CN1323758C - 用于分子筛选、测量及分离的具有多孔薄膜的微流体装置 - Google Patents

用于分子筛选、测量及分离的具有多孔薄膜的微流体装置 Download PDF

Info

Publication number
CN1323758C
CN1323758C CNB03821301XA CN03821301A CN1323758C CN 1323758 C CN1323758 C CN 1323758C CN B03821301X A CNB03821301X A CN B03821301XA CN 03821301 A CN03821301 A CN 03821301A CN 1323758 C CN1323758 C CN 1323758C
Authority
CN
China
Prior art keywords
microfluidic channel
substrate
porous membrane
microfluidic
porous
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CNB03821301XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN1681596A (zh
Inventor
S·陈
N·桑德拉拉珍
A·贝林
山川峰雄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Intel Corp
Original Assignee
Intel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Intel Corp filed Critical Intel Corp
Publication of CN1681596A publication Critical patent/CN1681596A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1323758C publication Critical patent/CN1323758C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/14—Ultrafiltration; Microfiltration
    • B01D61/18—Apparatus therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/02—Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
    • B01D61/025—Reverse osmosis; Hyperfiltration
    • B01D61/026—Reverse osmosis; Hyperfiltration comprising multiple reverse osmosis steps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/14—Ultrafiltration; Microfiltration
    • B01D61/145—Ultrafiltration
    • B01D61/146—Ultrafiltration comprising multiple ultrafiltration steps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/14—Ultrafiltration; Microfiltration
    • B01D61/147—Microfiltration
    • B01D61/1471—Microfiltration comprising multiple microfiltration steps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/14—Ultrafiltration; Microfiltration
    • B01D61/20—Accessories; Auxiliary operations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/02—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor characterised by their properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/02—Inorganic material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/02—Inorganic material
    • B01D71/0215—Silicon carbide; Silicon nitride; Silicon oxycarbide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B01L3/502753—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by bulk separation arrangements on lab-on-a-chip devices, e.g. for filtration or centrifugation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2325/00—Details relating to properties of membranes
    • B01D2325/02—Details relating to pores or porosity of the membranes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2325/00—Details relating to properties of membranes
    • B01D2325/02—Details relating to pores or porosity of the membranes
    • B01D2325/0283—Pore size
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2325/00—Details relating to properties of membranes
    • B01D2325/04—Characteristic thickness
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/12—Specific details about manufacturing devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/06—Auxiliary integrated devices, integrated components
    • B01L2300/0681—Filter
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0861—Configuration of multiple channels and/or chambers in a single devices
    • B01L2300/087—Multiple sequential chambers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0861—Configuration of multiple channels and/or chambers in a single devices
    • B01L2300/0874—Three dimensional network
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0887—Laminated structure
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T436/00—Chemistry: analytical and immunological testing
    • Y10T436/25—Chemistry: analytical and immunological testing including sample preparation
    • Y10T436/25375—Liberation or purification of sample or separation of material from a sample [e.g., filtering, centrifuging, etc.]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T436/00—Chemistry: analytical and immunological testing
    • Y10T436/25—Chemistry: analytical and immunological testing including sample preparation
    • Y10T436/25375—Liberation or purification of sample or separation of material from a sample [e.g., filtering, centrifuging, etc.]
    • Y10T436/255—Liberation or purification of sample or separation of material from a sample [e.g., filtering, centrifuging, etc.] including use of a solid sorbent, semipermeable membrane, or liquid extraction
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T436/00—Chemistry: analytical and immunological testing
    • Y10T436/25—Chemistry: analytical and immunological testing including sample preparation
    • Y10T436/2575—Volumetric liquid transfer

Abstract

用于所分析流体的分子筛选、测量及分离的具有多孔薄膜的微流体装置。一方面，一个微流体装置包括一个具有输入和输出微流体通道区段的衬底，所述区段由一个多孔薄膜分隔开，所述多孔薄膜被集成到所述衬底中而形成。另一方面，所述多孔薄膜可包括夹在上衬底构件和下衬底构件之间的一个薄膜。所述微流体装置可包括一个或多个多孔薄膜。在一个实施例中，孔逐渐减小的多个多孔薄膜被沿一个微流体通道的部分而放置。在另一个实施例中，使用层叠的一系列上通道和下通道，其中每个上通道/下通道的界面皆由一个相应的多孔薄膜分离。另一方面，多孔薄膜经由微机电系统(MEMS)驱动器旋转式地耦合到微流体通道内的衬底，以使所述多孔薄膜能够被放置在过滤和通过位置中。

