CN1720101A - 在表面上流动液体的方法及装置 - Google Patents

在表面上流动液体的方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN1720101A
CN1720101A CNA2003801051797A CN200380105179A CN1720101A CN 1720101 A CN1720101 A CN 1720101A CN A2003801051797 A CNA2003801051797 A CN A2003801051797A CN 200380105179 A CN200380105179 A CN 200380105179A CN 1720101 A CN1720101 A CN 1720101A
Authority
CN
China
Prior art keywords
port
liquid
stream
pressure
opening
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.)
Granted
Application number
CNA2003801051797A
Other languages
English (en)
Other versions
CN100562362C (zh
Inventor
伊曼纽尔·德拉马奇
戴维·琼克
布鲁诺·米歇尔
海因茨·施密德
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.)
Core Usa Second LLC
GlobalFoundries Inc
Original Assignee
International Business Machines 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 International Business Machines Corp filed Critical International Business Machines Corp
Publication of CN1720101A publication Critical patent/CN1720101A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100562362C publication Critical patent/CN100562362C/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
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • 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
    • B01L3/02—Burettes; Pipettes
    • B01L3/0241—Drop counters; Drop formers
    • B01L3/0262—Drop counters; Drop formers using touch-off at substrate or container
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/20—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with liquid as a fluidising medium
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C5/00—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work
    • B05C5/02—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work the liquid or other fluent material being discharged through an outlet orifice by pressure, e.g. from an outlet device in contact or almost in contact, with the work
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00277—Apparatus
    • B01J2219/00351—Means for dispensing and evacuation of reagents
    • B01J2219/00364—Pipettes
    • B01J2219/00367—Pipettes capillary
    • B01J2219/00369—Pipettes capillary in multiple or parallel arrangements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00277—Apparatus
    • B01J2219/00351—Means for dispensing and evacuation of reagents
    • B01J2219/0038—Drawing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00277—Apparatus
    • B01J2219/00351—Means for dispensing and evacuation of reagents
    • B01J2219/00427—Means for dispensing and evacuation of reagents using masks
    • B01J2219/0043—Means for dispensing and evacuation of reagents using masks for direct application of reagents, e.g. through openings in a shutter
    • 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
    • B01L2200/02—Adapting objects or devices to another
    • B01L2200/025—Align devices or objects to ensure defined positions relative to each other
    • 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
    • B01L2300/0809—Geometry, shape and general structure rectangular shaped
    • 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
    • B01L2300/089—Virtual walls for guiding liquids
    • 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
    • B01L2300/10—Means to control humidity and/or other gases
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00—Moving or stopping fluids
    • B01L2400/02—Drop detachment mechanisms of single droplets from nozzles or pins
    • B01L2400/022—Drop detachment mechanisms of single droplets from nozzles or pins droplet contacts the surface of the receptacle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00—Moving or stopping fluids
    • B01L2400/04—Moving fluids with specific forces or mechanical means
    • B01L2400/0403—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00—Moving or stopping fluids
    • B01L2400/04—Moving fluids with specific forces or mechanical means
    • B01L2400/0403—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces
    • B01L2400/0406—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces capillary forces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00—Moving or stopping fluids
    • B01L2400/04—Moving fluids with specific forces or mechanical means
    • B01L2400/0403—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces
    • B01L2400/0415—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces electrical forces, e.g. electrokinetic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00—Moving or stopping fluids
    • B01L2400/04—Moving fluids with specific forces or mechanical means
    • B01L2400/0475—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific mechanical means and fluid pressure
    • B01L2400/0487—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific mechanical means and fluid pressure fluid pressure, pneumatics
    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C40—COMBINATORIAL TECHNOLOGY
    • C40B—COMBINATORIAL CHEMISTRY; LIBRARIES, e.g. CHEMICAL LIBRARIES
    • C40B60/00—Apparatus specially adapted for use in combinatorial chemistry or with libraries
    • C40B60/14—Apparatus specially adapted for use in combinatorial chemistry or with libraries for creating libraries
    • 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
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/9682—Miscellaneous
    • 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)

Abstract

一种用于在表面上流动液体的装置，该装置包括：流路(40)。第一端口(20)向流路的一端供给液体并提供用于在流路远离表面(80)时保持液体的第一端口压强。第二端口(30)接收来自流路(40)的另一端的液体并提供第二端口压强从而取向第一与第二负端口压强之间的差，从而响应靠近表面(80)设置的流路(40)和装置中的液体与表面(80)接触而促进液体从第一端口(20)经流路(40)向第二端口(30)的流动。第一和第二端口压强使得响应流路从表面的拖开，液体朝向至少第二端口抽取。该装置可以应用微流技术，并在表面构图方面发现应用。

