專(zhuān)利名稱(chēng)：：用于微流體系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明一般涉及微流體系統(tǒng)，并且具體涉及在這種系統(tǒng)中使用的開(kāi)關(guān)、過(guò)濾器和其它功能部件。雖然將關(guān)于片狀的紙基基底描述本發(fā)明，但是應(yīng)理解本發(fā)明不局限于由該材料制成的基底，并且可以在其它材料的基底上使用，例如親水性聚合物基底。
背景技術(shù)：
：在紙和其它織造和非織造纖維及多孔表面上制造廉價(jià)的微流體通道以產(chǎn)生微流體系統(tǒng)的概念已被成功地證明。片狀的紙是容易獲得的，并且能夠制造用于這種微流體系統(tǒng)的非常低成本的基底。建立這種系統(tǒng)的一個(gè)目的是制造低成本的生物分析和指示裝置，其直接設(shè)想的應(yīng)用是檢測(cè)飲用水中的水生細(xì)菌、體液中的某種特定蛋白質(zhì)或生物標(biāo)記的存在(癌癥測(cè)試)、人或動(dòng)物血樣及尿樣中的葡萄糖及其它生化物質(zhì)的水平。低成本紙基生物分析和環(huán)境分析裝置的發(fā)展到目前為止已允許快速的和單步的反應(yīng)以檢測(cè)流體樣本中的分析物。由Whitesides領(lǐng)導(dǎo)的哈佛大學(xué)的研究者們(見(jiàn)Martinez，Α.W.，Phillips,S.Τ.，Butte,Μ.J.和WhitesidesG.Μ.,"PlatformforInexpensive,Low-Volume，PortableBioassays”，Angew.Chem.Int.Ed.46,1318-1320(2007))近來(lái)通過(guò)印刷常規(guī)光致抗蝕劑聚合物(PDMQ圖案而在紙上創(chuàng)建通道。紙?zhí)峁┟?xì)管通道，而光致抗蝕劑聚合物形成定義該通道的屏障。最近，該哈佛的小組使用x_y繪圖儀在紙表面上繪制通道(BBruzewicz,D.A.，Reches,M.禾口Whitesides，G.Μ.,"Low-CostPrintingofPoly(dimethylsiloxane)BarrierstoDefineMicrochannelsinPaper,AnalChem.80,3387-3392(2008)以及Martinez，A.W.；Phillips,S.T.；Carrilho,E.；Thomas111,S.W.；Sindi,H.；ffhitesides,G.Μ.,"Simpletelemedicinefordevelopingregions:cameraphonesandpaper-basedmicrofluidicdevicesforreal-time,off-sitediagnosis".Anal.Chem.80(2008)3699-3707)。將繪圖儀的筆填充以聚二甲基硅氧烷(PDMS)在己烷中的疏水溶液，并產(chǎn)生大量帶有Icm到2mm寬的通道的IOcm長(zhǎng)的圖案。他們的第二個(gè)在紙表面上創(chuàng)建的微通道系統(tǒng)克服了第一個(gè)微通道系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)，即，常規(guī)光致抗蝕劑聚合物的堅(jiān)硬和易碎的屏障材料。然而，他們的第二個(gè)系統(tǒng)具有較差的通道分辨率和清晰度，因?yàn)椴荒芸刂芇DMS溶液在紙張中的穿透度。在美國(guó)7125639，即分子傳遞光刻中，發(fā)明人CharlesDanielSchaper(分類(lèi)430/253,430/258)描述了一種用于圖案化基底的過(guò)程，包括步驟1)用光敏材料涂覆載體，2)將光敏材料暴露于輻射的圖案，以及幻將暴露的材料物理地傳遞到基底上。