CN103596687A - 微流体卡连接装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种流体卡（300）的互连装置，所述卡包含从连接面（306）穿出的至少一个第一流体通道（302），其中，所述连接面（306）平行于支撑面（308），所述互连装置包含：第一表面（14）、第二表面（42）以及卡保持组件（20，30，60）；所述第一表面（14）用于容纳所述卡（300）的支撑侧（308）；所述第二表面（42）平行于所述第一表面（14），第二流体通道（44）从所述第二表面（42）穿出；所述卡保持装置（20，30，60）用于使所述卡（300）的连接侧（306）保持压靠所述装置的第二表面（42），以使得所述第一流体通道（302）与所述第二流体通道（44）处于流体连接。

Description

微流体卡连接装置

技术领域

本发明涉及一种用于水密或气密地连接和分离微流体卡的装置，所述装置具有一个或多个仪器，所述仪器例如为测量组件、加热元件、机械致动器、泵，等。

本发明涉及包含医学研究、生物和药物的领域。

本发明还涉及一种用于在不使用组件和特殊的技术知识的情况下连接和分离所述连接装置中的微流体卡的方法。

背景技术

体外诊断装置的使用通常需要包含流体回路的卡，所述卡被连接到仪表化的支撑件上。术语“卡”应被理解为表示由刚性材料制成的可包含流体回路的支撑件。举例而言，所述卡可包含复杂的组件（例如，生物芯片、阀、反应室等）。将所述卡连接到仪表化的支撑件上的问题经常被忽视。因此，通常所使用的技术实施起来很棘手和繁琐（如通过下文的示例示出的）。

根据用于将卡连接到仪器上或将卡从仪器上分离的第一技术，所述卡被预布置在连接支撑件上，所述支撑件被连接到一个或可能数个仪器上。

所述微流体卡通过法兰被保持在适当的位置，所述法兰使所述卡抵靠所述支撑件。

所述卡的流体入口和出口与所述支撑件的入口和出口之间的水密性和气密性通过压紧被放置在所述微流体卡和所述支撑件之间的密封件来获得。这种的连接需要数个移动装置（例如，法兰、法兰夹紧元件、螺丝刀等）。并且当使用所述移动装置时，所述移动装置可能会发生偏移，此外，当布置和/或使用所述移动装置时，需要很精细的操作。当频繁地进行这些处理操作时，所述处理操作很快就变得很繁重。

根据第二技术，所述卡包含连接器，所述连接器用于被连接到所述支撑件的底部上或反之亦然。生产这种卡受到限制且昂贵。由于这两种原因，微流体卡的生产步骤、微流体卡与仪表化的支撑件的连接和分离的步骤是漫长且精细的。

本发明通过公开一种可在很多不同的环境中使用的快速且简单的连接和分离装置来解决上述问题。

发明内容

本发明涉及一种用于与卡互连的装置，其中所述卡包含从连接侧穿出的至少一个第一流体通道，其中所述连接侧平行于支撑侧，并且其中所述互连装置包含：

第一表面，所述第一表面用于容纳所述卡的支撑侧，

第二表面，所述第二表面平行于所述第一表面，第二流体通道从所述第二表面穿出，

将卡保持在合适位置的组件，所述组件用于使所述卡的连接侧保持压靠所述装置的第二表面，以使得所述第一流体通道与所述第二流体通道处于流体连接。

限定旋转轴线的组件被限定为使得所述卡能够绕所述轴线侧倾或旋转并且随后压靠所述第一表面。

根据本发明的互连装置使卡能够被连接到所述装置上或从所述装置上分离。

所述保持装置能够使所述卡的支撑侧保持抵靠所述装置的第一表面，从而使得所述卡的连接侧保持压靠所述装置的第二表面。

所述旋转轴线可由棱边来限定或由所述装置的第一表面的一部分来限定或由所述装置的第一表面上的一部分来限定。

优选地，所述旋转轴线平行于所述装置的第二表面和第一表面。

卡的旋转运动在垂直于所述旋转轴线的平面中完成，以使所述卡压靠所述第一表面并且优选地还同时使所述卡压靠所述第二表面。

当在待连接的卡和所述装置中形成的通道的开口包含密封件时，所述旋转运动在所述卡压靠所述装置的第二表面时能够防止所述密封件上的抗剪应力。

当所述卡压靠所述第一表面时所述卡还压靠所述第二表面：即所述卡于是被认为连接到所述装置上，或替代性地，认为存在流体连接。术语“流体连接”应被理解为表示是两个通道之间的接触允许无论是气态的或液态的流体可从所述装置的通道流动到所述卡的通道以及所述流体可从所述卡的通道流动到所述装置的通道，其中所述连接通常是水密的或气密的。

通过杠杆作用，所述卡的连接表面压靠所述装置的第二表面，这样就实现了从所述连接侧穿出的所述卡的通道和从所述装置的支撑侧穿出的通道之间的流体连接。

所述保持装置是可去除的和/或可变形的和/或可恢复的，以便在没有组件允许所述卡如所期望的那样被连接到所装置上或与所述装置分离。

所述保持装置可对布置在所述装置的第一表面上的卡施加具有垂直于所述第一表面的分量的力。所述保持装置可对放置在所述装置的第一表面上的卡施加至少一个具有平行于所述第一表面的分量的力。

