專利名稱：離心式微流體設(shè)備、制造微流體設(shè)備的方法以及使用微流體設(shè)備測試樣品的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一個或多個實施例涉及一種離心式微流體設(shè)備、一種制造該微流體設(shè)備的方法以 及使用所述微流體設(shè)備測試樣品的方法。
背景技術(shù)：
微流體裝置的微流體結(jié)構(gòu)的示例包括可容納少量流體的室、流體可流過的通道、 可調(diào)節(jié)流體流動的閥、可容納流體并實施預(yù)定功能的各種功能單元。將微流體裝置的微 流體結(jié)構(gòu)安裝在其上以執(zhí)行包括生化反應(yīng)的各種測試的小芯片被稱為生物芯片，更具體地 說，形成為在一個芯片上執(zhí)行各種操作的裝置被稱為實驗室芯片(lab-on-a-chip)。需要驅(qū)動壓力以傳輸微流體裝置的微流體結(jié)構(gòu)內(nèi)的流體，毛細管壓力或者由泵提 供的壓力被用作驅(qū)動壓力。近來，已提出通過將微流體結(jié)構(gòu)安裝在盤形平臺中使用離心力 的微流體裝置。這些裝置被稱為實驗室盤或?qū)嶒炇夜獗P(CD)。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題一個或多個實施例包括微流體設(shè)備和使用抗原-抗體反應(yīng)測試樣品的方法。一個或多個實施例包括用于提高樣品測試過程的可靠性的基于離心力的微流體 設(shè)備以及測試樣品的方法?！獋€或多個實施例包括制造微流體設(shè)備的方法，該方法可容易地制造用于控制微 流體結(jié)構(gòu)中的流體流動的閥。技術(shù)方案根據(jù)一個或多個實施例的一方面，提供一種微流體設(shè)備，所述微流體設(shè)備包括 微流體結(jié)構(gòu)，用于提供容納流體和形成通道的空間，流體流過所述通道；閥，用于控制流體 流過微流體設(shè)備中的通道，其中，微流體結(jié)構(gòu)包括樣品室；樣品分離單元，容納來自樣品 室的樣品，并使用離心力從樣品中分離出上清液；緩沖液室，容納反應(yīng)緩沖液；清洗緩沖液 室，容納清洗緩沖液；反應(yīng)室，連接到樣品分離單元、緩沖液室、清洗緩沖液室，并涂有用于 捕獲樣本的捕獲抗體；檢測室，連接到反應(yīng)室，用于接收最終反應(yīng)材料，并具有空間，為了對 樣本進行測試而在所述空間中測量吸光率。反應(yīng)室可包括反應(yīng)盒，捕獲抗體和抗原涂在反應(yīng)盒上。微流體設(shè)備還可包括第一廢料室，容納從反應(yīng)室排放的雜質(zhì)；第一廢料通道，將 反應(yīng)室連接到第一廢料室，并具有連接到反應(yīng)室的端部以及從所述端部分叉以連接到第一 廢料室的兩個終端，其中，常閉閥和常開閥設(shè)置在所述端部上，常開閥和常閉閥分別設(shè)置在 所述兩個終端上，以在從反應(yīng)室排放雜質(zhì)兩次之后使反應(yīng)室和第一廢料室彼此隔開。微流體設(shè)備還可包括空室，給檢測室提供清洗緩沖液，用于測量參考吸光率；第 二廢料室，容納從檢測室排放的清洗緩沖液；第二廢料通道，將檢測室連接到第二廢料室，其中，常閉閥和常開閥設(shè)置在第二廢料通道中，以在排放清洗緩沖液之后使檢測室和第二 廢料室彼此隔開。緩沖液室可包括第一緩沖液室，容納共軛緩沖液和競爭性蛋白質(zhì)中的一種，所 述共軛緩沖液用于執(zhí)行夾心免疫檢測反應(yīng)，所述競爭性蛋白質(zhì)用于執(zhí)行競爭性免疫檢測反 應(yīng)；第二緩沖液室，容納基質(zhì)緩沖液，所述基質(zhì)緩沖液由于與共軛反應(yīng)或競爭性反應(yīng)的所得 物進行基質(zhì)反應(yīng)而表現(xiàn)出預(yù)定的顏色；第三緩沖液室，容納使基質(zhì)反應(yīng)終止的終止緩沖液。微流體設(shè)備還可包括通風(fēng)室，形成通風(fēng)路徑，所述通風(fēng)路徑允許緩沖液室獲取外 部空氣，其中，常閉閥形成在緩沖液室與通風(fēng)室之間且位于緩沖液室的出口。微流體設(shè)備還可包括緩沖液計量室，用于計量緩沖液室和反應(yīng)室之間的反應(yīng)緩 沖液；過量緩沖液室，容納超過緩沖液計量室的容積的反應(yīng)緩沖液。微流體設(shè)備還可包括通風(fēng)室，形成通風(fēng)路徑，所述通風(fēng)路徑允許清洗緩沖液室獲 取外部空氣，其中，常閉閥形成在清洗緩沖液室與通風(fēng)室之間且位于清洗緩沖液室的出口。微流體設(shè)備還可包括上清液計量室，位于樣品分離單元和反應(yīng)室之間，以計量上 清液的量。微流體設(shè)備還可包括第一質(zhì)量控制OiC)室，位于樣品分離單元的終端，用于通 過檢測吸光率來識別所述微流體設(shè)備是否使用過。微流體設(shè)備還可包括第二 QC室，連接到樣品分離單元，并接收超過樣品分離單 元的容積的樣品。微流體設(shè)備還可包括第三QC室，用于檢測上清液的吸光率，第三QC室連接到將 反應(yīng)室連接到樣品分離單元的通道，以容納來自樣品分離單元的上清液。微流體設(shè)備還可包括第四QC室，容納材料，所述材料的吸光率根據(jù)溫度變化。微流體設(shè)備還可包括可旋轉(zhuǎn)平臺，微流體結(jié)構(gòu)形成在可旋轉(zhuǎn)平臺上。平臺可包 括分隔板，雕刻結(jié)構(gòu)形成在分隔板上，雕刻結(jié)構(gòu)提供用于容納流體和用于形成通道的空 間，流體流過所述通道，分隔板具有敞開的上部；上板，結(jié)合到分隔板的上部，以阻擋所述雕 刻結(jié)構(gòu)的上部。閥可包括通過電磁波能量熔化的閥材料。閥材料可以是相變材料或者熱固樹脂， 所述相變材料根據(jù)電磁波能量而發(fā)生相變。閥材料可包括分散在相變材料中的細小加熱顆 粒，以通過吸收電磁波能量產(chǎn)生熱量。根據(jù)一個或多個實施例的另一方面，提供一種微流體設(shè)備，所述微流體設(shè)備包括 微流體結(jié)構(gòu)，用于提供容納流體和形成通道的空間，流體流過所述通道；閥，用于控制流體 通過微流體設(shè)備中的通道的流動。其中，微流體結(jié)構(gòu)包括樣品室；樣品分離單元，容納來 自樣品室的樣品，并通過使用離心力從樣品中分離出上清液；測試單元，包括檢測室，上清 液、捕獲抗體或捕獲抗原與反應(yīng)緩沖液之間的抗原-抗體反應(yīng)的所得物容納在檢測室中； QC室，用于識別樣本檢測中的可靠性。QC室可包括第一 QC室，位于樣品分離單元的終端，用于通過檢測吸光率來識別 微流體設(shè)備是否使用過。微流體設(shè)備還可包括第二 QC室，連接到樣品分離單元，接收超過樣品分離單元 的容積的樣品。微流體設(shè)備還可包括第三QC室，連接到通道，所述通道將反應(yīng)室連接到樣品分離單元，以檢測上清液的狀態(tài)。微流體設(shè)備還可包括第四QC室，容納材料，所述材料的吸光率根據(jù)溫度變化。微流體設(shè)備還可包括可旋轉(zhuǎn)平臺，微流體結(jié)構(gòu)形成在可旋轉(zhuǎn)平臺上。檢測室和 QC室可沿平臺的徑向位于距旋轉(zhuǎn)中心相同的距離處。平臺可包括分隔板，雕刻結(jié)構(gòu)形成 在分隔板上，雕刻結(jié)構(gòu)提供用于容納流體和用于形成通道的空間，流體流過所述通道，分隔 板具有敞開的上部；上板，結(jié)合到分隔板的上部，以遮擋雕刻結(jié)構(gòu)的上部。上板可包括保 護單元，用于保護與檢測室和QC室對應(yīng)的區(qū)免受污染。保護單元可包括圍繞與檢測室和QC 室對應(yīng)的區(qū)的肋。根據(jù)一個或多個實施例的另一方面，提供一種微流體設(shè)備，所述微流體設(shè)備包括 微流體結(jié)構(gòu)，用于提供容納流體和形成通道的空間，流體流過所述通道；閥，用于控制流體 流過微流體設(shè)備中的通道。