[发明专利]利用流孔封闭膜的薄膜阀装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于控制流体的流动或流量的利用流孔封闭膜的流孔的开闭控制装置，更具体涉及一种通过热源发生装置熔化流孔封闭膜而对流孔及流路进行开闭的薄膜阀装置。

背景技术

目前为止，大部分用于探测流体内少量的分析物的临床诊断分析装置设计有多重样本准备装置及自动化试剂添加装置，并且以并联或串联的方式设计有用于分析无数试样的装置，从而改善了效率性及经济效益。这种自动化试剂准备装置及自动化分析器往往集成于单一薄膜装置。这种形态的薄膜型临床试验分析器能够在一个小时内以自动或半自动的方式使用少量的样本和试剂正确完成数百种分析。但是，这种薄膜型分析器必须具备将上述样本或试剂(酶及缓冲溶液)自动提供到薄膜型分析器上的所希望的位置上的阀，但由于其设计复杂，具有很难实现薄膜化的问题。因此，为克服这种问题，迫切需要一种适于薄膜型分析器的薄膜阀。

一般情况下，作为薄膜基底使用的CD和DVD是从12cm的聚碳酸酯基板、反射金属层及保护漆涂层形成标准光盘。DVD、CD及CD-ROM的格式是以ISO9660工业标准描述的。聚碳酸酯基板是具有光学质量的透明的聚碳酸酯。DVD及CD的数据层是聚碳酸酯基板的一部分，数据在注射成型工艺过程中通过压模(stamper)被刻成一连串的凹入(pit)形态。这种聚碳酸酯基板可变形改造成诊断及探测如能量盘之类的流体内少量的物质的薄膜形态的分析装置，在这种情况下，注射成型工艺过程中光盘表面有可能形成流体能够流动的流路(channel)及能够储存缓冲(buffer)溶液的腔室(chamber)，而不是形成凹入形态。最终将叠层了多张光盘的多层盘(multi-laycreddisc)一体地结合，从而能够制造能量盘。

这种能量盘需具备能够有效地控制形成于能量盘内的流路的流体的流动及流量的薄膜阀。

下面，具备薄膜阀与生物芯片集成为一体的光盘或执行生物或化学工序的光盘，以及控制和驱动所述光盘的控制部的装置叫作‘薄膜阀装置’，其中生物芯片是指用于变形改造所述普通的CD-ROM、DVD等的光盘以诊断及探测流体内少量的物质的、如芯片实验室(Lab-on-a-chip)、蛋白质芯片及DNA芯片等的芯片，其中执行生物及化学工序的光盘是用于集成薄膜阀以诊断及探测流体内少量的物质的光盘。

欧洲专利‘Discforcentrifuge’(GB1075800，publicationdate1967年7月12日)公开了一种利用离心式将通过注入到光盘上的注入口的流体试料向光盘表面进行移动的装置。而且，欧洲专利‘SeparatingDisksforcentrifuge’(3335946，April12，1965)公开了一种利用离心力将注入到光盘上的注入口的流体试料在流路和腔室进行移动来分离试料的装置。但是，这些发明没有克服阀的薄膜化问题，因此无法精密控制流量。

而且，利用电磁的阀是通过受磁场的力而运动的缸体或柱塞对流路进行开闭。为确保使这种缸体或柱塞运动的磁力强度，需具备适当大小的铁素体磁心磁芯(ferritecore)及卷取该铁素体磁心的线圈，而且为了使所述缸体和柱塞运动，在打开和关闭(onandoff)阀时需消耗很大的电力。因此，这种利用电磁的阀由于电磁本身的大小，不仅不可能构成薄膜型阀，由于耗电大导致热产生，从而产生很多问题，因此不适合用作薄膜型阀。

这种利用电磁的阀在美国专利‘ElectromagnetBallvalves’(3628767)和论文‘anoptimizedelectromagneticallyactivatedmicroballvalve，ProceedingsSensor.Vo1.2，405-408，1999)’当中已经详细例示过了。

而且，在利用毛细管突破阀(capillaryburstvalve)的美国专利‘Integratedmicrofluidicdisc’(6812457)中已经例示过了，其中当流体遇到从宽度小的流路变成宽度大的流路的边界或从亲水性表面变化到疏水性表面的边界的情况下，capillaryburstvalve在光盘的旋转速度达到特定临界旋转速度之前，即使产生离心力，流体也不会流出而保持原样，一旦超过临界旋转速度，流体就会全部流出。