DE60112812T2 - Poröses mikroventil - Google Patents

Poröses mikroventil Download PDF

Info

Publication number
DE60112812T2
DE60112812T2 DE2001612812 DE60112812T DE60112812T2 DE 60112812 T2 DE60112812 T2 DE 60112812T2 DE 2001612812 DE2001612812 DE 2001612812 DE 60112812 T DE60112812 T DE 60112812T DE 60112812 T2 DE60112812 T2 DE 60112812T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
layer
pore
microfluidic device
channel
fluid
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
DE2001612812
Other languages
English (en)
Other versions
DE60112812D1 (de
Inventor
Marci Pezzuto
D. Stephen O'CONNOR
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.)
Nanostream Inc
Original Assignee
Nanostream Inc
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 Nanostream Inc filed Critical Nanostream Inc
Publication of DE60112812D1 publication Critical patent/DE60112812D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE60112812T2 publication Critical patent/DE60112812T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • F16K99/0001—Microvalves
    • F16K99/0003—Constructional types of microvalves; Details of the cutting-off member
    • F16K99/0025—Valves using microporous membranes
    • 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
    • B01L3/502738—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 integrated valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • F16K99/0001—Microvalves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • F16K99/0001—Microvalves
    • F16K99/0003—Constructional types of microvalves; Details of the cutting-off member
    • F16K99/0028—Valves having multiple inlets or outlets
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • F16K99/0001—Microvalves
    • F16K99/0034—Operating means specially adapted for microvalves
    • F16K99/0036—Operating means specially adapted for microvalves operated by temperature variations
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • F16K99/0001—Microvalves
    • F16K99/0034—Operating means specially adapted for microvalves
    • F16K99/0055—Operating means specially adapted for microvalves actuated by fluids
    • F16K99/0057—Operating means specially adapted for microvalves actuated by fluids the fluid being the circulating fluid itself, e.g. check valves
    • 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
    • B01L2300/0809—Geometry, shape and general structure rectangular shaped
    • B01L2300/0816—Cards, e.g. flat sample carriers usually with flow in two horizontal directions
    • 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
    • B01L2300/0864—Configuration of multiple channels and/or chambers in a single devices comprising only one inlet and multiple receiving wells, e.g. for separation, splitting
    • 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
    • B01L2300/0887—Laminated structure
    • 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
    • B01L2400/0418—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces electrical forces, e.g. electrokinetic electro-osmotic flow [EOF]
    • 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
    • B01L2400/00—Moving or stopping fluids
    • B01L2400/06—Valves, specific forms thereof
    • B01L2400/0688—Valves, specific forms thereof surface tension valves, capillary stop, capillary break
    • 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
    • B01L2400/08—Regulating or influencing the flow resistance
    • B01L2400/084—Passive control of flow resistance
    • 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
    • B01L3/502707—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 the manufacture of the container or its components
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • F16K2099/0073—Fabrication methods specifically adapted for microvalves
    • F16K2099/0074—Fabrication methods specifically adapted for microvalves using photolithography, e.g. etching
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • F16K2099/0073—Fabrication methods specifically adapted for microvalves
    • F16K2099/0076—Fabrication methods specifically adapted for microvalves using electrical discharge machining [EDM], milling or drilling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • F16K2099/0073—Fabrication methods specifically adapted for microvalves
    • F16K2099/008—Multi-layer fabrications
    • 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
    • Y10T137/0318—Processes
    • 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
    • Y10T137/206—Flow affected by fluid contact, energy field or coanda effect [e.g., pure fluid device or system]
    • 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
    • Y10T137/206—Flow affected by fluid contact, energy field or coanda effect [e.g., pure fluid device or system]
    • Y10T137/218—Means to regulate or vary operation of device
    • Y10T137/2191—By non-fluid energy field affecting input [e.g., transducer]
    • Y10T137/2196—Acoustical or thermal energy
    • 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
    • Y10T137/206—Flow affected by fluid contact, energy field or coanda effect [e.g., pure fluid device or system]
    • Y10T137/2224—Structure of body of device

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)

Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung betrifft Mikrofluidik-Vorrichtungen, welche eingebaute Mittel zum Steuern des Fluidflusses innerhalb solch einer Vorrichtung aufweisen.
  • Ein Beispiel von solchen Vorrichtungen ist aus WO 01/25138 bekannt.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Nach einem Aspekt der Erfindung weist eine Mikrofluidik-Vorrichtung mehrere Porenbereiche auf, welche den Fluidfluss zwischen Kanälen verhindern, welche in einer ersten Schicht und einer zweiten Schicht der Vorrichtung ausgebildet sind. Jeder Porenbereich hat einen charakteristischen Widerstand und ist einem ersten Schichtkanal und einem zweiten Schichtkanal zugehörig. Mindestens zwei erste Porenbereiche sind durch unterschiedliche Widerstände charakterisiert. Beim Verwenden, wenn ein Fluid auf diese Bereiche trifft, wird vorzugsweise eine Fluidfront aufgehalten, bis ein Zustand wie beispielsweise ein erhöhter Druck erreicht ist zum Anregen des Fluids, den von den Porenmaterialien bereitgestellten Widerstand zu überwinden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform weist mindestens einer, der erste Porenbereich oder der zweite Porenbereich, eine Porenmembran auf. In bestimmten Ausführungsformen weisen die Mikrofluidik-Vorrichtungen sandwichartig aufeinandergelegte Matrizenschichten auf.
  • In einer Ausführungsform sind die erste Schicht und die zweite Schicht zueinander benachbart. In einer anderen Ausführungsform ist eine dritte Schicht, welche mindestens einen Porenbereich aufweist, zwischen die erste Schicht und die zweite Schicht eingefügt.
  • In einer Ausführungsform weist ein Porenbereich eine Porenmembran auf, welche im wesentlichen alles von einer Trennschicht ausbildet. In einer anderen Ausführungsform können Porenbereiche durch Verfestigen von oder durch anderweitiges Aushärten einer fließfähigen Flüssigkeit, einer fließfähigen Lösung, einer fließfähigen Aufschlämmung oder Suspension in einem Mikrofluidik-Kanal ausgebildet werden.
  • In einer Ausführungsform können die erste Schicht und die zweite Schicht vereint sein. In einer anderen Ausführungsform sind mindestens eine von der ersten Schicht und von der zweiten Schicht aus einem selbstklebenden Material wie einem Klebeband ausgebildet. Unterschiedliche Typen von Klebebändern sind vorstellbar, wie dass sie unter Verwendung verschiedener, unterschiedlicher Wechselwirkungen ausgehärtet werden. Zahlreiche unterschiedliche Typen von Materialien können verwendet werden.
  • In einem anderen Aspekt der Erfindung kann jeder der vorhergehenden separaten Aspekte oder Merkmale für einen zusätzlichen Nutzen kombiniert werden.
  • Diese und andere Aspekte, Merkmale und Ziele der Erfindung werden durch die Durchsicht der Zeichnungen, der Beschreibung und der Ansprüchen ersichtlich.
  • Definitionen
  • Der wie hierin verwendete Begriff "Kanal" ist im weitesten Sinne zu interpretieren. Daher ist er nicht vorgesehen, dass er auf längliche Konfigurationen einzuschränken ist, wo die Quer- oder Längsabmessung in großem Ausmaß den Durchmesser oder die Querschnittsabmessung übertrifft. Eher sind solche Begriffe so gemeint, dass sie Hohlräume oder Tunnel von jeder gewünschten Gestalt oder Konfiguration aufweisen, durch welche Flüssigkeiten geleitet werden können. Solch ein Fluid-Hohlraum kann beispielsweise eine Durchflusszelle aufweisen, wo ein Fluid dauernd passiert wird oder alternativ eine Kammer zum Aufnehmen einer bestimmten diskreten Fluidmenge über eine bestimmte Zeitdauer. Die "Kanäle" können aufgefüllt sein oder können interne Strukturen enthalten, welche Ventile oder gleichwertige Bauteile aufweisen.
  • Der wie hierin verwendete Begriff "Mikrofluidik" ist, ohne irgendeine Einschränkung dazu, auf Strukturen oder Vorrichtungen bezogen zu verstehen, durch welche ein Fluid(e) hindurch passiert (passieren) oder geführt werden kann (können), wobei eine oder mehrere der Abmessungen kleiner als 500 μm ist/sind.
  • Der wie hierin verwendete Begriff "Porenbereich" beschreibt einen Abschnitt von einer oder eine Schnittstelle mit einer Mikrostruktur (wie beispielsweise einem Mikrofluidik-Kanal), intern von einer Mikrofluidik-Vorrichtung, welche eine Bewegung einer Fluidfront bei einem gegebenen Druck unter Anwendung eines Porenmaterials beschränkt. Solch eine Beschränkung kann auch Widerstand genannt werden. Eine unglaublich große Vielfalt von Materialen kann zum Erzeugen eines Porenmembranventils verwendet werden, wie es von einem Fachmann in der Filtertechnik zu erkennen ist. Faktoren, welche den von einem besonderen Porenmembranventil verursachten Widerstand beeinflussen können, weisen das Folgende auf, sind aber nicht darauf beschränkt: die Membranabmessungen; die Netzwerkgeometrie zwischen einer Membran und dem zugehörigen Einlass- oder Auslasskanal; die Membranporengröße/das Hohlraumvolumen; die Membranporen-Geometrie (z. B. ob die Poren zufällig verteilt oder in Fluidfluss-Richtung ausgerichtet sind); und das Membranmaterial, einschließlich jede chemische Wechselwirkung zwischen der Membran und einem Arbeitsmedium (beispielsweise, wenn die Membran aus hydrophobem Material zusammensetzt ist und eine wässrigen Lösung in die Vorrichtung fließt).
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1A ist eine perspektivische Explosionsansicht einer ersten Mikrofluidik-Vorrichtung mit drei Mikrofluidik-Ventilen. 1B zeigt eine Draufsicht auf die zusammengebaute Vorrichtung aus 1A.
  • 2A ist eine perspektivische Explosionsansicht einer zweiten Mikrofluidik-Vorrichtung mit drei Mikrofluidik-Ventilen. 2B ist eine Draufsicht auf die zusammengebaute Vorrichtung aus 2A.
  • 3A ist eine perspektivische Explosionsansicht einer dritten Mikrofluidik-Vorrichtung mit zwei Mikrofluidik-Ventilen. 3B ist eine Draufsicht auf die zusammengebaute Vorrichtung aus 3A.
  • 4A ist eine perspektivische Explosionsansicht einer Mikrofluidik-Vorrichtung, welche eine Probe dosiert und in vier gleiche Portionen unter Anwendung der Porenmembranventile der gegenwärtigen Erfindung teilt. 4B ist eine Draufsicht der zusammengebauten Vorrichtung aus 4A.
  • 5A ist eine Draufsicht auf eine Mikrofluidik-Vorrichtung mit zwei leeren Kammern. 5B ist eine Draufsicht auf eine Mikrofluidik-Vorrichtung mit zwei Kammern, wobei jede eine Porenmembran enthält.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Die Erfindung betrifft die Mikrofluidik-Vorrichtung, welche eingebaute Mittel zum Steuern des Fluidflusses aufweist. In einem Aspekt der Erfindung weisen bestimmte Bereiche von einer Mikrofluidik-Vorrichtung Porenmaterialen auf, welche den Fluidfluss hindern. Beim Verwenden, wenn das Fluid auf diese Bereiche trifft, wird die Bewegung einer Fluidfront verhindert, bis für das Fluid ein ausreichender Druck zum Überwinden des von den Porenmaterialien bereitgestellten Widerstands bereitgestellt wird. Mehrere Porenbereiche, welche als Mikrofluidik-Ventile dienen können, können auf einer einzigen Vorrichtung ausgebildet sein, so dass sie unterschiedliche Sperrvermögen oder Widerstände haben und im Einklang die Gesamtrichtung des Fluidflusses steuern können. Die Widerstandbereiche können innerhalb der Kanäle auf eine Anzahl von Weisen ausgebildet sein.
  • Die erfindungsgemäßen Mikrofluidik-Vorrichtungen können auf verschiedene Weisen unter Anwendung einer weiten Vielfalt von Materialien herstellt werden. In bestimmten Ausführungsformen sind diese Mikrofluidik-Vorrichtungen unter Verwendung von im wesentlichen flachen Matrizenschichten ausgebildet zum Definieren von Strukturen wie Kanälen und/oder Kammern durch Beseitigen von Material durch die gesamte Dicke des Materials. Zum Erleichtern einer ausreichenden Materialbeseitigung kann ein computergesteuerter zum Empfangen eines Schneidmessers modifizierter Plotter verwendet werden. Alternativ kann ein computergesteuerter Schneid-Laser verwendet werden. Als andere Alternativen können konventionelle Druck-, Schneid- und/oder Gießtechniken angewendet werden. Die weite Vielfalt von Materialien, welche zum Herstellen von Mikrofluidik-Vorrichtungen verwendet werden kann, welche sandwichartig aufeinandergelegte Matrizenschichten verwenden, weist Polymer-, Metall, Papier- und/oder Komposit-Materialien auf, um ein paar zu nennen. Wenn in einer Mikrofluidik-Vorrichtung zusammengebaut, kann die obere Fläche und die untere Fläche der Matrizenschicht mit einer oder mehreren angrenzenden Matrizen- oder Trägerschichten gepaart werden zum Ausbilden einer im wesentlichen geschlossenen Vorrichtung. Zum Begünstigen der Abdichtung zwischen den unterschiedlichen Schichten können Klebstoffe verwendet werden, vorteilhafterweise in der Form von selbstklebenden Schichten, die zum Ausbilden einer Vorrichtung verwendet werden. Andere Abdichtverfahren können verwendet werden, einschließlich, thermischer, chemischer oder mechanischer Aufbringmittel. Druck und/oder Vakuum könne/kann zum Aufrechterhalten des Abdichtkontakts zwischen den Schichten angewendet werden. Wie oben diskutiert, können andere Herstellungsverfahren, die keine Matrizenschichten verwenden, verwendet werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform werden Porenmaterialien in oder zwischen die Kanäle eingesetzt und bilden den Widerstandsbereich aus. Diese Porenmaterialien sind derart ausgebildet, dass ein Druckverlust auf der einen Seite des Materials hin zu der anderen auftritt und den Fluidfluss innerhalb eines gewünschten Druckbereichs verhindert. In einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist der Widerstandbereich eine Scheibe oder eine Schicht aus Material, welche eine der Matrizenschichten der Vorrichtung bildet. Das Fluid reist durch Kanäle in einer der Schichten einer Vorrichtung und passiert durch Durchgangslöcher, welche durch die Matrizenschicht hindurchführen, welche den Widerstandsbereich zu Kanälen auf einer oberen oder unteren Schicht der Vorrichtung bildet. In anderen Ausführungsformen kann ein Widerstandsbereich ausgebildet sein, indem eine oder mehrere Fluidik-Ingredienzien in einen Kanal eingesetzt oder eingeströmt werden und indem den Ingredienzien erlaubt wird, sich teilweise oder vollständig zu verfestigen. Das Fluidik-Ingrediens (die Fluidik-Ingredienzien), aus welchem der Widerstandsbereich ausgebildet ist (sind), kann (können) eine Flüssigkeit, eine Lösung, eine Aufschlämmung oder eine Suspension aus Polymeren, Keramiken oder anderen Materialien sein, welche anorganische Materialien aufweisen.
  • In bestimmten Ausführungsformen der Erfindung werden Porenmembranen zum Führen und Steuern des Fluidflusses in einer Mikrofluidik-Vorrichtung verwendet. Porenmembranen weisen mehrere Eigenschaften wie beispielsweise die Porengröße, die chemische Wechselwirkung mit einem Arbeitsmedium (z.B. Hydrophobie oder Hydrophobie bezüglich wasserhaltiger Lösungen) und das Hohlraumvolumen auf, welches die Fluid-Eindringdrücke und die Durchflussraten von einer bestimmten Membran bestimmen. Diese Eigenschaften können in einer Mikrofluidik-Vorrichtung zum Manipulieren des Fluids auf eine gewünschte Weise angewendet werden.
  • Verschiedene hydrophobe Membranen werden mit unterschiedlichen Fluid-Eindringdrücken hergestellt. In einer Ausführungsform können verschiedene Membranen mit unterschiedlichen Fluid-Eindringdrücken in einer Mikrofluidik-Vorrichtung konfiguriert werden zum Erzeugen von Ventilen mit verschiedenen Widerständen.
  • In einer anderen, bevorzugten Ausführungsform kann Material in einen Kanal oder in ein Durchgangsloch zum Bereitstellen des Ventilmechanismus gepackt sein. Verschiedene Filtermaterialien sind für diesen Zweck brauchbar, aufweisend Silikagel, Polymerperlen, Glasperlen und andere Materialien, welche in der Chromatographie verwendet werden. Andere äquivalente Materialien sind in der Filtertechnik allgemein bekannt.
  • Beim Verwendung bewirkt der Druck oder ein anderes Mittel, dass das Fluid durch einen Kanal hindurch strömt. Wenn die Fluidfront einen Bereich erreicht, wo die Porenmembranventile angeordnet sind, wird der Fluidfluss am Passieren der Porenmembran gehindert, bis der Widerstand, welcher von der Membran bewirkt wird, durch einen angestiegenen Druck innerhalb des Kanals überwunden ist. In bestimmten Ausführungsformen beginnt das Fluid in das Porenmaterial hineinzufließen, aber fließt langsam. Die Fluidflussrate durch das Material hindurch ist im allgemeinen proportional zum Gegendruck.
  • Wie oben angemerkt, können viele Faktoren das Profil der Fluidflussrate gegen den Gegendruck für den Durchfluss durch ein gegebenes Porenmaterial hindurch beeinflussen. Diese Faktoren weisen auf, sind aber nicht darauf beschränkt, die chemische Beschaffenheit der Membran, die Porengröße der Membran, die Geometrie und Gestalt der Poren in der Membran, die Oberflächengröße der Membran, die Größe der Öffnung, wo das Fluid hindurchströmen wird, und andere Parameter. Die Beschaffenheit des Fluids, welches hindurchströmt, wird auch einen Einfluss haben. Die Fluidfaktoren weisen auf, sind aber nicht darauf beschränkt, die Zusammensetzung des Fluids, die Oberflächenspannung des Fluids, die Viskosität des Fluids, die Temperatur und die Verdichtbarkeit des Fluids.
  • Vorrichtungen gemäß der Erfindung können auf vielfältige Weise ausgebildet sein. Ein paar Beispiele werden gezeigt.
  • Bezugnehmend auf 1A ist eine Mikrofluidik-Vorrichtung 10 aus zehn Matrizenschichten 20–29 ausgebildet, aus welchen Kanäle 30–33, Durchgangslöcher 34 und eine Einlassöffnung 35 abgetragen worden sind. Die Matrizenschichten 24–26 sind alle auf derselben Schicht und setzen sich aus drei unterschiedlichen Porenmembranen zusammen. Die Matrize 26 weist ein Polyethylen mit ultrahoher Molmasse (UHMWPE) mit einer 40 μm Porengröße auf, welches hydrophob ist. Die Matrize 25 weist ein UHMWPE mit 2,5–4,5 μm Porengröße auf. Die Matrize 24 weist ein UHMWPE mit 25 μm Porengröße auf. Die Matrizenschicht 20 ist auch ein Porenmaterial und weist PTFE mit 1–2 μm Poregröße auf. Die Matrizenschichten 21, 23, 27 weisen ein einseitiges Klebeband mit einem 2 Millizoll-(50 μm)-Polyesterträger mit 0,8 Millizoll (20 μm) Acrylkleber auf. Die Matrizenschichten 22 und 28 sind doppelseitiges Klebeband, welches einen 0,5 Millizoll (13 μm) dicken Polyesterträger mit 1,8 Millizoll (45 μm) dicken Acrylkleber auf beiden Seiten aufweisen. Die Matrizenschicht 29 ist eine 1/8 Zoll (3 mm) Polycarbonatbasis mit einem Loch mit einem Durchmesser von 0,38 Zoll (9 mm), welches zum Ausbilden einer Einlassöffnung 35 gebohrt ist.
