TW201007166A - Cartridge containing reagent, microfluidic device including the cartridge, method of manufacturing the microfluidic device, and biochemical analysis method using the microfluidic device - Google Patents

Description

201007166 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種内含試劑之儲存匣，一種具儲存匣之微流體 元件(microfluidic device)，一微流體元件之製作方法，以及利用一微 體元件進行生化分析方法。 ® ?【S前技術】 至今’各種分析樣本之方法已被發展出來以用於諸如環境監 ’ 控’食物檢測’或診斷病人的醫療狀況等。然而，上述方法需配合 很多手動操作以及配合各種設備使用。為了依照既定規則去執行分 析或試驗，專業人員以手動操作方式重複地執行各種程序包含諸如 試劑之裝載、混合、分離、傳送、反應，以及離心等。然而，這樣 此外’為了快速且正確地執行檢測，像臨床病理學之專家是需 =二即使是臨床病理學者專家亦不易啊執行多樣試驗。 不；二夕、、狀況時’快醜麵輝急疡人施與及晦治療 不可或缺的關鍵。m ^ 情況下可轉、快如及2提供^纽能的分析賴以在特定 盼著。 、精確地用於執行多項病理檢測便被深切期 201007166 傳統病理分析需域姐昂貴之自槪設備來執行，在此分 析中’摊f要大量諸岭錢仏穌。料，觀魏分析结 果通常需耗費數天至數週才可獲得。 S然，在小尺核自祕賴巾，是可贱需絲分析一個病 ^的單-或複數個樣本或獨病人的樣本。例如，使職流體元件 等之系統’將血料之生驗雜本輯人—可轉_盤型微流 體元件中，然後血清便可因離心力而從血液中分離。而經分離之血 清係與預定量之稀釋舰緩衝騎混合，且混合贿後會流入圓盤 型微流體元种之魏贿應魏巾。其t，麵可允許混合物流 入之反應賴通常已分顧絲輪各種着。又:，獅的試劑可 根據不同目的而有差異。因此，當▲清與不同試劑混合時，混合物 之顏色將有所改變’毅色彩變化㈣被絲欺是否樣本 包含某些成分。 然而’以液態方式麵存試舰較為困難。因此如美國專利 5,775,563即揭路可儲存冷;東乾燥試劑(iy〇phiiized reagent)之系 統’當執仃錢分析時’其係细―定量之冷棘燥賴被裝載至 麵微流體潘之反應雜中，冀以解決液態試劑的儲存問題。 【發明内容】 201007166 本發明之主要目的在於提供一種内含試劑之儲存匣，一種具儲 存匣之微流體元件，一微流體元件之製作方法，以及利用一微流體 元件進行生化分析方法。 本發明之各實施態樣與相關優點將於接下來敘述中逐項說明， 且應可明顯見於本描述内容或本發明實施方式》 為1%到上述目的以及優點，本發明一個或更多實施例可包含 ® —微流_元件。其中’微流體元件包含有一平台以及一試劑儲存昆 (feagent cartridge)安裝在平台上。平台包含一腔體，且腔體内含一流 體。試劑儲存匣包含一封閉的第一端，一封閉的第二端，一侧壁連 接於第一端與第、二端，一開口形成於側壁’以及一凹槽ό其中凹槽 内含一固態試劑(solid reagent) ’藉此以偵測該流體中之一材料成分。 ...... 根據本發明一實施例，固態試劑係為一冷凍乾燥固態試劑且可 φ —---------------------^____________ ...: 根據本發明一實施例，微流體元件可包含至少二試劑儲存匣， 且各試劑儲存匣可包含相同或不同之冷凍乾燥試劑。 ...... - ' '，-.-'上人#:」、. 根據本發明一實施例’試劑儲存匣可包含複數隔室 - (compartments)或凹槽(wells)，且各凹槽間可分別内含一不同試劑。 201007166 根據本發明-實施例，儲存g包含一主體’主體包含一封閉的 第-端’-封閉的第二端，—侧壁連接於第—端與第二端，—開口 — 形成於侧壁’以及-凹槽由開口進入。又，，固態試劑容納於凹槽 中。 根據本發明-實施例，平台包含至少一價測腔體，且試劑儲存 E女裝於侧腔體。綱腔體可包含—安裝侧以容納試劑儲存 E，且至少部份之侧腔體係由透明材料所構成。裝設好的試劑儲 存匣之晌係面_測部’以致於流入偵測腔體之流體能被引入偵❹ 測腔體錢纖存E，域觸與轉觸儲存_之·。 费_據本發明-實施例’平台包含一樣本腔體，且樣本腔體容納”， -縣稀釋劑腔體，且稀釋劑腔體容納一稀釋劑；一債測腔體， 且個腔體容納試劑儲存g;以及一閥門設置於該等腔體之間，且 閥門係控制流體之流量。 根據本發[實關，_由流體之壓力所㈣，，且壓力之 .表生係當微流體元件旋轉時。 閥門係可受電磁輻射能而·。閥門形成材料可選自—相變材料或 一熱可塑型_ ’其中相變材料之相態或熱可_樹酯係可受電磁 輻射能而改變。 201007166 根據本發明-實闕’閱門形成㈣包含微練熱散逸粒子， +係分散;^一相變材料中以吸收電磁輕射能並產生 熱能’以散逸此電磁輕射能之能量。 ;根據本發明一實施例，微流體元件另包含一容器連接於平台’ 且客n編供稀釋劑至稀釋劑腔體。 ® 發吗一實施例s罔態識劑包含選自試劑所組戚之:組戚: 中之至少者以檢測血清（Serum)、天冬胺酸轉胺酶（aspartate aminotransferase，AST )、白蛋白（aibumin，ALB )、驗性填酸酶(alkaline “ ; phospha換se，’ALP ) >丙胺酸轉胺酶（31拙^細化0打姐啦咖^ 源粉（amylase，AMY)、血尿素氮（blood urea nitrogen，BUN)、約 (calcium，Ca++·)、總膽固醇（ total cholesterol，CHOL )、肌酸激酵 素（creatine kinase, CK)、氣化物（chloride, Cl_)、肌酸酐（creatinine, φ ^EAT^#^^^XairecFBnirubin, D-BIL) ' (gamma glutamyl transferase，GGT)、葡萄糖（glucose, GLU )、高密 度脂蛋白膽固醇（high-density lipoprotein cholesterol，HDL)、卸 (potassium，K+)、乳酸鹽脫氫酶（lactate dehydrogenase，LDH)、低 (magnesium, Mg) ' (phosphorus, PHOS) ' #3 (sodium, Na+) > * 總二氧化碳（total carbon dioxide，TC〇2 )、總膽紅素（total bilirubin， - T-BIL )、三酸甘油脂（triglycerides, TRIG )、尿酸（uric acid，UA ) 201007166 以及總蛋白質（total protein，TP )。 根據本發明一實施例’冷;東熟燥試劑可包含一填充料，填充料 可為非水溶性材料包含選自牛血清白蛋白（bovine serum albumin， BSA)、聚乙二醇（polyethylene glycol，PEG)、萄聚醣（dextran)， 甘露醇（mannitol)、多元醇（polyalcohol)、肌醇（my〇inosit〇i)、檸 檬酸（ancitricacid)、乙二胺四乙酸二鈉鹽（ethylenediaminetetra acetic add disodium salt，EDTA2Na)以及四聚乙二醇單月桂醚 (polyoxyethylene glycol dodecyl ether，BRIJ-35 )所組成之組辞中之 至少一者。' : .：Λ 根據本發明一實施例’冷凍乾燥試劑可包含一界面活性劑，且 界面活性劑包含選自聚氧乙稀(polyoxyethylene)、月桂醚（1沿1171 ether)、辛基酚聚醚（octoxyn〇i)、聚氧乙烯烷基醚（p〇lyethylene dkyl alcoho1)、壬基酚聚乙氧基醇（nonylphenol polyethylene glycol tridecylalcohol)、壬基酚聚氧乙基趟磷酸納鹽（p〇ly〇xyethylene nonylphenyl ether phosphate sodium salt) ’ 以及十二基硫酸鈉（s〇dium dodecyl sulfate)所組成之組群中之至少一者。 ，滅*'' 固態試劑之至少一部份的外形與至少一試劑儲存匣之至少一部 份的内部形狀相互補。 201007166 為了達到上述目的以及優點，本發明一個或更多實施例可包含 儲存E儲存匣包含-主體、至少一試劑隔室如喂扯⑺狎沾舰加) 形成於主體内’以及一容納於試劑.隔室中之固態試劑。其中，殼體 具有-侧壁、-第-端、-第二端，以及—開口形成於侧壁。 儲存E可包含至少二試劑隔室，且各試劑隔室分別包含一不同 劑 #， ❿ 參|據本發明一實施例，固態試劑可為—冷凍乾燥固態試劑。.冷 凍乾燥·^劑之至少一部份的外形係相等於至少一試劑隔室之至少一 部份的形狀。 ^ „ ..Λ1-. i·.-.·.......... , ·'' ; '·' · .. ^ . • . .· , · -4 : Λ ,.-.-ώ ~··' - - \ . · 為了達到上述目的與優點，本發明一個或更多實施例可包含一 微流體元件之製作方法，此方法包含：提供一平台，且平台具有一 腔體以容納一流體；提供一試劑儲存匣，且^^劑儲存匣包含一單位 φ ^量固賴ST，以 試納， 試劑進行冷凍乾燥製備產得。 冷束乾燥裝載試劑可包含以液態方式裝載一第一試劑以及一第 ':二武劑减職-試劑儲存‘減試隔絲凹構;以及''' 冷凍乾燥液態芩第一試劑與液態之第二試劑。 