CN108430634A - 微流体装置、组件和从样品提取颗粒的方法 - Google Patents

微流体装置、组件和从样品提取颗粒的方法 Download PDF

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Abstract

一种微流体装置(1)包括具有第一表面(4a)和相对的第二表面(4b)的托盘；第一表面(4a)具有限定在其中的主通道(5)、各自在位于主通道(5)的一端处的第一接头(7)处与主通道(5)流体连通的一个或多个入口辅助通道(6a,6b)以及在位于主通道(5)的第二相对端的第二接头(9)处与主通道(5)流体连通的相应的一个或多个出口辅助通道(8a,8b)；其中一个或多个入口辅助通道(6a,6b)的深度(‘d’)和一个或多个出口辅助通道(8a,8b)的深度(‘x’)小于主通道(5)的深度(‘f)，使得存在在第一接头(7)处和第二接头(9)处限定的台阶部(106a,106b,108a,108b)；相对的第二表面(4b)具有限定在其中的凹槽(15)，该凹槽可以容纳用于产生磁场的装置，其中凹槽(15)与主通道(5)对准并且平行于主通道延伸。进一步提供相应组件以及从样品提取铁磁性、顺磁性和/或反磁性颗粒的方法。

Description

微流体装置、组件和从样品提取颗粒的方法
技术领域
本发明涉及一种可以被用于从样品提取铁磁性、顺磁性(包括超顺磁性)和/或反磁性颗粒的微流体装置。进一步提供包括微流体装置的相应组件以及从样品提取铁磁性、顺磁性(包括超顺磁性)和/或反磁性颗粒的相应方法。
背景技术
从样品提取铁磁性、顺磁性(包括超顺磁性)和/或反磁性颗粒的现有技术涉及使用磁场将所述颗粒从样品横向移动到缓冲溶液中。特别地，样品和缓冲溶液同时沿着微流体装置的通道流动；微流体装置的通道具有平面通道床(例如，通道具有矩形截面)，并且颗粒在与平面通道床平行的方向上从样品移动到缓冲溶液中。在一些情况下，微流体装置的通道具有弯曲的通道床，在这种情况下，颗粒在与通道床的弯道的顶点的切线平行的方向上移动。然而，用于从样品提取铁磁性、顺磁性(包括超顺磁性)和/或反磁性颗粒的现有解决方案的缺陷在于较低的吞吐量。
并且，用于将颗粒从样品移动到缓冲溶液中的磁场由与微流体装置集成的磁化或可磁化结构提供。具有集成到微流体装置的磁化或可磁化结构增加微流体装置的制造成本。为了能够使颗粒平行于平面通道床移动，需要将磁化或可磁化结构精确地定位在微流体装置中，使得它们的磁场梯度平行于平面通道床。实际上，磁化或可磁化结构的尺寸与可施加到颗粒上的磁力成比例；因此为了确保从样品有效提取铁磁性、顺磁性(包括超顺磁性)和/或反磁性颗粒到缓冲溶液中，需要将大的磁化或可磁化结构集成到微流体装置中，这又增加了微流体装置的尺寸。
本领域需要提供一种微流体装置，其能够实现从样品改进的提取铁磁性、顺磁性(包括超顺磁性)和/或反磁性颗粒。
本发明旨在消除或减轻与用于从样品提取铁磁性、顺磁性(包括超顺磁性)和/或反磁性颗粒的现有解决方案相关的缺点中的至少一些。
发明内容
根据本发明，这些目的通过一种微流体装置来实现，该微流体装置包括：具有第一表面和相对的第二表面的托盘；第一表面具有限定在其中的主通道、各自在位于主通道的一端处的第一接头处与主通道流体连通的一个或多个入口辅助通道以及各自在位于主通道的相对的第二端的第二接头处与主通道流体连通的相应的一个或多个出口辅助通道；其中一个或多个入口辅助通道的深度和一个或多个出口辅助通道的深度小于主通道的深度，使得存在在第一接头处和第二接头处限定的台阶部；相对的第二表面具有限定在其中的凹槽，该凹槽可以容纳用于产生磁场的装置，其中凹槽与主通道对准并且平行于主通道延伸。
一个或多个入口辅助通道的深度可以等于一个或多个出口辅助通道的深度。
两个入口辅助通道可以被设置在第一接头处，其被布置成在主通道的相对侧处接合主通道；并且两个出口辅助通道可以被设置在第二接头处，其被布置成在主通道的相对侧处接合主通道。
可以提供两个入口辅助通道并且可以提供两个出口辅助通道，并且其中两个入口辅助通道的长度相等，并且两个出口辅助通道的长度相等。
第一接头与第二接头之间的主通道的长度可以等于入口辅助通道的长度的一半。
优选地，第一接头与第二接头之间的主通道的长度可以在1-50mm之间。最优选地，第一接头和第二接头之间的主通道的长度是20mm。。
主通道的宽度和深度之间的比率可以在0.2和5之间。
微流体装置可以进一步包括覆盖第一表面以覆盖主通道、一个或多个入口辅助通道和一个或多个出口辅助通道的膜，以便将流体的流动限制在各个通道内。膜可以可移除地附接到第一表面。
凹槽的长度可以等于主通道的长度。
凹槽的中心与主通道的中心对准。
凹槽可以具有锥形截面。
凹槽可以具有带有圆形顶点的锥形截面。凹槽的圆形顶点可以具有在0.05mm-0.5mm之间的曲率半径。优选地，凹槽的圆形顶点将具有0.2mm的曲率半径。
凹槽可以具有带有平面基部的锥形截面。例如，凹槽可以具有截头三角形形状的截面。
凹槽可以具有v形截面。
凹槽和主通道之间的托盘的厚度在0.01mm-10mm之间。优选地，凹槽和主通道之间的托盘厚度在0.15mm之间。
微流体装置可以包括缓冲剂源容器(reservoir)，其被布置成与主通道流体连通并且可以容纳待被供给到主通道中的缓冲液。
微流体装置可以包括样品源容器，其被布置成与一个或多个入口辅助通道流体连通，并且可以容纳待被供给到一个或多个入口辅助通道中的样品液体。
微流体装置可以包括缓冲剂排出容器，其被布置成与主通道流体连通，并且可以容纳已经沿着主通道流动的缓冲液。
微流体装置可以包括样品排出容器，其被布置成与一个或多个出口辅助通道流体连通，并且可以容纳已经沿着一个或多个出口辅助通道流动的样品液体。
凹槽和主通道之间的托盘的厚度可以在0.01-0.2mm之间。
托盘可以由透明材料构成。
根据本发明的另一方面，提供一种从样品提取铁磁性、顺磁性和/或反磁性颗粒的方法，方法包括以下步骤，
提供根据上述微流体装置中的任何一个的微流体装置；
提供包含铁磁性、顺磁性和/或反磁性颗粒的样品，该样品沿着一个或多个入口辅助通道并沿着主通道流动；
提供沿着主通道流动的缓冲剂(buffer)；
其中样品和缓冲剂沿着主通道同时流动；
将磁场施加到在主通道中流动的样品，其中磁场使所述颗粒从样品移动到缓冲剂中；
将基本上不存在所述颗粒的样品接收到一个或多个出口辅助通道中；
收集包含所述颗粒的缓冲剂。
将磁场施加到样品的步骤可以包括，将用于产生磁场的装置移动到微流体装置的托盘的所述凹槽中。
将磁场施加到样品的步骤可以包括，在通道床是平面的时与主通道的通道床垂直或者在通道床是弯曲的时与主通道的通道床的顶点的切线垂直的方向上提供将所述颗粒移出样品并移入缓冲剂中的磁场。
将磁场施加到样品的步骤可以包括，在垂直于样品和缓冲剂沿着主通道流动的方向并且在通道床是平面的时与主通道的通道床垂直或者在通道床是弯曲的时与主通道的通道床的顶点的切线垂直的方向上提供使所述颗粒移出样品进入缓冲剂中的磁场。
方法可以包括调节样品和缓冲剂的流量的步骤，使得样品和缓冲剂沿着主通道的流量相等。
方法可以包括调节样品和缓冲剂的流量的步骤，使得在第一接头处入口辅助通道中的样品的流量和主通道中的缓冲剂的流量之间的比率在0.1-10之间。最优选地，所述比率在0.5-2之间。在一个实施例中，在第一接头处样品的流量是缓冲剂的流量的两倍。在另一示例中，在第一接头处缓冲剂的流量是样品的流量的两倍。