所述力的合力使所述卡以最佳的方式压靠所述装置。

根据本发明的装置可包含至少一个从所述装置的第二表面穿出的流体通道。至少一个导管可被布置在所述通道中。

当使所述卡保持压靠所述装置时，确保水密性或气密性的装置（例如，密封件）可被布置在所述通道的开口处，以实现与所述卡的通道的水密的或气密的流体连接。密封件还可被布置在所述卡的通道的开口处。如上文所述，绕轴线的旋转运动能够防止所述密封件中的所有的摩擦或滑动。

当所述卡的通道中的一个与所述装置的通道处于流体连接中时，所述卡被认为是被连接的。当所述连接形成时，一个密封件或多个密封件优选地被压紧或稍微被压紧在所述卡的连接侧和所述第二表面之间，以实现通道之间的水密性或气密性。所述压紧沿垂直于所述第二表面（或所述卡的连接表面）的方向实施。

当所述卡被连接到所述装置上时，所述卡的连接侧大体上压靠所述装置的第二表面。所述连接侧和所述第二表面可直接接触，或替代性地，所述连接侧和所述第二表面可间隔一个密封件或两个密封件的厚度，所述密封件位于形成在所述卡中的所述第一流体通道的开口的位置处和/或位于形成在所述装置中的所述第二流体通道的开口的位置处。

根据本发明的装置可以是整体，其中所述装置的不同部分被附连到一起。作为变形，所述装置可包含至少两个易拆卸的部分和/或至少两个部分，所述至少两个部分的位置的空间位置或所述两个部分间的相对位置可通过使用调节装置来改变。

所述互连装置可包含形成至少一个第三表面或底面的组件，所述第三表面或底面与所述第二表面大体上相对且大体上平行于所述第二表面，并且所述第三表面或底面与所述第二表面间隔的距离大于所述第一表面和所述第二表面间隔的距离。

除了所述流体通道的连接以外，根据本发明的装置可实现所述卡和所述装置之间的电气连接和/或光学连接和/或热连接。例如，当所述卡的通道和所述装置之间的流体连接被建立时，可分别获得被布置在所述卡（例如，所述卡的连接侧上）上和所述装置（例如，所述装置的第二表面上）上的相应的电气组件、光学组件或热组件间的电气连接，光学连接或热连接。

在优选的实施例中，所述第二表面被布置为平行于所述第一表面，但是所述表面优选地不悬伸至彼此的上方。

所述第二表面可悬伸至平行于所述第一表面的第三表面或底面的上方，所述第三表面或底面被布置在所述第一表面的下方并与所述第一表面隔开一段距离。所述第二表面和所述第三表面于是可限定用于插入待连接的所述卡的端部的区域。

根据本发明的互连装置可由垂直于所述装置的第一表面和第二表面的一个或多个壁来限定。例如，被称为后壁的第一壁可被布置为与所述第一表面的边缘（优选地，距离所述第二表面最远的边缘）接触。被称为前壁的第二壁可被布置为与所述第二表面的边缘（优选地，距离所述第一表面最远的边缘）接触。优选地，所述后壁和所述前壁于是互相面向并且以距离D隔开。所述底面距离所述前壁最远的边缘到所述前壁的距离为d，所述距离d在D/2到D/20之间。

优选地，所述第一表面和所述第二表面的最接近的端部所间隔的距离等于或小于可被连接到所述装置上的卡的厚度的1.1倍或1.2倍。这使得所述卡能够被容易地引入到插入区域中。

根据本发明的装置可包含形成至少一个销的组件，所述销可沿大体上垂直于所述第一表面和/或所述第二表面的方向移动。于是，所述销可通过滑动运动施加压力到被连接到所述装置上的卡上。优选地，所述一个销或多个销垂直于所述第一表面并且面向所述第一表面。

本发明还涉及一种用于将卡与根据本发明的装置连接和分离的方法。待连接的卡具有至少一个从连接侧（例如，上表面）穿出的第一流体通道，所述连接侧平行于支撑表面（例如，下表面）。所述第一流体通道具有至少一个位于所述卡的所述连接侧上的开口。当所述卡被连接到所述装置上时，使所述支撑侧朝向所述装置的第一表面。通过杠杆作用，所述卡的连接侧于是压靠所述装置的第二表面，使得形成在所述卡中的第一流体通道的至少一个开口和形成在所述装置中的第二流体通道的至少一个开口处于流体连接。

通过根据本发明的装置或通过根据本发明的方法，在所述卡的支撑表面开始与所述装置的第一表面接触的同时所述卡的连接侧压靠所述装置的第二表面或所述第一流体通道开始与所述第二流体通道进行流体连接。

事实上，所述卡压靠表面（或抵靠表面）或朝表面压靠表明了所述卡被保持固定到所述表面上，但未必认为所述卡和所述表面之间是直接接触。

所述卡的连接侧和所述装置的第二表面可以是接触的；或所述卡的连接侧和所述装置的第二表面以至少一个密封件分隔，以实现所述两个流体通道之间的水密性或气密性。

优选地，所述卡通过包括彼此连续相继的两种运动的方法来连接到所述装置上。

通过滑动运动，所述卡被插入到所述装置中，使得所述卡的上侧大体上与所述第二表面相对并且所述卡的支撑侧与旋转轴线接触，优选地，所述旋转轴线平行于所述装置的第一表面并且大体上与所述装置的第一表面和/或底面相对。