在PaulGClem等人的美國(guó)6518168，即自組裝單層直接表面圖案化(提交日11/02/1998)中，一種用于形成沉積在表面上的材料的圖案的技術(shù)包括在表面上以一圖案形成自組裝單層，以及經(jīng)由化學(xué)氣相沉積或經(jīng)由溶膠-凝膠處理，以與自組裝的單層圖案互補(bǔ)的圖案在表面上沉積材料。該材料可以是金屬、金屬氧化物等。在BUTTE，Manish，J.等人的W0/2008/060449，即微流體檢測(cè)器(申請(qǐng)日9-11/2007)中，提供了用于確定指示疾病狀態(tài)的分析物的物件和方法。在一些實(shí)施例中，這里所描述的物件和方法能夠用于定性或定量地確定流體樣本中某成分的存在，該成分諸如是特定類(lèi)型的細(xì)胞。在一個(gè)具體實(shí)施例中，提供了用于快速檢測(cè)T細(xì)胞的低成本微流體系統(tǒng)。該微流體系統(tǒng)可以使用通道中的固定化抗體和粘附分子以從諸如少量血液的流體樣本中捕捉T細(xì)胞?？梢允褂脤?zhuān)門(mén)針對(duì)T細(xì)胞受體(TCR)的抗體，以金屬膠體(例如金納米微粒)標(biāo)記所捕捉的T細(xì)胞，并且可以將金屬銀催化沉淀到這些細(xì)胞上?？梢詫?duì)所捕捉的T細(xì)胞的數(shù)量進(jìn)行計(jì)數(shù)，并且所捕捉的T細(xì)胞的數(shù)量可以指示病人的疾病狀態(tài)，諸如重癥綜合型免疫缺乏癥或人類(lèi)免疫缺陷病毒。上述專(zhuān)利均未描述任何用于在微流體系統(tǒng)中控制流體的運(yùn)動(dòng)或以其它方式影響流體的功能部件。另外，不能通過(guò)上述系統(tǒng)進(jìn)行多步驟反應(yīng)。因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種包括這種功能部件的微流體系統(tǒng)。本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選目的是提供一種微流體系統(tǒng)，其允許進(jìn)行多步驟反應(yīng)或功能。
發(fā)明內(nèi)容根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種微流體系統(tǒng)，包括片狀基底；被支持在該基底的表面上的至少一個(gè)親水性微流體通道；以及被形成為該基底的部分的至少一個(gè)功能部件，該功能部件用于提供用于該微流體通道的功能。根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，該功能部件是由設(shè)置在該基底內(nèi)的至少一個(gè)切口形成的，該至少一個(gè)切口用于定義該基底的部分，該部分能夠相對(duì)于該基底的其余部分位移，該基底部分支持該微流體通道的至少部分。根據(jù)另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，通過(guò)設(shè)置在基底內(nèi)的至少一個(gè)切口和材料的帶形成功能部件，該帶通過(guò)切口以形成滑動(dòng)開(kāi)關(guān)，該帶由與基底相同或相似的材料構(gòu)成，其中微流體通道的至少部分被支持在該帶上。該功能部件可提供用于控制流體沿微流體通道的流動(dòng)的開(kāi)關(guān)。優(yōu)選地，可以提供多個(gè)所述開(kāi)關(guān)，該開(kāi)關(guān)控制反應(yīng)物從添加區(qū)域到至少一個(gè)檢測(cè)區(qū)域的流動(dòng)?？梢詫⑺鰴z測(cè)區(qū)域設(shè)置在每個(gè)開(kāi)關(guān)上?？商孢x地，該開(kāi)關(guān)可以控制多個(gè)反應(yīng)物從多個(gè)添加區(qū)域到至少一個(gè)反應(yīng)區(qū)域的流動(dòng)。根據(jù)另一優(yōu)選實(shí)施例，單個(gè)所述開(kāi)關(guān)可以控制流體沿多個(gè)微流體通道的流動(dòng)。