[发明专利]流体连接器装置及其制造和使用方法

说明书

技术领域

本发明的实施例涉及诸如微流体装置的微型流体装置，且更具体地，涉及用于将流体引入微型流体装置中的流体连接器。

背景技术

典型地，微流体装置采用通过微通道连接的腔室网络。微通道和腔室可具有中尺度到微尺度尺寸。微流体装置在用于分析应用中时提供各种优点，包括使用小样品尺寸的能力。例如，用于微流体装置的样品尺寸可属于毫微-升的量级。

有利地，微流体装置可以以比较低的成本生产，并且可执行许多特定操作，包括混合、分配、反应和检测。但是，将流体样品和试剂引入微流体装置中是一种挑战，尤其是在需要多次输入时。例如，在芯片实验室设定中，需要将微流体芯片连接到输入和输出接口。将微流体芯片或将芯片内的微通道连接到其它输入和/或输出接口可由于微通道的小尺寸(典型地宽度或直径在从数微米至数十或数百微米的范围内)而带来问题。此外，可能难以例如将输入装置与小尺寸的微通道对准。此外，一些输入装置，例如液相色谱仪在高压力下工作并且当使用此类输入装置时可难以防止泄漏。

过去用于将微流体装置彼此接口和与外界接口的普通技术包括将输入和/或输出装置的一定长度的管路与微流体装置上的端口结合。通常，使用诸如环氧树脂的合适粘合剂将该管路与微流体装置上的端口结合。但是，粘合剂结合不适合于许多化学分析应用，这是因为用于结合的溶剂可将杂质引入化学样品中。此外，用于结合的溶剂可侵蚀(attack)粘合剂，这会引起管路的分离、通道堵塞和/或输送到微流体装置的样品和/或试剂的污染。此外，诸如环氧树脂结合的粘合剂结合提供永久结合，由此降低具有可重构装置的可能性。例如，永久结合使得难以在需要的情况下更换构件，即微流体装置或管路。因此，此类装置的组装、修理和维护变得耗费人力和时间，当微流体装置用于诸如药物研发的样品的高产率筛选或在其中接口装置的可重构性有用的研究环境中时，这是特别不希望有的特征。

为了克服与粘合剂结合相关的问题，过去已提出其它技术，例如，将管路压配到微流体装置上的端口中。但是，这种连接典型地不适合于诸如高压液体色谱分析的高压应用。而且，此类连接具有很低的公差水平。特别地，很低的公差水平在为装置采用多个连接器(即向上扩展(scale up))的系统中带来了挑战。而且，此类连接需要高密封力；这些高密封力有时可能导致微流体芯片开裂。

其它方法包括利用诸如移液管的外部输送系统将液体引入微流体装置上的打开端口中。在这些方法中，与微流体装置上的端口连接典型地借助于微移液管端部。但是，该技术由于可引起污染的泄漏和溢出的可能性而也是不希望的。此外，流体被分散地输送而不是连续输送。此外，开放式移液技术不容许对诸如通过泵进行的输送的流体输送使用升高的压力，由此进一步约束了微流体装置的适用性。

因此，存在对一种用于微流体装置的改进的流体连接器装置的需要，其用于微流体装置的不同应用中并提供有效、高压、低流体死容积的密封。

发明内容

在一个实施例中，提供一种流体连接器装置。该流体连接器装置包括限定适形(conformal)凹部的联接基底(substrate)和配置在适形凹部中以提供通路的可重连配件。此外，该流体连接器装置包括施力元件，其可操作地联接到可重连配件或联接基底或可重连配件和联接基底两者上，以至少部分地提供在可重连配件与联接基底之间的密封力，其中施力元件、可重连配件和联接基底中的至少一个包括用于可重连配件和适形凹部的自对准的一个或多个自由度。

在另一实施例中，提供一种流体连接器组件。该组件包括具有第一表面和第二表面的联接基底。联接基底在第一表面上限定一个或多个适形凹部。此外，该组件包括一个或多个可重连配件，其至少部分地配置在适形凹部中，以提供在微流体装置与可重连配件之间的通路，使得可重连配件与微流体装置流体连通。此外，该组件包括施力元件，其至少部分地提供在可重连配件或联接基底或可重连配件和联接基底两者之间的密封力，其中施力元件、可重连配件和联接基底中的至少一个具有用于可重连配件和适形凹部的自对准的一个或多个自由度。该组件还包括与施力元件操作相关的支承结构。