方法可以包括调节样品和缓冲剂的流量的步骤，使得在第二接头处出口辅助通道中的样品的流量和主通道中的缓冲剂的流量之间的比率在0.1-10之间。最优选地，所述比率在0.5-2之间。在一个实施例中，在第二接头处样品的流量是缓冲剂的流量的两倍。在另一示例中，在第二接头处缓冲剂的流量是样品的流量的两倍。
根据本发明的另一方面，提供一种组件，其包括根据上述微流体装置中的任何一个的微流体装置以及用于产生位于托盘的凹槽中的磁场的装置。
用于产生磁场的装置可以是具有三角形截面的永磁体。
用于产生磁场的装置的形状可以对应于托盘中的凹槽的形状。
用于产生磁场的装置可以在至少等于微流体装置中的主通道的长度的长度上延伸。
用于产生磁场的装置优选地被布置成使得其磁化与主通道的平面通道床垂直。用于产生磁场的装置优选地被布置成使得其磁化方向垂直于通道床的横截面的顶点的切线(例如，当主通道的通道床是弯曲的时；或当通道具有v形截面时)。
用于产生磁场的装置优选地被布置成使得其磁化方向垂直于主通道中的样品和缓冲剂的流动方向。
用于产生磁场的装置可以具有锥形截面。
用于产生磁场的装置可以具有带有圆形尖端的锥形截面。用于产生磁场的装置的圆形尖端可以具有在0.05mm-0.5mm之间的曲率半径。优选地，用于产生磁场的装置的圆形尖端可以具有0.2mm的曲率半径。
用于产生磁场的装置具有带有平坦顶点的锥形截面；例如，用于产生磁场的装置可以具有带有截头三角形形状的截面。
用于产生磁场的装置可以具有三角形截面。
用于产生磁场的装置沿着等于或大于主通道的长度的长度可以具有恒定的截面形状。
用于产生磁场的装置可以是永磁体。
根据本发明的另一方面，提供一种适用于与微流体装置配合的接合部件；接合部件包括，
一个或多个元件，其可以选择性地连接到可以向一个或多个元件提供流体的气动系统，
其中一个或多个元件中的每一个包括：输入端口，其可以选择性地流体连接到气动系统；限流器，其被布置成与输入端口流体连通，其中限流器可以限制通过元件的流体流动；以及气雾过滤器，其被布置成与可调限流器流体连通；以及
其中接合部件还包括一个或多个出口，一个或多个出口中的每一个与各个元件流体连通，使得流体可以通过一个或多个出口从元件流出接合部件；以及其中一个或多个出口中的每一个可以被选择性地布置成与微流体装置的各个容器流体连通。
优选地，接合部件适于与上述微流体装置中的任何一个配合。
接合部件可以包括至少四个元件和至少四个出口。
气雾过滤器可以包括疏水材料。
气雾过滤器可以包括尺寸为0.1-.3μm范围内的孔。优选地，气雾过滤器可以包括尺寸为0.22μm的孔。
接合部件可以进一步包括一个或多个磁性组件。磁性组件中的每一个可以包括永磁体。
磁性组件中的每一个可以包括，
柱塞，其具有轴，其中轴的一端连接到用于产生磁场的装置；
偏置装置，其使轴在第一方向上偏置；以及
电磁体，其与轴配合，使得操作电磁体迫使轴抵抗偏置装置的偏置力沿相对于相对的第二方向移动。
优选地，接合部件包括平台，其上支撑有一个或多个磁性组件并且其上支撑有一个或多个元件。当轴在第二方向上移动时，用于产生磁场的装置在远离平台的方向上移动。当轴在第一方向上移动时，用于产生磁场的装置在朝向平台的方向上移动。
优选地，接合部件包括在平台上布置成一排的多个磁性组件。例如，接合部件可以包括在平台上布置成一排的四个磁性组件。优选地，多个元件位于该排的一侧上，并且多个元件位于该排的另一侧上。
用于产生磁场的装置可以具有锥形截面。
用于产生磁场的装置可以具有带有圆形尖端的锥形截面。用于产生磁场的装置的圆形尖端可以具有在0.05mm-0.5mm之间的曲率半径。优选地，用于产生磁场的装置的圆形尖端可以具有0.2mm的曲率半径。
用于产生磁场的装置具有带有平坦顶点的锥形截面；例如，用于产生磁场的装置可以具有带有截头三角形形状的截面。
用于产生磁场的装置可以具有三角形截面。
用于产生磁场的装置沿着等于或大于主通道的长度的长度可以具有恒定的截面形状。
用于产生磁场的装置可以是永磁体。永磁体可以具有在1-50mm之间的长度。优选地，永磁体可以具有20mm的长度。优选地，永磁体沿着永磁体的整个长度具有恒定的截面。
柱塞的轴可以通过至少两个销构件连接到用于产生磁场的所述装置，该销构件通过限定在接合部件的托盘中的孔。至少两个销将有助于确保阻止用于产生磁场的装置围绕磁性组件的纵长轴线旋转。
根据本发明的另一方面，提供一种组件，其包括，
根据上述微流体装置中的任何一个的微流体装置；以及
根据上述接合部件中的任何一个的接合部件；
其中接合部件的出口中的一个或多个被布置成与微流体装置的各个容器流体连通。
组件进一步可以包括气动系统，该气动系统可操作以提供正气流。组件进一步可以包括气动系统，该气动系统可操作以提供负气流。
接合部件可以包括一排磁性组件以及位于该排磁性组件的相对侧上的元件。位于该排的一侧上的元件可以流体连接到可操作以提供正气流的气动系统；并且位于该排的相对的另一侧上的元件可流体地连接到可操作以提供负气流的气动系统。
一个或多个出口中的每一个被布置成与微流体装置的各个容器流体连通。
至少一个出口与样品源容器流体连通。与所述至少一个出口流体连通的元件被流体连接到可操作以提供正气流的气动系统。
至少一个出口与缓冲剂源容器流体连通。与所述至少一个出口流体连通的元件被流体连接到可操作以提供正气流的气动系统。
至少一个出口与样品排出容器流体连通。与所述至少一个出口流体连通的元件被流体连接到可操作以提供负气流的气动系统。
至少一个出口与缓冲剂排出容器流体连通。与所述至少一个出口流体连通的元件被流体连接到可操作以提供负气流的气动系统。
根据本发明的另一方面，提供一种从样品提取铁磁颗粒的方法，其进一步包括：提供根据上述微流体装置中的任何一个的微流体装置；将包含铁磁性、顺磁性和/或反磁性颗粒的样品提供到微流体装置的容器中；在微流体装置的容器中提供缓冲剂；
提供与微流体装置配合的根据上述接合部件中的任何一个的接合部件，使得出口中的一个或多个被布置成与微流体装置的各个容器流体连通；
将气动系统连接到接合部件的一个或多个元件中的每一个；以及
操作气动系统以在一个或多个元件中的每一个中提供正气压和/或负气压，从而使样品沿着一个或多个入口辅助通道并沿着主通道流动并且使缓冲剂沿着主通道流动；
操作接合部件的电磁体以使柱塞的轴抵抗偏置装置移动，并且将永磁体移动到微流体装置的凹槽中，使得将磁场施加到在主通道中流动的样品，其中磁场将所述颗粒从样品移动到缓冲器中；
将基本上不存在所述颗粒的样品接收到一个或多个出口辅助通道中；
收集包含所述颗粒的缓冲剂。
根据本发明的另一方面，提供了适用于上述接合部件中的任何一个的限流器，限流器包括，
入口构件，其具有限定在其中的入口通道；
出口构件，其具有限定在其中的出口通道；
其中入口通道和出口通道流体连接；以及
毛细管构件，其包括位于入口构件和出口构件之间的中间通道，并且其中中间通道与入口通道和出口通道流体连通；并且其中中间通道的尺寸小于入口通道和出口通道的尺寸。
优选地，中间通道具有圆形截面并且具有在1-100μm之间的直径。
优选地，毛细管构件由诸如例如玻璃的透明材料构成。
限流器可以包括：凸构件和凹构件，被配置成使得它们可以彼此机械地配合，使得凸构件和凹构件可以固定在一起；
其中凸构件包括入口构件，并且凹构件包括出口构件；
其中凸构件和凹构件各自具有可以容纳毛细管构件的部分的凹部(pocket)，使得毛细管构件的一部分被容纳在凸构件的凹部内，毛细管构件的另一部分被容纳在凹构件的凹部内。
凸构件的凹部的深度为使得当毛细管构件被定位在凹部中使得毛细管构件邻接凹部的基部时，毛细管构件的长度的至少0.5mm从凹部延伸出。
优选地，凸构件中的凹部的深度在0.5mm-19.5mm之间。最优选地，凸构件中的凹部的深度是1.5mm。