根據(jù)另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，上述至少一個(gè)親水性通道和(或)至少一個(gè)功能部件被形成在兩片或更多片相同或不同的基底上。通過(guò)啟動(dòng)至少一個(gè)片上的至少一個(gè)功能部件，允許流體從一片芯吸(Wick)到另一片，因此提供能夠控制流體在三維紙基微流體裝置中的運(yùn)動(dòng)的功能部件。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，微流體通道的被功能部件支持的部分可以提供用于微流體通道內(nèi)的流體的過(guò)濾器。本發(fā)明優(yōu)選地提供開(kāi)關(guān)和其它功能部件，其能夠在制造在片狀基底上的微流體系統(tǒng)上被啟動(dòng)。開(kāi)關(guān)啟動(dòng)系統(tǒng)可以依賴于不同的啟動(dòng)機(jī)制，包括1)機(jī)械的，2)電磁的，3)化學(xué)的，4)光學(xué)的。申請(qǐng)人:已開(kāi)發(fā)出在非織造多孔材料上制造微流體通道的新的兩步驟方法。該新方法由兩步驟過(guò)程組成。在第一步中，對(duì)表面實(shí)施疏水性處理以降低基底的表面能(對(duì)于疏水性多孔材料，不需要該步驟)。在第二步中，在經(jīng)處理的表面上刻蝕所選圖案的精確通道。等離子體處理顯著地提高該多孔基底的表面能，使其能夠被水和水相液體潤(rùn)濕。多孔材料可被液體潤(rùn)濕的性質(zhì)因此提供毛細(xì)管驅(qū)動(dòng)力，并允許液體在由等離子體處理產(chǎn)生的通道內(nèi)或沿該通道穿過(guò)。可以產(chǎn)生各種圖案；等離子體處理不在基底表面留下任何可見(jiàn)標(biāo)記，并且不使材料的柔韌性或硬度改變超過(guò)5%。申請(qǐng)人:也已開(kāi)發(fā)出了制造微流體系統(tǒng)的方法，其中疏水劑被印刷在親水性基底上，以形成定義微流體通道的疏水性/親水性差異。在申請(qǐng)人的國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)PCT/AU2009/000889號(hào)中更詳細(xì)地描述了以上引述的兩個(gè)制造方法。可以由機(jī)械地影響該系統(tǒng)的任意力來(lái)產(chǎn)生更改流體流動(dòng)的開(kāi)關(guān)啟動(dòng)的機(jī)械模式?？梢酝ㄟ^(guò)真空或通過(guò)對(duì)該系統(tǒng)的壓力來(lái)直接地、間接地施加該力。可以由任何允許改變流體流動(dòng)的電場(chǎng)、磁效應(yīng)或其結(jié)合來(lái)產(chǎn)生流體啟動(dòng)觸發(fā)的電磁模式。觸發(fā)微流體系統(tǒng)開(kāi)關(guān)的化學(xué)模式包括任意類(lèi)型的化學(xué)原理。其包括反應(yīng)，溶解，沉淀，以及疏水性、粘性和光致反應(yīng)的改變等。其涉及單個(gè)或多個(gè)反應(yīng)物、表面活性劑、聚合體、膠體。優(yōu)選地，本發(fā)明還提供在非織造材料上制造微流體圖案的方法，該微流體圖案具有能夠被觸發(fā)動(dòng)作啟動(dòng)的過(guò)濾器或反應(yīng)物釋放部位。優(yōu)選地，本發(fā)明還提供在紙表面上制作微反應(yīng)器的方法，該微反應(yīng)器具有受控的反應(yīng)物輸入。優(yōu)選地，本發(fā)明還提供便于多步驟反應(yīng)和測(cè)試的方法，該多步驟反應(yīng)和測(cè)試需要反應(yīng)的每個(gè)步驟間的時(shí)間延遲。