  • Die zusammengebaute Vorrichtung 10 ist in 1B gezeigt und die drei Ventilbereiche sind mit 36–38 markiert. Beim Verwenden wird koloriertes Wasser bei der Einlassöffnung 35 mit einer Flussrate von 10 μl/min injiziert. Das Fluid füllt den Kanal 33 vollständig aus und wird an jedem der Ventilbereiche 36–38 gestoppt. Dann wird weiter Druck auf den Einlass ausgeübt, bis das Ventil 36 überwunden wird. Das Ventil 36 weist die Kombination des Porenmaterials 26 und der Durchgangslöcher 34 auf. Das Ventil 36 wird als erstes überwunden, da das 40 μm porengroße Material Wasser leichter passieren lässt als es die anderen tun. Wenn das Fluid den Kanal 30 ausfüllt, trifft das Fluid auf das Porenmaterial, welches die Matrizenschicht 20 ausbildet. Das Fluid will sogar weniger durch die Matrizenschicht 20 hindurchpassieren, als durch das nächste Ventil, wobei so das Ventil 37 überwunden wird. Sobald der Kanal 31 aufgefüllt ist, wird das Ventil 38 überwunden.
  • Eine andere Mikrofluidik-Vorrichtung 39 mit eingebauter Sperrung ist in 2A–2B gezeigt. Diese Vorrichtung 39 ist zu der in 1A–1B gezeigten Vorrichtung 10 ähnlich, außer dass die Porenmaterial-Matrizenschichten eigentlich eine Fläche der Kanäle ausbilden. Bezugnehmend auf 2A ist eine Mikrofluid-Vorrichtung aus neun Matrizenschichten 40–48 ausgebildet, von welchen die Kanäle 49–52, Durchgangslöcher 53 und eine Einlassöffnung 54 abgetragen worden sind. Die Matrizenschichten 43-45 sind alle auf derselben Schicht und sind aus drei unterschiedliche Porenmembrane ausgebildet. Die Schicht 43 ist aus Polyethylen mit ultrahoher Molmasse (UHMWPE) mit einer Porengröße von 40 μm ausgebildet, welches hydrophob ist. Die Schicht 45 ist aus UHMWPE mit einer Porengröße von 2,5–4,5 μm ausgebildet. Die Schicht 44 ist aus UHMWPE mit einer Porengröße von 25 μm ausgebildet. Die Schicht 40 ist auch ein Porenmaterial und aus PTFE mit einer Porengröße von 1–2 μm ausgebildet. Die Matrizenschichten 41 und 46 sind aus einseitigem Klebeband ausgebildet, d.h. 2 Millizoll (50 μm) Polyesterträger mit 0,8 Millizoll (20 μm) Acrylklebstoff. Die Matrizenschichten 42 und 47 sind doppelseitiges Klebeband, welches aus 0,5 Millizoll (13 μm) dickem Polyesterträger mit 1,8 Millizoll (45 μm) dicken Acrylklebstoff auf beiden Seiten ausgebildet sind. Die Matrizenschicht 48 ist eine 1/8 Zoll (3 mm) Polycarbonatbasis mit einer Öffnung mit einem Durchmesser von 0,38 Zoll (9 mm), welche zum Ausbilden einer Einlassöffnung 35 gebohrt ist. Die zusammengebaute Vorrichtung 39 ist in 2B gezeigt. Die Vorrichtung funktioniert identische, wie die Vorrichtung 10, welche in 1 gezeigt ist.
  • In bestimmten Umständen kann es vorteilhaft sein, jede Matrizenschicht aus einem einzigen Material auszubilden. Eine Vorrichtung wie diese kann ausgebildet werden, indem Durchgangslöcher in dem Porenmaterial an sich ausgebildet sind und indem diese ganzen Scheiben aus Porenmaterial sind, welche individuelle Schichten ausbilden.
  • Die Erfindung kann auch praktiziert werden unter Verwendung von traditionellen Mikrofluidik-Ausbildungs-Techniken wie beispielsweise das Einätzen von Kanälen in Glas oder Silizium oder das Prägen oder das Mikrogießen von Kanalstrukturen in Polymermaterialien. Bezugnehmend auf 3A ist eine Mikrofluidik-Vorrichtung 100 aus vier Teilen 180–183 ausgebildet, zwei Teile, welche aus in Substraten 180, 183 ausgenommen Kanälen gemacht sind, und zwei Teile, die aus Porenmaterialien 181, 182 sind. Das untere Substrat 180 weist einen Kanal 184 auf, welcher durch Techniken wie beispielsweise Ätzen oder Prägen ausgenommen worden ist. Auch ein Durchgangsloch 187 wurde den gesamten Weg durch das Substrat 180 hindurch erzeugt. Das Durchgangsloch 187 kann beispielsweise durch eine zweite Ätzung oder durch Bohren ausgebildet werden. Eine obere Platte 183 ist mit zwei ausgenommenen Kanälen 185, 186 und zwei Durchgangslöcher 188, 189 ausgebildet. Zwei unterschiedliche Porenbereiche 181, 182 sind zwischen die ausgenommenen Abschnitte der Substrate 180, 183 sandwichartig gelegt. In diesem Beispiel sind die Porenbereiche 181, 182 aus identischen Materialien gemacht, haben aber unterschiedliche Porengrößen. Beispielsweise ist der Porenbereich 182 von 5 μm-Porengröße und das Element 181 ist von 25 μm-Porengröße. Die Porenbereiche 181, 182 nehmen vorzugsweise aber nicht notwendigerweise eine gemeinsame Schicht ein. Die Substrate 180, 183 können an die Porenelemente 181–182 auf eine Vielfalt von Weisen gebondet sein. Beispielsweise kann eine Klebstoffschicht auf die obere Schicht von 180 und die untere Schicht von 183 aufgebracht werden und die Vorrichtungen werden sandwichartig aufeinandergelegt. Andere Bondverfahren, welche dem Fachmann bekannt sind, können verwendet werden, aufweisend, aber nicht darauf beschränkt, Ultraschallschweißen, chemisches Behandeln und Wärmebehandeln.
  • Die zusammengebaute Vorrichtung 100 ist in 3B gezeigt. Beim Verwenden wird ein Fluid bei Öffnung 187 injiziert und passiert durch den Kanal 184 hindurch. Während des Auffüllens des Kanals 184 betritt das Fluid nicht die Kanäle 185 oder 186, bis der Kanal 184 vollständig aufgefüllt ist, aufgrund des übermäßigen Drucks, welcher zum Überwinden des Filterbereichs 181, 182 notwendig ist. Sobald der Kanal 184 vollständig aufgefüllt ist, passiert das Fluid zuerst durch den Filterbereich 181 aufgrund der größeren Porengröße und daher des erforderlichen kleineren Druckverlusts und füllt den Kanal 186 auf. Wenn der Ausgang 189 blockiert ist, wird dann ein Druck aufgebaut und das Fluid wird durch den Filter 182 hindurch passieren und den Kanal 185 auffüllen.
  • In einer anderen Ausführungsform können die Porenmembranventile in einer Vorrichtung zum Erzeugen eines Mikrofluidik-Messsystems verwendet werden. Bezugnehmend auf 4A ist eine Explosionsansicht einer Mikrofluidik-Vorrichtung 149 gezeigt, welche aus sieben Matrizenschichten 150–156 ausgebildet ist. In den Schichten sind Kanäle 162–166, Durchgangslöcher 167, eine Einlassöffnung 168 und Auslassöffnungen 169 definiert. Die Matrizenschicht 153 ist aus fünf unterschiedlichen Porenmaterialien ausgebildet. Der Bereich 157 ist ein UHMWPE mit 40 μm Porengröße, der Bereich 158 ist ein UHMWPE mit 30 μm Porengröße, der Bereich 159 ist ein UHMWPE mit 20 μm Porengröße, der Bereich 160 ist ein UHMWPE mit 10 μm Porengröße und der Bereich 161 ist ein UHMWPE mit 1 μm Porengröße. Die Matrizenschichten 152 und 154 sind aus einem einseitigen Klebeband ausgebildet, wobei der Klebstoff der Matrize 153 zugewandt ist, wobei die Matrizenschichten 151 und 155 doppelseitiges Klebeband sind und die Matrizenschichten 150 und 156 Polymerfolien ohne Klebstoff sind. Eine große Anzahl von unterschiedlichen Polymeren kann verwendet werden, wie es einem Fachmann ersichtlich ist. Die zusammengebaute Vorrichtung 149 ist in 4B gezeigt. Beim Verwenden wird ein kleiner Teil des Fluids an der Einlassöffnung 168 injiziert und passiert den Kanal 162 hinab bis es das Ende des Kanals erreicht. Der Teil des Fluids sollte zum Auffüllen des Messabschnitts von Kanal 162 groß genug sein, aber nicht größer als das Gesamtvolumen der Kanäle 162 und 166. Das überschüssige Fluid passiert dann durch den Porenmembranbereich 157 hindurch in den Abfallkanal 166, da der Druckverlust über dem Membranbereich 157 der schwächste der fünf Bereiche 157–161 ist. Luft wird hinter das Fluid zum Antreiben des Flusses injiziert. Sobald das Abfallfluid das Ende des Kanals 166 erreicht, passiert das Fluid im Kanal 162 durch den Membranbereich 158 hindurch, da der Druckverlust über dem Bereich 158 kleiner ist als der Verlust über dem Bereich 161 am Ausgang des Kanals 166. Der Fluidstopfen passiert durch den Membranbereich 158 hindurch und wird dann gleichmäßig in mehrere Kanäle 164 verteilt. Das Volumen jedes Kanals 164 ist exakt die Hälfte des Volumens des Messabschnitts des Kanals 162. Sobald der Kanal 164 gefüllt ist, passieren die beiden Fluidstopfen durch den Bereich 159 hindurch und betreten die Kanäle 163. Jeder Kanal 163 ist exakt ein Viertel des Volumens des Kanals 162. Sobald jeder Kanal 163 gefüllt ist, passiert das Fluid durch den Membranbereich 160 hindurch und geht zu den Ausgangöffnungen 169. Zusammenfassend nimmt die Vorrichtung 149 ein unbestimmtes Fluidvolumen auf, misst eine bekannte Menge und verteilt die Probe in vier gleiche Abschnitte zur weiteren Analyse. Die Porenmembranventile steuern den Fluidik-Weg in der Vorrichtung.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform können unterschiedliche Porenmembranen zum Steuern der Flussrate (und daher des Gesamtvolumens) eines gegebenen Kanals hinab verwendet werden. Bei einem gegebenen Gegendruck weisen Membrane mit unterschiedlichen Porositäten und Hohlraumvolumen unterschiedliche Durchflussraten auf.
  • In einer anderen Ausführungsform können die Porenbereiche innerhalb der gleichen Schicht wie ihre zugehörigen Einlass- und Auslasskanäle ausgebildet sein. Bezugnehmend auf 5A weist eine Mikrofluidik-Vorrichtung 190 zwei leere Kammern 191, 192 auf, welche in einer gemeinsamen Schicht mit Fluidkanälen 193–196 definiert ist. Die Vorrichtung 190 ist vorzugsweise aus mehreren Materialschichten ausgebildet, wobei die Kammer 191, 192 und die Kanäle 193–196 in einer Matrizenschicht ausgebildet sind, welche zwischen anderen Schichten sandwichartig eingelegt ist. 5B zeigt eine Mikrofluidik-Vorrichtung 193 mit Kammern 201, 202 und mit Kanälen 203–206, welche ähnlich zu jenen sind, die in 5A bereitgestellt sind, aber mit dem Zusatz von Porenbereichen 207, 208 in den Kammern 201, 202. Die Porenbereiche 207, 208 können zu den Kammern 201, 202 gemäß verschiedener Verfahren hinzugefügt werden, welche das Folgende aufweisen, aber nicht darauf beschränkt sind: Siebdrucken (wie in der veröffentlichten WIPO Patentanmeldung Nummer PCT/US00/27366 diskutiert), Platzieren oder Packen von Membranelementen an Ort und Stelle oder Einfließen von Ingredienzien in die Kammern 201, 202 hinein und Ermöglichen der Ingredienzien sich teilweise oder vollständig zu verfestigen. Fliess-Ingredienzien, aus welchen der Widerstandbereich ausgebildet ist, können Flüssigkeiten, Aufschlämmungen oder Suspensionen von Materialien aufweisen, welche polymere, anorganische Materialen oder andere Materialen aufweisen, welche in der Filtertechnik bekannt sind. Beispielsweise kann eine Glasperlensuspension in einer Flüssigkeit wie beispielsweise einem Alkohol in die Kammern 201, 202 während der Herstellung eingeführt werden und dann kann die Flüssigkeit teilweise oder vollständig vor dem Abdichten der Vorrichtung 200 evaporiert werden. Nach der Evaporation bleiben die Glasperlen zum Ausbilden einer Porenmembran in den jeweiligen Kammern 201, 202. Falls gewünscht, können Perlen von unterschiedlichen Größen oder aus unterschiedlichen Materialien für die Membranen 207, 208 zum Bereitstellen von wesentlich unterschiedlichen Widerstände verwendet werden. Falls feste Membranen in den Kammern 201, 202 platziert sind und mit denselben verwendet werden, kann dann eine große Vielfalt von Filtermaterialien verwendet werden, wie es einem Fachmann ersichtlich ist. Sehr ähnliche oder im wesentlichen unterschiedliche Filtermaterialien können zum Ausbilden der unterschiedlichen Porenventile verwendet werden, welche in einer bestimmten Vorrichtung wie beispielsweise der Vorrichtung 200, die in 5B gezeigt ist, vorhanden sein können.
  • Überraschenderweise wurde beobachtet, dass das Verwenden des gleichen Filtermaterials für zwei Porenventile in einer einzelnen Vorrichtung nach wie vor tendenziell dazu führt, dass die Ventile unterschiedliche Widerstände aufweisen. D.h., wenn ein in eine Mikrofluidik-Vorrichtung injiziertes Fluid in simultaner Kommunikation mit mehreren Porenmembranventilen ist – jedes ist entlang dem gleichen Kanal angeordnet, jedes ist aus demselben Material hergestellt und jedes ist in der gleichen Geometrie und gemäß dem gleichen Verfahren hergestellt – scheint es, dass ein Ventil vor dem anderen (den anderen) "durchbrochen" wird oder die Passage des Fluids erlaubt. Jedoch ist es in solch einer Situation unmöglich vorherzusehen, welches Ventil als erstes durchbrochen wird. Wenn es wünschenswert ist, die Vorhersagbarkeit des Fluidflusses innerhalb einer Mikrofluidik-Vorrichtung mit mehreren Membranventilen zu vereinfachen, wird vorzugsweise der Widerstand von jedem Membranventil in Fluidkommunikation mit einem bestimmten Kanal absichtlich unterschiedlich zu dem anderen (den anderen) ausgebildet, wie beispielsweise durch unterschiedliche Membrangeometrien oder Abmessungen, eine unterschiedliche Schnittstellen-Geometrie, eine unterschiedliche Porengröße und/oder unterschiedliche Materialien.
  • Wie es einem Fachmann ersichtlich ist, weisen zusätzliche Faktoren, welche den Fluss in Mikrofluidik-Vorrichtungen beeinflussen können, welche erfindungsgemäße Porenmembranventile integrieren, auf, sind aber nicht darauf beschränkt: Materialien, welche zum Herstellen der Vorrichtungen verwendet werden; die Geometrie der Kanäle und die Schnittstellen zwischen den Kanälen, einschließlich der Gestalten und der Öffnungsgrößen zwischen und in den Kanälen; die Geometrie des Kanals und der Filterschnittstellen; und den Typ, die Beschaffenheit und die physikalischen Eigenschaften des (der) verwendeten Arbeitsmediums (Arbeitsmedien), einschließlich der Oberflächeneffekte der Fluide, wie bei der Zugabe von Seife; der Temperatur und des Drucks.
  • Die hierin dargestellten und beschriebenen besonderen Porenmembranen, Vorrichtungskonfigurationen und Konstruktionsverfahren sind nur exemplarisch vorgesehen und sollen den Umfang der Erfindung nicht einschränken. Der Umfang der Erfindung sollte nur gemäß dem rechtsgültigen Umfang der beigefügten Ansprüche eingeschränkt werden.

