CN105848783B - 微流体装置、使用和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种微流体装置，该微流体装置包括用于液体的进口端口，毛细管通道流体连接至进口端口，以从进口端口接收液体，通道具有限定的容积。设置有至少一个可溶解阀，可溶解阀包括可溶解隔膜和毛细管构件，可溶解隔膜具有朝向毛细管通道定向的第一侧，毛细管构件连接至可溶解隔膜的第二侧，从而当隔膜被液体溶解时，由于毛细管作用，液体通过阀运输到隔膜的第二侧。本发明涉及装置的使用，制造装置的方法和控制液体流的方法。

Description

微流体装置、使用和方法
技术领域
本发明一般涉及包括可溶解材料以控制装置中的液体流动的、用于液体的微流体装置，涉及该装置的使用，并且涉及制造方法和控制微流体装置中的液体流的方法。
背景技术
微流体装置被广泛应用。通常微流体装置被定义为处理小的流体体积(μL、nL、pL等等)，具有在微米范围内的至少一个维度的小尺寸，和/或利用微域效果。在这类装置中，流体可以被移动、混合、分离或以其他方式加工。许多应用采用被动流体控制技术，像毛细管力。
微流体的一个重要领域在于医疗装置。微流体装置可以被用在分析或治疗应用中，例如，用来管理药物或用来处理体液的样品。
在很多应用中，能够限定将要被微流体装置处理和加工的液体的体积是重要的。然而，现今寻找简单有效的方案来限定这类装置中的液体体积仍存在问题。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种简单的方案来限定微流体装置中的一定体积的液体。
因此，本发明涉及一种微流体装置，该微流体装置包括用于液体的进口端口、毛细管通道和至少一个可溶解阀。毛细管通道流体连接至进口端口以从进口端口接收液体，该通道具有限定的容积，至少一个可溶解阀包括可溶解隔膜。可溶解隔膜包括能被液体溶解的材料并且具有朝向(即面向)毛细管通道定向的第一侧。毛细管构件连接至可溶解隔膜的第二侧，从而当隔膜被液体溶解时，由于毛细管作用，液体通过阀运输到隔膜的第二侧。
因此，可溶解隔膜和毛细管构件一起形成可溶解阀。毛细管通道和可溶解阀协作以限定通过毛细管通道运输的一定体积的液体。因此，通过毛细管通道运输的一定体积的液体是供应到进口端口的液体的一部分。
装置的进口端口可以是，例如用于接收液体的开口。毛细管通道适于计量通过毛细管作用从进口端口吸取到毛细管通道中的一定体积的液体。可溶解隔膜具有比隔膜的厚度尺寸更大的侧向延伸，以便促进溶解和装置的制造。因此它具有第一和第二侧。隔膜的材料可以在装置起作用所需的合理时限(即小于1小时、小于10分钟或小于1分钟，取决于应用)内被液体溶解。可以理解的是，通过溶解隔膜，隔膜被足够溶解以揭露连接至隔膜的第二侧的毛细管构件。关于毛细管，它指的是被配置成通过毛细管作用驱动液体流的结构。
微流体装置可以包括在每个可溶解隔膜前面的空气排放孔，以允许毛细管填充液体直到隔膜为止。
进口端口可以包括进口腔室，进口腔室用于接收液体，并且其中至少一个可溶解阀连接至进口腔室，以在隔膜溶解时从进口腔室运输液体。
因此，可溶解隔膜可以用来将还没有进入到毛细管通道的液体从进口腔室移除，因此提供毛细管通道中的液体的“夹断”效果，以限定已经进入毛细管通道的体积。
毛细管通道可以具有进口部分和出口部分，进口部分连接至进口端口，并且其中至少一个可溶解阀毛细管连接至毛细管通道的出口部分，并且被布置成当隔膜溶解时从毛细管通道运输液体。
因此，毛细管通道可以被填充以在装置中限定一定体积的液体，随后通过可溶解隔膜释放该体积的液体。
毛细管通道可以具有进口部分和出口部分，进口部分连接至进口端口，其中进口端口可以包括用于接收液体的进口腔室，并且其中第一可溶解阀连接至进口腔室，用于当隔膜溶解时从进口腔室运输液体，并且其中第二可溶解阀毛细管连接至毛细管通道的出口部分，并且布置成当隔膜溶解时从毛细管通道运输液体。阀的可溶解隔膜和毛细管通道被配置成使得第一阀的隔膜在第二阀的隔膜之前被供应到进口端口的液体溶解。
毛细管构件可以包括至少一个毛细管通道或允许毛细管填充的结构，例如多孔吸收材料，优选地吸收纸基片。
因此一旦溶解，液体可以越过可溶解隔膜有效地运输。液体可以，例如被收集在多孔材料中，用于进一步分析。
装置可以包括布置成并行连接至分别的多个可溶解阀的多个毛细管通道，其中可溶解阀的毛细管构件被连接以从阀收集液体。
因此，在阀前面限定的液体体积可以顺序地或并行地被释放，例如以执行装置中的预定顺序的反应。
微流体装置可以包括多个可溶解阀，多个可溶解阀沿着包括毛细管通道的微流体装置中液体的毛细管流动路径分布。
因此可以在装置中执行液体的顺序加工。
毛细管通道可以包括分支毛细管通道结构，分支毛细管通道结构包括连接至多个可分解阀的多个侧臂毛细管。
因此，流体体积可以被分成多个子体积，用于装置中的进一步加工。
阀的多个可溶解隔膜的溶解时间可以被分别定制，以提供微流体装置中的事件的预定定时。阀的多个可溶解隔膜可以被分别定制成具有不同隔膜厚度，以提供不同的溶解时间。
因此，可以采用定时的并且顺序的方式执行流体操作，以允许装置中的流体的多步骤程序的推进。
阀的至少一个可溶解隔膜的第一侧可以连接至毛细管封闭端部通道，毛细管封闭端部通道被配置成使得溶解隔膜的液体通过毛细管力被运输到毛细管封闭端部通道中。
因此，装载有被溶解的隔膜材料的液体可以被引导到毛细管封闭端部通道中，以允许具有较少量的被溶解材料的液体通过隔膜(一旦溶解)传送。因此，例如可以保持液体的粘度。
