TW200841931A - Thermal transfer methods and structures for microfluidic systems - Google Patents

Description

200841931 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於微流處理器件之領域。更特定言之，本發 月&供使用熱活化之真空在微流處理陣列内使分析物移動 之方法及器件。

本申請案根據35 U.S.C. § 119(e)規定主張2006年12月22 曰申吻之名為「用於微流系統的方法及結構（METHODS AND STRUCTURES FOR MICROFLUIDIC SYSTEMS)」的 吳國臨時專利申請案的權利，其申請序號為60/871,611， 其全文以引用之方式併入本文中。

【發明内容】 【先前技術】

以形成真空從而在處理陣列内於選定 實現熱傳輸功能。 4 一或多個處理陣列的 使用或結合旋轉來使用 —或多個腔室之溫度 定方向中抽吸流體，可 127970.doc 200841931 本發明之方法及裝置之可能的優點之—為，使流體在與 重力及/或藉由使用熱傳導結構來旋轉處理器件而產生的 離心力之方向相反之方向中移動的能力。換言之可使= 熱活化之真空使流體與重力減地移動或朝向旋轉轴線移 動。如本文所使用，術語”真空"指代處理陣列中之體積之 間的足夠大從而使流體在選定方向中移動之壓^差 (pressure differential)。 熱傳導結構亦可用來在無需實體閥結構的情況下控制處 理器件内之流體移動，實體閥結構需要打開或閉合實體 構以允許流體通過。舉例而言，可選擇尺寸、幾何形狀、 材料等’使得在無真空之情況下通常將不會發生流體通 過…可使用之特徵為如本文所述之包括流體圈閉⑽id trap)的管道。在此等情況下’由熱傳導結構提供之熱活化 之真空可用於控制處理陣列内之流體移動。 在-些實施财，熱傳導結構可包括—位於處理器件之 -區域巾的熱驅動腔室（th_al dHve ehamber)，該熱驅動 腔室遠離將於其間傳輸流體之腔室。遠端熱驅動腔室可流 體連接至將於其間藉由形成於該器件中之管道來傳輸流體 的腔室。此結構之-可能的優點為，V自將於其間傳輸流 體之腔室充分移除處理器件之經加熱（或冷卻）以形成直空 的部分，使得經傳輪之流體中之分析物不會由於熱驅動腔 室之加熱或冷卻而被顯著加熱或冷卻。 熱傳導結構及方法亦可用於將多個離散體積之流體（依 序及/或同時）傳輸至處理陣列中之—腔室中或通過該腔 室°對流體傳輸之此控制可用於：例如，洗滌以自樣本移 127970.doc 200841931 除不需要之材料、以選定之時間及選定之量來遞送試劑 等。當熱傳導結構用於傳導多個離散體積之流體時，熱傳 導結構可歸因於在熱驅動腔室中液體的存在而更有效地操 作，其中液體之至少一部分相變而成為氣體。此等相變可 增加由加熱引起之駐留流體之體積改變，且因此，所得真 空力亦可隨著駐留流體冷卻而增加。 在一態樣中，本發明提供一種用於在處理器件内傳導流 體的方法，該方法藉由以下步驟：提供一具有至少一處理 陣列之處理器件，該至少一處理陣列包括一第一腔室及含 有駐留流體之熱傳導結構，其中該熱傳導結構包括一連接 至該第一腔室之傳導管道；在該第一腔室中提供分析物； 藉由加熱該熱傳導結構中之駐留流體之至少一部分而使得 该熱傳導結構内之駐留流體之體積增加從而迫使駐留流體 之該第一部分進入該第一腔室，將駐留流體之一第一部分 經由傳導管道傳遞至該第一腔室中之分析物中；及在將駐 留流體之該第一部分傳遞至該第一腔室之後冷卻該熱傳導 結構中之經加熱之駐留流體，其中該熱傳導結構内之駐留 流體之體積減小，使得該第一腔室中之分析物的至少一部 分經由該傳導管道被抽吸至該熱傳導結構中。 本發明之方法可視情況包括對熱傳導結構中之駐留流體 執行兩個或兩個以上依序的加熱及冷卻循環。 本务明之方法可視情況包括圍繞一旋轉軸線旋轉處理器 件’同時使駐留流體之該第一部分通過第一腔室中之分析 物，其中該旋轉朝向第一腔室之徑向遠端驅動該分析物。 在旋轉期間，該等方法可進一步包括旋轉，使得傳導管道 127970.doc 200841931 一部分更接近於該旋 之至少一部分位於比第一腔室之至少 轉軸線之處。

本發明之方法可涉及-熱傳導結構’該熱傳導結構包括 -與傳導管道流體連通之截獲腔室，且其中該熱傳導結構 包括經由驅動管道與該截獲腔室流體連通的熱驅動腔室， 且再其中經由傳導管道被抽吸至熱傳導結構中之分析物的 部分被沈積於該截獲腔室中。戴獲腔室巾之駐㈣體π 被直接加熱。傳導管道及驅動管道可在截獲腔室之徑向近 端側（proxima丨side)上連接至該截獲腔室，使得朝向截獲 腔室之徑向遠端侧（distal side)驅動進入該截獲腔室同時旋 轉該處理器件之流體，使得進入截獲腔室之大部分流體不 會進入驅動管道（其中，大體上所有進入截獲腔室之液體 可不進入驅動管道）。該等方法可涉及圍繞一旋轉軸線旋 轉處理器件，其中截獲腔室之徑向近端側位於比截獲腔室 之徑向遠端側更接近於該旋轉軸線之處。 在一些方法中，傳導管道可於第一埠處連接至第一腔 至’其中該第一埠位於沿著第一腔室所佔據之一徑向長度 的中間位置處，其中該徑向長度係沿著一半徑所確定，其 沿著自旋轉處理器件之旋轉軸線延伸之半徑而延伸。 一些方法可包括在將駐留流體之第一部分經由傳導管道 傳遞至分析物中之前打開位於第一腔室與傳導管道之間的閥。 處理陣列可包括第二腔室及在第二腔室與第一腔室之間 延伸的第二管道，其中該方法進一步包括藉由圍繞一旋轉 轴線旋轉處理器件而經由第二管道將流體自第二腔室遞送 至第一腔室。該方法可進一步包括在經由第二管道將流體 127970.doc 200841931 自第二腔室遞送至第一腔室之前打開位於第二腔 _ :道之間的第二腔室閥。處理器件可進—步包括沿著： 官道位於第二腔室與第-腔室之間的中間腔室，其中： -腔至遞送至第—腔室之流體在流體到達第—腔室之々弟 入中間腔室，丨中中間腔室包括位於其中之試劑，且：： 流體在到達第_腔室之前接觸中間腔室中的試劑。本發明 之方法可包括在將流體自第二腔室傳遞至中間腔二 打開位於中間腔室與第二腔室之間的中間腔室入口 :: (Γ!Γvalve)。該等方法可進—步包括在將流體自中間腔室 傳遞至第一腔室之前打開位於中間腔室與第一腔 中間腔至出口閥（outlet valve)。 在另一態樣中，本發明可提供一種處理器件，其包括彤 成於主體㈣y)中之至少一處理陣列，其中該至二 陣列包括第-腔室；第二腔室；及在第—腔室與第二二室 之間延伸的處理管道，纟中當自第二腔室朝向第—腔：移 =時’ 腔室及第二腔室界定上游方向，且當自第一腔 至朝向第二腔室移動時’第一腔室及第二腔室界定下游方 向。處理陣列進一步包括：熱傳導結構，I包括含有駐留 流體之熱驅動腔室；及傳導管道，其在第一腔室與熱驅動 :室之間延伸，其中傳導管道經由傳導埠而進入第一腔 至，且其中傳導管道包含流體圈閉，其中傳導管道之一部 分在傳導埠與熱驅動腔室之間於上游方向中行進。 第一腔室與熱驅動腔室之間的至少一中點 在一些益件中，傳導管道之流體圈閉到達第一腔室之在 一 ✓b, xt „ . . „ 127970.doc -10 - 200841931 在一些器件中，閥位於第— 中在第-腔室與熱驅動腔 至與熱驅動腔室之間，其 被阻止，直至閥被打開為止。二由傳‘官道的流體通過 在一些器件中，熱傳導結 於第-腔室與熱驅動腔室之間步包括沿著傳導管道位 位於流體圈閉内或流體圈你、獲腔至’其中截獲腔室 體圈閉與熱驅動腔室之間。 在一些器件中，截雅 〜

獲腔至沿著截獲腔室之上游端 (upstream end)連接至傳導管道。 ％ 在一些器件中，熱傳暮姓 傳v、、，。構包括兩個或兩個以上熱驅動 月工至，/、中所有該兩個或兩俯Ϊ：/ 1« Μ 、 上熱驅動腔室位於傳導管 道中流體圈閉之下游。關π — 卜 了位於弟一腔室與熱驅動腔室中 之每纟之間其中在第一腔室與該等熱驅動腔室中之每 -者之間經由傳導管道的流體通過被阻止，直至位於第一 腔室與熱驅動腔室之間的閥被打開為止。 在一些益件中，處理管道在傳導埠下游之方向中連接至 第一腔室。 在一些器件中，閥位於第一腔室與處理管道之間，其中 經由處理官道自第一腔室至第二腔室的流體通過被阻止， 直至閥被打開為止。 在一些器件中，複數個處理陣列位於主體中，其中處理 陣列大體上係圍繞主體之中心而徑向對準，使得上游方向 及下游方向大體上自主體之中心而徑向延伸。 在下文中結合本發明之器件及方法的各種說明性實施例 來描述本發明之此等及其他特徵及優點。 127970.doc -11- 200841931 【實施方式】 在以下實施方式中，夾主 式之-部分，且… 附圖’此等附圖形成圖 在等附圖中作為例證而展示 例，可於該等特定實始加士虫 行疋貫％ 疋貝苑例中實踐本發明。應理解，可利用 其他實施例且可進行έ士盖 仃心構改變而不會脫離本發明之 本發明提供一種γ ^ \ r用於刀析物之處理中的處理 析物自身可呈流體(例如 為件刀 ^ ^ ^ ^ m ^ ，备液專）形式，或分析物可呈流 體中載有之固體或半固