Claims (12)

  1. Mikrofluidik-Vorrichtung, aufweisend: eine erste Schicht (28, 180), welche mindestens einen darin definierten ersten Schichtkanal (33, 184) aufweist, wobei der mindestens eine erste Schichtkanal (33, 184) wenigstens eine Abmessung kleiner als 500 μm hat, eine zweite Schicht (22, 183), welche darin mindestens einen zweiten Schichtkanal (30, 185) aufweist, wobei der mindestens eine zweite Schichtkanal (30, 185) wenigstens eine Abmessung kleiner als 500 μm hat, gekennzeichnet durch einen ersten Porenbereich (24, 181), welcher sowohl einem ersten Schichtkanal (28, 180) als auch einem zweiten Schichtkanal (30, 185) zugehörig ist, und einen zweiten Porenbereich (26, 182), welcher sowohl einem ersten Schichtkanal (33, 184) als auch einem zweiten Schichtkanal (31, 186) zugehörig ist, wobei jeder Porenbereich den Fluidfluss zwischen der ersten Schicht (28, 180) und der zweiten Schicht (22, 183) verhindert, wobei jeder Porenbereich durch einen Widerstand charakterisiert ist und der Widerstand des ersten Porenbereichs unterschiedlich zu dem Widerstand des zweiten Porenbereichs ist.
  2. Mikrofluidik-Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei mindestens einer von dem ersten Porenbereich oder von dem zweiten Porenbereich eine Porenmembran aufweist.
  3. Mikrofluidik-Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die erste Schicht (28) und die zweite Schicht (22) sandwichartig aufeinandergelegte Matrizenschichten sind.
  4. Mikrofluidik-Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die erste Schicht (28) und die zweite Schicht (22) zueinander benachbart sind.
  5. Mikrofluidik-Vorrichtung gemäß Anspruch 1, welche ferner eine dritte Schicht (26) aufweist, welche zwischen der ersten Schicht (28) und der zweiten Schicht (22) eingelegt ist, wobei die dritte Schicht mindestens einen Porenbereich aufweist.
  6. Mikrofluidik-Vorrichtung gemäß Anspruch 5, wobei der wenigstens eine Porenbereich eine Porenmembran ist, welche im wesentlichen die gesamte dritte Schicht ausbildet.
  7. Mikrofluidik-Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei wenigstens ein Porenbereich durch Einführen eines Ingrediens in einen Mikrofluidik-Kanal hinein, welches aus der Gruppe ausgewählt ist, welche eine Flüssigkeit, eine Lösung, eine Aufschlämmung und eine Suspension aufweist, und dann durch Ermöglichen von wenigstens einer Teilevaporation des Ingrediens ausgebildet ist.
  8. Mikrofluidik-Vorrichtung gemäß Anspruch 1, welche ferner wenigstens eine Abdeckschicht (29) aufweist.
  9. Mikrofluidik-Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die erste Schicht (180) und die zweite Schicht (183) vereinigt sind.
  10. Mikrofluidik-Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei wenigstens eine von der ersten Schicht (28) und von der zweiten Schicht (22) ein selbstklebendes Material aufweist.
  11. Mikrofluidik-Vorrichtung gemäß Anspruch 10, wobei das selbstklebende Material ein Klebeband ist, wobei das Klebeband aus der Gruppe ausgewählt ist, welche druckaushärtende, temperatur-aushärtende, chemisch-aushärtende und licht-aushärtende Klebebänder aufweist.
  12. Mikrofluidik-Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die erste Schicht (180) und die zweite Schicht (183) Materialien aufweisen, welche aus der Gruppe ausgewählt sind, die Polymere, Papiere, Gewebe, Folien, Silizium, Siliziumnitrid, Glas, Quarz und Kompositwerkstoffe aufweist.
DE2001612812 2001-04-20 2001-10-12 Poröses mikroventil Expired - Fee Related DE60112812T2 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US839547 2001-04-20
US09/839,547 US6418968B1 (en) 2001-04-20 2001-04-20 Porous microfluidic valves
PCT/US2001/031825 WO2002086332A1 (en) 2001-04-20 2001-10-12 Porous microfluidic valves

