專利名稱：微流體設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微流體設(shè)備，涉及用于形成這樣的微流體設(shè)備的方法，以及用于控制樣品流體從這樣的微流體設(shè)備的第一流體隔室到第二流體隔室內(nèi)流動(dòng)的方法。
背景技術(shù)：
用于自動(dòng)的(生物)化學(xué)分析(諸如分子診斷)的小型微流體設(shè)備正變成多種臨床應(yīng)用、法庭應(yīng)用和食品應(yīng)用中的重要工具。這樣的微流體設(shè)備也可被稱作生物芯片，其在一個(gè)設(shè)備中合并多種實(shí)驗(yàn)室步驟且可用于在中央實(shí)驗(yàn)室或在護(hù)理點(diǎn)、患者床旁邊、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試或犯罪現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行迅速測(cè)試。樣品流體與試劑接觸的時(shí)間和/或流體以特定溫度或濃度存在于反應(yīng)腔室中的時(shí)間對(duì)于大多數(shù)反應(yīng)過(guò)程而言是至關(guān)重要的，反應(yīng)過(guò)程例如必須在生物芯片上進(jìn)行的DNA 擴(kuò)增、雜交、免疫測(cè)定、SDA、TMA。除了在特定時(shí)間控制液體釋放，針對(duì)多個(gè)隔室控制液體釋放的靈活性提供了重要的選擇以對(duì)結(jié)果進(jìn)行復(fù)核或者取決于第一次測(cè)試結(jié)果的成果執(zhí)行額外測(cè)試?？刂埔后w從第一隔室釋放到第二隔室的常規(guī)辦法是使用被動(dòng)閥，S卩，基于表面張力的屏障，以將液體約束到第一隔室內(nèi)直到施加了超過(guò)被動(dòng)閥的壓力屏障的過(guò)壓(例如， 利用外部泵)。這個(gè)辦法的主要缺點(diǎn)在于生物芯片的設(shè)計(jì)自由度受到限制，因?yàn)?暫時(shí)地) 存儲(chǔ)液體的所有隔室將需要與泵接觸，泵通?？蔀橥獠勘?，該外部泵需要位于芯片與外部?jī)x器之間的流體界面。這限制了生物芯片的靈活性和便攜性。近來(lái)，靜電致動(dòng)的聚合物復(fù)合結(jié)構(gòu)(PolyMEMS)被提出用作流體致動(dòng)器元件來(lái)操縱(例如)生物芯片通道中的生物流體。這種結(jié)構(gòu)的實(shí)例在圖1(a)中以截面形式示意性地示出。該結(jié)構(gòu)在基板1上包括由第一絕緣膜3 (例如S^2或聚丙烯酸酯膜)和第二絕緣膜4(例如聚酰亞胺或聚丙烯酸酯膜)覆蓋的下部電極2。而第二膜4又被頂部電極5覆蓋。第二膜4被結(jié)構(gòu)化且通過(guò)光刻和犧牲性層蝕刻而自基板1脫離。當(dāng)在兩個(gè)電極2與5 之間施加電壓差時(shí)，第二膜4可克服由內(nèi)部應(yīng)力造成的力并展開(kāi)。當(dāng)移除電壓時(shí)，膜4再次卷起到其原始位置。該結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度可在15 ym與IOOym之間，但也可實(shí)現(xiàn)更大的結(jié)構(gòu)。圖 1(b)示出這樣的膜4在卷起狀態(tài)的顯微照片?？梢砸? Hz與200 Hz之間的頻率致動(dòng)這些結(jié)構(gòu)，即使在流體存在的情況下也是如此。這樣的結(jié)構(gòu)可用于有效地混合流體。靜電致動(dòng)的替代是磁場(chǎng)致動(dòng)。在此情況下，待致動(dòng)的結(jié)構(gòu)由磁性材料制成，或者包括磁性粒子，其可被吸引到基板或者被從基板排斥，生成磁場(chǎng)的線圈或電流線位于基板上。 磁場(chǎng)也可由(移動(dòng)的)永久磁體引起。與靜電相比較，磁性致動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)在于(i)取決于磁場(chǎng)方向，力可以是排斥力或吸引力，(ii)樣品液體并不包括顯著的磁性材料且因此不受磁場(chǎng)影響，(iii)不能發(fā)生電解，以及(iv)在樣品液體中無(wú)電極，因此無(wú)生物相容性問(wèn)題。又一替代是使用光，環(huán)境變化(例如，濕度變化)或熱(例如，受控制的溫度變化) 來(lái)致動(dòng)polyMEMS。圖2示出被動(dòng)止回閥，其適合于保持流體約束于第二隔室8的入口 7處的第一隔室6中。通常，僅使用毛細(xì)作用力使流體樣品流入到第一隔室6內(nèi)直到第二隔室8的入口 7。當(dāng)例如通過(guò)使用外部泵施加微小壓差以克服閥的壓力屏障時(shí)，液體從第一隔室6流入到
第二隔室8。 用于形成被動(dòng)閥的另一方法是通過(guò)在兩個(gè)隔室6與8之間施加疏水性區(qū)域(例如，在水性液體的情況下)或者親水性區(qū)域(例如，在類似于油的液體的情況下)。同樣，如在上文所述的被動(dòng)止回閥的情況下，當(dāng)例如通過(guò)使用外部泵施加微小壓差以克服閥的壓力屏障時(shí)，液體從第一隔室6流入到第二隔室8。但是，上述閥需要使用外部泵來(lái)將流體樣品從一個(gè)隔室移到另一個(gè)隔室內(nèi)。這可以增加微流體設(shè)備或生物芯片的復(fù)雜性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種微流體設(shè)備，用于形成這樣的微流體設(shè)備的方法，以及用于控制樣品流體從這樣的微流體設(shè)備的第一流體隔室到第二流體隔室內(nèi)流動(dòng)的方法。本發(fā)明的實(shí)施例提供設(shè)計(jì)微流體設(shè)備的自由，因?yàn)槠渲斜仨毚鎯?chǔ)液體的反應(yīng)腔室 (也被稱作流體隔室)的入口無(wú)需連接到外部泵和閥以選擇必須被填充的反應(yīng)腔室并控制樣品流體從一個(gè)流體隔室到另一個(gè)流體隔室的流動(dòng)。而且，由于無(wú)需外部泵和閥，因此可改進(jìn)微流體設(shè)備的靈活性、簡(jiǎn)單性和便攜性。上述目的通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的方法和設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的特別且優(yōu)選的方面在所附獨(dú)立和從屬權(quán)利要求中陳述。出自從屬權(quán)利要求的特征可適當(dāng)?shù)嘏c獨(dú)立權(quán)利要求的特征和其它從屬權(quán)利要求的特征組合，而不是只如權(quán)利要求中明確陳述的那樣。本發(fā)明提供一種微流體設(shè)備，其包括 -第一流體隔室，
