[发明专利]微流体装置及其制造方法

说明书

本发明提供了一种微流体装置(1)，其包括将连接入口开口(22)与出口开口(23)连接起来的至少一个流动通道(21)和与所述流动通道流体连通的井阵列(24)，其中，所述流动通道(21)包括在入口开口(22)处的入口部分(211)、在出口开口(23)处的出口部分(212)以及在入口部分(211)与出口部分(212)之间的中间部分(213)，其中，至少中间部分(213)包括井阵列(24)并且设置有亲水表面，并且所述流动通道(21)还包括转换区域(214)，该转换区域(214)至少设置在中间部分(213)与出口部分(212)之间，该转换区域(214)是通过提供疏水表面构成的。此外，本发明还提供了一种制造这种微流体装置的方法。

技术领域

在用于化学或生物化学反应测定的诊断技术领域中，目的是能够在同一个优选为一次性的微流体装置上对一个以上测试样品上进行多种不同的测定，从而提供了在单次分析过程中用多种不同试剂独立地分析一个以上测试样品的方法。更详细地说，本发明涉及一种微流体装置，其包括至少一个与井阵列流体连通的流动通道，所述井阵列旨在例如作为反应室供分别设在其中的至少一种样品进行化学或生物反应，本发明还涉及一种用于制造这种用于研究在井阵列中发生的化学或生物反应的微流体装置的方法。特别是，本发明涉及一种改进的微流体装置及其改进的制造方法，以便实现优选尽可能全面地填充微流体装置中所有的井，从而避免微流体装置中有任何未使用或填充不充分的井。

背景技术

通常，需要使得诊断测定更快、更便宜且更简单，同时实现常规实验室方法的精度和效率。为了实现这一目标，付出了大量的努力使得各种测定操作小型化和整合，增加在一个单个载体器件上并行测定的数量。然而，当实际上将反应室体积小型化以成为微流体结构的微流体装置以产生所需的尺寸时，增加了几个已知的问题，例如不期望的液体蒸发，以及与增加的表面-体积比相关的问题。而且，更重要的是，产生了在微流体结构的填充过程期间样品液体计量的缺点，这些缺点基本上由微流体装置内部的样品液体的特定流淌行为引起。作为包含所需微流体结构的这种微流体装置的示例，本领域已知微流体芯片，其提供微型通道以接收呈可流动液体形式的微升或纳升级样品。通常将微升级试剂预先填充到微流体芯片上作为反应室提供的小井阵列中，这些试剂放在小井中用于接触反应流动通道中的样品液体流，其中每种测定取决于加载到井阵列中的试剂以及反应通道和检测器的构造。这种技术允许在小型化的规模上同时进行多项测定。然而，这里必须精确地控制要提供给每个井的样品中某种物质或化合物的量或浓度。这些化学、生物化学和/或生物测定中的大多数测定涉及生物材料(例如多肽和核酸，细胞或组织)在井内的固定，以及与固定的材料的一个以上反应的性能，随后是定量和/或定性分析过程，例如发光测试测量，如在进行聚合酶链反应(PCR)的过程中的情况就是如此。作为本发明的关注点，这种测定的一个具体示例是数字聚合酶链反应方法，也称为数字PCR或dPCR，其表示常规PCR方法的生物技术改进，其可以用于直接定量和克隆扩增核酸，包括DNA、cDNA或RNA。在这里，dPCR和传统PCR之间的本质差异在于测量核酸量的方法，因为传统的PCR对每个样品进行一次反应，而dPCR在一个样品内只进行一次反应，该样品被分隔成大量分区，其中反应在每个分区中单独进行，使得更可靠地收集和灵敏地测量核酸量成为可能。

现在，为了提供样品液体在这种微流体装置内的有效运动以及在优选所有存在的井中充分填充样品液体，US 8,859,204 B2描述了分析样品流体中特定核酸浓度的方法和用于检测靶核酸序列的扩增的方法，其中用样品流体填充呈多孔样品存放器形式的小型化分析组件。为了提供改善的填充性能，根据US 8,859,204 B2的一个实施例，样品存放器表现出具有亲水底部和疏水侧壁的复杂结构。然而，这种复杂的结构的样品存放器难以制造，涉及相当大的制造工作和成本。