CN115253383A - 模块化盒 - Google Patents

Abstract

提供了一种模块化盒，该模块化盒用于在离心期间将复合流体分离成至少两个组成部分。该模块化盒包括：流体入口部分；流体分离部分，该流体分离部分包括中间部段、进口端口、以及与进口端口间隔开的出口端口；平面分离挡板，该平面分离挡板被布置在中间部段中并且包括沿朝向出口端口的方向成角度的表面；介质室，该介质室与流体分离部分流体连通；流体收集部分；流体通道，该流体通道被构造成在模块化盒的至少两个部件之间提供流体连通；以及蜡阀，该蜡阀被构造成封闭流体通道。

Description

模块化盒

本申请是申请号为201780071790.4，申请日为2017年9月28日，发明名称为“离心流体分离设备”的专利申请的分案申请。

技术领域

本申请描述了一种离心流体分离设备以及相关的系统和方法，所述流体分离设备包括围绕离心机的转子组件径向设置的一个或多个模块化流体分离盒。

背景技术

在许多不同领域中，必须对携带颗粒物质的流体进行过滤或处理以获得纯化的液体或纯化的颗粒最终产物。结果，许多流体分离设备和相关技术已经被开发，并且目前应用于广泛的应用领域中。

在医学领域，通常需要过滤或分离血液。全血由液相组分和颗粒组分组成。血液的液相部分主要由血浆组成。血液的颗粒组分(可被称为“有形成分”)包括红细胞(red bloodcell，RBC)(红血球)、白细胞(包括白血球)和血小板(凝血细胞)。尽管单个颗粒成分可具有相似的密度，但有形成分的组别通常遵循平均密度关系，该平均密度关系按密度降低的顺序如下：红细胞、白细胞和血小板。血浆的密度甚至小于血小板。同样，血液的颗粒成分可以根据相对尺寸进行分类。特别地，颗粒成分通常按尺寸减小的顺序如下：白细胞、红细胞和血小板。到目前为止，这些尺寸和密度关系是重要的，因为大多数现有的分离设备和技术依赖于这些尺寸和密度关系，或者依赖于颗粒表面化学特性的差异，以便有效且可靠地分离和/或过滤血液组分。

全血分离中特别感兴趣的是获得纯化的外周血单核细胞(Peripheral BloodMononuclear Cells，PBMCs)的能力。PBMCs是以圆形细胞核为特征的外周血细胞，并且该外周血细胞形成人体免疫系统的基本组分。PBMCs用于涉及包括免疫学、传染病学、血液学、疫苗开发、组织移植、高通量筛选等的一系列领域的研究和临床应用。PBMCs包括单核细胞、淋巴细胞和巨噬细胞。淋巴细胞由T细胞、B细胞和自然杀伤(Natural Killer，NK)细胞组成，每个细胞在身体的自然防御系统中起着至关重要的作用。为了研究和分析PMBCs，临床医生和研究人员首先需要从全血中有效地分离PBMCs。该隔离的功效对于在随后的研究和分析阶段获得可靠且准确的结果至关重要。

最常见的是，使用离心机从其他血液组分中分离或获得血液组分。离心机使用离心力使血液贮存器旋转以分离贮存器内的组分。在使用中，血液在高速旋转时进入贮存器，高速旋转产生离心力。离心力使血液组分分层，因此可以单独移除特定的组分。离心机在例如从全血中分离血小板方面是有效的；然而，离心机通常不能有效地使所有白细胞与血小板分离。历史上，血液分离和离心设备不能始终如一地生产具有足够高的纯度以满足当前标准的最终产品。

因为典型的离心收集过程不能始终如一地且令人满意地将血液分离成血液的构成组分，所以添加了进一步的过程以改善结果。例如，在一个这样的过程中，在离心后，使血小板通过多孔编织或非编织介质过滤器，该多孔编织或非编织介质过滤器可具有修改的表面，以移除白细胞。然而，多孔过滤器的使用引入了各种问题。常规的多孔过滤器可能是低效的，因为常规的多孔过滤器可永久地移除或捕获不能接受的高含量(例如，5-20％)的所需组分。常规过滤器还可降低产品质量(例如，“血小板活力”)。例如，一旦通过过滤器，一部分组分会停止正常工作并且可部分或完全活化。此外，多孔过滤器可导致释放缓激肽，这可能导致患者的低血压发作。多孔过滤器也很昂贵，并且通常需要额外耗时的人工来执行过滤过程。另外，在离心之后和多孔过滤之前，必须经过一段时间以使活化的血小板有时间转变为去活化状态。否则，活化的血小板可能会阻塞过滤器。至少由于这些原因，多孔过滤可能不是合适的过滤程序。

另一种常规工艺是离心淘析。在离心淘析中，细胞悬浮在液体介质中而不使用膜过滤器。在一种常见的淘析形式中，将细胞批次引入液体淘析缓冲液流中。然后携带悬浮的细胞批次的该液体被引入位于旋转离心机中的漏斗形室中。随着额外的液体缓冲溶液流过室，液体将较小尺寸、较慢沉降的细胞扫向室内的淘析边界，而较大、较快沉降的细胞迁移到具有最大离心力的室的区域。

当离心力和由流体流动产生的力平衡时，流体流动增加以迫使较慢沉降的细胞从室中的出口端口流出，而更快沉降的细胞保留在室中。如果流过室的流体增加，则可以从室中移除逐渐变大且更快沉降的细胞。

因此，离心淘析分离具有不同沉降速度的颗粒。斯托克定律描述了球形颗粒的如下沉降速度(sedimentation velocity，SV)：SV＝r2(ρ_p–ρ_m)gη，其中，r是颗粒的半径，ρ_p是颗粒的密度，ρ_m是液体介质的密度，η是介质的黏度，g是重力加速度或离心加速度。因为在斯托克方程中颗粒的半径被提高到二次幂，而颗粒的密度没被提高到二次幂，所以是细胞的尺寸而不是细胞的密度对细胞的沉降速率影响更大。这解释了为什么在具有相似密度的颗粒中，较大的颗粒在离心淘析期间通常保留在室中，而较小的颗粒被释放。

此外，更一般地，应当注意的是，根据以下公式，离心力随着距离心机旋转轴线的距离增加而增加：F_c＝mv²/r，其中F_c＝离心力，m＝质量，v＝半径r处的速度，r＝半径或从旋转轴线到旋转体的质心的垂直距离。注意，当速度随着距旋转轴线的距离增加而增加时，速度呈指数增加，而除数(半径)不呈指数增长。因此，半径的增加导致更高的离心力。在离心用语中，离心力也可相对于地球的重力来表示，即相对离心力(Relative CentrifugalForce，RCF)或“G力”。该转换的等式如下：RCF或G力＝1.12×R×(RPM/1000)²。在整个本申请中，G力可以与RCF互换使用，“G场”可以用于表示离心场。

离心淘析具有许多限制，其中一些限制在萨尔托里(Sartory)的美国专利No.3,825,175中有所描述。例如，在大多数离心淘析过程中，必须在单独的不连续批次中将颗粒引入流体介质流中，以允许足够的颗粒分离。因此，一些淘析过程仅允许在颗粒批次中分离并且需要额外的流体介质来输送颗粒。此外，流动力必须与离心力精确地平衡，以允许适当的颗粒分离。

在离心淘析的另一个限制中，当颗粒从高离心场朝向低离心场流入淘析室中时，发生科里奥利喷射效应。流体和颗粒与室的内壁面向离心机的旋转方向剧烈地碰撞。这种现象使室内的颗粒混合并降低了分离过程的有效性。此外，科里奥利喷射分流沿着内壁从入口直接流到出口。因此，颗粒在淘析场周围通过以污染最终产品。

通过颗粒密度反转进行的颗粒混合是在一些先前的淘析过程中遇到的又一个限制。在此，在淘析室内流动的流体随着其沿向心方向从进口端口朝向室的横截面增加的部分流动而具有减小的速度。因为颗粒倾向于集中在流速较低的区域内的流动液体中而不是在高流速区域内的流动液体中，所以颗粒集中在室的横截面积增加的区域附近。相应地，由于进口端口附近的流速最大，因此该区域中的颗粒浓度降低。当离心力将颗粒从横截面增加的部分处的高颗粒浓度区域推向进口端口时，发生颗粒密度反转。这种颗粒反转通过淘析降低了颗粒分离的有效性。

具体提及PBMC分离，用于获得PBMCs的当前程序是密度梯度离心法。在该程序中，密度梯度介质在离心期间使淋巴细胞和单核细胞在血浆层下方呈现。通过密度梯度离心法获得PBMCs的典型工作流程在本领域中是众所公知的。离心密度梯度PBMC分离也受到上述各种限制，使得难以从全血的小样本中获得合适的白细胞部分。目前用于分离PMBC的程序是劳动和时间密集型的，并且需要具有相当高的专业技术的高素质人员。因此，希望减少操作者完成整个收集程序所需的时间和劳动，以及降低本程序的复杂性以便提高生产率，减少对高技能劳动力的需求并降低操作员出错的可能性。

由于这些原因和其他原因，需要改进目前的血液分离系统和实践。更具体地，需要如下的进一步的能伸缩的设备和技术，该能伸缩的设备和技术提高了PMBC收集的一致性、更有效地从小样本血液中分离PMBCs、产生了具有更高纯度的产品，并且减少了与当前技术水平相关的时间、劳动力和成本中的每一个。

鉴于这些和其他考虑，已经做出了本申请的实施例。然而，以上讨论的相对特定的问题不限制本申请的实施例的适用性。

发明内容

本发明内容用于以简单的形式介绍本申请的一些实施例的各个方面，而不旨在包括和详尽地列出所要求保护的本发明的所有关键元件或必要元件，也不旨在限制权利要求的范围。

根据本申请的一个方面，提供了一种用于在离心过程中将复合流体分离成该复合流体的至少两个组成部分的模块化盒。该模块化盒包括：流体输入部分；至少一个流体分离部分；至少一个介质室，该至少一个介质室与流体分离部分流体连通；流体收集部分；至少一个流体通道，该至少一个流体通道被构造成在盒的至少两个部件之间形成流体连通；至少一个蜡阀，该至少一个蜡阀包括被构造成关闭流体通道中的至少一个的起伏的流动通道部分；以及至少一个加热元件，该至少一个加热元件被构造成致动至少一个蜡阀。

根据本申请的另一方面，本文提供的用于在离心期间将复合流体分离成该复合流体的至少两个组成部分的模块化盒包括：流体输入部分；包括中间部段的至少一个流体分离部分，该中间部段包括流体分离装置；至少一个介质室，该至少一个介质室与流体分离部分流体连通；流体收集部分；至少一个流体通道，该至少一个流体通道被构造成在盒的至少两个部件之间形成流体连通；以及至少一个阀，该至少一个阀被构造成关闭流体通道中的至少一个。

根据本申请的又一方面，本文提供的用于在离心期间将复合流体分离成该复合流体的至少两个组成部分的模块化盒包括：流体输入部分；至少一个流体分离部分；至少一个介质室，该至少一个介质室与流体分离部分流体连通；流体收集部分；至少一个流体通道，该至少一个流体通道被构造成在盒的至少两个部件之间形成流体连通；至少一个蜡阀，该至少一个蜡阀被构造成关闭流体通道中的至少一个；以及电阻器阵列的至少一个电阻器，该至少一个电阻器被构造成致动至少一个蜡阀。

根据本申请的另一方面，提供了一种用于将复合液体分离成该复合液体的至少两个组成部分的方法。该方法包括：将复合液体输入到模块化盒的第一部分中；在距旋转轴线的距离小于距第一部分的旋转轴线的距离处，将密度大于复合流体的分离介质输入到模块化盒的第二部分中；将模块化盒输入到离心机中；使盒在离心机中旋转；用电阻器致动蜡阀以将分离介质从第二部分释放到第一部分中，从而导致复合流体在第一部分中发生位移；在第一部分中，将复合流体分离成该复合流体的两个或多个组成部分；以及从盒收集复合液体的已分离的组成部分中的一个或多个。

本申请的进一步实施例包括用于分离复合液体的各种设备、系统和方法。复合液体可以是包括全血的任何液体，并且可以包括诸如为全血的外周血单核细胞(PeripheralBlood Mononuclear Cell，PBMC)成分的细胞成分。