_第二流體隔室，以及
_至少一個(gè)微機(jī)械致動(dòng)器元件，其在使用中用于允許或迫使樣品流體從第一流體隔室流到第二流體隔室(11)。至少一個(gè)微機(jī)械致動(dòng)器元件可位于第一流體隔室和/或第二流體隔室中。微機(jī)械致動(dòng)器元件的致動(dòng)優(yōu)選地造成 流體彎液面的扭曲或打破，和/或
例如通過(guò)橫跨屏障形成疏水性/親水性路徑來(lái)降低表面張力，和/或通過(guò)強(qiáng)制流動(dòng)而橫跨屏障形成流體驅(qū)替(fluid displacement).優(yōu)選地，至少一個(gè)微機(jī)械致動(dòng)器元件被涂覆表面活性劑。這具有降低致動(dòng)器元件表面的表面能的優(yōu)點(diǎn)。在一個(gè)實(shí)施例中，微流體設(shè)備包括多個(gè)微機(jī)械致動(dòng)器元件，多個(gè)微機(jī)械致動(dòng)器元件分組為多個(gè)微機(jī)械致動(dòng)器元件的至少一個(gè)區(qū)塊。區(qū)塊中的這樣的多個(gè)微流體元件可排列成陣列。在另一實(shí)施例中，微流體設(shè)備還包括用于確定樣品流體何時(shí)流入到第二流體隔室內(nèi)的裝置，例如，流體流量檢測(cè)器，流體存在檢測(cè)器或流體液位檢測(cè)器。舉例而言，用于確定樣品流體何時(shí)流到第二流體隔室內(nèi)的裝置可包括與至少一個(gè)微機(jī)械致動(dòng)器元件電連接的電極。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，電極可位于第一流體隔室中。根據(jù)本發(fā)明的其它實(shí)施例，電極可位于第二流體隔室中。在另外的實(shí)施例中，微流體設(shè)備還包括在第一流體隔室與第二流體隔室之間的非濕潤(rùn)區(qū)。在另外的實(shí)施例中，第一流體隔室可為毛細(xì)作用流體隔室，和/或第二流體隔室可為微流體設(shè)備的反應(yīng)腔室?？蛇x地，至少一個(gè)微機(jī)械致動(dòng)器元件可為polyMEMS。在另一方面，本發(fā)明提供用于制造微流體設(shè)備的方法，該方法包括 -提供第一流體隔室，
-提供第二流體隔室，以及
-提供至少一個(gè)微機(jī)械致動(dòng)器元件，其在使用時(shí)用于迫使樣品流體從第一流體隔室流到第二流體隔室。優(yōu)選地，微機(jī)械致動(dòng)器元件的致動(dòng)造成 流體彎液面的扭曲或打破，和/或
例如通過(guò)橫跨屏障形成疏水性/親水性路徑來(lái)降低表面張力，和/或通過(guò)強(qiáng)制流動(dòng)而橫跨屏障形成流體驅(qū)替。至少一個(gè)微機(jī)械致動(dòng)器元件可設(shè)于第一流體隔室和/或第二流體隔室中。該方法還包括提供用于確定樣品流體何時(shí)流入到第二流體隔室內(nèi)的裝置，例如， 流體流量檢測(cè)器，流體存在檢測(cè)器或流體液位檢測(cè)器。舉例而言，用于確定樣品流體何時(shí)流到第二流體隔室內(nèi)的裝置可包括與至少一個(gè)微機(jī)械致動(dòng)器元件電接觸的電極。在一實(shí)施例中，所述方法可以還包括在第一流體隔室與第二流體隔室之間提供非濕潤(rùn)區(qū)。在另一實(shí)施例中，該方法還可包括利用表面活性劑來(lái)涂覆至少一個(gè)微機(jī)械致動(dòng)器元件。本發(fā)明還提供用于控制樣品流體從微流體設(shè)備的第一流體隔室向第二流體隔室流動(dòng)的方法，該方法包括
-將樣品流體施加到第一流體隔室，以及
-致動(dòng)至少一個(gè)微機(jī)械致動(dòng)器元件以允許樣品流體從第一流體隔室流到第二流體隔室。優(yōu)選地，微機(jī)械致動(dòng)器元件的致動(dòng)造成 流體彎液面的扭曲或打破，和/或
例如通過(guò)橫跨屏障形成疏水性/親水性路徑來(lái)降低表面張力，和/或通過(guò)強(qiáng)制流動(dòng)而橫跨屏障形成流體驅(qū)替。在某些實(shí)施例中，電氣地、光學(xué)地、磁性地或通過(guò)加熱來(lái)執(zhí)行對(duì)至少一個(gè)微機(jī)械致動(dòng)器元件的致動(dòng)。該方法還可包括使用用于確定樣品流體何時(shí)流入到第二流體隔室內(nèi)的裝置，例如，流體流量檢測(cè)器，流體存在檢測(cè)器或流體液位檢測(cè)器。舉例而言，用于確定樣品流體何時(shí)流到第二流體隔室內(nèi)的裝置包括與至少一個(gè)微機(jī)械致動(dòng)器元件電連接的電極。
本發(fā)明還提供用于控制樣品流體從微流體設(shè)備的第一流體隔室向第二流體隔室流動(dòng)的控制器，該控制器包括用于控制致動(dòng)裝置以致動(dòng)該微流體設(shè)備的至少一個(gè)微機(jī)械致動(dòng)器元件的控制單元。還提供 一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其在計(jì)算裝置上執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方法中的任一方法。本發(fā)明還提供一種機(jī)器可讀數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備，其存儲(chǔ)根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的計(jì)算機(jī)程
序廣品。本發(fā)明還提供根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品在局域或廣域電信網(wǎng)絡(luò)上的傳輸。結(jié)合附圖，通過(guò)下文的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述和其它特性、特征和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得清楚明白，附圖以舉例說(shuō)明的方式說(shuō)明本發(fā)明的原理。僅出于舉例說(shuō)明目的給出這些描述， 但不限制本發(fā)明的范圍。下文所引用的附圖標(biāo)記參考附圖。