所述卡绕所述旋转轴线旋转；另外，优选地，所述旋转轴线垂直于所述装置的纵向轴线（下文中将限定）。

所述旋转运动持续进行，直到所述卡被连接到所述装置上。

按照优选的方式，所述旋转轴线可以是由所述第一表面与斜面的相交部分形成的棱边，其中所述斜面将所述第一表面连接到所述底面上。

按照优选的方式，与到所述第一表面的后边缘的相比，所述旋转轴线更靠近在所述装置中形成的第二通道的轴线。通过上文提到的杠杆作用，当所述保持装置对所述卡作用使得所述卡保持抵靠所述装置的第一表面时，这使得能够将所述卡的更大的压紧力施加到所述第二表面上。术语“表面的后边缘”应被理解为表示所述表面离所述前壁最远的边缘。

分离所述卡的方法可通过以相反的顺序重复之前的步骤来完成。

通过所述装置，所述卡到根据本发明的互连装置的连接和/或所述卡与根据本发明的互连装置的分离可由操作者（优选地，使用一只手）来完成。

附图说明

图1示出微流体卡的示例，所述微流体卡能够被连接到根据本发明的装置上并且可从根据本发明的装置上分离；

图2和图3中示出根据本发明的装置，其中，在图3中卡处于连接位置；

图4和图5A为图2和图3中示出的装置的局部透视图；

图5B为图5A的剖视图；

图6为装置的另一示例的三维视图，所述装置由可拆卸的和可互换的表面组成；

在图7中使用透视图示出了示例性装置的一部分；

图8A和图8B为与图7中示出的部分组装在一起的装置的示意图；

图9示出了图7和图8A-图8B中示出的装置的另一部分；

图10示出了图7-9中示出的装置的装配；

图11A和图11B示出了三维装置的变形；

图12A-14B示出了用于将微流体卡连接在根据本发明的装置中的方法的步骤。

各个附图的相同的、类似的或等价的部分具有相同的附图标记，以使得易于从一个附图跳到另一个附图。为了使附图可读性更强，附图中示出的各个部分不一定以相同的比例示出。

具体实施方式

用于连接卡的装置的第一示例性实施例在图2-图4中示出。

可被连接到该装置上的卡300（或流体卡或微流体卡或耗材）在图1中示出。所述卡300包含至少一个流体（或微流体）通道302，所述流体通道302位于所述卡300的表面处和/或在所述卡300内。

所述卡是由刚性材料制成的可包含有流体回路的支撑件，优选地，所述卡由单块材料制成。举例而言，所述卡可包含复杂的组件，所述组件例如为生物芯片、和/或阀、和/或反应室等。

用于连接到所述连接装置上的板是可拆卸的，使得所述卡的流体回路被连接到所述装置的流体回路上。

所述卡的厚度沿正交参考点（O＇，i＇，j＇，k＇）的轴线

来限定，其中所述卡的长度沿轴线

并且所述卡的宽度沿轴线

优选地，所述卡具有与信用卡的尺寸类似的尺寸，并且所述卡的厚度足以包含至少一个流体通道和可能的流体网络（包含数个流体通道）。

因此所述卡的长度和宽度可分别在数分米到数厘米之间（例如，在1厘米到10厘米或1厘米到20厘米之间），并且所述卡的厚度可在数厘米到数毫米之间（例如，在1毫米或5毫米到1厘米或2厘米之间）。

至少一个流体通道302被连接到至少一个孔或开口304上，所述孔或开口304形成在所述卡的侧306，所述侧306被称为连接侧，所述侧306的表面平行于另一侧308，所述侧308被称为支撑侧。

一个孔或多个孔304位于所述连接侧306的最接近侧314的部分上，所述侧314位于平行于图1中的平面i＇k＇的平面中。所述侧314可被称为前侧；所述侧314平行于另一侧310，所述侧310被称为所述卡的后侧。

薄膜（例如，塑料薄膜，优选地所述薄膜为为生物相容的）可覆盖所述卡300的流体通道302的至少一个开口304，所述开口304为位于所述连接侧306。所述薄膜能够使一个或多个开口304受到保护，以便在将所述卡连接到根据本发明的装置上之前限制物质侵入到一条通道或多条通道304中。于是可在各种环境下使用所述卡300，而无需专门的清洁。

在一个实施例中，图2中示出的连接装置包含底座或底板10，所述底座或底板10本身包含下表面12或整个装置的支撑表面以及上表面或第一表面14，当使用所述装置时，微流体卡300可压靠在所述上表面或第一表面14上；为此，在本文的剩余部分中将所述表面14称为所述卡300的支撑表面。在图2中示出的正交参考点（o，i，j，k）中，所述表面12和表面14可大体上相互平行并与平面 $\left[\begin{array}{ccc}o;& \stackrel{\→}{i};& \stackrel{\→}{j}\end{array}\right]$ 平行。

