CN109311014B - 具有浮动式密封支架的流动室匣 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于化学或生物分析系统的匣。该匣可包括浮动微流体板，该浮动微流体板使用一个或更多个浮动支撑支架保持在该匣中，该一个或更多个浮动支撑支架含有可密封该微流体板上的流体端口的垫片。该浮动支撑支架可包括可使微流体板与密封件对准的定位特征。

Description

具有浮动式密封支架的流动室匣

相关申请案的交叉引用

本申请要求于2017年12月13日提交的第15/841,109号美国专利申请的优先权权益并且还要求于2017年3月24日提交的第1704769.7号英国(GB)专利申请的优先权权益，第15/841,109号美国专利申请要求于2017年1月3日提交的第62/441,927号美国专利申请的优先权权益，第1704769.7号英国(GB)专利申请也要求第62/441,927号美国专利申请的优先权权益，所有这些在先申请都在此通过引用以其整体并入本文。

背景

序列分析仪(Sequencer)，例如基因组序列分析仪，诸如DNA序列分析仪或RNA序列分析仪，及其他生物或化学分析系统有时可能利用微流体流动室，诸如可通过其中蚀刻有微流体流动通道的玻璃板提供的微流体流动室。此种流动室可制成分层的层堆叠，其中流动通道蚀刻在层中的一个或更多个层中。在大多数流动室中，可通过开口进入流动室内的流动通道，这些开口穿过最外面的层中的一个或两个层到达流动室内的流动通道。

由于在样本已经流过流动室之后难以对流动室进行净化，因此通常在分析特定样本之前更换流动室。正因如此，通常使用基于匣的方法来实施流动室，以方便流动室更换。

发明内容

在本说明书中所描述的主题的一个或更多个实施的细节在随附附图及以下描述中阐述。从描述、附图及权利要求，其他特征、方面及优点将变得显而易见。应注意，下图的相对尺寸可能并非按比例绘制，除非特别指出是按比例缩放的图。

在一些实施中，提供了一种设备，该设备包括：框架；微流体板，其具有在第一侧中的一个或更多个第一流体端口；及第一支撑支架，其附接至框架，使得微流体板被插置于第一支撑支架和框架之间，第一支撑支架相对于微流体板及框架浮动，微流体板及框架相对于彼此浮动，且第一支撑支架的第一侧面向微流体板。在此实施中，第一支撑支架可包括第一定位特征(indexing feature)，该第一定位特征从第一支撑支架的第一侧突出且靠近微流体板的第一边缘，且第一支撑支架还可以包括第二定位特征，该第二定位特征从第一支撑支架的第一侧突出且靠近微流体板的第二边缘。第一支撑支架可包括具有至少一个密封件的第一垫片，该至少一个密封件凸出于第一支撑支架的第一侧之上且抵靠微流体板的第一侧定位，且当第一垫片的至少一个密封件与一个或更多个第一流体端口中的对应的至少一个第一流体端口对准时，第一支撑支架的第一定位特征和第一支撑支架的第二定位特征可以分别接触微流体板的第一边缘和第二边缘。

在一些这样的实施中，微流体板可具有与第一侧相对的第二侧，框架可具有第一重叠部分，当沿着与微流体板的主表面垂直的方向观察时，该第一重叠部分与微流体板的包括第二边缘的第一部分重叠，第一重叠部分可靠近微流体板的第二侧，第一重叠部分可具有第一夹臂狭槽，该第一夹臂狭槽在平行于第二边缘的方向上具有第一狭槽宽度，微流体板的第二侧可经由第一夹臂狭槽看到，例如用肉眼看到，设备可适于或构造成与分析装置的接收器相接，接收器具有第一夹臂，该第一夹臂可从松开位置移动至夹持位置，在松开位置中，第一夹臂不按压在微流体板的第二侧上且不与第一夹臂狭槽接合，在夹持位置中，第一夹臂按压在微流体板的第二侧上且与第一夹臂狭槽接合，且当第一夹臂处于夹持位置时，第一狭槽宽度可大于第一夹臂的在平行于第二边缘的方向上且位于第一夹臂狭槽内的宽度。

在该设备的一些这样的实施中，微流体板可具有与第一边缘相对的第三边缘及与第二边缘相对的第四边缘，框架可具有第二重叠部分，当沿着垂直于微流体板的主表面的方向观察时，该第二重叠部分与微流体板的包括第四边缘的第二部分重叠，第二重叠部分可靠近微流体板的第二侧，且第二重叠部分可具有第二夹臂狭槽，该第二夹臂狭槽在平行于第四边缘的方向上具有第二狭槽宽度，微流体板的第二侧可经由第二夹臂狭槽看到，设备适于或构造成相接于其内的分析装置的接收器可具有第二夹臂，该第二夹臂可从松开位置移动至夹持位置，在松开位置中，第二夹臂不按压在微流体板的第二侧上且不与第二夹臂狭槽接合，在夹持位置中，第二夹臂按压在微流体板的第二侧上且与第二夹臂狭槽接合，且当第二夹臂处于夹持位置时，第二狭槽宽度可以大于第二夹臂的在平行于第四边缘的方向上且位于第二夹臂狭槽内的宽度。

在该设备的一些实施中，在微流体板中存在两个第一流体端口，且第一垫片包括两个密封件，每个密封件具有通孔，该通孔穿过第一支撑支架且当第一支撑支架的第一定位特征和第一支撑支架的第二定位特征分别接触微流体板的第一边缘和第二边缘时，与第一流体端口中的不同的第一流体端口对准。

在一些这样的实施中，第一垫片可包括支撑脚，该支撑脚凸出于第一支撑支架的第一侧之上且抵靠微流体板定位，第一轴线可被界定于第一垫片的两个密封件的中心点之间，第一垫片的支撑脚可沿第二轴线从第一轴线偏移第一量，第二轴线垂直于第一轴线且平行于微流体板，且第一垫片的支撑脚可具有上表面，该支撑脚的上表面接触微流体板且与第一垫片的两个密封件的上表面共面，该两个密封件的上表面也与微流体板接触。在设备的一些另外的这样的实施中，第一垫片的支撑脚可以不充当密封件。