圖1示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的polyMEMS結(jié)構(gòu)(a)和這樣的結(jié)構(gòu)的SEM圖像(b)。圖2示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的被動(dòng)止回閥(a)和其運(yùn)作原理(b)。圖3至圖7示出根據(jù)本發(fā)明的不同實(shí)施例的微流體設(shè)備。圖8示意性地示出與根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的微流體設(shè)備一起使用的系統(tǒng)控制器。圖9是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的處理系統(tǒng)的示意圖，該處理系統(tǒng)可用于執(zhí)行用于控制流體從微流體設(shè)備的第一流體隔室到第二流體隔室流動(dòng)的方法。在不同的附圖中，相同的附圖標(biāo)記指代相同或類似的元件。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)將關(guān)于特定實(shí)施例且參看特定的附圖來(lái)描述本發(fā)明，但本發(fā)明并不限于此而是僅受權(quán)利要求的限制。所描述的附圖只是示意性的而不是限制性的。在附圖中，出于說(shuō)明目的，某些元件的大小可能被夸大且并未按照比例繪制。尺寸和相對(duì)尺寸并不對(duì)應(yīng)于實(shí)踐本發(fā)明的實(shí)際縮小。而且，在說(shuō)明書和權(quán)利要求中的用語(yǔ)第一、第二和類似用語(yǔ)用于區(qū)分類似元件，且未必在時(shí)間上、空間上、等級(jí)上或者任何其它方式上來(lái)描述順序。應(yīng)了解如此使用的用語(yǔ)可在適當(dāng)情況下互換且本文所描述的本發(fā)明的實(shí)施例能夠以本文所描述和圖示的順序之外的其它順序來(lái)操作。應(yīng)當(dāng)注意的是，在權(quán)利要求中所用的用語(yǔ)“包括”不應(yīng)被理解為限于下文所列出的裝置；其并不排除其它元件或步驟。其因此應(yīng)被理解為規(guī)定所提及的陳述的特征、整體、步驟或構(gòu)件的存在，但并不排除一個(gè)或多個(gè)其它特征、整體、步驟或構(gòu)件或其群組的存在或添力口。因此，表述“包括裝置A與B的設(shè)備”的范圍應(yīng)不限于僅由構(gòu)件A與B組成的設(shè)備。其表示關(guān)于本發(fā)明，設(shè)備僅有的相關(guān)構(gòu)件是A與B。在整個(gè)說(shuō)明書中對(duì)“一個(gè)實(shí)施例”或“一實(shí)施例”的提及表示結(jié)合該實(shí)施例所描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性包括在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例中。因此，在此整個(gè)說(shuō)明書各個(gè)位置中的“在一個(gè)實(shí)施例中”或“在一實(shí)施例中”的出現(xiàn)不必全指相同實(shí)施例，但可以全指相同實(shí)施例。而且，特定特征、結(jié)構(gòu)或特性可以在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中以一個(gè)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容而清楚的任何合適方式來(lái)進(jìn)行組合。同樣，應(yīng)了解在本發(fā)明的示范性實(shí)施例的描述中，本發(fā)明的各種特征有時(shí)在單個(gè)實(shí)施例、附圖或其描述中組合在一起，用于使本公開(kāi)內(nèi)容簡(jiǎn)化并有助于理解各種創(chuàng)造性方面的一個(gè)或多個(gè)方面。但本公開(kāi)內(nèi)容的方法不應(yīng)被理解為反映這樣的意圖，即所主張的本發(fā)明需要比每個(gè)權(quán)利要求中所明確陳述的特征多的特征。而是，如所附權(quán)利要求所反映的那樣，創(chuàng)造性方面在于，少于單個(gè)前面公開(kāi)的實(shí)施例的所有特征。因此，本文中緊跟著詳細(xì)描述的權(quán)利要求書明確地合并到此詳細(xì)描述中，且每個(gè)權(quán)利要求獨(dú)立地代表本發(fā)明的單獨(dú)實(shí)施例。而且，雖然本文所描述的某些實(shí)施例包括一些特征而不包括包括在其它實(shí)施例中的其它特征，不同實(shí)施例的特征的組合意味處于本發(fā)明的范圍內(nèi)，且形成不同實(shí)施例，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解。舉例而言，在下面的權(quán)利要求書中，所主張的實(shí)施例中的任何實(shí)施例可以以任何組合方式使用。而且，某些實(shí)施例在本文中描述為可由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的處理器或者由實(shí)現(xiàn)該功能的其它裝置實(shí)施的方法或方法要素的組合。因此，具有用于執(zhí)行這種方法或方法要素的必需指令的處理器形成用于執(zhí)行方法或方法要素的裝置。而且，本文描述的設(shè)備實(shí)施例的元件是用于實(shí)現(xiàn)由實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的元件所執(zhí)行的功能的裝置的實(shí)例。在本文所提供的描述中，陳述了多種具體細(xì)節(jié)。但是，應(yīng)了解可在無(wú)這些具體細(xì)節(jié)的情況下實(shí)踐本發(fā)明的實(shí)施例。在其它情形中，并未詳細(xì)地示出熟知的方法、結(jié)構(gòu)和技術(shù)， 以便不混淆對(duì)本說(shuō)明書的理解?，F(xiàn)將通過(guò)本發(fā)明的若干實(shí)施例的詳細(xì)描述來(lái)描述本發(fā)明。顯然，在不偏離本發(fā)明的真實(shí)精神或技術(shù)教導(dǎo)的情況下，本發(fā)明的其它實(shí)施例可根據(jù)本領(lǐng)域技術(shù)人員的知識(shí)來(lái)配置，本發(fā)明僅受到所附權(quán)利要求的限制。本發(fā)明提供微流體設(shè)備，提供用于形成這樣的微流體設(shè)備的方法，以及用于控制樣品流體從這樣的微流體設(shè)備的第一流體隔室到第二流體隔室內(nèi)流動(dòng)的方法。本發(fā)明的實(shí)施例提出使用至少一個(gè)微機(jī)械致動(dòng)器元件來(lái)克服由兩個(gè)相鄰流體隔室之間的流體彎液面形成的(被動(dòng))閥的存在所造成的壓力屏障?？朔藟毫ζ琳媳匦杩刂屏黧w樣品從第一隔室到第二隔室內(nèi)的流動(dòng)。在第一方面，本發(fā)明提供一種微流體設(shè)備或生物芯片，其包括 第一流體隔室，
第二流體隔室，以及
