CN107427834A - 微流体器件以及包括该微流体器件的样品分析装置 - Google Patents

Abstract

根据本发明的实施方式的微流体器件可以包括：主体，具有形成在其中的腔体从而容纳样品，该主体能够旋转使得容纳在腔体中的样品由于离心力而移动；插入部件，布置在主体的旋转中心处，该插入部件的至少一部分插入/形成为使得旋转/驱动主体的驱动部分联接到该插入部件；以及样品注入部件，其至少一部分延伸从而相对于主体的旋转轴倾斜，使得样品注入部件从延伸部分面对腔体。

Description

微流体器件以及包括该微流体器件的样品分析装置

技术领域

本公开涉及微流体器件以及包括微流体器件的样品分析装置。

背景技术

通常，微流体器件是指通过操纵少量的流体进行生物或化学反应的器件。微流体器件包括提供在主体中的微流体结构，该主体为各种形式中的任一种诸如盘或芯片(chip)。

微流体结构包括其中可接收或储存流体的腔体、流体可通过其流动的通道以及用于控制流体的流动的阀门，并且腔体、通道和阀门以各种方式中的任一种布置在主体中。

一种器件被称为生物芯片，其中微流体结构以芯片的形式提供在主体中使得包括生物化学反应的测试可以在小芯片上进行。具体地，被制作为在单个芯片上进行多个过程和操作的器件被称为芯片上实验室(lab-on-a-chip)。

需要驱动压力以在微流体结构中传输流体。毛细压力或由额外的泵施加的压力用作驱动压力。近来，已经提出其中微流体结构以盘的形式提供在主体上并通过采用离心力移动流体而执行一系列操作的基于离心力的微流体器件，其被称为实验室紧凑盘(CD)或CD上实验室。

注入到基于离心力的微流体器件中的样品由于离心力而远离微流体器件的旋转中心移动。

通过使用样品注入器具诸如吸管或注射器，样品通过微流体器件上提供的样品注入部件而被注入到微流体器件中。然而，当样品被注入时，样品会附着到样品注入部件周围，特别地，附着到微流体器件的顶表面。

当样品附着到其上的微流体器件安装在样品分析装置上并被旋转时，附着到样品微流体器件的顶表面的样品会污染微流体器件的表面，会由于旋转而污染样品分析装置中的元件，诸如光源，并且当样品附着到光源或分析腔体的外表面时，会导致微流体器件的结果值的错误。

此外，当受致病细菌感染的样品被注入到微流体器件中时，其他人会被样品的残留在微流体器件的表面上的部分感染。

发明内容

技术问题

所提供的是一种微流体器件以及包括该微流体器件的样品分析装置，其可以在样品被注入到微流体器件中时防止附着到微流体器件的顶表面。

所提供的是一种微流体器件以及包括该微流体器件的样品分析装置，即使当附着有样品的微流体器件旋转时，其可以防止样品分析装置中的元件由于样品而被污染。

技术方案

根据示范性实施方式的一个方面，一种微流体器件包括：

主体，包括其中接收样品的腔体，主体是可旋转的使得腔体中接收的样品由于离心力而移动；

插入部件，布置在主体的旋转中心处并包括凹入的至少一部分使得用于旋转主体的驱动器联接到该插入部件；

样品注入部件，包括从插入部件朝向腔体延伸以相对于主体的旋转轴倾斜的至少一部分，样品注入部件允许用于将样品注入到腔体中的样品注入器具的一部分被插入到样品注入部件中；以及

遮蔽构件，包括布置在样品注入部件、插入部件和腔体中的至少一个上的至少一部分，遮蔽构件配置为当样品通过样品注入器具注入到腔体中时防止注入的样品泄漏到样品注入部件的外面。

样品注入部件可以包括：样品注入孔，形成在插入部件中；以及样品注入通道，配置为连接样品注入孔和腔体并包括延伸以相对于旋转轴倾斜的至少一部分。

主体可以包括布置在腔体的顶部处的上板和布置在腔体的底部上的下板，其中样品注入通道的至少一部分布置在上板下面。

样品注入通道可以包括其宽度朝向腔体减小的部分。

样品注入通道可以包括运动引导表面，该运动引导表面用于引导已经穿过样品注入孔的样品注入器具的运动。

用于引导样品注入器具的尖端部分的位置到样品注入孔的位置引导表面可以形成在插入部件的在样品注入孔周围的部分中。

突起可以形成在样品注入通道和腔体中的至少一个上。

主体可以包括面对插入部件并被切去的切口部分，其中该切口部分布置在样品注入部件之上。

主体可以包括标记，该标记用于指示样品注入部件的位置、样品注入器具到样品注入部件中的插入方向和将被注入到腔体中的样品的量中的至少一个。

样品注入通道可以形成为使得沿着样品注入通道插入的样品注入器具的样品插入方向相对于腔体的壁表面倾斜。

主体可以包括通过其观看腔体的内部的窗口。

微流体器件还可以包括吸收片，该吸收片配置为吸收附着到主体的样品并覆盖切口部分周围的部分。

主体沿着旋转轴的厚度可以在从约1mm至约5mm的范围内。

主体沿着旋转轴的厚度可以在从约5mm至约9mm的范围内。

剩余样品接收器和停止突起可以提供在插入部件上，该剩余样品接收器配置为接收残留在插入部件的表面上的剩余样品，该停止突起配置为防止剩余样品接收器中接收的剩余样品溢出。

