[发明专利]制造微流体阀和系统的方法

说明书

所公开的微流体阀可以包括其中具有至少一个空腔的阀体、将空腔分成输入闸门端部和输出闸门端部的闸门传动元件、被配置为将驱动流体输送到输入闸门端部中的闸门端口以及流体通道。闸门传动元件可以包括柔性膜和耦合到柔性膜的柱塞。闸门传动元件可被配置为在空腔内移动，以在输入闸门端部加压时抑制目标流体从流体通道的入口端口流向流体通道的出口端口，并且在输入闸门端部减压时允许目标流体从入口端口流向出口端口。还公开了各种其他相关系统和方法。

相关申请的交叉引用

本申请要求2019年2月19日提交的第16/279,152号美国申请的优先权，出于所有目的，该美国申请的内容通过引用以其整体并入本文。

背景

本发明涉及微流体设备。更具体地，本发明涉及一种制造微流体阀的方法。

微流体系统是涉及流体流动的小型机械系统。微流体系统可用于许多不同的领域，例如生物医学、化学、遗传学、生物化学、制药、触觉学(haptics)和其他领域。微流体阀是微流体系统的基本部件，并且可以用于停止、启动或以其他方式控制微流体系统中的流体流动。例如，可以利用压电材料或弹簧加载机构(spring-loaded mechanism)经由流体压力来致动传统的微流体阀。

以微流体系统的尺度(scale)制造可重复使用且可靠的阀可能具有挑战性。例如，以可以对阀进行可靠的密封(例如，在阀座处、在阀的部件之间等)的方式来形成如此小尺度的阀可能是困难的。此外，像微流体阀这样的小型机构中的活动件可能很脆弱，并且难以在不造成损坏的情况下进行控制。

因此，本公开认识到了对改进的微流体阀和系统、控制微流体系统中的流体流动的方法以及制造微流体阀和系统的方法的需求并提供了解决方案。

概述

根据本发明，提供了一种制造微流体阀的方法，该方法包括：在微流体阀体内形成空腔；将闸门传动元件定位在空腔内，其中闸门传动元件将空腔分成输入闸门端部(gateterminal)和输出闸门端部；以及形成流体通道，该流体通道包括位于微流体阀体内的入口端口、至少部分地位于输出闸门端部内的限制区域以及出口端口，其中闸门传动元件被定位和配置为在输入闸门端部加压和减压时来回移动，以在输入闸门端部加压时限制该限制区域，从而抑制目标流体(subject fluid)从入口端口流向出口端口，并且在输入闸门端部减压时允许或增加目标流体从入口端口流向出口端口。

可选地，闸门传动元件可以包括耦合到柱塞(plunger)的柔性膜，该柱塞可以在打开位置和关闭位置之间可移动，以控制目标流体通过流体通道的流动。

可选地，本公开包括微流体阀。微流体阀可以包括其中具有至少一个空腔的阀体和设置在空腔内并将空腔分成输入闸门端部和输出闸门端部的闸门传动元件。闸门传动元件可以包括柔性膜和耦合到柔性膜的柱塞。闸门端口可以被配置为将驱动流体(drivefluid)引导到输入闸门端部内，以对输入闸门端部加压。流体通道可以包括入口端口、限制区域和出口端口。流体通道可以被配置为将目标流体从入口端口输送通过限制区域，并且到达出口端口。闸门传动元件可以被配置为在空腔内移动以在输入闸门端部加压时限制该限制区域，从而抑制目标流体从入口端口流向出口端口，并且在输入闸门端部减压时使限制区域膨胀以允许或增加目标流体从入口端口流向出口端口。