Description

在表面上流动液体的方法及装置
技术领域
本发明一般地涉及一种在表面上流动液体的方法和装置。
背景技术
有多种期望在表面上流动液体的应用。这种应用的一个示例在于表面的构图或其它处理。利用液体的表面构图或处理在包括化学、生物学、生物技术、材料科学、电子学和光学在内的领域范围内正在变得越来越重要。通过向表面应用液体构图表面通常包括对表面限定区域的液体限制。
若液滴与表面之间的接触角小于90度，则表面通常可以为该液体浸润。若通道在部分填充时在液体上作用负压，则用于载运液体的通道通常可以浸润。这种负压促进了通道由该液体的填充。在具有均匀表面的通道中，若液体与表面之间的接触角小于90度，则负压升高。若表面与液体之间的接触角更小，则表面通常视作更易浸润，若表面与液体之间的接触角更高，则更不易浸润。
一种传统的表面图案化技术为光刻。在光刻中，掩模通常应用于待构图的表面。在掩模中形成开口，从而限定待暴露用于处理的表面区域。表面保留由掩模覆盖的区域被保护免受处理。掩模通常由抗蚀剂材料的图案层形成。载有掩模的表面随后通常浸入化学试剂槽中，用于处理表面的暴露区域。光刻是一种执行起来相对昂贵的工艺，包括多个步骤。除了可能的短DNA串的原位合成外，光刻通常不适用于处理和构图表面上的生物分子。光刻还不适于并行同时处理具有不同化学成份的表面，如Whitesides，Annu.Rev.Biomed.3(2001)，335至373所述。不同工艺步骤或用于光刻的化学试剂之间和通过光刻处理的各表面层之间可以存在不兼容性。
另一种传统的表面构图技术为滴输送(drop delivey)。滴输送系统，诸如针点标系统(pin spotting system)、喷墨系统等，通常将相对小体积的液体投射到表面上的特定位置。见Shena，M.，“Microarray biochip technology”，Eaton Publishing 2000。然而，这些系统具有有限的分辨率，因为表面上分散液滴的扩散。另外，通过这种系统形成的图案的质量受到输送液体干燥的有力限制，如Smith，J.T.，“Spreading Diagrams for the Optimization of QuillPin Printed Microarray Density”，Langmuir，18(2000)，p6289至6293。这些系统一般不利于溶解或从表面析取材料。另外，这些系统不便于表面上液体的流动。另外，这些系统不适于利用几种液体顺序处理表面。
PCT WO01/63241A2介绍了一种表面构图技术，包括具有带放电孔的通道的装置。匹配柱与放电孔结合从而促进柱顶面上分子的沉积。此装置的缺点在于无法对不同的柱独立地改变构图条件。另一缺点在于无法在表面上建立液流。表面对液体的暴露需要充分的长，从而允许试剂通过扩散到达表面。该方法还要求柱与孔匹配的表面。这种表面的制造要求昂贵的无尘室装置和蚀刻工具。这可以增大每个构图表面的成本。结合前装置与柱精确的对准是要求的。另外，柱需要预处理从而确保液体的限制。放电孔与柱之间的间隔需要外部控制。
再一种传统表面构图技术包括对表面应用微流(microfluidic)。这种装置的示例在美国专利6,089,853中介绍。其中介绍的装置可以在表面上建立液体流。液流可以经装置中的毛细作用建立。该装置可以以多种不同的液体同时处理表面，然而，该装置必须密封于表面，为了限制液体到表面待处理的区域。这种限制允许图案以相对较高的对比度和分辨率形成。这在用于生物筛和诊断目的的表面上构图生物分子的情况下是令人期望的性质。另外，该装置必须置于待处理的表面上并在其可以利用处理液填充以前在处理区域周围密封。若通过毛细作用形成液流，则会出现其它问题。例如，装置的工作端口对于每次构图操作都必须以处理液填充。另外，仅一种液体可以输送至装置中的每个通道。在装置从表面分开前，液体无法清洁出该或每个通道。另外，处理液易于在从表面移开装置期间扩散出表面待处理的区域以外。另外，该装置不适于利用几种液体顺序处理表面。若通过外部驱动如压力，电场，等等形成液流，则可以出现其它问题。例如，必须为装置的每个通道形成来自驱动器的单个连接。这种与外设的连接限制了可以集成到装置中且独立定位的通道的密度。泵送、阀门调节、以及控制的复杂性随着通道数增加而增加。由于介于期间的导管，外部连接形成了装置与外部驱动器之间的无效体积。
用于表面局部处理的另一种微流装置在IBM Technical DisclosureBulletin reference RD n446 Article 165第1046页中介绍。此装置与美国专利6,089,853介绍的类似。该装置允许几种液体顺序在相同的表面区域上流动，而无需从表面上分开装置。这种装置因此有益于包括顺序输送几种液体的化学和生物反应。然而，与此装置相关的缺点在于此其必须在填充前在表面待处理的区域周围密封。另一缺点在于在将装置应用于表面前无法填充液体。每个额外的步骤都需要辅助的相关液体的填充。另一缺点在于该装置无法在工作端口中包括液体的同时不是液体在表面上扩散超出待暴露区域的情况下从表面上移开。
另一种用于在顶面与底面之间限制液体成为预定图案而无需引入密封的传统装置在欧洲专利0075605中介绍。此装置有益于在进行顶面与底面之间截流液体的光学分析。然而，该装置要求在顶面和底面上都预先进行形貌或化学成份构图。另外，不具有入口或出口的该装置不适于输运液体。
用于沿预定路径引导液体的另一种装置在WO99/56878中介绍。此装置可以在表面上同时流出几种液体而无需引入密封来限定液体。然而，此装置的缺点在于路径之间的分隔间隙必须无毛细作用的。这限制了路径尺寸为大于1mm。否则弯曲液面压强会产生无法控制的液体扩散。此装置的另一缺点在于液体无法在分开后保留，而是会扩散在表面上。此装置的另一缺点在于液体输送需要外部连接到每个路径。还需要繁琐的外围流量控制装置。
用于沿表面引导液体而无需引入密封的另一种方法在Zhao等人的Science，Vol.291(2001)，第1023至1026页中介绍。此处，该表面利用可浸润性图案构图。具体而言，彼此成镜像的两个可浸润路径限定在不可浸润的顶面和底面上。这产生了“虚”通道而无需横向侧壁，其可以具有微米的宽度。此方法的缺点在于要求在顶面和底面上都有可浸润性的图案。另外，两图案之间的可浸润性对比度需要非常高，且要求顶面和底面上的非浸润区域以及虚通道内的高度可浸润区域两者。另外，两个图案必须彼此形状和对准精确的匹配。毛细作用可用于填充通道，但液体无法去除或替换。这种方法还可以产生液体不受控制的扩散，因为其相对难以产生足够的不可浸润表面。可以使用外部泵输运液体，但若泵压超出相对较低的水平，液体将溢出限定的流路。另外，外部泵送要求到每个流路的外部连接，由此限制了集成度。如前所述，外部连接在泵连接导管中产生了无效体积。
期望提供一种用于以更通用和方便的方式在表面上流动液体的技术。
发明内容
根据本发明，现提供一种用于在表面上流动液体的装置，该装置包括：流路；第一端口，用于向流路的一端供给液体并用于提供用于在流路远离表面时保持液体的第一端口压强；第二端口，用于接收来自流路的另一端的液体并用于提供第二端口压强从而取向第一与第二负端口压强之间的差，从而响应靠近表面设置的流路和装置中的液体与表面接触而促进液体从第一端口经流路向第二端口的流动；以及，第一和第二端口压强，使得响应流路从表面的拖开，液体朝向至少第二端口抽取。
该装置优选包括延伸到邻近第一端口的流路中的凸起，用于引导来自第一端口的液体朝向表面。该凸起可以为弹性材料形成的，从而防止对装置和/或表面的损伤。该装置可以包括围绕流路的外周缘，用于在装置接近表面时，密封流路于表面。在本发明的优选实施例中，该装置包括：第一开口，连通于第一端口与流路之间，用于向第一端口中的液体提供第一开口压强，第一开口压强比第一端口压强更加负；以及，第二开口，连通在流路与第二端口之间，用于向流路中的液体提供第二开口压强，第二开口压强比第一端口压强更负。优选地，该装置包括较不易由液体浸润的侧面和较易由液体浸润的侧面，其中流路设置在较不易浸润侧面包围的较易浸润侧面上。在本发明的特定优选实施例中，该装置包括容纳第一端口和第二端口的主体，以及从主体延伸而形成流路的延伸突出，第一和第二开口设置在延伸的相对端部。延伸围绕流路的侧面与流路相比优选较不易由液体浸润。流路由此延伸部分限定且设置在延伸部分末端。邻近末端设置且面对末端的表面可以在中间的间隙内形成表面通道。液体可以经界面张力无物理密封地限制和引导在该表面通道内。这有效防止流路内俘获气泡。气泡的俘获可以不利地影响液体的流速。流路可以是直的或弯曲的。