遮蔽构件的至少一部分可以被插入到样品注入部件中并可以包括弹性材料。

遮蔽构件还可以包括形成在遮蔽构件的内周表面上的至少一个不平坦部分和形成在遮蔽构件的外周表面上的凸出部分。

遮蔽构件的至少一部分可以布置在插入部件上以位于样品注入部件外面并具有膜形状。

遮蔽构件可以包括交叉样品注入部件的延伸方向的遮蔽面，其中遮蔽面的一部分比其它部分更薄使得样品注入器具穿过遮蔽面。

遮蔽面的该部分可以具有线性形状、十字形或圆形形状。

遮蔽构件可以包括通孔，该通孔具有比样品注入器具的直径小的直径。

遮蔽构件可以布置在腔体内并可以包括多孔材料。

样品注入部件可以在样品流动的方向上连接在腔体的两个端部之间。

根据另一个示范性实施方式的一个方面，一种样品分析装置包括该微流体器件。

有益效果

一个或更多个示范性实施方式中的微流体器件以及包括该微流体器件的样品分析装置可以通过在设置于主体的旋转中心处的插入部件上形成样品注入部件而防止样品附着到主体的顶表面。

此外，微流体器件和样品分析装置可以通过将样品注入器具深地倾斜地插入到主体中而在样品注入过程中防止或抑制样品溢出到外面。

附图说明

图1是根据示范性实施方式的微流体器件的透视图；

图2是示出根据示范性实施方式的微流体器件的内部的概念性平面图；

图3是示出包括根据示范性实施方式的微流体器件的样品分析装置的配置的视图；

图4a和图4b是用于说明根据示范性实施方式的微流体器件的样品注入部件的概念图；

图5a和图5b是用于说明根据比较示例的微流体器件的样品注入部件的概念图；

图6是示出根据示范性实施方式的微流体器件的样品注入部件的局部透视图；

图7是示出根据示范性实施方式的微流体器件的样品注入部件的切除透视图；

图8是示出根据示范性实施方式的微流体器件的样品注入部件的截面图；

图9a和图9b分别是用于说明其中微流体器件中的突起引导样品注入器具使得样品注入器具在特定方向上插入的示例的平面图和截面图；

图10是示出根据示范性实施方式的微流体器件的腔体和样品注入部件的平面图；

图11a和图11b分别是示出根据示范性实施方式的微流体器件的主体的修改的透视图和局部平面图；

图12是示出根据示范性实施方式的微流体器件的主体的修改的局部平面图；

图13是示出根据示范性实施方式的微流体器件的主体的修改的局部透视图；

图14a和图14b是示出其中使用图13的微流体器件的示例的透视图；

图15是根据另一个示范性实施方式的微流体器件的透视图；

图16a和图16b分别是示出图15的微流体器件的插入部件和形成在插入部件上的样品注入部件的局部透视图和局部截面图；

图17是根据另一个示范性实施方式的微流体器件的透视图；

图18a和图18b分别是示出图17的微流体器件的插入部件和形成在插入部件上的样品注入部件的局部透视图和局部截面图；

图19是示出根据示范性实施方式的微流体器件的修改的截面图；

图20a至图20c是示出根据示范性实施方式的图19的遮蔽构件的透视图；

图21a和图21b是示出其中样品注入器具施加到其中插入遮蔽构件的样品注入部件的示例的视图；

图22a是用于说明包括具有遮蔽面的遮蔽构件的微流体器件的截面图；

图22b是图22a的遮蔽构件的透视图；

图23是用于说明其中遮蔽构件的至少一部分设置在插入部件上的示例的截面图；

图24是用于说明其中遮蔽构件的至少一部分位于腔体中的示例的截面图；

图25a和图25b是示出其中样品注入器具施加到遮蔽构件的示例的截面图；

图26是根据示范性实施方式的包括修改的腔体的微流体器件的平面图；以及

图27a和图27b是示出其中样品注入器具施加到图26的微流体器件的示例的视图。

具体实施方式

在下文，将参照附图更加全面地描述本发明构思，附图中示出了本发明构思的元件。然而，本发明构思可以以许多不同的形式实施，而不应解释为限于这里阐述的示范性实施方式。相反，提供这些实施方式使得本公开透彻和完整，并且向本领域的技术人员传达本发明构思的范围。相同的附图标记通篇指代相同的元件。附图中，为了清楚起见可以夸大层和区的厚度和部件的大小。

图1是根据示范性实施方式的微流体器件10的透视图。图2是示出根据示范性实施方式的微流体器件10的内部的概念性平面图。图3是示出包括根据示范性实施方式的微流体器件10的样品分析装置1的配置的视图。

参照图1，根据示范性实施方式的微流体器件10包括可旋转的主体20。

例如，主体20可以具有盘形状。插入部件30设置在主体20的旋转中心处。插入部件30的至少一部分可以凹陷使得用于旋转主体20的驱动器105(见图3)联接到插入部件30。例如，插入部件30可以具有沿着旋转轴Z穿过主体20的圆孔结构。然而，插入部件30的形状不限于圆形，可以是多边形形状或椭圆形状。此外，插入部件30的结构不限于孔结构，可以是凹槽结构。

主体20可以易于模制，并且主体20的表面可以由生物惰性的塑料材料形成，例如丙烯酸或聚二甲基硅氧烷(PDMS)。然而，主体20的材料不限于此，可以是具有化学和生物稳定性、高透光性和良好的机械加工性的任何材料。