1 為了達到上述優點，本發明一個或更多實施例可包含一分析樣 201007166 =綠’此紐包含H具有包紋體之_讀越元件； =-捕儲存®進人其.中—個腔體内例如是—第—腔體，試劑儲 子E内含-試劑’裝載流體至其中一腔聽内例如是一第二腔體；允 ;糊樹犧流體反應。 根據本發明實施例，賴冷权第―賴之至少—部份的外形 ^第一=第二試之至少—部份料形互補，且乾燥冷康 立第-_之至少—部份的外形係等同於第二試劑儲社之至少一 部份的形狀。 . . ... .V-:': ......... . " ： Γ 部軸__ε之凹辦，絲構具有突由 邵之形狀。1^突㈣可糊Π處形成。 〜細職可具有—結制㈣著制腔體巾之試劑。 :_一---------------------- 【實施方式】 ~~ 發明為使邮本發鴨屬技術領域之—般祕者能更進—步了解本 細二Γ文辨鴻械明㈣健佳實施他，並配合所附圖式，'詳 ㈣的構成内容及所欲誇成之功效。在本發明實施例中， 各種不_絲現，但本㈣抑此為限。 201007166 第1圖為本發明一較佳實施例之微流體元件之平面視圖，第2 圖以及第3圖為本發明第1圖之微流體元件1〇〇之二不同實施例之 剖面視圖。 請參考第1圖以及第2圖，微流體元件100具有一平台i，平 台包含一腔體用以儲存一流體以及可併流體流經之一通道。平台工 可由塑膠材料形成’其中塑膠材料具有易於塑造與具非生物反應性 之特.攀膠材料可以是例如是壓龙力(acryl)、聚甲基两缚酸甲酿 (p〇lymeth#l methacrylate, PMMA)以及環烯烴共聚物(cyefcokfin , copolymer，C0C)等。然而’平台1之構成材料並不限於上述材料而 可為任何具備化學與生物穩定性、光學透明性，以及可機械加工性 轉fe之材料6如第2圖所示’平台1具有一兩層結構，且兩層結構Λ 包含一底板11以及一頂板12。而如第3圖所示，平台4亦可為一 二層結構’且三層結構包含一底板11 ’ 一頂板以及一隔板（中 _間平板）13中設置於一底板11與一頂板12之間。隔板η界定了 ❿一用來儲存一流體之部份以及可供流體流通之_一通道。底板11—、Ί 板12以及隔板13可猎由使用各式材料進行接合，例如雙面膠帶、 黏著劑或使用超音波來溶接。此外’平台1亦可由其它結構的基板 所形成。 . · — - ----1 · .· ,. · . . • ' ... Ύ'~· . - . 以下，即利用平台1的一結構態樣來詳細說明本發明應用於血 液測試的實施例。一樣本腔體10形成於平台1内，且可内含一樣本， •例如是血液或血清等。一稀釋劑腔體20可内含一稀釋劑，且稀釋劑 11 201007166 係用以將樣本稀釋至想要之濃度以進行檢測。稀釋劑可以是緩衝劑 或蒸餾水等。一偵測腔體30係將樣品與稀釋劑混合後之溶液來接觸 偵測腔體30中的試劑，以致於使試劑能與樣本中某些物質進行交互 作用。值得注意的是，交互作用結果能藉由各式方法以進行偵測， 例如是色彩變化偵測，但不以此為限。偵測腔體3〇中係可設置一内 含試劑之試劑儲存匣200。 、 樣本腔體10係與稀釋劑腔體20連接且可互通流體。同樣地， 稀釋劑腔體20係亦與偵測腔體30相互連接且可互通流體。在此， ‘‘連接”一詞用於腔體和通道係用以指出這些腔體和通道乃間之流 體乃互相連通，且流體之流置係被一設置於流通路徑上之閥門所控 制。舉例來說’閥門51位於樣本腔體10與稀釋劑腔體2〇之間、，.用 以控制樣本賴10與獅継體2〇㈤之龍的流量。_ 52則位 於稀釋劑 20與_雜3G間，用以控制獅継體2()以及偵 測腔體30^之流體的流量。齡未示，但平台i可包含複數個注入 口用以職蘇、騎顧頭『I苛II一職邱 腔體内之氣體。 第4圖A本發明-較佳實施例之一可内含試劑之試劑儲存匣 w棚电夕_蘄，參轉嘩觸劑儲存酿·包含為主體十立主 體包含一第-端231、-第二端233”以及一側壁232連接於第一端 231以及第二端233。如第4圖所示，侧壁232可具有-部份圓柱外 型。第-端231之表面積與第：端加之表面積可以相肖（見第4 201007166 ,圖）或不同（見第13A®)。試劑儲存匣2GG之結構並未嚴格限定， 端視製造試_柿之可行性鄕造難易度而定。 試劑儲存E 200之主體進—步包含一試劑隔室㈣娜 compartment)肌或試劑存放槽(收㈣呢聊以包含一試劑。一開 口 210係械於側壁232以允許待測流體通過並接觸容置於試劑隔 室2〇ι隊試劑。此外，因為第一端况，第二端233以及侧壁232 皆為封f因此待測流體僅能藉由通過第4騎緣示實施例之開口 210來接參容置於試劑隔室2〇1内之試劑。 ... · .· . 前述“試劑隔室(reagent c〇mpartment)”以及“試劑存放槽 (reagentwell)” ’交替使用的物件名詞，皆係指本發昕中月轉放 試劑之空間。試劑存放槽201可具有多樣化之内部形狀。進一步， 試劑存放槽2〇1可具有標示試劑存放槽2〇1内之試劑容積的標記。 ——例中’試劑儲雜200可以是利用套裝、設置或嵌合的方 .式裝在-祕涵|i_reagentcartragee^ chamber)或偵測腔體30。試劑儲存匣2〇〇之安裝於腔體3〇内可調整 鬆緊。又，在其他實施例中，可提供複數個試劑容置腔體，用以分 別安裝不同的試劑。但至少要有一個填裝有檢測用試劑，舉例來^ 影-讀後一咖彌用雜測樣雜誠麵域應-亦即. 可檢測出樣本中具有需檢測或期望被測試之成分。 . 試劑存放槽201可具有至少-結構用以固定試劑存放槽2〇1内 13 201007166 之冷絲燥之_試劑14。舉例來說，如第i3H圖，第i3i圖，第 13J圖以及^圖絲，彻存放槽如細細取皿， 2!1〇 ^ 211d 0 ^為限，而可為任何能有_定試劑存放槽中之冷絲燥試劑的結 構0 © ❹ 光來進行樣本分析輕序為例來做說明，光係被 測腔體3〇中來進行分析。因此，至少一部份之平論例如設置有 偵測腔體3G之·，係崎麵料哺成。假如觸贿厘遞 係由透光材料卿成’被製造之試输_ 可依需求調整鬆緊 並固定於腔體3〇。在第1圖所示的實施例中，試劑儲紐200之投 影面積係小於債測腔體3〇之投影面積。磁如試鑛存隨〇之投影 面積係小於伽㈣30之投影爾，級可投_細腔體3〇中 之未設置有試劑儲存E 2⑽的部份，因此將可被獲得高光穿透律以 及精確的你躲果。值得說_是，假如試_為—易受光影響之 試劑，試綠藏了勝 光材料所構成。 因此^如第1圖所示，侧腔體3〇即包含一用以設置試劑儲存 嚯200的安襄嘴及賴被細試__ _丨:義 產生之父互伽情形的_部32。又’至少一部份之細腔體3Q， 例如是偵測部32 ’係可允許光進行穿透。試劑儲存g 2〇〇可被安裝 在安裝部31，以致於試劑儲存匣2〇〇之開口 21〇可面對偵測腔體邓 14 201007166 之偵測部32。在本實施例中，試劑儲存匣200係面對閥門52而被 安裴於安裝部31中，以使開口 210可面對流體流入債測腔體3〇之 一路徑。因此如第1圖所示，在將樣本與稀釋劑混合後並由稀釋劑 腔體20導入偵測腔體30之後，進入偵測腔體30中之樣本便可接觸 並溶解位於試劑儲存匣200中之冷柬乾燥試劑。 被體可具有一結構用以防止腔體中之試劑儲存匿2〇〇任意 ⑩移鸯原本位置。舉例來說，如第13C圖所示，偵測腔體3〇 可藥酵^縮結構301以防止試劑儲存匣200a自由移動而脫離原本 位置¥第13D圖繪示具有偵測腔體之微流體元件之平面圖，以及第 13B野繪示另一較佳實施例之偵測腔體3〇之内牆具有突出部以 ;碑倮固定試劑儲存匣200。第13F圖繪示第13E圖之實施例芝平窗 視圖。雖然第13C圖、第13D圖、第13E圖以及第13F圖已緣示一 特定結構’但本發明並不以此為限。 各種微流體閥門(microfluiSc^alVesp^^—乘择為間門51以 及閥門52。舉例來說，閥門51，閥門52之開關動作係根據流體之 流速而定。亦即是，當流體流4所產生之壓力達戦超過—預設位 準’閥門將被動地打開。舉例來說，閥門可包含一具有微通道 滿雜_等::或 者’這些關亦可被微流體元件之旋轉速率所㈣卜脚是，卷撤 流體元狀_速率_ ’較缝力便杨概流體元件之^ 上。又，假如施加壓力達到或超過_壓力職位準，期將可開啟 15 201007166 且流體亦將流通。 此外，利用適當之閥門形成材料來製備剛，再配合外部傳送 之操作訊號以及由外部供應之操作轉，亦可構成絲運作的闕門 51以及閥門52。在本實施例中’閥門51以及闕η 52係藉由吸收外 部訊號源散發出的電磁輻射能而進行動作。其中，闊門51以及闕門 52係所謂常關閥門(normally closed valve)，故閥門於未吸收電磁輻 射能之前因為關閉而能阻檔流體之流動。 閥門構成材料可以疋熱可塑性樹脂(thermoplastic resin)，例如是 環烯烴共聚物（cyclicolefin copolymer，COC)、聚曱基丙烯酸甲醋 ‘polymethylmethacrylate，PMMA)、聚碳酸酯（polycarbonate，PC>、 聚本乙稀（polystyrene，PS)、聚縮搭(p〇lyoxymethylene，POM)、全 « 氟烧氧基烧烴類（perfluoralkoxy，PFA )、聚氯乙稀（polyvinyichloride， PVC)，聚丙烯（polypropylene，PP)、聚對苯二甲酸乙二醇酯 Cp0ryeffi;^ne terei)fit&affi，PET)、聚二醚酮樹脂 ~---------- (polyetheretherketone，PEEK)，聚醯胺（polyamide, PA)、聚硬 (polysulfone，PSU )，或聚偏二氟乙烯（polyvinylidene fluoride， PVDF)等。

