[发明专利]微流体泵

说明书

发明背景

发明所属领域

本发明涉及微流体技术，更特别的，涉及用于控制流体通过微通道的微流体泵。

背景资料

微流体系统对利用非常小量流体来获取分析化学和生物信息是非常有效的。用微流体系统能增加响应时间，最小化样品量，降低试剂和消耗品的消耗。当挥发性或危险品物质被使用或产生时，在微流体中执行反应也提高了安全性并减少处理数量。

微流体设备在各种医疗诊断学和分析化学乃至基因组和蛋白质组分析领域中变的日益重要。它们在治疗方面也是有用的，例如在低流量给药方面。

为此目的所需的微成分通常是复杂的并且生产费用昂贵。例如，微型泵可以被用于混合试剂并输送处于系统组件中任意分析平台和分析仪器间(如具有显示功能的被分析物读取器)的流体。然而在微流体装置的范围内控制流体流动的方向和速度，或在微流体通道中完成复杂流体流动模式是很难的。

发明内容

在一次性测定装置中，为用于降低成本，提高流体样本的控制的精度，微流体泵已经被研究。本发明提供的装置利用微流体泵，以及制造和执行微流体过程的方法。

因此，一方面，本发明提供了微流体泵模块。在一个实施例中，微流体泵模块包括第一板元件和第二板元件，第一板是有柔性的，第二板是没有柔性的。第二板包括一个成形于第二板表面的微通道，第一和第二板联接在一起沿着微流体边界形成流体密封，从而定义为流体流路径。

在另一方面，本发明提供了一种利用这里所述的微流体泵模块的微流体装置。微流体装置包括(a)表面具有成形的微流体通道的刚性基层；和(b)覆盖刚性基层并之连接的柔性层从而封闭微流体通道，其中柔性层包括一个凸起物，该凸起物被设置在微通道的一部分或全部上。装置进一步包括沿着微通道边缘形成于在刚性基层和柔性层间形成流体密封，形成一个封闭的毛细管。

在另一方面，本发明提供一个利用这里所述的微流体泵模块的微流体装置。该微流体装置包括(a)表面具有成形的微流体通道的刚性基层；和(b)覆盖刚性基层并之连接的柔性层从而封闭微流体通道，其中柔性层包括一被设置在微通道的一部分或全部上的平整表面。装置进一步包括沿着微通道边缘形成于在刚性基层和柔性层间形成流体密封，形成一个封闭的毛细管。

在另一方面，本发明提供一个利用这里所述的微流体泵模块的微流体装置，其中泵模块包括至少2个大体上平行排列的独立的微通道。一个或多个制动器被用来同时对两个或多个微通道起作用，从而提供一些方法将两种流体相互泵开。在一些实施例中微通道具有相同的横截面积，那样，微通道的每个单位距离输送的流体体积是基本相同的。在另一些实施例中，至少两个微通道具有不同的横截面积，在那个例子中，输送过微通道的每个单位距离的流体体积是不相同的。

在另一方面，本发明提供一个利用这里所述的微流体泵模块的微流体装置，其中泵模块包括至少两个独立的围绕一个点的同心圆排列的微通道，根据该点至少一个制动器可以旋转。在这样的实施例中，至少两个微通道具有相同的横截面积，至少一个制动器的每次旋转，根据方程式Q＝rωA，更大体积的流体将会在最外面的通道中被输送，而Q是体积率，r是微通道的半径，ω是角速度，A是微通道的横截面积。因此如果最外面的通道具有半径r2，它是最内侧通道半径r1的三倍，因此制动器每次旋转最外面通道输送的流体体积将会是最内侧通道的三倍。因此，本领域的一般技术的人将会容易的认识到，通过改变同轴微通道各自的横截面积相对值，在每一个单独的通道中每次旋转可以输送不同体积的流体。