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE60112812D1 DE60112812D1 (de) 2005-09-22
DE60112812T2 true DE60112812T2 (de) 2006-06-01

Family

ID=25280026

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2001612812 Expired - Fee Related DE60112812T2 (de) 2001-04-20 2001-10-12 Poröses mikroventil

Country Status (5)

Country Link
US (3) US6418968B1 (de)
EP (1) EP1379787B1 (de)
AT (1) ATE302349T1 (de)
DE (1) DE60112812T2 (de)
WO (1) WO2002086332A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2679666A1 (de) * 2012-06-26 2014-01-01 Karlsruher Institut für Technologie Gefäßmodell, Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung

Families Citing this family (212)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9808836D0 (en) 1998-04-27 1998-06-24 Amersham Pharm Biotech Uk Ltd Microfabricated apparatus for cell based assays
GB9809943D0 (en) * 1998-05-08 1998-07-08 Amersham Pharm Biotech Ab Microfluidic device
US7261859B2 (en) * 1998-12-30 2007-08-28 Gyros Ab Microanalysis device
US20080277007A1 (en) * 1999-06-28 2008-11-13 California Institute Of Technology Microfabricated elastomeric valve and pump systems
US6899137B2 (en) * 1999-06-28 2005-05-31 California Institute Of Technology Microfabricated elastomeric valve and pump systems
US20020119079A1 (en) * 1999-12-10 2002-08-29 Norbert Breuer Chemical microreactor and microreactor made by process
WO2002011888A2 (en) * 2000-08-07 2002-02-14 Nanostream, Inc. Fluidic mixer in microfluidic system
US7105304B1 (en) * 2000-11-07 2006-09-12 Caliper Life Sciences, Inc. Pressure-based mobility shift assays
US20050221385A1 (en) * 2000-11-07 2005-10-06 Caliper Life Sciences, Inc. Pressure based mobility shift assays
US20090118139A1 (en) * 2000-11-07 2009-05-07 Caliper Life Sciences, Inc. Microfluidic method and system for enzyme inhibition activity screening
JP3628611B2 (ja) * 2000-11-29 2005-03-16 独立行政法人科学技術振興機構 マイクロシステムにおける流れの制御方法
US6653625B2 (en) * 2001-03-19 2003-11-25 Gyros Ab Microfluidic system (MS)
CA2441206A1 (en) 2001-03-19 2002-09-26 Gyros Ab Characterization of reaction variables
US7429354B2 (en) * 2001-03-19 2008-09-30 Gyros Patent Ab Structural units that define fluidic functions
US6880576B2 (en) * 2001-06-07 2005-04-19 Nanostream, Inc. Microfluidic devices for methods development
US6729352B2 (en) * 2001-06-07 2004-05-04 Nanostream, Inc. Microfluidic synthesis devices and methods
US6981522B2 (en) * 2001-06-07 2006-01-03 Nanostream, Inc. Microfluidic devices with distributing inputs
US7318912B2 (en) * 2001-06-07 2008-01-15 Nanostream, Inc. Microfluidic systems and methods for combining discrete fluid volumes
US7077152B2 (en) * 2001-07-07 2006-07-18 Nanostream, Inc. Microfluidic metering systems and methods
US7704728B2 (en) * 2001-07-18 2010-04-27 The University Of Michigan Microfluidic gravity pump with constant flow rate
US6919058B2 (en) * 2001-08-28 2005-07-19 Gyros Ab Retaining microfluidic microcavity and other microfluidic structures
ATE477054T1 (de) * 2001-09-17 2010-08-15 Gyros Patent Ab Einen kontrollierten strom in einer mikrofluidvorrichtung ermöglichende funktionseinheit
US7338760B2 (en) * 2001-10-26 2008-03-04 Ntu Ventures Private Limited Sample preparation integrated chip
US20030138819A1 (en) * 2001-10-26 2003-07-24 Haiqing Gong Method for detecting disease
US7069952B1 (en) 2001-11-14 2006-07-04 Caliper Life Sciences, Inc. Microfluidic devices and methods of their manufacture
US20030091647A1 (en) * 2001-11-15 2003-05-15 Lewis Jennifer A. Controlled dispersion of colloidal suspensions via nanoparticle additions
US20030098661A1 (en) * 2001-11-29 2003-05-29 Ken Stewart-Smith Control system for vehicle seats
US6877892B2 (en) * 2002-01-11 2005-04-12 Nanostream, Inc. Multi-stream microfluidic aperture mixers
US20050084645A1 (en) * 2002-02-07 2005-04-21 Selinfreund Richard H. Method and system for optical disc copy-protection
US20040109793A1 (en) * 2002-02-07 2004-06-10 Mcneely Michael R Three-dimensional microfluidics incorporating passive fluid control structures
US20030180711A1 (en) * 2002-02-21 2003-09-25 Turner Stephen W. Three dimensional microfluidic device having porous membrane
AU2003219829A1 (en) * 2002-02-23 2003-09-09 Nanostream, Inc. Microfluidic multi-splitter
US8663909B2 (en) * 2002-05-09 2014-03-04 Nanologix, Inc. Device for rapid detection and identification of single microorganisms without preliminary growth
US7781159B2 (en) * 2002-05-09 2010-08-24 Nanologix, Inc. Micromethod and device for rapid detection, enumeration and identification of entities
US7305925B2 (en) * 2002-07-05 2007-12-11 Gaspardo Seminatrici S.P.A. Volumetric metering device for the metered delivery of granular and powdery materials particulary for machines for distributing such materials
US7235164B2 (en) 2002-10-18 2007-06-26 Eksigent Technologies, Llc Electrokinetic pump having capacitive electrodes
US7517440B2 (en) 2002-07-17 2009-04-14 Eksigent Technologies Llc Electrokinetic delivery systems, devices and methods
US7364647B2 (en) * 2002-07-17 2008-04-29 Eksigent Technologies Llc Laminated flow device
US7214348B2 (en) 2002-07-26 2007-05-08 Applera Corporation Microfluidic size-exclusion devices, systems, and methods
AU2003272223A1 (en) * 2002-08-19 2004-03-03 Bioprocessors Corporation Determination and/or control of reactor environmental conditions
US6905585B2 (en) * 2002-09-11 2005-06-14 Temple University Of The Commonwealth System Of Higher Education Automated system for high-throughput electrophoretic separations
US6806543B2 (en) * 2002-09-12 2004-10-19 Intel Corporation Microfluidic apparatus with integrated porous-substrate/sensor for real-time (bio)chemical molecule detection
US7279134B2 (en) * 2002-09-17 2007-10-09 Intel Corporation Microfluidic devices with porous membranes for molecular sieving, metering, and separations
DE10244154A1 (de) * 2002-09-23 2004-04-08 Prisma Diagnostika Gmbh Trägerelement für diagnostische Tests
US20040226620A1 (en) 2002-09-26 2004-11-18 Daniel Therriault Microcapillary networks
US20040092033A1 (en) * 2002-10-18 2004-05-13 Nanostream, Inc. Systems and methods for preparing microfluidic devices for operation
US6936167B2 (en) * 2002-10-31 2005-08-30 Nanostream, Inc. System and method for performing multiple parallel chromatographic separations
US20040133889A1 (en) * 2002-12-12 2004-07-08 Renzo Colle Scheduling tasks across multiple locations
WO2004059474A2 (en) * 2002-12-20 2004-07-15 Applied Materials, Inc. Micromachined intergrated fluid delivery system
DE112004000222T5 (de) * 2003-01-31 2006-01-19 Sumitomo Chemical Co. Ltd. Gerät und Verfahren zur Klassierung von Emulsionen und Verfahren zum Dismulgieren von Emulsionen
US7147955B2 (en) 2003-01-31 2006-12-12 Societe Bic Fuel cartridge for fuel cells
GB0304082D0 (en) * 2003-02-22 2003-03-26 Synthese O Grande Vitesse Ltd Improvements in and relating to circuits
US20050014134A1 (en) * 2003-03-06 2005-01-20 West Jason Andrew Appleton Viral identification by generation and detection of protein signatures
AU2003901779A0 (en) * 2003-04-15 2003-05-01 Microtechnology Centre Management Limited Microfluidic sealing
US7141617B2 (en) * 2003-06-17 2006-11-28 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Directed assembly of three-dimensional structures with micron-scale features
FR2857427B1 (fr) * 2003-07-10 2005-08-26 Biomerieux Sa Vanne a commande electrique comprenant une membrane microporeuse
US7524623B2 (en) * 2003-07-28 2009-04-28 Nanologix, Inc. Method and device for rapid detection of microorganisms by changing the shape of micro-colonies
US7028536B2 (en) * 2004-06-29 2006-04-18 Nanostream, Inc. Sealing interface for microfluidic device
US20050032238A1 (en) * 2003-08-07 2005-02-10 Nanostream, Inc. Vented microfluidic separation devices and methods
WO2005036182A1 (ja) * 2003-10-15 2005-04-21 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. キャピラリチップにおける流体の流通方法
US20050095602A1 (en) * 2003-11-04 2005-05-05 West Jason A. Microfluidic integrated microarrays for biological detection
DE10353406A1 (de) * 2003-11-14 2005-06-16 INSTITUT FüR MIKROTECHNIK MAINZ GMBH Verfahren zur Trennung von chemischen Substanzen und/oder Partikeln, Vorrichtung und ihre Verwendung
GB0327094D0 (en) * 2003-11-21 2003-12-24 Inverness Medical Switzerland Laminated device
WO2006025858A2 (en) * 2004-02-17 2006-03-09 Yale University Microfabricated cellular traps based on three-dimensional micro-scale flow geometries
JP2005234389A (ja) * 2004-02-20 2005-09-02 Fuji Photo Film Co Ltd 科学現象の評価装置、理科実験教材、及びその製造方法
JP4450368B2 (ja) * 2004-03-04 2010-04-14 独立行政法人産業技術総合研究所 マイクロ流路チップの製造方法、マイクロ流路チップ、そのマイクロ流路チップを用いる生体分子の分離方法、およびそのマイクロ流路チップを有する電気泳動装置
US7559356B2 (en) * 2004-04-19 2009-07-14 Eksident Technologies, Inc. Electrokinetic pump driven heat transfer system
US7993606B2 (en) * 2004-04-30 2011-08-09 E. I. Du Pont De Nemours And Company Adaptive membrane structure
JP4989462B2 (ja) * 2004-04-30 2012-08-01 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー 適応膜構造
US7773227B2 (en) * 2004-06-04 2010-08-10 California Institute Of Technology Optofluidic microscope device featuring a body comprising a fluid channel and having light transmissive regions
US7751048B2 (en) * 2004-06-04 2010-07-06 California Institute Of Technology Optofluidic microscope device
US8536661B1 (en) 2004-06-25 2013-09-17 University Of Hawaii Biosensor chip sensor protection methods
US7524672B2 (en) * 2004-09-22 2009-04-28 Sandia Corporation Microfluidic microarray systems and methods thereof
US7592139B2 (en) 2004-09-24 2009-09-22 Sandia National Laboratories High temperature flow-through device for rapid solubilization and analysis
US7785785B2 (en) 2004-11-12 2010-08-31 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Charge perturbation detection system for DNA and other molecules
WO2006089252A2 (en) * 2005-02-16 2006-08-24 Mcneely Michael R Liquid valving using reactive or responsive materials
US8657120B2 (en) * 2006-11-30 2014-02-25 Palo Alto Research Center Incorporated Trapping structures for a particle separation cell
TWI296711B (en) * 2005-10-11 2008-05-11 Ind Tech Res Inst Biochip with microchannels
US7723120B2 (en) * 2005-10-26 2010-05-25 General Electric Company Optical sensor array system and method for parallel processing of chemical and biochemical information
DK1957794T3 (da) 2005-11-23 2014-08-11 Eksigent Technologies Llc Elektrokinetiske pumpeudformninger og lægemiddelfremføringssystemer
US7445027B2 (en) * 2006-03-14 2008-11-04 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Multilayer microfluidic-nanofluidic device
EP2007905B1 (de) 2006-03-15 2012-08-22 Micronics, Inc. Integrierte nukleinsäuretests
US8974748B2 (en) 2007-04-05 2015-03-10 Corning Incorporated Dual inlet microchannel device and method for using same
US9041938B2 (en) 2006-05-02 2015-05-26 California Institute Of Technology Surface wave assisted structures and systems
US7768654B2 (en) 2006-05-02 2010-08-03 California Institute Of Technology On-chip phase microscope/beam profiler based on differential interference contrast and/or surface plasmon assisted interference
US7674924B2 (en) 2006-05-22 2010-03-09 Third Wave Technologies, Inc. Compositions, probes, and conjugates and uses thereof
KR20090042230A (ko) * 2006-07-14 2009-04-29 아비자 테크놀로지 리미티드 미세유동 장치
US8656949B2 (en) * 2006-08-15 2014-02-25 University Of Maryland College Park Microfluidic devices and methods of fabrication
WO2008147382A1 (en) * 2006-09-27 2008-12-04 Micronics, Inc. Integrated microfluidic assay devices and methods
JP2010505393A (ja) * 2006-09-28 2010-02-25 ユニヴァーシティ オブ ワシントン ３ｄマイクロスケールの人工組織モデルシステム
US8403557B2 (en) * 2006-09-28 2013-03-26 University Of Washington Micromixer using integrated three-dimensional porous structure
FR2907228B1 (fr) * 2006-10-13 2009-07-24 Rhodia Recherches & Tech Dispositif d'ecoulement fluidique,ensemble de determination d'au moins une caracteristique d'un systeme physico-chimique comprenant un tel dispositif,procede de determination et procede de criblage correspondants
US8262900B2 (en) 2006-12-14 2012-09-11 Life Technologies Corporation Methods and apparatus for measuring analytes using large scale FET arrays
EP2653861B1 (de) 2006-12-14 2014-08-13 Life Technologies Corporation Verfahren zur Nukleinsäure-Sequenzierung mittels großer FET-Arrays
US11339430B2 (en) 2007-07-10 2022-05-24 Life Technologies Corporation Methods and apparatus for measuring analytes using large scale FET arrays
US8349167B2 (en) 2006-12-14 2013-01-08 Life Technologies Corporation Methods and apparatus for detecting molecular interactions using FET arrays
CN1996009B (zh) * 2007-01-10 2010-05-19 博奥生物有限公司 一种用于多样品分析的微流体器件和使用方法
US7867592B2 (en) 2007-01-30 2011-01-11 Eksigent Technologies, Inc. Methods, compositions and devices, including electroosmotic pumps, comprising coated porous surfaces
US7956102B2 (en) 2007-04-09 2011-06-07 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Sol-gel inks
DK2152417T3 (en) 2007-05-04 2018-08-06 Opko Diagnostics Llc APPARATUS AND PROCEDURE FOR ANALYSIS IN MICROFLUID SYSTEMS
US7850861B1 (en) 2007-06-18 2010-12-14 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Microfluidic device, and related methods