Description

用于分子筛选、测量及分离的具有多孔薄膜的微流体装置
技术领域
本发明一般涉及微流体装置，更具体地(但并非排他地)，涉及具有集成多孔硅(porous silicon)薄膜的微流体装置，所述薄膜用来过滤注入流的分子成分以测量和/或分离化学和/或生物分子。
背景技术
随着微芯片制造技术的范围不断扩大，已经产生一种被称为微流体装置的与微型机件有关的新技术。微流体装置通常包括微型化的贮存器、泵、阀、滤波器、混合器、反应腔及互连所述微型组件的毛细网络，人们正在不断地对它们进行开发以使其在各种配置情况中使用。例如，微流体装置可设计成，通过提供在无人干预情况下执行数百项操作的能力(例如混合、加热、分离)，以在一个微仪器中执行多种反应和分析技术。在某些情况下，微流体装置可作为空气毒素侦测器、犯罪现场调查员所需的快速DNA分析器、和/或加速药品开发的新验药器。
虽然此类微流体装置的应用实际上并无限制，但是由于在技术上将某些微型组件集成到微流体系统中是困难的，因此限制了单个装置或组合装置可完成功能的范围。特别地，目前的微流体系统尚未将一个尺寸分离(size-separating)(或滤除)过滤器充分地集成到一个微流体芯片中。因此，分离一般是在外部包装的多孔媒体或基于聚合物的纳米孔(nanopore)薄膜中进行，从而增加了污染风险，并在分析或其他技术的执行中引入了额外的复杂性和人为干预。
发明内容
本申请涉及微流体装置，更具体地(但并非排他地)，涉及具有集成多孔硅(porous silicon)薄膜的微流体装置，所述薄膜用来过滤注入流的分子成分以测量和/或分离化学和/或生物分子。
根据本发明的一个方面，提供一种微流体装置，其包括：一个衬底平台，所述衬底平台包括：一个上衬底构件，其具有形成于其中的一个上微流体通道；一个下衬底构件，其具有形成于其中的一个下微流体通道；和一个多孔薄膜，装配时，其被放置于所述上微流体通道和所述下微流体通道的端部之间，所述多孔薄膜包括一个半透屏障，所述屏障具有多个孔以选择性地过滤引入所述上微流体通道的流入流体，从而在所述下微流体通道中产生已过滤的流出流体。
根据本发明的进一步的特征，其中所述多孔薄膜包括多孔纳米结晶硅。所述多孔薄膜包括多孔多晶硅。所述多孔薄膜的中值厚度在10纳米至50微米的范围内。所述多孔薄膜具有多个孔，所述孔的中值直径在50埃至10微米的范围内。衬底包括一个聚二甲基硅氧烷衬底。
根据本发明的进一步的特征，进一步包括形成于所述衬底平台中的至少一个各自独立的贮存器，所述贮存器与所述上微流体通道和所述下微流体通道中的至少一个以流体连通方式连接。
根据本发明的另一个方面，提供一种微流体装置，其包括：一个衬底平台，其中形成了多个层叠的微流体通道，其分别包括一对上微流体通道和下微流体通道；以及多个多孔薄膜，每个皆被放置于各自的一对上微流体通道和下微流体通道的端部之间，并包括一个具有多个孔的半透屏障以选择性地过滤引入多孔薄膜输入侧上微流体通道中的流入流体，从而在多孔薄膜输出侧的所述下微流体通道中产生已过滤的流出流体。
根据本发明的进一步的特征，所述衬底平台包括多个衬底层，每个衬底层具有形成于其中的上微流体通道和下微流体通道中的至少一个。所述衬底平台包括一个上衬底构件和一个下衬底构件，装配时，这些衬底构件夹在所述多个多孔薄膜的周围。
根据本发明的进一步的特征，进一步包括多个贮存器，所述贮存器沿一个通过所述多个层叠微流体通道的流动路径放置。
附图说明
附图中，在本发明的非限制性、非排他性的实施例的所有视图中，相同的元件符号代表相同的部件，其中：
图1a-图1e示出了根据本发明一个实施例的一个微流体装置的各个视图，其中单个多孔硅薄膜整体地形成于一个衬底中；
图2a-图2e示出了一个使用堆叠通道式结构的微流体装置的实施例的各个视图，其中多孔薄膜被放置在上微流体通道和下微流体通道的端部之间；
图3a-图3e示出了一个微流体装置的实施例的各个视图，其中多个整体式多孔硅薄膜被放置于沿微流体通道的各点；
图4a-图4d示出了一个具有层叠堆叠通道式结构的微流体装置的实施例的各个视图，其中所述平台衬底包括多个衬底层；
图5a-图5e示出了一个具有层叠堆叠通道式结构的微流体装置的实施例的各个视图，其中所述平台衬底包括上衬底构件和下衬底构件；
图6a-图6f示出了一个微流体通道的各种剖视图，其中MEMS铰链驱动器用于在通过位置和过滤位置之间旋转多孔硅薄膜；
图7是一个流程图，其描述了根据本发明一个实施例而执行的操作，以在微流体通道内形成整体式多孔硅薄膜；
图8是一个流程图，其描述了可用于制造根据本发明一个实施例的多孔薄膜的操作；以及
参考图9a-图9f描述了对应于一种操作的各个处理阶段，所述操作是用于根据本发明一个实施例制造图6a-图6f的MEMS铰链驱动器及多孔硅薄膜。
具体实施方式
在此详细说明了具有集成多孔硅薄膜的微流体装置及其制造和使用方法的实施例，所述集成多孔硅薄膜用于分子筛选、测量及分离。在以下说明中提供许多具体细节(例如各种系统组件的识别)，以便于全面了解本发明的实施例。但是，本领域技术人员应意识到，在不存在一个或多个所述具体细节的情况下，或者在使用其他方法、组件和材料等的情况下，仍然能够实施本发明的实施例。为了避免掩盖本发明实施例的特征，在有些情况下并未示出或详细说明公知的结构、材料或操作。
在整个说明书中所述的“一个实施例”或“实施例”是指，结合该实施例所阐述的特定功能、结构或特性包含在本发明的至少一个实施例中。因此在整个说明书中各处所出现的短语“在一个实施例中”或“在实施例中”并非指相同的实施例。此外，所述特定特征、结构或特性可在一个或多个实施例中采用任一适合的方式进行组合。
总之，本发明的实施例提供了一种具有至少一个集成多孔硅薄膜的微流体装置，以从引入所述微流体装置的注入流中筛选、测量和/或分离分子成分。根据上述内容及所附的权利要求，并结合所述附图来理解详细说明及讨论，读者将明白该示例性实施例的其他特征。
现在参考所述附图，特别是参考图1a-图1e，其中示出了微流体装置100的实施例。微流体装置100使用了集成的纳米多孔薄膜102，所述薄膜被放置在形成于衬底106中的微流体通道104的一个区段中。所述微流体通道104包括一个与流入贮存器110连接的输入区段108和一个与流出贮存器114连接的输出区段112。在一个实施例中，所述装置进一步包括覆盖层(cover)116。覆盖层116一般可包括孔(例如孔110A和114A)，可通过所述孔来输入和/或汲取流体。或者，所述覆盖层可由易于穿孔的材料制成，以通过注射器或类似装置输入或汲取流体。
如此处所述，各种实施例的多孔薄膜包括一个多孔结构，所述结构可用以过滤、测量和/或分离化学和/或生物分子。所述多孔薄膜一般可以制造成使其孔隙率沿某一选定方向最大。此外，通过下述制造过程，可将孔尺寸从几纳米调整为数微米，从而能够对目标化学及生物分子进行筛选、测量及分离。
图2a-图2e所示为“堆叠通道”式微流体装置200的实施例，所述装置所使用的多孔薄膜202放置在上通道204和下通道206的端部之间。在图2a-图2e所描述的实施例的具体实施中，流入流体输入流入贮存器210中并流入上通道204。然后，所述流入流体的一部分穿过多孔薄膜202并流入下通道206。然后，穿过所述多孔薄膜的所述部分流体(包括流出流体)可被收集于流出贮存器214中。
