專利名稱：：流體的可程控微量控制用裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及用于化學、生物和生化處理或反應(yīng)的微流控回路領(lǐng)域。更具體地，本發(fā)明公開了用于以可程控的方式在微結(jié)構(gòu)中控制流體流動的裝置和方法。技術(shù)背景近年來，醫(yī)藥、生物工藝、化學和相關(guān)工業(yè)已越來越多地采用了用于進行各種反應(yīng)和分析的微小腔室和通道結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)的優(yōu)點包括小型化、空間上和試劑成本的節(jié)省，以及確保人們并行或串聯(lián)地(即一個接一個)進行大量反應(yīng)而沒有人為干擾。到目前為止，微流控裝置是用以實現(xiàn)micro-TAB(微總分析系統(tǒng))的最有前途的候選物。通常，在此方向上的所有嘗試的特征表現(xiàn)在兩個方面依賴對流體輸送起作用的力和依賴用于引導流體流動的機構(gòu)。前者是指動力。后者是指閥，并構(gòu)成了對許多基本操作必不可少的邏輯或模擬調(diào)節(jié)器，所述基本操作例如流體的體積定量測量、流體的混合、連接一套流體輸入裝置和一套流體輸出裝置、以足夠緊的方式密封容器(根據(jù)應(yīng)用連接氣體或流體通道)以便儲存流體、控制流體的流動速度。作為動力，現(xiàn)有技術(shù)公開了多種解決方案，包括動電的和電滲輸送、機械微泵、外部壓力、聲能及向心力。本發(fā)明主要涉及、但不排它地，為向心裝置。因此，涉及利用向心力裝置的部分現(xiàn)有技術(shù)的概述包括Yamaji等人(EP00392475A2)和Takase等人(EP00417305Al)公開了一種基于旋轉(zhuǎn)盤的流體樣品分析儀；Kellogg等人(US6063589/WO0187485A2)和Mian等人(US6319469，US21055812Al)公開的用于在微流控系統(tǒng)中采用向心加速度以驅(qū)動流體移動的裝置和方法；Kopf-Sill等人(US5160702)教導了一種具有改進的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的分析儀；和Gor(US5892577，US6256088，US6339473)教導了一種用于進行樣品分析的裝置和方法。通過閥的使用而具有控制流體流動能力的裝置在本領(lǐng)域中是公知的，同時與其提供流體流動的實時控制和模擬調(diào)節(jié)的能力不同。作為一個實例，一些閥具有以模擬方式控制流體流動的能力、與熱水龍頭相似，一些閥的開關(guān)在開-閉狀態(tài)之間切換而且反之亦然、這與灌溉調(diào)節(jié)器相似，一些閥具有單一的開-閉轉(zhuǎn)換、如同電子安全開關(guān)一樣，或者關(guān)-開轉(zhuǎn)換，這與高壓回路中的安全閥相似?，F(xiàn)有技術(shù)的微流控閥裝置存在著每一個閥的高成本、以及能夠?qū)崿F(xiàn)的集成尺度和復雜性的缺陷。不幸的是，在中級尺度范圍內(nèi)大多數(shù)現(xiàn)有技術(shù)裝置的可靠性是令人懷疑的。此外，由閥的部件件和閥的功能導致的樣品材料的變化，已加劇了其不可靠的性質(zhì)，而且不能制造出具有可重復結(jié)果的微分析裝置?，F(xiàn)有技術(shù)的閥裝置的設(shè)計使得它們的制造成本和復雜性，不適用于在"用后廢棄型"和可大量制造的微分析裝置范圍內(nèi)成本有效地使用。一些現(xiàn)有技術(shù)閥裝置的概況如下所述Unger等人的美國專利US6408878OJnger)教導了彈性閥和泵系統(tǒng)，其中將第二彈性層粘接到第一彈性層的頂面上，從而在第一和第二彈性層間的第二凹陷中形成一個控制通道，同時將第一彈性層置于平面基底的上面，從而在第一彈性層和平面基底間的第一凹陷中形成一個流動通道。不幸的是，Unger受制于設(shè)計的復雜性和制造的成本。除了閥的復雜性以外，基于氣壓傳動裝置的控制系統(tǒng)不得不利用許多獨立管線而被連接到各種閥上，而且其多路技術(shù)(為了比裝置上實際的閥具有更少的控制管線，這是必需的)對回路的設(shè)計產(chǎn)生了影響并且需要精確的壓力控制。Kellogg等人的專利申請US6302134教導了一種在微流控陣列中的熱啟動蠟閥(waxvalve)。這種在微系統(tǒng)平臺中的熱啟動蠟閥需要許多微流控部件，例如耐熱元件、溫度傳感元件、混合結(jié)構(gòu)，以便形成這些熱啟動的犧牲性蠟閥。除了在微流控回路上明顯地占據(jù)表面以外，Kellogg的閥進一步地需要電子的紡錘形設(shè)計的轉(zhuǎn)子，能夠?qū)㈦娦盘栞斔椭廖⑾到y(tǒng)平臺和從微系統(tǒng)平臺輸出電信號。Kellogg的閥的要求及復雜性使得其不能實際地應(yīng)用于微分析系統(tǒng)中。此外，由閥致動產(chǎn)生的廢棄物能夠污染相關(guān)的樣品。另外，通過熱傳導最初傳遞給蠟的熱量阻礙了毛細管。在此情況下，通過傳導和對流也不可避免地將熱量傳遞給芯片和流體。這在大多數(shù)生物應(yīng)用中是不期望的，其中樣品可能明顯地被熱量降解。另一種現(xiàn)有技術(shù)的閥系統(tǒng)可在Kellogg等人的美國專利US6134248(Kellogg'248)中找到。Kellogg'248教導了一種需要向心加速度以驅(qū)動微流控系統(tǒng)中流體的毛細管微閥。Kellogg'248的閥裝置僅能夠用于具有向心加速度的裝置中，而且也受制于其制造的難度。另一種現(xiàn)有技術(shù)的裝置為Kellogg等人的US2002/0097632Al(Kellogg申請的)，其公開了一種雙向流動的離心微流控裝置。Kellogg申請中的閥特別地提供了微系統(tǒng)平臺，所述微系統(tǒng)平臺用于當流體流動是由旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力而激發(fā)時，在平臺的表面上實現(xiàn)一種或多種流體的有效混合。此種雙向流動系統(tǒng)的使用僅限于離心驅(qū)動的微分析系統(tǒng)內(nèi)的混合系統(tǒng)。許多其他現(xiàn)有技術(shù)的裝置已試圖改進用于微分析平臺的閥裝置，例如Onishi等人(US5547472)教導了一種具有藥物注射孔的導管；Derand等人(WOOO102737Al)(Derand)教導了聚合物閥。在Derand的閥中使用的聚合物的一個重要特征是，閥是以可逆的方式從膨脹狀態(tài)到收縮狀態(tài)而開閉或反之亦然，從而使聚合物的選擇(及其生物相容性)局限于特定類型的材料中。此外，可以預見在毛細管中有管塞，使得裝置的制造更加昂貴而且不適于大量生產(chǎn)，因為不得不要制造每一個閥并將其置于回路中。Larsson等人(W099/58245)公開了一種微流控裝置，其中通過具有不同表面特征的裝置不同表面控制流體的流動；McNeely等人(US2002/0033193)公開了用于微流控流動控制的遙控閥，Wimams(US2001/0054702Al)教導了用于微流控結(jié)構(gòu)中的閥，Parce等人(US6,379,974)教導了微流控裝置和系統(tǒng)，其使用電動材料輸送系統(tǒng)以便選擇性地控制和引導材料的輸送。不幸的是，所有這些裝置遭遇到其控制系統(tǒng)的復雜性、設(shè)計、可靠性、高制造成本以及限定于給定類型流體的應(yīng)用?，F(xiàn)有技術(shù)裝置中的另一種解決方法在Limon等人的美國專利號US5869002(Limon)中示出，其中的分析卡片包含由易碎的隔板分隔的相互分開的兩個腔室，該隔板排列在分析卡片內(nèi)并由吸收劑、優(yōu)選塑料制成，用于吸收具有至少預定波長的光能并將其轉(zhuǎn)化為熱能，而能夠去除易碎的隔板由此使得流體在兩個腔室間連通。不幸的是，Limon也具有一些缺陷。Limon的閥被限定于某些構(gòu)型內(nèi)而不適用于眾多的微分析平臺。更重要的是，在Limon中需要的光能是如此的強烈而持久，以致于使得鄰接的腔室內(nèi)相關(guān)的流體或樣品產(chǎn)生了變化。為了克服這種變化，Limon等人教導了在易碎的隔板周圍使用凹腔，以保護分析卡片中的液體循環(huán)避免過早或過度加熱。Limon的閥裝置也遭遇了其構(gòu)型的固定性以及對各種微分析平臺、例如旋轉(zhuǎn)盤或中等尺度裝置缺少適應(yīng)性。不幸的是，Limon所要求的構(gòu)型并不適合經(jīng)濟的制造方法?，F(xiàn)有技術(shù)的微流控回路的另一個缺點是難以協(xié)調(diào)完全可程控和可成構(gòu)型的裝置形式的靈活性與制造和操作形式的簡單性。為了通過微流控回路控制流體的流動而提供了閥?，F(xiàn)有技術(shù)的方法依賴于主動部件或者不能獨立致動的被動部件，另外可依賴于相關(guān)流體或樣品的性質(zhì)，出于成本和容易制造的原因，該主動部件僅能配備有限的數(shù)量?，F(xiàn)有技術(shù)中許多主動閥系統(tǒng)其特征也在于必須物理連接至裝置上的控制系統(tǒng)，通常該控制系統(tǒng)不能小型化(與Fluidigm,SanFrancisco,CA的T(DpazCrystallizer的壓力控制組件相似)，并由此明顯增加了裝置的復雜性、系統(tǒng)的集成度和輕便性?，F(xiàn)有技術(shù)的微流控回路的一個明顯缺陷是在處理生物樣品中的困難?，F(xiàn)有技術(shù)的裝置受制于可污染相關(guān)樣品、改變或破壞這些樣品的閥裝置。一些現(xiàn)有技術(shù)的集成于微流控回路中的微閥占據(jù)了芯片的很大表面。這是在損害了裝置的其它功能部件的情況下，使得回路的集成(每單位表面的部件數(shù))更小并由此使得芯片更昂貴。占據(jù)很大表面積的裝置需求損害了其在微流控回路中的使用。現(xiàn)有技術(shù)的微流控回路的另一個缺點是閥部件的可靠性?，F(xiàn)有技術(shù)的裝置常遭遇偶然性故障且最重要的是缺乏識別這些故障的反饋控制。盡管在具有中等數(shù)量的閥的芯片(例如復雜性小的芯片)中可忽略這一方面時，但對高集成的微流控裝置的需求需要比現(xiàn)有技術(shù)所提供的可靠性更高的基本功能部件，特別是閥裝置?，F(xiàn)有技術(shù)的微流控閥的另一個缺點在于在幾何學上窄的制造公差、表面性能、材料的選擇和制造方法的復雜性。對于一種復雜或具有緊密公差或二者兼有的制造方法而言，增加集成級別(裝置中的閥數(shù)量)，可導致高的制造失誤率，進一步提高了制造成本。微流控的另一個特殊方面在于閥和整個回路所需的可隨意處理性。在本領(lǐng)域中公知的是，伴隨著容量的降低，表面積與體積的比率增加。由于一大部分樣品與芯片和閩表面接觸，這也意味著流體污染問題要比在中等尺度的情況中更大。為了避免樣品的污染，優(yōu)選一個閥應(yīng)當針對單一類型的樣品而使用，并且可只使用一次以避免樣品濃度的改變。依賴于可重復使用閥的閥調(diào)節(jié)方法在大多數(shù)微流控應(yīng)用中缺乏吸引力。本發(fā)明滿足了對于可變形、可靠且簡單裝置的需求，用以控制流體的流動，以及各種其它的需求。發(fā)明概述本發(fā)明涉及微流控回路，其中通過使最初分離的兩個微流控部件流體連通從而控制流體流動。兩個部件連通的時間和流體連通的位置都是任意的，且均可從外部確定。因此，本發(fā)明描述了無限數(shù)量的優(yōu)選不可逆的閥，所有的閥最初為關(guān)閉狀態(tài)，但可在任何時間及以任何方式將其打開。當一個閥關(guān)閉時，流體容納于第一微流控部件中。閥一打開，就能夠確保流體與至少一個或多個另外的微流控部件連通。流體會否流入另外的部件，流至多大程度及以多大速度流動，都依賴于作用于流體的力和對通過閥部件對流體流動的阻礙。在微流控回路中，通過機械微泵、電場、聲能的應(yīng)用、外部壓力或者向心力的使用可以實現(xiàn)流體的輸送。本發(fā)明的閥獨立于用于流體輸送的結(jié)構(gòu)之外，并由此與用于流體輸送的任何上述方法相一致，但并不限于上述方法。通常，本發(fā)明的閥可以是打開的，但優(yōu)選是不關(guān)閉的。對于其中力的方向是不可逆的微流控回路而言、例如使用向心力的裝置情況，這一特點相對并不重要，而且通過適當設(shè)計回路及其基本部件，能夠在大多數(shù)其它情況下將其克服。在本發(fā)明的范圍內(nèi)考慮到，為了"關(guān)閉"本發(fā)明的閥，可以將雙組分的"膠"分布在打開的闊相對的側(cè)面上。對該膠的選擇應(yīng)在于無需將兩種組分混合的那些膠，同時該膠應(yīng)具有合理的快速固化時間以便密封閥的開口。該膠可以是Permabond制造的商品名V5004的市售丙烯酸膠，其具有良好流動特性并且沒有粘連絲。在本發(fā)明的范圍內(nèi)可進一步地考慮到，具有生物相容性優(yōu)點的另一種"膠"、例如纖維蛋白膠等可用于封閉打開的閥。在本發(fā)明范圍內(nèi)可以考慮諸如tissuecol的纖維蛋白膠。纖維蛋白膠包含兩種組分，即包括在一側(cè)上的纖維蛋白和另一側(cè)上的凝血酶。它們的接觸產(chǎn)生了凝血劑反應(yīng)而封閉閥。在本發(fā)明的范圍內(nèi)也可以考慮，通過打開閥使得流體進入Tesla閥的一個分支而阻擋流體通道。Tesla閥是一種流體二極管或有閥門的管道，其允許在一個方向上容易流動但在另一個方向上流動被延滯而形成穩(wěn)妥地停止流動的旋渦或逆流，就好象機械閥被移動至關(guān)閉位置一樣。打開具有這種構(gòu)型的本發(fā)明的閥使得流體進入分支之一，并由此停止流體的流動，這與通過關(guān)閉閥的動作而實現(xiàn)的功能相同。作為另一個實施例，本發(fā)明的閥可用于分配明顯地改變了通道的表面性能(例如使其具有更多或更少的疏水性)的流體。作為一種凈效應(yīng)，這可產(chǎn)生另一種流體(例如水)不再進入輸出通道的結(jié)果，而且對于所關(guān)注的水的通道而言，輸出通道可被認為是"關(guān)閉的"。因此，在本發(fā)明的一個方面中，用于處理生物或化學流體的裝置包括第一基底和第二基底，第一基底包含許多第一中等尺度的流控部件，第二基底包括與第一中等尺度的流體元部件相對應(yīng)的第二中等尺度的流控部件。在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以考慮，本發(fā)明的裝置可進一步包含其它的基底層。根據(jù)本發(fā)明，這些其它的基底層可包含許多流體通道、腔室和控制部件，例如透鏡和濾波器。