下游的化学反应200，该化学反应被所携带的试剂显著地触发。例如，所携带的试剂可以是荧光标记的dAb，其特异性结合存在于样品中的分析物。该分析物-dAb对被固定在汇合点下游的通道表面上的抗体捕获。一旦捕获，则通过例如荧光手段检测分析物，因为他们结合到dAb上。在该实例中，化学反应200是“夹心”荧光表面免疫检测。还可以进行很多其他类型的化学或生化测试。例如，DNA或RNA分子、蛋白质、抗原、肽、病原体、污染物、化学品、毒素可以利用沉积在沉积区215中并使用所选的稀释参数溶解的试剂进行检测。此外，可以使用除荧光外的其他类型的信号。例如，试剂200可以是荧光标记的寡核苷酸、或功能化的纳米粒子或着色的乳胶粒子。例如，它也可以是用酶或金纳米粒子功能化的dAb。超过一种类型的试剂200可以单独或与某些盐、表面活性剂或化学品一起沉积在沉积区215中。沉积的化学品的作用可以变化很大，因为它可以例如是荧光标记的dAb与用于溶解病原体的酶、和用于提高dAb在干燥状态下在制备的装置中的稳定性的化学品诸如糖的混合物。如果需要的话，化学品也可以点样到点样的dAb上以进一步延迟它们的溶解及增加稀释因子。因此优选在出口102的下游包括适宜的检测装置（未示出）。

图7涉及又一种实施方式，其最适合高稀释。在这里，通道的宽度在10至100微米之间变化。具体地，辅助通道21的截面是大致恒定的，约10微米宽，而旁路通道11、12的宽度可以达到100微米（它们的截面不是恒定的，在这种情况下，它们在约50-100微米间变化）。S1和J₁附近的通道11和12的宽度减小降低了由于毛细管压力突然降低（在诸如此处的通道宽度的特征尺寸增加时，毛细管力降低）而使液体停止填充装置的机会。此外，J₁附近的通道11和12的尺寸没有降低太多，以保持液体的填充行为中的轻微不连续性。为了使液体通过J₁，来自通道21、11和12的所有液体弯月面（menisci）必须合并。这阻止了在汇合点形成空气泡。如之前所述，经验上发现在给定汇合点之后的通道宽度大约为汇合点之前通道的两倍大时，空气泡不会形成。因此，汇合点下游的通道横截面可以优选为该汇合点上游的通道截面的至少2倍大。

在本实例中通道进一步具有如下参数。流动阻力为：

对于旁路通道，R_11、12=4×10¹⁷m^-3；和

对于辅助通道，R₂₁=1.3×10¹⁵m^-3。注意，在利用圆形管的近似计算中，R=8L/(πr⁴)，其中L是管的长度且r是管的半径，由此确定单位。

对于试剂区体积V_试剂为3.2nL时，所得到的稀释因子为Θ=99.84%。在这种情况下，试剂（例如，dAb）将溶解于至少3.2/0.0016=2μL的样品中。虽然已经参考某些实施方式描述了本发明，本领域技术人员应当理解，在不偏离本发明的范围下可以进行各种变化并可以等效替代。此外，可以进行很多改变以使具体的情形或材料适合本发明的教导而不偏离其范围。因此，本发明并不想要限于所公开的具体实施方式，而是，本发明将包括落入所附权利要求书的范围中的所有实施方式。例如，除PDMS、硅或塑料外，也可以包括其它材料。如上所述的微流体装置可有很多应用：免疫检测、DNA测试，以及总体上基于配体-受体相互作用原理（其中配体或受体是目标分析物）的测试。可以设想很多其他的变化方案。例如，可以在试剂区加入延迟溶解的物质，以便进一步调节溶解速率。

Claims (15)

1.微流体装置（100），其包括：

-流动入口（101）和流动出口（102）；

-一个或多个旁路通道（11、12），其限定朝向所述流动出口的第一流动路径；和

-辅助通道（21），其限定朝向所述流动出口的第二流动路径，所述辅助通道（21）包括适于接收试剂（200）的试剂区（215），并在所述第二流动路径的所述试剂区下游的汇合点（J₁、J₂）处结合所述一个或多个旁路通道中的至少一个。

2.权利要求1所述的微流体装置，其被设计成使得所述辅助通道在所述汇合点（J₁、J₂）处提供比旁路通道更小的流率。

3.权利要求1或2所述的微流体装置，其进一步被设计成限制试剂区上游的辅助通道内的流动。

4.权利要求3所述的微流体装置，其中所述辅助通道在所述试剂区上游的分裂点（S1）处从至少一个所述旁路通道分裂出来，并包括位于所述试剂区上游且在分裂点水平处或分裂点下游的流动窄缩区（30）。

5.权利要求1-4的任一项所述的微流体装置，其中所述一个或多个旁路通道（11、12）、所述辅助通道（21）和所述试剂区（215）具有相同的深度。

6.权利要求1-5的任一项所述的微流体装置，其中每个所述通道的宽度在10微米（μm）的数量级。

7.权利要求1-5的任一项所述的微流体装置，其中每个所述通道的宽度为10-100微米。

8.权利要求1-7的任一项所述的微流体装置，其包括几个旁路通道，其中：

-所述辅助通道在初级汇合点（J₁）处结合至少一个所述旁路通道，所述初级汇合点位于所述第二流动路径的所述试剂区（215）下游；和

-所述辅助通道在次级汇合点（J₂）处结合至少一个所述旁路通道，所述次级汇合点位于所述第二流动路径的所述初级汇合点（J₁）下游。

9.权利要求8的任一项所述的微流体装置，其中所述辅助通道在各个次级汇合点（J₂）结合所述旁路通道，所述次级汇合点（J₂）的每一个都位于所述第二流动路径的所述初级汇合点（J₁）下游。

10.权利要求9所述的微流体装置，其中所述初级和次级汇合点限定汇合点的层级。

11.权利要求1-10的任一项所述的微流体装置，其中所述旁路通道的至少一个亚组具有相似的横截面。

12.权利要求11所述的微流体装置，其中所述辅助通道与所述旁路通道的至少一个亚组具有相似的横截面。

13.前述权利要求的任一项所述的微流体装置，其中所述试剂区插入所述辅助通道中，与所述辅助通道的直区段一致。

14.用于操作微流体装置的方法，其包括以下步骤：

-提供根据权利要求1-13的任一项所述的微流体装置；

-在所述微流体装置的所述试剂区（215）沉积试剂（200），优选通过喷墨沉积；和

使流体从所述流动入口流向所述流动出口，从而向所述第二流动路径的所述试剂区下游携带所述试剂。

15.权利要求14所述的方法，其进一步包括以下步骤：

-监测（300）所述汇合点下游的化学反应（200），所述化学反应由于所携带的试剂而显著地发生。

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