微流體裝置以及該微流體裝置的控制方法和測(cè)試裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種微流體裝置以及該微流體裝置的控制方法和測(cè)試裝置。該微流體裝置包括平臺(tái)，該平臺(tái)具有旋轉(zhuǎn)中心并且包括至少一個(gè)微流體結(jié)構(gòu)。該微流體結(jié)構(gòu)包括：樣品供應(yīng)室，配置為容納樣品；多個(gè)第一腔室，以距離平臺(tái)的旋轉(zhuǎn)中心的不同距離布置在平臺(tái)的圓周方向上；以及多個(gè)虹吸通道，多個(gè)虹吸通道的每個(gè)連接到第一腔室中相應(yīng)的第一腔室。
【專利說明】微流體裝置以及該微流體裝置的控制方法和測(cè)試裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]根據(jù)示范性實(shí)施例的設(shè)備和方法涉及一種微流體結(jié)構(gòu)以及具有該微流體結(jié)構(gòu)的微流體裝置，在該微流體結(jié)構(gòu)中樣品被有效地分配到多個(gè)腔室并且流體的分配速度和供應(yīng)速度是可調(diào)節(jié)的。
【背景技術(shù)】
[0002]微流體裝置被用來通過操作少量的流體進(jìn)行生物或化學(xué)反應(yīng)。
[0003]提供在微流體裝置中以執(zhí)行獨(dú)立功能的微流體結(jié)構(gòu)通常包括容納流體的腔室、允許流體從其流過的通道以及控制流體的流動(dòng)的構(gòu)件(例如，閥門)。微流體結(jié)構(gòu)可以包括這樣的結(jié)構(gòu)的不同組合。通過在芯片形狀的基板上設(shè)置這樣的微流體結(jié)構(gòu)以執(zhí)行多步處理和操作從而在小芯片上進(jìn)行包括免疫血清反應(yīng)或生化反應(yīng)的測(cè)試的裝置被稱為芯片上實(shí)驗(yàn)室。
[0004]為了轉(zhuǎn)移微流體結(jié)構(gòu)中的流體，需要驅(qū)動(dòng)壓力。毛細(xì)壓力或通過單獨(dú)的泵產(chǎn)生的壓力可以被用作驅(qū)動(dòng)壓力。近來，已經(jīng)提出盤型微流體裝置，其具有布置在盤形的平臺(tái)上的微流體結(jié)構(gòu)以利用離心力移動(dòng)流體從而執(zhí)行一系列操作。這種裝置被稱為“實(shí)驗(yàn)室CD”或“⑶上實(shí)驗(yàn)室”。
[0005]在微流體結(jié)構(gòu)中，將流體諸如樣品或反應(yīng)溶液調(diào)節(jié)至定量以及控制流體經(jīng)由腔室的流動(dòng)會(huì)是重要的。為了執(zhí)行這樣的調(diào)節(jié)和控制，單獨(dú)的閥門可以安裝到通道。然而，在這種情況下會(huì)需要單獨(dú)的驅(qū)動(dòng)源來打開和/或關(guān)閉閥門。
[0006]已經(jīng)提出不需要這樣的單獨(dú)驅(qū)動(dòng)源的虹吸通道來克服此問題。然而，常規(guī)的虹吸通道安裝在樣品供應(yīng)室和分配通道之間并且僅用于分配樣品，常規(guī)的情形沒有提出如何轉(zhuǎn)移分配的樣品。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]示范性實(shí)施例提供一種微流體結(jié)構(gòu)以及具有該微流體結(jié)構(gòu)的微流體裝置，在該微流體結(jié)構(gòu)中多個(gè)腔室布置在不同的位置并且并聯(lián)連接，通過經(jīng)由虹吸通道將一個(gè)腔室連接至另一個(gè)腔室以用于后續(xù)操作，定量的流體可以因此被有效地分配到腔室而不使用單獨(dú)的驅(qū)動(dòng)源。
[0008]根據(jù)示范性實(shí)施例的方面，提供一種微流體裝置，該微流體裝置包括平臺(tái)，該平臺(tái)具有旋轉(zhuǎn)中心并包括微流體結(jié)構(gòu)，其中該微流體結(jié)構(gòu)包括:多個(gè)第一腔室，以距離旋轉(zhuǎn)中心的不同距離布置在平臺(tái)的圓周方向上；以及多個(gè)第一虹吸通道，多個(gè)第一虹吸通道的每個(gè)連接到多個(gè)第一腔室中相應(yīng)的第一腔室。
[0009]微流體結(jié)構(gòu)還包括:樣品供應(yīng)室，配置為容納樣品并包括排出口 ；以及分配通道，連接到樣品供應(yīng)室的排出口并連接到多個(gè)第一腔室，分配通道配置為將樣品供應(yīng)室中的樣品分配到多個(gè)第一腔室。
[0010]第一腔室可以布置為使得多個(gè)第一腔室的每個(gè)布置得比多個(gè)第一腔室中樣品更早流到的相鄰第一腔室更遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)中心。
[0011]多個(gè)第一腔室可以布置為使得多個(gè)第一腔室中沿著分配通道具有較大序號(hào)的第一腔室比具有較小序號(hào)的另一個(gè)第一腔室更遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)中心。
[0012]第一腔室可以布置在沿著分配通道的方向上而使得多個(gè)第一腔室中位于與多個(gè)第一腔室中的另一個(gè)第一腔室相比距離樣品供應(yīng)室的排出口的距離更大的第一腔室比該另一第一腔室更遠(yuǎn)離平臺(tái)的旋轉(zhuǎn)中心。
[0013]多個(gè)第一腔室可以關(guān)于平臺(tái)的旋轉(zhuǎn)中心螺旋地布置。
[0014]多個(gè)第一虹吸通道的每個(gè)可以在比連接到其的相應(yīng)第一腔室的充滿流體水平面高的位置具有頂點(diǎn)。
[0015]多個(gè)第一虹吸通道的寬度可以在約0.0lmm與約3mm之間，多個(gè)第一虹吸通道的深度可以在約0.0lmm與約3mm之間。
[0016]微流體結(jié)構(gòu)還可以包括連接到多個(gè)第二腔室中的至少一個(gè)第二腔室的至少一個(gè)
反應(yīng)室。
[0017]多個(gè)第一腔室、多個(gè)第二腔室以及反應(yīng)室可以布置得比樣品供應(yīng)室更遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)中心。
[0018]多個(gè)第二腔室中的至少一個(gè)可以容納第一標(biāo)記結(jié)合物以與樣品中的分析物特定地結(jié)合，其中第一標(biāo)記結(jié)合物可以是標(biāo)記物和與分析物特定地結(jié)合的捕獲材料的結(jié)合物。
[0019]反應(yīng)室可以包括具有捕獲材料的檢測(cè)區(qū)域，捕獲材料與固定在其上的分析物特定地結(jié)合。
[0020]檢測(cè)區(qū)域可以通過從多孔膜、微孔和微柱組成的組中選擇的一個(gè)形成，以根據(jù)毛細(xì)力來移動(dòng)樣品。
[0021]微流體結(jié)構(gòu)還可以包括設(shè)置在腔室中的磁體，該腔室設(shè)置在鄰近于反應(yīng)室的位置。
[0022]根據(jù)另一個(gè)示范性實(shí)施例的方面，提供一種形成在平臺(tái)上的微流體結(jié)構(gòu)，該微流體結(jié)構(gòu)包括:樣品供應(yīng)室，配置為容納樣品并包括排出口 ；分配通道，連接到樣品供應(yīng)室的排出口 ；多個(gè)第一腔室，連接到分配通道，配置為接收經(jīng)由分配通道供應(yīng)的樣品，以及從平臺(tái)的旋轉(zhuǎn)中心以不同的半徑分別布置；以及多個(gè)虹吸通道，多個(gè)虹吸通道的每個(gè)連接到多個(gè)第一腔室中相應(yīng)的第一腔室。
[0023]多個(gè)第一腔室可以從旋轉(zhuǎn)中心以遞增次序的半徑布置，該遞增次序可以對(duì)應(yīng)于樣品供應(yīng)到多個(gè)第一腔室的順序。
[0024]多個(gè)第一腔室可以從旋轉(zhuǎn)中心以遞增次序的半徑布置，該遞增次序可以對(duì)應(yīng)于樣品經(jīng)由分配通道流動(dòng)的順序。
[0025]多個(gè)第一腔室可以從旋轉(zhuǎn)中心以遞增次序的半徑布置，該遞增次序可以對(duì)應(yīng)于樣品供應(yīng)的順序。
[0026]多個(gè)第一腔室可以從旋轉(zhuǎn)中心以遞增次序的半徑布置，該遞增次序可以對(duì)應(yīng)于第一腔室沿著分配通道距離樣品供應(yīng)室的排出口的距離的遞增次序。
[0027]多個(gè)虹吸通道的每個(gè)可以在比連接到其的相應(yīng)第一腔室的充滿流體水平面高的位置具有頂點(diǎn)。
[0028]多個(gè)虹吸通道的寬度可以在約0.0lmm與約3mm之間，多個(gè)虹吸通道的深度可以在約0.0lmm與約3mm之間。
[0029]微流體結(jié)構(gòu)還可以包括連接到多個(gè)第二腔室中的至少一個(gè)的至少一個(gè)反應(yīng)室。
[0030]多個(gè)第一腔室、多個(gè)第二腔室以及反應(yīng)室可以布置得比樣品供應(yīng)室更遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)中心。
[0031]第一標(biāo)記結(jié)合物可以設(shè)置在第二腔室中的至少一個(gè)中，其中第一標(biāo)記結(jié)合物特定地結(jié)合到樣品中的分析物。
[0032]反應(yīng)室可以包括具有捕獲材料的檢測(cè)區(qū)域，捕獲材料用于與固定在其上的分析物特定地結(jié)合。
[0033]檢測(cè)區(qū)域可以通過從多孔膜、微孔和微柱組成的組中選擇的一個(gè)形成以根據(jù)毛細(xì)力來移動(dòng)樣品。
[0034]微流體結(jié)構(gòu)還可以包括設(shè)置在腔室中的磁體，該腔室設(shè)置在鄰近于反應(yīng)室的位置。
[0035]微流體結(jié)構(gòu)還可以包括:計(jì)量室，設(shè)置在至少一個(gè)第二腔室和至少一個(gè)反應(yīng)室之間并配置為計(jì)量從至少一個(gè)第二腔室轉(zhuǎn)移的流體的量；以及流體轉(zhuǎn)移輔助單元，連接在計(jì)量室和至少一個(gè)反應(yīng)室之間。
[0036]流體轉(zhuǎn)移輔助單元可以包括流體通道，該流體通道配置為將容納在計(jì)量室中的流體轉(zhuǎn)移到反應(yīng)室中。
[0037]流體轉(zhuǎn)移輔助單元還可以包括流體引導(dǎo)件，該流體引導(dǎo)件配置為引導(dǎo)容納在計(jì)量室中的流體移動(dòng)到流體通道。
[0038]微流體結(jié)構(gòu)還可以包括:第二虹吸通道，具有連接到計(jì)量室的一端；以及廢物室，連接到第二虹吸通道的另一端。
[0039]在計(jì)量室中容納的流體轉(zhuǎn)移到反應(yīng)室之后，第二虹吸通道可以將流入其中的流體樣品轉(zhuǎn)移到廢物室。
[0040]微流體結(jié)構(gòu)還可以包括容納在腔室中的磁體。
[0041]根據(jù)另一個(gè)方面，提供一種測(cè)試裝置。該測(cè)試裝置包括:微流體裝置；旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元，配置為旋轉(zhuǎn)微流體裝置的平臺(tái)；磁性模塊，配置為在平臺(tái)的徑向方向上可移動(dòng)；以及控制器，配置為控制旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元和磁性模塊。
[0042]當(dāng)流體將被從計(jì)量室轉(zhuǎn)移到反應(yīng)室時(shí)，控制器配置為旋轉(zhuǎn)平臺(tái)并且在平臺(tái)的旋轉(zhuǎn)過程中的預(yù)定時(shí)間，將磁性模塊移動(dòng)到平臺(tái)之上或之下的位置而使得磁性模塊面對(duì)磁體。
[0043]根據(jù)另一個(gè)示范性實(shí)施例的方面，提供一種控制微流體裝置的方法，該微流體裝置包括平臺(tái)，該平臺(tái)提供有配置為容納流體的第二腔室、配置為計(jì)量流體的量的第三腔室、配置為利用在第三腔室中計(jì)量并引入其中的流體在其中發(fā)生色譜分析反應(yīng)的第四腔室以及將第二腔室、第三腔室和第四腔室彼此連接的通道，該方法包括:旋轉(zhuǎn)平臺(tái)并且將容納在第二腔室中的流體轉(zhuǎn)移到第三腔室；以及重復(fù)包括增大平臺(tái)的旋轉(zhuǎn)速度和使其停止的區(qū)間而使得流體流入第四腔室中。
[0044]該方法還可以包括:在將流體轉(zhuǎn)移到第三腔室時(shí)，使平臺(tái)停止，使得在流體和容納在第三腔室中的標(biāo)記結(jié)合物之間發(fā)生第一級(jí)反應(yīng)。
[0045]該方法還可以包括:在將流體引入到第四腔室中時(shí)，使平臺(tái)停止。
[0046]該方法還可以包括:當(dāng)平臺(tái)停止時(shí)，在提供于第四腔室中的檢測(cè)區(qū)域吸收流體并將保留在第三腔室中的流體轉(zhuǎn)移到第四腔室。
[0047]該方法還可以包括:允許在第四腔室中發(fā)生色譜分析反應(yīng)，此后旋轉(zhuǎn)平臺(tái)以除去保留在第四腔室中的流體。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0048]從以下結(jié)合附圖對(duì)示范性實(shí)施例的描述，以上和/或其他的方面將變得明顯并更易于理解，附圖中:
[0049]圖1是示意地示出根據(jù)示范性實(shí)施例的微流體裝置的結(jié)構(gòu)的透視圖；
[0050]圖2是示出虹吸通道的基本原理的曲線圖；
[0051]圖3是示意地示出根據(jù)示范性實(shí)施例的應(yīng)用虹吸通道的微流體結(jié)構(gòu)以及具有該微流體結(jié)構(gòu)的微流體裝置的基本結(jié)構(gòu)的平面圖；
[0052]圖4A和4B是示意地示出包括多個(gè)單元的微流體結(jié)構(gòu)以及具有該微流體結(jié)構(gòu)的微流體裝置的平面圖；
[0053]圖5A至是示意地示出在根據(jù)示范性實(shí)施例的微流體裝置中流體的流動(dòng)的平面圖；
[0054]圖6是示出根據(jù)示范性實(shí)施例的微流體裝置中流體分配到第一腔室的次序的平面圖；
[0055]圖7是詳細(xì)地示出根據(jù)示范性實(shí)施例的微流體裝置的結(jié)構(gòu)的平面圖；
[0056]圖8是示出反應(yīng)室中包括的檢測(cè)區(qū)域的結(jié)構(gòu)的視圖；
[0057]圖9A至9C是示出利用色譜法檢測(cè)分析物的視圖；
[0058]圖10是示出被提供有結(jié)合物墊的檢測(cè)區(qū)域的結(jié)構(gòu)的視圖；
[0059]圖1lA至IlC是示出在被提供有結(jié)合物墊的檢測(cè)區(qū)域中的檢測(cè)操作的視圖；
[0060]圖12是示出根據(jù)示范性實(shí)施例的微流體裝置中提供的磁體容納室的功能的視圖；
[0061]圖13是示意地示出根據(jù)示范性實(shí)施例的微流體裝置中在各個(gè)流體轉(zhuǎn)移操作期間平臺(tái)的旋轉(zhuǎn)速度的曲線圖；
[0062]圖14A至14E是示出在根據(jù)示范性實(shí)施例的微流體裝置中流體的流動(dòng)的平面圖；
[0063]圖15是示出還包括流體轉(zhuǎn)移輔助單元的微流體裝置的結(jié)構(gòu)的平面圖；
[0064]圖16A至16E是示出在圖15的微流體裝置中流體的流動(dòng)的平面圖；
[0065]圖17是示意地示出在圖16A至16E的各個(gè)流體轉(zhuǎn)移操作期間平臺(tái)的旋轉(zhuǎn)速度的曲線圖；以及
[0066]圖18是示出還包括第二虹吸通道的微流體裝置的平面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0067]現(xiàn)在將詳細(xì)參照示范性實(shí)施例，其示例在附圖中示出，其中相同的附圖標(biāo)記始終指代相同的元件。
[0068]圖1是示意地示出根據(jù)示范性實(shí)施例的微流體裝置以及包括該微流體裝置的測(cè)試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的透視圖。
[0069]參照?qǐng)D1，根據(jù)所示實(shí)施例的微流體裝置10包括平臺(tái)100以及形成在其上的微流體結(jié)構(gòu)，在平臺(tái)100上形成一個(gè)或多個(gè)微流體結(jié)構(gòu)。
[0070]微流體結(jié)構(gòu)包括容納流體的多個(gè)腔室和連接腔室的通道。
[0071]這里，微流體結(jié)構(gòu)不限于具有特定形狀的結(jié)構(gòu)，而是廣泛地指代包括將腔室彼此連接并形成在微流體裝置上或微流體裝置內(nèi)的通道的結(jié)構(gòu)，尤其在微流體裝置的平臺(tái)上以允許流體的流動(dòng)。微流體結(jié)構(gòu)可以執(zhí)行不同的功能，取決于腔室和通道的布置以及容納在腔室中或沿通道流動(dòng)的流體的種類。
[0072]平臺(tái)100可以由各種材料包括塑料(諸如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚二甲硅氧烷(PDMS)、聚碳酸酯(PC)、聚丙烯、聚乙烯醇和聚乙烯)、玻璃、云母、硅石和硅(以晶片的形式)制成，這些材料容易加工并且其表面在生物學(xué)上是非活性的。以上材料僅是可用于平臺(tái)100的材料的示例，這里公開的示范性實(shí)施例不限于此。因此，具有合適的化學(xué)和生物學(xué)穩(wěn)定性、光學(xué)透明性和機(jī)械可加工性的任何材料可以用作平臺(tái)100的材料。
[0073]平臺(tái)100可以形成為多層的板。平臺(tái)100內(nèi)容納流體的空間和允許流體從其流過的通道可以通過在兩個(gè)板的接觸表面上形成對(duì)應(yīng)于微流體結(jié)構(gòu)諸如腔室和通道的凹刻結(jié)構(gòu)、然后將所述板接合來提供。兩個(gè)板的接合可以利用不同的技術(shù)諸如用粘合劑或雙面膠帶接合、超聲波焊接和激光焊接中的任一種來完成。
[0074]圖1的所示示范性實(shí)施例采用了圓板形狀的盤型平臺(tái)100，但是在所示的實(shí)施例中使用的平臺(tái)100可以具有可旋轉(zhuǎn)的完整圓板的形狀，可以為在可旋轉(zhuǎn)的框架中當(dāng)位于其上時(shí)可旋轉(zhuǎn)的扇形，或者它可以具有任何多邊的形狀，只要它通過從驅(qū)動(dòng)單元310供應(yīng)的動(dòng)力而可旋轉(zhuǎn)。
[0075]微流體裝置10可以安裝到包括驅(qū)動(dòng)單元310和控制器320的測(cè)試裝置300，并可以被驅(qū)動(dòng)單元310旋轉(zhuǎn)，如圖1所示。控制器320可以控制驅(qū)動(dòng)單元310的動(dòng)作。
[0076]更具體地，驅(qū)動(dòng)單元310包括提供旋轉(zhuǎn)力到平臺(tái)100的電機(jī)，從而能夠使容納在設(shè)置于平臺(tái)100中的腔室中的流體根據(jù)離心力移動(dòng)到其他的腔室。通過控制器320可以控制平臺(tái)100通過驅(qū)動(dòng)單元310的旋轉(zhuǎn)和測(cè)試裝置300的整個(gè)操作，包括定位磁鐵和通過檢測(cè)單元檢測(cè)，這將在下文被描述。
[0077]平臺(tái)100可以被提供有一個(gè)測(cè)試單元。然而，為了以更低成本的更快處理能力，平臺(tái)100可以分成多個(gè)部分，每個(gè)部分可以設(shè)置有可獨(dú)立操作的微流體結(jié)構(gòu)。微流體結(jié)構(gòu)可以執(zhí)行不同的測(cè)試和/或可以同時(shí)執(zhí)行幾個(gè)測(cè)試。備選地，可以設(shè)置執(zhí)行相同測(cè)試的多個(gè)測(cè)試單元。為了方便描述所示示范性實(shí)施例，將給出以下情形的描述，其中從樣品供應(yīng)室接收樣品的腔室和連接到該腔室的通道形成單個(gè)單元，不同的單元可以從不同的樣品供應(yīng)室接收樣品。
[0078]由于根據(jù)所示實(shí)施例的微流體裝置10利用離心力引起流體移動(dòng)，所以接收流體的腔室130設(shè)置在比供應(yīng)流體的腔室120的位置更加遠(yuǎn)離平臺(tái)100的中心C的位置，如圖1所示。
[0079]兩個(gè)腔室通過通道125連接，在所示實(shí)施例的微流體裝置10中，虹吸通道可以被用作通道125以控制從其流過的流體。
[0080]圖2是示出虹吸通道的基本原理的曲線圖。
[0081]當(dāng)在這里使用時(shí)，術(shù)語“虹吸”是指利用壓力差引起流體移動(dòng)的通道。在微流體裝置10中，利用毛細(xì)壓力和通過平臺(tái)100的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力來控制流體經(jīng)由虹吸通道的流動(dòng)，該毛細(xì)壓力強(qiáng)制使流體經(jīng)由具有極小截面面積的管向上移動(dòng)。
[0082]圖2的曲線圖對(duì)應(yīng)于從頂部觀看的平臺(tái)100。虹吸通道的具有極小截面面積的入口連接到其中容納流體的腔室，虹吸通道的出口連接到流體被轉(zhuǎn)移到其的另一個(gè)腔室。如所示，虹吸通道彎曲的點(diǎn)，也就是虹吸通道的最高點(diǎn)(頂點(diǎn))應(yīng)當(dāng)比容納在腔室中的流體的水平面高。此外，由于定位得比虹吸通道的入口更靠近平臺(tái)100的外邊緣的流體沒有被轉(zhuǎn)移，所以虹吸通道的入口的定位將取決于要被轉(zhuǎn)移的流體的量。當(dāng)通過虹吸通道的毛細(xì)壓力而使虹吸通道填充有流體時(shí)，填充虹吸通道的流體通過離心力而被轉(zhuǎn)移到下一個(gè)腔室。
[0083]圖3是示意地示出根據(jù)示范性實(shí)施例的應(yīng)用虹吸通道的微流體結(jié)構(gòu)以及具有該微流體結(jié)構(gòu)的微流體裝置的基本結(jié)構(gòu)的平面圖。在下文，將假定為了暴露微流體結(jié)構(gòu)而使微流體裝置的上板和下板沒有彼此耦接來描述實(shí)施例。
[0084]參照?qǐng)D3，樣品供應(yīng)室110形成在靠近旋轉(zhuǎn)中心C的位置，并且多個(gè)腔室并聯(lián)地布置在圓周上，該圓周的中心與平臺(tái)100的旋轉(zhuǎn)中心C 一致。
[0085]在如下所述的所示實(shí)施例中，從樣品供應(yīng)室110接收流體樣品的腔室被稱為第一腔室120，流體樣品從第一腔室轉(zhuǎn)移到其的腔室被稱為第二腔室130。此外，根據(jù)樣品供應(yīng)次序，第一腔室120被分別稱為第“1-1”腔室120-1至第“1-η”腔室120_n。根據(jù)連接到其的第一腔室，第二腔室130被分別稱為第“2-1”腔室130-1至第“2-n”腔室130_n。隨后連接的其他腔室以相同的方式定義。此外，為了描述的方便起見，當(dāng)通篇使用術(shù)語“第一腔室120”時(shí)，它表示第一腔室120-1至120-n中的至少一個(gè)。這也應(yīng)用于從第二腔室130到第五腔室170的其他結(jié)構(gòu)(見圖7)。
[0086]第“1-1”腔室120-1至第“1-η”腔室120_n，其為第一腔室120，經(jīng)由分配通道115連接到樣品供應(yīng)室110，并且經(jīng)由虹吸通道125分別連接到第“2-1”腔室130-1至第“2_n”腔室130-n，其為第二腔室120。
[0087]如圖3所示，第一腔室120-1至120-n關(guān)于平臺(tái)100的圓周布置，但是它們沒有布置在相同的圓周上。也就是說，第一腔室的每個(gè)與平臺(tái)100的旋轉(zhuǎn)中心C具有不同的距離。
[0088]具體地，從樣品供應(yīng)室110首先接收樣品的第“1-1”腔室120-1設(shè)置在最靠近平臺(tái)100的中心的圓周上，也就是與平臺(tái)100的旋轉(zhuǎn)中心C具有最短的徑向距離的圓周上，第“1-2”腔室120-2設(shè)置在比第“1-1”腔室120-1更遠(yuǎn)離平臺(tái)100的旋轉(zhuǎn)中心C的圓周上，也就是與旋轉(zhuǎn)中心具有更大的徑向距離的圓周上。
[0089]如上所述，平臺(tái)100可以形成為各種形狀，包括圓形、圓扇形和多邊形，在所示實(shí)施例中，平臺(tái)100具有圓形形狀。此外，如圖3所示，至少一個(gè)第一腔室可以連接到分配通道。為了描述的方便，在所示實(shí)施例中，將假設(shè)三個(gè)第一腔室120、也就是腔室120-1、120-2和120-3并聯(lián)地連接到分配通道115，并且三個(gè)第二腔室130-1、130-2和130-3連接到各自的第一腔室120，如圖3所示。隨著序數(shù)從第“1-3”腔室120-3增大到第“1-4”腔室120-4以及到第“1-η”腔室120-n，相應(yīng)的腔室與平臺(tái)100的旋轉(zhuǎn)中心C的距離增大。
[0090]當(dāng)平臺(tái)100旋轉(zhuǎn)時(shí)，容納在樣品供應(yīng)室110中的流體樣品經(jīng)由分配通道115流動(dòng)。當(dāng)?shù)凇?-1”腔室120-1被樣品填充時(shí)，經(jīng)由分配通道115流動(dòng)的樣品通過離心力被引入到布置得更遠(yuǎn)離平臺(tái)100的中心的第“1-2”腔室120-2。以同樣的方式，第“1-2”至第“1-n”腔室被樣品填充。在第一腔室120-1至120-n都被樣品填充之后，剩余的樣品流入容納過量流體的過量腔室180。[0091]在填充第一腔室120以后，樣品經(jīng)由虹吸通道125流入第二腔室130中，因此，為了經(jīng)由虹吸通道125轉(zhuǎn)移樣品，虹吸通道125的頂點(diǎn)應(yīng)該高于容納在樣品供應(yīng)室110中的流體的最高水平面，如圖2所示。如圖3所示，在所示實(shí)施例的微流體結(jié)構(gòu)中，當(dāng)?shù)谝磺皇?20與平臺(tái)100的中心的距離按從第“1-1”腔室120-1到第“l(fā)_n”腔室120_n的序號(hào)的次序增大時(shí)，虹吸通道125的頂點(diǎn)與第一腔室120中的相應(yīng)一個(gè)之間的差異可以保持一致。
[0092]虹吸通道125的毛細(xì)力可以通過使虹吸通道125的截面面積變窄或通過虹吸通道125的內(nèi)表面的親水性處理來建立。在所示實(shí)施例中，虹吸通道125的截面面積沒有限制，但是其寬度和深度可以被調(diào)節(jié)以具有在0.0lmm與3mm之間的值,在0.05mm與Imm之間的值，或者在0.0lmm與0.5_之間的值，以產(chǎn)生高毛細(xì)壓力。毛細(xì)力還可以通過虹吸通道125的內(nèi)表面的等離子體處理或親水聚合物處理而建立。
[0093]在根據(jù)所示實(shí)施例的微流體裝置10中，流體樣品可以是體液諸如血液、淋巴和組織液或尿的生物樣品，或用于水質(zhì)控制或土壤管理的環(huán)境樣品。然而，實(shí)施例沒有限制，只要該流體通過離心力可移動(dòng)即可。
[0094]微流體結(jié)構(gòu)可以如圖3的所示實(shí)施例中形成為一個(gè)單元，或者形成為多個(gè)單元。
[0095]圖4A和4B是示意地示出具有包括多個(gè)單元的微流體結(jié)構(gòu)的微流體裝置的平面圖。
[0096]參照?qǐng)D4A，根據(jù)所示示范性實(shí)施例的微流體裝置10的平臺(tái)100可以分成兩部分，每個(gè)部分中形成一個(gè)單元。如所示，每個(gè)單元包括一個(gè)樣品供應(yīng)室110、多個(gè)第一腔室120和多個(gè)第二腔室130。
[0097]參照?qǐng)D4B，根據(jù)所示示范性實(shí)施例的微流體裝置10的平臺(tái)100可以分成四部分，每個(gè)部分中形成一個(gè)單元。
[0098]因此，當(dāng)平臺(tái)100旋轉(zhuǎn)時(shí)，容納在每個(gè)單元的樣品供應(yīng)室110中的樣品被獨(dú)立地分配到相應(yīng)的第一腔室120，之后經(jīng)由相應(yīng)的虹吸通道125被引入相應(yīng)的第二腔室130中。
[0099]如圖4A和4B所示，當(dāng)平臺(tái)100被提供有設(shè)置在其上的兩個(gè)或更多測(cè)試單元時(shí)，可以同時(shí)執(zhí)行幾種測(cè)試。
[0100]例如，體液樣品可以被用于在第一測(cè)試單元中進(jìn)行免疫血清測(cè)試并在第二測(cè)試單元中進(jìn)行生物化學(xué)測(cè)試。備選地，在第一測(cè)試單元和第二測(cè)試單元的每個(gè)中利用不同的樣品可以獨(dú)立地進(jìn)行不同種類的免疫血清試驗(yàn)或不同種類的生物化學(xué)試驗(yàn)。
[0101]如圖4B所示，在第一測(cè)試單元中可以執(zhí)行用于檢測(cè)例如肌鈣蛋白I (其為心臟病的標(biāo)記)的第一免疫血清測(cè)試，在第二測(cè)試單元中可以執(zhí)行用于檢測(cè)例如指示懷孕β-hCG的第二免疫血清測(cè)試，在第三測(cè)試單元中可以執(zhí)行用于檢測(cè)例如丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶(ALT)和天門冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶(AST)以評(píng)估肝功能的第一生物化學(xué)測(cè)試，在第四測(cè)試單元中可以執(zhí)行用于檢測(cè)例如指示消化系統(tǒng)的異常的淀粉酶和脂肪酶的第二生物化學(xué)測(cè)試。
[0102]因此，當(dāng)平臺(tái)100如圖4A和4B所示被提供有多個(gè)測(cè)試單元以同時(shí)執(zhí)行幾個(gè)測(cè)試時(shí)，可以利用小的樣品量而快速地獲得測(cè)試結(jié)果。
[0103]應(yīng)當(dāng)理解，圖4A和4B僅用于說明的目的而被示出，可形成在單個(gè)平臺(tái)100上的單元的數(shù)目和/或在各個(gè)單元中執(zhí)行的測(cè)試的種類不限于此。
[0104]圖5A至是示意地示出根據(jù)示范性實(shí)施例的微流體裝置中的流體的流動(dòng)的平面圖。圖5A至中示出的微流體裝置的結(jié)構(gòu)與圖3的微流體裝置的結(jié)構(gòu)相同。[0105]首先，如圖5A所示，在平臺(tái)100處于靜止時(shí)，樣品被引入樣品供應(yīng)室110中?？梢砸肴魏胃鞣N類型的流體，取決于第一腔室120和/或第二腔室130的功能或要執(zhí)行的測(cè)試。
[0106]然后，平臺(tái)100旋轉(zhuǎn)而使得容納在樣品供應(yīng)室110中的樣品經(jīng)由分配通道115被分配到所有的第一腔室120，如圖5B所示。圖5B示出使得所有的第一腔室120(從第“1-1”腔室120-1至第“1-η”腔室120-n)被樣品填充的微流體結(jié)構(gòu)。然而，在實(shí)際的實(shí)施中，腔室120從第“1-1”腔室120-1到第“1-η”腔室120_n被樣品順序地填充。
[0107]圖6是示出在根據(jù)示范性實(shí)施例的微流體裝置中流體分配到第一腔室的次序的平面圖。
[0108]參照?qǐng)D6，當(dāng)平臺(tái)100旋轉(zhuǎn)時(shí)，容納在樣品供應(yīng)室110中的樣品經(jīng)由樣品供應(yīng)室110的出口流入分配通道115中，然后經(jīng)由分配通道115流入第“1-1”腔室120-1中。這里，平臺(tái)100可以順時(shí)針地或逆時(shí)針地旋轉(zhuǎn)。平臺(tái)的旋轉(zhuǎn)方向100沒有限制。
[0109]當(dāng)?shù)凇?-1”腔室120-1被樣品填充時(shí)，經(jīng)由分配通道115流動(dòng)的流體不再流入第“1-1”腔室120-1中，而是向上移動(dòng)到第“I_2”腔室120-2的入口并流入第“ 1-2”腔室120-2中。類似地，當(dāng)?shù)凇?-2”腔室120-2被樣品填充時(shí)，經(jīng)由分配通道115流動(dòng)的流體不再流入第“1-2”腔室120-2中，而是向上移動(dòng)到下一個(gè)腔室、也就是第“1-3”腔室120-3的入口并流入第“1-3”腔室120-3。以類似的方式，從第“1-1”腔室120-1至第“l(fā)_n”腔室120_n的所有腔室被樣品填充。樣品在填充第“1-η”腔室120-n之后剩余的部分被容納在過量腔室180 中。
[0110]參照?qǐng)D5B，當(dāng)?shù)谝磺皇?20通過離心力而被樣品填充時(shí)，虹吸通道125的部分也可以被樣品填充。然而，樣品沒有填充虹吸通道125直到其頂點(diǎn)，而是填充到虹吸通道125的頂點(diǎn)與第一腔室120中流體的最高水平面之間的點(diǎn)。
[0111]樣品在填充第一腔室120-1至120-n之后剩余的部分被容納在過量腔室180中。
[0112]一旦完成樣品到第一腔室120-1至120-n的分配，平臺(tái)的旋轉(zhuǎn)停止。當(dāng)平臺(tái)100停止時(shí)，容納在第一腔室120-1至120-n中的樣品通過毛細(xì)壓力流入虹吸通道125-1至125_n中，從而填充所有的虹吸通道125-1至125-n，如圖5C所示。
[0113]當(dāng)虹吸通道125-1至125-n被樣品填充時(shí),平臺(tái)100再次旋轉(zhuǎn)而通過離心力使得樣品流入第二腔室130-1至130-n中，如圖所示。
[0114]因此，根據(jù)圖5A至的操作，容納在樣品供應(yīng)室110中的樣品經(jīng)由第一腔室120和虹吸通道125以定量被分配到第二腔室130。分配到每個(gè)第二腔室130的樣品的量可以通過改變第一腔室的大小和第一腔室120的連接到虹吸通道125的入口的出口的位置而調(diào)節(jié)。
[0115]當(dāng)?shù)谝磺皇?20的連接到虹吸通道125的入口的出口位于第一腔室120的最下部分(即，遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)中心的部分)時(shí)，如圖5A至所示，填充第一腔室120的全部樣品流入第二腔室130中，因此第一腔室120形成為具有與要分配到第二腔室130的樣品的量相應(yīng)的大小。
[0116]在圖5A至的所示示范性實(shí)施例中，第一腔室120具有相等的大小。然而，每個(gè)第一腔室120可以大小不同從而容納不同體積的樣品，其大小可以取決于連接到其的腔室所需要的樣品的量而改變。[0117]在下文，將參照?qǐng)D7至14詳細(xì)描述根據(jù)所示示范性實(shí)施例的微流體裝置的結(jié)構(gòu)和操作。
[0118]圖7是詳細(xì)地示出根據(jù)示范性實(shí)施例的微流體裝置的結(jié)構(gòu)的平面圖。在下文，將參照?qǐng)D7詳細(xì)描述根據(jù)所示實(shí)施例的微流體裝置10的結(jié)構(gòu)。
[0119]如上所述，平臺(tái)100可以形成為不同的形狀，包括圓形、扇形和多邊形。此外，為了描述的方便，在所示示范性實(shí)施例中，將假定三個(gè)第一腔室120、也就是腔室120-1、120-2和120-3并聯(lián)地連接到分配通道115，并且三個(gè)第二腔室130-1、130-2和130-3連接到各自的第一腔室120。
[0120]每個(gè)第一腔室120、連接到其的每個(gè)相應(yīng)的第二腔室130以及連接到相應(yīng)的第二腔室130的任何微流體結(jié)構(gòu)形成單個(gè)測(cè)試部分，在所示實(shí)施例中，提供三個(gè)測(cè)試部分。每個(gè)測(cè)試部分可以被提供有不同的配置和容納在其中的不同的材料而使得可以獨(dú)立地進(jìn)行不同的測(cè)試。
[0121]樣品供應(yīng)室110被布置為最靠近旋轉(zhuǎn)中心C以容納從外部供應(yīng)的樣品。樣品供應(yīng)室110容納流體樣品，僅為了說明的目的，供應(yīng)血液作為流體樣品。
[0122]樣品引入口 111被提供在樣品供應(yīng)室110的一側(cè)，工具諸如吸液管可以被使用以經(jīng)由樣品引入口 111將血液引入到樣品供應(yīng)室110中。血液可能在血液的引入期間在樣品引入口 111附近流出，或者血液可能在平臺(tái)100的轉(zhuǎn)動(dòng)期間經(jīng)由樣品引入口 111回流。為了防止微流體裝置10被如此污染，回流收集腔室112可以形成在鄰近于樣品引入口 111的位置以容納在樣品的引入期間任何流出的樣品或任何回流的樣品。
[0123]在另一個(gè)示范性實(shí)施例中，為了防止被引入樣品供應(yīng)室110中的血液的回流，用作毛細(xì)管閥門的結(jié)構(gòu)可以形成在樣品供應(yīng)室110中。這樣的毛細(xì)管閥門僅當(dāng)被施加大于或等于預(yù)定水平的壓力時(shí)才允許樣品通過。
[0124]在另一個(gè)示范性實(shí)施例中，為了防止被引入樣品供應(yīng)室110的血液的回流，肋形的回流防止裝置可以形成在樣品供應(yīng)室110中。這樣的肋形的回流防止裝置可以包括形成在樣品供應(yīng)室110的表面上的一個(gè)或多個(gè)突出物。在與樣品從樣品引入口 111到樣品排出口 113的流動(dòng)的方向交叉的方向上布置回流防止裝置可以對(duì)樣品的流動(dòng)產(chǎn)生阻力，從而防止樣品朝向樣品引入口 111流動(dòng)。
[0125]樣品供應(yīng)室110可以形成為具有從樣品引入口 111到樣品排出口 113逐漸地增大的寬度以便促進(jìn)容納在其中的樣品經(jīng)由樣品排出口 113排出。換句話說，樣品供應(yīng)室110的至少一個(gè)側(cè)壁的曲率半徑可以從樣品引入口 111到樣品排出口 113逐漸地增大。
[0126]樣品供應(yīng)室110的樣品排出口 113連接到沿平臺(tái)100的圓周方向形成在平臺(tái)100上的分配通道115。因此，分配通道115逆時(shí)針方向進(jìn)行地順序連接到第“1-1”腔室120-1、第“1-2”腔室120-2和第“1-3”腔室120-3。指示樣品的供應(yīng)完成的量控制(QC)腔室128和容納在樣品的供應(yīng)之后剩余的任何過量樣品的過量腔室180可以連接到分配通道115的端部。
[0127]第一腔室120 (BP 120-1、120-2和120-3)可以容納從樣品供應(yīng)室110供應(yīng)的樣品并通過離心力使樣品分離成上層清液和沉淀物。由于在所示實(shí)施例中使用的示范性樣品是血液，所以血液可以在第一腔室120中分離成包括血清和血漿的上層清液以及包括血球的沉淀物。[0128]第一腔室120-1、120-2和120-3的每個(gè)連接到相應(yīng)的虹吸通道125_1、125-2和125-3。如上所述，虹吸通道125-1、125-2和125-3的頂點(diǎn)(即，彎曲)應(yīng)該比容納在第一腔室120-1、120-2和120-3中的流體的最高水平面高。為了保證高度差，第“ 1_2”腔室120-2位于比第“1-1”腔室120-1所位于的圓周更遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)中心C的圓周上或更大半徑的圓周上，第“1-3”腔室120-3位于比第“1-2”腔室120-2所位于的圓周更遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)中心C的圓周上或更大半徑的圓周上。
[0129]在這個(gè)布置中，沿著分配通道115的流動(dòng)方向更遠(yuǎn)離樣品排出口 113定位的腔室120將在徑向方向上具有更短的長(zhǎng)度。因此，如果第一腔室120被設(shè)定為具有相同的容積，則更遠(yuǎn)離樣品排出口 113定位的第一腔室120在圓周方向上具有更大的寬度，如圖7所示。
[0130]如上所述，虹吸通道125-1、125-2和125-3的入口與第一腔室120-1、120-2和120-3的出口相交的位置可以根據(jù)要被轉(zhuǎn)移的流體的量而改變。因此，如果樣品是血液，如所示示范性實(shí)施例中，通常僅對(duì)上層清液執(zhí)行測(cè)試，因此第一腔室120的出口可以布置在其上部(即，中間部分以上)處，上層清液定位在該上部處。這僅是為了說明而提供的實(shí)施例，如果樣品不是血液或者對(duì)除上層清液之外的沉淀物執(zhí)行測(cè)試，則出口可以被提供在第一腔室120的下部處。
[0131]虹吸通道125-1、125-2和125-3的出口連接到各自的第二腔室130_1、130_2和130-3。第二腔室130可以僅容納樣品(例如，血液)，或者可以具有預(yù)先存儲(chǔ)在其中的試劑或反應(yīng)物。試劑或反應(yīng)物可以被用于例如執(zhí)行血液的預(yù)處理或第一級(jí)反應(yīng)，或者在主測(cè)試之前執(zhí)行簡(jiǎn)單的測(cè)試。在所示示范性實(shí)施例中，在第二腔室130中發(fā)生分析物和第一標(biāo)記結(jié)合物之間的結(jié)合。
[0132]具體地，第一標(biāo)記結(jié)合物可以以液相或固相保留在第二腔室130中。當(dāng)標(biāo)記結(jié)合物為固相時(shí)，第二腔室130的內(nèi)壁可以被標(biāo)記結(jié)合物涂覆或者標(biāo)記結(jié)合物可以被暫時(shí)地固定在其中設(shè)置的多孔墊上。
[0133]第一標(biāo)記結(jié)合物是通過將標(biāo)記物和與樣品中的分析物特定地反應(yīng)的捕獲材料結(jié)合而形成的合成物。例如，如果分析物是抗原Q，則第一標(biāo)記結(jié)合物可以為標(biāo)記物和與抗原Q特定地反應(yīng)的抗體Q的結(jié)合物。
[0134]示范性標(biāo)記物包括但不限于乳膠珠、包括金膠體和銀膠體的金屬膠體、包括過氧化物酶的酶、熒光材料、發(fā)光材料、超順磁材料、包含鑭(III)螯合物的材料和放射性同位素。
[0135]此外，如果其上發(fā)生色譜分析反應(yīng)的試紙被插入反應(yīng)室150中，如下所述，與第二捕獲材料結(jié)合的第二標(biāo)記結(jié)合物可以被固定在試紙的控制線上以確認(rèn)反應(yīng)的可靠性。在不同的示范性實(shí)施例中，第二標(biāo)記結(jié)合物也可以處于液相或者固相，當(dāng)它處于固相時(shí)，第二腔室130的內(nèi)壁可以被第二標(biāo)記結(jié)合物涂覆或者第二標(biāo)記結(jié)合物可以暫時(shí)地固定在其中設(shè)置的多孔墊上。
[0136]第二標(biāo)記結(jié)合物是通過將標(biāo)記物和與固定在控制線上的第二捕獲材料特定地反應(yīng)的材料的結(jié)合物。標(biāo)記物可以是上述示范性材料中的一種。如果固定在控制線上的第二捕獲材料是生物素，則抗生物素蛋白鏈菌素和標(biāo)記物的結(jié)合物可以暫時(shí)地固定在第二腔室130 中。
[0137]因此，當(dāng)血液流入第二腔室130中時(shí)，存在于血液中的抗原Q與和抗體Q共軛的第一標(biāo)記物結(jié)合并且被排出到第三腔室140。此時(shí)，與抗生物素蛋白鏈菌素共軛的第二標(biāo)記物也被排出。
[0138]第二腔室130-1、130-2和130-3連接到第三腔室140-1、140-2和140-3，在所示示范性實(shí)施例中，第三腔室140-1、140-2和140-3被用作計(jì)量室。計(jì)量室140用以計(jì)量容納在第二腔室130中的定量的樣品(例如，血液)并且將定量的血液供應(yīng)到各自的第四腔室150 (150-1、150-2和150-3)。以下將參照?qǐng)D14A至14E和圖15至17描述計(jì)量室的計(jì)量操作。
[0139]計(jì)量室140中的沒有被供應(yīng)到第四腔室150的殘余物可以被轉(zhuǎn)移到各自的廢物室170 (170-1、170-2和170-3)。在所示示范性實(shí)施例中，計(jì)量室140和廢物室170之間的連接不限于圖14A至14E。計(jì)量室140可以不直接連接到廢物室170 (見圖15和16)，或者計(jì)量室140和廢物室170可以以不同的布置連接(見圖18)。
[0140]第三腔室140-1、140-2和140-3連接到反應(yīng)室150_1、150_2和150-3，其為第四腔
室。盡管沒有詳細(xì)地示出，但是第三腔室可以經(jīng)由通道或者通過用于轉(zhuǎn)移流體的特定結(jié)構(gòu)連接到第四腔室。將參照?qǐng)D15至17詳細(xì)描述后一種情形。
[0141]在反應(yīng)室150中可以以各種方式發(fā)生反應(yīng)。例如，在所示實(shí)施例中，在反應(yīng)室150中使用基于毛細(xì)壓力的色譜法。為此，反應(yīng)室150包括檢測(cè)區(qū)域20以通過色譜法檢測(cè)分析物的存在。
[0142]圖8是示出反應(yīng)室中包括的檢測(cè)區(qū)域的結(jié)構(gòu)的視圖，圖9A至9C是示出利用色譜法檢測(cè)分析物的視圖。
[0143]檢測(cè)區(qū)域20由從微孔、微柱和薄多孔膜諸如纖維素中選出的材料形成，毛細(xì)壓力作用在其上。參照?qǐng)D8，其上施加樣品的樣品墊22形成在檢測(cè)區(qū)域20的一端，測(cè)試線24形成在相反端，在測(cè)試線24上永久固定用于檢測(cè)分析物的第一捕獲材料24a。這里，永久固定是指固定在測(cè)試線24上的第一捕獲材料24a不隨樣品的流動(dòng)一起移動(dòng)。
[0144]參照?qǐng)D9A和9B，當(dāng)生物樣品諸如血液或尿滴落在樣品墊22上時(shí)，生物樣品由于毛細(xì)壓力而流向相反側(cè)。例如，如果分析物是抗原Q并且分析物與第一標(biāo)記結(jié)合物之間的結(jié)合發(fā)生在第二腔室130中，則生物樣品將包含抗原Q和第一標(biāo)記結(jié)合物的結(jié)合物。
[0145]當(dāng)分析物是抗原Q時(shí)，永久固定在測(cè)試線24上的捕獲材料24a可以是抗體Q。在這種情況下，當(dāng)根據(jù)毛細(xì)壓力流動(dòng)的生物樣品到達(dá)測(cè)試線24時(shí)，抗原Q和第一標(biāo)記結(jié)合物的結(jié)合物22a與抗體Q24a結(jié)合以形成三明治結(jié)合物24b。因此，如果在生物樣品中包含分析物，則通過測(cè)試線24上的標(biāo)記物可以檢測(cè)到分析物。
[0146]正常測(cè)試可能由于各種原因諸如小的樣品量和/或樣品污染而失敗。因此，為了確定是否已經(jīng)適當(dāng)?shù)貓?zhí)行測(cè)試，檢測(cè)區(qū)域20可以被提供有控制線25，在控制線25上永久固定第二捕獲材料25a，第二捕獲材料25a與樣品中包含的材料特定地反應(yīng)，而無關(guān)于分析物的存在。
[0147]生物素可以被用來作為固定在控制線25上的第二捕獲材料25a，因此第二腔室130中的樣品中包含的第二標(biāo)記結(jié)合物23a可以是抗生物素蛋白鏈菌素標(biāo)記結(jié)合物，其對(duì)于生物素具有高親合性。
[0148]參照?qǐng)D9A至9C，在樣品中包含具有與第二捕獲材料25a特定地反應(yīng)的材料的第二標(biāo)記結(jié)合物23a。當(dāng)樣品通過毛細(xì)壓力而被轉(zhuǎn)移到相反側(cè)時(shí)，第二標(biāo)記結(jié)合物23a也隨樣品一起移動(dòng)。因此，無關(guān)于樣品中分析物的存在，通過第二標(biāo)記結(jié)合物23a和第二捕獲材料25a之間的共軛形成結(jié)合物25b，并且結(jié)合物25b通過標(biāo)記物而被標(biāo)記在控制線25上。
[0149]換句話說，如果通過標(biāo)記物的標(biāo)記出現(xiàn)在控制線25和測(cè)試線24兩者上，樣品將被認(rèn)為是陽性的，其表示分析物存在于樣品中。如果標(biāo)記僅出現(xiàn)在控制線25上，樣品將被認(rèn)為是陰性的，其表示分析物不存在于樣品中。然而，如果標(biāo)記沒有出現(xiàn)在控制線25上，則可以確定測(cè)試故障。
[0150]如圖8和9所示，標(biāo)記結(jié)合物可以被提供于第二腔室130中。然而，這樣的實(shí)施例不限于此。標(biāo)記結(jié)合物臨時(shí)地固定在提供于反應(yīng)室150中的檢測(cè)區(qū)域20中的結(jié)合物墊23上是可以的。這里，臨時(shí)固定是指固定在結(jié)合物墊23上的標(biāo)記結(jié)合物通過樣品的流動(dòng)而離開。
[0151]圖10和11是示出包括結(jié)合物墊的檢測(cè)區(qū)域的結(jié)構(gòu)以及其中的檢測(cè)操作的視圖。
[0152]參照?qǐng)D10，除樣品墊22、測(cè)試線24和控制線25之外，檢測(cè)區(qū)域20可以被提供有結(jié)合物墊23。第一標(biāo)記結(jié)合物22a’(其是標(biāo)記物和與分析物特定地反應(yīng)的第一捕獲材料的結(jié)合物)可以臨時(shí)固定在結(jié)合物墊23上。固定在控制線25上的第二標(biāo)記結(jié)合物23a (其是標(biāo)記物和與第二捕獲材料25a特定地反應(yīng)的材料之間的結(jié)合物)也可以臨時(shí)固定在結(jié)合物墊23上。
[0153]參照?qǐng)D11A，當(dāng)生物樣品諸如血液滴落在樣品墊22上時(shí)，生物樣品由于毛細(xì)壓力而朝向控制線25流動(dòng)。如果關(guān)注的分析物被包含在樣品中，則它與結(jié)合物墊23上的第一標(biāo)記結(jié)合物22a’結(jié)合以形成分析物和標(biāo)記結(jié)合物的結(jié)合物22a，如圖1lB所示。生物樣品由于毛細(xì)力而進(jìn)一步流動(dòng)，從而引起結(jié)合物22a和第二標(biāo)記結(jié)合物23a隨其流動(dòng)。
[0154]當(dāng)流動(dòng)的生物樣品到達(dá)測(cè)試線24和控制線25時(shí)，捕獲材料24a與結(jié)合物22a結(jié)合以在測(cè)試線24上形成三明治結(jié)合物24b，如圖1lC所示。在控制線25上，第二標(biāo)記結(jié)合物23a與第二捕獲材料25a結(jié)合以形成結(jié)合物25b。
[0155]如果微流體裝置的反應(yīng)室150被提供有圖10和11的檢測(cè)區(qū)域20，則標(biāo)記結(jié)合物22a’和23a臨時(shí)固定在檢測(cè)區(qū)域20上，因此第二腔室130可以被用作計(jì)量室。當(dāng)?shù)诙皇?30被用作計(jì)量室時(shí)，第三腔室140被用作反應(yīng)室。
[0156]在另一個(gè)示范性實(shí)施例中，不是利用色譜法，捕獲抗原或者捕獲抗體可以被提供于反應(yīng)室150中以與樣品中的特定抗原或者抗體反應(yīng)，使得與捕獲抗原或者捕獲抗體的結(jié)合反應(yīng)在反應(yīng)室150中發(fā)生。
[0157]參照?qǐng)D7，反應(yīng)室150-1、150-2和150-3連接到各自的第五腔室，即廢物室170-1、170-2 和 170-3。廢物室 170-1、170-2 和 170-3 容納從反應(yīng)室 150-1、150-2 和 150-3 排出的雜質(zhì)和/或在反應(yīng)完成之后剩余的殘余物。
[0158]另外，平臺(tái)100可以被提供有用于位置識(shí)別的一個(gè)或多個(gè)磁體。例如，除了其中容納樣品或者殘余物或者發(fā)生反應(yīng)的腔室之外，平臺(tái)100可以被提供有磁體容納室160-1、160-2、160-3和160-4。磁體容納室160-1、160-2、160-3和160-4容納磁體，磁體可以由鐵磁材料諸如鐵、鈷和鎳(其具有高強(qiáng)度的磁化并且形成像永久磁鐵一樣的強(qiáng)磁鐵)、順磁材料諸如鉻、鉬、錳和鋁(其具有低強(qiáng)度的磁化，因此它們不單獨(dú)形成磁鐵，而是可以在磁鐵靠近時(shí)變得磁化以增加其磁化強(qiáng)度)、或者抗磁材料諸如鉍、銻、金和汞(其被磁場(chǎng)排斥)形成。
[0159]圖12是示出根據(jù)示范性實(shí)施例的微流體裝置中提供的磁體容納室的功能的視圖。
[0160]參照?qǐng)D12，利用微流體裝置10的測(cè)試裝置300被提供有在平臺(tái)100下面吸引磁體的磁性模塊330和布置在平臺(tái)100上方以檢測(cè)關(guān)于平臺(tái)100的各種信息的檢測(cè)單元350。檢測(cè)單元350可以布置得鄰近面對(duì)磁性模塊330的位置。磁性模塊330和檢測(cè)單元350的操作可以通過控制器320控制。
[0161]磁性模塊330可以定位得不影響平臺(tái)100的旋轉(zhuǎn)，并且可以在需要位置識(shí)別的操作時(shí)被傳送到平臺(tái)100下面的位置。當(dāng)磁性模塊330位于平臺(tái)100下面時(shí)，它可以吸引容納在磁體容納室160中的磁體，從而引起平臺(tái)100根據(jù)磁性吸引力而旋轉(zhuǎn)，使得磁體容納室160與磁性模塊330對(duì)準(zhǔn)。為了允許磁體容納室160易于被磁體模塊330吸引，磁體容納室160可以形成為從平臺(tái)100向下突出。
[0162]由于檢測(cè)單元350鄰近面對(duì)磁性模塊330的位置，所以包含在檢測(cè)區(qū)域中的信息可以通過在平臺(tái)100內(nèi)鄰近檢測(cè)對(duì)象區(qū)域的位置形成磁體容納室160而由檢測(cè)單元350檢測(cè)。檢測(cè)區(qū)域可以是QC腔室128或者反應(yīng)室140。具有可檢測(cè)信息的任何區(qū)域可以被用作檢測(cè)區(qū)域。
[0163]檢測(cè)單元350可以被提供有光發(fā)射單元和光接收單元。光發(fā)射單元和光接收單元可以整體地形成并布置為面對(duì)相同的方向，如圖12所示，或者分開地形成并彼此面對(duì)地布置。如果光發(fā)射單元是具有大的發(fā)光面積的平面發(fā)光體，則檢測(cè)單元350可以檢測(cè)與要被檢測(cè)的腔室相關(guān)的信息，即使當(dāng)磁體容納室160和腔室之間的距離長(zhǎng)時(shí)。下面將參照?qǐng)D14A至14E詳細(xì)描述檢測(cè)單元350的檢測(cè)操作。
[0164]在所示示范性實(shí)施例中，磁性模塊330適于在平臺(tái)的下側(cè)移動(dòng)。備選地，其可以適于在平臺(tái)的上側(cè)移動(dòng)。
[0165]如所示實(shí)施例中允許磁體容納室160-1、160-2和160_3執(zhí)行位置識(shí)別的操作僅是一個(gè)示例。在另一示例中，替代在微流體裝置中提供磁體容納室160，電機(jī)可以被用于控制平臺(tái)100的角位，使得平臺(tái)100上的某一位置面對(duì)檢測(cè)單元350。
[0166]圖13是示意地示出根據(jù)示范性實(shí)施例的微流體裝置中在各個(gè)流體轉(zhuǎn)移操作期間平臺(tái)的旋轉(zhuǎn)速度的曲線圖，圖14A至14E是示出根據(jù)示范性實(shí)施例的微流體裝置內(nèi)流體的流動(dòng)的平面圖。圖14A至14E的微流體裝置的結(jié)構(gòu)與7的微流體裝置的結(jié)構(gòu)相同。
[0167]參照?qǐng)D13，微流體裝置10內(nèi)轉(zhuǎn)移流體的操作可以概括地分成:引入樣品(A)、分配樣品(B)、浸濕虹吸通道(C)和轉(zhuǎn)移樣品(D)。這里，浸濕是指用流體填充虹吸通道125的操作。在下文，將參照?qǐng)D13的曲線圖以及示出各個(gè)操作的圖14A至14E的平面圖來描述微流體裝置的操作。
[0168]圖14A是在引入樣品的操作(A)期間的微流體裝置10的平面圖。當(dāng)平臺(tái)100處于靜止(rpm=0)時(shí)，樣品經(jīng)由樣品引入口 111被引入樣品供應(yīng)室110中。在本示范性實(shí)施例中，血液樣品被引入。由于回流收集腔室112被布置在鄰近于樣品引入口 111的部分處，所以可以在引入樣品的操作期間防止由于血液滴落在除了樣品引入口 111之外的地方而引起微流體裝置10的污染。
[0169]圖14B是處于分配樣品的操作(B)中的微流體裝置10的平面圖。當(dāng)完成樣品的引入時(shí)，開始將樣品分配至第一腔室120。此時(shí)，平臺(tái)100開始旋轉(zhuǎn)并且其旋轉(zhuǎn)速率(rpm)增大。如果如所示示范性實(shí)施例中對(duì)血液樣品執(zhí)行測(cè)試，則離心分離可以隨樣品的分配一起執(zhí)行。通過這樣的離心分離，血液可以分離成上層清液和沉淀物。上層清液包括血清和血漿，沉淀物包括血球。樣品在這里描述的測(cè)試中使用的部分基本上是上層清液。
[0170]如圖13所示，旋轉(zhuǎn)速度增加至Vl以利用離心力將容納在樣品供應(yīng)室110中的血液分配到第“1-1”腔室120-1、第“1-2”腔室120-2和第“1-3”腔室120-3。此后，旋轉(zhuǎn)速度增加到v2以允許在每個(gè)腔室內(nèi)發(fā)生離心分離。當(dāng)容納在每個(gè)腔室中的血液被離心分離時(shí)，上層清液聚集在接近旋轉(zhuǎn)中心的位置，而沉淀物聚集在遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)中心的位置。在圖14A至14E所示的示范性實(shí)施例中，第一腔室120形成為容納相同體積的樣品。然而，第一腔室120可以形成為取決于分配到其的流體的量而具有不同的大小。
[0171]此外，如以上參照?qǐng)D5B所述，在血液的分配期間，虹吸通道125可以通過毛細(xì)力而被血液部分地填充。當(dāng)完成將血液供應(yīng)到第“1-1”腔室120-1、第“1-2”腔室120-2和第“1-3”腔室120-3時(shí)，沒有被供應(yīng)到第一腔室120的任何過量血液保留在樣品供應(yīng)室110中并經(jīng)由分配通道115流入QC腔室128中。此外，沒有流入QC腔室128的任何過量血液流入過量腔室180中。
[0172]如圖14B所示，磁體容納室160-4形成在鄰近QC腔室128的位置。因而，上述磁性模塊330可以引起QC腔室128面對(duì)檢測(cè)單元350。因此，當(dāng)檢測(cè)單元350面對(duì)QC腔室128時(shí)，它可以測(cè)量QC腔室128的透射率并且確定是否已經(jīng)完成血液至第一腔室120的供應(yīng)。
[0173]圖14C是處于浸濕虹吸通道的操作(C)中的微流體裝置的平面圖。一旦完成血液的分配和離心分離，平臺(tái)100停止(rpm=0),從而允許容納在第一腔室120_1、120_2和120-3中的血液通過毛細(xì)壓力而填充虹吸通道125-1、125-2和125-3。
[0174]圖14D是處于將樣品轉(zhuǎn)移至第二腔室130的操作(D)中的微流體裝置的平面圖。當(dāng)完成虹吸通道125的浸濕時(shí)，平臺(tái)100再次旋轉(zhuǎn)以允許填充虹吸通道125-1、125-2和125-3的血液流入第二腔室130-1、130-2和130-3。如圖14D所示，虹吸通道125-1、125-2和125-3的入口連接到第一腔室120-1、120-2和120-3的上部(接近旋轉(zhuǎn)中心的部分)，因此血液樣品的上層清液經(jīng)由虹吸通道125-1、125-2和125-3流入第二腔室130-1、130-2和130-3 中。
[0175]第二腔室130可以只是用來暫時(shí)容納流入其中的血液或者如上所述允許血液中的特定抗原和預(yù)先提供于第二腔室130中的標(biāo)記結(jié)合物之間的結(jié)合。
[0176]圖14E是處于將樣品轉(zhuǎn)移到計(jì)量室140的操作(D)中的微流體裝置的平面圖。流入第二腔室130-1、130-2和130-3中的血液然后通過離心力被引入第三腔室，即計(jì)量室140-1、140-2和140-3。通過離心力，計(jì)量室140-1、140-2和140-3被來自第二腔室130的下部、即來自遠(yuǎn)尚旋轉(zhuǎn)中心的部分的血液填充。在計(jì)量室140-1、140-2和140-3被血液填充直到其出口之后，后續(xù)被引入計(jì)量室140-1、140-2和140-3中的血液經(jīng)由計(jì)量室140-1、140-2和140-3的出口流入反應(yīng)室150-1、150-2和150-3中。因此，計(jì)量室140的出口的位置可以被調(diào)節(jié)以將定量的血液供應(yīng)到反應(yīng)室150。這僅是計(jì)量的示例。計(jì)量流體樣品可以以圖15至17中所示的方式執(zhí)行。
[0177]在反應(yīng)室150中發(fā)生的反應(yīng)可以是免疫色譜分離或者與捕獲抗原或者捕獲抗體的結(jié)合反應(yīng)，如上所述。
[0178]如圖14E所示，如果磁體容納室160-1、160-2和160_3形成在鄰近相應(yīng)的反應(yīng)室150-1,150-2和150-3的位置，則反應(yīng)室150_1、150_2和150-3的位置可以通過磁鐵來識(shí)別。
[0179]因此，當(dāng)反應(yīng)完成時(shí)，磁鐵移動(dòng)到平臺(tái)100下面的位置，從而使得檢測(cè)單元350和反應(yīng)室150由于磁性模塊330與磁體之間的吸引力而位于彼此面對(duì)的位置。檢測(cè)單元350可以因此通過捕獲反應(yīng)室的圖像來檢測(cè)反應(yīng)室150中的反應(yīng)的結(jié)果。
[0180]在下文，將詳細(xì)描述在微流體裝置中計(jì)量流體的另一個(gè)示例。
[0181]圖15是示出還包括流體轉(zhuǎn)移輔助單元的微流體裝置的結(jié)構(gòu)的平面圖。
[0182]參照?qǐng)D15，參照?qǐng)D7描述的微流體裝置10還可以包括布置在計(jì)量室140與反應(yīng)室150之間的流體轉(zhuǎn)移輔助單位155以支持流體的轉(zhuǎn)移。在所示實(shí)施例中，三對(duì)的計(jì)量室140-1、140-2和140-3和反應(yīng)室150-1、150-2和150-3分別包括流體轉(zhuǎn)移輔助單元155-1、155-2 和 155-3。
[0183]流體轉(zhuǎn)移輔助單元155包括:流體引導(dǎo)件155b，引導(dǎo)流體從計(jì)量室140到反應(yīng)室150的移動(dòng)；以及流體通道155a，允許流體經(jīng)由其從計(jì)量室140流動(dòng)到反應(yīng)室150。流體引導(dǎo)件155b成形為從反應(yīng)室150朝向計(jì)量室140突出，流體通道155a形成為具有比其他的通道大的寬度從而促進(jìn)流體的通過。然而，流體轉(zhuǎn)移輔助單元155不一定需要包括流體引導(dǎo)件155b。備選地，可以僅提供流體通道155a。
[0184]此外，在所示實(shí)施例中，利用色譜法在反應(yīng)室中發(fā)生反應(yīng)，為此，反應(yīng)室150被提供有以上參照?qǐng)D8至11描述的檢測(cè)區(qū)域20。三個(gè)測(cè)試單元的每個(gè)可以獨(dú)立地執(zhí)行測(cè)試，在所示實(shí)施例中，三個(gè)測(cè)試單元被分別提供有檢測(cè)區(qū)域20-1、20-2和20-3。
[0185]流體轉(zhuǎn)移輔助單元155不僅用來控制平臺(tái)100的旋轉(zhuǎn)速度，而且使得容納在計(jì)量室中的流體以用戶要求的量被轉(zhuǎn)移到反應(yīng)室150。在下文，將參照?qǐng)D16A至16E描述流體轉(zhuǎn)移輔助單元155的功能。
[0186]圖16A至16E是示出在圖15的微流體裝置內(nèi)流體的流動(dòng)的平面圖，圖17是示意地示出在圖16A至16E的各個(gè)流體轉(zhuǎn)移操作期間平臺(tái)的旋轉(zhuǎn)速度的曲線圖。平臺(tái)100的旋轉(zhuǎn)速度可以通過測(cè)試裝置300的控制器320控制，平臺(tái)100安裝在測(cè)試裝置300上。
[0187]圖16A至16E示出在流體樣品被轉(zhuǎn)移到第二腔室130之后執(zhí)行的各個(gè)流體轉(zhuǎn)移操作。從引入樣品的操作到將樣品轉(zhuǎn)移到第二腔室130的操作的過程與以上參照?qǐng)D14A至14E描述的過程相同。
[0188]圖16A是處于將樣品從第二腔室130轉(zhuǎn)移至第三腔室140的操作中的微流體裝置的平面圖。第三腔室140是計(jì)量室，以上描述的標(biāo)記結(jié)合物被假設(shè)包含在第二腔室130中。這里，標(biāo)記結(jié)合物可以僅包括第一標(biāo)記結(jié)合物，或者可以包括第一標(biāo)記結(jié)合物和第二標(biāo)記結(jié)合物兩者。當(dāng)標(biāo)記結(jié)合物僅包括第一標(biāo)記結(jié)合物時(shí)，第二標(biāo)記結(jié)合物被提供在反應(yīng)室150內(nèi)的檢測(cè)區(qū)域20上。當(dāng)標(biāo)記結(jié)合物包括第一標(biāo)記結(jié)合物和第二標(biāo)記結(jié)合物兩者時(shí)，檢測(cè)區(qū)域20可以不被提供有第二標(biāo)記結(jié)合物。
[0189]當(dāng)平臺(tái)100旋轉(zhuǎn)時(shí)，第二腔室130中的樣品和標(biāo)記結(jié)合物移動(dòng)到計(jì)量室140。如圖17中的區(qū)間(a)所示，當(dāng)通過增加旋轉(zhuǎn)速度從Vl到v3而提供足夠的離心力時(shí)，保留在第二腔室130中的大部分標(biāo)記結(jié)合物移動(dòng)到計(jì)量室140。第一標(biāo)記結(jié)合物和樣品中的分析物之間的結(jié)合反應(yīng)可以發(fā)生在第二腔室130中(見圖7)或者在計(jì)量室140中。在所示實(shí)施例中，結(jié)合反應(yīng)發(fā)生在計(jì)量室140中。[0190]在計(jì)量室140中，第一級(jí)反應(yīng)發(fā)生在樣品和第一標(biāo)記結(jié)合物之間，即在分析物和第一標(biāo)記結(jié)合物之間。此外，如圖17中的區(qū)間(b)所示，平臺(tái)100的旋轉(zhuǎn)停止。從而，在已經(jīng)通過離心力在計(jì)量室140中產(chǎn)生的反應(yīng)物的位置當(dāng)中的濃度差異消失。
[0191]圖16B是處于將樣品從計(jì)量室140轉(zhuǎn)移至反應(yīng)室150的操作中的微流體裝置的平面圖。當(dāng)在用戶要求的時(shí)間內(nèi)完成計(jì)量室140中的第一級(jí)反應(yīng)時(shí)，反應(yīng)的樣品被供應(yīng)到反應(yīng)室150。
[0192]參照?qǐng)D17中的區(qū)間(C)，平臺(tái)100的旋轉(zhuǎn)速度可以被控制為鋸齒形模式以將樣品轉(zhuǎn)移到反應(yīng)室150。旋轉(zhuǎn)速度的鋸齒形模式表示增加平臺(tái)100的旋轉(zhuǎn)速度和停止的重復(fù)區(qū)間。旋轉(zhuǎn)速度的鋸齒形控制模式可以通過允許測(cè)試裝置300的控制器320直接控制平臺(tái)100的旋轉(zhuǎn)速度如圖17的區(qū)間(C)或者通過利用磁性模塊330和磁體容納室160來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)磁性模塊330和磁體容納室160被用來控制平臺(tái)100的旋轉(zhuǎn)速度時(shí)，旋轉(zhuǎn)速度的鋸齒形控制模式可以通過在旋轉(zhuǎn)的初始階段將磁性模塊330放置在磁性模塊330不影響磁體容納室160的位置、然后在平臺(tái)100的旋轉(zhuǎn)速度增加時(shí)在特定的時(shí)間點(diǎn)將磁性模塊330設(shè)置在磁體容納室160之下或之上的位置來實(shí)現(xiàn)。
[0193]在這種情況下，磁體的磁力和由樣品的旋轉(zhuǎn)引起的慣性力的結(jié)合同時(shí)地作用于旋轉(zhuǎn)平臺(tái)100，從而如圖16B所示朝向反應(yīng)室150驅(qū)動(dòng)流體樣品。流體引導(dǎo)件155b引導(dǎo)被驅(qū)動(dòng)的流體樣品而使得流體樣品流入反應(yīng)室150中。流體通道155a允許被流體引導(dǎo)件155b引導(dǎo)的流體樣品經(jīng)由其進(jìn)入反應(yīng)室。在所示實(shí)施例中，平臺(tái)100在從計(jì)量室140到反應(yīng)室150的方向上即逆時(shí)針地旋轉(zhuǎn)。
[0194]因此，位于計(jì)量室140和反應(yīng)室150彼此連接的點(diǎn)之外的流體樣品可以如上所述通過控制旋轉(zhuǎn)速度而被轉(zhuǎn)移到反應(yīng)室150。因此，在反應(yīng)室150內(nèi)在要求的時(shí)間發(fā)生第二級(jí)反應(yīng)，可以通過由用戶調(diào)節(jié)控制計(jì)時(shí)來達(dá)到，從而以施加到平臺(tái)100的少量扭矩將期望量的流體樣品供應(yīng)到反應(yīng)室150。這里，第二級(jí)反應(yīng)是通過檢測(cè)區(qū)域20的色譜分離反應(yīng)。
[0195]圖16C是處于反應(yīng)室150中第二級(jí)反應(yīng)的初始狀態(tài)的微流體裝置的平面圖。當(dāng)流體樣品經(jīng)過流體通道155a并且到達(dá)檢測(cè)區(qū)域20的樣品墊22時(shí)，隨著流體樣品通過毛細(xì)力移動(dòng)，第二級(jí)反應(yīng)開始。同時(shí)，保留在計(jì)量室140中的流體樣品也被檢測(cè)區(qū)域20吸收。如圖17的區(qū)間(d)所示，隨著二級(jí)反應(yīng)開始，樣品通過毛細(xì)力移動(dòng)，因此平臺(tái)100的旋轉(zhuǎn)可以停止。
[0196]圖16D是微流體裝置的平面圖，其中在反應(yīng)室中完成第二級(jí)反應(yīng)。當(dāng)供應(yīng)到反應(yīng)室150的樣品從檢測(cè)區(qū)域20的樣品墊22流動(dòng)并且經(jīng)過測(cè)試線24和控制線25兩者時(shí)，第二級(jí)反應(yīng)完成。盡管沒有在圖8至11中示出，但是吸收墊可以被提供在與測(cè)試線和控制線相反的一側(cè)，從而在完成反應(yīng)時(shí)吸收樣品。
[0197]圖16D是處于干燥反應(yīng)室的操作中的微流體裝置的平面圖，其中第二級(jí)反應(yīng)完成。當(dāng)在反應(yīng)室150中完成第二級(jí)反應(yīng)時(shí)，平臺(tái)以高速旋轉(zhuǎn)，從而干燥檢測(cè)區(qū)域20并且除去殘留的流體樣品。
[0198]如果存在保留在第一腔室120中的任何流體樣品，則虹吸通道125可以通過毛細(xì)力被流體樣品填充，當(dāng)平臺(tái)100以高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，填充虹吸通道125的流體樣品可以經(jīng)過第二腔室130，從而流入計(jì)量室140。然而，如果計(jì)量室140中的流體樣品流入反應(yīng)室150，則指示第二級(jí)反應(yīng)的結(jié)果的檢測(cè)區(qū)域20會(huì)被污染。因此，微流體裝置10還可以包括第二虹吸通道以將額外流入的流體樣品轉(zhuǎn)移到廢物室170。
[0199]圖18是示出還包括第二虹吸通道的微流體裝置的平面圖。
[0200]參照?qǐng)D18，以上參照?qǐng)D15描述的微流體裝置10還可以包括將計(jì)量室140連接到廢物室170的額外的虹吸通道145。增加的虹吸通道145用作第二虹吸通道，將第一腔室120連接到第二腔室130的虹吸通道125用作第一虹吸通道。當(dāng)在平臺(tái)100以高速旋轉(zhuǎn)期間保留在第一腔室120中的流體樣品流入計(jì)量室140中時(shí)，它可以進(jìn)而流入連接到計(jì)量室140的下部的第二虹吸通道145。流體樣品被毛細(xì)力驅(qū)動(dòng)以填充第二虹吸通道145，在平臺(tái)100的旋轉(zhuǎn)期間填充第二虹吸通道145的流體樣品通過離心力沉積到廢物室170中。
[0201]因此，即使當(dāng)在第一腔室中存在保留的流體樣品時(shí)，仍可以防止流體樣品額外的流入反應(yīng)已經(jīng)完成的反應(yīng)室中。
[0202]如從以上描述而顯然的，根據(jù)示范性實(shí)施例的微流體結(jié)構(gòu)以及具有該微流體結(jié)構(gòu)的微流體裝置允許將定量的流體有效地分配到多個(gè)腔室。在沒有單獨(dú)的驅(qū)動(dòng)源的情況下，流體的分配速度和供應(yīng)速度的調(diào)節(jié)可以因此通過將腔室布置在平臺(tái)100上的不同位置并且利用虹吸通道將它們并聯(lián)地連接而實(shí)現(xiàn)。
[0203]此外，通過連接第一腔室(容納室)、第二腔室(第一級(jí)反應(yīng)室)、第三腔室(計(jì)量室)和第四腔室(第二級(jí)反應(yīng)室)而允許多步的反應(yīng)，因此提高了反應(yīng)靈敏度。
[0204]此外，通過在計(jì)量室和廢物室之間布置第二虹吸通道并且在完成反應(yīng)之后將流向反應(yīng)室的流體樣品引導(dǎo)到廢物室而可以防止反應(yīng)結(jié)果的污染。
[0205]雖然已經(jīng)示出和描述了幾個(gè)示范性實(shí)施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，可以在這些實(shí)施例中進(jìn)行變化而不背離本發(fā)明構(gòu)思的原理和精神，本發(fā)明構(gòu)思的范圍由權(quán)利要求書及其等同物限定。
【權(quán)利要求】
1.一種微流體裝置，包括: 平臺(tái)，具有旋轉(zhuǎn)中心并且包括微流體結(jié)構(gòu)， 其中所述微流體結(jié)構(gòu)包括: 多個(gè)第一腔室，以距離所述旋轉(zhuǎn)中心的不同距離布置在所述平臺(tái)的圓周方向上；以及 多個(gè)第一虹吸通道，所述多個(gè)第一虹吸通道的每個(gè)連接到所述多個(gè)第一腔室中相應(yīng)的第一腔室。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微流體裝置，其中所述微流體結(jié)構(gòu)還包括多個(gè)第二腔室，所述多個(gè)第二腔室通過所述多個(gè)第一虹吸通道連接到所述多個(gè)第一腔室。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微流體裝置，其中所述微流體結(jié)構(gòu)還包括: 樣品供應(yīng)室，配置為容納樣品并且包括排出口 ；以及 分配通道，連接到所述樣品供應(yīng)室的所述排出口并且連接到所述多個(gè)第一腔室，所述分配通道配置為將所述樣品供應(yīng)室中的所述樣品分配到所述多個(gè)第一腔室。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微流體裝置，其中所述多個(gè)第一腔室的每個(gè)布置得比所述多個(gè)第一腔室中相鄰的第一腔室更遠(yuǎn)離所述旋轉(zhuǎn)中心，其中所述樣品流動(dòng)到該相鄰的第一腔室早于該個(gè)第一腔室。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微流體裝置，其中所述多個(gè)第一腔室關(guān)于所述平臺(tái)的所述旋轉(zhuǎn)中心螺旋地布置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微流體裝置，其中所述多個(gè)第一虹吸通道的每個(gè)在比連接到其的相應(yīng)第一腔室的充滿流體水平面高的位置具有頂點(diǎn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微流體裝置，其中所述微流體結(jié)構(gòu)還包括: 至少一個(gè)反應(yīng)室，連接到所述多個(gè)第二腔室中的至少一個(gè)第二腔室；以及 磁體，設(shè)置腔室中，所述腔室設(shè)置在鄰近于所述反應(yīng)室的位置處。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的微流體裝置，其中所述微流體結(jié)構(gòu)還包括: 計(jì)量室，設(shè)置在所述至少一個(gè)第二腔室和所述至少一個(gè)反應(yīng)室之間并且配置為計(jì)量從所述至少一個(gè)第二腔室轉(zhuǎn)移的流體的量；以及 流體轉(zhuǎn)移輔助單元，連接在所述計(jì)量室和所述至少一個(gè)反應(yīng)室之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的微流體裝置，其中所述流體轉(zhuǎn)移輔助單元包括: 流體通道，配置為將容納在所述計(jì)量室中的所述流體轉(zhuǎn)移到所述反應(yīng)室中；以及 流體引導(dǎo)件，配置為引導(dǎo)容納在所述計(jì)量室中的所述流體移動(dòng)到所述流體通道。
10.一種測(cè)試裝置，包括: 根據(jù)權(quán)利要求9所述的微流體裝置； 旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元，配置為旋轉(zhuǎn)所述微流體裝置的平臺(tái)； 磁性模塊，配置為在所述平臺(tái)的徑向方向上可移動(dòng)；以及 控制器，配置為控制所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元和所述磁性模塊。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的測(cè)試裝置，其中，當(dāng)流體將被從所述計(jì)量室轉(zhuǎn)移到所述反應(yīng)室時(shí)，所述控制器配置為旋轉(zhuǎn)所述平臺(tái)，并且在所述平臺(tái)的旋轉(zhuǎn)期間的預(yù)定時(shí)間，將所述磁性模塊移動(dòng)到所述平臺(tái)之上或之下的位置而使得所述磁性模塊面對(duì)所述磁體。
12.—種控制微流體裝置的方法，該微流體裝置包括平臺(tái)，該平臺(tái)被提供有第二腔室、第三腔室、第四腔室以及將所述第二腔室、所述第三腔室和所述第四腔室彼此連接的通道，所述第二腔室配置為容納流體，所述第三腔室配置為計(jì)量所述流體的量，所述第四腔室配置為利用在所述第三腔室中計(jì)量并引入其中的流體在其中發(fā)生色譜分析反應(yīng)，該方法包括: 旋轉(zhuǎn)所述平臺(tái)并且將容納在所述第二腔室中的所述流體轉(zhuǎn)移到所述第三腔室；以及重復(fù)包括增大所述平臺(tái)的旋轉(zhuǎn)速度和停止所述平臺(tái)的旋轉(zhuǎn)的區(qū)間而使得所述流體流入所述第四腔室中。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，還包括:在將所述流體轉(zhuǎn)移到所述第三腔室時(shí)，使所述平臺(tái)停止，使得在所述流體和容納在所述第三腔室中的標(biāo)記結(jié)合物之間發(fā)生第一級(jí)反應(yīng)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，還包括:在將所述流體引入所述第四腔室中時(shí)，使所述平臺(tái)停止。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，還包括:當(dāng)所述平臺(tái)停止時(shí)，在提供于所述第四腔室中的檢測(cè)區(qū)域中 吸收所述流體，并且將保留在所述第三腔室中的流體轉(zhuǎn)移到所述第四腔室。
【文檔編號(hào)】B01L3/00GK103537329SQ201310291257
【公開日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2013年7月11日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月11日
【發(fā)明者】李凡石 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社