第一端口可以包括第一毛细网络，用于提供第一端口压强。第一毛细网络可以包括多个平行毛细部件、筛、多孔材料、以及纤维材料中的至少一种。第二端口可以包括第二毛细网络，用于提供第二端口压强。第二毛细网络可以包括多个平行毛细部件、筛、多孔材料、以及纤维材料中的至少一种。该装置可以包括多个第一端口，每个都连接于该流路。类似的，该装置包括多个第二端口，每个都连接于该流路。流路可以具有弯曲的截面。或者，流路可以具有矩形截面。体现本发明的装置可以具有整体的构造。并且可以由人造橡胶、硅、SU-8、光致抗蚀剂、热塑塑料、陶瓷、以及金属中任何一种形成。或者，体现本发明的装置可以具有分层构造，其中每层由人造橡胶、硅、SU-8、光致抗蚀剂、热塑塑料、金属、以及陶瓷中一种形成。
在本发明的特定优选实施例中，流路约100微米长且约100微米宽，第一和第二端口的容积每个为500×10-9升，且在使用中，凸起限定装置与表面之间的间隔在5与10微米之间的范围内。第一和第二端口压强使得液体响应流路从表面离开而朝向第一端口和第二端口抽取。本发明还扩展到一种每个都是此前所述的涂抹器装置的阵列。
考虑本发明的另一方面，现提供一种方法，用于在表面上流动液体，该方法包括：从涂抹器装置的第一端口供给液体到装置流路的一端；经第一端口为液体提供第一端口压强；在装置的第二端口中接收来自流路另一端的液体；经第二端口为液体提供与第一端口压强不同的第二端口压强；经第一与第二端口压强之间的差异促进液体响应设置在表面附近的流路而从第一端口经流路至第二端口的流动，其中的液体接触表面；以及，经第一和第二端口压强，响应流路从表面分开而至少朝向第二端口抽取液体。
该方法可以包括在流路从表面分开后，在表面的另一位置处再设置该装置。同样，该方法可以包括在流路从表面分开后，在另一表面上再设置该装置。在本发明的优选实施例中，该方法包括表面与装置接触，其后从表面分开装置，从而限定表面与流路之间的表面通道，用作从第一端口到第二端口的液体通道。该方法可以包括在湿润环境下设置装置从而开始从第一端口到第二端口的液体流动。该方法还可以包括冷却装置和/或表面中之一或两者，从而经凝结开始液体的流动。或者，该方法可以包括在装置与表面之间施加电场，从而开始从第一端口到第二端口的液体流动。同样，该方法可以包括向液体施加压强脉冲，从而开始从第一端口到第二端口的液体流动。或者，该方法可以包括向液体施加热脉冲，从而经液体蒸发开始从第一端口到第二端口的液体流动。
在本发明的优选实施例中，该方法通过反向第一端口与第二端口之间的压强差反向液体流动的方向。该方法还可以包括经第一和第二端口压强响应流路从表面分开朝向第一和第二端口抽取液体。
在本发明的特定优选实施例中，现提供一种用于在表面上流动液体的装置，该装置包括：流路；第一端口，用于向流路供给液体；第一开口，连通于第一端口与流路的一端之间；第二端口，用于接收来自流路的另一端的液体；以及，第二开口，连通于流路另一端与第二端口之间。工作中，装置与表面的结合开始了液体从第一端口经流路到第二端口的流动。液体的流动通过从表面分开装置而减小。由此，液体从第一端口到第二端口的流动可以通过将装置与表面结合和分开而开始或停止。流路在装置与表面结合时起工作流通道的作用。此技术以下称做表面辅助传输技术或SALT技术。因此，基于此技术的装置和模块以下可以称作SALT装置。通过结合装置与表面形成的工作流通道将在下面称作表面通道。
在体现本发明的SALT装置中，第一和第二端口中的压强无需在装置工作期间改变。这是因为装置与表面的结合产生了其中液体在第一与第二端口之间自动流动的条件。此条件可以通过从表面分开装置而自由中断，同样无需在第一或第二端口中额外控制压强。
表面通道开始提供从第一开口到第二开口输运液体的毛细作用。其后，第一与第二端口之间的压强差产生了从第一端口到第二端口的液体流动。这种现象在装置从表面分开时抑制。由此减小第一与第二端口之间的液体流动。在本发明的优选实施例中，第一端口向液体施加负压强P1＜0。类似地，第二端口向液体施加负压强P2＜0，P2＜P1。该压强由此使得液体在表面通道有效时从第一端口向第二端口流动。在本发明的特别优选实施例中，P1和P2通过毛细促进结构或“毛细泵”产生。毛细泵可以包括如前所述的毛细网络。第一和第二端口的容积可以相当。
与SALT装置相关的优点在于其可以以处理液预填充，用于后续重复应用和从待处理表面区域移开。表面处理可以从相同的SALT装置重复多次而无需再填充和由此导致延迟。与SALT装置相关的另一优点在于其可以传输一系列不同的液体和控制其中的每一个的流动比传统的传输技术更加容易。与SALT装置相关的再一优点在于，其可以经传统的微制造技术迅速大量生产。SALT装置的又一优点在于其可以在处理区域中包括浅导管，从而提速传输量限制的化学反应。SALT装置的额外优点在于其可以应用微量处理剂而无需排空，因为液流可以相互控制从而根据需要更新试剂。在典型应用中，SALT装置可以设置在表面上的任意位置，且处理参数可以经通道尺寸和接触时间控制。SALT装置阵列相对容易制造。在本发明的优选实施例中，流量控制集成在每个SALT装置中。这种阵列可以包括多个独立的流动区域，从而便于以不同液体并行处理多个表面区域。
SALT可以在多种应用中采用。例如，SALT装置可以应用于在表面的选定区域沉积生物分子从而形成生物阵列，由此便于大量制造生物芯片。SALT装置可以同样用于对表面的选定区域进行其它处理，这种处理包括：在表面上修复构图的缺陷；蚀刻表面的具体区域；在表面上沉积金属；在表面上局部化电化学反应；沉积用于金属的无电沉积的催化颗粒，在表面上沉积玻璃或橡胶豆或其它颗粒；钝化表面的具体区域；在表面上构图蛋白质、DNA、细胞或其它生物实体；进行化验；着色细胞；从表面选择细胞、蛋白质或其它颗粒；从表面上的阵列中找回分析物或特定结合生物分子；从胶体中提取DAN、蛋白质、或其它分子；以及将收集的细胞或分子与分析系统结合。这种分析系统的示例包括液体套色或电泳系统。体现本发明的装置可以用于在表面的一个或多个区域上流动该分析系统的产物。在其它应用中，表面和/或装置可以是透明的，从而允许液流的光学监测和/或分子的光学监测。在另一应用中，表面可以包括感应系统，诸如电极、薄膜、波导、以及相关的传感器，从而允许在表面上流动的液体的分子检测。从SALT技术获得的其它工艺优点是显而易见的。SALT装置还可以用于将小量样品输运到表面中形成的检验区域。因此将可以理解，SALT技术可以通过处理表面的特定区域而应用于疾病和/或污染物检测。
根据本发明的另一方面，现提供一种用于向表面施加液体的装置，该装置包括用于载运液体的井、在井中用于从井到表面经导管连通液体的开口，该导管具有对液体具有限定的可浸润性的外侧。
附图说明
现在，将参照附图仅以示例的方式介绍本发明的优选实施例，附图中：
图1为加载液体时体现本发明的SALT涂抹器装置的侧截面图；
图2为液体开始流出时装置与表面接触的例截面图；
图3为液体流出期间装置的侧截面图；
图4为液体流出期间装置的端截面图；
图5为从表面上移开时装置的侧截面图；
图6为用于体现本发明的SALT装置的第一端口的示例的端截面图；
图7为体现本发明的SALT装置的另一示例的平面图；
图8为用于体现本发明的SALT装置的流路的端截面图；
图9为用于体现本发明的另一SALT装置的流路的端截面图；
图10为体现本发明的另一SALT装置的侧截面图；
图11为用于与图案化表面组合的体现本发明的SALT装置的侧截面图；
