CN105051437B - 利用流孔封闭膜的薄膜阀装置 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的薄膜阀装置，包括：一个以上的腔室，能够储存生物学或生化学分析所需的流体，或执行生物学或生化学的反应；流孔，连接上述一个以上的腔室，且配置成使所述流体连通到腔室；流孔封闭膜，用于封闭所述流孔；薄膜阀，由流孔和流孔封闭膜构成；多个基底，通过叠层而形成所述流路、流孔及腔室；光盘，由所述流路、流孔、腔室及薄膜阀集成为一体；热源装置，用于向所述薄膜阀供应热源；热传感器，用于测量从所述热源装置供应后经过所述流孔封闭膜的热源量；反馈控制装置，用于控制聚焦促动器。

Description

利用流孔封闭膜的薄膜阀装置
技术领域
本发明涉及一种用于控制流体的流动或流量的利用流孔封闭膜的流孔的开闭控制装置，更具体涉及一种通过热源发生装置熔化流孔封闭膜而对流孔及流路进行开闭的薄膜阀装置。
背景技术
目前为止，大部分用于探测流体内少量的分析物的临床诊断分析装置设计有多重样本准备装置及自动化试剂添加装置，并且以并联或串联的方式设计有用于分析无数试样的装置，从而改善了效率性及经济效益。这种自动化试剂准备装置及自动化分析器往往集成于单一薄膜装置。这种形态的薄膜型临床试验分析器能够在一个小时内以自动或半自动的方式使用少量的样本和试剂正确完成数百种分析。但是，这种薄膜型分析器必须具备将上述样本或试剂(酶及缓冲溶液)自动提供到薄膜型分析器上的所希望的位置上的阀，但由于其设计复杂，具有很难实现薄膜化的问题。因此，为克服这种问题，迫切需要一种适于薄膜型分析器的薄膜阀。
一般情况下，作为薄膜基底使用的CD和DVD是从12cm的聚碳酸酯基板、反射金属层及保护漆涂层形成标准光盘。DVD、CD及CD-ROM的格式是以ISO9660工业标准描述的。聚碳酸酯基板是具有光学质量的透明的聚碳酸酯。DVD及CD的数据层是聚碳酸酯基板的一部分，数据在注射成型工艺过程中通过压模(stamper)被刻成一连串的凹入(pit)形态。这种聚碳酸酯基板可变形改造成诊断及探测如能量盘之类的流体内少量的物质的薄膜形态的分析装置，在这种情况下，注射成型工艺过程中光盘表面有可能形成流体能够流动的流路(channel)及能够储存缓冲(buffer)溶液的腔室(chamber)，而不是形成凹入形态。最终将叠层了多张光盘的多层盘(multi-laycred disc)一体地结合，从而能够制造能量盘。
这种能量盘需具备能够有效地控制形成于能量盘内的流路的流体的流动及流量的薄膜阀。
下面，具备薄膜阀与生物芯片集成为一体的光盘或执行生物或化学工序的光盘，以及控制和驱动所述光盘的控制部的装置叫作‘薄膜阀装置’，其中生物芯片是指用于变形改造所述普通的CD-ROM、DVD等的光盘以诊断及探测流体内少量的物质的、如芯片实验室(Lab-on-a-chip)、蛋白质芯片及DNA芯片等的芯片，其中执行生物及化学工序的光盘是用于集成薄膜阀以诊断及探测流体内少量的物质的光盘。
欧洲专利‘Disc for centrifuge’(GB1075800，publication date 1967年7月12日)公开了一种利用离心式将通过注入到光盘上的注入口的流体试料向光盘表面进行移动的装置。而且，欧洲专利‘Separating Disks for centrifuge’(3335946，April 12，1965)公开了一种利用离心力将注入到光盘上的注入口的流体试料在流路和腔室进行移动来分离试料的装置。但是，这些发明没有克服阀的薄膜化问题，因此无法精密控制流量。
而且，利用电磁的阀是通过受磁场的力而运动的缸体或柱塞对流路进行开闭。为确保使这种缸体或柱塞运动的磁力强度，需具备适当大小的铁素体磁心磁芯(ferritecore)及卷取该铁素体磁心的线圈，而且为了使所述缸体和柱塞运动，在打开和关闭(onand off)阀时需消耗很大的电力。因此，这种利用电磁的阀由于电磁本身的大小，不仅不可能构成薄膜型阀，由于耗电大导致热产生，从而产生很多问题，因此不适合用作薄膜型阀。
这种利用电磁的阀在美国专利‘Electromagnet Ball valves’(3628767)和论文‘an optimized electromagnetically activated micro ball valve，ProceedingsSensor.Vo1.2，405-408，1999)’当中已经详细例示过了。
而且，在利用毛细管突破阀(capillary burst valve)的美国专利‘Integratedmicrofluidic disc’(6812457)中已经例示过了，其中当流体遇到从宽度小的流路变成宽度大的流路的边界或从亲水性表面变化到疏水性表面的边界的情况下，capillary burstvalve在光盘的旋转速度达到特定临界旋转速度之前，即使产生离心力，流体也不会流出而保持原样，一旦超过临界旋转速度，流体就会全部流出。
这种capillary burst valve可通过调节或组合流体流出的流路的宽度、形态、表面条件等，并根据旋转速度而独立地控制各阀。但是，由于打开capillary burst valve的临界旋转速度很小，在具有高速旋转过程的应用中无法使用，若无法实现速度的精密控制，阀在无意中会被打开，由于为了独立控制而设置的旋转速度之间的差别小，独立控制的阀的数量越多，就越需要旋转速度的精密控制。
而且，即使能够实现速度的精密控制，由于在制造光盘的过程中出现变数，临界旋转速度有可能根据不同的光盘而不同，最终会降低对阀进行控制的再现性。而且，由于capillary burst valve基本不具备密封(sealing)结构，会出现蒸发问题，因此存在很难长时间保管的问题。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明是为了解决上述问题，提供一种利用流孔封闭膜的薄膜阀装置，其中流孔封闭膜是在用薄膜胶粘带接合多层盘的期间，在流孔部位通过黑色隔膜层(membranelayer)形成流孔封闭膜，然后利用激光束的热将所述流孔封闭膜进行熔化而开放流孔。
(二)技术方案
为实现如上所述目的而提供的本发明的薄膜阀装置，其特征在于，所述薄膜胶粘带的流孔封闭膜是吸收由激光束产生的能量而散热的多数微细散热粒子一同包含在涂料中而被涂布的薄膜胶粘带或涂布黑色涂料的薄膜胶粘带。
由于黑色涂料的光吸收率高，容易被激光束所加热。
通过所述激光束的照射(illumination)而发热的多数微细散热粒子会熔化所述黏合剂。