如果装置包括多个可溶解隔膜，那么多于一个可溶解隔膜可以连接至各自的毛细管封闭端部通道。
因此，在每个可溶解隔膜处(例如沿着装置中液体的流动路径)，装载有被溶解隔膜材料的液体可以被引导到分别的毛细管封闭端部通道。
当液体是体液时，例如血液，可溶解隔膜的材料可以被体液溶解。
可溶解隔膜的材料可包括聚乙烯醇(PVA)，可溶解多糖、凝胶等等。
可溶解隔膜的材料可以包括将被释放到液体中的至少一个物质，例如一种或多种试剂和/或一种或多种颗粒。
因此，一旦溶解，物质可以释放到穿过隔膜的液体中。
至少一个可溶解材料区域可以沿着微流体装置中液体的流动路径分布，可溶解材料包括将被释放到液体的至少一个物质，例如一种或多种试剂和/或一种或多种颗粒。
因此，装置可以在沿着装置中液体的流动路径的多个区域处配备有装载有物质的可溶解材料，物质将通过液体溶解可溶解材料释放。材料可以例如设置成沿着流体通道或流体腔室中的膜。
阀的隔膜或可溶解区域可以包括多层式结构，多层式结构包括将被释放到液体中的不同物质。
装置可以包括物质(例如一种或多种试剂和/或一种或多种颗粒)的至少一个至少一个存储区，并且至少一个可溶解隔膜被提供以密封至少一个存储区，其中通过溶解隔膜将物质释放到液体中。
因此，可以通过液体溶解密封用于物质的存储腔室的隔膜来触发液体物质释放到液体中。
微流体装置可以包括叠砌的材料层，材料层限定用于液体的流动路径并且包括形成至少一个可溶解隔膜的至少一个可溶解材料层。
因此，可以用简单的方式在微流体装置中形成一种或多种隔膜。
微流体装置可以包括由微流体装置中的同一可溶解材料层形成的多个可溶解隔膜。
微流体装置中的毛细管流动路径可以包括在可溶解隔膜层的两侧上的毛细管通道，其中多个可溶解阀在横穿可溶解隔膜层的流动路径交叉处形成。
因此，可以用简单的方式在装置中形成多个可溶解隔膜和毛细管通道。
微流体装置可以包括血浆分离隔膜，血浆分离隔膜用于将血浆从液体分离，液体为全血。血浆分离隔膜可以设置在可溶解隔膜之前或之后。
本发明还涉及一种微流体装置，该微流体装置包括：计量毛细管通道，计量毛细管通道具有第一端部和第二端部；用于液体的进口端口，进口端口连接至计量毛细管通道的第一端部；第一可溶解隔膜，第一可溶解隔膜连接至进口端口；出口端口，出口端口连接至计量毛细管通道的第二端部；第二可溶解隔膜，第二可溶解隔膜连接至出口端口；毛细管构件，毛细管构件用于当分别的可溶解隔膜被液体溶解时将液体从进口端口和出口端口移除，其中可溶解隔膜和计量毛细管通道被配置成使得第一隔膜在第二隔膜之前被供应到进口端口的液体溶解。
由此，在进口端口处提供的液体开始溶解第一可溶解隔膜，同时在进口端口处提供的液体的一部分被吸取到毛细管通道中以到达第二可溶解隔膜。装置被配置成使得第一可溶解隔膜在第二可溶解隔膜被通过毛细管通道吸入的液体溶解之前被在进口端口处的液体溶解。因此，用于将液体从进口端口移除的毛细管构件通过第一可溶解隔膜从进口端口运输多余液体。因此，毛细管通道中的一定体积的液体被“夹断”，即形成面向进口端口的自由液体表面。此后，第二可溶解隔膜溶解，由此，用于将液体从出口端口移除的毛细管构件从毛细管通道中吸取计量毛细管中的限定体积的液体。因此，限定体积的液体从在进口端口处提供的未限定体积的液体分离。
换句话说，本发明涉及一种微流体装置，该微流体装置包括进口端口，进口端口连接至至少一个计量毛细管通道(具有第一端部和第二端部)的第一端部和第一可溶解隔膜(具有第一侧和第二侧)的第一侧，并且其中计量毛细管通道的第二端部连接至排放孔端口和第二可溶解隔膜的第一侧。隔膜的第二侧连接至具有毛细管功能的通道、结构或材料。可以选择计量通道的尺寸和可溶解隔膜的材料、厚度和面积以使得当进口端口处存在液体时第一隔膜在第二隔膜之前被溶解。
本发明还涉及用于计量液体的装置，该装置包括进口端口和微流体通道，其中所述通道引进用于液体传送和可溶解区域的时间延迟，其中所述可溶解区域引进某些时间延迟，并且其中装置可以具有单数个或多个所述可溶解区域，所述区域通过例如再吸收聚合物材料(例如PVA)的薄膜实现。因此，这些不同区域可以提供用于使装置中发生延迟事件的、能够处理例如多余液体的构件。
一旦可溶解区域已经溶解，所述区域可以与允许毛细管填充的结构接触。允许毛细管填充的结构可以是例如允许液体通过毛细管作用进一步传送的纸、棉基片、亲水微通道或其它多孔介质。
微流体装置可以形成为叠层，叠层包括第一材料层、第二材料层和第三材料层，第一材料层形成毛细管通道，第二材料层包括可溶解材料以形成至少一个可溶解隔膜，第三材料层包括毛细管构件。
因此，可以采用简单的方式制造装置。
本发明还涉及如文中公开的微流体装置用于干血斑取样的使用。
传统的干血斑取样遭受存储在吸收纸的冲压盘中的血液的样品体积是未知的、并且样品斑中的样品组分是不均匀的缺点。通过准备存储在吸收纸中的明确限定体积的血液以及使用收集在纸中的全血斑，这些缺点减少了并且可以增加血斑上执行的测试质量。
本发明还涉及一种制造如文中公开的微流体装置的方法，包括步骤：
-提供第一材料层，第一材料层形成毛细管通道，
-提供第二材料层，第二材料层包括可溶解材料，以形成至少一个可溶解隔膜，
-提供第三材料层，第三材料层包括毛细管构件，以及
-叠砌第一材料层、第二材料层和第三材料层、和例如覆盖层、间隔层的任何另外的层、和/或形成装置中的流体功能的另外的材料层，由此形成包括微流体装置的叠层。