在该设备的一些实施中，第一垫片可以被共同模制至第一支撑支架中。

在该设备的一些实施中，第一支撑支架可具有背对第一支撑支架的第一侧的第二侧，且至少两个第一流体端口定位特征可以从第一支撑支架的第二侧突出，每个第一流体端口定位特征适于或构造成与分析装置的第一流体端口块上的对应的流体端口定位孔接合，分析装置适于接收或构造成接收该设备。

在该设备的一些实施中，框架可包括两个相对的第一固定夹，该两个相对的第一固定夹具有面向彼此的相对的表面，第一支撑支架可定位于两个相对的第一固定夹之间，第一固定夹的相对的表面可间隔开第一距离，且第一支撑支架的在第一固定夹的相对的表面之间的部分可在横跨第一固定夹的相对的表面之间的方向上具有小于第一距离的第一宽度。

在该设备的一些实施中，第一支撑支架可包括第三定位特征，该第三定位特征从第一支撑支架的第一侧突出且靠近微流体板的第三边缘，该第三边缘与微流体板的第一边缘相对，且微流体板可插置于第一支撑支架的第一定位特征和第一支撑支架的第三定位特征之间。

在该设备的一些实施中，微流体板可以为矩形，且微流体板的第一边缘可以与微流体板的第二边缘正交，且微流体板的第二边缘可与微流体板的第三边缘正交。

在该设备的一些实施中，框架可具有大体上矩形的开口，微流体板可安置在该大体上矩形的开口内，大体上矩形的开口可具有面向彼此的相对的侧壁，且第一支撑支架的第一定位特征可插置于大体上矩形的开口的相对的侧壁中的一个侧壁与微流体板的第一边缘之间，且第一支撑支架的第三定位特征可插置于大体上矩形的开口的相对的侧壁中的另一相对的侧壁与微流体板的第三边缘之间。

在该设备的一些实施中，大体上矩形的开口可在平行于第二边缘的方向上具有开口宽度，第一定位特征宽度可以存在于第一支撑支架的第一定位特征和第一支撑支架的第三定位特征的表面的相隔最远的部分之间，该相隔最远的部分面向大体上矩形的开口的相对的侧壁，且开口宽度减去第一定位特征宽度可小于第一距离减去第一宽度。

在一些实施中，微流体板还可以包括在第一侧上的一个或更多个第二流体端口，且该设备还可以包括第二支撑支架，该第二支撑支架附接至框架，使得微流体板插置于第二支撑支架和框架之间，第二支撑支架相对于微流体板和框架浮动，微流体板和框架相对于彼此浮动，且第二支撑支架的第一侧面向微流体板。在这样的实施中，第二支撑支架可包括第一定位特征，该第一定位特征从第二支撑支架的第一侧突出且靠近微流体板的第一边缘，第二支撑支架可包括第二定位特征，该第二定位特征从第二支撑支架的第一侧突出且靠近微流体板的与该微流体板的第二边缘相对的第四边缘，微流体板可插置于第一支撑支架的第二定位特征和第二支撑支架的第二定位特征之间，第二支撑支架可包括具有至少一个密封件的第二垫片，该至少一个密封件凸出于第二支撑支架的第一侧之上且抵靠微流体板定位，且当第二垫片的至少一个密封件与一个或更多个第二流体端口中的对应的至少一个第二流体端口对准时，第二支撑支架的第一定位特征和第二支撑支架的第二定位特征可分别接触微流体板的第一边缘和第四边缘。

在一些这样的实施中，框架可包括两个相对的第二固定夹，该两个相对的第二固定夹具有面向彼此的相对的表面，第二支撑支架可定位于两个相对的第二固定夹之间，第二固定夹的相对的表面可间隔开第二距离，且第二支撑支架的在第二固定夹的相对的表面之间的部分可在横跨第二固定夹的相对的表面之间的方向上具有小于第二距离的第二宽度。

在一些另外的这样的实施中，第二支撑支架可包括第三定位特征，该第二支撑支架的第三定位特征从第二支撑支架的第一侧突出且靠近微流体板的第三边缘，且微流体板可插置于第二支撑支架的第一定位特征和第二支撑支架的第三定位特征之间。

在一些附加的这样的实施中，框架可具有大体上矩形的开口，微流体板可具有与第一边缘相对的第三边缘，微流体板可安置在大体上矩形的开口内，该大体上矩形的开口可具有相对的侧壁，该相对的侧壁面向彼此且在平行于第二边缘的方向上界定开口宽度，第二支撑支架的第一定位特征可插置于大体上矩形的开口的相对的侧壁中的一个侧壁与微流体板的第一边缘之间，且第二支撑支架的第三定位特征可插置于大体上矩形的开口的相对的侧壁中的另一相对的侧壁与微流体板的第三边缘之间，微流体板可在横跨第二支撑支架的第一定位特征和第二支撑支架的第三定位特征之间的方向上具有板宽度，第二定位特征宽度可存在于第二支撑支架的第一定位特征和第二支撑支架的第三定位特征的表面的相隔最远的部分之间，第二支撑支架的第一定位特征和第二支撑支架的第三定位特征的表面的该相隔最远的部分面向大体上矩形的开口的相对的侧壁，且开口宽度减去第二定位特征宽度可小于第二距离减去第二宽度。

在一些实施中，在微流体板中可存在两个第二流体端口，且第二垫片可包括两个密封件，每个密封件具有通孔，该通孔穿过第二支撑支架且当第二支撑支架的第一定位特征和第二支撑支架的第二定位特征分别接触微流体板的第一边缘和第四边缘时与第二流体端口中的不同的第二流体端口对准。

在一些实施中，第二垫片可包括支撑脚，该第二垫片的支撑脚凸出于第二支撑支架的第一侧之上且抵靠微流体板定位，第三轴线可被界定于第二垫片的两个密封件的中心点之间，第二垫片的支撑脚可沿着第四轴线从第三轴线偏移第二量，第四轴线垂直于第三轴线且平行于微流体板，且第二垫片的支撑脚可具有上表面，该第二垫片的支撑脚的上表面接触微流体板且可与第二垫片的两个密封件的上表面共面，该第二垫片的两个密封件的上表面也与微流体板接触。在一些这样的实施中，第二垫片的支撑脚可以不充当密封件。在一些替代的或附加的这样的实施中，第二垫片可被共同模制至第二支撑支架中。

