CN103184143A - 固体试剂溶解器件以及使用其溶解固体试剂的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及固体试剂溶解器件以及通过使用该固体试剂溶解器件溶解固体试剂的方法。一种固体试剂溶解器件包括：柔性层；上板，设置在柔性层上；以及下板，设置在柔性层下面。其中上板包括：多个微通道；与多个微通道连接的溶解室；以及突起，用于限制流经多个微通道的其中之一的流体的流动，下板包括分别与突起和溶解室对应的多个穿透孔，溶解室、多个微通道、以及多个穿透孔的每一个的一侧覆盖以柔性层。

Description

固体试剂溶解器件以及使用其溶解固体试剂的方法
技术领域
本公开涉及在分子诊断设备中使用的微器件（micro-device），更具体而言涉及固体试剂溶解器件以及通过使用该固体试剂溶解器件来溶解固体试剂的方法。
背景技术
由于对于安全和使用者便利性以及快速即时检验（POCT）的需要，诊断设备已经越来越小型化和自动化。
液体试剂难以保存，其稳定性相对低。另一方面，固体试剂或冻干的试剂的稳定性相对较高，因而固体试剂或冻干的试剂具有相对长的保存期限。此外，固体试剂或冻干的试剂的体积可以减小，因而用于保存固体试剂或冻干的试剂的储存容器的尺寸相对较小。因而，在小型化和自动化的诊断设备中，主要使用固体试剂或冻干的试剂。
在诊断设备中，固体试剂或冻干的试剂必须溶解成液体以与任何其它试剂反应并检测信号。
已经进行了在微器件中混合不同种类的溶液的方法的许多研究。然而，在微器件中溶解固体试剂的方法的研究极少。
发明内容
提供能够减少固体试剂的溶解时间并改善其再现性的固体试剂溶解器件。
提供通过使用固体试剂溶解器件来溶解固体试剂的方法。
额外的方面将在以下的描述中部分地阐述，且部分将通过该描述变得明显或者可以通过对所给出的实施方式的实践而习知。
根据本发明的一方面，一种固体试剂溶解器件包括：柔性层；上板，设置在柔性层上；以及下板，设置在柔性层下面。其中上板包括：多个微通道；与多个微通道连接的溶解室；以及突起，用于限制流经多个微通道的其中之一的流体的流动，下板包括分别与突起和溶解室对应的多个穿透孔，溶解室、多个微通道、以及多个穿透孔的每一个的一侧覆盖以所述柔性层。
上板中的与溶解室对应的部分可以包括盖，盖中放置固体试剂。
上板中的与溶解室对应的部分可以平行于柔性层。
多个穿透孔的每一个的两侧的直径可以彼此相等或不同。
与突起对应的穿透孔可以包括用于打开和关闭突起与柔性层之间的路径的阀室。
至少一个穿透孔可以对应于溶解室，该至少一个穿透孔可以包括气压室（pneumatic chamber），该气压室产生柔性层中的与溶解室对应的部分的振动。
柔性层的表面、多个微通道的表面、以及溶解室的内侧关于经过多个微通道中的其中之一输入的流体的物理特性可以彼此相同或不同。
盖可以可与上板分离，盖的内侧可以包括其中放置固体试剂的至少一个曲面部分。
盖可以包括彼此间隔开的第一盖和第二盖，第一盖和第二盖的内侧可以包括在其中放置不同的固体试剂的各自的曲面部分。
各自的曲面部分可以向上或向下凸起。
根据本发明的另一方面，一种溶解固体试剂的方法包括：在溶解室中设置固体试剂；将用于溶解固体试剂的溶液供应到溶解室；以及振动用于溶解的溶液。
固体试剂可以是通过干燥液体试剂而凝固的试剂。该固体试剂可以是冻干的试剂。
设置固体试剂可以包括：在固体试剂被设置在溶解室中的位置处定位之前制备的固体试剂。定位固体试剂可以通过以下执行：经连接到溶解室的微通道注入固体试剂。此外，定位固体试剂可以通过以下执行：分离溶解室的一部分，将固体试剂引入被分离的部分中，然后再次将已经引入固体试剂于其中的被分离的部分与溶解室的剩余部分结合。因而，溶解室的一部分可以是可分离的。此外，溶解室的可分离的部分以及溶解室的剩余部分可以通过使用结合措施例如机械结合装置或粘合剂而结合。
设置固体试剂可以包括：在固体试剂被设置在溶解室中的位置处设置液体试剂；以及冻干液体试剂。