至少一個(gè)微機(jī)械致動(dòng)器元件，其在使用時(shí)用于迫使樣品流體從第一流體隔室流到第二流體隔室。本發(fā)明的實(shí)施例提供設(shè)計(jì)微流體設(shè)備的自由，因?yàn)槠渲斜仨毚鎯?chǔ)液體的反應(yīng)腔室 (也被稱作流體隔室)的入口無(wú)需連接到外部泵和閥以選擇必須被填充的反應(yīng)腔室以及控制樣品流體從一個(gè)流體隔室到另一個(gè)流體隔室的流動(dòng)。而且，由于無(wú)需外部泵和閥，因此可改進(jìn)微流體設(shè)備的靈活性、簡(jiǎn)單性和便攜性。為了克服由在第一流體隔室與第二流體隔室之間的流體彎液面形成的(被動(dòng))閥的存在所造成的壓力屏障，至少一個(gè)微機(jī)械致動(dòng)器元件靠近流體彎液面放置使得微機(jī)械致
8動(dòng)器元件的致動(dòng)造成
(i)流體彎液面的扭曲，例如打破，和/或
( )例如橫跨屏障形成疏水性/親水性路徑來(lái)降低表面張力，和/或 (iii)通過(guò)強(qiáng)制流動(dòng)而橫跨屏障形成流體驅(qū)替。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可使用電場(chǎng)、磁場(chǎng)、電磁輻射或熱控制來(lái)控制至少一個(gè)微機(jī)械致動(dòng)器元件。用于施加這些致動(dòng)場(chǎng)的裝置可合并在生物芯片或其中放置生物芯片的盒內(nèi)以測(cè)量并讀出結(jié)果。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的微流體設(shè)備包括至少一個(gè)集成的微機(jī)械致動(dòng)器元件，也被稱作集成致動(dòng)器元件。致動(dòng)器元件可(例如)在本發(fā)明的任何實(shí)施例中為單壓電晶片 (unimorphs)或雙壓電晶片(bimorphs)或多壓電晶片(multimorphs)。根據(jù)本發(fā)明，集成微機(jī)械致動(dòng)器元件可優(yōu)選地基于聚合物材料。合適材料可見(jiàn)于書本“Electroactive Polymer (ΕΑΡ) Actuators as Artificial Muscles'Mle$t Bar-Cohen, SPIE Press, 2004。 {Si， 其它材料也可用于微機(jī)械致動(dòng)器元件?？捎糜谛纬筛鶕?jù)本發(fā)明的實(shí)施例的微機(jī)械致動(dòng)器元件的材料應(yīng)使得形成的微機(jī)械致動(dòng)器元件具有以下特性
-微機(jī)械致動(dòng)器元件應(yīng)為柔順的，即非剛性的， -微機(jī)械致動(dòng)器元件應(yīng)為韌性的，即非脆性的，
-機(jī)械致動(dòng)器元件應(yīng)通過(guò)彎曲或改變形狀而對(duì)特定刺激(諸如光、電場(chǎng)、磁場(chǎng)等)做出響應(yīng)，以及
-微機(jī)械致動(dòng)器元件應(yīng)易于借助于相對(duì)廉價(jià)的過(guò)程來(lái)處理。取決于致動(dòng)刺激的類型，用于形成微機(jī)械致動(dòng)器元件的材料可能不得不被功能化?？紤]上述總結(jié)的列表的第一特性、第二特性和第四特性，對(duì)于致動(dòng)器的至少一部分而言，優(yōu)選聚合物。根據(jù)本發(fā)明可使用大多數(shù)類型的聚合物，除了很脆的聚合物之外，諸如聚苯乙烯，其并不太適于與本發(fā)明一起使用。在某些情況下，例如，在靜電或磁性致動(dòng)(參看下文)的情況下，可使用金屬來(lái)形成微機(jī)械致動(dòng)器元件或者可為致動(dòng)器元件的部分，例如在離子化(ionomeric)聚合物-金屬?gòu)?fù)合物(IPMC)中。舉例而言，對(duì)于磁性致動(dòng)而言，可使用FeNi或另一磁性材料來(lái)形成致動(dòng)器元件。但金屬的缺點(diǎn)可為機(jī)械疲勞和處理花費(fèi)。也可由復(fù)合材料，例如包含磁性粒子的聚合物基質(zhì)來(lái)獲得磁性材料。粒子可為順磁性(例如， 鐵氧體納米粒子)或鐵磁性(例如，鐵、鈷或鈷鐵氧體)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可使用所有合適材料，S卩，可使用(例如)通過(guò)響應(yīng)于外部刺激而機(jī)械地變形從而能夠改變形狀的所有合適材料。示出此機(jī)械響應(yīng)且可應(yīng)用于形成用于根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的設(shè)備和方法中的致動(dòng)器元件的傳統(tǒng)材料可為電活性 (electro-active)壓電陶瓷，諸如，鈦酸鋇、石英或鋯鈦酸鉛(PZT)。這些材料可通過(guò)擴(kuò)張而對(duì)所施加的外部刺激(諸如所施加的電場(chǎng))做出響應(yīng)。但是，電活性陶瓷的重要缺陷在于它們是脆性的，即，它們相當(dāng)容易破裂。而且，用于電活性陶瓷的處理技術(shù)相當(dāng)昂貴且不能擴(kuò)展(scale up)至較大表面積。因此，電活性壓電陶瓷僅可適合于有限的幾種情況。最近開(kāi)發(fā)的響應(yīng)材料類別是形狀記憶合金(SMA)類別。其為當(dāng)金屬被加熱高于特定溫度時(shí)具有返回到所記憶形狀或大小的能力的金屬。因此，此處的刺激為溫度變化。一般而言，那些金屬可在低溫變形且將在暴露于高溫時(shí)由于在臨界溫度發(fā)生相變而返回到其原始形狀。這些SMA的實(shí)例可為NiTi或者銅鋁基合金(例如，CuZnAl和CuAl)。而且，SMA具有某些缺陷且因此限制這些材料可用于形成致動(dòng)器元件的情況數(shù)量。合金制造和機(jī)械加工起來(lái)相對(duì)昂貴，且大表面積處理并不太容易進(jìn)行。而且，大部分SMA具有較差的疲勞屬性，這意味著在有限次數(shù)的負(fù)載循環(huán)后，材料可能會(huì)無(wú)效?？墒褂玫钠渌牧习ㄋ行问降碾娀钚跃酆衔?ΕΑΡ)。它們可很籠統(tǒng)地分為兩類離子型和電子型。電子激活的EAP包括電致伸縮(例如，電致伸縮移植彈性體)聚合物、靜電(介電)聚合物、壓電聚合物、磁性聚合物、電黏彈性聚合物、液晶彈性體聚合物和鐵電致動(dòng)聚合物中的任合種類。離子EAP包括凝膠，諸如離子聚合物凝膠、離子聚合物-金屬?gòu)?fù)合物(IPMC)、導(dǎo)電聚合物和碳納米管。這些材料可展示導(dǎo)電或光子屬性，或者可被化學(xué)激活，即，不可電性地變形。由于上述原因，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，微機(jī)械致動(dòng)器元件可優(yōu)選地由聚合物材料形成或者包括聚合物材料作為其構(gòu)造的部分。