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種制造具有片狀基底的微流體系統(tǒng)的方法，至少一個(gè)親水性微流體通道被支持在基底的表面上，并且至少一個(gè)功能部件被形成為基底的部分，以用于提供用于微流體通道的功能；該方法包括通過(guò)在基底內(nèi)制作至少一個(gè)切口來(lái)形成功能部件，該切口用于定義基底的部分，該部分能夠相對(duì)于基底的其余部分位移，該基底部分支持微流體通道的至少部分。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種制造具有片狀基底的微流體系統(tǒng)的方法，至少一個(gè)親水性微流體通道被支持在基底的表面上，并且至少一個(gè)功能部件被形成為基底的部分，以用于提供用于微流體通道的功能；該方法包括通過(guò)在基底內(nèi)制作至少一個(gè)切口，以及使材料的帶通過(guò)該切口以形成滑動(dòng)開(kāi)關(guān)，來(lái)形成該功能部件，該帶由與基底相同或相似的材料形成，微流體通道的至少部分被支持在該帶上。等離子體處理顯著提高多孔基底的表面能，使其能夠被水和水相液體潤(rùn)濕。多孔材料可被液體潤(rùn)濕的性質(zhì)因此提供毛細(xì)管驅(qū)動(dòng)力，并允許液體在由等離子體處理產(chǎn)生的通道內(nèi)或沿該通道穿過(guò)。將疏水劑印刷到親水性紙上以在紙上定義微流體圖案。使用紙表面上電子生成的印刷圖案來(lái)制作紙基微流體圖案的容易程度使得印刷成為在紙上制造通道的非常令人滿意的有效的可選方法。能夠制作這種裝置的材料包括但不限于非織物、織物、泡沫材料、合成物、膜以及薄膜。特別感興趣的是由纖維素材料制成的材料，包括紙和非織物以及織物。感興趣的紙制品包括濾紙、辦公用紙、層析紙、紙巾(手巾紙、面巾紙、濕紙巾、擦拭紙)、新聞?dòng)眉?、包裝紙、非織造聚合物支架(non-wovenpolymerscaffold)等?？梢赃x用本領(lǐng)域任何已知的方法來(lái)對(duì)表面/基底進(jìn)行疏水化。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例由吸收或吸附溶解在揮發(fā)性溶劑中的疏水性物質(zhì)的溶液組成。疏水性物質(zhì)包括但不限于AKD、ASA、松脂、乳膠、硅樹(shù)脂、含氟化合物、聚烯烴乳劑、樹(shù)脂和脂肪酸、天然及合成蠟、以及任何本領(lǐng)域已知的疏水性物質(zhì)。另一個(gè)應(yīng)用是通過(guò)疏水性物質(zhì)的氣相沉積。優(yōu)選地，本發(fā)明可以提供流體圖案，用于輸運(yùn)流體以并行分析不同檢測(cè)區(qū)域。典型的通道尺寸可以在Imm到IOcm的長(zhǎng)度范圍以及從2cm到100μm的寬度范圍內(nèi)改變。該流體系統(tǒng)通常具有與原始基底相同的硬度、機(jī)械、特性和軟度?；蛘?，本發(fā)明可以提供開(kāi)關(guān)，其能夠通過(guò)以下方式(但不限于這些方式)啟動(dòng)接觸機(jī)械力、非接觸機(jī)械力(諸如真空和氣動(dòng)空氣噴射)、靜電和電磁觸發(fā)機(jī)制。本發(fā)明還可以提供用于微流體系統(tǒng)的過(guò)濾器、離子交換部位和反應(yīng)物釋放儲(chǔ)藏，其能夠根據(jù)需要被切換到微流體通道中。因此，本發(fā)明提供用于在基底上制造廉價(jià)的微流體圖案系統(tǒng)的簡(jiǎn)單且通用的技術(shù)，該系統(tǒng)包括帶有功能部件的柔性基底，基底諸如紙、非織物、泡沫材料和多孔介質(zhì)，功能部件諸如開(kāi)關(guān)、微反應(yīng)器和過(guò)濾器。應(yīng)用包括低成本生物檢測(cè)和指示器，以監(jiān)視特定健康狀態(tài)或環(huán)境狀態(tài)。這些功能部件有力地增強(qiáng)了紙微流體系統(tǒng)的能力，使得能夠在低成本微流體系統(tǒng)上進(jìn)行由多于一個(gè)反應(yīng)組成的測(cè)試。