设置液体试剂可以包括将液体试剂引入溶解室。引入液体试剂包括经连接到溶解室的微通道引入液体试剂。另外，引入液体试剂可以通过以下执行：分离溶解室的一部分；将液体试剂引入被分离的部分中；然后再次将已经引入液体试剂的被分离的部分与溶解室的剩余部分结合。
冻干液体试剂可以在已经将液体试剂引入溶解室的状态下执行或者可以通过以下执行：分离溶解室的一部分，将液体试剂引入被分离的部分以及冻干引入到被分离的部分中的液体试剂。在被分离的部分中冻干的试剂可以通过将被分离的部分与溶解室的剩余部分再次结合而最终被定位在溶解室中。该冻干可以通过使用已知的方法或装置执行。
如上所述，溶解固体试剂的方法包括将溶解固体试剂的溶液供应到溶解室。用于溶解的溶液可以具有用于溶解固体试剂的特性。用于溶解的溶液可以包括水、盐溶液和/或缓冲剂。可以根据被选择的试剂而适当地选择该缓冲剂。该缓冲剂可以是磷酸盐缓冲液（PBS）或三（羟甲基）氨基甲烷（Tris）缓冲剂。供应该溶液可以包括使该溶液流经连接到溶解室的微通道。
振动用于溶解的溶液可以包括振动覆盖溶解室的柔性层。
柔性层可以以在大约0.001Hz到大约100k Hz的范围内的频率振动。
与柔性层不振动时相比，振动柔性层可以包括重复进行升高或降低柔性层下的压力的工艺。
振动用于溶解的溶液可以包括振动固体试剂以及用于溶解的溶液。
溶解固体试剂的方法还可以包括：在振动该溶液之前，阻挡连接到溶解室的微通道的至少一部分。
阻挡微通道的至少一部分可以包括对柔性层的覆盖被阻挡的微通道的一部分加压。
该溶液可以包括与固体试剂反应的目标材料，该目标材料可以是目标DNA。例如，固体试剂可以是冻干的PCR试剂，该溶液可以溶解冻干的聚合酶链反应（PCR）试剂，以及可以包括可以与PCR试剂反应的模板DNA。该目标材料可以包括目标RNA、蛋白质或细胞碎片。PCR试剂可以包括聚合酶、引物/探针、dNTP和缓冲剂。固体试剂可以是冻干的核酸杂交试剂、连接酶反应试剂、限制酶反应试剂、体外转录反应试剂或体外翻译反应试剂。
溶解室可以包括珠粒（bead），该珠粒与溶液一起振动并且用于溶解固体试剂。珠粒可以是能够包括于溶解室48中的微珠粒。微珠粒可具有在大约10nm到大约1000μm范围内的直径。
溶解室的一部分可以是盖，所述盖可与溶解室分离，所述盖的内侧可以包括其中放置液体试剂的至少一个曲面部分。
用于振动用于溶解的溶液的至少一个气压室可以对应于溶解室。
盖可以包括彼此间隔开的第一盖和第二盖，第一盖和第二盖的内侧可以包含在其中放置不同的液体试剂的各自的曲面部分。
在固体试剂溶解器件中，固体试剂通过振动位于溶解室与气压室之间的边界中的柔性中间层而溶解。通过使用这样的动力学方法溶解固体试剂，固体试剂的溶解时间可以减少，固体试剂可以被更完全地溶解，由此改善其再现性。此外，溶解时间可以通过在溶解工艺中使用珠粒而进一步减少，并且再现性可以进一步改善。因而，通过将固体试剂溶解器件应用于各种分子诊断设置（其中溶解固体试剂或冻干的试剂的工艺是必须的），例如，聚合酶链反应（PCR）设备或外部诊断设备，诊断时间可以减少，并且诊断可靠性可以提高。
附图说明
从结合附图对实施方式的以下描述中，这些和/或其它方面将变得明显且更易于理解，在附图中：
图1是根据本发明一实施方式的固体试剂溶解器件的截面图；
图2是图1的上板的底侧的平面图；
图3是沿图2的线3-3’截取的侧视图；
图4是截面图，示出多个腔室形成在图1的溶解室下面的情形；
图5是根据本发明另一实施方式的固体试剂溶解器件的截面图；
图6是截面图，示出第二盖代替图5的第一盖设置的情形；
图7是示出一情形的平面图，在该情形中两个盖设置在根据本发明另一实施方式的固体试剂溶解器件中的溶解室的上板中；
图8是沿图7的线8-8’截取的截面图；
图9是截面图，示出代替图8的第二室形成多个气压室的情形；
图10是示出图8的第三盖和第四盖由不同类型的盖替代的情形的截面图；
