專利名稱：固體試劑溶解器件以及使用其溶解固體試劑的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及在分子診斷設備中使用的微器件(micro-device),更具體而言涉及固體試劑溶解器件以及通過使用該固體試劑溶解器件來溶解固體試劑的方法。
背景技術(shù)：
由于對于安全和使用者便利性以及快速即時檢驗(POCT)的需要，診斷設備已經(jīng)越來越小型化和自動化。液體試劑難以保存,其穩(wěn)定性相對低。另一方面，固體試劑或凍干的試劑的穩(wěn)定性相對較高，因而固體試劑或凍干的試劑具有相對長的保存期限。此外，固體試劑或凍干的試劑的體積可以減小，因而用于保存固體試劑或凍干的試劑的儲存容器的尺寸相對較小。因而，在小型化和自動化的診斷設備中，主要使用固體試劑或凍干的試劑。在診斷設備中，固體試劑或凍干的試劑必須溶解成液體以與任何其它試劑反應并檢測信號。已經(jīng)進行了在微器件中混合不同種類的溶液的方法的許多研究。然而，在微器件中溶解固體試劑的方法的研究極少。

發(fā)明內(nèi)容
提供能夠減少固體試劑的溶解時間并改善其再現(xiàn)性的固體試劑溶解器件。提供通過使用固體試劑溶解器件來溶解固體試劑的方法。額外的方面將在以下的描述中部分地闡述，且部分將通過該描述變得明顯或者可以通過對所給出的實施方式的實踐而習知。根據(jù)本發(fā)明的一方面，一種固體試劑溶解器件包括:柔性層；上板，設置在柔性層上；以及下板，設置在柔性層下面。其中上板包括:多個微通道；與多個微通道連接的溶解室；以及突起，用于限制流經(jīng)多個微通道的其中之一的流體的流動，下板包括分別與突起和溶解室對應的多個穿透孔，溶解室、多個微通道、以及多個穿透孔的每一個的一側(cè)覆蓋以所述柔性層。上板中的與溶解室對應的部分可以包括蓋，蓋中放置固體試劑。 上板中的與溶解室對應的部分可以平行于柔性層。多個穿透孔的每一個的兩側(cè)的直徑可以彼此相等或不同。與突起對應的穿透孔可以包括用于打開和關(guān)閉突起與柔性層之間的路徑的閥室。至少一個穿透孔可以對應于溶解室，該至少一個穿透孔可以包括氣壓室(pneumatic chamber),該氣壓室產(chǎn)生柔性層中的與溶解室對應的部分的振動。柔性層的表面、多個微通道的表面、以及溶解室的內(nèi)側(cè)關(guān)于經(jīng)過多個微通道中的其中之一輸入的流體的物理特性可以彼此相同或不同。蓋可以可與上板分離，蓋的內(nèi)側(cè)可以包括其中放置固體試劑的至少一個曲面部分。
蓋可以包括彼此間隔開的第一蓋和第二蓋，第一蓋和第二蓋的內(nèi)側(cè)可以包括在其中放置不同的固體試劑的各自的曲面部分。各自的曲面部分可以向上或向下凸起。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種溶解固體試劑的方法包括:在溶解室中設置固體試劑；將用于溶解固體試劑的溶液供應到溶解室；以及振動用于溶解的溶液。固體試劑可以是通過干燥液體試劑而凝固的試劑。該固體試劑可以是凍干的試劑。設置固體試劑可以包括:在固體試劑被設置在溶解室中的位置處定位之前制備的固體試劑。定位固體試劑可以通過以下執(zhí)行:經(jīng)連接到溶解室的微通道注入固體試劑。此夕卜，定位固體試劑可以通過以下執(zhí)行:分離溶解室的一部分，將固體試劑引入被分離的部分中，然后再次將已經(jīng)引入固體試劑于其中的被分離的部分與溶解室的剩余部分結(jié)合。因而，溶解室的一部分可以是可分離的。此外，溶解室的可分離的部分以及溶解室的剩余部分可以通過使用結(jié)合措施例如機械結(jié)合裝置或粘合劑而結(jié)合。設置固體試劑可 以包括:在固體試劑被設置在溶解室中的位置處設置液體試劑；以及凍干液體試劑。設置液體試劑可以包括將液體試劑引入溶解室。弓I入液體試劑包括經(jīng)連接到溶解室的微通道引入液體試劑。另外，引入液體試劑可以通過以下執(zhí)行:分離溶解室的一部分；將液體試劑引入被分離的部分中；然后再次將已經(jīng)引入液體試劑的被分離的部分與溶解室的剩余部分結(jié)合。凍干液體試劑可以在已經(jīng)將液體試劑弓I入溶解室的狀態(tài)下執(zhí)行或者可以通過以下執(zhí)行:分離溶解室的一部分，將液體試劑引入被分離的部分以及凍干引入到被分離的部分中的液體試劑。在被分離的部分中凍干的試劑可以通過將被分離的部分與溶解室的剩余部分再次結(jié)合而最終被定位在溶解室中。