[发明专利]具有微流体芯片的仪器

说明书

交叉引用

本申请要求以下美国临时专利申请的提交日期的权益：于2008年12月31日提交的61/204,179；于2009年1月20日提交的61/205,534；于2009年3月20日提交的61/162,080；以及于2009年7月21日提交的61/227,382。

关于联邦资助研究的声明

本发明根据美国国家卫生研究院的授权号5R01HG003583-04在美国政府的支持下作出。政府可以拥有本发明的权利。

发明背景

过去已经开发了具有不同设计的多种微流体装置，这样做经常具有以下这些目标：降低生物分析方法中的样品体积要求，将多个步骤整合为自动化的过程，整合样品准备和分析，以及兼容样品和过程的世界通用的标准。

由于缺少控制外部尺寸形式因素、上游和下游外部界面的性质以及内部微流体路径的长度、横截面几何形状以及直径的标准，这样的微流体装置经常被证明是彼此不兼容的，并且与上游的纯化装置和下流的分析装置之间也不兼容。虽然在微制造方面取得进步，但是许多生化反应和化学反应所要求的处理、反应和样品尺寸已经成为制造可用于包括核酸测序在内的许多领域的微流体装置的阻碍。因此，本领域存在对适合用于在这些领域中处理和回收生化反应和化学反应以便进行后续分析的微流体装置的需求。

发明概述

在一个方面，本发明提供微流体装置，包括：(a)流体层，其包括流体通道；(b)气动层，其包括气动通道；以及(c)致动层，其被夹在流体层和气动层之间，其中装置包括被包括在该夹层结构中的至少一个隔膜阀，其中阀的激活调节流体通道中的流体流，并且其中装置还包括流体层的分离部分(isolated portion)，所述分离部分包括微流体通道并且不被气动层以及，任选地，致动层覆盖。在一个实施方案中，装置的流体层包括内部通道并且分离部分不被致动层覆盖。在一个实施方案中，流体层包括在层的表面中的凹槽，在层的表面中的该凹槽作为流体通道，并且在分离部分中该凹槽被致动层或另一种材料的层覆盖。在另一个实施方案中，微流体装置的分离部分形成延伸超出夹层结构的边缘的搁架(shelf)。在一个实施方案中，在微流体装置的分离部分中的流体通道包括多个弯曲部。在另一个实施方案中，在微流体装置的被分离的区域中的流体通道形成蜿蜒的形状。在一个实施方案中，在微流体装置的流体层的分离部分内的流体通道具有高至或小于0.2、0.5、0.75、1或2的高度与宽度的高宽比。在另一个实施方案中，微流体装置的流体层的分离部分占整个流体层的区域的约1/2至约1/100之间。

在一个实施方案中，微流体装置的流体层包含玻璃。在另一个实施方案中，微流体装置的致动层包括PDMS。

在另一个实施方案中，微流体装置的多个流体通道中的流体流通过单个气动通道调节。在又一个实施方案中，微流体装置包括多个流体回路。

在另一个实施方案中，微流体装置还包括与分离部分热接触的热散布器。在另一个实施方案中，微流体装置的分离部分与热调节器热接触。在一个实施方案中，热调节器包括一个或多个电阻丝(resistive wire)。在另一个实施方案中，微流体装置的分离部分的第一表面与第一热调节器热接触，并且与第一表面相对的第二表面与第二热调节器热接触。在另一个实施方案中，微流体装置的分离部分的第一表面与第一热调节器热接触，并且第二表面与绝热器热接触。

在另一个方面，本发明提供微流体装置，包括：(a)流体层，其包括流体通道；以及(b)致动层，其与流体层的一部分接触，其中致动层调节流体通道中的流体流，并且其中流体层包括不与致动层接触并且包括微流体通道的一部分。