在一些实施中，第二支撑支架可具有背对第二支撑支架的第一侧的第二侧，且至少两个第二流体端口定位特征可从第二支撑支架的第二侧突出，每个第二流体端口定位特征适于或构造成与分析装置的第二流体端口块上的对应的流体端口定位孔接合，分析装置适于或构造成接收设备。

参考附图及以下详细描述进一步详细描述这些及其他实施。从描述、附图及权利要求，其他特征，方面及优点将变得显而易见。应注意，下图中的相对尺寸可能并非按比例绘制。

附图说明

本文公开的各种实施在随附附图的各图中以实例而非限制的方式示出，其中相同的附图标记指代类似的元件。

图1描绘了实例性流动室匣的分解立体图。

图2描绘了图1的实例性流动室匣的分解下侧立体图。

图3描绘了处于未分解状态的图1的实例性流动室匣的前立体图。

图4描绘了处于未分解状态的图1的实例性流动室匣的后立体图。

图5及图6是示出当期间插置有密封件的表面横向平移时密封件如何可以倾转的图。

图7及图8是示出具有支撑脚的垫片如何可防止图5及图6中所示出的倾转行为的图。

图9描绘了图1的实例性流动室匣的浮动支撑支架的立体图。

图10描绘了图1的实例性流动室匣的浮动支撑支架的下侧立体图。

图11描绘了用于图1的实例性流动室匣的实例性接收器的立体图。

图12描绘了图11的实例性接收器和图1的实例性流动室匣的分解立体图。

图13描绘了图1的实例性流动室匣的平面图。

图14至图17描绘了在实例性流动室匣的夹持期间可能发生的组件对准的各个阶段。

图1至图4及图9至图13在每个图内都按比例绘制，但所描绘的实施方式的比例可能在图之间变化。

详细描述

本发明人已构想用于流动室匣的新设计，诸如可用于利用含于玻璃板结构内的微流体流动结构的化学及生物分析系统中的流动室匣。这些概念在本文中参照下图进行论述，但应理解，这些概念可在除了所示的特定实例之外的匣设计中实施，且此种其他实施仍将可能落入权利要求的范围内。

图1描绘了实例性流动室匣的分解立体图。在图1中，流动室匣100具有框架102，该框架可例如由模制塑料或其他耐用材料制成。框架可提供用于支撑玻璃板(或其他材料的板，例如丙烯酸或其他塑料的板)的支撑结构，诸如包括微流体流动结构的玻璃板114；此板在本文也可被称为微流体板。在此实例中，具有第一边缘122、第二边缘124、第三边缘126及第四边缘128的玻璃板包括四组多个平行微流体流动通道，这些微流体流动通道沿平行于玻璃板长轴的方向，例如沿着平行于第一边缘122及/或第三边缘126的轴线，延伸。在可应用的范围内，术语“第一”、“第二”、“第三”等(或其他序数指示符)仅用于说明由这些术语描述的相应的对象作为单独的实体，且不意味着含有时间顺序的意思，除非在本文中另外明确说明。第一边缘122和第三边缘126在一些实施中可大致正交于第二边缘124和第四边缘128，但在其他实施中，可为其他定向。如在描绘图1的实例性流动室匣的分解下侧立体图的图2中可看到，每一组微流体流动结构可终止于一个或更多个第一流体端口118及一个或更多个第二流体端口120处。第一流体端口118和第二流体端口120可位于玻璃板114的第一侧116中，但其他实施可在第一侧116上仅包括第一流体端口118或第二流体端口120。框架102可具有大小设计为接收玻璃板114的大体上矩形的开口(或另一形状的开口)104；矩形开口104可包括相对的侧壁106，当匣完全组装时，该相对的侧壁紧邻玻璃板114的第一边缘122和第三边缘126。如本文所使用的，术语“大体上矩形的”用于指具有总体矩形形状的开口，但在总体形状中可存在各种特征或不连续部，诸如沿着所描绘的矩形开口的一个侧壁的半圆形凹口或沿着矩形开口104的短边缘的夹臂狭槽。相对的侧壁106可隔开开口宽度195以允许第一支撑支架132和第二支撑支架160且因此允许玻璃板114在至少一些移动范围(例如，约1mm至约2mm或更小)内在矩形开口104内浮动。

玻璃板114可通过使用一个或更多个支撑支架(例如第一支撑支架132和第二支撑支架160)而保持在匣100中的适当位置。在此论述中，仅详细论述第一支撑支架132的特征，但从图中容易明白，可与第一支撑支架132相同或可不与第一支撑支架132相同的第二支撑支架160至少在结构上类似于第一支撑支架132，且可以类似的方式操作。

第一支撑支架132可具有第一侧134(见图1)和第二侧136(见图2)。第一侧134可面向玻璃板114且可具有第一定位特征138，例如模制销或柱，该第一定位特征138远离第一侧134延伸且至少足够长，以使得第一定位特征138的面向玻璃板114的侧在匣完全组装时可接触玻璃板114。第一定位特征138可定位在第一支撑支架132上，使得当匣完全组装时，第一定位特征138接近或接触玻璃板114的第一边缘122。第一支撑支架132还可具有一个或更多个第二定位特征140(图1中还示出了额外的第二定位特征140')，除每个第二定位特征140可定位于第一支撑支架132上使得第二定位特征140接近玻璃板114的第二边缘124或物理接触玻璃板114的第二边缘124之外，第二定位特征140可与第一定位特征138类似。第一支撑支架132还可包括第三定位特征142，第三定位特征142可定位在第一支撑支架132的与第一定位特征138相对的端上。若使用，则第一定位特征138和第三定位特征142可由第一浮动间隙156彼此分开，该第一浮动间隙的大小可设定为稍大于板宽度130，从而允许玻璃板114“浮动”在第一定位特征138和第三定位特征142的限制范围内。第一定位特征138和第三定位特征142的相距最远的表面可类似地界定第一定位特征宽度157。开口宽度195可宽于第一定位特征宽度157，使得第一支撑支架132可在矩形开口104的相对的侧壁106之间横向浮动。