因此，可以采用简单的、有成本效益的、适于大规模制造的方式制造微流体装置。
第三材料层可以包括至少一个毛细管通道或允许毛细管填充的结构，例如多孔吸收材料，优选地吸收纸层。
可以用叠层中的两层之间的结合区域执行叠砌，优选地结合区域包括热敏黏着剂或压敏黏着剂、反应型黏着剂、通过表面活化或热压形成的蜡。
可以在对齐和堆砌叠层的材料层的数个后续步骤中执行叠砌。
本发明还涉及控制微流体装置中的液体流的方法，该方法包括：
-在用于液体的进口端口处提供液体，
-将液体从进口端口接收到毛细管通道中，毛细管通道与进口端口流体连接，
-提供至少一个可溶解阀，可溶解阀包括可溶解隔膜和毛细管构件，可溶解隔膜具有朝向毛细管通道定向的第一侧，毛细管构件连接至可溶解隔膜的第二侧，
-通过液体溶解阀的隔膜，以及
-凭借毛细管构件中的毛细管作用，液体通过阀运输到隔膜的第二侧。
因此，可以从提供到进口端口的未限定体积的液体分离限定体积的液体。
方法可以包括从在进口端口处提供的未限定体积的液体限定并且分离限定体积的液体，并且将多余液体从进口端口处移除。
因此，接收到毛细管通道中的液体可以被“夹断”，以提供面向进口端口的自由液体表面。
方法可以包括从在进口端口处提供的未限定体积的液体接收一定体积的液体到毛细管通道中，通过接收到毛细管通道中的液体引发隔膜溶解，在隔膜被溶解之前移除进口端口处的多余液体，以及此后凭借毛细管构件中的毛细管作用将液体运输到隔膜的第二侧，因此将限定体积的液体从进口端口处提供的未限定体积的液体分离。
因此，毛细管通道可以被填充以限定装置中的一定体积的液体，随后通过可溶解隔膜释放该体积的液体。
进口端口可以包括进口腔室，并且其中通过提供至少一个可溶解隔膜和毛细管构件将进口端口处的多余液体从进口腔室移除，可溶解隔膜连接至进口腔室，包括能被液体溶解的材料，并且具有朝向进口腔室定向的第一侧，毛细管构件连接至可溶解隔膜的第二侧，
-通过进口腔室中的液体溶解隔膜，以及
-凭借毛细管构件中的毛细管作用将液体运输到隔膜的第二侧。
因此，可以有效提供毛细管通道中的液体的“夹断”。
方法可以包括通过溶解覆盖在用于一种或多种物质的至少一个存储区上的至少一个隔膜将一种或多种物质(例如，一种或多种试剂和/或一种或多种颗粒)的一个或多个部分释放到液体中。
方法可以包括通过溶解包括一种或多种物质的至少一个隔膜将一种或多种物质(例如，一种或多种试剂和/或一种或多种颗粒)释放到液体中。
因此，装置中可以实现顺序反应。
本发明还涉及用牺牲可溶解隔膜来控制和定时微流体系统中的流体流动的方法，其中一个或数个可溶解隔膜一旦接触液体则通过它们的溶解时间控制微流体装置中的事件的定时。
因此，可以在微流体装置中实现事件的顺序操作。方法还加强微流体系统中的流体处理(例如，体积的分离、计量、装设阀门、梯流)。为了致动可溶解阀，不需要额外的致动构件，而仅需溶解液体本身。方法可以优选地用于毛细管驱动系统，其中隔膜和分解的流体之间的接触是通过毛细管力实现的，并且方法可以用来执行毛细管驱动系统中的顺序操作。隔膜的溶解时间可以例如通过可溶解膜的厚度和材料控制。可溶解阀还可以用来采用这样的方式来控制装置中的定时：同时应用到不同计量通道的数个不同流体按照某个顺序被释放到共有的微流体系统中，通过不同隔膜的溶解延迟控制该顺序。
附图说明
现参照所附附图，通过示例的方式描述本发明，其中：
图1示出了根据第一实施例的微流体装置，(a)中示出装置沿毛细管通道的横截面，(b)中示出(a)中的平面A-A限定的横穿毛细管通道的截面；
图2示出了图1中示出的微流体装置的四个制造步骤(a)-(d)；
图3示出了图1中示出的微流体装置的七个操作步骤(a)-(g)；
图4示出了通过多个微流体装置计量的体积的示例；
图5示出了根据另一替代方案的微流体装置的横截面，该微流体装置具有六个操作步骤(a)-(f)；
图6示出了根据又一替代方案的微流体装置，该微流体装置具有七个操作步骤(a)-(g)；
图7示出了根据又一替代方案的微流体装置的横截面；
图8示出了根据又一替代方案的微流体装置的横截面；
图9(a)示出了一种微流体装置的横截面，该微流体装置具有多个隔膜和多个封闭端部毛细管通道，装置的操作在(b)-(c)中示出。
具体实施方式
下面，公开了本发明的实施例的详细描述。
图1示出了根据第一替代方案的微流体装置101，该微流体装置101包括毛细管通道103，毛细管通道103具有限定的容积并且具有进口部分104和出口部分105。进口部分连接至用于液体(例如体液)的进口端口102。进口端口被布置成连接至进口腔室106，进口腔室106用于接收未限定体积的液体，例如约30μl。
进口腔室流体连接至第一可溶解阀107，第一可溶解阀107包括可溶解隔膜108和毛细管构件109，毛细管构件109为一层吸收纸的形式，例如Whatman 903 DBS纸。隔膜具有面向进口腔室中的液体的第一侧和面向毛细管构件的第二侧，从而当隔膜被液体溶解时，由于毛细管作用，液体通过阀运输到隔膜的第二侧。隔膜可以是以薄片或膜形式获得的或通过旋转涂覆聚乙烯醇(PVA)(是一种能够溶解于水的热塑性聚合物)的液体溶液准备的一层PVA。它具有优秀的膜成形和黏着属性。它是无毒的并且被用在多种医疗应用中。材料具有高的抗拉强度并且是柔韧的。PVA是可溶于液体的聚合物，并且30μm厚的层在近似90秒内被一滴水溶解。因此，PVA层优选地小于20μm，更优选地小于10μm，或甚至小于5μm，以在小于60秒、小于30秒、或小于15秒内溶解。优选地使用厚1-10μm的PVA膜。因此隔膜107具有比隔膜的侧向维度小得多的厚度并且因此允许被液体有效地溶解，而不会使得液体装载不必要量的溶解材料。