优选地，所述微细散热粒子至少是在铁磁性物质、磁性流体(Magnetic Fluid)或金属氧化物中选择的一种粒子的形态。
优选地，所述铁磁性物质的成分中包括由在Fe、Ni、Cr及其氧化物组成的组中选择的至少一种。
优选地，所述金属氧化物是在由氧化铝(Al2O3)、二氧化钛(TiO2)、三氧化二钽(Ta2O3)、氧化铁(Fe2O3)、四氧化三铁(Fe3O4)及氧化铪(HfO2)组成的组中选择的。
所述磁性流体优选为胶体(Colloid)状液体，使液体通过使用超微粒子(1nm～100nm)铁磁性物质粉末，并且利用如脂肪酸等的表面活性剂(Surfactant)带磁性。
所述薄膜胶粘带优选用于单面胶带、两面胶带或胶粘带的黏合剂，黏合剂可采用如热溶性(hot melt)、硅、橡胶、改性硅、丙烯酸乙烯基(acrylic)、聚酰胺(ployamide)、聚烯烃(polyolefin)、聚四氟乙烯、涤纶(polyester)、环氧树脂、紫外光固化胶粘剂(UVcurable adhesive)、UV黏合剂、热塑树脂、凝胶(gel)、蜡(wax)等的材料。
一般情况下，针对所述单面胶带或两面胶带，将如纸(paper)、乙烯基、聚酯薄膜(polyester film)、聚乙烯薄膜(Polyethylene film)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET，polyethylene terephthalate)薄膜及其他合成材料等的隔膜(membrane)的两个面或一个面用特殊的黏合剂(an adhesive；a gluing agent)进行了表面处理，而且，根据所需条件，可选择使用具有高的密封性、缓冲性、减振性、耐冲击性、耐热性、吸附性、粘着力等特征的黏合剂材料。
本发明的另一个方面，其特征在于，所述薄膜胶粘带的流孔封闭膜是采用了黑色隔膜的薄膜胶粘带。
黑色隔膜由于光吸收率高，容易被激光束加热。
根据本发明，所述黏合剂优选为热溶性胶带或热固胶带(thermosetting tape)或热塑胶带(thermoplastic tape)。
所述凝胶优选为聚丙烯酰胺(polyacrylamide)、聚丙烯酸酯(polyacrylates)、聚甲基丙烯酸酯(polymethacrylates)。
所述热塑树脂优选为环烯烃共聚物(COC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚苯乙稀(PS)、聚甲醛(POM)、全氟烷氧基树脂(PFA)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚醚醚酮(PEEK)、聚酰胺(PA)、聚砜(PSU)及聚偏氟乙烯(PVDF)。
所述蜡优选为石蜡(paraffin wax)、合成蜡(synthetic wax)、微晶蜡(微晶蜡)。
本发明的另一个方面，其目的在于提供一种利用流孔封闭膜的薄膜阀装置，该薄膜阀装置包括：一个以上的腔室，能够储存生物学或生化学分析所需的流体；流路，连接所述腔室；分析位置(assay site)或生化学反应腔室，用于执行试料和生物或生化的反应；流孔，设置在所述流路的中间且连接在所述流路；薄膜阀，设置有用于开闭所述流孔的流孔封闭膜，并且所述腔室、流路、分析位置、生化学反应腔室、流孔以及薄膜阀集成于可旋转的光盘的主体。
在本发明的说明书中，生物学或生化学反应是指根据两个生物物质之间的特异性结合(specific binding)反应或配体-受体(ligand-receptor)反应或抗原-抗体反应或免疫学反应或DNA杂交(hybridization)反应或生化学(biochemical)反应或者由反应引起的三维结构的变化。
所述生化学反应是对DNA进行加热来执行核酸扩增，具体包括对包含在如血液、病毒、生物物质或细菌等的试料内的DNA或RNA等进行分析的反应。
本发明的薄膜阀装置适合于应用了ELISA/CLISA分析方法的芯片实验室、应用了迅速测定(Rapid test)方法的芯片实验室或用于副溶血性弧菌的检查、残留抗生素的检查、残留农药的检查、污水(polluted water)内的重金属的检查、转基因食品的检查、食物过敏的检查、污染物质的检查、大肠菌及沙门氏菌等细菌的检查、亲子确认、肉类及原产地的鉴别检验的芯片实验室等的用于诊断及探测流体内的少量的生物物质或化学物质的分析装置。
根据本发明，上述细菌检查优选为大肠菌、O157菌、绿脓菌、金黄色葡萄球菌、弧菌、沙门氏菌的检查。
根据本发明，上述残留农药检查优选为野生菜或蔬菜、水果中含有的农药中用量最多的有机磷系、氨基甲酸酯类杀虫剂的检查。
根据本发明，其特征在于，上述生物物质是从DNA、低核苷酸、RNA、PNA、配体(ligand)、受体(receptor)、抗原、抗体、牛奶、尿液、唾液(saliva)、头发、农作物及蔬菜样本、肉类样本、鱼类样本、鸟类样本、污水(被污染的水)、牲畜样本、食材、食物样本、口腔细胞、活组织样本、唾液、精液或蛋白质(Protein)或活体物质中选择的一种以上的物质。
上述食材指的是制作食物用的材料，具体地说，就是做砂锅用的食材、做面条及面食类用的食材、做泡菜用的食材、做汤用的食材、包括汤的食材等。
对于尿液试料，所述薄膜阀装置优选地执行白血球(Leucocyte)、血液(blood)、蛋白(protein)、亚硝酸盐(nitrite)、Ph、比重(specific gravity)、葡萄糖(glucose)、酮(ketone)、维生素C(ascorbic acid)、尿后胆色素原(urobilinogen)、胆红素(bilirubin)的分析。
对于毛发(头发)试料，与血液或尿液分析相比，具有能够正确测量由包括矿物质的体内的营养物质及毒性物质的积累所形成的历史记录(Historical Record)的优点。而且，能够正确获知长时间的无机物过多及缺乏现象，且成为获知毒性重金属含量的标本，这对于本领域的技术人员来说是公知的。
所述薄膜阀装置的光盘优选为直径为120mm、80mm、60mm、或32mm的圆盘。
根据本发明的薄膜阀装置，其特征在于，所述薄膜阀装置的光盘是多层盘(multi-layered disc)，是由二层或三层的基底叠层并接合而形成。
根据本发明的薄膜阀装置，优选地，所述光盘由上部基底、中间基底和下部基底叠层并接合而构成，光盘体内部优选地形成流路、流孔及腔室。更具体地，其特征在于，所述上部基底是从一侧的腔室到流孔的上部流路以一定深度阴刻的结构，中间基底形成有流孔，下部基底是从另一侧的腔室到流孔的下部流路以一定深度阴刻的结构。
根据本发明的薄膜阀装置，所述流路优选为通过所述薄膜胶粘带形成的薄膜流路。
