TWI579560B

TWI579560B - 生物測試晶片及生物微流體裝置

Info

Publication number: TWI579560B
Application number: TW105101798A
Authority: TW
Inventors: 尙朵樂伊莉莎白多明戈; 曼尼許吉里; 薩迪克班加利
Original assignee: 惠普研發公司
Priority date: 2015-01-30
Filing date: 2016-01-21
Publication date: 2017-04-21
Also published as: TW201640107A; EP3234560A4; WO2016122553A1; EP3234560B1; US20180043356A1; EP3234560A1; US10639630B2

Description

生物測試晶片及生物微流體裝置

本發明係有關於一種微流體溫度控制。

微流體學係應用跨於種種的學科且涉及小體積的流體之研究以及如何操縱、控制和將此種小體積的流體使用在種種的系統與裝置，諸如：微流體晶片。舉例來說，在一些情況下，一個微流體晶片可被使用作為一種“晶片實驗室(lab-on-chip)”，諸如：用於醫療與生物領域以評估流體與其成分。

本發明之一實施例係揭示一種生物測試晶片，其包含：一基板；在該基板上的一微流體通道結構；在該基板上的一第一電阻結構，用以選擇性加熱該基板且選擇性感測該基板的一溫度而控制至少該基板的該溫度，其中該第一電阻結構係和該微流體通道結構為分開且獨立。

本發明之另一實施例係揭示一種生物微流體裝置，其包含：一基板；在該基板上的一微流體通道結構；在該基板上的複數個第一電阻結構，其和該微流體通道結構為分開且獨立，該等第一電阻結構係用以選擇性加熱該基板且選擇性感測在各個各別的第一電阻結構的一位置之該基板的一溫度；複數個第二電阻結構，其位在該微流體通道結構之中且和該等第一電阻結構為電氣獨立，該等第二電阻結構的至少一些者係用以選擇性泵抽流體且選擇性將熱量施加到該微流體通道結構內的該流體；其中經由該等第一電阻結構的至少一些者所感測的該溫度係提供一反饋迴路以至少部分確定熱量是否將經由該等第一電阻結構的至少一者與該等各別的第二電阻結構的至少一些者而被選擇性施加到該基板。

本發明之再一實施例係揭示一種生物微流體裝置，其包含：一基板；在該基板上的一微流體通道結構；在該基板上的一第一電阻陣列，其和該微流體通道結構為分開且獨立，用以選擇性加熱該基板且選擇性感測在該基板上的隔開位置之該基板的局部溫度；一第二電阻陣列，其位在該微流體通道結構內，用以選擇性施加熱量且選擇性泵抽流體，且和該第一電阻陣列為電氣獨立；一輸入/輸出模組，其用以將該感測的局部溫度傳遞到一外部熱控制機構，用於經由該第一電阻陣列與該第二電阻陣列的至少一者之熱量的選擇性施加之確定，以達成在該微流體通道結構內的至少一個反應處理中之一選擇性可變的溫度協定。

20‧‧‧微流體裝置

22‧‧‧基板

27‧‧‧第一電阻結構

28‧‧‧加熱構件

29‧‧‧感測構件

30‧‧‧微流體通道結構

40‧‧‧通道

44‧‧‧第二電阻結構

45‧‧‧加熱器元件

46‧‧‧泵元件

47‧‧‧感測器元件

50‧‧‧流程圖

51‧‧‧熱控制反饋迴路

52‧‧‧方塊

53A‧‧‧局部溫度

53B‧‧‧總體溫度

55‧‧‧方塊

56A‧‧‧路徑

56B‧‧‧路徑

57‧‧‧方塊

58A‧‧‧局部

58B‧‧‧總體

60‧‧‧模組

61‧‧‧外殼

62‧‧‧入口

64‧‧‧流體貯存器

66‧‧‧試劑

67‧‧‧流體樣本

80‧‧‧微流體裝置

82‧‧‧致動器

83‧‧‧加熱器元件

84‧‧‧溫度感測器

85A‧‧‧泵

85B‧‧‧加熱器

86‧‧‧入口/出口室

87‧‧‧過濾器

88‧‧‧屬性感測器

89‧‧‧輸入/輸出元件

100‧‧‧微流體測試系統

102‧‧‧輸入/輸出(I/O)模組

106‧‧‧控制介面

107‧‧‧外殼

108‧‧‧主機裝置

109‧‧‧作業系統(OS)

110‧‧‧中央處理單元(CPU)

111‧‧‧驅動程式

112‧‧‧支援電路

114‧‧‧記憶體

116‧‧‧輸入/輸出(IO)電路

118‧‧‧外部介面

120‧‧‧顯示器

122‧‧‧圖形使用者介面(GUI)

