CN107427829A - 用于处理液体的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了用于处理液体的装置和方法。该装置和方法使用离心力来驱动液体流动，并便于液体在例如微流体装置上的混合、计量和排序中的一个或多个。

Description

用于处理液体的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种用于处理液体的装置，具体地，涉及用于一种或多种液体的混合、试剂的再悬浮和/或检测室的填充的装置。更具体地，本发明涉及但并非仅仅涉及一种微流体装置，例如，离心微流体装置。

背景技术

被称为“盘上实验室（Lab-on-a-disc）”装置的装置允许液体体积的混合、排序和控制。通过绕旋转轴旋转装置，在离心力的作用下，可能引起液体流过这样的装置。可选地，可能通过其他方式，例如压力驱动流和毛细驱动流，来诱导装置中的液体流动。

在“盘上实验室”装置上的液体的处理可能需要混合液体（例如，包括两种或两种以上成分的液体），或者液体中的一种或多种干燥剂的再悬浮。特别是在微流体装置中，实现两种液体或者液体和干试剂的有效混合可能是一种挑战，特别是在处理通常与微流体装置一起使用的少量的液体的时候。因此，具有促进液体在这样的装置上的有效混合的结构是很有用的。

发明内容

在独立权利要求中阐述了本发明的各方面。此外，在从属权利要求中阐述了实施例的可选特征。

在一些实施例中，提供了一种用于处理液体的装置，该装置配置为绕旋转轴旋转。该装置包括第一腔体，该第一腔体可能是例如，腔室、通道或通道网络。该第一腔体包括位于一远端部分的径向内侧的近端部分。该第一腔体包括布置在远端部分中的第一端口。该装置还包括第二腔体，该第二腔体可能是例如腔室、通道或通道网络。该第二腔体包括位于一远端部分的径向内侧的近端部分。该第二腔体包括在远端部分中的第二端口。第一管道结构连接第一端口和第二端口以在第一端口和第二端口之间引导流体流动。第二端口位于第一端口的径向外侧。第二腔体配置为当液体流入第二腔体时，一定体积的气体被困在第二腔体中，并且气体的压力增加。换句话说，流入和流出第二腔体的唯一流体流动路径是经由第二端口。

在使用中，作为第一步，液体被输送到第一腔体中。这可能在离心力的作用下通过毛细管作用或其它方式实现。当装置旋转时，第一腔体中的液体经由第一端口流出第一腔体进入管道结构，并且可选地进入第二腔体。通过配置第二腔体使得经由第二端口是流入和流出第二腔体的唯一流体流路，当液体从第一管道结构向第二腔体流下，存在于第一管道结构和第二腔体中的气体被移动并且被困在第二腔体中。当液体流动时，被困的气体的压力增大，直到气体压力与液体上的离心压力平衡。当装置减速或停止时，离心压力降低，被困的气体膨胀，并且迫使液体沿着第一管道结构返回，在一些实施例中，返回到第一腔体中。可能重复加速和减速的过程以混合液体。

应当理解的是，第一腔体可能包括其它端口，入口或出口，这些端口可能与上述流动或混合配置不相关。

在一些实施例中，该装置包括下游腔体和出口管道，出口管道将第一腔体的出口端口连接至下游腔体的入口。下游腔体可能是例如，腔室。出口管道从出口端口径向向内延伸至第一弯曲部并且从第一弯曲部径向向外延伸至下游腔体的入口。第一弯曲部布置为相对于第一腔体的径向最外侧径向向内，并且相对于第一腔体的径向最内侧径向向外。

有利地，这种结构有助于控制从第一腔体输送到下游腔体的液体的体积。由于在第二腔体中的压力与离心力之间的平衡，可能控制第一腔体中的液位，从而使得液体流入下游腔体的开始时间（第一腔体中的液体升高至第一弯曲部上方的时间）和体积（在那之后存在于第一腔体的液体）都能够被控制，正如下面详细讨论的。参照图10a至10g，这一概念将被更详细地解释。

在一些实施例中，出口管道从出口端口径向向外延伸至第二弯曲部并且从第二弯曲部径向向内延伸至第一弯曲部。在这些实施例中，第一弯曲部位于第二弯曲部的下游。在其他实施例中，第一弯曲部位于第二弯曲部的上游。

有利地，产生的U型弯曲减小了在第一次操作之后虹吸再吸入的风险（即在液体已经被输送到下游腔体中之后，防止液体越过出口管道的顶部）。通常，在液体已经被输送到下游腔体中之后，径向向外的U型弯曲部仍充满液体，因此，在后续加速或减速期间，抑制另外的液体在协议中的后面阶段再次装填内弯曲部和外弯曲部（即第一弯曲部和第二弯曲部）。

在一些实施例中，第一腔体具有从出口管道的第一弯曲部的径向向内和向外延伸的第一径向区域，以及相对于第一径向区域径向向外的第二径向区域，第一腔体的出口端口布置在第二径向区域中。第一腔体在第一径向区域中的横截面面积小于的第一腔体在第二径向区域中的横截面面积。该结构有助于更好地控制液体从第一腔体输送到下游腔体中的时间，如下参考图10f将更详细地进行解释。在一些实施例中，第一腔体在第一径向区域中的横截面面积相对于第一腔体在第二径向区域中的横截面面积一个或多个减小布置在第一腔体中的一个或多个柱体。可选地或附加地，在一些实施例中，第一腔体在第一径向区域中的横截面面积相对于第一腔体在第二径向区域中的横截面面积减小第一腔体在第一径向区域中的周向伸长的减小和/或第一壳体在第一径向区域中的深度（即，第一腔体平行于旋转转的尺寸）的减小。例如，第一腔体的周向伸长在第一区域和第二区域之间可能存在阶跃变化，和/或第一腔体的深度在第一区域和第二区域之间可能存在阶跃变化。在一些实施例中，第一径向区域相对于出口管道的第一弯曲部径向内的径向伸长小于第二径向区域的径向伸长。

在一些实施例中，出口端口可能与第一端口分开。在其它实施例中，第一端口和出口端口可能是相同的，例如，第一腔体可能包括（经由第一管道结构）与第二腔体和（经由出口管道）与下游腔体同时流体连通的单个端口。

换句话说，在一些实施例中，提供了一种用于处理液体的装置，该装置配置为绕旋转轴旋转，并且包括具有第一端口的第一通气室和具有第二端口的第二非通气室。第一通气室和第二非通气室均包括位于一远端部分的径向内侧的近端部分。第一端口和第二端口分别布置在第一腔体和第二腔体的相应远端部分中，第二端口相对于第一端口径向向外。该装置还包括连接第一端口和第二端口以在第一端口和第二端口之间引导液体流动。

在一些实施例中，该装置包括下游通气室和将第一腔体的出口端口连接至下游腔体的入口的出口管道。出口管道从出口端口径向向内延伸至第一弯曲部，并且从第一弯曲部径向向外延伸至下游通气室的入口。第一弯曲部布置在第一通气室的径向最外侧部分的径向内侧，并且位于第一通气室的径向最内侧部分的径向外侧。

应当理解，本文所使用的术语“通气”和“非通气”是指使得将通气室连接至装置外部的大气或封闭的空气回路，使得当液体流入通气室的入口端口或流出气室的出口端口时，可能平衡压力。相反，非通气室既不连接至外部空气，也不连接至封闭的空气回路，使得液体一旦填充非通气室的任何入口端口和出口端口，进出非通气室的各流速的任何差异均会导致非通气室中气体压力的变化。换句话说，在非通气室中，进出非通气室的唯一液体流动路径是一个或多个通过装置的液体流动回路的一个或多个液体端口部分。

应当理解，根据不同情况，本文所述的腔体可能被描述为通气的或非通气的。例如，上述第二腔体可能被描述为“非通气的”，并且在一些实施例中，第一腔体和下游腔体可能被描述为“通气的”。

在一些实施例中，非通气室仅具有单个端口，其用作入口和出口。一旦液体填充该端口，随着液体进入腔室，腔室中的气体压力增加。

在一些实施例中，第二腔体的第二端口布置在第二腔体的径向最外侧。如上所述，在离心力的作用下，液体沿着第一管道结构从第一腔体流出。如果为了进入第二腔体而行进得足够远，那么第二端口的位置变得与第二腔体相关。第二端口布置在第二腔体的径向最外侧意味着当第二腔体充满液体时，液体从第二腔体的径向最外侧的径向向内填充。因此，在第二腔体中的气体被进入第二腔体的液体径向向内地进一步取代。换言之，当第二腔体填充时，在第二端口和一定体积的被困气体之间总是存在有液体。然后，当装置减速或停止时，气体膨胀，并且首先离开腔体的是液体（而不是任何气体）。换句话说，保持空气镇流，并且在排空液体之前没有空气能够逸出第二腔体。

如上所述，第二端口相对于第一端口径向向外。存在有多个可能的方式来相对于第一腔体定位第二腔体使得第二端口沿着第一端口径向向外。在一些实施例中，第二腔体可能在第一腔体的径向外侧。换句话说，第二腔体的径向最内侧可能相对于第一腔体的径向最外侧径向向外。在一些实施例中，第二腔体可能相对于第一端口径向向外。换句话说，第二腔体的径向最内侧可能相对于第一端口径向向外。

同样地，在第一腔体和第二腔体的径向伸长之间可能存在一些重叠。如上所述，在一些实施例中，第一腔体和第二腔体均包括各自腔室的远端部分和位于一远端部分的径向内侧的近端部分。在一些实施例中，第二腔体的远端部分可能相对于第一腔体径向向外。在一些实施例中，第二腔体的一部分可能相对于第一腔体的至少一部分径向向外。在一些实施例中，第二端口可能相对于第一腔体的一部分的径向向外。具体地，第二端口可能相对于近端部分径向向外，并且可选地相对于第一腔体的远端部分径向向。

在一些实施例中，第一腔体包括第一多个端口，第一多个端口包括第一端口。管道结构将第一多个端口连接至第二腔体。如上所述，通过使装置加速和减速，液体可能通过管道结构在第一腔体和第二腔体之间来回移动。通过将第一腔体配置为具有多个端口，当液体从管道结构回流到第一腔体中时，液体也通过多个端口这样做。在多个端口（与仅一个端口相对）将液体强制回流到腔体中，有助于液体的进一步混合，通过液体的多次拆分和合并促进混合。在一些实施例中，第一端口或多个端口布置在第一腔体的远端部分中，例如在第一腔体的径向最外侧。

在一些实施例中，第一多个端口中的两个或更多的端口可能彼此相邻布置在，例如第一腔体的同一壁上。例如，这可能是腔体的径向远侧壁。

在一些实施例中，第二腔体包括第二多个端口，第二多个端口包括第二端口。管道结构将第二多个端口连接至第一腔体。以与上述相同的方式，将第二腔体配置为具有多个端口，从而进一步促进液体的混合。在一些实施例中，第二多个端口可能布置在第二腔体的远端部分中，例如在第二腔体的径向最外侧。应当理解为，第一腔体和第二腔体中的一个或两个都可能具有多个端口。在一些实施例中，如上所述，第一腔体和第二腔体或两个都可能仅具有一个端口。

在一些实施例中，第一管道结构包括共用管道部分，该共用管道部分配置为在使用中，来自第一多个端口中的两个或更多个端口和/或来自第二多个端口中的两个或更多端口的液体合并在共用管道部分中。例如，在一些实施例中，从第一腔体输送至第二腔体中的任何液体都流过共用部分。具体地，在一些实施例中，通过第一多个端口和第二多个端口从第一腔体输送到第二腔体中的任何液体都流过共用管道部分。管道结构可能在其一端或两端具有分支结构（取决于第一腔体和第二腔体中的哪个具有多个端口）。换句话说，共用管道结构可能在其一端或两端分支成多个管道部分。每一管道部分可能与第一腔体或第二腔体的端口连通。以具有多个端口的第一腔体为例，管道结构可能包括多个管道部分，每个管道部分与第一多个端口的其中一个端口连通。这些管道部分连接至共用管道部分，例如，其可能是单个通道。换句话说，共用部分可能以任何方式分支成多个管道部分，以将第一腔体的多个端口中的一些或全部端口连接至第二腔体。在第二腔具有多个管道的实施例中，管道结构在第二腔体处可能具有类似的分支结构，该分支结构与第二腔体的一些或全部端口连通。

在一些实施例中，第一管道结构可能包括分支成多个管道部分的单个通道。在一些实施例中，两个或更多个管道部分可能在两个或更多管道部分的下游合并成单个通道。在一些实施例中，第一管道结构可能包括分支成多个管道部分的单个通道，然后再次合并到单个通道中，以便进一步促进液体的混合。然而，同样地，在第一腔体和第二腔体都具有多个端口的实施例中，管道结构可能包括多个单独的通道或管道，每个通道或管道将第一腔体上的端口连接至第二腔上的端口。第一腔体和第二腔体上的端口数可能相同或不同。在腔体之间的端口数量不同的情况下，管道结构可能分支到任何数量的管道部分，以将第一腔体的端口连接至第二腔体的端口。

在一些实施例中，在第一腔体、第二腔体和第一管道结构中的一个一个或多个中包含一种或多种试剂，例如干试剂，。

在一些实施例中，第二腔体包含一种或多种试剂。例如，第二腔体包含一种或多种干试剂。因此，可能使液体进入第二腔体并与试剂混合，或者在干试剂的情况下使它们再悬浮。如上所述，液体可能在腔体之间来回移动，以便将一种或多种试剂与液体混合。

在一些实施例中，第二腔体包括一个或多个相对于一种或多个干试剂径向向外的部分。换句话说，在第二腔体的一个一个或多个端口和一种或多种干试剂之间存在不包含任何试剂的第二腔体的径向伸长。以这种方式，可以使液体进入第二腔体而不会在第二腔体中行进至与一种或多种试剂接触的长度。具体地，通过在第一和第二旋转频率之间使装置加速和减速，液体可能在第一腔体和第二腔体之间来回移动一次或多次以便混合。随后，装置可能以大于第一旋转频率的第三旋转频率旋转，从而将液体进一步推动到第二腔体中（特具体地，在第二腔体内部进一步径向向内），使得液体与一种或多种干试剂接触，并将它们再悬浮在液体中。可选地或附加地，第一腔体可能包含一种或多种试剂，例如干试剂。

上述实施例被描述为配置为具有第二腔体，该第二腔体配置为当液体流入第二腔体时，一定体积的气体被困在第二腔体中并且气体的压力增加。如上所述，这样的腔体可能包括通道网络。在这种实施例中，第一管道结构将第一腔体的第一端口（或第一多个端口）连接至通道网络的第二端口（或第二多个端口）。通道网络配置为当液体流入通道网络时，气体困在通道网络中并且气体的压力增大。

通道网络可能包括沿径向对齐的第一多个管道和沿圆周方向对齐的第二多个管道。第一多个管道和第二多管道可能在多个点处彼此相交。换句话说，管道可能具有栅格构造。

在一些实施例中，径向对齐的管道与第一周向对齐的管道的交点可能偏离径向对齐的管道与第二周向对齐的管道的交点，紧邻第一周向对齐的管道。

可能采用与上述装置相符的方法，以便在第一腔体和通道网络之间来回移动液体，从而混合液体或将一种或多种干试剂再悬浮在液体中。

如上所述，在一些情况下，液体通过该结构行进得足够远而进入第二腔体，当装置减速或停止，并且液体被迫离开第二腔体时，有利地，保留一些液体在第二腔体中。具体地，这样做是为了在液体已经混合后对液体的一部分进行进一步处理。例如，可能对液体进行成像或以其他方式测量的液体的特性，例如通过获得液体的透射或反射光谱或通过光度来测定。有助于在第二腔体（或空气镇流结构）中保留液体的一部分的各种结构和腔体形状如下所示。

在一些实施例中，第二腔体包括液体保留部分。布置在液体保留部分和第二端口之间的第二腔体的壁的至少一部分径向向内延伸。因此，有利地，至少当液体处于离心力的作用下，存在势垒，液体保留部分中的液体将需要克服该势垒以便离开第二腔体。在一些实施例中，第二腔体的壁从第二端口径向向外延伸。