微流体结构可以提供在主体20中。例如，其中可接收样品的腔体23、样品通过其流动的通道(未示出)以及用于打开或关闭通道的阀门(未示出)可以提供在主体20中。

主体20可以包括多个板。例如，主体20可以包括上板21和下板22。上板21可以设置在腔体23的顶部上，下板22可以设置在腔体23的底部上。上板21和下板22的每个可以由热塑树脂形成。

例如，通过在主体20的上板21和下板22的接触表面上形成对应于腔体23和通道的镂空结构并附接上板21和下板22，腔体23和通道可以形成在主体20中。上板21和下板22可以通过采用各种方法中的任一种而彼此附接，诸如采用粘合带、超声波焊接或激光焊接的方法。

可选地，用于限定腔体23和通道的分隔物可以提供在主体20的上板21和下板22之间。主体20可以具有各种其它形状中的任一种。

主体20中提供的微流体结构可以被设置用于生物化学处理的特定目的，例如流体样品的离心分离、免疫血清反应、基因分析、基因提取或基因增殖。例如，微流体器件10可以包括用于样品的生物化学处理的单元。样品的生物化学处理的示例可以包括样品的培养、混合、分离和浓缩。微流体器件10的内部可以根据微流体器件10的用途以各种方式设计，微流体器件10中的具体布置将不被说明。

根据示范性实施方式的微流体器件10可以包括用于将样品注入到腔体23中的样品注入部件40，这将在下面参照图4a说明。

参照图3，根据示范性实施方式的样品分析装置1可以包括微流体器件10、用于旋转微流体器件10的驱动器105、数据读出器130、阀门开启器件120、检测器140、输入单元110、输出单元150、诊断数据库(DB)160和用于控制每个元件的控制器170。

驱动器105的一部分可以被插入到微流体器件10的插入部件30中，并且驱动器105可以旋转微流体器件10。驱动器105可以是主轴电机。

尽管没有示出，但是驱动器105可以包括用于控制微流体器件10的角位置的电机驱动器。例如，电机驱动器可以使用步进电机或直流(DC)电机。

数据读出器130读取存储在微流体器件10中的数据并将读取的数据传输到控制器170，控制器170通过基于读取的数据操作每个元件而驱动样品分析装置1。数据读出器130可以为例如条形码读取器。

门开启器件120被提供来打开和关闭微流体器件10的阀门，门开启器件120可以包括外部能量源122和移动单元，该移动单元用于将外部能量源122移动到要被打开的阀门。

发射电磁波的外部能量源122可以是发射激光束的激光源或者发射可见光或红外光的发光二极管或氙灯。当外部能量源122是激光源时，外部能量源122可以包括至少一个激光二极管。

移动单元用于调整外部能量源122的位置或方向使得能量集中在微流体器件10的期望部分上，该移动单元可以包括驱动电机124和其上安装外部能量源122的齿轮部件126，齿轮部件126配置为当驱动电机124旋转时将外部能量源122移动到要被打开的阀门之上的位置。移动单元124和126可以通过采用各种机构来实现。

检测器140包括至少一个光发射器141和光接收器143，该光接收器143设置为对应于光发射器141并接收透射穿过微流体器件10的反应区域的光。

光发射器141是以预定的频率闪烁的光源。用作光发射器141的光源的示例包括半导体发光器件诸如发光二极管(LED)或激光二极管(LD)以及气体放电灯诸如卤素灯或氙灯。

此外，光发射器141设置为使得从光发射器141发射的光穿过反应区域并到达光接收器143。

光接收器143用于根据入射光的强度产生电信号，并可以例如是耗尽层光电二极管、雪崩光电二极管(APD)或光电倍增管(PMT)。

控制器170控制驱动器105、数据读出器130、阀门开启器件120和检测器140以顺利地执行样品分析装置1的操作，搜索诊断数据库160并将从检测器140检测的信息与诊断数据库160比较以确定微流体器件10的反应区域24中接收的血液中的疾病。

输入单元110用于输入引入到微流体器件10中的样品的类型和/或根据注入样品的类型的实验项目，并可以提供为样品分析装置1上的触摸屏。

输出单元150用于输出诊断结果以及是否完成实验，并可以包括视觉输出单元诸如液晶显示器(LCD)、听觉输出单元诸如扬声器、或视听输出单元。

如上所述，当样品由样品分析装置1分析时，微流体器件10可以被驱动器105旋转。在此情况下，样品附着到微流体器件10的顶表面210，附着到顶表面210的样品会由于离心力而分散到微流体器件10的外部，并可能污染样品分析装置1。

根据示范性实施方式的微流体器件10可以通过改善样品注入部件40的结构而在样品注入到样品注入部件40时防止样品附着到微流体器件10的顶表面210。

图4a和图4b是用于说明根据示范性实施方式的微流体器件10的样品注入部件40的概念图。图5a和图5b是用于说明根据比较示例的微流体器件的样品注入部件400的概念图。

参照图4a和图4b，根据示范性实施方式的微流体器件10的样品注入部件40的至少一部分可以从插入部件30朝向腔体23延伸以相对于主体20的旋转轴Z倾斜。

由于样品注入部件40形成在插入部件30上而不是主体20的顶表面上，所以可以极大地降低当样品采用样品注入器具90注入时主体20的顶表面210被样品污染的可能性。

此外，由于样品注入部件40延伸以相对于主体20的旋转轴Z倾斜，所以样品注入器具90的尖端部分91可以深地插入到主体20中。例如，由于样品注入器具90倾斜地插入到主体20中，所以样品注入器具90可以被插入到比样品注入器具90的尖端部分91笔直地插入到的深度d0(见图5a)更大的深度。样品注入器具90的尖端部分91可以插入到主体20的深度d1。