凸构件中的凹部优选地具有圆形截面。凸构件中的凹部的直径优选地在0.5mm-5mm之间。
优选地，凹构件中的凹部的深度在0.5-20mm之间。最优选地，凹构件中的凹部的深度是5mm。
凹构件中的凹部优选地具有圆形截面。凹构件中的凹部的直径优选地在0.5mm-5mm之间。
毛细管构件可以具有在2.20mm之间的长度。最优选地，毛细管构件具有4-8mm之间的长度。
优选地，毛细管构件的容纳在凹构件的凹部内的部分的长度为至少0.5mm。
限流器可以进一步包括位于凸构件和凹构件之间的接合处的O形环。
凸构件可以进一步包括限定在其中的环形凹槽，该环形凹槽可以容纳O形环。
O形环可以被布置成同时邻接凸构件、凹构件和毛细管构件。
毛细管构件可以延伸通过O形环。
O形环的线(cord)厚度与O形环的内径之比可以在0.1-1之间。优选地，O形环的线厚度与O形环的内径之比为0.5或0.8。
入口通道可以具有圆形截面。入口通道可以具有在0.2mm-1.5mm范围内的直径。
出口通道可以具有圆形截面。出口通道可以具有在0.2mm-1.5mm范围内的直径。
凸构件可以具有外螺纹，并且凹构件具有内螺纹，反之亦然。
凸构件可以在其外表面上进一步包括肋状物。凹构件可以在其外表面上进一步包括肋状物。
根据本发明的另一方面，提供一种限流器组件，其包括，
凸构件，其包括通道并且进一步具有限定在其中的凹部；以及凹构件，其具有限定在其中的通道并且进一步具有限定在其中的凹部；
其中凸构件和凹构件可以机械地配合，使得每个构件中的凹部对准以限定可以容纳毛细管构件的容积；
多个毛细管构件，其每一个具有限定在其中的中间通道；其中每个毛细管构件的长度不同，使得它们各个中间通道的长度不同；并且其中毛细管构件中的每一个的尺寸被设置成使得它们可以被完全地容纳在由凸构件和凹构件中的凹部限定的容积内。
附图说明
借助于以示例的方式给出并由附图示出的实施例的描述，将更好地理解本发明，其中：
图1a和图1b示出根据本发明的实施例的微流体装置的立体图；
图1c示出所述微流体装置的第一接头的放大立体图；
图1d提供沿着图1b的线‘A’截取的微流体装置的部分的截面图；
图1e是微流体装置的部分的平面图，其示出主通道中的一个及其各自的两个入口辅助通道和各自的两个出口辅助通道；
图1f提供所述微流体装置的第二接头的放大视图；
图2a提供根据本发明的另一方面的组件的立体图；图2b提供沿图2a中的线‘A’截取的截面图；
图3a示出主通道和两个入口辅助通道中的样品和缓冲剂的布置；以及图3b示出主通道和两个出口辅助通道中的样品和缓冲剂的布置；
图4a和图4b提供根据本发明的另一方面的接合部件的立体图；
图5a提供了图4a和图4b中所示的接合部件的元件的限流器的立体局部截面图；
图5b提供图4a和图4b中所示的接合部件的元件的限流器的分解图；
图6a和图6b各自提供图4a和图4b中所示的接合部件的磁性组件的截面视图；图6c提供图4a和图4b中所示的接合部件的磁性组件的立体图；
图7提供根据本发明的另一方面的组件的立体图。
具体实施方式
图1a和图1b提供根据本发明的实施例的微流体装置的立体图。微流体装置1包括具有第一表面4a和相对的第二表面4b的托盘3。托盘3由诸如透明热塑性塑料的透明材料构成。图1a是示出第一表面4a的微流体装置1的立体图；以及图1b是示出相对的第二表面4b的微流体装置1的立体图。
参照图1a，第一表面4a具有限定在其中的四个主通道5。将理解的是，任何数量的主通道可以被限定在第一表面4a中。主通道5的每一个具有第一端5a和相对的第二端5b。
对于每个主通道5，提供两个入口辅助通道6a、6b，其每一个在位于各个主通道5的第一端5a处的第一接头7处与各个主通道5流体连通。提供相应的两个出口辅助通道8a、8b，其每一个在位于各个主通道5的相对的第二端5b处的第二接头9处与各个主通道5流体连通。将理解的是，可以为每个主通道5提供任何数量的入口辅助通道和任何数量的出口辅助通道；然而最优选地，入口辅助通道的数量将对应于出口辅助通道的数量。两个入口辅助通道6a、6b彼此镜像，并且两个出口辅助通道8a、8b彼此镜像。
薄膜18覆盖主通道5和各个入口辅助通道6a、6b和出口辅助通道8a、8b，以限制流体流入各个通道5、6a、6b、8a、8b内。薄膜18可拆卸地连接到(或固定到)第一表面4a，使得它可以被选择性地移除并附接到第一表面4a。薄膜由诸如透明热塑性塑料的透明材料构成，以允许使用者观察微流体装置1内的流体流动。
图1c提供第一接头7的放大视图；将理解的是，微流体装置1中的所有第一接头7将具有相似的构造。从图1c可以看出，两个入口辅助通道6a、6b中的每一个的深度‘d’小于主通道5的深度‘f’。因此，存在在入口辅助通道6a、6b中的每一个与主通道5之间的接合处的第一接头7处限定的各个台阶部106a、106b。在第一接头7处，两个入口辅助通道6a、6b被布置成在主通道5的相对侧25a、25b处接合主通道5。两个入口辅助通道6a、6b沿着主通道5的长度在相同点处接合主通道5；在这方面，应当理解的是，在本发明中，第一接头7由沿着主通道5的长度的点限定，其中两个入口辅助通道6a、6b与主通道5相交。
图1f提供第二接头9的放大视图；将理解的是，微流体装置1中的所有第二接头9将具有相似的构造。从图1f可以看出，两个出口辅助通道8a、8b中的每一个的深度‘x’小于主通道5的深度‘f’。因此，存在在出口辅助通道8a、8b中的每一个与主通道5之间的接合处的第二接头9处限定的各个台阶部108a、108b。两个出口辅助通道8a、8b中的每一个的深度‘x’等于两个入口辅助通道6a、6b中的每一个的深度‘d’。在第二接头9处，两个出口辅助通道8a、8b被布置成在主通道5的相对侧25a、25b处接合主通道5。两个出口辅助通道8a、8b沿着主通道5的长度在相同点处接合主通道5；在这方面，应当理解的是，在本发明中，第二接头9由沿着主通道5的长度的点限定，其中两个入口辅助通道6a、6b与主通道5相交。
参照图1b，图1b提供微流体装置1的立体图，其示出托盘3的相对的第二表面4b。相对的第二表面4b具有限定在其中的多个凹槽15，其每一个可以容纳用于产生磁场的装置(例如，磁体)。限定在相对的第二表面4b中的凹槽15的数量对应于限定在托盘3的第一表面4a中的主通道5的数量；因此在该示例中，四个凹槽15被限定在相对的第二表面4b中。每个凹槽15与各个主通道5对准。每个凹槽15沿着等于在第一接头7和第二接头9之间延伸的主通道的长度(L8-参见图1e)的长度(L7)延伸。可以看出，托盘3进一步包括用于对准的凹口128；特别地，凹口128被用于将微流体装置1对准到组件(诸如稍后将描述的组件)中的预定位置中。
图1d提供沿图1b的线‘A’截取的微流体的截面图。图1d包括凹槽15的截面图；将理解的是，所有凹槽15将具有与图1d中所示的构造类似的构造。在图1d中可以看出，限定在第一表面4a中的主通道5具有宽度‘s’和深度‘f’的矩形截面。主通道5的宽度‘s’和深度‘f’之间的比例优选地在0.2和5之间；在该特定示例中，主通道5的宽度‘s’和深度‘f’之间的比率是1.75。主通道具有平面的通道床5d和垂直于通道床5d以限定矩形截面的相对的侧表面5e、5f。
凹槽15被示出为与主通道5对准；换言之，凹槽15的中心与由轴16表示的主通道5的中心对准。凹槽15的宽度‘w’逐渐变细。特别地，限定凹槽15的侧壁15a、15b倾斜，使得凹槽15的宽度‘w’朝向限定槽15的基部的表面15c逐渐变细。托盘3在凹槽15和通道5之间的厚度‘t’从不低于0.01mm，并且优选地为0.15mm(或者至少在0.01-10mm之间)；更特别地，沿着轴线16(凹槽15的中心和主通道5的中心位于其上)，托盘3的厚度‘t’在0.01-10mm之间，并且优选地为0.15mm。
