[发明专利]具有零死体积的混合器和混合方法

说明书

本发明涉及一种微流体系统，其包括：闭合的可膨胀的体积；柔性膜；表面，其包括至少一个通道以用于将该表面的第一侧流体地耦接到位于该表面第二侧上的该闭合的可膨胀体积。可膨胀体积由柔性膜限定，当在可膨胀体积中不存在流体时，该柔性膜闭合所述第二通道开口，其中部分所述通道包括定向阀，该定向阀被设计成在流体流入到该闭合的可膨胀体积内时打开且在流体在相反方向中流动时关闭，以允许通过迫使流体沿着不同于流体进入该闭合的可膨胀体积所经过路径的路径流出该闭合的可膨胀体积而促进混合。本发明还涉及使用这种微流体系统的方法。

相关申请

本申请是于2010年4月16日提交的申请号为201080017772.6、发明名称为“具有零死体积的混合器和混合方法”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种微流体系统，包括：

用于混合流体的闭合的可膨胀体积；

柔性膜，其允许在闭合的可膨胀体积中进行混合。

本发明还涉及包括这种微流体系统的设备。

本发明还涉及使用这种微流体系统的方法。

背景技术

从US2005/0019898A1中获知上文所提及的微流体系统的一种实施例。本文献描述了一种包括腔室的流体混合设备，该腔室包含两个膜片区。膜片区通过两个混合囊袋的充胀和收缩而移进和移出腔室，从而在腔室内生成流体移动。混合是通过操作混合囊袋和膜片区而获得的流体移动所导致的。该已知设备的缺陷在于，可改进混合且混合囊袋和用于充胀和收缩混合囊袋的相关联的装置占据体积。除了利用另一流体(空气)来驱替（这需要另一流体源和额外的密封措施）之外，不能从混合腔室移除流体。

US 2007/0053796 A1中公开了一种具有可变体积储集器的盒。该盒包括：被配制成混合不同溶液以产生成品溶液的混合部件；以及一个或多个通道，该通道提供混合部件与位于该盒中的一个或多个腔室之间的液体连通。该混合部件可包括多个彼此液体连接的可变体积储集器。一个或多个可变体积储集器可至少部分地由位于混合通道中的开口上的柔性构件来限定。

WO 02/41994 A2中公开了一种含量测定设备，其用于执行流体相化学含量测定。所述含量测定设备包括用于支承测试基底的装置、用于接收流体样品的样品腔室和至少一个流体控制设备，该至少一个流体控制设备用于控制流体进入到样品腔室内和/或从样品腔室流出的移动。其中该流体控制设备包括与样品腔室流体连通的流体输出腔室和可移位的柔性膜，该柔性膜的位移改变了输出腔室的体积以允许和/或限制输出部与样品腔室之间的流体流动。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有改进的混合特征的微流体系统。根据本发明，这个目的利用根据权利要求1所述的微流体系统来实现。

本发明是基于以下认识：具有一种通道，通过该通道，一种或多种流体可进入闭合的可膨胀体积（由柔性膜闭合），当待混合的流体通过通道运输到可膨胀体积内时，在可膨胀体积内在膜附近形成混沌流型（chaotic flow pattern）。混沌流型导致进入可膨胀体积的流体的有效混合。本发明能均匀化进入闭合的可膨胀体积的单种流体或者混合的两种或两种以上的不同流体。对于本发明而言，均匀化和混合被认为是由术语混合所表示的单个概念。在一优选实施例中，在可膨胀体积填充流体时，由于膜膨胀所致的柔性膜中出现的张力倾向于朝向通道（流体通过该通道进入该可膨胀体积）将流体推回。对于将流体推回的这种倾向而言，无需外部致动。但是，可利用柔性膜或不利用柔性膜来施加外部致动。可根据特定混合品质的需要经常重复可膨胀体积的填充和排空，填充程度可根据需要改变（视应用而定）以使得相同的设计可用于不同的体积。