[发明专利]微流体装置及其制造方法和应用

说明书

本发明涉及一种用于处理化学和/或生物物质的微流体装置（10）。所述装置（10）包括聚合物盒（100）和至少另一个组件（200），其中所述另一个组件（200）通过至少一个微流体接口（101、102、103）连接到所述聚合物盒（100）上。

技术领域

本发明涉及一种用于处理化学和/或生物物质的微流体装置以及一种用于制造这种微流体装置的方法。此外，本发明还涉及这种装置的应用。

背景技术

微流体的分析系统、尤其是所谓的Lab-on-Chip（芯上型实验室）或者LoC允许对于化学或者生物物质的自动化的、可靠的、紧凑的并且成本低廉的处理，例如用于医学诊断。通过组合多个用于有针对性地操纵流体的操作，可以实现复杂的微流体的过程流程。在这种情况下，试样可以在一个被设计为一次性用品的封闭的盒中进行处理。可以使用不同的聚合物材料来成本低廉地制造这种盒。通常，这些聚合物材料在此是指具有疏水表面和仅略微亲水表面的材料，这些表面阻碍用水溶液进行润湿。为了克服微流体装置的通道和空腔中的毛细力，从外面经常使用压力或者例如旋转力，从而可以控制流体流动。

发明内容

本发明提供如下一种微流体装置，该微流体装置设置用于处理化学的和/或生物物质。在此，该装置具有聚合物盒并且此外具有至少另一个组件，其中所述另一个组件通过至少一个微流体接口连接到聚合物盒上。通过微流体装置的这种设计方案，可以为所述装置设有其它的功能并且由此提供一种装置，该装置以特别有利的方式适合于在所述装置中复杂并且优选自动化地执行处理过程。以特别优选的方式，所述另一个组件被微结构化并且具有例如不同的空腔和/或通道，它们适合于待执行的微流体的和/或化学的或生化的过程，例如聚合酶链式反应（PCR）或其它过程。在此情况下，可以有针对性地充分利用用于处理的毛细力，以便实现流体流动。充分利用毛细力尤其适合于处理具有高的表面-体积比的最小液体体积（例如直到10 µl）。通过相应地构造微流体装置和微结构化，液体的处理在此不仅主动地通过从外部施加的力（例如通过施加的压力或旋转）而且被动地通过毛细力来控制处理。

在装置的一种特别有利的设计方案中，所述另一个组件具有比聚合物盒更高的导热能力。尤其地，在此另一个组件的特征在于特别高的导热能力。这允许对处于装置中并且尤其处于另一个组件内的液体进行有效的调温。这种调温、尤其是加热但也可以是冷却对于不同的过程是必要的，尤其是对于酶促过程、例如对于执行聚合酶链式反应是必要的。所述另一个组件适宜地具有至少一个温度交换接口。为此，例如可以设置一个用于邻接的加热和/或冷却元件的接触面，从而可以以有利的方式进行最佳的温度交换和液体的快速调温。此外，所述另一个组件可以具有光学接口，例如通过透明材料，例如以用于执行酶促过程的光学激励和/或评估。

有利地，所述另一个组件由特别适合于微结构化的材料制成，例如由硅和/或玻璃和/或半导体材料和/或金属制成。在此，所述另一个组件可以部分地、基本上或完全地由这样的材料或这样的材料的复合物构成。例如，硅以特别的方式适合于微结构化，其中，微结构化可以基于半导体技术和/或微系统技术的所建立的过程而高精度地并且成本低廉地执行。因此，可以产生非常小的结构尺寸，其允许处理位于µl范围及其下的非常小的液体体积。例如，可以提供用于试样液体的高度并行的处理的合适的等分结构，从而可以实现用于分子诊断测试的高度复用。

在一种特别优选的设计方案中，所述另一个组件设计有可预先给定的表面特性，所述表面特性匹配于待执行的过程的相应的要求。在此，表面特性可以是亲水的或疏水的或者在部分区域中是亲水的和/或疏水的，由此尤其可以有针对性地控制与液体的可润湿性并且可以充分用于流体流动。