TW201830019A - 微流體裝置 - Google Patents

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亞歷山大 N. 哥耶迪諾夫
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Abstract

一微流體裝置可包括至少四互連微流體通道及一組流體致動器。該組流體致動器可包括非對稱地設置在該等至少四互連微流體通道之至少二微流體通道內的一流體致動器。該等至少四互連微流體通道中之各微流體通道可藉由選擇地致動該組流體致動器之不同組合而被致動至一流體輸入狀態、一流體輸出狀態及一流體阻斷狀態。

Description

微流體裝置
背景 本發明係有關於微流體裝置。
微製造包括在一基材(例如，矽晶片、陶瓷晶片、玻璃晶片等)上形成多個結構及各種組件。微製造裝置之例子包括微流體裝置。微流體裝置包括用以運送、處理及/或分析流體之多個結構及組件。
依據本發明之一實施例，係特地提出一種微流體裝置，其包含：至少四互連微流體通道；及一組流體致動器，其包含非對稱地設置在該等至少四互連微流體通道中之至少二微流體通道內的一流體致動器，使得該等至少四互連微流體通道中之至少二微流體通道可藉由選擇地致動該組流體致動器之不同組合而被致動至一流體輸入狀態、一流體輸出狀態及一流體阻斷狀態。
例子之詳細說明 在此提供之例子包括用於微流體裝置之裝置、方法及製程。某些微流體裝置包括晶片實驗室裝置(例如，聚合酶鏈反應裝置、化學感測器等)、流體噴射裝置(例如，噴墨列印頭、流體分析裝置等)、及/或具有微流體結構及相關組件之其他微裝置。在此所述之例子可包含多數微流體通道及設置於其中之多數流體致動器，其中該等微流體通道可流體地耦合在一起，且該等流體致動器可被致動以便分配、混合、感測或與奈升及皮升等級體積之各種流體互動。
裝置例可包含至少四互連微流體通道及一組流體致動器，且一流體致動器非對稱地設置在該等至少四互連微流體通道中之各微流體通道內。該等至少四互連微流體通道中之各微流體通道可藉由或透過選擇地致動該組流體致動器之不同組合而被致動至一流體輸入狀態、一流體輸出狀態及一流體阻斷狀態。
可了解的是，在此提供之例子可藉由在一基材上實施各種微製造及/或微切削程序以形成及/或連接結構及/或組件來形成。該基材可包含一以矽為主之晶圓或用於微製造裝置之其他類似材料(例如，玻璃、砷化鎵、塑膠等)。例子可包含微流體通道、流體致動器及/或容積腔室。微流體通道及/或腔室可藉由在一基材中實施蝕刻、微製造程序(例如光刻)、或微切削程序來形成。因此，微流體通道及/或腔室可藉由在一微流體裝置之基材中製成的多個表面來界定。在某些實施例中，微流體通道及/或腔室可藉由一全封裝體來形成，其中多數連接封裝體組件組合形成或界定該微流體通道及/或腔室。
在某些在此所述之例子中，一微流體通道及/或毛細腔室之至少一大小可具有足夠小尺寸(例如，奈米尺寸等級、微米尺寸等級、毫米尺寸等級等)以便泵送小體積之流體(例如，皮升等級、奈升等級、微升等級、毫升等級等)。例如，某些微流體通道可因毛細力而促進毛細泵送。此外，多個例子可透過一流體接合部耦合至少二微流體通道與一微流體輸出通道。至少一流體致動器可設置在該等至少二微流體通道中之各微流體通道中，且該等流體致動器可被選擇地致動以藉此泵送流體進入該微流體輸出通道。
該等微流體通道可便於運送不同流體(例如，具有不同化學化合物、不同濃度等之液體)至該微流體輸出通道。在某些例子中，多個流體可具有至少一不同流體特性，例如蒸氣壓、溫度、黏度、密度、在通道壁上之接觸角度、表面張力及/或蒸發熱。可了解的是在此揭露之例子可有助於處理小體積之液體。
在此使用之一流體致動器可對應於一慣性泵。可使用在此所述之慣性泵實施之流體致動器可包括，例如，熱致動器、以壓電膜為主之致動器、靜電膜致動器、機械/撞擊驅動膜致動器、磁致伸縮膜致動器、電化學致動器、其他微流體裝置、或其任一組合。在某些例子中，流體致動器可藉由實施各種微製造程序而形成在微流體通道中。
在某些例子中，一流體致動器可對應於一慣性泵。在此使用之一慣性泵對應於設置在一微流體通道中之一非對稱位置的一流體致動器及相關組件，其中該流體致動器之一非對稱位置對應於定位成至該微流體通道之一第一端的距離比至該微流體通道之一第二端的距離小的流體致動器。因此，在某些例子中，一慣性泵之一流體致動器未定位在一微流體通道之一中點。將該流體致動器非對稱地定位在該微流體通道中促成在流體中靠近該流體致動器的非對稱回應，因此在致動該流體致動器時產生流體位移。重複致動該流體致動器使流體脈衝狀地流過該微流體通道。
在某些例子中，一慣性泵包括具有一加熱元件(例如，一熱電阻器)之一熱致動器，該加熱元件可被加熱以便在一流體中靠近該加熱元件形成一氣泡。在該等例子中，一加熱元件之一表面(具有一表面積)可靠近一微流體通道之一表面，其中該加熱元件設置成使得在該微流體通道中之流體可與該加熱元件熱互動。在某些例子中，該加熱元件可包含具有至少一鈍化層之一熱電阻器，且該至少一鈍化層設置在一加熱表面上使得欲加熱之流體可接觸該至少一鈍化層之一最上方表面。該氣泡之形成及後來之塌縮可產生該流體之循環流動。可了解的是一氣泡之膨脹與塌縮的不對稱性可產生用以泵送流體之流動，其中該泵送可稱為「慣性泵送」。在其他例子中，對應於一慣性泵之一流體致動器包含可產生壓縮及伸張流體位移以藉此產生流體流動之一膜(例如一壓電膜)。
可了解的是，一流體致動器可與一控制器連接，且藉由該控制器來電致動一流體致動器(例如一慣性泵之一流體致動器)可藉此控制流體之泵送。一流體致動器之致動可具有非常短之時間。在某些例子中，該流體致動器可以一特定頻率脈動一特定時間。在某些例子中，該流體致動器之致動可為等於或小於1微秒(µs)。在某些例子中，該流體致動器之致動可在大約0.1微秒(µs)至大約10微秒(µs)之一範圍內。在某些在此所述之例子中，一流體致動器之致動包含電致動。在該等例子中，一控制器可電氣連接於一流體致動器使得一電信號可藉由該控制器傳送至該流體致動器以藉此致動該流體致動器。一微流體裝置之各流體致動器可依據致動特性來致動。致動特性之例子包括，例如，致動之頻率、致動之時間、每次致動之脈衝數、致動之強度或振幅、致動之相偏移。可了解的是在某些例子中，各流體致動器之至少一致動特性可不同。例如，一第一流體致動器可依據第一致動特性致動且一第二流體致動器可依據第二致動特性致動，其中各流體致動器之致動特性可至少部份地取決於在一流體混合物中之各流體的一所需濃度、各流體之一流體特性、一流體致動器特性、各通道之長度及橫截面積及/或其他特性或輸入/輸出變數。例如，該第一流體致動器可被致動一第一次數且該第二流體致動器可被致動一第二次數使得一第一流體之一所需濃度及一第二流體之一所需濃度存在一流體混合物中。