第一支撑支架还可包括一个或更多个第一垫片144，该一个或更多个第一垫片144可包括一个或更多个密封件146(在此实例中，每个第一垫片144包括两个密封件146，每个密封件被定位以与不同的第一流体端口118相接)。第一垫片144可例如可插入至第一支撑支架132中，或在一些实施中可与第一支撑支架132共同模制(在后一种情况下，第一垫片144与第一支撑支架132实际上可被视为单一组件)。密封件可凸出于第一支撑支架的第一侧134之上，且可选地凸出于第一支撑支架的第二侧136之上，使得密封件可分别压抵在玻璃板114上和如本文稍后论述的流体端口块上。在一些实施中，例如，若当匣安装在分析装置中时，面向第二侧136的流体端口块具有可与密封件接合的凸起凸台，则该密封件可不凸出于第一支撑支架的第二侧136之上。

第一垫片144还可包括支撑脚148，该支撑脚可被提供以当第一支撑支架132在平行于玻璃板114的主表面的方向上平移同时密封件146与玻璃板114接触时，防止或减轻第一垫片144围绕穿过密封件146的中心的轴线“倾转(rolling)”。为此，支撑脚148可从横跨在第一垫片144的密封件146的中心之间的第一轴线150沿着垂直于第一轴线150的第二轴线152偏移一定量，以便提供力矩臂来抵抗此种倾转行为。支撑脚148和密封件146可全部设计成具有接触表面，当使玻璃板114与第一垫片144接触时，该接触表面可一致地接触玻璃板114。这些接触表面可全部彼此平行，以确保当支撑脚148的接触表面与玻璃板114接触时，密封件146的接触表面也与玻璃板114良好地接触，即不具有任何错位间隙。在所示的实例性匣中，每个支撑支架包括两个第一垫片，但若需要，为了减少混淆，这些垫片可被称为第二垫片、第三垫片等。还应理解，虽然支撑脚148看起来类似于密封件146，但实际上可能根本不提供任何“密封”特性—支撑脚148可仅出于防止或减轻“倾转”的目的而存在。

图5和图6是示出当其间插置有的密封件的表面横向平移时密封件如何能够倾转的图。在图5中，玻璃板514自流体端口块564偏移，并且具有垫片544的支撑支架532插置于玻璃板514和流体端口块564之间。垫片544具有密封件546，密封件546与流体端口块564中的流体端口518'对准，但与玻璃板514中的流体端口518略微错位。如图6中可见，当玻璃板514向一侧滑动以使得流体端口518与密封件546对准时，密封件546与玻璃板514/流体端口块564之间的摩擦可能会导致密封件546不滑动相称的距离，结果是，垫片544和支撑支架532可能稍微倾斜或倾转，从而导致在密封件546与玻璃板514/流体端口块564之间出现间隙594。当然，这是不期望的，因为其会引起泄漏。

图7和图8是示出具有支撑脚的垫片可如何防止图5和图6中所示的倾转行为的图。可看出，垫片544已延伸至右侧，且支撑脚748已添加至垫片544。当玻璃板514向左滑动时，如图6所示，支撑脚748对由密封件546与玻璃板514/流体端口块564之间的摩擦引起的任何潜在倾转力矩引入反作用力矩。此举防止了间隙594的形成，且保持密封件546与其密封的表面的良好接触。

第一支撑支架132可卡入两个相对的第一固定夹108(在图2中仅一个可见，因为另一个被框架102的其他特征遮挡—然而，在框架102的相对端上可见类似地构造但处于不同位置的第二固定夹)。第一固定夹108可具有相对的表面110，该相对的表面彼此分开第一距离112。第一距离可大于第一支撑支架132的第一宽度158，由此允许第一支撑支架132在卡入第一固定夹108中时横向地浮动一定量。在一些实施中，第一支撑支架132与相对的侧壁106之间的浮动量(即，开口宽度195减去第一定位特征宽度157)可小于第一支撑支架132与固定夹108之间的浮动量(即第一距离112减去第一宽度158)。第二支撑支架160可存在类似的关系。

图3描绘了处于未分解/组装状态的图1的实例性流动室匣的前立体图。图4描绘了处于未分解/组装状态的图1的实例性流动室匣的后立体图。可看出，玻璃板114通过第一支撑支架132和第二支撑支架160保持在框架102内的适当位置，该第一支撑支架和第二支撑支架又分别通过第一固定夹108和第二固定夹保持在适当位置。框架可具有与玻璃板114的对应的第一部分197和第二部分197'(见图1)重叠的第一重叠部分196和第二重叠部分196'(见图2)。第一部分197可包括第二边缘124，且第二部分197'可包括第四边缘128。重叠部分196/196'可防止玻璃板114从框架102的前面掉出，例如，玻璃板114可夹在重叠部分196/196'与第一/第二支撑支架132/160之间。然而，玻璃板114仍然可在一定程度上在框架内自由地浮动。

图9描绘了图1的实例性流动室匣100的第一支撑支架132的立体图。图10描绘了图1的实例性流动室匣100的第一支撑支架132的下侧立体图。除了第一定位特征138、第二定位特征140以及可能地第三定位特征142之外，第一支撑支架132还可包括在第一支撑支架132的第二侧136上的第一流体端口定位特征154(第二支撑支架160也可具有对应的第二流体端口定位特征)。可看出，第一支撑支架具有延伸超过第一宽度158的部分，例如位于第一支撑支架132的四个最外拐角处的小“齿”。这些齿可与第一固定夹108接合，且可允许第一支撑支架132也沿平行于第一边缘122的轴线浮动某一受限量。

在此实例性匣中，玻璃板114可相对于支撑支架132和160浮动，且支撑支架132和160又可相对于框架102浮动。因此，在该实例性匣中存在两层浮动组件。这些不同层的浮动组件以及所提供的各个定位特征的组合允许玻璃板114和密封件146彼此适当地对准且与位于接收匣100的装备上的浮动歧管块上的端口适当地对准。