图12为用于与图案化表面组合的装置的端截面图；
图13为体现本发明的另一SALT装置的侧截面图；
图14为图13所示装置在工作中的侧截面图；
图15为图13所示装置在工作中的端截面图；
图16为体现本发明的另一SALT装置的侧截面图；
图17为体现本发明的SALT阵列的侧截面图；
图18为SALT阵列的端截面图；以及
图19为体现本发明的互连SALT阵列的侧截面图。
具体实施方式
参照图1，体现本发明的SALT涂抹器装置的示例包括由诸如PDMS、硅、SU-8、光致抗蚀剂、塑料、以及金属的材料形成的主体10。第一端口20和第二段口30形成在主体10的一侧。在主体10的另一侧为较窄的延伸部分。流路40通过延伸部分的基部130限定。流路可以是直的或弯曲的。第一开口50连通于第一端口20与流路40的一端之间，类似地，第二开口60连通于第二端口30与流路40的另一端之间。流路40由此延伸于第一端口20与第二端口30之间。工作中，第一端口20起填料口作用，而第二端口30起促流口作用。液体70最初引入到第一端口20。
第一端口20保持液体70在第一压强P1。P1优选为负的。P1＜0。这有益于将液体70保持在第一端口20中。第一开口50可由液体浸润，且提供了毛细或弯液面压强。此压强在第一开口20中的液体70上作用了负的第一开口压强OP1＜0。OP1＜P1。由此，OP1朝向流路40从第一端口20吸取液体到第一开口50中。第一开口50在其与流路40交叉处展宽。由第一开口50提供的毛细压强由此在此点被抑制。凸起90延伸出主体10到流路40中邻近第一开口50。凸起90可由液体70浸润。在操作中，凸起通过毛细力细起液体70到其顶端。凸起可以是弹性的从而防止损伤装置或表面80。在本发明的其它实施例中，可以有沿流路40间隔的多个凸起90，从而确保表面通道100沿其长度具有均匀的深度。
在某些情况下，P1可以改变且可以大于或等于0。这可以出现，例如在第一端口20利用液体70装得溢出的时候。这导致液体70具有突出的表面。这种表面是正压强产生的原因，虽然大小相对较低。在这种情况下，开口50由液体70填充达到流路40与凸起90的交叉。对于形成液体70的相对高曲率的表面，期望开口50和凸起90的尺寸都相对较小。利用液体与周围介质之间的张力，这种曲率产生相对较高的压强，其限定液体70在第一端口20和开口50内，而不考虑正压强头。
从第一端口20到第二端口30的流动的开始将参照图2介绍。装置与表面80的结合形成与流路40相对应的表面通道100。凸起90邻接表面80从而与流路40一同限定表面通道100的尺寸。表面通道100提供了毛细压强，CP，其推动液体70从第一开口50到第二开口60。CP＜P1且CP＜0。CP的大小由液体79的表面张力、液体70与流路40和表面80的接触角、以及形成在流路40与表面80之间的间隙的尺寸确定。因此，可以通过改变表面80与装置之间的间隙的尺寸调整CP。间隙越小，CP的大小越高。间隙越大，CP的大小越小。
表面80不必完全平坦，而可以是粗糙、起皱、多孔、纤维状和/或化学性质不匀质的。还应理解的是，流路40可以由液体70填充，即使装置相对于表面80稍微倾斜。可以朝向面向下的表面操作面向上的装置。这特别是在装置的工作尺寸非常小的情况下是可以的，使得液体界面中的力超出内部的力。重力不会影响该装置的工作。因此可以在降低的重力环境下使用该装置。
液体70在表面80上的限制经装置的几何形状和可浸润性来实现。面对表面80的延伸部分的基部130形成得更能够由液体70所浸润。然而，延伸部分的侧壁110至120形成得较不易由液体70所浸润。液体70不会扩散出去，因为侧壁110至120与表面80的直角，以及因为侧壁110至120较不易被浸润的性质。这限制了表面80上的液体70到大致与流路40的区域相对应的区域。基部130的表面200和210优选制成得尽量小，从而最小化未经过液体70流经的表面通道100的面积。
液体70在高可浸润性表面上的限制通过使流路40在来自主体10的延伸部分上定位而加强。对液体限制进一步的加强通过最大化装置的较易浸润与较不易浸润侧之间的可浸润性的对比度来实现。对于仅采用中等可浸润性表面的应用，延伸部分单独可以实现液体的限制且因此上述可浸润性对比度可以降低或省略。或者，在某些应用中，来自主体10的延伸部分可以省略，而液体限制通过可浸润性对比度单独实现。
参照图3，第二开口60提供了毛细或弯液面压强。此压强在流路40中的液体70上作用了负的第二开口压强OP2＜0。OP2＜OP1。由此，在液体70到达第二开口60时，其进入第二开口60中且朝向第二端口30推进。接着，第二端口30在液体70上作用负压强P2＜0。P2＜P1。由此，P2支持液体70从第一端口20到第二端口30的流动。流速是比例(P1-P2)/Fr的函数，其中Fr为从第一端口20流向第二端口30的液体70的流阻。
图4示出了沿正交于流路40的方向通过装置的截面图。与侧壁110至120类似，侧壁140至150较不易浸润，从而防止液体70扩散超出表面通道100。毛细压强将液体70保留在表面通道100内。
参照图5，若间隙增大，CP的大小减小。最终，CP达到阈值。在该阈值以下，表面通道100中的液体首先排出到第二端口30中，且因为P1＜0而在其后紧接着到第一端口20中。该排泄导致液体70从第一端口20到第二端口30的流动的中断。液体70从第一端口20到第二端口30的流动可以通过将装置从表面80上分开而简单地减小。因此可以通过使装置与表面80结合而开始液体70从第一端口20到第二端口30的流动，以及通过将装置从表面80分开而停止流动。
在本发明特别优选的实施例中，流路40大约为100微米长和100微米宽，且限定表面通道的凸起90从装置的基部延伸1至10微米之间。第一端口20和第二端口30的容积每个为500×10-9升。表面通道100的深度无法超出表面通道100的宽度。表面通道100的最大深度等于表面通道100的宽度。可以理解，在本发明的其它实施例中，SALT装置可以具有不同的尺寸。
液体70可以包括用于处理表面80特定区域的处理剂。装置与表面80的结合导致处理剂在表面80面对流路40的区域上从第一端口20至第二端口30流动。表面80面对流路40的区域由此暴露于处理剂。
此上参照图1至5介绍的工艺可以重复几次，从而处理表面100不同的区域或不同的表面。液体70流在每次装置与表面80结合时开始，在每次装置从表面80上分开时停止。液体70的供给可以经第一端口20根据需要补充。
上述处理剂可以是分子。体现本发明的SALT装置因此可用于表面的生物构图。然而，体现本发明的SALT装置不限于传送分子等到表面限定区域的应用。其它类型的液体可以根据期望处理的表面而采用。SALT装置可以用于顺序传送不同的处理至表面的限定区域。可能的液体的示例包括蚀刻剂等，用于在表面上产生局部化学反应。这种SALT装置可以重复使用，根据需要补充液体源。与表面处理相关的工艺参数可以通过压强差、液体黏度、开口50和60的尺寸、表面通道尺寸、以及接触时间来控制。
参照图6，在本发明的优选实施例中，第一流速控制器190设置在第一端口20中。工作中，第一流速控制器190有助于建立P1。第一流速控制器可以具有多种形式。然而，在本发明的特别优选实施例中，第一流速控制器190包括多个延伸至第一端口20中的毛细部件。工作中，毛细部件形成毛细网，通过在液体70上作用毛细作用而有助于P1。
形式与第一流速控制器190类似的第二流速控制器类似地可以设置在第二端口30中。工作中，第二流速控制器有助于建立P2。第二流速控制器可以具有多种形式。然而，在本发明的特别优选实施例中，第二流速控制器也包括多个延伸至第二端口30中的毛细部件。上述毛细部件可以具有圆形、六边形、正方形或矩形截面。其它截面形状是同样可以的。
在此前介绍的本发明的实施例中，第一和第二流速控制器每个都包括毛细部件。然而，在本发明的其它实施例中，第一和第二流速控制器每个可以包括不同形式的毛细网，诸如由筛、多孔或纤维材料形成的网络。替换地真空泵可以用于分别在第一端口20和第二端口30其一或两者中产生P1和P2。泵还可以允许液体70在单一SALT装置或集合、单个、成组的SALT装置阵列中的流动的相互调整。然而，这种泵增加了装置的复杂性。
