[发明专利]用于微流体装置的流体控制器的改进或与之相关的改进

说明书

提供了一种用于将流体引入微流体装置的流体流量控制器。流体流量控制器包括：至少一个高阻力流体路径，其设置在入口和连接端口之间；至少一个低阻力流体路径，其设置在所述入口和所述连接端口之间；以及至少一个阀，其构造成使流体能够流过所述高阻力流体路径、所述低阻力流体路径或这两者。

技术领域

本发明涉及流体流量控制器的改进或与流体流量控制器相关的改进，尤其涉及用于控制流体流入微流体装置的流体流量控制器。

背景技术

微流体装置提供许多期望的能力，例如，使用非常少量的生物或化学样品和试剂(例如，蛋白质、碳水化合物或DNA)的能力。此外，微流体装置还具有以高分辨率和灵敏度分析、分离和检测样品或试剂中包含的流体的能力。

流体处理、泵送和操纵通常在将流体引入微流体装置中起关键作用。在大多数微流体装置中，流体流量可以通过外部手段操纵，例如向流体路径施加压力或使用流量泵。

通过使用压力致动器，可以在微流体装置中准确且精确地控制压力。然而，控制微流体装置中的流速通常是一个挑战。当使用便宜的微流体芯片(microfluidic chip)时，这个问题会加剧。

可以使用流量泵来实现控制微流体装置中的流体的流速。然而，流量泵通常对所需流体流量的变化响应缓慢。例如，在微流体装置内可能需要几分钟来改变流速。

另外，控制流体的流量可以包括对流体路径中的大阻力(resistance)部施加压力。然而，这通常是耗时的过程，因为大阻力可能降低流体通过通道的流速。

正是在这种背景下提出了本发明。

发明内容

根据本发明，提供了一种用于将流体引入微流体装置的流体流量控制器，该控制器包括：至少一个高阻力流体路径，其设置在入口和连接端口之间；至少一个低阻力流体路径，其设置在所述入口和所述连接端口之间；以及至少一个阀，其构造成使流体能够流过所述高阻力流体路径、所述低阻力流体路径或这两者或不流过这两者。

可用于将流体引入微流体装置的流体流量控制器是特别有利的，因为它可提供用于控制流体通过一个或多个高阻力流体路径和/或一个或多个低阻力流体路径的流量的装置。

在正常操作中，流体流过高阻力路径。然而，如果希望绕过该装置，则可以进入低阻力流体路径。这允许已经以其他方式流过高阻力流体路径的流体通过旁路或低阻力流体路径流动。

在一些实施例中，当能够进入低阻力流体路径时，高阻力流体路径被关闭。这种构造确保所有流体完全绕过高阻力路径。

在一些实施例中，当能够进入低阻力流体路径时，高阻力流体路径仍然可进入，但是由于阻力的不同，流体将优先流过低阻力流体路径。然而，一小部分流体将流过高阻力流体路径，从而确保相同的流体流过所有路径并确保没有气泡进入装置的任何部分。

高阻力流体路径和低阻力流体路径的阻力可以由以下中的一个或多个决定：路径的横截面积、路径的长度、路径的表面粗糙度以及流体的粘度。在一些实施例中，低阻力路径的横截面积可以是0.1mm至2mm，并且低阻力路径的长度可以在1至1000mm之间，例如100mm长。

在一些实施例中，提供了将高阻力流体路径、一个或多个入口互连到一个或多个连接端口的网络。

在一些实施例中，每个高阻力流体路径具有相应的低阻力流体路径。在不同的高阻力路径承载不同的流体并且可能需要绕过这些高阻力路径中的每一个的情况下，该实施例特别有用。为每个高阻力路径提供单独的低阻力路径意味着可以绕过所有高阻力路径，而不会在低阻力路径中混合流体。

多个高阻力流体路径和多个低阻力流体路径可以以阵列形式设置。多个高阻力流体路径和多个低阻力流体路径可以有利地连接到微流体芯片，因为它可以用于控制几种流体的流速。