毛细管通道103的出口部分105与第二可溶解阀110毛细管连接，第二可溶解阀110包括可溶解隔膜111和毛细管构件112，毛细管构件112为一层吸收纸的形式，例如Whatman903 DBS纸。毛细管通道103的出口部分105还连接至排放孔端口113，以在液体填充毛细管期间将空气从通道排放。
图1中示出的微流体装置101是多层式装置的形式，多层式装置包括三层114、115和116，三层114、115和116限定形成进口腔室106、毛细管通道103和排放孔端口113的微流体结构。可溶解阀107和110的各自的可溶解隔膜108和111由可溶解PVA层117形成，并且毛细管构件109和112由吸收纸层118形成。
关于图2，公开了一种制造微流体装置的方法。限定进口腔室106、毛细管通道103和排放孔端口113的膜114、115和116均由用切绘机切割的聚合物透明“Xerox”膜和流体结构制成。此后，将各膜对齐并叠砌(a)和(b)。间隔层119被切割以允许第一隔膜层108和第二隔膜层111、以及形成第一可溶解阀107和第二可溶解阀110的各自的第一毛细管构件109和第二毛细管构件112的吸收纸的第一部分和第二部分分别定位。底衬膜120被布置成将纸和隔膜层保持就位。
文中示出的示例中，装置的芯片设计由不同透明度的六层组成，每个芯片中两个1.6×1.6cm2Whatman纸嵌入物和两片近似1×1cm2的PVA。在5个不同步骤中将这些部件叠砌到一起。叠砌加工以使用双面黏着胶带的热敏黏着剂叠砌通道层和出口层(或通道底部)开始。在这个加工步骤期间用衬垫(黄色纸)保护胶带的另一侧。接着，进口层(或通道覆盖物)与通道几何体对齐并在移除衬垫之后用双面黏着胶带的冷胶侧将进口层叠砌至通道几何体。这个堆叠的三层限定通道几何体并且因此限定芯片的计量容积。然后微流体层可以与PVA和间隔层叠砌到一起。在这个叠砌步骤中，PVA黏贴至光滑的Xerox表面，因为PVA是具有－75-80℃的玻璃化转变温度Tg的热塑性材料。完成芯片制造的最后步骤是增加纸嵌入物，以存储多余的液体以及计量体积的液体。用切割机准备的小的方形纸被放置到间隔层中的预期的开口中。为了将它们附接至芯片，芯片的背部覆盖物被叠砌至间隔层和纸嵌入物，并用它的黏着表面结合至间隔层和纸嵌入物。芯片的背部覆盖物中的开口允许存储在纸中的流体变干。出口下方的开口的尺寸设定成使得变干的计量体积将在开口的边界内，从而可以容易将斑冲压出。全部叠砌步骤在105℃的温度下执行。
在图3中示出了如图1中所示的微流体装置的操作(a)-(g)。一滴液体，例如血液或其它体液，被提供到进口端口并且至少部分地填充进口腔室(a)。当液体被提供到进口端口中时，液体进入毛细管通道103中并且通过毛细管作用开始填充通道(b)。同时，进口腔室中的液体开始溶解第一可溶解阀107的可溶解隔膜108。在(c)中，毛细管通道被填充并且液体已经到达在毛细管通道的出口侧的第二可溶解阀110。因此在液体填充毛细管通道所需的时间期间(例如1-5秒，取决于毛细管通道的属性)，第一可溶解阀已经部分被溶解。从接触液体开始，溶解第一和第二可溶解阀的时间是相同的，因为它们由具有相同厚度的可溶解隔膜形成。然而，可以针对每个阀分别定制隔膜的厚度以及因此溶解隔膜所需的时间以及打开阀所需的时间。因此，可溶解阀107在第二可溶解阀110之前被打开(d)，由此，进口腔室中的液体通过阀运输到毛细管构件中，在本例子中毛细管构件是吸收纸。当进口腔室中的液体流空时，由于毛细管通道中的毛细管作用，通道中的液体体积被“夹断”，因此形成面向进口腔室的自由液体表面(e)。进口腔室中的多余液体被吸收到毛细管构件中。因此，明确限定体积的液体从提供到进口端口中的未限定体积的液体中分离。此后，第二可溶解阀的隔膜被溶解(f)并且阀打开，由此毛细管通道中的液体通过吸收纸形式的毛细管构件被运输到隔膜的另一侧。最后，当液体被完全吸收到纸中(g)，容纳液体的纸的一部分可以被切去，用于进一步加工或分析。
因此，通过装置限定一定体积的液体的方法的主要步骤为：
1.应用微滴；进口阀开始溶解；通道开始填充，
2.通道被完全填充；出口阀开始溶解，
3.进口阀完全溶解；液体开始吸进纸中；在通道的进口部分处夹断，以及
4.出口阀完全溶解；通道内部的流体体积被传输到纸基片。
在图4中示出了通过多个微流体装置计量的体积的示例。图表示出了55个装置测量的体积，以及被±0.1μl的限定标准偏差的线(浅色实线)包围的0.87μl的平均体积(深色实线)。
微流体装置可以用在例如干血斑取样(DBS)中。随着分析技术(例如LC-MS/MS(液体色谱质谱联用))中的灵敏度的增加，DBS取样被认为是对静脉血取样的简单便利的替代方法，尤其对于治疗药物监测(TDM)是有吸引力的。然而，传统的DBS取样通过刺破手指将未知体积的血液存储在纸基片中，因此使得定量分析不精确也不准确。DBS定量分析的问题来源于来自斑的存储在冲压出的盘中的未知体积。斑内的被分析物的不均匀分布是由血细胞比容值和纸中的色谱效应的变化引起的。文中公开的微流体装置允许侧向流动装置计量精确体积并且因此适于计量用于DBS分析的血斑。现在，吸收到出口区域处的纸中的全部血斑可以被冲压出，从而减少干血斑内的不均匀性问题。由于体积已经在微通道中被计量，因此不用再担忧斑不均匀性。
