[发明专利]具有用于存储流体的腔室的微流体装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种按照独立权利要求的类型所述的、具有用于存储液体的腔室的微流体装置。

背景技术

微流体装置例如作为所谓的Lab-on-chip（芯片实验室）系统用于环境分析或者医学分析。在微流体装置中存储液体，并且与其它的液体混合。

文献US 2006 0029808公开了一种作为用于微流体通道的、排斥脏物的涂层的超疏水表面。这样一种表面在基片上包括多层聚合物电解质。

发明内容

根据本发明的微流体装置，其具有用于存储液体的腔室，其中，所述腔室在内壁上至少部分地具有超疏水表面，与到目前为止的微流体系统相比其具有下述优点：能够可靠地移动小的、例如<100μl的液体量。这可以通过下述措施实现：如此减小对内壁上的液体起作用的表面力，从而作用到液体上的容积力、例如重力，超过表面力。

当在液体、特别是水与表面之间的接触角至少为90度时，该表面被称为疏水的。当该接触角小于90度时，这个表面被称为亲水的。当接触角大于120度、例如大于150度、例如为175度时，并且同时被定义为前进的和后退的接触角之间的差的接触角度滞后，小于50度、例如小于10度、例如为5度时，该表面被称为超疏水的。

通过在从属权利要求中所列举的措施可以实现在独立权利要求中所说明的微流体装置的有利的改进方案和改善方案。

特别有利的是，在运行状态中如此地定位腔室，从而通入到腔室中的通道的至少一个通入口沿作用到液体上的重力和/或离心力的方向对准。由此在通入口处的少量液体汇集到腔室中，并且能够通过通道从腔室中运动出来。

有利的是，将通入口布置在漏斗形的或者设计成半球形的内壁上。因此可改进液滴朝入口处的滚落。

特别有利的是，微流体装置具有第一和第二层，其中，这两个层中的至少一个层是结构化的，并且如此连接这些层，从而在它们之间构造通入到腔室中的通道。通过这一措施可简化地将腔室集成到微流体装置中。

此外有利的是，腔室具有用于压力平衡的开口，因为通过这一举措可防止产生与液体朝通入口方向的运动相反作用的压力。

特别有利的是，超疏水表面最高具有10度的接触角度滞后。小的接触角度滞后导致了，在超疏水表面上的液滴在小的倾斜角时就已经滚落了。特别是小的接触角度滞后和大的接触角的组合对疏水表面是有利的，因为在这种情况中不会有液滴附着在腔室的内壁上。

有利地，表面的这种超疏水特性是通过给表面涂覆疏水的微粒；通过给表面涂覆疏水的聚合层；通过电纺疏水纤维；通过引入微结构化的、疏水化的薄硅片；通过Sol-Gel（溶液-凝胶）工序和/或借助等离子体的腐蚀实现的，因为这些措施（Umsetzung）可简单地集成在一个制造工序中。

附图说明

在附图中示出了本发明的实施例，并且在接下来的说明书中对这些实施例进行更加详细的说明。附图示出：

图1是根据本发明的微流体装置的腔室；

图2是根据本发明的微流体装置的第一实施例；

图3是根据本发明的微流体装置的第二实施例；

图4是根据本发明的装置的第三实施例；

图5是根据本发明的装置的第四实施例。

具体实施方式

在图1中示出了根据本发明的、用于存储液体的微流体装置的腔室1。图中示出了处于运行状态中的腔室1，在这种运行状态中重力和/或离心力沿箭头方向9施加作用。根据图1，重力和/或离心力9向下施加作用。如此构造腔室1，即根据图1，腔室1在它的上侧面上具有开口4。根据图1，腔室1在它的下侧面20上设计为半球形。腔室1的内壁6具有带有超疏水表面2的第一区域22以及第二区域3，所述第二区域具有带有比超疏水表面2更小的接触角的表面。例如第二区域3的表面不是疏水的。腔室1利用其下侧面20沿重力和/或离心力9的方向对准，所述下侧面具有设计为半球形的内壁。在腔室1朝重力和/或离心力9的方向的对准可以理解为腔室1的这样一种对准，其中腔室1的纵向19与合成的重力和/或离心力9的矢量形成小于45度的夹角。

在图1中示出了第一液体量7和第二液体量8。重力和/或离心力9对这两个液体量7和8施加作用。液体量7、例如是一个容积小于100μl的液滴，位于腔室1的具有疏水表面2的第一区域22的内壁6上。第一液体量7离腔室1的设计成半球形的下侧面20比较远，从而第一液体量7沿重力和/或离心力9的方向的运动不会受到腔室1的内壁6的阻拦。