其中，微流體結(jié)構(gòu)包括樣品室；樣品分離單元，容納來自樣品 室的樣品，并通過使用離心力從樣品中分離出上清液；測試單元，包括檢測室，上清液、捕獲 抗體與反應(yīng)緩沖液之間的抗原-抗體反應(yīng)的所得物容納在檢測室中；溫度檢測室，包括材 料，所述材料的吸光率根據(jù)溫度變化。根據(jù)一個或多個實施例的另一方面，提供一種制造微流體設(shè)備的方法，所述方法 包括制備分隔板，分隔板包括雕刻結(jié)構(gòu)，雕刻結(jié)構(gòu)提供用于容納流體的空間和通道，流體 流過所述通道，分隔板包括敞開的上部；制備上板；將閥材料施加到上板的下表面的多個 位置上，在所述多個位置上閥控制流體流過所述通道；將上板結(jié)合到分隔板，以遮擋所述敞 開的上部，并形成多個常開閥；通過將能量施加到所述多個常開閥中的至少一個上以熔化 閥材料從而阻擋所述通道而形成常閉閥。閥材料可通過電磁波能量熔化。閥材料可以是相變材料或者熱固樹脂，相變材料 的相態(tài)根據(jù)電磁波能量變化。閥材料可包括分散在相變材料中的細小加熱顆粒，以通過吸 收電磁波能量產(chǎn)生熱量。根據(jù)一個或多個實施例的另一方面，提供一種測試樣本的方法，所述方法通過從 樣品中分離出上清液、執(zhí)行上清液和反應(yīng)緩沖液之間的抗原-抗體反應(yīng)來測試包括在樣品 中的樣本，并接收檢測室中的反應(yīng)所得物、使用包括樣品室、樣品分離單元、測試單元且容 納反應(yīng)緩沖液和清洗緩沖液的微流體設(shè)備測量所述所得物的吸光率，所述方法包括將樣 品載入到微流體設(shè)備的樣品室中；將微流體設(shè)備安裝在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器上；通過使用檢測器測 量第一 QC室的吸光率確定微流體設(shè)備是否已使用過，第一 QC室位于樣品分離單元的端部。所述方法還可包括通過離心力將樣品從樣品室傳輸?shù)綐悠贩蛛x單元，離心力是 通過使用旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器使微流體設(shè)備旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的；通過使用檢測器測量第二 QC室的吸光 率確定樣品的量是否足夠，第二 QC室容納超過樣品分離單元的容積的樣品。所述方法還可包括通過使用檢測器測量第四QC室的吸光率確定微流體設(shè)備的 溫度是否適合于開始測試，第四QC室的吸光率根據(jù)溫度變化。所述方法還可包括通過使用旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器使微流體設(shè)備旋轉(zhuǎn)而從容納在樣品分離 單元中的樣品離心分離出上清液；將上清液傳輸?shù)綔y試單元；通過使用檢測器測量從將樣 品分離單元連接到測試單元的通道分叉的第三QC室的吸光率；基于測量的吸光率確定上 清液的量是否足夠、上清液的狀態(tài)是否適合于測試、或者位于樣品分離單元和測試單元之 間的閥是否有缺陷。
所述方法還可包括執(zhí)行在上清液、捕獲抗體與反應(yīng)室中的反應(yīng)緩沖液之間的抗 原-抗體反應(yīng)，以形成反應(yīng)所得物；通過測量檢測室的吸光率確定參考吸光率；將反應(yīng)所得 物傳輸?shù)綑z測室并測量檢測室的吸光率；根據(jù)參考吸光率和測量的吸光率之差計算樣本的 濃度。參考吸光率的測量可包括將清洗緩沖液供應(yīng)到檢測室并測量檢測室的吸光率。所述方法還可包括通過使用條形碼讀取器從形成在微流體設(shè)備的側(cè)部上的條形 碼獲得與微流體設(shè)備的制造數(shù)據(jù)、微流體設(shè)備的有效期、測量的吸光率和條形碼樣本的濃 度之間的關(guān)系中的至少一種有關(guān)的信息。


通過下面結(jié)合附圖對實施例進行的描述，上述和/或其他方面將會變得清楚且更加易于理解，其中
圖1是根據(jù)實施例的微流體設(shè)備的俯視圖2是包括在圖1的微流體設(shè)備中的測試單元的詳細示圖3是包括在圖1的微流體設(shè)備中的樣品室的詳細示圖4是包括在圖1的微流體設(shè)備中的樣品分離單元的詳細示圖5是包括在圖1的微流體設(shè)備中的第一緩沖液室的詳細示圖6和圖7是示出結(jié)合到圖1的微流體設(shè)備中的平臺的反應(yīng)盒的截面圖8和圖9是示出圖1的微流體設(shè)備中的常閉閥的操作的截面圖10和圖11是示出圖1的微流體設(shè)備中的常開閥的操作的截面圖12是圖1的微流體設(shè)備的分解立體圖13是示出形成圖1的微流體設(shè)備中的常閉閥和常開閥的工藝的分解立體圖14是通過圖13中示出的工藝制造的常開閥的截面圖15是通過圖13中示出的工藝制造的常閉閥的截面圖16是示出圖15中示出的常閉閥打開時的截面圖17是示出采用通過圖13中示出的工藝制造的閥的微流體設(shè)備的示例的視圖18是圖1的微流體設(shè)備的立體圖19是樣品分析系統(tǒng)的示例的示圖。
具體實施例方式現(xiàn)在，將詳細描述實施例，其示例在附圖中示出，其中，相同的標號始終指示相同 的元件。注意的是，本實施例可具有不同的形式并且不應(yīng)該被解釋為限于在此闡述的描述。 因此，下面僅通過參照附圖描述實施例，以解釋本描述的各方面。圖1是根據(jù)實施例的微流體設(shè)備的俯視圖；圖2是圖1中示出的微流體結(jié)構(gòu)的詳 細示圖。根據(jù)本實施例的基于離心力的微流體設(shè)備可包括為可旋轉(zhuǎn)盤的平臺100。平臺 100包括用于容納流體的空間以及用于提供流體路徑的微流體結(jié)構(gòu)。平臺100不限于盤形。 平臺100可由可容易成型并具有生物學(xué)上的惰性表面的塑性材料(例如，聚二甲基硅氧烷 (PDMS)或丙烯)形成。然而，本實施例不限于以上示例，平臺100可由具有化學(xué)和生物穩(wěn)定 性、透光性、機械可加工性的材料形成。平臺100可包括多個板。對應(yīng)于室或通道的雕刻結(jié) 構(gòu)形成在板的面對另一板的表面中，然后，將多個板彼此結(jié)合，以在平臺100中提供用于容納流體和流體路徑的空間?？墒褂谜澈蟿┗螂p面膠帶、超聲波、或者激光來執(zhí)行板的結(jié)合。平臺100可包括一個或多個微流體結(jié)構(gòu)。例如，平臺100可被分成多個區(qū)，可將獨 立地操作的微流體結(jié)構(gòu)安裝在各個區(qū)中。根據(jù)本實施例的微流體設(shè)備，微流體結(jié)構(gòu)分別安 裝在平臺100的兩個區(qū)101和102上，以通過抗原-抗體反應(yīng)從樣品(例如，血液)檢測樣 本。由于安裝在兩個區(qū)101和102中的微流體結(jié)構(gòu)彼此之間除了待檢測的樣本之外基本相 同，所以將更加詳細地描述安裝在區(qū)101中的微流體結(jié)構(gòu)。參照圖2，形成有樣品室10、樣品分離單元30、測試單元20。樣品室10提供用于 容納流體樣品(例如，血液)的空間。樣品分離單元30執(zhí)行離心分離，以將樣品分成上清 夜(例如，血清或血漿)和沉淀物(例如，血細胞)。測試單元20是用于利用抗原-抗體反 應(yīng)來檢測包括在上清夜中的特定的蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，例如，檢測用于檢測前列腺癌的前列腺 特異性抗原(PSA)以及睪丸激素，或者檢測用于測試甲狀腺疾病的促甲狀腺激素(TSH)或 游離T4(fT4)蛋白質(zhì)。本實施例的測試單元20可使用夾心免疫檢測法或競爭性免疫檢測 法來檢測蛋白質(zhì)。圖3詳細地示出了樣品室10。參照圖3，樣品室10包括用于噴射樣品的入口 11以 及用于容納樣品的容納部分12。容納部分12包括連接到樣品分離單元30的出口 13。出 口 13可形成毛細管壓力，以使樣品在未施加離心力時不會運動到樣品分離單元30，這將稍 后描述。