图11描绘了用于图1的实例性流动室匣的实例性接收器的立体图。如图11所示，可提供接收器162；该接收器可以是利用匣100的较大分析装置的子组件。接收器162可包括卡盘176，在分析操作期间，玻璃板114可例如通过真空吸引至该卡盘上。在此实例中，接收器162可包括一对第一流体端口块164和一对相对的第二流体端口块166。第一流体端口块164和第二流体端口块166可构造成在至少平行于卡盘176的上表面的方向上(且可能地还在垂直于卡盘176的上表面的方向上)稍微浮动。接收器162的末端可包括例如可用于将玻璃板114夹持在卡盘176上的夹持机构。此种夹持机构可例如具有夹臂172，该夹臂可向下旋转且在安装匣100时接触匣100的玻璃板114的上表面。接收器162也可包括定位特征，该定位特征定位成当安装匣100时与支撑支架及匣100的玻璃板114接合。例如，横向定位销168可被放置成使得当玻璃板114沿卡盘176的短轴横向平移时，玻璃板114接触横向定位销168，且纵向定位销170可定位成例如当纵向定位销170中的一个朝向其他纵向定位销170移动时，接触匣100的支撑支架。在此实例中，左侧的纵向定位销170相对于接收器在空间上固定，而另一纵向定位销170构造成沿着与卡盘176的长轴平行的轴线滑动。滑动的纵向定位销170可被弹出以偏向另一纵向定位销170。下文参照图12更详细地解释各种定位特征。

图12描绘了图11的实例性接收器和图1的实例性流动室匣的分解立体图。在此实例中，匣100以分解图示出，但形成匣的各种组件在匣100被放置在接收器162中之前将根据图3完全组装。

当匣100放在接收器162之顶部上时，夹臂172可向下旋转且与玻璃板114之顶侧接合。夹臂172也可在其枢转时沿其旋转轴朝向横向定位销168平移，使得夹臂172的各侧与矩形凹口或夹臂狭槽198的各侧接合，从而导致整个框架102也沿着相同的轴线平移。例如，夹臂狭槽198的大小可设定成例如在平行于第二边缘124的方向上具有夹臂宽度173，在相同的方向上，该夹臂宽度小于夹臂狭槽198的宽度，以允许夹臂172穿过夹臂狭槽198自由地摆动，且在夹臂172横向平移期间，压抵夹臂狭槽198的背对横向定位销168的侧，由此将框架102推向横向定位销168。在此横向滑动运动期间，框架102将(若尚未处于此种状态)在沿着相对的侧壁106中的一个定位的定位特征接触点182处与第一支撑支架132上的第一定位特征138(以及第二支撑支架160上的相应的第一定位特征)接触。随着框架102继续朝向横向定位销168平移，玻璃板114将最终与横向定位销168及第一定位特征138两者接触(见沿着玻璃板114的第一边缘122的横向定位销接触点184和定位特征接触点182)。最终，第一定位特征138将被夹在框架102和玻璃板114之间(玻璃板114被压抵在横向定位销168上)，由此将第一支撑支架132和第二支撑支架160牢固地定位在横向方向(即垂直于卡盘176的长轴)上的空间中。这使得第一支撑支架132和第二支撑支架160上的密封件分别与玻璃板114上的对应的第一流体端口118和对应之第二流体端口120对准。

在框架102朝向横向定位销168平移之后、在其以后或与其同时，可使纵向定位销170朝向彼此移动(一个可移动或两个都可移动)，由此接触第一支撑支架132和第二支撑支架160的相面对的边缘并且使第一支撑支架##32和第二支撑支架160朝向彼此推动。当第一支撑支架##32和第二支撑支架160朝向彼此移动时，玻璃板114可与第一支撑支架132及第二支撑支架160上的第二定位特征140(及140'，若存在)接触。第一支撑支架132和第二支撑支架160因此可与玻璃板114对准且因此与第一流体端口118及第二流体端口120对准。

在此种板对准之后或期间，流体端口块164、166可被升高，使得第一流体端口定位特征154(及第二支撑支架160上的对应第二流体端口定位特征)可被插入至第一流体端口块164及第二流体端口块166上的相应的对准孔188中。当流体端口块升高时，第一流体端口定位特征154及第二流体端口定位特征可与对应的对准孔188接合，且迫使第一流体端口块164及第二流体端口块166分别与第一支撑支架132及第二支撑支架160对准。这又确保相应的支撑支架132、160上的对应的密封件146分别与第一流体端口块164及第二流体端口块166上的流体端口对准。

因此，匣100可具有多层浮动组件，该多层浮动组件与匣100中的不同组的定位特征/销接合且位于接收器162上并且被移动至精确对准之位置中，这使得流体端口、密封件及端口块端口成一直线，例如使得流体端口、密封件及端口块端口的中心线在一些实施中彼此在小于约0.05mm的范围内，由此确保高质量的液密密封。同时，匣的一些实施的特征可展现出浮动支架中的额外的特征(例如，支撑脚)，支撑脚可防止密封件的倾转行为，由此确保任何密封连接的完整性。一些浮动组件(例如，支撑支架)也可用于以防止由于玻璃板和匣框架之间的热膨胀不匹配、匣框架的轻微弯曲等等而对玻璃板施加应力的方式固定其他浮动组件，例如玻璃板。

参考图13可更好地理解匣100中的各种组件的浮动行为，图13描绘了图1的实例性流动室匣的平面图。为了参考之目的，横向定位销168展示为虚线圆圈，且夹臂172的轮廓展示为虚线圆角矩形，但所示的其余组件为匣100的一部分。夹臂172以“接合”位置(黑色线体)及非接合位置(灰色线体)展示，在“接合”位置中，夹臂接合且压抵夹臂狭槽198的各侧(见图2)，非接合位置可为夹臂在横向平移之前的位置。玻璃板114可相对于分别由第一定位特征138及第二定位特征142界定的框架102横向移动一定量。第一支撑支架及第二支撑支架可能够横向(及纵向地)移动较小的量，如由支架浮动包络线180所示的。例如，第一支撑支架及第二支撑支架可能够相对于框架横向浮动距离X(该距离X可为开口宽度195减去第一定位特征宽度157)，且玻璃板114可能够相对于第一支撑支架132及第二支撑支架160横向浮动距离Y，该距离Y可为第一浮动间隙156减去板宽度130。在一些此种实施中，Y可小于X，然而，玻璃板114可相对于框架102比相对于第一支撑支架132及第二支撑支架160浮动更大的量，因为玻璃板114具有相对于框架102的X+Y的总浮动。这可允许对玻璃板的定位进行相当大的调整。