因此，在下面的描述中，本發(fā)明將借助于聚合物致動(dòng)器元件或PolyMEMS來(lái)描述。但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)了解，本發(fā)明也可應(yīng)用于使用如上文所述的聚合物之外的其它材料形成致動(dòng)器元件的時(shí)候。聚合物材料通常為韌性而非脆性，相對(duì)廉價(jià)，彈性高達(dá)大的應(yīng)變(高達(dá)10%)且提供可利用簡(jiǎn)單過(guò)程在大表面積上進(jìn)行處理的前景。圖3示出本發(fā)明的微流體設(shè)備的部分的第一實(shí)施例。該設(shè)備包括第一流體隔室10 與第二流體隔室11。在本實(shí)施例中，第一流體隔室10是毛細(xì)作用流體隔室。第二流體隔室11可為反應(yīng)腔室或測(cè)量腔室。樣品流體12提供在第一毛細(xì)作用隔室10中。受毛細(xì)作用力驅(qū)動(dòng)，樣品流體12通過(guò)第一隔室10流動(dòng)以被提供到第二流體隔室11。在第一毛細(xì)作用隔室10的端部，或者換言之，在第二流體隔室11的入口處，形成流體彎液面13(參看圖 3(a))，其防止樣品流體12流入到第二流體隔室11內(nèi)。因此，需要某種力來(lái)以某種方式破壞流體彎液面13并允許樣品流體12流入到第二流體隔室11內(nèi)。因此，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，微流體設(shè)備包括至少一個(gè)微機(jī)械致動(dòng)器元件14 (參看圖3 (b))。根據(jù)本實(shí)施例，微機(jī)械致動(dòng)器元件14可為polyMEMS致動(dòng)器，其靠近彎液面13放置。在給出的實(shí)例中，微機(jī)械致動(dòng)器元件14可位于第二流體隔室11中。但根據(jù)本發(fā)明的其它實(shí)施例，微機(jī)械致動(dòng)器元件 14也可位于第一流體隔室10中(參看下文)。微機(jī)械致動(dòng)器元件14包括基板15。在基板15上形成下電極16，在下電極16上提供第一絕緣膜17。該結(jié)構(gòu)還包括第二絕緣膜18，第二絕緣膜18由上電極19覆蓋。當(dāng)該設(shè)備并不運(yùn)作時(shí)，或者換言之，當(dāng)不存在樣品流體12時(shí)，微機(jī)械致動(dòng)器元件14處于卷曲形狀，如在圖3的上圖中所示。通過(guò)致動(dòng)微機(jī)械致動(dòng)器元件14，其伸展或展開(kāi)，從而打破流體彎液面13。所形成的流體彎液面13的扭曲發(fā)起樣品流體12從第一隔室10到第二隔室11 內(nèi)的流動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，微機(jī)械致動(dòng)器元件14的致動(dòng)可以不同方式執(zhí)行，諸如電氣地，光學(xué)地，磁性地或者通過(guò)加熱執(zhí)行。在圖4中示出根據(jù)本發(fā)明的微流體設(shè)備的第二實(shí)施例。根據(jù)第二實(shí)施例，微機(jī)械致動(dòng)器元件14 (參看圖4(b))的第二絕緣膜18被涂覆表面活性劑20以降低流體彎液面13 附近的表面能。根據(jù)本實(shí)施例，微流體設(shè)備可包括多個(gè)微機(jī)械致動(dòng)器元件14，它們位于流體彎液面13附近。這在圖4(a)中示出，其中區(qū)塊21代表微機(jī)械致動(dòng)器元件14的組。在微機(jī)械致動(dòng)器元件14的區(qū)塊21內(nèi)，致動(dòng)器14可以排列成陣列(參看下文)。當(dāng)該設(shè)備并不運(yùn)作時(shí)，或者換言之，當(dāng)不存在樣品流體12時(shí)，微機(jī)械致動(dòng)器元件14處于卷曲形狀，如在圖4(b)中所示。通過(guò)致動(dòng)微機(jī)械致動(dòng)器元件14使之展開(kāi)而使表面活性劑20與流體彎液面 13接觸。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，微機(jī)械致動(dòng)器元件14的致動(dòng)可以不同方式執(zhí)行，諸如電氣地，光學(xué)地，磁性地或者通過(guò)加熱來(lái)執(zhí)行。取決于微流體設(shè)備所期望作用于的樣品流體12， 表面活性劑20可不同，例如可為極性的或非極性的。由于歸因于表面活性劑20在流體彎液面13附近的存在的微機(jī)械致動(dòng)器元件14的低表面能，樣品流體12可開(kāi)始從第一隔室10 流到第二隔室11。根據(jù)第二實(shí)施例，微機(jī)械致動(dòng)器元件14可如關(guān)于第一實(shí)施例所討論的那樣進(jìn)行建置。 圖5示出根據(jù)本發(fā)明的微流體設(shè)備的第三實(shí)施例。在此第三實(shí)施例中，多個(gè)微機(jī)械致動(dòng)器元件14位于止回閥的頸部并因此在第一流體隔室10中。這在圖5(a)中示出，其中區(qū)塊21代表微機(jī)械致動(dòng)器元件14的組。在這樣的區(qū)塊21內(nèi)，微機(jī)械致動(dòng)器元件14可排列成陣列(參看圖5(b)，其示出展開(kāi)的微機(jī)械致動(dòng)器元件14)。根據(jù)第三實(shí)施例，微機(jī)械致動(dòng)器元件14可如關(guān)于第一實(shí)施例所討論的那樣進(jìn)行建置。在第二流體隔室11的入口方向上致動(dòng)微機(jī)械致動(dòng)器元件14，S卩，打開(kāi)(伸展)和關(guān)閉(卷曲)微機(jī)械致動(dòng)器元件14以形成流體驅(qū)替。當(dāng)通過(guò)這樣生成的流體驅(qū)替所積聚的壓力足夠大時(shí)，將打破彎液面且允許樣品流體12從第一流體隔室10流入到第二流體隔室11。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，微機(jī)械致動(dòng)器元件14的致動(dòng)可以不同方式執(zhí)行，諸如電氣地， 光學(xué)地，磁性地或者通過(guò)加熱地執(zhí)行。在第四實(shí)施例中，微流體設(shè)備還可包括用于確定樣品流體12何時(shí)流入到第二流體隔室11內(nèi)的裝置。用于確定樣品流體12何時(shí)流入到第二流體隔室11內(nèi)的裝置可包括電極22，電極22位于第二流體隔室11中，例如在第二流體隔室11的內(nèi)壁23處。根據(jù)本實(shí)施例，多個(gè)微機(jī)械致動(dòng)器元件14位于止回閥的頸部且因此在第一流體隔室10中。這在圖 6中示出，其中區(qū)塊21代表微機(jī)械致動(dòng)器元件14的組。