具有密封的板上試劑的微流控芯片的制作方法
【專利說明】具有密封的板上試劑的微流控芯片
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
本申請(qǐng)要求2013年3月14日提交的美國序列號(hào)61/783，287的權(quán)益。前面所引用的申請(qǐng)的完整內(nèi)容被通過引用而明確地合并到此。
【背景技術(shù)】
[0002]微流控通道和腔室被互連以構(gòu)造微流控器件(下文中被提及為“微流控芯片”)。一般地，微流控芯片接收樣本(例如血液、體液)以用于器件內(nèi)的反應(yīng)和/或檢測(cè)。例如，通過在器件內(nèi)提供的化學(xué)相互作用，提供與要被檢測(cè)的樣本中的分析物成比例的信號(hào)。
[0003]通過將樣本與一個(gè)或多個(gè)試劑混合來提供在微流控芯片內(nèi)的反應(yīng)。微流控器件上的試劑存儲(chǔ)一般是棘手的處理。在濕度被控制的環(huán)境中需要微流控器件的組件。附加地，微流控器件需要在防止(如果不是消除的話)光侵入的封裝中被密封。甚至在使用中，執(zhí)行從封裝解封微流控器件，以使得器件不暴露于過度的濕度和光。
[0004]用于試劑存儲(chǔ)的箔囊袋在工業(yè)中被使用，以保護(hù)免遭濕氣和光等。這些囊袋通過應(yīng)用超過爆裂壓力的壓力而被打開，以使得試劑可以被釋放到樣本中。例如，氣泡囊袋在工業(yè)中被使用以遞送試劑。參見例如美國專利N0.6，159，747、美國專利N0.8，012, 745、美國專利N0.8，105，849、美國專利N0.6，264，900和美國專利N0.7，060，225。然而，這些囊袋并非是針對(duì)干燥的試劑的使用而被設(shè)計(jì)的。
[0005]干燥的試劑允許更長的上架期限。然而，在干燥的試劑的使用中，應(yīng)用超過爆裂壓力的壓力可能不會(huì)從使用工業(yè)中的當(dāng)前設(shè)計(jì)的囊袋釋放大多數(shù)的干燥的試劑。這可能干擾微流控芯片內(nèi)的樣本流體與試劑之間的所意圖的反應(yīng)。
[0006]用于打開囊袋的工業(yè)中的其它方法(例如尖刺(spike)、輥、表面張力)也可能不會(huì)從囊袋釋放大多數(shù)干燥的試劑。參見例如美國專利N0.4，965，047、美國專利N0.5，258，314、美國專利 N0.7，060，225 和美國專利 N0.6，916，113。
【附圖說明】
[0007]為了協(xié)助本領(lǐng)域技術(shù)人員來作出并且使用在這里的主題內(nèi)容，參照了所附附圖。附圖并非意圖被繪制為成比例。為了清楚和/或一致，同樣的參考標(biāo)號(hào)可以提及相似的要素。為了清楚的目的，可能沒有在每一附圖中標(biāo)記每一部件。
[0008]圖1是根據(jù)在此所公開的發(fā)明構(gòu)思而構(gòu)造的微流控芯片的示例性實(shí)施例的示意性透視圖。
[0009]圖2是用于圖1中圖解的微流控芯片的產(chǎn)物囊袋組件的兩個(gè)示例性實(shí)施例的圖示性截面圖。產(chǎn)物囊袋組件包括銷釘作為囊袋破裂結(jié)構(gòu)。
[0010]圖3是用于圖1中圖解的微流控芯片的產(chǎn)物囊袋組件的另一示例性實(shí)施例的圖示性截面圖。圖3的產(chǎn)物囊袋組件包括柱塞作為囊袋破裂結(jié)構(gòu)。
[0011]圖4是用于微流控芯片的產(chǎn)物囊袋組件的兩個(gè)其它示例性實(shí)施例的圖示性截面圖。圖4的產(chǎn)物囊袋組件包括柱塞作為囊袋破裂結(jié)構(gòu)。
[0012]圖5是用于微流控芯片的產(chǎn)物囊袋組件的又一示例性實(shí)施例的圖示性截面圖。圖5的產(chǎn)物囊袋組件包括具有尖端的結(jié)構(gòu)作為囊袋破裂結(jié)構(gòu)。
