TWI666398B - 流體控制裝置 - Google Patents

Abstract

流體控制裝置包含流體岐管部、旋轉閥定子、旋轉閥轉子及雙驅動單元。流體岐管部包含與樣品反應單元連接之微管道及與流體源連接之流體源輸入管道。當旋轉閥轉子轉至預設位置時，流體源輸入管道經由旋轉閥定子之穿孔及旋轉閥轉子之溝槽而與微管道連接。第一驅動單元驅動旋轉閥轉子之轉動。第二驅動單元驅動旋轉閥轉子或旋轉閥定子之移動，以調整旋轉閥轉子與旋轉閥定子之距離，使得當旋轉閥轉子轉動時，旋轉閥轉子與旋轉閥定子之間具有間隙，且當旋轉閥轉子轉動至預設位置後，旋轉閥轉子緊貼於旋轉閥定子。

Description

流體控制裝置

本案係關於一種流體控制裝置，尤指一種具有內建旋轉閥及雙驅動單元之流體控制裝置。

隨著科技進步及交通工具便利性，傳染性疾病的傳播速率也被加速，如SARS、禽流感、登革熱等疾病的傳染，是現今全球所需面對的挑戰。因而，提出有效的防治策略，快速的進行疑似病例的檢測與確認，進行早期隔離或確認治療的方式，是現在檢測醫學所努力的目標，故研發傳染性疾病的「即時就地檢測手段」，是相當重要的議題。

而在大部分臨床試驗及診斷中，例如蛋白純化及細菌培養等之流體處理及調控過程中，一連串的樣品處理步驟，包括組織分離(tissue dissociation)、細菌捕捉(bacteria capture)、細胞裂解(cell lysis)、核酸萃取(nuclear acid extraction)及清洗等，都是不可避免的。這些處理步驟通常需要複雜的實驗流程，且通常由專業研究人員在中心實驗室利用試管、吸量管及相關設備進行操作。

「晶片實驗室(lab-on-a-chip)」則是近年來被提出的新穎性概念，提出將不同微型元件整合於同一平台，達到現今所提出「即時就地照護(Point of Care, POC)」與「體外診斷(In Vitro Diagnostics, IVD)」的目標，其精髓便是建構「體積小」、「準確性高」、及「即時診斷」的醫療檢測平台。這樣的平台主要是藉由微流體技術來達成，使得各種生物及化學樣品或試劑能在名片大小的晶片或卡匣中進行處理。

在典型的微流體裝置中，許多實驗室功能，例如流體抽送(flow pumping)、閥門控制(valving)、混合、加熱、反應等，都被精密地整合在晶片上，且複雜的樣品處理過程通常由程式進行控制，以實現自動化操作。然而，大部分在實驗室開發的晶片實驗室技術並不適用在工業應用。舉例來說，在分子診斷時，用於樣品測試的微流體晶片必須是低成本、容易量產且為一次性使用產品，因此，利用射出成型或熱壓成型製造的塑膠晶片或卡匣仍然被普遍使用。由於塑膠微流體晶片或卡匣無法完全實現晶片實驗室功能，在大多數這些微流體裝置之多槽體間的流體分配及調控必須高度依賴各種外部的幫浦、閥、感應器及致動器。在大部分這些設計中，每一個槽體及微流體通道都是由一或更多獨立的閥來調控，因此，對應的流體路徑的連接或分離都是藉由對應的閥的開啟或關閉來控制。

然而，這樣的設計雖然能夠成功的在系統中輸送流體，但是成本相當高且通常會佔據大量空間。此外，流體控制閥、幫浦及微流體裝置之間大部分皆由塑膠軟管連接，然而塑膠軟管除了壽命短、占空間之外，在生產線組裝時，更有繁複、耗時且易出錯的問題，故有不易製造及良率與可靠度低之缺點，因此不適用於量產，且缺乏模組化設計，無法讓其他系統在無須重新設計的情況下直接使用。

此外，旋轉閥也被廣泛應用在多流體系統之流體控制，而為了避免旋轉閥操作時產生滲漏，通常會在定子及轉子交界面上施加壓力以提供較佳密封度。然而，加強密封雖然可以避免滲漏，但也因此產生了現在大部分旋轉閥所具有的兩個缺點。首先，當旋轉閥從一位置轉至下一位置時，需要高旋轉力矩來克服定子及轉子之間的摩擦力，故通常必須採用相當大的馬達，也因而使得整個系統的體積、成本及電力消耗增加。另一個缺點則是摩擦力會造成定子及轉子的磨損，故會降低裝置的使用壽命。

因此，提供一種可改善現有技術缺點之流體控制裝置實為本領域之人士需要努力的方向。

本案之目的在於提供一種流體控制裝置，其係利用內建旋轉閥來進行流體切換，以降低成本及設備空間，同時提升可靠度及製造便利性。特別地，本案之流體控制裝置更具有雙驅動單元，其中第一驅動單元係驅動旋轉閥轉子之轉動，第二驅動單元則驅動旋轉閥轉子或旋轉閥定子之縱向移動，以調整旋轉閥轉子與旋轉閥定子之間的距離，使得當旋轉閥轉子轉動時，旋轉閥轉子與旋轉閥定子之間具有一間隙，且當旋轉閥轉子轉動至一預設位置後，旋轉閥轉子緊貼於旋轉閥定子，藉此可於流體流通時提升密封效果以及降低流道切換時的磨擦損耗， 且可採用低力矩驅動單元而降低成本及裝置體積，並利於轉子與定子的表面材料選擇。

本案之又一目的在於提供一種流體控制裝置，其係利用流體岐管部之微管道來輸送流體，以避免習知技術使用塑膠軟管來輸送流體所產生的缺點。

本案之再一目的在於提供一種流體控制裝置，其係透過旋轉閥定子上之溝槽及穿孔與旋轉閥轉子上之溝槽的對位關係，來實現多重流體路徑的切換。

為達上述目的，本案之一較廣義實施態樣為提供一種流體控制裝置，係與一具多槽體之樣品反應單元連接，用以調控一多流體系統之流體運作。該流體控制裝置包含一流體岐管部、一包含旋轉閥定子及旋轉閥轉子之旋轉閥、一第一驅動單元及一第二驅動單元。該流體岐管部包含一本體、複數個微管道及複數個流體源輸入管道，其中每一該微管道係貫穿該流體岐管部之本體，且與該樣品反應單元之一對應槽體連接，該複數個流體源輸入管道係與複數個流體源連接。該旋轉閥定子設置於該流體岐管部之底部且具有複數個穿孔，該旋轉閥轉子設置於該旋轉閥定子之底部且具有至少一溝槽。當該旋轉閥轉子旋轉至一預設位置時，該流體源輸入管道經由該旋轉閥定子之該穿孔及該旋轉閥轉子之該溝槽而與該複數個微管道之至少其中之一連接，以連通至少一對應之流體路徑，使得該流體源所提供之流體經由該被連通的流體路徑而導向該樣品反應單元之該對應槽體，進而調控該對應槽體之流體運作。第一驅動單元係與該旋轉閥轉子連接並驅動該旋轉閥轉子之轉動。第二驅動單元係與該旋轉閥轉子及該旋轉閥定子之至少其中之一連接並驅動其移動，以調整該旋轉閥轉子與該旋轉閥定子之間的距離，使得當該旋轉閥轉子轉動時，該旋轉閥轉子與該旋轉閥定子之間具有一間隙，且當該旋轉閥轉子轉動至一預設位置後，該旋轉閥轉子緊貼於該旋轉閥定子。