图11是示出图9的第三盖和第四盖由不同类型的盖替代的情形的截面图；
图12是根据本发明另一实施方式的固体试剂溶解器件的截面图；
图13是示出多个气压室形成在图12的固体试剂溶解器件中的情形的截面图；
图14、15、16、17、18是截面图，分阶段地示出根据本发明一实施方式的溶解固体试剂的方法；以及
图19、20、21是截面图，分阶段地示出根据本发明另一实施方式的溶解固体试剂的方法。
具体实施方式
现在将详细参考实施方式，其实例在附图中示出，其中相同的参考标记始终表示相同的元件。在这点上，当前实施方式可具有不同的形式并且不应被理解为限于在此阐述的描述。因此，以下仅通过参考附图描述实施方式来说明当前描述的各方面。
图1是根据本发明一实施方式的固体试剂溶解器件（以下，称为溶解器件）的截面图。
参考图1，具有三层结构的溶解器件包括下板L1、上板U1、以及设置在下板L1和上板U1之间的柔性中间层M1。下板L1的材料可以是硅、玻璃或塑料。下板L1包括多个腔室，例如第一至第三腔室30、34和38。第一至第三腔室30、34和38可以是穿透孔，该穿透孔的上侧和下侧开口并且第一至第三腔室30、34和38中的上开口由柔性中间层M1覆盖。第一至第三腔室30、34和38的下开口32、36和40是气压的入口和出口。在第一至第三腔室30、34和38中，上开口的直径可以大于或小于或等于下开口32、36和40的直径。第二腔室34的内部空间可以大于或小于第一腔室30和第三腔室38的内部空间。此外，第一至第三腔室30、34和38的内部空间可以彼此相等。第一腔室30和第三腔室38的内部空间可以彼此相等或不同。如果气压被施加到第一腔室30，则中间层M1被压并接触上板U1的第一突起42，因而中间层M1和第一突起42之间的通道关闭。如果气压被施加到第三腔室38，则中间层M1被压并接触上板U1的第二突起44，因而中间层M1和第二突起44之间的通道关闭。如果去除或减小施加到第一腔室30和第三腔室38的气压，则中间层M1与第一突起42之间的关闭的通道以及中间层M1与第二突起44之间关闭的通道打开。以此方式，因为中间层M1和第一突起42之间的通道以及中间层M1和第二突起44之间的通道关闭或打开，第一腔室30和第三腔室38可以是气压阀室。
第二腔室34是气压室，在其中周期性地且重复地执行使用空气的增压和减压。如果气压经过第二腔室34的下开口36被施加到第二腔室34，其中该下开口36是入口，则中间层M1变成向上凸起。相反地，如果第二腔室34减压，则中间层M1变成凹入的。因而，如果第二腔室34周期性地加压和减压，则中间层M1上下振动。中间层M1的接触流体的接触侧可根据流体种类而具有流畅的流体流动特性。例如，中间层M1的接触流体的接触侧可具有亲水性、疏水性或其它物理属性。中间层M1可以是聚合物层，其厚度可以从大约1μm到大约1000μm。聚合物层可以是例如聚二甲基硅氧烷（PDMS）层。固体试剂46可以位于第二腔室34上方的中间层M1上。固体试剂46可以位于第二腔室34的下开口36上方，该下开口36是入口。固体试剂46可以是通过干燥液体试剂而凝固的试剂。例如，固体试剂46可以是冻干的试剂。
上板U1的外侧（上侧）可以是平面并可以平行于中间层M1。上板U1包括第一微通道C1和第二微通道C2、第一突起42和第二突起44以及溶解室48。上板U1的限定溶解室48的部分平行于中间层M1。第一突起42和第二突起44彼此间隔开。溶解室48位于第一突起42和第二突起44之间。第一突起42邻近第一微通道C1设置。第二突起44邻近第二微通道C2设置。第一突起42和第二突起44朝向中间层M1突出。第一突起42位于下板L1的第一腔室30上方。第二突起44位于下板L1的第三腔室38上方。第一突起42和第二突起44的长度彼此相等或不同。第一突起42的长度比第一微通道C1的深度d1短。第二微通道C2的深度d2可以等于第一微通道C1的深度d1。