因此，根据示范性实施方式的微流体器件10可以采用各种样品注入器具90中的任一种。例如，吸液管可以用作样品注入器具90，或者用于排出样品的样品排出表面910相对于纵向方向倾斜的注射器可以用作样品注入器具90a，如图4b所示。例如，注射器的样品排出表面910的长度l可以在从约1.5mm至约3.3mm的范围内。

如果，与示范性实施方式不同，如图5a和图5b所示，当样品注入部件400在平行于主体20的旋转轴Z的方向上从主体20的顶表面210延伸时，则在样品采用样品注入器具90或90a注入时会难以防止主体20由于样品而污染。

根据比较示例，假设吸液管如图5a所示被用作样品注入器具90，当样品注入器具90的尖端部分91位于样品注入部件400上时，样品注入器具90的尖端部分91可能接触主体20的顶表面210的在样品注入部件400周围的部分，因此会污染顶表面210。此外，当采用样品注入器具90注入大量的样品时，样品会从样品注入部件400溢出并会污染主体20的顶表面210，如图5a所示。

此外，由于样品注入部件400形成在顶表面210上，所以当附着到主体20的顶表面210的样品用纱布擦去时，腔体23中接收的样品也会被纱布吸收。

根据另一个比较示例，当注射器如图5b所示被用作样品注入器具90a时，样品注入器具90a的样品排出表面910的一部分不能被插入到样品注入部件400中。因此，当样品被注入到腔体23中时，样品会附着到主体20的顶表面210。

然而，在根据示范性实施方式的微流体器件10中，由于样品注入部件40形成在插入部件30上而不是主体20的顶表面上，以相对于主体20的旋转轴Z倾斜，所以可以防止或抑制样品附着到主体20的顶表面210。此外，即使当样品的一部分附着到主体20的顶表面210时，由于腔体23不连接到主体20的顶表面210，所以可以防止注入到腔体23中的样品在擦除时被不期望地吸收。

图6是示出根据示范性实施方式的微流体器件10的样品注入部件40的局部透视图。图7是示出根据示范性实施方式的微流体器件10的样品注入部件40的切除透视图。图8是示出根据示范性实施方式的微流体器件10的样品注入部件40的截面图。图8是图6的微流体器件10沿着线VIII-VIII剖取的截面图。

参照图6至图8，样品注入部件40包括样品注入孔41和样品注入通道42。

样品注入孔41形成在插入部件30中。样品注入孔41的尺寸可以根据可被插入到样品注入孔41中的样品注入器具90的尺寸而变化。例如，样品注入孔41的尺寸或直径可以在从约0.15mm至约2mm的范围内。

样品注入通道42可以连接样品注入孔41和腔体23，并且样品注入通道42的一部分可以延伸以相对于旋转轴Z倾斜。例如，样品注入通道42的长度可以等于或大于1mm。例如，样品注入通道42的长度可以等于或大于2.2mm。例如，样品注入通道42的长度可以等于或大于3.3mm。术语“样品注入通道42的长度”是指样品注入通道42在延伸方向上延伸以相对于旋转轴Z倾斜的长度。

样品注入通道42的至少一部分设置在上板21下面。样品注入器具90的插入到样品注入通道42中的尖端部分91可以位于上板21下面。因此，即使当采用样品注入器具90注入的样品从样品注入部件40溢出时，由于样品注入部件40的布置结构，也可以防止样品附着到主体20的顶表面210。

样品注入通道42可以包括其宽度朝向腔体23减小的部分。

例如，样品注入通道42可以包括运动引导表面，该运动引导表面形成为相对于主体20的旋转轴Z倾斜。

运动引导表面可以引导样品注入器具90的运动，使得样品注入器具90的尖端部分91接近腔体23。此外，由于运动引导表面形成为相对于主体20的旋转轴Z倾斜，所以即使当样品附着到运动引导表面时，附着到运动引导表面的样品也可以在施加离心力时沿着运动引导表面运动到腔体23。

运动引导表面包括面对样品注入器具90的顶部的上运动引导表面421和面对样品注入器具90的底部的下运动引导表面422。样品注入器具90的顶部和底部可以关于样品注入器具90的中心分开。

上运动引导表面421和下运动引导表面422的每个可以为连续的表面，如图8所示。然而，上运动引导表面421和下运动引导表面422的形状不限于此，上运动引导表面421和下运动引导表面422的每个可以为不连续的表面，例如具有台阶部分的表面。

用于引导样品注入器具90的尖端部分91到样品注入孔41的位置的位置引导表面可以形成在插入部件30的在样品注入孔41周围的部分中。即使当样片附着到位置引导表面时，附着到位置引导表面的样品也可以在施加离心力时沿着位置引导表面移动到样品注入孔41。

位置引导表面包括面对样品注入器具90的顶部的上位置引导表面311和面对样品注入器具90的底部的下位置引导表面312。

上位置引导表面311和下位置引导表面312的每个可以为连续的表面，如图8所示。然而，上位置引导表面311和下位置引导表面312的每个的形状不限于此，上位置引导表面311和下位置引导表面312的每个可以为不连续的表面，例如具有台阶部分的表面。