在一个实施例中，微流体装置200包括一个三件式装配件，所述装配件包括一个上衬底构件220和一个下衬底构件222，它们被夹在多孔薄膜202的周围。一般，可在所述上衬底构件或所述下衬底构件中形成一个凹陷以容纳所述多孔薄膜，例如在上衬底构件220中形成凹陷224。给定贮存器的一部分可根据所述贮存器的构造，形成于各自衬底构件中，例如由部分210A和210B(对应于流入贮存器210)以及部分214A和214B(对应于流出贮存器214)所描述的。与上面对微流体装置100所述相类似，微流体装置200还可包括一个覆盖层，所述覆盖层包括贮存器孔或由适于与注射器或类似装置(未示出)一起使用的材料制成。
图3a-图3e所示的微流体装置300使用了多个集成多孔薄膜。在该示例性实施例中，微流体装置300包括形成于衬底306中的蛇形通道304。所述通道的输入端一般可连接至储存构件或用于所述流入流体的供应来源，例如流入贮存器(未示出)或输入端口330，经由所述输入端口来供应所述流入流体。类似地，所述通道的输出端可连接至用以储存所述流出流体(未示出)的构件，或可包括排出端口332，可经由所述排出端口并通过一个流出捕获构件来收集所述流出流体。
微流体装置300使用多个放置于沿通道304的多个位置的多孔薄膜，其包括多孔薄膜302A、302B、302C、302D、302E及302F。在一个实施例中，所述孔尺寸随所述流体遇到的每个多孔薄膜而减小，从而使所述被分析流体能够分离成各种化合物。在另一个实施例中，所述多孔薄膜的孔隙率基本近似，从而使目标分子得到更全面的过滤。
微流体装置300一般可采用或不采用一个覆盖层，例如覆盖层316。所述覆盖层可包括孔，用以存取所述通道各区段所包含的流体，或可包括一种材料，所述材料可轻易穿透以便能够通过注射器或类似器械来存取此类通道区段。
图4a-图4d所示为多层堆叠通道式微流体装置400，其采用多个多孔薄膜402A、402B、402C及402D，所述薄膜被分别放置在各自的衬底层406A、406B、406C、406D及406E之间。多个堆叠式微流体通道被限定在所述衬底层中，以便所述被分析流体(的部分)以层叠形式流经所述多孔薄膜，所述通道包括上微流体通道404A、404B、404C及404D，以及下微流体通道406A、406B、406C及406D。所述装置进一步包括多个贮存器410A、410B、410C、410D及410E，所述贮存器被放置在所述多孔薄膜之间，其中所述流体的分离部分可被储存和存取。如上所述，微流体装置400还可包括一个覆盖层(未示出)，若所述流体量很小则可能需要所述覆盖层。所述多孔薄膜一般可放置在形成于衬底层中的连接上微流体通道或下微流体通道的凹陷中，例如凹陷424A、424B、424C及424D。如上所述，所述多孔薄膜可以具有不同的孔隙率(例如，用于越来越细的过滤)或类似的孔隙率(用于在单个装置内提供多次过滤循环)。
图5a-图5e所示为堆叠通道式微流体装置500，其使用上衬底构件和下衬底构件520及522而非多个衬底层。应注意到，微流体装置400及500中最后两位数字相同的各种组件和特征在这两个实施例中执行基本类似的功能。
多孔薄膜制造及特性
根据本发明的一个方面，此处所使用的多孔薄膜包括多孔结构，所述结构可用于过滤、测量和/或分离化学和/或生物分子。多孔薄膜一般可以制造成使其孔隙率沿某一选定方向最大。此外，经由下面所述的制造过程，所述孔尺寸可从几纳米调整为几微米，从而使目标化学及生物分子的筛选、测量及分离能够进行。
一般，用于所述集成实施例(即微流体装置100及300)的多孔薄膜由与所述衬底相同的材料制成。在所述堆叠通道式实施例(即微流体装置200、400及500)的情况下，可用于制造所述多孔薄膜的材料范围较广，在所述材料中可形成纳米及微多孔结构，而与所述衬底层或构件所用的材料无关。例如此类材料包括但不限于：单晶多孔硅(porous silicon，PSi)、多孔多晶硅(porous polysilicon，PPSi)、多孔硅石、沸石、光阻材料、多孔晶体/聚合体等。
在一个实施例中，多孔硅被用于所述多孔薄膜。多孔硅是一种特性良好的材料，其是在存在HF(氢氟酸)的情况下通过电磁静电、化学或光化学蚀刻工艺制成的(A.G.Cullis，et al.，J.Appl.Phys.，1997，82，909.)。一般可通过电化学蚀刻或染色蚀刻将多孔硅制成硅层中的复杂、各向异性纳米晶体结构(参考http：//chemfaculty.ucsd.edu/sailor)，以形成多孔硅。孔的尺寸和方向可通过蚀刻条件(例如电流密度等)和衬底类型及其电学化特性来控制(R.L.Smith，et al.，″Porous siliconformation mechanisms″，J.Appl.Phys.，1992，71，R1；P.M Fauchet，″Pitsand Pores：Formation，and Significance for Advanced LuminescentMaterials″，P.Schmuki et al.，eds.Pennington，NJ：Electrochem.Soc.，1997，27)。一般地，中线(median)孔尺寸范围从约50埃至约10微米，并且硅中的孔在数毫米的距离上保持高纵横比(约250)。
另一类多孔硅可通过电火花腐蚀而形成(R.E Hummel，et al.，″Onthe origin of photoluminescence in spark-eroded(porous)silicon″，Appl.Phys.Lett.，1993，63，2771)，从而形成一个Si表面，所述表面具有以微米至纳米为尺度的各种尺寸的凹陷及凸面。Si纳米结构可在各向异性蚀刻后通过氧化而产生(A.G.Nassiopoulos，et al.，″Light emission formsilicon nanostructures produced by conventional lithographic and reactiveion etching techniques″，Phys.Stat.Sol.(B)，1995，1990，91；S.H.Zaidi，et al.，″Scalable fabrication and optical characterization of nm Si structures″，In Proc.Symp.Mater.Res.Soc.，1995，358，957.)。虽然氧化了通过化学气相沉积而沉积的微晶膜，但是Si微晶可通过SiO而钝化以形成纳米晶体结构(H.Tamura，et al.，″Origin of the green/blue luminescence fromnanocrystalline silicon″，Appl.Phys.Lett.，1994，65，92)。
参考流程图图7，用于微流体装置100和300的集成多孔薄膜可按如下流程进行制造。在方块700中，可采用标准微电子技术在硅衬底中制造微流体通道区段，其由一个或多个各自独立的间隙(gap)分隔开。然后，在方块702中，所述硅间隙可通过电化学蚀刻或染色蚀刻进行蚀刻，以形成多孔硅。可通过适当的蚀刻条件(例如电流密度等)和衬底类型及其电阻率来控制所述孔的尺寸和方向。