[0013]圖6是沿著直線6-6取得的圖5的結(jié)構(gòu)的截面圖。
[0014]圖7是用于微流控芯片的產(chǎn)物囊袋組件的又一示例性實(shí)施例的圖示性截面圖。圖7的產(chǎn)物囊袋組件包括輥?zhàn)鳛槟掖屏呀Y(jié)構(gòu)。
[0015]圖8是用于微流控芯片的產(chǎn)物囊袋組件的又一示例性實(shí)施例的圖示性截面圖。圖8的產(chǎn)物囊袋組件包括移位隔膜作為囊袋破裂結(jié)構(gòu)。
【具體實(shí)施方式】
[0016]在詳細(xì)解釋本公開的至少一個(gè)實(shí)施例之前，要理解的是，本公開在其應(yīng)用上不被限制于在以下描述中闡述的或者在附圖中圖解的架構(gòu)的細(xì)節(jié)、實(shí)驗(yàn)、示例性數(shù)據(jù)和/或部件的布置，除非另外注明。
[0017]本公開能夠?yàn)槠渌鼘?shí)施例或者能夠被以各種方式實(shí)踐或執(zhí)行。另外，要理解的是，在此采用的措辭和/或術(shù)語是為了描述的目的，并且不應(yīng)當(dāng)被看作限制，除非另外注明。
[0018]以下的詳細(xì)描述提及隨附附圖。不同附圖中的相同參考標(biāo)號(hào)可以標(biāo)識(shí)相同或相似的要素。
[0019]如在此使用的那樣，術(shù)語“包含”、“包含有”、“包括”、“包括有”、“具有”、“帶有”或其任何其它變化意圖覆蓋非排除性的包括。例如，包括要素的列表的處理、方法、物品或裝置并不一定被僅限制于那些要素，而是可以包括未被明確地列出的或?qū)τ谶@樣的處理、方法、物品或裝置固有的其它要素。進(jìn)一步地，除非明確地被相反地聲明，“或”提及包括性的或并且不是提及排除性的或。例如，條件A或B是由以下中的任何一個(gè)來滿足的:A為真(或存在)且B為假(或不存在)，A為假(或不存在)且B為真(或存在)，A和B兩者都為真(或存在)。
[0020]此外，采用“一個(gè)”或“某個(gè)”的使用以描述在此的實(shí)施例的要素和部件。這僅是為了方便而作出的，并且這給出發(fā)明構(gòu)思的一般意義。這種描述應(yīng)當(dāng)被理解為包括一個(gè)或多個(gè)，并且單數(shù)也可以包括復(fù)數(shù)，除非明顯的是其被另外地進(jìn)行表意。進(jìn)一步地，術(shù)語“多個(gè)”的使用意味著傳達(dá)“多于一個(gè)”，除非明確地被相反地聲明。
[0021]如在此使用的那樣，對(duì)“一個(gè)實(shí)施例”、“實(shí)施例”或“一些實(shí)施例”的任何引用意味著與實(shí)施例有關(guān)地描述的特定要素、特征、結(jié)構(gòu)或特性被包括在至少一個(gè)實(shí)施例中。在說明書中各個(gè)地方出現(xiàn)短語“在一個(gè)實(shí)施例中”、“在實(shí)施例中”以及“一些實(shí)施例”不一定全都提及同一實(shí)施例。
[0022]參照各圖，并且特別是參照?qǐng)D1，其中圖解了根據(jù)本發(fā)明的微流控芯片12的示例性實(shí)施例的圖示性透視圖。微流控芯片12可以是能夠在單個(gè)微流控器件上集成一個(gè)或多個(gè)實(shí)驗(yàn)室功能的器件。如本領(lǐng)域技術(shù)人員將領(lǐng)會(huì)的那樣，微流控芯片12內(nèi)的元件的布置可以包括多種的流體路徑配置和流控控制，其中元件放置在微流控芯片12上的不同位置處。像這樣，圖1中圖解的微流控芯片12的設(shè)計(jì)是表示，并且像這樣，微流控芯片12的設(shè)計(jì)不限制于所圖解的配置。
