[发明专利]流动平衡的或与流动平衡有关的改进

说明书

提供了一种用于控制微流控芯片上的流体路径阵列中的流体流的装置。该装置包括：两个或更多个设置在芯片上游的阻抗器，其中每个上游阻抗器被构造成在流体路径的上游端部处提供阻抗；两个或更多个设置在芯片下游的阻抗器，其中每个下游阻抗器被构造成在流体路径的下游端部处提供阻抗，其中选择阻抗的值以控制流过每个流体路径的流体的比例。

技术领域

本发明涉及多路中的流动平衡的或与多路中的流动平衡有关的改进，尤其涉及微流体装置中的流动平衡。微流体装置已经在处理微量的生物和化学样品(诸如蛋白质或DNA溶液)方面成为了有用的工具。

背景技术

大量复杂的生化反应和/或生化过程可在微流体装置中进行。在某些情况下，在微流体装置中具有多于一个的流体流以控制处于不同阶段的生物反应和/或生物过程可能是有用的。因此，通常非常需要凭借微流控芯片将流体流从单个微流体路径划分到多个路径中。另外，还同样需要将不同的流体流从两个或更多个微流体路径结合到一个路径中。然而，在微流体装置中，将流体流从单个路径划分到其它路径中或将流体流从多个路径结合到其它路径中是难于控制的。

通常使用内部微流体阻抗器的网络来实现对微流体装置中的流量的控制和平衡。这些内部阻抗器对将流体流从一个微流体路径划分到多个路径中提供了一定程度的控制。然而，包括这种内部阻抗器的微流控芯片通常由于下述事实而难于制造并且生产昂贵：内部微流体阻抗器必须被制造或被校准成高度精确，并且芯片与芯片之间以及批次与批次之间的差异需要最小化。内部微流体阻抗器之间的微小差异可能对流体的从共同的微流体路径流入各自的路径或从数个路径流入一个共同的路径的比例具有影响。

虽然尤其在需要较高的流动稳定性时，通常在微流体装置中使用压力被控制的流动，但流量仍是未知的。因此，为了控制和平衡微流体装置内部的流量，流量必须被精确地确定。

正是在这样的背景下提出了本发明。

发明内容

根据本发明，提供了一种用于控制微流控芯片上的流体路径阵列中的流体流的装置，该装置包括：两个或更多个设置在芯片上游的阻抗器，其中每个上游阻抗器被构造成在流体路径的上游端部处提供阻抗；两个或更多个设置在芯片下游的阻抗器，其中每个下游阻抗器被构造成在流体路径的下游端部处提供阻抗，其中选择阻抗的值以控制流过每个流体路径的流体的比例。

对于在流体路径的上游端部和下游端部处施加局部阻抗而言，提供两个或更多个上游阻抗器和下游阻抗器是尤其有用的，由此改变了流体路径上的压力差，从而使得改变了通过所述路径的流体的流量。此外，由于阻抗器被设置在装置上，而不是在芯片上，所以当芯片被循序地置于装置中时同一组阻抗器可与许多芯片一起使用。

在装置内设置阻抗器而不是将阻抗器集成在芯片内相比于基于芯片的配置提供了相当大的优势。提供“芯片外”阻抗器使得能够将具有较低的制造容差的芯片布置在装置内。因此，当装置在生命周期中可设有多个不同的芯片，该芯片各自具有略微不同的配置时，芯片差异性不太可能影响装置的整体功能。然而，芯片外阻抗器将保持固定不变，并且因此芯片的变化将较小地影响装置整体的校准。此外，芯片外阻抗器可具有比可在芯片上容易实现的值高得多的值。结果是，与提供的外部阻抗器或芯片外阻抗器相比，任何芯片上阻抗的影响将可忽略不计。

本发明的装置对与复杂的、包括两个或更多个入口和两个或更多个出口的流体路径网络一起使用而言是最佳的。网络内的流体路径按照需求被结合和划分。同时本发明可控制和平衡在流体路径的任何构造中的流动，在具有比入口或出口更少的流体路径的网络中具有至少一个点的情况下，本发明是最有效的。

在某些实施例中，装置进一步包括连接器块(歧管)，以对芯片进行定位并且将该芯片与阻抗器通过接口接合。