以下請參閱圖式，且特別參閱圖1，這圖提供顯示一微流體裝置20例之某些組件的圖。在這例子中，該微流體裝置20包含至少四互連微流體通道30A、30B、30C、30D(統稱為微流體通道30)及至少二獨立流體致動器獨立流體致動器36A與36B之一流體致動器組34。如虛線所示，在一實施例中，流體致動器組34可包含其他獨立流體致動器36。在一實施例中，流體致動器組34可包含三獨立流體致動器，即另外包含流體致動器36C。在另一實施例中，流體致動器34可另外包含流體致動器36C與36D(流體致動器36A、36B、36C與36D統稱為流體致動器36)，其中該至少四微流體通道30中之各微流體通道包含至少一流體致動器36。微流體通道30包含便於運送流體之流體通路。
如由虛線所示之流體互連(IC)38示意地顯示，微流體通道30互連或互相流體地耦合使得流體可由一通道運送至另一通道。為達到這揭示之目的，關於一第一體積及一第二體積之用語「流體地耦合」表示流體可由該第一體積直接地或通過至少一中間通道、通路或容積運送至該第二體積。
微流體通道30可形成流體可運送至且在各種來源與終點間的一複雜微流體通道網路。在一實施例中，該流體互連IC可包含一直接連接，其中至少某些微流體通道30互相直接連接。在另一實施例中，該流體互連IC可具有一間接性質，其中至少某些微流體通道藉由一中間連接通道或多數連接通道互相間接地連接。
雖然圖1示意地顯示在一單一平面中的四對稱配置之微流體通道30，且兩對微流體通道直接延伸成互相相對，在其他實施例中，該至少四微流體通道30可具有其他配置方式。例如，在其他實施例中，微流體裝置20可包含大於四微流體通道30。在其他實施例中，該至少四互連微流體通道可以非對稱方式以互不相同或不相等角度互相互連。在其他實施例中，該至少四互連微流體通道可在多數不同正交平面中，例如在X、Y及/或Z正交平面中延伸。在某些實施例中，該至少四互連微流體通道可互相重疊或橋接。
流體致動器36各對應於一慣性泵。可使用在此所述之慣性泵來實施的流體致動器可包括，例如，熱致動器、以壓電膜為主之致動器、靜電膜致動器、機械/撞擊驅動膜致動器、磁致伸縮膜致動器、電化學致動器、其他微流體裝置或其任一組合。在某些例子中，流體致動器可藉由實施各種微製造程序形成在微流體通道中。
各流體致動器36非對稱地定位或設置在該等微流體通道30中之一對應微流體通道30中，其中該流體致動器36之一非對稱位置對應於至該對應微流體通道30之一第一端的距離比至該對應微流體通道30之一第二端的距離小的流體致動器36。在該等實施例中，作為一慣性泵之流體致動器36未定位在該對應微流體通道30之一中點。將該流體致動器36非對稱地定位在該對應微流體通道36中促成在流體中靠近該流體致動器的非對稱回應，因此在致動該流體致動器36時產生流體位移。重複致動該流體致動器36使流體脈衝狀地流過該微流體通道30。在所示例子中，各流體致動器36由一指向物體示意地表示，該指向物體表示流體由於該流體致動器36之致動而流動的整體非對稱回應或方向。
在某些例子中，各慣性泵36包括具有一加熱元件(例如，一熱電阻器)之一熱致動器，該加熱元件可被加熱以便在一流體中靠近該加熱元件形成一氣泡。在該等例子中，一加熱元件之一表面(具有一表面積)可靠近一微流體通道之一表面，其中該加熱元件設置成使得在該微流體通道中之流體可與該加熱元件熱互動。在某些例子中，該加熱元件可包含具有至少一鈍化層之一熱電阻器，且該至少一鈍化層設置在一加熱表面上使得欲加熱之流體可接觸該至少一鈍化層之一最上方表面。該氣泡之形成及後來之塌縮可產生該流體之循環流動。可了解的是一氣泡之膨脹與塌縮的不對稱性可產生用以泵送流體之流動，其中該泵送可稱為「慣性泵送」。在其他例子中，作為一慣性泵之一流體致動器36包含可產生壓縮及伸張流體位移以藉此產生流體流動之一膜(例如一壓電膜)。
在所示例子中，互連微流體通道之數目及提供非對稱地設置在各互連微流體通道內之一流體致動器有助於選擇地致動各微流體通道至多數可用狀態中之一狀態。透過選擇地致動該等流體致動器36之不同組合，各微流體通道30可呈流體沿朝向流體互連38之一方向流動的一流體輸入狀態、流體朝遠離流體互連38之一方向流動的一流體輸出狀態或該微流體通道內不存在流體流動之一流體阻斷狀態，其中存在該通道中之流體可實質上阻斷或阻止流體由其他微流體通道進入該通道。因此，微流體裝置20提供一複雜網路或微流體開關板，其中選擇地致動微流體裝置20之流體致動器36可用來選擇地導引來自不同來源之不同體積的流體通過不同流體互動主動裝置(混合、加熱、感測等)及/或至不同目的地。
雖然圖1顯示各流體致動器36設置在其各微流體通道30內之類似相對非對稱位置，但在其他實施例中，流體致動器36可設置在其各微流體通道30內之不同相對非對稱位置。例如，在一實施例中，如虛線所示，流體致動器36A可設置成相對地比微流體通道30B之流體致動器36B靠近微流體通道30A之輸入端42。換言之，流體致動器36A可與輸入端分開一第一距離而流體致動器36B與其輸入端42分開比該第一距離小之第二距離。流體致動器36A與36B之不同相對非對稱位置可藉由以相同頻率致動流體致動器36A與36B來產生由流體致動器36A與36B提供之不同泵送力或流量。在某些實施例中，不同微流體通道30可具有不同橫截面積，且該等不同橫截面積藉由以相同頻率致動流體致動器36來產生由流體致動器36提供之不同泵送力或流量。在另外之實施例中，不同流體致動器36可具有不同尺寸或泵送速度，且即使當以相同頻率致動該等不同流體致動器36時，該等不同尺寸或泵送速度亦產生不同泵送力。致動不同流體致動器36以達成該等流體輸入、流體輸出及流體阻斷狀態的相對頻率可至少部份地依據該等不同流體致動器之不同相對非對稱位置及不同尺寸或泵送速度以及設置該不同流體致動器36之該等微流體通道的橫截面積的任何差來變化。
圖2係用以在一微流體裝置中導引或運送流體之一方法100例的流程圖。方法100可藉由選擇地致動作為慣性泵之流體致動器的不同組合來讓選擇體積之流體由不同來源選擇地運送通過不同流體互動主動裝置及/或二不同目的地。雖然在上下文中說明之方法100係使用微流體裝置20實施，但應了解的是方法100可藉由任一後述微流體裝置來實施或在具有至少四互連微流體通道及非對稱地設置在該等至少四微流體通道中之各微流體通道內的其他流體致動器中實施。
如方塊102所示，微流體裝置20之微流體通道30接收流體。該「起動注給」有助於藉由流體致動器36泵送。該起動注給進一步減少氣泡等存在，該等氣泡等會在一微流體通道30欲呈一流體阻斷狀態時導致流體不必要地混合。