沿着主体20的旋转轴Z突出的停止突起313可以形成在插入部件30之上。由于停止突起313可以防止附着到插入部件30的样品移动到主体20的顶表面210。

参照图6，主体20可以包括切口部分24。切口部分24是面对插入部件30并在主体20的上部中被切除(或消除)的部分(或空间)。切口部分24可以形成在样品注入部件40之上。由于切口部分24，样品注入器具90可以容易倾斜地插入到样品注入部件40中。此外，由于切口部分24，样品注入部件40的一部分可以暴露到外面，因此用户可以容易检测样品注入部件40的位置。

主体20可以包括标记M1，标记M1用于指示样品注入部件40的位置和样品注入器具90到样品注入部件40中的插入方向中的至少一个。例如，标记M1可以通过在主体20中雕刻指示样品注入部件40的位置和样品注入器具90到样品注入部件40中的插入方向的箭头来制作。然而，标记M1的形状和形成标记M1的方法不限于此。例如，标记M1可以浮雕在主体20上，或者可以作为单独的构件附接到主体20。

突起50可以形成在样品注入通道42和腔体23中的至少一个上。例如，突起50可以形成在样品注入通道42和腔体23之间。突起50可以在样品注入器具90插入腔体23中时接触样品注入器具90的尖端部分91，并可以限制样品注入器具90的运动。也就是，突起50可以用作用来限制样品注入器具90的运动的停止件。然而，突起50的功能不限于停止件，可以根据样品注入器具90的尺寸和类型而变化。例如，突起50可以引导样品注入器具90使得样品注入器具90在特定方向上插入到腔体23中。

图9a和图9b分别是用于说明微流体器件10的突起50引导样品注入器具90a使得样品注入器具90a在特定方向上插入的示例的平面图和截面图。参照图9a和图9b，突起50可以形成在样品注入通道42和腔体23之间。突起50可以偏心地位于样品注入通道42的中心的一侧。

样品注入器具90a例如注射器可以被插入到样品注入部件40中，并形成为使得用于排出样品的样品排出表面910相对于样品注入器具90a的纵向方向倾斜。样品注入通道42的宽度w1可以大于样品注入器具90a的宽度w2。当样品注入器具90a为注射器时，样品注入器具90a的宽度w2可以为针头的宽度。当样品注入器具90a插入到样品注入部件40中时，突起50可以引导样品注入器具90a使得样品注入器具90a在特定方向上被插入腔体23中。突起50可以引导样品注入器具90a以提供在使样品在腔体的方向上的流动最大化的取向的插入，从而降低样品流出腔体并流动到微流体器件的外表面上的可能性。

样品注入器具90a可以穿过样品注入通道42并可以由突起50在预定的方向上引导，并且样品注入器具90a的尖端部分91a可以被插入到腔体23中。因此，样品注入器具90a的整个样品排出表面910可以接收在主体20中。因此，当注入样品时，可以最小化样品排出到外面的可能性，并且可以防止样品附着到主体20的顶表面210。

尽管突起50在图9a中偏心地位于样品注入通道42的中心的一侧，但是突起50的位置可以根据需要而改变。

图10是示出根据示范性实施方式的微流体器件10的腔体23和样品注入部件40的平面图。参照图10，样品注入通道42可以形成为使得沿着样品注入通道42插入的样品注入器具90的样品注入方向相对于腔体23的壁表面233倾斜。例如，样品注入通道42的延伸方向A和腔体23的面对样品注入通道42的壁表面233的切线方向B之间形成的角度θ可以为锐角。因此，可以防止通过样品注入器具90注入的样品与腔体23的壁表面233碰撞以及流回到样品注入通道42。

图11a和图11b分别是示出根据示范性实施方式的微流体器件10的主体20的修改的透视图和局部平面图。参照图11a和图11b，可通过其观看腔体23的内部的窗口251可以形成在主体20上。窗口251可以是透明或半透明的。例如，窗口251可以是主体20的上板21的一部分，该部分被抛光以具有比其它部分高的透明度。

窗口251可以设置在腔体23的连接到样品注入通道42的部分上。例如，窗口251可以设置在腔体23的上游部分上。因此，样品注入器具90插入到腔体23中的深度可以通过窗口251看到。引导构件50a帮助设定样品注入器具90a的插入方向和/或取向。

用于指示样品注入器具90a的尖端部分91a的插入位置的标记M2可以制作在窗口251上。用户可以在插入样品注入器具90a的同时通过窗口251观看样品注入器具90a的尖端部分91a的位置。用户可以参考标记M2插入样品注入器具90a，使得样品注入器具90a的尖端部分91a位于预定位置。

图12是示出根据示范性实施方式的微流体器件10的主体20的修改的局部平面图。参照图12，窗口252设置在腔体23上的位置可以与窗口251的不同。例如，窗口252可以设置在腔体23的下游部分上。因此，注入到腔体23中的样品的量可以通过窗口252看到。

预定的标记M3可以制作在窗口252上。标记M3可以指示用于实验的将被注入到微流体器件10中的样品的适合量。例如，标记M3可以指示将被注入到腔体23中的样品的量的范围。

当注射器用作样品注入器具90时，也就是当使用样品注入器具90a时，样品的量可以是可变的，与使用吸液管的情况相比。即使当使用样品注入器具90a诸如注射器(要被注入的样品的量必须通过其由用户手动调节)时，用户也可以参考窗口252和制作在窗口252上的标记M3而适当地调整要注入的样品的量。因此，当样品注入到腔体23中时，可以避免样品注入得少于或多于适合量的可能性。