在第一例子中，第二腔体的壁径向向内延伸以连接至第二端口。腔体的壁可能从第二腔体的径向远侧壁直接径向向内延伸，以连接至第二端口。换句话说，端口处于第二腔体的远端和近端之间的侧壁中。因此，在腔体的径向最外侧中的液体需要径向向内流动，抵抗离心力的作用以便离开第二腔体。

在第二例子中，第二腔还包括混合部分。液体保留部分通过第二腔体的壁的一部分与混合部分分离，第二腔体的壁的该部分从混合部分径向向内延伸至第一径向位置，并且从第一径向位置径向向外延伸至液体保留部分。这是在液体保留部分和第二端口之间提供势垒的另一种方式。在这种结构中，第二端口布置在混合部分上，例如布置在第二腔体的径向最外侧。一旦第二腔体中的液位达到第一径向位置（如上所述），液体将溢出到液体保留部分中。因此，当装置减速或停止，并且通过被困的气体的膨胀使液体被迫离开第二腔体时，液体仍保留在液体保留部分中。

在一些实施例中，第二腔体是检测室。具体地，检测室的外表面的至少一部分可能配置为传输入射在表面上（特别是在液体所保留的区域中）的光束。例如，表面可能是透明或半透明的。

在一些实施例中，第二腔体可能包括第一部分和溢流部分，其中溢流部分通过第二腔的壁的一部分与第一部分分开，第二腔体的壁从第一部分径向向内延伸至第一径向位置，并且从第一径向位置径向向外延伸至溢流部分。因此，当液体流入并填充到第二腔体时，一旦液位达到第一径向位置，液体将流入溢流部分。因此，明确定义体积的液体将被保留在第一部分中。

第一部分具有相对于近端部分径向向外的远端部分，并且远端部分具有比近端部分更大的周向伸长。这是为了与第二腔体相同的径向伸长而增加第一部分（更一般来说，还有第二腔体）的体积（这由于装置上，特别是在径向方向上的有限空间可能受到限制）。在近端部分和远端部分之间的周向伸长存在阶跃变化。

应当理解的是，第一部分同样可能具有其他形状。例如，第一部分的周向伸长可能增加在径向方向上的线性。

上述实施例通过在第一腔体和第二腔体之间来回移动液体来促进液体的混合。本发明的原理也可能应用于液体进出第二腔体以及进出第三腔体。例如，可能用于将液体的第一部分与第一试剂混合并将其输送至第二腔体（例如腔室）中，用于随后的检测过程，并且将第二部分液体与第二试剂混合，并将其输送至第三腔体（例如腔室）中，用于随后的检测过程。

为此，可能像下面那样配置装置。简而言之，该装置包括另外的管道结构和腔体，参考如上所述的第一管道结构和第二腔体。

在一些实施例中，该装置还包括具有第三端口的第三腔体，第三腔体具有位于一远端部分的径向内侧的近端部分。该装置还包括在第一腔体和第三端口之间提供流体流动路径的第二管道结构。第二管道结构可能与第一管道结构完全分开，或者这两个管道结构可能重叠。例如，第二管道结构可能紧跟第一管道结构，或以其他方式连接在一起。在一些实施例中，第二管道结构连接至第一管道结构，使来自第一腔的液体经由第一管道结构的至少一部分流动到第二管道结构中。可选地，第一管道结构和第二管道结构各自连接至第一腔体上的一个端口或一组端口，否则可能会彼此分开。例如，第二管道结构可能将第一端口连接至第三端口，在第一端口和第三端口之间提供流体的流动路径。

该装置配置为进入和离开第三腔体的唯一流体流动路径是经由第三端口。换句话说，第三腔体配置为当液体流入第三腔体时，一定体积的气体被困在第三腔体中并且气体的压力增加。第三端口相对于第一端口径向向外。在一些实施例中，第三端口可能布置在第三腔体的远端部分。在其他实施例中，第三端口可能布置在第三腔体的近端部分。在其他实施例中，第三端口可能布置在第三腔体的径向最内侧。

第三腔体包括液体保留部分，其中布置在液体保留部分和第三端口之间的第三腔体的壁的至少一部分径向向内延伸。在一些实施例中，第三腔体的壁从第三端口径向向外延伸。

只要第三腔体具有液体保留部分，第三腔体就可能以参考第二腔室以上述任何方式配置。具体地，第三腔体的壁可能从第三端口径向向外延伸。同样地，第二管道结构可能参考第一管道结构以上述任何方式进行配置。

在一些实施例中，该装置可能包括在第一管道结构和第二管道结构之间的虹吸管。虹吸管包括上游径向向内延伸部分，下游径向向外延伸部分和位于上游部分和下游部分之间的顶部。虹吸配置为使得虹吸管的顶部在第一腔体中的液位径向向内。为了实现这点，虹吸的顶部可能径向向内布置在第一腔体的径向最内侧。虹吸管可能用于停止液体的流动直到装置停止（即装置不再旋转）。在该装置具有第二腔体和第三腔体的实施例中，其优点在于，液体可能移进和移出第二腔体进行混合，同时通过虹吸阀阻止液体到达第三腔体。然后，可能将装置停止或减慢，允许虹吸管装填，然后可能根据上述方法来回将液体输送到第三腔室中。以这种方式，液体的一部分（或可选地，来自不同腔体的液体）可能相继地连续与试剂混合。为了使得虹吸管能够装填，第二管道结构包括通气口。

具体地，在一些实施例中，第一管道结构和第二管道结构中的一个或两个都可能包括第一试剂室，该第一试剂室包含一种或多种试剂。第一试剂室包括相对于近端部分径向向外的远端部分。第一试剂室具有第一端口，试剂室通过第一端口填充来自第一腔室的液体。试剂室的第一端口位于远端部分。例如，第一端口可能位于试剂室的径向最外侧。

参考从径向最外侧填充第二腔体或空气镇流结构，将试剂室的端口定位在远端，例如试剂室的径向最外侧是有利的，其原因如上所述。

简而言之，从远端，例如径向最外侧向试剂室填充液体，意味着存在于试剂室中的气体径向向内移动。然后，当装置减速或停止，并且困在第二腔体（或空气镇流结构）中的气体膨胀并迫使液体向下回流到管道结构时，气体保持在该结构的一端中。换句话说，液体被保持为单一的连续液柱，并且液柱中没有破裂，一定体积的气体也不会被液体拆分为的较小体积的气体。然而，液体中可能存在一些气体气泡，这些气泡可能会与液体一起被来回输送。

在一些实施例中，该装置还包括第二试剂室。以包括第一试剂室和第二试剂室的第一管道结构为例，第二试剂室通过第一管道结构与第一试剂室串联连接。在液体流动方面，液体从第一腔体通过第一试剂室流入第一管道结构，进入第一管道结构的另一部分，然后通过第二试剂室，然后可选地进一步沿着第一管道结构向下流动，可选地进入第二腔体。第二试剂室可能参考如上文所述的第一试剂室进行配置。

在一些实施例中，该装置可能以第一旋转频率旋转，并且在离心力的作用下，使液体流入第一试剂室，第一试剂室中的一种或多种试剂再悬浮在液体中。然后装置减慢或停止，使得液体被迫回流到第一腔体中，重复加速和减速过程将液体与一种或多种试剂混合。然后装置可能进一步加速，使得液体沿着管道结构进一步被推入第二试剂室中，其中第二试剂室中的一种或多种试剂再悬浮在液体中。然后可能进行进一步的加速和减速的混合步骤。以这种方式，可能对（在第一试剂室中的）第一试剂或第一组试剂进行连续再悬浮，然后是（在第二试剂室中的）第二试剂或第二组试剂的连续再悬浮。

在一些实施例中，第二试剂室可能由第一管道结构的分支与第一试剂室平行连接。例如，第一管道结构可能包括分支成两个平行的管道部分的共同管道部分，每个管道部分包括试剂室。在液体流动方面，液体从第一腔体流入第一管道结构。液体的一部分将进入第一管道部分并流过第一试剂室，液体的另一部分将进入第二管道部分并流过第二腔室。在一些实施例中，两个平行管道结构可能合并到试剂室另一侧的单个共用管道部分上。另外，两个管道部分可能连接至第二腔体的两个单独的端口，或者可能连接至两个单独的腔体。

同样地，在一些实施例中，第二管道结构可能包括第一试剂室和可选的如上所述与第一试剂室连续或平行连接的第二试剂室。应当理解的是，该装置可能包括可能通过管道结构彼此并联和/或串联连接的任何数量的试剂室。另外，所述的试剂，特别是干试剂可能包含在该结构的其他地方。例如，管道结构的通道状部分可能包含一种或多种试剂。还应当理解的是，上述或下文描述的任何实施例包括以本文所述的任何方式（或其他方式）配置的一个或多个试剂室。例如，在第一腔体和第二腔体中的一个或两个都具有多个端口和/或第一腔体具有混合部分、计量部分和溢流部分（如下所述）的实施例可能包括按照上述方式的一个一个或多个试剂室。它们也可能采用任何类型的空气镇流结构，空气镇流结构可能是通道、管道、通道网络或腔室，并且相对于第一腔体的处于任何位置。

在一些实施例中，第一管道结构和第二管道结构中的一个或者两个都可能包括曲折管道。换句话说，管道结构具有多个弯曲的部分以形成蛇形形状。这种结构意味着管道具有较长的长度，从而改善了液体的混合。类似于一个一个或多个试剂室，该特征也可能与本文所述的任何其它特征组合。在一些实施例中，在曲折管道中包含一种或多种干试剂。

在一些实施例中，第一管道结构包含一种或多种干试剂，第一管道结构中包含在一种或多种试剂上游的部分。

上述结构涉及适合于以足够高的旋转速度旋转装置以使液体进入第二腔体的方法。然而，液体也可能简单地通过将液体从第一腔体输送至管道结构中进行混合，然后流出管道结构并且回到第一腔体内，即进行液体混合，液体不一定需要进出第二腔体。

为了发生来回混合，气体必须被困在液体下游的结构中，使得气体充当空气镇流器。用于包含空气镇流器的空气镇流结构可能是任何形状，并且可能位于第一腔体的任何地方。例如，它可能是腔室，但也可能是在其远端或通道网络处封闭的通道状结构。如上所述，在一些实施例中，相同的腔体既用于包含空气镇流器又作为液体的接收腔。

在一些实施例中，提供了一种用于处理液体的装置。该装置配置为绕旋转轴旋转。该装置包括第一腔体，第一腔体包括位于一远端部分的径向内侧的近端部分。第一腔体包括布置在腔体的远端部分的第一多个端口。该装置还包括空气镇流结构，空气镇流结构配置为使得当液体从第一多个端口流出时，一定体积的气体困在空气镇流结构中，气体的压力增大。在一些实施例中，空气镇流结构可能被配置为用于容纳被从第一腔体流出的液体替代的流体。

可选地，第一腔体可能仅仅包括单个端口。在这种情况下，管道结构将第一端口连接至第二端口，在第一端口和第二端口之间提供流体连通路径。

在一些实施例中，空气镇流结构是检测室。在一些实施例中，装置还包括将第一多个端口连接至空气镇流结构的第一管道结构。在一些实施例中，第一管道结构包括共用管道部分，共用管道部分配置为使得在使用时，来自第一多个端口中的两个或更多端口的液体流合并在共用管道部分中。

原则上，上述装置可能参考包括第一腔体和第二腔体的装置以相似的方式使用。简而言之，当装置以第一旋转频率旋转时，液体在离心力的作用下经由第一多个端口流出第一腔体。气体被困在空气镇流结构中，并且当液体从第一腔体流出时，被困在空气镇流结构中的气体压力增加。然后将装置减速至第二旋转速度（或停止），空气镇流结构中的气体膨胀，从而迫使液体朝向第一腔体并且可选地进入第一腔体。液体可能进入也可能不进入空气镇流结构。多次重复加速和减速的过程可能将液体混合。

有利地，配置第一腔体使其具有多个端口，改善了液体的混合。如上所述，具有第一腔体和第二腔体的实施例，当通过多个端口将液体强制回流第一腔体中时，通过端口进入腔体的液体与经由相邻端口进入的液体相互作用。

在一些情况下，一旦液体以上述方式混合，可能需要对特定体积的混合液体进行计量。因此，在一些实施例中提供了提供这种计量的结构。为此，在一些实施例中，第一腔体包括混合部分、计量部分和溢流部分。混合部分、计量部分和溢流部分通过第一腔体的壁的相应部分彼此分开，第一腔体的壁的这些相应部分径向向内延伸至相应的径向位置并且从相应的径向位置径向向外延伸。在位于第一腔体的近端部分和径向向内延伸的壁的径向最内侧的部分之间存在流体流动路径。第一端口或第一多个端口布置在混合部分中。计量部分具有连接在出口端口处的出口管道，在计量部分填充时，该端口和/或配置好的管道将液体保持在计量部分中。例如，计量部分的出口可能与包括虹吸阀结构或其他阀结构的管道相连通。可能通过控制装置的旋转频率，使液体在预定的时间里流过这些结构。因此，一旦第一腔体的计量部分填充有液体并且包含明确定义的体积的液体时，液体柱可能在下游流到其它结构中。

在使用时，当装置减慢时，液体通过第二腔体或空气镇流结构中的积聚的气体压力被迫返回到第一腔体中（如上所述），装置可能被充分地减慢以允许足够大量的液体返回到第一腔体中，使得液体溢出到计量部分中，并随后进入溢流部分。计量部分具有明确定义的体积，因此，可能将明确定义的液体体积与液体体积的其余部分分离。然后，可能将这个明确定义的体积与稀释剂（也称为冲淡剂）混合，例如，可能获得特定的液体浓度。

在一些实施例中，混合部分和计量部分可能是同一部份。换句话说，第一腔体可能包括混合部分和溢流部分，二者通过第一腔体的壁的一部分彼此分开，第一腔体的壁的该部分径向向内延伸至相应的径向位置并且从相应的径向位置径向向外延伸。除了第一端口或第一多个端口之外，混合部分可能具有连接至出口端口的出口管道，端口和/或管道配置为在混合部分填充时将液体保留在混合部分中。例如，混合部分的出口可能与包括虹吸阀结构或其他阀结构的管道连通。因此，当装置减慢或停止时，液体被迫回到第一腔体中，其中一些空气溢出到溢流部分中，在混合部分中留下明确定义的体积的液体。通过控制装置的旋转频率，液体可能在期望的时间通过出口端口和出口管道从第一腔体流出。因此，一旦第一腔的混合部分填充有液体并且包含明确体积的液体，则一定体积的液体可能在下游流到其它结构中。

第一腔体（即包括混合计量和溢流部分的第一腔体）的这种结构可能与本说明书中描述的许多其它特征组合，只要液体可能移回到第一腔室并溢流到计量部分和溢流部分中。例如，第一腔体的这种特定结构可能包括布置在混合部分中的多个端口。它可能与具有以任何方式成形的空气镇流结构的实施例组合，该空气镇流结构定位在相对于第一腔体的任何地方。如上所述，第一腔体可能与第二腔流体连通，并且如上所述，第二腔体可能包括或不包括多个端口。如上所述，管道结构还可能包括一个一个或多个试剂室。

还描述了配置为改善液体的混合（或一种或多种试剂再悬浮在液体中）的其它结构。在一些实施例中，第一管道结构可能包括分支成多个管道部分的通道。在两个或多个管道部分的下游，两个或多个的多管道部分可能合并到单个通道中。这种类型的结构有利于液体的拆分和重新合并（可选地进行重复操作），从而促进液体的混合和/或一种或多种干试剂在液体中再悬浮。

在其他实施例中，管道部分可能进一步分支为另外的小分支，这些小分支可能（或可能不）合并为一个或多个通道一个或多个。

在一些实施例中，第二管道结构可能可选地或附加地包括以上述任何方式分支成多个管道部分的通道。

另一方面，还提供了一种用于处理液体的装置，该装置配置为绕旋转轴旋转。该装置包括具有出口端口的第一腔体和包括远端部分径向向内的近端部分的第二腔体。第二腔体具有布置在远端部分的第二端口，并且将第二腔体配置为经由第二端口从第一腔体接收液体。第二腔体配置为当液体从第一腔体流入第二腔时，一定体积的气体捕获在在第二腔体中并且气体的压力增加。该装置还包括下游腔体和将第一腔体的出口连接至下游腔体的入口的出口管道。出口管道从出口端口径向向内延伸至第一弯曲部并且从第一弯曲部径向向外延伸至下游腔体的入口。第一弯曲部布置为相对于第一腔体的径向最外侧径向向内，并且相对于第一腔体的径向最内侧径向向外。