134‧‧‧控制器

136‧‧‧IO電路

138‧‧‧記憶體

140‧‧‧指令

142‧‧‧電源供應器

160‧‧‧微流體裝置

162‧‧‧微流體通道結構

164‧‧‧貯存器

165‧‧‧通道

166‧‧‧微流體通道單元

167A、167B‧‧‧外邊緣

168‧‧‧第二電阻元件

169A、169B‧‧‧外邊緣

175‧‧‧第一電阻結構

180‧‧‧輸入/輸出部分

190‧‧‧外邊緣/周邊

200‧‧‧微流體結構

202‧‧‧微流體通道

204‧‧‧流體致動器

205‧‧‧噴嘴

206‧‧‧感測器

208‧‧‧入口

210‧‧‧過濾器

212‧‧‧網狀過濾器

214‧‧‧貯存器

260‧‧‧微流體裝置

290‧‧‧外邊緣

300‧‧‧微流體裝置

315A‧‧‧末端元件

315B‧‧‧電阻元件

400‧‧‧熱控制管理器

410‧‧‧加熱功能

412‧‧‧感測功能

414‧‧‧預熱功能

415‧‧‧診斷功能

420‧‧‧總體參數

430‧‧‧局部參數

432‧‧‧單元功能

434‧‧‧子單元功能

436‧‧‧區域功能

450‧‧‧來源模組

452‧‧‧單元參數

454‧‧‧非單元參數

456‧‧‧雙參數

458‧‧‧單參數

470‧‧‧記憶體

500‧‧‧處理型式模組

510‧‧‧非反應處理功能

512‧‧‧固定溫度功能

520‧‧‧反應處理模組

522‧‧‧選擇性可激化階段功能

524‧‧‧不同固定溫度功能

540‧‧‧可變溫度分佈功能

550‧‧‧循環參數

552‧‧‧最大溫度參數

554‧‧‧最小溫度參數

555‧‧‧脈衝寬度參數

560‧‧‧頻率參數

561‧‧‧斜波參數

562‧‧‧保持參數

600‧‧‧處理部分

601A、601B、601C‧‧‧熱控制區

602A、602B、602C‧‧‧通道部分

700‧‧‧處理部分

701A、701B、701C‧‧‧區

702A、702B、702C‧‧‧通道部分

圖1係示意說明根據本揭露內容的一個實例之一種微流體裝置的方塊圖。

圖2A係示意說明根據本揭露內容的一個實例之一種微流體通道結構的方塊圖。

圖2B係示意說明根據本揭露內容的一個實例之一種熱控制反饋迴路的示意圖。

圖3係示意說明根據本揭露內容的一個實例之容納一種微流體裝置的一種卡匣的流程圖。

圖4A係示意說明根據本揭露內容的一個實例之一種微流體裝置的方塊圖。

圖4B係示意說明根據本揭露內容的一個實例之一種微流體裝置的一個加熱器的方塊圖。

圖4C係示意說明根據本揭露內容的一個實例之一種微流體裝置的一個輸入/輸出元件的方塊圖。

圖5係示意說明根據本揭露內容的一個實例之一種微流體裝置的構件的方塊圖。

圖6係示意說明根據本揭露內容的一個實例之一種微流體裝置的一個構件的方塊圖。

圖7係示意說明根據本揭露內容的一個實例之一種微流體測試系統的方塊圖。

圖8係示意說明根據本揭露內容的一個實例之圖7的系統的一個主機裝置的方塊圖。

圖9係示意說明根據本揭露內容的一個實例之圖7的系統的一個控制介面的方塊圖。

圖10係示意說明根據本揭露內容的一個實例之一種微流體裝置的俯視平面圖。

圖11係示意說明根據本揭露內容的一個實例之包括一個通道結構與關聯構件的一種微流體裝置的一部分的俯視平面圖。

圖12係示意說明根據本揭露內容的一個實例之一種微流體裝置的俯視平面圖。

圖13係示意說明根據本揭露內容的一個實例之一種微流體裝置的俯視平面圖。

圖14A係示意說明根據本揭露內容的一個實例之一種熱控制管理器的方塊圖。

圖14B係示意說明根據本揭露內容的一個實例之包括至少一個記憶體的一種微流體裝置的方塊圖。

圖15係示意說明根據本揭露內容的一個實例之一種處理型式模組的方塊圖。

圖16係示意說明根據本揭露內容的一個實例之一種微流體裝置的一連串的熱控制區的示意圖。

圖17係示意說明根據本揭露內容的一個實例之一種微流體裝置的並聯的熱控制區的示意圖。

在以下詳細說明中，參考伴隨的圖式，其構成本說明書的一部分，且其中係藉由本揭露內容可經實行在其中的特定實例之舉例說明而顯示。要被瞭解的是，其他的實例可被利用且結構或邏輯的變化係可在未脫離本揭露內容的範疇之情況下而作成。因此，以下詳細說明係非以限制的意義而視之。

本揭露內容的至少一些實例是針對於其使用以處理及評估生物流體之微流體裝置。在一些實例中，此種處理及評估係涉及在微流體裝置上之精確的動態溫度控制。是以，本揭露內容的至少一些實例係涉及控制該基板的溫度而作為控制該整體的微流體裝置的溫度之部分者且用於發生在其上的操作。

本揭露內容的至少一些實例係藉由在基板上的熱感測電阻器之運用而提供用於管理熱控制，其為附加於更直接關聯於微流體裝置的通道結構之任何其他的溫度感測及/或加熱動作。在基板上的熱感測電阻器可提供一個反饋迴路，其關於基板的一個溫度分佈，且決策係自其所作出以經由熱感測電阻器而直接將熱量選擇性施加到基板及/或經由其他的電阻構件而直接將熱量選擇性施加到流體與通道結構。直接施加到流體的熱量係轉而可加熱該基板。

是以，在一些實例中，熱控制係如所期望而經由將基板整體維持在一個期望的固定溫度且作出其貫穿微流體裝置的通道結構之更小、更為局部的溫度調整而管理，用以驅動及/或維持其貫穿微流體裝置的通道結構之種種的反應處理與環境。欲控制基板的溫度之能力係概括提供一種穩定的溫度平台以致能在微流體通道結構內之局部溫度調整上的較細微的控制。

然而，在本揭露內容的一些實例中，熱控制係包括將該基板的不同部分維持在不同的溫度以利於彼此獨立而執行不同的微流體操作，其中各個不同的微流體操作係涉及一個不同的基本溫度或一個不同的可變溫度分佈以驅動一個反應處理。

甚者，當上述的特徵係和微流體裝置的其他操作觀點為結合時，一致的快速測試係實行。在一些實例中，微流體裝置的該等操作觀點係包括使用內建的泵、內建的加熱器、內建的混合、及/或內建的感測器，其均存在於一個小使用空間的基板上。

藉著此種配置，在一些實例中，熱控制係維持在小於攝氏1度的靈敏度且/或局部溫度變化係可實施為如同1秒之快速。

此種配置係顯著降低測試的總時間，而且確保一致的結果以藉此作出對於真實世界為實用之照護點的診斷測試、臨床的設定、以及用相當低成本的測試晶片來進行此舉。

根據本揭露內容的至少一些實例，管理熱控制係有益於由微流體裝置所驅動及發生在微流體裝置上的反應處理。在一些實例中，此等型式的反應處理係包括而不受限於：一般分子診斷、DNA放大、用於細胞學應用之特定細胞的標記、以及用於特定蛋白質的偵測之抗原-抗體結合。就此等反應處理的一些者係仰賴熱循環而言，諸如：經由聚合酶連鎖反應(PCR,polymerase chain reaction)，本揭露內容的至少一些實例係致能精確、快速、且一致的控制以實施在此種熱循環所涉及之突發的溫度變化。

此等實例、以及另外的實例係關聯於至少為圖1-17而描述且說明。

圖1係示意說明根據本揭露內容的一個實例之一種微流體裝置20的方塊圖。如在圖1所示，微流體裝置20被形成在一個基板22之上，且包括一個微流體通道結構30。如在圖1所進而顯示，第一電阻結構27被形成在基板22之上。在一些實例中，第一電阻結構27被直接形成在基板22之上。如稍後所指出，種種的技術可被使用以形成第一電阻結構27，該等技術係包括而不受限於微製造技術。

微流體通道結構30包括一種配置以使流體在微流體通道內移動而同時實行諸如加熱、泵抽(pumping)、混合、及/或感測的不同功能，如所期望而操縱該流體以實行該流體的一個測試或評估、或實行一種反應處理。

在一些實例中，第一電阻結構27包括一個加熱構件28與一個感測構件29。在一些實例中，加熱構件28與感測構件29係經由其可被操作在不同模式中之單一個構件所提供。舉例來說，在一個實例中，第一電阻結構27係經由一個熱感測電阻器所實施。

在一些實例中，熱感測電阻器係採取一種導電軌跡的形式。在一些實例中，基板22係由一種矽材料所形成，而在一些實例中，第一電阻結構22係由一種金材料或鉑材料所形成。第一電阻結構22係呈現第一熱阻抗係數(TCR,thermal coefficient of resistance)與第一電阻值。在一些實例中，第一TCR係每攝氏度數(1/℃)為大約33×10^-4。

在一個模式中，熱感測電阻器係僅僅作用為一個感測器。在另一個模式中，熱感測電阻器係作用為一個加熱器與一個感測器。在此個模式中，經施加到熱感測電阻器的一個電壓係產生能量，其耗散為在基板22之上的熱量。在該熱量之耗散後，該熱感測電阻器的一個電阻被測量以產生該基板22之一個經計算的溫度。

