[發明專利]三維微流體裝置

有效

• 申請號: 200980116616.2
• 申請日: 2009-03-27
• 公開（公告）號: CN102016595A
• 公開（公告）日: 2011-04-13
• 發明（設計）人: E·卡里洛;A·W·馬丁內斯;K·A·米里卡;S·T·菲利普斯;A·C·西格爾;B·威利;G·M·懷特賽德斯
• 申請（專利權）人: 哈佛學院院長等
• 主分類號: G01N35/00
• 分類號: G01N35/00;G01N33/48
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 林振波

相關申請

本申請要求在2008年3月27日提交的美國臨時專利申請No.61/072,049的優先權，通過引用把該臨時申請全部并入于此。本申請的權利要求書涉及PCT/US07/081848，通過引用把后者全部并入于此。

技術領域

公開的主題大體上涉及三維微流體裝置。

背景技術

近些年來，微流體系統由于它們多樣和廣泛的潛在用途，已經引起日益增大的興趣。例如，使用非常少量的樣品，微流體系統就可進行復雜的生物化學反應，以獲得重要的化學和生物信息。優點包括，微流體系統減小樣品和試劑的需要量，縮短反應的響應時間，及降低需處置的生物危害廢物的量。

最初在二十世紀九十年代早期開發的微流體裝置，最開始是使用從微電子工業轉用的光刻和蝕刻技術用硅和玻璃制造的。目前的微流體裝置由塑料、硅酮或其它聚合物材料建造，例如由聚二甲基硅氧烷(PDMS)建造。這樣的裝置一般昂貴、不可彎曲及建造困難。

橫向流動流體裝置是兩維(2-D)的，并且應用于流體需要在單個平面中串行或并行地被運輸的用途。然而，在2-D裝置中在相鄰通道中的流體不能在不相交的情況下彼此交叉。這種拓撲結構的約束最終限制2-D流體裝置的設計和應用。因而，仍然有對于便宜、柔軟及建造容易的三維微流體裝置的需要。

發明內容

在本發明的一個方面，描述一種三維微流體裝置。三維微流體裝置包括多個圖案化多孔親水層，這些圖案化多孔親水層至少包括第一和第二圖案化多孔親水層。圖案化多孔親水層包括流體不可透過阻擋物，該流體不可透過阻擋物大體透過圖案化多孔親水層的厚度，并且限定了在每個圖案化多孔親水層內的一個或多個親水區域的邊界。三維微流體裝置也包括流體不可透過層，該流體不可透過層布置在第一和第二圖案化多孔親水層和每兩個相鄰圖案化多孔親水層之間。流體不可透過層包括一個或多個開口。三維微流體裝置也包括布置在流體不可透過層的開口中的多孔親水介質，該流體不可透過層布置在第一和第二圖案化多孔親水層之間。該親水介質接觸在第一和第二圖案化多孔親水層的每一個內的親水區域的至少一個。

在一個實施例中，多孔親水介質包括紙。在另一個實施例中，多孔親水介質包括色譜紙。在又一個實施例中，多孔親水介質包括紙，并且紙浸漬有從包括化學或生物試劑、指示劑、粘合劑、流體流動阻止劑、流體流動促進劑或它們的組合的組中選擇的成分。在又一個實施例中，多孔親水層包括紙。在又一個實施例中，多孔親水層包括色譜紙。在又一個實施例中，阻擋物包括聚合光刻膠。在又一個實施例中，阻擋物包括聚合光刻膠，并且光刻膠包括SU-8光刻膠。在又一個實施例中，流體不可透過層包括塑料片材。在又一個實施例中，流體不可透過層包括塑料片材，并且塑料片材包括膠帶。在又一個實施例中，流體不可透過層包括塑料片材，塑料片材包括膠帶，并且膠帶包括雙面膠帶。

在又一個實施例中，親水區域包括：第一親水區域，包括用來沉積第一流體的儲器；第二親水區域，包括用來從儲器接收第一流體和分布第一流體的分布區域；及親水區域陣列，用來從分布區域接收第一流體。在又一個實施例中，陣列的每個親水區域還包括用來分析第一流體的分析試劑。在又一個實施例中，分析試劑是蛋白質分析試劑、葡萄糖分析試劑、乙基乙酰乙酸鈉分析試劑、硝酸鈉分析試劑或它們的組合。

在另一個方面，描述一種三維微流體裝置。三維微流體裝置包括多個圖案化多孔親水層。每個圖案化多孔親水層包括流體不可透過阻擋物，該流體不可透過阻擋物大體透過圖案化多孔親水層的厚度，并且限定了在每個圖案化多孔親水層內的一個或多個親水區域的邊界。三維微流體裝置也包括流體不可透過層，該流體不可透過層布置在每兩個相鄰圖案化多孔親水層之間，并且流體不可透過層包括一個或多個開口。三維微流體裝置也包括填充一個或多個開口的材料塞，以便提供局部溫度控制、分析流體樣品、過濾微流體樣品、或調節微流體流動。材料塞與在每個相鄰圖案化多孔親水層內的親水區域之一的至少一部分相直接接觸。