如方塊104所示，獨立地且選擇地致動在該等至少四互連微流體通道30中之非對稱設置流體致動器36以便選擇地使該等至少四互連微流體通道之獨立微流體通道呈該流體輸入狀態、一流體輸出狀態或一流體阻斷狀態。該等不同流體致動器36之相對致動頻率及/或流體驅動力(施加在該流體上之泵送力量)可變化以便控制各微流體通道30之特定狀態。相對於流體被另一流體致動器36或多數其他微流體通道之多數其他流體致動器36驅動的頻率及/或力，流體被一流體致動器36驅動朝向互連38的頻率及/或力可控制是否該被驅動流體經過及通過該互連且由該微流體通道輸出或是否該被驅動流體未離開該微流體通道，而只是阻止被在其他微流體通道中之其他流體致動器驅動的流體進入。相對於驅動其他流體致動器36之頻率，驅動一特定流體致動器36之相對頻率不僅可控制運送流體之地方，亦可控制該被運送流體之含量。該等不同流體致動器之相對頻率可調整以便控制有多少百分比之藉由一第一微流體通道運送的流體來自一第二微流體通道及有多少百分比之藉由該第一月通道運送的流體來自一第三微流體通道等。
例如，當流體致動器36B、36C與36D保持未致動時致動流體致動器36A使微流體通道30A呈一流體輸入狀態且其餘流體通道30B、30C、30D呈一流體輸出狀態。當流體致動器36C與36D保持未致動時致動流體致動器36A與36B使其餘流體通道30C、30D呈一流體輸出狀態。獨立地致動流體致動器36A與36B之相對頻率可依據微流體通道30A、30B之特性及流體致動器36A、36B之特性來變化，以便使微流體通道30A與30B呈該流體輸出狀態或一流體阻斷狀態。在以相對頻率致動流體致動器36使得微流體通道30A與30B都呈流體輸出狀態之實施例中，致動流體致動器36A與36B之相對頻率可進一步變化以便控制由微流體通道30A與30B輸出之相對流量。在以相對頻率致動流體致動器36使得微流體通道30A與30B都呈流體輸出狀態之某些實施例中，致動流體致動器36A與36B之相對頻率可進一步變化以便控制由微流體通道30A與30B輸出之流體混合及運送至另一目的地的相對比例。
圖3係示意地顯示微流體裝置220，即圖1之微流體裝置20之一實施例的圖。微流體裝置220類似於微流體裝置20，但微流體裝置220係顯示為另外包含基材250、儲器252A、252B、252C、252D(統稱為儲器252)及控制器260。對應於微流體裝置20之組件的微流體裝置220之其餘組件或元件被賦予類似之編號。
基材250包含一平台、基底或電路板，且多數微流體通道30及多數流體致動器36形成或設置在該平台、基底或電路板上或中。在一實施例中，基材250包含由一矽材料形成之一平台。在另一實施例中，基材250包含由一聚合物或塑膠材料形成之一平台。基材250可具有一平面、片狀形狀或可包含形成多數微流體通道30之一三維形狀。如圖3所示，各微流體通道30沿基材250之一周邊終止在埠242。各埠有助於連接該對應微流體通道30與其中一儲器252。在一實施例中，各埠242有助於可釋放地連接該對應微流體通道32與其中一儲器252。為達到這揭示之目的，關於附接或耦合二結構之用語「可釋放地」或「可分離地」表示該等二結構可重複地互相連接與分離且不會實質地破壞該等二結構或其功能。
儲器252包含位於基材250以外且在一埠242與其一對應微流體通道30連接之空腔、腔室、容器或其他容積。在一實施例中，選擇之儲器252可包含一流體源。例如，在一實施例中，其中一儲器252可供應一分析物。在另一實施例中，其中一儲器252可供應用以與一分析物互動之一反應劑或其他化學藥品。在一實施例中，選擇之儲器252可包含輸送來自其他儲器之混合或未混合流體的一流體目的地。
控制器260包含一處理單元，且該處理單元遵照命令輸出控制信號以選擇地致動該等獨立流體致動器36以便在不同狀態，即一流體輸出狀態、一流體輸入狀態或一流體阻斷狀態間選擇地致動各獨立微流體通道30。為達到這揭示之目的，該用語「處理單元」應表示執行包含在一非暫時記憶體中之多數命令序列的一目前發展或未來發展之運算硬體。執行該等命令序列使該處理單元進行如產生控制信號之步驟。該等命令可由一唯讀記憶體(ROM)、一大量儲存裝置或某些其他持久儲存器載入用於由該處理單元執行之隨機存取記憶體(RAM)。在其他實施例中，可使用硬佈線電路來取代或組合軟體命令以便實施所述功能。例如，控制器260可使用一或多數特殊應用積體電路(ASIC)之一部份來實施。除非另外特別聲明，該控制器不限於硬體電路及軟體之任何特定組合，亦不限於由該處理單元執行之命令的任何特定來源。
控制器260可依據流體欲運送處來控制致動該等不同獨立流體致動器36之相對頻率。例如，在流體致動器36各包含具有該加熱元件之一氣泡噴射電阻器或熱致動器(例如，一熱電阻器)且該加熱元件可被加熱以使一氣泡靠近一加熱元件形成在一流體中的實施例中，控制器260可控制該熱電阻器發射之頻率以便在不同狀態，即一流體輸出狀態、一流體輸入狀態或一流體阻斷狀態間選擇地致動各獨立微流體通道30。雖然控制器260如虛線所示地顯示為被基材250承載及支持，但在其他實施例中，控制器260可被支持或設置成在基材250外或與基材250分開，其中控制器260以一有線或無線方式與流體致動器36連接或通訊。例如，在一實施例中，基材250可包含用於連接控制器260之一埠或電接頭且藉此控制器260與流體致動器36通訊。在另一實施例中，基材250可包含與流體致動器36連接且與一外部設置控制器260通訊之一收發器。
圖4係示意地顯示微流體裝置320，即微流體裝置20之另一實施例的圖。微流體裝置320類似於微流體裝置220，但儲器252被基材250承載或支持。對應於微流體裝置220之組件的微流體裝置320之這些其餘組件被賦予類似之編號。在某些實施例中，某些儲器252可被基材250承載或支持而其他儲器252則使用埠242(如圖3所示及所述)永久地或可釋放地連接於對應微流體通道30。
圖5係示意地顯示微流體裝置420，即微流體裝置20之另一實施例的圖。微流體裝置420類似於微流體裝置20，但微流體裝置420特別顯示為包含一四埠構態，其中微流體通道30在一直接互連438直接互連且其中各微流體通道30具有與一專用儲器452連接之一埠442。如同微流體裝置20、220與320，依據方法100藉由如上述控制器260之控制器選擇地致動流體致動器36可用來選擇地致動該等獨立微流體通道至一流體輸出狀態、一流體輸入狀態或一流體阻斷狀態。