出口 13可包括用于控制樣品流動的閥。另外，為了通過離心力將容納在容納部分 12中的樣品容易地引入到樣品分離單元30中，形成側(cè)壁19a，使得與中心C的距離隨著從 入口 11到出口 13增加，在兩側(cè)壁19a和19b中，側(cè)壁19a沿容納部分12的徑向距中心C 較遠。因樣品的噴射壓力致使樣品流動到容納部分12并防止到達容納部分12的樣品返回 入口 11的結(jié)構(gòu)(即，起毛細管閥作用的結(jié)構(gòu)，僅當施加了預(yù)定水平的壓力時，所述結(jié)構(gòu)才使 樣品通過)可形成在入口 11和容納部分12之間。逆流防止單元14可沿與樣品從入口 12流動到出口 13的流動方向交叉的方向設(shè) 置在容納部分12中。逆流防止單元14可形成為一個或多個肋。逆流防止單元14對樣品 產(chǎn)生流動阻力，從而防止樣品從容納部分12流動到入口 11。通過平臺100的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力將樣品從樣品室10傳輸?shù)綐悠贩蛛x單元30， 因此，樣品分離單元30位于樣品室10的外部上方。用于離心分離樣品的樣品分離單元30 可形成各種形狀，圖4詳細地示出了樣品分離單元30的示例。參照圖4，樣品分離單元30 包括上清液收集單元31，形成為從樣品室10沿徑向朝外部延伸的通道；沉淀物收集單元 32，位于上清液收集單元31的端部，以提供用于收集大比重的沉淀物的空間。上清液收集 單元31包括用于向測試單元20分配上清液的樣品分配通道34。閥33控制樣品流過樣品 分配通道34。各種類型的微流體閥可用作閥33。本實施例的閥33是常閉閥，該常閉閥在 因外部動力源導(dǎo)致通道34打開之前關(guān)閉通道34，以不允許流體流動。參照圖4，多個階梯 狀部分31a可形成在上清液收集單元31中。多個階梯狀部分31a可表示(例如)血清的 分離水平。多個階梯狀部分31￡1可從底部開始表示40(%、35(%、32(%、30(%、觀(％的分離水 平。分離水平可以是用于檢查從病人身上提取的血液的狀態(tài)或病人的健康狀況的要素。接下來，將詳細描述測試單元20。參照圖2，上清液計量室40、反應(yīng)室200、第一緩 沖液室210、第二緩沖液室220、第三緩沖液室230、清洗緩沖液室M0、檢測室250被示出。用于計量上清液的量的上清液計量室40可設(shè)置在樣品分離單元30和測試單元20之間。上清液計量室40具有內(nèi)部空間，該內(nèi)部空間可容納測試中使用的上清液的量。上清 液計量室40包括用于控制上清液計量室40的出口處的流體流動的閥41。閥41與閥33 — 樣也是常閉閥。通過通道42將上清液計量室40連接到測試單元20。第一緩沖液室210、第二緩沖液室220、第三緩沖液室230容納用在抗原-抗體反 應(yīng)中的反應(yīng)緩沖液。圖5詳細地示出了第一緩沖液室210的外圍結(jié)構(gòu)。參照圖5，第一緩沖液室210容 納第一緩沖液。第一緩沖液可以是用于執(zhí)行夾心免疫檢測的共軛緩沖液，或者可包括用于 執(zhí)行競爭性免疫檢測的競爭性蛋白質(zhì)。第一緩沖液室210連接到第一通風(fēng)室215。第一通 風(fēng)室215形成允許第一緩沖液室210獲取外部空氣的通風(fēng)路徑，以使容納在第一緩沖液室 210中的第一緩沖液可被容易地排放。閥212設(shè)置在第一緩沖液室210和第一通風(fēng)室215 之間。閥213設(shè)置在第一緩沖液室210的出口。閥212和閥213是常閉閥。第一緩沖液被 載入到第一緩沖液室210中，閥212和閥213被安裝，然后，第一緩沖液室210在打開閥212 和閥213之前保持在關(guān)閉狀態(tài)。第一計量室211用于將在測試中使用的固定量的第一緩沖 液供應(yīng)到反應(yīng)室200。通過閥213將第一計量室211連接到第一緩沖液室210。閥214設(shè) 置在第一計量室211的出口。閥214是常閉的。當閥214打開時，由第一計量室211計量 的第一緩沖液可被供應(yīng)到反應(yīng)室200。圍繞第二緩沖液室220、第三緩沖液室230、清洗緩沖液室MO的外圍結(jié)構(gòu)類似于 圍繞第一緩沖液室210的外圍結(jié)構(gòu)。參照圖2，第二緩沖液室220容納第二緩沖液。第二 緩沖液可以是基質(zhì)緩沖液，所述基質(zhì)緩沖液由于與共軛反應(yīng)或競爭性反應(yīng)的所得物進行基 質(zhì)反應(yīng)而表現(xiàn)出預(yù)定的顏色。第二緩沖液室220連接到第二通風(fēng)室225。第二通風(fēng)室225 形成允許第二緩沖液室220獲取外部空氣的通風(fēng)路徑，以使容納在第二緩沖液室220中的 第二緩沖液可被容易地排放。閥222設(shè)置在第二緩沖液室220和第二通風(fēng)室225之間。閥 223設(shè)置在第二緩沖液室220的出口。閥222和閥223是常閉的。第二緩沖液被載入到第 二緩沖液室220中，閥222和閥223被安裝，然后，第二緩沖液室220在打開閥222和閥223 之前保持在關(guān)閉狀態(tài)。第二計量室221用于將測試中使用的固定量的第二緩沖液供應(yīng)到反 應(yīng)室200。通過閥223將第二計量室221連接到第二緩沖液室220。閥2M設(shè)置在第二計 量室221的出口。閥2M是常閉閥。當閥2M打開時，由第二計量室221計量的第二緩沖 液可被供應(yīng)到反應(yīng)室200。第一過量緩沖液室2 連接到第一計量室211和第二計量室221。超過第一計量 室211的容積的第一緩沖液部分以及超過第二計量室221的容積的第二緩沖液部分容納在 第一過量緩沖液室229中。第三緩沖液室230容納第三緩沖液。第三緩沖液可以是用于使基質(zhì)反應(yīng)終止的緩 沖液(即，終止溶液)。第三緩沖液室230連接到第三通風(fēng)室235。第三通風(fēng)室235形成允 許第三緩沖液室230獲取外部空氣的通風(fēng)路徑，以使容納在第三緩沖液室230中的第三緩 沖液可被容易地排放。閥232設(shè)置在第三緩沖液室230和第三通風(fēng)室235之間。閥233設(shè) 置在第三緩沖液室230的出口。閥232和閥233是常閉的。第三緩沖液被載入到第三緩沖 液室230中，閥232和閥233被安裝，然后，第三緩沖液室230在打開閥232和閥233之前 保持在關(guān)閉狀態(tài)。第三計量室231用于將測試中使用的固定量的第三緩沖液供應(yīng)到反應(yīng)室 200。通過閥233將第三計量室231連接到第三緩沖液室230。閥234設(shè)置在第三計量室231的出口。閥234是常閉的。當閥234打開時，由第三計量室231計量的固定量的第三緩 沖液可被供應(yīng)到反應(yīng)室200。第二過量緩沖液室239連接到第三計量室231。超過第三計量室231的容積的第 三緩沖液容納在第二過量緩沖液室239中。清洗緩沖液室240可容納在執(zhí)行抗原-抗體反應(yīng)之后洗掉殘留物的清洗緩沖液。 清洗緩沖液室240連接到第四通風(fēng)室M5。第四通風(fēng)室245形成允許清洗緩沖液室240獲 取外部空氣的通風(fēng)路徑，以使容納在清洗緩沖液室MO中的清洗緩沖液可被容易地排放。 閥242設(shè)置在清洗緩沖液室240和第四通風(fēng)室245之間。通過閥243將清洗緩沖液室240 連接到反應(yīng)室200。閥242和閥243是常閉的。另外，可通過閥244將清洗緩沖液室MO 連接到空室Ml?？赏ㄟ^閥246將空室241連接到檢測室250。閥244是常開的。該常開 閥通過從外部接收驅(qū)動力而關(guān)閉通道，且在接收驅(qū)動力之前打開通道，以使流體可流動。因 此，清洗緩沖液容納在清洗緩沖液室240和空室Ml中。閥246是常閉的。清洗緩沖液被 載入到清洗緩沖液室240中，閥M2、閥M3、閥246被安裝，然后，清洗緩沖液室240在打開 閥M2、閥M3、閥246之前保持在關(guān)閉狀態(tài)。