在图1d所示的该示例中，限定凹槽15的基部的表面15c是平坦的，然而在另一实施例中，限定槽15的基部的表面是弯曲的，并且优选地具有在0.05mm-0.5mm之间的曲率半径；并且最优选地具有在0.2mm之间的曲率半径。在又一实施例中，凹槽15具有v形截面。
如图1b所示，微流体装置1进一步包括多个缓冲剂源容器106、样品源容器105、缓冲剂排出容器107和样品排出容器108。缓冲剂源容器106的数量对应于限定在托盘的第一表面4a中的主通道5的数量；因此在该示例中，提供四个缓冲剂源容器106。样品源容器105的数量对应于限定在托盘的第一表面4a中的主通道5的数量；因此在该示例中，提供四个样品源容器105。缓冲剂排出容器107的数量对应于限定在托盘的第一表面4a中的主通道5的数量；因此在该示例中，提供四个缓冲剂排出容器107。样品排出容器108的数量对应于限定在托盘的第一表面4a中的主通道5的数量；因此在该示例中，提供四个样品排出容器108。每个缓冲剂源容器106被布置成与各个主通道5流体连通，并且可以容纳待被供给到主通道5中的缓冲液。每个样品源容器105被布置成与各自的一对入口辅助通道6a、6b流体连通，并且可以容纳待被供给到入口辅助通道6a、6b中的样品液体。每个缓冲剂排出容器107被布置成与各个主通道5流体连通，并且可以容纳已经沿着所述主通道5流动的缓冲液。每个样品排出容器108被布置成与各自的一对出口辅助通道8a、8b流体连通并且可以容纳已经流出主通道5并且沿着出口辅助通道8a、8b流动的样品液体。
简要返回参照图1a，每个主通道5经由第一导管11流体连接到各个缓冲剂源容器106(如图1b所示)。每个主通道5的两个入口辅助通道6a、6b分别经由公共的第二导管12流体连接到各个样品源容器105(图1b所示)；两个入口辅助通道6a、6b经由公共第二导管12流体连接到相同的样品源容器105。在该示例中，第一导管11和第二导管12各自从第一表面4a通过托盘3到相对的第二表面4b。
每个主通道5还经由第三导管13流体连接到各个缓冲剂排出容器107(如图1b所示)。每个主通道5的两个出口辅助通道8a、8b经由公共的第四导管14流体连接到各个样品排出容器108(图1b所示)；两个出口辅助通道8a、8b经由公共第四导管14流体连接到相同的样品排出容器108。在该示例中，第三导管13和第四导管14各自从第一表面4a通过托盘3到相对的第二表面4b。
图1e提供了主通道5中的一个及其各自的两个入口辅助通道6a、6b和各自的两个出口辅助通道8a，8b的平面图；将理解的是，主通道5及其各自的两个入口辅助通道6a、6b和各自的两个出口辅助通道8a，8b中的所有将具有与图1d中所示的构造相同的构造。参照图1e，可以看出，在该实施例中，两个入口辅助通道6a、6b中的每一个从第二导管12到第一接头7的各自长度(L2、L3)等于主通道5从第一导管11到第一接头7的长度(L1)的两倍(即，2.L1＝L2和2.L1＝L3)。并且两个入口辅助通道6a、6b中的每一个从第二导管12到第一接头7的各自长度(L2、L3)也相等(即，L2＝L3)。两个出口辅助通道8a、8b中的每一个从第四导管14到第二接头9的各自长度(L5、L6)等于主通道5从第三导管13到第二接头9的长度(L4)的两倍(即，2.L4＝L5和2.L4＝L6)。并且两个出口辅助通道8a、8b中的每一个从第四导管14到第二接头9的各自长度(L5、L6)也相等(即，L5＝L6)。在该示例中，长度‘L2’、‘L3’、‘L5’和‘L6’彼此相等；然而，该条件对于本发明不是必需的。最优选地，长度‘L2’、‘L3’、‘L5’和‘L6’将在20和60mm之间，优选地为40mm。在该示例中，长度‘L1’和‘L4’彼此相等；然而，该条件对于本发明不是必需的。最优选地，长度‘L1’和‘L4’将在10和40mm之间，优选地为20mm。在图1e中还示出在第一接头7和第二接头9之间延伸的主通道5的长度(L8)。通常，主通道5在第一接头7和第二接头9之间延伸的长度(L8)在1mm至50mm之间；在该示例中，主通道5在第一接头7和第二接头9之间延伸的长度(L8)为20mm。
图1a至图1e所示的微流体装置1可以被用于形成根据本发明的另一方面的组件。图2a提供根据本发明的另一方面的组件的立体图并且图2b提供沿图2a中的线‘A’截取的截面图。参照图2a和图2b，可以看出，组件包括微流体装置1(如图1a-图1e所示)和用于产生永磁体20a-20c形式的磁场的装置。应当理解的是，本发明不限于需要用于产生永磁体形式的磁场的装置，并且可以使用用于产生磁场的任何合适的装置(例如，电磁体)。重要的是，组件是模块化的，具有与产生磁场的装置(永磁体20a-20d)机械独立的微流体装置1；有利地，用于产生磁场的装置不是微流体装置1必需的，因此降低微流体装置1的制造成本。
永磁体20a-20d中的每一个被容纳在托盘3的第二表面4b中限定的各个凹槽15中。每个永磁体20a-20d的截面的形状对应于凹槽15的截面的形状；因此在该示例中，每个永磁体20a-20d具有锥形宽度“m”；并且每个永磁体20a-20d还具有平坦的顶表面21，该顶表面21对应于限定凹槽15的基部的平坦表面15c。将理解的是，如果凹槽15的截面具有弯曲的顶点(即，具有弯曲轮廓的基部表面15c)，则每个永磁体20a-20d将具有带有相应弯曲顶点的截面(在该情况下，优选地，每个永磁体20a-20d将具有截面，该截面将具有曲率半径在0.05mm-0.5mm之间的顶点；并且最优选地，每个永磁体20a-20d将具有截面，该截面将具有曲率半径为0.2mm的顶点)。同样，如果凹槽具有v形截面，则永磁体20a-20c也将被成形为具有相应的v形截面。通过使每个永磁体20a-20d的截面形状对应于凹槽15的截面形状，允许永磁体20a-20d紧密地适配到它们各自的凹槽15中。优选地，永磁体20a-20d将紧密地适配到它们各自的凹槽15中，使得永磁体20a-20d中的每一个的顶点或顶部邻接限定其被容纳到其中的各个凹槽5的基部的表面15c；这确保永磁体20a-20d与限定各个槽15的基部的表面15c之间不存在气隙。
此外，永磁体20a-20d中的每一个的长度对应于其被容纳到其中的各个凹槽15的长度。由于在该示例中凹槽15的长度对应于第一接头7和第二接头9之间的主通道5的长度，因此永磁体20a-20d中的每一个的长度将对应于第一接头7和第二接头9之间的主通道5的长度。
在使用期间，永磁体20a-20d可以在各个主通道5内提供磁场。由于永磁体20a-20d中的每一个的长度对应于第一接头7和第二接头9之间的主通道5的长度，因此各个永磁体20a-20d中的每一个可以产生沿着第一接头7和第二接头9之间的各个主通道的长度恒定的磁场。
根据本发明的另一方面，如图1a-图1e所示，微流体装置1可以被用于实施方法。方法的实施例是用于从样品移除铁磁性、顺磁性(包括超顺磁性)和/或反磁性颗粒的方法，将如下所述：首先提供如图1a-图1e所示的微流体装置1。
在样品源容器105中提供包含铁磁性、顺磁性(包括超顺磁性)和/或反磁性颗粒的样品。样品从样品源容器105经由第二导管12流动到一对入口辅助通道6a、6b中。在缓冲剂源容器106中提供缓冲流体，诸如无颗粒水。缓冲流体从缓冲剂源容器106经由第一导管11流动到主通道5中。将理解的是，缓冲流体可以是不存在待从样品移除的颗粒(即，不存在待移除的铁磁性、顺磁性(包括超顺磁性)和/或反磁性颗粒)的任何流体；除了无颗粒水外，还可以使用其他液体，诸如磷酸盐缓冲盐(PBS)溶液或含有去污剂的水。