圖6係示意地顯示微流體裝置520，即微流體裝置20之另一實施例的圖。微流體裝置520類似於上述微流體裝置420，但微流體裝置520包含一互連，且該互連包含互連在左側之微流體通道30A、30D與在右側之微流體通道30B與30C的一連接通道538。因此，各微流體通道30由其各對應儲器452延伸至連接通道538。在所示例子中，連接通道538包含沒有任何流體致動器之一被動通道。在其他實施例中，連接通道538可包含對應於一慣性泵之一流體致動器以便進一步協助驅動或移動一流體通過連接通道538。
圖7係示意地顯示微流體裝置620，即微流體裝置20之另一實施例的圖。微流體裝置620類似於微流體裝置520，但微流體裝置620包含呈連接通道638之形式的一互連，且該連接通道638由微流體通道30A與30D之一接合處延伸至微流體通道30B與30C之一接合處。連接通道638類似於連接通道538，但連接通道638另外包括可進一步促進混合之一圓環部份639。
圖8至11顯示用於上述微流體裝置520之各種操作模式例。雖然該等操作模式係參照微流體裝置520顯示，但應了解的是各模式例亦可藉由上述微流體裝置20、220、320、420與620中的任一微流體裝置或具有由一專用儲器延伸且各具有一非對稱設置流體致動器之互連微流體通道的其他微流體裝置來實施。
圖8顯示一泵操作模式例，其中如上述控制器260之一控制器輸出致動流體致動器36C之控制信號，而其餘流體致動器36A、36B與36D則保持未致動。因此，微流體通道30C及儲器452C呈一輸入狀態，而其餘儲器452A、452B、452D及其餘微流體通道30A、30B與30D呈一輸出狀態。如流體流動箭號37所示，流體由儲器452C流出微流體通道30C且分別地通過連接通道438、微流體通道30A、通過微流體通道30B並通過連接通道438、微流體通道30D進入各儲器452A、452B與452D。
圖9顯示一泵操作模式例，其中如上述控制器260之一控制器輸出致動流體致動器36B之控制信號，而其餘流體致動器36A、36C與36D則保持未致動。因此，微流體通道30B及儲器452B呈一輸入狀態，而其餘儲器452A、452C、452D及其餘微流體通道30A、30C與30D呈一輸出狀態。如流體流動箭號37所示，流體由儲器452B流出微流體通道30B且分別地通過連接通道438、微流體通道30A、通過微流體通道30C並通過連接通道438、微流體通道30D進入各儲器452A、452C與452D。
圖10顯示一泵操作模式例，其中如上述控制器260之一控制器輸出致動流體致動器36A之控制信號，而其餘流體致動器36B、36C與36D則保持未致動。因此，微流體通道30A及儲器452A呈一輸入狀態，而其餘儲器452B、452C、452D及其餘微流體通道30B、30C與30D呈一輸出狀態。如流體流動箭號37所示，流體由儲器452A流出微流體通道30A且分別地通過連接通道438、微流體通道30B、通過連接通道438、微流體通道30B並通過微流體通道30D進入各儲器452B、452C與452D。
圖11顯示一泵操作模式例，其中如上述控制器260之一控制器輸出致動流體致動器36D之控制信號，而其餘流體致動器36A、36B與36C則保持未致動。因此，微流體通道30D及儲器452D呈一輸入狀態，而其餘儲器452A、452B、452C及其餘微流體通道30A、30B與30C呈一輸出狀態。如流體流動箭號37所示，流體由儲器452D流出微流體通道30D且分別地通過微流體通道30A、通過連接通道438、微流體通道30B並通過連接通道438、微流體通道30D進入各儲器452A、452B與452C。
圖12至23顯示用於微流體裝置520之二泵操作模式例。在不同所示例子中，以各種相對頻率致動二流體致動器以便在不同狀態間致動該等不同微流體通道及控制流體在微流體通道之網路內被導引至何處。雖然該等操作模式係參照微流體裝置520顯示，但應了解的是各模式例亦可藉由上述微流體裝置20、220、320、420與620中的任一微流體裝置或具有由一專用儲器延伸且各具有一非對稱設置流體致動器之互連微流體通道的其他微流體裝置來實施。
圖12至15顯示多個操作模式例，其中以互不相同頻率致動流體致動器30C與30D，而流體致動器30A與30B則保持未致動。圖12顯示二泵操作模式例，其中如上述控制器260之一控制器輸出以多個頻率致動流體致動器36C與36D之控制信號，使得在微流體通道30C與30D內之流體以實質相同之速度被運送而其餘流體致動器36A、36B則保持未致動。在流體致動器36C與36D在其各微流體通道內具有類似相對非對稱位置且微流體通道30C與30D具有類似橫截面積或流動特性之所示例子中，以實質類似之頻率致動流體致動器36C與36D。因此，微流體通道30C、30D及儲器452C、452D呈一輸入狀態，而其餘儲器452B、452C及其餘微流體通道30A、30B呈一輸出狀態。如「X」所示，連接通道438呈一流體阻斷狀態，其中流體未流動通過連接通道438。如流體流動箭號37所示，流體由儲器452C流出微流體通道30C且通過微流體通道30B進入儲器452B。流體由儲器452D流出微流體通道30D且通過微流體通道30A進入儲器452A。
圖13顯示二泵操作模式例，其中如上述控制器260之一控制器輸出以多個頻率致動流體致動器36C與36D之控制信號，使得由於以比流體致動器36C低之一頻率致動流體致動器36D，在微流體通道30C內之流體以比流體在微流體通道30D內運送之速度快或大的一速度被運送，而其餘流體致動器36A、36B則保持未致動。在流體致動器36C與36D在其各微流體通道內具有類似相對非對稱位置且微流體通道30C與30D具有類似橫截面積係流動特性之所示例子中，以比流體致動器36D大之一頻率致動流體致動器36C。因此，微流體通道30C、30D及儲器452C、452D呈一輸入狀態，而其餘儲器452B、452C及其餘微流體通道30A、30B呈一輸出狀態。如流體流動箭號37所示，流體由儲器452C流出微流體通道30C且通過微流體通道30B進入儲器452B。流體由儲器452D流出微流體通道30D且通過微流體通道30A進入儲器452A。如較小流體流動箭號39進一步所示，由於以比流體致動器36D大之一頻率致動流體致動器36C，由儲器452C供應的該流體之一部份被驅動通過連接通道438且最後到達儲器452A。藉由控制致動流體致動器36C與36D之相對頻率，可改變及控制由儲器452C與452D供應至儲器452A之流體的相對比例。
