[发明专利]具有用于流体引入的侧面开口的微流体芯片

说明书

技术领域

本发明涉及微流体芯片。

背景技术

在如在申请人安捷伦科技有限公司的Agilent 2100生物分析仪中的微 结构技术应用中，流体可以传输通过在衬底中形成的小型化通道(其可以 填充有凝胶材料)。对于作为这种微结构技术应用的示例的毛细管电泳装 置，在流体通道中产生电场以允许使用电力将流体的成分运输通过通道。 通过将毛细管电泳装置的接触针脚浸入到可以填充在由耦合到微流体芯片 的载体元件所限定的井中的流体，并且通过对该接触针脚施加电压，可以 产生该电力或者电场。

相同申请人安捷伦科技有限公司的WO 00/78454 A1、DE 19928412 A1和US 6,814,846示出了不同的微流体芯片和应用。其他微流体装置和 应用例如在WO 98/49548、US 6,280,589或者WO 96/04547中公开。

在大多数微流体应用中，微流体芯片与载体(还经常称为盒体 (caddy))耦合，由此载体在微流体芯片的顶部形成井(例如，具有10- 50微升的体积)，以允许将流体供应到微流体通道和/或将电极或者压力 供应施加到井中以驱动流体通过通道。

WO2005/093388A1揭示了可拆卸微流体单元。由US2003/0148922已 知封闭回路生化分析仪。US2002/0155032A1揭示了在其侧面处流体耦合 的多个微流体器件。US2002/0117517揭示了一种微流体器件，其中毛细管 耦合到向微流体器件的侧面开口的通道。US2003/0007898A1揭示了一种 微流体器件，其中在微流体器件的侧面处引入滴流。

发明内容

本发明的一个目的是提供对将流体到微流体芯片中的引入进行改进。 通过独立权利要求来解决本目的。其他实施例由从属权利要求示出。

在一个实施例中，微流体芯片具有包括主面和侧面的衬底。衬底包括 适于输运流体的至少一个微流体通道。微流体芯片通道具有向衬底的侧面 开口的侧面开口，因而允许将流体引入到微流体通道中。

通过将用于流体供应的开口设置于微流体芯片的侧面，能实现完全不 同设计的微流体芯片。本发明的实施例因而使得避免在芯片的主面上开 口，其(尤其在使用玻璃芯片的时候)通常要求例如使用喷砂、超声钻孔 等钻孔操作来穿过微流体芯片的至少一部分，这样的对穿过玻璃的钻孔的 减少或避免能显著降低生产玻璃芯片的工作负担和成本。

此外，对于将芯片开口引向芯片的侧面，由于微流体芯片的主面上或 上方应用顶部井而通常要求特定面积来以技术可行的方式设置井，所以能 减小芯片尺寸。因而，微流体通道能更紧密地封装在一起，并能实现更短 的通道路径长度。

在微流体芯片包括两个层(例如，玻璃板)且一个或多个微流体通道 形成在一个层中并且另一个层提供了将通道盖合的顶层的情况下，设置侧 面开口还降低了在制造过程中对两个板进行对准的工作负担，这是因为顶 板不一定要求必须与一个或多个通道对准的任何结构(诸如通孔)。

和现有技术中的大多数实施例形成对照，本发明的实施例还允许从两 侧访问(例如，为了检测的目的)微流体芯片，其中，例如载体堆叠在微 流体芯片的顶部上，使得微流体芯片的顶面被载体覆盖以向微流体芯片供 应流体。这允许例如直接向微流体芯片或者其通道提供检测系统、加热器 等。

微流体芯片包括耦合到侧面开口的流体供应装置，流体供应装置设置 成向微流体通道供应流体。如上所述，这样的侧面流体供应装置使得避免 如现有技术所公知的那样从顶部(作为微流体芯片的主面)供应流体。

流体供应装置还包括井，所述井用于接收流体并容纳将要供应到侧面 开口的流体。这样的井可以是现有技术公知的任何类型的井结构，然而， 该井从微流体芯片的顶面转移到侧面。这样的井可以由塑料材料形成，塑 料材料诸如是PE(聚丙烯)、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)、POM(聚 甲醛)、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)等。尽管井能形成在微流体芯片内 或由与微流体芯片相同的材料形成，但是本身与芯片材料不同的材料也能 用作井，例如在玻璃材料芯片的情况下，井可以由塑料材料形成。

在一个实施例中，井被设置成支撑流动流体。在这样的实施例中，侧 面开口可以耦合到导管(诸如毛细管)，其中流体发生流动(即，流体在 移动)。

可以应用粘接材料、形状耦合和/或力耦合，来将井耦合到开口和/或 芯片。