0體材枓形式。分析物可夾帶於流體 中、流體内之溶液中等。為簡單起見，術語，·分析物”在本 =中將用於指代分析物所處或可能所處之任何流體，而不 :刀析物自身為流體還是含於載體流體（溶液、懸浮液中 等）内此外在些情況下，分析物可用於指代沒有目 標分析物(亦即，待處理之分析物)之流體。舉例而言，為 本發明之目的，洗滌流體(例如，鹽水等)可被稱 物。 、可在形成於處理器件中之__或多個腔室内處理分析物， 乂獲得可此（例如）要求精確熱控制（例如，對溫度變化敏感 之等溫過程)及/或迅速熱變化的所要反應，例如，pcR放 大、連接酶鏈反應（LCR)、自持續序列複製（seif_sustaining sequence replication)、酶動力學研究、均質配位體結合檢 定（h〇mogeneous ngand binding assay)，及其他化學、生物 化學或其他反應。更特定言之，本發明提供包括一或多個 處理陣列之處理器件，該或該等處理陣列中之每一者可包 括-可選載人腔室、至少-腔室、—熱傳導結構，及用於 127970.doc -12- 200841931 在處理陣列之各種組件之間移動流體的管道。 如本文所使用之術語’’腔室"不應被解釋為將腔室限於執 行過程（例如，PCR、桑格（Sanger)定序等）之經界定體積。 實情為，如本文所使用之腔室可包括（例如）載入材料以用 於隨後遞送至作為處理器件之另一腔室（若旋轉）的體積、 收集過程產物之腔室、過濾材料的腔室等。 儘管在下文描述說明性實施例之各種構造，但本發明之 處理器件可類似於在（例如）美國專利申請公開案第US 2002/0064885 號（Bedingham等人）；US 2002/0048533 號 (Bedingham 等人）；US 2002/0047003 號(Bedingham等人）， 及 US 2003/138779 號（Parthasarathy 等人）；US 2005/0126312 號（Bedingham 等人）；US 2005/0129583 號 (Bedingham等人）；以及美國專利第6,627，159 B1號 (Bedingham 等人）及美國專利第 6,987,253 B2號（Bedingham 等人）中所描述之處理器件。以上所識別之文件均揭示處 理器件之多種不同構造，該等構造可用來根據本發明之原 理製造處理器件。該等器件可較佳包括經設計以處理離散 微流體積之流體（例如，1毫升或更小、100微升或更小， 或甚至10微升或更小之體積）的流體特徵。 儘管結合旋轉器件（在旋轉器件中，由旋轉產生之離心 力可用於在管道及腔室内移動流體）來描述本發明之方法 及器件，但亦可結合（實際的或誘發的）重力來使用本發明 之方法及器件以移動流體，在此情況下，器件自身不需要 被旋轉。然而應理解，在一些情況下，本發明之器件及方 127970.doc -13- 200841931 法可依賴於重力及離心力來經由處理陣列移動流體（重力 及離心力同時或在不同時間起作用）。 處理器件ίο之諸側中之至少一者最好呈現與底板或熱結 構裝置互補的表面，如（例如）標題為"ENHANCED SAMPLE PROCESSING DEVICES SYSTEMS AND METHODS"之美國專利第 6,734,401 號（Bedingham 等人）； 標題為"COMPLIANT MICROFLUIDIC SAMPLE PROCESSING DISKS”之美國專利申請公開案第US 2007-0009391 A1 號（序號 11/174,680);標題為"SAMPLE PROCESSING DEVICE COMPRESSION SYSTEMS AND METHODS”之美國專利申請公開案第US 2007-0010007 A1 號（序號11/174,757)等中所描述。在一些實施例中，本發 明之處理器件之主要側（major side)中的至少一者最好呈現 平坦表面。 在圖1及圖2中說明一根據本發明之原理而製造的說明性 處理器件，其中圖1為一例示性處理器件10之平面圖，且 圖2為包括處理陣列20之處理器件10之一部分的放大視 圖。如圖1中所說明，處理器件1 〇可較佳呈圓盤形狀，但 可使用任何其他可旋轉之形狀來替代圓盤。處理器件10最 好可為自含式整體物品，其可無關於使用處理器件10之系 統而單獨傳輸。 處理器件10可較佳圍繞旋轉軸線旋轉’旋轉轴線較佳與 處理器件10之中心12重合。旋轉軸線最好大致垂直於處理 器件1 0之相對的主要侧，但可能不需要該配置。在一些實 127970.doc -14- 200841931 把例中’處理器件10之中心12可包括大小可收納軸 (spindle)的開口，軸可延伸穿過開口。 處理益件1G包括至少—處理陣列2()，且較佳包括多個處 理陣列20 #處理器件1〇如圖中所描緣為圓的，則所描繪 处理陣W2G中之每_者可最好自處理器件⑺之中心⑵付 近朝向處理|§件1()之周邊延伸。處理陣列^較佳可相對於 處理立器件U)之中心12大體上徑向對準（其中”大體上徑向對

準”意謂’沿著自處理器件10之中心12向外延伸的半㈣ 對準）k官此配置可為較佳的，但應理解，可替代 地使用處理陣列2〇之任何配置。再者，儘管所說明之處理 t件1〇包括一處理陣列2〇，但應理解，可於處理器件H)中 提供兩個或兩個以上處理陣列2〇。 例7Γ f生處理陣列2〇(在所描緣之實施例中）包括沿著管道 ，接二月工至40的載入腔室3〇。處理陣列2〇亦包括(分別) 呈藉由管道41及43而連接至腔室40之兩個熱傳導腔室42及 44之形式的熱傳導結構。 應理解，與所描緣之例 灿、 例不14處理陣列2〇相關聯之多個特 欲可為可選的。舉例而古 ° 载入腔室30及相關聯之管道32 可為可選的，其中可吉γ丄 』罝接或經由不同的載入結構將分析物 直接引入腔室40中。同時 ♦ 涵 H處理陣列20可具備額外特徵。 舉例而吕’兩個或兩個以 、、 载入腔至及通往腔室之單獨管 道可與根據本發明之虛s _ η上 羼理陣列相關聯。其他特徵亦可提供 於本發明之處理陣列中，諸如閥、過濾器、珠㈣，其中' -些可結合本文中之其他例示性實施例來描述。 127970.doc -15- 200841931 部梦/理陣列Μ所提供之任何載人結構可經設計成與外 i (例如，吸言、中空注射器或其他流體遞送裝置)g己 以收納分析物。載入結構自身可界定一體積（像（例如）圖 s之^入腔室30-樣），或載人結構可不界定㈣體積，而 疋界疋將要引入分析物之處的位置。舉例而言，可以埠的 形式來，：載入結構，將經由此埠插入或附著吸管、針 二 只知例中，載入結構可為（例如）經調適以收納吸