體現本案特徵與優點的一些典型實施例將在後段的說明中詳細敘述。應理解的是本案能夠在不同的態樣上具有各種的變化，其皆不脫離本案的範圍，且其中的說明及圖式在本質上係當作說明之用，而非用以限制本案。

本案提供一種流體控制裝置，係與一具多槽體之樣品反應單元連接，用以調控一多流體系統(multi-fluid-system)之流體運作，使多槽體中的流體，例如樣品或反應試劑等，往預定的方向流動。請參閱第1圖，其係為本案較佳實施例之流體控制裝置及樣品反應單元示意圖。如第1圖所示， 樣品反應單元5係承載於流體控制裝置1上，且樣品反應單元5可為一樣品卡匣(sample cartridge) 51或微流體晶片(microfluidic chip) 52。樣品反應單元5具有多個槽體(multiple chambers) 50，例如但不限於樣品存放槽體、裂解緩衝液存放槽體、清洗緩衝液存放槽體、沖提緩衝液存放槽體、抗體存放槽體、反應槽體、廢液槽體、及產物收集槽體等，用以進行各項生醫或化學試驗及檢測，例如核酸萃取、蛋白質純化、臨床疾病檢測、新藥研發、或其他生醫或化學研究等。在這些試驗及檢測過程中，樣品或試劑須根據反應流程，自存放槽體流至反應槽體，而廢液也須收集至廢液槽體，故本案之目的即在提供流體控制裝置，其係利用內建旋轉閥(build-in rotary valve)來驅動及調控多槽體間之流體分配(dispensing)及處理(processing)，而進一步達成自動化試驗或檢測之目的，且更採用雙驅動單元來降低旋轉閥轉動時之摩擦力，進而使得整個裝置的體積及成本降低，使用壽命延長，並有利於旋轉閥轉子與旋轉閥定子的材料選擇。

請參閱第1圖至第3圖。第2A圖為本案較佳實施例之流體控制裝置移除部分殼體之示意圖，第2B圖為第2A圖中旋轉閥轉子與旋轉閥定子之間具有一間隙之示意圖，第3圖為第2A圖所示之流體控制裝置之爆炸圖。如第1圖至第3圖所示，流體控制裝置1主要包含一流體岐管部(fluid manifold) 11、一旋轉閥定子(valve stator) 12、一旋轉閥轉子(valve rotor) 13、一第一驅動單元2及一第二驅動單元3。旋轉閥定子12及旋轉閥轉子13構成內建旋轉閥，旋轉閥定子12設置於流體岐管部11之底部，旋轉閥轉子13設置於旋轉閥定子12之底部。第一驅動單元2與旋轉閥轉子13連接並驅動旋轉閥轉子13之轉動，第二驅動單元3則與旋轉閥轉子13與旋轉閥定子12之至少其中之一連接並驅動其移動，以調整旋轉閥轉子13與旋轉閥定子12之間的距離，使得當旋轉閥轉子13轉動時，旋轉閥轉子13與旋轉閥定子12之間具有一間隙，且當旋轉閥轉子13轉動至一預設位置後，旋轉閥轉子13緊貼於旋轉閥定子12。

在一實施例中，流體控制裝置1更包含一第一殼體141及一第二殼體142。第一殼體141容置旋轉閥轉子13及部分之旋轉閥定子12，第二殼體142則容置部分之第一驅動單元2及部分之第二驅動單元3。在一實施例中，流體岐管部11、第一殼體141及第二殼體142係疊置固定並組合形成一模組化結構。當然，流體岐管部11、第一殼體141及第二殼體142間可利用固定元件進行固定，固定元件可為但不限於螺絲或定位銷，用以穿設於流體岐管部11、第一殼體141及第二殼體142之對應孔洞中，以組合及固定流體岐管部11、第一殼體141及第二殼體142。

在一實施例中，流體控制裝置1更包含複數個流體源(fluid source) 4，例如第一流體源41及第二流體源42，其係與流體岐管部11連接，以提供流體，且該流體可為氣體或液體。在一實施例中，流體源4可為氣體源，例如一幫浦(pump)，且第一流體源41及第二流體源42分別為具有低於及高於大氣壓力之氣體，亦即第一流體源41及第二流體源42分別提供負壓及正壓至流體控制裝置1。在此實施例中，由於流體源4皆為氣體，可避免流體源為液體所可能產生液體殘留而導致汙染的問題。

在另一些實施例中，流體源4可為加壓氣體(compressed gas)、真空源(vacuum source)、液體儲存槽(liquid reservoir)或其組合。第一流體源41及第二流體源42可同時為氣體源，同時為液體源，或是分別為氣體源及液體源。

在一實施例中，流體控制裝置1更包含至少一感測器(未顯示)，例如壓力感測器(pressure sensor)、流速感測器(flow rate sensor)、溫度感測器(temperature sensor)、pH計(pH meter)、或其他類型的感測器，其係與流體岐管部11連接，用以感測流體岐管部11內部訊號，例如壓力大小、流速、溫度、pH值等。

在一實施例中，流體控制裝置1更包含一電路板(未顯示)及一微控制器(未顯示)，其係與流體源4、感測器、第一驅動單元2及第二驅動單元3連接，用以控制流體源4、感測器、第一驅動單元2及第二驅動單元3依據預定程式進行運作，藉此將流體源4提供之流體導向樣品反應單元5之槽體50，以調控槽體50間之流體運作。