反應(yīng)室200通過通道42接收來自上清液計量室40的上清液。反應(yīng)室200包括用 于與樣品進行抗原-抗體反應(yīng)的捕獲抗體或捕獲抗原。例如，可通過將涂有捕獲抗體的反 應(yīng)盒201結(jié)合到安裝在平臺100中的安裝部分202形成反應(yīng)室200(如圖6所示)?？赏?過使用各種方法(例如，超聲波熔合、熱熔結(jié)合、或者激光結(jié)合)將反應(yīng)盒201結(jié)合到平臺 100。標號203指熔合突起。例如，當執(zhí)行超聲波熔合時，熔合突起203被超聲波能量融化 然后變硬，從而使反應(yīng)盒201結(jié)合到平臺100。熔合突起203可設(shè)置在反應(yīng)盒201的側(cè)部 上。第一廢料室260容納從反應(yīng)室200排放的雜質(zhì)。第一廢料通道沈4的端部261連 接到反應(yīng)室200，第一廢料通道264的從端部261分叉的兩個終端262和263連接到第一廢 料室沈0。閥205和閥206設(shè)置在第一廢料通道沈4的端部沈1，閥265和閥266分別設(shè)置 在兩個終端262和沈3。閥205和閥266是常閉閥，閥206和閥265是常開閥。通過閥207將檢測室250連接到反應(yīng)室200，檢測室250容納來自反應(yīng)室200的完 成反應(yīng)的最終流體。另外，如上所述，檢測室250連接到空室M1，以被提供清洗緩沖液。通過第二廢料通道271將第二廢料室270連接到檢測室250。閥251和閥272形 成在第二廢料通道271中。閥251是常閉閥，閥272是常開閥?，F(xiàn)在，將參照圖2描述確保樣品分析的可靠性的質(zhì)量控制OiC)室。第一 QC室35設(shè)置在樣品分離單元30的端部，用于檢測微流體設(shè)備以前是否已使 用過。在將樣品從樣品室10供應(yīng)到樣品分離單元30之前，使用稍后將描述的檢測器(圖 19的520)測量第一 QC室35的吸光率，以檢查在第一 QC室35中是否有樣品，從而可檢測 微流體設(shè)備以前是否已使用過。第二 QC室50被設(shè)置用來識別是否已將用于執(zhí)行測試的足夠量的樣品供應(yīng)到樣品 分離單元30。通過通道51將第二 QC室50連接到樣品分離單元30的上端。超過樣品分離 單元30的容積的樣品部分通過通道51運動到第二 QC室50。在將樣品從樣品室10供應(yīng) 到樣品分離單元30之后且在執(zhí)行離心分離操作之前，使用檢測器(圖19的520)測量第二 QC室50的吸光率，以檢查在第二 QC室50中是否有樣品，從而可檢查樣品是否按要求的量被供應(yīng)到樣品分離單元30。第三QC室60被設(shè)置用來識別是否合適地執(zhí)行了樣品分離單元30的離心分離。通 過樣品分配通道34和通道61將第三QC室60連接到樣品分離單元30的上清液收集單元 31。當閥33打開時，上清液填充第三QC室60。使用檢測器(圖19的520)測量第三QC室 60的吸光率。當測量的吸光率表現(xiàn)出參考吸光率(所述參考吸光率表示上清液充分地填充 第三QC室60)時，則意味著正常執(zhí)行了由樣品分離單元30執(zhí)行的離心分離。當測量的吸 光率大于參考吸光率時，則樣品的離心分離未被正常地執(zhí)行，并且在上清液中包含有雜質(zhì) 或者樣品有缺陷。另外，當?shù)谌齉C室60未完全充滿上清液時，上清液會包括氣孔，而在這 種情況下，吸光率大于參考吸光率。因此，可識別出上清液不足。另外，可通過測量第三QC 室60的吸光率識別閥33的操作。即，當測量的吸光率表示第三QC室60為空狀態(tài)時，意味 著閥33沒有適當?shù)夭僮鳌ｉy62可設(shè)置在通道61中。閥62是常閉閥。當閥33打開時，可 在上清液運動到上清液計量室40之后打開閥62。第四QC室70是溫度檢測室，用于檢測樣品的溫度是否適合于測試。為此，吸光率 根據(jù)溫度變化的材料可被載入到第四QC室70中。例如，丙烯酸樹脂染料(thyon dye)可 被載入到第四QC室70中。使用檢測器(圖19的520)測量第四QC室70的吸光率，以識 別微流體設(shè)備的溫度是否適合于執(zhí)行測試。通過空室241將清洗緩沖液載入到檢測室250中，以檢查檢測室250的狀態(tài)。檢 測室250的污染會影響最終吸光率的檢測。可在檢測室250旁邊形成室(未示出)，該室 的吸光率可用作參考吸光率。然而，在這種情況下，正常的吸光率不是檢測室250的吸光率 (實際上在檢測室250中執(zhí)行測試)，因此，參考吸光率不能表示檢測室250的狀態(tài)。在本實 施例中，固定量的清洗緩沖液被載入到檢測室250中，之后，使用檢測器(圖19的520)測 量吸光率。測量的吸光率變成表示檢測室250的狀態(tài)的參考吸光率。在排放清洗緩沖液之 后，將完成反應(yīng)的最終流體從反應(yīng)室200供應(yīng)到檢測室250，并測量該流體的吸光率，然后， 測量的吸光率和參考吸光率之差可防止可由檢測室250的狀態(tài)造成的吸光率檢測誤差，檢 測室250的狀態(tài)根據(jù)微流體設(shè)備的制造狀態(tài)變化。第一 QC室；35、第二 QC室50、第三QC室60、第四QC室70可位于沿徑向距中心C 相同的距離處，以使檢測器(圖19的520)的運動最小。將詳細描述常閉閥和常開閥。常開閥和常閉閥是通過從外部接收驅(qū)動力或能量而 主動操作的閥。在下文中，將描述常閉閥和常開閥的工作原理，稍后將描述制造閥的工藝。圖8和圖9是示出用在圖1的微流體設(shè)備中的常閉閥的示例的截面圖。常閉閥可 包括在室溫下呈固體的閥材料VI。閥材料Vl以固態(tài)存在于通道C中，以阻擋通道C(如圖8 所示)。閥材料Vl在高溫下熔化并運動到通道C中的空間中，然后凝結(jié)同時打開通道C (如 圖9所示)。從外部照射的能量可以是電磁波，能量源可以是照射激光束的激光源、或者發(fā) 光二極管、或者照射可見光線或紅外線的氙氣燈。當能量源是激光源時，能量源可包括至少 一個激光二極管?？筛鶕?jù)電磁波的波長選擇外部能量源，電磁波可被包括在閥材料Vl中的 發(fā)熱元件吸收。閥材料Vl可以是熱塑性樹脂，例如，環(huán)烯烴共聚物(C0C)、聚甲基丙烯酸甲 酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PS)、聚甲醛(POM)、全氟烷(PFA)、聚氯乙烯(PVC)、聚 丙烯(PP)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚醚醚酮(PEEK)、聚酰胺(PA)、聚砜(PSU)、聚偏 氟乙烯(PVDF)。另外，在室溫下呈固態(tài)的相變材料可用作閥材料VI。相變材料可以是蠟。當蠟被加熱時，蠟被熔化成液態(tài)，且蠟的體積增加。蠟可以是石蠟、微晶蠟、合成蠟、或者自 然蠟。相變材料可以是凝膠或者熱塑性樹脂。凝膠可以是聚丙烯酰胺、聚丙烯酸酯、聚甲基 丙烯酸酯、或者聚乙烯胺?？蓪⑽针姶挪芰恳援a(chǎn)生熱量的多個細小發(fā)熱顆粒分散在閥 材料Vl中。所述多個細小發(fā)熱顆粒中的每個可具有大約Inm至大約100 μ m的直徑，以自 由地通過具有大約0. Imm深度和大約Imm寬度的通道C。例如，當通過激光束將電磁波能量 施加到細小發(fā)熱顆粒時，細小發(fā)熱顆粒的溫度快速地上升，以產(chǎn)生熱量，且細小發(fā)熱顆粒均 勻地分散在蠟中。細小發(fā)熱顆粒可具有包括金屬成分的芯、疏水表面結(jié)構(gòu)。例如，細小發(fā)熱 顆?？删哂蟹肿咏Y(jié)構(gòu)，該分子結(jié)構(gòu)具有由狗和圍繞!^e的多個表面活性劑形成的芯。細小 發(fā)熱顆?？蓛Υ嬖谳d體油中。載體油也可以是疏水性的，以使具有疏水表面結(jié)構(gòu)的細小發(fā) 熱顆?？杀痪鶆虻胤稚ⅰ７稚⒂屑毿“l(fā)熱顆粒的載體油混有熔化的相變材料，熔化的材料 被載入到通道C中并凝結(jié)以阻擋通道C。