[發明專利]微流體裝置

在審

• 申請號: 201210228109.1
• 申請日: 2005-09-15
• 公開（公告）號: CN102759466A
• 公開（公告）日: 2012-10-31
• 發明（設計）人: S·B·喬瓦諾維齊;L·L·布拉加;D·蘭克
• 申請（專利權）人: 英特基因有限公司
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28;G01N27/447
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 顧晉偉;彭鯤鵬

本申請是中國專利申請號200580035911.7的分案申請，原案申請的申請日為2005年9月15日，其對應于國際申請號PCT/US2005/033347。

A.相關申請的交叉參考

根據35U.S.C.§119(e)，本申請要求2004年9月15日提交的美國臨時專利申請序列號60/609,970的優先權，將其全部公開內容納入本文作參考。

B.關于聯邦政府資助的研究或開發的聲明

在國防部授予的項目號W911SR-04-P-0047、NIH授予的資助號5R01HG003583-01、HSARPA授予的合同號NBCHC050133、HSARPA授予的順序號TTA-1-0014(協議號W81XWH-04-9-0012)中一個或多個的政府支持下進行本發明的各個方面。政府享有本發明的某些權利。

C.背景

在過去的10-20年中，開發了各種不同且常常不相容的微流體裝置設計，通常其目的是減小生物分析方法中的樣品體積需求。在不存在控制外部尺寸形狀因子、上游和下游外部接口的特性、以及內部微流體通路的長度、橫截面幾何形狀和直徑的標準的情況下，這種微流體裝置常常互不相容，并且與現有的上游純化和下游分析裝置不相容。

盡管微型制造取得的進步使得可能在微升、甚至納升或皮升級進行分析，但首次獲得的許多生物和環境樣品的體積比現有微流體分析裝置的量級大得多并與其不相容。

因此，本領域需要一種模塊化微流體組件，它可用作集成流體系統的組件，可將具有不同外部尺寸形狀因子、外部接口和/或內部流體幾何形狀的微流體組件連接成有效的流體連接，并可連接微流體制備和/或分析組件和在較大量級上操作的制備模塊或方法。

D.發明概述

本發明解決了本領域的這些和其它需求。

E.附圖簡要說明

本領域技術人員將理解，下述附圖僅僅為了說明目的，而不旨在以任何方式限制本發明的范圍。

圖1說明了樣品捕獲和純化模塊(SCPM)和生物處理器模塊(BPM)工作流程的一種實施方式。

圖2說明了毒素試驗工作流程的一種實施方式。

圖3說明了集成生物處理器模塊(BPM)的樣品捕獲和純化模塊(SCPM)的一種實施方式。

圖4說明了芯片外流過筒(off-chip?flow-through?cartridge)的一種實施方式。

圖5說明了行波流過式珠攪拌器(traveling?wave?flowthrough?bead?beater)的一種實施方式。

圖6說明了流過式(flowthrough)超聲的一種實施方式，其中將探針直接插入收集器流出物。

圖7說明了核酸純化模塊的一種實施方式。

圖8說明了納米生物處理器模塊化系統的一種實施方式，包括空氣取樣器、樣品濃縮模塊以及微流體樣品擴增和分析模塊，可用于生物防衛應用。

圖9說明了MOV^TM閥的一種實施方式。

圖10說明了顯微制造泵的一種實施方式。

圖11說明了顯微制造路由選擇器的一種實施方式。

圖12說明了提供樣品凈化基質的三維連接工作通道的橫截面的一種實施方式。

圖13說明了將一種或多種反應物加入反應室的流體線路的一種實施方式。

圖14說明了循環測序模塊(CSM)重復單元的一種實施方式。

圖15說明了一個生物處理器單元的一種實施方式。

圖16說明了采用外部傳動的MOV閥和泵的微芯片筒的一種實施方式。

圖17說明了12單元生物處理器筒的一種實施方式。

圖18說明了非生物處理器單元和微芯片設計的一種實施方式。

圖19說明了微芯片實施方式MBI-11。圖A顯示蒙板(mask)設計，其中流體層顯示為藍色，傳動層顯示為紅色。圖B顯示其中一個組件，其具有兩組輸入和輸出儲存室、反應室和存儲室以及三向路由選擇器。該閥門的8條氣動控制線終止于與氣動裝置相連的標準連接器。圖C顯示出蝕刻的微流體晶片。圖D顯示出組裝的MBI-11三層微芯片，用實驗室記號筆標出了比例尺。

圖20說明了微芯片實施方式MBI-12，其裝有集成樣品制備的顯微毛細管電泳(μCAE)所用的納米流體結構。用藍色表示流體通道，用紅色表示MOV傳動通道。