[发明专利]用于连续流操作的集成微流设备以及执行连续流操作的方法

说明书

一种用于执行一系列流操作的集成微流设备，包括：外壳(18)，外壳(18)包括数量为n的多个微流导管(20、22、24)，其中n至少为3，以及具有内部通道(12)的旋转阀(10)，其中所述内部通道具有在角度上分离的入口端口和出口端口。所述旋转阀能够位于第一位置，以经由内部通道连接所述n个流导管中的两个流导管(20、22)，并且在将所述阀旋转到第二位置时，所述n个流导管中的两个其它流导管(22、24)由内部通道连接。所述设备还包括分别与各个流导管流连通的一个或多个流室(44、46)。通过施加正或负气压可以经由内部通道将一个流室中包含的流体通过相关联的流导管转移到另一流室中。可利用所述设备来执行多种流操作。

技术领域

本发明涉及用于计量液体体积的装置。具体地，本发明涉及能够准确地计量小量流体并在所计量的样本上执行一系列流操作(fluidic operation)的微流(microfluidic)设备。

背景技术

已知的技术描述了使用旋转阀内的线形、直通计量通道来计量小量流体的微流计量装置。在现有技术中，经由旋转阀中的线形、直通内部通道只能连接两个流导管。已知的技术只限于操作性的功能，这是由于它只能将第一流室的流体内容经由旋转阀中的线形计量通道转移到正对第一室的第二流室。然而，能够在多于两个流室之间转移流体内容是让人期待的，但这在传统系统中一般不能实现。

专利WO98/22797(1998年5月18日公布，Berndtsson等人)、WO99/01742(1999年1月14日公布，Berndtsson)、以及相关专利申请WO02/089760A1(2002年11月14日公布，Rodriguez等人)、WO03/104770A2(2003年12月18日公布，Larsen等人)、WO03/104771A1(2003年12月18日公布，Larsen等人)、以及WO03/104772A1(2003年12月18日公布，Larsen)都公开了传统的微流计量设备。作为这些设备的代表，图1A描述了包括具有直通通道4的旋转阀2的这种设备，其中直通通道4与外壳中的第一对相对的流导管6相连通。旋转阀转过90度，从而对阀内的小量流体进行计量，并如图1B所示，连接第二对相对的流导管8。

WO03/044488A1(2003年5月30日公布，Berndtsson)公开了具有三个直通通道的旋转阀，其中三个通道都延伸直接通过旋转阀的轴心。每个直通通道相对于阀内的其它两个直通通道以一定角度旋转放置。在任一时间，旋转阀中的两个不同的直通通道能够连接外壳中的不同的两对相对的流导管。不同的两对相对的流导管不能经由旋转阀内的内部通道彼此连通。EP1535667A1(2005年6月1日公布，Mototsu)公开了旋转阀，在旋转阀的轴向以及旋转阀的外壁中形成有凹部。凹部能够计量限定体积的流体。旋转阀能够将沿旋转阀的轴向彼此偏移的两个外部导管接通。

虽然现有技术公开了使用能够计量限定体积的流体并连接两个相对的流导管的线形、直通通道，但它们在执行需要多于两个的多个流导管和/或室的各种不同流操作方面的能力是受限的，例如在传统设备中，第一流室的全部流内容只能经由旋转阀中的直通通道被转移到正对第一流室的第二流室。需要将流体不只是在两个正对的流室之间转移的其它配置(包括两个室之外的附加室)则不能被执行。

发明内容

需要能够在以旋转阀为中心的多个可依次连接的导管和/或室中连续执行多种不同的流操作的微流设备，其中相邻的流导管和/或室经由所述旋转阀中的内部通道连接。

本发明的一个方面是一种用于执行一系列流操作的集成微流设备。集成微流设备的实施方式包括：外壳和旋转阀，该外壳包括数量为n的多个微流导管，其中n至少为3，所述旋转阀具有内部通道，其中所述内部通道具有在角度上分离的入口端口和出口端口。所述旋转阀能够位于第一位置，以经由内部通道连接所述n个流导管中的两个流导管，并且在将所述阀旋转到第二位置时，所述n个流导管中的包括不同于在第一位置处连接的流导管的至少一个流导管在内的两个流导管由内部通道连接。在第一位置或第二位置处，经由所述内部通道连接两个依次相邻的流导管。