第一微通道C1的深度d1和第二微通道C2的深度d2可以彼此不同。以此方式，由于第一微通道C1的深度d1和第一突起42的长度之间的差异，所以在第一突起42和中间层M1之间存在间隙，由于第二微通道C2的深度d2和第二突起44的长度之间的差异，所以在第二突起44和中间层M1之间存在间隙。这些间隙在气压被施加到第一腔室30和第三腔室38时消失，因此经过第一微通道C1输入的流体不流入溶解室48并且溶解室48中的流体不被排到第二通道C2中。上板U1的接触流体的接触侧，例如第一微通道C1和第二微通道C2的表面或者溶解室48的内侧可具有流畅的流体流动特性，如同中间层M1一样。第一微通道C1和第二微通道C2的表面、中间层M1的表面、以及溶解室48的内侧关于流体的物理属性可以彼此相同或不同。因此，可以最少化流体流入溶解室48中时气泡的产生。流体可以是用于溶解固体试剂的溶液。例如，该溶液可以溶解冻干的聚合酶链反应（PCR）试剂，并可以包括可以与PCR试剂反应的模板DNA。
固体试剂46可以位于溶解室48内部的中间层M1上。
在图1中，左箭头表示经过第一微通道C1输入的流体，右箭头表示经过第二微通道C2从溶解室48排出的流体。
图2是上板U1的底侧的平面图。参考图2，溶解室48包括椭圆形的面。溶解室48的面可具有圆形、四方形或其它多边形形状。第一突起42和第二突起44与溶解室48相邻。
图3是沿图2的线3-3’截取的侧视图。参考图3，第一突起42和第二突起44的长度（或高度）可以比第一微通道C1的深度d1和第二微通道C2的深度d2短。
图1的第二腔室34可以被分成多个腔室。例如，如图4所示，第二腔室34可以被分成第四腔室34a和第五腔室34b。第四腔室34a和第五腔室34b彼此间隔开并位于溶解室48下面。第四腔室34a和第五腔室34b可以连接到对应的气泵，并且可以共同连接到一个气泵。
图5是根据本发明另一实施方式的固体试剂溶解器件（以下，称为溶解器件）的截面图。仅描述与图1的溶解器件不同的部件。
参考图5，在溶解器件中，上板U1的在第二腔室34上方的部分被去除并用第一盖50覆盖。由于第一盖50，上板U1的外侧（上侧）包括不与中间层M1平行的曲面部分。此外，由于第一盖50，溶解室48A包括不与中间层M1平行的部分。
图1的溶解器件具有三层结构，而图5的溶解器件通过进一步包括第一盖50而具有四层结构。第一盖50的外部形状可以是半圆形、椭圆形、四方形或其它形状。第一盖50的外侧可以在Y轴方向凸起。第一盖50的接触流入溶解室48A的溶液的内侧可以在Y轴方向凹入。因而，当设置第一盖50时，第一盖50的内侧的顶部可以比上板U1的上侧高。此外，因为第一盖50的内侧在Y轴方向凹入，所以图5的溶解器件的溶解室48A的容积可以大于图1的溶解器件的溶解室48的容积。在图5的溶解器件中，固体试剂46可以位于盖50的内侧下面。固体试剂46可以位于盖50的内侧的顶部。
虽然在图5中盖50在Y轴方向凸起，但是盖50可以在Y轴方向凹入。
参考图6，第二盖51代替图5的盖50设置。第二盖51的上侧平行于上板U1的上侧。第二盖51的侧面垂直于上板U1的上侧。第二盖51的接触流入溶解室48A的溶液的内侧包括曲面部分51a。曲面部分51a可以在Y轴方向凹入。固体试剂46可以位于曲面部分51a的顶部。
在图6中，图4所示的第三腔室34a和第四腔室34b可以代替第二腔室34形成。
上板U1可以包括多个曲面部分。图7示出两个盖（也就是说，第三盖53A和第四盖53B）设置在上板U1上的情形。
参考图7，第三盖53A和第四盖53B彼此间隔开。第三盖53A和第四盖53B在平行于第一微通道C1和第二微通道C2的方向上对准。第三盖53A和第四盖53B可以在垂直于第一微通道C1和第二微通道C2的方向上对准。第三盖53A和第四盖53B的尺寸彼此相等，但是也可以彼此不同。第三盖53A和第四盖53B的面形状可以是圆形、四方形或其它形状以及图7所示的椭圆形。