在每一個基底層之間，材料層或穿孔層將許多第一中等尺度的流控部件與許多第二中等尺度的流控部件、或者其它的納米尺度或中等尺度部件分開。材料層的結(jié)構(gòu)可以是同質(zhì)或異質(zhì)的，例如包括多層和涂層。根據(jù)本發(fā)明，材料層或穿孔層可由例如聚甲基丙烯酸甲酯、下文中被稱為PMMA的聚合化合物構(gòu)成。在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以考慮使用其他材料，例如低密度聚乙烯(LDPE)、線性低密度聚乙烯(LLDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯(PE)、聚碳酸酯(PC)、二醇改性的聚對苯二甲酸乙二醇酯(PETG)、聚苯乙烯(PS)、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等。這些聚合物可以單獨使用或相互組合使用。優(yōu)選使用聚合物，因為其易于使用和制造?？梢郧宄厥强刹捎闷渌x擇，例如迸行或未進行另外表面處理的金屬箔片，此選擇與在應(yīng)用中所使用的電磁輻射產(chǎn)生裝置的類型相聯(lián)系。材料層可進一步包含光學染料或其它類似材料或?qū)?，其具有對預先選擇的電磁輻射的吸收性能。可通過公知改變而出現(xiàn)吸收，如吸收光濾波器中所使用的那樣，例如加入金屬箔或改變表面的光學特性(n:折射率和k:消光系數(shù))或利用其它表面特性、如粗糙度，從而使足夠量的預選定的電磁能量被吸收，其導致的結(jié)果即是穿孔。其它的技術(shù)可使用光吸收小球，例如炭黑粒子、染料乳液、納米晶體。此外，可使用反射層、偏光改變層、波長位移層以增加電磁能量的有效吸收。本發(fā)明的一個優(yōu)點在于微流控回路中閥的極度緊密，從而使得用于流體儲存、培育和反應(yīng)發(fā)生的表面積最大。通過調(diào)節(jié)光學系統(tǒng)的位置、電磁輻射產(chǎn)生裝置的能量和脈沖持續(xù)時間，也可使閥的尺寸在廣泛尺寸范圍內(nèi)適應(yīng)于電路，降低至衍射極限或以下。當期望在微流控回路中獲得層流時，閥的截面應(yīng)當大致與相互連通的毛細管的截面相匹配。當期望混合時，優(yōu)選閥具有與回路的流體截面明顯不同的截面，從而使湍流能夠擔當主動混合介質(zhì)的作用。本發(fā)明的閥本質(zhì)上為低成本；特別是其具有零邊際成本，因為裝置的成本不依賴于在回路本身上提供了多少閥。本發(fā)明的閥具有一個死區(qū)容積(deadvolume),該死區(qū)容積在微流控應(yīng)用中可忽略不計，而且比本領(lǐng)域中的大多數(shù)其它的閥設(shè)計要小。典型地，本發(fā)明的閥在實驗室裝置和工業(yè)制造的產(chǎn)品中都容易地打開用以操作及搭建。通過選擇具有低滲透率的材料層，可使本發(fā)明的閥具有極端的流體密封性。這樣可使用本發(fā)明的閥用于化學試劑儲存的密封件。許多閥系統(tǒng)不能對蒸汽和流體提供足夠的密封以使儲存成為可能，例如基于疏水破裂的閥系統(tǒng)、或基于流體上的校正毛細管張力的閥系統(tǒng)、或基于聚合物形狀的壓力致動改變的閥系統(tǒng)。本發(fā)明的閥也可用于凍干的分子、例如蛋白質(zhì)的儲存。實際上，當將盤于真空中加熱時，可利用材料層對水蒸汽的部分滲透性，用以通過凍結(jié)的化合物的升華來控制水蒸氣的損失。這就使得能對諸如藥物化合物的分子以極小體積和備用方式進行長期儲存。分子可通過如下方式進行收集通過材料層中開啟的閥，以溶劑溶解分子，然后利用該層上的第二個閥使其離開儲存腔。根據(jù)本發(fā)明，提供了一種用于產(chǎn)生電磁輻射的電磁產(chǎn)生裝置，該輻射用于在與材料層的一部分相對應(yīng)的位置上引導至材料層或穿孔層上，所述材料層的部分位于來自許多對于中等尺度的流控部件和許多第二中等尺度的流控部件的至少一對相應(yīng)的中等尺度的流控部件之間。電磁產(chǎn)生裝置使得該對中等尺度的流控部件之間的位置處產(chǎn)生能進行流體連通的穿孔。材料層的穿孔以限定性方式出現(xiàn)，所述方式依賴于輻射的波長和強度，該輻射在一定的空間和時間內(nèi)施加到裝置上，由此避免了相關(guān)流體或樣品任何實質(zhì)的變化。在本發(fā)明的另一個方面中，一種用于多路傳輸生物或化學流體的裝置包括，包含一組輸入毛細管的第一基底，包含與一組輸入毛細管相對應(yīng)的一組輸出毛細管的第二基底，位于第一基底和第二基底間的材料層，所述材料層形成了每一輸入毛細管和與之對應(yīng)的每一輸出毛細管之間的界面，和用于產(chǎn)生電磁輻射的電磁輻射產(chǎn)生裝置，該輻射被引導至許多輸入毛細管中的第一輸入毛細管和許多輸出毛細管中的第一輸出毛細管之間的界面處的材料層上。電磁產(chǎn)生裝置使得界面處的材料層上產(chǎn)生穿孔，該穿孔使得第一輸入毛細管和第一輸出毛細管形成流體連通而不破壞或基本上不改變微流控網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的生物樣品或流體。多路傳輸能力滿足了靈活、可程控的流體處理的需要。例如，可在擬訂的執(zhí)行過程中對反應(yīng)中所涉及的流體作出實時選擇。在本發(fā)明的另一個方面中，一種用于在向心裝置中液體的體積定量測量的裝置包括，包含用于定量測量液體的第一中等尺度的流控部件，第二中等尺度的流控部件和用于在第一位置將第一和第二流控部件進行流體連通的流體連通裝置。利用施加于液體上的向心力或其它力，通過第一位置的選擇，測定在第一流控部件中剩余的第一液體量或傳輸至第二流控部件中第二液體量。在本發(fā)明的另一個方面中，一種用于在向心力裝置中液體的體積定量測量的方法包括，將液體加載于第一中等尺度的流控部件中，使第一流控部件和第二流控部件之間的第一位置處實現(xiàn)流體連通，旋轉(zhuǎn)向心力裝置以使一部分液體從第一流控部件傳輸至第二流控部件中，測定在第一流控部件中剩余的第一液體量或傳輸至第二流控部件中第二液體量。此方法具有可測量任意體積的優(yōu)點，而不被限定于定量體積中的不連續(xù)步驟。在本發(fā)明的另一個方面中，一種用于將流體分成小部分的方法利用旋轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)的離心，通過確定穿孔位置的選擇，從而將介質(zhì)分離成其構(gòu)成的各小部分。在本發(fā)明的另一個方面中，一種將向心裝置中的液體樣品從外部徑向位置移動到內(nèi)部徑向位置上的方法，包括將緩沖流體加載于第一中等尺度流控部件中，將液體樣品加載于第二中等尺度流控部件中，穿過流控回路而形成在第一中等尺度流控部件和第二中等尺度流控部件之間氣密的流體連通，該流控回路在其一端由緩沖劑液體密封而另一端由液體樣品密封，使緩沖流體離開第一流控部件的同時旋轉(zhuǎn)向心裝置以使緩沖流體離開第一流控部件。離開第一流控部件的緩沖劑的移動迫使液體樣品從外部徑向位置移動至內(nèi)部徑向位置。在本發(fā)明進一步的方面中，一種通過使液體樣品從外部徑向位置移動到內(nèi)部徑向位置而在向心裝置中進行洗滌步驟的方法，包括將緩沖流體加載入第一中等尺度流控部件中，將液體樣品加載入第二中等尺度流控部件中，穿過流控回路而形成在第一中等尺度流控部件和第二中等尺度流控部件之間氣密的流體連通，該流控回路在其一端由緩沖流體密封而另一端由液體樣品密封，使緩沖流體離開第一流控部件同時旋轉(zhuǎn)向心裝置，以使緩沖流體離開第一流控部件。離開第一流控部件的緩沖劑的移動迫使液體樣品從外部徑向位置移動至內(nèi)部徑向位置。在本發(fā)明的另一個方面中，一種用于確定旋轉(zhuǎn)裝置的坐標系統(tǒng)中拾取器的極線位置和徑向位置的方法，包括利用拾取器在裝置上檢測第一標記，利用拾取器在裝置上檢測第二標記，其中從第一標記到第二標記的角距離為連續(xù)的或不連續(xù)的、可推導出的或不可推導出的、拾取器的徑向位置的非常量函數(shù)，記錄第一標記和第二標記的檢測之間所經(jīng)歷的時間，由所經(jīng)歷的時間和旋轉(zhuǎn)裝置的旋轉(zhuǎn)周期確定拾取器的徑向位置，使用與標記的檢測和旋轉(zhuǎn)裝置的旋轉(zhuǎn)周期對應(yīng)的第一時間和第二時間之間的差異，在第一時間確定拾取器的極線位置。在本發(fā)明的另一個方面中，一種用于確定旋轉(zhuǎn)裝置的坐標系統(tǒng)中拾取器的極線位置和徑向位置的方法，包括記錄拾取器在旋轉(zhuǎn)裝置上檢測到第一標記的第一時間，記錄拾取器在旋轉(zhuǎn)裝置上檢測到第二標記的第二時間，其中從第一標記到第二標記的角距離為連續(xù)的或不連續(xù)的、可推導出的或不可推導出的、拾取器的徑向位置的非常量函數(shù)，由第二時間和第一時間在時間的差異確定徑向位置，同時確定旋轉(zhuǎn)裝置的旋轉(zhuǎn)周期，并且利用與標記的檢測和旋轉(zhuǎn)周期相對應(yīng)的第三時間和第四時間之間的差異而在第三時間確定拾取器的極線位置。在本發(fā)明的另一個方面，一種處理生物和化學流體的方法，包括提供包含許多第一中等尺度的流控部件的第一基底，提供包含許多與第一中等尺度的流控部件對應(yīng)的第二中等尺度的流控部件的第二基底，提供將許多第一中等尺度的流控部件與許多第二中等尺度的流控部件分離的材料層，在對應(yīng)于材料層的一個部分的位置上將電磁輻射引導至材料層上，該材料層的部分位于來自許多第一中等尺度的流控部件和許多第二中等尺度的流控部件的至少一對相對應(yīng)的中等尺度的流控部件之間，在此位置上將材料層穿孔，其中材料層的穿孔形成了在該對中等尺度流控部件之間的流體連通，而不破壞或基本上不改變微流控網(wǎng)絡(luò)中所相關(guān)的任何流體或樣品。在本發(fā)明的另一個方面中，一種處理生物或化學流體的處理盤包括，包含許多第一中等尺度流控部件的第一基底，包含許多與第一中等尺度流控部件相對應(yīng)的第二中等尺度流控部件的第二基底，和將許多第一中等尺度的流控部件與許多第二中等尺度的流控部件分離的材料層。由實施方案的詳細描述及所附的附圖，本發(fā)明的這些和其它的優(yōu)點、目的和特征將更加清晰。也可以理解的是，前面的一般描述和下面的詳細描述為示例性的且不會限定本發(fā)明的范圍。附圖簡述由下面解釋性實施方案的詳細描述并結(jié)合所附的附圖，將可更全面地理解本發(fā)明的前述和其它特征和優(yōu)點，在附圖中圖1A圖解說明包含本發(fā)明盤的部件；圖IB圖解說明包含本發(fā)明盤的部件，以可能構(gòu)型示出了材料層兩面上的微流控部件；圖2A圖解說明本發(fā)明盤的一部分，其中通過材料層在每一個頂部和底部將微流控部件分離；圖2B圖解說明本發(fā)明盤的一部分，其中通過材料層在每一個頂部和底部將微流控部件分離，且微流控部件的底部包含流體或樣品；圖2C圖解說明本發(fā)明盤的一部分，其中通過材料層在每一個頂部和底部將微流控部件分離，同時底部的微流控部件包含流體或樣品，并且材料層被電磁輻射而穿孔；圖2D圖解說明本發(fā)明盤的一部分，其中通過材料層在每一個頂部和底部將微流控部件分離，底部的微流控部件包含流體或樣品，并且材料層被電磁輻射而穿孔，同時樣品利用向心力從底部微流控腔室移動至頂部的微流控腔室；圖2E圖解說明本發(fā)明盤的一部分，其中通過材料層在每一個頂部和底部將微流控部件分離，底部的微流控元件包含流體或樣品，并且材料層被電磁輻射而穿孔，同時樣品利用向心力從底部微流控腔室移動至頂部的微流控腔室；圖3A圖解說明本發(fā)明閥的多路傳輸特性的幾何形狀設(shè)計；圖3B圖解說明在一個實施方案中的多路傳輸單元和放射量測定器的組合應(yīng)用，其中將三種不同的流體測定劑量給料并收集到不同的反應(yīng)器中。此說明性的實施方案用圖表示了酶的實驗的過程控制，其中以相同的方式測試特定底物上藥物化合物對酶活性的抑制作用；圖4圖解說明包含本發(fā)明的自測量實施方案的本發(fā)明盤的一半；圖5A圖解說明本發(fā)明的自測量實施方案，其中要測量的盤位于盤圖5B圖解說明本發(fā)明的自測量實施方案，其中以允許流體排出的方式用閥調(diào)節(jié)樣品測量腔內(nèi)的待測樣品；圖5C、5D、5E、5F和5G圖解說明本發(fā)明的自測量實施方案，其中待測樣品與含有彎液面的樣品測量腔在一塊，從而能實現(xiàn)隨后樣品腔內(nèi)已知量的測量；圖6是本發(fā)明回流技術(shù)方案的示意性的描述；圖7是圖解說明本發(fā)明的光反饋的示意圖；圖8是在材料層穿孔后穿過孔的能量的透過率的圖表說明；圖9描述了樣品目標上激光二極管的納米堆積結(jié)構(gòu)；圖IO描述了發(fā)射到樣品目標上的激光束的穿孔進入孔；圖11描述了發(fā)射到樣品目標上的激光束的穿孔排出孔；圖12是加載到穿孔層中的紅外染料的波長吸收光譜的圖表描述；圖13描述了材料層內(nèi)紅外染料的分布；圖14描述了生物實驗中使用的微流控芯片；圖15圖示了生物實驗中沖洗數(shù)據(jù)的芯片；圖16圖示了未曝光的滴流和曝光的滴流間的比例；和圖17圖示了滴流實驗的結(jié)果。本發(fā)明詳細描述本發(fā)明提供了離心轉(zhuǎn)子和微系統(tǒng)，特別是納米尺度或中等尺度的微流控閥技術(shù)平臺以及其在提供向心力驅(qū)動的流體顯微操作技術(shù)的許多應(yīng)用。出于說明的目的，附圖以及描述中一般是指向心力系統(tǒng)。但是，在本發(fā)明中公開的裝置可等同地應(yīng)用于依賴其他力而使流體傳輸?shù)奈⒘骺夭考小Ｌ幱诒菊f明書的目的，術(shù)語"樣品"將可理解為包含任意的液體、溶液或混合物，其或者單獨或者檢測作為更復雜混合物的成分，或者由前體物質(zhì)合成而得。樣品可進一步由包含珠子、納米粒子、小球、細胞等的懸浮液或乳液構(gòu)成。出于本說明書的目的，術(shù)語"流體連通"或"流體連接"用于定義可通過操作相互連接的部件，以使部件間實現(xiàn)流體流動。在示例性的實施方案中，微分析平臺包含可旋轉(zhuǎn)的平臺，例如盤或?qū)嶒灥奈⒘骺匦酒?，借助該平臺通過盤轉(zhuǎn)動而利用向心力啟動盤上流體的流動，同時利用泵啟動實驗芯片上的流體移動，并且利用材料層的穿孔實現(xiàn)流體連通。出于本說明書的目的，術(shù)語"材料層"或"穿孔層"用于定義部件，該部件將各種微流控部件，例如腔室、通道和其它微流控元件隔開，并通過電磁輻射的穿孔而使得這些微流控部件相互間處于流體流通。出于本說明書的目的，術(shù)語"生物樣品"或"相關(guān)樣品"或"生物流體樣品"可理解為是指任何生物衍生或合成的分析樣品，包括但不限于血液、血漿、血清、淋巴、唾液、眼淚、腦脊髓液、尿、汗液、植物提取物、精液或任何此類樣品的細胞或細胞組分。