吕、庄射針等之沿著管道的指定位置。可手動地執行或藉 由自動化系統（例如，機器人等）執行載入。此外，可自另 器件（使用自動化系統或手動地）直接載入處理器件。 圖3為沿圖2中之線3 -3截取的處理器件10之放大橫截面 圖t &可使用任何數目種適當構造技術來製造本發明之 處理器件，但在圖3之橫截面圖中可見一說明性構造。所 描繪之處理器件10包括附著至核心層16之一主表面的基層 14(其中主表面為（例如）面對圖1之平面圖之觀察者的表 面）。覆蓋層18於核心層16之背對基層丨4之主表面上附著 至核心層16。 處理器件10之層可由任何適當之材料或材料組合製成。 基層14及/或核心層16之一些適當材料的實例包括（但不限 於）聚合材料、玻璃、矽、石英、陶瓷等。對於層將與分 析物、試劑等直接接觸之彼等處理器件1〇而言，用於該等 層之材料最好與分析物、試劑等不反應。可用於許多不同 生物分析物應用中之基板的一些適當聚合材料之實例可勺 括（但不限於）聚碳酸S旨、聚丙稀（例如，等規聚丙稀）、聚 127970.doc -16 - 200841931 乙烯、聚酯等。 基層14及/或覆蓋層18可最好由允許偵測腔室4〇中之分 析物之一或多個特性的材料製成。此偵測可允許定性及/ 或定量分析。最好可使用選定之光來達成偵測，其中術語 ’’光"指代人眼可見或不可見之電磁能。光最好可在紫外電 磁旎至紅外電磁能之範圍内，且在一些情況下，光最好可 包括在人眼可見之光譜中之電磁能。此外，選定之光可為 (例如）具有一或多個特定波長、一或多個波長範圍、一或 多個偏光狀態或其組合之光。 不官偵測是經由何種組件（例如，覆蓋層18及/或基層14) 發生，所使用之材料均較佳透射大部分選定之光。出於本 發明之目的’大部分可為（例如）正常入射選定光之50%或 更多’更佳為正常入射選定光之75〇/〇或更多。用於偵測窗 之一些適當材料的實例包括（但不限於），例如，聚丙烯、 聚酯、聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯-聚乙烯共聚物、環烯 聚合物（例如，聚二環戊二烯）等。 在一些情況下，處理器件10之基層14及/或覆蓋層18最 好可為不透明的，使得處理器件10在腔室40之體積與處理 件10之至少一側之間為不透明的。不透明意謂大體上阻 止如上所述對選定光的透射（例如，透射此正常入射光之 5%或更少）。 構成處理器件10之組件可藉由任何適當技術或技術之組 ό而彼此附著。適當附著技術較佳具有充分完整性，使得 该附著可承受在腔室中對分析物之處理期間所經歷的力。 127970.doc -17- 200841931 該等適當附著技術中之—些的實例可包括（例如）黏著劑附 著(使用壓敏黏著劑、可固化黏著劑、熱熔黏著劑等广熱 封（heat Sealing)、熱焊接（thermal welding)、超音波熔接 了 化學焊接（chemieal welding)、溶劑結合、共擠壓、擠麼鱗 造、機械（例如，摩擦配合等）等及其組合。此外，用來附 著不同層之技術可為相同或不同的。舉例而言，用來附著 基層14與核心層16之技術與用來附著覆蓋層18與核心層^ 《技術可為相同或不同的…些可能適當之附著技㈣描 隱 述於本文中所識別之專利文件中。 儘管將不同例示性處理器件之橫截面圖中的錄層及組 件描繪為均質構造，但應理解，各種組件可由一個以上材 料/層構成。此外’在一些處理器件中，多個組件有可能 組合成一整體物品以減少必須經附著以製造處理器件之組 件的數目。 圖4 A及圖4 B描繪在所描繪之處理陣列内熱傳導分析物 • "示性過程。如圖4A中所描繪，分析物扑位於腔室4〇 中。如本文所述，可較佳經由管道32將分析物牝自載入腔 室30傳導至腔室40中。可較佳藉由旋轉處理器件ι〇或在重 力影響下實現經由管道32自載入腔室3〇至腔室4〇的傳導。 在分析物46處於腔室4〇中之後，可較佳藉由如本文所述 之溫度控制來實現至熱傳導結構之熱傳導腔室“及料的傳 導。可能需要熱驅動傳導，其中（例如）選擇管道41及43之 尺寸，使侍防止腔室40中之分析物46在處理器件1〇被旋轉 以將分析物46移動至腔室40中時進入熱傳導腔室“及私。 127970.doc •18- 200841931 在此等實施例中’可選擇管道4丨及43之至少一部分的實體 尺寸，使得管道41及43在不存在壓力差（例如，熱驅動真 空）之情況下防止在腔室40與腔室42及44中之一者或兩者 之間的流動。 參看圖1及圖2，處理器件1〇可較佳包括熱傳導結構5〇， 熱傳導結構50在形狀為圓形之處理器件1〇中，熱傳導梦構 50較佳可呈具有外徑51及内徑52之環的形式。熱傳導結構 50可最好呈（例如）金屬箔層或可用來將熱能傳導至腔室 40、42及44中及/或腔室40、42及44外之其他材料的形 式。在一些情況下，箔層可含於圖3中所描繪之複合結構 之基層14内。 為了將分析物46傳導至熱傳導腔室42及44，較佳使駐留 於腔室42及44中之流體的溫度自起始溫度改變為第二温 度，其中第二溫度高於起始溫度。隨著駐留流體之溫度升 尚至第二溫度，腔室42及44中之駐留流體的體積增加，從 而迫使駐留流體之一部分自腔室42及44中之每一者經由管 道41及43進入腔室40中。 根據本發明之處理陣列之熱傳導結構中的駐留流體可為 氣體、液體或其組合。在-些情況下，若駐留流體包括氣 體及液體兩者（例如，駐留流體可包括空氣及水），則可增 強熱傳導。在熱傳導處理期間可相變（例如，在液體與氣 體之間轉變）的材料（諸如水、水凝膠等）之添加可藉由在加 熱時提供體積之較大增加（如與單獨加熱氣體相比較）而增 強熱傳導。隨著經加熱之氣體冷卻（且可能返回至液相）， 127970.doc -19- 200841931 駐留流體之體積的較大增加可提供相應較大量之真空以使 流體移動通過系統。 此相變增強之傳導可為有利的，其中使用兩個或兩個以 上加熱/冷卻循環來傳導流體。隨著在處理期間相變之液 體量增加，移動之流體的體積亦較佳增加。因此，儘管初 始加熱/冷卻循環可導致僅少量流體得以傳導，但每一連 續痛環可導致量增加之流體傳導。本質上，可認為初始傳 導循環"起動注給”該系統以便更有效傳導。 不同熱傳導腔室42及44中之駐留流體可為相同或不同 的。儘管熱傳導腔室42及44中之駐留流體可包括空氣作為 其氣體組份，但其他氣體（例如，氮氣等）可替代地提供於 腔室42及44中的駐留流體中。 在加熱至第二溫度之後，熱傳導腔室42及44中之駐留流 體可較佳降低至低於第二溫度之第三溫度。在加熱至第二 溫度之後腔室42及44中之駐留流體所降低至的第三溫度可 與起始溫度相同、低於起始溫度或高於起始溫度。 隨著熱傳導腔室42及44中剩餘之駐留流體的溫度（自第 二溫度）朝向第三溫度下降，熱傳導腔室42及44中之駐留 流體的體積減小。體積之減小較佳提供將分析物46之至少 一部分抽吸或移動至熱傳導腔室42及44中的真空（亦即， 壓力差）（如圖4B中所描繪）。在一些情況下，可以藉由旋轉 處理器件10所產生之重力或離心力來補充真空力。 在一些情況下，如圖4A與圖4B之間所描繪，分析物可 相等地分配於腔室40及熱傳導腔室42及44當中（其中如圖 127970.doc -20- 200841931 4A所描繪之分析物46的大約三分之一在如圖4B中所描繪 之腔室40、42及44中的每一者中）。在其他情況下，分析 物在腔室與任何相連接之熱傳導腔室之間的劃分可為不相 等的。可在兩個或兩個以上依序之加熱及冷卻循環（其 中，例如，單一加熱及冷卻循環不提供所要量之材料傳 導）中執行對熱傳導腔室42及44中之駐留流體的加熱及冷 卻。 可使用任何適當技術來實現如本文所述之加熱，例如， 根據在（例如）美國專利第6,734,401 B2號（Bedingham等 人）；標題為"COMPLIANT MICROFLUIDIC SAMPLE PROCESSING DISKS"之美國專利申請公開案第US 2007-0009391 A1 號（序號 11/174,680);標題為"SAMPLE PROCESSING DEVICE COMPRESSION SYSTEMS AND METHODS”之美國專利申請公開案第US 2007-0010007 A1 號（序號11/174,757)等中所論述之原理來將熱能傳導至腔 室中的駐留流體中。亦可較佳根據以上識別之文件中所論 述的原理來實現本文所述之冷卻（例如，藉由在處理器件 旋轉時的對流、帕耳帖（Peltier)元件等）。 圖5中描繪可實踐本發明之熱傳導原理的另一處理陣 列。所描繪之處理陣列包括一系列腔室140a、140b及 140c。該等腔室中之全部或僅一些可位於處理器件之溫控 部分150内（該等腔室中之全部位於圖5中之溫控部分150 中）。例如，經串聯連接之腔室最好均定位成其在處理器 件的環形圈内，該處理器件可根據在（例如）美國專利第 127970.doc •21 · 200841931 6J345401 B2號（Bedingham等人）；2005年7月5曰申請之標 題 為 ” COMPLIANT MICROFLUIDIC SAMPLE PROCESSING DISKS"的美國專利申請案序號11/174,68〇 (代理人案號60876US002)等中所論述之原理來加熱。亦可 較佳根據以上識別之文件中所論述的原理來實現本文所述 之冷卻（例如，藉由在處理器件旋轉時的對流，使用壓縮 氣體、帕耳帖元件等）。 所描繪之腔室140a、140b及140c彼此串聯連接（但如結 合本文中之其他實施例所論述而用一或多個閥隔離該等腔 室可為有用的）。第一腔室140a可較佳由管道132予以饋 料，管道132可較佳自載入腔室或其他載入結構而來，在 其中可將分析物或其他流體引入處理陣列中。管道丨參τ< 由入口埠142a自（例如）旋轉軸線之大致方向進入第一腔室 140a，處理器件可圍繞旋轉軸線旋轉以輔助處理。旋轉軸 線可較佳在大致由箭頭102指示之方向中位於半徑ι〇1上或 附近，而腔室140a、140b及140c大致在弓形箭頭1〇4之方 向中行進。由箭頭102指示之方向亦可被稱為上游方向， 因為當腔室140所在之器件旋轉時，較稠密之流體將傾向 於在相反方向（其可被稱為下游方向）中移動。箭頭1〇2及上 游方向將被理解為與不需要旋轉之方法/系統中之重力相 反0 在圖5之實施例中，第二腔室14〇b及第三腔室形成 用來根據本發明之原理實現熱傳導的熱傳導結構。第二腔 室140b可較佳經由傳導管道141a連接至第一腔室14如，且 127970.doc -22- 200841931 第二腔室140b可較佳經由傳導管道1411>連接至第三腔室 140c。因為可使用熱傳導技術來使流體移動通過腔室 140a 14仙及140e，所以腔室不必位於逐次更遠離旋轉軸 線（或在作用於器件上之重力方向的更下游）之處。 备腔至内之流體的溫度改變時，可在腔室之間熱傳輸流 體。舉例而言，可藉由（例如）旋轉含有腔室14〇&之處理器 件以使得分析物藉由離心加速度而流入第一腔室14〇a中來 將分析物遞送至第一腔室14〇a*。一旦處於第一腔室H〇a 中，分析物便可經處理以（例如）移除不需要之材料，擴增 選定之遺傳材料等。 在某點處，可較佳經由連接第一腔室14〇a與第二腔室 140b之管道141a將第一腔室MOa中之分析物傳導至第二腔 室140b。因為管道141&及第二腔室14〇b位於旋轉軸線之上 游或位於比出口埠143a(流體分析物經由出口埠143a進入 傳導管道141a)更接近於旋轉軸線之處，所以處理陣列之 重力或旋轉將不能夠單獨將流體自第一腔室14〇&傳導至第 二腔室140b。在此情形下，可使用本發明之熱傳導技術來 實現流體傳導。 在流體分析物位於第一腔室14〇a中之情況下，將第二腔 室140b及第三腔室140c中之駐留流體加熱至高於起始溫度 之第二溫度。隨著第二腔室14〇b及第三腔室^(^中之駐留 流體的溫度增加，駐留流體之體積增加，使得駐留流體之 一部分進入第一腔室14〇a(經由埠143a進入）。若在如本文 所述在處理器件旋轉時或在重力影響下發生加熱，則朝向 127970.doc -23- 200841931 第一腔室140a之徑向遠端145a(亦即，第一腔室u〇a之位於 最遠離旋轉軸線之處的端）驅動第一腔室14〇a中之分析 物。若當經加熱之駐留流體自管道141a進入第一腔室時分 析物存在於埠143a處，則駐留流體將通過第一腔室14〇&中 之分析物。 在駐留流體之一部分經由埠143a而進入第一腔室14(^之 後，可將在第二腔室鳩及第三腔室⑽种剩餘之駐留流 體冷卻至第一,皿度。隨著駐留流體冷卻至第三溫度，彼等 腔室中之駐留流體之體積減小，&而形成較佳將第一腔室 140a中之分析物的一部分移動通過傳導管道“Η或抽吸至 第二腔室140b中的真空。 經由管道14U自第一腔室14叽抽吸出之分析物經由埠 lub進入第二腔室140b，埠142b位於第二腔室之最接 近於旋轉軸線的徑向近（上游）端處。應注意，傳導管道 由埠143a退出第一腔室14〇a ’埠143&位於埠“孔之 仫向遇（下游）端，傳導管道141a經由埠142b連接至第二腔 換σ之埠142b位於比埠143a更接近於處理器件 之旋轉轴線之處。 如圖5中描繪，傳導管道1413連接至第一腔室14〇&所經 由的璋143a位於比第一腔室_之遠端H5a更接近於旋轉 軸線之處。在埠（諸如，埠143a)位於比腔室工術之下游端 或徑向遠端145a更接近於旋轉軸線但並非位於腔室u〇a之 上游或徑向近端（如埠142&)的情形下，可將埠“％描述為 位於腔室（或其他結構）之”中間位置，，。換言之，沿著腔室 127970.doc -24- 200841931 或管道之中間位置是對於腔室或管道而言在考慮旋轉系統 的情況下並非最接近於旋轉轴線亦非最遠離旋轉軸線且在 非％轉重力糸統中並非在上游端或下游端處的位置。 备圍繞旋轉軸線而旋轉（或在重力系統中在該方向中抽 及）處理器件時，將朝向第一腔室14〇a之徑向遠端145a驅 動密度較大之成份（例如，液體、珠粒等，大致與氣體相 比較）。因為埠143a位於與第一腔室140a之下游端或遠端 145a相比更接近於上游端的中間位置處，所以在遠端i45a 處聚集之分析物的充分通常將不會被抽吸至傳導管道141a 中（因為其將超過埠143a而位於徑向更遠處或下游位置）。 可藉由類似於用來將分析物自第一腔室140a傳導至第二 腔室140b之熱傳導過程的熱傳導過程將經傳導至第二腔室 140b中之分析物之部分傳導至第三腔室14〇c。在該傳導 中’第三腔室l4〇c中之經加熱之駐留流體經由傳導管道 141b而進入第二腔室14〇b。傳導管道μlb在一端經由埠 143b通向第二腔室140b，且在相反端經由埠142(：通向第三 腔室140c。類似於傳導管道141a，通往第三腔室140c之埠 142c位於比埠143b(流體經由埠143b進入傳導管道141b)在 處理器件之旋轉軸線的更遠上游或更接近於旋轉軸線。此 外’因為埠143b位於中間位置處（例如，比第二腔室140b 之遠端145b更接近於旋轉軸線），所以在第二腔室i4〇b之 遠端145b處聚集之分析物的組份通常將不會被抽吸至傳導 管道141b中。 流體在處理陣列内之熱傳導在與旋轉處理技術或重力耦 127970.doc -25- 200841931 合時可用來實現用已知處理器件不可能實現之更複雜的處 理序列。現將結合圖6中所料之處理陣列來描述更複雜 的處理序列之 '—實例。 圖6之例示性處理陣列較佳提供於經設計以圍繞旋轉轴 線方疋轉的處理器件中，旋轉軸線位於半徑〗上或附近， 半么201位於前頭2〇2之方向中。當圍繞旋轉轴線旋轉時， 處理陣列之特徵將大致在弓形箭頭2〇4所指示之方向中行 進。或者，圖6之處理陣列可用於基於非旋轉重力之器件 中，其中前頭202指示上游方向，亦即，與作用於處理陣 列上之重力的方向相反（其中重力之方向為下游方向）。 例示性處理陣列包括經由管道232與第一腔室24〇連接之 載入、、Ό構230。腔至240包括下游端或徑向遠端245，當含 有處理陣列之處理器件圍繞旋轉軸線旋轉或受重力作用 時，材料被驅動至下游端或徑向遠端245。因而，術語，，上 游"及”下游”亦可用於指代關於圖6之處理陣列的方向。更 特定言之，由箭頭2〇2指示之方向可稱為上游，而相反方 向可稱為下游。 處理陣列亦包括熱傳導結構以辅助經由腔室熱傳導流 體。在圖6所描繪之例示性實施例中’熱傳導結構包括經 =導管道262與腔室240流體連通之截獲腔室26〇。熱傳 導結構亦包括經由驅動管道272與截獲腔室26〇流體連通之 熱驅動腔室270。 傳導管道262較佳包括流體圈閉263，其中傳導管道262 之一部分在傳導埠（傳導管道在其中與腔室24〇連接）與截獲 127970.doc -26- 200841931 腔室260(或熱驅動腔室270)之間於上游方向中行進。流體 圈閉263藉由含有處理陣列之器件的旋轉、在重力影響下 等來有效防止流體移出腔室240而移動至截獲腔室260或熱 驅動腔室270。 在使用中，所描繪之熱傳導結構可用來將流體自腔室 240傳導至截獲腔室260中。因此，截獲腔室260可用作自 腔室240移除之流體的儲集器。截獲腔室260可最好具有足 夠大之體積以接受來自腔室240之多個流體傳導。截獲腔 室260之體積可較佳等於或大於腔室240之體積。在一些情 況下，截獲腔室260之體積可最好為腔室240之體積的一點 五（1.5)倍。 可根據上文所述之原理來實現分析物之熱傳導。然而， 在熱驅動腔室270之遠端位置可能發現一差異。熱驅動腔 室270最好位於處理器件之受熱控制之區域25〇(例如，可 選擇性加熱及/或冷卻之區域）中。若處理器件呈圓盤形 式，則區域250可較佳呈環形圈形式（圖6中描繪其弓形部 分）。 儘管熱驅動腔室270位於遠離處理陣列之剩餘部分之 處，但其經由管道272及262與截獲腔室260且最終與腔室 240流體連通。為了實現自腔室24〇至截獲腔室26〇對流體 之熱驅動傳導，可較佳加熱驅動腔室27〇中之駐留流體， 使得其溫度自起始溫度增加至第二溫度。隨著驅動腔室 270中之駐留流體的溫度增加，其體積亦增加。體積增加 迫使熱驅動腔室270中之駐留流體的一部分進入管道272， 127970.doc -27- 200841931 此又迫使管道272中之駐留流體的一部分進入截獲腔室 260。相應地，迫使截獲腔室260中之駐留流體的一部分進 入傳導管道262。接著迫使傳導管道262中之駐留流體進入 腔室240。 腔室240中之待傳導至截獲腔室260之任何流體最好位於 ^ 傳導管道262進入腔室240所在之點處或該點的上游（例 如，更接近於旋轉軸線)。離心力及/或重力可較佳朝向腔 室240之下游端或徑向遠端245驅動或抽吸腔室240中之流 _ 體，使得傳導管道262連接至腔室240所在之埠由流體覆 蓋。結果，自管道262被迫使進入腔室240之駐留流體較佳 通過腔室240中之分析物。 在熱傳導結構（其在所描繪之實施例中包括管道262及 272，以及截獲腔室260及熱驅動腔室270)中之駐留流體被 迫使進入腔室240之後，熱驅動腔室270中剩餘之駐留流體 的溫度可較佳自第二溫度降低至第三溫度。隨著熱驅動腔 室270中之駐留流體冷卻，其體積較佳減小，從而形成經 ® 由管道272連通至截獲腔室260且經由截獲腔室260連通至 傳導管道262的真空。真空接著經由傳導管道262行進至腔 室240，使得存在於腔室240與傳導管道262之間的連接處 之流體被抽吸至傳導管道262中。自腔室240移動或抽吸至 傳導管道262中之流體的至少一部分接著被遞送至截獲腔 室260，其較佳沈積於此截獲腔室260中。 截獲腔室260以及傳導管道262及熱驅動管道272之幾何 結構最好使得自腔室240遞送至截獲腔室260中之流體保留 127970.doc -28 - 200841931 於截獲腔室260中且不被傳導至熱驅動腔室270中。熱驅動 腔室270與傳導至截獲腔室26〇中之流體的隔離可保持熱驅 動腔室270用來將流體自腔室240傳導至截獲腔室26〇中兩 次或兩次以上的能力。 在熱傳導處理期間不直接加熱截獲腔室中之材料為更 好。若與截獲腔室260流體連通之管道在其徑向近端或上 游端（亦即，最接近於旋轉軸線之端）處或附近進入及/或退 出截獲腔室260，則可增強截獲腔室260之隔離。在此構造 (例如，其中傳導管道262及驅動管道272在位於截獲腔室 260之徑向近端或上游側上之位置處連接至截獲腔室26〇) 中，進入截獲腔室260之流體（同時，例如，處理器件正在 旋轉或在重力影響下）傾向於朝向截獲腔室26〇之下游或徑 向遠端側（亦即，與箭頭202之方向相反）移動，使得進入截 獲腔室260之大部分流體（較佳地，大體上所有液體）不會進 入驅動管道272。截獲腔室260及/或傳導管道262亦可包括 傾向於將進入截獲腔室260之流體自腔室240向下導引至截 獲腔室260之主體積中的結構（例如，擋板等）。 如同圖6之處理陣列之傳導管道262—樣，傳導管道262 亦包括流體圈閉263，其中傳導管道262之一部分在傳導埠 與熱驅動腔室270之間於上游方向中行進（當自腔室24〇朝 向熱驅動腔室270移動時）。流體圈閉263藉由含有處理陣 列之器件的旋轉或在重力下有效防止流體移出第一腔室 240而移動至熱驅動腔室270。 最好可為：流體圈閉263到達為腔室240之徑向近端之高 127970.doc •29- 200841931 度，使得即使該腔室完全由分析物填滿，器件之旋轉仍不 會單獨將分析物驅動超過流體圈閉263且進入截獲腔室26〇 或熱驅動腔室270。 在圖6之例示性處理陣列中所描繪的其他可選特徵包括 第二腔室280，可使其經由管道282與腔室240流體連通。 -管道282經描繪為在腔室240之徑向遠端點處與腔室240連 接。或者’管道2 82可在沿著腔室240之徑向長度（其中, 向長度為腔室240沿著半徑201之尺寸）的任何選定位置處 ⑩ 連接至腔至24〇。苐一腔室280可用於將（例如）洗滌流體供 應至腔室240。 結合圖6之例示性處理陣列所描繪之另一可選特徵為閥 結構，其用來控制流體自第二腔室28〇至管道282中之流 動。在所描繪之處理陣列中，閥結構呈延伸至第二腔室 280之體積中的閥唇緣（^1%^1丨1))284(展示於圖7中）的形 式，但任何適當之替代閥可用來替代所描繪之閥結構。 ❿ 圖7為含有第二腔室280之處理器件之部分的橫截面圖。 如在圖6及圖7中可見，閥唇緣284較佳位於處理器件上第 一腔至280所佔據之區域（亦即，經投影腔室區域）内。經投 • 影腔室區域較佳係藉由將腔室邊界投影於處理器件之主要 側中的任一者上而界定。 在圖7所描繪之實施例中，核心層214界定處理器件之背 對閥層216的第一主要側215。閥層216經附著至核心層214 之月對第一主要側215的表面。覆蓋層218附著至閥層216 之背對核心層214之表面，覆蓋層218界定處理器件之背對 127970.doc 200841931 處理器件之第一主要側215的第二主要侧219。 閥唇緣284經描繪為延伸至如第二腔室28〇之最外邊界所 界定之經投影腔室區域中。因為閥唇緣284位於經投影腔 室區域内，所以閥唇緣284可經描述為懸垂於第二腔室28〇 之一部分上或懸掛於第二腔室280之一部分之上。 閥唇緣284較佳界定闊腔室285，如圖7中可見閥腔室285 可較佳至少部分地位於閥唇緣284内。閥腔室285較佳與通 往腔室240之管道282開放式流體連通。因而，進入閥腔室 285之任何流體可進入管道282以便遞送至腔室24〇。 閥腔室285之至少一部分可較佳位於第二主要侧219與第 一腔室280之至少一部分之間。閥腔室285亦較佳藉由將閥 腔至285與第二腔室280分開之閥隔片286而與第二腔室28〇 隔離，使得第二腔室208之體積的一部分處於閥隔片286與 處理器件之第一主要側215之間。在所描繪之實施例中， 覆蓋層218較佳沿著表面283密封至闊唇緣284以將閥腔室 285與第二腔室28〇隔離。 閥隔片286較佳由可藉由非接觸方法（例如，雷射燒蝕、 聚焦光學加熱等)形成開口之材料形成。因為形成於閥隔 片中之此等開口通常不可逆（亦即，其在形成之後不可閉 & )所以在圖6及圖7中描繪之閥結構可被描述為"單次用" 閥。用來在閥隔片286中形成開口之能量可經由覆蓋層218 或經由核心層214(或經由兩者）導引至閥隔片286上。然 而，最好經由覆蓋層218在閥隔片286處導引能量以避免可 能與在能量到達閥隔片286之前引導能量穿過第二腔室280 127970.doc -31- 200841931 中之材料相關聯的問題。 現將描述一種使用第二腔室280來將流體遞送至圖6之處 理陣列之腔室240的方法。在將選定流體材料提供於第二 腔室280中之後，可在閥隔片286中於所要位置處形成開 口。一實例為在圖6中所描繪之開口 287a。當含有第二腔 室280之處理器件在箭頭204之方向中圍繞旋轉軸線旋轉或 經受重力時，第二腔室280中之流體將經由開口 287a移出 第二腔室280而進入閥腔室285且接著進入管道282以便遞 送至腔室240。 因為位於延伸穿過開口 287a之虛線之上的大體上所有流 體將較佳移出第二腔室280，所以可選擇形成於閥隔片286 中之該開口或該等開口的位置以將選定體積之流體遞送至 腔室240。舉例而言，在經由開口 287a對流體之最初遞送 之後，可藉由在閥隔片286中形成第二開口 287b而遞送第 二腔室280中之第二體積的流體。在提供開口 287b之後， 可將在延伸穿過開口 287a及287b之兩虛線之間的離散體積 之流體遞送至腔室240中。圖6亦在閥隔片286中包括第三 開口 287c，在第二腔室280中之大體上所有流體可經由該 開口進入管道282以便遞送至腔室240。 當處理器件經製造或藉由終端使用者（或中間方）時，可 將自第二腔室280遞送至腔室240之流體提供於第二腔室 280中。可將流體直接遞送至第二腔室280中。或者，可經 由與第二腔室280流體連通之可選載入結構281將流體遞送 至第二腔室。可使用載入結構281 —或多次以將一或多個 127970.doc -32- 200841931 離散體積之材料遞送至第二腔室280。 與腔室240流體連通之如圖6及圖7中所描繪具有單次用 閥結構之第二腔室280的一可能用途係提供（例如）可能需要 以一或多個離散體積定量供應至腔室24〇中的洗滌流體（鹽 水等）或某種其他流體。藉由在閥隔片286中於一或多個選 疋位置處形成一或多個開口，可將第二腔室28〇内所含有 之離散體積之流體（通常為液體）自第二腔室28〇遞送至腔室 240 〇