請再參閱第1圖至第3圖，並配合第4A圖至第6B圖，其中第4A圖及第4B圖為流體岐管部之不同角度示意圖，第5A圖及第5B圖為旋轉閥定子之不同角度示意圖，第6A圖及第6B圖為旋轉閥轉子之不同角度示意圖。流體岐管部11具有一本體110、一安裝槽111及一容置槽112，其中，安裝槽111係設置於本體110之一頂面113，用以安裝樣品卡匣51或微流體晶片52於其上，容置槽112係設置於本體110之一底面114，且其形狀大致對應旋轉閥定子12且略大於旋轉閥定子12，用以容置旋轉閥定子12於其中。在一實施例中，安裝槽111係為一內凹之平台(concaved platform)，例如但不限於溝槽(groove)、插槽(slot)、卡夾(clip)等。安裝槽111之深度約介於0.1 mm至10 mm之間，其係取決於樣品反應單元2之尺寸，且較佳介於0.5 mm至5 mm之間。

在一實施例中，流體岐管部11之材質可為但不限於金屬、木材、塑膠、聚合物或玻璃等，且其製造方式可為但不限於電腦數控加工(CNC machining)、鑄造(casting)、射出成型(inject molding)、3D列印(3-dimentional printing)或層層黏合(layer-to-layer bonding)。

在一實施例中，流體岐管部11之底面114形狀可為平面(flat)、球面(spherical)、弧面(cambered)、圓錐面(cone-shaped)、或其他能與旋轉閥定子12之頂面相貼合的表面。

旋轉閥定子12大致呈但不限於薄型圓柱體狀，具有一本體120、一頂面121及一底面122。旋轉閥轉子13亦大致呈但不限於薄型圓柱體狀，具有一本體130、一頂面131及一底面132。當旋轉閥定子12與旋轉閥轉子13組裝於流體控制裝置1中時，旋轉閥轉子13之頂面131係大致貼附於旋轉閥定子12之底面122。

在另一些實施例中，旋轉閥定子12之剖面形狀不限於圓形，亦可為矩形、三角形、或其他不規則形狀。在一實施例中，旋轉閥定子12之徑長約介於1 mm至100 mm之間，厚度約介於0.5 mm至50 mm之間。

在一實施例中，旋轉閥定子12之頂面121的形狀可為平面(flat)、球面(spherical)、弧面(cambered)、圓錐面(cone-shaped)、或其他能與流體岐管部11之底面114相貼合的表面。

在一實施例中，旋轉閥定子12之頂面121係直接貼附於流體岐管部11之底面114。在另一實施例中，流體控制裝置1可選擇性包含一襯墊(gasket) 16，其係設置於流體岐管部11之底面114及旋轉閥定子12之頂面121之間，藉由襯墊16變形提供之壓力，可加強流體岐管部11與旋轉閥定子12之密封度。在此實施例中，流體控制裝置1更包含複數個第一固定元件171，例如定位銷(dowel pin)，用以穿設於流體岐管部11、襯墊16及旋轉閥定子12之對應孔洞115、161及123中，以將襯墊16及旋轉閥定子12固定於流體岐管部11底面114之容置槽112中。在一實施例中，孔洞115及123為盲孔(blind hole)，孔洞161為穿孔。當然，前述固定襯墊16、旋轉閥定子12及流體岐管部11的方式不限於定位銷，亦可利用凸部(extrusion)、螺絲(screw)、凹槽(groove)、鍵槽(hinge slot)或其他設計來達成。

在一實施例中，襯墊16之材質為橡膠(rubber)、彈性體(elastomer)、或其他軟性塑膠(soft plastic)，且其厚度約介於0.1 mm至5 mm之間。在一些實施例中，尤其在低旋轉力矩情況下，碟型彈簧並非必要，此時襯墊16即可提供軟性彈簧(soft spring)之功效。除了增加流體岐管部11與旋轉閥定子12之密封度外，襯墊16的另一功用在於可降低流體岐管部11底面114及旋轉閥定子12頂面121的表面光潔度要求(surface finish requirement)。

在一實施例中，襯墊16表面形狀可為平面(flat)、球面(spherical)、弧面(cambered)、圓錐面(cone-shaped)、或其他能與流體岐管部11之底面114及旋轉閥定子12之頂面121形狀相貼合的表面。

在另一些實施例中，旋轉閥轉子13之剖面形狀不限於圓形，亦可為矩形、三角形、或其他不規則形狀。在一實施例中，旋轉閥轉子13之徑長約介於1 mm至100 mm之間，厚度約介於0.5 mm至50 mm之間。

請參閱第7圖，並配合第4A圖至第6B圖，其中第7圖為流體岐管部、襯墊、旋轉閥定子及旋轉閥轉子之透視圖。首先說明，襯墊16為可省略之元件，亦即旋轉閥定子12可直接貼附於流體岐管部11之底部。如圖所示，流體岐管部11包含複數個微管道116，每一微管道116係貫穿流體岐管部11之本體110，且在流體岐管部11之頂面113及底面114分別具有一第一開口1161及一第二開口1162。微管道116之第一開口1161的位置係對應樣品卡匣51或微流體晶片52底部開口的位置，該底部開口係通往樣品卡匣51或微流體晶片52之槽體50。微管道116可為直線形、弧形、L形、蛇形或其他任何形狀，只要彼此不交錯即可。在一實施例中，微管道116之徑長約介於0.1 mm至4 mm之間。

在一實施例中，如第7圖所示，二或更多微管道116亦可共同開口於頂面113或底面114，亦即具有同一個第一開口1161或同一個第二開口1162，以增加更多流體路徑之變化。

流體岐管部11更包含複數個第三開口1171，其係開口於但不限於流體岐管部11之一側壁上，用以連接流體源4，使流體源4提供之流體可輸入至流體岐管部11。第三開口1171經流體源輸入管道117與流體岐管部11之底面114相連通，且流體源輸入管道117於底面114具有一第四開口1172。在一實施例中，流體源輸入管道117由第一管道117a、第二管道117b及第三管道117c構成，但不以此為限，只要能將流體源4提供之流體經由流體岐管部11導向旋轉閥定子12的流道設計皆可適用於本案。

襯墊16包含複數個穿孔162，係分別對應流體岐管部11之微管道116之第二開口1162及流體源輸入管道117之第四開口1172而設置，並與微管道116及流體源輸入管道117相連通。

在一實施例中，旋轉閥定子12具有複數個穿孔，例如第一穿孔125或第二穿孔126，旋轉閥轉子13具有至少一溝槽，例如第三溝槽133，當旋轉閥轉子13旋轉至不同位置時，流體岐管部11之流體源輸入管道117經由旋轉閥定子12之穿孔及旋轉閥轉子13之溝槽而與流體岐管部11之複數個微管道116之至少其中之一相連通，以將流體源4提供之流體導入特定微管道116所連接的樣品反應單元5之槽體50，進而調控樣品反應單元5之多槽體50間的流體運作。