附图说明

参考以下附图描述了非限制性和非穷举性的实施例。

图1示出了根据本申请的实施例的流体分离系统；

图2示出了根据本申请的另一实施例的流体分离系统；

图3示出了根据本申请的实施例的无菌的、开放系统型的模块化流体分离盒；

图4A和图4B示出了根据本申请的实施例的无菌的、封闭系统型的模块化流体分离盒；

图5示出了根据本申请的实施例的流体分离盒；

图6示出了根据本申请的实施例的另一流体分离盒；

图7示出了根据本申请的实施例的沙漏形分离室；

图8A和图8B示出了根据本申请的实施例的在模块化流体分离盒的部分切口中的沙漏形分离室；

图9A和图9B示出了根据本申请的实施例的定位在分离室中的平面分离挡板；

图10A和图10B示出了根据本申请的实施例的定位在分离室中的多平面分离挡板；

图11A和图11B示出了根据本申请的实施例的定位在分离室中并形成“双漏斗”构型的多平面分离挡板；

图12A和图12B示出了根据本申请的实施例的包括常开阀(Normally OpenValves，NOVs)的多用室；

图13是根据本申请的实施例的用于控制流速的平行流体通道的示意图；

图14A和图14B示出了根据本申请的实施例的“后装载”阀；

图15A和图15B示出了根据本申请的实施例的“前装载”阀；

图16A和图16B示出了根据本申请的实施例的NOV；

图17A和图17B示出了根据本申请的实施例的又一NOV；

图18A和图18B示出了根据本申请的实施例的常闭阀(Normally Closed Valve，NCV)；

图19A和图19B示出了根据本申请的实施例的又一NOV；

图20A和图20B示出了根据本申请的实施例的旋转阀；

图21A和图21B示出了根据本申请的实施例的另一旋转阀；

图22A和图22B示出了根据本申请的实施例的形状记忆合金阀；

图23A和图23B示出了根据本申请的实施例的软管阀；

图24A和图24B示出了根据本申请的实施例的另一软管阀设计；

图25A和图25B示出了根据本申请的实施例的球座阀设计；

图26A和图26B示出了根据本申请的实施例的球阀；

图27A和图27B示出了根据本申请的实施例的又一NCV；

图28A至图28C示出了根据本申请的实施例的构造成利用晶状热活化材料的NOV；

图29A至图29C示出了根据本申请的实施例的构造成利用非晶状热活化材料的NOV；

图30A至图30C示出了根据本申请的实施例的又一NOV；

图31A和图31B示出了根据本申请的实施例的能注入的通道(InjectableChannel，IC)NOV；

图32A至图32C示出了根据本申请的实施例的在IC NOV的制造中与注入腔结合的注入板；

图33A至图33D示出了根据本申请的实施例的容纳各种材料的IC NOV；

图34示出了根据本申请的实施例的盘形电阻器阵列；

图35示出了根据本申请的实施例的另一盘形电阻器阵列；

图36示出了根据本申请的实施例的又一盘形电阻器阵列；

图37示出了根据本申请的实施例的楔形电阻器阵列；

图38示出了根据本申请的实施例的模块化流体分离盒的俯视图；

图39示出了根据本申请的实施例的盒的局部横截面，该盒包括通过密封层连接的两个单独的层；

图40A至图40D示出了根据本申请的实施例的各种盒组合；

图41A和图41B示出了根据本申请的实施例的两个模块化流体分离盒的横截面的比较；

图42示出了根据本申请的实施例的流体分离过程的示意图；

图43是根据本申请的实施例的另一流体分离过程的示意图；

图44是根据本申请的实施例的又一流体分离过程的示意图；以及

图45是根据本申请的实施例的工作流程的流程图。

具体实施方式

通过参考以下详细描述和附图中描绘的实施例，可以进一步理解本申请描述的原理。应当理解，尽管下面参考详细实施例示出并描述了特定特征，但是本申请并不限于下面描述的实施例。

可以关于分离全血和血液成分描述下面的实施例；然而，这样的描述仅是说明性的，并且本领域技术人员将理解，所述实施例并不限于本文的描述。实施例旨在用于分离任何复合流体的产品、过程、设备、系统。因此，本申请不限于分离全血或血液成分。

图1示出了根据本申请的实施例的流体分离系统。

参考图1，流体分离系统100包括落地式离心机102；被构造成通过马达围绕旋转轴线106旋转的转子组件104；以及被附着到旋转组件104的至少一个模块化流体分离盒108。流体分析系统100的部件一起限定出无菌的和一次性的流体分离系统。

如图1所示，离心机102是落地式离心机。合适的落地式离心机的示例包括均由科罗拉多州莱克伍德市的泰尔茂比司特公司制造的SPECTRA

血液分离系统、

光谱血液分离系统以及TRIMA

自动采血系统中使用的那些落地式离心机。离心机102能够容置一个或多个不同体积的模块化流体分离盒108，并且与台式离心机或其他小型离心机相比，该离心机能适用于对较大体积的流体进行分离。例如，落地式离心机102能够容纳一个或多个模块化流体分离盒108，每个模块化流体分离盒可被构造成分离0.05ml至300ml的全血。更具体地，实施例可能能够分离0.05ml至2ml之间、1ml至10ml之间以及40ml至100ml之间的全血。

图2示出了根据本申请的另一实施例的流体分离系统。

参考图2，流体分离系统200包括台式离心机202；被构造成通过马达围绕旋转轴线206旋转的转子组件204；以及被附着到旋转组件204的至少一个模块化流体分离盒208。流体分离系统200的部件共同限定出无菌的和一次性的流体分离系统。

如图2所示，离心机202是台式离心机。合适的台式离心机的示例是常见的并且能够在本领域中找到。合适的台式离心机的一个具体示例是赛默飞世尔科技有限公司(ThermoFischer Scientific,Inc)的小台式离心机。

在实施例中，台式离心机202可能能够容纳不同体积的盒208，并且可适用于对与适用于落地式离心机102或其他离心机的样本体积相比具有较小体积的样本进行分离。例如，台式离心机202可能能够容纳一个或多个盒208，每个盒可被构造成分离0.05ml至125ml的全血。更具体地，实施例可能能够分离0.05ml至2ml之间、1ml至10ml之间以及40ml至100ml之间的全血。

在实施例中，与较大的离心机系统相比，台式离心机可具有若干优点。显著地，台式系统能适用于较小体积的样本并且成本明显低于独立的系统。此外，与其他系统相比，台式离心机系统可更容易缩放。也就是说，多个台式离心机可经由计算机网络彼此链接以增加对样本处理的控制和定制。由于这些和其他原因，台式离心机系统在小型实验室环境中得到了广泛应用。

在使用中，落地式离心机系统或台式离心机系统的实施例在离心过程中可能需要平衡模块化流体分离盒。平衡的一个方法涉及将盒沿转子组件的圆周方向彼此相对或等距地放置。这样的平衡可以通过将转子组件连同第一模块化流体分离盒、另一模块化流体分离盒、“虚拟”盒(下面描述)或任意其他合适的平衡物进行固定来实现，所述其他合适的平衡物诸如被改进成包括能够容纳一个或多个微量离心管(例如，10ml微量离心管)、冷冻管等(即，“通用的”或“传统的”盒)的传统固定角度的斗结构或摆动斗结构的另一种盒。将不同盒型同时连接到转子组件的能力有利地允许本文所描述的系统同时执行单独的工作流程。因此，在特定的实施例中，可同时进行一个或多个外周血单核细胞(PBMC)分离和后处理工作流程。

在落地式离心机系统或台式离心机系统的实施例中，可选地，可以包括盒容纳部(未示出)。在使用中，盒容纳部可以帮助转子组件与模块化流体分离盒、虚拟盒以及传统盒形成连接。可选地，盒容纳部可以包括用于与盒机械连接或电连接的装置，并且可以进一步包括支持流体的有效离心的设计特征。在实施例中，盒容纳部可以形成转子组件的整体部件。在其他实施例中，盒容纳部可以是被固定到转子组件的分离系统元件。

转子组件可以形成模块化流体分离盒的一部分或可以是具有连接装置的刚性盘，该连接装置用于连接到，并且可选地用于固定，一个或多个模块化流体分离盒、一个或多个“虚拟”盒(下面描述)以及一个或多个传统盒或其任意组合。转子组件能够重复使用。

在实施例中，转子组件可以包括电子控制装置并且可以包括电子通信装置。例如，转子组件可以包括一个或多个处理器、嵌入式代码、集成硬连线或电路、嵌入式传感器或任何其他电子装置中的任意一个，所述其他电子装置可以允许单向或双向连通到转子组件并从转子组件单向或双向连通，并且可以允许对转子组件和固定到转子组件的任意盒进行监测、评估和控制。

在实施例中，转子组件可以经由限定出转子组件的旋转轴线的主轴或中央轴电联接或机械联接到离心机系统。例如，实施例可以结合有艾福尔查理测试机械有限公司(Everett Charles Technologies)的

探针或用于电联接到离心机的主轴或中央轴的类似连接部。替代地，可以与任何主轴、转子组件的外边缘或固定到转子组件的任意盒进行边缘连接。各种其他常规装置同样可以结合到转子组件中，以便提供转子和盒之间的电联接和机械联接。

图3至图6示出了根据本申请的实施例的模块化流体分离盒的示例。

下文提供的与图3至图6的实施例相关的描述仅仅是示意性的。图3至图6所示的实施例的各种特征不是彼此排斥的，并且可以彼此结合或可选地连同其他特征结合到单个盒中。另外，室、通道和其他盒元件的设计可适用于任何流体，并且决不限制于分离全血。

图3示出了根据本申请的实施例的无菌的、开放系统型的模块化流体分离盒。

如图3所示，盒300包括：无菌入口端口302；分离室304；悬浮介质室306；悬浮介质室端口308；缓冲溶液室310；缓冲溶液室端口312；、密度梯度介质室314；密度梯度介质室端口316；流体收集室318；无菌流体收集室端口320；一个或多个能拆卸的收集容器322；一个或多个流体通道(未示出)；以及一个或多个阀(未示出)。

参考图3，模块化流体分离盒300可被称为开放式模块化流体分离盒，因为最终产品(例如，PBMC或其他流体成分)可被收集在能拆卸的收集容器322中，或者可使用传统装置经由无菌收集室端口320被收集。

更具体地，在开放式模块化流体分离盒300中，可以经由常规的无菌处理，例如用移液管转移技术或任何其他常规转移技术，通过无菌入口端口302将全血引入或“装入”模块化流体分离盒300。同样地，可以通过悬浮介质室端口308和密度梯度介质室端口316常规地装入介质，并且可通过缓冲溶液室端口312引入缓冲溶液。在实施例中，诸如介质和悬浮溶液的特定流体可以替代地在制造时被预先装入盒中。可通过无菌收集室端口320或收集容器322从模块化流体分离盒300收集流体或使流体“离开”。也就是说，诸如移液管转移的常规无菌转移技术可用于收集来自用于收集的收集室端口320的流体。同样地，能拆卸的微量离心管(例如，10ml微量离心管)、冷冻管或任何其他合适的收集容器可以可选地用作收集容器322。在这样的实施例中，收集容器端口(未示出)可包含在盒中以容纳收集容器322。

收集容器322和收集容器端口的设计和布置不以任何方式受到限制。例如，收集容器端口可以被定位在盒的距旋转轴线最远的外侧上，并且可被构造成允许收集容器322以任何方式(例如，纵向地或侧向地)插入或附接。替代地，收集容器端口可以沿着与旋转轴线平行的方向被定位在盒的顶侧或底侧，并且同样可以被构造成允许收集容器322以任何方式(例如，纵向地或侧向地)插入或附接。可以实施任何常规手段以允许收集容器322与收集容器端口之间的附接。在一些实施例中，不存在收集容器和收集容器端口。

在上述实施例中，可以就地收集纯化的流体成分，这可能比需要将最终产品保存在盒中直至最终处理的实施例具有优势。

图4A和图4B示出了根据本申请的实施例的无菌的、封闭系统型的模块化流体分离盒。

参考图4A和图4B，模块化流体分离盒400包括：入口管402；入口管接头404；分离室406；悬浮介质室408；悬浮介质室端口410；缓冲溶液室412；缓冲溶液室端口414；密度梯度介质室416；密度梯度介质室端口418；流体收集室420；一个或多个收集管接头422；一个或多个收集管424；一个或多个流体通道(未示出)；以及一个或多个阀(未示出)。

在封闭系统型盒中，通过一种无菌连接来执行以下两种操作中的每一个：向盒400引入流体和从盒400收集流体，这提供了额外的保证，即目标流体保持不受任何有害细菌、病毒或其他微生物引起的污染。在实施例中，入口管402和收集管424可以包括无菌PVC管或其他合适的替代物。在实施例中，用户可以利用无菌对接设备(未示出)将入口管402连接到用于装入流体的血袋426，或者将收集管424连接到用于离开的流体的收集袋428，从而使流体传输具有抵抗污染风险的额外安全措施。

图5和图6示出了根据本申请的实施例的流体分离盒。

如图5和图6的分离盒所示，给定的室500、600可以合并锥形方面，并且可以包括比室500、600的顶部部分或底部部分更窄的中间部分或其他部分。图5和图6还示出了各种流体通道502、602和阀504、604，这些流体通道用于连接模块化流体分离盒的各种部件。