自第二腔室280至腔室240對離散體積之依序遞送可用來 (例如）提供能夠自腔室240移除非所要材料的"洗滌"溶液。 舉例而言，在將第一體積之洗滌溶液自第二腔室280(經由 (例如）開口 287a)遞送至腔室24〇之後，可使用熱傳導結構 將具有非所要材料（溶於其中、夾帶於其中等）之洗務溶液 部分自腔室240移除（如本文所描述，將不需要之部分遞送 至截獲腔室260)。Μ夠體積之洗滌溶液位於第二腔室 中則可重複此洗務步驟。舉例而言，可形成第二開 口 287b以將第二體積之洗滌溶液遞送至腔室Μ。。 在用於使用類似於圖6及圖7中描繪之處理陣列的處理陣 列之另—例示性方法中，—或多個試劑可位於第二腔室 280内（例如，經完全乾 在液體内被遞送至第二腔室 ，使得可經由管道282將該$ 24()。 了 x 3鑲等喊劑遞送至腔室 之處理器件中的另一例 陣列較佳提供於經設計 圖8中描繪可提供於根據本發明 示性處理陣列。圖8之例示性處理 127970.doc -33- 200841931 以圍繞旋轉軸線旋轉的處理器件中，旋轉轴線位 3〇1上或附和半徑301位於箭頭3〇2之方向中。當圍: 轉軸線旋轉時，處理陣列之特徵將大致在弓形箭頭3〇^ 指示之方向中行進。或者，圖8之處理陣列可用於基於非 T其中別頭302指示上游方向，亦即， 與作用於處理陣列上+ ^ + 』上之重力的方向相反（其中重力之方6 為下游方向）。 刀之方向 奸例示性處理陣列包括經由管道332連接至第二腔室36〇之 =L至34G。弟-腔室34〇及第二腔室鳩可較佳配 處理Γ牛上以界定上游方向及下游方向。上游方向為自第 一腔室360朝向第一肿玄 一 40移動時的方向（在箭頭302所指 Γ大致方向中）。下游方向為自第一腔室酬月向第二腔 至360移動時的方向。 取好了為·上游方向及下游方向在 疋轉糸統之情況下與此陣列所處之處理器件之中心大體上 徑：對準，或在重力系統中與重力對準。 :、腔至340較佳包括單次用閥⑷，其較佳防止流體進 直至打開為止。如上文結合圖7所述，閥Μ〗 S懸垂間唇緣之形式。第一腔室340包括徑向遠端或下 2^5 ’當含有處理陣列之處理器件圍繞旋轉轴線旋轉 二工二重力時’使材料移動至徑向遠端或下游端345。第 ^亦較么包括載入結構330，經由該結構將分析物 弓|入^第一腔宮q 4 Π ttr » 。在所描繪之實施例中，第一腔室340 亦=在&中可使用之可選試劑341。 分腔至360可較佳位於處理器件之經熱控制（例如，可 127970.doc -34- 200841931 經加熱及/或冷卻以改變位於第二腔室360 φ τ <分析物或其 他材料的溫度）之區域350中。若處理器件5 1卞至困盤形式，則 區域350可較佳呈環形圈形式（圖8中描繪意 田θ丹弓形部分）。結 果，第二腔室360可用於處理需要熱控制（例如，等溫過 程、需要在兩個或兩個以上不同溫度之間的進行熱循環之 過程（例如，PCR等）等）的分析物。所描繪 ^ 3、弟二腔室360 包括可結合處理使用之可選試劑361。