圖14顯示二泵操作模式例，其中如上述控制器260之一控制器輸出以多個頻率致動流體致動器36C與36D之控制信號，使得由於以比流體致動器36C低之一頻率致動一流體致動器36D，在微流體通道30C內之流體以比流體在微流體通道30D內運送之速度快或大的一速度被運送，而其餘流體致動器36A、36B則保持未致動。在所示例子中，以比圖13所示之模式例低之一頻率致動流體致動器36D使得，如「X」所示，微流體通道30D呈一流體阻斷狀態且儲器452D呈一無作用狀態。在通道452D之流體阻斷狀態中，被流體致動器36D泵送之流體未離開通道30D且阻止流體由儲器452C進入儲器452D。
圖15顯示二泵操作模式例，其中如上述控制器260之一控制器輸出以多個頻率致動流體致動器36C與36D之控制信號，使得由於致動一流體致動器36D及比流體致動器36C低之一頻率，在微流體通道30C內之流體以比流體在微流體通道30D內運送之速度快或大的一速度被運送，而其餘流體致動器36A、36B則保持未致動。在所示例子中，以比圖14所示之模式例低之一頻率致動流體致動器36D使得微流體通道30D與儲器452D都呈一輸出狀態。如較小流體流動箭號41所示，透過致動流體致動器36C而由儲器452C泵送的該流體之一部份流動通過微流體通道30D進入儲器452D。由於由致動流體致動器36D所產生之阻力，相較於儲器452D，較大百分比之由儲器452C流過連接通道438的流體被導引至儲器452A。藉由控制致動流體致動器36D之速度，該控制器260可控制及改變傳送至儲器452A、452B與452D之流體的相對比例。
圖16至19顯示多個泵操作模式例，其中以互不相同頻率致動流體致動器30B與30C，而流體致動器30A與30D則保持未致動。圖16顯示二泵操作模式例，其中如上述控制器260之一控制器輸出以多個頻率致動流體致動器36B與36C之控制信號，使得在微流體通道30B與30C內之流體以實質相同之速度被運送而其餘流體致動器36A、36D則保持未致動。在流體致動器36B與36C在其各微流體通道內具有類似相對非對稱位置且微流體通道30B與30C具有類似橫截面積係流動特性之所示例子中，以實質類似之頻率致動流體致動器36B與36C。因此，微流體通道30B、30C及儲器452B、452B呈一輸入狀態，而其餘儲器452A、452D及其餘微流體通道30A、30D呈一輸出狀態。如流體流動箭號37所示，流體由儲器452B流出微流體通道30B且由儲器452C流出微流體通道30C並通過連接通道438而通過都呈流體輸出狀態之微流體通道30A與30D進入儲器452A與452D。在一實施例中，流體以實質相等比例泵入儲器452A與452D。
圖17顯示二泵操作模式例，其中如上述控制器260之一控制器輸出以多個頻率致動流體致動器36B與36C之控制信號，使得由於以比流體致動器36B高之一頻率致動流體致動器36C，在微流體通道30C內之流體以比在微流體通道30B內運送流體之速度快或大的一速度被運送，而其餘流體致動器36A、36D則保持未致動。如較小流體流動箭號41所示，由微流體通道30C泵送之流體阻止在微流體通道30B中流體流入連接通道538。因此，相較於儲器425B，運送通過連接通道438最後到達各儲器425A與425D的該流體之一較大部份來自儲器425C。
圖18顯示二泵操作模式例，其中如上述控制器260之一控制器輸出以多個頻率致動流體致動器36B與36C之控制信號，使得由於以比流體致動器36B大之一頻率致動流體致動器36C，在微流體通道30C內之流體以比在微流體通道30B內運送流體之速度快或大的一速度被運送，而其餘流體致動器36A、36D則保持未致動。在所示例子中，以比圖17所示之模式例低之一頻率致動流體致動器36B使得，如「X」所示，微流體通道30B呈一流體阻斷狀態且儲器452B呈一無作用狀態。在通道452B之流體阻斷狀態中，被流體致動器36B泵送之流體未離開通道30B且阻止流體由儲器452C進入儲器452B。
圖19顯示二泵操作模式例，其中如上述控制器260之一控制器輸出以多個頻率致動流體致動器36B與36C之控制信號，使得由於致動流體致動器36C，在微流體通道30C內之流體以比在微流體通道30B內運送流體之速度快或大的一速度被運送，而其餘流體致動器36A、36D則保持未致動。在所示例子中，以比圖18所示之模式例低之一頻率致動流體致動器36B使得微流體通道30B與儲器452B都呈一輸出狀態。如較小流體流動箭號43所示，透過致動流體致動器36C而由儲器452C泵送的該流體之一部份流動通過微流體通道30B進入儲器452B。
圖20至23顯示多個泵操作模式例，其中以互不相同頻率致動流體致動器30A與30C，而流體致動器30B與30D則保持未致動。圖20顯示二泵操作模式例，其中如上述控制器260之一控制器輸出以多個頻率致動流體致動器36A與36C之控制信號，使得在微流體通道30A與30C內之流體以實質相同之速度被運送而其餘流體致動器36B、36D則保持未致動。在流體致動器36A與36C在其各微流體通道內具有類似相對非對稱位置且微流體通道30A與30C具有類似橫截面積或流動特性之所示例子中，以實質類似之頻率致動流體致動器36A與36C。因此，微流體通道30A、30C及儲器452A、452C呈一輸入狀態，而其餘儲器452B、452D及其餘微流體通道30B、30D呈一輸出狀態。如流體流動箭號37所示，流體由儲器452A流出微流體通道30A通過微流體通道30D並進入儲器452D。流體由儲器452B流出微流體通道30B並通過微流體通道30C進入儲器452C。如「X」所示，連接通道438呈一流體阻斷狀態使得流體未流動通過連接通道438。
圖21顯示二泵操作模式例，其中如上述控制器260之一控制器輸出以多個頻率致動流體致動器36A與36C之控制信號，使得由於以比流體致動器36A大之一頻率致動流體致動器36C，在微流體通道30C內之流體以比在微流體通道30A內運送流體之速度快或大的一速度被運送，而其餘流體致動器36B、36D則保持未致動。在所示例子中，以比圖20所示之模式例低之一頻率致動流體致動器36A。因此，儲器452D由儲器452C接收比儲器452A大之一部份。
圖22顯示二泵操作模式例，其中如上述控制器260之一控制器輸出以多個頻率致動流體致動器36A與36C之控制信號，使得由於以比流體致動器36A大之一頻率致動流體致動器36C，在微流體通道30C內之流體以比在微流體通道30A內運送流體之速度快或大的一速度被運送，而其餘流體致動器36B、36D則保持未致動。致動流體致動器36A之頻率比在圖21所示之模式中致動流體致動器36A之頻率低，使得微流體通道30A呈一流體阻斷狀態同時儲器452A呈一無作用狀態。在所示例子中，來自儲器452C之流體被導引至儲器452B且通過連接通道438至儲器452D。