在一實施例中，旋轉閥定子12包含至少一第一溝槽124及複數個第一穿孔125，第一穿孔125係貫穿旋轉閥定子12之本體120，第一溝槽124係設置於旋轉閥定子12之頂面121，且沿著頂面121延伸，並與第一穿孔125直接連接，亦即，第一溝槽124會通過第一穿孔125，且第一穿孔125之一端係開口於第一溝槽124中，其中，每一第一溝槽124與至少一個，較佳為至少兩個第一穿孔125直接連接。至少部分之第一溝槽124或第一穿孔125係與襯墊16之至少一穿孔162、流體岐管部11之微管道116之至少一第二開口1162或流體源輸入管道117之至少一第四開口1172對應設置，使得第一溝槽124或第一穿孔125與流體岐管部11之微管道116及流體源輸入管道117之流體路徑相連通。在一實施例中，第一穿孔125之徑長不大於第一溝槽124之寬度，且由流體岐管部11導入之流體可經由第一溝槽124及第一穿孔125分布在多重路徑中並流至旋轉閥定子12之底面122。

在一實施例中，第一溝槽124之寬度及深度約介於0.1 mm至5 mm之間，且第一溝槽124之剖面形狀可為圓形、矩形、三角形、梯形、或其他形狀，只要流體能流經第一溝槽124即可。在一實施例中，第一溝槽124係沿圓形路徑延伸，但不以此為限，亦可沿直線、弧形、蛇形、L型、T型或其他形狀延伸。在一實施例中，旋轉閥定子12包含第一溝槽124a、124b及124c，且第一溝槽124a、124b及124c分別沿著不同半徑之同心圓延伸。

在一實施例中，旋轉閥定子12更包含複數個第二穿孔126，其係貫穿旋轉閥定子12之本體120，且未與第一溝槽124直接連接，亦即第一溝槽124不會通過第二穿孔126。第二穿孔126係對應襯墊16之穿孔162、流體岐管部11之第二開口1162及流體源輸入管道117之第四開口1172，而與流體岐管部11之微管道116及流體源輸入管道117相連通。

在一實施例中，旋轉閥定子12之底面122包含至少一第二溝槽127，其係沿著底面122延伸，且與該第二穿孔126中之至少一個或至少兩個穿孔直接連接，亦即，第二溝槽127會通過第二穿孔126中之至少一個或至少兩個穿孔，且第二穿孔126之一端係開口於第二溝槽127中。在一實施例中，第二溝槽127之寬度及深度約介於0.1 mm至5 mm之間，且第二溝槽127之剖面形狀可為圓形、矩形、三角形、梯形、或其他形狀，只要流體能流經第二溝槽127即可。在一實施例中，第二溝槽127可沿圓形、直線、弧形、蛇形、L型、T型或其他形狀之路徑延伸。

旋轉閥轉子13係設置於旋轉閥定子12之底部，且旋轉閥轉子13之頂面131係直接與旋轉閥定子12之底面122接觸。旋轉閥轉子13之頂面131包含至少一第三溝槽133或其他凹部圖案。當旋轉閥轉子13旋轉一特定角度以使旋轉閥轉子13轉至一預設位置時，旋轉閥轉子13頂面131之第三溝槽133係選擇性與旋轉閥定子12底面122之第二溝槽127、第一穿孔125及第二穿孔126連接，以實現流體切換(fluid switching)。

在一實施例中，第三溝槽133之寬度及深度約介於0.1 mm至5 mm之間，且第三溝槽133之剖面形狀可為圓形、矩形、三角形、梯形、或其他形狀，只要流體能流經第三溝槽133即可。在一實施例中，第三溝槽133可沿圓形、直線、弧形、蛇形、L型、T型、或其他形狀之路徑延伸。

請參閱第8A圖及第8B圖，其中第8A圖係為旋轉閥定子之頂面示意圖，第8B圖係為旋轉閥轉子之頂面示意圖。在一實施例中，旋轉閥定子12及旋轉閥轉子13可分別進一步區分成複數個區域，且該等區域可以軸向區分、扇形區分、或以不規則方式區分。每一區域包含負責一類流體源調控之溝槽及/或穿孔。舉例來說，如第8A圖及第8B圖所示，旋轉閥定子12之頂面121及旋轉閥轉子13之頂面131分別包含兩個區域，且以虛線區隔兩個區域，其中，旋轉閥定子12之頂面121包含內部區域121a及外部區域121b，旋轉閥轉子13之頂面131包含內部區域131a及外部區域131b。在一實施例中，旋轉閥定子12之內部區域121a及旋轉閥轉子13之內部區域131a係對應第一流體源41且共同參與第一流體源41之調控，例如負壓之調控，而旋轉閥定子12之外部區域121b及旋轉閥轉子13之外部區域131b對應第二流體源42且共同參與第二流體源42之調控，例如正壓之調控。

當然，區域劃分不限於第8A圖及第8B圖所示之兩個區域，亦可為三個或更多區域，例如以軸向由內而外或以扇形區分為三個區域。配合旋轉閥之作動，這些區域可依據預定程式而獨立運作。在一些實施例中，當旋轉閥轉子13旋轉至一或更多預設位置時，一或更多之溝槽124、127、133及穿孔125、126可連接至一或更多區域。

請再配合參閱第7圖。第一流體源41及第二流體源42係由流體源輸入管道117導入流體岐管部11，由於旋轉閥轉子13頂面131之第三溝槽133與旋轉閥定子12底面122之第一穿孔125、第二穿孔126及第二溝槽127之位置有對應關係，以及旋轉閥定子12頂面121之第一溝槽124、第一穿孔125及第二穿孔126與流體岐管部11底面114之微管道116之第二開口1162及流體源輸入管道117之第四開口1172之位置有對應關係，當旋轉閥轉子13依據預定程式旋轉一特定角度至一預設位置時，可使流體源輸入管道117經由旋轉閥定子12及旋轉閥轉子13而與特定之微管道116相連通，並將第一流體源41及第二流體源42提供之流體導入特定微管道116所連接的樣品反應單元5之槽體50，進而調控樣品反應單元5之多槽體50間的流體運作。特別的是，由於旋轉閥定子12頂面121之第一溝槽124係與複數個第一穿孔125直接連接，故可實現多重流體路徑之切換。

請再參閱第2A圖、第2B圖及第3圖。第一驅動單元2係與旋轉閥轉子13連接並驅動旋轉閥轉子13之轉動。在一實施例中，第一驅動單元2包含一驅動組件20及一傳動組件，該傳動組件包含一渦桿(worm) 21及一齒輪(gear) 22。驅動組件20較佳為馬達，例如步進馬達。驅動組件20係帶動渦桿21及齒輪22之轉動，以進一步帶動與齒輪22連接的旋轉閥轉子13之轉動。在一實施例中，第一驅動單元2之齒輪22可直接與旋轉閥轉子13連接，亦可透過一轉子連接部件15而與旋轉閥轉子13連接，其中，轉子連接部件15可利用第二固定元件172固定於旋轉閥轉子13上，第二固定元件172可為但不限於螺絲或定位銷，用以穿設於旋轉閥轉子13及轉子連接部件15之對應孔洞134及151中，以組合及固定旋轉閥轉子13及轉子連接部件15，而齒輪22則可透過一中軸221插設並固定於轉子連接部件15。