在本发明的优选实施例中，液体70的流动方向可以通过选择性地反向第一端口20与第二端口30之间的压强差而选择性地反向。具体而言，可以选择性地使P1的大小比P2大。这可以通过例如通过在第一端口20中增加额外的毛细部件或压缩第一端口20而选择性地增大第一端口20中的毛细部件的密度来实现。或者，在P1和P2经泵产生时，泵压可以选择性的反向。其它用于反向第一端口20与第二端口30之间压强差的技术对于本领域技术人员而言将是显而易见的。
在此前介绍的本发明的优选实施例中，具有单个的第一端口20和单个的第二端口30。然而，参照图7，在本发明的其它实施例中，可以有经公共流路40结合于单个第二端口30的多个第一端口160-170。不同的反应剂可以引入到每个第一端口160至170用于流路中的反应。流路40因此可以起反应室的作用，由表面80的接近而起效。类似的，可以有经公共流路40与多个第二端口结合的单个第一端口20。同样，可以有经公共流路40与多个第二端口结合的多个第一端口。
参照图8，在本发明的特定优选实施例中，流路40具有弯曲的截面，从而防止不期望的液体保留、以及第一端口20与第二端口30之间的残留液流。
参照图9，在本发明的另一优选实施例中，流路40具有矩形截面。这可以导致在从表面80分开时沿流路40的角落的残留液流。这种残留液流可以防止反应剂由于液体70从开口50蒸发而浓缩。流路40的毛细压强在远离表面80时可以通过调整可浸润性和几何形状以及P1和P2来优化，从而防止不期望的液体残留和限制残留液流为期望值。
现在参照图10，在此前参照1介绍的本发明的优选实施例的改动中，流路40由外周缘180构成边界。工作中，缘180密封于表面，从而进一步防止液体从流路40扩散。缘180还起到限制在装置与表面80结合时形成的表面通道100的厚度的作用。缘180的内部可以是可浸润的从而便于第一开口50中的液体70与表面80的接触，由此开始第一端口20与第二端口30之间液体70的流动。在此环境下，缘180起着由图1实施例中的凸起90起到的作用。凸起90因此可以保留或从图9的实施例中略去。或者，例如一旦建立了液流，缘180可以保持在距表面80较小的距离。
在此前介绍的本发明的优选实施例中，限定表面通道100的部件，诸如凸起90和凸缘180集成在装置中。然而，可以理解的是，在本发明的其它实施例中，限定表面通道的部件可以通过表面80的形成来提供。
结合参照图11和12，在本发明的优选实施例中，如此前介绍的装置可以与通过由较不易浸润区域85至88包围的较易浸润区域81构图的表面80对准。流路40和较易浸润区域81彼此尺寸匹配且对准，从而限定表面通道100。较不易浸润区域85至88有助于限定液体70在表面通道100中，即垂直于流路40的区域。可以理解，通过匹配且可以与流路40对准的较易浸润区域81限定表面通道100增加了器件设计的灵活性，且缓解了可浸润性对比度水平的限制。
在此前介绍的本发明的优选实施例中，液流启动由凸起90或凸缘180产生。然而，在本发明的其它实施例中，液体70沿流路40的流动可以通过其它技术开始。例如，在本发明的另一实施例中，装置不具有邻近第一开口40的凸起90或凸缘180。为开始液体70的流动，装置基部首先与表面80接触，使得第一开口中的液体70接触并润湿表面80。随后从表面移开装置到与表面通道100的期望深度相等的距离。表面通道100中的毛细压强随后从第一端口20输运液体到第二端口30，直到液体到达第二端口30，于是第一端口20与第二端口30之间的压强差保持液流。
参照图13，此技术对于在表面80的升高区域上流动也特别有用。
结合参照图14和15，在本发明的此实施例中，升高区域的侧壁220至230和260至280以及表面80的周围区域240至250不可由液体70浸润。由此，表面通道80的升高区域与装置的流路40一同限定了表面通道100。可以理解，可以在表面80的升高区域上设置凸起帮助开始液流。将本发明的此实施例与此前参照图1介绍的相比，可以理解，经表面的升高区域限定表面通道增加了装置设计的灵活性。
现在参照图16，在本发明的优选实施例中，装置的第一端口20和/或第二端口30可以从下面经开口50和60加载和/或卸载液体70。可以设置盖子从而封闭第一端口20和第二端口30。盖子可以永久密封使得液体可以单独经开口50和60引入装置。开口50和60可以类似地设置有盖子，从而防止在非使用期间蒸发。可以设置包括用于液体70的贮液器520的贮存装置510，用于填充、再填充和排空涂抹器装置。贮存装置便于涂抹器装置的第一端口20和第二端口30独立的加载和卸载，而无需移开盖子。工作中，根据贮存装置510相对于涂抹器装置的位置，贮存装置510在贮液体520与第一端口20或第二端口30之间形成流路101。
本发明的实施例已在此参照具有不易浸润和较易浸润表面的SALT涂抹器装置介绍。液体70液流的开始和限制经在不同位置作用在液体70上的压强的同步来实现和控制，诸如在第一和第二端口20至30中、在开口50至60中、以及沿流路40。通过界面张力的液体70的限制是表面可浸润性和几何参数结合的函数。引入的限制压强可以仅通过装置面之间较小的可浸润性差异，或在某些情况下，利用零可浸润性差异来实现。这是可以的，因为可以应用装置和/或表面的几何形状限定液体70。优选的限制条件可以通过在几何形状顶上重叠可浸润性图案来获得。限制条件可以通过考虑液体70与面的接触角、液体的表面张力、压强和流速来解析计算。
在本发明的另一实施例中，液流开始通过在湿润环境下靠近表面80设置装置来实现。在此设置中，装置和/或表面可以开始冷却下来，从而促进凝结，由此进一步刺激液流。或者，可以在装置与表面之间施加电场，从而刺激第一开口50中的液体与表面80接触。类似地，可以类似地向第一开口50中的液体70施加压强脉冲，从而刺激与表面80接触。或者，可以向液体70施加热脉冲，从而经液体70的蒸发而开始液体从第一端口20到第二端口30的液流。
此处已经参照单个SALT装置介绍了本发明的优选实施例。然而，可以理解的是，多个这种装置可以集成起来形成SALT阵列。例如，参照图17和18，12个这种SALT装置可以集成为装置的单个3×4SALT阵列。可以理解，包括不同SALT装置数量的多种不同的SALT阵列构造是可以的。
现在参照图19，在本发明的再一实施例中，几个SALT装置370至390的端口互连起来从而形成级联SALT装置。通过在端口420中产生较小的负压强，在端口432中产生最大的负压强，液体从端口420经第一表面通道流向端口421，并从端口421经互连流向端口430。从端口430，液体经第二表面通道流向端口431，并从端口431，液体经第三表面通道流向端口432。在本发明的特定优选实施例中，每个端口420至432形成其中液体起反应的反应室。这种反应的产物可以在每个端口421至431中分析，或者在完成反应后在最终端口432中分析。或者，这种反应的产物可以在表面370至390上分析。在另一种替代情况下，这种反应的产物可以用于处理或与表面370至390再反应。
此处已经参照具有从弹性或刚性材料形成的主体10的SALT装置介绍了本发明的优选实施例。这种材料可以通过熟知的微制造技术成形，诸如光刻、蚀刻、喷射模塑等。基于这种材料的本发明实施例可以单一的构造。然而，还可以理解，本发明可以通过组装多个部件来实施。例如，本发明实施例还可以是分层组件。每层可以从不同的材料形成，诸如人造橡胶、硅、SU-8、光致抗蚀剂、热塑塑料、陶瓷、以及金属。
体现本发明的装置相对于表面的设置可以经操纵器来实现。这种操纵器可以手动控制或经可编程计算机或类似的电子控制系统自动控制。这种操纵器可以在装置、表面或两者上起效，提供平面内和/或平面外的平移和/或旋转运动的控制。同时地，这种操纵器可以允许增加体现本发明的一个或多个涂抹器装置可以与表面结合的频率。