閥門形成材料亦可為一相變材料(phase transition material)，且於 室溫下係以固態形式存在。相變材料於液體狀態時裝載進入通道， 而後經固化以封閉通道。其中，相變材料可為蠘，於加熱時躐會溶 201007166 化成液體且其容積亦隨之增加。在此，舉例來說，蠟可以是例如石 蠟’微晶蠟’合成蠟’或天然蠟等。同樣地，相變材料可為凝膠或 是熱可塑性樹脂，其中凝膝包含例如是聚丙烯醯胺 (polyacrylamides)、聚丙烯酸酯(p〇lyacryiates)、聚曱基丙烯酸鹽 (polymethacrylates)，以及聚乙烯胺(p〇iyvinylamides)等。 - - 罐本齊施例之相變材料中’包含有複數個微米級散熱粒子 ❹ （heaUiss^ating particles)係被分散藉以吸收電磁輻射能產生熱，以 散逸此電^輻射能之能量。其中，微米級散熱粒子之直徑可大約介 # 1奈米至崖微米之間，以致於具有深度約〇 lmm以及寬度約 1mm之微米級散熱粒子可自由地通過微流體通道。此外，當電磁賴 U列如疋蕾射光被提供給微米級散熱粒子，微米級-散熱藏手芝盘 度轉明顯地增加。藉此，微米級散熱粒子均勻地分散在犧中且能散 逸熱能。除具有上述特徵外，各微米級散熱粒子包含一核心，且各 —一^生心一金屬以及一疏水殼層。舉例來說，各微米級散熱粒子可 •包含一由鐵形成之核 活性劑形成，且界面活性劑粒子可黏著至鐵核心。此外，微米破散 熱粒子可被儲存分叙於基礎油中，而基挺油因具有疏水特性得以平 均刀散具疏水表面結構之微米級散熱粒子。然而，微米級散熱粒子 著，前述混合物被裝載入於腔體間以進行固化作用。藉此，被裝载 於腔體間之混合物因固化而形成閥門並得以阻礙腔體間之流體流 動0 17 201007166 除了上述高分子粒子外，微米級散熱粒子可為量子點或是磁 珠。又，微米級散熱粒子亦可為奪屬n物微米級粒子，例如是三 氧化二銘，二氧化鈦，三氧化二钽，三氧化二鐵，四氧化三鐵，戋 二氧化铪等。然而’閥門51以及閥門52可選擇性包含微米級散熱 粒子。舉例來說，閥門51以及閥門52%僅由相變材料形成。此外， 平台1中相對應於閥門51、閥/152之部份亦可為透明的，以致於 外部電磁輻得以射入至閥門51以及閥門52。 .Γ’ .·... . . .. ' . 在微流體分析中，裝載一精確量之冷凍巧燥固態試劑14至__偵 卿體抑係較為困難。此乃由於試劍可能被冷凌乾燥成非均勾尺寸 之珠狀物斤即便冷凍乾燥珠(lyophilized beads)具有一統一尺十^冷, 凍乾燥珠亦容易破打破。另外，當試劑珠(reagentbeads)於暴露於潮 下被裝填至偏彳腔體30時，試劑的性能可能已經減損而被降低。 根據本發之較佳實施例，係先將—單侧量的液態試劑被裝填 至塌^^肅找獅可著顧冷ΊΤ練 f生之冷=燥觸可具有_似餅乾外觀以及水氣含量。如此， 具有一内含單位用量冷;東乾燥試劑之試劑儲存® 2〇〇便可被安裝至 微心^件虽‘趣丨儲存匣2㈨孓凹褙内試劑於原處(in-situ)進行冷 、#燥^ 〇漆冷凍赛燥讀射邊至少•部份的外形係與試渐譜存齡逆蒙 之P伤的内部形狀相互補，特別是與試劑儲存槽 201之至少 一部份的内部形狀相互補。 18 201007166 此外’原處冷束乾燥(in-situlyophilization)試劑之方法現將描述 如下。首先’試劑於液態下被裝載至試劑儲存匣200之試劑存放槽 201内。為了減少裝截於試劑儲存槽2〇1之試劑之容積，液態試劑 需具有較高之濃度或滴定濃度作測試。 作為血液測試之試劑可偵測例如血清（serum),、天冬胺酸轉胺 酶(aspa^ate amin〇transferase，AST) ' 白蛋白(albumin，ALB)，鹼 Ο 性磷酸 #( alkaline phosphatase^ ALB)、/丙胺醆轉胺__anine · '； aminotransferase，ΑΙΧ) ’ 澱粉|amylase，^Y》▲尿素氮_Q^urea以 a nitrogen，BUN)、鈣（caldum，Ca++)、總膽固醇（total cholesterol， CHOL)、肌酸激酵素（creatine kinase, CK)、氯化物（chloride，Cl_)、 酸Sf Ccreatinine，CREA )、直接膽紅素（direct bilirubin，IWBlt)， > f -楚酸轉化酵素（gamma glutamyl transferase，GGT)、葡萄糖 (glucose，· GLU )、南後度脂蛋白膽固醇（high-density lipoprotein