如從圖6可看出，電極22位于流體彎液面13 (還被稱作流體屏障)的不同于多個(gè)微機(jī)械致動(dòng)器元件14的側(cè)部。多個(gè)微機(jī)械致動(dòng)器元件14通過(guò)連接24電耦接到電極22。類似于在前面的實(shí)施例中所述，通過(guò)致動(dòng)微機(jī)械致動(dòng)器元件14，S卩，通過(guò)在第二流體隔室11的入口方向上打開(kāi)(伸展)和關(guān)閉(卷曲)微機(jī)械致動(dòng)器元件14，形成流體驅(qū)替。當(dāng)通過(guò)這樣生成的流體驅(qū)替所積聚的壓力足夠大時(shí)，將打破彎液面13且允許樣品流體12從第一流體隔室10流入到第二流體隔室11。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，微機(jī)械致動(dòng)器元件14的致動(dòng)可以不同方式執(zhí)行，諸如電氣地，光學(xué)地， 磁性地或者通過(guò)加熱地執(zhí)行。根據(jù)第四實(shí)施例，微機(jī)械致動(dòng)器元件14可如上文關(guān)于第一， 第二和第三實(shí)施例所述的那樣進(jìn)行建置。當(dāng)樣品流體12從第一流體隔室10到第二流體隔室11的驅(qū)替發(fā)生時(shí)，由于樣品流體12中的離子，電子電路將閉合，然后可檢測(cè)電流。以此方式，形成流體驅(qū)替?zhèn)鞲衅?。可替換地，作為圖6中所示的在第二流體隔室11中提供電極22的替代，電極22 可提供在樣品流體12中且多個(gè)微機(jī)械致動(dòng)器元件14可提供在第二流體隔室11 (在附圖中未示出)中。在此情況下，多個(gè)微機(jī)械致動(dòng)器元件14位于無(wú)樣品流體12的隔室11中，并且監(jiān)視樣品流體12中存在的電極與公共電極之間的電容允許測(cè)量致動(dòng)器元件14的狀態(tài)和 /或確定樣品流體12在致動(dòng)器元件14上的存在。根據(jù)第四實(shí)施例，微機(jī)械致動(dòng)器元件14可如關(guān)于第一實(shí)施例所討論的那樣進(jìn)行建置。
根據(jù)圖7中所示的本發(fā)明的第一方面的第五實(shí)施例，作為在止回閥附近使用微機(jī)械致動(dòng)器元件14的替代，本發(fā)明的原理也可結(jié)合非濕潤(rùn)區(qū)25來(lái)應(yīng)用，非濕潤(rùn)區(qū)25充當(dāng)流體停止區(qū)(fluidic stop)。在此情況下，在非濕潤(rùn)區(qū)25之前的流體隔室被稱作第一流體隔室10且在非濕潤(rùn)區(qū)25之后的流體隔室被稱作第二流體隔室11?？梢圆煌绞剑?，通過(guò)印刷、自行組裝或通過(guò)使用遮罩步驟來(lái)形成非濕潤(rùn)區(qū)25。取決于樣品流體12的性質(zhì)，非濕潤(rùn)區(qū)25可被制成疏水性或親水性。根據(jù)此第五實(shí)施例，微機(jī)械致動(dòng)器元件14存在的目的不是為了破壞流體彎液面13。而是，當(dāng)展開(kāi)時(shí)，致動(dòng)器在第一流體隔室10與第二流體隔室 11之間的非濕潤(rùn)區(qū)25上形成橋。因此微致動(dòng)器材料應(yīng)濕潤(rùn)，即，其表面能應(yīng)類似于隔室10 和11表面的表面能。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，微機(jī)械致動(dòng)器元件14的致動(dòng)可以不同方式執(zhí)行，諸如電氣地，光學(xué)地，磁性地或者通過(guò)加熱地進(jìn)行執(zhí)行。根據(jù)第五的實(shí)施例，微機(jī)械致動(dòng)器元件14可如關(guān)于第一實(shí)施例所討論的那樣進(jìn)
行建置。在第二方面本發(fā)明提供用于制造微流體設(shè)備的方法。該方法包括 -提供第一流體隔室10，
-提供第二流體隔室11，以及
-提供至少一個(gè)微機(jī)械致動(dòng)器元件14，其在使用中迫使樣品流體12從第一流體隔室10 流到第二流體隔室11內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，至少一個(gè)微機(jī)械致動(dòng)器元件14可提供在第一流體隔室中。 根據(jù)本發(fā)明的其它實(shí)施例，至少一個(gè)微機(jī)械致動(dòng)器元件14可提供于第一流體隔室中11。 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，至少一個(gè)微機(jī)械致動(dòng)器元件14可被涂覆表面活性劑以降低流體彎液面13附近的表面能。因此，該方法還可包括提供用于檢測(cè)樣品流體何時(shí)從第一流體隔室10流入到第二流體隔室11內(nèi)的裝置。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，用于確定樣品流體何時(shí)從第一流體隔室10 流到第二流體隔室11內(nèi)的裝置可包括與至少一個(gè)微機(jī)械致動(dòng)器元件14電接觸的電極22。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該方法還可以包括在第一流體隔室10與第二流體隔室11 之間提供非濕潤(rùn)區(qū)25。在另一方面，本發(fā)明提供用于控制樣品流體12從微流體設(shè)備的第一流體隔室10 到第二流體隔室11流動(dòng)的方法。該方法包括
-將樣品流體12施加到第一流體隔室10，以及
-致動(dòng)至少一個(gè)微機(jī)械致動(dòng)器元件14以允許樣品流體12從第一流體隔室流10流到第二流體隔室11。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可以電氣地、光學(xué)地、磁性地或通過(guò)加熱來(lái)執(zhí)行對(duì)至少一個(gè)微機(jī)械致動(dòng)器元件14的致動(dòng)。該方法還可包括確定樣品流體12何時(shí)流入到第二流體隔室11內(nèi)。這可借助于電極22來(lái)進(jìn)行，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，電極22可位于第二流體隔室11的內(nèi)壁23處。電極22與第一流體隔室10中存在的至少一個(gè)微機(jī)械致動(dòng)器元件14電連接。根據(jù)其它實(shí)施例，電極 22可存在于第一流體隔室10中，而至少一個(gè)微機(jī)械致動(dòng)器元件14存在于第二流體隔室11 中。