图5中示出了根据替代实施例的微流体装置501。该实施例类似于关于图1公开的实施例，但是在这个实施例中，装置仅配备有一个可溶解阀507，可溶解阀507被设置成与毛细管通道503的出口部分505连接。进口端口502是毛细管通道503的进口部分504的端部。在这种情况下，装置还可以用来，例如限定用于DBS取样的一定体积的血液。
未限定体积的液体微滴提供到装置的进口端口502(a)。来自微滴的液体通过毛细管作用开始填充毛细管通道503(b)，直到通道被完全装满(c)。一旦通道装满液体，液体被驱使与可溶解阀507接触。此后，剩余的液体滴被移除，并且毛细管通道中的一定体积的液体被“夹断”，从而在进口端口处形成自由液体表面。当可溶解阀被溶解时，毛细管通道中的明确限定体积的液体通过阀运输到吸收纸基片形式的毛细管构件中。由此，明确限定体积的液体从提供到进口端口的未限定体积的液体滴分离。
图6中示出根据另一替代方案的微流体装置601，微流体装置601包括毛细管通道603，毛细管通道603具有限定的体积并且具有进口部分604和第一出口部分605。进口部分连接至用于液体(例如，体液)的进口端口602。进口端口被布置成连接至进口腔室606以接收未限定体积的液体，并且连接至可溶解进口阀607。第一出口部分是连接至第一可溶解出口阀610的毛细管。
毛细管通道还包括分支毛细管通道结构，分支毛细管通道结构包括多个侧臂，每个侧臂限定毛细管通道的另外出口部分605’。毛细管通道的每个另外出口部分605’连接至另外可溶解出口阀610’。因此装置包括多个可溶解阀607、610和多个阀610’。因此，毛细管通道连接至沿着微流体装置中液体的毛细管流动路径分布的多个可溶解出口阀。
在装置操作期间，液体被供应到进口端口602，至少部分填充进口腔室606。然后进口处的可溶解阀607开始溶解。液体被吸取到毛细管通道的进口部分604中，并且被吸取到毛细管通道的侧臂中(a)。此后，毛细管通道结构被液体填充(b)并且在各出口部分605、605’处的每个可溶解阀610、610’均开始溶解。下个步骤中，进口处的可溶解阀打开(c)，由此进口腔室中的任何多余液体通过阀运输到毛细管构件中。在毛细管通道的进口部分处形成自由液体表面。第一出口部分处的可溶解阀605被优选地配置成在各侧臂处的可溶解阀605’之前溶解。因此当第一出口部分处的可溶解阀610打开时(d)，主要毛细管通道中的一定体积的液体朝向第一出口阀被吸取并且进入到那里设置的毛细管构件中。在这个步骤中，在毛细管结构的侧臂中形成面向主要毛细管通道的自由液体表面(e)。此后，侧臂分别的出口部分605’处的出口阀610’如(f)中示出的同时打开，或按顺序打开，由此各侧臂中得到的限定体积的液体被运输到与各出口阀610’连接的毛细管构件中(g)。由此，许多限定体积的液体从被供应到进口端口的未限定体积的液体分离，用于进一步加工或分析。
图7中公开了根据又一替代方案的微流体装置的横截面。装置包括微通道703，微通道703连接至第一进口端口702，第一进口端口702配备有可溶解进口阀707，并且可溶解出口阀710连接至毛细管通道的出口部分。装置与关于图1所公开的不同之处如下。在毛细管通道703中，设置有可溶解材料的膜724，膜724包含将被释放到液体中的物质。物质可以是试剂。另外，设置在可溶解出口阀的可溶解隔膜711的第二侧上的毛细管构件712由另外的通向反应空间721的毛细管通道725形成。反应空间可以配备有用于其它液体(例如另外的试剂或样品液体)的进口端口722。反应空间可以填充有吸收材料723，例如吸收纸基片。这类包含将被释放到液体中的物质的可吸收膜，和/或包括连接到反应空间的毛细管通道的毛细管构件可以与文中公开的其它微流体装置中的任何一个一起提供。
在装置操作期间，一滴液体被提供到进口端口702并且至少部分填充进口腔室。当液体被提供到进口端口中，液体进入到毛细管通道703并且通过毛细管作用开始填充通道。同时进口腔室中的液体开始溶解第一可溶解阀707的可溶解隔膜。当通道被液体填充时，微通道中的可溶解膜724也开始溶解。当毛细管通道被填充并且液体已经到达毛细管通道的出口侧处的第二可溶解阀710时，第二可溶解阀710开始溶解。可溶解阀707在第二可溶解阀710之前打开，由此，进口腔室中的液体通过阀被运输到毛细管构件(在这种情况下，为吸收纸)。由于毛细管通道中的毛细管作用，通道中的液体体积被“夹断”，因此当进口腔室中的流体流空时，形成面向进口腔室的自由液体表面。进口腔室中的多余液体被吸收到毛细管构件中。因此，明确限定体积的液体从被提供到进口端口的未限定体积的液体分离。然后毛细管通道中的液体已经使膜724溶解，并且因此装载包含在膜中的物质。此后，第二可溶解阀的隔膜被溶解并且阀被打开，由此，毛细管通道中的液体(包括物质)通过毛细管通道725形式的毛细管构件被运输到隔膜的另一侧并且进入到反应空间721中，在反应空间721中它被吸收到纸723中。然后另外的液体样品可以通过进口722加入到反应空间并且与第一液体或第一液体携带的物质反应。
图8中示出了沿着装置中液体的流动路径顺序布置的两个可溶解阀810和826的实施例。液体流动通道包括一直通往第一可溶解阀810的第一毛细管通道803。可溶解阀810包括具有第一侧和第二侧的隔膜811，并且毛细管构件由连接至隔膜的第二侧的毛细管通道825形成。第二可溶解阀826包括隔膜827，隔膜827具有第一侧和第二侧。毛细管通道825连接至隔膜的第一侧并且毛细管构件由连接至隔膜第二侧的毛细管通道828形成。空气排放孔830和831靠近分别的隔膜811和827的第一侧设置。两个可溶解阀的隔膜由贯穿结构延伸的单层的可溶解膜形成。本实施例可以与文中公开的任何装置组合使用，以提供装置中的顺序定时的流体流动操作。