當然，第一驅動單元2之驅動組件20不限於馬達，亦可為旋轉電磁閥(rotary solenoid)、電磁鐵(electromagnet)、熱膨脹單元(thermal expansion unit)、光致動器(optical induced actuator)、氣動組件(pneumatic component)、壓動組件(piezoelectric component)、或是其他任何可根據工作流程驅動旋轉閥轉子13轉動一特定角度之驅動組件。第一驅動單元2可直接驅動旋轉閥轉子13轉動，亦可間接透過傳動組件驅動旋轉閥轉子13轉動，其中傳動組件不限於前述之渦桿21及齒輪22，亦可為齒輪組(gear group)、齒條(rack)、皮帶(belt)、鏈條(chain)、螺桿(screw)或其組合。

在另一實施例中，旋轉閥轉子13亦可手動旋轉，例如由操作者直接或間接透過把手(handle)或旋鈕(knob)來轉動旋轉閥轉子13。

第二驅動單元3係與旋轉閥轉子13及旋轉閥定子12之至少其中之一連接並驅動其移動，以調整旋轉閥轉子13與旋轉閥定子12之間的距離。如第2A圖、第2B圖及第3圖所示實施例，第二驅動單元3包含一驅動組件30及一傳動組件，該傳動組件包含一導螺桿(lead screw) 31及一具有內螺紋的滑動螺帽(sliding nut) 32。驅動組件30較佳為馬達，例如步進馬達。驅動組件30係帶動導螺桿31之轉動，且在導螺桿31轉動的同時，利用螺紋傳動原理帶動滑動螺帽32之縱向移動，以進一步帶動與滑動螺帽32連接的旋轉閥轉子13之縱向移動，使得旋轉閥轉子13上升或下降。在此實施例中，滑動螺帽32亦透過轉子連接部件15而與旋轉閥轉子13連接。第2A圖即顯示旋轉閥轉子13上升而與旋轉閥定子12緊貼之示意圖，第2B圖則顯示旋轉閥轉子13下降而與旋轉閥定子12具有微小間隙G之示意圖。

第二驅動單元3之目的在於調整旋轉閥轉子13與旋轉閥定子12之間的距離，故除了前述實施例透過驅動旋轉閥轉子13之縱向移動來達成之外，亦可透過驅動旋轉閥定子12之縱向移動或是驅動旋轉閥轉子13及旋轉閥定子12兩者之縱向移動來達成。

當然，第二驅動單元3之驅動組件30不限於馬達，亦可為電磁鐵(electromagnet)、熱膨脹單元(thermal expansion unit)、光致動器(optical induced actuator)、氣動組件(pneumatic component)、壓動組件(piezoelectric component)、或是其他任何可週期性驅動旋轉閥轉子13或旋轉閥定子12之縱向移動，以調整旋轉閥轉子13與旋轉閥定子12之間距離的驅動組件。第二驅動單元3可直接驅動旋轉閥轉子13或旋轉閥定子12之縱向移動，亦可間接透過傳動組件驅動旋轉閥轉子13或旋轉閥定子12之縱向移動，其中傳動組件不限於前述之導螺桿31及滑動螺帽32，亦可為齒輪(gear)、齒條(rack)、皮帶(belt)、鏈條(chain) 或其組合。

在另一實施例中，旋轉閥轉子13或旋轉閥定子12之縱向移動亦可由操作者手動操作。

根據本案之構想，當旋轉閥轉子13旋轉一特定角度至一預設位置時，旋轉閥轉子13頂面131之第三溝槽133係選擇性與旋轉閥定子12底面122之第二溝槽127、第一穿孔125及第二穿孔126連接，以實現多重流體路徑之切換。在不犧牲旋轉閥運作時之密封度的情況下，為了減低作用在旋轉閥定子12及旋轉閥轉子13交界面上的強大力矩，本案採用之技術方案即為利用雙驅動單元來分別驅動旋轉閥轉子13之轉動及調整旋轉閥轉子13與旋轉閥定子12之間的距離。第一驅動單元2負責驅動旋轉閥轉子13之轉動，使旋轉閥轉子13旋轉一特定角度至一預設位置，以連通特定流體路徑，第二驅動單元3則負責驅動旋轉閥轉子13及/或旋轉閥定子12的縱向移動，以調整旋轉閥轉子13與旋轉閥定子12之間的距離，使兩者緊貼或保留微小間隙。一旦旋轉閥轉子13旋轉至預設位置，第二驅動單元3即開始運作使旋轉閥轉子13與旋轉閥定子12彼此緊貼，以產生優異的密封度。相反地，當旋轉閥轉子13要從一位置旋轉至下一預設位置時，第二驅動單元3則拉開旋轉閥轉子13與旋轉閥定子12之間的距離，使兩者保留微小間隙，以減小旋轉閥轉子13與旋轉閥定子12之間的摩擦力，使旋轉閥轉子13可以在幾乎零摩擦力的情況下旋轉。

在一實施例中，旋轉閥轉子13與旋轉閥定子12係架構為一開始即彼此緊貼，以確保密封良好，而在旋轉閥運作時，第二驅動單元3拉開旋轉閥轉子13與旋轉閥定子12之間的距離，使兩者保留微小間隙，以最小化旋轉閥轉子13轉動時的阻力。在另一實施例中，旋轉閥轉子13與旋轉閥定子12係架構為一開始彼此分離，一旦旋轉閥轉子13旋轉至預設位置，第二驅動單元3即開始運作使旋轉閥轉子13與旋轉閥定子12彼此緊貼，以保有優異的密封度而避免流體滲漏。

根據本案之構想，由於旋轉閥轉子13可以在幾乎零摩擦力的情況下旋轉，故在操作時只需要很小的力矩即可轉動旋轉閥轉子13，也因此，第一驅動單元2之驅動組件20可以是微型馬達或其他微型驅動組件，故可使得整個流體控制裝置的體積大幅縮小，且降低成本及電力消耗，同時，最小化的摩擦力也可避免旋轉閥轉子13與旋轉閥定子12的磨損，而提高裝置的使用壽命。在一實施例中，第一驅動單元2之驅動組件20可為15 mm甚至更小的步進馬達，且可大部分包埋在第二殼體142中。另外，渦桿21及齒輪22的設計也可減小空間，且大大降低馬達控制及轉子旋轉的誤差，更使得整個裝置可使用更小更便宜的馬達。在一實施例中，流體控制裝置之高度約為65 mm或更小，可達成裝置之微型化。