薄膜流路具有无需在光盘体内进行阴刻加工，能够通过薄膜胶粘带形成流路的优点。
根据本发明的薄膜阀装置，其特征在于，优选地，所述薄膜流路通过已设计好流路形态的薄膜胶粘带形成于基底层(layer)之间。
所述基底通过薄膜胶粘带相互紧密接合而形成一体，此时薄膜流路的特征在于，在基底层之间薄膜胶粘带被脱落的部分形成薄膜流路。
所述薄膜流路可设计成具有非常狭窄的深度的流路，因此顺利进行毛细现象，从而有利于流体的移动。
本发明的另一个方面，其特征在于，当流孔封闭膜被开放之前，液体通过毛细现象添满流路而抵达薄膜阀时，为防止出现由激光束的热损失带来的难以开放阀的困难，将阀前端的流路或流孔封闭膜采用疏水性物质进行涂布。
所述疏水性物质优选为相变材料(phase change material)。
优选地，根据本发明的薄膜阀，所述光盘进一步包括用于排出因流体的移动所产生的空气压力的排气口，更优选地，将所述排气口向流体流动的反方向(即，离心力的反方向)设置。
根据本发明的薄膜阀装置，其特征在于，所述光盘是由从由硅、气凝胶(aerogel)、乙烯基、PMMA、玻璃、硅、聚丙烯、聚丙烯酸酯、聚乙烯醇、聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA：polymethyl methacrylate)、COC及聚碳酸酯组成的组中选择的材料形成的。
根据本发明的薄膜阀装置，所述光盘优选为硅、聚丙烯、COC及聚碳酸酯，最优选为COC和聚碳酸酯。
而且，为防止存储于腔室内的液体的蒸发，所述薄膜阀装置的光盘表面优选涂布铝、铝片(sheet)或油膜(oil film)。
根据本发明的薄膜阀装置，其特征在于，优选地，在所述光盘内相邻的腔室之间形成流路及流孔，同时在流孔中设置所述薄膜阀而封闭流孔，之后通过热源装置的热对所述薄膜阀进行穿孔，从而开放流孔。
根据本发明的薄膜阀装置，其特征在于，所述薄膜阀是在与所述基底接合时，在流孔部位留下通过薄膜胶粘带所形成的流孔封闭膜而形成的。
通过所述薄膜胶粘带所形成的流孔封闭膜部位优选地涂布黑色涂料。
本发明的另一个方面，其特征在于，通过使用将所述基底的整个面积由胶层(adhesive layer)和黑色隔膜层(membrane layer)形成的黑色薄膜胶粘带，并且在流孔部位留下所述黑色薄膜胶粘带，从而形成流孔封闭膜。
所述胶层可进一步包括黑色涂料或微细散热粒子。
本发明的另一个方面，其特征在于，所述薄膜胶粘带由覆盖所述基底的整个面积的黑色隔膜层和胶层构成，并且使用只有去除流孔封闭膜部分的胶层的黑色隔膜层，从而形成流孔隔膜层。此时胶层只使用于所述基底的接合。此时由于流孔封闭膜没有胶层，具有易被激光束所熔化的优点。
本发明的另一个方面，其特征在于，当接合所述基底时，将从黑色乙烯基、黑色聚酯薄膜、涂布了黑色涂料的PVDF、黑色聚乙烯薄膜、黑色PET(聚对苯二甲酸乙二酯，Poly-Ethylene-Terephthalate)膜及其他合成黑色材质中选择的材质设置在流孔部位，从而形成流孔封闭膜。
此时，所述材质的厚度优选为0.001mm～0.2mm，且优选为薄膜圆形模样。
所述流孔封闭膜，其特征在于，在将所述基底紧密接合成一体时形成在流孔部位而封闭流孔，并且通过激光束的加热而被开放。
根据本发明的薄膜阀装置，其特征在于，通过所述黏合剂将已进行过薄膜涂布的多个基底相对地紧密接合而形成一体。
本发明的又一个方面，其特征在于，所述薄膜阀装置的控制部包括用于旋转所述光盘体的主轴马达、通过装载激光束发生器并将其空间移动的滑动器、及用于控制所述滑动器的移动的滑动器马达，将激光束发生装置移动到将要开放的流孔部位，并通过激光束将相应的流孔封闭膜开放。
在本发明当中，为开放薄膜阀而照射激光束的方法优选为，在流孔封闭膜的某一处穿孔而开放的方法、或者在照射激光束的同时将激光束发生装置向左右活动而撕开流孔封闭膜的方法、或者在照射激光束的同时将光盘向左右稍微旋转而撕开流孔封闭膜的方法等。
本发明的薄膜阀装置的控制部，其特征在于，该控制部在所述滑动器上还装载永久磁铁，优选进行对将要开放的薄膜阀的向径向的搜索。
优选地，本发明中对所述薄膜阀的空间寻址是通过向径向的搜索和向方位角方向的搜索而实现的，所述向径向的搜索优选地通过滑动器马达的控制而实现，向方位角方向的搜索优选地在所述滑动器停止的状态下，通过对主轴马达的短暂旋转的控制或对步进(step)马达的控制，将光盘一定量地旋转而得以实现。主轴马达，是在短暂的旋转期间，由于受到设置于光盘上的薄膜圆柱磁铁与滑动器上的永久磁铁之间的吸引力，光盘不再旋转而被停止，从而在薄膜圆柱磁铁位置上实现方位角搜索，步进马达，是通过设置于光盘上的基准反射板和光电耦合器而获得光盘的方位角信息，并且以该信息为基准而控制步进马达的旋转角，从而实现方位角搜索。
在完成向径向的搜索及方位角搜索之后，在光盘停止的状态下开启(On)所述激光束发生装置，通过激光束的热将相应薄膜阀的流孔封闭膜进行熔化而开放。
本发明的薄膜阀装置的控制部，其特征在于，优选地，还包括设置于光盘上的薄膜圆柱磁铁和滑动器上的永久磁铁，其中，薄膜圆柱磁铁提供对所述薄膜阀的径向的基准(reference)，永久磁铁对所述薄膜圆柱磁铁产生吸引力。
本发明的薄膜阀装置，其特征在于，优选地，还包括设置于光盘上的基准反射板和光电耦合器，其中，基准反射板提供对所述薄膜阀装置的径向的基准(reference)，光电耦合器用于检测所述基准反射板的位置。
所述步进马达的另一个实施例是，优选地，为了向方位角方向旋转光盘体，将所述步进马达通过齿轮连接并接合在主轴马达(spindle motor)轴上而运行。
本发明的另一个方面，其特征在于，根据所述薄膜阀装置的控制部，所述激光束发生装置被装载在滑动器上而进行径向的搜索，之后在光盘旋转期间通过脉冲束流(pulsebeam)或连续束流，对所述流孔封闭膜进行熔化并穿孔。
在这种情况下，无需进行方位角搜索，在光盘旋转的过程中设置于滑动器上的激光束发生装置与相应薄膜阀一致时，激光束的热作用于流孔封闭膜，从而相应流孔封闭膜就会被开放。
本发明的另一个方面，其特征在于，对多个薄膜阀的空间寻址是通过设置光盘上的空间寻址的基准点，根据该基准点相应地在光盘上设置薄膜圆柱磁铁，并在对该圆柱磁铁进行空间寻址后，与所述薄膜阀对应地设置各激光束发生装置，并将各薄膜阀独立地开放并控制而得以实现的。
本发明的另一个方面，对多个薄膜阀的空间寻址是通过将光盘上的空间寻址的基准点用基准反射板的坐标来进行设置，将该基准点的方位角信息通过利用光电耦合器进行寻址，然后将滑动器向径向移动，并使用装载在滑动器上的激光束发生装置，对各薄膜阀进行独立地开放并控制，或者通过将激光束发生装置与所述薄膜阀对应地分别进行设置，对各薄膜阀进行独立地开放并控制而得以实现。