Cholesterol，HDL)、鉀(potassium, K+)、乳酸鹽脫氫酶（iactate ---------------------------- ' ----------------------- 罾 dehydrogenase, LDH)、低密度脂蛋白膽固醇（i〇w_density lip〇pr〇tein cholesterol，LDL)、鎂（magnesium, Mg)、磷（phosphorus，PHOS )、 鈉（sodium，Na+)、總二氧化碳（total carbon dioxide, TC02)、總膽 紅素（total bilirubin，T-BIL)、三酸甘油脂（trigiyCerides，trig)、尿 發明微流體元件可被使用以分析取自人體或任何生物等各式樣本。 於其他實施例，還可添加一添加物至液態試劑中，以增加冷墩 19 201007166 乾燥試劑之》紐。#冷綠賴辦—轉航合之縣鋪 時，填充料等之添加物即可被運用於增加冷;東乾燥試劑之多孔性。 因此’當稀釋樣本被職於至侧腔體3〇 ,冷;東乾燥試劑可被容易 溶解。.舉絲說，料包含選自狂清白蛋自（bGvine_m albumin, BSA)，聚乙二醇（p〇iyethyleneglyc〇1，pEG)，萄聚醣 (deXtran) ’ 甘露醇（mannito1)，多元醇(polyalcohol)，肌醇 (myoinositol) ’棒檬酸(ancitricadd)，乙二胺四乙酸二鈉鹽 ( eihylene diamine tefra acetic::add disodium 聚乙二醇單月桂醚（p〇ly〇xyethylene每㈣侧吻她打，侧谈^❹

所組成之組群巾之至少—者。填紐之型式與量可因試劑之形式有 辦不同V 於其他實施例，還可添加一界面活性劑至液態試劑中。舉例來 說’界面活性劑包含選自聚氧乙烯（poly〇xyethylene)、月桂趟(以㈣ ether)、辛基紛聚謎（octoxynol)、聚氧乙烯烷基醚（p〇lye_ene alcohol) > 一-~^ ether)、氧化乙烯（ethyleneoxide)、乙氧基十三烷醇（ethoxylated tridecyl alcohol)、壬基盼聚氧乙基趟鱗酸鈉鹽（p〇iy〇Xyethyiene nonylphenyl ether phosphate sodium salt)，以及十二基硫酸鈉（s〇dium ' - - * ：,.；/ .：.、’，. ... dbde办1 sulfi^)所:組成之組释中之至少!立奢气广扎秦\ r 複數個包含液態試劑之試劑儲存匣200被裝載入冷凍乾燥設 - 備’且根據冷;東乾餘程序來使用一適當方法。有鑑於此，為了容易 · 20 201007166 . 辨別該些試劑種類以及用量，不同試劑可被裝載至具不同色彩之試 劑儲存匣200，或可辨別之記號可貼於試麵儲存匣2㈤上以作為試 劑辨別。舉例來說，此可辨別記號可包含一標誌以及一條碼。 冷凍乾燥程序可因液態試劑之數量與型態而有不同。冷凍乾燥 包含-冰絲私林包含於機巾之水細及—乾縣序以移除 冰束水。般來說，乾燥程序使用一昇華製程因而冰束水係直接轉 ❹變成蒸―然而，整個乾燥過程未必需要昇華作用，亦即是只有一 力可被調整至等於或低於水的三相•點（大約6mbar或大約 ton·)。然而，預定壓力並不需要維持一定。值得注意的是在乾燥 過程中，溫度可被改變。舉例來說，在冷康過雜完全執行後，浪 度會逐漸增加。

^—經由上冷凍乾燥固態試劑14之至少一部份的外形與試 ❹繼存 E 少-部份的_結_。在冷綠燥顧中，試鑛補· 被置入-冷康乾燥機並使試劑存放槽2〇1之開口 21〇朝向上。因此， 冷凍乾燥試劑之外形可與試劑存放槽2〇1之一部份的外形相’ 'τ· · f：^¥_ ^ ^ ： β如上所述，由試劑於液體狀態下裝载入試劑儲拽2〇〇，試 量便可被射㈣。又，由於冷;東麵鱗可魏_雜載於試 21 201007166 =儲存1£^)0、後執行’因此本發明可方便又快速地大量生產該些内 3 V象乾燥試劑之試劑儲存u⑻以分析相同之目標材料。 、試J中單位用量” 一詞在此是係指其試劑用量僅用於單—測 試或生產-需麵14域糊濃度可_ _料獅找觸存 E 200包含一單位用量試纖安裝在微流體元件之後，以作分析。 ''V- ^ ,； . '·； 試繼存H 2〇〇 &含一單姻量冷棘燥試劑安裝輔^^體 3〇之文裝部31在底板11上，或是安裝触底板11以及隔驗η所❹ 定義之俱測腔體30。然後，上板12係連接於底板η魏板|3 ,藉 库根據本剌讀闕絲微流體元件製_。騎將試麵存昆 雜固疋安觀偵測腔體30，試劑儲存可被接合到偵測腔體l 30藉由貼喊f配合枝。另外，其他各_定綠亦雜被制 以固定試劑儲存匣200，並不侷限於前述說明。 '第6雷#^緣隨野第十，麟航件之示__青鋒—__ 第6圖’-旋轉組件510藉由離心力使微流體元件1〇〇旋轉以便混© 合樣本、稀釋劑以及試劑。旋轉組件51〇帶動微流體元件1〇〇至一 預定位置以便使偵挪腔體30面對一檢測辱52〇。雖然旋轉組件51〇 *__^麵A摊_^者巍能暴綠遽雜每靜料包含讀— 一馬達驅動裝置（圖未不）等相，制機構，以控制—微流體元件 100之角度位置。馬達驅動裳零可鮮—步進馬達或一直流馬達。 舉例來說，檢測器520可偵測光學辞徵例如是被偵測材料之螢光， 201007166 發光或吸收特性等。此外，本實施例更可包含一電磁輕射產生器5s〇 等相關裝置’藉以開啟_ 51、閥門52以及發射雷射光。 分析樣本之-實施例現將被詳述如下。稀釋劑，例如是緩衝液 或蒸館水，被裝載於微流體元件編之稀釋劑腔體2〇，然後，樣本， 例如取自某目標物之血液或由血液内分離出來之錢，被裝載於樣 本腔韙10中以進行分析。 ❹ ，再將微流體元件獅設置於第6圖之分析儀器姻 微〃’t體元件100係為一片狀，微流體元件i㈤並不能被直接安裝於 旋轉組件510上。在此前提下’微流體元件1〇〇被插入一連接器5船 π〜才龙將連接器.54〇安裝於旋轉組件51〇上。值得注t的是，由^ 體需由樣本腔體10流向偵測腔體30，因此本實施例係將微流體元 件100以特定位置裝設於連接器540上，以使樣本腔體1〇相較於镇 測腔體30係較近於連接器540之旋轉中心設置。之後，旋轉組件 .510 轉動 第5圖所示’當電磁輻射對閥門51進行輻射，閥門51之形成材料 由於電磁輻射能照射而溶化，以致於介於樣本腔體1〇以及稀釋劑腔 體20間之通道被打開。樣品便藉由離心力的作用流向稀释劑腔體 —汾續餐辆雜咖脅—^^辦_•往赛属. 混合樣本與稀釋劑以形成一稀釋樣本。“稀釋樣本，’ 一詞普遍使用 • 於應用中’代表一樣本以及一稀釋劑之混合物。然後，電礤輕射對 * 閥門52進行輻射以開啟稀釋劑腔體20以及偵測腔體30間之通道，