圖23顯示二泵操作模式例，其中如上述控制器260之一控制器輸出以多個頻率致動流體致動器36A與36C之控制信號，使得由於以比流體致動器36A大之一頻率致動流體致動器36C，在微流體通道30C內之流體以比在微流體通道30A內運送流體之速度快或大的一速度被運送，而其餘流體致動器36B、36D則保持未致動。在所示例子中，以比圖22所示之模式例低之一頻率致動流體致動器36A使得如流體流動箭號47所示，來自儲器452C之流體超過在微流體通道30A內之流體，使微流體通道30A及儲器452A呈輸出狀態。
圖24至26顯示三泵操作模式例，其中以互不相同頻率致動流體致動器30A、30B與30C，而流體致動器36D則保持未致動。圖24顯示三泵操作模式例，其中如上述控制器260之一控制器輸出以多個頻率致動流體致動器36A、36B與36C之控制信號，使得在微流體通道30A、30B與30C內之流體以實質相同之速度被運送而其餘流體致動器36D則保持未致動。因此，微流體通道30A、30B與30C及其各儲器452A、452B與452C分別呈一輸入狀態而微流體通道30D及其相關聯儲器452D呈一輸出狀態。在該實施例中，來自各儲器452A、452B與452C之流體被導入儲器452D。
圖25顯示三泵操作模式例，其中如上述控制器260之一控制器輸出以多個頻率致動流體致動器36A、36B與36C之控制信號，使得由於以比流體致動器36B與36C低之一頻率致動流體致動器36A，在微流體通道30A內之流體以比在微流體通道30B與30C內運送流體之速度慢或小的一速度被運送，而其餘流體致動器36D則保持未致動。在圖25所示之模式中，以一頻率致動流體致動器36A使得微流體通道30A呈一流體阻斷狀態同時儲器425A呈一無作用狀態。因此，儲器425D由儲器425B與425C接收流體。
圖26顯示三泵操作模式例，其中如上述控制器260之一控制器輸出以多個頻率致動流體致動器36A、36B與36C之控制信號，使得由於以比流體致動器36B與36C低之一頻率致動流體致動器36A，在微流體通道30A內之流體以比在微流體通道30B與30C內運送流體之速度慢或小的一速度被運送，而其餘流體致動器36D則保持未致動。在圖25所示之模式中，以比圖25所示模式中所示之頻率低的一頻率致動流體致動器36A使得微流體通道30A及儲器425A呈一流體輸出狀態。因此，儲器425A與儲器425D各由儲器425B與425C接收流體。因此，透過較小地致動流體致動器36A所提供之阻力，相較於儲器425A，儲器425D由儲器425B與425C接收流體之一較大部份。應了解的是藉由相對於致動流體致動器36B與36C之頻率調整致動流體致動器36A之頻率，可控制或改變被儲器425A與425D收納之來自儲器425B與425C之流體的相對比例。
在上述例子中之各例子中，各微流體通道由一單一儲器接收流體及/或供應流體至一單一儲器。在其他實施例中，該至少四微流體通道中之一個以上微流體通道可由一單一儲器接收流體及/或供應流體至一單一儲器。換言之，微流體通道可共用一單一儲器。圖27係顯示一微流體裝置820例，即微流體裝置20之一實施例的圖。微流體裝置820類似於上述微流體裝置520，但就微流體裝置620而言，微流體通道30A與30B都與取代該等二獨立儲器452A與452B之一單一或相同儲器852流體地耦合。如同微流體裝置520，微流體裝置820之各流體致動器可被一控制器選擇地致動以便在一流體輸入狀態、一流體輸出狀態及一流體阻斷狀態間選擇地致動各微流體通道。
圖28係顯示一微流體裝置920例，即微流體裝置20之一實施例的圖。微流體裝置920類似於上述微流體裝置520，但就微流體裝置920而言，各微流體通道30A、30B、30C與30D與取代該等四獨立儲器之一單一或相同儲器952流體地耦合。如同微流體裝置520，微流體裝置920之各流體致動器可被一控制器選擇地致動以便在一流體輸入狀態、一流體輸出狀態及一流體阻斷狀態間選擇地致動各微流體通道。
圖29係顯示一微流體裝置1020例，即微流體裝置20之一實施例的圖。微流體裝置1020包含在二儲器1052、1053間之一範圍內的多數微流體裝置520。在所示例子中，微流體裝置1020包含三微流體裝置520，其中各微流體裝置520之微流體通道30A與30B與儲器1052直接流體地耦合且其中各微流體裝置520之微流體通道30C與30D與儲器1053直接流體地耦合。
圖30係顯示微流體裝置1120，即微流體裝置20之一實施例的圖。微流體裝置1120類似於上述微流體裝置520，但微流體裝置1120另外地包含流量計1124及主動元件1126。對應於微流體裝置520之組件的微流體裝置1120之這些其餘組件被賦予類似之符號。應了解的是，微流體裝置1120可另外地包含一控制器，用以輸出控制信號以選擇地致動該等獨立流體致動器36以便在流體輸入、流體輸出及流體阻斷狀態間選擇地致動該等獨立微流體通道。
流量計1124包含感測或偵測流體之流動的多個裝置。在所示例子中，一流量計1124設置在各微流體通道30B與30C中以感測表示在各微流體通道30B與30C中之流體流動速度的輸出信號。該等信號傳送至控制該控制器，例如控制如流體致動器36B與36C之致動頻率的致動的控制器260。流量計1124提供對該控制器之封閉迴路回饋使得該控制器可重複地且動態地調整致動流體致動器36B與36C之頻率以便更準確地達到一所需流量及在由其各儲器452B與452C供應之流體中之流體致動器36B與36C間的一所需相對流量。
雖然微流體裝置1120顯示為在呈輸入狀態之這些微流體通道中具有流量計1124，但在其他實施例中，微流體裝置1120可在亦呈輸出狀態之微流體通道中更包含流量計1124，進一步提供關於在該等微流體通道內達成之真正流量的回饋。在一實施例中，該等至少四微流體通道之各微流體通道包括一流量計1124，該流量計1124提供流量資訊至該控制器以便調整在一既定模式中被致動之特定流體致動器的致動頻率。在某些實施例中，連接通道438可在主動元件1126之任一側或兩側另外包括一流量計1124。
主動元件1126包含與該流體流動或該流體流動之顆粒或組件互動的一裝置。主動元件1126之例子包括，但不限於，一加熱器、一流體混合器、一流體感測器、一化學反應腔室及一流體電容器。例如，在一實施例中，一主動元件1126可包含一加熱器，例如藉由電流發熱之一電阻式加熱器。在該實施例中，可藉由來自如控制器260之一控制器的信號致動主動元件1126，以便在一流體流過主動元件1126時選擇地加熱該流體至一選擇溫度或選擇地加熱一選擇度數。
在另一實施例中，主動元件1126可包含當一流體流過主動元件1126時協助混合該流體之一裝置。例如，在一實施例中，主動元件1126可包含一柱或管柱之系列或陣列，且該流體流過該柱或管柱之系列或陣列且進一步混合。在其他實施例中，主動1126可包含實體地攪拌或振動該流體以混合該流體之微機電結構。