所述薄膜圆柱磁铁优选为钕(neodymium)磁铁。
所述永久磁铁虽优选为钕磁铁，但可用电磁铁来代替。
优选地，所述电磁铁在开启(On)的状态下，在所述光盘慢速旋转的过程中，通过与光盘上的薄膜永久磁铁的空间排列，得以实现对薄膜阀的空间寻址。
在本发明中，优选地，为了将激光作为用于熔化所述流孔封闭膜的热源使用，需进行平行的激光束的聚焦(focusing)步骤。其特征在于，为进行聚焦，包括，将镜头设置在所述激光束发生装置的前端，且将激光束制造成楔型，并通过将激光束发生装置向与光盘垂直的方向上下移动，使焦点对准流孔封闭膜的表面的激光聚焦(laser focusing)步骤。
特征在于，所述激光聚焦是，通过将光传感器设置在光盘的上部，并将激光束发生装置设置在其对面的光盘的下部，而照射激光束，同时慢慢地将激光束发生装置的焦距从下慢慢向上移动，此时观察进入到光传感器的光量，由于光的强度突然增加的瞬间是激光束的焦点被正好对准或阀被打开的瞬间，停止激光束发生装置的移动而得以完成的。
本发明的另一个方面，其特征在于，所述激光束发生装置进一步包括用于激光聚焦的聚焦促动器。
本发明的另一个方面，其特征在于，所述激光束发生装置还包括反馈控制装置，该反馈控制装置是通过用于改变对所述流孔封闭膜的激光焦距的聚焦促动器及所述光传感器，观察透过所述流孔封闭膜的光的强度及光量，并将其观察结果反映到所述聚焦促动器。
本发明的另一个方面，为了进行所述激光束的聚焦，在光盘的下部基底的相应阀的位置形成半球形镜头，在这种情况下无需进行通过激光束发生装置的上下移动而进行的聚焦操作。
本发明的所述光传感器优选地采用光电二极管(photodiode)、光电二极管阵列(photodiode array)、电荷耦合掐(charge coupled device；CCD)、互补金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor；CMOS)、激光功率计(laser power meter)中的一种。
(三)有益效果
如上所述，本发明的薄膜阀装置涉及一种为控制流体的流动或流量，由涂布了薄膜或黑色涂料的两面胶带、黑色两面胶带或在黑色薄膜的两面采用胶粘带的胶带或在PVDF涂布了黑色涂料的薄膜而形成的流孔封闭膜的开闭装置，通过热源装置对光盘体内部的流孔或流路进行开闭。
更具体地，本发明的薄膜阀装置对通过如用于诊断及探测流体内少量的物质的芯片实验室、蛋白质芯片、蛋白芯片及DNA芯片等的生物芯片集成为一体的可旋转的能量盘(Bio Disc)来说是必需的装置。
特别是，本发明的薄膜阀装置是在对流路(channel)及流孔(hole)进行开闭时所必需的装置，其中，所述流路及流孔是通过变形改造普通的CD-ROM及DVD等光盘装置而形成在薄膜的本体内的。
本发明的薄膜阀装置由于通过激光束熔化流孔封闭膜而开放，具有可进行局部加热，由此不仅能够在单位面积内很多阀集成为一体，而且在用薄膜胶粘带接合多层盘的期间，无需其他步骤，在流孔部位自动形成由薄膜胶粘带所形成的薄膜阀的优点。
因此，本发明的薄膜阀装置适用于如芯片实验室或DNA芯片等的用于诊断及探测流体内少量的物质的薄膜型装置的阀的构成。特别适用于，用于开闭通变形改造普通的CD-ROM及DVD等光盘装置而形成在薄膜的本体内的流路及流孔或控制流量的阀装置的构成。
附图说明
图1a及图1b是利用薄膜胶粘带的薄膜装置的实施例，
图1c是通过利用黑色隔膜层和胶层而形成的一次性两面胶粘带的详细图，
图1d是通过利用一次性两面胶粘带而在光盘上形成流孔封闭膜的一个实施例，
图2a及图2d是薄膜阀装置的光盘及控制部的一个实施例，
图2b是方位角检测仪的一个实施例，
图2c是设置并配置有激光束发生装置、永久磁铁及聚焦促动器的滑动器的一个实施例，
图2e是对配置在光盘上的多个流孔封闭膜的开闭进行分别控制的一个实施例，
图2f是示出为测量透过流孔封闭膜的光的强度而将激光束发生装置和光传感器设置成反射方式的结构的一个实施例的图。
具体实施方式
通过参照附图详细说明本发明的优选实施例，会更加明白本发明的如上所述的目的、特征及其他优点。
将要说明的实施例只是为说明本发明而作为示例提供的，并不限定本发明的技术范围。
以下，参照附图对本发明的实施例的利用流孔封闭膜的薄膜阀装置进行详细说明。
利用流孔封闭膜的薄膜阀装置100的结构说明
以下，参照附图对本发明的结构更详细地观察的结果如下。
图1a至图1b是本发明的利用薄膜胶粘带的薄膜阀的各种实施例，示出薄膜阀100通过由基底层1、2、3叠层并接合而形成的流孔封闭膜30而实现的剖视图。
本发明的用于控制流体的流动或流量的薄膜阀100，优选地，将流孔封闭膜30设置在流孔10部位，并将流孔封闭膜30通过激光束的热而熔化或撕开，最终得以开放。该薄膜阀100可设置成在必要时刻对设置在光盘上的多个流孔10的开闭进行独立地控制。本发明的流孔封闭膜30的直径优选为1mm～5mm，厚度优选为0.001mm～0.2mm，优选通过全部吸收从激光束发生装置107或激光模组装置103放射的光能，使在低激光功率下也容易被熔化或撕开的黑体(black body)薄膜或黑色隔膜层。
光盘200(图1d)由上部基底1、中间基底2及下部基底3构成，它们在注射成型工艺过程中分别形成在基底表面能够让流体流动的流路22a、流路22c及能够储存缓冲溶液的腔室20、21，以及多个连接所述流路的流孔。所述基底1、2、3通过薄膜胶粘带层1a、2a相互紧密粘贴而形成一个光盘200。
优选地，所述薄膜阀100的流孔封闭膜30在通过第一薄膜胶粘带1a而紧密粘贴时形成在流孔10部位，其中，所述第一薄膜胶粘带叠层在上部基底1及中间基底2之间，并接合所述基底1和基底2。
包括叠层在所述中间基底2及下部基底3之间，并接合所述基底2和基底3的第二薄膜胶粘带2a。
具体地，所述下部基底3和中间基底2构成上述腔室20和腔室21，在中间基底2中，连接第一腔室20和流孔10的第一流路22a以一定深度被阴刻，在上部基底1中，连接第二腔室21和流孔10的第二流路22c以一定深度被阴刻，所述流路2a和流路22c的末端部形成连接第一腔室20和第二腔室21之间的流孔10。所述流孔10通过流孔封闭膜30而被封闭。所述流孔封闭膜30是在粘贴组合所述基底1、2、3时，通过薄膜胶粘带1a形成在流孔10部位。
根据本发明的薄膜阀装置，所述流孔封闭膜30优选为通过热而燃烧的黑体。
根据本发明的薄膜阀装置，激光照射时，基底接合部是透明的或光线被阻断，因此不会产生热，相反，流孔封闭膜30由于是黑色，吸收热，因此通过热源装置的热容易被破坏。