在一些情況下，微流體裝置20被稱作為一個微流體晶片或一個生物測試晶片。

關於第一電阻結構27在基板22之熱控制中的任務與屬性之進一步細節係描述在下文。

如在圖2A所示，在一些實例中，在圖1所識別的微流體通道結構30包括通道40、與其關聯於或在通道40之內的第二電阻結構44。在一些實例中，第二電阻結構44包括或作用為加熱器元件45、泵元件46、與感測器元件47。加熱器元件45將熱量選擇性施加到通道40與在通道40之內的流體。泵元件45致使流體以期望的方向與流量率而經由慣性泵抽來流通過通道40。感測器元件47感測該流體的屬性，諸如：溫度、流量率、以及其他屬性。在一些實例中，單一個電阻元件可作用為一個加熱器元件45以及一個泵元件46二者，如關聯於至少圖4A而進一步描述在下文。

在一些實例中，第二電阻結構44是由一種鉭材料、鎢材料、鉭-鋁材料、鎢-矽-氮化物(WSiN,Tungsten-Silicon-Nitride)材料、或一種介電質所作成，藉由其，第二電阻結構44係呈現第二熱阻抗係數(TCR)，諸如：每攝氏度數(1/℃)為55×10^-4。在一些實例中，(第二電阻結構的)第二TCR是一個負值，諸如：由一種氮化矽材料所呈現，其中，電阻係隨著溫度而減小。

是以，在一些實例中，第二TCR係實質不同於第一TCR，因而致能該等感測器之改良式的溫度解析度。舉例來說，第一TCR係適以利於基板22之熱監測而第二TCR係適以提供諸如加熱、泵抽、等等之致動功能。

在一些實例中，第二電阻結構44具有第二電阻值，其為大於第一電阻結構27的第一電阻值。在一些實例中，第二電阻結構44具有第二電阻值，其為實質大於第一電阻結構27的第一電阻值。

在一些實例中，第一電阻結構27(圖1)係和第二電阻結構44 為電氣分開且獨立。此配置係確保在第一電阻結構27與基板22之間的一種直接關係以利於基板22的熱控制。

在一些實例中，第一電阻結構27具有相較於第二電阻結構44而為實質不同的形狀、實質不同的尺寸、實質不同的電阻率、以及實質不同的TCR。在一些實例中，此配置係致使第二電阻結構44能夠作用為熱感測器而且選擇性提供其非為經由第一電阻結構27所可實施之加熱及泵抽的功能。

圖2B係示意說明根據本揭露內容的一個實例之一種熱控制反饋迴路51的流程圖50，其關聯於微流體裝置20的操作，如關聯於至少圖1-2A之先前所述且關聯於圖3-17之稍後所述。如在圖2B之中的方塊52所示，微流體裝置20的基板22之溫度被感測。在一些實例中，經感測的溫度是基板22之一個總體溫度53B，諸如：經由其延伸在基板22的大部分之上的第一電阻結構27的電阻元件所測量。此種第一電阻結構27的一個實例係關聯於至少圖10、12而在稍後被進一步描述。

在一些實例中，經感測的溫度是基板22的一部分之一個局部溫度53A，諸如：經由其位在基板22的一部分之第一電阻結構27的電阻元件所測量。一個此種實例係關聯於至少圖13而在稍後被進一步描述。

然而，將被瞭解的是，在一些實例中，一些局部溫度感測可經由其關聯於微流體通道30的電阻元件所實施，諸如：經由第二電阻結構44或其其關聯於微流體通道結構30的其他電阻元件。

在一些實例中，基板22的局部溫度感測係比該基板的總體溫度感測而為更高頻率(即：更為經常)發生，因為在一些情況下，局部溫度感測係捕捉局部微流體現象之較為快速的熱效應，而總體溫度感測係捕捉在對於整個基板22的溫度之較為逐漸的變化。

在感測該基板22的溫度之後，在圖2B之中的方塊55，經感測的溫度是否符合或超過諸如一個目標溫度的準則之確定係作成。目標溫度可為一個最小值、最大值或其他參數。舉例來說，為了實行其涉及在微流體裝置20之內的生物粒子之測試或操作，一個最小的溫升速率可能被涉及或一個最大的溫度可能被涉及，其各者係利於各別的測試或操作。

在一些實例中，其中可能有基板22之多個不同的目標局部溫度，在方塊55之確定係詢問該基板的彼等目標局部溫度之各者是否符合或超過其對於彼等溫度被測量處之特定位置的準則。

若對於在方塊55之詢問的答案為“是(YES)”，路徑56A係進行到方塊52以供進一步的溫度感測。若對於在方塊55之詢問的答案為“否(NO)”，路徑56B係進行到方塊57以供熱量之施加到基板22而改變基板22的溫度。在一些實例中，熱量被總體(58B)施加，而在一些實例中，熱量被局部(58A)施加到基板22的某些部分而無關基板22的其他局部部分。

在此種加熱之後，在迴路51之中的控制係返回到方塊55以供基板22之進一步的溫度感測。

藉由運用反饋迴路51，基板22的溫度係如所期望而維持，其轉而利於維持在微流體裝置20之上的活動與操作之熱控制，諸如(而不受限於)：在微流體裝置20的通道40之內的反應處理。

在一些實例中，關於反饋迴路51之操作的至少一些資訊係從微流體裝置20而傳遞到外部構件與裝置以供關於微流體裝置20的進一步處理及控制動作。

在提供有關於微流體裝置22作用於其中的一種裝置環境之關聯於至少圖3-9的進一步資訊之後，進一步的細節係將關聯於至少圖10-17而提供，其有關於關聯於一個微流體裝置20的基板22之熱控制的更多特徵與屬性以及在進行此舉之第一電阻結構27的至少該任務。

圖3係示意說明根據本揭露內容的一個實例之包括一種微流體裝置20(圖1-2)的一種模組60的方塊圖。在一些情況下，該種模組被稱作為一個卡匣或容器。如在圖3所示，模組60包括一個外殼61，其至少部分容納且/或支撐微流體裝置20。

在一些實例中，如在圖3所示，流體貯存器64被界定在外殼61之內而緊鄰於微流體裝置20以致能在其間的流體連通。如經由圖3所示，流體樣本67被存放(經由入口62)以進入流體貯存器64且在流通到微流體裝置20之前而和試劑66為混合。在一些情況下，微流體裝置20包括其本身的貯存器以在流體流通到微流體裝置20的通道之前而在起初接收來自貯存器64的流體樣本(其和試劑66為混合)。

若流體樣本67為血液，則在一些實例中，試劑66包括諸如乙二胺四乙酸(EDTA,ethylenediamine tetraacetic acid)的一種抗凝劑及/或諸如磷酸鹽緩衝鹽水(PBS,phosphate buffered saline)的一種緩衝溶液。在一些實例中，一種適合的血液樣本係具有大約2微升的體積而該試劑係具有大約8微升的體積，導致其將經由微流體裝置20所處理之10微升的體積。是以，在此種配置中，大約5的一個稀釋因數被應用到整個血液的流體樣本。在一些實例中，該低的稀釋因數係確保當該流體(待測試)的一個感測體積通過一個感測區域時之一個高的訊號雜訊比。此外，較低的稀釋因數係涉及將由微流體裝置20所處理的流體之較小的總體積，其進而降低對於特定流體樣本的總測試時間。在一些實例中，等於或小於10的一個稀釋因數被運用。