Claims (34)

1.一种用于在表面上流动液体的装置，该装置包括：流路；第一端口，用于向流路的一端供给液体并用于提供用于在流路远离表面时保持液体的第一端口压强；第二端口，用于接收来自流路的另一端的液体并用于提供第二端口压强从而取向第一与第二负端口压强之间的差，从而响应靠近表面设置的流路和装置中的液体与表面接触而促进液体从第一端口经流路向第二端口的流动；以及，第一和第二端口压强，使得响应流路从表面的拖开，液体朝向至少第二端口抽取。
2.如权利要求1所述的装置，包括延伸到邻近第一端口的流路中的凸起，用于引导来自第一端口的液体朝向表面。
3.如权利要求2所述的装置，其中该凸起为弹性的。
4.如前述任意一项权利要求所述的装置，包括围绕流路的外周缘，用于在装置接近表面时，密封流路于表面。
5.如前述任意一项权利要求所述的装置，包括：第一开口，连通于第一端口与流路之间，用于向第一端口中的液体提供第一开口压强，第一开口压强比第一端口压强更加负；以及，第二开口，连通在流路与第二端口之间，用于向流路中的液体提供第二开口压强，第二开口压强比第一端口压强更负。
6.如权利要求5所述的装置，包括较不易由液体浸润的侧面和较易由液体浸润的侧面，其中流路设置在较不易浸润侧面包围的较易浸润侧面上。
7.如权利要求5所述的装置，包括容纳第一端口和第二端口的主体，以及从主体突出而形成流路的延伸部分，第一和第二开口设置在延伸部分相对的端部。
8.如权利要求7所述的装置，其中延伸部分围绕流路的侧面与流路相比较不易由液体浸润。
9.如前述任意一项权利要求所述的装置，其中第一端口包括第一毛细网络，用于提供第一端口压强。
10.如权利要求9所述的装置，其中第一毛细网络包括多个平行毛细部件、筛、多孔材料、以及纤维材料中的至少一种。
11.如前述任意一项权利要求所述的装置，其中第二端口包括第二毛细网络，用于提供第二端口压强。
12.如权利要求11所述的装置，其中第二毛细网络包括多个平行毛细部件、筛、多孔材料、以及纤维材料中的至少一种。
13.如前述任意一项权利要求所述的装置，包括多个第一端口，每个都连接于该流路。
14.如前述任意一项权利要求所述的装置，包括多个第二端口，每个都连接于该流路。
15.如前述任意一项权利要求所述的装置，其中流路具有弯曲的截面。
16.如权利要求15以前任意一项权利要求所述的装置，其中流路具有矩形截面。
17.如前述任意一项权利要求所述的装置，具有整体的构造。
18.如权利要求17所述的装置，其由人造橡胶、硅、SU-8、光致抗蚀剂、热塑塑料、陶瓷、以及金属中任何一种形成。
19.如权利要求14以前任意一项权利要求所述的装置，具有分层构造。
20.如权利要求19所述的装置，其中每层由人造橡胶、硅、SU-8、光致抗蚀剂、热塑塑料、金属、以及陶瓷中一种形成。
21.如权利要求2所述的装置，其中流路约100微米长且约100微米宽，第一和第二端口的容积每个为500×10-9升，且在使用中，凸起限定装置于表面之间的间隔在1与10微米之间的范围内。
22.如前述任意一项权利要求所述的装置，其中第一和第二端口压强使得液体响应流路从表面离开而朝向第一端口和第二端口抽取。
23.一种装置阵列，该装置每个如前述任意一项权利要求所述。
24.一种方法，用于在表面上流动液体，该方法包括：从涂抹器装置的第一端口供给液体到装置流路的一端；经第一端口为液体提供第一端口压强；在装置的第二端口中接收来自流路另一端的液体；经第二端口为液体提供与第一端口压强不同的第二端口压强；经第一与第二端口压强之间的差异促进液体响应设置在表面附近的流路以及液体接触表面而从第一端口经流路至第二端口的流动；以及，经第一和第二端口压强，响应流路从表面分开而至少朝向第二端口抽取液体。
25.如权利要求24所述的方法，还包括在流路从表面分开后，在表面的另一位置处再设置该装置。
26.如权利要求24所述的方法，还包括在流路从表面分开后，在另一表面上再设置该装置。
27.如权利要求24所述的方法，还包括表面与装置接触，其后从表面分开装置，从而限定表面与流路之间的表面通道，用作从第一端口到第二端口的液体通道。
28.如权利要求24所述的方法，包括在湿润环境下设置装置从而开始从第一端口到第二端口的液体流动。
29.如权利要求28所述的方法，包括冷却装置和表面中之一或两者，从而经凝结开始液体的流动。
30.如权利要求24所述的方法，包括在装置于表面之间施加电场，从而开始从第一端口到第二端口的液体流动。
31.如权利要求24所述的方法，包括向液体施加压强脉冲，从而开始从第一端口到第二端口的液体流动。
32.如权利要求24所述的方法，包括向液体施加热脉冲，从而经液体蒸发开始从第一端口到第二端口的液体流动。
33.如权利要求24所述的方法，包括通过反向第一端口与第二端口之间的压强差反向液体流动的方向。
34.如权利要求24所述的方法，包括经第一和第二端口压强响应流路从表面分开朝向第一和第二端口抽取液体。
CNB2003801051797A 2002-12-05 2003-11-13 在表面上流动液体的方法及装置 Expired - Fee Related CN100562362C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP02027180.5 2002-12-05
EP02027180 2002-12-05