如图所示，图3至图6所示的模块化流体分离盒是便携式的。也就是说，一旦在一个物理位置处的模块化流体分离盒的收集室中获得分离的流体组分，则可以将模块化流体分离盒(包括其中分离的最终产品)便携地移动到另一个位置以便移除或处理所需的组分。在实施例中，用于所需的分离流体的收集室可进一步包括收集介质或细胞保存介质，该收集介质或细胞保存介质可有助于在存储和运输期间维持所收集的流体组分(例如PMBC血液组分)的完整性。这样的实施例代表了相对于现有技术的显著优点，因为在收集时，纯化的流体组分已经悬浮在介质中，这有助于使样本完整性最大化并消除手动的后处理步骤，例如手动收集和随后的冷冻。此外，所生产的样本的运输更方便和便宜。

本文所描述的模块化流体分离盒的使用可具有优于传统流体分离工艺的若干优点。例如，常规的离心系统和工艺可能需要使用附加的设备，例如II类生物安全柜或其他工作台和通风系统，以便维持安全的环境。相比之下，本文所描述的模块化流体分离盒的某些实施例的无菌的、独立的方面可以消除由这种设备减轻的潜在暴露风险。这样可以降低成本，并降低了潜在曝光和操作员出错的可能性。

另一个优点是，本公开的模块化流体分离盒特别能够产生一种产品，该产品是血液的活性细胞组分。在现有技术中，使用盘或类似设计的已知离心工艺可以有效地将特定流体分离成其组成部分；然而，这些工艺不能类比于全血的活性细胞组分的收集。也就是说，全血的细胞组分可能特别难以处理或脆弱，因此，在离心处理期间维持细胞完整性存在相对的困难，其中，细胞必须在高速、高G场环境中穿过各种不规则形状的通道和室，该高速、高G场环境使细胞暴露于各种降解的机械过程。

可以使用多个独特原理来管理本文所描述的模块化流体分离盒的各种实施例中的流体流动。当一起使用或单独使用时，这些原理可以极大地简化盒的设计以及用于在操作期间管理盒的相关硬件的设计。正确使用这些原理可以避免在分离工艺期间需要独立机制来泵送所使用的流体、感测所使用的流体的水平和/或体积。此外，这些原理可以允许“转子上”流动管理，而不需要诸如旋转密封件或无密封旋转环的外部流体连接件。

一种这样的流体流动原理消除了在旋转或离心操作期间主动泵送盒内流体的需要。这涉及在盒子内对流体室进行正确定位。流体室被放置在各种径向位置，使得在室之间打开阀将促进从一个室到另一个室的流动。通常，室被布置成使得当阀打开时，流体沿着G-场梯度向下流入接收室中。以这种方式，室的位置、初始的流体在室内的位置，连接流动通道的位置和阀的位置被预先定位成使得流体沿G场方向或沿“下坡”方向向外流动。

另一种这样的流体流动原理消除了对阀和/或液位感测的需要，以终止室之间的流动。流体体积和室体积可被选择成使得当在两个室之间实现流动时，室之间的流动将在已流动适当的体积时自动终止。当两个连接室内的液位达到平衡径向位置时，流动停止。每个隔室表面的平衡径向位置将固有地调节隔室内包含的流体的密度。也就是说，如果每个隔室中的流体密度相同，则隔室的液体表面的径向位置将是相同的。如果一个隔室包含较高密度的流体，则该隔室的自由表面的径向位置将大于第二隔室表面的径向位置。

本文所描述的模块化流体分离盒的各种实施例还可基于体积匹配原理操作。也就是说，一定体积的引入流体可以与来自特定室的一定体积的最终产品(例如，废弃产品或其他所需的最终产品)相匹配。例如，可以将已知体积的更稠密的流体(例如，密度梯度介质)引入到模块化流体分离盒中的介质室中。然后可以将密度梯度介质引入到模块化流体分离盒中的分离室中，该分离室保持密度小于密度梯度介质(例如全血)的流体成分。在离心的G力作用下，随着密度梯度介质在G-场中沿下坡方向(即，越来越远离旋转轴线的方向)移动，密度较大的密度梯度介质将取代密度较小的全血成分。被取代的成分将最终在G场中沿上坡方向移动，并因此可以以已知体积(即，引入的密度梯度介质的体积；取代的体积)被收集。使用体积匹配，可以在类似的纯度水平下使产物收率获得显著(例如，25％)增加。同样地，可以在相同的收集体积下获得更高的纯度收率。

可以结合到本申请的实施例中的其他独特原理包括使用流体“滑轮”和流体“推动”。使用流体“滑轮”，能够使用第一室中的在G场中“往下坡”移动的、有规律地压迫驱动流动的远程流体来使第二室中的所需流体在G场中往上坡移动。也就是说，第一室中的、经由通道连接到第二室的顶部的、有规律地往下坡流动的流体可用于在第二室中抽取负压，导致通过引入的压力梯度在G场中往上坡“拉动”第二室中的流体。在实施例中，两室之间的唯一连接可以是充气通道，这将允许流体移动而无需任何混合。替代地，通过使用不同构型，可以使用推动原理。通过使用流体“推动”原理，能够通过有规律地压迫驱动流动的、在第一远程室的G-场中“往下坡”移动的远程流体而在G场中往上坡“推动”第二室中的流体。在此，通道将第一室连接到第二室的底部，并且在G-场中，第一室中的增加的压力使用通道中的压缩空气往上坡推动第二室中的流体。

在实施例中，“滑轮”和“推动”原理能够允许将流体完全转移到室中，并且随后在G-场中将流体“往上坡”转移出室，这能够有助于获得更高纯度的产物收率。这些原理还允许所需流体通过没有阀的较大通道转移，从而使转移期间的剪切应力最小化。因为“滑轮”和“推动”原理依赖于室之间的相对压力来驱动流动，所以这些技术可以在任何离心速度下有效地工作。

本文所描述的模块化流体分离盒的示例性实施例可以是单次使用(即一次性)或多次使用。在实施例中，本文的模块化流体分离盒可具有各种类型和尺寸。例如，本文所描述的模块化流体分离盒可以采用“楔形”或盘形段的形式。在这样的实施例中，多个盒可一起形成完整的盘形状。在其他实施例中，单个盒可以采用整个盘的形式。在实施例中，本文所描述的模块化流体分离盒可以围绕转子组件以叠置的构型(即，“全盘”构型)或以并排的构型(即，周向地围绕转子组件)被设置。

本文所描述的示例性流体分离盒可进一步包含多种传感器或检测装置中的任何一个。也就是说，整个分离过程中的特定流体特性可以进一步由整体定位在盒中的传感器感测，以便支持自动化。示例性传感器可以照射流体通道、室、管或者保持或传输流体的任何其他盒式部件，并且可以检测来自流体的反射或透射的红光和绿光的比率。例如，在某些实施例中，可以使用编号为5,734,464的美国专利的相关技术中描述的装置检测红细胞的存在。

可使用已知材料和技术制造本文所描述的模块化流体分离盒。用于制造模块化流体分离盒产品和电阻器阵列(下面描述)的材料的示例可包括诸如聚丙烯、聚苯乙烯等的聚合物。用于生产模块化流体分离盒和电阻器阵列(下面描述)的制造技术的示例可以包括3D打印、注入成型、嵌入式成型和各种其他常规手段。盒也可以是疏水性的，或者可以包括疏水性涂层或疏水性处理物。

图7示出了根据本申请实施例的沙漏形分离室。

参考图7，分离室700包括：上部部段702，该上部部段702是室的、最靠近旋转轴线的部段；中间部段704；下部部段706，该下部部段是最远离旋转轴线的部段；进口端口708和出口端口710。

如图7所示，上部部段702和下部部段706的横截面面积大于中间部段704的横截面面积。在实施例中，该室的设计可以类似于光滑的“沙漏”形状或有角的“沙漏”形状。入口端口708被构造成用于将流体(例如，细胞悬浮液)引入到分离室中。出口端口710被构造成允许从分离室700中移除流体组分(例如，分离的PBMCs)。分离室700可选地包括溢流端口(未示出)，该溢流端口用于从室中移除悬浮液的任何剩余部分。沙漏和类似的室的设计可允许更精确地分离中间部段704中的流体组分，出口端口710被定位在中间部段上。沙漏形状的上部部段702和下部部段706与沙漏形状的中间部段704之间的尺寸关系可以是例如从2比1(2:1)到10比1(10:1)。在示例性实施例中，中间部段704的横截面是上部部段和下部部段的横截面尺寸的四分之一(1/4)。用于改善分离的窄室或通道部分的结合在本文不受限制，并且可被结合到其他通道、室和系统部件中。

图8A和图8B示出了根据本申请的实施例的模块化分离盒的局部视图内的另一个沙漏形分离室。

图8A是模块化流体分离盒800的透视图，该模块化流体分离盒包括“沙漏”形分离室802、分离室出口端口804、介质室806、缓冲溶液室808、洗涤室810和收集室812。在图8A中，在该视图没有示出室盖的情况下，每个室的内部是暴露的。

图8B是图8A所示的盒的透视图，该盒包括可选的室盖812，该室盖覆盖每个盒室。

在图8A中，分离室出口端口804位于分离室802的中间较窄部分的竖直壁中。出口端口804可以具有直径和几何形状，该直径和几何形状被优化用于收集特定的流体或流体成分，例如单核细胞(MNC)层。出口端口804可垂直于离心力的方向，可从旋转中心相对地(超过90度)面向外部，或者可相对向内地(小于90度)面向旋转中心。例如，在优选实施例中，出口端口可相对向内地面向旋转中心，因此出口端口和平行于离心力的线之间的角度可以是5至60度，例如30至60度或40至50度。下面的图9A、图10A和图11A所示的出口端口示出了后一种描述(即，具有大约45度的角度)。

在进一步的实施例中，流体分离盒可包含流体分离室，该流体分离室具有用于在靠近出口端口处对一层流体或流体成分进行集中的装置。这种用于在紧靠出口端口处对一层流体或流体成分进行集中的装置可以采用平面、多平面或类似功能的表面(即，“分离挡板”)的形式，该分离挡板呈角度地定位在分离室中。例如，分离挡板可被设置成相对于与室内的离心力平行的线呈15至70度之间的角度，例如25至60度之间或40至50度之间。分离挡板的远端(即，距离旋转轴线最远的端部，或最远的“下坡”部分)可被定位在分离室中，分离挡板的远端距旋转轴线的距离与出口端口的位置距旋转轴线的径向距离基本相同。可以优化分离挡板的远端和出口端口之间的距离，以促进特定流体或流体成分(例如，MNCs)从分离室穿过出口端口的有效移动。分离挡板可占据分离室的壁之间的基本全部距离或全部距离。也就是说，在分离挡板的一侧或两侧与分离室的竖直侧壁之间可存在空间，以允许MNCs和血小板上升并允许RBC和粒细胞沉降。

图9A和图9B示出了根据本申请的实施例的定位在分离室中的平面分离挡板。图9A和图9B所示的实施例被构造成不接触分离室的至少两(2)个竖直侧壁。

图9A是分离室的窄部的竖直壁902、904之间的分离挡板900的俯视图。如图9A所示，竖直侧壁902、904与分离挡板900之间存在空间906、908。还示出了出口端口910，该出口端口朝向分离室的中间部分的前面，并位于距旋转轴线的距离与分离挡板的远端距旋转轴线的距离近似相同的径向位置处。出口端口910的位置可以变化，并且可以优选地位于如图所描绘的位置处。

图9B是平面的分离挡板900的横截面视图，该横截面视图用于示出分离挡板900包括单个平面。

图10A和图10B示出了根据本申请的实施例的定位在分离室中的多平面分离挡板。图10A和图10B所示的实施例还被构造成不接触分离室的至少两(2)个竖直侧壁。

图10A是示出了除了间隙1006和1008之外与分离室的竖直侧壁1002、1004接触的多平面分离挡板1000的俯视图，间隙1006和1008被设计成允许MNCs或血小板上升并允许RBCs或粒细胞沉降。和图9A一样，也示出了出口端口1010。