US8016260B2 (en) 2007-07-19 2011-09-13 Formulatrix, Inc. Metering assembly and method of dispensing fluid
KR20090030084A (ko) * 2007-09-19 2009-03-24 삼성전자주식회사 미세유동장치
US8251672B2 (en) * 2007-12-11 2012-08-28 Eksigent Technologies, Llc Electrokinetic pump with fixed stroke volume
WO2009111577A1 (en) * 2008-03-04 2009-09-11 California Institute Of Technology Methods of using optofluidic microscope devices
WO2009111573A2 (en) * 2008-03-04 2009-09-11 California Institute Of Technology Optofluidic microscope device with photosensor array
US8325349B2 (en) * 2008-03-04 2012-12-04 California Institute Of Technology Focal plane adjustment by back propagation in optofluidic microscope devices
WO2009112030A1 (en) * 2008-03-12 2009-09-17 Fluimedix Aps Controlled liquid handling
US8440063B2 (en) * 2008-03-26 2013-05-14 Massachusetts Institute Of Technology Electrokinetic concentration devices
US8039776B2 (en) 2008-05-05 2011-10-18 California Institute Of Technology Quantitative differential interference contrast (DIC) microscopy and photography based on wavefront sensors
CN102203282B (zh) * 2008-06-25 2014-04-30 生命技术公司 使用大规模fet阵列测量分析物的方法和装置
EP2143492A1 (de) * 2008-07-11 2010-01-13 Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. Verfahren und Mikrofluidvorrichtung zur Kombination von in Flüssigkeit enthaltenden Reaktionskomponenten
US9180453B2 (en) 2008-08-15 2015-11-10 University Of Washington Method and apparatus for the discretization and manipulation of sample volumes
US7922939B2 (en) 2008-10-03 2011-04-12 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Metal nanoparticle inks
US8187500B2 (en) 2008-10-17 2012-05-29 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Biphasic inks
US20100137143A1 (en) 2008-10-22 2010-06-03 Ion Torrent Systems Incorporated Methods and apparatus for measuring analytes
US8546128B2 (en) 2008-10-22 2013-10-01 Life Technologies Corporation Fluidics system for sequential delivery of reagents
US11951474B2 (en) 2008-10-22 2024-04-09 Life Technologies Corporation Fluidics systems for sequential delivery of reagents
US20100301398A1 (en) 2009-05-29 2010-12-02 Ion Torrent Systems Incorporated Methods and apparatus for measuring analytes
US9137895B2 (en) * 2008-12-24 2015-09-15 Stmicroelectronics S.R.L. Micro-electro-mechanical systems (MEMS) and corresponding manufacturing process
US8660312B2 (en) * 2009-01-21 2014-02-25 California Institute Of Technology Quantitative differential interference contrast (DIC) devices for computed depth sectioning
US8100293B2 (en) 2009-01-23 2012-01-24 Formulatrix, Inc. Microfluidic dispensing assembly
DE202010018623U1 (de) 2009-02-02 2018-12-07 Opko Diagnostics, Llc Strukturen zur Steuerung der Lichtwechselwirkung mit mikrofluidischen Vorrichtungen
US8150605B2 (en) 2009-02-17 2012-04-03 Ford Global Technologies, Llc Coordination of variable cam timing and variable displacement engine systems
EP2419216A1 (de) 2009-04-15 2012-02-22 Koninklijke Philips Electronics N.V. Mikrofluidische vorrichtung mit sensor
EP2429697B1 (de) * 2009-05-07 2018-10-17 International Business Machines Corporation Mehrschichtige mikrofluidische sonde
US9110057B2 (en) * 2009-05-19 2015-08-18 The Regents Of The University Of California Multi-directional microfluidic devices and methods
DE102009022182B4 (de) 2009-05-20 2011-05-12 Fachhochschule Lübeck Regelbare Drosselstrecke
US20120261274A1 (en) 2009-05-29 2012-10-18 Life Technologies Corporation Methods and apparatus for measuring analytes
US8776573B2 (en) 2009-05-29 2014-07-15 Life Technologies Corporation Methods and apparatus for measuring analytes
US8574835B2 (en) 2009-05-29 2013-11-05 Life Technologies Corporation Scaffolded nucleic acid polymer particles and methods of making and using
US8416400B2 (en) * 2009-06-03 2013-04-09 California Institute Of Technology Wavefront imaging sensor
US8633432B2 (en) * 2009-09-21 2014-01-21 California Institute Of Technology Reflective focusing and transmissive projection device
KR20110046867A (ko) * 2009-10-29 2011-05-06 삼성전자주식회사 기체 제공부를 포함하는 미세 유동 장치, 및 이를 이용한 액체 혼합 방법 및 에멀젼 형성 방법
CN102740976B (zh) 2010-01-29 2016-04-20 精密公司 取样-应答微流体盒
DE102010003642A1 (de) * 2010-03-15 2011-09-15 Fresenius Medical Care Deutschland Gmbh Kassette mit einem Sensor zur Bestimmung der Differenz eines ersten und eines zweiten Flüssigkeitsstroms
US9743020B2 (en) * 2010-03-23 2017-08-22 California Institute Of Technology Super resolution optofluidic microscopes for 2D and 3D imaging
US8974651B2 (en) 2010-04-17 2015-03-10 C.C. Imex Illuminator for visualization of fluorophores
US9164070B2 (en) 2010-06-30 2015-10-20 Life Technologies Corporation Column adc
CN103080739B (zh) 2010-06-30 2016-12-21 生命科技公司 用于测试isfet阵列的方法和装置
TWI624665B (zh) 2010-06-30 2018-05-21 生命技術公司 離子感測電荷累積電路及方法
US11307166B2 (en) 2010-07-01 2022-04-19 Life Technologies Corporation Column ADC
TWI527245B (zh) 2010-07-03 2016-03-21 生命技術公司 具有微摻雜汲極之化學感測器
US20120052250A1 (en) * 2010-08-27 2012-03-01 Derosa Michael Edward Flexible Microfluidic Device with Interconnected Porous Network
WO2012033957A2 (en) 2010-09-09 2012-03-15 California Institute Of Technology Delayed emission detection devices and methods
EP2617061B1 (de) 2010-09-15 2021-06-30 Life Technologies Corporation Verfahren und vorrichtung zur analytmessung
EP2619564B1 (de) 2010-09-24 2016-03-16 Life Technologies Corporation Transistorschaltungen mit zusammengehörigen paaren
EP2643695A4 (de) 2010-11-23 2016-03-09 Univ California Multidirektionale mikrofluidische vorrichtungen mit einer pan-capture-bindungsregion und verwendungsverfahren dafür
CA2819237A1 (en) 2010-12-03 2012-06-07 The Regents Of The University Of California Protein renaturation microfluidic devices and methods of making and using the same
WO2012142291A1 (en) 2011-04-12 2012-10-18 Thermedical, Inc. Devices and methods for shaping therapy in fluid enhanced ablation
JP2014519570A (ja) 2011-05-05 2014-08-14 エクシジェント テクノロジーズ， エルエルシー 動電学的送出システム用のゲル結合部
CN104040358A (zh) 2011-09-30 2014-09-10 加利福尼亚大学董事会 微流体装置和使用其测定流体样品的方法
US9970984B2 (en) 2011-12-01 2018-05-15 Life Technologies Corporation Method and apparatus for identifying defects in a chemical sensor array
US8821798B2 (en) 2012-01-19 2014-09-02 Life Technologies Corporation Titanium nitride as sensing layer for microwell structure
US8747748B2 (en) 2012-01-19 2014-06-10 Life Technologies Corporation Chemical sensor with conductive cup-shaped sensor surface
EP2823427B1 (de) 2012-03-05 2020-12-16 OY Arctic Partners AB Computersysteme, Verfahren und computerlesbares Speichermedium zur Vorhersage des Risikos des Prostatadrüsenvolumens
US8900529B2 (en) 2012-04-27 2014-12-02 General Electric Company Microfluidic chamber device and fabrication
US9150907B2 (en) 2012-04-27 2015-10-06 General Electric Company Microfluidic flow cell assemblies and method of use
US9080941B2 (en) 2012-04-27 2015-07-14 General Electric Company Microfluidic flow cell assemblies for imaging and method of use
US8786331B2 (en) 2012-05-29 2014-07-22 Life Technologies Corporation System for reducing noise in a chemical sensor array
US9315187B2 (en) * 2012-06-04 2016-04-19 Inventev, Llc Plug-in hybrid electric vehicle system
US10022176B2 (en) 2012-08-15 2018-07-17 Thermedical, Inc. Low profile fluid enhanced ablation therapy devices and methods
CN102886280B (zh) * 2012-08-28 2014-06-11 博奥生物有限公司 一种微流控芯片及其应用
WO2014093080A1 (en) 2012-12-11 2014-06-19 The Regents Of The University Of California Microfluidic devices for liquid chromatography-mass spectrometry and microscopic imaging
JP6935167B2 (ja) 2012-12-21 2021-09-15 ペルキネルマー ヘルス サイエンシーズ， インコーポレイテッド マイクロ流体使用のための低弾性フィルム
KR102102123B1 (ko) 2012-12-21 2020-04-20 퍼킨엘머 헬스 사이언시즈, 아이엔씨. 유체 공학 회로 및 관련 제조 방법
KR20150097764A (ko) 2012-12-21 2015-08-26 마이크로닉스 인코포레이티드. 휴대형 형광 검출 시스템 및 미량분석 카트리지
US9080968B2 (en) 2013-01-04 2015-07-14 Life Technologies Corporation Methods and systems for point of use removal of sacrificial material
US9841398B2 (en) 2013-01-08 2017-12-12 Life Technologies Corporation Methods for manufacturing well structures for low-noise chemical sensors
US10040018B2 (en) 2013-01-09 2018-08-07 Imagine Tf, Llc Fluid filters and methods of use
US8962366B2 (en) 2013-01-28 2015-02-24 Life Technologies Corporation Self-aligned well structures for low-noise chemical sensors
US8841217B1 (en) 2013-03-13 2014-09-23 Life Technologies Corporation Chemical sensor with protruded sensor surface
US8963216B2 (en) 2013-03-13 2015-02-24 Life Technologies Corporation Chemical sensor with sidewall spacer sensor surface
EP2972331B1 (de) * 2013-03-15 2018-10-17 Siemens Healthcare Diagnostics Inc. Mikrofluidische verteilungsvorrichtung
US9835585B2 (en) 2013-03-15 2017-12-05 Life Technologies Corporation Chemical sensor with protruded sensor surface
WO2014149780A1 (en) 2013-03-15 2014-09-25 Life Technologies Corporation Chemical sensor with consistent sensor surface areas
US9116117B2 (en) 2013-03-15 2015-08-25 Life Technologies Corporation Chemical sensor with sidewall sensor surface
US9033972B2 (en) 2013-03-15 2015-05-19 Thermedical, Inc. Methods and devices for fluid enhanced microwave ablation therapy
US20140264471A1 (en) 2013-03-15 2014-09-18 Life Technologies Corporation Chemical device with thin conductive element
WO2014149778A1 (en) 2013-03-15 2014-09-25 Life Technologies Corporation Chemical sensors with consistent sensor surface areas
US9506934B2 (en) * 2013-04-29 2016-11-29 Honeywell International Inc. Polymer test cartridge mixer for cell lysis
JP6484222B2 (ja) 2013-05-07 2019-03-13 マイクロニクス， インコーポレイテッド 核酸の調製および分析のためのデバイス
US10386377B2 (en) 2013-05-07 2019-08-20 Micronics, Inc. Microfluidic devices and methods for performing serum separation and blood cross-matching
CA2911303C (en) 2013-05-07 2021-02-16 Micronics, Inc. Methods for preparation of nucleic acid-containing samples using clay minerals and alkaline solutions
US20140336063A1 (en) 2013-05-09 2014-11-13 Life Technologies Corporation Windowed Sequencing
US9671368B2 (en) 2013-05-10 2017-06-06 The Regents Of The University Of California Two-dimensional microfluidic devices and methods of using the same
US10458942B2 (en) 2013-06-10 2019-10-29 Life Technologies Corporation Chemical sensor array having multiple sensors per well
EP3014243B1 (de) 2013-06-25 2022-02-16 University of Washington through its Center for Commercialization Selbstdigitalisierung von probenvolumen
US9835587B2 (en) 2014-04-01 2017-12-05 C.C. Imex Electrophoresis running tank assembly
US9861920B1 (en) 2015-05-01 2018-01-09 Imagine Tf, Llc Three dimensional nanometer filters and methods of use
WO2015191916A1 (en) 2014-06-11 2015-12-17 Micronics, Inc. Microfluidic cartridges and apparatus with integrated assay controls for analysis of nucleic acids
US10730047B2 (en) 2014-06-24 2020-08-04 Imagine Tf, Llc Micro-channel fluid filters and methods of use
WO2016033455A1 (en) 2014-08-29 2016-03-03 The Arizona Board Of Regents On Behalf Of The University Of Arizona Methods, devices, and systems for microfluidic stress emulation
US10124275B2 (en) 2014-09-05 2018-11-13 Imagine Tf, Llc Microstructure separation filters
EP3234575B1 (de) 2014-12-18 2023-01-25 Life Technologies Corporation Vorrichtung zur messung von analyten unter verwendung von grossflächigen fet-arrays
CN107250784B (zh) 2014-12-18 2020-10-23 生命科技公司 具有发送器配置的高数据率集成电路
US10077472B2 (en) 2014-12-18 2018-09-18 Life Technologies Corporation High data rate integrated circuit with power management
WO2016133929A1 (en) 2015-02-18 2016-08-25 Imagine Tf, Llc Three dimensional filter devices and apparatuses
EP3281004A1 (de) * 2015-04-06 2018-02-14 Göksen Göksenin Yaralio Lu Vorrichtung und verfahren zur messung der physikalischen eigenschaften eines materials
EP3683578A1 (de) 2015-04-09 2020-07-22 Angle Europe Limited Poröses substrat
CN108027382B (zh) 2015-07-07 2021-12-24 华盛顿大学 用于样品自数字化的系统、方法和装置
US10118842B2 (en) 2015-07-09 2018-11-06 Imagine Tf, Llc Deionizing fluid filter devices and methods of use
US10479046B2 (en) 2015-08-19 2019-11-19 Imagine Tf, Llc Absorbent microstructure arrays and methods of use
US10330643B2 (en) 2016-02-04 2019-06-25 Qorvo Us, Inc. BAW sensing and filtration device and related methods
JP6577404B2 (ja) 2016-04-05 2019-09-18 ファナック株式会社 絞りユニット及びこれを備えた静圧軸受装置並びに溝付きブロックの製造方法
EP3439783A1 (de) 2016-04-06 2019-02-13 Fluidic Analytics Limited Verbesserungen an oder im zusammenhang mit einem strömungsausgleich
US9743984B1 (en) * 2016-08-11 2017-08-29 Thermedical, Inc. Devices and methods for delivering fluid to tissue during ablation therapy
EP3634632B1 (de) 2017-06-08 2023-07-26 Becton, Dickinson and Company Vorrichtung zum trennen einer biologischen flüssigkeit
US11083871B2 (en) 2018-05-03 2021-08-10 Thermedical, Inc. Selectively deployable catheter ablation devices
US11918277B2 (en) 2018-07-16 2024-03-05 Thermedical, Inc. Inferred maximum temperature monitoring for irrigated ablation therapy
EP3845790B1 (de) * 2019-12-30 2024-04-17 Imec VZW Mikrofluidische vorrichtung zur steuerung von pneumatischen mikroventilen
US20230264195A1 (en) * 2022-01-24 2023-08-24 Siphox, Inc. Apparatus and methods for performing microfluidic-based biochemical assays