有利地，这种结构有助于控制从第一腔体输送到下游腔体中的一定体积的液体。由于第二腔体中的压力与离心力之间的平衡，可以控制第一腔体中的液位，使得开始时间（第一腔体中的液体高于弯曲部的时间）和（此后存在于第一腔体中的液体）液体体积能够被控制，如下参考图10f的详细讨论。

在一些实施例中，出口管道从出口端口径向向外延伸至第二弯曲部并且从第二弯曲部径向向内延伸至第一弯曲部。

在一些实施例中，第二端口在第二腔体的径向最外侧。

在一些实施例中，在第一腔体和第二腔体中的一个或两个中都包含一种或多种试剂。在一些实施例中，第二腔体包括相对于一种或多种一个或多个试剂径向向外的部分。

在一些实施例中，第二腔体包括液体保留部分，其中，布置在液体保留部分和第二端口之间的第二腔体的壁的至少一部分径向向内延伸。

在一些实施例中，第二腔体的壁从第二端口径向向外延伸。在一些实施例中，第二腔体是检测室。在一些实施例中，第二腔体包括第一部分和溢流部分，其中溢流部分通过第二腔的壁的一部分与第一部分分离，第二腔的壁的该部分从第一部分径向向内延伸至第一径向位置，并且从第一径向位置径向向外延伸至溢流部分。

在一些实施例中，该装置是微流体装置。为免生疑问，术语“微流体”在本文中指的是具有流体元件（例如，具有至少一个维度小于1 mm的储液槽或通道）的装置。该装置可能被配置为处理纳升级至微升级的液体体积。液体的例子包括全血、血浆、血清和尿液。可能的试剂的例子包括颗粒、缓冲剂、盐、糖、生物活性元素（抗体、酶等）和聚合物。在一些实施例中，该装置可能是盘。

在一些实施例中，提供有一种在装置中驱动液体流动的方法。该方法包括以第一旋转频率旋转装置，将液体输送至装置的第一通气腔体中，并进入与第一腔体和/或第二非通气室连通的第一管道结构。该方法还包括以低于第一旋转频率的第二旋转频率旋转装置，将至少一些液体从第二腔体输送回第一腔体并将至少一些液体从第一腔体输送到与第一腔连通的下游腔体中。

以这种方式，通过将定容的液体输送至下游腔室中，可能从第一腔体和第二腔体中的一定体积的液体中分离出定容的液体。换句话说，该方法可用于计量一定体积的液体。有利地，可能通过减慢装置而不需要停止装置来控制时间。

该方法可能使用例如上述的结构来实现，其中第一腔体通过管道连接至下游腔体，管道具有第一弯曲部，第一弯曲部相对于第一空的径向最外侧径向向内，并且相对于第一腔体的径向最内侧的径向向外。

在一些实施例中，在以第一旋转频率旋转装置之后并且在以第二旋转频率旋转装置之前，该方法包括以第三旋转频率旋转装置，随后以第四旋转频率旋转装置，从混合液体。第三旋转装置和第四旋转频率大于第二旋转频率，第四旋转频率大于第三旋转频率。第三旋转频率可能与第一旋转频率相同或不相同。

旋转频率在第三旋转频率和第四旋转频率之间变化，由于第二腔体中的气体压力与第一腔体中的气体压力的相互作用和离心力的作用，液体可能在第一腔体和与第一腔体连通的管道结构之间来回移动，如下所述。这种液体的来回运动可能促进液体的混合。

在一些实施例中，该方法包括，在开始将液体从第一腔体输送至下游腔体中之后，以不同于第二旋转频率的第五旋转频率旋转该装置，以控制从第一腔体输送至下游腔体的液体的体积。

第五旋转频率可能大于第二旋转频率，以减小输送的体积，或者第五旋转频率可能小于第二旋转频率可，以增大输送的体积。因此，有利地，可以通过控制装置的旋转速率来控制计量体积。

除了计量的方法之外，如现在将描述的，本发明还提供在装置中混合液体的方法。

在一些实施例中，提供了一种在装置中混合液体的方法。在装置中混合液体可包括混合两种或更多种液体或两种或更多种液体组分。该方法包括将装置旋转以将液柱分成多个液柱并改变旋转频率以重新合并液柱。在一些实施例中，改变旋转频率以重新合并液柱的方法包括降低旋转频率。在一些实施例中，改变旋转频率以重新合并液柱的方法包括增大旋转频率。在一些实施例中，在旋转装置将液柱分成多个液柱并改变旋转频率以重新合并液柱之前，该装置不停止（即装置的旋转频率不降低到零）。

换句话说，在一些实施例中，该方法包括以第一旋转频率旋转该装置，以将液柱分成多个液柱，并以第二旋转频率旋转该装置以重新合并这些液柱。在一些实施例中，第一旋转频率大于第二旋转频率。在其他实施例中，第二旋转频率大于第一旋转频率。在一些实施例中，在以第一旋转频率和第二旋转频率旋转装置之间，装置不停止（即旋转频率不降低到零）。

该方法可能使用上述一个一个或多个实施例中的一个一个或多个的结构来实现，该结构包括在其一端或两端具有“分支”部分的管道结构，该管道结构将共用管道部分连接至腔体的多个端口（或多个管道部分）。同样地，该方法可能使用一个一个或多个上述实施例的结构来执行，其中第一管道结构和第二管道结构中一个的一个或两个都包括分支到多个管道部分的通道，然后将其合并成单个通道。该方法可能使用能够使在液体在其中来回移动时拆分和合并液体流的任何结构来实现。

在一些实施例中，提供了一种在装置中将液体混合并且将一种或多种干试剂再悬浮在液体中的方法。该方法包括以第一旋转频率旋转装置，然后以低于第一旋转频率的第二旋转频率旋转装置以混合液体。该方法还包括以大于第一旋转频率的第三旋转频率旋转装置，以将一种或多种试剂再悬浮在液体中。可能使用一种或多种上述实施例来实现该方法，其中将试剂提供在除了第一腔体之外的结构中的某处，例如在第二腔体（或空气镇流结构）中，特别是当第二腔体）包括相对于一个一个或多个试剂径向向外的部分，或包括在一个一个或多个试剂室中的部分时。也可能在管道结构中提供一种或多种试剂，例如在通道中或在一个或多个试剂室中。在一些实施方案中，混合液体包括将一种或多种干试剂再悬浮在液体中。换句话说，该方法可用于将一种或多种干试剂（或干试剂组）连续再悬浮。

在一些实施例中，提供了一种在装置中混合液体并且计量一定体积的液体的方法。该方法包括，以第一旋转频率旋转装置，以将液体输送至装置的第一腔体中，并进入与第一腔连通的管道结构。所述方法还包括以第二频率旋转所述装置，以在所述第一腔体中将所述液体的一部分与所述液体的其余部分分离。第二旋转频率小于第一旋转频率。该方法可能使用一个一个或多个上述实施例来实现，其中第一腔体包括混合部分、计量部分和溢流部分（或仅有混合部分和溢流部分）。在一些实施例中，将液体的一部分与液体的其余部分分离包括将明确定义体积的液体的部分与液体的其部分分离。

在一些实施例中，在以第一旋转频率旋转装置之后并且在以第二旋转频率旋转装置之前，在装置中混合液体并且计量一定体积的液体的方法包括以第三旋转频率旋转装置，随后以第四旋转频率旋转装置，从而混合液体。第三旋转频率小于第一旋转频率并且大于第二旋转频率，第四旋转频率大于第三旋转频率。为了避免疑问，四个旋转频率的顺序如下：

-第一旋转频率；

-第三旋转频率；

-第四旋转频率；

-第二旋转频率。

如上所述，在一些实施方案中，混合液体包括将一种或多种干试剂再悬浮在液体中。

在一些实施例中，提供了一种在装置中将液体分离成不同密度的多个组分（或者称为多个部分或多个片段）的方法。该方法包括旋转装置以将液体从第一腔体流入第二腔体并使第二腔体中的一定体积的气体的压力增加。该方法还包括旋转装置以将液体分离成不同密度的多个组分。该方法还包括将装置减速（或减慢），使液体的至少一部分流出第二腔体。流出第二腔体的液体的部分是该液体的其中一个组分的一部分。换句话说，使液体的其中一个组分的一部分流出第二腔体。

这样的方法，可能使用上述任何结构，其中，当液体流入第二腔体（或空气镇流器）时，第二腔体中的气体体积的压力增加。以这种方式，可以在离心力的作用下使液体流入第二腔体（或空气镇流器），从而在第二腔体中建立气体压力。然后可以旋转装置使得液体分离成不同密度的组分。然后可以使装置减速或停止，以允许第二腔体中的气体膨胀，从而迫使液体的其中一个组分的至少一部分返回到第二腔体中。

在一些实施例中，第二腔体的端口可能相对于第二腔体的一部分径向向内，特别地，相对于液体的两个组分之间的界面的径向位置径向向内，使得这两个组分中较轻的组分的至少一部分流出装置，并且两个组分中密度大的组分保留在第二腔体中。

在一些实施例中，上述方法可用于将一定体积的血液分离成细胞物质和血浆，然后使一定体积的血浆流出第二腔体，同时细胞物质保留在第二腔体中。

应当理解的是，上述许多特征和实施例可能以多种不同的方式组合。包括上述特征的组合的具体实施例在下面列出。

在一些实施例中，装置包括具有第一端口的第一腔体和具有第二端口的第二腔体。第二端口相对于第一端口径向向外。第一端口和第二端口通过第一管道结构连接。如上所述，第二腔体包括液体保留部分。具体地，第二腔体的壁可能从第二端口径向向外延伸。第二腔体被配置为当液体流入第二腔体时，一定体积的气体被困在第二腔体中并且气体的压力增加。换句话说，第二腔体被配置为，经由第二端口是进入和离开第二腔体的唯一的流体流动路径。第一管道结构还包括如上所述的一个一个或多个试剂室。具体地，第一管道结构包括包含一种或多种试剂的第一试剂室。第一试剂室包括相对于近端部分径向向外的远端部分。第一试剂室具有第一端口，试剂室通过第一端口被填充来自第一腔体的液体。试剂室的第一端口布置在腔室的远端部分。例如，第一端口可能位于试剂室的径向最外侧。同样地，管道结构可能不包括任何试剂室，而是可能包括曲折管道。在一些实施例中，曲折管道可能包含一种或多种干试剂。

在一些实施例中，装置包括具有相对于近端部分径向向外的远端部分的第一腔体。第一腔体包括布置在腔体的远端部分的第一多个端口。例如，第一多个端口可能布置在第一腔体的径向最外侧。该装置还包括相对于近端部分径向向外的远端部分的第二腔体。第二腔体包括布置在第二腔体的远端部分的第二多个端口。例如，第二多个端口可能布置在第二腔体的径向最外侧。将第二腔体配置为当液体流入第二腔体时，一定体积的气体被困在在第二腔体中并且气体的压力增加。换句话说，将第二腔体配置为，经由第二多个端口是进入和离开第二腔体的唯一流体流动路径。该装置还包括管道结构，该管道结构将第一多个端口连接至第二多个端口，在第一多个端口和第二多个端口之间提供流体流动路径。管道结构包括共用管道部分，并在第一腔体处分支成多个管道部分。每个管道部分连接至第一多个端口中的相应的端口。管道结构在第二腔体处包含相同的分支结构。

在一些实施例中，提供了一种用于处理液体的装置，该装置配置为绕旋转轴旋转以驱动装置中的液体流动。该装置包括腔室和用于容纳液体的管道。该腔室具有连接至上游液体处理结构的入口端口，以便从上游液体处理结构接收液体。该腔室还包括连接至管道的出口端口。管道从出口端口径向向内延伸至顶部，并从顶部径向向外延伸。腔室从顶部径向向内延伸。腔室具有径向向内和向外延伸的第一径向区域，和相对于第一径向区域的出口端口径向向外的第二径向区域。腔室在第一径向区域中的横截面面积小于腔室在第二径向区域中的横截面面积。该结构有助于更好地控制管道装填的时间（即液体流过管道的顶部），如下将参考图20更详细地解释。在一些实施例中，腔室在第一径向区域中的横截面面积相对于腔室在第二径向区域中的横截面面积减少布置在腔室中的一个一个或多个柱体。可选地或附加地，在一些实施例中，腔室在第一径向区域中的横截面面积相对于腔室在第二径向区域中的横截面积减小腔室在第一径向区域中的周向伸长的减小或者和/或1腔室在第一径向区域中的深度（即平行于旋转轴的腔室的尺寸）的减小。例如，腔室的周向伸长在第一区域和第二区域之间可能存在阶跃变化，和/或腔室的深度在第一区域和第二区域之间可能存在阶跃变化。在一些实施例中，第一径向区域相对于顶部径向向内的径向伸长小于第二径向区域的径向伸长。

为了避免疑问，本文所用的术语“径向”是相对于装置的旋转轴来理解的。液体的混合可能指包含两种或更多种不同液体（例如，样本和稀释剂）的液体体积的混合，或液体与悬浮液中的颗粒的混合（例如，全血、胶乳颗粒或其它纳米悬浮颗粒）。它还可能指一种或多种液体与一种或多种干试剂的混合，特别是将干试剂再悬浮。术语“上游”和“下游”的使用将理解为是在离心力作用下的液体流动。术语“空气镇流器”的使用将理解为指的是被困在腔体中的一定体积的空气，其体积是通过限制腔体的固体表面和至少一个液体壁或腔体来限定的。腔体理解为装置内的空间，其中可能容纳或引导流体。腔室是腔体的例子。腔体也可能由通道网络来定义。腔室的其它例子可能是单个通道（例如，一端封闭的通道，即具有封闭端的通道）、分支通道、多腔室排布或它们组合。根据实施例，上面讨论的任何腔体可能采用任何适当的形式，例如腔室、通道网络或上述中的任何一种或上述的任何组合。术语“管道结构”理解为在使用中流体流过的结构。例如，管道可能连接两个或更多个端口以引导这些端口之间的流体流动。管道结构理解为在第一端口和第二端口之间引导一定体积的液体，并且该一定体积的液体不会断开。换句话说，液体作为单一的连续体积被管道结构传导而没有任何中断。从不同的角度看，液体在管道结构中从第一端口行进至第二端口，液体在管道结构的行进过程中具有单一的弯液位。当然，应该理解，这个讨论适用于没有被困住的气体的液体。如果在液体行进过程中有气体或气泡困在液体中，那么相应的弯液位也会与液体一起行进。

在一些实施例中，该装置包括定义旋转轴并且配置为连接至旋转元件以驱动装置的旋转的特征。例如，该装置可能是离心盘，例如微流体盘。盘形或其它形状的装置可能包括中心孔，该中心孔配置为与驱动系统的主轴接合，该主轴连接至用于驱动主轴旋转的电动机上，该主轴转而又驱动与其接合的装置的旋转。

附图说明

现在参考以下说明书附图，通过举例的方式详细描述实施例：

图1展示了用于混合液体的装置；

图2a、2b和2c展示了图1所示的装置内的液体流；

图3a、3b、4和5展示了用于混合液体的具有多个端口的腔室的装置；

图6展示了用于将一种或多种干试剂再悬浮在液体中的装置；

图7a和7b展示了用于混合液体的另外的装置；

图8a和8b展示了用于混合液体然后计量一定体积液体的装置；

图9展示了用于将液体分离成多个不同密度的组分并提取一定体积的其中一个组分的装置；

图9a-d展示了如图9所示的装置内的液体流；

图10a至10g展示了用于计量一定体积的液体的装置；

图11a、11b和11c展示了用于将一种或多种干试剂再悬浮在液体中的装置；

图12展示了用于混合液体的装置；

图13展示了用于混合液体并使液体的至少一部分流入检测室的装置；

图14和15展示了用于将液体与不同试剂混合并具有多个检测室的装置；

图16展示了用于分离和合并液柱的多个结构；

图17展示了包括本文所述的多个结构的装置（例如盘）的布局；

图18展示结合本文所述的多个结构的其他装置的布局；

图19a和19b展示了用于混合一种或多种液体的“盘上的实验室”；

图20展示了计量虹吸管的排布；

图21展示了与本文所述的装置一起使用的驱动系统。

具体实施方式

参考图1，微流体装置2配置为绕旋转轴28旋转。装置2包括第一腔体，具体地，第一腔室4。第一腔室4包括入口6，液体通过入口6被引入腔室4中。腔室4具有与虹吸阀10连通的出口8。第一腔室4还具有第一端口12。