出于本說明書的目的，術(shù)語"穿孔"用于定義這種穿孔層或材料層的任何一部分的溶解，其是通過形成此類穿孔或材料層的任何此類材料的降解或相變(轉(zhuǎn)化為不同的固體聚集、液體、氣體或等離子體狀態(tài))或者化學解偶聯(lián)而實現(xiàn)的。利用具有一定能量和波長的電磁輻射而實現(xiàn)了穿孔，該輻射能夠被此材料層或在其中所含或靠近該材料層的添加劑吸收，從而在該層中產(chǎn)生通孔。出于本說明書的目的，術(shù)語"燒蝕"是指熱波噴射出已蒸發(fā)為等離子的材料的快速過程。出于本說明書的目的，術(shù)語"中等尺度"或"納米級尺度"可理解為是指能夠包含流體、具有優(yōu)選在次微米級至毫米級范圍內(nèi)的尺寸的任何體積。向心系統(tǒng)(例如離心機)的代表性應(yīng)用采用了在其中心處具有旋轉(zhuǎn)軸的環(huán)形裝置。出于解釋的目的，附圖及其描述通常是指此類裝置。其它的形狀、包括橢圓形和矩形裝置、不規(guī)則的表面和體積、以及旋轉(zhuǎn)軸線不經(jīng)過中心的裝置對于特定的應(yīng)用而言也是有益的。在本發(fā)明中用于解釋目的的微流控裝置是指一個盤，在一些實施方案中它是圍繞著給定的軸線旋轉(zhuǎn)的?？蛇M行的操作依賴于形狀、材料的組成和盤的復雜性。除了盤以外，微流控系統(tǒng)可包括一個或大于一個設(shè)計成在盤上進行操作的外接部分，所述操作包括但不限于化學、生物或生化流體的載入、信號的光學讀取、放射性的測定、化驗的分析、相關(guān)化合物的測定、從盤將樣品注入色譜儀或質(zhì)譜儀中、將盤曝光于X射線或Y或中子束中、將流體輸送至盤或從盤中輸出、從一個盤將流體輸送至另一個盤中。在本發(fā)明的一個示例性實施方案中，外接部分包括拾取器，能夠?qū)⒋罅侩姶泡椛渚劢沟奖P一個點上的裝置，和旋轉(zhuǎn)裝置。將盤和拾取器設(shè)計成主要利用在預定的優(yōu)選波長或波譜處的電磁輻射而相互作用。下文中，該波長或波譜是指"讀取波長"或"預定波長"。在本發(fā)明的一個方面，提出了一種用于在微流控回路中實施用閥調(diào)節(jié)的新型系統(tǒng)。其代表了一種完全可程控的(主動的)解決方法，其中利用分布的閥系統(tǒng)控制流體流動，分布的閥系統(tǒng)是指給定閥的位置是任意的而且閥本身延伸至全部微流控回路中。所述的閥通常限于開-閉轉(zhuǎn)換，即使可有將閥狀態(tài)從開-閉恢復過來的方案且此處作為備注。該系統(tǒng)的另一顯著優(yōu)點是可將大量的閥集成于回路中。盤優(yōu)選的實施方案包括一個環(huán)形微流控裝置。圍繞優(yōu)選不與盤體積相交的軸線旋轉(zhuǎn)的矩形盤提供了特別的優(yōu)點。為了實現(xiàn)與光盤技術(shù)相關(guān)的市售產(chǎn)品的兼容性，盤可具有與市售產(chǎn)品相似或相同的尺寸。同樣地，具有與微孔板(wellplates)或信用卡相同印跡的矩形盤特別適用于自動處理和化合物的儲存，包括盤間的流體傳遞，和從盤到在化學和生化工業(yè)中使用的標準孔板的流體傳遞，以及從標準孔板到盤的傳遞。如圖1A所示，在一個示例性的實施方案中盤100的內(nèi)部結(jié)構(gòu)包括至少三層的疊層結(jié)構(gòu)頂面101、底面103和分離兩個面101和103的材料層105。為了實現(xiàn)在單一盤中的更高密度，可復制該疊層結(jié)構(gòu)以產(chǎn)生多基體(multi-base)的疊層結(jié)構(gòu)。在這種構(gòu)型中，面101、103容納于至少兩個材料層105之間，同時其在兩個表面上都具有微流控部件，并且在其各自表面上可包含將各部件的流體連通的其他微流控元件。轉(zhuǎn)到圖1B，其示出了本發(fā)明的盤，其中頂面101包含微流控結(jié)構(gòu)110(其是將在下面描述的放射量測定器儲存器)，而底面103包含相應(yīng)的微流控結(jié)構(gòu)lll(其是放射量測定器的毛細管出口)?？蓪⒃S多微流控結(jié)構(gòu)引入到頂面101和底面103中。這些微流控結(jié)構(gòu)通過材料層105而隔離，并可通過材料層105的穿孔而使其相互實現(xiàn)流體連通。頂面和底面101和103各自內(nèi)所含的微流控結(jié)構(gòu)U0、lll可互為鏡像，或者它們可以是由材料層105隔開的、依靠材料層105的穿孔而彼此具有集成功能的不同結(jié)構(gòu)。A.材料層多種材料適用于材料層105或穿孔層，包括但不限于薄聚合物箔或金屬箔。根據(jù)材料的性能和拾取器的特性，在微流控應(yīng)用中的厚度在約0.5至約IOO微米間變化。在第一示例性實施方案中使用紅外吸收聚合物箔，因為它們可以簡單和經(jīng)濟的手段而容易地穿孔。這些聚合物箔是由聚合的化合物構(gòu)成，例如可使用聚甲基丙烯酸甲酯、低密度聚乙烯(LDPE)、線性低密度聚乙烯(LLDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯(PE)、聚碳酸酯(PC)、二醇改性的聚對苯二甲酸乙二醇酯(PETG)、聚苯乙烯(PS)、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等。在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以考慮單獨或相互組合使用這些聚合的化合物。在進一步的示例性實施方案中，可使用具有約2微米厚度的銅箔。常規(guī)地制造出的銅箔用于電子工業(yè)中，特別是用于印刷線路板。薄的金屬箔、例如銅，在紫外光波長區(qū)域內(nèi)表現(xiàn)出自然的吸收性，這在一些示例性的實施方案中是有益的。在本發(fā)明的范圍內(nèi)可進一步考慮將其它的材料用于材料層105，例如因其熔點較低而考慮采用的蠟，及諸如纖維素的多糖等。在本發(fā)明的范圍內(nèi)也可預料到，能夠使用液晶聚合物作為材料層。材料層105的選擇由在拾取器波長處對大量光的吸收的需求所決定。除了材料的選擇以外，通過使用染料、涂層、表面處理而改變?nèi)我獯祟惒牧系墓鈱W性能、或者利用適當?shù)亩鄬咏Y(jié)構(gòu)以實施光的干擾過程，可實現(xiàn)大量的吸收。在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以考慮在材料層中加入具有所需光學性能的染料，例如由AmericanDyeSourceInc.,USA制造的紅外染料ADS905AM，其化學式為C62H96N6SbF6，或者由EpolinInc.,USA制造的紅外染料Epolight2057，其吸收光譜適于近紅外源?？蛇M一步考慮以均勻分散或不均勻懸浮方式或乳液方式使用諸如Epolight2180、Epolight2189的紅外吸收溶液及碳黑填充劑(小球或顆粒)。在本發(fā)明的范圍內(nèi)還可以考慮使用低于或高于紅外的吸收光譜，以與具有任意電磁輻射形式的材料層15相匹配。在一個示例性的實施方案中，材料層105由PMMA所形成并加入有約0.5重量％的紅外染料ADS905AM。染料以不均勻小球的形式懸浮在PMMA膜內(nèi)。盡管該染料的懸浮體不能均勻地分散于整個材料層，但其能充分地分散以產(chǎn)生預定波長的所需吸收。在本發(fā)明的范圍內(nèi)可進一步考慮使用例如Epolight2057、Epolight2180、Epolight2189等的其它染料以實現(xiàn)所需的光譜吸收。在本發(fā)明的范圍內(nèi)也可以考慮使用除染料以外的其它具有光吸收性能的化合物、例如炭黑，以實現(xiàn)所需的光譜吸收。對材料層105其它的需求依賴于應(yīng)用，并特別地涉及流體與相鄰材料的相互作用。其它需求的實例為耐腐蝕性、防止流體污染、缺少或存在催化反應(yīng)、電荷的積聚和/或電流的存在、生物相容性。實現(xiàn)材料層105和兩個面101、103的永久連接的方法包括在本領(lǐng)域中公知的粘結(jié)或粘合(層壓、熱粘結(jié)、UV粘結(jié)、表面的等離子處理、溶劑粘結(jié)、壓力粘合劑、熱粘合劑)。粘結(jié)的過程可以使用在其兩個面上用熱固性膜處理的聚合物箔。這種箔是可從市場上購得的并且近來制造該箔用于印刷線路板。此外，適宜作為基底的各種材料是可現(xiàn)成得到的，包括加入了炭黑的聚酯和黑邁拉(blackMylar)。在第一示例性實施方案中，材料層105顯示無內(nèi)部結(jié)構(gòu)，消除了相對于面101、103的材料層105的任何排列需要。B.面繼續(xù)參照圖l，面101、103包括含有流體的盤的微流控部件。形成面IOI、103的基底的一個表面內(nèi)的凹陷形成了微流控部件。中等尺度的部件和通道、也稱為毛細管或中等尺度的毛細管，可利用本領(lǐng)域中公知的多種技術(shù)來提供，包括雕刻、氫氟酸濕蝕刻、浮雕、熱浮雕、機器微加工、激光燒蝕、機械加工或聚合物模塑。在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以考慮，通過在基底上印制此部件可形成例如腔室和通道的微流控部件，其中這種印制的部件和基底形成了本發(fā)明盤的面101、103。微流控結(jié)構(gòu)的印制可通過絲網(wǎng)印制法或本領(lǐng)域內(nèi)公知的其他印制法來實現(xiàn)。每一個中等尺度的部件包括能夠包含流體的體積，其具有優(yōu)選在次微米至毫米的范圍內(nèi)的尺寸。在一個示例性的實施方案中，中等尺度的部件可理解為微雕刻或印制在面101、103表面上并面對材料層105的開式部件。面IOI、103可進一步包括其它的流體連接和部件，包括專門的輸入和輸出端口以使流體到達中等尺度的網(wǎng)絡(luò)、儀器、電池、電連接和其它儀器。用于面IOI、103的適宜的材料包括玻璃、石英、單基物、硅、聚合物、丙烯酸塑料和聚碳酸酯、環(huán)烯烴共聚物(COC)。在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以考慮，面101、103可集成光學部件和電學部件，包括電機、導體、芯片、透鏡和棱鏡?？紤]到拾取器聚焦到材料層105上，在本發(fā)明的范圍內(nèi)也可以預料改變與材料層105接觸的表面，以使其特別地具有不同的光學性能。在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以預料使盤具有完全密封的面，其中與流體接觸的氣體不能從該裝置中離開。可使用這一特性處理高毒性化學物和輻射性流體，并在真空中或者通常當外部的壓力與內(nèi)部壓力不同(加壓反應(yīng))時，允許對盤進行操作。出于本發(fā)明的目的，對于與拾取器波長相對應(yīng)波長的光而言，形成盤的面IOI、103基本上為透明的或者其選定的部分是透明的。根據(jù)本發(fā)明，可將光學透鏡和光學部件嵌入到面101、103中以便將光波長引導至微流控網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所期望的閥區(qū)域中。在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以預料到，為了通過拾取器發(fā)射的光的反射面而進行界面表面的光學測量，或者用于具有與微流控元件中的流體更好的兼容性，面可具有與材料層105不同的折射率。面101、103其它的需求依賴于其應(yīng)用，包括裝置中流體的相互作用或污染和對裝置內(nèi)流體的研究及其反應(yīng)產(chǎn)生影響的光學性能。此外，也要考慮大量制造的成本和容易性。拾取器拾取器包括一個光學裝置以在拾取器波長處照射盤的材料層或多個材料層。在一個示例性的實施方案中，可考慮使用這樣的激光源，通過光學元件(例如)并通過盤的一面，該激光源的光發(fā)射被聚焦在位于材料層內(nèi)部或在靠近光學元件的材料層上的焦點上。根據(jù)本發(fā)明，對拾取器的一個要求是能夠?qū)⒆銐蛄康碾姶拍芰考谢蚓劢乖诨鬃銐蛐〉谋砻鎱^(qū)域上。因此，本發(fā)明的一個基本操作是在特定時間和位置上材料層的穿孔，它是由拾取器提供的照射而產(chǎn)生的。用于發(fā)射的優(yōu)選波長是在光譜的紅外、可見和紫外線部分中。在紅外區(qū)域內(nèi)的波長是理想的，因為在生物應(yīng)用中所使用的大多數(shù)生物樣品-包括細胞和流體不吸收近紅外輻射，并因此基本上不會受到紅外輻射的影響。使用市場上可購得的從375nm以上開始、跨越大范圍頻率的二極管，利用致密的和低成本的激光二極管，可以實現(xiàn)激光發(fā)射。在用于商業(yè)化的致密光盤讀取器的通用的激光二極管中的最大功率為約200mW。由此技術(shù)實現(xiàn)的最高強度是在近紅外區(qū)域。在一個示例性的實施方案中，所使用的激光二極管為由JDS制造的OSRAMPL90_3。在另一個示例性的實施方案中，所使用的激光二極管為由JDSUniphase制造的JDSSDL—6380A。雖然JDS二極管具有比OSRAM二極管低的峰值功率，但其更好的熱消散、更小的狹縫尺寸、更窄的遠場發(fā)射和更大的最大脈沖寬度提供了更佳的性能。在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以考慮使用其它激光源，例如q-開關(guān)的激光、脈沖二極管的固態(tài)激光(DPSS)、二氧化碳激光、鈦藍寶石激光纖維激光、受激準分子激光器、閃光燈等°根據(jù)本發(fā)明，激光二極管主要以脈沖方式工作。假設(shè)操作的占空因數(shù)足夠短以使激光結(jié)合點適當?shù)乩鋮s，脈沖幾何形狀是可選擇的以將所需能量傳遞到預期目標上，同時使瞬間能量明顯地變大。可使用具有峰值功率輸出最高達到約70W的市售激光二極管，甚至可使用具有更昂貴解決方法的更高峰值率的激光二極管。使用極短脈沖的一個特征是，沉積在基底中小的能量幾乎不被傳遞到樣品和周圍區(qū)域中。熱波以有限的速度從穿孔部位傳播出來。在具有高強度的短脈沖過程中，輸出的能量流比輸入的能量流小，因此剩余的能量聚集在限定的部位中，在局部溫度內(nèi)通過急劇升溫而利用效能快速地制造出穿孔。典型地，利用由少量光學元件構(gòu)成的單一光學系統(tǒng)實現(xiàn)光學聚焦。為了實現(xiàn)照射到基底上的光束最佳的準直和定位，可以在不同方向上移動一個元件，例如可利用在磁場內(nèi)的線圈。通過考慮盤曝光的需要，對光徑作了優(yōu)化。面的厚度可傳入明顯的彗形象差和象散，當觀察小的部位時，所述的彗形象差和象散有時難以校正。