样品沿着入口辅助通道6a、6b流动并且在第一接头7处进入主通道5。因此，在接头7处，主通道5将包含样品和缓冲流体两者，使得样品和缓冲流体两者同时沿着主通道5流动。
图3a和图3b示出当样品30和缓冲流体31沿着主通道5流动时样品30和缓冲流体31在主通道5中的布置。样品30和缓冲流体31沿主通道5的流动方向由箭头表示。主通道5在第一接头7的上游仅包含来自缓冲剂源容器106的缓冲流体31。然而，在接头7处，入口辅助通道6a、6b两者接合主通道5；在第一接头7处，在各个入口辅助通道6a、6b中流动的样品30进入主通道5，使得样品30和缓冲剂31两者同时沿着主通道5流动。
从图3a和图3b中可以看出，样品的两个流30a、30b形成在主通道5中；样品的第一流30a由来自一个入口辅助通道6a的样品30形成，并且样品的第二流30b由来自另一个入口辅助通道6b的样品30形成。重要的是，当两个入口辅助通道6a、6b中的每一个的深度‘d’小于主通道5的深度‘f’时，样品30和缓冲流体31形成主通道5内的特定布置；特别地，缓冲流体31介于样品流30a、30b中的每一个与主通道5的平面通道床5d之间。
磁场被施加到沿着主通道5同时流动的样品30和缓冲剂31。磁场使包含在样品流30a、30b两者中的样品30内的铁磁性、顺磁性(或超顺磁性)和/或反磁性颗粒移动到缓冲剂31中。在该示例中，为了向沿着主通道5流动的样品30(和缓冲流体31)施加磁场，永磁体20a-20d移动到托盘3的第二表面4b上的凹槽15中，其与样品30和缓冲剂31在其中流动的所述主通道5对准。永磁体20a-20c具有在与主通道5中的样品30和缓冲剂31的流动方向垂直并且也与主通道的平面通道床5d垂直(或者在主通道具有弯曲的通道床时或者在主通道5具有v形截面时与主通道的截面的顶点的切线垂直)的方向上的磁化。将理解的是，可以使用用于产生磁场的任何装置来提供施加到样品30和缓冲剂31的磁场；本发明不限于需要使用永磁体20a-20d。需要指出的是，通过在凹槽中设置永磁体20a-20d，形成图2a和图2b所示的组件。
有利地，由于缓冲流体31介于在样品30和主通道5的通道床5d中的每一个之间，在与主通道5中的样品流30a、30b和缓冲流体31的流动方向垂直或基本上垂直的方向上，包含在样品30内的铁磁性、顺磁性(或超顺磁性)和/或反磁性颗粒可以从样品30移动到缓冲流体31中。更特别地，在朝向主通道5的通道床5d的方向上(或者在垂直于主通道5的通道床5d的方向上；或者在主通道具有弯曲的通道床时或在主通道5具有v形截面时垂直于主通道的截面的顶点的切线的方向上)，包含在样品30内的铁磁性、顺磁性(或超顺磁性)和/或反磁性颗粒可以从样品流30a、30b中的每一个移动到缓冲流体31中。
此外，如图3a和图3b所示，缓冲流体31介于样品流30a、30b之间；因此，在与主通道5中的样品流30a、30b和缓冲流体31的流动方向垂直或基本上垂直的方向上，包含在样品30内的铁磁性、顺磁性(或超顺磁性)和/或反磁性颗粒也可以从样品流30a、30b中的每一个移动到缓冲流体31中。更特别地，在平行于主通道5的通道床5d的方向上(或者在主通道具有弯曲的通道床或v形截面时与主通道的截面的顶点的切线平行的方向上)，包含在样品30内的铁磁性、顺磁性(或超顺磁性)和/或反磁性颗粒可以从样品流30a、30b中的每一个移动到缓冲流体31中。
当样品30和缓冲流体31已经到达第二接头9时，包含在样品30内的全部(或基本上全部)铁磁性、顺磁性(或超顺磁性)和/或反磁性颗粒将已经通过磁场从两个样品流30a、30b中的样品30移出并进入缓冲流体31中。
由于样品30和缓冲流体31在主通道5内的布置，并且由于两个出口辅助通道8a、8b的深度‘g’对应于两个入口辅助通道6a、6b的深度‘d’，因此现在不存在任何铁磁性、顺磁性(或超顺磁性)和/或反磁性颗粒的样品流体30将在第二接头9处流入各个出口辅助通道8a、8b中。更特别地，样品流体30的第一流30a被容纳到出口辅助通道8a中，并且样品流体30的第二流30b被容纳到另一个出口辅助通道8b中。样品将从出口辅助通道8a、8b经由第四导管14流动到其被收集的样品排出容器108中。
然而，在第二接头9处，缓冲流体将包含已经从样品30移除的所有铁磁性、顺磁性(或超顺磁性)和/或反磁性颗粒。由于样品30和缓冲流体31在主通道5内的布置，并且由于两个出口辅助通道8a、8b的深度‘g’小于主通道5的深度，因此包含铁磁性、顺磁性(或超顺磁性)和/或反磁性颗粒的缓冲流体将保留在主通道5中(将不会流入出口辅助通道8a、8b的任一个中)，并且将经由第三导管13流动到缓冲剂排出容器107中。
在以上示例中，在主通道5中，沿主通道5流动的样品30的流量等于沿主通道5流动的缓冲流体31的流量；在第一接头7处的入口辅助通道6a、6b中的样品30的流量与主通道5中的缓冲样品31的流量之比为0.1-10并且优选地为0.5-2；并且在第二接头处的出口辅助通道8a、8b中的样品的流量和主通道中的缓冲剂的流量之比为0.1-10并且优选地为0.5-2。
图4a和图4b提供根据本发明的另一方面的接合部件40的立体图。图4a提供接合部件40的顶部的立体图，并且图4b提供接合部件40的底部的立体图。接合部件40适于与图1a和图1b中所示的微流体装置1配合。当接合部件40被放置成与微流体装置1配合时，形成根据本发明的另一方面的组件。
参照图4a和图4b，接合部件40进一步包括多个磁性组件44。在该示例中，接合部件40包括四个磁性组件44，然而将理解的是，接合部件40可以包括任何数量的磁性组件44。
接合部件40进一步包括多个元件41，其中的每一个可以选择性地连接到气动系统，该气动系统可以向元件41提供流体(诸如加压空气)。在该示例中，接合部件40包括十六个元件41，然而将理解的是，接合部件40可以包括任何数量的元件41；优选地，接合部件40包括至少四个元件41。
每个元件41包括：输入端口42，其可以选择性地流体连接到气动系统；限流器43，其流体连接到输入端口42，其中限流器43被配置成限制通过元件41的流体流动；以及气雾过滤器49，其被布置成与可调限流器43流体连通。在该示例中，气雾过滤器49由疏水材料层49限定；层49包括具有0.22μm(或至少在0.1-0.3μm范围内)的尺寸的孔。
接合部件40进一步包括支撑磁性组件44和元件41中的每一个的平台46。在该示例中，平台46是模块化的，由两个平垫圈46a、46b和主构件46c组成；两个平垫圈46a、46b中的每一个都容纳在限定在主构件46c中的各个切口146中。
接合部件40进一步包括多个出口45a-45p，出口45a-45p中的每一个与各个元件41流体连通，使得流体可以经由出口45a-45p从元件41流出接合部件。在图4a和图4b所示的示例中，出口45a-45p由限定在平台46中的孔45a-45p限定。限定各个元件41的气雾过滤器49的疏水材料层49覆盖限定出口45a-45p的各个孔45a-45p。
出口45a-45p的数量应当优选地对应于元件41的数量；因此在该示例中接合部件40包括十六个出口41。然而，将理解的是，接合部件40可以设置有任何数量的出口45a-45p；优选地，接合部件40包括至少四个出口45a-45p。出口45a-45p中的每一个可以选择性地布置成与微流体装置1的各个样品源容器105、缓冲剂源容器106、缓冲剂排出容器107或样品排出容器108流体连通。