在另一實施例中，主動元件1126可包含感測流過主動元件1126之流體的屬性或特性的一裝置。例如，主動元件1126可包含計算在通過主動元件1126之流體中的晶胞或顆粒數的一裝置。在一實施例中，主動元件1126可包含產生通過連接通道438之一電場的一電場或阻抗感測器，其中偵測並使用由流經該電場之顆粒或晶胞產生之電場的阻抗變化來計算該等顆粒或晶胞流過主動元件1126之數目及速度。
在另一實施例中，主動元件1126可包含有助於辨識該流體或辨識在該流體中之組件的一感測器。例如，主動元件1126可包含一賴曼(Raman)光譜感測器或其他光學感測裝置。透過選擇地致動流體致動器36，如控制器260之控制器可控制該混合物成分及流體運送通過或至該主動元件1126之速度。在某些實施例中，可藉由該控制器使用來自主動元件1126之信號來調整致動流體致動器36之相對頻率。在其他實施例中，可依據通過連接通道438及/或通過主動元件1126之流體流量來控制主動元件1126之操作。例如，在主動元件1126包含一加熱器之實施例中，由該加熱器輸出者可依據一增加流量藉由該控制器來增加。在另一實施例中，由主動元件1126輸出之熱可依據流過該主動元件之流體的特定混合物來改變，其中該特定混合物可依據哪一些儲器及相關聯微流體通道在一輸出狀態來決定。
在另一實施例中，主動元件1126可包含一流體噴射器，即由該通道或容積選擇地噴射流體至如一廢液容器或另一通道或容積之一接收器中的一裝置。例如，在一實施例中，主動元件可包含具有一噴嘴之流體噴射器，其中使用一氣泡噴射電阻器及致動膜或其他流體噴射技術透過該噴嘴噴射流體。在其他實施例中，主動元件1126可包含一流體電容器或一化學反應腔室。
圖31係示意地顯示一微流體裝置1220例，即微流體裝置20之一實施例的圖。微流體裝置1220包含微流體通道1230A、1230B、1230C、1230D、1230E、1230F、1230G、1230H、1230I、1230J、1230K、1230L、1230M、1230N、1230O與1230P(統稱為微流體通道1230；流體致動器1236A、1236B、1236C、1236D、1236E、1236F、1236G、1236H、1236I、1236J、1236K、1236L、1236M、1236N、1236O與1236P(統稱為流體致動器1236)；連接通道1238A、1238B、1238C、1238D、1238E與1238F(統稱為連接通道1238)；儲器1252A、1252B、1252C、1252D、1252E、1252F、1252G、1252H、1252I、1252J、1252K、1252L、1252M(統稱為儲器1252)；及顯示為流體感測器1256A、1256B、1256C、1256D、1256E與1256F(統稱為感測器1256)之主動元件。通道1230、流體致動器1236、連接通道1238及儲器1252除了它們如圖31所示之特定配置以外，分別實質上類似於上述通道30、流體致動器36、連接通道538及儲器252。
感測器1256設置在各連接通道1238內並感測流過各連接通道1238之流體的一特性。如圖31所示，微流體通道1230D與1230E都由儲器1252D延伸且與儲器1252D流體地連接。類似地，微流體通道1230N、1230O與1230P由儲器1252M延伸。圖31顯示微流體通道及例如感測器1256之內分散主動元件的一複雜網路例。透過選擇地致動該等獨立流體致動器1236，如控制器266之一控制器可導引及傳送流體至各種儲器1252且由各種儲器1252導引及傳送流體以便獲得被選擇之感測器1256感測的各種混合器。在其他實施例中，微流體裝置1220可具有各種其他配置方式。
圖32係示意地顯示一微流體裝置1320例，即微流體裝置20之一實施例的圖。微流體裝置1320顯示另一網路或微流體「開關板」例，其包含至少四互連微流體通道及有助於在流體輸入狀態、流體輸出狀態及流體阻斷狀態間選擇地致動不同微流體通道之非對稱設置流體致動器以便在不同選擇儲器間控制地導引流體且通過不同主動元件。
微流體裝置1320包含除了在該例子中所示之布置及配置以外，類似於上述組件的多數微流體通道30、多數流體致動器36、多數連接通道538及多數儲器452。微流體裝置1320更包含多數(上述)流量計1124及呈一加熱器1324、一流體感測器1326、一流體噴射器1328、一流體混合器1330、一流體電容器1332及一化學反應腔室1334形式之多數不同主動元件。該等不同種類之主動元件之各主動元件係如上所述。
如圖32進一步所示，微流體裝置1320包含一連接通道1338，且該連接通道1338包括非對稱地設置在該連接通道1338內之另一流體致動器36以促進流體在該連接通道1338內之泵送移動。如圖32所示，微流體裝置1320可包含未包括一流體致動器之其他微流體通道。在其他實施例中，微流體裝置1320可在各種其他布置或配置中具有微流體通道、流體致動器、儲器及主動元件之各種其他組合。如同各揭露之實施例，微流體裝置1320可另外包括(以上所示及所述之)控制器260，該控制器260用以選擇地致動各獨立流體致動器36而在流體輸入、流體輸出及流體阻斷狀態間選擇地致動該等微流體通道以便在選擇之儲器間選擇地導引流體且通過選擇之主動元件。
圖33係示意地顯示一微流體裝置1420例，即微流體裝置20之另一實施例的圖。微流體裝置1420顯示另一網路或微流體「開關板」例，其包含至少四互連微流體通道及有助於在流體輸入狀態、流體輸出狀態及流體阻斷狀態間選擇地致動不同微流體通道之非對稱設置流體致動器以便在不同選擇儲器間控制地導引流體且通過不同主動元件。
如同微流體裝置1320，微流體裝置1420包含除了在該例子中所示之布置及配置以外，類似於上述組件的多數微流體通道30、多數流體致動器36、多數連接通道538及多數儲器452。微流體裝置1320更包含多數(上述)流量計1124及呈一加熱器1324、一流體感測器1326及流體噴射器1328形式之多數不同主動元件。該等不同種類之主動元件之各主動元件係如上所述。
如圖33進一步所示，微流體裝置1320包含具有一三維架構之多個微流體通道30及/或多個連接通道538。換言之，多個微流體通道30及多個連接通道538延伸在不同平面內。在所示例子中，多個微流體通道30及多個連接通道538具有在不同平面內延伸且朝所有三正交方向，沿x軸、y軸及z軸延伸的多數中心線。如圖33所示，該微流體裝置1420例特別包括延伸或橋接在一下方微流體通道1430A上方之一連接通道1438。在所示例子中，微流體裝置1420更包含朝z軸延伸(如陰影所示地離開圖紙之平面)且連接於在其他儲器上方之一儲器1452的一微流體通道1430B。該微流體裝置1420之三維性提供可更緊密之一複雜網路或「開關板」。