窗口252、标记M3和标记M1可以形成在可附接到主体20的分开构件上，然后分开构件可以附接到主体20。然而，本示范性实施方式不限于此，窗口252、标记M3和标记M1可以直接形成在主体20上。

图13是示出根据示范性实施方式的微流体器件10的主体20的修改的局部透视图。图14a和图14b是示出使用图13的微流体器件10的示例的透视图。

参照图13，用于吸收样品的吸收片60可以设置在主体20上。吸收片60可以由多孔纸材料形成，并且吸收片60的至少一个表面可以被粘附。吸收片60的部分601可以粘附到主体20，并且吸收片60的另一部分602可以粘附到可容易分离的剥离纸61。吸收片60的粘附到剥离纸61的部分602可以覆盖切口部分24周围的部分。

参照图14a，通过将样品注入器具90a插入到样品注入部件40中，样品被注入到腔体23中。当注入样品时或在完全注入样品之后，去除粘附到吸收片60的剥离纸61。参照图14b，从其去除剥离纸61的吸收片60被粘附以覆盖切口部分24周围的部分。当注入样品时，附着到切口部分24周围的部分的吸收片60可以吸收附着到主体20的顶表面210的样品。因此，可以防止附着到主体20的顶表面210的样品在分析样品时散布到外面。因此，即使当样品受到致病细菌感染时，用户的安全也可以通过采用吸收片60被更有效地保证。

返回参照图8，在根据示范性实施方式的微流体器件10中，主体20的厚度t可以在从约1mm至约5mm的范围内。因而，即使当主体20的厚度t相对小时，由于样品注入器具90通过形成在插入部件30中的样品注入孔41倾斜地插入主体20中，所以样品注入器具90的尖端部分91可以被插入到预定深度或更大的深度。例如，样品注入器具90的尖端部分91可以被插入到主体20中至1mm或更大的深度。

图15是根据另一个示范性实施方式的微流体器件10a的透视图。图16a和图16b分别是示出图15的微流体器件10a的插入部件30a和形成在插入部件30a上的样品注入部件40a的局部透视图和局部截面图。

参照图15、图16a和图16b，微流体器件10a包括主体20a、形成在主体20a的中心处的插入部件30a、以及形成为使得样品注入部件40a的至少一部分从插入部件30a朝向腔体23a延伸以相对于主体20a的旋转轴Z倾斜的样品注入部件40a。与之前的示范性实施方式中的元件相同的元件将不被重复地说明，以下将集中在差异上。

主体20a的厚度t可以相对大。例如，主体20a的厚度t可以在从约5mm至约9mm的范围内。连接到驱动器105(见图3)的齿轮部件221可以形成在主体20a的下板22上。

剩余样品接收器26可以形成在主体20a的旋转中心处形成的插入部件30a上，以在注入到样品注入部件40a中的样品从样品注入部件40a溢出时或在样品注入器具90的尖端部分91接触插入部件30a时接收样品的残留在插入部件30a的表面上的剩余部分。用于防止剩余样品溢出的停止突起27可以形成在剩余样品接收器26内。

样品注入通道42可以形成为使得沿着样品注入通道42插入的样品注入器具90的样品注入方向相对于腔体23a的壁表面233倾斜。例如，样品注入通道42的延伸方向A1和腔体23a的面对样品注入通道42的壁表面233的切线方向B1之间形成的角度θ₁可以为锐角。因此，可以防止通过样品注入器具90注入的样品与腔体23a的壁表面233碰撞并流回到样品注入通道42。

然而，样品注入通道42的延伸方向A1不限于此，腔体23的面对样品注入通道42的壁表面233可以垂直于切线方向B1。

图17是根据另一个示范性实施方式的微流体器件10b的透视图。图18a和图18b分别是示出图17的微流体器件10b的插入部件30b和形成在插入部件30b上的样品注入部件40b的局部透视图和局部截面图。参照图17、图18a和图18b，腔体23的面对样品注入通道42的壁表面233可以垂直于切线方向R2。也就是，样品注入通道42的延伸方向A2和腔体23b的面对样品注入通道42的壁表面233的切线方向R2之间形成的角度θ2可以为90°。腔体23b可以形成在主体20b中。

图19是示出根据示范性实施方式的微流体器件的修改的截面图。图20a至图20c是根据示范性实施方式的图19的遮蔽构件70的透视图。

参照图19和图20a，微流体器件10包括主体20、插入部件30、样品注入部件40以及设置在样品注入部件40上的遮蔽构件70。与之前的示范性实施方式中的元件相同的元件将不被重复地说明，以下将集中在差异上。

当样品通过样品注入器具90或90a注入到腔体23中(见图21a和图21b)时，遮蔽构件70可以防止注入的样品回流和泄漏到外面。

例如，遮蔽构件70的至少一部分可以被插入到样品注入部件40中。遮蔽构件70可以由弹性材料形成，该弹性材料在遮蔽构件70插入到样品注入部件40中时弹性地变形。例如，遮蔽构件70可以包括硅树脂材料或橡胶材料。如上所述，由弹性材料形成的遮蔽构件70可以装配到样品注入部件40中。