細小發(fā)熱顆粒不限于上述的聚合物顆粒，而且可以 是量子點或磁珠。另外，細小發(fā)熱顆粒可以是細小金屬氧化材料，例如，A1203、Ti02、Ta203、 狗304、或者Hf02。另一方面，常開閥不必包括細小發(fā)熱顆粒，并且可由不包括細小發(fā)熱顆粒 的相變材料形成。圖10和圖11是示出常開閥的示例的截面圖。常開閥包括通道C ；閥室VC，連接 到通道C的一部分上；閥材料V2，填充在閥室VC中。閥材料V2可以與常閉閥的閥材料Vl 相同。參照圖10，在將外部能量供應(yīng)到閥之前，由于閥材料V2存在于閥室VC中，所以通道 C保持打開狀態(tài)。然后，當將外部能量供應(yīng)到閥材料V2時，閥材料被熔化并膨脹，從而被引 入到通道C中，熔化后的閥材料V2凝結(jié)，從而阻擋流體流過通道C。圖12是圖1的微流體設(shè)備的分解立體圖。參照圖12，平臺100可包括上板110和 分隔板120。包括圖1、圖2-4中示出的室和通道的微流體結(jié)構(gòu)形成在分隔板120上。形成 在分隔板120上的室和通道具有封閉的下部和敞開的上部。當反應(yīng)盒201結(jié)合到形成在分 隔板120上的安裝部分202(如圖6和圖7所示)時，形成反應(yīng)室200。然而，一個或多個實 施例不限于以上示例，可通過直接給安裝部分202的表面涂敷捕獲抗體或捕獲抗原形成反 應(yīng)室200。為了形成常閉閥，閥材料Vl可被載入到相應(yīng)的通道C中(如圖8所示)。為了 形成常開閥，閥材料V2可被載入到連接到相應(yīng)的通道C的閥室VC中(如圖10所示)。多個通風(fēng)孔形成在上板110中，以使流體平滑地流過包括第一通風(fēng)室215、第二通 風(fēng)室225、第三通風(fēng)室235、第四通風(fēng)室245的通道和室。在圖12中，在形成在上板110中的 孔中的未被標號表示的孔表示通風(fēng)孔。面對檢測器(圖19的520)的室(例如，第一 QC室 35、第二 QC室50、第三QC室60、第四QC室70、檢測室250)位于沿徑向距中心C相同的距 離處。用于保護區(qū)111(與第一 QC室35、第二 QC室50、第三QC室60、第四QC室70、檢測 室250對應(yīng))的保護單元112可形成在上板110上。保護單元112保護區(qū)111免受污染， 或者在操作微流體設(shè)備的同時減小區(qū)111受污染的幾率。例如，保護單元112可包括圍繞 區(qū)111且向上突出的第一肋113和第二肋114。上板110還可包括向上突出的第三肋115， 以表示連接到樣品室10的入口 11。當上板110結(jié)合到分隔板120時，形成在分隔板120上的微流體結(jié)構(gòu)具有封閉的 上部和下部，控制流體流動的閥形成在相應(yīng)的位置上。因此，完成微流體結(jié)構(gòu)，流體可容納 在微流體結(jié)構(gòu)中并在微流體結(jié)構(gòu)中流動。第一緩沖液、第二緩沖液、第三緩沖液、清洗緩沖 液可分別被載入到分隔板120上的第一緩沖液室210、第二緩沖液室220、第三緩沖液室230、清洗緩沖液室M0，上板110結(jié)合到分隔板120，然后，制造容納第一緩沖液、第二緩沖 液、第三緩沖液、清洗緩沖液的微流體設(shè)備?？墒褂谜澈衔?、射頻焊接、超聲波焊接、激光焊 接、或者紫外線結(jié)合工藝將上板110結(jié)合到分隔板120?？蛇x地，在將上板110結(jié)合到分隔 板120之后，可通過形成在上板110中的入口(未示出)將第一緩沖液、第二緩沖液、第三 緩沖液、清洗緩沖液載入到第一緩沖液室210、第二緩沖液室220、第三緩沖液室230、清洗 緩沖液室MO中，并可阻擋入口。為了形成常閉閥和常開閥，在將上板110結(jié)合到分隔板120之后，可通過入口 A將 閥材料載入到通道C和閥室VC中(如圖8和圖10所示)。作為形成常閉閥和常開閥的另一種方法，在閥將形成在上板110的下表面116上 的位置施加預(yù)定的厚度的閥材料(如圖13所示)。之后，上板110和分隔板120彼此結(jié)合。 在圖13中，細小黑圓表示用于形成常閉閥的閥材料，大黑圓表示用于形成常開閥的閥材 料。圖14是在將上板110結(jié)合到分隔板120之后形成閥的部分的截面圖。參照圖14，由于 閥材料不阻擋通道C，所以當上板110和分隔板120彼此結(jié)合時形成常開閥。為了形成常閉 閥，將外部能量施加到細小黑圓，以熔化閥材料。例如，可通過激光束提供外部能量。然而， 如圖15所示，閥材料被熔化并凝結(jié)，同時阻擋通道C，因此形成常閉閥。為了打開常閉閥， 與當形成常閉閥時施加的能量類似的能量或者更大量的能量被施加到圖15中示出的閥材 料。然后，如圖16所示，閥材料流動到通道C中的空間中，且通道C打開。將通過考慮形成 圖15中示出的常閉閥的過程來闡述通過操作圖14中示出的常開閥關(guān)閉通道C的過程。使用上述工藝制造包括常閉閥和常開閥的微流體設(shè)備的示例在圖17中示出。參 照圖17，常閉閥用小黑圓點表示，常開閥用大黑圓點表示。圖17的微流體設(shè)備與圖2的微流 體設(shè)備的區(qū)別在于常開閥206、常開閥M4、常開閥沈5、常開閥272位于封閉的通道中。根 據(jù)以上結(jié)構(gòu)，不需要形成用于容納形成常開閥的閥材料(圖10的V2)的室(圖10的VC)， 從而簡化了微流體設(shè)備的結(jié)構(gòu)。在以上實施例中，用于施加閥材料至預(yù)定的厚度的凹槽G形成在上板110中，與凹 槽G對應(yīng)的階梯狀部分S形成在分隔板120的通道C中，然而，一個或多個實施例不限于以 上示例。凹槽G可不形成在上板110的底表面上，階梯狀部分S可不形成在分隔板120的 通道C中。即使當不形成凹槽G和階梯狀部分S時，也可通過調(diào)節(jié)閥材料的量和用于熔化 閥材料的能量強度來形成常開閥和常閉閥。凹槽G可以是用于確定將施加閥材料的位置的 參照。當常閉閥打開時，階梯狀部分S可根據(jù)毛細管現(xiàn)象使熔化的閥材料易于流動。圖18是通過執(zhí)行上述工藝制造的微流體設(shè)備的立體圖。參照圖18，條形碼140設(shè) 置在平臺100的側(cè)部上。條形碼140可附著到平臺100的側(cè)部。條形碼140可包括與微流 體設(shè)備的制造數(shù)據(jù)有關(guān)的信息、微流體設(shè)備的有效期。另外，條形碼140可包括涉及檢測室 250中的最后所得物的吸光率和濃度之間的關(guān)系的數(shù)據(jù)。圖19是使用微流體設(shè)備的樣品測試系統(tǒng)的示圖。參照圖19，系統(tǒng)可包括旋轉(zhuǎn)驅(qū)動 器510、檢測器520、電磁波發(fā)生器530。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器510給微流體設(shè)備提供離心力，用于通 過使微流體設(shè)備旋轉(zhuǎn)來離心分離樣品并使流體運動。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器510使微流體設(shè)備在預(yù)定 的位置停止，以使閥面對電磁波發(fā)生器530。電磁波發(fā)生器530操作閥，并照射(例如)激 光束。電磁波發(fā)生器530可沿微流體設(shè)備的徑向移動。另外，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器510使微流體設(shè) 備旋轉(zhuǎn)，以使室面對檢測吸光率的檢測器520。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器510可包括電機驅(qū)動裝置(未示出)，該電機驅(qū)動裝置可控制微流體設(shè)備的角度位置。例如，電機驅(qū)動裝置可使用步進電機 或直流(DC)電機。檢測器520感測待檢測的材料的諸如熒光性質(zhì)、發(fā)光性質(zhì)、和/或吸光 性質(zhì)的光學(xué)特性。條形碼讀取器540讀取設(shè)置在平臺100的側(cè)部上的條形碼140。旋轉(zhuǎn)驅(qū) 動器510、檢測器520、電磁波發(fā)生器530、條形碼讀取器540位于預(yù)定的測量室550中。加 熱器560用于將測量室550中的溫度保持在用于執(zhí)行測試的合適的溫度。控制器570被設(shè) 置以用于控制樣品分析過程。在下文中，將描述使用以上微流體設(shè)備的樣品測試方法。在本實施例中，將描述作 為示例的從血液中檢測特定蛋白質(zhì)的過程?！礃悠份d入〉在本實施例的微流體設(shè)備中，預(yù)先載入在測試操作中使用的緩沖液和清洗緩沖 液。即，第一緩沖液室210容納用于執(zhí)行夾心免疫檢測的共軛緩沖液。第二緩沖液室220 可容納基質(zhì)緩沖液，所述基質(zhì)緩沖液由于與共軛反應(yīng)的所得物進行基質(zhì)反應(yīng)而表現(xiàn)出預(yù)定 的顏色。第三緩沖液室230可容納用于使基質(zhì)反應(yīng)終止的終止溶液。清洗緩沖液室240容 納清洗緩沖液。因此，為了執(zhí)行樣品測試，從病人身上提取的全血(whole blood)被載入到 微流體設(shè)備的樣品室10中，微流體設(shè)備安裝在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器510上，以準備樣品測試。<獲得條形碼信息>使用條形碼讀取器540讀取存儲在條形碼140中的信息(條形碼140設(shè)置在平臺 100的側(cè)部上)?？蓮拇鎯υ跅l形碼140中的關(guān)于微流體設(shè)備的制造數(shù)據(jù)的信息以及微流體 設(shè)備的有效期來識別微流體設(shè)備是否有效。當微流體設(shè)備不滿足執(zhí)行有效測試的條件時， 控制器570可產(chǎn)生警報，通知用戶應(yīng)該更換微流體設(shè)備。另外，存儲在條形碼140中的信息 可包括與測量的吸光率和蛋白質(zhì)的濃度之間的關(guān)系有關(guān)的信息。<確定微流體設(shè)備是否使用過>使用檢測器520測量設(shè)置在樣品分離單元30的端部的第一 QC室35的吸光率。當 測量的吸光率表示血液存在于第一 QC室35中時，意味著微流體設(shè)備以前使用過。在這種 情況下，控制器570可產(chǎn)生警報，通知用戶應(yīng)該更換微流體設(shè)備?！礈囟葯z測〉使用檢測器520測量第四QC室70的吸光率。由于丙烯酸樹脂染料容納在第四QC 室70 (丙烯酸樹脂染料的吸光率根據(jù)溫度而變化)中，所以可使用第四QC室70的吸光率檢 查微流體設(shè)備的溫度。微流體設(shè)備可以以大約4°C的溫度儲存在冷儲藏室中，以在第一至第 三緩沖液、清洗緩沖液被載入到微流體設(shè)備中的狀態(tài)下保持第一至第三緩沖液的活性。由 于保持冷卻的微流體設(shè)備不能在測試中直接使用，所以當微流體設(shè)備的溫度未達到合適的 溫度(例如，20°C )時，控制器570驅(qū)動加熱器560，以升高測量室550的溫度。之后，測量 第四QC室70的吸光率和檢測微流體設(shè)備的溫度的過程被重復(fù)，然后，可在溫度達到進行測 試的合適的溫度時進行測試?？蛇m當?shù)卦O(shè)定重復(fù)的次數(shù)，當即使重復(fù)了預(yù)定次數(shù)但溫度仍 未達到合適的溫度時，控制器570也可產(chǎn)生錯誤消息。<確定樣品的量是否合適>微流體設(shè)備低速旋轉(zhuǎn)，以將血液從樣品室10傳輸?shù)綐悠贩蛛x單元30。低速是產(chǎn)生 適合于傳輸流體的離心力的旋轉(zhuǎn)速度。在填充樣品分離單元30之后，通過通道51將血液 傳輸?shù)降诙?QC室50。檢測器520測量第二 QC室50的吸光率。所述吸光率根據(jù)第二 QC室50中的血液的量而變化。當根據(jù)第二 QC室50的吸光率確定血液的量不足時，控制器570 可產(chǎn)生警報，通知用戶需要將更多的血液載入到樣品室10中?！措x心分離樣品〉旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器510使微流體設(shè)備高速旋轉(zhuǎn)。這里，高旋轉(zhuǎn)速度可將血液分成血清或 血漿(即，上清液)和血細胞(即，沉淀物)。然后，血細胞運動到沉淀物收集單元32，而上 清液留在上清液收集單元31中?！从嬃可锨逡骸惦姶挪òl(fā)生器530將電磁波照射到常閉閥33。然后，閥材料被熔化，從而閥33打 開(如圖9或圖16所示)。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器510使微流體設(shè)備旋轉(zhuǎn)，以產(chǎn)生離心力。然后，通 過通道34使上清液從上清液收集單元31運動到上清液計量室40。由于位于上清液計量 室40的出口的閥41是常閉閥，所以上清液填充上清液計量室40。因此，當上清液的量足夠 時，體積等于上清液計量室40的容積的上清液容納在上清液計量室40中。<確定上清液的數(shù)量和質(zhì)量>利用電磁波發(fā)生器530打開位于通道61的入口中的閥62。當微流體設(shè)備旋轉(zhuǎn)時， 借助離心力將上清液通過通道引入到第三QC室60中。使用檢測器520測量第三QC室60 的吸光率。當測量的吸光率是參考吸光率(表示足夠量的上清液位于第三QC室60中)時， 確定足夠量的上清液容納在上清液計量室40中。當測量的吸光率大于參考吸光率時，上清 液可能包括雜質(zhì)，這是因為沒有合適地執(zhí)行樣品的離心分離或者樣品有缺陷。在這種情況 下，控制器570可產(chǎn)生警報，通知用戶應(yīng)該更換微流體設(shè)備且應(yīng)該再次執(zhí)行測試。另外，當 吸光率小于參考吸光率或大于參考吸光率時，可意味著容納在第三QC室60中的上清液的 量不足或者上清液包括氣孔。在這種情況下，容納在上清液計量室40中的上清液的量不 足。因此，控制器570可產(chǎn)生警報，通知用戶應(yīng)該更換微流體設(shè)備且應(yīng)該再次執(zhí)行測試?！创_定閥33的操作錯誤〉當?shù)谌齉C室60的吸光率表示第三QC室60為空時，意味著沒有合適地操作閥33 且上清液沒有運動到上清液計量室40和第三QC室60。在這種情況下，利用電磁波發(fā)生器 530驅(qū)動閥33并可再次測量第三QC室60的吸光率。當同樣的結(jié)果出現(xiàn)在再測量過程中 時，控制器570指示閥33的操作錯誤并可產(chǎn)生警報，通知用戶應(yīng)該更換微流體設(shè)備?！丛贆z測溫度〉在執(zhí)行用于檢測樣本的過程之前，可再次測量微流體設(shè)備的溫度?？稍谔囟ǖ臏?度范圍內(nèi)很好地執(zhí)行用于檢測樣本的抗原-抗體反應(yīng)。例如，可在大約37°C的溫度下執(zhí)行 用于檢測來自諸如血液的生物樣品的樣本的抗原-抗體反應(yīng)。因此，檢測器520可再次檢 測第四QC室70的吸光率，以測量溫度。當溫度未達到大約37°C的溫度時，控制器570驅(qū)動 加熱器560，以升高測量室550的溫度。之后，將檢測第四QC室70的吸光率以測量微流體 設(shè)備的溫度的過程重復(fù)。當微流體設(shè)備的溫度達到大約37°C的溫度時，可繼續(xù)測試。可適 當?shù)卦O(shè)定再測量溫度的次數(shù)。如果再次測量溫度時微流體設(shè)備的溫度比37°C低時，則控制 器570也可產(chǎn)生溫度錯誤消息并終止測試?？蛇x地，控制器570可產(chǎn)生警報，通知用戶應(yīng)該 更換微流體設(shè)備?！磮?zhí)行抗原-抗體反應(yīng)〉利用電磁波發(fā)生器530打開位于上清液計量室40的出口的閥41。當微流體設(shè)備旋轉(zhuǎn)時，因離心力使得容納在上清液計量室40中的上清液通過通道42運動到反應(yīng)室200。利用電磁波發(fā)生器530打開閥212和閥213。然后，使共軛緩沖液從第一緩沖液室 210運動到第一計量室211。由于第一緩沖液室210通過閥212和第一通風(fēng)室215與外部 空氣連通，所以共軛緩沖液可容易地運動到第一計量室211。由于位于第一計量室211的出 口的閥214是常閉閥，所以共軛緩沖液首先填充第一計量室211。之后，過量的共軛緩沖液 容納在第一過量緩沖液室229中。當利用電磁波發(fā)生器530打開位于第一計量室211的出 口的閥214時，固定量的共軛緩沖液運動到反應(yīng)室200。為了使上清液與共軛緩沖液混合，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器510可將微流體設(shè)備的振動操作執(zhí) 行多次。在反應(yīng)室200中執(zhí)行樣本、被捕獲抗體、包括在共軛緩沖液中的二抗之間的結(jié)合反 應(yīng)(binding action)。之后，利用電磁波發(fā)生器530打開位于反應(yīng)室200的出口的閥205， 該出口位于第一廢料室沈0的側(cè)部上。通過第一廢料通道沈4的端部261和終端(final end) 262使除了被捕獲抗體捕獲的樣本和二抗之外的雜質(zhì)運動到第一廢料室沈0。之后，當 電磁波被照射到位于第一廢料通道264的終端262處的常開閥265上時，閥材料被熔化并 凝結(jié)以關(guān)閉閥沈5 (如圖11或圖15所示)。由于位于第一廢料通道264的終端262處的常 開閥265關(guān)閉且位于終端263處的閥266關(guān)閉，所以反應(yīng)室200和第一廢料室260彼此隔 開?！辞逑础道秒姶挪òl(fā)生器530打開閥242和閥M3。然后，清洗緩沖液從清洗緩沖液室 240運動到反應(yīng)室200。由于清洗緩沖液室240通過閥242和第四通風(fēng)室245與外部空氣 連通，所以清洗緩沖液可容易地運動到反應(yīng)室200。為了執(zhí)行清洗操作，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器510可 將微流體設(shè)備的振動操作執(zhí)行多次。利用電磁波發(fā)生器530打開閥沈6。然后，通過第一廢 料通道沈4的端部261和終端263使反應(yīng)室200中的具有反應(yīng)雜質(zhì)的清洗緩沖液運動到第 一廢料室沈0。利用電磁波發(fā)生器530關(guān)閉位于第一廢料通道沈4的端部261處的常開閥 206。因此，反應(yīng)室200和第一廢料室260彼此隔開?！传@得參考吸光率〉由于通過常開閥244將空室241連接到清洗緩沖液室240，所以清洗緩沖液還可容 納在空室Ml中。利用電磁波發(fā)生器530打開位于空室Ml的出口的閥M6。當微流體設(shè) 備旋轉(zhuǎn)時，容納在空室Ml中的清洗緩沖液運動到檢測室250。由于空室241通過常開閥 對4、清洗緩沖液室M0、預(yù)先打開的閥M2、第四通風(fēng)室245與外部空氣連通，所以清洗緩沖 液可容易地運動到檢測室250。檢測器520測量檢測室250的吸光率。測量的吸光率變成 表示檢測室250的狀態(tài)的參考吸光率。利用電磁波發(fā)生器530打開位于檢測室250的出口 的閥251。然后，通過第二廢料通道271使清洗緩沖液從檢測室250運動到第二廢料室270。 之后，利用電磁波發(fā)生器530關(guān)閉位于第二廢料室270的入口的常開閥272。因此，檢測室 250和第二廢料室270彼此隔開。另外，利用電磁波發(fā)生器530關(guān)閉位于空室241的入口的 常開閥M4。因此，檢測室250和空室241彼此隔開?！创_定閥246的錯誤操作>如果在獲得參考吸光率的過程中所述吸光率表示檢測室250的空狀態(tài)，則意味著 沒有適當?shù)夭僮鏖yM6。在這種情況下，可重復(fù)獲得參考吸光率的過程。當重復(fù)產(chǎn)生同樣 的錯誤時，控制器570可產(chǎn)生警報，通知用戶應(yīng)該更換微流體設(shè)備?？蛇m當?shù)卦O(shè)定重復(fù)的次數(shù)?！椿|(zhì)反應(yīng)〉利用電磁波發(fā)生器530打開閥222和閥223。然后，基質(zhì)緩沖液從第二緩沖液室 220運動到第二計量室221。由于第二緩沖液室220通過閥222和第二通風(fēng)室225與外部 空氣連通，所以基質(zhì)緩沖液可容易地運動到第二計量室221。由于位于第二計量室221的出 口的閥2M關(guān)閉，所以基質(zhì)緩沖液首先填充第二計量室221。過量的基質(zhì)緩沖液容納在第一 過量緩沖液室229中。當利用電磁波發(fā)生器530打開位于第二計量室221的出口的常閉閥 224時，所稱量的量(weighted amount)的基質(zhì)緩沖液運動到反應(yīng)室200。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器510 可將微流體設(shè)備的振動操作執(zhí)行多次，以使基質(zhì)緩沖液與抗原-抗體反應(yīng)的所得物在反應(yīng) 室200中混合。反應(yīng)室200中的混合物由于基質(zhì)反應(yīng)而具有與樣本的量對應(yīng)的顏色?！捶磻?yīng)終止〉利用電磁波發(fā)生器530打開閥232和閥233。然后，終止緩沖液從第三緩沖液室 230運動到第三計量室231。由于第三緩沖液室230通過閥232和第三通風(fēng)室235與外部 空氣連通，所以終止緩沖液可容易地運動到第三計量室231。由于位于第三計量室231的出 口的閥234是常閉閥，所以終止緩沖液首先填充第三計量室231。之后，過量的終止緩沖液 容納在第二過量緩沖液室239中。當利用電磁波發(fā)生器530打開位于第三計量室231的出 口的閥234時，計量的量的終止緩沖液運動到反應(yīng)室200。為了在反應(yīng)室200中將終止緩沖 液與抗原-抗體反應(yīng)的所得物以及基質(zhì)緩沖液混合，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器510可將微流體設(shè)備的振 動操作執(zhí)行多次?；|(zhì)反應(yīng)通過終止緩沖液中止?！礄z測樣本的濃度〉利用電磁波發(fā)生器530打開位于反應(yīng)室200的出口的常閉閥207，該出口位于檢測 室250側(cè)。然后，最終流體運動到檢測室250。使用檢測器520測量檢測室250的吸光率。 此時，按預(yù)定的時間間隔測量幾次吸光率，以獲得不變化的最終吸光率?？刂破?70根據(jù)條 形碼140中存儲的與基于吸光率的蛋白質(zhì)的濃度有關(guān)的信息，利用獲得的吸光率和參考吸 光率之差計算樣本的濃度。應(yīng)該理解，在此描述的示例性實施例應(yīng)該僅被認為是描述性的意思，而不是為了 限制的目的。通常，對各個實施例中的特征或方面的描述應(yīng)該被認為是可從其他實施例中 的其他相似的特征或方面得到。
權(quán)利要求
1.一種微流體設(shè)備，包括樣品室；樣品分離單元，容納來自樣品室的樣品，并利用離心力從樣品中分離出上清液； 緩沖液室，容納反應(yīng)緩沖液； 清洗緩沖液室，容納清洗緩沖液；反應(yīng)室，連接到樣品分離單元并接收來自樣品分離單元的上清液、連接到緩沖液室并 接收來自緩沖液室的反應(yīng)緩沖液、連接到清洗緩沖液室并接收來自清洗緩沖液室的清洗緩 沖液、涂有用于捕獲樣本的捕獲抗體；檢測室，連接到反應(yīng)室、接收來自反應(yīng)室的最終反應(yīng)材料、并具有用于測試最終反應(yīng)材 料的樣本的空間，在所述空間中對吸光率進行測量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微流體設(shè)備，還包括 第一廢料室，容納從反應(yīng)室排放的雜質(zhì)；第一廢料通道，將反應(yīng)室連接到第一廢料室，并包括連接到反應(yīng)室的端部以及從所述 端部分叉并連接到第一廢料室的兩個終端；第一常閉閥、第二常閉閥、第一常開閥、第二常開閥，其中，第一常閉閥和第一常開閥設(shè) 置在第一廢料通道的所述端部中，第二常開閥和第二常閉閥分別設(shè)置在第一廢料通道的所 述兩個終端中，使得在從反應(yīng)室排放雜質(zhì)之后使反應(yīng)室和第一廢料室彼此隔開。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微流體設(shè)備，還包括空室，連接到清洗緩沖液室和檢測室、從清洗緩沖液室接收清洗緩沖液、并將清洗緩沖 液提供給檢測室，以測量參考吸光率；第二廢料室，容納從檢測室排放的清洗緩沖液； 第二廢料通道，將檢測室連接到第二廢料室；常閉閥和常開閥，設(shè)置在第二廢料通道中，使得在排放清洗緩沖液之后使檢測室和第 二廢料室彼此隔開。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微流體設(shè)備，還包括通風(fēng)室，形成通風(fēng)路徑，所述通風(fēng)路徑允許緩沖液室和/或清洗緩沖液室獲取外部空氣；第一常閉閥，設(shè)置在緩沖液室和/或清洗緩沖液室與通風(fēng)室之間； 第二常閉閥，設(shè)置在緩沖液室和/或清洗緩沖液室的出口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微流體設(shè)備，還包括緩沖液計量室，在緩沖液室和反應(yīng)室之間計量反應(yīng)緩沖液；過量緩沖液室，容納來自緩沖液計量室的超過緩沖液計量室的容積的反應(yīng)緩沖液部分；上清液計量室，設(shè)置在樣品分離單元和反應(yīng)室之間，以計量上清液的量。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微流體設(shè)備，還包括測試單元，所述測試單元包括檢測室。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的微流體設(shè)備，還包括質(zhì)量室，所述質(zhì)量室包括多個室中的 至少一個，所述多個室包括設(shè)置在樣品分離單元的端部的質(zhì)量控制室，用于通過檢測吸光率來識別所述微流體設(shè) 備以前是否已使用過；連接到樣品分離單元并接收超過樣品分離單元的容積的樣品部分的質(zhì)量控制室； 檢測上清液的吸光率并連接到通道的質(zhì)量控制室，用于容納來自樣品分離單元的上清 液，所述通道將反應(yīng)室連接到樣品分離單元； 容納吸光率根據(jù)溫度而變化的材料的室；沿平臺的徑向位于與旋轉(zhuǎn)中心的距離相同的位置的檢測室和質(zhì)量控制室。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的微流體設(shè)備，還包括可旋轉(zhuǎn)平臺，樣品室、樣品分離單元、緩 沖液室、清洗緩沖液室、反應(yīng)室、檢測室形成在所述可旋轉(zhuǎn)平臺中，其中，所述平臺包括分隔板，雕刻結(jié)構(gòu)形成在分隔板上，所述雕刻結(jié)構(gòu)提供用于容納流體和用于形成通道 的空間，流體流過所述通道，分隔板具有敞開的上部；上板，結(jié)合到分隔板的上部，以阻擋所述雕刻結(jié)構(gòu)的上部。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的微流體設(shè)備，其中，閥包括可通過電磁波能量熔化的閥材料， 所述閥材料是相變材料或者熱固樹脂，所述相變材料根據(jù)電磁波能量而發(fā)生相變，其中，所述閥材料包括分散在相變材料中的加熱顆粒，以通過吸收電磁波能量產(chǎn)生熱量。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的微流體設(shè)備，其中，上板包括保護單元，所述保護單元保護與檢測室和至少一個質(zhì)量控制室對應(yīng)的區(qū)免受 污染，所述保護單元包括圍繞與檢測室和所述至少一個質(zhì)量控制室對應(yīng)的區(qū)的肋。
11.一種制造微流體設(shè)備的方法，所述方法包括制備分隔板，分隔板包括雕刻結(jié)構(gòu)，所述雕刻結(jié)構(gòu)包括用于容納流體的空間和通道，流 體流過所述通道，分隔板具有敞開的上部； 制備上板；將閥材料施加到上板的下表面的多個位置上，在所述多個位置上閥控制流體流過所述 通道；將上板結(jié)合到分隔板，以封閉所述敞開的上部，并形成多個常開閥； 通過將能量施加到所述多個常開閥中的至少一個上以熔化所述閥材料從而阻擋所述 通道而形成常閉閥。
12.一種使用微流體設(shè)備測試包括在樣品中的樣本的方法，所述微流體設(shè)備包括檢測 室、樣品室、樣品分離單元、測試單元，所述方法包括將樣品載入到微流體設(shè)備的樣品室中； 將微流體設(shè)備安裝在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器上； 通過測量質(zhì)量控制室的吸光率來進行質(zhì)量控制。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，質(zhì)量控制室包括多個質(zhì)量控制室中的至少一個，所述多個質(zhì)量控制室包括 設(shè)置在樣品分離單元的端部的質(zhì)量控制室，用于通過檢測吸光率來識別微流體設(shè)備以 前是否已使用過；連接到樣品分離單元并接收超過樣品分離單元的容積的樣品部分的質(zhì)量控制室，用于 確定樣品的量是否足夠；檢測上清液的吸光率并連接到將反應(yīng)室連接到樣品分離單元的通道的質(zhì)量控制室，以 接收來自樣品分離單元的上清液，用于確定上清液的量是否足夠、上清液的狀態(tài)是否適合 于測試、或者位于樣品分離單元和測試單元之間的閥是否有缺陷；容納吸光率根據(jù)溫度變化的材料的質(zhì)量控制室，用于確定微流體設(shè)備的溫度是否適合 于開始測試。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，還包括執(zhí)行在上清液、捕獲抗體與反應(yīng)室中的反應(yīng)緩沖液之間的抗原-抗體反應(yīng)，以形成反 應(yīng)所得物；通過測量檢測室的吸光率確定參考吸光率；將反應(yīng)所得物傳輸?shù)綑z測室并測量檢測室的吸光率；從參考吸光率和測量的吸光率之差計算樣本的濃度。
15.根據(jù)權(quán)利要求12-14中的任一項所述的方法，還包括獲得與微流體設(shè)備的制造數(shù)據(jù)、微流體設(shè)備的有效期、測量的吸光率和來自條形碼的 樣本的濃度之間的關(guān)系中的至少一種有關(guān)的信息，所述條形碼形成在微流體設(shè)備的側(cè)部 上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種微流體設(shè)備，所述微流體設(shè)備包括微流體結(jié)構(gòu)，用于提供容納流體和形成通道的空間，流體流過所述通道；閥，用于控制流體流過微流體設(shè)備中的通道。所述微流體結(jié)構(gòu)包括樣品室；樣品分離單元，容納來自樣品室的樣品，并通過使用離心力從樣品中分離出上清液；測試單元，接收來自樣品分離單元的上清液，用于使用抗原-抗體反應(yīng)檢測來自上清液的樣本；質(zhì)量控制室，用于識別測試的可靠性。
文檔編號G01N35/00GK102138075SQ200980134483
公開日2011年7月27日 申請日期2009年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月1日
發(fā)明者李凡石, 李廷健, 金智苑, 金貴炫 申請人:三星電子株式會社