在一些實例中，不論該流體樣本67為血液或另一種型式的生物流體，大於或小於2微升的體積係可被使用。此外，在一些實例中，不論該流體樣本67為血液或另一種型式的生物流體，大於或小於8微升的試劑體積係可被使用。在一些實例中，一個流體樣本67亦為用不同於試劑66的其他或附加的流體來稀釋。

將被進一步瞭解的是，當整個血液為流體樣本67，在一些實例中，試劑66包括其他或附加的試劑以準備用於有關的一種診斷測試之血液。在一些實例中，該種試劑66係有助於感測器來識別在流體樣本中的某些粒子，藉以對其追蹤、將其計數、將其移動、等等。在一些實例中，該種試劑66係和在流體樣本67之中的某些粒子結合，藉以利於從該流體而將彼等粒子排除或過濾，以較佳隔離或聚集有關的一種特定生物粒子。在一些實例中，試劑66之操作係和過濾器及/或其他的揀選與離析機構合作以從微流體裝置20的一個感測區域而將某些生物粒子排除。

在一些實例中，試劑66包括其適以實行用於微粒子標記的抗體-抗原結合之材料、及/或其適以實施奈米粒子標記技術、磁性粒子揀選技術、及/或高密度粒子標記技術之材料。

在一些實例中，至少一些試劑66包括溶解劑，諸如(而不受限於)：當期望為在實施白血球的後續計數或分析之前而將紅血球分離出。

誠然，假使該流體樣本67不是血液而是一種不同的生物流體，諸如：尿液、脊髓液、等等，則試劑66將包括適當型式與數目的試劑66，其適以處理此等流體且用以達成該等流體的成分之期望分離與分類。

在一些實例中，試劑66被提供以準備、起始、執行、及/或終止種種的反應處理，諸如而不受限於用以實行如先前所述的分子診斷與相關任務之處理。

圖4A係示意說明根據本揭露內容的一個實例之一種微流體裝置80的方塊圖。在一些實例中，微流體裝置80包括至少一些如同圖1-3的微流體裝置20之實質相同特徵與屬性。在一些實例中，圖4A的微流體裝置80的至少一些構件被納入在圖1-3的微流體裝置20之內。

如在圖4A所示，微流體裝置80包括致動器82與溫度感測器84，其中，致動器82係作用為一個泵85A及/或作為一個加熱器85B。在一些實例中，致動器82包含一個電阻元件，諸如：一個熱敏電阻器，且因此界定第二電阻結構44的至少一些者。當以一個高的強度、與充分的脈衝寬度來激化時，致動器82係引起成核蒸氣氣泡之形成，其使在通道結構30之內的流體移動以驅動流體為沿著且通過該通道結構30。作為一個副產物而言，適量的熱量被產生。在一個觀點中，該種高強度的激化係涉及一個相當短的脈衝寬度、與較高的功率。

然而，當以一個低的強度、與不充分的脈衝寬度來激化時，致動器82係並未作用為一個泵，因為存在不充分的能量來引起顯著的流體位移。反而，熱量被產生，使得致動器82係作用為一個加熱器85B而未使流體移動。在一個觀點中，該種低強度的激化係涉及一個相對較長的脈衝寬度、與較低的功率。

在一些實例中，微流體裝置80包括溫度感測器84以追蹤至少該通道結構30與在其中的流體之溫度，以利於管理其關聯於實施存在於通道結構30之內的一種既定生物流體的一個有關測試之反應處理。在一個實例中，溫度感測器84係一種電阻元件，其作為該電阻元件的溫度之一個函數而改變電阻。

一個稍後描述的控制介面106係可耦合到該微流體裝置的一個電氣介面以供電且控制該致動器82與溫度感測器84的操作。在一些實例中，基於晶片的微流體裝置20、80之結構與構件係使用積體電路微製造技術來製造，諸如：電鑄、雷射剝蝕、各向異性蝕刻、濺鍍、乾式與濕式蝕刻、光刻、鑄造、模製、衝壓、加工、旋轉塗佈、疊層、等等。

圖4B係示意說明根據本揭露內容的一個實例之諸如在圖4A的一種微流體裝置的一個加熱器元件83的方塊圖。加熱器元件83包括其專用以將熱量施加到微流體通道結構30之一個電阻元件，且不提供其他功能，諸如：流體致動。是以，在一些實例中，一種微流體裝置20、80可包括專用的加熱器元件83，其和致動器82為分開且獨立且其可被運用以選擇性施加熱量。

圖4C係示意說明根據本揭露內容的一個實例之諸如在圖1-4A的微流體裝置20、80之一種微流體裝置的一個輸入/輸出元件89的方塊圖。輸入/輸出元件89致能資料、電力、控制訊號、等等之通訊往返外部裝置，其利於微流體裝置20、80之操作，且其關聯於至少圖7-10而在稍後進一步描述。

圖5係示意說明根據本揭露內容的一個實例之一種微流體裝置的構件86、87的方塊圖。在一些實例中，諸如裝置20、80(圖1-4C)之一種微流體裝置係更包括入口/出口室86及/或過濾器87。該等入口/出口室係致使流體能夠進出該通道結構30的種種部分，而過濾器87係使一種流體的不同成分為彼此離析，諸如：排除較大的粒子之進一步通過微流體通道結構30，如在稍後所進一步指出。

圖6係示意說明根據本揭露內容的一個實例之一種微流體裝置的一個屬性感測器88的方塊圖。在一些實例中，諸如裝置20、80(圖1-4A)之一種微流體裝置更包括一個屬性感測器88，以偵測特定生物粒子、等等之pH、流量率、識別。在一些實例中，屬性感測器88包含一個阻抗感測器，以計數其流通過通道40的生物粒子。

圖7係示意說明根據本揭露內容的一個實例之一種微流體測試系統的方塊圖。如在圖7所示，系統100包括一個卡匣60、一個控制介面106(具有一個外殼107)、與一個主機裝置108。在一些實例中，卡匣60包括如同關聯於至少圖3之先前所述的卡匣60之實質相同特徵與屬性的至少一些者，且其中，微流體裝置20包括如同關聯於至少圖1-6之先前所述的微流體裝置20、80之實質相同特徵與屬性的至少一些者。

如在圖7所示，除了至少微流體裝置20之外，卡匣60包括一個輸入/輸出(I/O)模組102，用以傳遞在(卡匣60之內的)微流體裝置20與控制介面106之間的電力、資料、及/或控制訊號、等等，控制介面106係接著和主機裝置108進行通訊。在一些實例中，卡匣60的I/O模組102係和微流體裝置80的I/O元件89為介面連接。

在一些實例中，如在圖7所示，卡匣60係可移除式耦合到控制介面106，使得其可如所期望而被耦合及非耦合。控制介面106係可移除式耦合到主機裝置108，如在下文所進而描述。在一些情況下，控制介面106被稱作為或經實施為一種伺服器鑰(dongle)或連接器。