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1720101A true CN1720101A (zh) 2006-01-11
CN100562362C CN100562362C (zh) 2009-11-25

Family

ID=32405694

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2003801051797A Expired - Fee Related CN100562362C (zh) 2002-12-05 2003-11-13 在表面上流动液体的方法及装置

Country Status (8)

Country Link
US (2) US7329111B2 (zh)
EP (1) EP1567265B1 (zh)
JP (1) JP4808406B2 (zh)
KR (1) KR100702504B1 (zh)
CN (1) CN100562362C (zh)
AU (1) AU2003283627A1 (zh)
TW (1) TWI245739B (zh)
WO (1) WO2004050246A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101548168B (zh) * 2007-07-20 2012-06-27 爱科来株式会社 检体供给器具及使用该器具的检体分析用具
CN103808776A (zh) * 2014-03-12 2014-05-21 杭州霆科生物科技有限公司 电化学传感器的制备方法

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050247673A1 (en) * 2004-05-07 2005-11-10 International Business Machines Corporation Confinement of fluids on surfaces
DE102005017653A1 (de) * 2005-04-15 2006-10-19 Boehringer Ingelheim Microparts Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Manipulation einer Flüssigkeit
WO2012153192A2 (en) * 2011-05-06 2012-11-15 Owe Orwar Microfluidic device with holding interface, and method of use
DK3023151T3 (en) 2009-12-03 2019-03-04 Flucell Ab PROCEDURE FOR INFLUENCING A LOCALIZED CIRCULATORY AREA FOR FLUIDUM FLOW AND SIMILAR PIPETTE
ITMI20100407A1 (it) 2010-03-12 2011-09-13 Rise Technology S R L Cella foto-voltaica con regioni di semiconduttore poroso per ancorare terminali di contatto
PL2819783T3 (pl) 2012-02-27 2019-07-31 École Polytechnique Fédérale De Lausanne (Epfl) Urządzenie do przetwarzania próbek z wyjmowanym szkiełkiem
WO2013183013A1 (en) 2012-06-06 2013-12-12 De Oliva Novo Pedro Jose Autonomous and programmable sequential flow of solutions in capillary microfluidics
US9021864B2 (en) 2012-08-21 2015-05-05 International Business Machines Corporation Sensing biomolecules using scanning probe with twin-nanopore to detect a change in the magnitude of the current through the second nanopore
DE102013205889B3 (de) 2013-04-03 2014-05-28 Kennametal Inc. Kupplungsteil, insbesondere Schneidkopf für ein Rotationswerkzeug sowie ein derartiges Rotationswerkzeug
DE102013220884B4 (de) 2013-10-15 2022-02-17 Kennametal Inc. Modulares Trägerwerkzeug sowie Werkzeugkopf
DE102014206796B4 (de) 2014-04-08 2020-10-15 Kennametal Inc. Rotationswerkzeug, insbesondere Bohrer sowie Schneidkopf für ein solches Rotationswerkzeug
CN107666961B (zh) 2015-01-14 2021-08-10 伯乐实验室公司 血液分析系统和方法
WO2016118757A1 (en) 2015-01-23 2016-07-28 Bio-Rad Laboratories, Inc. Immunoblotting systems and methods
DE102015211744B4 (de) 2015-06-24 2023-07-20 Kennametal Inc. Rotationswerkzeug, insbesondere Bohrer, und Schneidkopf für ein solches Rotationswerkzeug
USD798922S1 (en) 2015-10-07 2017-10-03 Kennametal Inc. Cutting head for rotary drill
US10071430B2 (en) 2015-10-07 2018-09-11 Kennametal Inc. Cutting head, rotary tool and support for the rotary tool and for the accommodation of the cutting head
USD798921S1 (en) 2015-10-07 2017-10-03 Kennametal Inc. Cutting head for modular drill
US9937567B2 (en) 2015-10-07 2018-04-10 Kennametal Inc. Modular drill
DE102017205166B4 (de) 2017-03-27 2021-12-09 Kennametal Inc. Modulares Rotationswerkzeug und modulares Werkzeugsystem
DE102017212054B4 (de) 2017-07-13 2019-02-21 Kennametal Inc. Verfahren zur Herstellung eines Schneidkopfes sowie Schneidkopf
US10799958B2 (en) 2017-08-21 2020-10-13 Kennametal Inc. Modular rotary cutting tool
CA3148282A1 (en) 2018-10-01 2020-04-09 Pierre-Alexandre GOYETTE System and method of fluid delivery
US11298769B2 (en) 2019-05-13 2022-04-12 International Business Machines Corporation Prevention of dripping of material for material injection
CN112077370A (zh) 2019-06-13 2020-12-15 肯纳金属印度有限公司 可转位钻头刀片
EP3766577A1 (en) 2019-07-16 2021-01-20 Imec VZW Passive fluidic connection between two hydrophilic substrates
JP2023042882A (ja) * 2021-09-15 2023-03-28 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 流路デバイス