試劑’-取 膽固醇之試劑，以及一用以偵測低密度脂蛋白膽固醇。值得注意的❹ 是’在利用試劑以偵測驗性磷酸酶的例子中，作為受質之對硝基笨 201007166 且稀釋樣本係裝載入偵測腔體30。結果，容置於試劑儲存匣2〇〇之 冷康乾燥補便得與獅樣本齡❿雜。為了轉冷躲燥試劑 藉由混合稀釋樣本’旋轉組件51〇可左右搖動微流體元件1〇〇數次， 以於偵測腔體30中形成試劑混合物。 最後，偵測腔體30被移動至面對檢測器520的位置，以便鑑定 位貞測腔體3〇内之試劑混合物中’是否含有欲偵測之目標物質存 在，且一併量測該目標物質的含量，以便完成樣本分析。 於其他實^*例，二個以上試劑所組成之混合物亦可當作一試劑 來使用，以用於一預期反應中。然而，前述共存劑例如是酵素和受 贊的組合可能會減弱或改變試劑本身活性。有鑑於此，〜_具有二個 或更多凹槽之試劑儲存匣200乃有需要被使用來分別預先容置即將 進行混合之各試劑’尤其在當一稀釋樣本將被導入偵測腔體以進行 接觸别。舉例來說’這般試劑包含例如是一用以偵測驗性鱗酸酶之 酚吡啶甲酸酯（p-nirophenolphosphate，PNPP )於pH值為10或更高 (aminomethanpropanol，AMP )與二乙醇胺（diethanolamin，DEA ) 分別被用作為一緩衝劑，用以使反應系統中之？11值雉持介於約U 至11·5間。基於上述原因，受質以及緩衝劑需要被分別進行冷束乾 24 201007166 燥過程以進行儲存。 另外，在用以偵測澱粉之声劑例子中，氯化鈉需被使用。然而， 氣化鈉由於具有較強之溶解度而不易被進行冷凍乾燥。因而當氯化 鈉被冷凍乾燥時，冷凍乾燥後之氯化鈉立即因吸收濕氣因而改變氯 化鈉之形狀’且試劑於濃度測定時會被低估。有鑑於此，氯化鈉需 要與從受臂分開進行冷凍乾燥過程。 :. : . - -.. . - / . ..... 因此Γ如第7圖所示’轉劑儲存匣2〇〇a包含二锋部凹槽2〇1:， 202;:。此外，液態第一試劑以及液態第二試劑需分開進行冷凍乾嫖， 而後再分別裴載入二試劑凹槽2〇1，2〇2。最後，對二試劑凹槽進费 :冷凍乾燥過程。結果、試劑儲存匣i2〇〇a可包含二具有第^冷^^ 燥試劑之試伽槽201崎有帛二林賴翊找_槽 202 ’且可被同時製造。又，第7圖顯示一具有二凹槽之試劑儲存匣 一^200a^本發明並不限於本發明實施例。值得一提的是，在其它實 ❹施例中，- ^、 . ... ....... 請參考第7圖，試劑儲存E 200a可具有一第一端231，一第二 端233 ’ 一侧壁232連接於第一端231與第二端说，以及一開口 有一部份圓柱形狀’第一端231孓表面積與第二端233之表面積可 以相同（見第7圖）或是不同（見第im)。另一方®，試齊丨儲存度 之結構要求並不嚴格，而端視製造可行性與容易度及來決定。 201007166 第％圖係本發号另一寬辦例孓具有η圓盤式平台之微流體元 二 ft 102b之矛面圖。參考第认圖，於月前實疵例中，微流體元件i〇2b .*·. ：~ ·. .· 係為片狀且能被直接安裝於旋轉組件510上。雖然第8Α圖僅繪示 :: 一部份微流體元件1〇2b’平台1乃一圓形的圓盤狀。值得說明的是， 平台1可具有如第2圖所示之二^層結構或如第3圖所示之三層結構。 此外，平台1包含一樣本腔體1〇，一稀_释體2〇_義^••偵 測腔體30。其中’侧腔體3〇之位置係位於相較於才篆本腔體1〇以❹ 及稀释劑與體-2α更遠離平台1之旋轉中心處：另夕匕，間門51形成 本腔體40以及稀釋劑腔體2〇之間，且同時晚門公形成於稀釋

或容置广具冷凍乾燥試劑之試劑儲存匣2〇〇a (見第7圖）。 體20係連接至-細腔體3〇。另外，一閱門51形成 樣本腔體10以及一稀釋劑腔

8B圖所繪示之微流體元件1〇2a中，一 26 201007166 分析樣本之另一實施例現將被詳述如下。一液體稀釋劑例如— 缓衝劑或洛館水被裝載至微流體元件l〇2a，l〇2b之豨釋劑腔體20 中。另外，樣本係裝載於檬本腔艟10'中)ό舉刺而.言，谦本忽含欲綠丨，a 測之目標物例如血液或由血液分離出之血请.，粗不以此為限。V { >