参考图8的流程，根据本发明一个实施例的所述堆叠通道式实施例的多孔薄膜(例如多孔薄膜212、402及502)的制造过程按如下进行。首先在方块800中，多孔硅通过电化学或染色蚀刻而被蚀刻在厚度一般为约0.01至50微米的硅层中，以形成多孔硅。在另一个实施例中，根据方块802，多孔多晶硅(PPSi)通过低压化学气相沉积(LPCVD)来沉积。孔的尺寸和方向、孔隙率、粒度、厚度等可经由适当的蚀刻条件(例如电流密度、电流时间等)、沉积条件(例如温度、压力等)、还包括衬底类型及其电化学特性等来控制。
下一步，在方块804中，PSi膜(或PPSi膜)可通过电解抛光“剥离”而与PSi蚀刻或PPSi沉积硅物理地分离，并悬浮在溶液中。或者，PPSi膜可在直接沉积于衬底(例如硅、石英等)上时形成，并可通过各种标准蚀刻或微机械加工技术来物理地分离，或保存作为原始结构的一部分，以立即用以进一步蚀刻、微机械加工等。然后，在方块806中，所述PSi或PPSi膜被固定在一个对应的凹陷中，所述凹陷形成于衬底中，其接近交叉通道区域的一半处。
制造后，所述多孔薄膜被装配以被放置在所述上或下衬底构件或衬底层中的各自独立的凹陷内。所述衬底构件和层一般可由各种衬底材料制成，所述材料包括但不限于晶体衬底(例如硅)及聚合物。在一个实施例中，所述衬底材料包括聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane；PDMS)。
采用MEMS驱动器的多孔薄膜的动态定位
根据本发明的一个方面，可制造使用多孔薄膜的实施例，该多孔薄膜被放置在一个微流体通道内并可与所述衬底旋转式耦合。例如，图6a-图6f显示了对应微流体装置600的所述实施例的通道的细节。在该实施例中，多孔硅薄膜602经由微机电系统(MEMS)铰链驱动器640被旋转式耦合到通道604底座中的衬底606。在一个实施例中，所述装置进一步使用可选的位置锁定MEMS驱动器642，所述驱动器形成于覆盖层616的下侧。
图6a及图6b显示了MEMS驱动器640及642的最初位置。在图6c和图6d中，所述MEMS铰链驱动器640为电启动，引起多孔硅薄膜602旋转至垂直“过滤”位置，从而阻塞通道604。在此位置，所述多孔硅薄膜按上面参照多孔薄膜102和302所述的方式提供了一个半透屏障。在一个实施例中，所述多孔薄膜被旋转，直至其到达一个停止点，所述点从覆盖层616的下侧向下延伸，或从所述通道的两侧向外延伸(两者均未示出)。在该示例性实施例中，所述多孔硅薄膜的位置通过位置锁定MEMS驱动器642的电启动而锁定在适当位置，如图6e和图6f所示。
MEMS组件一般包括具有对应纳米或微米级尺寸的集成机电元件或系统。可采用公知的微制造技术将MEMS组件制造在一个公共平台上，例如基于硅的或等效衬底(例如，Voldman，et al.，Ann.Rev.Biomed.Eng，1：401-425，1999)。可采用集成电路(integrated circuit；IC)工艺来制造MEMS组件，例如互补性金属氧化物半导体(CMOS)、双极(Bipolar)或双极互补性金属氧化物半导体(BICOMS)工艺及类似工艺。其可采用在电脑芯片制造中公知的光微影恶和蚀刻方法来图案化。所述微机械组件可采用兼容的“微机械加工”工艺而制造，微机械加工工艺选择性地将部分硅晶圆蚀刻掉或添加新的结构层，以形成所述机械和/或机电组件。MEMS制造中的基本技术包括将薄膜材料沉积在衬底上，通过光蚀法成像或其他已知的光刻法将图案化掩模施加在所述膜的顶部上，并选择性地蚀刻所述膜。所用的沉积技术可包括化学工艺，例如化学气相沉积(CVD)、低压化学气相沉积(LPCVD)、电极沉积、外延法(epitaxy)及热氧化，以及物理工艺，例如物理气相沉积(PVD)及铸造。
参考图9a-图9f，根据本发明的一个实施例的微流体装置600的MEMS铰链/多孔硅薄膜结构的制造过程按如下进行。最初，适当的微流体通道部分604形成于衬底606中，其中通道底座650在图9a中描述。然后，凹陷652及654进一步形成于所述衬底中。所述通道及凹陷可采用各种公知的微机械加工技术中的一种来形成，如上所述。下一步次，如图9b所示，填料656中的一层沉积于凹陷654中。此层最好应由可采用蚀刻剂而轻易蚀刻的材料制成，所述蚀刻剂对其他结构层将不会有影响或仅有最小影响。
在施加了所述填料后，所述MEMS铰链驱动器即形成。在一个实施例中，MEMS铰链驱动器可采用压电陶瓷双压电晶片夹层结构而制造。简言之，压电陶瓷双压电晶片夹层元件可用于引起所述元件弯曲或变形的驱动器是公知的。所述双压电晶片夹层一般包含导体及压电陶瓷材料的交替层。横跨所述夹层的电位启动后，所述(等)压电陶瓷层引起膨胀或收缩，同时所述导电层基本上保持不受影响。结果，所述驱动器因所述(等)压电陶瓷层的长度变化而引起弯曲，弯曲方式与曝露于各种温度时的一个双金属带的弯曲相类似。
参考图9c，导体层658被放置在接近于凹陷652的位置，以便与某一预定图案中的填料656的一部分重叠。所述导体层一般可包括各种金属(例如铜或铝)中的一种。其次，压电陶瓷层660被放置于导体层658上，如图9d所示。取决于所用双压电晶片元件的特定特性，可采用类似方式新增额外交替导体及压电陶瓷层(未示出)。此产生用于MEMS铰链驱动器640的结构。
此时，所述多孔硅薄膜即形成。在一个实施例中，多孔硅薄膜602根据用于形成上述纳米多孔多晶硅的方法经由多晶硅的沉积而形成。图9e显示此操作的结果。所述处理通过将填料656蚀刻掉而完成，从而在所述多孔硅薄膜及MEMS铰链驱动器640的一部分下面留下空隙662，如图9f所示。此使MEMS铰链驱动器及所述多孔硅薄膜的一部分不受衬底606约束，从而致动所述多孔硅薄膜在所述MEMS铰链驱动器的电启动后旋转。
实施例的操作
上述各种实施例一般用于过滤和分离生物及化学分子。例如，在微流体装置100(图1a-图1e)中，包括流入流体的被分析物会流入输入通道部分108，并在此遇到集成多孔薄膜102。随着所述被分析物穿过所述多孔薄膜，较小分子能较快穿过所述孔矩阵，从而留下较大分子在所述薄膜的孔中受较长时间的限制。此产生了过滤的流出流体，其流入输出贮存器114，在此其可被收集。
类似处理采用微流体装置200(图2a-图2e)来进行。在此情况下，被分析流体被引入上微流体通道204，而且穿过多孔薄膜202。如上所述，所述较小分子能较快穿过所述孔隙矩阵，从而使所述较大分子在所述薄膜孔隙中受较长时间的限制。然后，所述过滤流出流体可从输出贮存器214收集。
在微流体装置300、400及500中用的层叠过滤器方法中，所述流入流体穿过多个多孔薄膜。如上所述，在某些实施例中，将配置多孔薄膜以便使由所述流体遇到的每个多孔薄膜的孔的标称尺寸较小。此产生了分离效果，其中保留在顺序的多孔薄膜之间的流体可选择性地过滤以限制一个较小范围的分子尺寸。此外，这种选择性过滤流体可从各种通道部分汲取(例如用于微流体装置300)，或从放置于所述多孔薄膜之间的贮存器汲取(例如用于微流体装置400及500)。
虽然本文已经就有限数量的实施例来说明和阐述本发明，但是，本发明可以具体实施为各种形式，而不脱离本发明实质特征的精神。所以，本文已阐述且说明的实施例(包含发明摘要中所述的)都应视为解释性的而非限制性的。本发明的范围由所附的权利要求来限定而非由前面的说明来限定，而且其包括了在所述权利要求等同物的意义和范围内的所有变化。