概括而言，一個流體樣本67(圖3)係在控制介面106之控制下被暴露到微流體裝置20之中的一個感測區域之前而透過微流體學所處理且受到種種的作用或反應處理。微流體裝置20將其代表感測器資料的一個電氣輸出訊號提供到控制介面20。藉著在主機裝置108之控制下的控制介面20，主機裝置108可將資料傳送到控制介面106及接收來自控制介面106的資料，包括命令資訊，其用於控制該微流體裝置20、用於實行基板22的熱管理、且/或得到從該微流體裝置20所得到的感測器資料。

圖8係示意說明根據本揭露內容的一個實例之主機裝置108(圖7)的方塊圖。如在圖8所示，在一些實例中，主機裝置108係概括包括一個中央處理單元(CPU,central processing unit)110、種種的支援電路112、記憶體114、種種的輸入/輸出(IO,input/output)電路116、與一個外部介面118。CPU 110包括一個微處理器。在一些實例中，支援電路112包括一個快取記憶體、電源供應器、時脈電路、資料暫存器、等等。在一些實例中，記憶體114包括隨機存取記憶體、唯讀記憶體、快取記憶體、磁性讀/寫記憶體、或類似者、或此類的記憶體裝置之任何組合。在一些實例中，IO電路116係和外部介面118合作以利於透過一個通訊媒體119(在圖7所示)而和控制介面106之通訊。通訊媒體119可涉及任何型式的有線及/或無線通訊協定且可包括電氣、光學、射頻(RF,radio frequency)、或類似者的轉移路徑。

在一些實例中，外部介面118包括一個通用串列匯流排(USB, universal serial bus)控制器，其能夠透過一個USB電纜而將資料傳送到控制介面106且接收來自控制介面106的資料、以及將電力提供到控制介面106。將被瞭解的是，在一些實例中，對於控制介面106之其他型式的電氣、光學、或RF介面被使用以傳送且接收資料及/或提供電力。

在一些實例中，如在圖8所示，主機裝置108的記憶體114係儲存一個作業系統(OS,operating system)109與一個驅動程式111。OS 109與驅動程式111包括可由CPU 110所執行的指令，其用於控制主機裝置108且用於透過外部介面118而控制控制介面106。驅動程式111提供在OS 109與控制介面106之間的一個介面。在一些實例中，主機裝置108包含一個可程式裝置，其包括例如以軟體模組的形式而經儲存在非暫時的處理器/電腦可讀媒體(例如：記憶體114)之上的機器可讀指令。

在一些實例中，如在圖8所示，主機裝置108包括一個顯示器120，透過其，OS 109可提供一個圖形使用者介面(GUI,graphical user interface)122。使用者可使用該使用者介面122以和OS 109與驅動程式111互動而控制該控制介面106，且用以顯示從該控制介面106所接收的資料。將被瞭解的是，主機裝置108可為任何型式的通用或專用計算裝置。在一個實例中，主機裝置108係一種行動計算裝置，諸如：一種“智慧型手機”、“平板電腦”、或類似者。

圖9係示意說明根據本揭露內容的一個實例之控制介面106的方塊圖。在一個實例中，控制介面106包括一個控制器134、IO電路136、與一個記憶體138。控制器134包含一個微控制器或微處理器。在一些實例中，控制介面106接收來自該主機裝置108的電力，而在一些實例中，控制介面106包括一個電源供應器142。

在一些實例中，記憶體138係儲存可由控制器134所執行的指令140，其用於至少部分控制該微流體裝置20且/或用於和主機裝置108通訊。如此，控制介面106包含一個可程式裝置，其包括經儲存在非暫時的處理器/電腦可讀媒體(例如：記憶體138)之上的機器可讀指令140。在其他實例中，控制介面106可使用硬體、硬體與經儲存在記憶體138的指令140之組合而被實施。舉例來說，在一些實例中，控制介面106的全部或一部分係使用一種可程式邏輯裝置(PLD,programmable logic device)、特定應用積體電路(ASIC,application specific integrated circuit)、或類似者所實施。

在一些實例中，主機裝置108的記憶體114之中的驅動程式111及/或控制介面106的記憶體138係儲存機器可讀指令以實施且/或操作基板22的熱控制管理。在一些實例中，此種熱控制管理係經由熱控制管理器400及/或處理型式模組500而實施，如關聯於至少圖14-15而在稍後所進一步描述。

圖10係示意說明根據本揭露內容的一個實例之一種微流體裝置160的俯視平面圖。在一些實例中，微流體裝置160包括如同關聯於至少圖1-9之先前所述的微流體裝置(例如：20、80)之實質相同特徵與屬性的至少一些者，且因此為適以實施如整個本揭露內容所述之基板22的熱控制管理。

如圖10所示，微流體裝置160包括一個基板22，在其上係形成一個第一電阻結構175、微流體通道結構160、與輸入/輸出部分180。如先前所指出，在一些實例中，基板係由一種矽材料所作成。在一些實例中，基板22具有大約2毫米的長度(L1)、大約1毫米的寬度(W2)、與大約1毫米的厚度、以及大約2微克的質量。在一些實例中，基板係包括一個中央槽，其具有大約為1毫米的長度、與50到500微米的寬度之尺度，因而提供該基板22為高的表面對體積比。考慮到矽的高導電性、以及基板22的低熱質量，快速的加熱係可達成，其轉而致能在微流體通道結構162之內的流體之快速加熱，因而促進操作條件之建立及/或實施快速的溫度調整。

如圖10所示，在一些實例中，第一電阻結構175具有概括對應於基板22的周邊或外邊緣190之一個形狀與尺寸。舉例來說，在圖10所示的實例中，基板22具有概括矩形的形狀且第一電阻結構175具有概括匹配的矩形環形狀。此外，按照在圖10之中的D1所代表的小間距，第一電阻結構175之概括矩形的形狀係尺寸為將第一電阻結構175定位在緊鄰於基板22的外邊緣(例如：周邊)。在一些實例中，第一電阻結構175具有一個寬度(W1)且距離D1係大約為W1。

在此實例中，第一電阻結構175係和微流體通道結構162的外邊緣167A、167B為由一個距離(D2)所隔開且和微流體通道結構162的外邊緣169A、169B為由一個距離(D3)所隔開，其中該等邊緣167A、167B、169A、169B係概括界定該微流體通道結構162的一個周邊。在一些實例中，D2與D3係同等。

在一些實例中，D2或D3係一個有效的倍數(5倍)或大於W1的一個數量級。在一個觀點中，除了第一電阻結構175係和第二電阻結構(例如：電阻元件168)為電氣獨立且分開之外，距離(D2、D3)係確保的是，經由第一電阻結構175所感測的溫度係有效代表基板22(除了微流體通道結構 30之外)的(整體)溫度。

如圖10所進一步顯示，微流體通道結構162包括一個陣列的微流體通道單元166，其配置於位在中央的貯存器164的附近且和貯存器164為流體連通。然而，將被瞭解的是，單元166係非嚴格受限於在圖10所示的特定尺寸、形狀、與位置，而是可呈現其他的尺寸、形狀、與位置。在一些實例中，微流體通道單元166的至少一些者係包括第二電阻元件168，其作為第二電阻器結構44(圖2A)。在一些實例中，第二電阻元件168包括加熱器元件83(圖4B)或致動器82(圖4A)，其可作用為加熱器及/或泵。

