[发明专利]微流体设备和方法

权利要求书

1.一种用于感测生物微粒的微流体传感器，该微流体传感器包括用于在三维上进行微粒聚集的微粒聚集设备，该传感器设备包括：

承载用于运载承载所述用于聚集的微粒的导电流体的微流体通道或腔的基底，其中，所述通道具有：

在所述通道或腔上间隔开的用于在其间形成电场的第一电极和第二电极；以及

位于所述通道或腔的内表面上的用于与所述流体接触以选择性的感测所述微粒的感测表面；以及

其中，所述微粒聚集设备包括用于施加穿过所述电极的交流电压，以使得所述微粒流动经过所述感测表面，并且在邻近或远离所述感测表面的三维上聚集所述微粒的器件。

2.根据权利要求1所述的微流体传感器，其中，所述基底限定了所述传感器的侧面，并且其中，所述微粒聚集设备配置为以在垂直于所述侧面的方向上聚集所述微粒。

3.根据权利要求2所述的微流体传感器，其中，所述通道或腔具有在垂直于所述侧面的所述方向上间隔开的上表面和下表面，所述上表面相比于所述下表面更远离所述基底，并且其中，所述电极之一或两者设置在所述上表面上或邻近所述上表面。

4.根据前述任意一项权利要求所述的微流体传感器，其中，所述表面邻近所述电极或与所述电极相对。

5.根据前述任意一项权利要求所述的微流体传感器，其中，所述电极设置在所述通道或腔的同一侧上，并且其中，所述电极之间的缝隙与从一个所述电极到所述感测表面的距离相同，至从一个所述电极至所述感测表面的所述距离的50％以内。

6.根据前述任意一项权利要求所述的微流体传感器，其中，所述微粒的平均最大尺寸在0.5至200μm的范围之间。

7.根据权利要求6所述的微流体传感器，其中，所述流体是水溶流体，并且其中，所述微粒包括在所述水溶流体中的油滴，所述油滴包括生物实体。

8.根据前述任意一项权利要求所述的微流体传感器，其中，所述感测表面包括聚合物感测表面，配置成提供基于抗体/抗原的表面感测反应。

9.根据前述任意一项权利要求所述的微流体传感器，其中，用于施加所述交流电压的所述器件包括以大于100KHz，优选大于1MHz的频率施加所述电压的器件。

10.根据前述任意一项权利要求所述的微流体传感器，其中，所述感测表面配置成提供光学可检测的感测反应，其中，所述感测表面提供在所述电极之一上，并且其中，所述电极之一基本上是透明的。

11.根据前述任意一项权利要求所述的微流体传感器，其中，所述感测表面包括全息图。

12.根据前述任意一项权利要求所述的微流体传感器，其中，所述施加穿过所述电极的交流电压的器件配置成同时执行：

i）在所述流体中电流体动力学地产生对流电流流动；以及

ii）通过介电泳吸引或排斥所述微粒至或远离通过穿过所述电极的所述交流电压所产生的电场增强的区域，以在所述流体中进行所述微粒的3D聚集；以及

其中，所述对流电流流动和3D聚集增加了朝向所述传感器的感测表面的所述微粒聚集。

13.一种在微流体设备中使用3D微粒聚集进行微粒感测的方法，所述微流体设备包括承载所述微粒的导电流体，该方法包括：施加穿过包括承载所述微粒的导电流体的所述微流体设备的通道或腔内的一对电极的交流电压，以同时进行：

i）在所述流体中电流体动力学地产生对流电流流动；以及

ii）通过介电泳吸引或排斥所述微粒至或远离通过穿过所述电极的所述交流电压所产生的电场增强的区域以在所述流体中进行所述微粒的3D聚集；以及

其中，所述对流电流流动和3D聚集增加了朝向所述传感器的感测表面的所述微粒聚集。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述感测表面设置在远离所述电极的所述流体的对流通路中，并且其中，所述交流电压选择为以排斥所述流体中的所述微粒远离所述电极。

15.根据权利要求13所述的方法，其中，所述感测表面包括与所述电极中的一个透明电极邻近的光学反应表面，并且其中，所述交流电压选择成吸引所述流体中的所述微粒远离所述电极。