該凍干可以通過使用已知的方法或裝置執(zhí)行。如上所述，溶解固體試劑的方法包括將溶解固體試劑的溶液供應到溶解室。用于溶解的溶液可以具有用于溶解固體試劑的特性。用于溶解的溶液可以包括水、鹽溶液和/或緩沖劑?？梢愿鶕?jù)被選擇的試劑而適當?shù)剡x擇該緩沖劑。該緩沖劑可以是磷酸鹽緩沖液(PBS)或三(羥甲基)氨基甲烷(Tris)緩沖劑。供應該溶液可以包括使該溶液流經(jīng)連接到溶解室的微通道。振動用于溶解的溶液可以包括振動覆蓋溶解室的柔性層。柔性層可以以在大約0.0OlHz到大約100k Hz的范圍內(nèi)的頻率振動。與柔性層不振動時相比，振動柔性層可以包括重復進行升高或降低柔性層下的壓力的工藝。振動用于溶解的溶液可以包括振動固體試劑以及用于溶解的溶液。溶解固體試劑的方法還可以包括:在振動該溶液之前，阻擋連接到溶解室的微通道的至少一部分。阻擋微通道的至少一部分可以包括對柔性層的覆蓋被阻擋的微通道的一部分加壓。該溶液可以包括與固體試劑反應的目標材料，該目標材料可以是目標DNA。例如，固體試劑可以是凍干的PCR試劑，該溶液可以溶解凍干的聚合酶鏈反應(PCR)試劑，以及可以包括可以與PCR試劑反應的模板DNA。該目標材料可以包括目標RNA、蛋白質(zhì)或細胞碎片。PCR試劑可以包括聚合酶、引物/探針、dNTP和緩沖劑。固體試劑可以是凍干的核酸雜交試齊U、連接酶反應試劑、限制酶反應試劑、體外轉(zhuǎn)錄反應試劑或體外翻譯反應試劑。溶解室可以包括珠粒(bead)，該珠粒與溶液一起振動并且用于溶解固體試劑。珠?？梢允悄軌虬ㄓ谌芙馐?8中的微珠粒。微珠?？删哂性诖蠹sIOnm到大約1000 μ m范圍內(nèi)的直徑。溶解室的一部分可以是蓋，所述蓋可與溶解室分離，所述蓋的內(nèi)側(cè)可以包括其中放置液體試劑的至少一個曲面部分。用于振動用于溶解的溶液的至少一個氣壓室可以對應于溶解室。蓋可以包括彼此間隔開的第一蓋和第二蓋，第一蓋和第二蓋的內(nèi)側(cè)可以包含在其中放置不同的液體試劑的各自的曲面部分。在固體試劑溶解器件中，固體試劑通過振動位于溶解室與氣壓室之間的邊界中的柔性中間層而溶解。通過使用這樣的動力學方法溶解固體試劑，固體試劑的溶解時間可以減少，固體試劑可以被更完全地溶解，由此改善其再現(xiàn)性。此外，溶解時間可以通過在溶解工藝中使用珠粒而進一步減少，并且再現(xiàn)性可以進一步改善。因而，通過將固體試劑溶解器件應用于各種分子診斷設置(其中溶解固體試劑或凍干的試劑的工藝是必須的)，例如，聚合酶鏈反應(PCR)設備或外部診斷設備，診斷時間可以減少，并且診斷可靠性可以提高。


從結(jié)合附圖對實施方式的以下描述中，這些和/或其它方面將變得明顯且更易于理解，在附圖中:圖1是根據(jù)本 發(fā)明一實施方式的固體試劑溶解器件的截面圖；圖2是圖1的上板的底側(cè)的平面圖；圖3是沿圖2的線3-3’截取的側(cè)視圖；圖4是截面圖，示出多個腔室形成在圖1的溶解室下面的情形；圖5是根據(jù)本發(fā)明另一實施方式的固體試劑溶解器件的截面圖；圖6是截面圖，示出第二蓋代替圖5的第一蓋設置的情形；圖7是示出一情形的平面圖，在該情形中兩個蓋設置在根據(jù)本發(fā)明另一實施方式的固體試劑溶解器件中的溶解室的上板中；圖8是沿圖7的線8-8’截取的截面圖；圖9是截面圖，示出代替圖8的第二室形成多個氣壓室的情形；圖10是示出圖8的第三蓋和第四蓋由不同類型的蓋替代的情形的截面圖；圖11是示出圖9的第三蓋和第四蓋由不同類型的蓋替代的情形的截面圖；圖12是根據(jù)本發(fā)明另一實施方式的固體試劑溶解器件的截面圖；圖13是示出多個氣壓室形成在圖12的固體試劑溶解器件中的情形的截面圖；圖14、15、16、17、18是截面圖，分階段地示出根據(jù)本發(fā)明一實施方式的溶解固體試劑的方法；以及圖19、20、21是截面圖，分階段地示出根據(jù)本發(fā)明另一實施方式的溶解固體試劑的方法。