在另外的方面，本發(fā)明還提供一種用于微流體系統(tǒng)中的系統(tǒng)控制器30以控制樣品流體12從根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的微流體設(shè)備的第一流體隔室10到第二流體隔室11的流動(dòng)。在圖8中示意性地示出的系統(tǒng)控制器30可控制微流體設(shè)備的總體操作從而控制流體從微流體系統(tǒng)的一個(gè)隔室到另一個(gè)隔室的流動(dòng)。根據(jù)本方面的系統(tǒng)控制器30可包括控制單元31，用于控制致動(dòng)裝置32來(lái)致動(dòng)微流體設(shè)備的至少一個(gè)微機(jī)械致動(dòng)器元件14。致動(dòng)裝置32可為電致動(dòng)裝置、光學(xué)致動(dòng)裝置、磁性致動(dòng)裝置或加熱裝置。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言清楚的是，系統(tǒng)控制器30可包括其它控制單元用于控制微流體系統(tǒng)的其它部分；但是，這樣的其它控制單元在圖8中未示出。系統(tǒng)控制器30可包括計(jì)算設(shè)備，例如，微處理器，例如，其可為微控制器。特別地， 其可包括可編程的控制器，例如可編程的數(shù)字邏輯設(shè)備，諸如可編程的陣列邏輯(PAL)，可編程的邏輯陣列、可編程的門陣列，特別是現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)。FPGA的使用例如通過(guò)下載FPGA的所需設(shè)置來(lái)允許隨后對(duì)微流體設(shè)備進(jìn)行編程。系統(tǒng)控制器30可根據(jù)可設(shè)置的參數(shù)來(lái)操作。用于控制樣品流體12從根據(jù) 本發(fā)明的實(shí)施例的微流體設(shè)備的第一流體隔室10到第二流體隔室11的流動(dòng)的方法可實(shí)施于例如圖9所示的處理系統(tǒng)50中。圖9示出處理系統(tǒng)50的一種配置，其包括耦接到存儲(chǔ)器子系統(tǒng)52的至少一個(gè)可編程的處理器51，存儲(chǔ)器子系統(tǒng)52包括至少一種形式的存儲(chǔ)器，例如RAM、ROM等。應(yīng)當(dāng)指出的是，一個(gè)或多個(gè)處理器 51可為通用的，或者專用的處理器，且可包括在例如具有執(zhí)行其它功能的其它構(gòu)件的芯片的設(shè)備中。因此，本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面可實(shí)施于數(shù)字電子電路中，或者在計(jì)算機(jī)硬件、 固件、軟件或者它們的組合中。處理系統(tǒng)可包括存儲(chǔ)子系統(tǒng)53，其具有至少一個(gè)盤驅(qū)動(dòng)器和 /或⑶-ROM驅(qū)動(dòng)器和/或DVD驅(qū)動(dòng)器。在某些實(shí)施方式中，可包括顯示系統(tǒng)、鍵盤和指示設(shè)備作為用戶接口子系統(tǒng)54的部分以提供給用戶用于手動(dòng)輸入信息。也可包括用于輸入和輸出數(shù)據(jù)(例如，所需或所獲得的流率)的端口?？砂ǜ嗟脑?，諸如網(wǎng)絡(luò)連接器，到各個(gè)設(shè)備的接口等，但在圖9中未示出。處理系統(tǒng)50的各個(gè)元件可以各種方式耦接，包括經(jīng)由總線子系統(tǒng)55，為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，在圖9中示出為單個(gè)總線，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)了解包括至少一個(gè)總線的系統(tǒng)。存儲(chǔ)器子系統(tǒng)52的存儲(chǔ)器有時(shí)可保持一組指令中的部分或全部 (如示為56的任一情況下)，這組指令在處理系統(tǒng)50上執(zhí)行時(shí)實(shí)施本文所述的方法實(shí)施例的步驟。因此，雖然諸如圖9所示的處理系統(tǒng)50是現(xiàn)有技術(shù)，但包括用于實(shí)施控制樣品流體12從微流體設(shè)備的第一流體隔室10到第二流體隔室11的流動(dòng)的方法的方面的指令的系統(tǒng)并非現(xiàn)有技術(shù)，且因此圖9不應(yīng)被標(biāo)記為現(xiàn)有技術(shù)。本發(fā)明還包括在計(jì)算設(shè)備上執(zhí)行時(shí)提供根據(jù)本發(fā)明的方法中任何方法的功能的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。這樣的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品可有形地實(shí)施于載體介質(zhì)中，載體介質(zhì)攜帶由可編程的處理器執(zhí)行的機(jī)器可讀代碼。因此本發(fā)明涉及攜帶計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的載體介質(zhì)，計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品在計(jì)算裝置上執(zhí)行時(shí)提供用于執(zhí)行如上文所述的方法中的任何方法的指令。 用語(yǔ)“載體介質(zhì)”指代參與向處理器提供用于執(zhí)行的指令的任何介質(zhì)。這樣的介質(zhì)可呈許多形式，包括(但不限于)非揮發(fā)性媒介和傳輸媒介。非揮發(fā)性媒介包括(例如)光盤或磁盤，諸如為大容量存儲(chǔ)器的部分的存儲(chǔ)設(shè)備。計(jì)算機(jī)可讀媒介的普通形式包括CD-R0M、DVD、 柔性盤或軟盤、磁帶、存儲(chǔ)器芯片或儲(chǔ)存盒或者計(jì)算機(jī)可從中讀取的任何其它介質(zhì)。各種形式的計(jì)算機(jī)可讀媒介可參與將一個(gè)或多個(gè)指令的一個(gè)或多個(gè)序列輸送到處理器來(lái)執(zhí)行。計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品也可經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)(諸如LAN、WAN或因特網(wǎng))中的載波傳輸。傳輸媒介可呈聲波或光波的形式，諸如那些在無(wú)線電波和紅外數(shù)據(jù)通信中所生成的波。傳輸介質(zhì)包括同軸電
纜、銅線和光纖，包括這樣的電線，該電線包括位于計(jì)算機(jī)內(nèi)的總線。 應(yīng)了解，盡管在本文中針對(duì)根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備討論了優(yōu)選實(shí)施例、具體構(gòu)造和配