'然後丨’如第6圖所示，微流體元件1〇2a或l〇2b係被安裝於分 析儀器.旋轉組件510上。值得一提’旋轉麵件11〇可轉動微流體 元徐1(¾滅102b。

然後’由於旋轉組件510之旋轉，使閥門51，52可面對電碜輻丨、 射產生器530。因此v當電磁輻射能施於間門51，52時:，間竹5齡 之來爽材料以及閥門52之形成材料會由於吸收電磁輻射能韓: 溶释。又，當流體元件l〇2a ’ 102b被旋轉時，樣本與稀釋劑可藉由.， 離心力而被裝載至偵測腔體30内。另外，内含於試劑儲存昆2〇〇心 或試劑儲存匣200a之冷凍乾燥試劑係與由樣本與稀釋劑所形成之 參稀釋樣本混合而溶解。最後’偵測腔體部32可被移動至 面對檢測器520之位置，以便於鑑定位於偵測腔體中之混合試劑之 材料成分，以及測量欲鑑定材料之含量。 面視圖。參考第·9圖，在本實施例中，微流體元件ι〇3係為一圓盤 • 狀，且可被直接安裝於分析儀器（見第6圖）之旋轉組件510上。 其中’微流體元件103包含一離心單元70以便將將樣本分離成血清 201007166 (懸浮物）以及沉澱物。舉例來 J來說，虽樣本例如是血液被裝載入離 、早7L 70 ’血液可被分離成主 ^ θ τ 现/肖.（懸汙物）以及沉澱物。值得一提 . 的疋，平台1係為圓盤狀。此外芈二叮曰士 砝搂+ ^ 此外，千台1可具有如第2圖所示之二層 、、、。構或如第3圖所示之三層結構。 以下’千台1之一部份付协告、T> y ^ ^ 4於罪近千台1之中心部份可被視為一 内:或亦稱為-内輻射部份，且平台i之另—部份位於遠離平台 之中心部份可被視為-夕卜部份或稱為一外輕 缺 〇 腔體職於比任何其他構成微流體元件1〇3之更靠近齡 之中心部份處。另一方面，離心簞开7Λ今人私旯罪边十口 離單το 70包含一離心部份71以輻射 狀方式設置於樣本腔體10之外彳目丨 〈外侧’而沉澱收集器72則位於離心部 资7Ϊ乏二終端。值得注意的是，者栉大錄錐、仏 匕J疋田樣本經離心後彳懸浮物仍可存在 於樣本腔體.10中或流向離心部份71 ,而击从、 丨伤71，而重的沉澱物將流向沉澱收 集器72〇 此外’在本實施例中，-稀釋嘗· 心部份71以及稀釋劑腔體2〇係與混合腔體8〇連接。而後，闕門 51形成於離心部份71與混合腔體8〇之間，且閥門&形成於稀释 劑腔體20與混合腔體80之間。 在本實施例中，複數個偵測腔體3〇係沿平台丄之圓周方向設 置。此外’混合腔體80藉由通道45以與偵測腔體3〇連接，其中通 道45包含一閥門55。值得說明的是，閥門55、閥門η以及闕門 28 201007166 •、可㈣材飾成。又，—具有冷魏燥糊之試継存H 200 或可被女裝在各偵測腔體释之安裝部份幻上，且試劑儲存匿 2⑻或,20Ga可包含崎或不狀冷綠燥試劑。 第圖，、第11圖綠示複數個言式劑儲存厘以平行方式排列，並 可連接至-共舰道簡於分配稀釋樣本至各糊儲輕中。又， 月雜，第1犯圖’如第13G騎*，複數個賴儲存匿可被一 ❺個個乂 f聯方式連接。因此，上述安排方式之優點即在於當多項反 應需被f時執行時，目標成分可被同時進行_。 - -* ^ ^ ' ν ''； . Λ； 樣本之55•法之$ 實施綱^將描述如下：—液態稀釋劑例 同時.樣本被裝載至樣本腔體1〇中。舉例來說，樣本可以是例如取 自某目‘物之血液或由血納分離出來之錢，最後再將樣本裝載 ____^於樣本腔體10中以進行分析。 ❿:、————''''''' ---------————-— 然後’‘如第6圖所示，微流體元件1〇3被安裝於分析儀器之旋 轉組件510上。此外，旋轉組件110可轉動微流體元件103。結果， 仏v在樣本腔體1〇中，樣本之懸浮物仍留在樣本腔體10内或流向離心 ，傷姊縣娜鶴驗灘齡海入沉澱物錄器恭一 ’ _ · ·· 隨後’旋轉組件510帶動微流體元件103，以使閥門51，闕門 ，52面對電磁輻射產生H 530。在此情況下，當電磁輻射對閱門Μ， 29 201007166 閥門52進行電磁輻射照射時，用以形成閥門5ι以及閥門52之閥門 形成材料會由於吸收電磁輻射能而溶化。因此，當微流體元件1〇6 被旋轉樣本與稀釋劑可被裝載入混合駐體8〇内、藉此於混合腔.、 ;體劝内形成一混合了樣本與稀試劑之稀釋樣本。之後，為了將樣本： 與稀釋劑見合’旋轉組件510可依需求搖晃微流體元件1〇3數次。 然後’旋轉組件510帶動微流體元件1〇3，以使閥門55面對電ή: 磁輻射產生器530。在此情況下，當電磁輻射對閥門55進行輻射時， 閥門55之閥門形成材料會由於吸收電磁輻射能而溶化而使通道❿ 被打開。义當微流體元件103旋轉時，稀釋樣本經由通道奶被裝 載至偵測腔體30中。因此，冷束乾燥試劑因與稀釋樣本混合而熔 化彳’。以形成2試劑混合物。之後’為了漆解冷來乾燥試劑，旋轉’龜， 件510可以往復式運動移動微流體元件103數次。 最後，偵測腔體30可被移動至面對檢測器520之位置，以便於 二 鑑C便於偵測腔體邓中之混杳試劑處分τ取及聲量欲債測幹^一_ 料之含量。 ❹ 以下’一偵測過程包含二步驟反應將可參考第9圖微流體元件 ^： φ：： # 過程為例。如第10圖所示，一包含一第一試劑之第一試劑儲存昆 " 200或200a被安裝在第一偵測腔體33 ’且一包含一第—試劑與第二 試劑之第二試劑儲存匣200a被安裝在一第二偵測腔體34。其令， 30 201007166 第一試劑以及第二試劑具有成分如下： • . 〈第一試劑〉 ） α辰嗪-1，4-双（2^ 乙績酸)(Piperazine-l，4-bis(2-ethanesulfonic acid)， PIPES) : 30毫莫爾/公升 4-胺安替比林（4-Aminoantipyrine，4-AAP) : 0.9 毫莫爾 / 公升 過氧化酶（Peroxidase，POD) : 240單位/公升 抗壞血酸氧化酶（Ascobic oxidase，ASOD ) : 2700單位/公升 抗人類月^条白抗體（ Anti humanMipoprotein antibody ) •〈第二 旅嗪-1，4-双（2-乙續酸）（Piperazine-l，4-bis(2-ethanesulfonic 扣id)， Pli»ES；) : 30毫莫爾/公升 膽固醇I旨酶（Cholesterol esterase，CHE) : 4000 單位/公弃 τ 膽固醇氧化酶（Cholesterol oxidase, COD) : 20000 單位/公升 呈色劑（N-(2-hydr〇xy-3-sulfopropyl)-3.5-dimethoxyaniline， __^-DAOS) : 0.8毫莫爾/公升 Φ 一^--——~ 在第一偵測腔體33中，於第一試劑與稀釋樣本混合後仍留在第 一偵測腔體33中以攝氏37度之溫度持續約5分鐘。亦即是，高密 度脂蛋白（HDL)、低密度脂蛋白（LDL)、極低密度脂蛋白（VLDL)， 中可溶性高密度脂蛋白係被分解成膽固醇與過氧化氫，且過氧化鼓 可被分解成水及氧氣。 31 201007166 在第二偵測腔體34中，第一試劑’第二試劑，以及稀釋樣本均 ， 被混合在一起後’仍留第二偵測腔體中以攝氏37度之溫度持續約5 分鐘。結果’由於第一試劑所引發之酵素反應，高密度脂蛋白、低 密度脂蛋白、極低密度脂蛋白，以及乳糜微粒形成在可溶性高密度 脂蛋白中，其中可溶性高密度脂蛋白係被分解成膽固醇與過氧化 氫’且過氧化氫可被分解成水及氧氣。此外.，殘留之高密度脂蛋白 經由與第二試劑之酵素反應後形成一顏料。如第6圖所示，在第一 與第二偵測腔體33，34照光之前提下，第一與第二偵測腔體幻， 34之吸收度可被檢測器520進行量測。 m 因此，根據二吸收度之量測結果，可藉以鑑定樣本中是否有高密 度脂蛋自之存在’以及一併計算樣本中篇密度脂蛋白'之含量。〜 第11圖係本發明另一實施例之一具容器％肖以裝載稀釋劑之 微流體元件104之平面視圖。又，第12A圖以及第12B圖係第u 圖酿艘嫌104為mm-林f麵微魏雜斯徐^______ 同於第9圖所示之微流體元件103。值得注意的是，在微流體元件❹ 1〇4中’ 一内含一稀釋劑之容器90連接於平台J，且同時容器9〇 係可藉由一通道43連接至稀釋劑腔體20。其中，通道43可包人— 得注意的是，在某些實施例中’通道43可不包含閥門53，此乃由 於一薄膜95係負責控制稀釋劑之流動。