在图14至图17中评述了实例性对准顺序，图14至图17描绘了在夹持实例性流动室匣期间可能发生的组件对准的各个阶段。在图14中，流动室匣的框架1402(以实线展示)下降至具有两个浮动流体端口块1464(以虚线展示)的接收器上。可看出，由于两者皆为“浮动的”的事实，所以流体端口块1464略微歪斜。在图14中还可看到支撑支架1432(虚线)及玻璃板1414(点划线)的轮廓。在玻璃板1414上存在四个流体端口1418的个例。可看出，在每个流体端口1418处，存在属于支撑支架(虚线圆圈)及流体端口块(虚线)的对应特征。这些对应于例如密封件146中的孔及流体端口块1464中的端口。显然，在每个位置处在这些三个单独的流体流动特征之间存在一些对准，但该对准与理想情况相距甚远，从而导致在每个位置处的不同构造的孔口可能导致流体流动不平衡。

在图15中，支撑支架1432已经与流体端口块1464完全接合，使得流体端口定位特征1454(见图14)完全插入对准孔1488(也见图14)中。例如，对准孔1488可为埋头的，且流体端口定位特征1454可具有圆锥形或圆形尖端，使得即使有些错位，流体端口定位特征1454和对准孔1488也可彼此接合；当流体端口定位特征1454更完全地与对准孔1488接合时，埋头部分可变窄并迫使流体端口定位特征1454朝向对准孔1488的中心移动。可看出，对于给定的流体端口块1464，对准孔1488中的一个可为圆形的，由此提供X及Y位置的约束，而另一个可为长圆形的，以提供例如仅沿着Y轴的单一约束度，因为这可足以在一个实施中防止围绕另一对准孔1488旋转。应认识到，对准孔1488及流体端口定位特征1454还可以被调换，即对准孔1488可位于支撑支架1432上，且流体端口定位特征1454可位于流体端口块1464上。

返回图15，匣与流体支撑块1464相接使得流体端口块1464彼此对准且与支撑支架1432对准。因此，现在流体端口块1464上的端口与支撑支架1432上的孔(例如密封件)精确地对准。然而，支撑支架1432上的孔/密封件尚未与玻璃板上的流体端口1418对准。

在图16中，玻璃板1414已向上移动以接触支撑支架1432上的第二定位特征1440；玻璃板1414的此接触及向上移动使得支撑支架1432向上移动，直至支撑支架1432接触纵向定位销1470，从而将支撑支架1432牢固地锁定在竖直方向上的适当位置(相对于图的定向；实际上这更准确地称为纵向)—这使玻璃板1414中的流体端口1418与支撑支架1432中的对应孔/密封件在竖直方向上对准。

最后，在图17中，框架1402可被推向横向定位销1468。这使得框架1402的内侧边缘接触第一定位特征1438，从而导致支撑支架1432又朝向横向定位销1468移动，直至第一定位特征1438也接触玻璃板1414，且推动玻璃板1414的相对侧与横向定位销1468接触。可看出，第一流体端口1418及相应密封孔以及流体端口块孔完全对准，由此确保一致大小的流量动孔口及适当的密封对准。

在整个本公开(包括权利要求书)中使用的术语“约”用于描述和说明小波动，诸如由处理上的变化引起的小波动。例如，除非在特定上下文中另外指定，否则这些波动可指小于或等于指定值或与指定关系等效的值的±5％，诸如小于或等于±2％，诸如小于或等于±1％，诸如小于或等于±0.5％，诸如小于或等于±0.2％，诸如小于或等于±0.1％，诸如小于或等于±0.05％。

如前所述，在本公开及权利要求书中对顺序指示符(例如，(a)、(b)、(c)等等)的任何使用应理解为不传达任何特定次序或顺序，除非明确指出此种次序或顺序。例如，若存在标有(i)、(ii)及(iii)的三个步骤，则应理解，除非另有说明，否则这些步骤可以任何次序执行(或甚至同时执行，若不另外限制)。例如，若步骤(ii)涉及处置在步骤(i)中产生的元素，则步骤(ii)可被视为在步骤(i)之后的某个点处发生。类似地，若步骤(i)涉及处置在步骤(ii)中产生的元素，则应反过来理解。

还应理解，使用“适于(to)”(例如，“该设备适于与分析装置的接收器相接”)可用诸如“构造成(configured to)”，例如“该设备被构造成与分析装置的接收器相接”的语言来替换，等等。

应理解，预期前述概念的所有组合(前提为这些概念不相互不一致)为本文公开的发明主题的一部分。特别地，出现在本公开结尾处的要求保护的主题的所有组合被预期作为本文公开的发明主题的一部分。为了简洁起见，这些置换及组合中的许多将不在本文中单独论述及/或说明。

Claims (22)

1.一种用于化学及生物分析系统中的设备，其包括：

框架；

微流体板，其具有在第一侧中的一个或更多个第一流体端口；及

第一支撑支架，其附接至所述框架，使得：

所述微流体板被插置于所述第一支撑支架和所述框架之间，

所述第一支撑支架相对于所述微流体板和所述框架浮动，

所述微流体板和所述框架相对于彼此浮动，且

所述第一支撑支架的第一侧面向所述微流体板，其中：

所述第一支撑支架包括第一定位特征，所述第一定位特征从所述第一支撑支架的所述第一侧突出且靠近所述微流体板的第一边缘，

所述第一支撑支架包括第二定位特征，所述第二定位特征从所述第一支撑支架的所述第一侧突出且靠近所述微流体板的第二边缘，

所述第一支撑支架包括具有至少一个密封件的第一垫片，所述至少一个密封件凸出于所述第一支撑支架的所述第一侧之上且抵靠所述微流体板的所述第一侧定位，

所述第一支撑支架相对于所述框架支撑所述第一垫片，并且

当所述第一垫片的所述至少一个密封件与所述一个或更多个第一流体端口中的对应的至少一个第一流体端口对准时，所述第一支撑支架的所述第一定位特征和所述第一支撑支架的所述第二定位特征分别接触所述微流体板的所述第一边缘和所述第二边缘。