图10B是多平面分离挡板1000的横截面视图。该视图用于示出分离挡板1000包括两个平面。

在某些实施例中，“双漏斗设计”可被实施。也就是说，可以进行修改，使得分离挡板和分离室类似于和/或功能类似于两个彼此相对定向的漏斗；一个朝上，一个朝下。在实施例中，该构型被设计成使特定流体成分(例如，MNCs)的数量或百分比最小化，该特定流体成分穿过分离挡板与分离室侧壁之间的间隙，从而使出口端口附近的分离产品(例如，MNCs)的浓度最大化。在该构型中，分离挡板被修改成沿分离室的大部分边缘接触分离室的竖直侧壁，仅留下存在于每个“漏斗”中的孔(或间隙或开口)，该孔用于使MNCs或血小板上升并且用于使RBCs或粒细胞沉降。分离挡板的两侧上的间隙的位置在本文中不受限制，并且可以在最靠近室之间的流动通道的一侧上，以使得容易成型。孔的尺寸和几何形状，特别是从出口端口与室相对的孔(即，往上坡最远或最接近旋转轴线的孔)的尺寸，应当足够大以允许细胞在初始分离期间以合理速度上升，但是也足够小以使在MNC转移期间所穿过的MNCs的数量最小化。在“双漏斗”构型的某些实施例中，蜡阀可被构造成仅堵塞漏斗的一个孔，例如最接近旋转轴线的孔。在离心期间，关闭最接近旋转轴线的孔可能迫使MNCs在细胞转移期间朝向另一个“下坡”孔。

图11A和图11B示出了根据本申请的实施例的定位在分离室中并形成“双漏斗”构型的多平面分离挡板。

图11A是示出了除了间隙1106和1108之外与分离室的竖直侧壁1102、1104接触的分离挡板1100的俯视图，间隙1106和1108被设计成允许MNCs或血小板上升并允许RBCs或粒细胞沉降。在此，间隙1106、1108仅占据分离挡板1100的平面与侧壁1102、1104之间的交集部段，从而形成更小的流动通道。这样的实施例可以通过使用分离挡板1100的侧部上的小流动通道或间隙而使混合最小化并且确保适当的分离。还示出了出口端口1110。

图11B是双漏斗构型的多平面分离挡板1100的横截面视图，该横截面视图用于示出分离挡板1100包括两个平面，这两个平面成一定角度以使流体流动通过比图10A至图10B的分离挡板1000更小的流动通道。

在进一步实施例中，蜡阀可被定位在分离挡板两侧上的间隙处，并且被构造成堵塞分离挡板两侧上的间隙。在实施例中，这样的蜡阀能够用于形成“多用途”室。例如，在这样的多用室，一个常开阀(NOV)，如在整个本申请中不同地描述，可以被定位在分离室的、接近所述分离挡板与竖直侧壁之间的间隙的每个竖直侧壁的外侧上。在实施例中，多用途室可具有一个以上的流体进口端口和流体出口端口，以允许各种洗涤、漂洗、分离或其他程序。在实施例中，所需的用于洗涤、漂洗、分离等的多个端口被定位在G-场中的、分离挡板的远端附近的NOV的“上方”(即，更靠近旋转中心)。也就是说，多个端口可被优选地定位在距旋转轴线的一径向距离处，该径向距离小于到被定位在分离挡板的远端附近的NOV的距离。

图12A和图12B示出了根据本申请的实施例的包括NOVs的多用途室。

图12A是多用途室1200的俯视图。多用途室1200的窄部段包括分离挡板1202，该分离挡板不接触室侧壁的至少两个部分，从而在分离挡板1202的远端和近端产生间隙1204、1206以使流体能够各种操作期间流动。NOVs 1208、1210被分别定位在多用途室1200的外侧壁上，分别与距分离挡板1202的两侧上的间隙1204、1206的径向位置相同。NOVs 1208、1210与室1200流体连通，使得一旦致动，熔化的材料能够从任何一个NOV 1208、1210流动到多用途室1200中并且堵塞分离挡板1202的两侧上的间隙1204、1206。根据工艺需要，洗涤流体入口1212、洗涤流体出口1214、最终产品/转移出口1216被不同地包括在内，以根据工艺需要形成一个或多个单独的通道。

图12A和图12B示出了处于多工艺操作的各种阶段的图12A的多用途室。用于实施图12A和图12B的多用途室的一个示例性方法或工作流程如下。首先，在图12A所示的室1200中以分离循环的方式执行全血的分离。在该循环中，红细胞通过分离挡板1202的远端处的间隙1206下降，而MNCs通过离旋转轴线最近的间隙1204上升。接下来，在分离循环期间分离流体组分后，致动每个NOV 1208、1210，如图12B所示，从而通过堵塞分离挡板1202与室1200的竖直侧壁之间的间隙1204、1206，将分离室1200转移到未被污染的洗涤室中。接下来，按如下步骤完成完整的常规洗涤：使用洗涤流体入口1212混合洗涤流体，执行洗涤，然后通过洗涤流体出口1214排放废弃物。接下来，在废弃物被排尽后，可通过转移出口1216收集最终MNC。最后，可以在通过流体转移出口1216转移之前将MNCs悬浮，或者可以在转移之前在一个或多个洗涤循环中洗涤细胞。在此，MNCs可在被转移到另一个洗涤室之前，与洗涤流体混合悬浮在一起。由于在细胞整个转移过程中没有压降，因此这可导致血小板活化最小化。

本文的实施例不限于此。也就是说，分离室或多用途室可具有沙漏形状、基本沙漏形状或可具有允许有效地分离流体成分的任何其他构型，如图所示。例如，分离室或多用途室可被构造为两部件室，其中，两个部件经由流体通道彼此流体连通。这样的通道可选地包括一个或多个阀，如附图所描绘的那些阀。同样地，前述构型不限于分离室，并且可以指盒中的任何室的构型。例如，一些实施例可在室中和室的方面包含圆锥形状，例如采用淘析中典型的锥形洗涤室，但不用于常规PBMC分离的实施例。

在某些实施例中，分离挡板可被定位在分离室中，使得分离时，MNC层完全被定位在分离挡板的上方。在该构型中，当分离室被排空时，MNC层下降(即，在G-场中向外流动)，并且该MNC层在沿分离挡板的成角度的表面被推向出口端口时集中。少量或大量MNCs可穿过分离挡板的一个侧部或两个侧部与分离室的竖直壁之间的空隙，然而，一旦MNCs到达出口端口的径向位置，这样的MNCs仍然可以经由出口端口离开分离室。在某些实施例中，分离挡板的顶部(即，分离挡板的在G-场中最高并且最接近旋转轴线的点)可以在进口端口处或进口端口的下方。

本文所描述的分离室和分离挡板的各种实施例可具有各种益处。例如，分离室的出口端口附近的MNC层的集中可导致更高的产物收率和运行时间减少。用于使流体层或流体成分的层向出口端口集中的装置还可消除对分离室的窄部的需要，从而允许更大的设计自由度。这样的构型对于大体积盒可能特别有用，在该大体积盒中，对于给定的室体积，径向高度可被缩短，从而导致更有效地利用空间。另外，MNC与血小板上升以及红细胞(RBC)沉降能够发生在分离室的分离区域中，这可导致分离加速。

在实施例中，模块化流体分离盒包括端口构型，该端口构型适于利用包括流体管线和排放管线的鲁尔(Luer)接口锥形连接。图3、图4A、图4B和图8B示出了示例性端口。在实施例中，可以使用滑动锥形设计或锁定连接设计，或者可以使用滑动锥形设计或锁定连接设计的修改形式。这些连接的示例是由美国BD公司(Becton，Dickinson and Company)生产的

和

型连接器。例如，模块化流体分离盒室可以包含端口，该端口被设计成与真空室的承口端接合，例如也是由美国BD公司生产的BD

静脉血液采集管。其他

接口和类似的配件和连接件也可以根据需要被使用或修改并结合到实施例中。

在进一步的实施例中，盒的一个或多个端口可以具有常规设计。例如，可以使用被简单地设计为孔的端口，以允许用传统的移液管进行流体的引入和收集。这种端口可以使用止动帽或其他常规特征件打开和重新密封，其他常规特征件允许操作者根据需要打开和重新密封端口。任何其他常规的端口设计同样可被结合到实施例中，以便有效地从模块化流体分离盒装入流体和卸载流体。

本文所描述的盒式室可以经由流体通道不同地连接，阀被定位在该流体通道内，使得能够在整个离心过程中控制流体流动。在制造期间，通道和阀可被形成在流体分离盒的固体部分内，或者可被形成到盒的另一部分或盒的层(例如，电阻器层组件的硅层)中，或者从(例如，模切)盒的另一部分或盒的层(例如，电阻器层组件的硅层)中移除，然后与盒的其余部分组合。通道尺寸和设计不受限制，并且各种阀设计和材料可用于不同的实施例中。在实施例中，通道可具有0.3mm至2mm(诸如为0.5mm至1mm)的横截面。在示例性实施例中，通道可具有0.75mm(0.030×0.030英寸)的横截面。

在实施例中，可包括用于控制模块化流体分离盒内的流体流速的新颖装置。也就是说，在许多需要高的特定流速的常规工艺中，例如在淘析中，使用泵获得流速。但是，由于各种原因，可能需要用无泵流量控制装置来代替常规的泵。为了解决该问题，实施例包括流体路径或流体通道的一部分，该流体路径或流体通道包含能够不同地组合以实现各种不同流速的多个特定尺寸的流体通道。在实施例中，流体通道可以彼此平行，或者可以呈现彼此的另一种关系。本文假设流速基于各种变量，例如通道的直径、通道距旋转轴线的距离、转子的RPM，流体的特定黏度和比重等。

图13是根据本申请实施例的用于控制流速的平行流体通道的示意图。

参考图13，示出了一组或一连串具有不同直径的四(4)个平行流体通道1300，这四个平行流体通道从供应室(supply chamber，SC)1314向淘析室(elutriation chamber，EC)1312提供流体，该供应室(SC)1314在G场中高于EC。通道沿流体流动路径彼此靠近地定位。

在图13的实施例中，通道1302允许流体以每分钟1ml的速度流动；通道1304允许流体以每分钟2ml的速度流动；通道1306允许流体以每分钟4ml的速度流动；并且通道1308允许流体以每分钟8ml的速度流动。四(4)个平行流体通道中的每一个包括从本文所描述的各种实施例中选择的至少一个阀1310。

不同地致动四(4)个平行流体通道1302、1304、1306、1308中的阀允许总流速以每分钟1ml的增量在每分钟0ml至每分钟15ml的之间递增。例如，当通道1302中的阀打开、通道1304中的阀关闭、通道1306中的阀打开、通道1308中的阀关闭时，能够实现每分钟5ml的总流速。同样地，当通道1302中的阀关闭、通道1304中的阀打开、通道1306中的阀关闭、通道1308中的阀打开时，能够实现每分钟10ml的总流速。前述流速仅是示例，并且可以通过利用各种通道构型和阀闭合来实现任何所需的流速组合。

在实施例中，流体通道可具有0.02英寸至0.05英寸的直径，例如，流体通道的直径可以为0.030英寸(约0.75mm)。在操作中，转子的RPM可以在从200RPM至120,000RPM(诸如从1,000RPM至6,000RPM)的范围内。在实施例中，平行流体通道可被定位在转子组件上，并位于距旋转轴线1cm至15cm的距离处，更具体地，位于距旋转轴线2cm至10cm的距离处。

在实施例中，流体通道可以是平行的、基本平行的、或者可具有相对于彼此的另一个定向。每个通道可具有相同的长度或者可具有与另一通道不同的长度，并且可以使用多于或少于四(4)个流体通道。如整个本申请所描述地，示例性阀类型不受限制，并且可包括蜡阀、机械阀或任何其他合适的阀类型。在某些实施例中，特定通道中不存在阀。

由于室设计和通道设计可根据特定应用而变化，因此可能需要各种阀构型。具体的阀构型可包括诸如某些蜡阀的热膨胀阀。在热膨胀蜡阀的情况下，合适的蜡材料的示例包括乙烯醋酸乙烯酯(Ethylene Vinyl Acetate，EVA)蜡和EVA混合物。在实施例中，杜邦^TM

(DuPont^TM

)410(乙基-醋酸乙烯共聚合树脂)可以是优选的。这些蜡可以表现出窄的或“尖的”熔点和有利的柔韧性和表面粘附性。也可以使用具有与EVA类似的特性的其他蜡。

在实施例中，热膨胀材料可进一步包括热吸收化合物，可以向该热吸收化合物施加辐射热以激活阀。这种构型在微流体通道中可以是有用的。该实施例的潜在优点是热膨胀材料不接触通道中的流体，而该接触可能导致污染或热损坏。

在实施例中，适于将温度变化转换成机械运动的各种其他的热致动器也可适于用作阀，即适于打开或关闭流体通道。

下面描述是根据本申请的实施例的各种阀设计。

图14A和图14B示出了根据本申请的实施例的“后装载”阀。

如图14A所示，后装载阀1400包括流体通道1402、1404和重力井1406。为了获得后装载阀，模块化流体分离盒可以通过嵌入成型工艺制造。在该工艺中，盒包含通道1402、1404，该通道用于使阀材料移动以沉积在阀1400的重力井1406中。在制造期间中，可以将蜡(例如，EVA)或其他合适的阀材料引入阀1400的“后部”中。也就是说，蜡被引入以沿通道1402流动，直到蜡被沉积到重力井1406中。来自井1406的任何多余的蜡流入通道1404中，如图14B所示。在该工艺的后注入步骤中，多余的蜡保留在盒上。在实施例中，在制造期间，直径为2mm(即，约4.2μl)的蜡滴或固体被分配到阀的“后部”。然后蜡流动以获得约0.5μl的活性蜡体积。