另一方面，由於密封及轉動的需求被分開，使得旋轉閥轉子13與旋轉閥定子12的表面光潔度要求降低，故可選用較柔軟的材質來製作旋轉閥轉子13與旋轉閥定子12，例如鐵氟龍(Teflon，又稱聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene，PTFE))、尼龍(Nylon)、橡膠(rubber)、聚合物(polymer compound)及矽膠(silicone)等，只要能在承受外力時提供良好的密封度即可，且這些柔軟材質可使成本降低。當然，在一些實施例中，旋轉閥轉子13與旋轉閥定子12亦可由一般採用的金屬材質製成，例如不鏽鋼、鎳、鈦，亦可由塑料、玻璃或陶瓷等材質製成，或是前述材料的混合物所製成。

因此，採用雙驅動單元可將密封及轉動的需求分開，由於旋轉閥轉子13在幾乎零摩擦力的情況下旋轉，故可使用低力矩的微型驅動單元，使得整個裝置的體積及成本降低，同時避免旋轉閥轉子13與旋轉閥定子12的磨損而提高裝置的使用壽命，並有利於旋轉閥轉子13與旋轉閥定子12的材料選擇。

在一實施例中，流體控制裝置1可更包含減速齒輪(reduction gears)及編碼器碟片(encoder disks)，以提供更精準之控制。

以下將以實例進一步說明本案流體控制裝置之運作方式。請參閱第9圖、第10A圖及第10B圖，其中，第9圖係為本案之流體控制裝置與樣品卡匣組合示意圖，第10A圖及第10B圖則為第9圖之樣品卡匣之不同角度示意圖。如圖所示， 樣品卡匣51係承載於流體控制裝置1上，樣品卡匣51之頂面51a具有複數個槽體501至509，且複數個槽體501至509之間係以微管道相連接。樣品卡匣51之底面51b具有複數個開孔501a至509c，其係經由微管道通往槽體501至509。在此實施例中，第一流體源41及第二流體源42係為分別提供負壓及正壓之幫浦，且所提供之外部壓力源經內建旋轉閥切換流體路徑後，會經由開孔501a至509c導入樣品卡匣51之對應槽體501至509中。

請參閱第11A圖及第11B圖，其係顯示旋轉閥轉子旋轉至不同位置時，旋轉閥轉子與旋轉閥定子組合結構之透視圖，其中，這些圖式是從旋轉閥轉子底面向旋轉閥定子方向觀看之視圖，且為較清楚顯示旋轉閥轉子13之轉動位置，旋轉閥轉子13頂面131之第三溝槽133係以點狀標示。。請同時參閱第5A圖至第10B圖，在此實施例中，第一流體源41係為負壓幫浦，且經流體源輸入管道117導引至旋轉閥定子12內部區域121a中央之第二穿孔126位置(以V表示)，而第二流體源42則為正壓幫浦，且經另一流體源輸入管道117導引至旋轉閥定子12之外部區域121b，且對應旋轉閥定子12之第一溝槽124b位置(以P表示)。

當樣品卡匣51承載於流體控制裝置1上時，樣品卡匣51底面51b之複數個開孔501a至509c係分別對應且連通流體岐管部11頂面113之複數個第一開口1161，並經由流體岐管部11之微管道116進一步與旋轉閥定子12之穿孔或621至629連接。

在一實施例中，旋轉閥轉子13係以旋轉角度來定義位置，且可包含20個位置(位置編號#1至#20)，其中兩相鄰之位置相隔18度。例如，旋轉閥轉子13從位置編號#1旋轉18度後，即轉至位置編號#2。在另一實施例中，每個位置可以非均勻配置，即兩相鄰之位置之相隔角度可以大於或者小於18度，並可根據旋轉閥定子13及旋轉閥轉子13的溝槽及穿孔配置而有不同的設計，且旋轉閥轉子13之位置切換係根據流體路徑切換需求來進行，無須依照位置順序轉動。

第11A圖及第11B圖係說明將流體自槽體501推進至槽體506，再接著將流體自槽體506推進至槽體507之步驟時，旋轉閥所對應之流體切換方式。首先，旋轉閥轉子13係處於原始位置，亦即位置編號#1 (如第11A圖所示)，此時第二驅動單元3係作動促使旋轉閥轉子13與旋轉閥定子12彼此緊貼，以產生優異的密封度。第二流體源42提供正壓(P)至旋轉閥定子12頂面121之第一溝槽124b，此時正壓流體可經由旋轉閥定子12之第一溝槽124b、與第一溝槽124b連接之第一穿孔125、以及與第一穿孔125連接之旋轉閥轉子13之第三溝槽133，而導向與第三溝槽133連接之旋轉閥定子12之穿孔621，使得穿孔621被施予正壓，且由於穿孔621可經由開孔501a通往槽體501，故可對槽體501施加正壓。同時，第一流體源41提供負壓(V)至旋轉閥定子12中央之第二穿孔126，此時，負壓流體可經由旋轉閥定子12之第二穿孔126、與第二穿孔126連接之旋轉閥轉子13之第三溝槽133、與第三溝槽133連接之旋轉閥定子12之第一穿孔125，以及與第一穿孔125連接之旋轉閥定子12之第一溝槽124a，進而導向旋轉閥定子12之溝槽626，使得溝槽626被施予負壓，且由於溝槽626可經由開孔506a通往槽體506，故可對槽體506施加負壓。因此，藉由對槽體501施加正壓以及對槽體506施加負壓，可促使流體自槽體501推進至槽體506。

之後，第二驅動單元3係作動拉開旋轉閥轉子13與旋轉閥定子12之間的距離，使兩者保留微小間隙，再由第一驅動單元2將旋轉閥轉子13以逆時針方向旋轉18度至位置編號#2 (如第11B圖所示)，接著第二驅動單元3再度作動促使旋轉閥轉子13與旋轉閥定子12彼此緊貼，以產生優異的密封度。此時，第二流體源42提供正壓(P)至旋轉閥定子12頂面121之第一溝槽124b，此時正壓流體仍可經由旋轉閥定子12之第一溝槽124b、與第一溝槽124b連接之第一穿孔125、與第一穿孔125連接之旋轉閥轉子13之第三溝槽133、以及與第三溝槽133連接之旋轉閥定子12底面122之第二溝槽127，而導向與第二溝槽127連接之旋轉閥定子12之穿孔621，使得穿孔621被施予正壓，且由於穿孔621可經由開孔501a通往槽體501，故可對槽體501施加正壓。同時，第一流體源41提供負壓(V)至旋轉閥定子12中央之第二穿孔126，此時，由於與第二穿孔126連接之旋轉閥轉子13之第三溝槽133並未與任何旋轉閥定子12之穿孔或溝槽連接，故流體路徑被阻斷，而不會對任何樣品卡匣51之槽體施加負壓。由於槽體501被持續施加正壓，故可促使流體進一步從槽體506推進至槽體507，而完成此步驟之運作。