遮蔽构件70可以具有交叉样品注入部件40的延伸方向的遮蔽面71。

例如，遮蔽面71的一部分711可以比其它部分712薄，使得样品注入器具90或90a穿过遮蔽面71。

例如，遮蔽面71的部分711可以形成为具有如图20a所示的十字形状。然而，遮蔽面71的部分711的形状不限于此，可以以各种方式修改，只要样品注入器具90或90a可以容易地穿过遮蔽面71的部分711。例如，遮蔽面71a的部分711a可以具有如图20b所示的线性形状，或者遮蔽面71b的部分711b可以具有如图20c所示的圆形形状。

图21a和图21b是示出样品注入器具90或90a施加到其中插入遮蔽构件70的样品注入部件40的示例的示意图。参照图21a和21b，由于诸如吸液管或注射器的样品注入器具90或90a的尖端部分91或91a在穿越遮蔽面71的方向上被推动，所以遮蔽面71的部分711可以被切去，并且样品注入器具90或90a可以穿过遮蔽面71。在此情况下，遮蔽构件70可以围绕样品注入器具90或90a。

因此，即使当通过样品注入器具90或90a注入到腔体23中的样品回流时，由于遮蔽构件70也可以防止样品泄漏到外面。

在之前的示范性实施方式中，遮蔽面71在样品注入器具90或90a插入之前关闭。然而，即使在样品注入器具90或90a被插入之前遮蔽面71也不需要被关闭，并可以以各种方式修改。

图22a是用于说明微流体器件10的截面图，微流体器件10包括具有遮蔽面71c的遮蔽构件70a。图22b是图22a的遮蔽构件70a的透视图。

参照图22a和图22b，通孔713可以形成在遮蔽构件70a的遮蔽面71c中。通孔713的直径d2小于样品注入器具90的直径d3。其中插入具有相对大直径的样品注入器具90的通孔713可以弹性地变形。因此，遮蔽构件70a可以围绕穿过遮蔽构件70a的样品注入器具90。

返回参照图19，至少一个不平坦部分72可以形成在遮蔽构件70的内周表面上。不平坦部分72可以提供其中接收样品的空间。例如，当样品注入器具90或90a穿过遮蔽面71时，样品可能保留在遮蔽面71的外表面上，或者当样品通过样品注入器具90或90a注入时，微量的样品可能泄漏到遮蔽面71的外面。在此情况下，保留的样品或泄漏的样品可以被接收在不平坦部分72中。因此，可以防止样品分散到微流体器件10的外面。

向外突出的凸出部分73可以形成在遮蔽构件70的外周表面上。凸出部分73可以弹性地变形。样品注入部件40的样品注入通道42的形状可以对应于遮蔽构件70的外周表面的形状。由于遮蔽构件70和样品注入部件40之间的面对表面形成为具有台阶部分，所以可以更有效地防止样品泄漏到面对表面之间的外部。

在之前的示范性实施方式中，遮蔽构件70或70a设置在样品注入部件40内。然而，遮蔽构件70或70a不限于此，可以具有各种其它形状和布置中的任一种。

例如，遮蔽构件70b的至少一部分可以设置在插入部件30上。图23是用于说明其中遮蔽构件70b的至少一部分设置在插入部件30上的示例的截面图。参照图23，遮蔽构件70b的一部分可以在样品注入部件周围设置在插入部件30上，并且遮蔽构件70b的另一部分可以设置在上板21的顶表面210上。

遮蔽构件70b可以交叠样品注入部件40的样品注入孔41以位于样品注入孔41上和周围。遮蔽构件70b可以附接在样品注入孔41周围。遮蔽构件70b的材料的示例可以包括聚乙烯(PE)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。

遮蔽构件70b可以形成为使得样品注入器具90a容易地穿过遮蔽构件70b。例如，遮蔽构件70可以具有小厚度t1的薄膜形状。遮蔽构件70b的交叠样品注入孔41的部分可以是遮蔽面71d。遮蔽构件70b的厚度t1可以在从约0.01mm至约0.3mm的范围内。遮蔽面71d的厚度可以在从约0.01mm至约0.3mm的范围内。在另一个示范性实施方式中，尽管没有示出，但是遮蔽面71d的一部分可以比遮蔽面71d的其它部分薄。遮蔽面71d的该部分可以具有十字形状、线性形状或圆点形状。

可选地，遮蔽构件70c的至少一部分可以设置在腔体23中。图24是用于说明遮蔽构件70c的至少一部分设置在腔体23中的示例的截面图。参照图24，遮蔽构件70c可以设置在腔体23中。遮蔽构件70c可以设置在样品注入部件40的延伸方向的延长线上。

遮蔽构件70c可以由可吸收样品的材料形成。例如，遮蔽构件70c可以由多孔材料形成。例如，遮蔽构件70c可以由塑料聚合物泡沫材料形成。

样品注入器具90或90a可以接触或穿过遮蔽构件70c。例如，如图25a所示，具有双尖端部分的样品注入器具90(例如吸液管)可以接触遮蔽构件70c。在样品注入器具90接触遮蔽构件70c的状态下，当样品注入器具90排出样品时，排出的样品被遮蔽构件70c吸收并传输到腔体23中。可选地，如图25b所示，具有锋利尖端部分的样品注入器具90a(例如注射器)可以穿过遮蔽构件70c。在样品注入器具90a穿过遮蔽构件70c的状态下，当样品注入器具90a排出样品时，排出的样品直接传输到腔体23中。在此情况下，当注入大量的样品时，由于遮蔽构件70c可以吸收样品，所以可以防止样品回流。