操作期间，液体填充毛细管通道803并且开始溶解第一可溶解阀810的隔膜811。因此，液体的传送被保持在与溶解隔膜所需的时间相对应的时间段。一旦阀的隔膜被溶解，凭借毛细管通道825，液体被运输到第二可溶解隔膜827，并且开始溶解隔膜。再次，液体的传送被保持在于溶解隔膜所需的时间相对应的时间段，并且一旦阀的隔膜被溶解，液体通过阀被运输到并且进入到连接至可溶解隔膜827的第二侧的毛细管通道。
图9(a)中公开了根据另一实施例的微流体装置的横截面。装置配备有连接至第一可溶解阀910的第一毛细管通道903。在可溶解阀的另一侧，毛细管通道925被连接，毛细管通道925通向具有可溶解隔膜927的第二可溶解阀926，可溶解隔膜927具有第一侧和第二侧，其中第一侧面向毛细管通道925，第二侧连接至又一毛细管通道928形式的毛细管构件。毛细管通道925延伸超过第二阀以形成封闭端部通道929。一个空气排放孔930设置在封闭端部腔室中并且一个空气排放孔931在阀910的前面。封闭端部通道或腔室被配置成使得溶解隔膜的液体通过毛细管力被运输到毛细管封闭端部通道中。因此，装载有被溶解的隔膜材料的液体可以被引导到毛细管封闭端部通道以允许具有较少量的被溶解的材料的液体通过阀(一旦溶解)传送。
图9(b)中按顺序步骤示出装置的操作。第一可溶解阀被溶解并且液体被运输到毛细管通道925中。当到达第二可溶解阀时，这个阀的隔膜开始溶解，同时液体仍传送到封闭端部通道中，因此带着任何被溶解的材料一起传送到封闭端部通道中。因此，一旦第二可溶解阀的隔膜溶解，被溶解的材料的大部分堆积在封闭端部通道中，并且新鲜的液体开始传送到第二可溶解阀后面的毛细管通道中。
图9(c)中示出了梯流可溶解阀系统的示例，每个阀配备有各自的用于堆积来自各自可溶解隔膜的被溶解材料的封闭端部容积。每个封闭端部容积还配备有空气排放孔，以允许通道和封闭端部容积的毛细管填充。因此，根据这个实施例，在例如沿着装置中的液体的流动路径的每个可溶解隔膜处，装载有被溶解的隔膜材料的液体可以被引导到各个毛细管封闭端部通道中并且堆积以允许具有较少量的被溶解材料的液体通过隔膜(一旦溶解)传送，并且遍及装置。

Claims (17)

1.一种计量微流体装置，包括：
用于液体的进口端口，
计量毛细管通道，所述计量毛细管通道流体连接至所述进口端口，以从所述进口端口接收液体，所述计量毛细管通道具有进口部分、出口部分和限定的计量容积，
至少一个可溶解阀，所述至少一个可溶解阀包括可溶解隔膜和毛细管构件，所述可溶解隔膜具有朝向所述计量毛细管通道定向的第一侧，所述毛细管构件连接至所述可溶解隔膜的第二侧，从而当所述隔膜被液体溶解时，由于毛细管作用，液体通过所述阀运输到所述隔膜的第二侧，其中至少一个可溶解阀毛细管连接至所述毛细管通道的出口部分，并且被布置成当所述隔膜被溶解时从所述计量毛细管通道运输计量体积的液体至所述毛细管构件。
2.根据权利要求1所述的计量微流体装置，其特征在于，所述计量毛细管通道具有第一端部和第二端部，
所述用于液体的进口端口连接至所述计量毛细管通道的第一端部，
第一可溶解隔膜连接至所述进口端口，
出口端口连接至所述计量毛细管通道的第二端部，
第二可溶解隔膜连接至所述出口端口，
所述毛细管构件被配置成当分别的可溶解隔膜被液体溶解时将液体从所述进口端口和所述出口端口移除，其中所述可溶解隔膜和所述计量毛细管通道被配置成使得所述第一隔膜在所述第二隔膜之前被供应到所述进口端口的液体溶解。
3.根据权利要求1所述的计量微流体装置，其中，所述进口端口包括进口腔室，所述进口腔室用于接收液体，并且其中所述至少一个可溶解阀连接至所述进口腔室，以在所述隔膜被溶解时从所述进口腔室运输液体。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的计量微流体装置，其中，所述毛细管构件包括至少一个毛细管通道或允许毛细管填充的结构。
5.根据权利要求4所述的计量微流体装置，其中所述允许毛细管填充的结构为多孔吸收材料。
6.根据权利要求4所述的计量微流体装置，其中所述允许毛细管填充的结构为吸收纸基片。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的计量微流体装置，其中，所述装置包括布置成并行连接至分别的多个可溶解阀的多个毛细管通道，其中所述可溶解阀的毛细管构件被连接以从所述阀收集液体。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的计量微流体装置，其中，所述装置包括多个可溶解阀，所述多个可溶解阀沿着包括所述毛细管通道的所述微流体装置中液体的毛细管流动路径分布。
9.根据权利要求8所述的计量微流体装置，其中，所述毛细管通道包括分支毛细管通道结构，所述分支毛细管通道结构包括连接至所述多个可溶解阀的多个侧臂毛细管。
10.根据权利要求9所述的计量微流体装置，其中，所述阀的多个可溶解隔膜的溶解时间可以分别定制，以提供所述微流体装置中的事件的预定定时。
11.根据权利要求1-3中任一项所述的计量微流体装置，其中，所述阀的至少一个可溶解隔膜的第一侧连接至毛细管封闭端部通道，所述毛细管封闭端部通道被配置成使得溶解所述隔膜的液体通过毛细管力运输到所述毛细管封闭端部通道中。