图8是沿图7的线8-8’截取的截面图。参考图8，第三盖53A和第四盖53B位于溶解室48A上。整个第三盖53A在Y轴方向上凸起。整个第四盖53B在Y轴方向上凸起。第三盖53A和第四盖53B的外侧在Y轴方向上凸起。第三盖53A和第四盖53B的接触流入溶解室48A的溶液的内侧在Y轴方向上凹入。第一固体试剂46A位于第三盖50A的内侧下面。第二固体试剂46B位于第四盖50B的内侧下面。第一固体试剂46A和第二固体试剂46B可以是彼此不同的试剂。
在第一固体试剂46A和第二固体试剂46B设置在溶解室48A中的情形下，流入溶解室48A的溶解溶液可以包括用于溶解第一固体试剂46A的目标材料和用于溶解第二固体试剂46B的目标材料二者。溶解溶液可以仅包括能够同时溶解第一固体试剂46A和第二固体试剂46B的一种目标材料。
在图8中，多个气压室可以代替第二腔室34形成，该第二腔室34是气压室。图9示出形成多个气压室代替图8的第二腔室34的情形。
参考图9，第四腔室34a和第五腔室34b形成在第一腔室30和第三腔室38之间并且彼此间隔开。第四腔室34a和第五腔室34b位于溶解室48A下面。第四腔室34a与第三盖53A对应，第五腔室34b与第四盖53B对应。
在图8和图9中，第三盖53A和第四盖53B可由具有其它形式的盖代替。例如，第三盖53A和第四盖53B可以每个用图6的盖51代替。
图10示出图8的第三盖53A和第四盖53B分别用第五盖55A和第六盖55B代替的情形。第五盖55A和第六盖55B的每个的形状可以与图6的第二盖51的形状相同。第一固体试剂46A设置在第五盖55A的内侧下面。第二固体试剂46B设置在第六盖55B的内侧下面。
图11示出图9的第三盖53A和第四盖53B替换为第七盖57A和第八盖57B的情形。第七盖57A和第八盖57B的每个的形状可以与图6的第二盖51的形状相同。第七盖57A与第四腔室34a对应，第八盖57B与第五腔室34b对应。第一固体试剂46A设置在第七盖57A的内侧下面。第二固体试剂46B设置在第八盖57B的内侧下面。
图12和图13示出多个曲面部分形成在单一盖中的情形。
参考图12，单一盖，即，第九盖59，覆盖上板U1的一部分被去除的位置。第九盖59的外侧包括上侧和横向侧。第九盖59的上侧平行于上板U1的上侧。第九盖59的横向侧可以垂直于其上侧。第九盖59的接触流入溶解室48A的流体的内侧包括第一曲面部分59a和第二曲面部分59b。第一曲面部分59a和第二曲面部分59b彼此间隔开。第一曲面部分59a和第二曲面部分59b的形状可以彼此相同，但是也可以彼此不同。第一曲面部分59a和第二曲面部分59b可以是例如在Y轴方向上的凹入侧。第一固体试剂46A和第二固体试剂46B可以分别位于第一曲面部分59a和第二曲面部分59b下面。第九盖59可以设置在与下板L1中包括的第二腔室34（即，气压室）对应的位置处。第九盖59的内侧的第一曲面部分59a和第二曲面部分59b可以位于第二腔室34上方。
在图12中，第二腔室34可以替换为多个气压室，图13示出图12的第二腔室34替换为两个气压室的情形。
参考图13，第四腔室34a和第五腔室34b在下板L1的第一腔室30与下板L1的第三腔室38之间。第四腔室34a和第五腔室34b彼此间隔开并且与第一腔室30和第三腔室38间隔开。第四腔室34a设置在与第九盖59的内侧的第一曲面部分59a对应的位置处。第五腔室34b设置在与第九盖59的内侧的第二曲面部分59b对应的位置处。
接着，参考图14至图18描述根据本发明一实施方式的溶解固体试剂的方法。
参考图14，在去除图1的溶解器件中的上板U1之后，固体试剂46设置在中间层M1上。固体试剂46可以位于中间层M1的覆盖下板L1的第二腔室34的部分上。此时，固体试剂46可以位于与第二腔室34的进气口36相对的位置。固体试剂46可以通过在中间层M1的预定位置放置液体试剂之后冻干（lyophilizing）液体试剂而形成。可以通过使用巳知的方法或装置执行冻干。