—圖8中所描繪之處理陣列亦包括熱傳導結構以輔助經由 第一腔室340對分析物之熱傳導。在圖8所描繪之例示性實 施例中，熱傳導結構包括經由傳導管道362與第一腔室34〇 流體連通之熱驅動腔室37〇。熱驅動腔室37〇可較佳位於處 理器件上之熱控制區域3 5 0内。 在使用中，所描繪之熱傳導結構可用於將流體自第一胪 室340傳導至傳導管道362及驅動腔室3?()中。因此，熱: 動腔室37G可用作自第—腔室34G移除之流體的儲集器（以 及提供用來執行熱傳導之駐留流體）。熱驅動腔室可最 好具有足夠大之體積以接受來自第一腔室34〇之多個流體 傳導。熱驅動腔室37G之體積可（例如）較佳等於或大於第一 腔室340之體積。 可根據上文結合圖6中所描繪之處理陣列所論述的原理 來實現：析物(或其他流體)之熱傳導。如同圖6之處理陣列 之傳導官道262-樣，傳導管道如亦包括流體圈閉， 其中傳導管道362之—部分在傳導埠與熱驅動腔室370之間 於上游方向中仃進（當自第-腔室340朝向熱驅動腔室37〇 127970.doc -35- 200841931 移動時）。流體圈閉363藉由含有處理陣列之器件的旋轉或 在重力影響下有效防止流體移出第一腔室340而移動至熱 驅動腔室370。 最好可為：流體圈閉363到達徑向高於位於腔室34〇中之 任何流體之高度（亦即，更接近於旋轉軸線或在腔室34〇中 之任何流體之高度的上游）的高度，使得器件之旋轉（或重 力）將不會單獨將腔室340中之分析物驅動超過流體圈閉 363且進入熱驅動腔室37〇。流體圈閉之高度可視多種 口素而變化’該等因素包括（例如）腔室340中之流體的最大 面度、傳導管道362之大小、用來構成處理陣列之材料的 疏水性/親水性等。 最好可為：流體圈閉363到達為腔室340之高度（其中腔 至340之高度係自其徑向遠端或下游端345至其徑向近端或 上游端一亦即，位於最接近於旋轉軸線之處的端測得）之 至少25%或更多的高度（在腔室34〇之徑向遠端或下游端 之上游方向中測得）。或者，傳導管道362中之流體圈閉 363可較佳到達為腔室34〇之高度之至少5〇%或更大的高 度。在再一替代實施例中，傳導管道362中之流體圈閉SO 可較佳到達為腔室34〇之高度之至少75%或更大的高度。 在又替代實施例中，傳導管道362中之流體圈閉363可較 佳到達為腔室340之高度之至少90%或更大的高度。 待傳出弟一腔室3 4 0之任何流體可最好位於在傳導蜂 處或上游(亦即，更接近於旋轉軸線）的腔室340中，傳導管 13 62在傳導埠處連接至第一腔室mo。若如上文所述處理 127970.doc -36- 200841931 器件正在圍繞旋轉軸線旋轉，同時闕342經閉合，則離心 力將朝向第一腔室340之徑向遠端或下游端345驅動第一腔 室340中之流體，使得傳導管道362連接至第一腔室34〇所 處之傳導埠由流體覆蓋。若系統不在旋轉，則重力可用來 使流體朝向第一腔室34〇之下游端345移動。結果，自傳導 吕道362被迫使進入第一腔室34〇之任何駐留流體較佳通過 弟一腔室340中的分析物。