图5a提供元件41的限流器43的立体局部截面图。图5b提供限流器43的分解图。将理解的是，接合部件40中的限流器43中的每一个将具有与图5a和图5b中所示的限流器43类似的配置。
参照图5a和图5b，限流器43包括：入口构件707，其具有限定在其中的入口通道708；以及出口构件716，其具有限定在其中的出口通道717。入口通道708和出口通道717流体连接。入口通道708和出口通道717中的每一个各自具有圆形截面。入口通道708和出口通道717各自具有在0.2mm-1.5mm范围内的直径。
包括中间通道715的毛细管构件701被插入在入口通道708和出口通道717之间。中间通道715的尺寸小于入口通道708和出口通道717的尺寸；特别地，中间通道715的直径小于入口通道708和出口通道717中的每一个的直径。优选地，中间通道具有圆形截面并且具有在1-100μm之间的直径。在该示例中，毛细管构件701由玻璃构成；然而将理解的是，毛细管构件701可以由例如聚合物的任何合适的材料构成。
限流器43包括凸构件703和凹构件704。凸构件703包括入口构件707，并且凹构件704包括出口构件716。
凸构件703和凹构件704被配置成使得它们可以彼此机械地配合，使得凸构件和凹构件可以固定在一起。在该示例中，凸构件703具有外螺纹721，并且凹构件具有相应的内螺纹722，其允许构件703、704被固定在一起。凸构件703进一步包括限定其外表面的肋711，并且凹构件704进一步包括在其外表面上的肋718；当构件703、704相对于彼此旋转时，肋711、718便于夹持构件703、704，使得它们各自的螺纹721、722可以彼此接合。
当凸构件703和凹构件704机械配合时，凸构件703的端部末端703a将在接合725处邻接凹构件704。
在其端部末端703a处，凸构件703包括由垂直表面726a、726b限定的环形凹槽726。O形环702邻接两个表面726a、726b。O形环还邻接限定凹构件704的基部的表面704a。毛细管构件701通过O形环702；O形环的直径基本上等于毛细管构件701的直径，使得O形环也邻接毛细管构件701的外表面701b。在本实施例中，O形环702的线厚度与O形环的内径‘r’的比例为0.5(或者例如为0.8)；然而，O形圈的线厚度与内径的比率可以是0.5-1之间的任何值。
在本实施例的变型中，环形凹槽726可以被限定在凹构件中，并且O形环702将被布置成邻接限定凹构件中的环形凹槽的表面；例如，限定凹构件704的基部的表面704a可以包括限定在其中的环形凹槽，并且O形环702邻接限定环形凹槽的表面。
凸构件703具有限定在其中的凹部719a；并且凹构件704具有限定在其中的凹部719b。凹部719a、719b可以各自容纳毛细管构件701的部分，使得毛细管构件701的长度的部分被容纳在凸构件703的凹部719a内，并且毛细管构件701的长度的另一部分被容纳在凹构件704的凹部719b内。
凸构件703的凹部719a的深度为使得当毛细管构件701被定位在凹部719a中，使得毛细管构件701邻接凹部719a的基部719c，毛细管构件701的长度的至少0.5mm从凸构件703的凹部719a延伸出。在图5所示的示例中，毛细管构件701具有2mm的长度‘L’；然而将理解的是，毛细管构件701可以具有大于或等于0.5mm的任何长度。由于毛细管构件701的长度的至少0.5mm应当延伸出凸构件703的凹部19a，因此限定在凸构件703中的凹部719a具有1.5mm的深度。然而，将理解的是，限定在凸构件703中的凹部719a可以具有在1mm-20mm之间的深度。在凹构件704中限定的凹部719b的深度应当尽可能大以允许容纳具有不同长度的毛细管构件701；优选地，在凹构件704中限定的凹部719b的深度在1-20mm之间；在图5中示出的示例中，凹构件704中限定的凹部719b的深度是5mm。
在本发明的另一方面中，组件包括接合部件40和各自包括中间通道715的多个毛细管部构件701，但是毛细管构件701的长度‘L’在多个毛细管构件701中的每一个之间不同，使得每个毛细管构件具有不同长度的中间通道715。在优选实施例中，多个毛细管构件701的中间通道715的直径相等。不同长度‘L’的多个毛细管构件701可以被用于实现对通过接合部件40的元件41的流动的不同程度的限制。用户可以从多个毛细管构件701选择具有长度‘L’的毛细管构件701，该长度将对流动提供合适的阻力；例如，为了增加对通过元件41的流动的限制，用户可以用具有较长长度‘L’的毛细管构件701代替所述元件41中的毛细管构件701；同样，为了减少对通过元件41的流动的限制，用户可以用较短的毛细管构件701代替所述元件41中的毛细管构件701。重要的是，设置在凸构件703中的凹部719a的深度加上设置在凹构件704中的凹部719b的深度必须等于或大于多个毛细管构件701中最长的毛细管构件701的长度。
图6a和图6b各自提供磁性组件44的截面图。图6c提供磁性组件44的立体图。将理解的是，接合部件40的磁性组件44中的每一个将具有与图6a-图6c中所示的磁性组件44类似的构造。
参照图6a-图6c，其示出磁性组件44包括柱塞60。柱塞60包括壳体633，壳体633具有螺纹部分608，螺纹部分608被容纳在限定在平台46中的通孔65中，以将磁性组件44固定到接合部件40的平台46。通孔65的表面也是带螺纹的，并且设置在螺纹部分608上的螺纹与设置在通孔65的表面上的螺纹配合。
柱塞60的一端连接到用于产生磁场513的装置。在该示例中，用于产生磁场513的装置可以是永磁体513。将理解的是，可以提供用于产生磁场的任何合适的装置。
柱塞60包括轴61，轴61具有在其第一端61a处的帽构件606以及在其相对的第二端61b处的支撑构件512(在图6a、图6b中仅示出一个销)。在该示例中，轴61在第二端部61b处带螺纹并且第二端部61b被容纳到限定在支撑构件512中的相应的螺纹孔中。壳体633的螺纹部分608为管状，并且轴61延伸通过限定在管状螺纹部分608内的容积。永磁体513被机械地支撑在支撑构件512上。支撑构件512进一步包括两个平行的引导销514。两个平行的引导销514延伸通过在平台46中限定的各个引导通孔。两个平行销514有助于防止永磁体513围绕轴61的纵长轴线旋转。
柱塞60进一步包括容置在壳体603内的电磁体603。柱塞60包括呈弹簧605形式的偏置装置，其将轴61朝向第一位置偏置；弹簧605被插入在轴61上的帽构件606和壳体603之间。电磁体603与轴61配合，使得电磁体603的操作迫使轴61克服弹簧605的偏置力朝向第二位置移动。图6a示出已经通过弹簧605的偏置力移动到其第一位置的轴61。图6b示出已经通过电磁体603克服弹簧605的偏置力而移动到其第二位置的轴61。当轴61朝向其第一位置移动时，永磁体513在朝向平台46的方向上移动；当轴61朝向其第二位置移动时，永磁体513在远离平台46的方向上移动。
图6a和6b还示出微流体装置1的截面；示出凹槽15的截面和主通道5的截面。如图6a所示，电磁体603被失效，使得轴61朝向其第一位置移动，并且永磁体513在朝向平台46的方向上移动。当轴61处于其第一位置时，接合部件40被定位成使得磁性组件44的永磁体513在微流体装置1的第二表面4b中限定的凹槽15上对准。然后操作电磁体603，使得其抵抗弹簧605的偏置力将轴61移动到其第二位置，并且永磁体513在远离平台46的方向上移动。当轴61处于其第二位置时，永磁体513被容纳到微流体装置1的凹槽15中。一旦被容纳到凹槽15中，永磁体513就可以在主通道5的区域中提供磁化，其将使铁磁性、顺磁性(包括超顺磁性)和/或反磁性颗粒从样品移动到沿着主通道5同时流动的缓冲液中。