32 201007166 請參考第11 ®、第12A圖以及第12B圖，平台i包含一頂板 12以及-底板11連接於頂板12。容器9〇包含一殼體空間的以容 置-稀釋劑’且其可以任意方式製備，舉例來說，容器9〇可藉由將 熱可塑性樹醋以射出成型等方式形成以及固定在平台r。而倒置容 器90的殼體空間91内充滿有稀釋劑，並藉由貼附於容器9〇開口 93之薄膜95來密封殼體空間91，以防止稀釋劑之浪漏。此外，本 實施例亦可選擇性利用-能被破壞之流體袋來將稀_封存於容器 .90内:。：， ❹ I,. v . k.:..、人.' 在本實施何中，薄膜95係為一控制構件，用以預防殼體空間 91欧稀釋劍姻，其並可選擇性地藉由雷射光等之電磁輕射能的 破壞或溶化來控制稀釋劑由容器9〇流至通道43。而薄膜95的結:構 與製造方式’例如，薄膜95可包含一薄層以及一電磁輻射吸收層形 成於薄膜95上。其中，薄層可由金屬所形成，而電磁輻射吸收層可 ____塗佈一層電磁輻射吸收材料而形成。由於電磁輻射吸收層能吸 ©收外部電磁輻射，進而使薄膜95 薄層可由任何暴露在電磁輻射下會被破壞或溶化的材料所形成。有 鏗於此，薄層亦可為一高分子所形成^此外，部份之容器9〇需為可 性，以使外部投射電磁輻射能通過容器90並到達薄膜95。 如第6圖所示’微流體元件1〇4安裝在分析儀器之旋轉組件51〇 上，且電磁輻射產生器530於選定時間内將電磁輻射照射在薄膜％ • 上。結果，如第12Β所示，薄膜95被破壞且溶化》 33 201007166 然後’如第6圖所*，利用電雜射產生器53〇將電磁輻射持 續照射閥門53-段時間，便可熔化閥門"53之形成材料，開啟通道 43，進而使殼體空間91内之稀釋劑得以經由通道幻流至稀釋劑腔 體2〇中。之後’就可以參考諸如第9圖所揭示之微流體元件. 等裝置的相關敘述，以相同方式來執行一分析過程，在此不多資述。 ... 如上所述’本實施狀微流體元料但製關單，更可辦形 成厂5•且具有精確♦積之冷;東乾燥珠(lyQphilized beads>，而_ 且將該些冷細態試劑Μ珠裝叙各微流體元种亦不具任何難 度。另-方面，由於本發明係將具有一精確量之液態試劑先裝載至 、小於微流》元侏的試劑儲雜内’隨後再將經裝載之液態試劑進行着 冷凍乾燥·此本發明能輕易地量產具精確劑量之冷魏燥試劑的 試劑儲存Ε ’更能崎製造成核高相雜之優勢敍量製造具精 確劑量之冷凍乾燥試劑的微流體元件。 本發明依據不同實施例已在各方面特別地顯示與描述，值得了 解的是這些健倾織難祕贴拥讀和麵制目的。 ^實施例讀_賴被視為已—其錢娜徵在嶋之實施例

Q 中 .難 以上所述僅為本發明之較佳實賴，凡依本發明申請專利細 所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。 34 201007166 【圖式簡單說明】 第圖為本發明較佳實施例之微流體元件之平面視圖。 第2圖為第1圖本發明一較佳實施例之具二層結構微流體元伴之剖 面示意圖。 第3圖為第1圖本發明另—較佳實施例之具三層結構微流體元件之 剖面:圖。 第4圖明一較佳實施例為嫌可包含試谢找痛錐細靡麵 圖。 第5圖為一通道被閥門開啟之部份示意圖。 第6圖為二分析僑器使用第十圖微流體元件之示意爾，。一… 第7圖為本發明另一較佳實施例之一可包含試劑之儲存便之透視 圖。 ___第8A圖為本發明另一實施例具有一圓盤型平台之微流體元件之乎 Q —--------- 第8B圖為第8A圖之微流體元件改良實施例之平面視圖^ 第9圖為本發明另一實施例之具有一離心單元之改良型微流體元件 之平面視圖。 f ’’飾於解r隨微瀹麵物穸痏雜侦猶操卿域&: 圖6 第U圖係本發明另—實施例乏具有一容器以裝載稀釋劑之微流體 元件之平面視圖。 35 201007166 第12A圖以及第12B圖係第11圖微流體元件之剖面示意圖。 第13A圖至第13K圖繪示試劑儲存匣之各式結構圖。 【主要元件符號說明】 1 平台 10 樣本腔體 11 底板 12 頂板 13 隔板 14 固態試劑 20 稀釋劑腔體 30 偵測腔體 31 安裝部 32 偵測部 33 偵測腔體 34 偵測腔體 43 '通道 45 通道~ 51 閥門 52 閥門 53 閥門 55 閥門 70 離心單元 71 離心部份 72 沉澱物收集器 80 90 容器 91 殼體空間 93 開口 95 薄膜 100 微流體元件 102a 微流體元件 102b v:驗體元件 ’1 103 ，微流邊充伴 104 微流體元件 106 微流體元件 200 試劑儲存匣 200a 試劑儲存匣

36 201007166 201 試劑隔室 210 211a 突出部 211b 211c 突出部 211d 231 第一端 232 233 ，第二端 301 302 突出部 510 520 檢測器 530 540 連接器 開口 突出部 突出部 侧壁 内縮結構 旋轉組件 電磁輻射產生器

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Claims (1)

