[发明专利]用于确定微流体回路的一个或多个工作参数的方法和装置

说明书

技术领域

本发明总体上涉及微流体回路，特别是涉及用于确定微流体回路 的一个或多个工作参数的方法和装置。

背景技术

在微流体系统的制造和使用中已经越来越希望获得化学和生物信 息。微流体系统包括具有大约几纳米至几百微米尺寸特征的装置，这 些装置进行配合以便执行各种所需功能。例如，微流体装置能够适合 于执行材料分析和操作功能，比如化学、生物和/或物理分析。很多微 流体系统所具有的优点是：提高的响应时间、所需试样体积较小和较 低的试剂消耗。当使用或产生危险材料时，以微流体体积进行反应也 可以提高安全性并减少排放量。

在一些情况下，微流体盒与盒阅读器结合使用。盒阅读器例如可 以对于微流体盒提供支持功能。在一些情况下，例如盒阅读器可以提 供电控制信号、光束和/或光检测器、气动控制压力或气流量、电流驱 动信号或电场、信号处理和/或其它的支持功能。

很多微流体盒包括一个或多个储槽、流动槽道、阀、泵和/或其它 结构，它们需要协调工作，以便获得合适的材料分析和/或操作功能， 例如化学、生物和/或物理分析。在一些情况下开发了专用的定时协 议，以便帮助保证微流体盒的各种操作以合适顺序和/或在合适时间进 行。开发这样的定时协议可能是困难和费时的过程。

此外，很多微流体盒由塑料层叠材料或模制部件来制造，以有助 于减小微流体盒的尺寸、成本和复杂性。不过，尽管这样的制造技术 可以提供便宜的部件，但是它们通常尺寸精度差和可重复性差，并有 不对称的尺寸和较大公差的截面。这些工艺变化可能使得盒与盒之间 产生的流体流量、部件性能等发生变化，这可能降低了预先对于特定 等级的微流体盒而开发的任何定时协议的作用。

发明内容

本发明涉及一种用于确定微流体回路的一个或多个工作参数的方 法和装置。该一个或多个工作参数例如可以涉及用于微流体盒的定时 协议。

在一些示例实施例中，根据微流体盒的合适微流体处理来计算不 同流动槽道的流速和/或其它合适参数。例如，在一些情况下，可能希 望提供鞘流体作为环绕另一流体或试样流动的鞘，以便形成芯流。在 这种情况下，鞘流体的流速可以大于芯流体或试样的流速。因此，各 流动槽道的初始合适流速可以选择为获得合适的微流体功能。

为了帮助确定微流体回路的一个或多个工作参数，在一个示例实 施例中，可以利用上述初始流速来测量各个流动槽道的一个或多个润 湿时间，且这些润湿时间可以与预期值进行比较。各槽道的流速和/或 其它合适参数可以进行调节，然后可以再次测量一个或多个润湿时间 并与预期值进行比较。这可以继续进行，直到调节后的流速产生的润 湿时间与预期值一致。

在一些情况下，一个流动槽道的流体流能够影响另一流动槽道的 流体流，特别是当流动槽道相互流体地连通，例如在交叉区域处。因 此，可以同时测量两个或多个流体槽道的润湿时间，并与预期值比较。 根据该结果，可以调节两个或更多槽道的流速，且这可以继续进行， 直到测量的润湿时间与预期值一致。需要时也可以监测和校正气泡、 回流、停止流动和/或其它流动异常的存在。

在一些情况下，可以利用可调节流速来开发定时协议。例如，各 流体的开始时间可以根据在微流体盒中的选定流动槽道部分的润湿时 间和长度来计算。为了执行某些分析，可能希望使得第一流体恰好在 第二流体之前到达流体交叉区域。这时，根据流体槽道至流体交叉区 域的长度以及上述润湿时间，可以计算第一和第二流体的开始时间。 用于定时协议的流速可以是上述调节流速。

也可选择，或者另外，可以考虑调节开始时间，以便获得合适的 微流体功能。也就是，开始时间(代替或附加流速)可以进行调节， 以便微流体盒获得合适的工作功能。例如，开始时间可以调节成使得 各流体在合适时间和/或以合适顺序到达微流体盒中的特定位置，例如 交叉区域。在一个示例实施例中，对于各流体流可以选择流体流速， 并可以利用这些流体流速来测量相应润湿时间。根据测量的润湿时 间，初始开始时间可以进行调节，从而使各流体在合适时间和/或以合 适顺序到达微流体盒中的特定位置。