永磁体513的形状对应于微流体装置1中的凹槽15的形状。特别地，永磁体513的截面形状对应于微流体装置1中的凹槽15的截面形状。在图6a和6b所示的示例中，凹槽15是v形的，因此永磁体513具有三角形截面，该三角形截面具有允许至少三角形截面永磁体513的顶点被容纳到凹槽15中的尺寸。永磁体513也在凹槽15的整个长度上延伸；并且v形截面轮廓沿着永磁体513的整个长度是恒定的。
将理解的是，永磁体513可以具有任何合适的形状。优选地，永磁体513的形状将对应于微流体装置1中限定的凹槽15的形状，其将与接合部件一起使用，使得永磁体513可以紧密地装配到微流体装置1的凹槽15中。在上述实施例中，永磁体513具有三角形截面，因此理想地适用于具有呈v形截面的凹槽15的微流体装置。将理解的是，永磁体513可以被配置成具有带弯曲尖端的截面(在三角形截面的情况下代替尖顶)；具有带弯曲尖端的永磁体513的接合部件理想地适用于具有呈弯曲截面的凹槽15的微流体装置1；优选地，永磁体513的弯曲尖端的曲率半径等于微流体装置1中的弯曲凹槽15的曲率半径。在示例性实施例中，永磁体513可以具有曲率半径在0.05mm-0.5mm之间的弯曲尖端；并且最优选地，具有在0.2mm之间的曲率半径。在另一实施例中，永磁体513可以被配置成具有平坦尖端的截面；具有带平坦尖端的永磁体513的接合部件理想地适用于具有带平面基部的凹槽15的微流体装置1。
图7提供根据本发明的另一方面的组件70的立体图。组件70包括图1a和图1b所示的微流体装置1以及图4a和图4b所示的接合部件40。重要的是，组件70是模块化的，具有微流体装置1，微流体装置1在机械上独立于接合部件40(其包括永磁体513)；有利地，接合部件40可以选择性地布置成与微流体装置1机械配合；然而，永磁体513不是微流体装置1必需的，因此减小微流体装置1的制造成本。
在图7所示的组件7中，接合部件40布置成与微流体装置1机械配合，使得接合部件40的出口45a-45p中的每一个与微流体装置1的各个样品源容器105、缓冲剂源容器106、缓冲剂排出容器107或样品排出容器108流体连通。在图7所示的该实例中，出口45a-45d将覆盖微流体装置1的各个样品源容器105，使得出口45a-45d与各个样品源容器105流体连通；出口45e-45h将覆盖微流体装置1的各个缓冲剂源容器106，使得出口45e-45h与各个缓冲剂源容器106流体连通；出口45i-45L将覆盖微流体装置1的各个缓冲剂排出容器107，使得出口45i-45l与各个缓冲剂排出容器107流体连通；出口45m-45p将覆盖微流体装置1的各个样品排出容器108，使得出口45i-45L与各个样品排出容器108流体连通。出口45a-45p中的每一个的截面的尺寸对应于各个缓冲剂源容器106、样品源容器105、缓冲剂排出容器107和样品排出容器108的截面尺寸，使得当处于机械配合时，在各个容器和出口45a-45p之间形成不可渗透的密封。还应当注意的是，出口45a-45p的相对位置对应于容器的相对位置。
接合部件40包括一排四个磁性组件44，每个磁性组件44与图6a、图6b所示的磁性组件相同。位于一排四个磁性组件44的第一侧55a上的元件41a-41h全部流体连接到提供正气流(由箭头50指示)的气动系统71a。提供给元件41a-41d的正气流通过各个元件41a-41d并经由各个出口45a-45d进入到各个样品源容器105中。正气流推动位于各个样品源容器105中的样品经由各个第二导管12流动到各个成对的入口辅助通道6a、6b中；沿着各个成对入口辅助通道6a、6b；并随后推动样品流动到微流体装置1的各个主通道5中。
也位于一排四个磁性组件44的第一侧55a上的元件41e-41h也全部流体连接到提供正气流(由箭头50指示)的气动系统71a。提供给元件e-h的正气流通过各个元件41e-41h并经由各个出口45e-45h进入到各个缓冲剂源容器106中；正气流推动位于各个缓冲剂源容器106中的缓冲流体经由各个第一导管11流动到微流体装置1的各个主通道5中。
位于一排四个磁性组件44的相对的第二侧55b上的元件41i-41l全部流体连接到提供负气流(由箭头51指示)的气动系统71b。提供给元件41i-411的负气流通过各个元件41i-41l并经由各个出口45i-451进入各个样品源容器105中；正气流经由第三导管13将包含从样品移除的铁磁性、顺磁性(包括超顺磁性)和/或反磁性颗粒的缓冲流体从主通道5吸入到各个缓冲剂排出容器107中。
也位于一排四个磁性组件44的相对的第二侧55b上的元件41m-41p也全部流体连接到提供负气流(由箭头51指示)的气动系统71b。提供给元件41m-41p的负气流通过各个元件41m-41p并经由各个出口45m-45p进入各个样品排出容器108；正气流将不存在铁磁性、顺磁性(包括超顺磁性)和/或反磁性颗粒的样品流体从主通道5吸入到各个成对的出口辅助通道8a、8b；沿着各个成对的出口辅助通道8a、8b；并随后经由第四导管14进入各个样品排出容器108。
组件70可以用于执行根据本发明的另一实施例的方法。提供组件70。在样品源容器105中的至少一个中提供包含铁磁性、顺磁性(包括超顺磁性)和/或反磁性颗粒的样品；在该示例中，在微流体装置中的所有样品源容器105中提供样品(在该示例中，微流体装置1包括四个样品源容器105)。在缓冲剂源容器106中的至少一个中提供缓冲流体；在该示例中，在微流体装置中的所有缓冲剂源容器106中(在该示例中，微流体装置1包括四个缓冲剂源容器106)提供样品。在该示例中，还有相应数量的缓冲剂排出容器107和源排出容器108，即四个缓冲剂排出容器107和四个源排出容器108。
一旦各个样品源容器105和缓冲剂源容器106已经被填充，接合部件40然后被布置成与微流体装置1机械配合。特别地，接合部件40被布置成使得：出口45a-45d覆盖微流体装置1的各个样品源容器105，使得出口45a-45d与各个样品源容器105流体连通；出口45e-45h覆盖微流体装置1的各个缓冲剂源容器106，使得出口45e-45h与各个缓冲剂源容器106流体连通；出口45i-45l覆盖微流体装置1的各个缓冲剂排出容器107，使得出口45i-451与各个缓冲剂排出容器107流体连通；出口45m-45p覆盖微流体装置1的各个样品排出容器108，使得出口45i-45l与各个样品排出容器108流体连通。
通过以上述方式布置接合部件40以与微流体装置1机械地配合，每个磁性组件44的永磁体513在微流体装置1的各个凹槽15上对准。在该阶段，每个磁性组件44的电磁铁603可以被失效，使得轴61占据其第一位置，从而确保永磁体513处于远离微流体装置1的位置。然而，一旦接合部件40已经被布置成与微流体装置1机械地配合，则每个磁性组件44的电磁体603然后被操作；电磁体迫使每个轴61抵抗弹簧605的偏置力而移动到其第二位置，使得每个磁性组件的永磁体513被移入微流体装置1中的各个凹槽15中。一旦容纳到凹槽15中，永磁体513被配置为在各个主通道5的区域中提供磁化；磁化方向垂直于主通道的平面通道床5d，并且也垂直于样品和缓冲流体沿着主通道5的流动。重要的是，如果主通道的通道床是弯曲的，则永磁体513被配置为在垂直于通道的弯道的顶点的切线的方向上提供磁化；类似地或者如果主通道的截面是v形的，则永磁体513被配置为在垂直于通道顶点的切线的方向上提供磁化。最优选地，用于产生磁场513的装置在该示例中是永磁体513，其具有在朝向主通道5的方向上逐渐变细的截面。优选地，用于产生磁场513的装置在该示例中是永磁体513，其将被配置为在垂直于永磁体513的纵长轴线的方向上提供磁化。最优选地，用于产生磁场513的装置在该示例中是永磁体513，其将被配置为在垂直于永磁体513的纵长轴线且垂直于微流体装置的托盘3的平面的方向上提供磁化。