置以及材料，在不偏離本發(fā)明的范圍和精神的情況下可以做出各種形式和細(xì)節(jié)的變化或修改。
權(quán)利要求
1.一種微流體設(shè)備，其包括 第一流體隔室(10)， 第二流體隔室(11)，以及至少一個(gè)微機(jī)械致動(dòng)器元件(14)，其在使用中用于允許樣品流體從第一流體隔室(10)流到第二流體隔室(11)，所述微機(jī)械致動(dòng)器元件的致動(dòng)造成 流體彎液面的扭曲或打破，和/或例如通過(guò)橫跨屏障形成疏水性/親水性路徑來(lái)降低表面張力，和/或通過(guò)強(qiáng)制流動(dòng)而橫跨所述屏障形成流體驅(qū)替。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微流體設(shè)備，其中所述至少一個(gè)微機(jī)械致動(dòng)器元件(14)位于所述第一流體隔室(10)中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微流體設(shè)備，其中所述至少一個(gè)微機(jī)械致動(dòng)器元件(14)位于所述第二流體隔室(11)中。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的微流體設(shè)備，其中所述至少一個(gè)微機(jī)械致動(dòng)器元件(14)被涂覆表面活性劑。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的微流體設(shè)備，其中所述微流體設(shè)備包括多個(gè)微機(jī)械致動(dòng)器元件(14)，所述多個(gè)微機(jī)械致動(dòng)器元件(14)被分組為多個(gè)微機(jī)械致動(dòng)器元件 (14)的至少一個(gè)區(qū)塊(21)。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的微流體設(shè)備，其中所述微流體設(shè)備還包括用于確定所述樣品流體(1 何時(shí)流入到所述第二流體隔室(11)內(nèi)的裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的微流體設(shè)備，其中用于確定樣品流體(1 何時(shí)流到第二流體隔室(11)內(nèi)的裝置包括與至少一個(gè)微機(jī)械致動(dòng)器元件(14)電連接的電極02)。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的微流體設(shè)備，其中所述微流體設(shè)備還包括在第一流體隔室與第二流體隔室之間的非濕潤(rùn)區(qū)。
9.一種用于制造微流體設(shè)備的方法，所述方法包括 提供第一流體隔室(10)，提供第二流體隔室(11)，以及提供至少一個(gè)微機(jī)械致動(dòng)器元件(14)，其用于在使用中允許樣品流體(1 從第一流體隔室(10)流到第二流體隔室(11)，所述微機(jī)械致動(dòng)器元件的致動(dòng)造成 流體彎液面的扭曲或打破，和/或例如通過(guò)橫跨屏障形成疏水性/親水性路徑來(lái)降低表面張力，和/或通過(guò)強(qiáng)制流動(dòng)而橫跨屏障形成流體驅(qū)替。
10.用于控制樣品流體(1 從微流體設(shè)備的第一流體隔室(10)向第二流體隔室(11)流動(dòng)的方法，所述方法包括將樣品流體(1 施加到所述第一流體隔室(10)，以及致動(dòng)至少一個(gè)微機(jī)械致動(dòng)器元件(14)以允許所述樣品流體(1 從所述第一流體隔室 (10)流到第二流體隔室(11)，所述微機(jī)械致動(dòng)器元件的致動(dòng)造成 流體彎液面的扭曲或打破，和/或例如通過(guò)橫跨屏障形成疏水性/親水性路徑來(lái)降低表面張力，和/或通過(guò)強(qiáng)制流動(dòng)而橫跨屏障形成流體驅(qū)替。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中電氣地、光學(xué)地、磁性地或通過(guò)加熱來(lái)執(zhí)行對(duì)至少一個(gè)微機(jī)械致動(dòng)器元件(14)的致動(dòng)。
12.根據(jù)述權(quán)利要求10或11所述的方法，其還包括用于確定所述樣品流體(1 何時(shí)流入到所述第二流體隔室(11)內(nèi)的裝置。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中用于確定所述樣品流體(1 何時(shí)流到所述第二流體隔室(11)內(nèi)的裝置包括與至少一個(gè)微機(jī)械致動(dòng)器元件(14)電連接的電極02)。
14.一種用于控制樣品流體(1 從微流體設(shè)備的第一流體隔室(10)向第二流體隔室 (11)流動(dòng)的控制器(30)，所述控制器包括控制單元(31)，用于控制致動(dòng)裝置(3 以致動(dòng)所述微流體設(shè)備的至少一個(gè)微機(jī)械致動(dòng)器元件(14)，所述微機(jī)械致動(dòng)器元件的致動(dòng)造成流體彎液面的扭曲或打破，和/或例如通過(guò)橫跨屏障形成疏水性/親水性路徑來(lái)降低表面張力，和/或通過(guò)強(qiáng)制流動(dòng)而橫跨所述屏障形成流體驅(qū)替。
15.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其用于在計(jì)算裝置上執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求10至13中任一項(xiàng)所述的方法。
全文摘要
本發(fā)明提供一種微流體設(shè)備。該微流體設(shè)備包括第一流體隔室(10)與第二流體隔室(11)。微流體設(shè)備還包括至少一個(gè)微機(jī)械致動(dòng)器元件(14)，該微機(jī)械致動(dòng)器元件(14)用于在使用中迫使樣品流體從第一流體隔室(10)流到第二流體隔室(11)。
文檔編號(hào)B01L3/00GK102159863SQ200980136434
公開(kāi)日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2009年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月17日
發(fā)明者J·M·J·鄧圖恩德, M·A·雷梅, M·F·吉利斯, M·W·G·龐杰 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司