取决于将被分析的目标材料，固体试剂46可以包括各种成分。例如，目标材料可以包括目标DNA、目标RNA、蛋白质或细胞碎片（cell debris）。如果目标材料是目标DNA，则固体试剂46可以包括聚合酶、引物/探针（primer/probe）、缓冲剂等作为成分。此外，固体试剂可以是冻干的PCR试剂。PCR试剂可以包括聚合酶、引物/探针、dNTP和缓冲剂(buffer)。此外，固体试剂可以是冻干的核酸杂交试剂、连接酶(ligation)反应试剂、限制酶反应试剂、体外转录反应试剂或体外翻译反应试剂。
接着，如图15所示，将上板U1置于中间层M1上。此时，上板U1对准为使得上板U1的第一突起42和第二突起44分别与下板L1的第一腔室30和第三腔室38对应。如果上板U1对准，则溶解器件的整体结构变成如图1一样的三层结构，并且固体试剂46位于上板U1与中间层M1之间的溶解室48中。
接着，参考图16，在对准上板U1之后，用于溶解固体试剂46的溶液经过第一微通道C1注入溶解室48。溶解溶液可具有溶解固体试剂的特性。溶解溶液可以是水、盐溶液和/或缓冲剂（buffer）。可以根据所选的试剂而适当选择缓冲剂。缓冲剂可以是磷酸盐缓冲液（PBS）或三（羟甲基）氨基甲烷（Tris）缓冲剂。如果溶解溶液填充在溶解室48中，则中间层M1周期性地或不定期地振动。可以实施该振动直到固体试剂46溶解。当振动是周期性时，振动的数目（即，振动频率）可以从大约0.001Hz到大约100kHz。该振动可以通过重复地加压和减压下板L1的第二腔室34（即，气压室）而产生。第二腔室34的加压可以通过使用气泵供应气压到第二腔室34来执行，其中该气泵连接到第二腔室34的下开口36，该下开口36是入口。第二腔室34的减压可以通过使用减压泵执行。在另一实施方式中，第二腔室34的加压和减压可以通过使用气泵执行。
图16的虚线表示覆盖第二腔室34的中间层M1的振动。根据中间层M1的振动，放置在中间层M1上的固体试剂46以及供应到溶解室48的溶解溶液也振动。在振动期间，固体试剂46可以通过与溶解溶液摩擦而完全溶解。
在将珠粒（bead）添加到溶解室48中至不影响固体试剂46的程度并且然后供应溶解溶液之后，有可能通过使中间层M1振动而使珠粒和溶解溶液在溶解室48内部振动。珠粒的尺寸可以大于第一和第二突起42和44与中间层M1之间的间隙。因为珠粒包含在溶解溶液中，所以在振动期间固体试剂46可以与珠粒碰撞并摩擦溶解溶液。因而，与仅溶解溶液在溶解室48中时相比，固体试剂46的溶解时间可以较短并且固体试剂46的溶解可以被更完美地执行以改善再现性。珠粒可以是能够包括于溶解室48中的微珠粒。微珠粒可具有在大约10nm到大约1000um范围内的直径。此外，冻干可以在液体试剂已经被引入溶解室48中的状态下执行。
在将溶解溶液供应到溶解室48中之后，第一突起42与中间层M1之间的间隙可以关闭，然后中间层M1可以振动，如图17所示。
参考图17，在溶解溶液填充在溶解室48中之后，压强比大气压高的空气供应到第一腔室30。因而，覆盖第一腔室30的振动板（中间层M1）被向上压并因而变得凸起，并且接触上板U1的第一突起42。气泵（未示出）可以连接到第一腔室30的下开口32，该下开口32是进气口。压强高于大气压的空气可以通过使用气泵供应到第一腔室30。第一突起42与中间层M1之间凸起地划出的虚线表示第一突起42下面的中间层M1变成向上凸起。当中间层M1接触第一突起42时，第一突起42与中间层M1之间的间隙消失，并且第一微通道C1关闭。在该状态下，如参考图16说明的，固体试剂46的溶解操作可以通过振动在第二腔室34上方的中间层M1而执行。
在图17中，代替关闭第一突起42与中间层M1之间的间隙，第二突起44和中间层M1之间的间隙可以关闭以执行固体试剂46的溶解工艺。
此外，可以在关闭第一突起42和第二突起44与中间层M1之间的所有间隙之后，执行固体试剂46的溶解工艺，如图18所示。
