[發明專利]可編程微流體數字陣列

有效

• 申請號: 201510158081.2
• 申請日: 2009-12-07
• 公開（公告）號: CN104741159B
• 公開（公告）日: 2017-01-18
• 發明（設計）人: 布賴恩·福勒
• 申請（專利權）人: 富魯達公司
• 主分類號: B01L3/00
• 分類號: B01L3/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 鄭斌,彭鯤鵬

本申請是申請號為200980154761.X的中國專利申請的分案申請，原申請是2009年12月07日提交的PCT國際申請PCT/US2009/067037于2011年7月15日進入中國國家階段的申請。

技術領域

本發明涉及可編程微流體數字陣列。

背景技術

微流體裝置能在不久之前仍無法想象的尺度上用于分析、制備、測量以及其他操作功能。微流體裝置的優點包括節約珍貴的試劑和樣品、樣品分析或合成的高密度和高通量、肉眼幾乎不可見的水平上的流體精確度和準確度以及替換在宏觀流體尺度上操作的對應設備所帶來的空間減少。與微流體裝置尺寸減小和密度增大相關的是更高的復雜度和更大的工程和制造成本以及更精細的裝置構造。

盡管在微流體設計和應用方面有這些進展，但是降低微流體芯片的復雜度以及簡化它們的操作還是有用的。此外，需要增強的控制流體流動以及微流體裝置中發生的相關反應過程的能力。因此，本領域需要與微流體裝置相關的改進的方法和系統。

發明內容

本發明涉及微流體裝置。更具體地，本發明涉及可編程微流體數字陣列及其操作方法。僅作為舉例，所述方法和設備已應用于在微流體芯片中提供異步邏輯功能的系統中。此外，本發明的一些實施方案將單向閥整合入數字陣列以提供閉鎖控制線。然而，應認識到本發明具有廣得多的適用范圍。

根據本發明的一個實施方案，提供了微流體裝置。所述微流體裝置包含壓力源和與壓力源流體連通的控制線。所述微流體裝置還包含多個通過所述控制線操作的閥，還包含獨立閥，所述獨立閥位于所述控制線附近并在所述壓力源和所述多個閥之間。

根據本發明的另一個實施方案，提供了操作具有閥和控制線的微流體裝置的方法，所述控制線具有與其相連的閥組。所述方法包括關閉所述閥并對所述控制線施加壓力。所述關閉的閥導致與所述控制線相連的閥組不可操作。

根據本發明的又一個實施方案，提供了微流體裝置。所述微流體裝置包含第一閥、第二閥和與所述第一閥和第二閥流體連通的控制線。所述微流體裝置還包含與所述控制線流體連通的壓力蓄積器(pressure?accumulator)以及位于所述壓力蓄積器和所述第二閥之間的所述控制線附近的單向閥。

根據本發明的一個替代性實施方案，提供了微流體裝置。所述微流體裝置包含多個以陣列布局布置的反應室。所述多個反應室的每一個具有與多個反應室中之一流體連通的第一閥和與所述多個反應室中的所述之一流體連通的第二閥。所述微流體裝置還包含可操作以開動所述第一閥和所述第二閥的第一控制線以及與所述多個反應室流體連通的輸入線組。所述微流體裝置還包含與所述輸入線組流體連通的多個樣品入口以及布置于所述第一控制線中的單向閥。

根據本發明的另一個替代性實施方案，提供了微流體裝置。所述微流體裝置包含多個反應室和多個第一輸入口。所述多個第一輸入口的每個通過第一多個輸入線之一與所述多個反應室的一個或多個流體連通。所述微流體裝置還包含多個第二輸入口。所述多個第二輸入口的每個通過第二多個輸入線之一與所述多個反應室的一個或多個流體連通。所述微流體裝置還包含與第一控制線流體連通的第一壓力蓄積器。所述第一控制線設置為關閉所述第一多個輸入線。此外，所述微流體裝置包含與第二控制線流體連通的第二壓力蓄積器。所述第二控制線設置為關閉所述第二多個輸入線。另外，所述微流體裝置包含布置在所述第一壓力蓄積器和所述第一多個輸入線之間的所述第一控制線中的第一單向閥，和布置在所述第二壓力蓄積器和所述第二多個輸入線之間的所述第二控制線中的第二單向閥。

根據又一個替代性實施方案，提供了操作具有多個閥以及單向閥的微流體裝置的方法。所述方法包括向所述微流體裝置的控制線施加第一流體壓力，以及應答于所述第一壓力的施加而關閉所述多個閥。所述方法還包括應答于所述第一壓力的施加而關閉所述單向閥，以及向所述微流體裝置的第二控制線施加第二流體壓力。

根據本發明的一個具體實施方案，提供了操作具有多個輸入口的微流體裝置的方法。所述方法包括向所述多個輸入口之一提供輸入流體，以及開動閥組以關閉與所述多個輸入口的亞組連接的第一部分輸入線。所述亞組不包含所述多個輸入口的所述之一。所述方法還包括使所述輸入流體流過與所述多個輸入口的所述之一連接的輸入線，使所述輸入流體流經所述輸入線到達所述輸入線的第二部分并關閉第二閥組以分隔多個反應室。