根據前述說明可知，樣品卡匣51之複數個槽體501至509間之流體運作係依靠旋轉閥定子12及旋轉閥轉子13上所設計的穿孔及溝槽配置，當旋轉閥轉子13旋轉一特定角度至一預設位置時，可使得預定之流體路徑被連通，以供第一流體源41所提供之負壓及第二流體源42所提供之正壓循著被連通的流體路徑輸送至流體岐管部11對應的微管道116，再接著輸送至對應的樣品卡匣51之槽體501至509，而對對應的槽體501至509施加正壓或負壓，以進一步使得對應的槽體501至509中的流體，例如樣品或反應試劑等，往預定的方向流動，而達成調控槽體501至509之流體運作的目的。

由於第10A圖及第10B圖所示之樣品卡匣51僅係用以例示本案之流體控制裝置1如何參與調控樣品卡匣51之複數個槽體501至409間之流體運作，並非用以限制本案，且當旋轉閥轉子旋轉至不同位置時，其對應操作原理與第11A圖及第11B圖相仿，故不再多作贅述。

在一些實施例中，當樣品反應單元5底部之開孔數量不同或少於流體岐管部11之第一開口1161數量時，只有部分之流體岐管部11之第一開口1161及其對應的微管道116可與樣品反應單元5連接，其他之第一開口1161則自然被樣品反應單元2之本體阻斷，故在旋轉閥轉動時，連接至這些被阻斷之第一開口1161的旋轉閥轉子13之位置可被略過。因此，透過模組化設計，本案之流體控制裝置1亦可適用於不同的樣品反應單元5，更增加了本案之流體控制裝置1的適用性。

此外，藉由選擇性地定義旋轉閥操作步驟，本案之流體控制裝置1可用來進行相當彈性及多樣的樣品處理流程。在一些實施例中，每一個旋轉閥轉子13位置及其轉動順序可被自由組合，以達成多樣的樣品處理流程。在許多生物、化學及生命科學試驗之操作流程中，基本工作原理是相同的，只有在處理特定樣品時，操作流程會有些微地不同。例如，感染性疾病診斷裝置可用來檢測範圍相當廣的樣品，但針對每一待測樣品，所需使用的化學試劑之種類、體積及數量，生物分析以及捕捉、裂解及純化方法等並非完全相同，而本案之流體控制裝置1則可配合旋轉閥之操作來進行這些彈性且多樣的樣品處理流程。

再者，由於本案之流體控制裝置1利用單一之內建旋轉閥來進行流體切換，相較於利用電磁閥進行流體切換的習知技術，可大大降低成本及設備空間。又，本案之流體控制裝置1利用流體岐管部11之微管道116連接樣品反應單元5及旋轉閥定子12，可避免使用塑膠軟管所產生的壽命短、占空間、不易製造及良率與可靠度低之缺點，且本案之流體控制裝置1係為模組化設計，可適用不同的樣品反應單元，更具有工業應用價值。

又，本案採用採用雙驅動單元的設計，使得旋轉閥轉子13在幾乎零摩擦力的情況下旋轉，故可使用低力矩的微型驅動單元，使得整個裝置的體積及成本降低，同時避免旋轉閥轉子13與旋轉閥定子12的磨損而提高裝置的使用壽命，並有利於旋轉閥轉子13與旋轉閥定子12的材料選擇。

綜上所述，本案提供一種流體控制裝置，其係包含流體岐管部、旋轉閥定子、旋轉閥轉子、第一驅動單元及第二驅動單元，其中，流體岐管部具有複數個微管道，用以連接樣品反應單元，且旋轉閥定子上之溝槽及穿孔與旋轉閥轉子上之溝槽在旋轉閥轉子轉動時有對應的對位關係，故當旋轉閥轉子轉動至不同位置時，即可實現多重流體路徑的切換，進而調控樣品反應單元之多槽體間之流體運作，並利用雙驅動單元來克服習知旋轉閥轉子轉動時因高摩擦力所產生的缺點。另一方面，相較於習知技術，本案之流體控制裝置具有成本低、體積小、壽命長、較佳材料選擇、易於製造及量產、良率與可靠度高、以及具有模組化設計等優點，因此具有較大潛力的工業應用價值。

縱使本發明已由上述實施例詳細敘述而可由熟悉本技藝人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護者。