优选地，所述基底接合部中的光线阻断是除流孔封闭膜之外的光盘基底的上部基底1或下部基底3的外部面被涂层薄板(coating sheet)CD标签(CD label)覆盖或通过光线阻断装置涂布。除流孔封闭膜以外的领域，通过CD标签或光阻断涂布而阻断激光束。
通过所述流孔封闭膜30封闭(closing)流孔10，在流通及保管期间完全阻断流孔，当使用时所述流孔封闭膜30通过热源装置的热而开放，并且通过光盘200的旋转，通过存储于第一腔室20的流体本身形成的液压，移动到相邻的第二腔室21。由于所述流孔封闭膜30的物理特性比较柔软，容易适应由如温度等的环境因素所导致的膨胀和收缩现象，在流通及保管期间，具有不会发生液体蒸发等原因导致妨碍封闭的问题的优点。
根据本发明，在开放所述薄膜阀之前，为防止因毛细现象液体流入到流孔10部位，流路22a、流路22c优选为疏水性涂布。
图1a至图1b示出流孔10因流孔封闭膜30而被堵住，流路22a、流路22c也跟着被阻断的情况，要想通过打开流孔10来连接所述流路22a和流路22c，就得通过启动激光束发生装置107或激光模组装置103，熔化所述流孔封闭膜30，从而开放流孔10。
优选地，在本发明中第一薄膜胶粘带1a起到流孔封闭膜30的作用。
图1a中，优选地，所述第一薄膜胶粘带1a在黑色隔膜层1c的两侧通过胶层1b、胶层1d被薄膜涂布，此时，由于流孔部位被遮住(masking)，在进行丝网(screen)涂布印刷时能够阻挡黏合剂涂布。
因此，薄膜胶粘带由覆盖所述基底的整个面积的黑色隔膜层1c和胶层1b、1d形成，通过使用只有流孔封闭膜30部分被除去胶层(layer)的黑色隔膜层1c，形成流孔封闭膜。
所述流孔封闭膜30只由黑色隔膜层1c构成，其材料优选为从聚乙烯(PE，polyethylene)、聚丙烯(PP，polypropylene)、黑色乙烯基及聚氯乙烯(polyvinyl chloride)中选择的一种材料。
图1b是在接合基底时，将黑色乙烯基设置在流孔部位而形成流孔封闭膜30的一个实施例。
在这种情况下，优选地，在接合光盘时通过将从黑色聚乙烯、聚丙烯、黑色聚氯乙烯及黑色乙烯基中选择的一种材料插入到流孔部位，形成流孔封闭膜30。
本发明的另一个方面，其特征在于，所述黑色乙烯基或薄膜胶粘带进一步包括微细散热粒子。
本发明的另一个方面，其特征在于，流孔封闭膜30是将第一薄膜胶粘带1a的流孔10部位用黑色涂料进行印刷，并以黑体薄膜形成。
本发明的另一方面，所述流孔10部位的下部基底3优选为具有凸透镜形状。所述凸透镜形状可以是从两边凸透镜或半球(hemisphere)凸透镜中选择的一种。所述凸透镜是在将光盘200进行注射成型工艺的过程中，可通过将流孔10部位的下部基底3设计成凸透镜形象而形成。
本发明的另一个方面，优选地，流孔10部位的上部基底1进一步包括反射膜(reflector).
具有上述结构的情况下，不仅具有透过流孔的光更快地熔化封闭膜30的优点，还能通过观察进入光传感器的光量，得知激光聚焦效果好。其中，光的强度突然增加到标准范围以上的瞬间是激光束的焦点被正好对准而开放流孔封闭膜30，而光通过反射膜被反射的瞬间，因此通过此种方法有效地调节激光聚焦。另外，这种情况下光传感器应设置成激光束发生装置和反射方式的结构(参照图2f)。
图1c是通过黑色隔膜层1c和胶层1b、胶层1d而形成的第一薄膜胶粘带1a的详细图。
所述隔膜层1c是黑色或包括微细散热粒子，因此在通过激光束发生装置107或激光模块组装置103进行激光照射时，流孔封闭膜30只有隔膜层1c而通过加热会被撕开，其他部位包括不会被激光束所加热的胶层1b、胶层1d，因此不会出现物理变形或被撕开的现象。
图1d是通过利用第一薄膜胶粘带1a在光盘200上形成流孔封闭膜30的一个实施例。
优选地，第一薄膜胶粘带1a是通过将隔膜层1c设置在上部胶层1b和下部胶层1d之间而形成。
为了形成所述流孔封闭膜30，首先对除流孔封闭膜30形状以外的其他区域，利用带有开口部的掩模图案(masking pattern)，并使用黏合剂将隔膜层1c进行两面涂布印刷，从而形成上部胶层1b和下部胶层1d，除流孔10部位以外的其他的隔膜层1c区域通过黏合剂被涂布。之后，通过激光切割方式去除光盘的对应于腔室20、腔室21部分的第一薄膜胶粘带1a，并利用该第一薄膜胶粘带接合光盘200的上部基底1和中间基底2，从而在流孔10部位形成流孔封闭膜30。
流孔封闭膜形成方法的另一个实施例如下，为了形成所述流孔封闭膜30，首先将去除了对应于光盘腔室20、腔室21的部分的下部胶层1d粘贴在光盘的中间基底2的上表面，然后，对除流孔封闭膜30形状以外的区域，利用带开口部的掩模图案，并通过黏合剂将隔膜层1c的一个侧面进行涂布印刷，从而形成上部胶层1b和隔膜层1c，此时流孔10部位以外的其他的隔膜层1c区域会被黏合剂所涂布。之后，通过激光切割方式去除对应于光盘腔室20、腔室21的部分，并接合所述光盘200的上部基底1和中间基底2，从而在流孔10部位形成流孔封闭膜30。
流孔封闭膜形成方法的另一个实施例如下，为了形成所述流孔封闭膜30，首先将去除了对应于光盘腔室20、腔室21的部分的下部胶层1d粘贴在光盘的中间基底2的上表面，然后，再将隔膜层1c粘贴在该下部胶层上，然后，利用通过激光切割去除了对应于光盘腔室20、腔室21和流孔封闭膜30形状的部分的上部胶层1b，接合所述光盘200的上部基底1和中间基底2，从而在流孔10部位形成流孔封闭膜30。
本发明的另一个方面，其特征在于，胶层1b、胶层1d的图案(patterning)是通过对光盘的腔室20、腔室21及流孔封闭膜30的形状进行激光切割或冲压(press)切割而形成的。
图2a是示出构成本发明的薄膜阀装置的光盘200及控制部100a的一个实施例。
图2a是将激光束发生装置107作为热源装置使用的例。
具体地，图2a是以下结构的一个实施例：腔室20、21，储存分析所需的各种缓冲溶液，并用于执行各种化学工序；流路22a、22c，用于移动已处理的流体及缓冲溶液；薄膜阀100，用于开闭流路及流孔，并具备流孔封闭膜30；马达，用于控制由所述腔室、流路、薄膜阀集成为一体的光盘200；控制部100a，用于通过控制永久磁铁5a和激光束发生装置107的空间移动，选择性地开闭多个薄膜阀。
光盘200是由上部基底1、中间基底2及下部基底3叠层而形成的，在所述基底1、2、3的注射成型工艺过程中，基底1、2、3表面形成能够让流体流动的流路22a和流路22c、能够储存缓冲溶液的腔室20和腔室21以及多个连接所述流路的流孔。所述基底1、2、3相互紧密粘贴而形成一个光盘200体。