圖8展示傳導管道362進入輸入腔室34〇侧的入口埠之位 置。在吸移操作（pipetting)之後，當圖8之處理陣列停止或 減慢時，流體彎液面藉由表面能量而上移（亦 即，在前頭302之方向中），並且流體彎液面於輸入埠之上 乙伸進入傳導官道362。在該情形下，輸入腔室34〇中之流 體可藉由毛細作用而移動至傳導管道362中（亦即，流體之 側表面在腔室340中向上彎曲）。通往傳導管道362 ^；之輸 入琿的替代位置將更接近於腔室34〇的中心（亦即，在箭頭 302首之方向中），使得當旋轉減慢時，表面能量將遠離通往 傳導管道362之輸入埠而拉動流體彎液面。 在一些實施例中’可能需要在旋轉減慢或停止時在熱驅 動腔室370中維持少量的熱。此有可能提供向外正塵力以 防止或降低不需要之流體進人傳導管道如之可能性。 在其他實施例中’可能需要在流體截獲通道363之向上 部^(亦即，截獲通道363在箭頭3〇2之方向中為最遠的部 ^入中置放膨脹腔室，时集可能在旋轉停止或減慢時已 -通道363的任何流體。當旋轉重新開始時，在任 127970.doc •37· 200841931 何此種膨脹腔室中收集之流體接著將被驅動回至輸入腔室 340中。另夕卜，在流體截獲通道363中之膨膜腔室或其他幾 何結構亦可用以藉由引入氣隙而分離流體通道之連續性， 氣隙可辅助防止或至少暫停不需要之毛細流動及自輸入腔 至3 4 0之流體虹吸。 • 彎液面高度、排水高度、通道尺寸、流體黏度、流體接 • 觸角、旋轉加速度、差壓（differentialpressure)、流體速度 及流體密度可能均有助於控制輸入腔室34〇至熱驅動腔室 • 370中之起動注給及虹吸。當圖8之處理陣列正在旋轉時， 一旦傳導管道362部分及流體圈閉363部分由低於輸入腔室 340中流體表面的流體填充，輸入腔室37〇中之流體便將為 空的（由於虹吸）。因此，藉由差壓及虹吸來填充流體驅動 腔室370。 在圖8之例示性處理陣列中所描繪的其他可選特徵包括 第三腔室380，可使其經由管道382與第一腔室34〇流體連 通。管道382經描繪為在第二腔室34〇之中間點處與第—腔 室340連接。或者，管道382可在沿著腔室34〇之高度（其中 腔室之高度為在其上游端與下游端之間所確定之高度）的 任何選定位置處連接至第一腔室34〇。 結合圖8之例示性處理陣列所描繪之另一可選特徵為單 次用閥結構386，其用來控制流體自第三腔室38〇至管道 382中之流動。在所描繪之處理陣列中，閥結構呈延伸至 第二腔室380之體積中之閥唇緣的形式，間唇緣包括閱隔 片，可經由該閥隔片而形成開口 387以允許流體自第三腔 127970.doc -38- 200841931 室380流動至管道382中（類似於結合圖6中描繪之處理陣列 所描述的閥結構）。 除了弟二腔室380之外，處理陣列亦可包括子腔室388， 在子腔至388中可在使用期間收集來自第三腔室38〇之流 體。可將在子腔室388中收集之流體遞送至中間腔室39〇 中。可藉由單次用閥389提供對流體至中間腔室39〇之遞送 的控制。 舉例而言，當閥389打開（在子腔室388填充有流體之後） 時，來自子腔室388之流體可進入中間腔室39〇,中間腔室 390可較佳含有一或多個試劑391。試劑391可較佳與來自 子腔室388之流體相互作用，或由來自子腔室388之流體吸 收。在選定時間，可打開中間腔室39〇中之單次用閥392。 當閥392打開時，可經由與處理管道332流體連通之管道 393將中間腔室中之流體遞送至第二腔室。 圖9中描繪可提供於根據本發明之處理器件中的又一例 示性處理陣列。圖9之例示性處理陣列較佳提供於經設計 以圍繞旋轉軸線旋轉的處理器件中，旋轉軸線位於半握 401上或附近，半徑401位於箭頭4〇2之方向中。當圍繞旋 轉軸線旋轉時，處理陣列之特徵將大致在弓形箭頭4〇4所 指示之方向中行進。或者，圖9之處理陣列可用於基於非 旋轉重力之器件中，其中箭頭402指示上游方向，亦即， 與作用於處理陣列上之重力的方向相反（其中重 王々 < 万向 為下游方向）。 圖9之例示性處理陣列在許多方面類似於圖8所描給 <處 127970.doc -39- 200841931 理陣列，x包括諸如第-腔室44G、在第_腔室34()中發現 之試劑441、载入結構430、單次用閥442及下游端445的特 徵。另外，圖9之處理陣列亦包括藉由處理管道432連接至 第一腔室44〇之第二腔室46〇，以及第三腔室銘❹及閥結構 486，可經由該閥結構486而形成開口 487以經由管道482將 流體遞送至第一腔室440。 亦類似於圖8之處理陣列，圖9之處理陣列亦包括將熱驅 動腔室470連接至第一腔室44〇之傳導管道462。熱驅動腔 室470較佳位於處理陣列所在之處理器件之熱控制區域 内，以提供根據本發明之原理實現熱傳導所需的熱控制。 傳導管道462包括流體圈閉463以單獨經由處理器件之旋轉 或重力來防止流體自第一腔室44〇移動至熱驅動腔室47〇。 在圖9之處理陣列中所描繪之額外特徵為沿著傳導管道 462定位之閥472。閥472可用於控制熱傳導功能之啟動。 舉例而言，若閉合閥472，則熱驅動腔室470中之駐留流體 之加熱或冷卻將無法自第一腔室440拉動或移動流體。閥 472之精確位置不重要一其必須僅位於第一腔室44〇與熱驅 動腔至470之間。閥472可為類似於本文所述之單次用閥的 早次用閥。 圖9之處理陣列與圖8之處理陣列之間的另一差異為，圖 9之處理陣列不包括圖8之處理陣列的子腔室及中間腔室。 然而’圖9之處理陣列確實包括如同第二腔室460—樣位於 熱控制區域450内的第三腔室490。第二腔室460包括位於 其中之可選試劑461。第三腔室490亦包括位於其中之可選 127970.doc -40- 200841931 試劑49 i。第三腔室490亦經由單次用閥462及管道的2連接 至第二腔室460。圖9之處理陣列所在之處理器件的旋轉或 重力將較佳將流體自第二腔室46〇移動至第三腔室49〇，其 中，如同此處，第三腔室490位於第二腔室46〇之下游。八 結合圖10描繪另一例示性處理陣列，且此例示性處理陣 . 列說明本發明之處理陣列的另一可選特徵。圖1〇之例示性 冑理陣列較佳提供於經設計間繞旋轉軸線旋轉的處理器 件中，旋轉轴線位於半徑501上或附近，半徑5〇1位於箭頭 籲 502之方向中。當圍繞旋轉軸線旋轉時，處理陣列之特徵 將大致在弓形箭頭504所指示之方向中行進。❹，圖^ 之處理陣列可用於基於非旋轉重力之器件中，其中箭頭 502指示上游方向，亦即，與作用於處理陣列上之重力的 方向相反（其中重力之方向為下游方向）。 圖10之例示性處理陣列在許多方面類似於圖8及圖9所描 繪之處理陣列，且包括諸如第一腔室54〇、在第—腔室5二 中發現之載入結構530、單次用閥542及下游端545的特 徵。另外，圖ίο之處理陣列亦包括藉由處理管道532連接 至第一腔室540之第二腔室56〇。 .亦類似於圖8及圖9之處理陣列，圖1〇之處理陣列亦包括 將第一腔室540連接至一對熱驅動腔室57〇&及57补之傳導 管道562。傳導管道562包括流體圈閉563,在其之後傳 管道562分成傳導管道562&及56几。熱驅動腔室ah及 570b兩者較佳位於熱控制區域55〇中。 傳導管道562a及562b中之每—者可較佳（分別）包括閥 127970.doc -41 · 200841931 572a及572b以控制流體流入及流出熱驅動腔室57⑽及 570b。閥572a& 572b可較佳呈本文所狀單以閥的形 式。在一些情況下，可不藉由閥將該等熱驅動腔室中之一 者與第一腔室540隔離，並且使用閥來隔離額外熱驅動腔 室。此外’儘管W1G之處料列中⑽僅兩個熱驅動腔 室’但可提供三個或三個以上熱驅動腔室(若需要)。在提 供有多個熱驅動腔室之另—變體中，可使用專用傳導管道