装置2还包括具有第二端口16的第二腔室，具体地，第二腔室14。管道结构18将第一端口12连接至第二端口16，以引导第一端口和第二端口之间的液体流动。第二端口16是相对于第一端口12径向向外的。

第一端口和第二端口分别位于第一腔室和第二腔室的径向最外侧。然而，在一些实施例中，第一端口和第二端口可能不布置在第一腔室和第二腔室的径向最外侧，而是可能布置在腔室上相对于第一腔室和第二腔室各自的径向最内侧径向向外的任何位置。换句话说，第一腔室和第二腔室可能包括各自的近端部分，这两近端部分相对于第一腔室和第二腔室各自的远端部分径向向内，第一端口和第二端口部分别布置在第一腔室和第二腔室的远端部分上。

装置2配置为使得进入和离开第二腔室14的唯一流体流动路径是通过第二端口16。因此，第二腔室14可能是非通气的，即它不包括通气孔。相反，第一腔室4包括通气孔30，使得气体能够经由通气口流入和流出第一腔室4。通气孔30可能与大气或内部空气回路连通。

现参考图2a-c描述使用图1所示的装置混合液体的方法以及在装置内的液体流。

参考图2a，第一步，液体32经由入口6引入第一腔室4中，并且将来自通气口30的一定体积的气体100密封在管道结构18和第二腔室14中。

参考图2b，然后装置2被加速到第一旋转频率。这使得液体在离心力的作用下经由第一端口12从第一腔室4流入管道结构18。当液体流入管道结构18中时，管道结构18中的气体被流入管道结构中的液体所移动，并被迫沿管道结构进入第二腔室14。当液体流动时，气体被压缩，并且在腔室14中被困的气体压力增大。更高压力的气体100用密度更大的点描述。

液体沿着管道结构18向下行进的程度取决于以下方面：

- 绝对位置，例如第一腔室、第二腔室和管道结构的径向位置和相对尺寸；

- 装置被加速的第一旋转频率；

- 液体的体积；

还有其他潜在的因素。可能选择和调整上述特征，以便控制液体沿着管道结构18向下行进的距离。

在一些实施例中，液体可经由第二端口16进入第二腔室14。在其他实施例中，液体前沿可能仅沿着管道结构18行进一端距离，而不会进入第二腔室14。类似地，整个体积的液体可能被输送出第一腔室4并进入管道结构18（并且可选地进入第二腔室14）。可选地，仅引入第一腔室4的液体的一部分可能从第一腔室输送至管道结构18中，其余的液体体积保留在第一腔室4中。

类似地，一些、大部分或全部液体可能进入第二腔室14。

当装置以第一旋转频率旋转时，作用在液体上的离心力用于压缩第二腔室14中的气体。参考图2c，然后使装置减速至低于第一转速的第二旋转频率，或停止。这将减少（或消除）作用在液体上的离心力，结果是，第二腔室14中的气体膨胀，迫使液体向下流回管道结构18。再次，根据第一腔室、第二腔室和管道结构的相对尺寸，液体的体积和第二旋转速度（如上所述，可能为零），整个体积的液体可能被迫回到第一腔室4，或只有一部分液体可能重新进入第一腔室4（当装置以非零频率旋转时），剩余体积的液体保留在管道结构18中。

该装置的加速和减速过程可能执行一次或重复多次。在液体来回移动的过程中，具体地，在液体从腔室移动到狭窄的管道中，然后再次返回到相同或不同的腔室中，液体被混合。

如上所述，第二端口16位于第一端口12的径向外侧。这是为了便于在离心力的作用下填充第二腔室14，如前所描述。

第一腔室和第二腔室作为连通容器，并且处于离心力的作用下，如果第一腔室和第二腔室都是通气的，则第一腔室4（或部分管道18a）中的液位将与第二腔室14（或管道部分18b）平衡。如上所述，通过第二端口16是进入和离开第二腔室14的唯一的流体流动路径，从而增加第二腔室中的气体压力的积累。因此将出现平衡点，在该平衡点处，作用在第一腔室和管道部分18a中的液柱上的离心力将通过第二腔室14中的气体压力平衡。然而，第二腔室14的体积可选为足够大，使得直到至少一些液体进入第二腔室时才达到该平衡点。将第二端口16定位成使其相对于第一端口12径向向外，还有利于有至少一些液体32填充第二腔室14。如上所述，液体的混合是通过前后移动来实现的，具体地，通过将液体32从腔室（第一腔室或第二腔室）移动到较窄的管道（即管道结构18）中，然后再次返回（进入第一或第二腔室）实现。

由于以下不同的理由，将第二端口定位在第二腔室14的径向最外侧有利的。通过这种方式相对于第二腔室定位第二端口，液体以与作用在液体上的离心力作用的方向相反的方向填充第二腔室（如上所述，液体被迫进入第二腔室，结果离心力作用在第一腔室中的液体柱和管道部分18a上）。以这种方式填充第二腔室的结果是第二腔室中的气体被迫径向向内。如果第二端口位于第二腔室的径向向内侧，那么液体将进入第二腔室并且流到腔室的径向最外侧，移动存在于其中的气体，使其在腔室中移动到更径向向内的位置。当液体具有比气体更大的密度时，作用在液体上的离心力将大于作用在气体上的离心力（因为作用在物体上的离心力与其质量成正比）。

然后，当装置的旋转频率减小时，第二腔室中的气体（在腔室中的液体的径向向内并且更靠近第二端口）将经由第二端口从第二腔室逸出并进入管道结构18。然后，液体将被困在第二腔室14中，不会移回到管道18和第一腔室4中。当第二端口位于径向向外（或径向最外侧）位置时，这种液体的来回输送（为了使液体混合）不会因装置的加速和减速而受到影响。

换句话说，通过将第二端口放置在第二腔室的径向最外侧，当腔室充满液体时，它将第二腔室中的气体与第二端口分离。结果，当气体膨胀时，在任何气体能够从第二腔室逸出之前，液体经由第二端口被迫向径向向外地离开第二腔室。

第一端口12位于第一腔室的径向最外侧。例如，第一端口可能位于试剂室的径向最外侧的位置。这有助于确保在离心力的作用下，第一腔室中的任何液体能够经由第一端口12离开腔室，并且液体不困在第一腔室中。换句话说，以这种方式定位第一端口有助于（在需要的情况下）排空第一腔室4。

参考图3a和3b，提供了用于促进液体的有效混合的其他装置的结构，其中第一腔体，具体地，装置2的腔室4包括第一多个端口20，并且管道结构18包括连接至第一多个端口20中的相应端口的多个管道部分22。管道结构18还包括共用管道部分24和歧管结构26。第一多个端口20经由多管道部分22、歧管结构26和共用管道部分24连接至第二端口16。换句话说，共用管道部分24分支成多管道部分22，每个多管道部分22连接至多个端口20中的一个端口。在一些实施例中，歧管结构26可能直接连接至第一多个端口20，没有中间的管道部分22。

使用如图3a所示的装置的使用方法与图1所示的装置相同。该装置被加速到第一旋转频率，使液体从腔室4流入管道结构18并且可选地进入第二腔室14。然后使将装置减速到第二旋转频率（或停止），使得至少一些液体被在腔室14中积聚的压力迫使返回到第一腔室4中。在从第一腔室4流入管道结构18中时，液体流入多管道部分22。然后液体通过歧管结构26流入共用管道部分24。

参考图4，第二腔体，具体地，第二腔室14可能包括连接至管道结构18的多个端口34，如上面关于端口20所述。同样，参考图5，第一腔体和第二腔体（具体地，第一腔室和第二腔室）可能包括多个端口，并且管道结构可能在共用管道部分24的两端包括分支结构。

参考图6，第二腔体，具体地，第二腔室14可能包括一种一个或多个种干试剂104。当装置2旋转并且液体进入第二腔室14时，液体将与干燥试剂104接触。在一些实施例中，一种一个或多个种试剂104可能布置为使得第二腔室存在相对于一种或多种干试剂104径向向外的一部分102一个或多个。这是为了在将液体与第二腔室中的试剂混合之前，允许根据上述方法进行将液体来回输送的预备步骤。

具体来说，液体前沿在管道或第二腔室中行进的程度将取决于装置旋转的频率，并且这可以被控制，以便控制液体在结构中行进的程度。这样的一个好处是可能控制液体与装置中的一种或多种试剂接触的时间。这通过将试剂放置在第二腔室14中的第二端口（或第二多个端口）的内部来实现。如果控制旋转速度使得液体前沿在第二腔室中行进的距离不足以接触到一种或多种试剂，那么液体可能在第一腔室和第二腔室之间来回输送而不与试剂接触。

以这种方式，可能首先通过在第一旋转频率和低于第一旋转频率的第二旋转频率之间的频率来加速和减速装置来混合液体。然后将装置进一步加速至高于第一旋转速度的第三旋转速度，使得液体在第二腔室中比在第一旋转频率下进一步径向向内行进，使得其与干试剂接触。然后可能将装置加速和减速以进一步混合溶液。

在图6所示的实施例中，第一腔室和第二腔室都具有多个端口。然而，第一腔室和第二腔室中的一个或两个都可能仅具有一个或多个端口，并且第一腔室和第二腔室中的一个或两个都可能包含一种或多种干试剂。

上面已经描述了第一腔室和第二腔室及其各自的端口的具体构造，特别是在使液体进入第二腔室的情况下促进混合的方面。然而，如上所述，液体可能不必进入第二腔室，而是可能在第一腔室4和管道结构18之间来回输送，即进出第一腔室以将其混合。因此，例如为了节省空间或者适合于装置上可能存在的其他结构，第二腔室以及其端口的位置和构造可能以多种不同的方式排列。

参考图7a和7b，描述了第二腔体（具体地，第二腔室14）相对于第一腔体（具体地，第一腔室4），以及管道结构的其他结构。在图7a所示的实施例中，第二腔室14位于第一腔室4的径向外侧。第二腔室14的端口16位于第二腔室的径向最内侧。在一些实施例中，第二端口16可能布置在第二腔室14的其他地方。在离心力的作用下，第一腔室4中的液体流出第一多个端口20并进入管道结构18。当液体流动时，被困在第二腔室14中的气体的压力积累。当装置减速或停止时，第二腔室14中积累的气体压力迫使管道结构18中的液体回到第一腔室4内。

在图7b所示的实施例中，第二腔体，具体地，第二腔室14位于第一腔室4的径向内侧。如上所述，参考图7a，液体在离心力的作用下进入管道结构18，并且当装置减速或停止时，液体通过第二腔室14中的超压被迫回到第一腔室4中。

在某些情况下，可能需要将液体中明确定义的体积的部分与液体的其余部分分离。参考图8a，描述了一旦液体已经被混合，促进等分（分离明确定义的体积的液体）的结构。在这种结构中，第一腔体，具体地，第一腔室4包括混合部分78、计量部分80和溢流部分82。如上实施例中所述，第一腔室4还包括入口6和通气口30。

第一腔室4的混合部分、计量部分和溢流部分由第一腔室的壁的部分84和86分开。部分84从混合部分径向向内延伸至第一径向位置，并从第一径向位置径向向外延伸至计量部分。部分86从计量部分径向向内延伸至第二径向位置，并从第二径向位置径向向外延伸至溢流部分。第一径向位置和第二径向位置可能相同或不同。第二径向位置与第一径向位置相同或相对于第一径向位置径向向外。

在任何一种情况下，可以包含在计量部分80中的液体的体积（在液体溢流到溢流部分82之前，或者回到混合部分78中）将由第二径向位置和计量部分80的几何形状和尺寸确定。计量部分80包括与管道90连通的出口88。计量部分80配置为在计量部分填充时保留液体。例如，管道90可能包括虹吸阀或其他阀，以防止液体进一步向下游流动直到阀被打开。

简而言之，虹吸阀被配置为当装置旋转时，由于作用在毛细虹吸管中的液柱上的离心压力，阻止管道中的流流过毛细管虹吸管。然后装置被充分地减慢或停止，以在毛细作用下使液体流过虹吸管的顶部。一旦以这种方式装填虹吸管，也就是说一旦液体已经被吸过虹吸管顶部，就可能恢复装置的旋转以使用虹吸效应来吸取液体。因此，虹吸管用作阀门，当装置最初旋转时阻止流动，可能通过短暂停止或减慢装置的旋转而打开。

如在前面的一些实施例中，第一腔室4具有连接至第一管道结构18的端口12。端口12设置在混合部78中。

参考图8b，该装置还包括第二腔体，具体地，第二腔室14，其具有布置在其径向最外侧的端口16。如上所述，端口16可能布置在相对于第二腔室14的径向最内侧方向的径向外侧的任何地方。换句话说，端口16可能布置在第二腔室14的任何位置，而不是腔室14的径向最内侧。第二腔室14配置为使得进入和离开第二腔室的流体流动的唯一路径是通过端口16。例如，第二腔室14可能是非通气的。

在一些实施例中，如上所述，液体可能不进入第二腔室。在这种情况下，第二腔室的端口可能布置在第二腔室中的任何地方。

参考图8a和8b，现在将描述液体在第一腔室4的各部分之间的流动。

在使用中，第一步，旋转装置2以便在离心力的作用下通过入口6将液体输送至第一腔室4中。液体流入混合部分78并随后进入管道结构18。当液体流入管道结构18时，气体沿着管道结构18移动并进入第二腔室14，并且在那里被困住。旋转该装置直到比液体溢流进入溢流部分81之前可以容纳在第一腔体的混合部分78和计量部分80的总体积更大的体积的液体被容纳在混合部分78和第一管道结果18中，可选地还被容纳在第二腔体中。

然后装置2被减速或停止，结果，第二腔室中的气体膨胀，从而迫使液体沿管道结构18向第一腔室4返回。控制装置2的旋转频率使得第一腔室4中的液位不超过水平面910（参考图8a和8b），并溢流到计量部分80中。

然后可能将装置2加速和减速一次或多次，以便沿着管道结构18前后移动液体，并且可选地进入和离开第一腔室和第二腔室以便将其混合。当液体已经被充分混合，装置2将被进一步减慢。再次，被困在第二腔室中的气体膨胀，迫使液体沿管道结构返回到第一腔室4中。该装置被充分减慢，以便允许比可以容纳在混合部分和计量部分中的液体的总体积更大体积的液体回到第一腔室4中。因此，液体行进越过水平面910并溢流到计量部分80中，并随后进入溢流部分82。如上所述，计量部分被配置为在其填充时保留液体。

液体从计量部分80溢流到溢流部分82中，结果，计量部分80中的液体具有明确定义的体积。然后可能经由出口88从计量部分（和第一腔室4）中提取该体积，并用于装置内的进一步处理。

参考图9，描述了配置为便于将血液分离成血浆和细胞物质（或将多相液体分离成具有不同密度的多个相）的结构。该结构布置在装置2上，该装置配置为绕旋转轴28旋转。第一腔室，具体地，腔室4与样品入口804连通，例如，血液样品由用户通过该样品入口插入到装置中。第一腔室4包括溢流部分806。溢流部分806通过第一腔室4壁的一部分与第一腔室4的其余部分分开，该部分径向向内延伸至第一径向位置，然后从第一径向位置径向向外延伸至溢流部分806。溢流部分设置为促进精确体积的血液的计量。第一腔室4具有连接至第一管道部分842的端口828。第一管道部分包括曲折管道832。第一管道部分842在连接点814处连接至第二管道部分826，第二管道部分826又连接至第二腔体的端口810，具体地，第二腔室14。