在之前的示范性实施方式中，样品注入部件40在样品流动的方向上连接到腔体23的端部。然而，根据本示范性实施方式的微流体器件10的腔体23和样品注入部件40之间的位置关系不限于此。例如，如图26所示，样品注入部件40可以在样品流动的方向上连接在腔体23c的两个端部231和232之间。因此，如图27a和图27b所示，当样品注入器具90a穿过样品注入部件40并且样品注入器具90的尖端部分设置在腔体23c内时，预定的空间230a和230b在样品注入部件40的两侧形成在腔体23c中。因此，即使当样品注入的方向由于样品注入器具90a改变时，也可以防止注入的样品回流到样品注入部件40。

尽管已经采用特定的术语参照其示范性实施方式具体示出并描述了本发明构思，但是实施方式和术语仅用于说明本发明构思，而不应被解释为限制本发明构思的范围，本发明构思的范围由权利要求书限定。

这里示出和描述的特定实施方式是本发明构思的说明性示例，而不旨在另外地以任何方式限制本发明构思的范围。为了简洁起见，系统的常规电子装置、控制系统和其它功能性方面(以及系统的个别操作部件的部件)可以没有被详细描述。此外，在给出的各个附图中示出的连接线或连接器旨在表示各种元件之间的示范性功能关系和/或物理或逻辑联接。应注意，很多替代的或额外的功能关系、物理连接或逻辑连接可以出现在实际的装置中。而且，对于本发明构思的实施而言没有什么项目或部件是必需的，除非该元件被特别描述为“必需的”或“关键的”。

这里提供的任何和全部示例或示范性语言(例如，“诸如”)的使用仅旨在更好地说明本发明构思，而不对本发明构思的范围施加限制，除非另外地要求。很多修改和变形对于本领域普通技术人员来说将是易于明显的，而没有脱离本发明构思的精神和范围。

Claims (15)

1.一种微流体器件，包括：

主体，包括：

腔体，其中接收样品，所述主体是可旋转的使得所述腔体中接收的所述样品由于离心力而移动；

插入部件，布置在所述主体的旋转中心处并包括凹陷，该凹陷配置为接收用于旋转所述主体的驱动器；以及

样品注入部件，设置在所述插入部件和所述腔体之间并相对于所述主体的旋转轴倾斜，所述样品注入部件配置为接收用于将所述样品注入到所述腔体中的样品注入器具的一部分；以及

遮蔽件，设置在所述样品注入部件、所述插入部件和所述腔体中的至少一个上，所述遮蔽件配置为当所述样品通过所述样品注入器具注入到所述腔体中时防止注入的样品流到所述样品注入部件之外。

2.如权利要求1所述的微流体器件，其中所述样品注入部件包括：

样品注入孔，形成在所述插入部件中；和

样品注入通道，配置为连接所述样品注入孔和所述腔体，其中所述样品注入通道的至少一部分相对于所述旋转轴倾斜。

3.如权利要求2所述的微流体器件，其中所述主体包括布置在所述腔体的顶部处的上板和布置在所述腔体的底部的下板，

其中所述样品注入通道的至少一部分布置在所述上板下面。

4.如权利要求2所述的微流体器件，其中突起形成在所述样品注入通道和所述腔体中的至少一个上。

5.如权利要求2所述的微流体器件，其中所述主体包括面对所述插入部件并布置在所述样品注入部件之上的切口部分以及配置为吸收流到所述主体的顶表面的所述样品的吸收片，所述吸收片配置为覆盖所述主体的所述顶表面的在所述切口部分周围的部分。

6.如权利要求2所述的微流体器件，其中所述主体包括标记，所述标记指示所述样品注入部件的位置、所述样品注入器具到所述样品注入部件中的插入方向以及被注入到所述腔体中的所述样品的量中的至少一个。

7.如权利要求2所述的微流体器件，其中所述样品注入通道配置为使得沿着所述样品注入通道插入的所述样品注入器具的样品注入方向相对于所述腔体的相对壁表面的切线倾斜，其中所述相对壁表面与所述样品注入通道相对。

8.如权利要求2所述的微流体器件，其中所述主体包括通过其观看所述腔体的内部的窗口。

9.如权利要求1所述的微流体器件，其中所述插入部件包括剩余样品接收器和停止突起，该剩余样品接收器配置为接收残留在所述插入部件的表面上的剩余样品，该停止突起配置为防止所述剩余样品接收器中接收的剩余样品溢出。

10.如权利要求1所述的微流体器件，其中所述遮蔽件的至少一部分插入到所述样品注入部件中并包括弹性材料，并且

所述遮蔽件包括形成在所述遮蔽件的内周表面上的至少一个不平坦部分和形成在所述遮蔽件的外周表面上的凸出部分。

11.如权利要求1所述的微流体器件，其中所述遮蔽件的至少一部分是布置在所述插入部件上并位于所述样品注入部件之外的膜。

12.如权利要求1所述的微流体器件，其中所述遮蔽件包括穿过所述样品注入部件的开口的遮蔽面，

其中所述遮蔽面的插入部分比所述遮蔽面的其它部分薄，使得所述样品注入器具穿过所述遮蔽面，并且

其中所述遮蔽面的插入部分具有线性形状、十字形和圆形形状中的一种。

13.如权利要求1所述的微流体器件，其中所述遮蔽件包括通孔，该通孔具有比所述样品注入器具的直径小的直径。

14.如权利要求1所述的微流体器件，其中所述遮蔽件布置在所述腔体内并包括多孔材料。

15.一种样品分析装置，包括权利要求1至14中的一项所述的微流体器件。