沿轴线

所述装置在其两端被两个壁20和30（分别被称为前壁和后壁）限定，所述壁20和30被布置为大体上垂直于所述表面12和14的每一个。

所述壁20和30可大致为矩形的。所述前壁20面向所述装置内部的表面22可被称为前挡板22。后壁的邻接所述第一表面14的表面32可被称为后挡板。

将所述装置沿所述轴线的长度标为L，所述前挡板22和所述后挡板32之间沿相同轴线的距离将被标为D。所述表面14（微流体卡的支撑表面）沿轴线j的延伸范围小于长度D。D和L的值通常是厘米；D和L的值可在1厘米到20厘米之间并且经常在3厘米到10厘米之间。

在图2中示出的实施例中，所述底座10在平面 $\left[\begin{array}{ccc}o;& \stackrel{\→}{j};& \stackrel{\→}{k}\end{array}\right]$ 内具有楼梯台阶式的轮廓。所述楼梯台阶首先被所述第一表面14限定并且其次被第二表面16限定，所述第二表面16被称为底面，所述第二表面16本身大致为矩形的并且平行于所述表面12和14中的每一个。所述第一表面14和所述底面16通过第三表面18连接，所述第三表面18被称为斜面，所述第三表面18在所述示例中大体上平行于平面 $\left[\begin{array}{ccc}o;& \stackrel{\→}{i};& \stackrel{\→}{k}\end{array}\right]$ 并且大体上垂直于所述表面14和16中的每一个。所述表面18可能的其它布置将在下文中说明。

所述壁20的底部抵靠所述地面16的前端。所述前挡板22面向所述斜面18。

所述斜面18和所述前挡板22以距离d隔开；优选地，所述距离d在所述距离D的二分之一到二十分之一之间。

大体上平行于所述支撑表面12、所述第一表面14和所述底面16的上壁或上部侧板40被连接到所述前挡板22的上部部分上。

所述壁40沿所述轴线的宽度同样是以厘米记，举例而言，所述壁40的宽度接近或等于所述前壁20和/或所述后壁30的宽度，并且接近或等于所述底座10沿相同轴线的宽度。所述上壁40在以厘米记的长度l上沿所述轴线延伸例如1到20厘米之间（优选地，3厘米到10厘米之间）的长度。所述长度l可大体上等于d或稍小于d或稍大于d。

所述壁40的表面42被布置为与所述底面16相对。所述表面42将被称为所述第二表面。

优选地，所述上壁40不悬伸至所述第一表面14的上方。最接近所述第二表面42的端部和所述第一表面14以距离y隔开；优选地，所述距离y等于或大于当所述卡被布置在所述第一表面14上时沿所述轴线k测得的所述微流体卡的厚度的1.1或1.2倍。这种结构便于在所述第二表面42和所述第一表面14之间倾斜地引入所述微流体卡。

如图2所示（但图3-6中也同样），所述上壁40包含或包括至少一个通道44或被至少一个通道44贯穿，所述通道44具有至少一个存在于所述第二表面42上的孔或开口45。

所述通道44的一个或多个第二端部可形成在所述装置的一个或多个表面并且被连接（例如，通过使用导管连接）到流体处理或分析仪器（未在附图中示出）上。至少一个所述通道可沿所述轴线

贯穿所述壁40（例如图3-5B中示出）。

如图5A、5B、6所示，所述流体可在被置于所述通道44中的导管70中被输送，以防止所述流体和所述通道的壁之间的所有接触。

所述斜面18和所述第一表面14之间的相交部分形成了棱边19，卡300可抵靠所述棱边19布置，其中，于是所述卡300枢转的同时被保持抵靠所述棱边19，使得所述卡300的支撑侧308移动至抵靠或接近所述第一表面14，并且优选地，同时使得所述卡300的连接侧306移动至抵靠或接近所述装置的第二表面42。按照这种方式形成流体连接。为此，在这种情况下形成了所述第一表面14的一部分的或被布置在所述第一表面14上的棱边19还可被称为旋转轴线。在图12A-图13B中示出了所述卡300压靠在所述棱边19上布置以及随后所述卡300绕所述旋转轴线旋转。

如图3、14A、14B所示，当卡300的支撑侧308与所述底座10的第一表面14接触并且存在于所述卡的连接侧306上的所述卡的至少一个流体通道302与从所述上壁40的第二表面42穿出的流体通道44处于流体连接时，所述卡300被连接到所述装置上。当所述卡300被连接到所述装置上时，所述第二表面42于是成为所述卡300的连接侧306的支撑表面。

当所述卡300被连接到所述装置上时，保持装置60（图12A、13A、14A中未示出，但图2和3中可见）对所述卡300施加力，于是所述保持装置60使所述卡300保持压靠在所述装置的第一表面14上，所述保持装置60通过杠杆作用使所述卡能够压靠在所述装置的第二表面42上。