参考图18，在供应溶解溶液到溶解室48之后，压强高于大气压的空气被供应到第一腔室30和第三腔室38。空气可以通过使用连接到第一腔室30和第三腔室38的每一个的气泵而供应。结果，第一腔室30和第三腔室38上方的中间层M1变得向上凸起，如图18的虚线所示，因而接触第一突起42和第二突起44。因而，第一微通道C1和第二微通道C2关闭。在该状态下，可以如上所述地执行固体试剂46的溶解工艺。
此外，在第二腔室34替换为多个腔室（例如，图4的第四腔室34a和第五腔室34b）的情形中，可以应用用于溶解固体试剂46的上述方法。特别地，通过使用第二腔室34振动中间层M1的方法可以应用于第四腔室34a和第五腔室34b的每一个。
接着，参考图19至图21描述根据本发明另一实施方式的溶解固体试剂的方法。
参考图19，已经从其去除了一部分的上板U1在中间层M1上对准。被去除的部分是可以可分离地附接到上板U1的部分，并且可以是溶解室的一部分。
参考图20，用于在与上板U1的被去除部分对应的位置覆盖的第一盖50被翻转。图6的第二盖51可以代替第一盖50使用。所制备的液体试剂46C被放在翻转的第一盖50的上侧的中心。在该状态下，液体试剂46C可以通过使用例如冻干方法凝固。通过该凝固，液体试剂46C变成固体试剂46。接着，第一盖50被再次翻转，然后，被翻转的第一盖50覆盖在与上板的被去除部分对应的位置处，如图21所示。第一盖50和上板U1可以通过使用耦接元件例如机械耦接元件或粘合剂耦接。
以此方式，溶解室48A形成在第一盖50之下。在用第一盖50覆盖在与上板U1的被去除部分对应的位置之后，用于溶解固体试剂46的溶液经过第一微通道C1供应到溶解室48A。接着，用于溶解固体试剂46的工艺可以与参考图16至图18所描述的那些相同。
代替第一盖50，可以使用其内侧具有多个曲面部分的盖，诸如图8的第三盖53A和第四盖53B、图10的第五盖55A和第六盖55B或图12的第九盖59。在该情形下，在将不同的液体试剂引入多个曲面部分中之后，不同的固体试剂可以如上所述地通过使不同的液体试剂凝固而形成在多个曲面部分中。
在不同的固体试剂形成在不同的曲面部分中的情形下，供应到溶解室48A的溶解溶液可以包括用于溶解对应的不同固体试剂的对应目标材料。溶解溶液可以仅包括能够同时溶解不同的固体试剂的一种目标材料。
此外，在图19至图21的方法中，与溶解室48A对应的第二腔室34可以替换为执行与第二腔室34相同的功能的多个气压室，例如第四腔室34a和第五腔室34b。
虽然已经参考其示例性实施方式特别显示并描述了本发明总发明构思，但是本领域的普通技术人员将理解，可以在形式和细节中进行各种改变而不脱离由权利要求所限定的本发明总发明构思的精神和范围。
本申请要求享有2011年12月29日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2011-0146104的权益，其公开通过全文引用结合于此。

Claims (28)

1.一种固体试剂溶解器件，包括：
柔性层；
上板，设置在所述柔性层上；以及
下板，设置在所述柔性层下面，
其中所述上板包括：多个微通道、与所述多个微通道连接的溶解室、以及突起，该突起用于限制流经所述多个微通道之一的流体的流动，所述下板包括分别与所述突起和所述溶解室对应的多个穿透孔，所述溶解室、所述多个微通道、以及所述多个穿透孔的每一个的一侧覆盖以所述柔性层。
2.根据权利要求1所述的固体试剂溶解器件，其中所述上板中的与所述溶解室对应的部分包括盖。
3.根据权利要求1所述的固体试剂溶解器件，其中所述上板中的与所述溶解室对应的部分平行于所述柔性层。
4.根据权利要求1所述的固体试剂溶解器件，其中所述多个穿透孔的每一个的上侧和下侧的直径彼此相等或不同。
5.根据权利要求1所述的固体试剂溶解器件，其中与所述突起对应的穿透孔包括用于打开和关闭所述突起与所述柔性层之间的路径的阀室。