图15A和图15B示出了根据本申请实施例的“前装载”阀。

前装载阀由制造工艺产生，其中，蜡仅被直接沉积在模块化流体分离盒的特定部分上。如图15A和图15B所示，前装载阀1500包括蜡井1502，并且可选地包括通道1504、1506。在生产期间，蜡仅沉积到井1502的顶部中。也就是说，与结合图14A和图14B描述的“后装载”工艺相比，其中，流体蜡被推动穿过通道1402并被沉积到阀1400的重力井1404中，该用于获得前装载阀的工艺将蜡直接沉积到井1502中。例如，前装载阀的实施例可以通过对EVA的小体积滴进行分配并将其熔化到适当位置来容纳约0.5μl(例如1μl至2μl滴)的活性蜡体积而产生。在该工艺的后注入步骤中，必须将剩余的蜡从模块化流体分离盒中刮掉。

下面描述的是各种其他阀设计，包括常开阀(NOVs)和常闭阀(NCVs)的实施例。NOVs是在正常操作期间保持打开直到其被致动的阀，而NCVs在正常操作期间保持关闭。

图16A和图16B示出了根据本申请实施例的常开阀(NOV)阀。

如图16A和图16B所示，阀1600包括与通道1606的弯曲部1604流体连接的重力井1602，并且重力井1602在弯曲部1604的下坡侧或“外部”侧(即，在G场中的下坡或外部处；远离旋转轴线的远侧上)。蜡被预先装入以填充重力井1602。

图16A示出了处于其正常状态下的打开位置的阀1600。在该状态下，蜡保持在井1602中并且不会阻塞通道1606。在该构型中，阀1600因此处于“常开”位置。在加热或活化状态下，如图16B所示，蜡膨胀到通道1606中并且阻塞通道1606，从而使阀1600处于关闭位置。在该构型中，因为G力在蜡上施加朝向打开位置的压力，所以当阀1600处于关闭位置时，G力可能不会促使该阀构型的致动。尽管如此，该构型对于特定应用可能是优选的。

图17A和图17B示出了根据本申请的实施例的又一NOV。

如图17A和图17B所示，阀1700包括与通道1706中的弯曲部1704流体连接的重力井1702，并且重力井1702在弯曲部1704的上坡侧或“内部”侧(即，在G场中的上坡或内部处；远离旋转轴线的近侧上)。蜡被预先装入以填充重力井1702。

图17A示出了处于其正常状态下的打开位置的阀1700。在该状态下，蜡保持在井1702中并且不会阻塞通道1706。图17B示出了处于加热或活化状态下的阀1700，其中，蜡已膨胀到通道1706中并且阻塞通道1706。在该构型中，G力可通过在蜡上施加朝向关闭位置的压力而促使该阀1700朝向完全关闭状态的致动。

图18A和图18B示出了根据本申请实施例的常闭阀(NCV)。

如图18A和图18B所示，阀1800包括重力井1802和流通部分1804。蜡被预先装入以填充重力井1802。图18A示出了处于常闭位置的阀1800。在此，阀是NCV，该NCV通过包括流通部分1804以在正常状态下从流动通道1806偏移。在其正常状态下，蜡保持在井1802中并且不作用于阀1800或不驱动阀1800。在加热或活化状态下，蜡膨胀并且驱动阀1800，从而使阀1800处于打开位置。图18B示出了在致动之后处于打开位置的阀1800，使得流通部分1804与流体通道1806共线。

图19A和图19B示出了根据本申请的实施例的又一NOV。

图19A和图19B示出了类似于图17A和图17B所示的阀设计、但处于常开构型的阀设计。如图所示，阀1900包括重力井1902和流通部分1904。蜡被预先装入以填充重力井1902。在正常状态下，流通部分1904与流动通道1906共线。在其正常状态下，蜡保持在重力井1902中并且不作用于阀1900或不驱动阀1900。在加热或活化状态下，蜡膨胀并驱动阀1900，从而使流通部分1904从流动通道1906偏移，从而处于关闭位置。

图20A和图20B示出了根据本申请的实施例的旋转阀。

如图20A和图20B所示，阀2000包括与液位室2004流体连接的重力井2002。阀2000进一步包括位于流体室2010内的流通部分2006和被定位在液位室2004中的液位部分2008。蜡被预先装入以填充重力井2002。

如图20A所示，在其正常状态下，蜡保持在井2002中，并且不作用于杠杆部分2008或不驱动杠杆部分2008。在正常状态下，流通部分2006从流体通道2010偏移，并且没有流体能够沿着流体通道2010流动。图20B示出了处于致动或打开状态下的阀2000，其中，蜡已经膨胀并且已经驱动杠杆部分2008，转动阀2000以使流通部分2006定位成与通道2010共线，从而允许流体流动。

图21A和图21B示出了根据本申请的实施例的另一旋转阀。

如图21A和图21B所示，阀2100包括与杠杆室2104流体连接的重力井2102。阀2100进一步包括位于流体室2110中的流通部分2106和被定位在杠杆室2104中的杠杆部分2108。蜡被预先装入以填充重力井2102。

如图21A所示，在其正常状态下，蜡保持在井2102中，并且不作用于杠杆部分2108或不驱动杠杆部分2108。在正常状态下，流通部分2106从流体通道2110偏移，并且没有流体能够沿着流体通道2110流动。图21B示出了处于致动或打开状态下的阀2100，其中，蜡已经膨胀并且已经驱动杠杆部分2108，转动阀以将流通部分2106放置成与通道2110共线，从而允许流体流动。

在特定实施例中，可能不希望将蜡用作热活化材料。当然，形状记忆合金或其他热活化记忆材料可以是优选的。

图22A和图22B示出了根据本申请的实施例的形状记忆合金阀。

如图22A和图22B所示，阀2200包括形状记忆合金2202、机械阀部分2204、阀室2206以及流通部分2208。形状记忆合金2202被预先装入以填充阀室2206，该阀室将流体室2210二等分。机械阀部分2204被布置在阀室2206中并且被设计成打开或阻塞通道2210。如图22A所描述的，在其正常状态或压缩状态下，流通部分2208与流体通道2210共线。在此，形状记忆合金2202保持在阀室2206中，并且不作用于机械阀部分2204或不驱动机械阀部分2204。在活化状态下，形状记忆合金2202膨胀并且驱动阀2200，从而使阀2200关闭。在关闭位置，流通部分2208从流体通道2210偏移以中止通道2110中的流体流动。

图23A和图23B示出了根据本申请的实施例的软管阀。

如图23A和图23B所示，软管阀2300包括软管材料2302和在流体通道2306的两侧上的井2304。蜡被预先装入以填充井2304。如图23A所示，蜡在其正常或打开状态下保持在井2304中，并且不作用于阀管2302或不压缩阀管2302。如图23B所示，蜡在其加热或活化状态下膨胀并且压缩或夹紧阀管2302，使阀2300处于关闭位置。

图24A和图24B示出了根据本申请的实施例的另一软管阀设计。

图24A和图24B示出了与图23A和图23B所示的阀设计类似的阀设计，但截然相反的是，图24A和图24B所示的阀2400将形状记忆合金2402结合到用于夹紧软管2404的热活化蜡。图24A示出了处于打开位置的阀2400，而图24B示出了处于关闭位置的阀2400。

图25A和图25B示出了根据本申请的实施例的球座阀设计。

如图25A和图25B所示，阀2500包括蜡井2502，该蜡井包括与流体通道2506流体连接的球2504。在该构型中，蜡被预先装入到井2502中。然后，球2504被装入到在蜡的顶部上的井2502中。如图25A所示，蜡在其正常或冷却状态下保持在井2502中，并且不作用于球2504或不驱动球2504。如图25B所示，蜡在其加热或活化状态下膨胀并且将球2504驱动到通道2506中，从而使阀2500关闭。

图26A和图26B示出了根据本申请的实施例的球阀。

如图26A和图26B所示，阀2600包括球2602、流体通道2604以及延伸的通道部分2606。如图26A所示，阀2600在其正常状态下包括位于蜡中的球2602，该球阻塞流体通道2604。如图26B所示，蜡在其加热或活化状态下熔化并且将球2602释放到延伸的通道部分2606中，该延伸的通道部分允许流体通过通道2604流动。

图27A和图27B示出了根据本申请的实施例的又一NCV。

如图27A所示，阀2700包括在阀容纳部分中的阀挡板2702。阀挡板2702由硬化蜡制成。NCV 2700在其正常关闭状态下阻塞流体通路2704。如图27B所示，致动后，阀挡板2702脱落以允许流体沿着流体通路2704流动。

图27的NCV 2700可基于其制造方法、其几何形状或其致动方法中的任意一个提供独特的优点。图27的阀2700是使用注入蜡的插入模具制造的，以允许精确地控制阀形状。因此，可以在流体通道上实现非常薄的和长的蜡挡板。加热后，流体能够推动越过挡板或能够在通道中形成孔口，以允许流体流动。

下面公开的是一种附加的NOV设计，其包括利用晶状热活化材料和非晶状热活化材料。下面描述的阀设计可使用膨胀和向心力的组合来移动蜡。

图28A至图28C示出了被设计成利用晶状热活化材料的NOV 2800。

如图28A至图28C所描绘的，晶状材料(例如，晶状蜡)被沉积到井2802中，该井经由通道2804连接到流体流动通道2806。流体流动通道2806的靠近通道2804的区域是起伏的。当晶状材料被加热时，晶状材料膨胀并且填充流体流动通道2806。冷却后，通道内的限制(由于起伏)控制蜡的收缩，以确保保持密封。尽管该设计可以通过进入流体流动通道的单个端口来实现(如下面的图29A至图29C所描绘的)，但是双端口设计允许空气或流体置换蜡以确保冷却时的压力。该设计可使用膨胀和收缩的组合来移动蜡。

图29A至图29C示出了被设计成利用非晶状热活化材料的NOV。

如图29A至图29C所示，该阀设计与图28A至图28C所描绘的基本上相同。在图29A至图29C中，非晶状材料(例如，非晶状蜡)被沉积到井2902中，该井经由通道2904连接到流体流动通道2906。在空气中，(图29B)蜡流出“下部”(即，进一步沿G场向下；距旋转轴线更远)通道2904，以在蜡被空气置换时封闭流体流动通道2906。在流体中，(图29C)蜡的密度可以小于流体的密度，这允许蜡在被下面的密度更大的流体代替时从“顶部”(即，进一步沿G场向上；距旋转轴线的距离变小)通道2904流出。由于无定形蜡没有收缩，因此，无定形蜡可以确保在冷却时改善与流体通道的壁的接触。

图30A至图30C示出了根据本申请的实施例的又一NOV。

图30A至图30C所示的阀3000包括预成型的蜡筒3002，该预成型的蜡筒被放置到蜡室3004中，该蜡室具有与筒3002相同的形状和体积。在加热和熔化筒3002时，熔化的蜡从室3004流动通过端口3006，该端口将室3004连接到待被阻挡的流体路径3008。在该实施例中，使流体路径3008起伏。注意，流体路径3008的起伏可以为本公开所描述的该阀和其他阀中的改进密封件提供冗余。

由于限定室3004中的蜡的相变体积膨胀，因此熔化的蜡被迫流入流体通路3008，从而阻塞通路3008。通路3008的形状被设计成使得熔化的蜡的冷冻动力学受到控制。形状必须被选择成确保在流体路径3008中凝固时，相变收缩不会导致通路重新打开。这能够通过通路3008内的适当的定位区域来实现，使得该适当的定位区域中的熔化的蜡保持流体(未凝固)直到其他区域已经凝固。因为这些区域最后凝固，因此在这些预定区域内形成收缩空隙，而首先凝固的区域没有收缩。因此，保持了蜡塞3002的完整性。先凝固区域被成形为具有高的局部表面积与局部蜡体积比。因此，来自熔化的蜡的热传递是迅速的。后凝固区域通常被成形为具有低的局部表面积与局部蜡体积比。因此，来自熔化的蜡的热传递较慢，从而凝固较慢。应当注意的是，提供给室3004的热量可以被控制成使得熔化的蜡保持较长时间，同时流体路径3008中发生凝固。这进一步确保了流体路径3008内的收缩可以用来自室3004的熔化的蜡代替。