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3526694A (en) * 1968-02-06 1970-09-01 Jerome H Lemelson Molding techniques
ATE25009T1 (de) 1981-09-25 1987-02-15 Winfried Dr Med Stoecker Vorrichtung fuer photometrische analysen.
US5429807A (en) * 1993-10-28 1995-07-04 Beckman Instruments, Inc. Method and apparatus for creating biopolymer arrays on a solid support surface
US6231333B1 (en) * 1995-08-24 2001-05-15 International Business Machines Corporation Apparatus and method for vacuum injection molding
US6089853A (en) 1997-12-24 2000-07-18 International Business Machines Corporation Patterning device for patterning a substrate with patterning cavities fed by service cavities
US6251343B1 (en) * 1998-02-24 2001-06-26 Caliper Technologies Corp. Microfluidic devices and systems incorporating cover layers
DE19827754C1 (de) 1998-06-23 2000-02-10 Graffinity Pharm Design Gmbh Einrichtung für eine nahezu gleichzeitige Synthese einer Vielzahl von Proben
DE59906190D1 (de) 1998-04-30 2003-08-07 Graffinity Pharmaceuticals Ag Vorrichtung für den transport von flüssigkeiten entlang vorgegebener leitwege
DE19823660C1 (de) * 1998-05-20 1999-10-07 Nanomont Ges Fuer Nanotechnolo Verfahren und Vorrichtung zur Fixierung fester Mikro- und/oder Nanoobjekte
JP3865107B2 (ja) * 2000-05-26 2007-01-10 横河電機株式会社 バイオチップ作製方法およびそれを用いたバイオチップ作製装置
WO2001062378A2 (en) * 2000-02-22 2001-08-30 Genospectra, Inc. Microarray fabrication techniques and apparatus
WO2001062887A1 (en) 2000-02-23 2001-08-30 Zyomyx, Inc. Chips having elevated sample surfaces
JP5046412B2 (ja) * 2000-04-06 2012-10-10 カリパー・ライフ・サイエンシズ・インク． 被覆層を組み込んだミクロ流体装置及びシステム
JP2002075947A (ja) * 2000-08-30 2002-03-15 Alps Electric Co Ltd ウェット処理装置
WO2002060582A2 (en) * 2000-11-16 2002-08-08 Fluidigm Corporation Microfluidic devices for introducing and dispensing fluids from microfluidic systems
CA2430651C (en) * 2001-02-09 2010-10-12 Wisconsin Alumni Research Foundation Method and structure for microfluidic flow guiding
CA2450676C (en) * 2001-03-09 2010-03-30 Biomicro Systems, Inc. Method and system for microfluidic interfacing to arrays
US6942836B2 (en) * 2001-10-16 2005-09-13 Applera Corporation System for filling substrate chambers with liquid

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101548168B (zh) * 2007-07-20 2012-06-27 爱科来株式会社 检体供给器具及使用该器具的检体分析用具
US9446402B2 (en) 2007-07-20 2016-09-20 Arkray, Inc. Specimen supplying tool and specimen analysing instrument using the same
CN103808776A (zh) * 2014-03-12 2014-05-21 杭州霆科生物科技有限公司 电化学传感器的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20080000536A1 (en) 2008-01-03
TW200415115A (en) 2004-08-16
CN100562362C (zh) 2009-11-25
US7329111B2 (en) 2008-02-12
AU2003283627A1 (en) 2004-06-23
EP1567265A1 (en) 2005-08-31
JP2006508789A (ja) 2006-03-16
EP1567265B1 (en) 2014-07-02
KR20050084968A (ko) 2005-08-29
JP4808406B2 (ja) 2011-11-02
KR100702504B1 (ko) 2007-04-03
TWI245739B (en) 2005-12-21
US7740472B2 (en) 2010-06-22
WO2004050246A1 (en) 2004-06-17
US20060093697A1 (en) 2006-05-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100562362C (zh) 在表面上流动液体的方法及装置
US8889085B2 (en) Microfluidic channel for removing bubbles in fluid
CN100342973C (zh) 带有一体的贮槽的显微镜载物片盖
JP4418770B2 (ja) 流体を表面に接触させる装置及び方法
CN1892220A (zh) 生化反应盒
CN1444646A (zh) 具有凸起的样品表面的芯片
CN1369698A (zh) 液体转移装置及反应容器
CN1731170A (zh) 毛细管电泳装置及其制造方法
CN1572498A (zh) 液滴喷出头以及微阵列的制造方法
CN1751117A (zh) 细胞趋化性检测装置
US20050042866A1 (en) Method and coating apparatus for the manufacture of a microarray
CN1865714A (zh) 操控液体的装置和方法
WO2004051228A1 (ja) マイクロチップならびにこれを用いた送液方法、質量分析システム
US7491272B2 (en) Confinement of liquids on surfaces
WO2006098370A1 (ja) 流路の実効的な通過時間の調整機構を具える遅延回路、マイクロチップ、およびその作製方法
EP1862542A1 (en) Detecting chip and method of detecting substance using the same
CN1503035A (zh) 平板显示器用玻璃基板及其制造方法
CN1299906C (zh) 加盖装置、加盖方法及液滴喷出装置
CN1746673A (zh) 生物芯片制造装置
CN1822897A (zh) 微型反应器
CN109647548B (zh) 一种液滴阵列生成装置及其制备方法和应用
JP2004191256A (ja) マイクロ流体素子への試料導入方法
JP2009055816A (ja) マイクロ流体チップ装置、マイクロ流体チップおよびこれに用いる流体送入用チューブ並びに試料導入導出方法
KR101484181B1 (ko) 생체 분자 전달 장치 및 방법
WO2020124301A1 (zh) 一种液滴阵列生成装置及其制备方法和应用

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20171127

Address after: Grand Cayman, Cayman Islands

Patentee after: GLOBALFOUNDRIES INC.

Address before: American New York

Patentee before: Core USA second LLC

Effective date of registration: 20171127

Address after: American New York

Patentee after: Core USA second LLC

Address before: New York grams of Armand

Patentee before: International Business Machines Corp.

TR01 Transfer of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20091125

Termination date: 20181113

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