附图标记102可以表示用于旋转光盘200的主轴(spindle)马达或步进马达。附图标记211表示装载有可移动的永久磁铁5a和激光束发生装置107的滑动器(slider)，所述滑动器通过滑动器马达109和蜗(worm)轮连接部109a、蜗轮连接部109b驱动。
在这种情况下，生物及化学工序(例如，准备工序、扩张工序、搅拌工序、稀释工序、贴标签(labeling)工序、生物学/生化学反应工序或冲洗工序)的起始点或结束点的多个薄膜阀的开闭独立控制是通过设置在所述滑动器211上的永久磁铁5a进行空间寻址(spaceaddressing)，然后通过启动激光束发生装置107，熔化流孔封闭膜而得以实现。
本发明的另一个方面，激光发生装置107没有装载于滑动器211上，而是多个激光束发生装置107可以以与多个薄膜阀一一对应的方式设置在控制部100a。
在这种情况下，生物及化学工序的起始点或结束点的多个薄膜阀的开闭独立控制是通过由中央控制装置101独立地控制设置在控制部100a的多个激光束发生装置而得以实现的。
而且，所述激光束发生装置107可进一步包括用于改变激光束焦距的聚焦促动器103。
所述中央控制装置101，其特征在于，进一步包括反馈控制装置101a，该反馈控制装置是用于通过测量在光传感器的作用下透过了所述流孔封闭膜30的激光束的光的强度及光量，并将其测量结果反映到聚焦促动器103。
根据本发明，优选地，在薄膜阀100的开闭过程中，对所述薄膜阀100的空间寻址(space addressing)优先进行光盘200的径向的空间寻址和方位角方向的空间寻址。
对所述薄膜阀100的径向的空间寻址是通过使滑动器211向径向可逆地移动的滑动器马达109而实现。
滑动器211通过滑动器马达109，沿着光盘200的径向，从光盘200的中心移动到外围方向，或者从光盘200的外围移动到光盘200的中心。
附图标记151表示光传感器阵列(photo diode array)，该光传感器陈列用于测量透过光盘200或流孔封闭膜30的激光发生装置107的光量。根据本发明，所述光传感器陈列151的一个优选实施例是，按像素(pixel)单位识别光量的线阵图像传感器(line imagesensor)。
根据本发明，所述线阵图像传感器优选为线性传感器阵列(linear sensorarray)或接触式图像传感器(CIS，contact image sensor)。
所述光传感器阵列151优选为光传感器向径向排列成一列的结构，光传感器陈列151与激光束发生装置107通过在中间设置的光盘200相对而置，从而该光传感器陈列能够测量透过光盘200或流孔封闭膜30的光量。
所述激光束发生装置107在被装载在滑动器211上，可向光盘200径向移动，因此，为了在任意径向的位置上测量激光束发生装置107的光量，需具备陈列在径向的光传感器陈列151。
本发明的另一个方面，其特征在于，对薄膜阀100的方位角方向的空间寻址是通过在所述径向的空间寻址结束的状态下，将从激光束发生装置107输出的‘脉冲束流(pulsebeam)’或‘连续束流’照射到处于静止状态或旋转操作状态的光盘200而得以实现。
优选地，所述脉冲束流或连续束流是通过在结束所述径向的空间寻址的状态下，在光盘200旋转期间使激光束发生装置107持续运行，流孔封闭膜30每次遇到激光束被累计加热，从而开放流孔。
利用所述连续束流的薄膜阀的开放的另一个实施例是，在结束所述径向的空间寻址的状态下，使激光束发生装置107在光盘200旋转期间持续运行，同时，使步进马达102慢速旋转，此时，若通过光传感器阵列151接收的光的强度突然增加，则在相应位置上进行对薄膜阀100的搜索，此时，马达102停止旋转并集中加热流孔封闭膜30而开放流孔。
在这种情况下，优选地，除流孔封闭膜30以外的基底1、2、3的上部基底1或下部基底3的外部面通过采用了涂层薄板的CD标签被遮住或光线阻断涂布。除流孔封闭膜30的区域通过CD标签和光线阻断涂布阻断激光束，所述光电二极管阵列151由于没有受光，只有在流孔封闭膜30的位置上受到强光。
流孔封闭膜30由于不具备胶层，与具备胶层的光盘200的其他区域相比，光的透射率不同，因此在光盘200的旋转过程中，通过光传感器阵列151接收的光的强度在流孔封闭膜30位置上突然出现变化，通过此方法，在光盘200的旋转过程中能够搜索薄膜阀100的方位角位置。
而且，当流孔开放时，通过所述光传感器陈列151接收的光的强度突然大幅增加，从而中央控制装置101识别出流孔的开闭与否。如果经过了充分地加热后，光的强度仍然没有充分地突然增加，则可以判断出搜索薄膜阀100中出现错误，然后，继续旋转光盘200，继续进行对薄膜阀100位置的方位角的搜索。
本发明的另一个方面，没有设置光传感器陈列151，而是将以反射方式结构设置的光传感器与激光束发生装置107一起装载在滑动器211上。
本发明的另一个方面，其特征在于，为了增大薄膜阀100的流孔封闭膜30的开放的部位，在完成空间寻址后，通过聚焦促动器103将所述激光束发生装置107的位置向垂直方向进行调节而聚焦，在这种状态下，将所述激光束发生装置107向滑动器211的左右水平方向移动几毫米，从而开放流孔封闭膜30，或者通过马达102使光盘200稍微旋转。
所述脉冲束流是，在以通过方位角检测仪99而获得的标准触发信号为基准而得出的相应薄膜阀100的方位角的位置上，使激光束发生装置107定期地运行而形成的。所述标准触发信号表示光盘200的方位角标准。
根据本发明，优选地，所述方位角检测仪99通过光电耦合器(photo coupler)实现。
根据本发明，所述方位角检测仪99优选为反射式或透射式。
根据本发明，其特征在于，光盘200上的多个薄膜阀100的开闭方式是，通过在滑动器211上装载激光束发生装置107及永久磁铁5a，并通过径向的空间寻址和方位角方向的空间寻址，单独地将所要开放的薄膜阀进行寻址而得以实现。
本发明的另一个方面，其特征在于，将光电二极管和激光束发生装置与多个薄膜阀100一一对应地设置在控制部100a，从而单独地控制薄膜阀100的开闭操作(参照图2e)。
附图标记110b表示用于供应滑动器211上的聚焦促动器103及激光束发生装置107所需的各种控制信号的柔性线缆，通过连接到连接线110a(harness)而连接到中央控制装置101，所述反馈控制装置101a供应用于控制所述聚焦促动器103的控制信号。连接线110a(harness)的另一个实施例是可采用晶片(wafer)。
附图标记181表示用于装载光盘200的转台(turn table)，通过光盘的中心空隙170，装载在转台的前端(front)或顶端(top)。