Claims (11)

1.一种微流体装置，其包括：
一个衬底平台，所述衬底平台包括：
一个上衬底构件，其具有形成于其中的一个上微流体通道；
一个下衬底构件，其具有形成于其中的一个下微流体通道；和
一个多孔薄膜，装配时，其被放置于所述上微流体通道和所述下微流体通道的端部之间，所述多孔薄膜包括一个半透屏障，所述屏障具有多个孔以选择性地过滤引入所述上微流体通道的流入流体，从而在所述下微流体通道中产生已过滤的流出流体。
2.根据权利要求1所述的微流体装置，其中所述多孔薄膜包括多孔纳米结晶硅。
3.根据权利要求1所述的微流体装置，其中所述多孔薄膜包括多孔多晶硅。
4.根据权利要求1所述的微流体装置，其中所述多孔薄膜的中值厚度在10纳米至50微米的范围内。
5.根据权利要求1所述的微流体装置，其中所述多孔薄膜具有多个孔，所述孔的中值直径在50埃至10微米的范围内。
6.根据权利要求1所述的微流体装置，其中衬底包括一个聚二甲基硅氧烷衬底。
7.根据权利要求1所述的微流体装置，进一步包括形成于所述衬底平台中的至少一个各自独立的贮存器，所述贮存器与所述上微流体通道和所述下微流体通道中的至少一个以流体连通方式连接。
8.一种微流体装置，其包括：
一个衬底平台，其中形成了多个层叠的微流体通道，其分别包括一对上微流体通道和下微流体通道；以及
多个多孔薄膜，每个皆被放置于各自的一对上微流体通道和下微流体通道的端部之间，并包括一个具有多个孔的半透屏障以选择性地过滤引入多孔薄膜输入侧上微流体通道中的流入流体，从而在多孔薄膜输出侧的所述下微流体通道中产生已过滤的流出流体。
9.根据权利要求8所述的微流体装置，其中所述衬底平台包括多个衬底层，每个衬底层具有形成于其中的上微流体通道和下微流体通道中的至少一个。
10.根据权利要求8所述的微流体装置，其中所述衬底平台包括一个上衬底构件和一个下衬底构件，装配时，这些衬底构件夹在所述多个多孔薄膜的周围。
11.根据权利要求8所述的微流体装置，进一步包括多个贮存器，所述贮存器沿一个通过所述多个层叠微流体通道的流动路径放置。
CNB03821301XA 2002-09-17 2003-09-05 用于分子筛选、测量及分离的具有多孔薄膜的微流体装置 Expired - Fee Related CN1323758C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/246,049 US7279134B2 (en) 2002-09-17 2002-09-17 Microfluidic devices with porous membranes for molecular sieving, metering, and separations
US10/246,049 2002-09-17

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1681596A CN1681596A (zh) 2005-10-12
CN1323758C true CN1323758C (zh) 2007-07-04

Family

ID=31992246

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB03821301XA Expired - Fee Related CN1323758C (zh) 2002-09-17 2003-09-05 用于分子筛选、测量及分离的具有多孔薄膜的微流体装置

Country Status (8)

Country Link
US (1) US7279134B2 (zh)
EP (1) EP1545777B1 (zh)
JP (1) JP4837284B2 (zh)
CN (1) CN1323758C (zh)
AU (1) AU2003272286A1 (zh)
MY (1) MY139029A (zh)
TW (1) TWI230787B (zh)
WO (1) WO2004026476A1 (zh)