6.根据权利要求2所述的固体试剂溶解器件，其中至少一个穿透孔对应于所述溶解室，所述至少一个穿透孔包括气压室，该气压室产生所述柔性层中的与所述溶解室对应的部分的振动。
7.根据权利要求1所述的固体试剂溶解器件，其中所述柔性层的表面、所述多个微通道的表面、以及所述溶解室的内侧关于经过所述多个微通道之一输入的所述流体的物理特性彼此相同或不同。
8.根据权利要求1所述的固体试剂溶解器件，其中所述柔性层的厚度为1μm至100μm。
9.根据权利要求6所述的固体试剂溶解器件，其中所述盖可与所述上板分离，所述盖的内侧包括其中放置固体试剂的至少一个曲面部分。
10.根据权利要求3所述的固体试剂溶解器件，其中至少一个穿透孔对应于所述溶解室，所述至少一个穿透孔包括气压室，该气压室产生在所述柔性层中与所述溶解室对应的部分的振动。
11.根据权利要求9所述的固体试剂溶解器件，其中所述盖包括彼此间隔开的第一盖和第二盖，所述第一盖和所述第二盖的内侧包含其中放置不同的固体试剂的各自的曲面部分。
12.根据权利要求1所述的固体试剂溶解器件，其中至少一个穿透孔对应于所述溶解室，所述至少一个穿透孔包括气压室，该气压室产生所述柔性层中的与所述溶解室对应的部分的振动。
13.一种溶解固体试剂的方法，所述方法包括：
在溶解室中设置所述固体试剂；
将用于溶解所述固体试剂的溶液供应到所述溶解室；以及
振动用于溶解的所述溶液。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述固体试剂是冻干的试剂。
15.根据权利要求13所述的方法，其中设置所述固体试剂包括：
在所述固体试剂被设置在所述溶解室中的位置处设置液体试剂；以及
冻干所述液体试剂。
16.根据权利要求13所述的方法，其中设置所述固体试剂包括：
从所述溶解室分离所述溶解室的一部分；
将液体试剂放置在从所述溶解室分离的所述部分上；
冻干所述液体试剂；以及
将从所述溶解室分离的附有冻干的试剂的所述部分耦接到所述溶解室。
17.根据权利要求13所述的方法，其中所述振动用于溶解的所述溶液包括振动覆盖所述溶解室的柔性层。
18.根据权利要求17所述的方法，其中所述柔性层以0.001Hz到100kHz范围内的频率振动。
19.根据权利要求17所述的方法，其中所述振动所述柔性层包括：与所述柔性层不振动时相比，重复进行升高或降低所述柔性层之下的压力的工艺。
20.根据权利要求13所述的方法，其中所述振动用于溶解的所述溶液包括振动所述固体试剂以及用于溶解的所述溶液。
21.根据权利要求13所述的方法，还包括：在所述振动所述溶液之前，阻挡连接到所述溶解室的微通道的至少一部分。
22.根据权利要求21所述的方法，其中所述阻挡所述微通道的至少一部分包括对柔性层的覆盖被阻挡的所述微通道的一部分加压。
23.根据权利要求13所述的方法，其中所述溶液包括与所述固体试剂反应的目标材料。
24.根据权利要求23所述的方法，其中所述目标材料包括目标DNA、目标RNA、蛋白质或细胞碎片。
25.根据权利要求13所述的方法，其中所述溶解室包括珠粒，该珠粒与所述溶液一起振动并且用于溶解所述固体试剂。
26.根据权利要求13所述的方法，其中所述溶解室的一部分是盖，所述盖可与所述溶解室分离，所述盖的内侧包括其中放置液体试剂的至少一个曲面部分。
27.根据权利要求15或26所述的方法，其中用于振动用于溶解的所述溶液的至少一个气压室对应于所述溶解室。
28.根据权利要求26所述的方法，其中所述盖包括彼此间隔开的第一盖和第二盖，所述第一盖和所述第二盖的内侧包含其中放置不同的液体试剂的各自的曲面部分。
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Application publication date: 20130703

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