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例由使用等離子體處理在多孔、非織物和織物基底上制造微流體裝置組成，其中該微流體裝置具有功能和智能部件，該等離子體處理使用掩模以及數(shù)字或接觸印刷方法。另外，本發(fā)明指出建立在紙和其它多孔材料上的微流體系統(tǒng)使得能夠進(jìn)行多步驟反應(yīng)以及被用作指示器和微反應(yīng)器的潛能。為了實(shí)現(xiàn)該潛能，開(kāi)關(guān)、過(guò)濾器和反應(yīng)部位能夠被設(shè)計(jì)和建立在微流體通道中以控制分析物和指示劑的流動(dòng)和反應(yīng)。參照附圖將便于進(jìn)一步描述本發(fā)明，附圖示出本發(fā)明的示例。其它示例是可能的，因此附圖的具體性不應(yīng)被理解為取代對(duì)本發(fā)明的上述描述的一般性。在附圖中圖1(a)至圖1(c)是示出本發(fā)明的第一示例的圖解視圖；圖2(a)至圖2(c)是示出本發(fā)明的第二示例的圖解視圖；圖3(a)至圖3(c)是示出根據(jù)本發(fā)明的開(kāi)關(guān)的操作的照片；圖4是本發(fā)明的第三示例的圖解視圖；圖5是本發(fā)明的第四示例的圖解視圖；圖6是示出圖5的示例的操作的圖解視圖；圖7是示出工作中的圖5的過(guò)濾器的照片；圖8是本發(fā)明的另一示例的圖解視圖；圖9(a)至圖9(e)是示出圖8的示例的操作的照片；圖10是用于三維紙基微流體系統(tǒng)的控制開(kāi)關(guān)的示意圖。具體實(shí)施例方式以下說(shuō)明描述包含根據(jù)本發(fā)明的功能部件的微流體系統(tǒng)的各種示例。示例1首先參照?qǐng)D1至圖4，示出了這樣的布置，其中以與支持微流體系統(tǒng)的基底相同的材料整體地形成根據(jù)本發(fā)明的功能部件。在本發(fā)明的一個(gè)示例中，通過(guò)將濾紙浸沒(méi)在AKD溶解于庚烷中而形成的溶液中而將濾紙疏水化，并且允許該溶劑揮發(fā)。對(duì)所處理的紙?jiān)?00°c的爐中進(jìn)行30-50分鐘的熱處理。在第二步中，將固體掩模施加到紙基底，并將系統(tǒng)暴露于等離子體反應(yīng)器(K1050X等離子體灰化器(QuorumEmitech，英國(guó))以12-50W的強(qiáng)度進(jìn)行10-100秒)。等離子體處理不在樣本上留下可見(jiàn)標(biāo)記，并且樣本保持其原始柔軟度和柔韌性。經(jīng)處理的通道變得能夠被水溶液潤(rùn)濕并且允許溶液的毛細(xì)管輸運(yùn)(圖1(a))。在第三步中，以圖1(b)所示的方式(但不限于該方式)在通道上形成切口，以形成根據(jù)本發(fā)明的功能部件。當(dāng)以相對(duì)于紙片的某角度折疊該通道時(shí)，通道中的毛細(xì)管流在切口點(diǎn)處停止(圖1(b))。當(dāng)切口段被折回紙片中時(shí)，使得經(jīng)等離子體處理的區(qū)域接觸流體通道，使得毛細(xì)管流能夠通過(guò)被切割的紙(圖1(c))。毛細(xì)管流繼續(xù)。因此該功能部件為機(jī)械開(kāi)關(guān)的形式。也可以通過(guò)以上所聲稱(chēng)的使用接觸和非接觸動(dòng)作的各種裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)開(kāi)關(guān)的啟動(dòng)。另一種方式是以在毛細(xì)管流通道上制作兩個(gè)平行切口的機(jī)械開(kāi)關(guān)的形式制作功能部件(圖幻?？梢酝ㄟ^(guò)拉動(dòng)作來(lái)啟動(dòng)該開(kāi)關(guān)。也可以通過(guò)以上所聲稱(chēng)的使用接觸和非接觸動(dòng)作的各種裝置來(lái)啟動(dòng)該開(kāi)關(guān)。