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3568692A (en) * 1967-11-27 1971-03-09 Bowles Eng Corp Optical machining process
US3680576A (en) * 1970-09-02 1972-08-01 Bendix Corp Bonded metal structure having intricate passages formed therein, and a method of making said structures
DD98732A1 (de) * 1971-04-05 1973-07-12
US4676274A (en) 1985-02-28 1987-06-30 Brown James F Capillary flow control
US5770029A (en) 1996-07-30 1998-06-23 Soane Biosciences Integrated electrophoretic microdevices
DE69329424T2 (de) 1992-11-06 2001-04-19 Biolog, Inc. Testvorrichtung für flüssig- und suspensionsproben
US6129973A (en) 1994-07-29 2000-10-10 Battelle Memorial Institute Microchannel laminated mass exchanger and method of making
US5571410A (en) * 1994-10-19 1996-11-05 Hewlett Packard Company Fully integrated miniaturized planar liquid sample handling and analysis device
US5856174A (en) 1995-06-29 1999-01-05 Affymetrix, Inc. Integrated nucleic acid diagnostic device
US5879632A (en) * 1996-04-09 1999-03-09 Sarnoff Corporation Apportioning system
DE19739722A1 (de) 1997-09-10 1999-04-01 Lienhard Prof Dr Pagel Zwei- und Dreidimensionale fluidische Mikrosysteme aus Leiterplatten
WO1999019717A1 (en) 1997-10-15 1999-04-22 Aclara Biosciences, Inc. Laminate microstructure device and method for making same
US6111096A (en) 1997-10-31 2000-08-29 Bbi Bioseq, Inc. Nucleic acid isolation and purification
US6074725A (en) 1997-12-10 2000-06-13 Caliper Technologies Corp. Fabrication of microfluidic circuits by printing techniques
CA2320296A1 (en) 1998-05-18 1999-11-25 University Of Washington Liquid analysis cartridge
US6494614B1 (en) 1998-07-27 2002-12-17 Battelle Memorial Institute Laminated microchannel devices, mixing units and method of making same
WO2000022436A1 (en) 1998-10-13 2000-04-20 Biomicro Systems, Inc. Fluid circuit components based upon passive fluid dynamics
SE9803772D0 (sv) 1998-11-05 1998-11-05 Astra Ab Pharmaceutical formulation
US6193471B1 (en) 1999-06-30 2001-02-27 Perseptive Biosystems, Inc. Pneumatic control of formation and transport of small volume liquid samples
US6395232B1 (en) 1999-07-09 2002-05-28 Orchid Biosciences, Inc. Fluid delivery system for a microfluidic device using a pressure pulse
AU6117700A (en) 1999-07-23 2001-02-13 Board Of Trustees Of The University Of Illinois, The Microfabricated devices and method of manufacturing the same
WO2001009598A1 (en) 1999-07-28 2001-02-08 University Of Washington Fluidic interconnect, interconnect manifold and microfluidic devices for internal delivery of gases and application of vacuum
US6210986B1 (en) * 1999-09-23 2001-04-03 Sandia Corporation Microfluidic channel fabrication method
WO2001025137A1 (en) * 1999-10-04 2001-04-12 Nanostream, Inc. Modular microfluidic devices comprising layered circuit board-type substrates
JP2003527972A (ja) * 1999-10-04 2003-09-24 ナノストリーム・インコーポレイテッド 挟まれたステンシルを含むモジュラー型マイクロ流体デバイス
CA2290731A1 (en) 1999-11-26 2001-05-26 D. Jed Harrison Apparatus and method for trapping bead based reagents within microfluidic analysis system
US6432290B1 (en) 1999-11-26 2002-08-13 The Governors Of The University Of Alberta Apparatus and method for trapping bead based reagents within microfluidic analysis systems
EP1330306A2 (de) 2000-10-10 2003-07-30 BioTrove, Inc. Vorrichtung zum testen, synthese und lagerung sowie verfahren zur herstellung, verwendung und handhabung
US6952962B2 (en) 2000-10-24 2005-10-11 Sandia National Laboratories Mobile monolithic polymer elements for flow control in microfluidic devices
US20020189947A1 (en) 2001-06-13 2002-12-19 Eksigent Technologies Llp Electroosmotic flow controller

