[发明专利]流体控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种流体控制装置，更具体地，涉及一种能够利用一个端口注入、抽真空和排出气体的流体控制装置。

背景技术

芯片上实验室(LOC，lab-on-a-chip)是其中集成有多个实验室功能的装置，还称作“芯片中实验室”或“芯片上实验室”。LOC包括：衬底，由塑料、玻璃、硅等形成；以及微型反应腔，具有亚纳升的体积，设置在衬底上。通过利用微型反应腔和很少量的样品，通常在常规实验室中以较大规模进行的实验或研究过程可以在LOC中快速地进行。由于此优点，LOC被认为是下一代诊断装置。通过利用LOC，各种癌症的诊断或红血球、白血球或细胞的测定可以仅用一滴血而进行。

为了利用LOC进行诊断，用于提供试剂(reagent)和样品的流体控制装置需要被包括在LOC中。通常，在流体系统中存在驱动流体的各种方法。例如，可以使用安装于流体系统中的泵，或者流体可以采用从外部施加的气压或真空而运动。通过从外部施加气压或真空来控制流体系统中流体的运动，入口(流体通过其提供到流体系统)、出口(用于排出流体)和用于去除不必要的溶液的排出口(vent)或废料口被包括。此外，根据应用，流体可以通过施加气压而推动或利用真空被牵引。

然而，根据上述控制方法，增加了所需端口的数目。例如，增大了连接到LOC中的反应室的端口的数目，且期望流体控制单元连接到每个端口以经由每个端口控制流体的流动。从而，当包括大量腔室的阵列集成在一个LOC中时，流体控制装置的尺寸根据端口数目的增大而在几何上增大。此外，随着端口数目的增加，LOC与流体控制装置之间的界面的复杂度增加。

发明内容

一个或多个实施例包括能够利用一个端口注入、抽真空和排出气体的流体控制装置。

其它的方面、特征和优点将在下面的描述中部分地阐述。

为了实现以上和/或其它的方面、特征和优点，一个或多个实施例包括一种用于驱动流体系统中的流体的流体控制装置，该流体控制装置包括：泵和阀阵列(pump and valve array)，其选择性地提供各种程度的压力或真空；以及中间容器(intermediate bin)，其连接在泵和阀阵列与流体系统之间，中间容器包括储藏单元，其存储从流体系统排出的流体。

泵和阀阵列可以包括：泵系统，包括提供气压的压力单元和提供真空的真空单元；多个调节器，其分开连接到泵系统的压力单元和真空单元并输出气压或真空；以及阀系统，其选择调节器以输出气压或真空。

泵系统还可以包括提供气压的压力泵和提供真空的真空泵。

泵系统可以同时提供气压和真空。

多个调节器可以包括：第一调节器和第二调节器，连接到泵系统的压力单元并输出不同程度的压力；以及第三调节器和第四调节器，连接到泵系统的真空单元并输出不同程度的真空。

阀系统可以包括：第一阀，其连接到第一调节器和第二调节器并选择第一调节器和第二调节器之一的压力；第二阀，其连接到第三调节器和第四调节器并选择第三调节器和第四调节器之一的真空；以及第三阀，其连接到第一阀和第二阀之一并选择第一阀和第二阀的输出。

第一阀到第三阀可以是电磁阀。

多个调节器之一可以输出与大气压力相等的压力。

中间容器还可以包括：第一通孔，其将来自泵和阀阵列的压力或真空提供给储藏单元；以及第二通孔，其将提供给储藏单元的压力或真空输出到外部。

流体控制装置还可以包括：第一管道，连接在泵和阀阵列与第一通孔之间；以及第二管道，连接在第二通孔与流体系统之间。

如果施加真空，从流体系统通过第二通孔提供的流体可以聚集在储藏单元中。

流体系统可以包括芯片上实验室(LOC，lab-on-a-chip)。

在实施例中，第一阀仅选择第一调节器和第二调节器之一的压力；第二阀仅选择第三调节器和第四调节器之一的真空；并且第三阀仅选择第一阀和第二阀中的一个输出。

附图说明

从以下结合附图的对实施例的描述，这些和/或其它的方面、特征和优点将变得更加明显并更易于理解，附图中：

图1是示出包括流体控制装置的流体系统的结构的示范性实施例的示意图；

图2是示出图1的流体控制装置的泵和阀阵列的构造的示范性实施例的示意图；

图3是示出图2中示出的泵和阀阵列的操作条件的示范性实施例的表；以及

图4和图5示出了在采用流体控制装置的流体系统中被控制的流体流动的示范性实施例。

具体实施方式