在一些實例中，第二電阻元件168具有實質不同於第一電阻結構175的一個尺寸與形狀。在一些實例中，各個第二電阻元件168具有一個長度(L2)，其小於第一電阻結構175的一個長度為至少二個數量級。為了說明清楚，長度L2係由對於在圖11之中的電阻元件204(即：致動器)而在稍後所描繪的長度L2來代表。在一些實例中，各個第二電阻元件168具有一個方塊形狀，不同於其延伸在基板22的周邊附近之第一電阻結構175的矩形環。

然而，將被瞭解的是，第二電阻元件168係非嚴格受限於在圖10所示的特定尺寸、形狀、與位置，而是可呈現其他的尺寸、形狀、與位置而且仍作用為第二電阻結構(在圖2A之中的44)。

然而，在一些實例(未顯示在圖10)之中，第二電阻元件168具有一個尺寸與形狀為類似於微流體通道結構162的通道165之至少一些者的尺寸與形狀。

在一些實例中，關於微流體通道單元166的一者之更為特定的細節係關聯於至少圖11而在稍後被描述。

圖11係示意說明根據本揭露內容的一個實例之一種微流體裝置20的一部分之一個微流體結構200的示意圖。在一些實例中，微流體結構200包括如同關聯於至少圖1-9之先前所述的微流體裝置20、80之實質相同特徵與屬性的至少一些者。

在一些實例中，微流體裝置200代表在圖10所示之一個微流體通道單元166的一個實例實施。

如在圖11所示，在一些實例中，微流體結構200包括一個微流體通道202、一個流體致動器204、一個感測器206、一個噴嘴205(例如：出口)、與一個入口208。圖10亦描繪一個流體貯存器214，其和卡匣60的流體貯存器64(圖3)為連通。在一些實例中，通道202係對應於在圖10之(一個微流體通道單元166的)該等通道165的各別者。

在一些實例中，如在圖11所進一步顯示，一個網狀過濾器212被設置在流體貯存器214之中，用於過濾在經施加的流體樣本之中的粒子。儘管在圖10之中的流體通道202的形狀被顯示為“U形”，此非意欲作為在通道202的形狀之一個概括限制。因此，通道202的形狀可包括其他形狀，諸如：彎曲的形狀、蜿蜒的形狀、具有稜角的形狀、其組合、等等。甚者，通道202係未依任何特定的比例或比率而顯示。如製造在一種裝置上之通道202的寬度係可不同於在此揭露內容的圖式中所顯示之任何特定的比例或比率。在通道中的箭頭係指示通過該通道之流體流動的一個實例的方向。

入口208提供用於通道202的一個開口以接收流體。過濾器 210被配置在入口208之中且防止在一個特定尺寸(取決於過濾器210的尺寸)的流體中的粒子為進入通道202。在一些實例中，入口208可具有比通道202為大的寬度與容積。舉例來說，入口208可界定朝下游方位為漸進窄化的橫截面面積。

在一些實例中，感測器206被配置在通道202之中而接近該入口208(例如：比該泵致動器204為較靠近入口208)，如在圖10所示。在一些實例中，感測器206被配置在入口208之中。在一些實例中，感測器206是一個阻抗感測器且偵測隨著在該流體中的生物粒子通過在感測器206之上的阻抗變化。

如在圖11所進一步顯示，在一些實例中，流體致動器204(例如：泵)被配置在接近自該感測器206的下游之該通道202的一個閉合端。流體致動器204可為一種流體慣性的泵致動器，其可使用種種結構來實施。在一些實例中，流體致動器204是一種熱敏電阻器，其產生蒸氣的氣泡以造成在通道202之內的流體移位。經移位的流體係從噴嘴405所排出，因而致能在通道202之內或通過通道202的一種慣性流動型態。在一些實例中，流體致動器204被實施為壓電元件(例如：PZT)，其電氣感應的偏移係產生在通道202之內的流體移位。由電氣、磁性、與其他力量所致動之其他的偏斜膜元件係亦可能用在於實施該流體致動器204。

在一些實例中，流體致動器204係引起小於10微微升的流體移位且可為以範圍從1Hz到100kHz的頻率所致動。

概括而言，流體致動器204被定位為充分緊鄰於感測器20以確保高的流體流量率。雖然未顯示，在一些實例中，流體致動器204被定位以引起慣性泵抽，其將生物粒子推動通過在感測器206的區域，而在一些實例中，流體致動器204被定位以引起慣性泵抽，其將生物粒子拉動通過在感測器206的區域，如在圖11所示。

相符於前述的微流體裝置(在圖1-2A之中的20、在圖4A之中的80)，當操作於一個適當的脈衝寬度與強度，致動器204亦作為一個加熱器以加熱在通道202之內的流體。如先前所指出，在該等情況下，熱敏電阻器/致動器204係操作在一個脈衝模式中，其中，激化係發生在較低的強度、以及較長的脈衝寬度，用以將脈衝的熱量提供到流體而未形成一種成核的氣泡。

是以，當致動器204被實施為一種熱敏電阻器，致動器204提供如在圖10所示之在通道167之中的電阻元件168的各別者之一個實例。

在一些實例中，如在圖11所進一步顯示，界定致動器204的電阻元件係具有長度L2，其為實質小於通道202(且因此為在圖10之中的通道165)的整體長度(L3)。在一些實例中，長度L2係小於長度L3的至少一個數量級。

在一些實例中，通道202包括超過一個致動器204，俾使超過一個加熱器可被配置在單一個通道202之內。

不論在通道202之中有一個、二個、或三個電阻元件204(在圖10之中的168)，此種配置係致能在多少的熱量被施加到在通道中的流體以及在該等位置的精確控制。此種配置係處於對比於一些商用配置，其中一種電阻元件係實質延伸一個流體室的整個長度且該種電阻元件的致動係涉及沿著該流體室的整個長度而施加熱量。

在一些實例中，另外的加熱器被運用在通道202之內且/或另外的熱感測電阻器被運用在基板22之上，用以提供期望的熱控制配置，諸如：關聯於至少圖13而在稍後所進一步描述。

在一些實例中，特定陣列的加熱器與熱感測電阻器被配置以使一個反應處理的特定觀點為最佳化。在一些實例中，一種不同的微流體裝置或晶片被提供以實行一個不同的反應處理(因為不同的固定溫度或不同的可變溫度分佈被涉及在執行該特定反應處理)。在一些實例中，單一個微流體裝置係實行不同的反應處理，而此舉係藉由提供不同的通道單元166以如此進行，其中各個不同的通道單元166係專用以實行一個不同的反應處理或一個反應處理的不同部分。

在一些實例中，如關聯於至少圖16而在稍後所進一步描述，單一個微流體裝置係包括一連串的熱控制區，其中各個熱控制區提供在該各別的熱控制區之通道結構的特定部分中的一個反應處理上之獨立的熱控制。在一些實例中，如關聯於至少圖17而在稍後所進一步描述，單一個微流體裝置係提供並聯區，其中各個不同區提供在該各別區之通道結構中的一個反應處理上之獨立的熱控制。