(替代如圖1G所描繪分裂管道562)將每—熱驅動腔 腔室540。 結合本發明之處理器件中之處理陣列使用試劑係可選 的’亦即’本發明之處理器件可在處理陣列腔室中包括任 何試劑或可*在處料列腔室巾包括㈣觸。在另一變 體中’在不同處理陣列中之腔室中的一些可包括試劑，而 其他不包括試劑。在又一變體中，不同腔室可含有不同試 d。此外，可塗覆或以其他方式處理腔室結構 制試劑之黏著。 ，發明之處理器件中使用的處理陣列可較佳為"不通 氣的”。如結合本發明晰你 斤使用，不通氣的處理陣列”係唯 有通往處理陣列中之gg 〇 A ^ & ’、 ;载入結構（例如，載入腔室） 中的處理陣列（亦即，至少 p至-兩個連接之腔室）。換言之，為 了到達不通氣的處理陳列 析物#… 陣列中之腔室，必須將分 析物遞迗至载入結構或直接 再飞呈接遞运至腔室中。類似地，在截 入分析物之前位於處理陣 H丄a 之任何空乳或其他流體亦必 須、、、里由載入結構自處理陣 、 逸出。相反，通氣的處理陣列 127970.doc -42- 200841931 可=括在载人結構料之至少_開口。開口將允許在載入 之珂位於處理陣列内之任何空氣或其他流體逸出。 在旋轉系統中可藉由在旋轉期間交#地使器件加速及減 速而有助於使分析轉動通過包括不通氣的處理陣列之處 理器件（除本文所述之熱傳導技術之外），&而實質上經由 管道及腔室排出分析物。可使用至少兩個加速/減速循環 (亦即，初始加速、其後的減速、第二輪加速及第二輪減 速）而執行旋轉。若加速及/或減速係迅速的，則此可為進 一步有幫助的。旋轉亦可較佳僅在一個方向中，亦即，在 載入過程期間可能不必反轉旋轉之方向。此载入過程允許 分析物移走在處理陣列之位於更遠離器件之旋轉中心之處 的彼荨刀中之空氣。實際加速速率及減速速率可視多種 因素而變化，該等因素諸如溫度、器件之大小、分析物距 旋轉轴線之距離、用來製造器件之材料、分析物之性質 (例如，黏度）等。 儘管未描繪，但本發明之處理陣列中的腔室亦可包括一 或多個可選混合腔室以輔助材料在腔室中的混合。在旋轉 之處理器件中之混合腔室及其操作可更詳細地描述於（例 如）2003年12月12曰申請之標題為，，SAMPLE MIXING ON A MICROFLUIDIC DEVICE"的美國專利申請公開案第us 2005-0129583 A1 號（代理人案號 59072US002)中。然而， 簡言之，在旋轉處理器件中結合腔室而提供之混合腔室可 藉由改變處理器件之旋轉速度以將腔室中之分析物移入及 移出混合腔室從而達成分析物之混合來操作。 127970.doc •43- 200841931 圖11中㈣本發明之處理器件中的另—變體，其中處理 器件㈣由位於㈣63_之多個處理模組㈣構成。框架 6 3 0可車父佳界定中心612，圖达士、/ 圍、、>〇中心612以徑向陣列提供虛 理模組620。處理模組62〇中 /、 &母者可包括形成於其中之 一或多個處理陣列。關於_此I_ 上 關於些可能有用之處理模組及框架 的另外細節可見於2005年7月由咬+描日5从

月甲哨之標通為"MODULAR SAMPLE PROCESSING MODULES”的美國專利申請 號（序號 11/174,756)中。

apparatus kits and 公開案第 US 2007-0007270 A1 如本文中及附加中請專利範圍中所使用，除非上下文另 外清楚規f否則單數形式及"及••該,,包括複數個 涉及對象（的細）。因此，舉例而言，對"熱驅動腔室”之 參考包括複數個熱驅動腔室（除非另外明確指示）且對"腔室" 之參考包括對一或多個腔室及熟習此項技術者所已知的其 等效物的參考。 本文所引用之所有參考文獻及公開案之全部内容以引用 的方式明確併入此揭示案中。論述了本發明之說明性實施 例’且已參考在本發明之範嘴内的可能變化。在不脫離本 發明之範嘴的情況下’熟習此項技術者將易於瞭解本發明 中之此等及其他變化及修改，且應理解，本發明不限於本 文所闡明之說明性實施例。因此，本發明僅受下文提供之 申請專利範圍及其等效物的限制。 【圖式簡單說明】 圖1為一根據本發明之例示性處理器件的平面圖。 127970.doc •44- 200841931 大：包括-可在圖1之處理器件上發現之處理陣列的放 圖3為沿圖2中之線3_3截取的圖1及圖2之 部分的玫大橫截面圖。 TO件之— 圖4A及4B描繪使用圖2之處理陣列之 來傳輪淹體之例示性過程。 熱傳導結構 圖5為包括串聯連接之腔室之處理陣列的一 圖 例之平面 ❿ 圖6為根據本發明之另一例示性處理陣列的平面圖。 圖7為_可結合本發明之處 例不性閥結構 的棱截面圖。 # 圖8至圖1〇為根據本發明之其他例示性處理陣列 圖。 圖11描繪可結合本發明使用之模組處理器件。【主要元件符號說明】 10 處理器件 12 中心 14 基層 16 核心層 18 覆蓋層 20 處理陣列 21 半徑 30 載入腔室 32 管道 127970.doc 200841931 40 腔室 41 管道 42 熱傳導腔室 43 管道 44 熱傳導腔室 46 分析物 50 熱傳導結構 51 外徑 • 52 内徑 101 半徑 102 箭頭 104 弓形箭頭 132 管道 140a 第一腔室 140b 第二腔室 140c 第三腔室 141a 傳導管道 141b 傳導管道 142a 入口埠 142b 埠 142c 埠 143 a 出口埠 143b 埠 145a 徑向遠端/下游端或遠端 127970.doc -46- 200841931

