[發明專利]微流體裝置

有效

• 申請號: 200980139442.1
• 申請日: 2009-10-01
• 公開（公告）號: CN102170971A
• 公開（公告）日: 2011-08-31
• 發明（設計）人: M·W·J·普林斯;P·J·范德扎格;R·C·登杜爾克
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦電子股份有限公司
• 主分類號: B01L3/00
• 分類號: B01L3/00;B01J19/00;C12M1/12
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 王英;劉炳勝

技術領域

本發明涉及一種微流體裝置，該微流體裝置包括用于至少一個磁顆粒的多個腔室和流動路徑，所述至少一個磁顆粒依次通過多個腔室移動。

背景技術

近年來，已經為例如生化處理、生化合成和/或生化檢測開發出幾種微流體裝置。例如，US?6,632,655B1描述了例如能夠用于生化分析的幾種微流體裝置。

根據一種這樣的微流體裝置，例如其適用于合成測序(sequencing-by-synthesis)，相繼驅動或驅使磁顆粒通過多個腔室，其中，例如在多個腔室中執行多種不同的物理、化學或生化過程。例如，可以為磁顆粒提供要分析的(生物)成分。在這種微流體裝置中，磁顆粒相繼通過其移動的若干腔室是由為磁顆粒界定流動路徑的通道連接的。多個腔室和互連通道界定了處理模塊。由于可以在多個腔室中提供不同的流體，因此通常在連接腔室的通道中提供閥狀結構。這些閥狀結構適于使磁顆粒通過并(至少基本上)防止不同腔室中的流體混合。例如，這樣的閥狀結構可以包含磁顆粒能夠通過其行進的粘性-彈性介質。利用所施加的、由磁場產生單元產生的磁場(或所施加的幾個磁場)驅使磁顆粒通過多個腔室。在這樣的系統中，例如由于制造公差的原因，磁顆粒的動力學可能會背離理想的(或規劃的)行為，動力學例如是行進速度、過程開始后預定時間在微流體裝置中的位置和/或在微流體裝置相應部件中的停留時間。例如，由例如磁珠形成的磁顆?？赡鼙憩F出變化的性質，例如變化的磁化率、尺寸或表面涂層。此外，將多個腔室分開的閥狀結構可能具有變化的性質，例如變化的粗糙度、表面張力或尺寸。作為磁顆粒動力學偏離的另一個原因，驅使磁顆粒通過微流體裝置的磁場可能包括空間不均勻性。

在很多情況下，希望有用于高處理量和/或高復用應用的微流體裝置。在這種裝置中，應當在多個(基本)相同的并行處理模塊中同時進行處理。例如，圖1示意性示出了包括多個，即N個并行處理模塊的微流體裝置(在范例中N＝3)。模塊的數量N可以非常大，例如5個、10個、1000個、10⁵個甚至更高。由于優選緊湊尺寸的裝置，所以應當以小型化方式提供包括大量模塊的微流體裝置。不過，對于大量模塊和高效率小型化，變得難以為相應處理模塊對個體磁場產生單元進行小型化。因此，優選使用針對多個處理模塊提供的共享磁場產生單元(或甚至是針對所有處理模塊提供的一個磁場產生單元)用于驅動相應處理模塊中的磁顆粒。不過，實施這樣的共享磁場產生單元缺點在于，不能針對個體處理模塊獨立地控制傳輸速度、相應處理模塊中的位置、停留時間等。由于上述制造公差的原因，因此，不同處理模塊中的磁顆?？赡茏兊萌ネ剑?，可能以不同速度行進，可能在給定時刻位于不同位置，和/或可能包括在微流體裝置部件中不同的停留時間。這種去同步可能導致腔室中不希望出現的不同或非理想化學、生化或物理過程。

發明內容

本發明的目的是提供一種能夠控制至少一個磁顆粒的移動的微流體裝置。

這個目的是通過根據權利要求1所述的微流體裝置實現的。該微流體裝置包括：多個腔室，其適于執行化學、生化或物理過程；連接所述多個腔室的流動路徑，其適于容納依次移動通過所述多個腔室的至少一個磁顆粒；所述多個腔室由至少一個閥狀結構分開，所述閥狀結構適于讓所述至少一個磁顆粒從所述多個腔室之一通過并到達所述多個腔室的另一個；以及至少一個延遲結構，其適于延遲所述至少一個磁顆粒沿所述流動路徑的移動。由于在微流體裝置中提供了用于延遲至少一個磁顆粒移動的至少一個延遲結構，因此在磁顆粒移動過快(例如，與其他處理模塊中的磁顆粒相比)時，可以延遲磁顆粒(或多個顆粒)，從而使其在微流體裝置中處于期望的時間-位置關系。可以適當地延遲磁顆粒(或幾個磁顆粒)，以使微流體裝置處于明確的狀態。如果有幾個處理模塊，可以通過延遲結構減慢與其他處理模塊中的磁顆粒相比更快通過相應處理模塊移動的磁顆粒，從而使得相應顆粒的移動變得同步?？梢酝ㄟ^例如施加適當磁場可控地延遲磁顆粒。結果，可以確保不同處理模塊中的磁顆粒同時經歷相同處理。

術語閥狀結構表示適于允許一種物質(在實施例中例如為磁顆粒)通過而(至少基本上)阻止另一種或其他種類物質(例如，實施例中的不同流體)通過的結構。

優選地，所述延遲結構適于通過施加磁場使所述至少一個磁顆粒的移動延遲。在這種情況下，可以適當地構造延遲結構，例如，開發已經存在的磁場產生單元(其用于沿流動路徑驅動至少一個磁顆粒)的能力，以產生不同的磁場(例如，不同磁場振幅、不同磁場方向等)。利用磁顆粒對磁場的響應以延遲顆粒。