[0023]一般地，微流控芯片12可以包括一個(gè)或多個(gè)樣本端口 14、一個(gè)或多個(gè)通道16、一個(gè)或多個(gè)閥18、一個(gè)或多個(gè)孔口 20、一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)腔室22和/或一個(gè)或多個(gè)廢物容器24等。附加地，微流控芯片12可以包括一個(gè)或多個(gè)栗浦、光學(xué)腔室、移位腔室、可變形腔室、加熱腔室、反應(yīng)腔室和/或混合器等。這樣的元件可以通過一個(gè)或多個(gè)通道16互連。
[0024]在一些實(shí)施例中，微流控芯片12內(nèi)的元件的布置可以包括線形流動(dòng)設(shè)計(jì)。例如，微流控芯片12內(nèi)的元件的布置可以是這樣的:提供給樣本端口 14的流體可以跟隨單個(gè)方向流動(dòng)去往檢測(cè)腔室22。單個(gè)方向流動(dòng)可以使微流控芯片12內(nèi)的閥的使用最小化，并且像這樣，可以簡(jiǎn)化微流控流動(dòng)控制和/或改進(jìn)吞吐量等。
[0025]微流控芯片12可以包括殼體29、第一表面30、相對(duì)的第二表面32和外周圍邊沿33?？梢杂砂ǖ幌拗朴诰酆衔锖?或彈性體等的材料來形成第一表面30、第二表面32和/或外周圍邊沿33。
[0026]在一些實(shí)施例中，可以由柔性隔膜來形成第一表面30、第二表面32和/或外周圍邊沿33。一般地，可以由可變形材料來形成柔性隔膜。例如，在一些實(shí)施例中，可以由能夠返回其初始配置的可變形材料來形成柔性隔膜的至少一部分。如果柔性隔膜被移位，則柔性隔膜的物質(zhì)性可以為柔性隔膜提供準(zhǔn)備以返回其初始配置，以使得變形可以再次發(fā)生。
[0027]在一些實(shí)施例中，可以由柔性且還可刺穿的材料、可穿透的材料、剛性材料和/或剛性且還可刺穿的和/或可穿透的材料來形成第一表面30、第二表面32和/或外周圍邊沿33。例如，可以由包括但不限制于聚乙烯(PET)、聚丙烯(PP)、丙烯酸、聚碳酸酯、共聚物和/或丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)等的材料來形成第一表面30、第二表面32和/或外周圍邊沿33ο
[0028]參照?qǐng)D1和圖2，微流控芯片12可以包括被定位為與一個(gè)或多個(gè)通道16相鄰的一個(gè)或多個(gè)板上產(chǎn)物囊袋組件34。在一些實(shí)施例中，兩個(gè)或更多個(gè)產(chǎn)物囊袋組件34可以被定位為彼此相鄰，其中基片35被定位于它們之間。在一些實(shí)施例中，產(chǎn)物囊袋組件34可以是由基片35環(huán)繞的單個(gè)囊袋?？梢杂砂ǖ幌拗朴诒┧帷⒕厶妓狨?、共聚物和/或ABS等的材料來形成基片35。
[0029]產(chǎn)物囊袋組件34可以包括囊袋36。圖2中描繪的密封于囊袋36內(nèi)的可以是一個(gè)或多個(gè)試劑38和/或稀釋劑48等。一般地，囊袋36是可以通過使用機(jī)械力來解封的密封的容器，例如，以使得一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)物(諸如試劑38和/或稀釋劑48等)可以被分配到微流控芯片12的一個(gè)或多個(gè)通道16中?？梢酝ㄟ^刺穿、穿透和/或破壞等來完成解封。
[0030]在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)物囊袋組件34可以被定位在微流控芯片12的第一表面30與第二表面32之間。附加地，每個(gè)產(chǎn)物囊袋組件34可以被定位在殼體29內(nèi)并且與一個(gè)或多個(gè)通道16和/或腔室22等相鄰。例如，如圖2中圖解那樣，一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)物囊袋組件34可以被定位為使得整個(gè)產(chǎn)物囊袋組件34可以被裝入在第一表面30與第二表面32之間的