[发明专利]制备微流体器件的方法和微流体器件

说明书

技术领域

本发明涉及制备包括至少一个流路的微流体器件的方法，以及任选由所述方法制备的微流体器件。

背景技术

本领域中已知包含一个或多个例如以流动通道形式的流路的微流体器件。这样的器件通常完全或部分取决于毛细力充填所述流动片(flow patch)。所述通道的几何形状因此是非常重要的。在某些微流体器件中，为充填所述流动片可施加另外的力，例如离心力、泵力等。

US6451264公开了包括毛细管路径的微流体器件，其中多个微结构的组被固定在所述毛细管路径中。所述微结构的组的形式是从所述路径的一个主要壁(maior wall)上突出并进入到所述路径中的不连续区段(discrete segment)。这些不连续区段被安排以促进沿着所述路径希望的运送。所述微流体器件通过将两片或更多片其自身是通过微观注塑工艺制备的片连接而制备。

US2004/0206399公开了具有由第一和第二表面提供的微通道的微流体器件。在其中描述的微流体器件可包括亲水表面和/或疏水表面以帮助引导物质从出口排出以将该物质提供给质谱仪。其还描述了所述疏水表面可防止流体物质发生不希望的铺展。在这里公开的微流体器件的制备通过将两个基板彼此连接以提供在它们之间的微观通道而进行。所述基板的表面可用涂层涂覆以因此提供需要的亲水特性。

US2004/0265172公开了另一种微流体器件，其特别用于分析生物样品。该微流体器件包括具有入口的通道，其中所述通道包括排气口用于除去当液体样品通过所述入口进入时由液体样品置换的空气。因而所述空气可随着所述液体样品进入所述通道而被清除出所述通道，并且可避免形成空气泡。所述通道可包括流动限制(flow restriction)以使得所述空气排出而不会使所述液体样品由相同路径排出。该流动限制可以例如为凹槽或堰坝的形式。该微流体器件可包含具有疏水毛细中断(capillary stop)的亲水毛细管通路，所述疏水毛细中断的形式为具有疏水壁的较小通路。所述壁的疏水/疏水特性可通过用疏水/亲水材料涂覆、电晕处理或移接而被调节。

上述公开的现有技术的微流体器件满足了对于这样的装置的许多需要。然而，在微流体器件中制备微结构元件，例如不连续区段可能是困难的，并且注塑用的模具可能也是昂贵的。一旦需要改变确定的微流体器件，将必须需要新的模具。

同样也难于改变表面的限定部分的亲水和疏水特性，例如提供疏水中断(hydrophobic stop)。

发明内容

因此本发明的目的是提供制备微流体器件的新方法，该方法克服了上述缺点。

具体而言，本发明的目的是提供制备微流体器件的方法，该方法是简单的和廉价的，并且通过使用它可制备高品质的微流体器件。

本发明的这些和其它目的已经通过本发明如其在权利要求中定义的那样完成。

因此本发明的发明人开发了制备具有流路的微流体器件的全新方法，其中所述的流路包括至少一个疏水表面部分和至少一个亲水表面部分

通过使用该方法制备的微流体器件可被制备成具有高品质、高精确度和高再现性。另外，改变所述微流体器件是非常简单和廉价的。

本发明的方法已经表明具有将在下文中进一步描述的多个优点。

同样，本发明的方法提供了到目前为止还是不可能的制备具有微结构化的表面图案的微流体器件的可能性。本发明还涉及这样的微流体器件以及如在权利要求中定义的其它微流体器件。

在下文中，除非另外说明，术语“亲水”和“疏水”被用作相对性的术语，即，流路具有至少一个疏水表面部分和至少一个亲水表面部分指至少一个比所述亲水表面部分更疏水的疏水表面部分和至少一个比所述疏水表面部分更亲水的亲水表面部分。

术语“流路”是安排在所述微流体器件中的路径，沿着该路径，液体样品可借助于毛细力或借助于毛细力和外力的组合而流动，所述外力例如为离心力、泵力、真空力和类似的力，其可沿着所述流路拉动所述样品。

在多数微流体器件中，所述流路可优选为封闭流路的形式，所述封闭流路为其中所述液体完全由除了入口、出口和排气口的壁限制的通道的形式。因此，所述流路可以是沿着其边缘的部分或全部开放的，和/或它可以包含没有盖的流路部分。这些实施方案在下文中公开。

术语“边界线”为沿着所述流路的线，其例如由物理边缘定义、由疏水表面特性定义或由防止液体样品的流动超出所述边界流动的其它方式定义。

根据本发明的制备具有至少一个流路的微流体器件的方法包括如下步骤：