在一個示例性實施方案中，光學系統(tǒng)由一個f=6mm的MGGLC001聚光透鏡、一個由LiteOn制造的LiteOnCD拾取器構(gòu)成，該拾取器具有在從CD透鏡前面25mm處的兩個系統(tǒng)間的實焦點。這種特定構(gòu)型在10/xs的曝光中在基底上聚集了約16/J的光強度。此結(jié)構(gòu)的有效能量密度已證實對各種材料層的穿孔是完全足夠的。利用一個針孔和由LasertechnikBerlinGerman制造的PEM100高溫計，能夠測定并優(yōu)化有效準直至基底上的焦點的光能值。上述構(gòu)型提供了可用于本發(fā)明的拾取器結(jié)構(gòu)，該拾取器可在市售的CD裝置中工作，具有在音頻、視頻和計算機數(shù)據(jù)儲存中的應(yīng)用，同時通過利用適宜的光學系統(tǒng)處理在基底表面上反射光的部分，能夠在基底上聚焦激光。在另一個示例性的實施方案中，拾取器可包含兩個或多個光源，僅其中的一個用于穿孔基底。利用可以是低能量、連續(xù)或半連續(xù)波(QCW)發(fā)射的一個不同的光源，獲得透鏡的聚焦和拾取器位置的確定。多個光源的使用使得可通過相同的光學系統(tǒng)對吸收并反射輻射的基底進行選擇，輻射的吸收用于基底的穿孔，輻射的反射用于確定基底位置。拾取器裝置可進一步包括一個用于確定是否實現(xiàn)了在基底上電磁輻射聚焦的光學系統(tǒng)。例如，如果利用傅科勒特(象散的)光學系統(tǒng)進行分析，則基底的部分反射可用作的光學反饋機制。這種系統(tǒng)已在用于CD和DVD介質(zhì)的商業(yè)化的光學讀出器中使用。本發(fā)明中的拾取器與利用聚焦光束而操作顯微鏡物鏡的裝置相似。這一操作，也公知地為用鑷子攝取(tweezing)，能使操作者利用由光波前面產(chǎn)生的電磁力夾持并移動單一物體，該光波基本上為會聚的或發(fā)散的。在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以考慮，本發(fā)明的拾取器可以是適于一個或多個不同目的的裝置，所述目的例如包括利用材料層的穿孔的流體處理的控制，粒子的用鑷子攝取和在流體元件中所含樣品的光學分析。也應(yīng)當注意到，拾取器不與微流控裝置接觸。這種潛力能夠用于其中必須要完全避免污染的那些應(yīng)用中，例如所討論的樣品分析(從外到內(nèi)的污染)或處理有毒或放射性流體(從內(nèi)到外的污染)。材料層穿孔以打開閥利用微流控網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)、實時結(jié)構(gòu)控制和進行本發(fā)明的微流控處理。通過使材料層的相對面上盤的面內(nèi)微流控部件流體連通而實現(xiàn)這一結(jié)構(gòu)。通過流體從一個微流控部件移動到第二個微流控部件中、或者通過在特定位置兩種流體的接觸，可使用此連接。前者是指流量開關(guān)，第二個是指建立接觸。轉(zhuǎn)到圖2A-2E，圖中示出了兩個或多個微流控元件的連接。為了實現(xiàn)流體連通，進行下述的操作確定拾取器(未示出)或盤200的位置，以便將電磁輻射的發(fā)射引導至發(fā)生穿孔的材料層205的位置上。通過移動盤200或拾取器或者同時移動二者可以實現(xiàn)這種操作；將聚焦系統(tǒng)(若存在的話)調(diào)節(jié)至使光點直徑最小，而且將能量聚焦于材料層205要穿孔的位置上；利用拾取器產(chǎn)生足夠強度的電磁輻射，并將其引導至材料層205上，該材料層位于盤200的頂面201和底面203之內(nèi)的微流控部件之間。這種輻射的強度，其有限的持續(xù)時間和其有限的空間應(yīng)用防止了或基本上避免了微流控網(wǎng)絡(luò)內(nèi)流體207(或樣品)的變化。能量沉積、特別是指材料層205吸收的部分能量，引起了材料層205的穿孔(也稱為鉆孔)。對流體207起作用的力，在優(yōu)選實施方案中是向心力，其使得流體207通過穿孔208的點，從一側(cè)的微流控部件流向另一側(cè)的微流控部件中。穿孔208的點和產(chǎn)生的開口稱為虛擬激光閥(VLV)。典型地，這通?？墒沽黧w207進入下一個步驟中或并入微流控網(wǎng)絡(luò)中鄰近的流體腔或通道。通過不同的物理現(xiàn)象、例如燒蝕和融化、或者通過分子鍵的斷裂或松弛，產(chǎn)生基底或穿孔的鉆孔。它們相對的重要性依賴于能量密度、拾取器波長、脈沖的持續(xù)時間、材料層的組成、電磁輻射的極性、被照射物體中熱消散的現(xiàn)象、等離子波的發(fā)展以及鄰近穿孔區(qū)域材料的存在。燒蝕特別地是指熱波噴射出被蒸發(fā)成等離子體的材料的快速過程。熔化是通過液相的中間狀態(tài)而產(chǎn)生，不可避免地會導致從被照亮區(qū)域到面的部分熱傳遞。當使用另外的小固體沉積物撞擊聚合物時，燒蝕和融化都可產(chǎn)生氣體、如C02。這兩種方法工業(yè)上均用于許多商業(yè)應(yīng)用中，包括微機械裝置(MEMS)、聚合物激光鉆孔和切割、金屬鉆孔和切割、和利用燒蝕的表面處理。使用例如由Lambda-Physik制造的受激準分子激光器的實際的和增長的經(jīng)驗表明，通過分子鍵的直接破壞，紫外激光射擊的勢能可產(chǎn)生高質(zhì)量的穿孔。這種類型的鉆孔實現(xiàn)了高分辨率和高質(zhì)量的鉆孔，其對本發(fā)明產(chǎn)生實際的益處以實現(xiàn)在盤上微流控部件的大集成規(guī)模。因為與面中微流控部件的尺寸相比穿孔的體積較小，通過打開閥而被散射的全部材料的量是可以忽略的，基本不會影響或改變微流控部件中的流體。由材料的爆破(blast)保護了拾取器，因為該爆破出現(xiàn)在面內(nèi)。正如在此所述，穿孔處理一般是不可逆的穿孔時當打開閥時將材料層205除去。根據(jù)本發(fā)明，通常不能使材料層205恢復以便使得閥恢復到其關(guān)閉狀態(tài)。盡管如此，本發(fā)明也可應(yīng)用于其中將閥關(guān)閉的構(gòu)型中。一種如此的構(gòu)型包括這樣一種情況，其中可使氣體流過的液相聚合物在穿孔的位置或在另一個位置上進行聚合，所述另一位置與處于氣密性方式而阻止氣流或流體移動的循環(huán)連接。利用熱固性材料和纖維蛋白膠或其它兩組分密封試劑，能夠?qū)崿F(xiàn)相同的結(jié)果。一種開關(guān)轉(zhuǎn)換的不同設(shè)備使用了Tesla閥，該閥利用打開一個閥而被打開。Tesla閥增加了對流體流動的阻抗，有效地實現(xiàn)了在給定方向上阻止流體流動的結(jié)果。材料層205和面101、103的光學特性決定了能量沉積的形態(tài)和由拾取器提供的電磁輻射的需要。由聚合物形成的材料層205由于其低熱焓因而較有利用于將聚合物從固體轉(zhuǎn)變成流體所需的能量通常比在金屬的情況下所需的要小。結(jié)果，較小的能量密度即足以用作穿孔。相反地，面201、203應(yīng)當在拾取器波長處盡可能地透明，其光學性能應(yīng)能使聚焦的拾取器福射既不會在到達基底表面前損失也不會被吸收，從而使面材料或相鄰的流體得以加熱?？煽紤]的效果包括雙折射、表面的光學質(zhì)量、光學厚度的均勻性。各種聚合物、包括在光盤中使用的聚碳酸酯，在整個可見光譜內(nèi)以及近紅外范圍內(nèi)基本上都是透明的，此外還表現(xiàn)出良好的表面光學質(zhì)量。本發(fā)明有利地提供了例如盤、腔室、通道、過濾器的部件及其光學特性，它們具有許多種組成和表面涂層而適用于特殊的應(yīng)用。部件的組成可以是結(jié)構(gòu)需求、制造方法和包括生物兼容性的試劑兼容性/耐化學性能的函數(shù)。特別地，所提供的本發(fā)明的部件例如面是由無機晶體或非晶體材料、例如硅、二氧化硅、石英制成，或者由有機材料例如塑料、如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、乙腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚碳酸酯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚烯烴、聚丙烯、含氟聚合物和茂金屬制成。熱固性材料、如SU8和PDMS是一種可行的解決手段。對特殊應(yīng)用而言，對這些材料可進行表面改性。利用本領(lǐng)域中公知的方法可實現(xiàn)表面改性，包括但不限于，硅垸化、離子注入和用惰性氣體等離子體(也就是能使穿行的電流產(chǎn)生離子化的氣體)的化學處理?？蓪⑾嗤姆椒ㄊ┘佑诓牧蠈由?，用于與流體接觸的表面的完全處理。在本發(fā)明的范圍內(nèi)可考慮由復合物、共聚物及這些材料的組合制得盤部件，例如由具有嵌入到其中的光學透明玻璃表面的塑性材料制成的部件，該光學透明玻璃表面包括例如盤的測量腔或透鏡和鏡面用于將電磁輻射引導至材料層內(nèi)的閥區(qū)域中以便對該層進行穿孔。處理其它材料以外，優(yōu)選本發(fā)明的盤及其不同的元件由熱塑性塑料制成，例如聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、甲基丙烯酸甲酯和聚碳酸酯，是由于其易于模塑、沖壓和研磨?；蛘撸祟惒考捎啥趸?、玻璃、石英或熱固性材料制成。本發(fā)明的微分析流體處理系統(tǒng)是由設(shè)置在熱塑性塑料基底上的一種或多種這些材料的連續(xù)應(yīng)用制作而成的。可以常規(guī)光盤(CD)方式，以具有光學凹點的注塑、光學清晰的基極層或面制作本發(fā)明的盤。在本發(fā)明的范圍內(nèi)可考慮使用在本領(lǐng)域中公知的其它制作或制造方法。可進一步地考慮利用材料的這種相同連續(xù)應(yīng)用制造采用本發(fā)明閥的微流控芯片。在材料層穿孔的同時，流體可接近材料層的上面、下面或者此兩個面或與其接觸。在此情況下，在穿孔過程中沉積或產(chǎn)生的能量可被傳遞給流體。除了極少數(shù)構(gòu)型以外，與流體的熱容量相比，傳遞的能量是可以忽略的。在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以考慮使用小于16aJ的光能打開閥。如果進入基底燒蝕中的所有能量被一微升的水吸收，其溫度將僅升高約0.002攝氏度。根據(jù)本發(fā)明，通過改變脈沖的持續(xù)時間或拾取器的聚焦性能，能夠改變閥的直徑，同時這一特征能夠有效地應(yīng)用于有必要進行流體流動調(diào)節(jié)的應(yīng)用中，例如用于混合控制中，或者由不同尺寸的閥而對流體流動阻力(包括其混合)具有不同影響的應(yīng)用中。在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以考慮，對于熱改變對樣品或流體產(chǎn)生不利影響的微流控結(jié)構(gòu)和應(yīng)用而言，可將熱沉或加熱泵的冷卻表面結(jié)合到微流控網(wǎng)絡(luò)中以補償任何的這種熱改變。多路輸送操作在本發(fā)明的一個方面中，利用閥的任意位置而執(zhí)行應(yīng)用流體流動的邏輯推理。這能夠在微流控裝置中所進行的處理過程中的任一時刻進行，一此即稱為實時能力的特征。依賴于前述操作的結(jié)果的邏輯方案是特別重要的。能夠以最普通的方式進行這一操作的微流控部件在下文中被稱為多路器，與具有相同功能的數(shù)字電子工業(yè)中的部件相似。圖3圖解說明了多路器的一個實施方案，其包括一個在盤一個側(cè)面上的N輸入毛細管303的矩陣，它與在盤另一個側(cè)面上的M輸出毛細管305相對。在下文中，當它們在至少一個位置上僅被基底隔開時，可以認為兩個流控部件相互面對。因此，多路器使得一組或多組輸入與一組或多組輸出實現(xiàn)液體相通。一組毛細管理解為是兩個或多個毛細管。在圖3A中示出了最簡單的情況，其中在第一位置301處閥的開啟使得第一輸入毛細管306和第一輸出毛細管308連接。在已實現(xiàn)了流體連通后，通過對流體施加一個力，可實現(xiàn)從輸入毛細管306到輸出毛細管308實際的流體流通。這種力的實例包括旋轉(zhuǎn)向心裝置、對輸入毛細管306施加過壓、或者對輸出毛細管線308施加負壓。適當?shù)耐L設(shè)計(圖中未示出)確保了在移動流體下游的流控部件中所含空氣的充分排出。在面對毛細管的基質(zhì)中的交叉點處使用多個閥，可以使多路傳輸擴展到復雜性更高的級別中。閥確保了所期望的輸入和輸出毛細管間的流體連通。除了提供許多輸入和輸出間的連接以外，多路器也可同樣較好地應(yīng)用于連接許多輸入與單一的輸出、或單一的輸入與許多輸出。由于并非由其自身來保證在第一種情況下的均勻混合或在第二種情況下的均勻分布，通過調(diào)節(jié)涉及不同閥操作的時間、通過合適的體積定量使多路傳輸?shù)碾A段提前、或者通過引入中間多路輸出網(wǎng)絡(luò)，可稍微減少可能的限制。多路器主要是用于可程控的裝置(例如本發(fā)明中所述的一種)中，并且作為不同微流控部件間互相連接的網(wǎng)絡(luò)。如果要將大量的輸入通道與大量的輸出通道連接，盡管不是在所有可能的組合中，通過使其分解成具有相對較低集成的不同階段，可減少多路傳輸網(wǎng)絡(luò)的實際尺寸。在一個示例性的實施方案中，參考圖3B，其中示出了放射量測定器和多路器的組合功能。在此實施方案中，本發(fā)明的盤安裝有輸入孔312、313、314。利用多路傳輸基質(zhì)層316使輸入孔312、313、314流體連通。多路傳輸?shù)幕|(zhì)層316是由與放射量測定器單元317(在此示意性地表示為所有的具有相同尺寸)流體連接的流體通道網(wǎng)構(gòu)成。放射量測定器單元317與分隔的(分離的)多路傳輸單元318流體連通，該多路傳輸單元與反應(yīng)腔310、311流體連通。在此方案中，為了清楚地解釋，未示出通風管線，盡管實質(zhì)上它們是必需的以便使流體移動至充滿氣體(在制造時密封在裝置中的空氣或任何其它的惰性氣體)的部件中。此示例性的實施方案代表了普通的微流控設(shè)計以進行均一的化驗。這種化驗可用于測量酶反應(yīng)中化合物對底物的抑制，其中通過測定適宜染料的熒光發(fā)射極性，實時地測量反應(yīng)的動力學。在本發(fā)明的范圍內(nèi)可考慮采用本領(lǐng)域內(nèi)已知的許多其他化驗，而對裝置構(gòu)型基本無需作改變。繼續(xù)參照圖3B，將酶用吸管移動到輸入孔314中，將培養(yǎng)基用吸管移動到輸入孔313中，同時將所關(guān)注的化合物加入到輸入孔312中。無需知道吸管的移取量，而且輸入孔的選擇全部都是隨意的。根據(jù)本發(fā)明，閥320和閥321的打開使得相關(guān)化合物分布到任意選擇的一個放射量測定器中。