第二腔室14包括分离部分808和溢流部分800，溢流部分800又包括多个支撑柱体802。溢流部分800通过第二腔室812的壁的一部分与第二腔室14的分离部分808分离，第二腔室812的壁的该部分从分离部分808径向向内延伸至第二径向位置，然后从第二径向位置径向向外延伸至溢流部分800。分离部分808具有从第二部分840径向向外的第一部分838，并且第一部分838具有比第二部分840更大的周向伸长。在第一部分和第二部分之间的周向伸长有阶跃变化。对于相同径向伸长的第二腔体（其可能受到装置2上的有限空间的限制），第二部分的更大周向伸长增大分离部分（更一般地说，第二腔体14）的体积。应当理解，分离部分可能同样具有其它形状。例如，分离部分的周向伸长可能像溢流部800那样沿径向方向线性增加。

第一管道部分842和第二管道部分826在接合部814处连接至第三管道部分818。第三管道部分818连接至计量室816的端口830。以这种方式，第二管道部分和第三管道部分提供第二腔室14和计量室816之间的流体连通路径。端口830处于与端口828相同的径向位置，但是同样可能径向向内或者径向向外。端口830定位成使得当以第一旋转频率旋转时，液体经由管道结构842和826流入第二腔室14中，并且不流过端口830。

计量室816还具有溢流部分820，溢流部分820通过计量室的壁的一部分与计量部分822分离，计量室的壁的该部分从计量部分822径向向内延伸至第三径向位置，然后从第三径向位置径向向外延伸至溢流部分820。计量部分822还包括连接至出口管道836的出口端口834。

第一腔室4和计量室816均连接至内部空气回路824。

应当理解的是，在一些实施例中，装置2可能不包括溢流部分800、806和820中的一个或多个。具体地，第二腔室14可能不包括溢流部分800。在这样的实施例中，只要端口810位于细胞物质-血浆界面的径向内侧，血液样本仍然可能在第二腔室14中被分离成其的组分。

参考图9a，9b，9c和9d，将描述如图9所示的结构内的液体流。

第一步，用户将样本，例如，血液样品通过入口804插入装置2中。接着，如图9a所示，血液样品流入第一腔室4。

参考图9b，接着以第一旋转频率旋转装置2，在离心力的作用下，一定体积的样本溢流到溢流部分806中，并且保留在第一腔室4中的部分朝向第二腔室14流入第一管道部分842。当液体流动时，在第一管道结构中的气体沿管道结构进一步移动。一旦液体已经越过连接部814，被液体流移动的气体不再能够逸出到计量室816（其连接至内部空气回路824）中。因此，一旦液体已经越过连接部814，气体被困在第二腔室14中，并且当液体流动时，被困在第二腔室14中的气体的压力增加。然后可能使装置减速或停止，使得第二腔室中的气体膨胀，从而迫使液体沿着第二管道部分826返回。重复加速和减速的过程，以便沿着第二管道部分826来回移动液体。在一些实施例中，第二管道部分826可包含一种或多种干试剂，来回运动可有利于将一种或多种干试剂再悬浮于液体中。然而，应当理解，减速和再加速的步骤是可选的并且可能不执行。

接着，在离心力的作用下，液体流入第二腔室14，并且液体的一部分溢流到溢流部分800中。

参考图9c，旋转装置2以便分离血液的组分。在离心力的作用下，密度较大的细胞物质沉淀到第二腔室14的径向最外侧，血浆相对于细胞物质径向向内沉淀。

第二腔室14的端口810配置为位于细胞物质和血浆之间的分界面的径向内侧。由于由溢流部分806和800促进的各计量阶段，第二腔室14的分离部分808中的血液的体积是已知的。因此，可能将该装置设计成使得第二腔室14的端口810的位置在细胞血浆物质分界面的径向向内。具体地，端口810位于可以由细胞组成的最大比例的血液样本的已知体积的血液的细胞物质-血浆界面的假定位置的径向内侧。

接着，参考图9d，使装置变慢或停止，并且被困在第二腔室14中的气体膨胀。结果，在分离部分808中相对于端口810径向向内的任何液体均被迫回到第二管道部分826中。有利地，被迫离开第二腔室14的液体是血浆，并且细胞物质被捕获在相对于端口810径向向外的第二腔室14中。

第二腔室14的溢流部分800中的任何液体也被困在第二腔室中，并且不会因被困住的气体的膨胀而被强制地排出第二腔室。

如上所述，血浆被迫离开第二腔室14并进入第二管道部分826。在连接部814处，血浆随后流进第一管道部分842，朝着第一腔室4流回，并且朝向计量室816流入第三管道部分818。有利地，第一管道部分842的水力阻力大于第三管道部分818的水力阻力。例如，这可能通过减小管道842的横截面或延长管道842来实现，例如使用曲折管道832。这样，在液体到达第一腔室4之前，液体先到达计量室816。

液体进入计量室816的计量部分822，一定体积的液体溢流到溢流部分820中。因此，明确定义体积的血浆被保留在计量部分822中，然后可能将其用于装置内的进一步处理。

应当理解，该结构可能与上面或下面描述的任何其它结构组合。例如，可能使用参考图9描述的结构来分离明确定义体积的血浆，然后可能根据本文所述的任何方法，将明确定义体积的血浆与另外的液体或一种或多种干试剂混合。

已经参考血液样品分离成其组分描述了上述结构，但是也可能同样地使用上述结构来将多相液体分离成不同密度的各个相。它也可用于沉淀悬浮在液体中的颗粒。

如上所述，在本发明中描述的一些原理可能用于计量一定体积的液体。换句话说，这些原理可能用于从较大体积的液体中提取明确定义体积的液体。有利地，可能通过控制装置的旋转频率来控制提取的体积。现在参考图10a至10g，描述了可用于该目的的一些装置和方法。

参考图10a，第一腔室4可能包括出口端口916，该出口端口916连接至用作计量虹吸管的出口管道918，并且取代如图1所示的虹吸阀10。在一些实施例中，出口端口916布置在第一腔室4的径向最外侧，如图10a所示。在其他实施例中，出口端口916布置在第一腔室4中的其他地方，例如在第一腔室4的侧壁中，使得液体可能在离心力的作用下而通过出口端口916。

出口管道918连接至下游腔室的入口920，具体地，连接至下游腔室922。出口管道918包括第一弯曲部924。第一弯曲部径向布置在第一腔室4的径向最外侧和第一腔室4的径向最内侧之间。出口管道还包括第二弯曲部928，第二弯曲部928布置在第一腔室4的出口端口916的径向外侧。

在一些实施例中，管道918从出口端口916径向向外延伸至第二弯曲部928，并从第二弯曲部928向第一弯曲部924径向向内延伸。出口管道918从第一弯曲部924径向向外延伸至下游腔室922的入口920。因此，第二弯曲部位于第一弯曲部的上游。在其他实施例中，第二弯曲部位于第一弯曲部的下游。下游腔室922是通气的。

参考图10b，c和d，描述了在图10a所示的结构内的离心驱动的液体流。

最初，装置2以第一旋转频率旋转，经由入口6将液体从上游液体处理结构（例如是腔室）输送至第一腔室4中。液体将来自通气口30的一定体积的气体密封在管道结构18和第二腔室14中。液体也从第一腔室4进入出口管道918，并将出口管道918填充到与第一腔室4中的液位相同的位置。配置该结构（具体地，例如，第一腔室4、入口6、出口管道918）的尺寸和/或选择装置的旋转频率使得第一腔室4中的液位保持在出口管道918的第一弯曲部924的径向最内侧的径向外侧。因此，尽管液体进出管道，但是它不会穿过出口管道918的第一弯曲部924。

参考图10b，在离心力的持续作用下，液体经由第一端口12从第一腔室4流入管道结构18。当液体从第一腔室4流入管道结构18中时，管道结构18中的气体被流入管道结构中的液体移动，并被迫沿管道结构进入第二腔室14。当液体朝向第二腔室14流动时，气体被压缩，并且被困在腔室14中的气体压力增大。

接着，参考图10c，将装置减速至低于第一转速的第二旋转频率或停止。结果，被困在第二腔室14中和管道结构18中的气体膨胀并迫使液体沿着第一管道结构18回到第一腔室4内。结果，第一腔室4中的液体的填充液位上升。如果第二旋转频率足够高，使得第一腔室4中的填充液位保持在出口管道918中的第一弯曲924的径向最内侧的径向外侧的位置，则没有液体穿过第一弯曲部。然后可能再次增大旋转频率，以迫使液体从第一腔室4回到第一管道结构18中，从而再次压缩被困的气体。

可能以这种方式减少和增加旋转频率从而来回移动液体，以便例如将其混合。这样的混合特别有效，如果第一腔室4和第二腔室14中的一个或两个都具有多个端口，例如，与参考图3a，3b，4、5、6、7a和7b描述的实施例一样，按照这种方式的混合是特别有效的。在一些实施例中，可能省略这种混合步骤。

如果装置减速到足够低的旋转频率，使得第一腔室4中的液位升高到出口管道918的第一弯曲部924的径向向内（或至少与第一弯曲部924处于相同的径向位置），那么液体从管道结构18（以及可选地，第二腔室14）移动回到第一腔室4中，由于所产生的虹吸作用，出口管道918中的液体跨越弯曲部924并流入下游腔室922。

在离心力的作用下，液体将继续从第一腔室4流入下游腔室922，直到液体出口端口916中没有液体。可能通过控制装置2的旋转频率来控制液体出口端口916没有液体的时刻，结果是，出口管道918中的液体与管道结构18中的任何液体分离，现在将对其进行描述。

一旦出口管道918中的液体已经越过第一弯曲部924，装置2的旋转频率可能是：

- 保持恒定值；

- 增大；或

- 减小。

在旋转频率保持恒定值的情况下，液体在离心力的作用下从第一腔室4流入下游腔室922。当液体从第一腔室4流出，在上游腔室和管道结构18中的液体柱减小，如果在第二腔室14中存在液体，第二腔室中的液体柱也减小。因此，作用在该减少的液柱上的离心力不再平衡被困的气体的压力，所以液体从管道结构18移回到第一腔室4中以平衡压力。在以恒定的频率旋转的情况下该过程将持续，液体从第一腔室4移动到下游腔室，并且液体从管道结构18移回到第一腔室4中。

只要在相对于出口端口916径向向内的上游腔室4中存在液体（并且以恒定速率继续旋转），液体将从上游腔室4流入下游腔室922。由于管道结构18中存在有限量的液体，并且第二腔室16中的液体可用于流回到第一腔室4中以补充上游腔室中的液位，所以上游腔室4最终将是空的。然而，只要继续旋转，一些液体将被保留在管道结构18（并且可选地在第二腔室14）中。

在第一腔室4清空液体的时刻，管道结构18中（并且可选地在第二腔室16中）的液体不再连接至出口管道918中的液体，出口端口916没有液体，结果是，空气从第一腔室4进入出口管道918。应当理解，在出口端口916没有位于第一腔室4的径向最外侧而是位于径向向内（例如在室4的侧壁中）的实施例中，一旦第一腔室4中的液位低于出口端口的径向位置，这种情况将会发生。

如果液体已经越过第一弯曲部924，那么增大装置2的旋转频率，更多的液体将从第一腔室4流入第一管道结构18，进一步压缩被困在第二腔室14中的气体。同时，液体从第一腔室4流入下游腔室922。因此，与旋转频率维持在恒定值的情况相比，第一腔室4中的液体填充液位将下降得更快。结果是，管道结构18中的液体和出口管道918中的液体将更快地分离（并且空气将从上游腔室14进入出口管道918）。因此，总的来说，与将旋转频率维持在恒定值的情况相比，更少的液体从第一腔室4输送至下游腔室。以这种方式，可能通过增加旋转频率来减少从第一腔室4输送至下游腔室922中的液体量。

应当理解，如果旋转频率增加，则液体进入下游腔室922的速率可能更高，需要在结构（例如，在结构的尺寸的选择方面）的设计中考虑这一点，并且通过例如计算或模拟确定各种旋转频率。

如果液体已经越过第一弯曲部924，那么减小装置2的旋转频率，被困在第二腔室14中的气体膨胀并迫使第一管道结构18中的液体回到第一腔室4中。这样，当液体从第一腔室4流出到下游腔室922中时，来自第二腔室的液体补充到第一腔室4中（将被旋转频率保持在恒定水平时更快）。因此，在第一腔室4中的液体的填充液位可能被保持、可能增加或可能仍然下降（但是处于比旋转频率保持在恒定值而不是被减少时更慢的速率）。结果是，出口端口916清空液体的时刻被延迟，并且，总体上，更多的液体从第一腔室4输送至下游腔室4中。以这种方式，可能通过减慢旋转频率来增加从第一腔室4输送至下游腔室922中的液体量。此外，应当理解，如果旋转频率减慢，则液体进入下游腔室922的速率可能更低，并且在结构（例如，在选择结构的尺寸的选择方面）设计中需要考虑这一点，以及通过例如计算来确定各种旋转频率。

可以通过控制装置的旋转协议置（频率，以及可选地，在每个频率的时刻）来控制输送到下游腔室922中的液体的体积。以这种方式，所描述的结构是体积可变的计量结构。

应当理解，本文描述的各种特征可能结合上述可变体积计量结构来实施，其中一些实施例为：

- 如参照图3a、3b、4和5所述的在第一腔室和第二腔室中的一个或两个中的多个端口；

- 如参考图6所述的第二腔室中的试剂；

- 如参考图7a和7b所述的第二腔室的各种结构；

- 如参考图11a、11b和11c所述的试剂室；

- 如参考图12所述的蛇形结构；

- 如参考图13、14或15所述的第二腔室中的液体保留部分；

- 如参考图16、17、18、19a或19b所述的任何结构。

参考图10e，现在将参照图10a，10b，10c和10d描述上述结构的实现。相同的部件用相同的附图标注表示。第一腔室4包括连接至上游液体处理结构（未示出）的入口6和连接至内部空气回路（未示出）的通气口30。

第一腔室4包括多个端口12a、12b、12c、12d、12e和12f。这些端口连接至第一管道结构18。多个端口中的每个端口连接至径向对齐的管道部分，每个管道部分连接至周向对齐的管道部分1002。接着，管道部分1002连接至枝状结构1000，枝状结构又连接至共用管道部分1006。共用管道部分1006连接至第二周向排列的管道部分1008，管道部分1008连接至多个径向对齐的管道部分，每个管道部分连接至第二腔室14中的多个端口16a、16b、16c、16d和16e。管道结构18本质上以与参考图3a，3b，4和5所描述的结构类似的方式来配置。

第一腔室4的出口端口916连接至出口管道918，出口管道918包括第一弯曲部924和第二弯曲部928。出口管道918连接至下游腔室922的入口920。装置2还包括空气通道1010，空气通道允许在第一腔室4中被液流取代的气体进入下游室922而进入第一腔室4。在一些实施例中，代替包括空气通道1010的装置2，第一腔室4和下游腔室922均可能与装置2外部的大气连通。在其他实施例中，上游腔室4和下游腔室922连接至内部空气回路。

本文所述的液体处理结构（各种腔室、腔体、管道等）在基板上模制或冲压成型。然后将覆盖箔连接至基板以形成腔室和其它结构。第一腔室4、第二腔室14和下游腔室922中的每一个均包含多个柱体1012以支撑密封至基板（其可能也称为载体盘）的覆盖箔。柱体从盘的一侧延伸至另一侧，平行或基本平行于旋转轴。