附图标记188表示嵌入式存储器类型无线射频集成电路(RFIC)，该射频集成电路包括用于光盘200的协议、分析算法、用于识别的标准控制值及对分析网站的位置信息、生物信息学(bioinformatics)信息、自诊断(self diagonasis)相关信息。而且，由于能够存储个人的密码信息及光盘200的ID(identification)，因此他人无法随便使用。
所述无线RFIC188优选为智能IC卡形式。通过无线收发来向中央控制装置101提供所述无线RFIC188的信息，并使用于个人的加密。附图标记110表示用于向无线RFIC188供应电源的无线电波发生部。通过所述无线电波发生部发生的电波根据弗莱明法则使无线RFIC188的内置感应线圈产生感应，并生产充分量的电而向无线RFIC188供应电源。
本发明的另一个方面，其特征在于，进一步包括向所述无线RFIC188供应电源的太阳能电池189。
本发明的另一个方面，其特征在于，进一步包括向光盘200上的太阳能电池189供应光能的照明装置108。
所述照明装置108优选为多个高亮度LED以模块形式集成为一体的高亮度LED模块或照射灯(lamp)。
根据本发明，其特征在于，优选地，在光盘200的装载(loading)时刻，通过无线RFIC188，使向中央控制装置101无线传送光盘200的唯一ID，从而使中央控制装置101识别出装载在薄膜阀装置的控制部100a的光盘是否是正品光盘。
根据本发明，其特征在于，优选地，控制部100a进一步包括输入/输出装置111。
所述输入输出装置111，其特征在于，具备包括USB(Universal Serial Bus)、火线接口(IEEE1394)、高级技术连接数据包接口(ATAPI)、小型计算机系统接口(SCSI)、集成电路设备(IDE)及有线/无线互联网通讯网络的组中的一个通讯规范。
图2b是示出所述方位角检测仪99的一个实施例的图。
所述脉冲束流是，在以通过方位角检测仪99而获得的标准触发信号为基准而得出的相应薄膜阀的方位角位置，使激光束发生装置107定期地运行(on)而形成的。所述标准触发信号表示光盘200的方位角标准。
所述方位角检测仪可通过由光发生器99a和光检测仪99b构成的光电耦合器99，而获得转动角位置信号或标准触发信号。
根据本发明，所述方位角检测仪99优选为反射式或透射式。
透射式，在光盘200的旋转期间，电耦合器99每次通过光盘200上的标准孔98a(reference hole)和光电耦合器99遇到所述标准孔98a时，会产生标准触发(trigger)信号，再将该信号提供给中央控制装置101。
反射式，在光盘200的旋转期间，电耦合器99每次通过标准反射板98b(referencereflector)和光电耦合器99遇到所述标准反射板98b时，会产生标准触发信号，再将该信号提供给中央控制装置101。
所述中央控制装置101与所述标准触发信号同步，只有在相应薄膜阀的位置上使所述激光束发生装置107运行，从而在光盘200旋转期间只有相应薄膜阀选择性地被加热。
图2c是从上面俯视滑动器211的图，示出设置有激光束发生装置107、永久磁铁5a及聚焦促动器103的一个实施例。所述滑动器211是通过连接在滑动器马达109轴上的蜗轮连接部109a、109b而被移动并控制。
所述滑动器211将滑臂(slide arm)108a和滑臂108b作为导件，以滑动的方式移动。所述滑臂108a和滑臂108b通过螺丝110a、110b、110c、110d紧固在所述控制部100a的主体上。110b表示柔性线缆，通过与晶片或连接线110a的连接而连接到中央控制装置101。
附图标记181表示通过马达102而旋转的转台。
图2d是本发明的构成薄膜阀装置的光盘200及控制部100a的一个实施例。
附图标记300表示支撑控制部100a的主体。在控制部100a的底部，电路板140连接紧固在控制部100a的主体300，电路板140上配置并设置有控制部100a的组件中央控制装置101、无线电波发生部110、照明装置108及输入输出装置111。所述中央控制装置101为了所述光盘200的旋转或停止而控制马达102，而且通过控制滑动器马达109，而控制配置在滑动器211上的激光束发生装置107和永久磁铁5a的空间移动，在以通过方位角检测仪99而获得的标准触发信号为基准而得出的相应薄膜阀的方位角位置上，对激光束发生装置107进行控制，以定期输出激光束。
根据本发明，其特征在于，优选地，所述中央控制装置101进一步包括语音合成(Voice Synthesis)装置而提供给用户，其中，所述语音合成装置提供装载在控制部100a的转台181的各种光盘200的使用说明指南(guide)以及各步骤的附加说明。
附图标记104表示空转台，是通过光盘的空隙对安装在转台181的光盘200进行压榨的装置，优选地，通过与转台181的磁力吸引力压榨光盘，使光盘能够垂直移动和空转。
图2e是对配置在光盘200上的多个流孔封闭膜30a、30b、30c、30d、30e、30f的开闭单独进行控制的一个实施例。
具体地示出，通过所述薄膜圆柱磁铁5b和永久磁铁5a，对光盘上的基准点进行空间寻址，然后利用与所述薄膜阀的流孔封闭膜30a、30b、30c、30d、30e、30f一一对应地设置的各激光束发生装置107a、107b、107c、107d、107e、107f，通过中央控制装置101独立地控制开闭操作的一个实施例。
优选地，本发明中使用的激光束为了集中热能，在所述流孔封闭膜30的表面上聚焦激光束。
因此，本发明的薄膜阀装置，其特征在于，在光盘200的一侧面上与薄膜阀100对应地设置激光束发生装置107a、107b、107c、107d、107e、107f和用于聚焦激光束的聚焦促动器103a、103b、103c、103d、103e、103f，在另一侧面设置用于测量透过流孔封闭膜30的激光束的光量的光电二极管或光传感器150a、150b、150c、150d、150e、150f。图2d是为使激光束发生装置和光传感器测量从流孔封闭膜30透过的光的强度，以透射方式的结构配置的实施例。
根据本发明，其特征在于，所述聚焦促动器103是通过电磁感应圈和永久磁铁来控制激光束的焦距。
根据本发明，其特征在于，所述聚焦促动器103是通过压力(piezo)元件来控制激光束的焦距。
所述反馈控制装置101a优选采用扫描聚焦(scan focus)方式，所述扫描聚焦方式通过控制所述聚焦促动器103，将激光束发生装置107的焦距从最小值调节到最大值的同时进行扫描，从而计算焦距。