此時，可使用更多的放射量測定器以便進行平行操作，例如通過闊322的打開也可將化合物轉(zhuǎn)移至與層317中不同的多路傳輸部分相連的另一個放射量測定器中。利用相似的操作，通過閥323和324的打開，將輸入孔313中所含適宜的培養(yǎng)基轉(zhuǎn)移至另一個放射量測定器中，同時利用閥325和326的打開，將來自輸入孔314的酶帶入放射量測定器層中。輸入孔和放射量測定器間的對應(yīng)性由使用者實時地確定，同時允許以最佳方式使得放射量測定器與根據(jù)除了被定量的和放射量測定器體積之外的流體量的試劑相匹配。通過打開放射量測定器層上的閥322、330、331，分隔的多路傳輸層上的閥341、346、349以及確定反應(yīng)腔311為廢物反應(yīng)腔的閥347，其中隨后在該廢物反應(yīng)腔中收集流體，從而將被充滿的放射量測定器引導至廢物貯存槽，用以進行放射量測定器的漂洗。在本發(fā)明的范圍內(nèi)可考慮將本發(fā)明的微流控盤配置成使得沒有流體從微流控結(jié)構(gòu)中排出。通過將所需量的培養(yǎng)基分發(fā)至反應(yīng)腔310中而進行實際的化驗，該量是通過閥340位置的選擇而確定的，同時反應(yīng)腔的選擇是通過打開閥342和343而確定的。在由使用者確定的任意時刻，通過以相同的邏輯打開閥348、344和345，可將化合物和酶加入到相同的反應(yīng)腔中。很顯然，通過打開其它的閥，在反應(yīng)腔層中的另一個反應(yīng)腔可充滿不同量的相同試劑，或者試劑(例如化合物或培養(yǎng)基)可由儲存在輸入孔中的其它試劑代替以獲得要測試和測量的不同反應(yīng)。即使對于不同的反應(yīng)而言反應(yīng)規(guī)程(例如分布的順序)可以是不同的。盡管具有明顯的復雜性，但所有的操作已被減少成單一的過程，該過程是在所需的位置處材料層上的一個閥的打開。此過程不依賴于所含流體的類型，同時在處理過程中的任何時刻均處于使用者的持續(xù)控制中。例如，在已開始進行反應(yīng)后，可根據(jù)來自熒光讀出器的數(shù)據(jù)決定阻化劑的加入。體積定量測量在本發(fā)明的另一個方面中，使用任意位置的閥進行向心微流控部件中流體的體積定量測量。相應(yīng)的流控部件在下文中稱為放射量測定器400。圖4描述了用于放射量測定器400的示例性實施方案。它包括一個細長的lt存槽401，該貯存槽具有基本上位于向心力裝置的徑向上的最長軸。沿著此軸，接近旋轉(zhuǎn)軸的裝置的部分被稱為上部，遠離旋轉(zhuǎn)中心的部分被稱為下部。根據(jù)要被定量測流體量的量以及在定量測量方法中所預期的分辨率，設(shè)計放射量測定器的形狀和體積。根據(jù)本發(fā)明，通過在上部的一個入口(未示出)使流體充滿貯存槽401中，同時存在通風管線402以使流體進入。轉(zhuǎn)到圖5A至5G，當旋轉(zhuǎn)裝置時，向心力使得流體移動進入貯存槽501中的較低部分，如圖5A所示。由503和504表示的毛細管構(gòu)成了放射量測定器500的兩個不同的輸出。其中的一個毛細管輸出，在特定情況下為503，用作漂洗管線。輸出管線位于與包含放射量測定器的面相對的面中，僅由材料層將其隔開。輸出管線的總數(shù)依賴于特定的應(yīng)用或?qū)嵤?。定量測量過程的第一操作在于排出流體505的一部分以定量地供給漂洗管線503。通過在第一位置510使材料層穿孔而打開閥501從而實現(xiàn)此排出，同時旋轉(zhuǎn)向心裝置來實現(xiàn)此結(jié)果。作為施加向心力的結(jié)果，在由閥510限定的水平之上的任何流體505流入漂洗管線503中并最終進入第一漂洗腔512。停留在貯存槽501中的流體505形成了一個彎液面，如圖5C所示。通過生成與第二毛細管504管線相對應(yīng)的第二閥515，可進行從貯存槽501中抽取限定體積的流體505，該閥使得貯存槽501與第二毛細管線504流體連通。通過旋轉(zhuǎn)向心裝置并施加向心力，在第二毛細管線504中將在第一閥510和第二閥515間的放射量測定器中所含的流體取出。貯存槽501中閥相對于彎液面514的位置，以及對貯存槽501的幾何形狀的了解，使得能夠測定被抽入到第二毛細管504中的流體的體積，該流體流入第二定量供給腔516。如附圖中位置514所突出的那樣，在中等尺度的流控部件中的流體通常表現(xiàn)出一個明顯的彎液面514，也就是流體的上液面通常不是平的。這一特點隨流體而變化并依賴于材料的表面張力、親水性和疏水性，由此使得彎液面的形狀不可預知。本發(fā)明的一個優(yōu)點是，體積定量測量基本上不依賴于對彎液面形狀的認知。在相同幾何條件中并與相同材料接觸的相同流體，顯示出相同的彎液面形狀，使得定量測量過程無需依賴于彎液面的形狀。單一的放射量測定器可用于在相同輸出管線上各種流體的抽取。圖5F示出了在第三位置520上如何打開另外的一個閥，從而能夠抽取第二體積的流體而進入到微流控網(wǎng)絡(luò)的下一個步驟中。將第二定量測量的量輸送到定量測量腔516中，如圖5G所示。這被稱為放射量測定器的多溢出容量。本發(fā)明的另一個方面是單一放射量測定器的多輸出容量。相同的放射量測定器可供應(yīng)各種輸出管線，以便通過在連接放射量測定器與上述輸出管線的適當位置處打開一個閥，可將相同的流體輸送到輸出管線中。定量測量可實時地發(fā)生于與流體處理相同的時間內(nèi)。例如，在反應(yīng)出現(xiàn)的同時，根據(jù)由反應(yīng)本身提供的反饋，通過隨后的酸或堿的抽取，放射量測定器的多輸出容量可用于保持連續(xù)反應(yīng)的pH值。放射量測定器的另一個應(yīng)用是利用離心進行的流體相分離。例如，利用離心法和將可能的試劑(例如蔗糖或由Amersham制造的Ficoll)加入到放射量測定器內(nèi)，可將血液分離成其組成部分(血漿、淋巴細胞和紅血球)。開啟位于分離界面附近或分離界面處的閥，可以適應(yīng)性方式將各種組分的放射量測定器分離成不同輸出。可對包含細胞或溶菌物的流體、乳液或粒子的懸浮液進行類似的分離。當使用者需要時，流體的分配容量在混合中也具有積極作用。例如，固相的化學個體在溶劑中的溶解依賴于其在液相中的濃度?？蓪⒁欢黧w量分送到"虹吸管"形狀的毛細管中，其中過流體量從位于內(nèi)徑上的一個位置排出?？墒乖摿康囊后w與固態(tài)的溶質(zhì)接觸足夠長的時間以出現(xiàn)擴散。隨后，可通過閥將其他流體量取代先前的溶劑，保持在適當?shù)奈恢蒙希糜诠滔嗟牧硗馊芙?，但初始溶質(zhì)濃度減少。這一操作可被重復多次用于固相化學個體的反復稀釋。在向心裝置中重定向在向心裝置中一個常規(guī)問題、特別是如果進行復雜的處理時，是涉及向心力的單一方向性。給定固定的旋轉(zhuǎn)軸，流體僅從內(nèi)部移動到外部的位置上，當流體的位置到達向心裝置外部邊緣時處理即被終止。當待完成的過程包含大量步驟時，這一特征使得向心裝置難以被使用。這里，如下所述，"大量流體的徑向位置"表示流體質(zhì)心的徑向位置。在本發(fā)明的一個方面，利用微流控回路中本發(fā)明閥的適當排列，可克服上述限制。利用其自身的向心力使樣品流體從外部移動至內(nèi)部的徑向位置的過程稱為回流。在使用另外的大量流體、在下文中稱為緩沖流體的勢能而獲得了所需的能量，該緩沖流體的唯一目的是提供用于回流處理的能量。大量的緩沖流體可置于盤上任何徑向處，而且緩沖流體可具有任何的密度。全部能量的守恒迫使緩沖流體和樣品流體的特性、特別是緩沖流體和樣品流體的不同的體積、密度、初始徑向位置和最終徑向位置連接在一起。對于回流而言另一種可能性在于使用其它的能量源、例如氣壓差或化學能。以與在下一個部分"由閥激活的流體輸送"所述的類似方式，可驅(qū)動一個瓶子以便向盤的內(nèi)部推動或拉動流體。例如，通過使大量流體壓縮氣體體積或使其減壓，利用由此所得的向心力本身可產(chǎn)生氣體的過壓或低壓。在此情況下，當向心力減弱時通過使流體避免向回移動，例如利用在流體的路徑上具有一個Tesla閥或相同功能的裝置，就能夠儲存能量。當向心加速度已降低并用于樣品流體時，儲存的能量隨后可在稍后的時刻再收集。一個示例性的回流方法的實施方案由下述步驟構(gòu)成，如圖6所示將緩沖流體601加載于貯存槽602中。在緩沖流體601不參與任何反應(yīng)或處理的程度上，所使用的流體與盤的使用無關(guān)。因此，可在盤制造階段進行緩沖流體的加載。對于貯存槽602而言，一個重要的要求是使其不透氣，也就是使其密封以防止空氣或氣體自由地進入或排出。樣品液體610通過位置613流入樣品貯存槽612中。對于此操作而言，樣品lt存槽612需要一個通風管線614。在這些情況下，樣品液體610通常不能流過毛細管615，因為即使打開閥616，收集在流體物質(zhì)下面的空氣的存在，仍阻止了流體流入到其中。如果已將閥617和618打開，則沿著流體連通回路打開第一閥603可實現(xiàn)貯存槽602和612間的流體連通。，在合適情況下，可將稱為收集器的另外的貯存槽622用于收集樣品液體610。當流體實現(xiàn)連通時，其自身不會導致流體的移動，因為勢能處于局部最小的，而防止緩沖流體601流入第二毛細管604中。緩沖流體601和樣品液體610是完整單元從而確保了流體連通回路的氣密性，同時將貯存槽602、612設(shè)計成保持此氣密性直到處理的結(jié)束。在位置605處第二閥的打開可實現(xiàn)回流操作。通過旋轉(zhuǎn)向心裝置，啟動了回流操作，從而對緩沖流體601和樣品液體610施加了與其質(zhì)量和加速度&="2*1"成比例的力，其中"是裝置的角速度而r是忽略了科里奧利力的流體的徑向位置。緩沖流體進入毛細管604的移動導致了流體連通回路中氣體壓力的降低。對于適當?shù)倪\動條件而言，這產(chǎn)生了吸取力，推動樣品液體610從位置615進入收集毛細管623中，同時使在收集器622中所含氣體通過貯存槽毛細管624進入貯存槽602中。吸取是由于在一部分液體表面上氣壓的降低而對液體施加了一個力的過程。當樣品液體610到達收集器622時，向心力使其朝收集器622的底部移動。貯存槽毛細管624的吸取不會施加于樣品液體610上，但會施加于流體質(zhì)量上面的氣體，從而在收集器622中所含樣品液體610不會進入貯存槽毛細管624中。當全部的樣品流體已被吸入到收集器622中時，流體連通回路就不再是氣密性的，同時通過通風管線614或通過入口管線613，大氣壓力就會進入到貯存槽612、收集器毛細管623、收集器622、貯存槽毛細管624和jT:存槽602中。此時，隨著向心裝置依然旋轉(zhuǎn)，緩沖流體完全地移動到排出毛細管604中，回流操作的最終狀態(tài)為樣品流體已從貯存槽602移動到收集器貯存槽622中?；亓鞑僮髟试S在給定的向心裝置中進行更長的處理。利用處于比樣品貯存槽612更小的徑向位置的收集器貯存槽622，可將長的處理分解為通過將流體從內(nèi)部移動至外部徑向位置可徑向第一系列的步驟，可與樣品貯存槽612相比，隨后進行回流以將流體帶入收集器貯存槽622，在該點處可進行處理的剩余步驟，再次從內(nèi)部移動至外部徑向位置?；亓鞑僮鞯臄?shù)量通常僅由設(shè)置在盤上的緩沖流體的量及其徑向位置所限定。樣品IC存槽612、緩沖流體貯存槽602和收集器貯存槽622的相對徑向位置是任意的。但是，給定了一套相對徑向位置將決定用于給定質(zhì)量樣品流體的最小質(zhì)量的緩沖流體。利用所需輸入和輸出端口的形狀可推動徑向位置的選擇。例如，可將輸入端口分布成覆蓋盤頂面的矩形的矩陣，同時緩沖流體貯存槽可用于使輸入的流體回流進入盤上可實現(xiàn)的最小徑向位置處的收集器中。通?？蓪崿F(xiàn)的最小直徑與圍繞紡錘形支撐體的圓周一致。處理的輸出通常是在最大徑向位置實現(xiàn)的，可使用相同的回流過程將處理的輸出輸送至均勻分布在裝置頂面上的矩陣中，包括在輸入中使用的相同矩陣。與回流相似的一個功能，其可以視同于回流，在于在生物和化學試驗過程中的漂洗步驟。通過在朝向盤內(nèi)部的適當形狀的貯存槽中所含流體的吸出而進行漂洗過程，以便在漂洗后貯存槽能夠仍然充滿著不會流出的液體。這一過程對于非均勻化驗而言是特別恰當?shù)?，而且能夠利用已述的各種回流方法進行。在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以考慮，緩沖流體601可以是流體或氣體。拾取器的定位系統(tǒng)本發(fā)明的一個方面涉及在給定位置上、相對于盤坐標系統(tǒng)的拾取位置的設(shè)定和知識。此位置可被分解為聚焦位置、極線位置和徑向位置。這些方向是在具有與圓柱體軸線相對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)軸線的旋轉(zhuǎn)盤坐標系統(tǒng)中拾取頭的圓柱形坐標。己描述了拾取頭相對于底面的聚焦移動，同時利用聚焦光學元件或光源之一或任何氣體光學元件的"音圈"移動，可實現(xiàn)拾取頭的聚集動作。實際上，在標準的光盤驅(qū)動器中使用的聚焦機構(gòu)與在徑向中透鏡的微調(diào)動作一起來進行此操作。利用前述的音圈與拾取器部件的粗位移，可以實現(xiàn)拾取器的徑向定位。不同類型的電機、包括線性電機、DC電機、伺服電動機和步進電機可以實現(xiàn)此位移。圍繞其軸線旋轉(zhuǎn)盤而在拾取的給定時刻進行極線定位。一種傳統(tǒng)的解決方法包括使用高分辨率的光學編碼器旋轉(zhuǎn)編碼器用于極線定位而線性編碼器用于徑向定位。此外，儲存在盤上的徑向和極線中的數(shù)字編碼的信息可用于確定由下述現(xiàn)有技術(shù)所指示的光點，每一個現(xiàn)有技術(shù)在此引入作為參考。Gordon(US6327031，US22085202Al)教導了用于徑向樣品分析的裝置和方法；Virtanen(US6030581)教導了在盤中的實驗室；和Mian等人(US2001/0055812Al)教導了采用向心加速度驅(qū)動在具有板內(nèi)(on-board)信息的微流控系統(tǒng)中的流體移動的裝置和方法。在本發(fā)明的一個示例性實施方案中，提供了一種確定拾取頭徑向和極線位置的方法，特別地，在盤的坐標系統(tǒng)中，使用時序信息來確定徑向和極線位置，該時序信息是根據(jù)來自旋轉(zhuǎn)裝置的標記所產(chǎn)生的拾取而出現(xiàn)的信號測得的。拾取器測量(與在市售的CD驅(qū)動器拾取器相同)從掃描的表面反射的光。標記通常是基底上的一條線，該基底具有特定光學性能并具有作為直徑的函數(shù)而變化的極線位置。特定光學性能的實例為與圍繞標記的區(qū)域相比更高或更低的反射率。標記也可位于側(cè)邊上，而且可包括充滿了具有特殊光學性能的流體的毛細管，該特殊光學性能定義為包括反射率、吸收率或熒光發(fā)射。