优选地，所述保持装置60施加：

-垂直于所述第一表面14（即，沿所述轴线的方向）朝所述第一表面14对准的力，于是所述卡依靠所述力被保持，

-以及可能的，平行于所述第一表面14（即，沿所述轴线

的方向）的朝所述前挡板22的力，于是所述卡依靠所述力也被保持。

所述卡300可按照这种方式利用所述保持装置被压靠在所述第一表面14上以及可能地被压靠在前挡板22上。

所述保持装置60还可仅施加垂直于所述第一表面14朝所述第一表面14对准的力。

由所述保持装置60施加的力是可逆的，以允许所述卡300被布置在所述第一表面14上并且随后允许同一卡被移除。

应明白，所述轴线19越靠近从所述第二表面42穿出的通道44的轴线，所取得的作用于所述卡300的后部部分（即，靠近所述装置的后壁30的卡部分）的杠杆效应就越大。因此，通常为了最大化所述杠杆效应，所述轴线19（在所述卡300在枢转之前压靠在所述轴线19上）被布置为相对远离所述装置的后壁30并且相对靠近从所述装置的第二表面42穿出的通道44的至少一个开口。例如，所述轴线19与所述通道44的开口（或与所述通道沿方向k的轴线）的距离等于或小于其与所述后壁30的距离的一半。这使得较大的压力被施加到抵靠所述第二表面42的卡300上。于是，取得了水密的或气密的流体连接。如下文所示，当至少一个密封件74被布置在至少一个通道44、302（图5B）的至少一个开口处时，这种情况尤为明显。

如将在下文详细描述的，所述表面16（底面）、18（斜面）、22（前挡板）和42（第二表面）限定出容纳体积或微流体卡的一部分的插入区域50。所述壁40的第二表面42面向所述底面16并且与所述底面16以距离H（H以厘米记）隔开，所述距离H可在数毫米到数厘米之间（例如，在1毫米或5毫米到5厘米或10厘米之间）。

所述底座10、所述前壁20、所述后壁30和所述上壁40可形成由刚性类型的材料（例如，玻璃、金属或塑料）制成的单个部件。

根据一个具体的实施例，所述后壁30被至少一个螺纹孔沿所述轴线

贯穿，能够使所述卡保持压靠在所述第一表面14上的保持装置60被插入到所述螺纹孔中。

在所述示例中，所述保持装置60包含圆柱形的弹簧推力滚珠轴承，所述弹簧推力滚珠轴承包含：位于其外表面上的螺纹段、位于一个端部处的滚珠和位于相反端部处的螺纹槽。所述螺纹槽使挡板能够被布置在孔中，使得所述滚珠可延伸到所述后挡板32之外，以便所述前挡板22和所述滚珠的最接近所述表面的一端之间的距离小于（优选地稍小于）所述卡300的长度。所述滚珠可沿挡板的圆柱形轴线滑动运动，以便所述挡板能够部分地或完全地从所述后壁30移除，并且利用该装置使所述微流体卡300的压紧侧308被布置为抵靠所述装置的第一表面14。所述滚珠在所述卡300上施加保持力，使所述卡300保持压靠在所述第一表面14上。

为了施加如上文所述的沿所述轴线k和所述轴线j的力，圆柱形的弹簧推力轴承60的轴线优选地被布置在到所述第一表面14的距离为ε到ε+r之间的位置处，其中：

-ε是所述卡300的厚度，

-r是所述滚珠的半径。

按照这种方式利用所述保持装置60将所述卡300压靠在所述前挡板22上和所述第一表面14上。

所述滚珠的滑动运动和由所述弹簧施加到所述滚珠上的恢复力是可逆的，以使所述卡能够被连接到所述装置上以及从所述装置上分离。

可以明白，至少一个开口304与多个所述开口45中的至少一个开口流体连接，以使得物质能够以（无论气态的或液态的）流体的形式在根据本发明的装置和被连接到所述装置上的微流体卡之间流动。在具体的实施例中，一个或多个开口45可装有密封件74，以在所述卡被连接到所述装置上时提供或改善水密性或气密性。数个开口可从所述第二表面42穿出。每个所述开口45可具有不同的截面或具有与存在于微流体卡（图1）的表面处的开口304中的至少一个开口的截面类似或相同的截面。

在一个或多个的通道44中使用导管70的可能性之前已经被提到。所述导管可由塑料制成并且外径小于或等于所述通道44的内截面，使得所述导管可插入到所述通道44中。这些导管70中的一个或多个是可拆卸的或可互换的。因此，为了消除所述通道的壁和/或所述导管70的壁被流体污染的所有的风险，可用干净的或“空白的”导管或具有被输送的物质的导管来代替具有相同的输送物质的导管。如图5B所示，每个所述导管70的截面在其端部72处加宽，使得所述导管70不能陷入所述通道44中。如还在文件EP1170542中进行说明的，适合于所述导管的形状的密封件74优选地被布置在所述通道44的开口处，以便在微流体卡（优选地，所述微流体卡具有平整的表面）压靠在所述表面42上时提供符合要求的水密性或气密性。

如还在文件WO02/070942中进行说明的一个变形中，被放置在一条通道或多条通道44中的一根导管或多根导管70可具有延伸到所述表面42以外的端部。当所述卡300的表面306被保护膜所覆盖时，所述导管可用于在所述卡300的连接侧306压靠或朝向所述上壁40的表面42时刺穿所述保护膜。

图6（相同的元件在之前的附图中已示出）示出了之前的装置的变形，其中，所述前壁20、所述后壁30和所述上壁40易于拆卸或可拆卸。可对所述壁和所述装置的底座10进行选择和改造以与想要连接的卡300相匹配。例如，高度不同于所述前壁20的前壁20＇可代替所述前壁20，以改变距离H并且通过所述方法来连接不同厚度的卡300。还可改变所述底座10以针对沿所述轴线