2.根据权利要求1所述的设备，其中：

所述微流体板具有与所述微流体板的所述第一侧相对的第二侧，

所述框架具有第一重叠部分，当沿着与所述微流体板的主表面垂直的方向观察时，所述第一重叠部分与所述微流体板的包括所述第二边缘的第一部分重叠，

所述第一重叠部分靠近所述微流体板的所述第二侧，

所述第一重叠部分具有第一夹臂狭槽，所述第一夹臂狭槽在平行于所述第二边缘的方向上具有第一狭槽宽度，

所述微流体板的所述第二侧穿过所述第一夹臂狭槽是可见的，

所述设备将与分析装置的接收器相接，所述接收器具有第一夹臂，所述第一夹臂能够从松开位置移动至夹持位置，在所述松开位置中，所述第一夹臂不按压在所述微流体板的所述第二侧上且不与所述第一夹臂狭槽接合，在所述夹持位置中，所述第一夹臂按压在所述微流体板的所述第二侧上且与所述第一夹臂狭槽接合，且

当所述第一夹臂处于所述夹持位置时，所述第一狭槽宽度大于所述第一夹臂的在平行于所述第二边缘的方向上且位于所述第一夹臂狭槽内的宽度。

3.根据权利要求2所述的设备，其中：

所述微流体板具有与所述第一边缘相对的第三边缘及与所述第二边缘相对的第四边缘，

所述框架具有第二重叠部分，当沿着垂直于所述微流体板的所述主表面的方向观察时，所述第二重叠部分与所述微流体板的包括所述第四边缘的第二部分重叠，

所述第二重叠部分靠近所述微流体板的所述第二侧，且

所述第二重叠部分具有第二夹臂狭槽，所述第二夹臂狭槽在平行于所述第四边缘的方向上具有第二狭槽宽度，

所述微流体板的所述第二侧穿过所述第二夹臂狭槽是可见的，

所述设备将相接于其内的所述分析装置的所述接收器具有第二夹臂，所述第二夹臂能够从松开位置移动至夹持位置，在所述第二夹臂的所述松开位置中，所述第二夹臂不按压在所述微流体板的所述第二侧上且不与所述第二夹臂狭槽接合，在所述第二夹臂的所述夹持位置中，所述第二夹臂按压在所述微流体板的所述第二侧上且与所述第二夹臂狭槽接合，且

当所述第二夹臂处于所述夹持位置时，所述第二狭槽宽度大于所述第二夹臂的在平行于所述第四边缘的方向上且位于所述第二夹臂狭槽内的宽度。

4.根据权利要求1所述的设备，其中：

在所述微流体板中存在两个第一流体端口，且

所述第一垫片包括两个密封件，每个密封件具有通孔，所述通孔穿过所述第一支撑支架且当所述第一支撑支架的所述第一定位特征和所述第一支撑支架的所述第二定位特征分别接触所述微流体板的所述第一边缘和所述第二边缘时，与所述第一流体端口中的不同的第一流体端口对准。

5.根据权利要求4所述的设备，其中：

所述第一垫片包括支撑脚，所述支撑脚凸出于所述第一支撑支架的所述第一侧之上且抵靠所述微流体板定位，

第一轴线被界定于所述第一垫片的所述两个密封件的中心点之间，

所述第一垫片的所述支撑脚沿第二轴线从所述第一轴线偏移第一量，所述第二轴线垂直于所述第一轴线且平行于所述微流体板，且

所述第一垫片的所述支撑脚具有上表面，所述支撑脚的所述上表面接触所述微流体板且与所述第一垫片的所述两个密封件的上表面共面，所述第一垫片的所述两个密封件的所述上表面也与所述微流体板接触。

6.根据权利要求5所述的设备，其中所述第一垫片的所述支撑脚不充当密封件。

7.根据权利要求5所述的设备，其中所述第一垫片被共同模制至所述第一支撑支架中。

8.根据权利要求1所述的设备，其中：

所述第一支撑支架具有背对所述第一支撑支架的所述第一侧的第二侧，且

至少两个第一流体端口定位特征从所述第一支撑支架的所述第二侧突出，每个第一流体端口定位特征与分析装置的第一流体端口块上的对应的流体端口定位孔接合以接收所述设备。

9.根据权利要求1所述的设备，其中：

所述框架包括两个相对的第一固定夹，所述两个相对的第一固定夹具有面向彼此的相对的表面，

所述第一支撑支架的至少一部分定位于所述两个相对的第一固定夹之间，

所述两个相对的第一固定夹的所述相对的表面间隔开第一距离，且

所述第一支撑支架的在所述两个相对的第一固定夹的所述相对的表面之间的部分在横跨所述两个相对的第一固定夹的所述相对的表面之间的方向上具有小于所述第一距离的第一宽度。

10.根据权利要求9所述的设备，其中：

所述第一支撑支架包括第三定位特征，所述第三定位特征从所述第一支撑支架的所述第一侧突出且靠近所述微流体板的第三边缘，所述第三边缘与所述微流体板的所述第一边缘相对，且

所述微流体板插置于所述第一支撑支架的所述第一定位特征和所述第一支撑支架的所述第三定位特征之间。

11.根据权利要求10所述的设备，其中：

所述微流体板是矩形的，且所述微流体板的所述第一边缘与所述微流体板的所述第二边缘正交，且所述微流体板的所述第二边缘与所述微流体板的所述第三边缘正交。

12.根据权利要求10所述的设备，其中：

所述框架具有大体上矩形的开口，

所述微流体板安置在所述大体上矩形的开口内，

所述大体上矩形的开口具有面向彼此的相对的侧壁，且

所述第一支撑支架的所述第一定位特征插置于所述大体上矩形的开口的所述相对的侧壁中的一个侧壁与所述微流体板的所述第一边缘之间，且所述第一支撑支架的所述第三定位特征插置于所述大体上矩形的开口的所述相对的侧壁中的另一相对的侧壁与所述微流体板的所述第三边缘之间。