圖12係示意說明根據本揭露內容的一個實例之一種微流體裝置260的俯視平面圖。在一些實例中，微流體裝置260包括至少如同微流體裝置160(如關聯於至少圖12之先前所述)的實質相同特徵與屬性，除了用於將第一電阻結構275定位為緊鄰於微流體通道結構162之外。如在圖12所示，在一些實例中，第一電阻結構275係和微流體通道結構162的外邊緣167A、167B、169A、169B(例如：周邊)為隔開一段距離D4。在一些實例中，第一電阻結構275係和基板22的外邊緣290為隔開一段距離D5。如在圖12所示，第一電阻結構275維持如同第一電阻結構175(圖10)的一個矩形環，且其至少部分圍繞該微流體通道結構162。然而，如上所述，第一電阻結構275係緊鄰於微流體通道結構162的周邊。在一些實例中，距離D4係大約等於第一電阻結構275的寬度(W1)。在一些實例中，距離D5係距離D4的一個倍數。

在一些實例中，第一電阻結構275係致能感測其緊鄰於反應處理(及/或其他操作)正在發生處的微流體通道單元166之基板22的溫度。在一個觀點中，此種配置係致能更為明確對於歸因於反應處理的溫度變化而調整基板22的溫度。

圖13係示意說明根據本揭露內容的一個實例之一種微流體裝置300的俯視平面圖。在一些實例中，微流體裝置300包括至少如同微流體裝置160(如關聯於至少圖12之先前所述)的實質相同特徵與屬性，除了添加一個第一電阻結構310為緊鄰於微流體通道結構162而且保持第一電阻結構175在基板22的周邊190以外。在一些實例中，如在圖13所示，第一電阻結構310包括一個陣列的電阻元件315B，其中各個電阻元件315B係和一個微流體通道單元166以一種一對一的對應關係而定位，俾使至少一個電阻元件315B係關聯於其本身的通道單元166。藉由此舉，基板22的局部溫度係可關於發生在一個特定通道單元166之中的反應處理且無關於發生在其他通道單元166之中的反應處理而被動態管理。

如在圖13所示，該等電阻元件315B係彼此為隔開且彼此為電氣獨立。在一些實例中，該等電阻元件315B的尺寸係不同於通道單元166 的尺寸。

在一些實例中，第一電阻結構310係另外包括末端元件315A以提供進一步的位置，在其，用以感測及/或加熱基板22而進一步加強該基板22的局部熱管理。

藉著此種配置，第一電阻結構175係利於基板22的總體的溫度管理，而第一電阻結構310的元件315A(及/或315B)係利於在基板22的不同位置之基板22的局部的溫度管理。甚者，第一電阻結構310的元件315A係能夠將熱量施加到基板22，俾使其感測一個局部的溫度(其被確定以准許修改)之同個元件亦可施加熱量以調整在基板22之上的精確期望位置之局部溫度。如先前所述，替代或附加於使用第一電阻結構310的元件315A、315B來施加熱量，在一些實例中，熱量是經由第二電阻結構(在圖2A之中的44)的電阻元件168來選擇性施加。

經由該種配置，至少第一電阻結構175係致能維持整個基板作為一個概括穩定的溫度平台，而第一電阻結構310係致能作出對於基板22之精確及快速的局部溫度調整。

圖14A係示意說明根據本揭露內容的一個實例之一種熱控制管理器400的方塊圖。在一些實例中，熱控制管理器400係關聯於其如同關聯於至少圖1-13之先前所述的微流體裝置之特徵與屬性的至少一些者而操作。概括而言，在一些實例中，熱控制管理器400係經由控制基板22的熱感測及選擇性加熱該基板22而操作以管理一種微流體裝置之一個基板的溫度。如在圖14A所示，熱控制管理器400包括一個加熱功能410、一個感測功能412、與預熱功能414。

在一些實例中，熱控制管理器400包括一個總體參數420與一個局部參數430。總體參數420致使能夠執行其關於整個基板22的加熱功能410及/或感測功能412。局部參數430致使能夠執行在基板22之上的特定局部位置的加熱功能410或感測功能412。

在一些實例中，加熱功能410及/或感測功能412是僅經由在基板22之上的第一電阻結構(例如：在圖10之中的第一電阻元件175或在圖1之中的27)所執行，而無關於微通道結構30的第二電阻結構(例如：在圖2A之中的44、在圖10之中的168)。在一些實例中，加熱功能410及/或感測功能412是經由在基板22之上的第一電阻結構且和在微通道結構30之中的第二電阻結構合作所執行。

如在圖14A所示，局部參數430包括一個單元功能432、一個子單元功能434、與一個區域功能436。經由單元功能432，熱控制管理器400可對於關聯於整個微流體通道單元(例如：在圖10的單元166)之基板22而指定施加熱量及/或感測。經由子單元功能434，熱控制管理器400可關於關聯於整個微流體通道單元(例如：在圖10的單元166)的一個局部部分之基板22而指定施加熱量及/或感測。經由區域功能436，熱控制管理器400可關聯於無關於任何的微流體通道結構30之基板22的一個區域而指定施加熱量及/或感測。

在一些實例中，熱控制管理器400包括一個來源模組450，致能其來源之選擇被運用以實施基板22的溫度調整。在一些實例中，經由單元參數452，熱量是經由微流體通道單元166的第二電阻元件168而施加到基板22。在一些實例中，經由非單元參數454，熱量是經由第一電阻結構 (例如：在圖10的175)而施加到基板22。在一些實例中，經由雙參數456，熱量是經由其具有雙功能(例如：溫度感測與加熱，或例如：泵抽與加熱)之電阻元件而施加到基板。在一些實例中，經由單參數458，熱量是經由其具有諸如僅為加熱的單功能性之電阻元件而施加到基板22。

在一些實例中，熱控制管理器400係存在於機器可讀的指令之內，其被儲存在關聯於一個控制器的一個記憶體中，諸如：控制介面106的記憶體138及/或主機裝置108的記憶體114。經由關聯於至少圖3之先前所述的連接與通訊途徑，熱控制管理器400係至少部分支配微流體裝置20、80、160的操作以及在基板22的溫度之上的控制而作為維持在微流體通道結構30(圖1-2A)、162(圖10)之內的操作上的熱控制之部分者。

在一些實例中，熱控制管理器400的功能性之至少一些者係存在於微流體裝置20(圖1-13、16-17)，俾使經由機器可讀的指令(用以實施彼等功能)之儲存在微流體裝置20的一個記憶體470之中，如在圖14B所示，其中，記憶體470具有如同記憶體114(圖8)或記憶體138(圖9)之實質相同特徵與屬性的至少一些者。在該等實例中，在微流體裝置20之熱控制管理器400的功能性係將和其存在於控制介面106(圖9)及/或主機裝置108(圖8)之熱控制管理器400的任何其餘功能性為互補或合作。在一些實例中，流體流量控制管理器400的所有功能性將被儲存在微流體裝置20的記憶體470之中。在一些實例中，當此種記憶體470係存在於微流體裝置20之上，微流體裝置20還包括一個控制器或電路，其具有一些控制功能性，其具有如同控制介面106(圖9)的控制器134及/或主機裝置108(圖8)的控制器功能性(例如：CPU 110)之實質相同特徵與屬性的至少一些者。