的长度不同的卡300来改变距离D。所述上壁40可与所述前壁20分离，以及/或者所述前壁20可与所述底座10分离，以便易于更换所述通道44中的导管70并且允许对所述通道进行清洁。

如图7所示的另一变形中，所述底座10和所述后壁30形成了整体部件100，所述整体部件100例如通过机械加工来制成。一个或多个螺纹孔102（在本示例中为4个螺纹孔）贯穿所述后壁30，以便容纳所述弹簧推力滚珠轴承60。挡板的容纳在图8A和图8B中更详细地示出。一个或多个螺纹孔106（在图7的示例中为2个螺纹孔）可形成在所述底座100的前表面104上以使得部件100能够附连被称为前部部件的部件。

图9中的部件可以是由单个部件通过机械加工制成的整体并且由壁20和40组成（图9）。相互平行的两个沟槽或凹槽112彼此隔开并且垂直于所述壁40、沿所述轴线

贯穿所述壁20。所述沟槽沿所述轴线

的截面在与所述表面22相对的表面处较大，以在螺栓被旋进所述螺纹孔106中时允许通过将螺栓头部压靠在所述沟槽的壁上来使所述前部部件110抵靠所述底座100被夹紧。所述沟槽允许所述底座100在夹紧之前相对于所述前部部件110沿所述轴线

进行滑动运动，以便根据所述微流体卡的厚度来改变所述底面16和所述第二表面42所间隔的距离。根据图10来组装所述底座100和所述前部部件110以获得根据本发明的互连装置。也就是说，所述装置因此包含调节装置112，所述调节装置112能够根据待连接的卡300的厚度来修改所述第一表面14和所述第二表面42之间的距离。在所述示例中，所述调节装置采取在所述前部部件110中的孔式沟槽112的形式，所述沟槽112与在所述底座100中形成的螺纹孔106相配合，使所述底座100能够通过调节所述第二表面42和所述第一表面14之间的距离来与所述前部部件110组装到一起。

可选择使用其它装置来调节所述第二表面42和所述第一表面14之间的距离。因此，当所述底座100和所述前部部件110被组装时或仅形成单个组件10时，布置在所述底座（100，10）中的弹簧可作用于所述第一表面14，以便调节所述第一表面14和所述第二表面42之间的距离。

所述前部部件110被所述第二表面42处的通道44穿过。

如在本申请中描述的其它实施例一样，在这一实施例中，除了流体通道的开口以外，所述第二表面42可包含电气和/或光学和/或热组件，当所述微流体卡300被连接到所述装置上时，这些组件能够与布置在所述微流体卡300上比较装置的接触（无论在所讨论的那个实施例中）。术语“光学组件”应被理解为指的是例如光学纤维、和/或光学窗口、和/或光学传感器和/或光源。术语“热组件”应被理解为指的是例如热触头。术语“电气组件”应被理解为指的是例如电触头。

举例而言，可在部件20和/或40中制成一个或多个孔126，以让至少一个元件（例如，电缆或管道）穿过，从而使所述至少一个元件/多个元件与所述微流体卡300的一个表面接触。例如，在所述壁20和40中形成的孔126可让用于一个或多个接触测量组件（比如表面探针）的一根或多根电缆和/或一根或多根光学纤维穿过。之前所述的实施例中也可制成有一个或多个所述孔126。

在之前的实施例中，由所述第一表面14和所述斜面18形成的角α（参见图3）等于270°，所述角α限定了棱边19，所述棱边19形成了所述卡的旋转轴线。但是，更通常地，由所述第一表面14和所述斜面18形成的角α大于180°，并且在180°和270°之间（例如等于225°）。所述斜面18的倾斜使得易于将所述卡安装到所述插入区域50中，并且易于将所述卡从所述区域50中移除，其中，在将所述卡300连接到所述装置或将所述卡300与所述装置分离的步骤期间，所述斜面18对所述卡300起到导向或支撑作用。所述第一表面14和所述底面22可直接由所述斜面18来连接或通过数个斜面18来连接。

之前的装置的变形可包含一个或多个保持装置60，所述保持装置60被布置在垂直于所述装置的第一表面14的一个或多个壁上或壁中，并且面向所述微流体卡300的表面。

作为上文示出的实施例的变形，所述保持装置60可包含能够产生电磁式远程力的磁体或用于将接触力施加到所述卡300的其中一侧上的弹性组件。所述弹性组件例如为附连到壁的表面上或壁的表面中的弹性材料。因此，所述微流体卡可通过被布置在所述装置的一个壁上（并且具体布置在所述后壁30上或靠近所述后壁30处）的一个或多个保持装置60来被保持压靠在所述第一表面14上。所述卡可通过被布置在之前的壁中的至少一个壁上的一个或多个保持装置60来被保持在平面 $\left[\begin{array}{ccc}o;& \stackrel{\→}{i};& \stackrel{\→}{j}\end{array}\right]$ 中。

根据之前的装置的另一变形，使存在于所述第二表面42上的所述通道44和存在于所述微流体卡300的连接侧306上的通道302相互之间水密或气密的一个或多个密封件可被布置在所述侧306上。