现在参考图10f，其描述了另一实施方式，为了清楚起见，与图10e相似的元件用相同的附图标注标注，并且省略了柱体1012，一些柱体1012已经用延伸柱1014代替，在弯曲部924的区域中，它们之间留下烟囱状的空间，从而突出了第一腔室4的第一区域和第一腔室4的第二区域之间的差异，其中，由于延伸柱1014和延伸柱之间的空间，第一腔室4具有较小的横截面，第二区域径向地位于延伸柱1014和端口12a-12f之间（为了清楚起见，仅标注其中一部分）。这有助于连续控制管道918的装填，因为与第二区域相比，在第一腔室4中的液体的填充液位对第一区域中第一腔室4中的液体体积更敏感。换句话说，当液体被输送至第一腔室4中时，首先填充腔室4的第二区域（延伸柱1014的径向外部），并且当腔室4填充时，腔室4中的液体的填充液位上升得相对较慢，因为液体占据了腔室4的整个周向伸长。一旦填充液位达到腔室4的第一区域（即当其升高到达延伸柱1014的径向位置时，腔室4中的液体的填充液位（与仅在第一腔室4的第二区域中存在液体时的上升速率相比）上升得更快。以这种方式，与第二区域相比，腔室4的填充液位对第一区域中的第一腔室4中的液体体积更敏感。

与图10e中的实施例相比，可能看出，图10f中的第二区域占据了第一腔室4的大部分体积，因此存在一区域，在该区域中，液体体积可以相对安全地移入和移出第一腔室4，而不会装填管道918（第二区域）和触发区域，一旦触发区域被液体填充，管道918将快速地装填且（第一区域）体积变化很小。

现在参考图10g，描述了装置的另一实施例，还装置使用参考图10a至10f所述的原理并且合并在图10e或10f的触发区域中。图10g所示的结构具有许多与图10a所示的结构相同的特征，但是在某种程度上是不同的，现在将对不同进行解释。（图10a和图10g之间）相似的部分用相同的附图标注标注，这里不再重复对这些相似部分进行描述。

图10a所示的装置包括第一腔室4、第二腔室14和连接第一腔室和第二腔室的管道结构18。在图10g的实施例中，装置2包括第一腔体5和第二腔体15。第一腔体和第二腔体通过端口13连接，并由共用壁17分开。实际上，第一腔体5具有如图10a所示结构中的第一腔体4的功能，第二腔体15具有第二腔体14的功能，但省略了图10a的结构中的管道结构18。

图10g所示装置中的液体流动与图10a所示装置中的液体流动大致相同。在使用中，旋转装置2将液体经由入口6输送至第一腔体5中。一些液体从第一腔体流入第二腔体15，并在第二腔体15中密封一定体积的气体。一些液体从第一腔体5流入出口管道918，并填充到与第一腔体5中的液位相同的位置。

随着液体在离心力的作用下继续输送至第一腔体5中，更多的液体从第一腔体被迫进入第二腔体15，从而增加了困在第二腔体中的气体的压力。当第一腔体5被填充时，确保第一腔体5中的液位（以及出口管道918中的液位）不升高至相对于出口管道918的第一弯曲部924径向向内。

然后降低装置的旋转频率。结果，困在第二腔体15中的气体膨胀并迫使第二腔体15中的液体回到第一腔体5中。因此，第一腔体中的液位上升。如果装置减速到足够低的旋转频率，使得第一腔体5中的液位升高到出口管道918的第一弯曲部924的径向向内（或者至少在相同的径向位置），出口管道918中的液体由于产生的虹吸作用而跨越弯曲部并流入下游腔室922。

如上参考图10b、10c和10d所述，可能通过控制装置2的旋转频率来控制输送到下游腔室922中的液体的体积。

如图10a至10g中所示的装置和方法，涉及计量一定体积的液体。现在描述可能应用于前面所述的实施例中的任何或全部实施例中的额外的结构和方法，这些结构和方法不局限于计量实施例。

应当理解，这里描述的各种特征可能结合上述可变体积计量结构来实施，其中一些实施例为：

- 参考图3a、3b、4和5所述的在第一腔室和第二腔室中的一个或两个中的多个端口；

- 参考图6所述的第二腔室中的试剂；

- 参考图7a和7b所述的第二腔室的各种结构；

- 参考图11a、11b和11c所述的试剂室；

- 参考图12所述的蛇形结构；

- 参考图13、14或1所述的第二腔室中的液体保留部分；

- 参考图16、17、18、19a或19b所述的任何结构。

参考图11a，管道结构18可能包括第一试剂室36。该试剂室具有布置在第一试剂室36的径向最外侧的第一端口38。第一试剂室36包含一种或多种干试剂40。

如上所述，液体从第一腔体流出，具体地，从第一腔室4并且沿管道结构18流出。由于试剂室36的端口38的位置，试剂室36从径向最外侧径向向内填充。因此，管道结构18和第二腔体（具体地，第二腔室14）中的气体被液体的流动进一步径向向内推进。

参考图11，管道结构可能包括第一试剂室36和第二试剂室42。第二试剂室42具有布置在第二试剂室42的径向最外侧的第二端口44。第二试剂室42包含一种或多种干试剂46。第二试剂室42中的一种或多种试剂46可能与第一试剂室36中的一种或多种试剂40相同或不同。试剂的实例是颗粒、缓冲剂、盐、糖、生物活性元素（抗体、酶等）和聚合物。

如图11b所示，第二试剂室42通过管道结构18与第一试剂室36串联连接。因此，来自第一腔体（具体地，腔室4）的液体将流过管道结构18的第一部分并进入第一试剂室36，然后通过管道结构18的第二部分进入第二试剂室42。

参考图11c，在一些实施例中，第二试剂室42通过管道结构18的分支与第一试剂室36并列连接。具体地，管道结构18分支成第一分支48和第二分支50。第一试剂室布置在第一分支48上，第二试剂室布置在第二分支50上。

从第一腔室4流过管道结构18的液体将同时和第一和第二试剂室36和42同时地填充第一和第二分支48和50。如上所述，第一和第二试剂室可能包含一种或多种试剂。这些在不同的腔室之间可能相同或不同。

参考图12，管道结构18可能包括曲折管道52。换句话说，管道结构18的一部分可能包括多个弯曲部。弯曲部分可能被描述为具有蛇形形状。

这种曲折管道的目的是在液体沿管道流动时混合液体。管道中的多个弯曲部形成更长的路径，这还允许在任意时间内在管道中容纳更大体积的液体。当该装置配置为使得液体不进入第二腔体具体地，第二腔室时，是特别有利的。这些实施例的两个例子在图7a和7b中示出，并且在这些实施例中，管道结构18可能包括曲折管道，如图12所示。

在一些实施例中，管道结构18中可包含一种或多种试剂，例如一种或多种干试剂。这些可能放置在弯曲管道52和/或管道结构18中的其它地方。

如上所述，旋转装置使得液体在离心力的作用下从第一腔室流出到管道结构中。取决于多种因素，液体可能进入或不进入第二腔室。当液体进入第二腔室时，可能希望在第二腔室中保留一些液体。具体地，第二腔室可能配置为检测室。保留的液体和/或其性质可能被检测。

参考图12-14，描述了一些液体保留在第二腔室中的实施例。

这些实施例具有多个与上述实施例相同的特征（例如第一腔室和第一端口），这些特征将不再在此进行描述。应当理解，上面参考图3a、3b、8a、8b、11a、11b、11c和12的实施例同样适用于现在描述的实施例，并且在某些实施例中与之相一致。

参考图13，第二腔体，具体地，第二腔室14包括沿端口16径向向外的液体保留部分56。因此，布置在液体保留部分和第二端口16之间的第二腔室14的壁54从第二腔室14的径向外侧径向向内延伸至端口16。

如在前述的实施例中，第二腔室14配置为使得经过第二端口16是进入和离开第二腔室14的唯一的流体流动路径，并且因此充当空气镇流结构，被配置为容纳空气镇流器。

在一些实施例中，第二腔室14配置为检测室。具体地，第二腔室14的外表面被配置为能让光束透过。例如，外表面可能是透明或半透明的。在一些实施例中，装置2还包括布置在液体保留部分56的任一侧上的一对棱镜500。棱镜引导来自装置2的平面外的、入射在装置2的平面内的棱镜之一上的光束，使得其照射在该对棱镜中的另一个棱镜上。然后光束被引导出待测量盘的平面。

第一管道结构18包括包含一个或多个干试剂40的第一试剂室36，如上参考图11a所述。在一些实施例中，第一管道结构可能包括多个试剂室，例如如参考图9b和9c所述。然而，同样地，在一些实施例中，管道结构18不包括任何试剂室。管道结构18的通道状部分可能（或可能不）包含一种或多种干试剂。

现在描述如图13所示的装置内的液体流。如在上述实施例中，装置2以第一旋转频率旋转，结果液体从第一腔室4流出到管道结构18中。当液体从管道结构18向下流入试剂室36时，第二腔室14内的气体压力增大。控制装置2的旋转频率以防止液体进入第二腔室14。

然后使装置减慢至第二旋转频率（可能为零），并且由于第二腔室14中的累积压力，液体被迫回到第一腔室4中。可能重复加速和减速的过程，以使液体在第一腔室4和管道结构18之间多次来回移动，具体地，将试剂室36中一种或多种试剂再悬浮在液体中。

在进行一次或多次加速和减速过程之后，装置以大于第一旋转速度的第三旋转速度旋转。作用在液体上的离心力在第三旋转速度下比在第一（较低的）旋转速度下更大。结果，液体进一步向下推动管道结构18并进入第二腔室14。液体流到第二腔室的径向最外侧（即进入液体保留部分），腔室开始填充。

随后，装置2再次变慢（或停止）。第二腔室14中的累积压力迫使管道结构18中的任何液体朝第一腔室返回。然而，在第二腔室14中相对于第二端口径向向外（即，在液体保留部分56中）的任何液体，现在被困在第二腔室中的壁部分54，并且不会朝着第一腔室4回流。相反，具有与现在被困在第二腔室14中的液体相同的体积的空气，经由第二端口16逸出第二腔室。

当第二腔室14用作检测室时，在第二腔室14中保留一些液体是有利的。因此可能测量保留在第二（检测）腔室14中的液体的特性。例如，在装置2包括一对棱镜500的实施例中，如上所述，光可能通过保留液体，并且可能测量离开腔室的光的强度。以这种方式，可能测量液体的透射光谱或进行单次或多次光测量，测定液体的一种或多种特性。在其他实施例中，可能对检测室中的液体进行成像。液体的特性同样地可能通过其他方式测量。例如，在液体保留部分56的区域中，包围在腔室14的表面可能是透明的，并且光束垂直于图面平面穿过液体（例如用于测光或成像）。

在一些应用中，一旦液体与一种或多种试剂混合，可能需要测量液体的透射光谱。图13所示的实施例的管道结构18可能以上述任何方式包括一个或多个试剂室，具体地，参考图11a至11c，或者可能在管道18中提供试剂。

在一些情况下，可能需要将液体的第一部分与一种试剂或一组试剂混合，并将该部分液体引导到第一检测室中，并将第二部分液体与另一种试剂或试剂组混合，并将这部分液体引导到另检测室中。

参考图14，描述了液体与不同（或相同）试剂的不同部分的混合以及这些部分的方向混入不同检测室的结构。除了第一腔体，具体地，第一腔室4、第一管道结构18、第二腔体、具体地，第二腔室14和试剂室36（其功能已经在上面讨论过，这里将不再描述），装置2还可能包括第三腔体，具体地，第三腔室58。第三腔室58连接至第二管道结构64，第二管道结构64在连接点68处连接至第一管道结构18的一部分，以在第一腔室和第三腔室之间的引导液体流动。第三腔室58具有端口60，并且包括位于端口60径向外侧的液体保留部分62以及径向向内的端口60的部分。第二管道结构包括包含一种或多种试剂的第二试剂室70。

第二管道结构64具有通气口66，使得气体可能经由通气口从第二管道结构64逸出。例如，通气口66可能与内部空气回路连通。通气口66有助于确保液体到达第二管道结构64。

现在将参考图14描述结构内的液体流动。装置2以第一旋转速度旋转，结果，第一腔室4中的液体经由端口12流出腔室并进入第一管道结构18。当液体流动时，排出管道结构中的气体并从通出口66逸出。当液体在位置68处到达管道结合部时，它将继续沿着第一管道结构结构18流向第二腔室14，并且还将流入第二管道结构64。一旦液体已经通过位置68并流入管道结构18的管道部分72，则在第二腔室14中的气体和通气孔66之间不再有流体流动路径。这样，当液体朝向第一腔室14流动时，第二腔室14中的气体压力增大。

同时，液体也沿着第二管道结构64流动，并且以类似的方式，一旦液体进入第二管道结构的分支74，第三腔室58中的气体压力增大。

然后，装置2被减速到第二旋转速度（或停止），结果，第二腔室和第三腔室中的气体膨胀，从而迫使液体向下推回到相应的管道结构中。可能重复加速和减速的过程，分别在管道部分72和74以及试剂室36和70之间移动液体柱。为了防止与试剂室36中的试剂混合的液体与已经与腔室70中的试剂混合的液体接触，可能控制装置2的旋转频率，使得这些液体不允许从相应的管道部分72和74移出，返回到第一腔室4中。

当液体与各试剂充分混合，加速装置2到高于第一旋转频率的第三旋转频率。这使得液体分别输送至第二腔室和第三腔室中。液体流入相应的液体保留部分56和62。如果装置减速或停止，各个腔室中的气体能够通过相应的端口逸出，并且液体被困在各个腔室的液体保留部分中。然后可能通过例如测量液体的透射光谱或进行光度测定，对第二腔室和第三腔室中的液体进行成像，或测量液体的特性。

如上所述，当装置2加速和减速时，各管道部分72和74中的液体同时移动。然而，在一些情况下，首先将一部分液体与第一试剂混合，测量所得液体的特性，然后将另一部分液体与第二试剂混合并测量所得液体的特性。

参考图15，描述了有利于此的结构。该结构类似于参考图14所述的结构，因此在此不再重复对共同结构元件的描述。图12和图14所示的结构之间的区别在于，在图15所示的实施例中，装置2包括在第一管道结构18和第二管道结构64之间的虹吸阀76。

现在将参考图15描述装置内的液体流动。液体流出腔室4并流入第一管道结构18。在位置68处的接合处，液体流向管道部分72，朝向第二腔室14，并且也在下游流向虹吸阀76。然而，当液体流到达虹吸阀76时，液体停止流动。

装置2被减速到第二旋转速度，使得液体被迫回流到管道部分72。只要装置的旋转频率不足以使虹吸管76装填，液体将被保持在虹吸管76的上游。然后可能加速和减速装置，在管道部分72中来回移动液体，以将其与第一试剂室36中的试剂混合。如前所述，然后装置2可能进一步被加速，以将液体输送至第二腔室14中。

同时，如上所述，只要装置的旋转频率不足以使虹吸管76装填，液体将被保持在虹吸管76的上游。例如，一旦对第二腔室14中的液体进行了检测处理，装置可充分减慢，使得用于将液体吸入虹吸管76中的毛细作用力不再被作用在液体上的离心力所抵消。结果，装填虹吸管并且液体能够流过虹吸管76的顶部。一旦液体已经越过虹吸管76的顶部，装置再次被加速以将液体推入第二管道结构64并朝向第三腔室58。然后可能重复加速和减速过程，将液体与腔室70中的试剂混合，随后将其输送至第三腔室58中进行检测。

参考图16，描述了配置为混合液体或将一种或多种干试剂再悬浮在液体中的多个结构A、B、C、D、E和F。结构A至F设置在绕旋转轴28旋转的装置2上。结构A至F中的都具有如下多个共同的特征。每个结构包括第一腔体，具体地，第一腔室600，其包括入口604，以及通气孔602，液体通过入口604被引入到第一腔室600中。每个结构A至F还包括第二腔体，具体地，具有第二端口610的腔室606。每个结构还具有通过第二端口610在第一腔室600和第二腔室606之间提供流体流路的管道结构608。结构A至F中的每一个结构的第二腔室606的任一侧是棱镜612。这些棱镜配置为，在使用中，该对棱镜的第一棱镜将来自装置2的平面外侧入射的光束通过第二腔室606的一部分引导（并因此通过在该部分中存在于腔室的任何液体）到第二棱镜上。然后第二棱镜将光束引导回可能对光束进行测量的装置2的平面。

结构A、B、C、D和E中的每一个结构的第一腔室600包括多个端口614。多个端口614中的每个端口连接至相应的管道部分616，并且这些管道部分依次连接至歧管618。为了清楚起见，每个A-F结构上的多个端口中的一个端口被标注，每个A-F结构的多个管道部分中的一个管道部分被标注。