在一些實例中，如在圖14A所示，熱控制管理器400包括一個診斷功能415，藉由其，微流體裝置20的一種相對操作健康狀況係確定。尤其，經由診斷功能415，在微流體裝置(在圖1之中的20、在圖4A之中的80)接收一個流體樣本之前，預熱功能414被應用且經由感測功能412所得到的溫度被觀察。按照診斷功能415，基板22的總體溫度及/或局部溫度係相較於一個參考，諸如：經由在圖2B之中的反饋迴路51。經由此種比較所揭露之任何不符合要求的偏差係致能確定種種的微流體構件是否為正確作用。任何確認的功能異常可暗示拋棄該微流體裝置以避免一個毀壞或錯誤的測試結果，且/或暗示要採取其他的修正動作。

圖15係示意說明根據本揭露內容的一個實例之一種處理型式模組500的方塊圖。在一些實例中，處理型式模組500係關聯於如同關聯於至少圖1-13之先前所述的微流體裝置的特徵與屬性之至少一些者且/或關聯於如同關聯於至少圖14A之先前所述的熱控制管理器400的特徵與屬性之至少一些者而操作。如在圖15所示，處理型式模組500包括一個非反應處理功能510以實施熱控制管理而維持用於在微流體裝置上的概括非反應處理之該基板的實質固定溫度。將被瞭解的是，在一些實例中，術語“非反應(non-reactive)”係指稱其發生在流體樣本67(圖3)和試劑66的初始混合/反應之後而稀釋且穩定該流體樣本之該種微流體裝置的彼等操作。

在一些實例中，處理型式模組500包括一個反應處理模組520，用以實施其關聯於發生在微流體裝置20的反應處理之該基板的熱控制管理。

在一些實例中，反應處理模組520包括一個選擇性可激化階段功能522，用以如所期望而選擇對於一個反應處理的各個階段之基板22的溫度參數。在一些實例中，反應模組520包括一個不同固定溫度功能524，用以致能選擇基板22之不同的固定溫度，其中各個不同的固定溫度係適用於一個特定反應處理或一個反應處理的階段。

在一些實例中，如在圖15所顯示，反應處理模組520包括一個可變溫度分佈功能540，其概括為實施關聯於涉及可變溫度分佈(發生在微流體裝置20)的反應處理之基板22的熱控制管理。舉例來說，經由(在本揭露內容之一些實施例中的)微流體裝置而可實施之一個型式的反應處理係包括聚合酶連鎖反應(PCR)，其仰賴於可變溫度分佈以驅動反應處理。是以，可變溫度分佈功能540包括一個循環參數550，其經由一個最大溫度參數552、一個最小溫度參數554、一個脈衝寬度參數555、與一個頻率參數560以界定溫度循環。一個斜波參數561係設定對於各個循環的一個溫度將多快速升高，而一個保持參數562係設定在一個既定循環中的一個升高的溫度將被維持多久。

在一些實例中，處理型式模組500的功能性之至少一些者係存在於微流體裝置20(圖1-13、16-17)，諸如：經由機器可讀指令(用以實施彼等功能)之儲存在微流體裝置20之上的一個記憶體470，如在圖14B所示，其中，記憶體470具有如同記憶體114(圖8)或記憶體138(圖9)之實質相同特徵與屬性的至少一些者。在該等實例中，在微流體裝置20之上的處理型式模組400的功能性係將和存在於控制介面106(圖9)及/或主機裝置108(圖8)之處理型式模組500的任何功能性為互補或合作。在一些實例中，處理型式模組500的所有功能性係將被儲存在微流體裝置20的記憶體470之中。在一些實例中，當該記憶體470係存在於微流體裝置20之上，微流體裝置20還包括一個控制器或電路，其具有一些控制功能性為具有如同控制介面106的控制器134(圖9)及/或主機裝置108的控制器功能性(例如：CPU 110)(圖8)之實質相同特徵與屬性的至少一些者。

圖16係示意說明根據本揭露內容的一個實例之一種微流體通道結構的一個處理部分600的側視圖。在一些實例中，處理部分600係形成其具有如同關聯於至少圖1-10之先前所述的微流體裝置20、80之實質相同特徵與屬性的至少一些者之一種微流體裝置的部分者，且處理部分600包括其關聯於圖11-15之先前所述的微流體裝置之實質相同特徵與屬性的至少一些者。

如在圖16所示，處理部分600包括其顯示為由虛線所分開之一連串的熱控制區601A(第一區)、601B(第二區)、601C(第三區)。各個不同的區601A、601B、601C係對於一個反應處理的不同層面或步驟而提供以管理基板22的熱控制。舉例來說，如在圖16所描繪，第一區601A係對於一個反應處理的第一部分而維持熱控制，此無關於第二區601B，其對於一個反應處理的第二部分而維持基板22的熱控制。同理，第三區601C係對於一個反應處理的第三部分而維持基板22的熱控制，此無關於第二區601B或第一區601A。

在各區之中，一個通道部分602A、602B、602C具有其本身的熱感測電阻器，各者係如所期望而定位為相對於在各個各別的通道部分602A、602B、602C之內的流體致動器、加熱器、與屬性感測器。

儘管為了說明簡化而未描繪在圖16之中，將被瞭解的是，在一些實例中，不同的區601A、601B、601C並非為緊接著彼此，而可具有在相鄰或接續的區601A、601B、601C之間的其他通道部分或構件(例如：泵、加熱器、其他屬性感測器、流量率感測器、等等)。

圖17係示意說明根據本揭露內容的一個實例之一種微流體通道結構的一個處理部分700的示意圖。在一些實例中，處理部分700具有如同處理部分700之實質相同特徵與屬性的至少一些者，除了代替以串聯來配置不同區701A、701B、701C(其各者包括其各別的特徵與屬性)，處理部分700係以並聯來提供類似的區701A、701B、701C，其各者具有對應的通道部分702A、702B、702C。是以，處理部分700提供其並聯操作之基板22的多個熱控制區。在一些實例中，所有三個通道部分702A、702B、702C係和諸如貯存器214(圖10)之一個共同的貯存器為流體連通。藉由並聯配置基板22的不同熱控制區，反應處理可在彼此獨立的不同溫度來驅動。換言之，各個熱控制區可維持基板22的其部分在一個溫度，其為無關於在其他熱控制區中之基板22的溫度。

至少一些實例係提供一種微流體裝置的熱控制，其經由將該基板(或部分的基板)維持在一個期望溫度，以建立用於由該基板所支撐的微流體構件與操作之目標溫度平台。藉由此舉，在微流體通道內的溫度之更精確及穩定的控制係可達成。

雖然特定實例已經說明且描述在本文，種種替代及/或等效的實施係可在沒有脫離本揭露內容的範疇之情況下而取代已顯示及描述的特定實例。此申請案係意欲涵蓋在本文所論述的特定實例之任何的修改或變化。