[发明专利]微流通道,其实施方法,和包括微流通道的微流系统

说明书

技术领域

本发明涉及具有变化位高层的微流通道，该微流通道把位于包括微流系统的底板的第一位高层中的通道连接至所述底板的第二位高层，且所述微流通道包括通道柱和通道桥。另外，本发明是涉及实施具有变化位高层的所述微流通道的方法。而且，我们的发明是涉及具有所述变化位高层的微流通道的微流系统，所述微流系统包括：底板；试剂容器；形成在所述底板中的样品入口和空气出口；形成在所述底板的第一位高层上的连接通道网络；在所述底板的第一位高层的表面上，把第一位高层连接至第二位高层的具有变化位高层的通道，所述通道位于所述底板的内部；和盖板，所述盖板把底板密封在其表面上，所述表面与底板的第一位高层相邻，在所述底板的第一位高层上，多个元件形成在底板中，它们的位置和它们的相互连接可在任何时候根据具体目的来实现。

背景技术

微流装置应用在生物技术、化学分析和高科技临床化学领域。事实上，微流系统是实施某种分析方法或分析程序的常规分析实验室设备的小型化，其适于以确定的顺序把某些试剂和/或缓冲剂(buffers)分配至小型反应空间中，并能够读出所进行的化验的结果。微流系统最常应用在病人身边快速生物医学化验中，或者，在某些复杂情况下，应用在所谓的微全分析系统中。总的来说，微流系统是建立在作为其底板的某种类型的塑料、玻璃或硅基板上的管和空腔部分的系统。如果该管和空腔部分的系统可以只建立在底板的某一个层中，则将要建立的系统的复杂性是有限的。例如，为了建立一个更为复杂的管和空腔部分的系统，或者，为了建立用于确保某些管段可以独立关闭和打开的阀，在某些管道之间变化位高层是必需的，即，必需在底板的内部形成通道桥接，也就是，需要具有变化位高层的通道。形成这样的结构提出了严重的技术问题，该技术问题通常是通过形成相互堆叠的结构，所谓的夹层结构来解决的。例如，在专利申请US 2005130292的说明书中就介绍了这样的解决方案。而且，有一些解决方案中，夹层结构与光刻技术相结合。典型地，这样的解决方案要求复杂的设备，因此，它们及其实施是复杂且昂贵的。还有，夹层结构还意味着这样的风险，在不同层的连接处，管道壁不光滑和圆润，且从流体力学的角度来看，这个事实可导致湍流和死容积(dead volumes)的产生，使得化验和测量不准确。

发明内容

我们的发明的目的是，提供具有变化位高层的微流通道和微流系统，借助于此，现有技术的缺点得以消除，而无需专门的制造设备，且具有变化位高层的管道能够比已知方案更简便且便宜地建立，即，其适于以经济有效的方式进行临床快速化验，而同时可确保在具有变化位高层的桥接通道中的流动大体上没有湍流和死容积，这一特点改善了化验的准确性。

根据本发明，我们可通过从单片基质底板出发来形成管道来实现所确定的目标，取代使用由多个层相互堆叠制成的夹层结构。这可按以下方式解决：形成具有变化位高层的通道的柱形部分，其形成方式是例如通过钻孔在底板中制成具有无棱缘的横截面的空腔部分，同时，构成连接至通道柱的桥状部分的通道部分通过在通道柱处立体地挖空底板至所必需的程度来制成，其挖空方式是既切削通道柱，且把可去除材料制成的具有端部倒圆的模型化的成型件作为桥接体安装到通道柱上，然后，使用填充材料围绕模型化的成型件填充底板的挖空部分，之后填充材料被硬化，然后，使用化学的或物理的方法去除模型化的成型件。还很容易为由这种方式形成的通道桥设置阀功能。

因此，本发明也如所附权利要求书所描述的那样是涉及具有变化位高层的微流通道，该微流通道把位于包括微流系统的底板的第一位高层中的通道连接至所述底板的第二位高层，且包括通道柱和通道桥，其中，具有无棱缘横截面的纵向空腔部分——优选地为圆柱形钻孔——作为通道柱，在一端被连接至要被连接的通道的端部，且所述通道形成在所述底板的第一位高层中，而所述纵向空腔部分的轴线有利地在垂直方向上从所述底板的表平面朝向第二位高层延伸，而且，所述的通道桥——其在所述底板的第二位高层上形成且具有与通道柱匹配的横截面——被之后所填充的填充材料所围绕，且一倒圆形成在所述通道桥的连接端部和延伸至第二位高层的所述通道柱的端部的连接处。

优选地，所述第一位高层建立在被盖板密封的所述底板的表平面上。

优选地，所述第一位高层和第二位高层是彼此平行的。

在包围通道桥的填充材料是弹性的情况下，且如果在包围通道桥的弹性材料的周围或至少在通道桥旁边的两侧具有材料空出的空腔空间，那么，就可能在通道桥处形成能够打开或关闭通道的阀结构。