圖3示出使用圖2(a)至圖2(c)中的設(shè)計(jì)制作的開(kāi)關(guān)的操作，并且示出(a)將液體引入到該裝置上；(b)開(kāi)關(guān)處于關(guān)斷(0)位置；(c)開(kāi)關(guān)被機(jī)械接觸力觸發(fā)并處于導(dǎo)通(1)位置。如圖1至圖3所示的功能部件能夠被容易地結(jié)合到紙基微流體系統(tǒng)中。圖4示出許多可能性之一，其示出由一個(gè)樣本添加區(qū)域(中心)和六個(gè)檢測(cè)區(qū)域構(gòu)成的微流體系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；能夠通過(guò)操作各開(kāi)關(guān)將樣本導(dǎo)引到任意檢測(cè)區(qū)域。(0)為關(guān)斷而(1)為導(dǎo)通。使用該設(shè)計(jì)，經(jīng)由各開(kāi)關(guān)的使用，能夠?qū)⑻砑拥饺我鈽颖咎砑訁^(qū)域的流體以任意需要的時(shí)間延遲導(dǎo)引到該流體線路的任意其它部分。示例2圖5至圖7示出這樣的布置，其中使用與微流體系統(tǒng)的基底相同或相似的材料形成根據(jù)本發(fā)明的功能部件，其中與基底分離地形成功能部件。在該示例中，以圖5(a)所示的方式等離子體處理多于一張紙。較淺的區(qū)域指示被處理的區(qū)域。紙上的流體通道并非被處理為完全貫穿該紙，而是具有等于或大于0.5mm的缺口。平行于該通道并且在未經(jīng)處理的缺口的兩側(cè)形成兩個(gè)切口。如圖5(a)所示，在寬于流體通道中的缺口的紙帶上給予等離子體處理?？梢詫⑦@兩張紙組裝以形成如圖5(b)所示的具有滑動(dòng)開(kāi)關(guān)形式的功能部件。圖5(b)示出該開(kāi)關(guān)的“關(guān)斷”位置，因?yàn)榧垘辖?jīng)處理的區(qū)域不匹配毛細(xì)管流通道。當(dāng)該帶被拉動(dòng)時(shí)，該滑動(dòng)開(kāi)關(guān)被啟動(dòng)，并且允許液體穿過(guò)并通過(guò)該滑動(dòng)開(kāi)關(guān)。圖5(c)示出處于“導(dǎo)通”位置的滑動(dòng)開(kāi)關(guān)。示例3在如圖6所示的本發(fā)明的示例中，將圖5(a)至圖5(c)中所示的“滑動(dòng)開(kāi)關(guān)”裝置用于不同的應(yīng)用以提供微流體過(guò)濾器。也可以將這些過(guò)濾器和反應(yīng)物釋放部位建立在由紙或其它非織造材料制成的微流體系統(tǒng)中。可以將離子交換樹(shù)脂、高比表面積功能化和非功能化納米顆粒、抗體和抗原沉積或印刷在任意上述過(guò)濾器上。當(dāng)將復(fù)雜樣本溶液傳送到樣本添加區(qū)域時(shí)，能夠經(jīng)由過(guò)濾器將其發(fā)送到檢測(cè)或反應(yīng)區(qū)域，該過(guò)濾器能夠在樣本中的干擾離子和分子到達(dá)檢測(cè)和反應(yīng)區(qū)域之前將樣本中的干擾離子和分子固定化。當(dāng)樣本液體經(jīng)由毛細(xì)管芯流過(guò)過(guò)濾器時(shí)，特定離子、特定分子、病毒和特定生物分子將被過(guò)濾器中的材料束縛和固定化(圖6(c))。圖7示出工作中的圖6(a)至圖6(c)的過(guò)濾器。所使用的樣本是經(jīng)稀釋的噴墨墨水，過(guò)濾器是一張具有染料捕捉涂層的亞光噴墨紙。為了示出該概念，未控制涂覆區(qū)域的大小。將經(jīng)稀釋的噴墨墨水溶液從該裝置的右端引入。大多數(shù)染料被過(guò)濾器上的染料捕捉涂層固定化。穿過(guò)過(guò)濾器到達(dá)該裝置左側(cè)的樣本液體沒(méi)有染料?？梢砸灶?lèi)似于過(guò)濾器的方式設(shè)計(jì)反應(yīng)物釋放部位。紙帶(圖5(a))不需要等離子體處理。在紙帶上沉積由親水性涂覆介質(zhì)支持的水溶性反應(yīng)物圖層的窄帶。