具體實施例方式現(xiàn)在將詳細參考實施方式,其實例在附圖中示出，其中相同的參考標記始終表示相同的元件。在這點上，當前實施方式可具有不同的形式并且不應被理解為限于在此闡述的描述。因此，以下僅通過參考附圖描述實施方式來說明當前描述的各方面。圖1是根據(jù)本發(fā)明一實施方式的固體試劑溶解器件(以下，稱為溶解器件)的截面圖。參考圖1，具有三層結(jié)構(gòu)的溶解器件包括下板L1、上板Ul、以及設置在下板LI和上板Ul之間的柔性中間層Ml。下板LI的材料可以是硅、玻璃或塑料。下板LI包括多個腔室，例如第一至第三腔室30、34和38。第一至第三腔室30、34和38可以是穿透孔，該穿透孔的上側(cè)和下側(cè)開口并且第一至第三腔室30、34和38中的上開口由柔性中間層Ml覆蓋。第一至第三腔室30、34和38的下開口 32、36和40是氣壓的入口和出口。在第一至第三腔室30、34和38中，上開口的直徑可以大于或小于或等于下開口 32、36和40的直徑。第二腔室34的內(nèi)部空間可以大于或小于第一腔室30和第三腔室38的內(nèi)部空間。此外，第一至第三腔室30、34和38的內(nèi)部空間可以彼此相等。第一腔室30和第三腔室38的內(nèi)部空間可以彼此相等或不同。如果氣壓被施加到第一腔室30，則中間層Ml被壓并接觸上板Ul的第一突起42，因而中間層M l和第一突起42之間的通道關(guān)閉。如果氣壓被施加到第三腔室38，則中間層Ml被壓并接觸上板Ul的第二突起44，因而中間層Ml和第二突起44之間的通道關(guān)閉。如果去除或減小施加到第一腔室30和第三腔室38的氣壓，則中間層Ml與第一突起42之間的關(guān)閉的通道以及中間層Ml與第二突起44之間關(guān)閉的通道打開。以此方式，因為中間層Ml和第一突起42之間的通道以及中間層Ml和第二突起44之間的通道關(guān)閉或打開，第一腔室30和第三腔室38可以是氣壓閥室。第二腔室34是氣壓室，在其中周期性地且重復地執(zhí)行使用空氣的增壓和減壓。如果氣壓經(jīng)過第二腔室34的下開口 36被施加到第二腔室34，其中該下開口 36是入口，則中間層Ml變成向上凸起。相反地，如果第二腔室34減壓，則中間層Ml變成凹入的。因而，如果第二腔室34周期性地加壓和減壓，則中間層Ml上下振動。中間層Ml的接觸流體的接觸側(cè)可根據(jù)流體種類而具有流暢的流體流動特性。例如，中間層Ml的接觸流體的接觸側(cè)可具有親水性、疏水性或其它物理屬性。中間層Ml可以是聚合物層，其厚度可以從大約Iyn^lJ大約ΙΟΟΟμηι。聚合物層可以是例如聚二甲基娃氧燒(PDMS)層。固體試劑46可以位于第二腔室34上方的中間層Ml上。固體試劑46可以位于第二腔室34的下開口 36上方，該下開口 36是入口。固體試劑46可以是通過干燥液體試劑而凝固的試劑。例如，固體試劑46可以是凍干的試劑。上板Ul的外側(cè)(上側(cè))可以是平面并可以平行于中間層Ml。上板Ul包括第一微通道Cl和第二微通道C2、第一突起42和第二突起44以及溶解室48。上板Ul的限定溶解室48的部分平行于中間層Ml。第一突起42和第二突起44彼此間隔開。溶解室48位于第一突起42和第二突起44之間。第一突起42鄰近第一微通道Cl設置。第二突起44鄰近第二微通道C2設置。第一突起42和第二突起44朝向中間層Ml突出。第一突起42位于下板LI的第一腔室30上方。第二突起44位于下板LI的第三腔室38上方。第一突起42和第二突起44的長度彼此相等或不同。第一突起42的長度比第一微通道Cl的深度dl短。第二微通道C2的深度d2可以等于第一微通道Cl的深度dl。第一微通道Cl的深度dl和第二微通道C2的深度d2可以彼此不同。以此方式，由于第一微通道Cl的深度dl和第一突起42的長度之間的差異，所以在第一突起42和中間層Ml之間存在間隙，由于第二微通道C2的深度d2和第二突起44的長度之間的差異，所以在第二突起44和中間層Ml之間存在間隙。這些間隙在氣壓被施加到第一腔室30和第三腔室38時消失，因此經(jīng)過第一微通道Cl輸入的流體不流入溶解室48并且溶解室48中的流體不被排到第二通道C2中。上板Ul的接觸流體的接觸側(cè)，例如第一微通道Cl和第二微通道C2的表面或者溶解室48的內(nèi)側(cè)可具有流暢的流體流動特性，如同中間層Ml —樣。第一微通道Cl和第二微通道C2的表面、中間層Ml的表面、以及溶解室48的內(nèi)側(cè)關(guān)于流體的物理屬性可以彼此相同或不同。因此，可以最少化流體流入溶解室48中時氣泡的產(chǎn)生。流體可以是用于溶解固體試劑的溶液。例如，該溶液可以溶解凍干的聚合酶鏈反應(PCR)試劑，并可以包括可以與PCR試劑反應的模板DNA。固體試劑46可以位于溶解室48內(nèi)部的中間層Ml上。在圖1中，左箭頭表示經(jīng)過第一微通道Cl輸入的流體，右箭頭表示經(jīng)過第二微通道C2從溶解室48排出的流體。