无论在那个实施例中，根据本发明的装置可包含热调节装置，所述热调节装置使压靠所述装置的第一表面14的微流体卡能够被加热或冷却。因此，表面处和/或所述卡300中的温度可例如由操作者或控制器来控制。所述调节装置可被布置为在所述底座2中靠近表面14。所述组件可使用珀耳帖效应（Peltier effect），和/或包含一个或多个电阻器和/或一个或多个红外热源或能够局部或全局地控制（无论是否通过接触）所述卡300的温度的所有其它组件。

在具体的实施例中，所述底座10和所述壁20、30和40可完全地或部分地透明和/或包含通孔，以便允许通过电磁辐射的反射或传输来对连接到所述装置上的卡300进行光学分析或其它分析，所述电磁辐射的波长优选地在可见光谱或红外光谱中。

根据另一实施例，所述第一表面14和/或所述底面16可被一个或多个移动销80（图11A和图11B）穿过。驱动装置84使所述销80能够垂直于所述第一表面14和/或所述底面16的滑动运动，以便对基板300的柔性表面施加或释放局部压力。所述柔性表面的变形能够使通道302的存在于所述卡的表面中或表面上的截面88收缩，或能够使所述通道302堵塞。

所述滑动运动由操作者和/或组件来控制（所述组件例如为与接口86交互作用的控制器）。

当所述卡300与根据本发明的装置连接到一起时，一条通道或多条通道44和一条通道或多条通道302可输送流体以便通过能够被连接到所述装置上的处理或分析仪器对所述流体进行处理或分析。也就是说，根据本发明的互连装置可充当所述流体卡300和所述仪器之间的接口。

现在将说明用于将微流体卡300与根据本发明的互连装置连接和分离的方法。

为了将所述卡连接到根据本发明的互连装置中，操作者将所述卡300的端部引入到预先限定的插入区域50中（如图12A和12B所示）。所述卡300通过使用滑动运动被插入到这一空间中，使得连接侧306面向所述上壁40的第二表面42，并使得所述卡的位于端部312（称为前端）处的侧表面314与所述壁20的表面22接触。也就是说，所述卡300被引入到所述插入区域50中，直到所述卡300与所述前挡板22接触并且所述卡300压靠所述棱边19。

操作者使得所述卡侧倾运动的同时压靠所述棱边19。随后施加旋转运动，使卡300绕轴线19旋转（图13A和13B中示出）并压靠第一表面14，通过绕所述轴线19的杠杆作用使所述卡300的表面306能够被压靠到第二表面42上。所述卡于是被连接到所述装置上，并且所述卡随后可由所述保持装置60（附图12A-14B中未示出）来保持；这一位置在附图14A和14B中示出。更具体地，当所述卡300绕所述棱边19旋转时，所述卡300的支撑侧308压靠所述装置的第一表面14，并且通过杠杆作用使所述卡300的连接侧306逐渐靠近所述装置的第二表面42并且可能压靠在所述装置的第二表面42上（图12B和13B）。使所述保持装置60变形和/或移动所述保持装置60，从而使所述微流体卡的表面308能够与所述第一表面14保持接触。随后，将所述卡300的流体通道302的至少一个开口304与存在于所述上壁40的第二表面42上的通道44的至少一个开口45对准。所述侧倾运动使得处于使可能的导管70和/或通道44与所述开口304之间为水密性或气密性的位置。如果存在被布置在所述连接表面306和/或表面42上的通道的延伸处的密封件的话，压紧所述密封件也可取得这种水密性或气密性。另外，所述密封件最好按照这种方式被保持，因为防止了所述密封件的任何剪切运动（在平行于 $\left[\begin{array}{ccc}o;& \stackrel{\→}{i};& \stackrel{\→}{j}\end{array}\right]$ 的平面中）。

耗材或所述微流体卡可由操作者以相反顺序实现之前的动作来简单地移除。

也就是说，操作者抬高所述卡300与所述前端312相对的部分以便通过绕所述轴线19的旋转运动来将所述卡300从所述表面42处移除。所述旋转运动一直进行，直到所述卡300与下述的一个倾斜角对齐，所述倾斜角使所述卡300能够通过沿所述卡300的长度轴线的简单滑动或通过沿所述轴线

的侧向运动而被从所述互连装置上移除。

在本说明书中，所述装置的第一表面14和第二表面42被布置为如图2中所示。本发明包括一种几何形状相匹配的装置，根据所述装置，所述流体通道44从所述表面14穿出，表面14于是被称为第二表面，并且表面42于是将起第一表面的作用（也就是说，第一表面和第二表面的角色互换）。在这种配置中，所述卡的支撑侧308将保持压靠到所述表面42上，以便所述连接侧306压靠所述第一表面14。

根据本发明的装置使得实现卡300的迅速的、可靠的和重复的连接和分离。所述卡的连接和分离的步骤能够在不使用组件和任何特殊的技术知识的情况下被实施。根据本发明的连接装置具有新的优点，例如：

-制造简单且迅速，

-使用简单且迅速，

-在各种环境下使用，

-维护简单且经济。

Claims (23)

1.一种用于与流体卡（300）互连的装置，其中，所述卡包含从连接侧（306）穿出的至少一个第一流体通道（302），其中，所述连接侧平行于支撑侧（308），并且其中所述互连装置包含：