雖然本揭示已透過多個實施例說明過了，但所屬技術領域中具有通常知識者可了解在不偏離所請求之標的物之精神與範疇的情形下可改變形式及細節。例如，雖然已說明不同實施例為包括提供一或多數優點之一或多數特徵，但可預期的是所述特徵可在所述實施例中或在其他替代實施例中互相交換或互相組合。因為本揭示之技術比較複雜，不是在該技術中之所有變化都是可預見的。參照該等實施例說明及在以下申請專利範圍中提出之本揭示顯然意圖是範圍要儘可能地大。例如，除非特別另外聲明，說明一單一特定元件之請求項亦包含多數該等特定元件。在申請專利範圍中之用語「第一」、「第二」、「第三」等只是用來區別不同元件且，除非另外聲明，並非與在該揭示中之元件的一特定順序或特定編號特別地相關。
20,220,320,420,520,620,820,920,1020,1120,1220, 1320,1420‧‧‧微流體裝置
30,1230,1230A-1230P,1430A,1430B‧‧‧微流體通道
30A,30B,30C,30D‧‧‧互連微流體通道
34‧‧‧流體致動器組
36,36A,36B,36C,36D,1236,1236A-1236P‧‧‧流體致動器
37,39,41,43,47‧‧‧流體流動箭號
38‧‧‧流體互連
42‧‧‧輸入端
100‧‧‧方法
102,104‧‧‧方塊
242,442‧‧‧埠
250‧‧‧基材
252,252A,252B,252C,252D,425A,424B,425C,425D, 452,452A,452B,452C,452D,852,952,1052,1053,1252,1252A-1252M,1452‧‧‧儲器
260,266‧‧‧控制器
438‧‧‧直接互連(連接通道)
538,638,1238,1238A-1238F,1338,1438‧‧‧連接通道
639‧‧‧圓環部份
1124‧‧‧流量計
1126‧‧‧主動元件
1256‧‧‧感測器
1256A-1256F,1326‧‧‧流體感測器
1324‧‧‧加熱器
1328‧‧‧流體噴射器
1330‧‧‧流體混合器
1332‧‧‧流體電容器
1334‧‧‧化學反應腔室
圖式簡單說明 圖1係一微流體裝置例之示意圖。
圖2係用以操作一微流體裝置之一方法例的流程圖。
圖3係一微流體裝置例之示意圖。
圖4係一微流體裝置例之示意圖。
圖5係一微流體裝置例之示意圖。
圖6係一微流體裝置例之示意圖。
圖7係一微流體裝置例之示意圖。
圖8係圖6之微流體裝置在一第一單泵操作模式的示意圖。
圖9係圖6之微流體裝置在一第二單泵操作模式的示意圖。
圖10係圖6之微流體裝置在一第三單泵操作模式的示意圖。
圖11係圖6之微流體裝置在一第四單泵操作模式的示意圖。
圖12至23係圖6之微流體裝置在各種二泵操作模式例的示意圖。
圖24至26係圖6之微流體裝置在各種三泵操作模式例的示意圖。
圖27係一微流體裝置例之示意圖。
圖28係一微流體裝置例之示意圖。
圖29係一微流體裝置例之示意圖。
圖30係一微流體裝置例之示意圖。
圖31係一微流體裝置例之示意圖。
圖32係一微流體裝置例之示意圖。
圖33係一微流體裝置例之示意圖。

Claims (15)

  1. 一種微流體裝置，其包含： 至少四個互連微流體通道；及 一組流體致動器，其包含非對稱地設置在該等至少四個互連微流體通道中之至少二個微流體通道內的一流體致動器，使得該等至少四個互連微流體通道中之至少二個微流體通道可因應選擇性致動該組流體致動器之不同組合而被致動至一流體輸入狀態、一流體輸出狀態及一流體阻斷狀態。
  2. 如請求項1之微流體裝置，更包含一連接通道，該連接通道由該等至少四個互連微流體通道中之一第一微流體通道延伸至該等至少四個互連微流體通道中之一第二微流體通道。
  3. 如請求項2之微流體裝置，更包含一流體致動器，該流體致動器非對稱地設置在該連接通道內。
  4. 如請求項1之微流體裝置，更包含一橋接微流體通道，該橋接微流體通道與該等至少四個互連微流體通道流體地耦合且延伸在該等至少四個互連微流體通道中之至少一微流體通道上方。
  5. 如請求項1之微流體裝置，更包含一儲器，其中該等至少四個互連微流體通道包含： 一第一微流體通道，其延伸至該儲器且由該儲器延伸；及 一第二微流體通道，其由該儲器延伸。
  6. 如請求項5之微流體裝置，更包含： 一第三微流體通道，其由該儲器延伸；及 一第四微流體通道，其由該儲器延伸。
  7. 如請求項1之微流體裝置，更包含多數儲器，其中該等至少四個互連微流體通道中之各微流體通道由該等儲器中之一不同儲器延伸。
  8. 如請求項1之微流體裝置，其中該等流體致動器中之至少一流體致動器包含一慣性泵。
  9. 如請求項1之微流體裝置，更包含一流量計，該流量計設置成可感測在該等至少四個互連微流體通道中之一微流體通道中的流體流動速度。
  10. 如請求項9之微流體裝置，更包含一第二流量計，該第二流量計設置成可感測在該等至少四個互連微流體通道中之一第二微流體通道中的流體流動速度。
  11. 如請求項1之微流體裝置，更包含一主動元件，該主動元件與該等至少四個互連微流體通道中之至少一微流體通道流體地耦合。
  12. 如請求項11之微流體裝置，其中該主動元件選自於由：一流體噴射器、一流體特性感測器、一流體加熱器、一流體混合器、一化學反應腔室、一流體噴射器及一流體電容器構成之一主動元件群組。
  13. 如請求項1之微流體裝置，更包含一被動微流體通道，該被動微流體通道與該等至少四個互連微流體通道流體地耦合，該被動通道沒有一流體致動器。
  14. 一種微流體裝置，其包含： 一基材； 至少四個互連微流體通道，其被該基材支持；及 一組流體致動器，其被該基材支持且包含非對稱地設置在該等至少四個互連微流體通道中之至少二個微流體通道內的一流體致動器；及 一控制器，其與該組流體致動器通訊，該控制器可選擇地致動該組流體致動器之不同流體致動器組合以便在一流體輸入狀態、一流體輸出狀態及一流體阻斷之間致動該等至少四個互連微流體通道中之各個微流體通道。
  15. 一種方法，其包含以下步驟： 在一微流體裝置之至少四個互連微流體通道中接收流體；及 選擇地致動在該等至少四個互連微流體通道內之獨立非對稱設置流體致動器，以便在一流體輸入狀態、一流體輸出狀態及一流體阻斷狀態之間選擇地致動該等至少四個互連微流體通道之獨立微流體通道。
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