然后操作气动系统71a、71b以分别提供正气流和负气流。气动系统71a向位于一排磁性组件44的第一侧55a上的元件41a-41h提供正气流50，并且气动系统71b向位于一排四个磁性组件44的相对的第二侧55b上的元件41i-41p提供负气流51。当操作时，气动系统71a、71b使得样品经由第二导管12流出各个样品源容器105；沿着各个成对的辅助入口通道6a、6b；沿着各个主通道5(与缓冲流体同时)，其中从样品移除铁磁性、顺磁性(包括超顺磁性)和/或反磁性颗粒；并随后沿着各个成对的出口辅助通道8a、8b；并经由各个第四导管14从那里进入各个样品排出容器108。当操作时，气动系统71a、71b导致缓冲流体经由第一导管11流出各个缓冲剂源容器106；沿着主通道5(与缓冲流体同时)，其中缓冲流体将接收已经从样品移除的铁磁性、顺磁性(包括超顺磁性)和/或反磁性颗粒；并随后经由各个第三导管13进入各个缓冲剂排出容器107。
从各个成对的入口辅助通道6a、6b流入各个主通道的样品将形成在每个各个主通道5中流动的两个样品流30a、30b。重要的是，当成对的入口辅助通道6a、6b中的每一个的深度‘d’小于各个主通道5的深度‘f’时，沿着各个第一接头7和第二接头9之间的主通道5，缓冲流体31介入样品流30a、30b中的每一个与主通道的通道床5d之间；并且缓冲流体将介于两个样品流30a、30b之间。
当样品和缓冲流体沿着各个主通道5同时流动时，在垂直于主通道中的样品和缓冲流体的流动并且也垂直于主通道的通道床5d的方向上，通过各个永磁体513在主通道5的区域中提供的磁化使样品中包含的铁磁性、顺磁性(包括超顺磁性)和/或反磁性颗粒移出样品并进入缓冲流体中。换言之，包含在样品中的铁磁性、顺磁性(包括超顺磁性)和/或反磁性颗粒被移动到位于主通道5的样品和通道床5d之间的缓冲流体中。
铁磁性、顺磁性(包括超顺磁性)和/或反磁性颗粒也可以在垂直于主通道中的样品和缓冲流体的流动并且平行于主通道的通道床5d的方向上移动。换言之，包含在样品中的铁磁性、顺磁性(包括超顺磁性)和/或反磁性颗粒也可以被移动到介于主通道5中流动的两个样品流30a、30b之间的缓冲流体中。
在不脱离如所附权利要求中限定的本发明的范围的情况下，对本发明的描述的实施例的各种变型和变化对于本领域技术人员将是显而易见的。虽然已经结合特定的优选实施例描述本发明，但是应当理解的是，所要求保护的本发明不应被不适当地限于这种特定实施例。

Claims (15)

1.一种微流体装置(1)，其包括，
托盘，其具有第一表面(4a)和相对的第二表面(4b)；
所述第一表面(4a)具有限定在其中的主通道、一个或多个入口辅助通道(6a,6b)以及相应的一个或多个出口辅助通道(8a,8b)，其中，所述一个或多个入口辅助通道中的每一个在位于所述主通道(5)的一端处的第一接头(7)处与所述主通道(5)流体连通，所述一个或多个出口辅助通道中的每一个在位于所述主通道(5)的相对的第二端的第二接头(9)处与所述主通道(5)流体连通；
其中所述一个或多个入口辅助通道(6a,6b)的深度(‘d’)和所述一个或多个出口辅助通道(8a,8b)的深度(‘x’)小于所述主通道(5)的深度(‘f)，使得存在限定于所述第一接头(7)处和所述第二接头(9)处的台阶部(106a,106b,108a,108b)；
所述相对的第二表面(4b)具有限定在其中的凹槽(15)，所述凹槽(15)可以容纳用于产生磁场的装置，其中所述凹槽(15)与所述主通道(5)对准并且平行于所述主通道(5)延伸。
2.根据权利要求1所述的微流体装置，其中所述一个或多个入口辅助通道的深度等于所述一个或多个出口辅助通道的深度。
3.根据权利要求1或2所述的微流体装置，其中两个入口辅助通道被设置在所述第一接头处，所述两个入口辅助通道被布置成在所述主通道的相对侧处接合所述主通道；并且两个出口辅助通道被设置在所述第二接头处，所述两个出口辅助通道被布置成在所述主通道的相对侧处接合所述主通道。
4.根据前述权利要求中的任意一项所述的微流体装置，其中提供两个入口辅助通道并且提供两个出口辅助通道，并且其中所述两个入口辅助通道的长度相等并且所述两个出口辅助通道的长度相等。
5.根据前述权利要求中的任意一项所述的微流体装置，其中所述第一接头与所述第二接头之间的主通道的长度等于所述入口辅助通道的长度的一半。
6.根据前述权利要求中的任意一项所述的微流体装置，其进一步包括覆盖所述第一表面以覆盖主通道、所述一个或多个入口辅助通道和所述一个或多个出口辅助通道的膜，以便将流体的流动限制在各个通道内。
7.根据前述权利要求中的任意一项所述的微流体装置，其中所述凹槽的长度等于所述主通道的长度。
8.根据前述权利要求中的任意一项所述的微流体装置，其中所述凹槽具有锥形截面。
9.根据前述权利要求中的任意一项所述的微流体装置，其进一步包括，
缓冲剂源容器，其被布置成与所述主通道流体连通并且可以容纳待被供给到所述主通道中的缓冲液；
样品源容器，其被布置成与所述一个或多个入口辅助通道流体连通，并且其可以容纳待被供给到所述一个或多个入口辅助通道中的样品液体；
缓冲剂排出容器，其被布置成与所述主通道流体连通，并且其可以容纳已经沿着所述主通道流动的缓冲液；
样品排出容器，其被布置成与所述一个或多个出口辅助通道流体连通，并且其可以容纳已经沿着所述一个或多个出口辅助通道流动的样品液体。
10.一种从样品提取铁磁性、顺磁性和/或反磁性颗粒的方法，所述方法包括以下步骤：
提供根据权利要求1至9中的任意一项所述的微流体装置；
提供包含铁磁性、顺磁性和/或反磁性颗粒的样品，所述样品沿着一个或多个入口辅助通道并沿着主通道流动；
提供沿着所述主通道流动的缓冲剂；
其中所述样品和所述缓冲剂沿着所述主通道同时流动；
将磁场施加到在所述主通道中流动的样品，其中所述磁场使所述颗粒从样品移动到所述缓冲剂中；
将基本上不存在所述颗粒的所述样品接收到一个或多个出口辅助通道中；
收集包含所述颗粒的缓冲剂。
11.根据权利要求10所述的方法，其中将磁场施加到样品的步骤包括以下步骤：
使用于产生磁场的装置移动到所述微流体装置的托盘的所述凹槽中。
12.根据权利要求10或11所述的方法，其中将磁场施加到样品的步骤包括以下步骤：在如果通道床是平面的则与所述主通道的通道床垂直或者如果所述通道床是弯曲的则与所述主通道的通道床的顶点的切线垂直的方向上提供使所述颗粒移出样品进入所述缓冲剂中的磁场。
13.一种组件，其包括根据前述权利要求中的任意一项所述的微流体装置以及位于托盘的凹槽中的用于产生磁场的装置。
14.根据权利要求13所述的组件，其中用于产生磁场的装置是具有三角形截面的永磁体。
15.根据权利要求13或14所述的组件，其中用于产生磁场的装置的形状对应于所述托盘中的凹槽的形状，并且其中用于产生磁场的装置延伸的长度至少等于所述主通道的长度。
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