1. 201007166 七、申請專利範圓： 1. 一微流體元件包含有： 平口該平口包括一腔體，且讀腔體内含一流體·以及 -試劑儲雜絲在該平台上，觀綱紐包含—封閉的第一 端’ -封閉的第二端’-側壁連接於該第一端與該第二端，一間 口形成於該側壁，以及一凹槽，其中該凹槽内含一固態試劑，藉 此以偵測該流體之一材料成分。 2·如請求項’1翁之微趙元件，其中該_試劑係為 固態試劑。 冷凍乾燥 G ,'：Γ 3.如明采項1所述之微流體元件，其中該微流體元件包含至少二贫 =儲存H，且各賴綱存_含細或硕找冷絲燥固態 求項1所述之微流體元件，其中該試劑儲存Ε包含複數個試❹ 槽’且各該試劑凹槽分別内含-不同試劑。 ，且該試劑儲存匣安裝於該偵測腔體内。 ： 6·如喷求項5所述之微_元件，其中至少部份之該伽师係由· 38 201007166 一透明材料製成，且至少部份之該偵測腔體未罩住該試劑儲存匣。 7. 如§#求項6所述之微流體元件，其中該試劑儲存g係安裝於該摘 測腔體中，.且該試劑儲存g之該開口面對該流體，以使該流體流入 該偵測腔體中。 8. 如吻來項1所述之微流體元件，其中該平台包含： 一樣本腔參，且該樣本腔體容納，樣本; _ 專.... © —稀釋劑_體，且該稀釋劑腔體容納一稀釋劑; 一偵測腔體，且該偵測腔體容納該試劑儲存匣；以及 一閥門，設置於該等腔體之間’用以控制該流體之流量。 9. 如請求項8所述之微流體元件’其中該閥門受該流體之一壓力所 控制。 元件旋轉時。 . . :....· · ... . . . U·如請求項8所述之微流體元件，其中該閥門係由一閥門形成材 . ' - ' ' ::: . 12.如請求項11所述之微流體元件，其中該閥門形成材料偉選自— 相變材料以及一熱可塑性樹酯，其中該相變材料之相態或熱塑性樹 39 201007166 酯係可受電磁輻射能而改變。 « · · 13.如請求項11所述之微流體元件，其中該閥門形成材料包含微米 級熱散逸粒子，且該微米級熱散逸粒子係分散於一相變材料中以吸 收電磁輻射能並散逸此電磁輻射能之能量。 14·如請求項8所述之微流體元件，另包含一容器連接於該平台， 且該容器提供該稀釋劑至該稀釋劑腔體。 . ... 15.如請求項1所述之微流體元件，其中該固態試劑包含選自試劑 所組成之組群中之至少一者以用於偵測血清（serqm；)、天冬胺酸轉 胺酶（aspartate aminotransferase，AST)、白蛋叙（albumin，ALB) ’ ~ 驗.性鱗酸酶（alkalinepftosphatase，ALP)，丙胺酸轉胺酶（alanine aminotransferase, ALT ) ’ 澱粉（amylase, AMY )、血尿素氮（blood urea nitrogen，BUN )、#5 ( calcium，Ca++ )、總膽固醇（total cholesterol， GHOL· )、脈ereatine4dnasa^GK^^fe^ h 肌酸酐（creatinine, CREA)、直接膽紅素（direct bilirubin, D-BIL)， T -麵酸轉化酵素（gamma glutamyl transferase，GGT)、葡萄糖 (glucose，GLU)、高密度脂蛋白膽固醇（high-density lipoprotein - - cholesterol, ^ (|»q3%s§p0^r) dehydrogenase,LDH)、低密度脂蛋白膽固醇（low-density lipoprotein cholesterol，LDL)、鎮（magnesium，Mg)、磷（phosphorus, PHOS )、 納（sodium, Na+)、總二氧化碳（total carbon dioxide, TC〇2)、總膽 201007166 紅素（total bilirubin, T-BIL)、三酸甘油脂（triglycerides，TRIG )、尿 酸（uricacid，UA)以及總蛋白質（totalprotein，TP)。 16. 如請求項15所述之微流體元件，其中該固態試劑包含一添加物。 17. 如請求項16所述之微流體元件，其中該添加物係為一填充料， 該填充料包含選自牛企清白蛋白（bovine serum albumin, BSA )，聚 乙二醇（|〇lyethylene glycol，PEG)，萄聚醣（dextran)，甘露醇 β ( mannitojp，多元醇（polyalcohol) ’ 肌醇（myoinositol)，檸檬酸（an citric acid) ’ 乙二胺四乙酸二鈉鹽（ethylene diamine t disodium salt，EDTA2Na )以及四聚乙二醇單月桂醚（p〇iy0xyethylene giyeol dodecyl ether，BRIJ-35 )所組成之組群中之至少一者6 . . -. - ： ·- 18·如請求項16所述之微流體元件’其中該添加物係為一界面活性 劑’且該界面活性劑包含選自聚氧乙晞（P〇ly〇Xyethylene)、月桂驗 --罾--絲贫e^toxynot^-聚氧乙择絲缝 —… (polyethylene alkyl alcohol)、壬基酚聚乙氧基醇（nonylphen〇1 polyethylene glycol ether)、氧化乙烯（ethylene oxide)、乙氧基十三 烷醇（ethoxylated tridecyl alcohol)、壬基酚聚氧乙基醚磷酸納鹽 ' Ψ·' ...... . 二基硫酸鈉（sodium dodecyl sulfate)所組成之組群中之至少一者。 1 19.如請求項1所述之微流體元件，其中該固態試劑之至少一部份 201007166 的外形與該試綱紐之該凹槽之至少—部份的内部結構相互補。 2〇.如請求項8所述之微流體元件，其中該伽!腔體包含一結構， 用以防止該試劑儲存匣在該债測腔體内自由移動。 21.如請求項1所述之微流體元件，其中該試劑儲存匣之該凹槽包 含一結構，用以增加該試劑儲存匣内含之該固態試劑之固持力。 22· —微流體元件』其包含： 一平台，該平台包含複數個腔體以及複數個通道； 一鱗劑儲存_設置於至少一該等腔體内’且該試劑儲存匣包含一 封閉的第一端―封閉的第二端-側壁連接該第__端與該第二端， 以及一開口形成於該侧壁以形成一凹槽；以及 —可溶性固態試劑’容納於該試劑儲存匣之該凹槽内。 23.如一截儲存 腔體中。 24.如請求項22所述之微流體元件，其中該微流體元件包含一第一 、维體以及一第i腔體，該第A腔體罩住二第一試劑‘存匣#及該第 + f. . 'f. . ..... . ....... 7V+. . . ~ ----· .. 5 ' .· - 二腔體罩住一第二試劑儲存匣，且該第一試劑儲存匣包含一第一試 劑，而該第二試劑儲存匣包含一第二試劑，其中該第一試劑以及該 第二試劑可為相同或不同。 201007166 25. 如請求項24所述之微流體元件，其中該第一試劑以及該第二試 —腔體巾之流體可與該試劑儲存匿之 該第-试劑接觸而形成-第一反應混合物，且位於該第二腔體中之 流體可與該試劑儲存E之該第二試劑接觸而形成一第二反應混合 物。〜 :' Λ . , ..... 26. 如請.項22所述之微流體元伽其中該試劑儲存匦包含至少二 © 凹槽，各該凹槽分別容納一誠劑。； . .. .... 27. 如請求項22所述之微流體元件，其中該試劑儲存g之該凹槽包 含#結構_用以附著容納於該試劑儲存之該試劑‘ 4 . . ,. · ： ... • ... ... ......... 28·如請求項27所述之微流體元件，其中該結構係為形成於該凹槽 内之至少一突出部。 29·如請求項22所述之微流體元件，其中該腔體具有一内縮結構， 用以容置該試劑儲存匣於該腔體中。 t - , ... .'.. 30, 如緣求項穿巧述之微流雖馬錢:’声中該楚體具有一突出部，用 以固定該試劑儲存匣於該腔體中。 . ν 31. —儲存匣，設置於一微流體元件内’該儲存匣包含： 43 201007166 -主體，該主體包含-第-端，—第二端…側壁連接於該第—端 ' 以及S亥第二端，以及一開口形成於該侧壁，以於該殼體内形成一 · 凹槽；以及 一固態試劑，容置於該凹槽内，且該固態試劑為一單位用量。 32.如請求項31所述之儲存匣，其中該固態試劑之至少一部份的外 形係與該凹槽之一部份的内部形狀相互補。 33·如請求項31所述之儲存匣，其中該主體包含至少二該凹槽，且❹ 各該凹槽均包含該固態試劑。 34.如請求項31所述之儲存匣，其中該凹槽另包含^結構，用以容灸 納該固態試劑於該凹槽中。 35·如請求項Μ所述之儲紐，其中該結構係為形成於該凹槽内之 至少二突出部。 __________________ —__________ _ '------------------------- ----- 36· —微流體元件，其包含·· 腔體’其具有一注入口，用以允s午一流體自該注入口進入該腔體.； 3^^ ' ：7.f _ ·*ν 一儲存E ’設置於該腔體内，該儲存匣内含一固態試劑，且該固態 試劑能與進入該腔體内之該流體交互作用。 •44 201007166 37. —微流體元件，其包含： 一通道； 一腔體，且該腔體能容納自該通道所流入之一流體；以及 一儲存匣，設置於該腔體内，其中該儲存匣内含一固態試劑，且 該固態試劑可被流入該腔體之該流體溶解。 38. —儲存匣，適於一具有一腔體之微流體元件，其包含： :"a主體置於該微流體元件乏該腔體内，其中該主體包含一凹槽 ❹ 以及一一開口連接於該凹槽，且該凹槽利用該開口作進出；以 及 一固態試劑，容納於該凹槽内。 * 39. —儲存匣，適於一微流體元件儲存匣，其包含： —主體，包含一封閉的第一端，一封閉的第二端，一封閉的凹槽連 接於該第一端與該第二端，一開口形成在該凹槽内，且該凹槽利 . ' -------—、、 一固態試劑，固態試劑容納於該凹槽内。 八、圖式： 45