反射率的變化可以被測定并且提供了可記錄時間的信號。這在本發(fā)明中被稱為標記信號的時間。如果在至少一個旋轉(zhuǎn)周期中裝置的旋轉(zhuǎn)速度是常數(shù)，那么標記信號提供了盤旋轉(zhuǎn)周期的精確測量，并由此提供了其瞬時旋轉(zhuǎn)速度的精確測量。由旋轉(zhuǎn)速度劃分從標記信號出現(xiàn)所經(jīng)過的時間，實質(zhì)上是盤相對于拾取器極線位置的測量。根據(jù)本發(fā)明，一種更簡單的轉(zhuǎn)換成極坐標的解決方案因此為直線性標記，其中所有的點具有固定的極坐標(極角度等于0),前述比例乘以2:t表示在給定時刻的極角度位置。第二標記的加入可實現(xiàn)徑向位置的測量，前提是二者間的極角度差為徑向位置的非常數(shù)函數(shù)。一個非常數(shù)函數(shù)的實例如下所述極坐標=徑向坐標*常數(shù)l+常數(shù)2典型地，能夠想象其它特定形狀，也是非推導出的和不連續(xù)的或具有鋸齒形狀，以便占據(jù)盤限定角度的區(qū)域，同時保持必須的瞬時的拾取位置上的極線和徑向坐標的判定。利用兩個標記間的旋轉(zhuǎn)周期和時間差的知識，可以確定相對于第一標記的第二標記的極線位置。隨后，給定兩個標記的形狀，使用極線位置中的差異確定盤坐標系統(tǒng)中拾取器的徑向位置。根據(jù)本發(fā)明，第二標記的性質(zhì)與第一標記不同，從而在由拾取器產(chǎn)生的信號的基礎(chǔ)上可以區(qū)分兩個標記。合適的性質(zhì)包括反射、寬度、結(jié)構(gòu)、線的復制等。此方法假設(shè)盤圍繞一個固定和已知的軸旋轉(zhuǎn)，限定了用于徑向和極線坐標的起點。在實際情況下，當將可移動盤安裝在紡錘形支撐體上，可移動盤易出現(xiàn)安裝誤差，而且實際的旋轉(zhuǎn)軸不需要與所期望的旋轉(zhuǎn)軸相一致?？商峁┝硗獾臉擞浺源_定盤實際的旋轉(zhuǎn)軸來解決這一問題。更具體地，標記間時間差的測量可用于校驗假設(shè)的軸位置。利用多于兩個已知形狀的標記，標記之間的時間差包含了關(guān)于軸位置的信息。通過使測得的時間差與在給定軸位置的基礎(chǔ)上所期望時間差之間的差異最小化，可以推斷出軸的位置。此方法也可用于圍繞著位于裝置圓周外的軸旋轉(zhuǎn)的裝置中。在矩形盤的情況下，在盤上足量的標記基礎(chǔ)上，不僅可確定拾取頭相對于盤的相對位置，而且可確定相對于旋轉(zhuǎn)軸(包括旋轉(zhuǎn))的盤位置。所需的標記數(shù)量依賴于所需的精確度。溫度的監(jiān)測和控制由于盤的結(jié)構(gòu)，利用外部的加熱或冷卻源可控制其溫度。其側(cè)面相對于輻射熱、特別是在紅外或微波光譜中的電磁輻射可具有透明或吸收性能。已經(jīng)認識到可使用除輻射以外的其它熱交換機制，包括對流的流體流動、耐熱和傳導。對于集成的微流控裝置而言，以某一手段來確定局部溫度通常是較有用的。特別地，確定局部溫度適用于快速改變熱循環(huán)，例如用于聚合酶鏈反應(yīng)(PCR)所需要的熱循環(huán)。盤的兩層結(jié)構(gòu)也可提供兩個相對的貯存槽一個用于需要監(jiān)測溫度的樣品流體，第二個包含測溫液體。在優(yōu)選的實施方案中，測溫液體基于水或醇類。由于材料層的厚度，一般在兩種液體物質(zhì)間有較大的導熱性，因此測溫液體的溫度可大約等于樣品液體的溫度。通過測量相對于參照溫度下所具有體積的液體(相對)膨脹系數(shù)，可以經(jīng)典溫度計的方式測量測溫液體的溫度。因此，毛細管內(nèi)所含液體根據(jù)貯存槽內(nèi)液體的體積膨脹而移動，同時其位置的確定提供了溫度的監(jiān)測。作為選擇，拾取器的光照本身可用作流體的局部加熱。通過將未聚焦(off-focusing)的拾取器光線照射在大面積的材料層上，因此材料層的吸收、或者如果選擇流體則為溫度計流體的吸收將能量以熱形式分散于樣品流體中，產(chǎn)生了其溫度的升高。此外，通過評估毛細管中氣-液界面反射率的變化，拾取器本身也可用于監(jiān)測毛細管中溫度計流體彎液面的位置。利用上述聚焦反饋機制可進行這種評估。電連接根據(jù)本發(fā)明，基底用于將電連接分布到微流控回路的不同部分和位置上。假設(shè)基底為一個絕緣體，則可采用各種技術(shù)沉積導電材料的薄層，包括金屬、導電聚合物、導電墨水或石墨。利用照相平版印刷技術(shù)，一些技術(shù)(例如金屬的無電化學沉積)也可沉積特定形狀和圖案的導體，產(chǎn)生電分布線。這些電線可用于產(chǎn)生電場，例如用于電泳，或者用于為盤上的部件提供電能。盤自身上面可為電連接提供電能(微電池)，或者可利用存在的磁場，由于盤的旋轉(zhuǎn)，該磁場在導體上產(chǎn)生一個電場，從而產(chǎn)生了電位差。特別地，磁場可用于在旋轉(zhuǎn)的盤上產(chǎn)生一個明顯的電場，磁場用作或用于電流的產(chǎn)生或者用于產(chǎn)生一個明顯的電場，例如在諸如膜片鉗技術(shù)、電壓敏感的探針染料和電泳的規(guī)程中所需要的那樣。作為選擇，典型地在紡錘形支撐體上利用機械接觸可使導體具有電連接，隨后通過與旋轉(zhuǎn)軸同軸的導體或利用導電性液體連接，將該機械接觸利用電刷接觸與裝置的固定部分連接。檢測裝置本發(fā)明的一個目的是進行可程控的、靈活的和自動的流體處理。在大多數(shù)應(yīng)用中，反應(yīng)產(chǎn)物的檢測是指(一般地)對一個處理的可觀察到的數(shù)量結(jié)果的任何檢測，這對裝置的實際使用而言是重要的。在本發(fā)明的裝置中，通過利用裝置中的讀取器進行基底上的聚焦，可將拾取器本身用于各種操作中。在拾取器的焦點上出現(xiàn)的材料反射率信息不僅可用于閥和盤操作的范圍內(nèi)，而且可用于產(chǎn)生有關(guān)流體處理的數(shù)據(jù)。在本發(fā)明的另一個示例性實施方案中，可將反射的光線與拾取器的位置(在空間上)結(jié)合，通過使用拾取器作為共焦點的顯微鏡以產(chǎn)生圖像。在旋轉(zhuǎn)過程中通過改變拾取器的徑向位置，并采集來自拾取器的數(shù)據(jù)、例如通過數(shù)字化，可容易地構(gòu)造二維圖像。利用拾取器的聚焦移動，同時改變拾取器與基底的距離，可構(gòu)造三維圖像(利用光學元件的共焦點性能)。由于共聚焦光學系統(tǒng)可實現(xiàn)的低深度焦點，可采集并儲存流體(和流體中所含物體，該物體具有可檢測的尺寸和光學性能)的三維圖像用于分析目的。例如用于流體中細胞的計算方法是可實現(xiàn)的，而且該方法可明顯地從體積掃描中獲得益處以提高小體積樣品中所存在數(shù)據(jù)的統(tǒng)計學意義。在本發(fā)明的另一個實施方案中，盤基本上是一個平面，典型地為透明的、包含流體的薄基底，該基底可包括另外裝置。這些另外的裝置可用于收集盤中所含流體的信息。這些裝置可以是生物傳感器、傳感器或組織、細胞和分子的陣列。例如標準孔板讀數(shù)掃描儀可在大范圍電磁光譜內(nèi)收集盤中所含流體光學性能的信息，其目的在于進行比色分析、熒光檢測和放射性照射的測量。在另一個實施方案中，盤可用作光學介質(zhì)，其中可采用集成在表面上的棱鏡、透鏡或其它微光學部件，通過內(nèi)部的反射收集并傳遞光線。另一種可能的讀出技術(shù)依賴于在制造過程中帶有發(fā)光染料的側(cè)面或基底材料的加載。將與試驗相關(guān)聯(lián)的放射活性轉(zhuǎn)化成發(fā)光材料內(nèi)的光信號，光強度用作樣品放射性的測量。通過將流體閃爍體加載到于面對樣品的微流控部件中可獲得相同的結(jié)果，而且僅由基底將其區(qū)分開。在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以考慮使用板外(off-board)的檢測。實例包括質(zhì)譜、用伽馬射線、X-射線或中子束的照射和色譜法?？蓪⑽⒘骺鼐W(wǎng)絡(luò)內(nèi)的可移除部件、例如剝離MALDI靶箔等結(jié)合入本發(fā)明盤的側(cè)面內(nèi)?？蓪@些剝離目標表面進行定位，從而使它們形成用于收集相關(guān)的一種或多種樣品的腔室的側(cè)面?；旌显谖⒘骺匮b置中，流體動力學典型地是由層流控制的。在此意義上，混合-在宏觀世界中由于不同的現(xiàn)象例如對流或渦旋運動因而較自然-成為一個關(guān)鍵的問題。根據(jù)本發(fā)明，可以使用各種混合方法。通過毛細管可將磁性珠子輸送到流體中，并且當盤旋轉(zhuǎn)時(或者利用一個可變的磁場)利用靜態(tài)磁場的存在從外部對其進行攪拌。另一種方法利用材料層的彈性；使得材料層面對振動的貯存槽?？梢圆煌姆绞綄崿F(xiàn)振動機械地或由外部的電場或磁場產(chǎn)生。本發(fā)明的另一種方法利用旋轉(zhuǎn)盤的角速度和方向，包括在共振的旋轉(zhuǎn)頻率處產(chǎn)生振動和扭轉(zhuǎn)的方式。進一步的方法在于使用科里奧利(Coriolis)力以在盤的通道內(nèi)產(chǎn)生湍流。作為選擇，通過在沿著毛細管交替的方向上改變盤的旋轉(zhuǎn)速度，可以使流體循環(huán)。利用由壓縮在貯存槽內(nèi)的空氣(或氣體)產(chǎn)生的氣流的力，可以容易地獲得相反的方向，而當盤的旋轉(zhuǎn)速度降低時，所述空氣將儲存的能量返回給流體。作為選擇，對于合適幾何形狀的微流控部件(例如，在毛細管中)而言，單一的擴散是非常有效的。閥也可在混合中具有積極作用。交替地將要混合的小量的兩種流體帶入相同的貯存槽或毛細管中，增加了截面的表面積，并因此利用擴散混合。通過使用放射量測量器的輸出，可在毛細管內(nèi)更換多種流體的短插塞用于改進混合效果。由閥激發(fā)的流體輸送本發(fā)明的閥具有可抵抗較大壓差且具有氣密性的顯著特點。因此，可以想象在一個面上具有氣流的過壓或低壓，當閥被打開時，接著會出現(xiàn)突然的氣流。利用一個包含揮發(fā)性流體的關(guān)閉的貯存槽，或者可選擇地利用在一種或多種組分間的反應(yīng)而釋放出氣體、例如二氧化碳，能夠容易地形成氣流的過壓。在另一個實施方案中，利用向心力可產(chǎn)生壓力，而在限定的氣體體積上壓縮流體物質(zhì)。在后一種情況下，當釋放向心力時，通過使流體進入限制流體向回移動的Tesla閥中，可使能量的儲存時間比向心力的持續(xù)時間更長。這種系統(tǒng)在下文中稱為瓶。利用激光可加熱揮發(fā)的流體、例如水，以便利用輻射能量的傳遞產(chǎn)生給定量的蒸汽。通過打開閥，瓶與其它回路的連接將在第二個回路中產(chǎn)生瞬時的壓力。利用多路連接，可使瓶與許多回路中的一個實現(xiàn)氣動連接。一旦將閥打開，瓶將被排氣。在第二回路中的流體可被連接到一個校準的毛細管中，其被稱為輸出噴嘴，流體從芯片的表面排出。通過打開閥，迫使流體流過噴嘴，并校正所產(chǎn)生的蒸汽量，這樣能夠避免化學制品的"噴出"。其結(jié)果使從芯片表面排出定向的流體噴射?？蓪悠繁P疊置在另一個稱作受體盤上，該受體盤具有一個與樣品盤的輸出噴嘴相對應(yīng)的輸入噴嘴。輸入噴嘴是與毛細管連接的孔并能夠收集流體。作為一種選擇，在受體盤上的另一個瓶可用于利用文丘里效應(yīng)(Venturieffect)將流體吸入到毛細管中，或者通過具有低壓的真空瓶而將流體吸入到裝置中?？刹捎孟嗤姆椒ㄒ员銓⒘黧w傳遞至具有不同形狀和目的的裝置、例如微滴定板、具有不同功能的微流控裝置、分析儀器或用于改變流體性能(例如流體溫度)的任何裝置中，以及從該裝置中輸出流體。應(yīng)當注意到，利用閥儲存能量的技術(shù)，可采用能以可控和所期望方式釋放的能量，用以產(chǎn)生具有混合結(jié)果的瞬時流體流動。實施例提供下述實施例以利用具有若干部件的特定選擇和用于上述若干變量的特定值，來說明本發(fā)明的方法和產(chǎn)品。如上所述，這些特定實施例的許多變化是可能的。這些實施例僅為示例性的同時不是要限定本發(fā)明。實施例1如圖7所示，根據(jù)本發(fā)明進行了聚焦的光學反饋來評估在材料層701上正確的定位。轉(zhuǎn)到圖7，光學反饋使用簡易玻璃702(約0.199mm厚)，該玻璃中途截取了少量百分比的從材料層701反射的光(通過用于入射至基底上的光的相同光學系統(tǒng))。通過一個48mm焦距的物鏡將來自材料層701的光成像在CCD706上。CCD706將激光點的實際形狀記錄在材料層701上，并且甚至能夠?qū)Σ牧蠈拥谋砻婧屠缭诓牧蠈痈浇牧黧w中漂浮的珠子進行成像。在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以考慮利用象散聚焦實現(xiàn)光學反饋。在本發(fā)明的范圍內(nèi)可進一步地考慮根據(jù)裝置(當前3.1mm)和CCD物鏡(48mm)中聚光器的焦距比例放大或縮小激光結(jié)點圖像。CCD706也記錄了具有約20倍放大、具有0.3/m!像素分辨率的約200X150微米區(qū)域的來自材料層701的圖像。在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以考慮采用二極管(可能的2X2矩陣的二極管以便也使用相同系統(tǒng)進行象散聚焦)來代替CCD706，這基本上是因為與聚焦反饋相關(guān)聯(lián)的速度問題(焦點的鎖定和跟蹤)。當使用例如盤或芯片的微流控平臺工作時，很顯然可通過這種反饋方法粘附測定三個表面平臺與大氣接觸的面的外表面、面708的內(nèi)表面、在該面中平臺與含于毛細管(或貯存槽)中的流體(流體或氣體)接觸，和流體或材料層701間的界面。應(yīng)當注意到，由于在激光波長處材料層非常有限的透明度(對于10微米厚和在PMMA中Epolight2057染料的濃度為1重量％的材料層而言，測得的透射為0.02%)，不論在材料層701后的任何物質(zhì)都不能影響激光的反射，但僅在透射模式上是可測定的。在低流量下工作，可證實通過相同的系統(tǒng)對基底的逐漸熔化和材料層701的變化進行成像，從而經(jīng)驗性地評估光密度和橢圓形光點各部分的溫度。延續(xù)此概念，可證實能夠并且容易地測定本發(fā)明的閥是否被打開。當對激光點進行準確聚焦時，暴露在激光輻射中的全部區(qū)域即被燒蝕，而且在焦點處沒有材料剩余，來通過反饋光學系統(tǒng)反射光。如果材料未完全燒蝕，則殘留在光學通道中形成材料層701的聚合物產(chǎn)生可容易測量的反射?？蓪崟r地確定本發(fā)明的閥是被正確地打開或其仍未被打開，并且如果必要的話可重復打開步驟(例如在盤的下一個輪次中)。發(fā)現(xiàn)閥的再現(xiàn)性好于1/1000，意指在流體通道中一千個閥中小于一個的閥可能有問題(由光學檢測證實的)。