145b 遠端 150 溫控部分 201 半徑 202 箭頭 204 弓形箭頭 214 核心層 215 第一主要侧 216 閥層 218 覆蓋層 219 第二主要側 230 載入結構 232 管道 240 第一腔室 245 下游端或徑向遠端 250 區域 260 截獲腔室 262 傳導管道 263 流體圈閉 270 熱驅動腔室 272 驅動管道 280 第二腔室 281 可選載入結構 282 管道 283 表面 127970.doc -47- 200841931 284 閥唇緣 285 閥腔室 286 閥隔片 287a 開口 287b 第二開口 287c 第三開口 301 半徑 302 箭頭 304 弓形箭頭 330 載入結構 332 管道 340 第一腔室 341 可選試劑 342 單次用閥 345 徑向遠端或下游端 350 熱控制區域 360 第二腔室 361 可選試劑 3 62 傳導管道 363 流體圈閉/流體截獲通道 370 熱驅動腔室 380 第三腔室 382 管道 386 單次用閥結構 127970.doc -48· 200841931

3 87 開口 388 子腔室 3 89 單次用闊 3 90 中間腔室 391 試劑 3 92 單次用閥 393 管道 401 半徑 402 箭頭 404 弓形箭頭 430 載入結構 432 處理管道 440 第一腔室 441 試劑 442 單次用閥 445 下游端 450 熱控制區域 460 第二腔室 461 可選試劑 462 傳導管道 463 流體圈閉 470 熱驅動腔室 472 閥 480 第三腔室 127970.doc -49 200841931

482 管道 486 閥結構 487 開口 490 第三腔室 491 可選試劑 501 箭頭 502 箭頭 504 弓形箭頭 530 載入結構 532 處理管道 540 第一腔室 542 單次用閥 545 下游端 550 熱控制區域 560 第二腔室 562 傳導管道 562a 傳導管道 562b 傳導管道 570a 熱驅動腔室 570b 熱驅動腔室 572a 閥 572b 閥 610 處理器件 612 中心 127970.doc -50 200841931 620 630 處理模組 框架

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Claims (1)

1. 200841931 十、申請專利範圍： 1· 一種在一處理器件内傳導流體之方法，該方法包含： 提供一包含至少一處理陣列之處理器件，該至少一處 理陣列包含一第一腔室及含有駐留流體之熱傳導結構， 其中該熱傳導結構包含一連接至該第一腔室的傳導管 道； 在該第一腔室中提供分析物； 藉由加熱該熱傳導結構中之該駐留流體之至少一部分

   而將e亥駐留流體之一第一部分經由該傳導管道傳遞至該 第一腔室中之該分析物中，使得該熱傳導結構内之該駐 留流體之體積增加以迫使該駐留流體之該第一部分進入 該第一腔室；及 /在將該駐留流體之該第一部分傳遞至該第一腔室$ ^ 、卻該熱傳導結構中之該經加熱之駐留流體，其夺 該熱傳導結構内之該駐留流體之該體積減小，使得將謂 第-腔室中之該分析物的至少一部分經由該傳導管道抽 吸至該熱傳導結構中。 1如明求項1之方法，其進一步包含對該熱傳導結構中之 ㈣留流體執行兩個或兩個以上依序之加熱及冷卻循 環0 3.::求項!之方法，其進一步包含圍繞—旋轉轴線 :…件，同時使該駐留流體之該第—部分雜 腔至中之該分析物，其中該旋轉朝向該第一腔室 徑向遠端驅動該分析物。 127970.doc 200841931 4· t二求項3之方法’其令該傳導管道之至少-部分位於 =弟腔至之至少—部分更接近於該旋轉軸線之處。 、、农項1之方法，其中熱傳導結構包含一與該傳導管 道^流體連通之截择 獲腔至且其中該熱傳導結構包含一經 、一驅動官道與該截獲腔室流體連通的熱驅動腔室，且 進、夕其中經由該傳導管道而抽吸至該熱傳導結構中之 該分析物的該部分沈積於該截獲腔室中。 6· 如請求項土 ^ _ 駐留流體接加熱該截獲腔室中之該 7· :Γ!5之方法，其進一步包含圍繞-旋轉軸線旋轉 件’其中該傳導管道及該驅動管道在該截獲腔 徑向近端側上連接至該截獲腔室，使得朝向該截 又〜至之桎向遠端側驅動在旋轉該處理器件時進入該 2腔室之流體，使得進人該截獲腔室之該等流體的大 "不會進入該驅動管道，其中該截獲腔室之該徑向近 端侧位於比該_腔室之該徑向遠端側更接近於 軸線之處。 8’ =求項7之方法’其中進入該截獲腔室之大體上所有 /夜體不會進入該驅動管道。 I 項1之方法，該方法進一步包含圍繞-旋轉軸線 :轉該處理器件’其中該傳導管道在一第一蜂處連接至 該弟—腔室’其中該第-槔位於-沿著該第一腔室所佔 據：：後向長度的中間位置處，其中該徑向長度係沿著 +傻所確m著-自該旋轉軸線延伸之半徑而延 127970.doc 200841931 伸0 1 ο _如請求箱,士 1、 '，其進一步包含在將該駐留流體之一 一邻分經由該傳導管道傳遞至該分析物中之前打開一 位於該第一腔室與該傳導管道之間的閥。 Π· ::，1之方法，其中該處理陣列包含-第二腔室及 ^ ^弟二腔室與該第一腔室之間延伸的第二管道，其中 該方法進一步包含籍由圍繞一旋轉軸線旋轉該處理器件 而將流體經由該笛_您、苦& # @ _ 弟一 &道自該弟一腔室遞送至該第一腔 室。 月求項11之方法，其中該方法進一步包含在將流體經 由該第二管道自該第二腔室遞送至該第一腔室之前打開 位於該第—腔室與該第二管道之間的第二腔室闊。 13·如：求項”之方法，其中該處理器件進—步包含一沿著 =第s道位於该第二腔室與該第—腔室之間的中間腔 室，其中自該第二腔室遞送至該第一腔室之該流體在該 流體到達該第一腔室之前進入該中間腔室，其中該中間 至03 ^立於其中之試劑，且其中該流體在到達該第 -腔室之前接觸該中間腔室中的該試劑。 μ•如請求項η之方法’其中該方法進一步包含在將該流體 自該第二腔室傳遞至該中間腔室之前打開一位於該中間 腔室與該第二腔室之間的中間腔室入口閥。 15.如請求賴之方法，其中該方法進一步包含在將該流體 自該中間腔室傳遞至該第一腔室之前打開一位於該中間 腔室與該第-腔室之間的中間腔室出口閥。 127970.doc 200841931 16. —種處理器件，其包含： 理陣列，其中該至少 處 形成於—主體中之至少一處 理陣列包含： 一弟一腔室； 一第二腔室； 在該第一腔室與該第二腔室之間延伸的處理管 二’二中當自該第二腔室朝向該第一腔室移動時，該第 一腔至及該第二腔室界定一 —細入 上游方向，且當自該第一腔 至朝向该第二腔室移動_ 兮 紅至移科該弟-腔室及該第二腔室界 定一下游方向； 介 熱傳導結構，豆句合一 /、 有駐适k體之熱驅動腔室 及-在該第一腔室與該熱驅動腔室之間延伸的傳導管 道’其中該傳導管道經由—傳導埠進人該第—腔室，且 其中該傳導管道包含-流體圈閉，其中該傳導管道之一 部分在該傳導埠與該熱驅動腔室之間於該上游方 進。 Ή求们6之器件，其中該傳導管道之該流體圈閉到達 »亥第腔至之在該第一腔室與該熱驅動腔室之間的至少 一中點。 18. 如請求項16之器件’其進一步包含一位於該第一腔室與 該熱驅動腔室之間的閥’其中在該第一腔室與該熱驅動 腔室之間經由該傳導管道的流體通過被阻止，直至該閥 被打開為止。 19. 如請求項16之器件，其中該熱傳導結構進一步包含一沿 I27970.doc 200841931 者該傳導官道位於該第—腔室與該熱驅動腔室之間的截 圈 獲腔室，其中該截獲腔室位於該流體圈閉内或該流體 閉與該熱驅動腔室之間。 20.如請求項19之器件 一上游端連接至該 ’其中該截獲腔室 傳導管道。 沿著該截獲腔室之 21.如請求項16之器件，苴中分勒 ’、以…、傳泠、、、°構包含兩個或兩個 以上熱驅動腔室，盆中所古 ，、肀所有該兩個或兩個以上熱驅動腔

   室位於該傳導管道中之該流體圈閉之下游。 22·如請求項21之器件，1谁一牛白人 八進 —位於該第一腔室與 該等熱驅動腔室中之备_去 T 者之間的閥，其中在該第一腔 至與該等熱驅動腔室中之卷去 利版至γ之母者之間經由該傳導管道的 b’L體通過被阻止，窗$命你A兮楚 直主该位於該弟一腔室與該熱驅動腔 室之間的閥被打開為止。 23. 如請求項16之器件，其中該處理管道在一在該傳導淳下 游之方向中連接至該第一腔室。 24. 如請求項16之器件’其進一步包含一位於該第一腔室與 該處理管道之間的閥’其中自該第—腔室至該第二腔室 經由該處理管道的流體通過被阻止，直至該閥被打開為 止0 25·如請求項16之器件，其中複數個該等處理陣列位於該主 體中，其中該等處理陣列圍繞該主體之一中心大體上徑 向對準，使得該上游方向及該下游方向自該主體之該中 心大體上徑向延伸。 127970.doc