圖2是上板Ul的底側(cè)的平面圖。參考圖2，溶解室48包括橢圓形的面。溶解室48的面可具 有圓形、四方形或其它多邊形形狀。第一突起42和第二突起44與溶解室48相鄰。圖3是沿圖2的線3-3’截取的側(cè)視圖。參考圖3，第一突起42和第二突起44的長度(或高度)可以比第一微通道Cl的深度dl和第二微通道C2的深度d2短。圖1的第二腔室34可以被分成多個腔室。例如，如圖4所示，第二腔室34可以被分成第四腔室34a和第五腔室34b。第四腔室34a和第五腔室34b彼此間隔開并位于溶解室48下面。第四腔室34a和第五腔室34b可以連接到對應的氣泵，并且可以共同連接到一個氣泵。圖5是根據(jù)本發(fā)明另一實施方式的固體試劑溶解器件(以下，稱為溶解器件)的截面圖。僅描述與圖1的溶解器件不同的部件。參考圖5，在溶解器件中，上板Ul的在第二腔室34上方的部分被去除并用第一蓋50覆蓋。由于第一蓋50，上板Ul的外側(cè)(上側(cè))包括不與中間層Ml平行的曲面部分。此夕卜，由于第一蓋50，溶解室48A包括不與中間層Ml平行的部分。圖1的溶解器件具有三層結(jié)構(gòu)，而圖5的溶解器件通過進一步包括第一蓋50而具有四層結(jié)構(gòu)。第一蓋50的外部形狀可以是半圓形、橢圓形、四方形或其它形狀。第一蓋50的外側(cè)可以在Y軸方向凸起。第一蓋50的接觸流入溶解室48A的溶液的內(nèi)側(cè)可以在Y軸方向凹入。因而，當設置第一蓋50時，第一蓋50的內(nèi)側(cè)的頂部可以比上板Ul的上側(cè)高。此夕卜，因為第一蓋50的內(nèi)側(cè)在Y軸方向凹入，所以圖5的溶解器件的溶解室48A的容積可以大于圖1的溶解器件的溶解室48的容積。在圖5的溶解器件中，固體試劑46可以位于蓋50的內(nèi)側(cè)下面。固體試劑46可以位于蓋50的內(nèi)側(cè)的頂部。雖然在圖5中蓋50在Y軸方向凸起，但是蓋50可以在Y軸方向凹入。參考圖6，第二蓋51代替圖5的蓋50設置。第二蓋51的上側(cè)平行于上板Ul的上偵U。第二蓋51的側(cè)面垂直于上板Ul的上側(cè)。第二蓋51的接觸流入溶解室48A的溶液的內(nèi)側(cè)包括曲面部分51a。曲面部分51a可以在Y軸方向凹入。固體試劑46可以位于曲面部分51a的頂部。在圖6中，圖4所示的第三腔室34a和第四腔室34b可以代替第二腔室34形成。上板Ul可以包括多個曲面部分。圖7示出兩個蓋(也就是說，第三蓋53A和第四蓋53B)設置在上板Ul上的情形。參考圖7，第三蓋53A和第四蓋53B彼此間隔開。第三蓋53A和第四蓋53B在平行于第一微通道Cl和第二微通道C2的方向上對準。第三蓋53A和第四蓋53B可以在垂直于第一微通道Cl和第二微通道C2的方向上對準。第三蓋53A和第四蓋53B的尺寸彼此相等，但是也可以彼此不同。第三蓋53A和第四蓋53B的面形狀可以是圓形、四方形或其它形狀以及圖7所示的橢圓形。圖8是沿圖7的線8-8’截取的截面圖。參考圖8，第三蓋53A和第四蓋53B位于溶解室48A上。整個第三蓋53A在Y軸方向上凸起。整個第四蓋53B在Y軸方向上凸起。第三蓋53A和第四蓋53B 的外側(cè)在Y軸方向上凸起。第三蓋53A和第四蓋53B的接觸流入溶解室48A的溶液的內(nèi)側(cè)在Y軸方向上凹入。第一固體試劑46A位于第三蓋50A的內(nèi)側(cè)下面。第二固體試劑46B位于第四蓋50B的內(nèi)側(cè)下面。第一固體試劑46A和第二固體試劑46B可以是彼此不同的試劑。在第一固體試劑46A和第二固體試劑46B設置在溶解室48A中的情形下，流入溶解室48A的溶解溶液可以包括用于溶解第一固體試劑46A的目標材料和用于溶解第二固體試劑46B的目標材料二者。溶解溶液可以僅包括能夠同時溶解第一固體試劑46A和第二固體試劑46B的一種目標材料。在圖8中，多個氣壓室可以代替第二腔室34形成，該第二腔室34是氣壓室。圖9示出形成多個氣壓室代替圖8的第二腔室34的情形。參考圖9，第四腔室34a和第五腔室34b形成在第一腔室30和第三腔室38之間并且彼此間隔開。第四腔室34a和第五腔室34b位于溶解室48A下面。第四腔室34a與第三蓋53A對應，第五腔室34b與第四蓋53B對應。在圖8和圖9中，第三蓋53A和第四蓋53B可由具有其它形式的蓋代替。例如，第三蓋53A和第四蓋53B可以每個用圖6的蓋51代替。圖10示出圖8的第三蓋53A和第四蓋53B分別用第五蓋55A和第六蓋55B代替的情形。第五蓋55A和第六蓋55B的每個的形狀可以與圖6的第二蓋51的形狀相同。第一固體試劑46A設置在第五蓋55A的內(nèi)側(cè)下面。第二固體試劑46B設置在第六蓋55B的內(nèi)側(cè)下面。圖11示出圖9的第三蓋53A和第四蓋53B替換為第七蓋57A和第八蓋57B的情形。第七蓋57A和第八蓋57B的每個的形狀可以與圖6的第二蓋51的形狀相同。第七蓋57A與第四腔室34a對應，第八蓋57B與第五腔室34b對應。第一固體試劑46A設置在第七蓋57A的內(nèi)側(cè)下面。第二固體試劑46B設置在第八蓋57B的內(nèi)側(cè)下面。圖12和圖13示出多個曲面部分形成在單一蓋中的情形。參考圖12，單一蓋，S卩，第九蓋59，覆蓋上板Ul的一部分被去除的位置。第九蓋59的外側(cè)包括上側(cè)和橫向側(cè)。第九蓋59的上側(cè)平行于上板Ul的上側(cè)。第九蓋59的橫向側(cè)可以垂直于其上側(cè)。第九蓋59的接觸流入溶解室48A的流體的內(nèi)側(cè)包括第一曲面部分59a和第二曲面部分59b。第一曲面部分59a和第二曲面部分59b彼此間隔開。第一曲面部分59a和第二曲面部分59b的形狀可以彼此相同，但是也可以彼此不同。第一曲面部分59a和第二曲面部分59b可以是例如在Y軸方向上的凹入側(cè)。第一固體試劑46A和第二固體試劑46B可以分別位于第一曲面部分59a和第二曲面部分59b下面。第九蓋59可以設置在與下板LI中包括的第二腔室34 (即，氣壓室)對應的位置處。第九蓋59的內(nèi)側(cè)的第一曲面部分59a和第二曲面部分59b可以位于第二腔室34上方。在圖12中，第二腔室34可以替換為多個氣壓室，圖13示出圖12的第二腔室34替換為兩個氣壓室的情形。參考圖13，第四腔室34a和第五腔室34b在下板LI的第一腔室30與下板LI的第三腔室38之間。第四腔室34a和第五腔室34b彼此間隔開并且與第一腔室30和第三腔室38間隔開。第四腔室34a設置在與第九蓋59的內(nèi)側(cè)的第一曲面部分59a對應的位置處。第五腔室34b設置在與第九蓋59的內(nèi)側(cè)的第二曲面部分59b對應的位置處。接著，參考圖14至圖18描述根據(jù)本發(fā)明一實施方式的溶解固體試劑的方法。參考圖14，在去除圖1的溶解器件中的上板Ul之后，固體試劑46設置在中間層Ml上。固體試劑46可以位于中間層Ml的覆蓋下板LI的第二腔室34的部分上。此時，固體試劑46可以位于與第二腔室34的進氣口 36相對的位置。固體試劑46可以通過在中間層Ml的預定位置放置液體試劑之后凍干(Iyophilizing)液體試劑而形成?？梢酝ㄟ^使用巳知的方法或裝置執(zhí)行凍干。取決于將被分析的目標材料，固體試劑46可以包括各種成分。例如，目標材料可以包括目標DNA、目標RNA、蛋白質(zhì)或細胞碎片(cell debris)。如果目標材料是目標DNA,則固體試劑46可以包括聚合酶、引物/探針(primer/probe)、緩沖劑等作為成分。此外，固體試劑可以是凍干的 PCR試劑。PCR試劑可以包括聚合酶、引物/探針、dNTP和緩沖劑(buffer) ο此外，固體試劑可以是凍干的核酸雜交試劑、連接酶(ligation)反應試劑、限制酶反應試劑、體外轉(zhuǎn)錄反應試劑或體外翻譯反應試劑。接著，如圖15所示，將上板Ul置于中間層Ml上。此時，上板Ul對準為使得上板Ul的第一突起42和第二突起44分別與下板LI的第一腔室30和第三腔室38對應。如果上板Ul對準，則溶解器件的整體結(jié)構(gòu)變成如圖1 一樣的三層結(jié)構(gòu)，并且固體試劑46位于上板Ul與中間層Ml之間的溶解室48中。接著，參考圖16，在對準上板Ul之后，用于溶解固體試劑46的溶液經(jīng)過第一微通道Cl注入溶解室48。溶解溶液可具有溶解固體試劑的特性。溶解溶液可以是水、鹽溶液和/或緩沖劑(buffer)?？梢愿鶕?jù)所選的試劑而適當選擇緩沖劑。緩沖劑可以是磷酸鹽緩沖液(PBS)或三(羥甲基)氨基甲烷(Tris)緩沖劑。如果溶解溶液填充在溶解室48中，則中間層Ml周期性地或不定期地振動。可以實施該振動直到固體試劑46溶解。當振動是周期性時，振動的數(shù)目(即，振動頻率)可以從大約0.0OlHz到大約IOOkHz。該振動可以通過重復地加壓和減壓下板LI的第二腔室34 (B卩，氣壓室)而產(chǎn)生。第二腔室34的加壓可以通過使用氣泵供應氣壓到第二腔室34來執(zhí)行，其中該氣泵連接到第二腔室34的下開口 36，該下開口 36是入口。第二腔室34的減壓可以通過使用減壓泵執(zhí)行。在另一實施方式中，第二腔室34的加壓和減壓可以通過使用氣泵執(zhí)行。圖16的虛線表示覆蓋第二腔室34的中間層Ml的振動。根據(jù)中間層Ml的振動，放置在中間層Ml上的固體試劑46以及供應到溶解室48的溶解溶液也振動。在振動期間，固體試劑46可以通過與溶解溶液摩擦而完全溶解。在將珠粒(bead)添加到溶解室48中至不影響固體試劑46的程度并且然后供應溶解溶液之后，有可能通過使中間層Ml振動而使珠粒和溶解溶液在溶解室48內(nèi)部振動。珠粒的尺寸可以大于第一和第二突起42和44與中間層Ml之間的間隙。因為珠粒包含在溶解溶液中，所以在振動期間固體試劑46可以與珠粒碰撞并摩擦溶解溶液。因而，與僅溶解溶液在溶解室48中時相比，固體試劑46的溶解時間可以較短并且固體試劑46的溶解可以被更完美地執(zhí)行以改善再現(xiàn)性。珠粒可以是能夠包括于溶解室48中的微珠粒。微珠?？删哂性诖蠹sIOnm到大約IOOOum范圍內(nèi)的直徑。此外，凍干可以在液體試劑已經(jīng)被引入溶解室48中的狀態(tài)下執(zhí)行。在將溶解溶液供應到溶解室48中之后，第一突起42與中間層Ml之間的間隙可以關(guān)閉，然后中間層Ml可以振動，如圖17所示。參考圖17，在溶解溶液填充在溶解室48中之后，壓強比大氣壓高的空氣供應到第一腔室30。因而，覆蓋第一腔室30的振動板(中間層Ml)被向上壓并因而變得凸起，并且接觸上板Ul的第一突起42。氣泵(未示出)可以連接到第一腔室30的下開口 32，該下開口32是進氣口。壓強高于大氣壓的空氣可以通過使用氣泵供應到第一腔室30。第一突起42與中間層Ml之間凸起地劃出的虛線表示第一突起42下面的中間層Ml變成向上凸起。當中間層Ml接觸第一突起42時，第一突起42與中間層Ml之間的間隙消失，并且第一微通道Cl關(guān)閉。在該狀態(tài)下 ，如參考圖16說明的，固體試劑46的溶解操作可以通過振動在第二腔室34上方的中間層Ml而執(zhí)行。在圖17中，代替關(guān)閉第一突起42與中間層Ml之間的間隙，第二突起44和中間層Ml之間的間隙可以關(guān)閉以執(zhí)行固體試劑46的溶解工藝。此外，可以在關(guān)閉第一突起42和第二突起44與中間層Ml之間的所有間隙之后，執(zhí)行固體試劑46的溶解工藝，如圖18所示。參考圖18，在供應溶解溶液到溶解室48之后，壓強高于大氣壓的空氣被供應到第一腔室30和第三腔室38?？諝饪梢酝ㄟ^使用連接到第一腔室30和第三腔室38的每一個的氣泵而供應。結(jié)果，第一腔室30和第三腔室38上方的中間層Ml變得向上凸起，如圖18的虛線所示，因而接觸第一突起42和第二突起44。因而，第一微通道Cl和第二微通道C2關(guān)閉。在該狀態(tài)下，可以如上所述地執(zhí)行固體試劑46的溶解工藝。此外，在第二腔室34替換為多個腔室(例如，圖4的第四腔室34a和第五腔室34b)的情形中，可以應用用于溶解固體試劑46的上述方法。特別地，通過使用第二腔室34振動中間層Ml的方法可以應用于第四腔室34a和第五腔室34b的每一個。接著，參考圖19至圖21描述根據(jù)本發(fā)明另一實施方式的溶解固體試劑的方法。參考圖19，已經(jīng)從其去除了一部分的上板Ul在中間層Ml上對準。被去除的部分是可以可分離地附接到上板Ul的部分，并且可以是溶解室的一部分。參考圖20，用于在與上板Ul的被去除部分對應的位置覆蓋的第一蓋50被翻轉(zhuǎn)。圖6的第二蓋51可以代替第一蓋50使用。所制備的液體試劑46C被放在翻轉(zhuǎn)的第一蓋50的上側(cè)的中心。在該狀態(tài)下，液體試劑46C可以通過使用例如凍干方法凝固。通過該凝固，液體試劑46C變成固體試劑46。接著，第一蓋50被再次翻轉(zhuǎn)，然后，被翻轉(zhuǎn)的第一蓋50覆蓋在與上板的被去除部分對應的位置處，如圖21所示。第一蓋50和上板Ul可以通過使用耦接元件例如機械耦接元件或粘合劑耦接。以此方式，溶解室48A形成在第一蓋50之下。在用第一蓋50覆蓋在與上板Ul的被去除部分對應的位置之后，用于溶解固體試劑46的溶液經(jīng)過第一微通道Cl供應到溶解室48A。接著，用于溶解固體試劑46的工藝可以與參考圖16至圖18所描述的那些相同。代替第一蓋50，可以使用其內(nèi)側(cè)具有多個曲面部分的蓋，諸如圖8的第三蓋53A和第四蓋53B、圖10的第五蓋55A和第六蓋55B或圖12的第九蓋59。在該情形下，在將不同的液體試劑引入多個曲面部分中之后，不同的固體試劑可以如上所述地通過使不同的液體試劑凝固而形成在多個曲面部分中。在不同的固體試劑形成在不同的曲面部分中的情形下，供應到溶解室48A的溶解溶液可以包括用于溶解對應的不同固體試劑的對應目標材料。溶解溶液可以僅包括能夠同時溶解不同的固體試劑的一種目標材料。此外，在圖19至 圖21的方法中，與溶解室48A對應的第二腔室34可以替換為執(zhí)行與第二腔室34相同的功能的多個氣壓室，例如第四腔室34a和第五腔室34b。雖然已經(jīng)參考其示例性實施方式特別顯示并描述了本發(fā)明總發(fā)明構(gòu)思，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將理解，可以在形式和細節(jié)中進行各種改變而不脫離由權(quán)利要求所限定的本發(fā)明總發(fā)明構(gòu)思的精神和范圍。本申請要求享有2011年12月29日在韓國知識產(chǎn)權(quán)局提交的韓國專利申請N0.10-2011-0146104的權(quán)益，其公開通過全文引用結(jié)合于此。
權(quán)利要求
1.一種固體試劑溶解器件，包括: 柔性層； 上板，設置在所述柔性層上；以及 下板，設置在所述柔性層下面， 其中所述上板包括:多個微通道、與所述多個微通道連接的溶解室、以及突起，該突起用于限制流經(jīng)所述多個微通道之一的流體的流動，所述下板包括分別與所述突起和所述溶解室對應的多個穿透孔，所述溶解室、所述多個微通道、以及所述多個穿透孔的每一個的一側(cè)覆蓋以所述柔性層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體試劑溶解器件，其中所述上板中的與所述溶解室對應的部分包括蓋。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體試劑溶解器件，其中所述上板中的與所述溶解室對應的部分平行于所述柔性層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體試劑溶解器件，其中所述多個穿透孔的每一個的上側(cè)和下側(cè)的直徑彼此相等或不同。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體試劑溶解器件，其中與所述突起對應的穿透孔包括用于打開和關(guān)閉所述突起與所述柔性層之間的路徑的閥室。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的固體試劑溶解器件，其中至少一個穿透孔對應于所述溶解室，所述至少一個穿透孔包括氣壓室，該氣壓室產(chǎn)生所述柔性層中的與所述溶解室對應的部分的振動。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體試劑溶解器件，其中所述柔性層的表面、所述多個微通道的表面、以及所述溶解室的內(nèi)側(cè)關(guān)于經(jīng)過所述多個微通道之一輸入的所述流體的物理特性彼此相同或不同。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體試劑溶解器件，其中所述柔性層的厚度為Iym至100 μ m0
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的固體試劑溶解器件，其中所述蓋可與所述上板分離，所述蓋的內(nèi)側(cè)包括其中放置固體試劑的至少一個曲面部分。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的固體試劑溶解器件，其中至少一個穿透孔對應于所述溶解室，所述至少一個穿透孔包括氣壓室，該氣壓室產(chǎn)生在所述柔性層中與所述溶解室對應的部分的振動。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的固體試劑溶解器件，其中所述蓋包括彼此間隔開的第一蓋和第二蓋，所述第一蓋和所述第二蓋的內(nèi)側(cè)包含其中放置不同的固體試劑的各自的曲面部分。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體試劑溶解器件，其中至少一個穿透孔對應于所述溶解室，所述至少一個穿透孔包括氣壓室，該氣壓室產(chǎn)生所述柔性層中的與所述溶解室對應的部分的振動。
13.一種溶解固體試劑的方法，所述方法包括: 在溶解室中設置所述固體試劑； 將用于溶解所述固 體試劑的溶液供應到所述溶解室；以及 振動用于溶解的所述溶液。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述固體試劑是凍干的試劑。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中設置所述固體試劑包括: 在所述固體試劑被設置在所述溶解室中的位置處設置液體試劑；以及 凍干所述液體試劑。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中設置所述固體試劑包括: 從所述溶解室分離所述溶解室的一部分； 將液體試劑放置在從所述溶解室分離的所述部分上； 凍干所述液體試劑；以及 將從所述溶解室分離的附有凍干的試劑的所述部分耦接到所述溶解室。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述振動用于溶解的所述溶液包括振動覆蓋所述溶解室的柔性層。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述柔性層以0.0OlHz到IOOkHz范圍內(nèi)的頻率振動。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述振動所述柔性層包括:與所述柔性層不振動時相比，重復進行升高或降低所述柔性層之下的壓力的工藝。
20.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述振動用于溶解的所述溶液包括振動所述固體試劑以及用于溶解的所述溶液。
21.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，還包括:在所述振動所述溶液之前，阻擋連接到所述溶解室的微通道的至少一部分。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中所述阻擋所述微通道的至少一部分包括對柔性層的覆蓋被阻擋的所述微通道的一部分加壓。
23.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述溶液包括與所述固體試劑反應的目標材料。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中所述目標材料包括目標DNA、目標RNA、蛋白質(zhì)或細胞碎片。
25.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述溶解室包括珠粒，該珠粒與所述溶液一起振動并且用于溶解所述固體試劑。
26.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述溶解室的一部分是蓋，所述蓋可與所述溶解室分離，所述蓋的內(nèi)側(cè)包括其中放置液體試劑的至少一個曲面部分。
27.根據(jù)權(quán)利要求15或26所述的方法，其中用于振動用于溶解的所述溶液的至少一個氣壓室對應于所述溶解室。
28.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中所述蓋包括彼此間隔開的第一蓋和第二蓋，所述第一蓋和所述第二蓋的內(nèi)側(cè)包含其中放置不同的液體試劑的各自的曲面部分。
全文摘要
本發(fā)明涉及固體試劑溶解器件以及通過使用該固體試劑溶解器件溶解固體試劑的方法。一種固體試劑溶解器件包括柔性層；上板，設置在柔性層上；以及下板，設置在柔性層下面。其中上板包括多個微通道；與多個微通道連接的溶解室；以及突起，用于限制流經(jīng)多個微通道的其中之一的流體的流動，下板包括分別與突起和溶解室對應的多個穿透孔，溶解室、多個微通道、以及多個穿透孔的每一個的一側(cè)覆蓋以柔性層。
文檔編號C12M1/00GK103184143SQ20121045801
公開日2013年7月3日 申請日期2012年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月29日
發(fā)明者權(quán)圣弘, 鄭盛旭, 池圣敏, 黃奎淵, 金俊鎬 申請人:三星電子株式會社