12.根据权利要求1-3中任一项所述的计量微流体装置，其中，所述微流体装置包括叠砌的材料层，所述材料层限定用于液体的流动路径并且包括形成所述至少一个可溶解隔膜的至少一个可溶解材料层,所述装置包括由所述微流体装置中的同一可溶解材料层形成的多个可溶解隔膜。
13.根据权利要求12所述的计量微流体装置，其中，所述微流体装置中的毛细管流动路径包括在可溶解隔膜层的两侧上的毛细管通道，其中多个可溶解阀在横穿所述可溶解隔膜层的流动路径交叉处形成。
14.根据权利要求1-3中任一项所述的计量微流体装置，包括血浆分离隔膜，所述血浆分离隔膜用于将血浆从液体分离，液体为全血。
15.根据权利要求1-3中任一项所述的计量微流体装置，所述微流体装置形成为叠层，所述叠层包括第一材料层、第二材料层和第三材料层，所述第一材料层形成所述毛细管通道，所述第二材料层包括可溶解材料以形成至少一个可溶解隔膜，所述第三材料层包括所述毛细管构件。
16.一种在根据权利要求1至15中任一项的具有限定容积的毛细管通道的计量微流体装置中提供计量体积的液体样品的方法，包括：
(i)将具有未限定体积的液体样品引进到用于液体的进口端口，
(ii)通过填充所述计量毛细管通道来计量限定体积的液体样品，
(iii)溶解至少一个可溶解阀，所述至少一个可溶解阀包括可溶解隔膜，所述可溶解隔膜具有朝向所述计量毛细管通道定向的第一侧和连接至毛细管构件的第二侧，以及
(iv)凭借所述毛细管构件中的毛细管作用，液体通过所述可溶解阀运输到所述隔膜的第二侧。
17.根据权利要求16所述的方法，包括准许计量的液体样品引发所述隔膜的溶解，在所述隔膜溶解之前移除所述进口端口处的多余液体，并且此后凭借所述毛细管构件的毛细管作用将液体运输到所述隔膜的第二侧，因此将限定体积的液体从在所述进口端口处提供的未限定体积的液体分离。
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Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11305236B2 (en) 2014-06-13 2022-04-19 Gattaco Inc. Surface tension driven filtration
US10532325B2 (en) 2014-06-13 2020-01-14 GattaCo, Inc Capillary pressure re-set mechanism and applications
DE102015007642A1 (de) * 2015-06-17 2016-12-22 Sarstedt Ag & Co. Verfahren und Vorrichtung zum Bereitstellen von eine getrocknete Flüssigkeitsmenge, insbesondere Blut, aufweisenden, saugfähigen Probenträgern
WO2016209147A1 (en) 2015-06-20 2016-12-29 Roxhed Niclas A plasma separating microfluidic device
US10906042B2 (en) 2015-07-21 2021-02-02 Gattaco Inc. Automatic plasma separation and metering
CN105772121A (zh) * 2016-03-09 2016-07-20 苏州露水生物技术有限公司 微流控技术在血液中分离中的应用
AU2017202369C1 (en) 2016-04-11 2022-09-29 National Research Council Of Canada Patterned Film for Forming Fluid-Filled Blister, Microfluidic Blister, and Kit and Method of Forming
CN105964315B (zh) * 2016-05-23 2017-12-22 杭州霆科生物科技有限公司 一种多级自控的微流控芯片
CN109475865B (zh) * 2016-06-30 2021-06-29 萨斯特德特股份两合公司 用于提供具有经干燥的液体量、尤其血液的有吸附能力的样品载体的装置
US20200139321A1 (en) * 2017-01-18 2020-05-07 Precision Nanosystems Inc. Low Complexity Flow Control in a Microfluidic Mixer
EP3576880A4 (en) * 2017-02-02 2021-01-06 University of Maryland, College Park TRAP NETWORKS FOR ROBUST MICROFLUIDIC SAMPLE DIGITIZATION
CN110891684B (zh) * 2017-02-16 2022-08-30 Essenlix公司 基于qmax卡的测定装置和方法
CN112639484A (zh) * 2018-08-31 2021-04-09 国立研究开发法人产业技术综合研究所 测定装置