第一表面（14），所述第一表面（14）用于容纳所述卡（300）的支撑侧（308），

第二表面（42），所述第二表面（42）平行于所述第一表面（14），第二流体通道（44）从所述第二表面（42）穿出，

将所述卡保持在合适位置的装置（20，30，60），所述装置（20，30，60）用于使所述卡（300）的连接侧（306）保持压靠所述装置的第二表面（42），以使得所述第一流体通道（302）与所述第二流体通道（44）处于流体连接，

旋转轴线（19），所述卡（300）能够绕所述轴线（19）旋转，从而使得所述卡（300）的支撑侧（308）压靠所述装置的第一表面（14）。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述保持装置（60）能够使所述卡（300）的支撑侧（308）保持抵靠所述装置的第一表面（14），使得所述卡（300）的连接侧（306）保持压靠所述装置的第二表面。

3.根据权利要求1或2所述的互连装置，其中，所述旋转轴线（19）是所述第一表面（14）的棱边或被布置在所述第一表面（14）上。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的互连装置，其中，所述旋转轴线平行于所述装置的第二表面和第一表面。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的互连装置，其中，所述保持装置（60）能够对布置在所述装置的第一表面（14）上的卡施加至少一个具有垂直于所述第一表面（14）的分力的力。

6.根据权利要求5所述的互连装置，所述保持装置（60）能够对布置在所述装置的第一表面（14）上的卡施加至少一个具有平行于所述第一表面（14）的分力的力。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的互连装置，其中，所述保持装置是可拆卸的，以便允许所述卡（300）被连接到所述装置上或与所述装置分离。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的互连装置，其中，至少一个导管（70）被布置在所述装置的至少一个流体通道（44）中。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的互连装置，其中，至少一个密封件（74）被布置在所述至少一个流体通道（44）的开口（45）处以允许至少一种流体在所述卡（300）的第一流体通道（302）和所述装置的流体通道（44）之间流动而不损失物质。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的互连装置，包含至少两个部分（10，20，30，40），

所述至少两个部分（10，20，30，40）易拆卸，并且/或者所述至少两个部分（10，20，30，40）间的相对位置可改变。

11.根据权利要求10所述的互连装置，其中，所述第一表面（14）的所述第二表面（42）间的相对位置可改变。

12.根据权利要求1-11中任一项所述的互连装置，其中，所述第二表面（42）不悬伸至所述第一表面（14）的上方。

13.根据权利要求1-12中任一项所述的互连装置，其中，底面（16）平行于所述第一表面（14）并且所述第二表面（42）悬伸至所述底面（16）的上方。

14.根据权利要求13所述的互连装置，其中，前壁（20）和后壁（30）被附连到所述装置上并且根据沿轴线（oj）的纵向延伸范围以距离D隔开，其中所述底面（16）具有沿同一轴线（oj）的介于D/2到D/20之间的纵向延伸范围d。

15.根据权利要求1-14中任一项所述的互连装置，其中，所述第一表面（14）和所述第二表面（42）最靠近的端部间所间隔的距离等于或大于卡（300）的厚度的1.1或1.2倍。

16.根据权利要求1-15中任一项所述的互连装置，还包含：

在所述卡和所述装置之间进行连接的电气组件和/或光学组件，和/或

所述卡的热调节装置。

17.根据权利要求1-16中任一项所述的互连装置，包含可被电磁辐射完全地或部分地穿透的至少一个表面和/或一个壁。

18.根据权利要求1-17中任一项所述的互连装置，其中，包含形成至少一个销（80）的组件，所述销（80）可沿大体上垂直于所述第一表面（14）的方向移动，并且所述销（80）可施加压力到被连接到根据本发明的装置上的卡（300）的支撑侧（308）上。

19.一种用于连接卡（300）的方法，所述卡（300）包含至少一个第一流体通道（302）和平行于支撑侧（308）的连接侧（306），其中，所述流体通道（302）具有至少一个位于所述连接侧（306）上的开口（304），并且其中，所述方法使用根据权利要求1-18中任一项所述的装置，在所述方法中：

将所述卡（300）插入到所述互连装置中，使得所述卡（300）的支撑侧（308）朝向所述装置的第一表面（14）并且所述卡（300）的连接侧（306）压靠所述装置的第二表面（42），

通过所述保持装置（60）将所述卡（300）保持在所述互连装置中。

20.根据权利要求19所述的方法，在所述方法中：

将所述卡（300）插入到所述装置中，使得所述卡（300）的连接侧（306）大体上面向所述第二表面（42），并且所述卡（300）的支撑侧（308）与所述轴线（19）接触并至少大体上面向所述装置的第一表面（14），

随后使所述卡（300）绕所述轴线（19）旋转，直到所述卡（300）的连接侧（306）压靠所述第二表面（42）并且所述支撑侧（308）与所述装置的第一表面（14）接触。

21.根据权利要求20所述的方法，其中，所述旋转轴线（19）为所述第一表面（14）的棱边或被布置在所述第一表面（14）上。

22.一种用于将所述卡（300）与根据本发明的装置分离的方法，其中，以相反的顺序实施根据权利要求18-20中的至少一项权利要求所述的步骤。

23.根据权利要求19-22中任一项所述的方法，包含以下步骤：使所述保持装置（60）变形以允许所述卡（300）的连接；或替代性地，使所述保持装置（60）变形以允许所述卡（300）的分离。

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