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2679666A1 (de) * 2012-06-26 2014-01-01 Karlsruher Institut für Technologie Gefäßmodell, Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung
US9618500B2 (en) 2012-06-26 2017-04-11 Karlsruher Institut Fuer Technologie Vascular model, method for producing said model and use thereof

Also Published As

Publication number Publication date
US20030005969A1 (en) 2003-01-09
DE60112812D1 (de) 2005-09-22
ATE302349T1 (de) 2005-09-15
EP1379787A1 (de) 2004-01-14
WO2002086332A1 (en) 2002-10-31
US6499499B2 (en) 2002-12-31
US6748978B2 (en) 2004-06-15
EP1379787B1 (de) 2005-08-17
US6418968B1 (en) 2002-07-16
US20020153046A1 (en) 2002-10-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60112812T2 (de) Poröses mikroventil
DE60103924T2 (de) Mikrofluidische durchflussregelvorrichtung
DE60207708T2 (de) Mikrofluidik-Systeme zum Kombinieren diskreter Fluidvolumen
DE69531430T2 (de) Entlastungsventil
DE60303122T9 (de) Mikrofluidische trennungskollonen und deren herstellungsverfahren
DE60306336T2 (de) Mikrofluider antimikrobieller filter
DE60035611T2 (de) Mikrofluid-analysevorrichtung
DE60214167T2 (de) Mehrschichtiger Mikrofluid-Splitter
DE3853592T2 (de) Membranventil.
EP2099567B1 (de) Vorrichtung zur aufnahme oder manipulation einer flüssigkeit
WO1999046045A1 (de) Probenträger
EP2731721B1 (de) Mikrofluidische vorrichtung sowie verfahren zur herstellung einer mikrofluidischen vorrichtung
EP2308589B9 (de) Mikrofluidische struktur
DE112018001955B4 (de) Anwendungsspezifisch ausgestaltbare Mikrofluidik-Einheit mit programmierbaren Mikrofluidik-Knoten
DE102012206042B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur gezielten Prozessführung in einem Mikrofluidik-Prozessor mit integrierten aktiven Elementen
EP2449296B1 (de) Ventil
WO2013072110A1 (de) Mikrofluidisches filterelement zum abscheiden von probenbestandteilen aus einem biologischen probenfluid
DE102004013161B4 (de) Mikrofluidik-Chip
EP2729251B1 (de) Mikrofluidische struktur mit vertiefungen
EP0412930A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines keramischen Schaumkörpers
DE102008048064A1 (de) Mikrofluidisches Ventil, mikrofluidische Pumpe, mikrofluidisches System und ein Herstellungsverfahren
EP2624954B1 (de) Verfahren zum waschen einer mikrofluidischen kavität
DE10150549A1 (de) Verfahren und Trennmodul zum Abtrennen von Partikeln aus einer Dispersion, insbesondere von Blutkörperchen aus Blut
EP2688670B1 (de) Fluidisches system zur blasenfreien befüllung einer mikrofluidischen filterkammer
EP2522427B1 (de) Mikrofluidvorrichtung und Verfahren zum Herstellen derselben

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee