專利名稱：用于可取出地存儲(chǔ)微量液體的微結(jié)構(gòu)裝置和用于取出存儲(chǔ)在該裝置中的液體的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于取出地存儲(chǔ)微量液體的微結(jié)構(gòu)裝置和一種用于取出存儲(chǔ)在此裝置中的液體的方法。
背景技術(shù)：
由現(xiàn)有技術(shù)已知微結(jié)構(gòu)裝置，它們具有板狀基體，在其中加入單側(cè)槽孔。這些槽孔通過(guò)通道與取出腔連接，通過(guò)取出腔可以從裝置中取出液體。此外槽孔通過(guò)一個(gè)輸入通道與一個(gè)輸入腔連接，通過(guò)輸入腔可以將一個(gè)試樣或一個(gè)漿液放進(jìn)裝置。試樣可以根據(jù)輸送力原理例如根據(jù)毛細(xì)力或壓力原理輸送到槽孔中并從那里通過(guò)取出通道到達(dá)取出孔。將所謂的容器首先裝進(jìn)敞開的槽孔。對(duì)于這個(gè)容器涉及塑料容器，在其中加入例如試劑液。通過(guò)一個(gè)物體尖端這樣打開容器，使位于容器中的液體可以從容器中排出，以便與通過(guò)輸入通道輸送到槽孔里的液體混合。由現(xiàn)有技術(shù)已知的容器是統(tǒng)一的并可以裝進(jìn)微結(jié)構(gòu)裝置的不同基體里面。所述基體一般具有多個(gè)槽孔，在槽孔中可以裝進(jìn)具有通常不同試劑液的不同容器。
對(duì)于用于可取出地存儲(chǔ)液體的微結(jié)構(gòu)裝置使用容器的缺陷是，該裝置的設(shè)計(jì)由于容器的形狀而預(yù)定。該容器要求在基體中配有適配于容器的槽孔。因此槽孔不能對(duì)于每個(gè)基體特殊地構(gòu)成，這對(duì)于要被存儲(chǔ)的液體可能導(dǎo)致過(guò)高的充填密度。另一缺陷是，首先要花費(fèi)較大的費(fèi)用使液體進(jìn)入容器，然后將容器裝進(jìn)基體。這一點(diǎn)可以簡(jiǎn)化，可以將液體直接存儲(chǔ)在基體里面。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的是，建議一種用于可取出地存儲(chǔ)微量液體的微結(jié)構(gòu)裝置，其中能夠?qū)崿F(xiàn)一個(gè)盡可能靈活的槽孔布置和結(jié)構(gòu)，并且槽孔能夠直接將液體存儲(chǔ)在基體或裝置中，而不必使用特殊的容器。
按照本發(fā)明這個(gè)目的通過(guò)一個(gè)如權(quán)利要求1所述的微結(jié)構(gòu)裝置得以實(shí)現(xiàn)。這種微結(jié)構(gòu)裝置可以用于如權(quán)利要求20所述的方法。
一個(gè)用于可取出地存儲(chǔ)微量液體的微結(jié)構(gòu)裝置包括一個(gè)基體，其中在基體中一個(gè)空腔配有至少一個(gè)第一區(qū)段用于存儲(chǔ)微量液體。該空腔的第一區(qū)段在基體中由槽孔形成。這個(gè)第一區(qū)段通過(guò)一個(gè)遮蓋元件和一個(gè)阻塞元件封閉并且還有利地通過(guò)由基體構(gòu)成的側(cè)壁限定。按照本發(fā)明的裝置具有一個(gè)機(jī)構(gòu)用于將一個(gè)作用力從遮蓋元件傳遞到阻塞元件。通過(guò)這個(gè)作用力可以破壞阻塞元件與基體之間的材料鎖合連接或者可以破壞阻塞元件本身，使得可以從空腔的第一區(qū)段中取出液量。
因此對(duì)于按照本發(fā)明的裝置該液量不像現(xiàn)有技術(shù)中那樣存儲(chǔ)在一個(gè)特殊容器里面。而是將液量直接存儲(chǔ)在裝置上的一個(gè)空腔里面，該空腔本身由遮蓋元件和阻塞元件以及由基體構(gòu)成的側(cè)壁限定。通過(guò)破壞阻塞元件或阻塞元件與基體之間的連接或者移動(dòng)阻塞元件可以外露一個(gè)開孔，通過(guò)此開孔可以從空腔中取出存儲(chǔ)在空腔中的液體。
對(duì)于一個(gè)有利構(gòu)成的微結(jié)構(gòu)裝置所述基體是一體的。這意味著，所述第一空腔在一個(gè)由一體構(gòu)成的基體中成形。與由多個(gè)部件制成的基體或一個(gè)其第一空腔不是基體的組成部分或者不在基體中形成的微結(jié)構(gòu)裝置不同，通過(guò)基體一體化可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)緊湊且簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)形式。這個(gè)結(jié)構(gòu)尤其有利于微結(jié)構(gòu)裝置的加工。
按照本發(fā)明所述阻塞元件和基體可以一體地相互連接。同樣可以使阻塞元件與基體相互粘接或者使阻塞元件夾緊在基體上。
按照本發(fā)明在基體與阻塞元件之間的連接或者阻塞元件本身可以具有一個(gè)給定斷開位置，在該位置上能夠方便地破壞阻塞元件或阻塞元件與基體之間的連接。
按照本發(fā)明所述阻塞元件和基體可以形狀鎖合地相互連接。尤其是能夠通過(guò)施加到遮蓋元件上的作用力使阻塞元件相對(duì)于基體移動(dòng)到一個(gè)釋放位置，在該位置可以從第一空腔中取出液體。
所述遮蓋元件按照本發(fā)明可以是一個(gè)膜片、一個(gè)薄膜或一個(gè)(微)結(jié)構(gòu)板。
所述遮蓋元件可以通過(guò)層壓、封印或粘接與基體連接。同樣可以使遮蓋元件噴涂金屬。
按照本發(fā)明裝置的遮蓋元件可以這樣構(gòu)成，在施加一個(gè)用于破壞阻塞元件與基體之間的連接或者用于破壞阻塞元件的最小作用力時(shí)該遮蓋元件本身不會(huì)被破壞。尤其為了在遮蓋元件不會(huì)被破壞的情況下使液體易于從空腔的第一區(qū)段中排出，可以這樣調(diào)整按照本發(fā)明的裝置，使它包圍用于固定遮蓋元件的部件，通過(guò)它在施加最小作用力時(shí)所述遮蓋元件可以保持在一個(gè)偏移位置里面。由此能夠在最小(外部)作用力去除后遮蓋元件也保持在偏移位置并由此也在空腔第一區(qū)段內(nèi)部保持壓力。
同樣能夠這樣構(gòu)成一個(gè)按照本發(fā)明裝置的遮蓋元件，在施加一個(gè)用于破壞阻塞元件與基體之間的連接或用于破壞阻塞元件的最小作用力時(shí)，至少在一個(gè)給定斷開位置破壞遮蓋元件。該給定斷開位置在遮蓋元件中可以包圍在遮蓋元件的一個(gè)區(qū)域內(nèi)，該區(qū)域小于由基體與阻塞元件之間的給定斷開位置所包圍的區(qū)域。由此能夠使遮蓋元件或由給定斷開位置的遮蓋元件包圍的遮蓋元件區(qū)域可以通過(guò)一個(gè)被阻塞元件釋放的開孔透壓。
一個(gè)按照本發(fā)明的裝置可以包括一個(gè)用于破壞遮蓋元件的機(jī)構(gòu)，通過(guò)它在施加最小作用力時(shí)可以破壞遮蓋元件。如果遮蓋元件被破壞，可以對(duì)空腔的第一區(qū)段通氣，由此易于從空腔的第一區(qū)段排出液體。
一個(gè)按照本發(fā)明的裝置可以包括用于固定阻塞元件的部件，通過(guò)它在施加最小作用力后可以使阻塞元件保持在一個(gè)偏移位置，以防止由阻塞元件釋放的開孔通過(guò)阻塞元件又重新封閉。如果由阻塞元件釋放的開孔持續(xù)地敞開，則存儲(chǔ)于空腔第一區(qū)段里的液體在最小作用力去除后也易于從第一區(qū)段中排出。作為用于固定阻塞元件的部件所述阻塞元件可以具有一個(gè)定位鉤，它在阻塞元件的偏移位置定位在基體的一個(gè)凸起或類似部件上。作為用于固定阻塞元件的部件同樣可以設(shè)有一個(gè)圓錐形槽孔，阻塞元件在作用力施加到遮蓋元件上時(shí)頂進(jìn)并夾緊固定到該槽孔中。
按照本發(fā)明裝置的力傳遞機(jī)構(gòu)可以包括存儲(chǔ)在空腔第一區(qū)段中的液體。此外力傳遞機(jī)構(gòu)可以包括一個(gè)推桿，它可以安置在遮蓋元件或阻塞元件上。一個(gè)這樣的推桿可以安置在遮蓋元件上。
作為可以將力傳遞到按照本發(fā)明裝置上的機(jī)構(gòu)的推桿可以安置在遮蓋元件與阻塞元件之間空腔的中心。也可以選擇將推桿不設(shè)置在遮蓋元件與阻塞元件之間空腔的中心，而是設(shè)置在靠近空腔第一區(qū)段的其中一個(gè)壁上。因此使通過(guò)推桿施加的作用力不作用在阻塞元件的中心。這一點(diǎn)使阻塞元件優(yōu)選在設(shè)置推桿的區(qū)域被破壞或者破壞在此區(qū)域內(nèi)的阻塞元件與基體之間的連接。
在阻塞元件與基體之間的給定斷開位置可以在除所謂的鉸鏈區(qū)以外的阻塞元件上包圍推桿的固定區(qū)。由此能夠使阻塞元件通過(guò)最小的作用力不完全由與基體的連接中脫開，而是通過(guò)鉸接區(qū)與基體固定地保持連接。由此使所述阻塞元件一定地鉸接支承在基體上。與用于固定阻塞元件的部件相結(jié)合，鉸接地支承在基體上的阻塞元件固定在對(duì)于基體敞開的位置上。所述鉸接區(qū)最好是推桿與基體空腔的第一區(qū)段的一個(gè)壁間隔盡可能大地距離的區(qū)域。在這個(gè)鉸鏈區(qū)的對(duì)面作為固定阻塞元件的部件可以在阻塞元件上配有定位鉤。
一個(gè)按照本發(fā)明裝置的推桿可以在一個(gè)指向阻塞元件的末端上具有一個(gè)尖端。
一個(gè)按照本發(fā)明的裝置可以在背離空腔第一區(qū)段的阻塞元件側(cè)面上包括一個(gè)對(duì)準(zhǔn)阻塞元件的心桿。
通過(guò)阻塞元件根據(jù)作用力在這個(gè)心桿尖端方向上的運(yùn)動(dòng)可以破壞阻塞元件，由此使液體從第一空腔或空腔的第一區(qū)段中取出。
按照本發(fā)明所述空腔的第一區(qū)段可以圓柱形地構(gòu)成。同樣可以使第一區(qū)段截錐形地構(gòu)成以便易于脫模。
按照本發(fā)明在空腔的第一區(qū)段上可以連接一個(gè)第二區(qū)段或一個(gè)第二空腔，它們通過(guò)阻塞元件與第一區(qū)段隔開。至少空腔第二區(qū)段或第二空腔但有利地也包括空腔和空腔的第一區(qū)段具有壁，它們可被液體浸潤(rùn)。
所述空腔的第二區(qū)段或第二空腔按照本發(fā)明可以具有一個(gè)取出孔。該取出孔對(duì)于一個(gè)按照本發(fā)明的裝置可以設(shè)于空腔第二區(qū)段的一個(gè)壁或第二空腔的一個(gè)壁內(nèi)甚至設(shè)于一個(gè)盡可能直接鄰接(anstossen)基體與阻塞元件之間的給定斷開位置的區(qū)域內(nèi)。由此能夠使由空腔第一區(qū)段排出的液體以盡可能簡(jiǎn)單的路徑到達(dá)第二區(qū)段或第二空腔中的取出孔。
在所述取出孔后面可以聯(lián)接一個(gè)通道。
在空腔的第二區(qū)段或在第二空腔和/或在連接在取出孔后面的通道中可以設(shè)有一個(gè)增強(qiáng)毛細(xì)力的機(jī)構(gòu)。這個(gè)增強(qiáng)毛細(xì)力的機(jī)構(gòu)用于使液體在通道或通過(guò)取出孔的輸送加速或?qū)崿F(xiàn)。對(duì)于增強(qiáng)毛細(xì)力的機(jī)構(gòu)可以是一個(gè)微結(jié)構(gòu)元件，如小溝、碑、柱或類似體或者是一個(gè)無(wú)紡布襯層。同樣能夠?qū)崿F(xiàn)微結(jié)構(gòu)元件與無(wú)紡布襯層組合地構(gòu)成毛細(xì)力增強(qiáng)機(jī)構(gòu)。
此外一個(gè)輸入通道可以通入空腔的第二區(qū)段或第二空腔。
對(duì)于按照本發(fā)明裝置，第二區(qū)段的至少一個(gè)壁可以至少局部地相對(duì)于第一區(qū)域的至少一個(gè)相鄰的壁回縮。這個(gè)回縮的區(qū)段可以環(huán)槽形地構(gòu)成。
按照本發(fā)明此裝置可以具有一個(gè)用于破壞遮蓋元件的機(jī)構(gòu)。


下面借助于附圖詳細(xì)描述用于按照本發(fā)明的用于取出地存儲(chǔ)微量液體的微結(jié)構(gòu)裝置的實(shí)施例。附圖中圖1至12a 分別以截面圖示出微結(jié)構(gòu)裝置的一個(gè)實(shí)施例，圖13 為在執(zhí)行操縱以后的圖1中的裝置，圖14 為按照?qǐng)D9中XIV-XIV截切線的裝置截面圖，圖15 為另一實(shí)施例的相應(yīng)截面圖，圖16 為一個(gè)按照本發(fā)明裝置的俯視圖，具有多個(gè)空腔用于容納微量液體，圖17 為一個(gè)在施加一個(gè)最小作用力之前的按本發(fā)明裝置的實(shí)施例，圖17a 為在施加最小作用力之后的圖17中的實(shí)施例，圖17b 為圖17和圖17a的實(shí)施例的俯視圖。
具體實(shí)施例方式
在圖1至16中所示的微結(jié)構(gòu)裝置實(shí)施例非常類似，因此相互對(duì)應(yīng)的部分設(shè)有相同的標(biāo)記符號(hào)。
在圖1中以截面圖表示的實(shí)施例有利地具有一個(gè)板狀基體1，在其中加入兩個(gè)側(cè)面相互對(duì)置的槽孔，它們由一個(gè)阻塞元件3相互隔開。其中一個(gè)槽孔的開口通過(guò)一個(gè)遮蓋元件2封閉，由此在遮蓋元件2、阻塞元件3與槽孔側(cè)壁之間構(gòu)成一個(gè)第一空腔4。這個(gè)第一空腔4完全充滿微量液體。同樣可以使第一空腔4只局部地充滿液量并含有一個(gè)小氣泡。另一槽孔通過(guò)薄膜6封閉，它貼覆在基體1的表面上，在其中具有槽孔。由此構(gòu)成一個(gè)第二空腔5，它由阻塞元件3、薄膜6和槽孔的側(cè)壁限定。
此外所述基體1具有一個(gè)通孔8，它在一面同樣由薄膜6封閉。這個(gè)通孔構(gòu)成一個(gè)取出腔，它通過(guò)一個(gè)取出通道7與第二空腔5連接。
所述阻塞元件3具有一個(gè)環(huán)繞的給定斷開位置10，它通過(guò)在面對(duì)第二空腔5的一側(cè)上的材料減薄構(gòu)成。
存儲(chǔ)在第一空腔4里面的微量液體可以如下所述從第一空腔4中被取出。通過(guò)作用于遮蓋元件2上的作用力使遮蓋元件向著液量方向頂壓。因?yàn)橐毫炕旧鲜遣豢蓧嚎s的，所以施加到遮蓋元件2上的作用力被傳遞到阻塞元件3。如圖13所示，這個(gè)作用力使阻塞元件3中間部分沿著環(huán)繞的給定斷開位置10與其余的阻塞元件3上斷開并因此使第一空腔4與第二空腔5產(chǎn)生連通。由于輸送力，在此至少是壓力、重力或毛細(xì)管力使液體從第一空腔4輸送到第二空腔5、通道7進(jìn)入取出腔8。在此有利地是在第二空腔5或在取出腔8里面加入一個(gè)液體或固體形成的試劑或試樣，原先存儲(chǔ)在第一空腔里面的液量與試劑反應(yīng)或混合。
在圖2中所示的實(shí)施例與圖1中所示的實(shí)施例的不同之處是，所述第一空腔4沒有完全充滿液量。而是在液面與遮蓋元件2之間還保留一個(gè)充氣空間。為了使作用于遮蓋元件2上的釋放液量的作用力可以傳遞到阻塞元件10上，在遮蓋元件2與阻塞元件3之間設(shè)有一個(gè)推桿，它一體地與阻塞元件的中間部分連接。
與圖1所示的實(shí)施例不同，在圖3中所示的實(shí)施例具有一個(gè)阻塞元件，它沒有給定斷開位置10。代替它的是，為了破壞阻塞元件3在遮蓋元件的底面上固定一個(gè)心桿13，它以其尖端對(duì)準(zhǔn)阻塞元件3。如果通過(guò)一個(gè)作用力向阻塞元件3方向頂壓遮蓋元件2，則心桿13通過(guò)其尖端刺入阻塞元件3，以取消阻塞元件3的阻塞作用。存儲(chǔ)在第一空腔4里面的液體可以穿過(guò)通過(guò)心桿13在阻塞元件中產(chǎn)生的開孔進(jìn)入第二空腔5。
在圖4中示出一個(gè)與圖3類似的實(shí)施例，但是其中第一空腔4完全被液體充滿，而在薄膜6上安置一個(gè)向阻塞元件3方向凸起的心桿14，它起到使阻塞元件3破壞以釋放液量的作用。通過(guò)作用于遮蓋元件2上的作用力，通過(guò)第一空腔4中的液量使阻塞元件3向心桿14方向偏移，該心桿通過(guò)其尖端刺入阻塞元件，并將其破壞。因此使液量可以從第一空腔4進(jìn)入到第二空腔5中。
在圖5中所示的按照本發(fā)明的微結(jié)構(gòu)裝置的實(shí)施例與圖2所示裝置類似地構(gòu)成。與圖2所示實(shí)施例不同的是，在圖5中所示的實(shí)施例在遮蓋元件2上具有一個(gè)環(huán)繞的給定斷開位置11。一旦通過(guò)一個(gè)作用力向下頂壓遮蓋元件的中間區(qū)域，則使給定斷開位置11斷開而推桿12頂壓阻塞元件3的中間部分上，阻塞元件也接著沿著給定斷開位置10斷開。存儲(chǔ)在第一空腔4中的液體可以進(jìn)入第二空腔5，其中第一空腔4同時(shí)通過(guò)遮蓋元件2上的開口通氣。通入的空氣使液體易于從第一空腔4流入到第二空腔5中。
在圖5a中示出在圖5中所示實(shí)施例的一個(gè)變型。對(duì)于該變型所述給定斷開位置在阻塞元件10中包括一個(gè)基本上圓形的區(qū)域，它完全包圍推桿12。遮蓋元件2上的給定斷開位置11也包括一個(gè)圓形區(qū)域，推桿12撞擊其底面。在此，在遮蓋元件2中被給定斷開位置11包圍的區(qū)域具有一個(gè)明顯小于被給定斷開位置10包圍的阻塞元件區(qū)域的直徑。這一點(diǎn)導(dǎo)致在施加在這種情況下足以使遮蓋元件2或阻塞元件3上的給定斷開位置10、11被破壞的最小作用力時(shí)，使斷開的區(qū)域通過(guò)推桿12可以向下壓進(jìn)第二空腔5。由此一方面防止通過(guò)阻塞元件3外露的開口再封閉，使液體可以從空腔4進(jìn)入第二空腔5。另一方面能夠?qū)崿F(xiàn)空腔4充氣，它同樣使液體易于從空腔4進(jìn)入第二空腔5。
此外對(duì)于按照?qǐng)D5a的按本發(fā)明裝置的變型，在取出通道7以及第二空腔5的一個(gè)區(qū)域里面在取出通道前面設(shè)有一個(gè)無(wú)紡布襯層21。這個(gè)無(wú)紡布襯層起到增加毛細(xì)管力的作用，它能夠使進(jìn)入第二空腔5的液體通過(guò)取出通道8加速輸送。
在圖6中示出的一個(gè)按照本發(fā)明的微結(jié)構(gòu)裝置的實(shí)施例基本對(duì)應(yīng)于在圖1中所示的裝置，但是其中與圖1所示裝置不同之處是，在圖6中所示的裝置沒有圓柱形構(gòu)成的第一空腔。而是在圖6中所示實(shí)施例的第一空腔圓錐形地向阻塞元件3方向收縮并因此基本截錐形地構(gòu)成。
按照?qǐng)D7的實(shí)施例基本對(duì)應(yīng)于圖1的實(shí)施例，但是具有一個(gè)附加的輸入通道9，它通向第二空腔5。通過(guò)這個(gè)輸入通道9可以將第二液體輸送到第二空腔5中，它在阻塞元件3被破壞后與來(lái)自第一空腔4的液量混合。對(duì)于輸送的液體可以與第一空腔4中的液量一樣也是一個(gè)試樣、一個(gè)試劑液或漿液。
在圖8中所示的實(shí)施例同樣具有一個(gè)第一空腔4和一個(gè)第二空腔5，其中圖8所示的按照本發(fā)明的裝置與圖1至7所示的裝置不同地制成。圖8所示實(shí)施例的基體具有一個(gè)單面在基體中制出的盲孔形槽孔，它通過(guò)一個(gè)粘接在側(cè)壁之間的阻塞元件3分成第一空腔4和第二空腔5。從位于槽孔對(duì)面的基體一側(cè)，通道9、7從基體外面通到第二空腔5，它們通向第二空腔5。在此一個(gè)通道構(gòu)成一個(gè)輸入通道9，而另一通道構(gòu)成一個(gè)取出通道7。在第一空腔4與第二空腔5之間粘接的、壓入的或收縮的阻塞元件3具有一個(gè)以已知方式和方法構(gòu)成的給定斷開位置10，在該位置上可以破壞阻塞元件3。此外第一空腔4完全被液體充滿，因此作用在遮蓋元件2上的作用力起到破壞阻塞元件3的作用，由此可以使第一空腔4中的液體進(jìn)入第二空腔5。
圖9和14示出一個(gè)實(shí)施例，它配有一個(gè)特殊機(jī)構(gòu)用于破壞遮蓋元件2。該破壞機(jī)構(gòu)由一個(gè)楔形地突進(jìn)第一空腔4的第一空腔4側(cè)壁的凸起15構(gòu)成。這個(gè)凸起構(gòu)成一個(gè)尖端，它頂靠在遮蓋元件2上。當(dāng)遮蓋元件2通過(guò)作用力向下頂壓時(shí)，凸起15的尖端壓進(jìn)遮蓋元件2并破壞它。由此實(shí)現(xiàn)一種方法，在通過(guò)破壞阻塞元件3釋放存儲(chǔ)在第一空腔4中的液體時(shí)使第一空腔4排氣，這將易于使液體從第二空腔5中排出。如同在圖14中所示的那樣，第一空腔具有一個(gè)圓形橫截面。
在圖15中示出一個(gè)類似裝置的橫截面，但它是扇形的。這個(gè)形狀具有優(yōu)點(diǎn)，在具有多個(gè)這種第一空腔的如在圖16所示的那樣的裝置中可以相互間緊湊地設(shè)置許多第一空腔。另外圖15示出另一可選擇的機(jī)構(gòu)用于破壞遮蓋元件2，它由一個(gè)楔子16構(gòu)成，該楔子安裝在第一空腔4側(cè)壁的一個(gè)缺口里面，與圖14的凸起15類似在施加作用力時(shí)可以破壞遮蓋元件2。
在圖16中所示的按照本發(fā)明裝置的俯視圖表示，一個(gè)按照本發(fā)明的裝置有利地具有多個(gè)第一空腔4和與其相關(guān)的阻塞元件3。設(shè)置在第一空腔4下面的第二空腔(未示出)通過(guò)一個(gè)未示出的輸入通道與一個(gè)輸入腔17連接并通過(guò)一個(gè)取出通道與取出腔8連接。另外所述輸入腔17也可以相互連接。
在圖10中示出一個(gè)用于微結(jié)構(gòu)裝置的實(shí)施例，它在基體1中具有一個(gè)有一個(gè)臺(tái)階的通孔。由此使通孔在臺(tái)階以上具有一個(gè)比臺(tái)階以下更大的直徑。在臺(tái)階上頂靠一個(gè)構(gòu)成阻塞元件3的膜片，它具有一個(gè)對(duì)應(yīng)于通孔內(nèi)徑的外徑。通過(guò)阻塞元件3將通孔分成兩個(gè)相互分開的部分，即第一空腔和第二空腔5，其中第一空腔4通過(guò)遮蓋元件2封閉而第二空腔通過(guò)薄膜6封閉。此外該裝置具有一個(gè)以已知方式和方法構(gòu)成的通道7以及一個(gè)以已知方式和方法構(gòu)成的取出腔8。
在圖17至17b中所示的實(shí)施例具有一個(gè)空腔4和一個(gè)第二空腔5，它們?cè)跈M截面上基本上是橢圓的。在兩個(gè)空腔4、5之間設(shè)置阻塞元件3。這個(gè)阻塞元件3與基體1一體地連接。此外該阻塞元件3與一個(gè)推桿12一體地連接，該推桿在阻塞元件3的第一端部裝在一個(gè)向上封閉空腔4的遮蓋元件2與阻塞元件3之間。在阻塞元件的這個(gè)第一端部上在阻塞元件3與基體1之間設(shè)有一個(gè)給定斷開位置10，它從這個(gè)端部開始沿著空腔4、5的側(cè)壁延伸到對(duì)面的端部，其中對(duì)面的第二端部不配有給定斷開位置。當(dāng)在遮蓋元件2上施加破壞阻塞元件所需的最小作用力時(shí)，該阻塞元件沿著給定斷開位置從基體1撕裂。然后該阻塞元件3只通過(guò)第二端部與基體1連接。因此這個(gè)第二區(qū)域提供了一個(gè)鉸接區(qū)域，在其上可擺動(dòng)地支承阻塞元件。
在第二空腔5中在阻塞元件3的第一端部形成一個(gè)臺(tái)階。這個(gè)臺(tái)階與阻塞元件3第一端部上的定位鉤20共同起作用，該定位鉤作為使阻塞元件固定在一個(gè)偏移位置的部件，在最小作用力施加到遮蓋元件2上之后。所述定位鉤20通過(guò)阻塞元件3的斷開和偏移向下卡進(jìn)到第二空腔5壁上的臺(tái)階下面。在不再將最小作用力施加到遮蓋元件2上之后，在這個(gè)偏移位置上液體也可以從空腔4流進(jìn)第二空腔5。
在第二空腔5的底部在一個(gè)中間區(qū)域和端部配有無(wú)紡布襯層21。這個(gè)無(wú)紡布襯層起到增加毛細(xì)力的作用，以使進(jìn)入第二空腔5的液體通過(guò)一個(gè)取出通道7輸送到取出腔8。
在圖11中示出的實(shí)施例與上述裝置不同具有許多特征，其中相同的特征配有相同的標(biāo)記符號(hào)。按照?qǐng)D11裝置的基體1a、1b兩件地構(gòu)成并具有一個(gè)板狀上部件1a和一個(gè)板狀下部件1b。該上部件具有一個(gè)圓錐形槽孔，在其上連接一個(gè)圓柱形孔。在圓柱形孔中密封地裝進(jìn)一個(gè)最好略微彈性的球體，它構(gòu)成裝置的遮蓋元件2。安置在上部件1a底面上的基體下部件1b與上部件1a的槽孔或遮蓋元件2同心地具有一個(gè)第一圓柱區(qū)段、一個(gè)圓錐區(qū)段和一個(gè)第二圓柱區(qū)段，在其上連接一個(gè)有利地從底面制出的圓柱形槽孔。在第一槽孔的第二圓柱形區(qū)段中密封地裝進(jìn)一個(gè)球體作為阻塞元件3，它使第一圓柱形區(qū)段和圓錐形區(qū)段與從下部件1b底面制出的槽孔分開。因此第一圓柱區(qū)段和圓錐區(qū)段構(gòu)成幾乎完全充滿液體的第一空腔4。在下部件1b的底面上貼覆一個(gè)薄膜6，由此從底面制出的圓錐形槽孔構(gòu)成第二空腔。通過(guò)作用于遮蓋元件2上的作用力經(jīng)由第一空腔4中的液體使阻塞元件3壓進(jìn)第二空腔5，由此使液體流進(jìn)第二空腔并由這個(gè)空腔通過(guò)通道7可以取出。
在此第一空腔的直徑例如可以為1至3mm，最好為1.5mm。對(duì)于第二空腔也是如此。所述阻塞元件3和遮蓋元件2可以具有0.5至0.7mm的直徑。
按照?qǐng)D1至10的實(shí)施例的第一空腔的直徑可以為2至8mm，最好為2至5mm。高度可以為1至7mm而體積為10至100mm3。所述基體1以及阻塞元件3可以由聚苯乙烯或聚碳酸酯制成。
在圖12中所示的實(shí)施例與其余實(shí)施例的不同之處是只具有一個(gè)空腔，它具有一個(gè)第一區(qū)段4a、一個(gè)第二區(qū)段5a。該空腔可變化地分成第一區(qū)段4a和第二區(qū)段5a。在此分隔通過(guò)一個(gè)阻塞元件實(shí)現(xiàn)，它在第一區(qū)段的側(cè)壁之間可移動(dòng)地支承。這個(gè)阻塞元件通過(guò)一個(gè)推桿12與同樣可移動(dòng)地支承在第一區(qū)段4a中的遮蓋元件2連接。另外在空腔上部的面對(duì)第一區(qū)段4a的第二區(qū)段5a區(qū)域，空腔的側(cè)壁環(huán)槽形地回縮。
在圖12中所示的裝置可以如下所述工作。首先將由阻塞元件3、推桿12和遮蓋元件2構(gòu)成的結(jié)構(gòu)部件這樣多地從第一區(qū)段4a中拉出來(lái)，使遮蓋元件2從第一區(qū)段4a中突出來(lái)。通過(guò)一個(gè)在此在遮蓋元件2與空腔第一區(qū)段4a的上端之間產(chǎn)生的縫隙可以使液體充滿空腔4a。為了使液體存儲(chǔ)在空腔的第一區(qū)段4a里面，使由阻塞元件3、推桿12和遮蓋元件2組成的結(jié)構(gòu)部件向下移動(dòng)，遮蓋元件2直到密封地頂靠在空腔第一區(qū)段4a的側(cè)壁上。如果要釋放存儲(chǔ)在空腔第一區(qū)段4a中的液量，使遮蓋元件2通過(guò)作用力向下移動(dòng)。使阻塞元件3突進(jìn)空腔第二區(qū)段5a上端上的環(huán)槽形區(qū)段中。通過(guò)環(huán)槽在空腔的第一區(qū)段4a與第二區(qū)段5a之間建立一個(gè)流體技術(shù)的連接，使得液體可以從第一區(qū)段4a進(jìn)入第二區(qū)段5a。
在圖12a中示出按照?qǐng)D12的實(shí)施例的變型。這個(gè)變型的不同之處是，空腔的第二區(qū)段5a與第一區(qū)段4a相比具有一個(gè)較大的直徑。通過(guò)這個(gè)臺(tái)階可以通過(guò)施加外力使遮蓋元件、推桿12和阻塞元件11完全向下移動(dòng)，使得遮蓋元件2、阻塞元件3和推桿12完全移進(jìn)空腔的第二區(qū)段5a中并可以落入這個(gè)區(qū)段。如果由遮蓋元件2、阻塞元件3和推桿12組成的部件處在空腔的第二區(qū)段5a里，則保證液體進(jìn)入第二區(qū)段5a，或者通過(guò)空腔的第二區(qū)段5a進(jìn)入取出通道7。
一個(gè)按照本發(fā)明的裝置能夠使液量在進(jìn)行反應(yīng)或其它化學(xué)過(guò)程釋放出來(lái)之前，在較長(zhǎng)的時(shí)間里存儲(chǔ)在一個(gè)空腔中。不再需要到目前為此常見的小的安裝在基體里面的容器，它們必需事先充滿液體然后通過(guò)工具刺破。而是將液體直接存儲(chǔ)在基體里面，這具有優(yōu)點(diǎn)，能夠使液量緊湊地布置在基體上并且也可以完全按照實(shí)際需要自由地選擇存儲(chǔ)液體的空腔的幾何(尺寸)。
權(quán)利要求
1.一種用于可取出地存儲(chǔ)微量液體的微結(jié)構(gòu)裝置，具有下列特征-該裝置具有一個(gè)基體(1)；-該裝置具有一個(gè)第一空腔(4)，它具有至少一個(gè)第一區(qū)段用于存儲(chǔ)微量液體；-第一空腔(4)的第一區(qū)段成形在基體(1)中；-第一區(qū)段通過(guò)一個(gè)遮蓋元件(2)和一個(gè)阻塞元件(3)封閉；-該裝置具有一個(gè)機(jī)構(gòu)用于將作用力從遮蓋元件(2)傳遞到阻塞元件(3)，此作用力這樣破壞阻塞元件與基體之間的連接或者這樣破壞阻塞元件，使得可以從空腔(4)的第一區(qū)段中取出液量。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述基體是一體的。
3.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述阻塞元件(3)與基體(1)相互一體地連接。
4.如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述阻塞元件(3)與基體(1)相互粘接或卡緊。
5.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述基體(1)與阻塞元件(3)之間的連接具有一個(gè)給定斷開位置(10)。
6.如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述阻塞元件(3)與基體(1)形狀鎖合地相互連接。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，通過(guò)作用力可以使阻塞元件相對(duì)于基體移動(dòng)到一個(gè)釋放位置。
8.如權(quán)利要求1、6或7所述的裝置，其特征在于，所述阻塞元件(3)是一個(gè)球體。
9.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述遮蓋元件(2)是一個(gè)膜片或薄膜。
10.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述遮蓋元件(2)通過(guò)層壓、封印或粘接與基體(1)連接。
11.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述遮蓋元件(2)噴涂金屬。
12.如權(quán)利要求9至11中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，在施加一個(gè)用于破壞阻塞元件(3)與基體(1)之間的連接或用于破壞阻塞元件(3)的最小作用力時(shí)不會(huì)破壞所述遮蓋元件(2)。
13.如權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于，所述裝置包括一個(gè)用于固定遮蓋元件(2)的部件，通過(guò)它在施加最小作用力時(shí)可以使遮蓋元件(2)保持在一個(gè)偏移的位置。
14.如權(quán)利要求9至11中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述遮蓋元件(2)在施加用于破壞阻塞元件(3)與基體(1)之間的連接或用于破壞阻塞元件(3)的最小作用力時(shí)可在至少一個(gè)給定斷開位置(11)上被破壞。
15.如權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于，在遮蓋元件(2)上的所述給定斷開位置(11)包圍一個(gè)遮蓋元件(2)的區(qū)域，它小于由基體(1)與阻塞元件(3)之間的給定斷開位置所包圍的區(qū)域。
16.如權(quán)利要求14或15所述的裝置，其特征在于，所述裝置包括一個(gè)用于破壞遮蓋元件的機(jī)構(gòu)，通過(guò)它在施加最小作用力時(shí)可以破壞遮蓋元件。
17.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述裝置具有用于破壞遮蓋元件的機(jī)構(gòu)(15，16)。
18.如權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述遮蓋元件(2)是一個(gè)球體。
19.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述裝置包括用于固定阻塞元件(3)的部件，通過(guò)它們?cè)谑┘幼钚∽饔昧罂梢允棺枞３衷谝粋€(gè)偏移位置。
20.如權(quán)利要求19所述的裝置，其特征在于，所述阻塞元件(3)具有一個(gè)定位鉤作為固定阻塞元件(3)用的部件，它在阻塞元件(3)的偏移位置定位在基體的一個(gè)凸起上。
21.如權(quán)利要求19所述的裝置，其特征在于，所述裝置具有一個(gè)圓錐形槽孔作為用于固定阻塞元件(3)的部件。
22.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，用于傳遞力的機(jī)構(gòu)包括存儲(chǔ)在空腔(4)的第一區(qū)段中的液體。
23.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，用于傳遞力的機(jī)構(gòu)包括一個(gè)推桿(12)，它安置在遮蓋元件(2)和/或阻塞元件(3)上。
24.如權(quán)利要求23所述的裝置，其特征在于，所述推桿(12)在空腔(4)的中心安置在阻塞元件(3)上。
25.如權(quán)利要求23所述的裝置，其特征在于，所述推桿(12)在空腔(4)中心以外安置在阻塞元件(3)上。
26.如權(quán)利要求25所述的裝置，其特征在于，所述給定斷開位置(10)在阻塞元件(3)與基體(1)之間包圍除一鉸接區(qū)以外的阻塞元件(3)上的推桿固定區(qū)。
27.如權(quán)利要求26所述的裝置，其特征在于，所述鉸鏈區(qū)是基體(1)與阻塞元件(3)之間的區(qū)域，它與推桿具有盡可能大的距離。
28.如權(quán)利要求27所述的裝置，其特征在于，在鉸鏈區(qū)對(duì)面所述定位鉤設(shè)置在阻塞元件上。
29.如權(quán)利要求23至28中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述推桿(12)安置在遮蓋元件(2)上并且在一個(gè)指向阻塞元件(3)的末端上具有一個(gè)尖端。
30.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述裝置在阻塞元件(3)背離空腔(4)第一區(qū)段的一側(cè)包括一個(gè)指向阻塞元件(3)的心桿(14)。
31.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述空腔(4)的第一區(qū)段圓柱形地構(gòu)成。
32.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述空腔(4)的第一區(qū)段截錐形地構(gòu)成。
33.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，在所述空腔(4)的第一區(qū)段(4a)上連接一個(gè)第二區(qū)段(5a)或一個(gè)第二空腔(5)，它們通過(guò)阻塞元件(3)與第一區(qū)段分開。
34.如上述權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，所述空腔或第二空腔(5)的第二區(qū)段(5a)具有一個(gè)取出孔。
35.如權(quán)利要求19所述的裝置，其特征在于，所述取出孔位于空腔第二區(qū)段(5a)的一個(gè)壁或第二空腔的一個(gè)壁中，它直接和基體(1)與阻塞元件(3)之間的給定斷開位置(10)鄰接。
36.如權(quán)利要求34或35所述的裝置，其特征在于，在所述取出孔后面連接一個(gè)通道(7)。
37.如權(quán)利要求32至35中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，在空腔的第二區(qū)段(5a)中或在第二空腔(5)和/或在通道(7)中設(shè)有增強(qiáng)毛細(xì)力的機(jī)構(gòu)。
38.如權(quán)利要求36所述的裝置，其特征在于，所述增強(qiáng)毛細(xì)力的機(jī)構(gòu)由微結(jié)構(gòu)部件如小溝、碑、柱或類似體和/或由無(wú)紡布襯層構(gòu)成。
39.如權(quán)利要求33至38中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，一個(gè)輸入通道通到空腔的第二區(qū)段(5a)中或第二空腔(5)中。
40.如權(quán)利要求33至39中所述的裝置，其特征在于，所述第二區(qū)段(5a)的至少一個(gè)壁至少局部地相對(duì)于第一區(qū)段(4a)的至少一個(gè)相鄰壁回縮。
41.一種用于取出存儲(chǔ)在一個(gè)如權(quán)利要求1至40中任一項(xiàng)所述的裝置中的液體的方法，其特征在于有下列步驟-在遮蓋元件(2)上施加一個(gè)作用力；-用于傳遞力的機(jī)構(gòu)將作用力傳遞到阻塞元件(3)；-由于作用于阻塞元件(3)上的作用力而使阻塞元件(3)與基體(1)之間的材料鎖合的連接被破壞或者使阻塞元件(3)被破壞；-在作用力起作用后，在阻塞元件(3)區(qū)域產(chǎn)生一個(gè)釋放孔，使液體可以從空腔(4)的第一區(qū)段中取出。
全文摘要
一種用于可取出地存儲(chǔ)微量液體的微結(jié)構(gòu)裝置具有下列特征該裝置具有一個(gè)基體(1)；該裝置具有一個(gè)第一空腔(4)，它具有至少一個(gè)第一區(qū)段用于存儲(chǔ)微量液體；第一空腔(4)的第一區(qū)段成形在基體(1)中；第一區(qū)段通過(guò)一個(gè)遮蓋元件(2)和一個(gè)阻塞元件(3)封閉；該裝置具有一個(gè)機(jī)構(gòu)用于將作用力從遮蓋元件(2)傳遞到阻塞元件(3)，此作用力這樣破壞阻塞元件與基體之間的連接或者這樣破壞阻塞元件，使得可以從空腔(4)的第一區(qū)段中取出液量。
文檔編號(hào)F15C5/00GK1608735SQ20041001171
公開日2005年4月27日 申請(qǐng)日期2004年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月24日
發(fā)明者克勞斯·卡德爾, 格特·布蘭肯施泰因 申請(qǐng)人:Steag顯微部件股份有限公司