光學反饋考慮到了本發(fā)明閥的操作的質(zhì)量保證。發(fā)現(xiàn)可根據(jù)反饋調(diào)節(jié)激光的發(fā)射，而非固定照射的能量，并以給定功率進行對應(yīng)的固定時間的穿孔。保持激光直到由材料層反射的光消失，隨后切斷激光。光學反饋可有利地使激光輻射減少到最低，因此降低了進入系統(tǒng)中的能量，使得樣品的破壞或改變最小化。由于涉及到激光結(jié)點的溫度，該溫度隨著曝光時間而明顯地升高，因此使用光學反饋明顯地改進了激光MTTF。使用光學反饋，能夠增加激光的峰值功率，降低平均照射脈沖寬度。這樣甚至能進一步降低熱傳輸區(qū)域的尺寸(其直徑于脈沖時間長度的平方根相一致)；這也可保證已正確地打開了一個閥。實施例2本發(fā)明光學裝置的性能可由下述實施例表現(xiàn)出其特征。光學配置為在CD透鏡和其全部出射孔的量合計為對應(yīng)于1.6W的光學能量、在10/zs內(nèi)釋放的16/d后光束的能量。正如所期望的那樣，由于在光學裝置中的校準、匹配和反射，可降低最初6.2W的激光二極管的能量。當將8/mi、加載有Epolight2057、由Microchem制造的PMMA材料層置于CD透鏡的焦點上并形成第一次照射時，僅約6.7pJ從基底射出而照射在位于材料層后的溫度計上。忽略反射，預計該反射為約4%，因此剩余的8.4微焦耳沉積于樣品中。作為參考，如果能量均勻地沉積在1微升水的樣品中，其溫度僅升高約0.0018°C。但是，該能量足以使與閥區(qū)域(3pL)相對應(yīng)的聚合物體積融化，計算后其為7.5/J。在相同位置上的第二照射表示在材料層后面的溫度計上所測得的所有射束能量。此測量表明所有的光聚集在閥表面上，而且增加照射的持續(xù)時間不能將能量釋放于樣品中，因為由于光穿過基底的閥，材料層不再吸收光。如圖8所示，將上述這些結(jié)果與對應(yīng)于DVD配置的數(shù)據(jù)相比較，所述DVD裝置使用了DVD光學拾取器。在此情況下，并未使光學配置最佳化，而且由于未對準、誤差和慧形象差，部分的激光能量未以一個聚焦的點瞄準在材料層上。在此情況下，由于射束能量仍然撞擊未在低能量密度下蒸發(fā)的材料層，因而射束能量并未被全部儲存。實施例3參考下述實施例可進一步理解本發(fā)明激光的性能。所使用的激光射擊源為OSRAMSPLPL_3二極管，其具有納米堆積(nanostack)技術(shù)。納米堆積技術(shù)在于半導體芯片上許多離散的發(fā)射體的"垂直"或外延的集成，這產(chǎn)生了二至三倍的最大功率。特定的二極管表現(xiàn)出距離三個疊置的發(fā)射體200X10微米的縫隙，當將其限定在100ns的脈沖寬度時，該發(fā)射體達到了約75W的光學輸出。利用由DirectedEnergyInc.制造的DEIPCX7410二極管激光驅(qū)動器，使二極管產(chǎn)生脈沖，該二極管激光驅(qū)動器能夠在IOA和5A下以CW方式覆蓋20ns至1/is的范圍。為了達到超過10A的范圍，使用DEIPCO7120混合的OEM驅(qū)動器。利用TektroixTDS2014監(jiān)控脈沖電壓和電流以在二極管上重建電源，并在二極管規(guī)格的基礎(chǔ)上推斷其光學輸出。聚光器和物鏡可在非球面攝頭(與在光盤系統(tǒng)中所使用的那些相同)和優(yōu)化成在近紅外區(qū)域(700-1100nm)中操作的glassmultiplets中選取。利用由激光二極管驅(qū)動器觸發(fā)的MellesGriot(MG)wincamDCCD監(jiān)測入射波束，該裝置利用半反射的窗口中途截取光束。將光束對準射入物鏡中并由各種LogitechQC4000ProCCDs調(diào)節(jié)，所述裝置監(jiān)測在物鏡上射束點的尺寸、樣品上的沖擊點和從樣品向后反射的光。在優(yōu)選的配置中，物鏡是具有音圈致動器的CD透鏡，其可通過電流控制沿兩個軸移動該音圈致動器。這種配置使得光學條件最佳化并允許一次照射接一次照射地校驗激光束是在光學裝置中，而且也允許激光二極管發(fā)射體的打印，其表示了如圖9所示的樣品上的納米堆積的結(jié)構(gòu)。該納米堆置的結(jié)構(gòu)是可視的三種重疊的窄縫隙901、902和903，它們對應(yīng)于在試驗中所使用的PL90-3激光二極管的三個發(fā)射點。進行測試的樣品為具有約20/rni厚度的市售一次性袋的聚乙烯(PE)薄膜。該薄膜特征在于炭黑的高加載。使用6.5mm物鏡(NA^0.615)MG06GLC001和25.6mm聚光器(NA^.156)MG06GLC004對樣品進行曝光，表現(xiàn)出基底穿孔的證據(jù)。二極管激光的參數(shù)為I=10A，具有100微秒的脈沖寬度，通過在前進方向中觀察衍射環(huán)而不直接觀察基底上的激光點來進行聚焦。估計的脈沖的光學能量為低于3)UJ，其是根據(jù)二極管溫度的上限和預期該二極管在特定的脈沖寬度范圍內(nèi)所出現(xiàn)的能量降低。發(fā)現(xiàn)大多數(shù)的光是在基底后面測定并且未被樣品材料吸收。穿孔的進入孔1001如圖IO所示。穿孔的出孔1101在圖11中示出?？紤]到平均相對于短軸約52微米和相對于長軸約57微米的估算，進入孔和出孔間的距離為約174微米。實施例4將由Microchem制造的、具有約950,000道爾頓分子量的PMMA溶液溶解于11%的苯甲醚中，并旋轉(zhuǎn)涂覆在硅基底上，對該基底進行處理以分離所生成的膜。在約2(TC下烘干薄膜大約24小時。旋轉(zhuǎn)涂覆技術(shù)產(chǎn)生了具有在4英寸晶片上約1微米均勻厚度的薄膜。由阿爾法步驟(alphastep)測量的表面粗糙度為約39.6nm的平均粗糙度值和約53.8nm的均方根粗糙度。PMMA膜的這些機械性由其相對于紅外光的總透明度而相匹配，從而使其對于激光輻射的曝光不會產(chǎn)生任何可見效果。利用加載約0.5重量％的ADS905AM制造另一種PMMA薄膜，該材料是AmericanDyeSourceInc.制造的一種紅外染料，其吸收光譜在圖12中示出。該薄膜對視覺檢測來說是光學完美的，但顯微鏡分析揭示了染料未均勻溶解在PMMA中。根據(jù)顯微鏡分析發(fā)現(xiàn)，染料是一種"乳液"形式或以不均勻的小球1301形式而分散的，如圖13所示。盡管該染料缺乏均勻性，但并沒有觀察到激光從加載有該染料的薄膜中透射。在40A下曝光于100ns的單一激光點時，加載染料的薄膜產(chǎn)生了進入到染料小球中的能量損失。盡管表面上的不均勻的小球1301經(jīng)常發(fā)生爆炸，但在此曝光下并沒有產(chǎn)生穿透。若具有實施例3中所述結(jié)構(gòu)，則在lKHz頻率下曝光于多激光點照射時，可觀察到穿透。此穿透未達到20微米的樣品深度；但激光已開始穿過聚合物箔而透射。這種透射可能表示在照射區(qū)域中染料吸收的下降。不受任何特定理論的限制，這種效果可以認為是由于熱的產(chǎn)生并隨后的染料分子(C62H96N6SbF6)的熱降解。發(fā)現(xiàn)1(^s持續(xù)時間和10A電流的單一激光射擊產(chǎn)生了開口，僅當精確聚焦時激光才經(jīng)過該開口。用于產(chǎn)生與本實施例中相同的激光射擊的激光裝置使用了市售的CD拾取器物鏡，該物鏡在小的能量下需要手動聚焦而且使用了與在激光裝置中相同的實驗室級的25.6mm的聚光器?？讖綖榧s20-25微米(短軸)乘約30微米(長軸)?？椎男螤畋憩F(xiàn)出在進入面上激光孔徑形狀的記憶。發(fā)現(xiàn)當激光聚焦不理想的時候，孔通常不是通孔。還發(fā)現(xiàn)通過將激光射擊射擊增加到20微秒，將可實現(xiàn)通孔?？梢酝茢?，假設(shè)激光是正確地聚焦，光學染料為均勻地分散而且材料層為約8微米，在10A下IOais的激光射擊足夠用于在這些條件下穿孔，實施例5設(shè)計下面的試驗以使由VLV(有效激光閥)打開導致的不同生物樣品的破壞最大。利用下述方案實現(xiàn)這種操作在給定體積的流體中使閥的數(shù)量最大；使激光射擊的能量提高至一個值，該值明顯地高于除原型/產(chǎn)品以外的值；使試驗中所使用的生物樣品的量最小，該樣品未遭受或受到VLV損害；和利用不同方式(冗余、校準試樣和統(tǒng)計測試)來評估假設(shè)的正確性和驗證試驗的連貫性。第一物鏡意味著大的VLV密度，和在短的時間內(nèi)(小于30分鐘)打開大量VLV的能力。產(chǎn)生了100VLV/mm2至600VLV/mm2的矩陣，后一數(shù)值對應(yīng)于在公知參數(shù)內(nèi)被激光破壞(切割)的基底的條件。在所有的試驗過程中，將激光的參數(shù)保持在等于100ms射擊，產(chǎn)生了160/J的光學能量，基本上足夠用于具有良好邊緣的穿孔。以公知濃度在樣品中混合的熒光珠子，在大多數(shù)實驗中用于稀釋的定量檢査和樣品恢復的效率。在兩個主要的結(jié)構(gòu)中曝光樣品實驗芯片內(nèi)和所謂的"液滴"構(gòu)型內(nèi)。所有情況下，材料層的厚度和染料加載量均相同。以獨特方式提呈數(shù)據(jù)使校準試樣平均并重正為1(100%)，獨立地用于校準樣品上的珠子和生物的測量。每一個結(jié)果表示為當樣品曝光于闊時所收集的材料除以對應(yīng)參照的未曝光樣品的相對量。術(shù)語"損失"與相對差別(REFVLV/REF)相對應(yīng)，其在生物損失或損壞的情況下為正數(shù)，而在曝光的樣品具有比參考樣品更多材料的情況下為負數(shù)。芯片試驗的描述除胰島素原曝光以外，將1微米直徑的YC羧酸化的熒光珠子(由Polysciences,Warrington,PA,USA制造的Polybeads)加入到樣品中，從而在最終稀釋后實現(xiàn)50珠/pL的濃度。珠子也用于定性地檢驗芯片內(nèi)的樣品，同時利用熒光顯微鏡監(jiān)測芯片漂洗。利用標準稀釋技術(shù)制造校準試樣以及反面試樣。根據(jù)本實施例使用的試驗芯片1400在圖14中示出。其兩個面的不對準以及其中一個面充滿了熒光珠子的實際情況，有助于在深度上清理結(jié)構(gòu)。如圖14所示，利用一個在約5/iL/min下工作的蠕動泵(未示出，由Ismatec制造)，通過一個0.19或0.25mm內(nèi)徑的Tygon管道系統(tǒng)將樣品注入入口1401中。前面的試驗已表明管道并不產(chǎn)生對樣品的損害。在每一個試驗中使用新的管道以避免交叉污染。在大多數(shù)情況下，芯片1400充滿了沒有氣泡的流體；在存在氣泡的極少情況下，利用安裝在顯微鏡上的照相機獲得相片而進行的測量，來校正實際的流體體積。芯片1400中的僅一個面、在此情況下第一面1402充滿了流體。充液過程中一個重要的要求在于確定所有的流體均(樣品)從芯片1400的入口1401和出口1404中被去除。通過用滴管吸取并隨后使用顯微鏡檢査在連接貯存槽中不存在珠子從而實現(xiàn)這一步驟。如果檢測出流體，用滴管將其從貯存槽中吸取出來直到?jīng)]有珠子存在。通過其自身來確定芯片1400的公稱容積是非常困難的。由于芯片1400的設(shè)計，充滿了流體的貯存槽具有約3000X1400X50/mi的公稱容積。作為芯片1400設(shè)計的結(jié)果，出現(xiàn)了兩個不期望的現(xiàn)象在一個面上，由泵產(chǎn)生的對流體的壓力可能非常大(反應(yīng)腔截面和輸入毛細管截面間的比例為約80倍，意味著施加在反應(yīng)腔中的基片上的力為施加在毛細管基底上的80倍)。此外，材料層在深度上移動10pm，決定了貯存槽的公稱容積產(chǎn)生20%的變化。可以確定，當施加入口壓力時在填充過程中基片會移動。由于基片的移動，很大的壓力施加在材料層上，從而使其與相對的側(cè)表面接觸并確定了約兩倍于公稱容積的絕對貯存槽容積。注意要在兩個填充操作中等同地處理樣品。當芯片1400未曝光于有效激光閥(VLV)中時，漂洗過程包括通過將50至400/xL的緩沖流體輸送到芯片1400中而去除樣品。通過施加正壓而使緩沖流體進入入口1402中并從出口1404收集流體。當芯片完全不含流體時，該漂洗過程典型地由一系列由數(shù)分鐘隔開的此類操作而完成。因為毛細管的截面，將漂洗速度限定在約50微升每分鐘。在毛細管中，此流量對應(yīng)0.3m/s(lkm/h)的流體速度。在芯片2200內(nèi)的流體速度幾乎不能達到0.4cm/s，這解釋了需要長漂洗過程(30分鐘至1小時)，以便順序觀測流體的珠子含量中大量的滴流-以及同樣地觀測生物樣品的濃度。要保持用于曝光的芯片填充盡可能地與校準填充相同，并在珠子含量分析中使用相同的標準。在一些情況下在激光方向的"下游"進行VLV曝光。而在一些情況下在"上游"進行。曝光于VLV中的芯片1400的漂洗與前面解釋的那個不同，因為所有的四個入口均為流體連通。出口1404的接口與蠕動泵(獨立通道)連接并用緩沖流體供給。將流體速度保持在10pL每分鐘至約40/iL每分鐘。在存在有珠子的實施例中，從每一個最終的eppendorf管中取出的lyL的2個液滴并將其沉積在貼有標簽的顯微鏡載物片上。使液滴逐漸地蒸發(fā)，其結(jié)果包含于液滴內(nèi)的所有珠子均被收集于較小周長內(nèi)的玻璃平面上。取得珠子的圖像，并利用Scion軟件包對珠子進行盲算。在分析中系統(tǒng)地使用兩個液滴以檢査在處理中可能的錯誤。液滴試驗描述前面試驗過程的分析已表明通過簡化實驗消除系統(tǒng)誤差的能力，該簡化的試驗由樣品制備、處理雙液滴的流體的制備、單液滴闊的曝光、雙液滴的收集、珠子測量和生物處理組成。液滴的曝光通常與芯片試驗一起進行，以便利用一致性分析驗證結(jié)果。出于此原因，采用預防措施"均衡"所期望的結(jié)果(類似的最終濃度)，樣品的制備是相同的。雙液滴制備包括將lpL液滴置于一片約4x4mn^的材料層上，該材料層利用其邊角懸掛在玻璃支架上。利用一小滴水使邊角附著在玻璃上，該水滴在兩個表面間產(chǎn)生引力。樣品液滴具有圓形的形狀并以尖頭使其沉積。使用此方法，液滴決不會到達材料層的邊緣，也不會到達任何其它材料的邊緣。注意到，使用相同的緩沖流體/樣品制造的液滴是類似的并以確定其形狀的一致的接觸角而附著在材料層上。但是，發(fā)現(xiàn)生物樣品、其濃度和緩沖流體對液滴的形狀產(chǎn)生了較大的改變。在胰島素原以7Atg/AtL處于水性緩沖流體中的情況下，液滴具有約2mn^的接觸面積，而對于具有約lE-6E.coli每pL的E-coli培養(yǎng)基而言，液滴具有約lmn^的接觸面積。單液滴曝光包括任意地選擇兩個液滴中的一個并使其曝光于激光輻射。由于液滴表面基本上與液滴體積成比例(利用l-2-3pL的液滴及其攝像機圖像進行測試)，對能夠被打開的閥最大數(shù)量存在著整體的約束，其數(shù)量由適宜的區(qū)域給出。雙液滴的收集包括去除帶有來源于玻璃支架的液滴的材料層樣品，并將每一個樣品置入eppendorf管中。利用inoxclamp在管內(nèi)漂洗材料層并在每一次避免交叉污染的曝光前準確地清洗。最終eppendorf管包含50至400ML的緩沖流體體積，將基片浸漬于其中。利用珠子測試試驗的過程，并且注意到，在VLV打開后，流體進入小孔中并充滿VLV體積。表面張力避免了使流體濕潤與液滴相對的表面。采用上述操作，目的是測試耐氨比西林的大腸桿菌(E.Coli)的活力的試驗，揭示了虛擬激光閥的效果。在溶液中提供細菌用于測試目的，并還是在溶液中返回用于評估。在不同的稀釋度下，針對每一種返回的樣品進行三倍的平板接種，將最初的細菌濃度保持在培養(yǎng)緩沖流體中約5E5E-Coli//iL，同時將樣品與處于相同緩沖流體中濃度為50珠每ML的珠子混合。試驗芯片與在圖14中所示的芯片1400類似，具有2000x2000/mi公稱容積的反應(yīng)腔。對芯片1400充液，沖液中無阻塞跡象并且在任何相關(guān)的步驟中基本上沒有明顯的氣泡。漂洗的方案由每一次100/xL的4個漂洗步驟組成，以便觀察和測量樣品中的珠子/E-Coli含量。液滴試驗進行四次，同時在將eppendorf管用于分析前，先從eppendorf管中去除材料層。在數(shù)據(jù)組中存在兩個反面樣品以及兩個校驗樣品。假設(shè)在310nL體積(公稱體積)并進行完善的漂洗，則對校驗樣品進行稀釋以產(chǎn)生芯片實驗的相同菌群計數(shù)。如下面的表1所示，使在兩欄中的數(shù)據(jù)重新歸一化至校驗和校驗II的平均值。相應(yīng)的數(shù)據(jù)分別為181.5菌群和43.3珠子，與預期值相符表1菌群珠子校驗樣品1101.9%112.1%反面樣品10.0%4.6%NOVLV的芯片1106.3%87.9%NOVLV的芯片241.3%38.2%NOVLV的芯片322.0%30,1%NOVLV的芯片416.0%17.3%VLV芯片187.1%52.0%VLV芯片229.2%43.9%VLV芯片313.8%12.7%VLV芯片415.4%16.2%校驗樣品298.1%87.9%反面樣品20.0%2.3%VLV液滴156.2%72.8%NOVLV的液滴1116.3%83.2%VLV液滴2NOVLV的液滴2VLV液滴3NOVLV的液滴3VLV液滴4NOVLV的液滴4在不同濃度下對菌群平板接種成兩份，而且兩個平板接種是相同的。對于珠子使用相同的參數(shù)。對珠子和菌群計數(shù)的校驗和反面樣品都是一致的。由于珠子計數(shù)由包含約50個珠子的兩個液滴的平均值產(chǎn)生，因此預期有10%的統(tǒng)計誤差。NOVLV液滴可被認為是另一校驗樣品。在菌群方面其平均值為89%,而在珠子方面其平均值為101%。芯片漂洗數(shù)據(jù)在圖15中示出。樣品指的是100/xL的數(shù)據(jù)點，該數(shù)據(jù)點已轉(zhuǎn)化為157/iL的漂洗衰變常數(shù)。在珠子與菌群間沒有顯著的差異，暗示漂洗基本上不依賴于要漂洗的顆粒的類型。預計有小于7%的樣品保留在芯片中，由于這個值小于試驗誤差，因此結(jié)果不需要修正。通過使芯片成像來估測實際的芯片體積，并發(fā)現(xiàn)約為520nL。該值包括毛細管和彎曲至面上的基片。該體積對應(yīng)于167%。來自芯片的整體計數(shù)為下述值整體參考數(shù)據(jù)185.67%整體參考珠子173.41%整體VLV數(shù)據(jù)145.45%整體VLV珠子124.86%NOVLV數(shù)據(jù)很好地與預期值相匹配。損失的測量來自于VLV/NOVLV的比例，對于珠子而言損失為28%而對于細菌而言為22%。珠子和細菌活力的降低表明E-Coli被VLV破壞，同樣地也破壞了珠子。利用液滴試驗獨立地證明了此結(jié)果。對于E-Coli和珠子而言，未曝光的液滴和曝光的液滴的比例在圖16中用圖表示出。當對液滴進行曝光時，數(shù)據(jù)表明珠子有10%的一致性損失(consistentloss)。在這種意義上，E-Coli的損失相當于相對于未曝光的液滴而言，平均有少于15%的E-Coli存在于曝光的液滴中?？梢詳喽?，每一個10倍的閥似乎在芯片內(nèi)減少了小于0.7nL的樣品而在液滴試驗中減少了小于0.9nL的樣品。因此對于E.Coli而言每閥有0.83nL的損失而對于珠子而言每閥有0.79nL的損失。實施例5研究了虛擬激光閥對DNA質(zhì)粒編碼抗氨芐西林的破壞作用。通過利用相同材料使細胞轉(zhuǎn)染后測量細胞對氨比西林的抵抗力來確定此抵抗力。提供TE緩沖流體中的高濃度樣品DNA，并將樣品與50珠每微升濃度的珠子混合。在本實施例中使用的芯片為2000x2000pM公稱容積的反應(yīng)腔，漂洗方案包括每一個為400uL的兩個漂洗步驟。液滴試驗進行三次，在將Eppendorf管用于分析前，先從Eppendorf去除基片。所使用的所有樣品均稀釋成400uL。數(shù)據(jù)組中包括反面樣品以及校驗樣品。稀釋校驗樣品以產(chǎn)生芯片試驗相同的菌群計數(shù)，假定為310nL的體積(公稱)并正確地漂洗。根據(jù)在上述實施例中所述的一般過程，使在下面表2中示出的數(shù)據(jù)重新歸一化為校驗樣品。校驗樣品的對應(yīng)計數(shù)為轉(zhuǎn)染細胞的336菌群。轉(zhuǎn)染進行一式兩份，并在"校驗"、"NOVLV芯片1"、"VLV液滴1"和"NOVLV液滴2"的情況下進行，一式兩份的轉(zhuǎn)染重復兩次。表2校驗100%反面樣品0.3%NOVLV芯片1304.5%NOVLV芯片27.7%VLV芯片1188.1%VLV芯片212.8%VLV液滴183.3%NOVLV液滴181.3%VLV液滴267.6%NOVLV液滴266.4%VLV液滴344.0%NOVLV液滴351.2%反面樣品與預期值相符合。此外，用400/iL的體積代替lOOpL的體積而進行芯片的漂洗，同時第二次漂洗步驟的數(shù)據(jù)與來自前述數(shù)據(jù)的預期值相符合。通過使芯片成像而估測物理芯片的體積，在由表2所述的尺度中為165%，且芯片的整體計數(shù)如下所述整體參考數(shù)據(jù)312.20%整體VLV數(shù)據(jù)200.89%特別地，從未曝光的芯片中提取的DNA的量為所預期的約兩倍大的因數(shù)。重復轉(zhuǎn)染步驟消除了對轉(zhuǎn)染效率變化的假設(shè)，同時對于校驗樣品和顯性點(dominantpoint)也同樣進行重復步驟。在曝光的和未曝光的芯片間的面值定量(facevalueration)指向了35。/。的DNA損失，但是，曝光的樣品具有與來自芯片幾何體積的預期值相一致的菌群計數(shù)率。液滴試驗的結(jié)果在圖17中示出。其平均結(jié)果表明有3%的損失。實施例6本試驗的組成為制造一個VLV液滴、一個NOVLV液滴和7毫克每微升的人體胰島素原的1微升校驗樣品。將基片上的液滴浸漬在50/xL的緩沖流體中。由于流體與尖頭材料間的親和性明顯高于預期，出現(xiàn)了蛋白質(zhì)與所用尖頭的行為的一些問題。改變液滴的曝光以避免液滴的背面與對位薄膜(parafilm)的可能接觸。最終的eppendorf管用于分析，其中仍含有曝光的基片樣品。在該過程中未使用珠子。使用約的樣品溶液用于HPLC注入，對于每一個eppendorf而言HPLC重復進行三次。分析峰形，沒有發(fā)現(xiàn)三個樣品間存在差異的證據(jù)。似乎沒有出現(xiàn)樣品蛋白質(zhì)的變化或改變。使用四極的MS進行進一步的分析并證實了HPLC的結(jié)論。實施例7通過利用不同激光射擊脈沖寬度而改變照射能量，從而對基片填料的最優(yōu)化進行了研究，其目的是發(fā)現(xiàn)對于不同材料、厚度和吸收性能的基片的穿孔限制。在有效的光采集和聚焦精度(由從基片向外反射的光的分析的焦點的CCD成像)方面裝置基本上得到最優(yōu)化。一旦發(fā)現(xiàn)這些限制條件，即使用相同的激光源但在較低強度下測量各種樣品的光吸收，并利用由LasertechnikBerlin,Germany制造的PEM100高溫計測量透過的能量。其數(shù)據(jù)在下面的表中給出，包括觀察膜穿孔所必需的最小激光持續(xù)時間(在相同條件下)。可以看到，最小激光穿孔條件與基于基片吸收率和激光能量的預期是一致的，在所有試驗中激光點尺寸是相同的。下面的表說明了在吸收性能和穿孔條件間的相互關(guān)系。通過在相同條件下降低激光輻射的脈沖持續(xù)時間，已使在類型和濃度方面的不同材料和不同染料降低輻射強度。一旦發(fā)現(xiàn)了穿孔的最小脈沖時間，即通過將激光強度(精確地降低以避免層的穿孔或染料的損壞)與曾經(jīng)填充染料和未填充染料的理想材料比較，從而進行透射測量。從下面的表中很顯然材料和染料的加載對理想輻射條件下的穿孔限制產(chǎn)生了影響。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage61</column></row><table>盡管用依靠向心力的旋轉(zhuǎn)平臺描述了本發(fā)明的閥裝置，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將可理解，這種閥可用于理想地需采用閥部件的任何微流控裝置上。同樣地，可進一步理解到本發(fā)明的閥裝置能適用于較大尺度的分析裝置，該裝置對于較大閥而言具有增加的全部激光強度，例如利用激光二極管棒。同樣地，本領(lǐng)域技術(shù)人員將可理解，這種閥技術(shù)甚至能夠用于納米技術(shù)范圍內(nèi)的較小尺度的裝置中。實際上，很明顯可將電磁輻射降低至衍射極限點，同時閥可以使受照點的一部分。納米范圍的閥可與所含材料層的分子結(jié)構(gòu)相容。盡管本發(fā)明裝置內(nèi)的材料層使用了具有特定光譜質(zhì)量的染料，但本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，具有所需吸收性能的其它化合物或顆?？捎糜诓东@電磁輻射，以便使材料層穿孔。同樣地，可迸一步理解的是，具有所需吸收性能的膜或?qū)右部捎糜诓东@電磁輻射。一盡管在本發(fā)明裝置中使用電磁輻射以使材料層穿孔，但本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，這種電磁輻射可用于閥調(diào)節(jié)目的的晶體結(jié)構(gòu)升華或熔化。盡管在說明書和實施例中使用的本發(fā)明的閥涉及流體的閥調(diào)節(jié)，但本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，本發(fā)明的閥也可以用于氣體或氣態(tài)流體的閥調(diào)節(jié)。同樣地，可進一步理解的是，許多應(yīng)用、例如燃料電池、航天應(yīng)用中的推力控制、用于燃燒等的混合控制，均可使用本發(fā)明的用閥調(diào)節(jié)流體流量的技術(shù)。盡管已描述了本發(fā)明的一些實施方案，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當理解的是，前面僅利用實施例表示的內(nèi)容僅是示例性的和非限制性的。許多的變化和其他實施方案均處于本領(lǐng)域的普通技術(shù)范圍內(nèi)，并且可以預料到它們是在由所附的權(quán)利要求及其等同物所限定的本發(fā)明的范圍內(nèi)。在本申請中所引用的任何參考文獻的內(nèi)容在此引入作為參考?？梢赃x擇那些文獻中適宜的部件、過程及方法用于本發(fā)明及其實施方案中。權(quán)利要求1.用于流體的體積定量或分離的裝置，包含第一流控部件和第二流控部件，至少所述的流控部件含有流體；和用于在至少一個選定的位置使第一和第二流控部件處于流體連通的流體連通手段，其中當力施加在所述流體上時，通過所述選定位置的選擇，確定殘留于所述第一或第二流控部件中的第一流體量或傳遞至所述第一或第二流控部件的第二流體量。2.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中所述選定的位置包含任意的和限定的位置。3.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中所述流體連通手段應(yīng)用于一個以上位置。4.根據(jù)權(quán)利要求l的裝置，其中利用在所述旋轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)的向心力將所述液體分離成多個部分，由此利用至少一個選定的位置將所述液體分離成其多個組成部分。5.根據(jù)權(quán)利要求l的裝置，其中所述用于流體連通的手段為通過電磁輻射在材料層內(nèi)的至少一個選定位置處的穿孔。6.將向心裝置中的流體從外部徑向位置移動到內(nèi)部徑向位置的方法，包括在第一流控部件中加入緩沖流體；在第二流控部件中加入液體；在流控回路之上的第一流控部件和第二流控部件間實現(xiàn)氣密的流體連通，該流控回路在其一端由所述緩沖流體密封而在另一端由所述液體密封；和旋轉(zhuǎn)所述向心裝置使得所述緩沖流體從所述第一流控部件中排出，其中所述緩沖流體從所述第一流控部件中排出的移動迫使所述液體從外部徑向位置移動到內(nèi)部徑向位置。7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中所述流控回路包含阱。8.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中所述緩沖流體具有大于所述液體的密度。全文摘要本發(fā)明通常涉及以可程控方式控制中等尺度的微流控部件中流體流動的裝置和方法。具體地，本發(fā)明涉及在任意的位置和時間使兩個微流控部件實現(xiàn)流體連通的裝置和方法，所述兩個微流控裝置均受外部限定。本發(fā)明的裝置使用電磁輻射以使具有選定吸收性能的材料層穿孔。材料層的穿孔使得微流控部件間實現(xiàn)流體連通。本發(fā)明的其它方面包括進行流體的體積定量的裝置和方法、在一套輸入毛細管和一套輸出毛細管間可程控地任意連接的裝置、和將在向心裝置中的流體從較大半徑處輸送至較小半徑處的方法。此外，本發(fā)明還涉及確定旋轉(zhuǎn)裝置的參考坐標系中的拾取器的徑向和極線位置的方法。文檔編號F16K17/40GK101158447SQ200710127398公開日2008年4月9日申請日期2003年12月4日優(yōu)先權(quán)日2002年12月4日發(fā)明者巴爾特·范德維維爾,皮耶羅·祖凱利申請人:斯賓克斯公司