下面描述的是根据本申请的实施例的能注入的通道(IC)NOV的、包括相关制造方法的实施例的各种视图和特征。

在实施例中，IC NOV利用能注入的通道设计。也就是说，在注入过程中，具有通道特征的注入板被放置在注入腔(即，阀井)上方。当熔化的热活化材料(例如，蜡)被引入到井中时，注入板的通道特征阻塞呈流体流动通道形状的井。当蜡冷却并且注入板被移除时，填充注入腔的固化蜡(即，包括在固化蜡中由呈流体流动通道形状的通道特征产生的空隙)构成IC NOV。以下附图和说明进一步详细地描述了IC NOV。

图31A和图31B示出了根据本申请的实施例的能注入的通道(IC)NOV。

图31A是处于空状态下的IC NOV 3100的俯视图。在图31A中，IC NOV 3100的注入腔3102形成呈起伏流体流动路径3104形式的开口。

图31B是处于空状态下的IC NOV 3100的横截面图。在图31B中，IC NOV 3100被示出为包括注入腔3102、被定位成与注入腔3102的一部分(其中，将在熔化的蜡中形成流体通道3212(未示出))相对的延伸部分3110、注入端口3106以及排放口3108。注入端口3106是将熔化的热活化材料(例如，蜡)注入到注入腔3102中的点。排放口3108允许空气在将蜡引入注入腔3102的过程中逸出。

图32A至图32C示出了根据本申请的实施例的在IC NOV的制造中与注入腔组合的注入板。

图32A是图31A和图31B的注入腔3102的正上方的注入板3200的横截面前视图。注入板3200具有通道特征3202，该通道特征用于在注入板与注入腔3102的熔化的蜡接触时产生流动通道3212(未示出)。

图32B是向下按压的并且与注入腔3102直接接触的注入板3200的横截面前视图。如图32B所示，注入板3200包括通道特征3202。注入腔3102包括排放口3108和注入端口3106。注入腔3102进一步包括延伸部分3110，该延伸部分被定位成与注入板3200的通道特征3202相对。在图32B中，蜡通过注入端口3106填充注入腔3102，并且空气通过排放口3108逸出。熔化的蜡填充包括延伸部分3110的注入腔3102，并且通道特征3202在熔化的蜡中形成流动通道3212。将延伸部分3110结合到该阀构型中的优点包括蜡在生产期间更均匀地填充注入腔的能力以及获得更均匀的蜡厚度的能力。

图32C描绘了与注入腔3102分离的注入板3200。也就是说，蜡已经充分冷却以允许IC NOV 3100的形成，并且注入板3200已经被移除，保留填充有固化蜡的注入腔3102(包括延伸部分3110)，并且在蜡中保留呈通道特征3202的形式的流体通道3112。

图33A至图33D示出了根据本申请的实施例的容纳各种材料的IC NOV。

图33A是包括注入腔3302和起伏流动路径部分3304、3306的IC NOV 3300的俯视图。IC NOV 3300以打开模式被示出，并且注入腔3302被填充有蜡或本文所描述的任何合适的热致动材料。

图33B是IC NOV 3300在致动后(即，处于关闭模式)的俯视图，其中，已经施加热并且热致动材料(即，蜡)已经在整个注入腔3302中移动并进入邻近的流动路径3304、3306的起伏部分，从而有效地使流动通道塌缩并关闭阀3300。

图33C是IC NOV 3300的俯视图，其中，热致动材料(即，蜡)的密度低于流动通道中流体的密度。在这种情况下，IC NOV 3300也被示出为在致动后的关闭模式，其中，已经施加热并且蜡已经在整个注入腔3302中移动，但是蜡进一步仅移动到邻近的流动路径区域3304，该流动路径区域从注入腔3302向内更接近旋转轴线。发生这种情况是因为当受到G力时，较低密度的蜡可“漂浮”在流动路径中的流体上。

图33D是沿空气路径使用的IC NOV 3300的俯视图。图33D还示出了在致动后处于关闭模式的IC NOV 3300，其中，热已经施加并且致动的蜡已经在整个注入腔3302中移动。在这种情况下，蜡进一步仅移动到邻近的起伏流动路径3306，该起伏流动路径从注入腔3302向外更远离旋转轴线。发生这种情况是因为蜡的密度大于流动通道内的空气的密度，导致蜡在受到G力时从注入腔3302向外流动。

值得注意的是，在图33B至图33D中的每一幅图中描绘的阀在处于关闭模式时的横截面视图看起来彼此相同，因为每个设计的致动均导致塌缩的流动通道。

IC NOVs存在很多优点和技术优势。特别地，图31A至图33D所述的IC NOVs依赖于凝结。也就是说，熔化的蜡在被活化时自身凝结以便提供阀关闭机构。在这方面，IC NOVs利用某些热致动材料自身的天然亲合力，这改善了阀完整性、更快的关闭速率以及有效地关闭更大的阀的能力。蜡自身的这种天然亲合力在熔化状态下最为显著。该设计的另一潜在的有利方面是热致动材料的凝结到其自身的每个部分在致动过程中被加热到类似的温度。相比之下，其他热致动阀类型可能依赖于粘附，即，蜡通过粘附到不同材料的蜡形成通道闭合。当在致动期间不同材料未被加热时，就会发生与粘附进一步的区别。

本文所描述的IC NOV设计还允许相对于打开状态下的流动通道的空体积加热更大体积的蜡。也就是说，在IC NOV中，与其他阀设计相比，围绕流动通道的更大体积的蜡被加热，从而使流动通道的壁向内朝向彼此更有效地塌缩。更具体地，IC NOVs的实施例可以与其中热致动材料仅沿一个方向前进或不朝向其自身前进的阀设计，以及其中热致动材料被期望粘附到不同材料或处于不同状态下的材料的阀设计形成对比。IC NOVs的上述特征允许较大通道与使用其他阀设计的较小通道一样被有效地关闭。另外，如上所述，IC NOV的另一个优点是注入腔利用了与注入板的通道特征相对向外伸出的延伸部分(参见图31B的3110)。一旦与注入板连接，该向外伸出部可能导致更均匀的注入腔，从而允许更快速的、平坦的和均匀的填充。另一优点是，在打开模式下，IC NOV与流动通道的一部分接合并形成流动通道的一部分，流动通道的这部分具有与流动通道的其他部分基本上相同的几何形状和体积。在这方面，即使在涉及较慢流速的应用中，例如在多用途室中通过阀进行沉降的情况下，IC NOV也不会像其他阀类型那样阻碍流动。此外，IC NOV设计适用于各种应用中的各种材料。例如，使用更多晶状的蜡将导致蜡在致动时进一步膨胀到邻近的流动通道区域中，而使用更多非晶状的蜡可能以蜡的浮力或蜡在G场中的重量为特征，以实现通道关闭。为特定应用选择特定蜡的能力还允许使用不与注入腔壁分离或在固化期间不开裂的蜡。由于这些或其他原因，IC NOVs提供改进的结构完整性和更可靠的通道关闭。

未具体列举的各种实施例和特征的组合在本公开的范围内。例如，一些实施例可能利用了膨胀的热致动材料，而其他实施例不需要膨胀。作为另一示例，一些实施例可能在与注入腔相邻的一个或两个流动通道部分中利用不同的几何形状以有助于阀关闭。作为另一示例，与使用具有通道特征的注入板截然相反，一些实施例可能需要对蜡进行加工以形成的流动通道。作为另一示例，流动通道和注入腔的定向和定位可以相对于彼此进行调节。同样地，可以使用各种注入腔设计。在特定示例中，实施例可包括注入腔的被定位在流动通道向内的相对较大部段以及相对较重的蜡。在这样的构型中，G场将沿下坡方向朝向流动通道“推动”较大体积的蜡，从而更有效地关闭通道。可以利用本文公开的优点容易地设想这些组合和许多其他组合。

在包括本文所描述的任何阀类型的各种实施例中，阀部分和与其连接的流体通道可进一步沿着它们各自的侧部包含限定出流动路径的凸起的台。这些凸起的台可有助于将电阻器阵列或电阻器层(下面讨论)固定到模块化流体分离盒，并且可以在模块化流体分离盒的整个生产和使用过程中帮助保持流体通路和阀部分的完整性。例如，凸起的台可以在焊接或其他合适的制造过程中有助于将电阻器阵列与模块化流体分离盒的其余部分进行组合。

在实施例中，模块化流体分离盒可以包含一种以上的阀类型。例如，NOV可以与用于将介质引入分离室的NCV同时用于模块化流体分离盒中的废弃物的分离或产品的收集。同样地，单个模块化流体分离盒可包含一个或两个后装载阀类型和前装载阀类型，或者可以包括一种类型的阀的变体，以及可以串联地实施一种以上的阀。多个替代的阀设计和组合也可存在于单个模块化流体分离盒中，并且可以容易地设想合适的阀构型的多个进一步的实施例。

在实施例中，每个模块化流体分离盒可具有任何数量的阀。例如，模块化流体分离盒可以包括1-20个阀，并且更特别地，单个模块化流体分离盒可包括等于或小于8个阀。示例性热膨胀蜡可形成多种形状和尺寸。例如，蜡塞的厚度可以在0.005英寸至0.017英寸的范围内，并且更特别地在0.008英寸至0.013英寸的范围内。

本文所描述的阀类型中使用的蜡和热膨胀材料可以显示出特殊的物理特性并且可以与特定的加工和处理温度约束相关联。例如，蜡材料可适用于在真空中131°F(55℃)下的ETO灭菌或适用于在273°F(134℃)和3巴压力下的蒸汽灭菌。在实施例中，合适的蜡材料也能够根据ASTM标准作为货物运输。合适的材料能够在104°F±4°F(40℃±2℃)和90％±5％相对湿度(Relative Humidity，RH)的热带气候中运输，以及在140°F±4°F(60℃±2℃)和15％±5％RH的沙漠气候中运输。在实施例中，用于蜡的材料可以不显示或基本上不显示可见颗粒或可见变色。

在包含热膨胀阀的实施例中，模块化流体分离盒包括热致动装置，即加热元件。在使用中，加热元件用于加热重力井中的蜡以便将阀致动到“打开”或“关闭”位置。当蜡阀(例如由EVA制成的阀)被热活化时，可以采用电阻器阵列或类似的热致动装置来加热阀材料。在实施例中，通过将电阻器布置成靠近保持蜡的重力井来实现阀的致动。电阻器可以被印刷在膜上并被布置在模块化流体分离盒中的蜡的上方、下方或附近。替代地，电阻器可以被设置在转子组件中。在操作中，电流被发送通过电阻器以产生足够的热量来熔化蜡。然后蜡膨胀到通道中以获得关闭位置，或者替代地，蜡膨胀以打开通道。

在实施例中，电阻器阵列可以包括模块化流体分离盒的一部分，该部分在构造流体通道和阀部分之后被结合到盒中，并且可以形成模块化流体分离盒的顶部部分。电阻器阵列可包括多个层。例如，电阻器阵列可包括电阻器层、绝缘层和粘合剂层(未示出)。可选地，这些层和其他层的任何组合可被整合以便包括较少的层。

在实施例中，电阻器层可具有暴露于模块化流体分离盒外侧的顶部部分。电阻器层的顶部部分可以被装饰以具有视觉效果。电阻器层也可以具有底部部分。电阻器层的底部部分可以是包括印刷在其上的电阻器阵列的印刷部分。

在实施例中，绝缘层用于使暴露的电阻器阵列绝缘以防止接地。在各种实施例中，绝缘层可以显示出特定的可塑性特性，以便于电阻器阵列与模块化流体分离盒的其余部分的键合。

在实施例中，粘合剂层用于将电阻器阵列粘附到模块化流体分离盒的其余部分。粘合剂层可以显示出特定的压敏特性和热敏特性，这有利于键合。用于粘合剂层的材料的示例包括硅，例如10ml的硅层。在进一步的实施例中，通道和阀可以在制造过程中被形成为硅层或从硅层切割出(例如，模切)，从而形成模块化流体分离盒的室之间的各种通道或流体流动路径中的一个或多个。

布置在盒的阀部分中的电阻器和蜡沉积物之间的接口可以在0.0001英寸至0.015英寸的范围内，例如，电阻器和蜡可以相隔0.005英寸至0.010英寸。在实施例中，在10V至20V之间的电阻器的致动可以导致在短至5秒内温度增加大约100℃，并且通过在更长的时间段内施加电压能够实现更大的温度增加。