1‧‧‧流體控制裝置

11‧‧‧流體岐管部

110‧‧‧本體

111‧‧‧安裝槽

112‧‧‧容置槽

113‧‧‧頂面

114‧‧‧底面

115‧‧‧孔洞

116‧‧‧微管道

1161‧‧‧第一開口

1162‧‧‧第二開口

117‧‧‧流體源輸入管道

1171‧‧‧第三開口

1172‧‧‧第四開口

12‧‧‧旋轉閥定子

120‧‧‧本體

121‧‧‧頂面

121a‧‧‧內部區域

121b‧‧‧外部區域

122‧‧‧底面

123‧‧‧孔洞

124、124a、124b、124c‧‧‧第一溝槽

125‧‧‧第一穿孔

126‧‧‧第二穿孔

127‧‧‧第二溝槽

13‧‧‧旋轉閥轉子

131‧‧‧頂面

131a‧‧‧內部區域

131b‧‧‧外部區域

132‧‧‧底面

133‧‧‧第三溝槽

134‧‧‧孔洞

141‧‧‧第一殼體

142‧‧‧第二殼體

15‧‧‧轉子連接部件

151‧‧‧孔洞

16‧‧‧襯墊

161‧‧‧孔洞

162‧‧‧穿孔

171‧‧‧第一固定元件

172‧‧‧第二固定元件

2‧‧‧第一驅動單元

20‧‧‧驅動組件

21‧‧‧渦桿

22‧‧‧齒輪

221‧‧‧中軸

3‧‧‧第二驅動單元

30‧‧‧驅動組件

31‧‧‧導螺桿

32‧‧‧滑動螺帽

4‧‧‧流體源

41‧‧‧第一流體源

42‧‧‧第二流體源

5‧‧‧樣品反應單元

50‧‧‧槽體

501-509‧‧‧槽體

501a-509a‧‧‧開孔

51‧‧‧樣品卡匣

51a‧‧‧頂面

51b‧‧‧底面

52‧‧‧微流體晶片

621-629c‧‧‧穿孔或溝槽

第1圖為本案之流體控制裝置及樣品反應單元示意圖。 第2A圖為本案較佳實施例之流體控制裝置移除部分殼體之示意圖。 第2B圖為第2A圖中旋轉閥轉子與旋轉閥定子之間具有一間隙之示意圖。 第3圖為第2A圖所示之流體控制裝置之爆炸圖。 第4A圖及第4B圖為流體岐管部之不同角度示意圖。 第5A圖及第5B圖為旋轉閥定子之不同角度示意圖。 第6A圖及第6B圖為旋轉閥轉子之不同角度示意圖。 第7圖為流體岐管部、襯墊、旋轉閥定子及旋轉閥轉子之透視圖。 第8A圖為旋轉閥定子之頂面示意圖。 第8B圖為旋轉閥轉子之頂面示意圖。 第9圖為流體控制裝置與樣品卡匣組合示意圖。 第10A圖及第10B圖為第9圖之樣品卡匣之不同角度示意圖。 第11A圖及第11B圖顯示旋轉閥轉子旋轉至不同位置時，旋轉閥轉子與旋轉閥定子組合結構之透視圖。

Claims (20)

1. 一種流體控制裝置，係與一具多槽體之樣品反應單元連接，用以調控一多流體系統之流體運作，該流體控制裝置包含：一流體岐管部，包含一本體、複數個微管道及複數個流體源輸入管道，其中每一該微管道係貫穿該流體岐管部之本體，且與該樣品反應單元之一對應槽體連接，該複數個流體源輸入管道係與複數個流體源連接；一旋轉閥，包含一旋轉閥定子及一旋轉閥轉子，其中該旋轉閥定子設置於該流體岐管部之底部且具有複數個穿孔，該旋轉閥轉子設置於該旋轉閥定子之底部且具有至少一溝槽，當該旋轉閥轉子旋轉至一預設位置時，該流體源輸入管道經由該旋轉閥定子之該穿孔及該旋轉閥轉子之該溝槽而與該複數個微管道之至少其中之一連接，以連通至少一對應之流體路徑，使得該流體源所提供之流體經由該被連通的流體路徑而導向該樣品反應單元之該對應槽體，進而調控該對應槽體之流體運作；一第一驅動單元，係與該旋轉閥轉子連接並驅動該旋轉閥轉子之轉動；以及一第二驅動單元，係與該旋轉閥轉子及該旋轉閥定子之至少其中之一連接並驅動其移動，以調整該旋轉閥轉子與該旋轉閥定子之間的距離，使得當該旋轉閥轉子轉動時，該旋轉閥轉子與該旋轉閥定子之間具有一間隙，且當該旋轉閥轉子轉動至一預設位置後，該旋轉閥轉子緊貼於該旋轉閥定子。
2. 如申請專利範圍第1項所述之流體控制裝置，其中該第一驅動單元及該第二驅動單元分別包含一驅動組件及一傳動組件。
3. 如申請專利範圍第2項所述之流體控制裝置，其中該第一驅動單元之該驅動組件為一不大於15mm的步進馬達。
4. 如申請專利範圍第2項所述之流體控制裝置，其中該第一驅動單元之該傳動組件包含一渦桿及一齒輪。
5. 如申請專利範圍第2項所述之流體控制裝置，其中該第二驅動單元之該傳動組件包含一導螺桿及一滑動螺帽。
6. 如申請專利範圍第2項所述之流體控制裝置，其中該驅動組件為馬達、電磁鐵、熱膨脹單元、光致動器、氣動組件或壓動組件。
7. 如申請專利範圍第2項所述之流體控制裝置，其中該傳動組件為為齒輪、齒條、皮帶、鏈條、螺桿或其組合。
8. 如申請專利範圍第1項所述之流體控制裝置，更包含一轉子連接部件，連接於該旋轉閥轉子及該第一驅動單元之間。
9. 如申請專利範圍第1項所述之流體控制裝置，其中該旋轉閥轉子及該旋轉閥定子係由鐵氟龍(Teflon)、尼龍(Nylon)、橡膠、聚合物、矽膠、金屬、塑料、玻璃、陶瓷或其混合物所製成。
10. 如申請專利範圍第1項所述之流體控制裝置，其中該旋轉閥轉子及該旋轉閥定子分別包含複數個區域，該複數個區域係分別對應該複數個流體源，用以調控對應之該流體源之流體路徑的切換。
11. 如申請專利範圍第1項所述之流體控制裝置，其中該複數個流體源包含一正壓流體源及一負壓流體源。
12. 如申請專利範圍第1項所述之流體控制裝置，其中該旋轉閥定子更包含至少一溝槽，設置於該旋轉閥定子之一頂面或一底面，且與該旋轉閥定子之該複數個穿孔之至少一個穿孔直接連接，且至少部分之該旋轉閥定子之該至少一溝槽及該複數個穿孔與該流體岐管部之該複數個微管道及該複數個流體源輸入管道相連通。
13. 如申請專利範圍第12項所述之流體控制裝置，其中該旋轉閥定子之該至少一溝槽包含至少一第一溝槽及至少一第二溝槽，該至少一第一溝槽設置於該旋轉閥定子之該頂面，及該至少一第二溝槽設置於該旋轉閥定子之該底面。
14. 如申請專利範圍第13項所述之流體控制裝置，其中該旋轉閥定子之該至少一第一溝槽包含複數個第一溝槽，且該複數個第一溝槽分別沿著不同半徑之同心圓延伸。
15. 如申請專利範圍第13項所述之流體控制裝置，其中該旋轉閥定子之該複數個穿孔包含複數個第一穿孔及複數個第二穿孔，該複數個第一穿孔係與該至少一第一溝槽直接連接，該複數個第二穿孔未與該至少一第一溝槽直接連接，且每一該至少一第一溝槽係與該複數個第一穿孔之至少兩個穿孔直接連接。
16. 如申請專利範圍第15項所述之流體控制裝置，其中該旋轉閥定子之每一該至少一第二溝槽係與該複數個第二穿孔之至少一個穿孔直接連接。
17. 如申請專利範圍第1項所述之流體控制裝置，其中該旋轉閥轉子之該至少一溝槽係設置於該旋轉閥轉子之一頂面。
18. 如申請專利範圍第1項所述之流體控制裝置，更包含一襯墊，其係設置於該流體岐管部及該旋轉閥定子之間。
19. 如申請專利範圍第18項所述之流體控制裝置，其中該襯墊包含複數個穿孔，其係與該流體岐管部之該複數個微管道及該流體源輸入管道相連通。
20. 如申請專利範圍第1項所述之流體控制裝置，其中該樣品反應單元為一樣品卡匣或一微流體晶片。