在这种情况下，若在扫描过程中焦点对头，则透过流孔封闭膜103的激光的强度(intensity)就会增加，将这种光的变化通过所述光传感器150接收反馈(feedback)的所述反馈控制装置101a是通过控制所述聚焦促动器103来进行聚焦。
而且，聚焦结束后，若通过光传感器150感应的光的强度突然增加，则可以确认流孔封闭膜被开放。
图2f是表示在所述流孔10部位的上部基底1中进一步包括反射膜4，为了测量透过流孔封闭膜30的光的强度，激光束发生装置107和光传感器150被配置为反射模式结构的实施例的图。
优选地，所述反射模式结构是在对需要开放的薄膜阀100进行径向搜索和方位角方向搜索后，通过运行激光束发生装置107来开放流孔封闭膜30。
在这种情况下，将所述光传感器150与激光束发生装置107一起配置在所述光盘200的下面。
在通过所述扫描聚焦方式进行扫描期间，所述光传感器150通过观察从反射膜4反射回来的光的强度，从而能够得知光的强度变强的瞬间为成功完成激光束对流孔封闭膜30的聚焦。
而且，聚焦结束后，若通过光传感器150感应的光的强度突然变强，就能够得知流孔封闭膜30被开放。
所述反射膜优选地涂布铝、金、银。
以上虽然对本发明的优选实施例进行了说明，但本发明并不限定于如上所述的特定的实施例。即，本发明所属技术领域的普通技术人员在没有脱离权利要求书的思想及范围内，可进行多种变更及修改，这种所有的适当地变更及修改的同等物也应认为是包括在本发明的范围内。

Claims (15)

1.一种薄膜阀装置，包括：
一个以上的腔室，能够储存生物学或生化学分析所需的流体，或执行生物学或生化学的反应；
流路，连接所述一个以上的腔室，能够使所述流体移动；
流孔，连通地设置在所述流路上；
多个基底，通过叠层而形成所述流路、所述流孔及所述腔室；
流孔封闭膜，用于封闭所述流孔，并由黑色隔膜构成；
至少一个以上的薄膜阀，由所述流孔和所述流孔封闭膜构成，而控制流体的移动；
圆形光盘，由所述叠层的多个基底、所述流路、所述流孔、所述腔室及所述流孔封闭膜集成为一体，且可旋转；
激光束发生装置，通过向所述流孔封闭膜供应热源而熔化所述流孔封闭膜，从而开放流孔；
至少一个光传感器，用于测量从所述激光束发生装置发射而出的激光束透过所述流孔封闭膜的光的强度，或者用于测量所述激光束透过所述流孔封闭膜反射回来的光的强度；
聚焦促动器，用于改变对所述流孔封闭膜的所述激光束的焦距；
反馈控制装置，通过所述光传感器而接收透过所述流孔封闭膜的所述激光束发生装置的光的强度，从而调节所述聚焦促动器，
滑动器，用于装载并移动所述激光束发生装置；
滑动器马达，用于控制所述滑动器向所述光盘的径向移动；
中央控制装置，用于通过驱动控制所述激光束发生装置和所述滑动器马达，而执行对所述薄膜阀的空间寻址，
其中，通过所述激光束发生装置的热源熔化所述流孔封闭膜，从而选择性地开闭所述光盘上的流孔封闭膜。
2.根据权利要求1所述的薄膜阀装置，其特征在于，多个所述光传感器向所述光盘的径向排列成一列，
所述光传感器被设置成与激光束发生装置通过在中间设置的光盘相对而置。
3.根据权利要求1所述的薄膜阀装置，其特征在于，所述流孔的开放是通过将从激光束发生装置输出的脉冲束流或连续束流照射到流孔封闭膜而得以实现。
4.根据权利要求3所述的薄膜阀装置，其特征在于，所述光盘进一步包括用于覆盖除所述流孔封闭膜以外的所述光盘的外部面的光线阻断涂布装置，并将所述连续束流在所述光盘的旋转驱动期间持续开启，同时通过所述光传感器陈列而接收的光的强度增加到标准限度以上的情况下，在该相应位置上停止所述光盘的旋转的状态下，将所述流孔封闭膜进行加热而开放流孔。
5.根据权利要求1所述的薄膜阀装置，其特征在于，在所述流孔开放的情况下，所述反馈控制装置识别出通过所述光传感器接收的光的强度增加到基准限度以上，并关闭所述激光束发生装置，或者，如果经过加热后，光的强度仍然没有增加到基准限度以上，则可以判断出所述薄膜阀的搜索出现错误，然后，继续旋转所述光盘，继续进行对所述薄膜阀位置的方位角的搜索。
6.根据权利要求1所述的薄膜阀装置，其特征在于，所述薄膜阀装置进一步包括：
驱动马达，用于旋转所述光盘；
标准反射板或薄膜圆柱磁铁，被装载在所述光盘上，并提供方位角标准；以及
电磁铁或永久磁铁，用于产生对所述薄膜圆柱磁铁的磁力。
7.根据权利要求6所述的薄膜阀装置，其特征在于，所述激光束发生装置和所述光传感器一一对应地被设置在所述多个薄膜阀上，
所述中央控制装置对提供所述方位角标准的所述薄膜圆柱磁铁或所述标准反射板执行空间寻址，
所述中央控制装置在完成对所述方位角标准的空间寻址后，开启对应于需开放的薄膜阀的激光束发生装置，从而选择性地开放所述流孔封闭膜。
8.根据权利要求6所述的薄膜阀装置，其特征在于，所述电磁铁在开启的状态下，在所述光盘慢速旋转的过程中，通过与光盘上的永久磁铁的空间排列，得以实现对薄膜阀的空间寻址。
9.根据权利要求1所述的薄膜阀装置，其特征在于，所述黑色隔膜是通过吸收由激光束产生的能量而散热的多数微细散热粒子一同包含在涂料中而被涂布在薄膜胶粘带上的流孔部位而形成，或者黑色涂料被涂布在薄膜胶粘带上的流孔部位而形成。
10.根据权利要求1所述的薄膜阀装置，其特征在于，所述流孔封闭膜在流孔入口的前端或流孔封闭膜进一步包括疏水性物质。
11.根据权利要求1所述的薄膜阀装置，其特征在于，所述多个基底是通过使用由覆盖整个所述基底之间的接合面的第一胶层、黑色隔膜层及第二胶层构成的黑色薄膜而接合，通过在所述流孔部位只使用所述黑色隔膜层而在接合基底时形成。
12.根据权利要求1所述的薄膜阀装置，其特征在于，所述黑色隔膜是从涂布了黑色乙烯基、黑色聚酯薄膜、黑色涂料的聚偏氟乙烯、黑色聚乙烯薄膜、聚丙烯、聚氯乙烯、黑色聚对苯二甲酸乙二酯、热溶性物质及其他合成黑色材质中选择的材质。
13.根据权利要求1所述的薄膜阀装置，其特征在于，所述光盘为了进行所述激光束的聚焦，进一步包括从所述光盘的下部基底的相应所述薄膜阀的位置的两边凸透镜或半球凸透镜中选择的一种。
14.根据权利要求1所述的薄膜阀装置，其特征在于，所述流孔部位的基底进一步包括反射膜，为了使所述光传感器测量透过所述流孔封闭膜而被所述反射膜反射回来的激光束的光的强度，所述激光束发生装置和所述光传感器被配置为反射模式结构。
15.根据权利要求1所述的薄膜阀装置，其特征在于，所述光盘进一步包括无线射频集成电路，所述无线射频集成电路中保存有协议、分析算法、用于解读的标准控制值、对分析网站的位置信息、生物信息学信息、自诊断、个人密码信息及光盘的ID中的一种信息。
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