结构F的第一腔室600具有单个端口620。应当理解，在一些实施例中，结构A-F中的任何一个结构的第一腔室600可能具有单端口620或多个端口614。

结构A和F的第二端口610布置在第二腔室606的径向最内侧。结构B、C、D和E的第二端口610布置在第二腔室606的位于第二腔室606的径向最内侧和径向最外侧之间的壁中。应当理解，在一些实施例中，结构A至F中的任何一个结构可能具有第二腔室，该第二腔室具有以这些方式中的任一种方式配置的第二端口。

结构A至F中的每个结构也具有混合结构。从结构A开始，管道结构608包括与第一分支结构622和与第一分支结构串联连接的第二分支结构624。分支结构622在分支结构624的径向外侧。第一分支结构和第二分支结构均包括第一歧管626和第二歧管628。第一歧管和第二歧管通过多个管道部分630连接。换句话说，管道结构608分支成多个管道部分，然后再将其合并到单个通道中。为清楚起见，在结构A上标注了每个特征622、624、626、628和630中的其中一个。

结构F具有与结构A大致相同的特征。然而，如上所述，结构A中的第一腔室600具有多个端口，而结构F的第一腔室600仅具有单个第一端口。

结构B还包括串联连接的第一分支结构和第二分支结构（622和624）。在结构B中，第一分支结构和第二分支结构具有相同的径向位置并且在圆周方向上彼此相邻。结构D具有与结构B大致相同的特征。然而，在结构D中，相应的第一歧管和第二歧管通过多管道部分632连接，其中一些管道部分632将第一歧管626上的多个端口连接至第二歧管628上的单个端口。管道部分将第一歧管上的多个端口连接至第二歧管上的多个端口。换句话说，管道结构608分支成多个管道部分，其中一些管道部分又分支成多个分支。然后这些分支和更小的分支重新合并成单个通道。

结构E还包括与结构B大体相同的特征，但是第一分支结构和第二分支结构的第一歧管和第二歧管626和628以略微不同的方式连接。具体地，连接歧管的管道具有不同的宽度和深度。

结构C包括第一分支结构622和第二分支结构624。每个分支结构都包括第一歧管626和第二歧管628。第一歧管和第二歧管通过相应的管道装置连接，该管道装置包括从第一歧管626径向向内延伸至沿圆周方向延伸的管道部分650的第一多管道部分。每个管道装置还包括，从周向伸长的管道部分650径向向内延伸至第二歧管628的第二多管道部分。

参考图17，现描述包含上述实施例的各方面的装置2的完整详细布局。装置2配置为能绕旋转轴28旋转的盘。

装置2包括以下特征：

- 将血液样本引入到装置2中的入口700；

- 分离室702；

- 连接至分离室702的溢流部分704；

- 连接入口700和溢流部分704的空气回路706；

- 具有多个端口712的第一腔室710（为清楚起见，仅标注其中一些端口）；

- 将第一腔室710连接至分离室702的虹吸管708；

- 通道网络714；

- 将第腔一室710连接至分离室714的虹吸管716；

- 用于使包含缓冲液的泡罩包装破裂的结构718。泡罩包装连接至覆盖箔上（如下所述）。

- 用于从泡罩包装接收缓冲液的腔室720；

- 将腔室720连接至第一腔室710的虹吸管722；

- 具有一系列部分726a、726b、726c和726d的腔室726；

- 连接至腔室726的检测室728；

- 在腔室728的两侧的一对棱镜730；

- 四个检测室732a、732b、732c和732d，每个检测室通过相应的管道结构734a、734b、734c和734d连接至腔室726的相应部分。每个管道结构734a-d包括弯曲部份，并且弯曲部分各自填充了一种或多种干试剂。

- 四对棱镜736a、736b、736c和736d，棱镜分别布置在检测室732a-d的两侧。

这些结构在在基板上模制或冲压成型。然后将覆盖箔连接至基板上以形成腔室和其它结构。上面列出的每个腔室包括多个支撑柱体110，用来支撑密封到基板（其可能也被称为载体盘）的覆盖箔。

现在描述流过装置2的液体。如上所述，装置2包括用于是包含缓冲液的泡罩包装破裂的结构718。泡罩包装连接至覆盖箔，覆盖箔又连接至装置2。在实际操作中，用户施加压力，例如施加压力到泡罩包装，导致其相对结构718破裂。例如，使用者也通过入口700将一定体积的血液引入装置2。然后将装置2绕旋转轴28旋转，使得血液样本在离心力的作用下流入分离室702。一部分血液样本溢流到溢流室704中。同样,在离心力的作用下，来自泡罩包装的缓冲液流到腔室720的径向远侧。

然后将装置2旋转，将分离室702中的血液分离成其组分：血浆和细胞物质。

然后将装置减慢（或停止），以便允许虹吸管722和708装填。一旦虹吸管已经装填，装置再次旋转（或者增大装置2的旋转频率），以便将一定体积的血浆从分离室702输送至第一腔室710，以及将一部分缓冲液从腔室720输送至第一腔室710。此时，在第一腔室710中存在缓冲液和血浆。然后增大装置的旋转频率，以便将第一腔室710中的液体输送至管道结构716中，随后进入通道网络741中。通道网络非通气，因此当液体流入管道结构716并随后进入通道714的网络时，通道网络内的气体压力增加。

通道714的网络包括沿圆周方向对齐的多通道900（也可称为周向对齐的通道）和多管道部分902，多管道部分902在径向方向上对齐并且连接相邻的圆周对齐的通道。连接第一周向对齐的通道900a到第二周向对齐的通道900b的第一组径向对齐的管道端口的周向位置，偏离连接第二周向对齐的通道900b到第三周向对齐的通道900c第二组径向对齐的管道端口的周向位置。径向最外周向排列的通道具有连接至管道结构716的入口904。

在一些实施例中，多个通道900可能不是严格对齐的，可能是基本上对齐的或完全不对齐的。在一些实施例中，多个通道900中的子组可能是对齐的，多个通道900的另一子组可能不是严格对齐的。类似地，在一些实施例中，多个管道部分902可能不是彼此偏移，而可能完全或部分对齐。在一些实施例中，多个管道部分902的子组可能是偏移的，而管道部分902的另一子组可能是完全或部分对齐的。

然后装置再次减速（或停止），使得被困在通道网络714中的气体膨胀，从而迫使液体返回到第一腔室710中。重复加速和减速的过程，以便来回移动从而混合液体。

然后将该装置进一步减速以允许虹吸管724装填。一旦虹吸管开始装填，装置2的旋转频率就会增大，以将缓冲液和血浆的混合溶液输送至腔室726中。溶液流入部分726a，并随后溢流到部分726b、726c和726d中，还有部分728中。

继续旋转该装置，液体流入管道结构734a、734b、734c和734d。在此，液体接触在管道结构中的一种或多种试剂。检测室732a、732b、732c和732d是非通气的，因此当液体流动时，检测室中的气体压力增加。以这种方式，可能根据上述方法来加速和减速装置，以便在726a-d部分和管道部分734a-d之间来回移动液体，以便将相应的一个或多个干试剂再悬浮在液体中。

然后进一步增加装置2的旋转频率，以便使液体沿管道结构734a-d进一步行进并进入检测室732a-d。然后可能对在检测室里的液体进行检测。还可能在728部分中的液体上进行检测处理。728部分中的液体将不会与试剂混合，因此，例如，可能用于校准过程的测量。

参考图18，描述了该装置的进一步设计。装置布局的许多特征与图17所示的相同，并且类似的部件如图17所示标注。在这里，共同的特征这里不再赘述。

如图16和18所示的设计之间的区别在于，图18的布局包括如图9所示的结构。类似的部件如图9所示标注，这里不再赘述。

出口管道836经由多个端口712连接至第一腔室710。以这种方式，可能从输入到装置2的血液样品中分离一定体积的血浆，例如，使用者参考如上所述的如图9所示的分离结构的方法，然后将其引导到第一管道结构912中，与来自第一腔室710的液体组合。然后可能例如通过在第一腔室710和通道网络714之间来回移动液体，一种或多种干试剂（例如，容纳在第一管道结构716中的干试剂）可能被再悬浮。然后可能将液体引导到如上所述的检测室732a、732b、732c和732d中，可能测量液体的一个或多个特性。

图16和18的设计之间的另一个区别是通道714的网络结构。通道网络中的通道具有不同的深度和宽度，并且在不同点处相连接。

参考图19a和19b，现描述包含上述实施例的各方面的装置2的完整详细布局。装置2设置成盘，并且配置为绕旋转轴28旋转。

在布局中存在图5所示的三个结构。

第一个结构包括：

第一腔室4a；

第二腔室14a；

第一多个端口20a；

第二多个端口34a；

第一管道结构18a；

第二个结构包：

第一腔室4b；

第二腔室14b；

第一多个端口20b；

第二多个端口34b；

第一管道结构18b；

第三个结构包括：

第一腔室4c；

第二腔室14c；

第一多个端口20c；

第二多个端口34c；

第一管道结构18c；

这些结构在在基板上模制或冲压成型。然后将覆盖箔连接至基板上以形成腔室和其它结构。上面列出的每个腔室包括多个支撑柱体110，用来支撑密封到基板（也被称为载体盘）的覆盖箔。

装置2还包括了如下一些其他结构：

- 用于是包含液体试剂或稀释剂的泡罩包装破裂的结构112。泡罩包装连接至覆盖箔上。

- 多个检测室114，每个检测室的每一侧都具有棱镜116。如上所述，这些棱镜是用于引导光束穿过盘的平面内的液体。

- 用于裂解细胞的裂解室118 。

- 用于在其他结构，例如腔室之间输送液体的多个毛细虹吸管120。

如上所述，装置2包括用于是包含缓冲液的泡罩包装破裂的结构112。泡罩包装连接至覆盖箔，覆盖箔又连接至装置2。在实际操作中，用户施加压力到泡罩包装，导致其相对于结构11破裂2。例如，使用者也可能经由入口300（可能包含样品处理试剂），通过毛细管作用填充将血液引入装置2，并通过离心力进一步将样品送入处理室118。泡罩中同样可能包括试剂的溶液，流入腔室402，但通过毛细阀404防止其流出腔室402。毛细阀404配置为在阈值旋转频率下被克服。换句话说，当以该阈值旋转频率旋转装置时，使液体从腔室402流入腔室406。然后装置减速（或停止），允许虹吸管400装填，并且液体在新的旋转时通过虹吸管400从结构118输送至腔室4c中。缓冲液也通过虹吸管408输送至腔室4c中。

在腔室4c中，来自泡罩包装的缓冲液与来自结构118的经处理的样品接触。为了将血浆与缓冲液混合，两种液体经由管道结构18C在腔室4c和14c之间来回传递。如上所述，当液体流出腔室4C并进入腔室14c时，腔室14c中的气体压力增加。然后将装置减慢或停止，使得腔室14c中的气体膨胀，迫使液体返回腔室4c。如在前述的一些实施例中，腔室4c具有多个端口20C并且腔室14C具有多个端口34C。如上所述，这有助于液体的混合。

当血浆和缓冲液充分混合，形成所得液体，然后将所得液体通过虹吸管412从腔室4c输送至腔室410中。随后，一部分液体通过虹吸管414从腔室410输送至腔室4b中。在腔室4b中，所得液体与从泡罩包装引入到装置中的另一体积的缓冲液接触。现在将描述这一体积试剂从泡罩到达腔室4b的液流。

如上所述，缓冲液从泡罩包装流入腔室402，随后经由毛细管阀404流入腔室406。缓冲液也从这里溢流到腔室416。然后通过虹吸管420将缓冲液输送至腔室418中，然后通过虹吸管424进入腔室422。随后，通过虹吸管426输送至腔室4b中。在此，缓冲液与来自腔室410的所得液体接触。

这里需要更进一步的混合。因此，如参考腔室4c和14c所述，通过经由管道结构18b改变盘的旋转频率，液体在腔室4b和14b之间来回传递进行混合。腔室14b具有多个端口34B，腔室4b具有多个端口20B。一旦液体充分混合，所得到的液体通过虹吸管914从腔室4b输送至腔室428中，随后通过430结构输送至腔室4a中。在此，通过在腔室4a和14a之间来回输送液体从而进行进一步混合。

当液体已经混合，然后通过虹吸管434将液体输送至检测室114中。如上所述，在检测室的任意一侧布置有棱镜，通过检测室从盘的平面外侧引导入射在棱镜116中的棱镜的光束，从而将检测室114中的液体引导到另一对棱镜116上。然后第二个棱镜将光束引导回到测量的平面。

如上所述，来自泡罩的缓冲液流入腔室402，然后进入腔室406，并溢流到腔室416中。它还流入腔室440部分并随后流入腔室442部分。然后填入检测室444。与其他检测室114一样，腔室444也在任意一侧具有棱镜446。然后可能通过采取同样的测量措施，测量血浆和缓冲液的混合物的（已知）缓冲液，来进行校准。

然后可能使用经校准的测量数据来量化血液样品的一个或多个特征。

图19b还描绘了图19a所示的布局。

参考可调节计量部分的图10e和10f，描述了包括在柱体之间的具有烟囱状空间的多个柱体的结构（比如，可能通过控制装置的旋转频率来控制液体的体积和计量液体的时间）应当理解，优选地，可能使用这种在柱体之间具有烟囱状空间的柱体，与图10e和10f描述的一些特征无关（包括促进可调计量的特征）。参考图10e和10f，描述了与可调计量结合的具有烟囱状空间的柱体的实施例。现在参考图20，描述具有烟囱状空间而不具有可调计量的柱体的实施例。

装置2包括腔室1016，腔室1016具有连接至上游液体处理室的入口端口（未图示），该腔室用于接收来自上游处理室的液体。腔室1016包括连接至管道1020的出口端口1018。管道1020从出口端口1018径向向内延伸至顶部1022。腔室1016包括第一径向区域1024，位于图20所示的虚线1026的径向内侧。腔室1016包括第二径向区域1028，位于图20所示的虚线1026的径向外侧。第一径向区域的横截面面积小于第二径向区域的横截面面积。横截面的减小，是通过腔室1016在第一径向区域中的周向伸长减小，并且部分通过布置在腔室1016中的柱体1030来实现。应当理解，在一些实施例中，这种横截面积的减小，可能单独通过减小腔室1016的周向伸长（没有柱体1030）来实现，或者可能通过仅使用柱体来实现，而不会减小腔室1016的周向伸长（例如，如图10f所示）。应当理解，可能使用任意数量的柱体。另外，横截面积的减小可能通过减小平行于旋转轴的腔室的深度来实现。

柱体1032还布置在腔室1016中（为了清楚起见，仅标注其中一些）。这些柱体为腔室1016提供支撑，因为它们支撑两个轴向间隔开的表面，这些表面与腔室1016的侧壁一起限定了腔室1016。应当理解，柱体1032将具有减小其的腔室1016的横截面面积的效果。

应当理解，这里描述的特征和布置也适用于图10f所示的实施例。

第一径向区域的横截面积跨越第一径向区域，例如周向跨越或切向跨越第一径向区域。类似地，第二径向区域的横截面积跨越第二径向区域，例如周向跨越或切向跨越第二径向区域。

在使用中，液体经由腔室1016的入口（未图示）从上游液体处理结构输送至腔室1016中。这可能在离心力的作用下通过毛细管作用或任何其它的方式进行。液体也从腔室1016进入管道1020。填充腔室1016时，腔室1016中的液位上升（即径向向内移动）。最初，液体填充具有比第一径向区域更大的圆周横截面的第二径向区域。因此，最初腔室1016中填充液位缓慢上升，因为此时液体填充的横截面积更大。当腔室1016中的填充液位升高（即径向向内移动）时，腔室1016的横截面积减小，其一部分由柱体1032提供，一部分由柱体1030提供。因此，填充液位升高的速率增加。当液位进一步上升时，填充液位位于柱体1032的径向向内，填充液位升高的速率降低，腔室1016的横截面面积再次增加。当填充液位达到室1016的周向伸长减小的点（即腔室1016的周向伸长的阶跃变化），腔室1016的横截面面积显着减小，并且由于第一径向区域的圆周横截面较小，然后液位上升得更快。随着腔室1016中的液位升高，管道1020中的液位也上升。