當(dāng)紙帶被啟動(dòng)時(shí)，樣本將從紙帶上的涂覆介質(zhì)過(guò)濾掉反應(yīng)物并攜帶反應(yīng)物前進(jìn)。示例4此示例示出本發(fā)明的應(yīng)用，其允許將微流體系統(tǒng)用于要執(zhí)行的多步驟限制或功能?？梢允褂梦⑼ǖ篮透鶕?jù)本發(fā)明的功能部件，諸如過(guò)濾器和開(kāi)關(guān)，在紙基材料和其它基于非織物的材料上制作良好受控的微流體反應(yīng)器。圖8示出具有兩個(gè)入口的簡(jiǎn)單反應(yīng)器的概念。建立在低成本微流體檢測(cè)器、指示器、診斷裝置上的微流體反應(yīng)器的概念獨(dú)特地有助于多步驟反應(yīng)。該微流體反應(yīng)器由兩個(gè)樣本添加區(qū)域(Al和A2)、一個(gè)反應(yīng)區(qū)域(B)和兩個(gè)開(kāi)關(guān)(Si和S2)構(gòu)成?？梢砸运枰娜我鈺r(shí)間延遲，以受控的方式將各反應(yīng)物引入到反應(yīng)器B中。圖9示出工作中的微流體反應(yīng)器。少量酚酞指示劑被置于反應(yīng)區(qū)域(B)內(nèi)以展示酸堿中和反應(yīng)。建立圖8的設(shè)計(jì)的微流體反應(yīng)器以用于展示(圖9(a))。NaOH和HCl溶液被分別引入到樣本添加區(qū)域A2和Al中(圖9(b))。兩個(gè)開(kāi)關(guān)均處于“關(guān)斷”位置。然后將開(kāi)關(guān)S2導(dǎo)通以允許NaOH溶液進(jìn)入反應(yīng)區(qū)域。由于NaOH溶液進(jìn)入反應(yīng)區(qū)域，觀察到指示劑顏色的改變(圖9(c))。然后將Sl導(dǎo)通以允許HCl溶液進(jìn)入反應(yīng)區(qū)域(圖9(d))。由于HCl溶液進(jìn)入反應(yīng)區(qū)域，中和反應(yīng)發(fā)生。圖9(e)示出由于中和反應(yīng)完成而預(yù)期的指示劑顏色的褪色。圖10是用于三維紙基微流體系統(tǒng)的控制開(kāi)關(guān)的示意圖?？梢匀鐖D10所示構(gòu)建三維紙基微流體裝置。在頂部紙片和底部紙片兩者上形成親水性通道。在頂部紙片上，如圖10所示切割親水性通道以使其能夠移動(dòng)(Si)。具有切口(或孔，未示出)的片狀或膜狀的疏水介質(zhì)被夾在兩個(gè)片之間。通過(guò)將紙片上的通道與疏水介質(zhì)中的凹口對(duì)齊，可以形成開(kāi)關(guān)。開(kāi)關(guān)的操作包括將開(kāi)關(guān)(Si)按下以通過(guò)疏水膜中的凹口接觸底部紙片中的親水性通道。權(quán)利要求1.一種微流體系統(tǒng)，包括片狀基底；被支持在所述基底的表面上的至少一個(gè)親水性微流體通道；以及被形成為所述基底的部分的至少一個(gè)功能部件，所述至少一個(gè)功能部件用于提供用于所述微流體通道的功能。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微流體系統(tǒng)，其中，通過(guò)設(shè)置在所述基底內(nèi)的至少一個(gè)切口形成所述功能部件，所述切口用于定義所述基底的部分，所述部分能夠相對(duì)于所述基底的其余部分位移，所述基底部分支持所述微流體通道的至少部分。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微流體系統(tǒng)，其中，通過(guò)設(shè)置在所述基底內(nèi)的至少一個(gè)切口和材料的帶形成所述功能部件，所述帶通過(guò)所述切口以形成滑動(dòng)開(kāi)關(guān)，所述帶由與所述基底相同或相似的材料形成，其中所述微流體通道的至少部分被支持在所述帶上。