Families Citing this family (100)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6806543B2 (en) * 2002-09-12 2004-10-19 Intel Corporation Microfluidic apparatus with integrated porous-substrate/sensor for real-time (bio)chemical molecule detection
US20040115830A1 (en) * 2002-09-25 2004-06-17 Igor Touzov Components for nano-scale Reactor
WO2004071949A2 (en) * 2003-02-13 2004-08-26 The Regents Of The University Of California Nanostructured casting of organic and bio-polymers in porous silicon templates
US7104406B2 (en) * 2003-08-18 2006-09-12 Industrial Technology Research Institute Micro-filter for filtering blood cells
TWI253352B (en) * 2003-12-26 2006-04-21 Ind Tech Res Inst Solid-phase micro extraction device
US7238322B2 (en) * 2004-01-28 2007-07-03 Dnt Scientific Research, Llc Delayed and diffused flow rapid confirmatory immunological testing apparatus and method
US7582264B2 (en) * 2004-02-17 2009-09-01 Ibidi Gmbh Device for microfluid analyses
US7955504B1 (en) 2004-10-06 2011-06-07 State Of Oregon Acting By And Through The State Board Of Higher Education On Behalf Of Oregon State University Microfluidic devices, particularly filtration devices comprising polymeric membranes, and method for their manufacture and use
JP2008515551A (ja) 2004-10-06 2008-05-15 ステイト オブ オレゴン アクティング バイ アンド スルー ザ ステイト ボード オブ ハイヤー エデュケーション オン ビハーフ オブ オレゴン ステイト ユニバーシティー Ｍｅｃｓ透析器
US8206780B2 (en) * 2004-12-14 2012-06-26 The Regents Of The University Of California Polymer composite photonic particles
EP1888213B1 (en) * 2005-05-25 2017-10-18 Bio-Rad Laboratories, Inc. Fluidics device
US7556776B2 (en) * 2005-09-08 2009-07-07 President And Fellows Of Harvard College Microfluidic manipulation of fluids and reactions
JP2007111653A (ja) * 2005-10-21 2007-05-10 Jsr Corp 流路内蔵基板および流路内蔵基板の流体制御方法
EP1960105A1 (en) * 2005-11-25 2008-08-27 Koninklijke Philips Electronics N.V. Microfluidic device with porous membrane and an unbranched channel
JP4686683B2 (ja) * 2006-05-24 2011-05-25 国立大学法人京都大学 血漿分離用マイクロ流路
WO2008043041A1 (en) 2006-10-04 2008-04-10 University Of Washington Method and device for rapid parallel microfluidic molecular affinity assays
US20080277332A1 (en) * 2007-05-11 2008-11-13 Becton, Dickinson And Company Micromachined membrane filter device for a glaucoma implant and method for making the same
US8016260B2 (en) * 2007-07-19 2011-09-13 Formulatrix, Inc. Metering assembly and method of dispensing fluid
EP2070594A1 (en) * 2007-12-14 2009-06-17 Koninklijke Philips Electronics N.V. Microfluidic device and method of making the same and sensor incorporating the same
KR101368178B1 (ko) 2008-01-07 2014-02-26 삼성전자주식회사 미세유동장치 내의 유체 흐름 경로에 필터를 형성하는 방법
US8585916B2 (en) * 2008-01-24 2013-11-19 Sandia Corporation Micropores and methods of making and using thereof
KR100934267B1 (ko) 2008-02-04 2009-12-28 한국과학기술원 다공성 나선 구조를 가지는 믹서 및 필터와, 이를 구비한 마이크로 채널 소자
EP2268402B1 (en) * 2008-03-31 2013-06-19 Qiagen Lake Constance GmbH Sample holder and method of using the same
WO2009134395A2 (en) 2008-04-28 2009-11-05 President And Fellows Of Harvard College Microfluidic device for storage and well-defined arrangement of droplets
US8313906B2 (en) * 2008-07-18 2012-11-20 Canon U.S. Life Sciences, Inc. Methods and systems for microfluidic DNA sample preparation
US8304185B2 (en) 2009-07-17 2012-11-06 Canon U.S. Life Sciences, Inc. Methods and systems for DNA isolation on a microfluidic device
US20110151479A1 (en) * 2008-08-25 2011-06-23 University Of Washington Microfluidic systems incorporating flow-through membranes
US9205396B2 (en) * 2008-11-26 2015-12-08 Sumitomo Bakelite Co., Ltd. Microfluidic device
US8100293B2 (en) * 2009-01-23 2012-01-24 Formulatrix, Inc. Microfluidic dispensing assembly
FR2943785B1 (fr) * 2009-03-31 2012-11-30 Centre Nat Rech Scient Procede de detection et de quantification d'analytes d'interet dans un liquide et dispositif de mise en oeuvre.
US20100300882A1 (en) * 2009-05-26 2010-12-02 General Electric Company Devices and methods for in-line sample preparation of materials
US8801922B2 (en) 2009-06-24 2014-08-12 State Of Oregon Acting By And Through The State Board Of Higher Education On Behalf Of Oregon State University Dialysis system
US9930898B2 (en) * 2009-07-29 2018-04-03 Tokitae Llc Pasteurization system and method
US9599407B2 (en) 2009-07-29 2017-03-21 Tokitae Llc System and structure for heating or sterilizing a liquid stream
FR2953211B1 (fr) * 2009-12-01 2013-08-30 Corning Inc Dispositif microfluidique comportant une membrane poreuse
US8753515B2 (en) 2009-12-05 2014-06-17 Home Dialysis Plus, Ltd. Dialysis system with ultrafiltration control
AU2011224387B2 (en) * 2010-03-09 2015-12-24 Ande Corporation Unitary biochip providing sample-in to results-out processing and methods of manufacture
US8720036B2 (en) 2010-03-09 2014-05-13 Netbio, Inc. Unitary biochip providing sample-in to results-out processing and methods of manufacture
US8580161B2 (en) 2010-05-04 2013-11-12 State Of Oregon Acting By And Through The State Board Of Higher Education On Behalf Of Oregon State University Fluidic devices comprising photocontrollable units
US8501009B2 (en) 2010-06-07 2013-08-06 State Of Oregon Acting By And Through The State Board Of Higher Education On Behalf Of Oregon State University Fluid purification system
US9422517B2 (en) * 2010-07-30 2016-08-23 The General Hospital Corporation Microscale and nanoscale structures for manipulating particles
JP5579537B2 (ja) * 2010-08-23 2014-08-27 株式会社堀場製作所 細胞分析用カートリッジ
US8778690B2 (en) 2010-08-31 2014-07-15 The Regents Of The University Of California Porous optical sensor with fiducial marker and method for detection of analytes
CN102008927B (zh) * 2010-09-25 2011-11-16 北京航空航天大学 一种多层次非晶合金基微结构的制备方法
WO2012045016A2 (en) * 2010-09-30 2012-04-05 California Institute Of Technology Particulate nanosorting stack
US9012255B1 (en) * 2010-10-27 2015-04-21 Dunan Microstaq, Inc. MEMS package
CN103889556A (zh) * 2011-01-06 2014-06-25 Gpb科学有限责任公司 在引入亲和性和大小两者的微流体芯片上的循环肿瘤细胞捕获
