[发明专利]微流体盒装置和使用方法以及组件

说明书

用以控制流体流过盒以用于流体样本化验的方法和系统，该化验用于检测目标分析物。在一个方面，该盒包括具有微流体通道网络的微流体装置、一个或多个储器和一个或多个可致动阀，所述可致动阀用于控制流体从储器流过微流体通道。在某些实施例中，该阀包括可变形膜片，该膜片能够在关闭构造和打开构造之间移动，在关闭构造中，该膜片密封微流体装置从而阻止流体流动，在打开构造中，该膜片移动远离该微流体装置以允许流体流过微流体通道。其它阀实施例使用易碎膜片或用户可移除膜片。

相关文件的交叉引用

本申请要求与2013年9月30日提交的美国临时专利申请第61/884,432号的优先权，其全部内容通过参见的方式纳入本文。

本申请涉及于2013年9月12日提交的PCT申请US2013/059517以及于2014年8月27日提交的美国非临时申请第14/470,860号，它们的全部内容都通过参见的方式纳入本文。

背景技术

微流体装置需要液体试剂源进行工作。典型地，对于乳状液基的系统，这些试剂储存在瓶中或管中，然后，由用户利用管道或连接器将所述瓶或管连接到该装置。此需要对管道和连接器进行复杂的操作，从而会由于泄漏或操作者失误造成可能的浪费。试剂泄漏和操作污染是系统操作中的相当大的变异源。

正由于它们的特性，微流体装置对几何上限制为小量度的流体的行为、精确控制和操作进行处理。为了驱动流体穿过各装置中的微量度特征部，必须提供动力以移动工作流体。各装置可以具有微泵或小量度外压源的特征，某些装置甚至利用毛细作用力或动电(electrokinetic)机构。产生流体运动的一种方法是使用伺服驱动注射泵。这些泵具有高流体容量，并且通常需要复杂的流体预备工作。该过程可能导致较长的校正时间和不稳定的流体瞬变现象。

如果使用微量度通道，则能够生产对体积数量级为皮升、速度超过每秒100000次的微滴的制造、处理、操作、会聚和检测具有优异控制能力的装置。待用于微流体装置的流体源通常定位成独立于该装置，诸如位于注射器中，在此处，流体随后通过管道被引入该微流体装置或者通过另一源引入另一装置。如果微流体装置具有多个流体输入和输出，所述流体输入和输出连接到具有多个用于管道输送的端口的任意注射器，则该装置的复杂度与制造、组装和运作的成本一起增加。

发明内容

在一个方面，提供一种用于微流体系统的盒，其中，试剂储存并包含在该盒中，位于密封储器中，以直到操作需要才流到微流体装置中。此允许长期储存包含有试剂的盒，同时保护试剂和微流体装置免于污染和降解。在操作中，通过将微流体装置保持到它的试剂源和废物储器附近，该盒减少了所需的试剂量。在一个方面，提供一种用于控制微流体盒装置的微流体通道中的流动的机构。该机构可以是直接一体形成到该盒的微流体装置上的阀。本文所述的装置的优势包括位于微流体系统中的阀，该阀具有简单的结构几何形状，允许阀特征和部件的生产具有好的成本效益。另一优势是非常小的体积，其相比于任何非一体的、脱离装置的阀，适于更小体积的流体用在微流体装置中的情形。

在某些实施例中，提供一种系统，该系统用于通过使用具有可变形膜片的阀而控制和调节在微流体装置中的相关联压力和流动。该可变形膜片的方法用于通过使用液体静压力驱动微流体装置中的流体流。通过使用用以驱动流体输送的可变形膜片来密封试剂团并且驱动试剂团，所要求保护的这种方法是具有新颖性的。

在某些实施例中，本发明涉及一种微流体装置的盒，该盒具有用户填充端口，用户填充端口用于按需要填充储器或者该装置的微流体通道。在一个方面，本发明的方法涉及用流体通过一个或者某种情形下两个或更多个填充端口而填充微流体装置的指定容积，包括设计者所需要的所有连接的通道和储器组件。在一个方面，所述方法在引入流体后，基本不在容积中留下残余空气，这是有利的，例如在以下情形中：所储存的试剂对存在的空气敏感，或者试剂是在存在空气时当经受典型的运输应力时会损坏的乳状液，或者在诊断终端使用系统中用于流体的分配方法要求在微流体装置中没有空气。