US10717080B2 (en) * 2018-09-05 2020-07-21 Paratus Diagnostics, LLC Systems and method for metering and timing of fluid flow in a point-of-care diagnostic cartridge
EP3847458A4 (en) * 2018-09-06 2022-06-15 Capitainer AB MICROFLUIDIC DEVICE
CN109158136B (zh) * 2018-10-19 2023-10-13 上海快灵生物工程有限公司 一种微孔膜截留的微流体芯片及其溶液流路控制的方法
CN113226551A (zh) * 2018-11-09 2021-08-06 江苏集萃微纳自动化系统与装备技术研究所有限公司 纳米纤化纤维素纸基微流体装置
NL2022085B1 (en) * 2018-11-28 2020-06-25 Mimetas B V Device for assessing mechanical strain induced in or by cells
CN110508337B (zh) * 2019-03-27 2022-08-30 广州万孚生物技术股份有限公司 体外检测装置及其上样机构
CN113101990B (zh) * 2021-04-13 2022-06-21 广西大学 一种用于微流体集成芯片中流体试剂储存和自触发并延时释放的方法
KR20240026458A (ko) 2021-06-29 2024-02-28 캐피테이너 아베 미세유체 장치
WO2023277773A1 (en) 2021-06-29 2023-01-05 Capitainer Ab Microfluidic devices
CN115245847B (zh) * 2022-08-09 2024-04-19 东南大学 一种基于特斯拉阀的微混合芯片

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6632399B1 (en) * 1998-05-22 2003-10-14 Tecan Trading Ag Devices and methods for using centripetal acceleration to drive fluid movement in a microfluidics system for performing biological fluid assays
US7459127B2 (en) * 2002-02-26 2008-12-02 Siemens Healthcare Diagnostics Inc. Method and apparatus for precise transfer and manipulation of fluids by centrifugal and/or capillary forces
WO2005084534A1 (en) * 2003-09-03 2005-09-15 Life Patch International, Inc. Personal diagnostic devices and related methods
DE102004007567A1 (de) * 2004-02-17 2005-09-01 Boehringer Ingelheim Microparts Gmbh Mikrostrukturierte Plattform und Verfahren zum Handhaben einer Flüssigkeit
EP1824601B1 (en) * 2004-10-18 2016-12-28 Life Technologies Corporation A device including a dissolvable structure for flow control
US20070026439A1 (en) * 2005-07-15 2007-02-01 Applera Corporation Fluid processing device and method
US8486333B2 (en) * 2008-02-04 2013-07-16 Micropoint Biosciences, Inc. Centrifugal fluid analyzer rotor
KR101796906B1 (ko) * 2009-03-24 2017-11-10 유니버시티 오브 시카고 반응을 수행하기 위한 방법
CN102713474B (zh) * 2009-10-14 2016-05-11 开利公司 具有流量计量装置的接收器
GB2491813A (en) 2011-06-03 2012-12-19 Univ Dublin City A microfluidic device with sacrificial valve
US9528987B2 (en) * 2011-06-23 2016-12-27 University Of Washington Reagent patterning in capillarity-based analyzers and associated systems and methods

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