10V至20V之间的电压增加能够导致示例性电阻器的温度在15秒内从大约60℃增加到165℃。

在实施例中，电阻器阵列可以包括各种电子控制装置或由各种电子控制装置控制，并且可进一步包括电子通信装置。例如，电阻器阵列可以包括一个或多个处理器、嵌入式代码、集成硬接线或集成电路、嵌入式传感器或任何其他电子装置中的任何一个，或者由一个或多个处理器、嵌入式代码、集成硬接线或集成电路、嵌入式传感器或任何其他电子装置中的任何一个控制，这些电子装置可允许到电阻器阵列和来自电阻器阵列的单向或双向通信，并且这些电子装置可允许监控、评估和控制转子组件上的电阻器、电阻器阵列上的电阻器、阀、任何盒内的固定到盒的室和通道、以及任何其他系统部件中的任何一个。

图34至图37示出了根据本申请的实施例的电阻器阵列。

参考图34，电阻器阵列3400形成印刷电路层，该印刷电路层包括用于致动模块化流体分离盒中的阀的加热元件(即，电阻器)3402。电阻器阵列3400呈圆形形状并且容纳盘形盒。

参考图35，电阻器阵列3500形成印刷电路层，该印刷电路层包括用于致动模块化流体分离盒中的阀的加热元件(即，电阻器)3502。电阻器阵列3500呈圆形形状并且容纳盘形盒。图35中的实施例的电阻器350比图34的电阻器3402更靠近内侧。图35的电阻器3502也大于图34的实施例中所示的电阻器3402。

参考图36，电阻器阵列3600形成印刷电路层，该印刷电路层包括用于致动模块化流体分离盒中的阀的加热元件(即，电阻器)3602。电阻器阵列3600呈圆形形状并且容纳盘形盒。图36中的实施例的电阻器3602比图35的电阻器3502更向外靠近外侧。图36的电阻器3602也大于图35所示的电阻器3502。

参考图37，电阻器阵列3700被布置成楔形构型。电阻器阵列3700形成印刷电路层，该印刷电路层包括用于致动模块化流体分离盒中的阀的加热元件(即，电阻器)3702。图37的电阻器阵列3700是可以被结合到图38所示的盒3800中的电阻器阵列的示例。值得注意的是，因为每个电阻器3702被设计成一旦阵列被结合到盒3800或盒3800的层中就能够热致动阀，所以图37的电阻器3702的位置与图38所示的盒3800的阀3826、3828的位置相对应。

在操作中，一旦本文所描述的电阻器阵列被结合到盒或盒的层中，对电阻器阵列的控制允许控制在整个盒中被不同地定位的阀。在离心期间，对整个盒中的阀的控制允许控制在整个盒中的流体。图34至图37的每个实施例利用了元件的略微不同的形状和布置。针对任何特定的应用、设计或材料类型能够对电阻器阵列上的元件的形状和布置进行优化。

图38示出了根据本申请的多个实施例的模块化流体分离盒的俯视图。

如图38所示，模块化流体分离盒3800包括：第一分离介质室3802；洗涤储液器3804；包括分离部段/洗涤部段或分离室/洗涤室3808和分离部段/重废弃物部段或分离室/重废弃物室3810的两部件分离部分(如图44中的4406所示)；第一轻废弃物室3812；第二轻废弃物室3814；血浆室3816；介质室3818；最终室3820；滑轮动力室3822；滑轮废弃物室3824；各种NOVs 3826以及各种NCVs 3828。

为了使用图38的盒，全血被加载到分离室3808的上部段中。密度梯度介质被加载到分离介质室3802。磷酸盐缓冲盐水(Phosphate-Buffered Saline，PBS)或其他细胞洗涤介质被加载到洗涤储液器3804中。细胞悬浮液或存储介质被加载到介质室3818中。当盒在离心机中旋转时，滑轮动力室3822被加载有来自洗涤储液器3804的流体；全血从分离部段/洗涤部段3808流入两部件分离部分(图44的4406所示)的分离部段/重废弃物部段3810，使分离部段/洗涤部段3808变空；分离部段/重废弃物部段3810中的血细胞沉降并与血浆分离。然后打开分离部段/重废弃物部段3810与血浆室3816之间的NCV 3828，以将血浆层中的一些从分离部段/重废弃物部段3810转移到血浆室3816中。接下来，关闭分离部段/重废弃物部段3810与血浆室3816之间的NCV 3828阀以阻挡流体通路。接下来，打开分离介质室3802与分离部段/重废弃物部段3810之间的NCV 3828，以将密度梯度介质推到分离部段/重废弃物部段3810中的剩余全血下方。接下来，关闭分离介质室3802与分离部段/重废弃物部段3810之间的NOV 3826以阻挡流体通路。接下来，经过一段时间，将单核细胞(PBMCs)与红细胞(RBCs)和粒细胞分离，其中，PBMCs上升到分离部段/洗涤部段3808中，RBCs和粒细胞沉降到分离部段/重废弃物部段3810中。接下来，关闭分离部段/重废弃物部段3810与两部件分离部分的分离部段/洗涤部段3808之间的NOVs 3826，以使这些部段彼此隔离。接下来，打开洗涤储液器3804与分离部段/洗涤部段3808之间的NCV 3828阀，以使分离部段/洗涤部段3808(现在是洗涤室)的内容物悬浮在洗涤介质中。接下来，经过一段时间，细胞在分离部段/洗涤部段3808(即，洗涤室)中沉降。接下来，打开洗涤室3803与轻废弃物室3812之间的NCV 3828，以将上清液从洗涤室3808排放到轻废弃物室3812(LW1)中。接下来，关闭洗涤室3808与轻废弃物室3814之间的NOV 3826。接下来，打开洗涤储液器3804与分离部段/洗涤部段3808之间的NCV 3828，以使洗涤室3808的内容物第二次悬浮，并且经过一段时间，细胞沉降。接下来，打开洗涤室3808与轻废弃物室3814(LW2)之间的NCV 3828，以将上清液从洗涤室排放到LW2中。接下来，关闭洗涤室3808与轻废弃物室3814(LW2)之间的NOV 3826。接下来，打开分离部段/洗涤部段3808与介质室3818之间的NCV 3828，以使洗涤室的内容物悬浮在悬浮介质/存储介质中。接下来，关闭洗涤储液器3804与滑轮动力室3822之间的阀，以将洗涤储液器与滑轮动力室隔离。接下来，打开最终室3820与滑轮动力室3822之间的NCV3828，以打开连接最终室3820和滑轮动力室3822的排放口。接下来，打开滑轮动力室3822与滑轮废弃物室3824之间的NCV 3828，以活化流体滑轮并将滑轮动力室3822的内容物转移到滑轮废弃物室3824，从而使分离部段/洗涤部段3808(最终PBMC有效负载)的内容物通过“堰(weir)”3830而不通过阀的孔口转移到最终室3820中。接下来，关闭最终室3820与分离部段/洗涤部段3808之间的NOV 3826以密封最终室。

值得注意的是，在IC NOV的一个应用中，图38的盒描绘了具有多个部段并且在分离挡板或中间部段的两侧上包含IWC NOVs的分离部分。在IC NOVs的另一个应用中，图38的盒描绘了与另一阀(例如NCV)串联的IC NOV的使用。在该构型中，流体通道可以在关闭位置开始，然后可以通过致动NCV而打开，进而可以通过致动IC NOV而关闭。

在实施例中，本文所描述模块化盒可包括存在于多个平面或多个层中的多个阀、通道或室中的任何一个或多个。例如，用于一个工作流程或过程的室、阀以及通道的组合可存在于盒的底部部分和盖板中。在该构型中，密封薄膜可被夹在基部部分与盖板之间。密封薄膜可以是顺从性构件，可以形成或包括印刷电路或电阻器阵列，并且可以包括切口部分以允许流体在不同平面或不同层的部件之间流动。

在实施例中，两个单独的工作流程或过程(诸如两个单独的盒)可被夹在一起。在该构型中，密封薄膜同样可以是顺从性构件，可以形成或包括两个或多个印刷电路或电阻器阵列，并且可以包括切口部分，该切口部分允许流体在平面或层之间流动。

可选地，一个或一个以上的室、阀以及通道的多个层或平面同样可以被层叠到盒的单个部分中，从而不需要密封部分。

图39示出了盒的局部横截面，该盒包括通过密封层连接的两个单独的层，其中，已经切割出圆柱形通道以允许流体在平面或层之间流动。

如图39所示，盒3900包括顶部层3902、密封层3904以及底部层3906。底部层3906包括两个通道3908。顶部层3902包括通道3912。密封层3904包括切口部分3910，该切口部分允许流体在顶部层3902的通道3912与底部层3906的通道3908之间流动。

图40A至图40D示出了根据本申请的实施例的各种盒组合。

图40A至图40D描绘了零(0)至四(4)个模块化流体分离盒的使用。在实施例40A中，四(4)个盒中的每一个是模块化流体分离盒4000。在实施例40B中，这些盒中的三(3)个是模块化流体分离盒4000，一(1)个盒采用了传统离心设计4002，该传统离心设计容纳呈固定角度或摆动斗构型的一个或多个分离管。在实施例40C中，仅使用了两(2)个盒，并且这两个盒被布置成相对于彼此平衡。在该实施例中，模块化流体分离盒4000被示出为与“虚拟”盒4004相对。在实施例40D中，每个模块化盒是传统盒4002；不包括模块化流体分离盒或虚拟盒。

如图40A至图40D所示，每个盒是模块化的。台式流体分离系统可包括模块化流体分离盒4000、传统盒4002以及“虚拟”盒4004的任何组合。虚拟盒可包括任何合适的材料，例如被本领域技术人员认为是合适的平衡重的适当加权的橡胶或其他材料。

如图40A至图40D所示，每个模块化流体分离盒4000被设计成形成“楔形”形状，该“楔形”形状围绕旋转组件的旋转轴线沿圆周方向仅占盘的一定百分比。例如，在实施例40A中，离心机可保持四(4)个模块化流体分离盒4000(如图所示)，这四(4)个模块化流体分离盒相对于旋转组件的旋转轴线围绕旋转组件径向地或圆周地对准。在其他实施例中，可使用更少数量或更多数量的模块化流体分离盒。

在进一步的实施例中，两个或多个模块化流体分离盒还可彼此附接或邻近彼此放置，以便能够相对于旋转轴线沿竖直方向或“叠置”方向(未示出)伸缩。该构型可被通俗地称为“扁平”构型。在这样的实施例中，可以同时处理数量增加的小体积模块化流体分离盒，该小体积模块化流体分离盒能够处理1ml至10ml的血液样本。这种类型的构型有多个优势，例如在紧急场景或灾难场景中或战场上能够同时处理多个分立(discreet)的小体积样本，这些小体积样本中的每一个可能涉及大量捐赠者并需要快速评估。

图41A和图41B示出了根据本申请的实施例的两个模块化流体分离盒的横截面的比较。

参考图41A和图41B，模块化流体分离盒可被构造成如在实施例41A中处理体积为1ml至10ml的液体的样本，或被构造成如在实施例41B中处理从40ml至125ml的液体的样本。也就是说，模块化流体分离盒的大小能够收缩。在实施例中，可增加单独的模块化流体分离盒的处理更大体积的流体的能力。在离心期间，增加模块化流体分离盒沿厚度方向(即，垂直于离心力并平行于旋转轴线的方向)的尺寸基本上不改变液体的流体动力学。这是因为，如背景技术部分的解释和方程所述，模块化流体分离盒的半径增加将需要增加施加在流体上的离心力。在此，改变模块化流体分离盒沿厚度方向的体积不需要增加盒的半径，因此不会导致作用于流体上的离心力的量的实质性改变。本公开还考虑了各种其他的盒形状和尺寸，并且本公开决不限于本文所提供的任何具体的示例。

图42至图44是根据本申请的实施例的流体分离过程的示意图。

尽管可在下面结合图43至图45的示意图描述具体的顺序和盒部件，但是本申请不限于该具体的顺序和盒部件。本领域技术人员可以理解可实现相同或类似结果的各种盒设计和过程变型。同样地，下文所述的步骤不限于特定的盒类型，并且可发生在楔型盒、盘型盒或任何其他类型盒(例如，参见附录A)中。下文所描述的步骤还可发生在两个或多个盒中或两个或多个分离系统中，并且多个处理可发生在同一盒中。

参考图42，首先，全血通过端口4201被装入分离室C和E 4202中。接下来，密度梯度介质被装入介质室B 4204中，并且被校准成填充通道长度4206并溢流到密度梯度介质槽4208中。接下来，磷酸盐缓冲盐水(PBS)在点A 4210处被装入缓冲溶液室。接下来，打开阀1(4212)以将密度梯度介质推到室C 4202中的全血下方。接下来，离心机猛烈旋转以将红细胞(RBCs)与血浆分离，然后打开阀2(4214)、阀3(4216)、阀5(4218)以及阀6(4220)以将RBCs推到废弃物室F 4222，直到在点D 4224处检测到密度梯度介质。接下来，关闭阀2(4214)和阀5(4218)，并且打开阀3(4216)以将PBMCs推回到C和E 4202。接下来，关闭阀3(4216)并打开阀1(4212)、阀2(4214)以及阀5(4218)(打开阀1(4212)以容许冲洗至C和E的底部)，并且血浆、血小板以及密度梯度介质被引导到废弃物室F 4222。接下来，关闭阀1(4212)和阀5(4218)并打开阀2-4(分别为4214、4216以及4226)和阀6(4220)，以将PBMCs引导到室G4228。

参考图43，首先，通过端口H 4301将全血装入分离室C 4302中。接下来，密度梯度介质被装入介质室B 4304中，并且被校准成填充通道长度4305并溢流到密度梯度介质槽4306中。接下来，PBS被装入缓冲溶液室A 4308中。接下来，离心机旋转并且PBS流动穿过B4304以将密度梯度介质推到室C 4302中的全血下方。接下来，打开阀1 4310以容许PBS到达室C 4302的顶部。接下来，所分离的流体(所分离的流体按RBCs、密度梯度介质、MNCs、血浆的顺序流动)流动穿过薄通道区域，该薄通道区域使接口延长并允许基于来自接口检测装置4312的反馈有效地致动阀。接下来，RBCs被引导到废弃物区域F 4314。接下来，一些密度梯度介质、MNCs以及血浆被引导到洗涤室E 4316。接下来，PBS被引导到室E 4316的底部以洗涤密度梯度介质和血浆。接下来，离心机在没有液体流动的情况下“猛烈旋转”。接下来，PBS被引导到E 4316的顶部，将MNCs推到收集区域G 4318。

图44是图38所描绘的盒的示意图。

如图44所示，图38所示的盒的示意图包括：第一分离介质室4402；洗涤储液器4404；包括分离部段/洗涤部段或分离室/洗涤室4408和分离部段/重废弃物部段或分离室/重废弃物室4410的两部件分离部分4406；第一轻废弃物室4412；第二轻废弃物室4414；血浆室4416；介质室4418；最终室4420；滑轮动力室4422；滑轮废弃物室4424；各种NOVs 3826以及各种NCVs 3828。

为了使用该构型，全血被装入分离室4408的上部段中。密度梯度介质被装入分离介质室4402。磷酸盐缓冲盐水(PBS)或其他细胞洗涤介质被装入洗涤储液器4404中。细胞悬浮液或存储介质被装入介质室4418中。当盒在离心机中旋转时，滑轮动力室4422被装有来自洗涤储液器4404的流体；全血从分离部段/洗涤部段4408流入两部件分离部分4406的分离部段/重废弃物部段4410，使分离部段/洗涤部段4408变空；分离部段/重废弃物部段4410中的血细胞沉降并与血浆分离。然后打开分离部段/重废弃物部段4410与血浆室4416之间的NCV 4428，以将血浆层中的一些从分离部段/重废弃物部段4410转移到血浆室4416中。接下来，关闭分离部段/重废弃物部段4410与血浆室4416之间的NCV 4428阀以阻挡流体通路。接下来，打开分离介质室4402与分离部段/重废弃物部段4410之间的NCV 4428，以将密度梯度介质推到分离部段/重废弃物部段4410中的剩余全血下方。接下来，关闭分离介质室4402与分离部段/重废弃物部段4410之间的NOV 4426以阻挡流体通路。接下来，经过一段时间，将单核细胞(PBMCs)与红细胞(RBCs)和粒细胞分离，其中，PBMCs上升到分离部段/洗涤部段4408中，RBCs和粒细胞沉降到分离部段/重废弃物部段4410中。接下来，关闭分离部段/重废弃物部段4410与两部件分离部分的分离部段/洗涤部段4408之间的NOVs 4426，以使所述部段彼此隔离。接下来，打开洗涤储液器4404与分离部段/洗涤部段4408之间的NCV 4428阀，以使分离部段/洗涤部段4408(现在是洗涤室)的内容物悬浮在洗涤介质中。接下来，经过一段时间，细胞在分离部段/洗涤部段4408(即，洗涤室)中沉降。接下来，打开洗涤室4408与轻废弃物室4412之间的NCV 4428，以将上清液从洗涤室4408排放到轻废弃物室4412(LW1)中。接下来，关闭洗涤室4408与轻废弃物室4414之间的NOV 4426。接下来，打开洗涤储液器4404与分离部段/洗涤部段4408之间的NCV 4428，以使洗涤室4408的内容物第二次悬浮，并且经过一段时间，细胞沉降。接下来，打开洗涤室4408与轻废弃物室4414(LW2)之间的NCV 4428，以将上清液从洗涤室排放到LW2中。接下来，关闭洗涤室4408与轻废弃物室4414(LW2)之间的NOV 4426。接下来，打开分离部段/洗涤部段4408与介质室4418之间的NCV 4428，以使洗涤室的内容物悬浮在悬浮介质/存储介质中。接下来，关闭洗涤储液器4404与滑轮动力室4422之间的阀，以将洗涤储液器与滑轮动力室4422隔离。接下来，打开最终室4420与滑轮动力室4422之间的NCV 4428，以打开连接最终室4420和滑轮动力室4422的排放口。接下来，打开滑轮动力室4422与滑轮废弃物室4424之间的NCV 4428，以激活流体滑轮并将滑轮动力室4422的内容物转移到滑轮废弃物室4424，从而使分离部段/洗涤部段4408(最终PBMC有效负载)的内容物通过“堰”4430而不通过阀的孔口转移到最终室4420中。接下来，关闭最终室4420与分离部段/洗涤部段4408之间的NOV 4426以密封最终室。

该构型中的滑轮概念能被重新布置成使得能够代替使用减小的压力来向上转移有效负载并越过“堰”4430，而分离部段/洗涤部段4408中的增加的压力能通过使用压缩空气通过填充连接到分离部段/洗涤部段4408的非排气室(即，滑轮废物)而“推动”转移。

如图42至图44的示意图所示，PBS被装入并在G-场中的高点或“内侧”点开始。废弃物沉积在G-场中的较低点或更“外侧”点处。在离心期间，这通过控制G-场中流体的流动来实现。通过盒中的室、阀、流体通道、传感器、加热元件以及其他部件中每一个的适当的设计、定位和定向来实现模块化流体分离盒中的所有功能，使得监测并控制盒部件、旋转时间和旋转速度中的每一个导致有效地流体分离。本领域技术人员将理解本说明书所包含的针对上述特征和方法步骤的设计、位置和定向的各种修改和优化。

图45是根据本申请的实施例的工作流程的流程图。

参考图45，在步骤4502中准备了模块化流体分离盒；在步骤4504中将模块化流体分离盒装入分离器；在步骤4506中启动分离器；在步骤4508中采集封装的PBMC样本；并且在步骤4510中处理模块化流体分离盒。

图45所示的工作流程需要使用本申请所述的系统和部件，因此由于在本公开全文中提供的各种原因，该工作流程表现出相对于从全血分离PBMC的常规技术的重大进步。在所列举的优势中，相对于传统的手工技术，产物收率明显增加了25％。这种产物收率增加可部分归因于模块化流体分离盒中的血液成分在整个离心过程中永久暴露于G场，从而消除了由于零G下的成分混合而造成的最终样本中的潜在污染。

与当前的使用手动或常规工艺能实现的样本和过程跟踪相比，使用计算机处理本文所描述的各种系统和组件的实施例的自动化可以进一步允许更有效和动态的样本和过程跟踪。例如，实施例可包括将RFID标签、条形码等，连同网络软件和硬件粘附到物理跟踪机器和样本。自动化也可有利于使用硬件和软件获得更好的跟踪和控制过程，以确保采样程序的完整性，警示操作员潜在的问题，另外监测并记录处理进展，生成报告等。

本文所描述的实施例的进一步优点是可在“准备-开始”状态下产出产物，在该状态下，最终产品一旦分离就立即浸入介质中。在盒包括能移除的收集容器的情况下，这种介质可被包括在收集容器中。在没有能移除的收集容器的情况下，盒中的收集室可包括介质。这种实施例与需要操作者在收集后将产物放置到介质中的传统程序形成对比。因此，本文的实施例延长了细胞在分离和收集后存活的时间段。

在各种实施例中，系统的操作或系统的单独部件可以由系统所包括的一个或多个处理器控制，并且可以有利地包括多个嵌入式计算机处理器，该多个嵌入式计算机处理器是计算机系统的一部分。计算机系统还可包括允许用户与计算机系统交互的部件，该部件例如包括存储设备(RAM、ROM(例如，CD-ROM、DVD)、磁驱动器、光驱动器、闪存)；通信/网络设备(例如，诸如调制解调器/网卡的无线设备、或诸如Wi-Fi的无线设备)；输入设备(例如键盘、触摸屏、相机和/或扩音器)；以及输出设备(例如显示器和音频系统)。为了帮助本文所描述的离心系统的操作者操作该离心系统的各个方面，这种实施例可包括具有显示器的图形用户界面，该显示器具有交互式触摸屏。

尽管本公开列举了各种特定实施例，但是本领域技术人员将理解可以针对特定应用实施各种修改和优化。应当理解，该应用不限于本文所描述的任何构型。例如，可能希望在离心机中使用更少或更多数量的模块化流体分离盒。也就是说，在特定方案中，可实施六(6)个平衡的模块化流体分离盒，其中，每个模块化流体分离盒包括旋转组件的60度的圆周区域。同样地，可存在这样的方案，其中，实施三(3)个平衡的模块化流体分离盒，其中，每个模块化流体分离盒包括旋转组件的120度的圆周区域。类似地，可能需要包括前装载构型、后装载构型、NOV阀构型和NCV阀构型的任何组合的模块化流体分离盒。同样地，阀的数量可根据特定应用进行调节。本文所描述的无泵流量控制装置还可根据特定应用进行各种组合。另外，本申请不限于分离血液。也就是说，本申请的原理可适用于分离或移除许多流体的特定成分。因此，可在本申请的方法和系统的布置、操作和细节中进行各种修改和优化，这些修改和优化对本领域技术人员来说是显而易见的。

Claims (9)

1.一种用于在离心期间将复合流体分离成至少两个组成部分的模块化盒，所述模块化盒包括：

流体入口部分；

流体分离部分，所述流体分离部分包括中间部段、进口端口、以及与所述进口端口间隔开的出口端口；

平面分离挡板，所述平面分离挡板被布置在所述中间部段中并且包括沿朝向所述出口端口的方向成角度的表面；

介质室，所述介质室与所述流体分离部分流体连通；

流体收集部分；

流体通道，所述流体通道被构造成在所述模块化盒的至少两个部件之间提供流体连通；以及

蜡阀，所述蜡阀被构造成封闭所述流体通道。

2.根据权利要求1所述的模块化盒，其中，所述流体分离部分包括具有第一体积的第一部段，所述第一部段与具有第二体积的第二部段流体连通。

3.根据权利要求2所述的模块化盒，其中，所述中间部段具有第三体积，所述第三体积小于所述第一体积和所述第二体积。

4.根据权利要求3所述的模块化盒，其中，所述平面分离挡板相对于与离心期间在所述模块化盒中产生的离心力平行的线的角度介于40度至50度之间。

5.根据权利要求2所述的模块化盒，其中，被构造成在所述模块化盒的至少两个部件之间提供流体连通的所述流体通道将所述流体分离部分的第一部段连接到所述流体分离部分的第二部段。

6.根据权利要求1所述的模块化盒，其中，所述蜡阀是能注入的通道(IC)常开阀(NOV)。

7.一种用于在离心期间将复合流体分离成至少两个组成部分的模块化盒，所述模块化盒包括：

流体入口部分；

沙漏形流体分离部分，所述沙漏形流体分离部分包括中间部段和出口端口；

平面分离挡板，所述平面分离挡板被布置在所述中间部段中并且包括沿朝向所述出口端口的方向成角度的表面；

介质室，所述介质室与所述沙漏形流体分离部分流体连通；

流体收集部分；

流体通道，所述流体通道被构造成在所述模块化盒的至少两个部件之间提供流体连通，所述流体通道至少部分地由所述平面分离挡板与所述沙漏形流体分离部分的侧壁之间的间隙限定；以及

蜡阀，所述蜡阀被构造成封闭所述流体通道。

8.根据权利要求7所述的模块化盒，其中，所述平面分离挡板被设置成相对于与离心期间在所述模块化盒中产生的离心力平行的线呈40度至50度的角度。

9.根据权利要求7所述的模块化盒，其中，所述蜡阀包括：

流动路径，所述流动路径包括半圆形起伏，所述半圆形起伏被构造成便于封闭所述流体通道，所述半圆形起伏被布置成使得所述流动路径的宽度沿着所述流动路径的至少一个部段变化；以及

蜡，所述蜡的体积足以填充并堵塞所述流动路径的半圆形起伏中的一个或多个半圆形起伏，以封闭所述流体通道。

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