[發明專利]用于微型化流體輸送及分析系統的一致性閥操作的閥結構

有效

• 申請號: 201010505661.1
• 申請日: 2010-10-13
• 公開（公告）號: CN102298069A
• 公開（公告）日: 2011-12-28
• 發明（設計）人: 韋雅各;王紹祖;曾克元
• 申請（專利權）人: 洹藝科技股份有限公司
• 主分類號: G01N35/08
• 分類號: G01N35/08;G01N33/53
• 代理公司: 北京連和連知識產權代理有限公司 11278
• 代理人: 王光輝

本申請案為2009年12月12日立案的美國新型專利申請案編號12/650,479的部份延續(CIP，Continuation?In?Part)，其為2006年8月6日立案的美國新型專利申請案編號11/504,303的延續，現在為已成立的美國專利編號7,666,687，其為2003年5月14日立案的10/437,046的分開申請案，現在為已成立的美國專利編號7,241,421，該公開內容皆在此加入做為參照。

技術領域

本發明關于一種包含流體輸送與分析匣體及外部線性致動器的系統。更特定而言，本發明關于一種在微型流體輸送與分析匣體中進行多種程序的系統，其中包括篩檢、免疫學診斷、DNA診斷。

背景技術

近年來，已經發展出高度平行化程序來進行生物物質的分析，例如蛋白質與DNA。大量不同的結合成分可被固定在固態表面上，而這些成分與其它化合物之間的交互作用可用高度平行化方式進行測量。該固態表面的大小在近年來已顯著地減小，且固定化物種的密度也已大為增加，基本上這些測定需要一些液體處理的步驟，而如果沒有液體處理機器人或類似的設備則很難自動化進行上述這些液體處理的步驟。近年來已經開發出一些微流體平臺以解決液體處理的這些問題，降低試劑的消耗量，并且增加這些程序的速度。這些平臺的示例揭示于美國專利編號5,856,174與5,922,591。這種裝置對于HIV病毒樣本執行核酸萃取、放大及雜交的進行程序將敘述于后文，如Anderson等人于1997?International?Conference?on?Solid-State?Sensors?and?Actuators論文集中所發表的《微型流體生化分析系統》(Microfluidic?Biochemical?Analysis?System)，其刊登于Tranducers?’97,?1997，477-480頁。透過使用氣動力控制的閥、疏水口與壓差源，可在微型流體匣體中操作流體試劑來執行核酸分析。

另一個這種微流體平臺的示例揭示于美國專利編號6,063,589，其中向心力被利用以汲取通過包含在緊致碟形液體射流匣體上的毛細管網路的液體樣本。被動連續瞬間沖水閥用于根據碟片旋轉速度控制流體運動。這種平臺已經用于執行生物測定，如Kellog等人所發表的《離心式微流體學:?應用》(Centrifugal?Microfluidics:?Applications)，其刊登于uTas?2000?Symposium論文集內的Micro?Total?Analysis?System?2000，2000年，239-242頁。在這種微型與微流體裝置中被動表面的進一步應用已經說明于美國專利編號6,296,020中，其用于控制微型裝置中的流體。?

另一種壓力驅動式液體處理裝置的方式透過使用電場來控制液體與分子運動。許多在微型流體輸送與分析當中的工作的完成是使用這些電子引動方法來汲取通過液體培養基的試劑，并使用電泳方法來區隔，并在這種系統中執行特定測定。使用這些方法的裝置已經揭示于美國專利編號4,908,112，美國專利編號6,033,544與美國專利編號5,858,804。

其它已經說明的微型液體處理裝置包括使用靜電閥陣列者(美國專利編號6,240,944)、鐵磁流體微型泵(美國專利編號6,318,970)、與流體流動調節器(美國專利編號5,839,467)。使用這些微型化液體處理裝置有可能增加測定的工作輸出，降低試劑消耗量，以及簡化診斷儀器并降低測定成本。本發明也關于一種用于一致性操作的閥結構，特別是用于微型化分析匣體。

美國專利申請編號10/437,046揭示一種由三層所構成的微型化分析匣體，其中加入單向式閥與單向式泵。硅橡膠射出成型層被插入在兩個射出成型基板之間。該硅橡膠層可有多種目的。首先，其可做為該單向性閥的可撓閥座。其次，其可做為由外部線性致動器所致動的可撓泵薄膜。第三，其可做為一種軟性可壓縮層，用于密封整個微型射流網路，其中包括泵、閥、微通道與容器。該兩個射出成型基板被壓縮及熱烘烤藉以形成無泄漏密封。

但是，如美國專利申請編號10/437,046中所說明的閥，由于該密封程序的壓縮而具有非常有限的工作范圍。由于該橡膠的壓縮在該閥座中發展出扭矩，造成該閥的開啟。因此，如美國專利申請編號10/437,046中所說明的閥在一致性地執行時無法達到無泄漏密封。