4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的微流體系統(tǒng)，其中，所述功能部件提供用于控制沿所述微流體通道流動(dòng)的流體的開(kāi)關(guān)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的微流體系統(tǒng)，包括多個(gè)所述開(kāi)關(guān)，所述開(kāi)關(guān)控制反應(yīng)物從添加區(qū)域到至少一個(gè)檢測(cè)區(qū)域的流動(dòng)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的微流體系統(tǒng)，其中，將所述檢測(cè)區(qū)域設(shè)置在所述開(kāi)關(guān)上。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的微流體系統(tǒng)，包括多個(gè)所述開(kāi)關(guān)，所述開(kāi)關(guān)控制多個(gè)反應(yīng)物從多個(gè)添加區(qū)域到至少一個(gè)反應(yīng)區(qū)域的流動(dòng)。8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的微流體系統(tǒng)，其中，單個(gè)所述開(kāi)關(guān)控制流體沿多個(gè)微流體通道的流動(dòng)。9.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的微流體系統(tǒng)，其中，所述微流體通道被所述功能部件支持的所述部分提供用于所述微流體通道內(nèi)的流體的過(guò)濾器。10.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的微流體系統(tǒng)，包括多個(gè)所述基底，其中所述功能部件被設(shè)置在一個(gè)所述基底上，而所述微流體通道被設(shè)置在另一個(gè)所述基底上。11.一種制造微流體系統(tǒng)的方法，所述微流體系統(tǒng)具有片狀基底；被支持在所述基底的表面上的至少一個(gè)親水性微流體通道；以及被形成為所述基底的部分的至少一個(gè)功能部件，所述至少一個(gè)功能部件用于提供用于所述微流體通道的功能，所述方法包括通過(guò)在所述基底內(nèi)制作至少一個(gè)切口來(lái)形成所述功能部件，所述至少一個(gè)切口用于定義所述基底的部分，所述部分能夠相對(duì)于所述基底的其余部分位移，所述基底部分支持所述微流體通道的至少部分。12.一種制造微流體系統(tǒng)的方法，所述微流體系統(tǒng)具有片狀基底；被支持在所述基底的表面上的至少一個(gè)親水性微流體通道；以及被形成為所述基底的部分的至少一個(gè)功能部件，所述至少一個(gè)功能部件用于提供用于所述微流體通道的功能，所述方法包括通過(guò)在所述基底內(nèi)制作至少一個(gè)切口，以及使材料的帶通過(guò)所述切口以形成滑動(dòng)開(kāi)關(guān)，來(lái)形成所述功能部件，所述帶由與所述基底相同或相似的材料形成，所述微流體通道的至少部分被支持在所述帶上。全文摘要一種微流體系統(tǒng)，包括片狀基底；被支持在該基底的表面上的至少一個(gè)親水性微流體通道；以及被形成為該基底的部分的至少一個(gè)功能部件，該至少一個(gè)功能部件用于提供用于該微流體通道的功能部件，其中該功能部件包括基底內(nèi)的至少一個(gè)切口以用于為該微流體通道提供開(kāi)關(guān)或過(guò)濾器部件。文檔編號(hào)B81C1/00GK102149628SQ200980135997公開(kāi)日2011年8月10日申請(qǐng)日期2009年8月10日優(yōu)先權(quán)日2008年8月14日發(fā)明者吉爾·加尼爾,坦赫·許恩·阮,李煦,沈衛(wèi),田君飛申請(qǐng)人:莫納什大學(xué)