当腔室1016中的液位达到管道1020的顶部1022的径向位置，管道1020中的液体将流过顶部并向下游流动。通过如上所述构造腔室1016（具有不同圆周横截面的两个径向区域），可能更精确地控制液体流过顶端1022的时刻。由于与第二区域1028相比，腔室1016的填充液位对第一区域1024中的腔室1016中的液体体积更敏感，因此所描述的结构有助于一致地控制管道1020的装填。有利地，液体可能相对安全地输送至腔室1016（尤其是腔室1016的第二径向区域）中，而不会装填管道1020。第一径向区域充当触发区域，一旦填充液体，管道1020可靠且快速地装填，而液体体积几乎没有变化。

参考图21，描述了与装置2一起使用的系统。系统208包括布置成通过中心孔凸出于装置2的轴210。轴210连接至电动机200，该电动机用于旋转轴210并因此旋转装置2。电机200连接至处理器202并由处理器202控制。处理器202连接至存储器204.处理器202也连接检测系统206，并控制检测系统206。装置2在相对于检测系统206的特定的旋转配置下，检测系统206配置为与检测室（例如上述第二腔室14）对齐。

以上所述实施例仅是为了举例说明，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。因此，显而易见的是，上述描述是为了说明本发明的实施例，而不作为对所附权利要求的限制。

Claims (58)

1.一种用于处理液体的装置，所述装置配置为绕旋转轴旋转，并且所述装置包括：

第一腔体，其具有第一端口，所述第一腔体包括位于一远端部分的径向内侧的近端部分；

第二腔体，其具有第二端口，所述第二腔体包括位于一远端部分的径向内侧的近端部分；以及

第一管道结构，其连接所述第一端口和所述第二端口以在所述第一端口和所述第二端口之间引导液体流动；

其中，所述第一端口和第二端口分别布置在所述第一腔体和第二腔体各自的远端部分内；

其中，所述第二端口位于所述第一端口的径向外侧；并且

其中，所述第二腔体配置为使得，当液体流入所述第二腔体时，气体体积被困在所述第二腔体中，并且气体的压力增加。

2.根据权利要求1所述的装置，所述装置包括：

下游腔体；以及

出口管道，其将所述第一腔体的出口端口连接至所述下游腔体的入口，其中，所述出口管道从所述出口端口径向向内延伸至第一弯曲部，并且从所述第一弯曲部径向向外延伸至所述下游腔体的所述入口，并且所述第一弯曲部布置在所述第一腔体的径向最外侧部分的径向内侧，并且位于所述第一腔体的径向最内侧部分的径向外侧。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述出口管道包括位于所述出口端口的径向外侧的第二弯曲部。

4.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于，

所述第一腔体具有从所述出口管道的所述第一弯曲部径向向内和向外延伸的第一径向区域，以及位于所述第一径向区域的径向外侧的第二径向区域，所述第一腔体的所述出口端口布置在所述第二径向区域中；

所述第一腔体在所述第一径向区域中的横截面面积小于在所述第一腔体在所述第二径向区域中的横截面面积。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，通过布置在所述第一腔体中的一个或多个柱体，使得所述第一腔体在所述第一径向区域中的横截面面积相对于该第一腔体在所述第二径向区域中的横截面面积减小。

6.根据权利要求4或5所述的装置，其特征在于，位于所述出口管道的所述第一弯曲部的径向内侧的所述第一径向区域的径向伸长小于所述第二径向区域的径向伸长。

7.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述第二端口在所述第二腔体的径向最外侧上。

8.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述第一腔体包括第一多个端口，所述第一多个端口包括所述第一端口，其中，所述第一管道结构将所述第一多个端口连接至所述第二腔体，并且所述第一多个端口布置在所述第一腔体的所述远端部分中。

9.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述第二腔体包括第二多个端口，所述第二多个端口包括所述第二端口，其中，所述第一管道结构将所述第二多个端口连接至所述第一腔体，并且所述第二多个端口布置在所述第二腔体的所述远端部分中。

10.根据权利要求8或9所述的装置，其特征在于，所述第一管道结构包括共用管道部分，所述共用管道部分配置为在使用中，来自所述第一多个端口中的两个或更多端口和/或所述第二多个端口中的两个或更多端口的液体合并在共用管道部分中。

11.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，一种或多种试剂被包含在所述第一腔体、所述第二腔体和所述第一管道结构中的一个或多个中。

12.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，所述第二腔体包含一种或多种试剂。

13.根据权利要求11或12所述的装置，其特征在于，所述一种或多种试剂是干试剂。

14.根据权利要求12或13所述的装置，其特征在于，所述第二腔体包括一个部分，该部分位于所述一种或多个试剂的径向外侧。

15.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述第一管道结构包含一种或多种干试剂，所述第一管道结构包含位于所述一种或多种试剂的上游的部分。

16.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述第二腔体包括液体保留部分，布置在所述液体保留部分和所述第二端口之间的所述第二腔体的壁的至少一部分径向向内延伸。

17.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述第二腔体的壁从所述第二端口径向向外延伸。

18.根据权利要求16或17所述的装置，其特征在于，所述第二腔体是检测室。

19.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述第二腔体包括第一部分和溢流部分，所述溢流部分与所述第一部分被所述第二腔体的壁的一部分隔开，所述第二腔体的所述壁的所述部分从所述第一部分径向向内延伸至第一径向位置，并且从所述第一径向位置径向向外延伸至所述溢流部分。

20.根据前述权利要求中任一项所述的装置，所述装置还包括：

第三腔体，其具有第三端口，所述第三腔体具有位于一远端部分的径向内侧的近端部分；

第二管道结构，其在所述第一腔体和所述第三端口之间提供流体流动路径；

其中，经由所述第三端口进入和离开所述第三腔体是唯一的流体流动路径；

其中，所述第三端口位于所述第一端口的径向外侧。

21.根据权利要求20所述的装置，其特征在于，所述第三腔体包括液体保留部分，布置在所述液体保留部分和所述第三端口之间的所述第三腔体的壁的至少一部分径向向内延伸。

22.根据权利要求20或21所述的装置，其特征在于，所述第三腔体的壁从所述第三端口径向向外延伸。

23.根据权利要求21或22所述的装置，其特征在于，所述第二管道结构连接至所述第一管道结构，使得在使用中，来自所述第一腔体的液体经由所述第一管道结构的至少一部分流至所述第二管道结构。

24.根据权利要求23所述的装置，其特征在于，所述装置还包括位于所述第一管道结构和所述第二管道结构之间的虹吸管。

25.根据权利要求24所述的装置，其特征在于，所述第二管道结构包括通气口。

26.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述第一管道结构和所述第二管道结构中的一个或两个包括第一试剂室，所述第一试剂室具有相对于近端部分径向向外的远端部分并且包含一种或多种试剂；

所述第一试剂室具有第一端口，在使用中，所述第一试剂室经由所述第一端口进行填充，并且，所述第一试剂室的所述第一端口位于所述第一试剂室的所述远端部分。

27.根据权利要求26所述的装置，其特征在于，所述第一端口位于所述第一试剂室的径向最外侧。

28.根据权利要求26或27所述的装置，所述装置还包括第二试剂室，所述第二试剂室通过相应的管道结构与所述第一试剂室串联连接。

29.根据权利要求26或28所述的装置，所述装置还包括第二试剂室，所述第二试剂室通过相应的管道结构的分支与所述第一试剂室并联连接。

30.一种用于处理液体的装置，所述装置配置为能绕旋转轴旋转，所述装置包括：

第一腔体，其具有第一多个端口，所述第一腔体包括位于一远端部分的径向内侧的近端部分；

空气镇流结构，其配置为使得当液体从所述第一多个端口流出时，一定体积的气体被困在所述空气镇流结构中，所述气体的压力增大；并且

其中，所述第一多个端口布置在所述第一腔体的远端部分。

31.根据权利要求30所述的装置，其特征在于，所述空气镇流结构是检测室。

32.根据权利要求30或31所述的装置，其特征在于，所述装置还包括第一管道结构，所述第一管道结构将所述第一多个端口连接至所述空气镇流结构，其中，所述第一管道结构包括共用管道部分，所述共用管道部分配置为在使用中，来自所述第一多个端口中的两个或更多端口的液体流合并在所述共用管道部分中。

33.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述第一腔体包括：

混合部分；

计量部分；以及

溢流部分，

其中，所述混合部分、所述计量部分和所述溢流部分通过所述第一腔体的壁的相应部分彼此分开，所述第一腔体的所述壁的所述相应部分径向向内延伸至相应的径向位置并且从所述相应的径向位置径向向外延伸；

其中，在位于所述第一腔体的所述近端部分和径向向内延伸的所述壁的径向最内侧之间的部分间存在流体流动路径；

其中，所述第一端口或第一多个端口布置在所述混合部分中，并且所述计量部分具有出口端口，所述计量部分配置为在所述计量部分填充时，将液体保留在所述计量部分中。

34.根据权利要求33所述的装置，其特征在于，所述混合部分和所述计量部分是相同的部分。

35.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述第一管道结构和所述第二管道结构中的一个或两个都包括分支成多个管道部分的通道。

36.根据权利要求35所述的装置，其特征在于，所述多个管道部分中的两个或更多管道部分在所述两个或更多管道部分的下游重新合并成单个通道。

37.一种用于处理液体的装置，所述装置配置为绕旋转轴旋转，并且所述装置包括：

第一通气室，其具有第一端口，所述第一通气室包括位于一远端部分的径向内侧的近端部分；

第二非通气室，其具有第二端口，所述第二非通气室包括位于一远端部分的径向内侧的近端部分；以及

第一管道结构，其连接所述第一端口和所述第二端口以在所述第一端口和所述第二端口之间引导流体流动；

其中，所述第一端口和所述第二端口布置在所述第一通气室和所述第二非通气室的相应的远端部分中；并且

其中，所述第二端口位于所述第一端口的径向外侧。

38.根据权利要求37所述的装置，所述装置包括：

下游通气室；以及

出口管道，其将所述第一腔体的出口端口连接至所述下游腔体的入口；

其中，所述出口管道从所述出口端口径向向内延伸至第一弯曲部，并且从所述第一弯曲部径向向外延伸至所述下游通气室的所述入口；并且

其中，所述第一弯曲部布置在所述第一通气室的径向最外侧部分的径向内侧，并且位于所述第一通气室的径向最内侧部分的径向外侧。

39.一种用于处理液体的装置，所述装置配置为绕旋转轴旋转，并且所述装置包括：

通气腔体，其具有第一端口；

非通气腔体，其包括位于一远端部分的径向内侧的近端部分，所述非通气腔体具有第二端口，所述第二端口布置在所述远端部分中以接收来自所述第一腔体的液体；

下游腔体；以及

出口管道，其将所述第一端口连接至所述下游腔体的入口，其中，所述出口管道从所述第一端口径向向内延伸至第一弯曲部，并且从所述第一弯曲部径向向外延伸至所述下游腔体的所述入口，所述第一弯曲部布置在所述通气腔体的径向最外侧部分的径向内侧，并且位于所述通气腔体的径向最内侧部分的径向外侧。

40.根据权利要求38或39所述的装置，其特征在于，所述出口管道包括位于所述第一端口的径向外侧的第二弯曲部。

41.根据权利要求39或40所述的装置，其特征在于，所述第二端口在所述非通气腔体的径向最外侧。

42.一种在装置中驱动液体流动的方法，所述方法包括：

以第一旋转频率旋转所述装置，以将液体从所述装置的第一腔体输送到与所述第一腔体相连通的所述装置的第二腔体中;

以低于所述第一旋转频率的第二旋转频率旋转所述装置，将液体从所述第二腔体输送回到所述第一腔体中并且将液体从所述第一腔体输送到与所述第一腔体连通的下游腔体中。

43.根据权利要求42所述的方法，在以所述第一旋转频率旋转所述装置之后并且在以所述第二旋转频率旋转所述装置之前，所述方法包括：

以第三旋转频率旋转所述装置，随后以第四旋转频率旋转所述装置，从而混合所述液体；

其中，所述第三旋转频率大于所述第二旋转频率；并且

其中，所述第四旋转频率大于所述第三旋转频率。

44.根据权利要求42或43所述的方法，所述方法包括，在将液体从所述第一腔体输送到所述下游腔体中之后，以不同于所述第二旋转频率的第五旋转频率旋转所述装置，以控制从所述第一腔体输送至所述下游腔体的液体的体积。

45.一种方法，其使用权利要求2至6或38至41中任一项所述的装置实现权利要求42至44中任一项所述的方法。

46.一种在装置中混合液体的方法，所述方法包括：

旋转所述装置将一液柱分成多个液柱；以及

改变旋转频率以重新合并所述多个液柱。

47.根据权利要求46所述的方法，其特征在于，所述改变旋转频率包括减小旋转频率。

48.根据权利要求46所述的方法，其特征在于，所述改变旋转频率包括增大旋转频率。

49.一种在装置中混合液体并且将一种或多种干试剂再悬浮在所述液体中的方法，所述方法包括：

以第一旋转频率旋转所述装置，然后以低于所述第一旋转频率的第二旋转频率旋转所述装置以混合所述液体；以及

以大于所述第一旋转频率的第三旋转频率旋转所述装置，以使一种或多种干试剂再悬浮在所述液体中。

50.根据权利要求49所述的方法，其特征在于，所述混合包括：在所述液体中再悬浮另外的一种或多种干试剂。

51.一种在装置中混合液体并且计量所述液体的体积的方法，所述方法包括：

以第一旋转频率旋转所述装置，从而将液体输送到所述装置的第一腔体中，并且进入与所述第一腔体连通的第二腔体；

以第二旋转频率旋转所述装置，从而在所述第一腔体中将所述液体的一部分与所述液体的其余部分分离，其中，所述第二旋转频率低于所述第一旋转频率。

52.根据权利要求51所述的方法，其特征在于，将所述液体的一部分与所述液体的其余部分分离包括：将所述液体中体积定义明确的液体部分与所述液体的其余部分分离。

53.根据权利要求51或52所述的方法，在以所述第一旋转频率旋转所述装置之后并且以所述第二旋转频率旋转所述装置之前，所述方法还包括：

以第三旋转频率旋转所述装置，随后以第四旋转频率旋转所述装置，以混合所述液体；

其中，所述第三旋转频率小于所述第一旋转频率并且大于所述第二旋转频率；并且

其中，所述第四旋转频率大于所述第三旋转频率。

54.一种在装置中将液体分离成不同密度的多个组分的方法，所述方法包括：

旋转所述装置，使液体从第一腔体流入第二腔体，并使在所述第二腔体中的一定体积的气体的压力增加；

旋转所述装置，将所述液体分离成不同密度的多个组分；以及

将所述装置减速，使所述液体的至少一部分流出所述第二腔体。

55.一种用于处理液体的装置，所述装置配置为绕旋转轴旋转以驱动所述装置中的液体流，

其中，所述装置包括用于容纳液体的腔室和管道；

其中，所述腔室具有入口端口，所述入口端口连接至上游液体处理结构以接收来自所述上游液体处理结构的液体；

其中，所述腔室具有出口端口，所述出口端口连接至所述管道；

其中，所述管道从所述出口端口径向向内延伸至顶部，并从所述顶部径向向外延伸；

其中，所述腔室从所述顶部径向向内延伸；

其中，所述腔室具有相对于所述顶部径向向内和向外延伸的第一径向区域，以及相对于所述第一径向区域径向向外的第二径向区域，所述出口端口布置在所述第二径向区域中；并且

其中，所述腔室在所述第一径向区域中的横截面面积小于所述腔室在所述第二径向区域中的横截面面积。

56.根据权利要求55，所述的装置，其特征在于，通过布置在所述腔体中的一个或多个柱体，所述腔体在所述第一径向区域中的横截面面积相对于所述腔体在所述第二径向区域中的横截面面积减小。

57.根据权利要求55或56所述的装置，其特征在于，所述第一径向区域相对于所述顶部径向向内的径向伸长小于所述第二径向区域的径向伸长。

58.根据权利要求1至41或权利要求55至57中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置是微流体装置。