13.根据权利要求12所述的设备，其中：

所述大体上矩形的开口在平行于所述第二边缘的方向上具有开口宽度，

第一定位特征宽度被界定于所述第一支撑支架的所述第一定位特征和所述第一支撑支架的所述第三定位特征的表面的相隔最远的部分之间，所述相隔最远的部分面向所述大体上矩形的开口的所述相对的侧壁，且

所述开口宽度减去所述第一定位特征宽度小于所述第一距离减去所述第一宽度。

14.根据权利要求9所述的设备，其中所述微流体板还包括在所述第一侧上的一个或更多个第二流体端口，且所述设备还包括：

第二支撑支架，其附接至所述框架，使得：

所述微流体板插置于所述第二支撑支架和所述框架之间，

所述第二支撑支架相对于所述微流体板和所述框架浮动，

所述微流体板和所述框架相对于彼此浮动，且

所述第二支撑支架的第一侧面向所述微流体板，其中：

所述第二支撑支架包括第一定位特征，所述第二支撑支架的所述第一定位特征从所述第二支撑支架的所述第一侧突出且靠近所述微流体板的所述第一边缘，

所述第二支撑支架包括第二定位特征，所述第二支撑支架的所述第二定位特征从所述第二支撑支架的所述第一侧突出且靠近所述微流体板的与所述微流体板的所述第二边缘相对的第四边缘，

所述微流体板插置于所述第一支撑支架的所述第二定位特征和所述第二支撑支架的所述第二定位特征之间，

所述第二支撑支架包括具有至少一个密封件的第二垫片，所述第二垫片的所述至少一个密封件凸出于所述第二支撑支架的所述第一侧之上且抵靠所述微流体板定位，且

当所述第二垫片的所述至少一个密封件与所述一个或更多个第二流体端口中的对应的至少一个第二流体端口对准时，所述第二支撑支架的所述第一定位特征和所述第二支撑支架的所述第二定位特征分别接触所述微流体板的所述第一边缘和所述第四边缘。

15.根据权利要求14所述的设备，其中：

所述框架包括两个相对的第二固定夹，所述两个相对的第二固定夹具有面向彼此的相对的表面，

所述第二支撑支架的至少一部分定位于所述两个相对的第二固定夹之间，

所述两个相对的第二固定夹的所述相对的表面间隔开第二距离，且

所述第二支撑支架的在所述两个相对的第二固定夹的所述相对的表面之间的部分在横跨所述两个相对的第二固定夹的所述相对的表面之间的方向上具有小于所述第二距离的第二宽度。

16.根据权利要求15所述的设备，其中：

所述第二支撑支架包括第三定位特征，所述第二支撑支架的所述第三定位特征从所述第二支撑支架的所述第一侧突出且靠近所述微流体板的第三边缘，且

所述微流体板插置于所述第二支撑支架的所述第一定位特征和所述第二支撑支架的所述第三定位特征之间。

17.根据权利要求16所述的设备，其中：

所述框架具有大体上矩形的开口，

所述微流体板具有与所述第一边缘相对的第三边缘，

所述微流体板安置在所述大体上矩形的开口内，

所述大体上矩形的开口具有相对的侧壁，所述相对的侧壁面向彼此且在平行于所述第二边缘的方向上界定开口宽度，

所述第二支撑支架的所述第一定位特征插置于所述大体上矩形的开口的所述相对的侧壁中的一个侧壁与所述微流体板的所述第一边缘之间，且所述第二支撑支架的所述第三定位特征插置于所述大体上矩形的开口的所述相对的侧壁中的另一相对的侧壁与所述微流体板的所述第三边缘之间，

所述微流体板在横跨所述第二支撑支架的所述第一定位特征和所述第二支撑支架的所述第三定位特征之间的方向上具有板宽度，

第二定位特征宽度被界定于所述第二支撑支架的所述第一定位特征和所述第二支撑支架的所述第三定位特征的表面的相隔最远的部分之间，所述第二支撑支架的所述第一定位特征和所述第二支撑支架的所述第三定位特征的所述表面的所述相隔最远的部分面向所述大体上矩形的开口的所述相对的侧壁，且

所述开口宽度减去所述第二定位特征宽度小于所述第二距离减去所述第二宽度。

18.根据权利要求14所述的设备，其中：

在所述微流体板中存在两个第二流体端口，且

所述第二垫片包括两个密封件，每个密封件具有通孔，所述通孔穿过所述第二支撑支架且当所述第二支撑支架的所述第一定位特征和所述第二支撑支架的所述第二定位特征分别接触所述微流体板的所述第一边缘和所述第四边缘时与所述第二流体端口中的不同的第二流体端口对准。

19.根据权利要求18所述的设备，其中：

所述第二垫片包括支撑脚，所述第二垫片的所述支撑脚凸出于所述第二支撑支架的所述第一侧之上且抵靠所述微流体板定位，

第三轴线被界定于所述第二垫片的所述两个密封件的中心点之间，

所述第二垫片的所述支撑脚沿着第四轴线从所述第三轴线偏移第二量，所述第四轴线垂直于所述第三轴线且平行于所述微流体板，且

所述第二垫片的所述支撑脚具有上表面，所述第二垫片的所述支撑脚的所述上表面接触所述微流体板且与所述第二垫片的所述两个密封件的上表面共面，所述第二垫片的所述两个密封件的所述上表面也与所述微流体板接触。

20.根据权利要求19所述的设备，其中所述第二垫片的所述支撑脚不充当密封件。

21.根据权利要求19所述的设备，其中所述第二垫片被共同模制至所述第二支撑支架中。

22.根据权利要求14所述的设备，其中：

所述第二支撑支架具有背对所述第二支撑支架的所述第一侧的第二侧，且

至少两个第二流体端口定位特征从所述第二支撑支架的所述第二侧突出，每个第二流体端口定位特征与分析装置的第二流体端口块上的对应的流体端口定位孔接合以接收所述设备。

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