JP2014519611A (ja) * 2011-06-09 2014-08-14 ウオーターズ・テクノロジーズ・コーポレイシヨン 平面状マイクロ流体分離装置のヴィアに起因する分散の低減
US20130096029A1 (en) * 2011-09-06 2013-04-18 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Multiplexed in vivo screening of biological samples
EP2763719B1 (en) 2011-10-07 2017-08-09 Outset Medical, Inc. Heat exchange fluid purification for dialysis system
EP3441142A1 (en) 2011-11-16 2019-02-13 Becton, Dickinson and Company Methods and systems for detecting an analyte in a sample
US9278351B2 (en) * 2012-02-23 2016-03-08 Schlumberger Technology Corporation Apparatus and system for measuring asphaltene content of crude oil
CN102631959B (zh) * 2012-04-19 2014-09-17 南京大学 实现血浆持续分离的微流控器件及其分离方法
CN103372469B (zh) * 2012-04-24 2015-04-29 中国科学院化学研究所 微孔薄膜微流控芯片及其制备方法与应用
US9081003B2 (en) * 2012-05-03 2015-07-14 Purdue Research Foundation Systems and methods for testing drugs and drug delivery systems
FR2992227B1 (fr) * 2012-06-20 2022-04-01 Commissariat Energie Atomique Ensemble de filtration pour filtrer des nanoparticules comportant un filtre et un support de filtre, appareil et procede de montage de l'ensemble associes et procede de collecte et d'analyse de nanoparticules associe.
US9573128B1 (en) * 2012-09-06 2017-02-21 SciKon Innovation, Inc. Fluidics device allowing fluid flow between a plurality of wells
US10845277B2 (en) * 2012-10-18 2020-11-24 Innovaprep, Llc Liquid to liquid biological particle fractionation and concentration
CN102896010B (zh) * 2012-10-26 2014-06-18 中国科学技术大学 一种微流控分离芯片、分离器及超滤装置
US9386948B2 (en) 2012-12-05 2016-07-12 Theranos, Inc. Systems, devices, and methods for bodily fluid sample transport
US10248765B1 (en) 2012-12-05 2019-04-02 Theranos Ip Company, Llc Systems, devices, and methods for bodily fluid sample collection, transport, and handling
US9678065B2 (en) 2013-01-11 2017-06-13 Becton, Dickinson And Company Low-cost point-of-care assay device
CN103111337B (zh) * 2013-02-04 2015-04-08 江苏大学 一种用于研究声电场助滤动态过程的微流控实验装置
JP5904958B2 (ja) 2013-03-07 2016-04-20 株式会社東芝 半導体マイクロ分析チップ及びその製造方法
CN111366442A (zh) * 2013-03-15 2020-07-03 赛拉诺斯知识产权有限责任公司 用于样品收集和样品分离的方法和装置
JP2014240065A (ja) * 2013-05-15 2014-12-25 公立大学法人大阪府立大学 流路構造体および流路構造体の製造方法
JP6151128B2 (ja) 2013-08-12 2017-06-21 株式会社東芝 半導体マイクロ分析チップ及びその製造方法
CN106029863A (zh) * 2013-11-06 2016-10-12 贝克顿·迪金森公司 微流体性装置和制造和使用其的方法
US10018640B2 (en) 2013-11-13 2018-07-10 Becton, Dickinson And Company Optical imaging system and methods for using the same
EP3137128B1 (en) 2014-04-29 2021-02-24 Outset Medical, Inc. Dialysis system and methods
ES2897931T3 (es) 2014-10-14 2022-03-03 Becton Dickinson Co Gestión de muestras de sangre utilizando espuma de célula abierta
BR122020024283B1 (pt) 2014-10-14 2023-02-23 Becton, Dickinson And Company Dispositivo de transferência de sangue adaptado para receber uma amostra de sangue
US10035145B2 (en) 2014-12-02 2018-07-31 SciKon Innovation, Inc. Piston assembly and related systems for use with a fluidics device
EP4350351A2 (en) 2015-03-10 2024-04-10 Becton, Dickinson and Company Biological fluid micro-sample management device
US9791432B2 (en) * 2015-03-20 2017-10-17 Genia Technologies, Inc. Serpentine flow channels for flowing fluids over chip sensors
EP3274711A4 (en) 2015-03-23 2019-01-16 Scikon Innovation Inc. METHOD AND ASSOCIATED SYSTEMS FOR USE WITH A FLUID DEVICE
WO2016161524A1 (en) * 2015-04-09 2016-10-13 Axela Inc. Disposable bioassay cartridge and method of performing multiple assay steps and fluid transfer within the cartridge
WO2016172675A1 (en) * 2015-04-24 2016-10-27 The Regents Of The University Of California Hemolysis-free blood plasma separation
JP6650756B2 (ja) 2015-06-10 2020-02-19 アルプスアルパイン株式会社 流路ユニット
US10371606B2 (en) 2015-07-21 2019-08-06 Theraos IP Company, LLC Bodily fluid sample collection and transport
ES2857873T3 (es) 2015-09-01 2021-09-29 Becton Dickinson Co Dispositivo de filtración en profundidad para separar fases de muestras
WO2017044888A1 (en) 2015-09-09 2017-03-16 Theranos, Inc. Methods and devices for sample collection and sample separation
CN108348912B (zh) * 2015-10-30 2021-01-01 惠普发展公司，有限责任合伙企业 微流体通道过滤器
CN105536898B (zh) * 2015-12-14 2017-07-07 清华大学 微流控芯片、血细胞分离方法与系统及该系统的制作方法
US10371664B2 (en) * 2016-01-21 2019-08-06 Roche Molecular Systems, Inc. Use of titanium nitride as a counter electrode
US10107726B2 (en) * 2016-03-16 2018-10-23 Cellmax, Ltd. Collection of suspended cells using a transferable membrane
CA3018069C (en) * 2016-03-21 2019-09-03 Two Pore Guys, Inc. Wafer-scale assembly of insulator-membrane-insulator devices for nanopore sensing
WO2017210199A1 (en) 2016-05-31 2017-12-07 Oregon State University Fluidic devices for chromatographic separation and methods of making and using the same
WO2018013136A1 (en) * 2016-07-15 2018-01-18 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Plurality of filters
EP4039286A1 (en) 2016-08-19 2022-08-10 Outset Medical, Inc. Peritoneal dialysis system and methods
US11857966B1 (en) 2017-03-15 2024-01-02 Labrador Diagnostics Llc Methods and devices for sample collection and sample separation
US11207455B2 (en) * 2018-05-14 2021-12-28 Oregon State University Membrane device for blood separation and methods of making and using the same
US10761428B2 (en) 2018-08-28 2020-09-01 Saudi Arabian Oil Company Fabricating calcite nanofluidic channels
US10926227B2 (en) * 2018-12-03 2021-02-23 Saudi Arabian Oil Company Fabricating calcite nanofluidic channels
CN110346579B (zh) * 2019-07-24 2023-07-07 中国科学院重庆绿色智能技术研究院 基于纳米孔的体外hiv蛋白酶检测仪器及方法
WO2022076692A1 (en) * 2020-10-08 2022-04-14 Lmx Medtech Llc Method for sample collection and metering
CN113058672B (zh) * 2021-04-15 2022-09-02 四川大学华西医院 一种带过滤装置的可拆卸移液器及其制作方法
US11961702B2 (en) 2021-12-09 2024-04-16 Saudi Arabian Oil Company Fabrication of in situ HR-LCTEM nanofluidic cell for nanobubble interactions during EOR processes in carbonate rocks
US11787993B1 (en) 2022-03-28 2023-10-17 Saudi Arabian Oil Company In-situ foamed gel for lost circulation
US11913319B2 (en) 2022-06-21 2024-02-27 Saudi Arabian Oil Company Sandstone stimulation

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5961932A (en) * 1997-06-20 1999-10-05 Eastman Kodak Company Reaction chamber for an integrated micro-ceramic chemical plant
US20020025529A1 (en) * 1999-06-28 2002-02-28 Stephen Quake Methods and apparatus for analyzing polynucleotide sequences
US20020045246A1 (en) * 1999-06-25 2002-04-18 Cepheid Device for lysing cells, spores, or microorganisms

Family Cites Families (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3546091A1 (de) * 1985-12-24 1987-07-02 Kernforschungsz Karlsruhe Querstrom-mikrofilter
US5070899A (en) * 1986-11-03 1991-12-10 Pall Corporation Check valve
US5185086A (en) * 1991-07-16 1993-02-09 Steven Kaali Method and system for treatment of blood and/or other body fluids and/or synthetic fluids using combined filter elements and electric field forces
DE69233331T3 (de) * 1991-11-22 2007-08-30 Affymetrix, Inc., Santa Clara Kombinatorische Strategien zur Polymersynthese
US5985164A (en) * 1994-03-07 1999-11-16 Regents Of The University Of California Method for forming a filter
US6129973A (en) * 1994-07-29 2000-10-10 Battelle Memorial Institute Microchannel laminated mass exchanger and method of making
US5856174A (en) * 1995-06-29 1999-01-05 Affymetrix, Inc. Integrated nucleic acid diagnostic device
NZ333346A (en) * 1996-06-28 2000-03-27 Caliper Techn Corp High-throughput screening assay systems in microscale fluidic devices
US5716533A (en) * 1997-03-03 1998-02-10 Xerox Corporation Method of fabricating ink jet printheads
US6036927A (en) * 1997-07-22 2000-03-14 Eastman Kodak Company Micro-ceramic chemical plant having catalytic reaction chamber
US5976472A (en) * 1997-10-15 1999-11-02 Eastman Kodak Company Integrated micro-ceramic chemical plant with insertable catalytic reaction chambers
US6663833B1 (en) * 1998-03-10 2003-12-16 Strategic Diagnostics Inc. Integrated assay device and methods of production and use
DE19821627A1 (de) * 1998-05-14 1999-11-18 Bayer Ag Mikrostrukturierte Folien
CA2339599A1 (en) * 1998-08-06 2000-02-17 Spectral Diagnostics, Inc. Analytical test device and method
US6555389B1 (en) * 1999-05-11 2003-04-29 Aclara Biosciences, Inc. Sample evaporative control
US6706519B1 (en) * 1999-06-22 2004-03-16 Tecan Trading Ag Devices and methods for the performance of miniaturized in vitro amplification assays
EP1255690B1 (en) * 2000-01-31 2004-09-29 DiagnoSwiss S.A. Method for fabricating micro-structures with various surface properties in multilayer body by plasma etching
US6602414B2 (en) * 2000-03-30 2003-08-05 Formulations Pro Molecule separation device and method combining multiple filtration media
US20020098122A1 (en) * 2001-01-22 2002-07-25 Angad Singh Active disposable microfluidic system with externally actuated micropump
US20020127740A1 (en) * 2001-03-06 2002-09-12 Ho Winston Z. Quantitative microfluidic biochip and method of use
WO2002072264A1 (en) * 2001-03-09 2002-09-19 Biomicro Systems, Inc. Method and system for microfluidic interfacing to arrays
US6418968B1 (en) * 2001-04-20 2002-07-16 Nanostream, Inc. Porous microfluidic valves
WO2003015890A1 (en) * 2001-08-20 2003-02-27 President And Fellows Of Harvard College Fluidic arrays and method of using
US20030086436A1 (en) * 2001-09-10 2003-05-08 Massimo Sorbara Recommendation for a 1-bit Z channel for DRR
US20030175947A1 (en) * 2001-11-05 2003-09-18 Liu Robin Hui Enhanced mixing in microfluidic devices
US6960235B2 (en) * 2001-12-05 2005-11-01 The Regents Of The University Of California Chemical microreactor and method thereof
AU2002366595A1 (en) * 2001-12-06 2003-06-23 Lee, Gill, U. Mesoporous membrane collector and separator for airborne pathogen detection
US20030223913A1 (en) * 2002-06-03 2003-12-04 Nanostream, Inc. Microfluidic separation devices and methods
US7214348B2 (en) * 2002-07-26 2007-05-08 Applera Corporation Microfluidic size-exclusion devices, systems, and methods
US7452507B2 (en) * 2002-08-02 2008-11-18 Sandia Corporation Portable apparatus for separating sample and detecting target analytes
US6734447B2 (en) * 2002-08-13 2004-05-11 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Electron filter for current implanter
US6806543B2 (en) * 2002-09-12 2004-10-19 Intel Corporation Microfluidic apparatus with integrated porous-substrate/sensor for real-time (bio)chemical molecule detection
US20050129580A1 (en) * 2003-02-26 2005-06-16 Swinehart Philip R. Microfluidic chemical reactor for the manufacture of chemically-produced nanoparticles
US20050214737A1 (en) * 2004-03-26 2005-09-29 Dejneka Matthew J Transparent filtered capillaries

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5961932A (en) * 1997-06-20 1999-10-05 Eastman Kodak Company Reaction chamber for an integrated micro-ceramic chemical plant
US20020045246A1 (en) * 1999-06-25 2002-04-18 Cepheid Device for lysing cells, spores, or microorganisms
US20020025529A1 (en) * 1999-06-28 2002-02-28 Stephen Quake Methods and apparatus for analyzing polynucleotide sequences

Also Published As

Publication number Publication date
US20040053422A1 (en) 2004-03-18
JP2005538840A (ja) 2005-12-22
TW200415346A (en) 2004-08-16
WO2004026476A1 (en) 2004-04-01
MY139029A (en) 2009-08-28
CN1681596A (zh) 2005-10-12
US7279134B2 (en) 2007-10-09
TWI230787B (en) 2005-04-11
EP1545777B1 (en) 2014-01-15
EP1545777A1 (en) 2005-06-29
AU2003272286A1 (en) 2004-04-08
JP4837284B2 (ja) 2011-12-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1323758C (zh) 用于分子筛选、测量及分离的具有多孔薄膜的微流体装置
EP1542802B1 (en) Microfluidic apparatus with integrated porous-substrates/sensor for real-time(bio)chemical molecule detection
JP2003039396A (ja) マイクロ流体用途用マイクロ構造体の製造方法および流体デバイスの製造方法
US9327217B2 (en) Multilayer filter
US20100322825A1 (en) Microfluidic molecular-flow fractionator and bioreactor with integrated active/passive diffusion barrier
US20150283513A1 (en) Particulate nanosorting stack
WO2003020946A9 (en) Fabrication of molecular scale devices using fluidic assembly
KR100860075B1 (ko) 혈장 분리용 마이크로 필터 소자 및 그 제조방법
US7709126B2 (en) Electrokinetic micro power cell using pile-up disk type microfluidic-chip with multi-channel
JP2004351309A (ja) マイクロ化学チップおよびその製造方法
EP1860062A2 (en) Micro-fludidic structure and method of making the same
US20180264472A1 (en) Clog-Resistant Serpentine Pillar Filters and Bladed Loading Structures for Microfluidics
CN111001451A (zh) 一种微流控芯片及基于微流控芯片的全血分离方法
Shen et al. Micromachined nanofiltration modules for lab-on-a-chip applications
Webster Monolithic structures for integrated capillary electrophoresis systems
Buchsbaum et al. Hierarchically Structured Microsieves Produced via Float-Casting
Shen et al. Nano particle filtration module for lab-on-a-chip devices
WO2011133015A2 (en) Silicon nanowire based filter and method of fabricating thereof
WO2012050420A1 (en) Multilayer microfluidic filter and the method of fabricating thereof
CN113614509A (zh) 微流体通道背板及其制备方法、微流控检测芯片
Crowley Blood separation with passive microfluidic devices for lab-on-a-chip applications
CN115105966A (zh) 过滤膜及其制备方法、微流控芯片
TN et al. 30 June “014 (3~ 6-'~ 14) Do, DZ, EC, EE, EG, ES, FI, GB, GD, GE, Gii, GM, GT
JP2008032656A (ja) バイオチップ用フィルター、およびバイオチップ用フィルターの製造方法、ならびにバイオチップ用フィルターを用いたバイオチップ

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
REG Reference to a national code

Ref country code: HK

Ref legal event code: DE

Ref document number: 1084068

Country of ref document: HK

C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
REG Reference to a national code

Ref country code: HK

Ref legal event code: WD

Ref document number: 1084068

Country of ref document: HK

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20070704

Termination date: 20180905

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee