專利名稱：操控液體的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1及15的前序部分所述的、用于操控液體的裝置和方法。
背景技術(shù)：
本發(fā)明致力于微細(xì)液體的系統(tǒng)或裝置。下面的實(shí)施方案涉及那種其中毛細(xì)管力起作用并且特別是對(duì)于該功能(毛細(xì)管作用)來說是決定性的裝置。
為了使液體在時(shí)間上可控地從一個(gè)地方到下一個(gè)(位置)地運(yùn)動(dòng)，已經(jīng)公知了所謂的毛細(xì)管中斷部(結(jié)構(gòu))，例如在EP1441131A1中公開的那樣。其中液體在一個(gè)通道中或在一個(gè)寬大的腔室中基于該毛細(xì)管力之跳越式的提高被暫時(shí)地停止。例如該毛細(xì)管中斷部可以通過一個(gè)橫向上延伸的、特別是溝槽形的控制通道所構(gòu)成。當(dāng)控制通道被充流時(shí)例如通過一個(gè)控制液體或通過該液體本身就可以使液體克服該毛細(xì)管中斷部。對(duì)此關(guān)鍵的是這個(gè)在時(shí)間上和/或局部位置上的精度。當(dāng)在毛細(xì)管中斷部之區(qū)域中沒有發(fā)生通道橫截面之收縮時(shí)則液體通過全部的通道橫截面按時(shí)間被確定的起動(dòng)只能是很困難的或者說根本不能實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)該通道在毛細(xì)管中斷部之區(qū)域中是收縮的、以便獲得一個(gè)改善的按時(shí)間的控制或分辨率時(shí)，則這個(gè)先前較寬的液體前緣就被收縮并且接著又時(shí)常地被擴(kuò)張，由此基于擴(kuò)散過程就可能使得該檢驗(yàn)的局部分辨率受到實(shí)質(zhì)性地影響。另外的困難在于，應(yīng)使控制通道迅速并在時(shí)間上精確可控地充流。
在EP1419818A1中公開了，借助所謂有選擇的通(排)氣(Entlüftung)對(duì)一種液體在時(shí)間上進(jìn)行控制，特別是暫時(shí)的停止。這個(gè)發(fā)生在，該擠入空氣(Luftverdrngung)被抑制在要被充液的通道中時(shí)。該排氣的打開(ffnen)則可使液體繼續(xù)地流動(dòng)。此處設(shè)備方面的耗費(fèi)則是很成問題的。另外其中也產(chǎn)生關(guān)于時(shí)間上和/或局部位置上分辨率方面的問題，如在前面所稱的具有控制通道之毛細(xì)管中斷部的情況一樣。
此外，知道了外部的觸發(fā)器，如電氣的和/或磁性的作用場，聲波或壓力波，以便使一種液體暫時(shí)地停止或開始該液體傳送。依此設(shè)備的耗費(fèi)并進(jìn)而其成本都是很高的。
作為本發(fā)明基礎(chǔ)的任務(wù)是，設(shè)置用于操控一液體的一個(gè)裝置和一個(gè)方法，其能實(shí)現(xiàn)一個(gè)特別寬的通道中之液體的暫時(shí)的中止，同時(shí)在相對(duì)比較小的花費(fèi)和精確的時(shí)間控制情況下能實(shí)現(xiàn)一個(gè)具有特別直線之液體前緣的繼續(xù)流動(dòng)。
上述任務(wù)通過權(quán)利要求1限定的裝置或權(quán)利要求15限定的方法解決。優(yōu)選的擴(kuò)展變型則是從屬權(quán)利要求的技術(shù)方案。
一個(gè)作為本發(fā)明基礎(chǔ)的基本構(gòu)思在于，應(yīng)該跨過或消除一個(gè)位于第一通道部分和第二通道部分之間的毛細(xì)管中斷部(結(jié)構(gòu))，為此，兩個(gè)通道部分被彼此相對(duì)地運(yùn)動(dòng)，特別是被帶至相互接觸。這個(gè)例如可以如此實(shí)現(xiàn)，即，兩個(gè)通道部分被移到一起。
這個(gè)本發(fā)明建議的解決方案即使在大的通道橫截面情況下也能實(shí)現(xiàn)液體一個(gè)均勻的開始、亦即使液體從第一通道部分到第二通道部分中一個(gè)通過整個(gè)液體前緣的均勻的轉(zhuǎn)移。液體可以特別是通過整個(gè)通道橫截面同時(shí)地開始。相應(yīng)地可實(shí)現(xiàn)一個(gè)時(shí)間上精確的控制。另外還在從第一通道部分向第二通道部分中繼續(xù)流動(dòng)的同時(shí)可以維持一個(gè)首要通過整個(gè)通道橫截面至少基本上直線的液體前緣并特別是一個(gè)均勻的層流的流動(dòng)，因此除了一個(gè)隨時(shí)間的分辨率外還能實(shí)現(xiàn)一個(gè)很好的局部位置上的分辨率。這一點(diǎn)正是對(duì)于分析而言-亦即特別是在研究該液體或檢測其中包含的(被)分析物或反應(yīng)物時(shí)-所希望的。
在本發(fā)明中，該通道部分和依此被其構(gòu)成的通道最好是具有一個(gè)相對(duì)大的橫截面。特別是這些被設(shè)置為寬的或腔室形的結(jié)構(gòu)。為了使說明更加簡化，以后經(jīng)常只以“通道”或“通道部分”來談?wù)摗?br>
本發(fā)明之另外的優(yōu)點(diǎn)，特征，特性和方面則產(chǎn)生于權(quán)利要求書和下面借助附圖對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的說明書中。附圖中表明圖1是一個(gè)本發(fā)明裝置第一實(shí)施例的縱剖示意圖，圖2是圖1之裝置無有蓋子的俯視示意圖，圖3是圖1之裝置沿剖示線III-III的一個(gè)截面圖，圖4是一個(gè)本發(fā)明裝置第二實(shí)施例具有分開的通道部分和移到一起之通道部分的縱剖示意圖，圖5是本建議之裝置第三實(shí)施例具有移到一起之通道部分的一個(gè)縱剖示意圖，圖6是本建議之裝置第四實(shí)施例的俯視示意圖，圖7是本建議之裝置第五實(shí)施例的俯視示意圖，圖8是本建議之裝置第六實(shí)施例的俯視示意圖，圖9是本建議之裝置第七實(shí)施例之一部分具有分開之通道部分的縱剖示意圖，圖10是對(duì)應(yīng)于圖9的本裝置具有移到一起之通道部分的描述圖，圖11是本建議之裝置第八實(shí)施例之一部分具有分開之通道部分的俯視示意圖，和圖12是對(duì)應(yīng)于圖11的本裝置具有移到一起之通道部分的描述圖。
具體實(shí)施例方式
在附圖中，相同或類似的部件采用相同的附圖標(biāo)記，在這里，即便省略了重復(fù)說明，但獲得了相應(yīng)的或相似的特性及優(yōu)點(diǎn)。圖1至圖12未以正確尺寸示出所提出的裝置1，這樣做是為了表明各個(gè)方面和便于說明。
圖1表示本發(fā)明裝置1的第一實(shí)施例的縱剖示意圖，該裝置用于操控液體2且特別是試樣液體，例如用于化學(xué)和/或生物試驗(yàn)的試樣液體，特別是用于通過試劑、抗體或類似物來驗(yàn)證被分析物。
裝置1具有用于液體2的第一通道部分3和第二通道部分4。液體2特別是唯一地通過毛細(xì)管力被通道部分3，4接收和/或輸送。但是，其它的力如壓力或離心力等也可以作用。
在所示實(shí)施例中，裝置1具有一個(gè)第一承載部分5和一個(gè)第二承載部分6以及最好是還有一個(gè)對(duì)應(yīng)的蓋子7。蓋子7最好是連續(xù)構(gòu)成的，并且例如通過薄膜等構(gòu)成。
在第一承載部分5和蓋子7之間，構(gòu)成第一通道部分3。在第二承載部分6和蓋子7之間，構(gòu)成該第二通道部分4。就是說，由通道部分3，4構(gòu)成的通道最好是只被兩個(gè)彼此對(duì)置的、特別是基本平坦的表面或者說平側(cè)面來界定或構(gòu)成，特別是以無側(cè)壁方式構(gòu)成。
特別是如此設(shè)置通道部分3，4，即液體2在流動(dòng)方向S上至少基本層流地經(jīng)過最好是平面的、由承載部分5，6構(gòu)成的平側(cè)面和/或至少具有橫向于流動(dòng)方向S的直線液體前緣地流動(dòng)。
在所示實(shí)施例中，裝置1具有一個(gè)載體8用于構(gòu)成和/或保持這些必要的微型結(jié)構(gòu)，特別是承載部分5，6。載體8和特別是承載部分5，6最好是基本平面的或板形的結(jié)構(gòu)，或許有時(shí)帶有必需的缺口，通道或類似結(jié)構(gòu)。蓋子7在所示實(shí)施例中是平面的，并且最好是至少基本上無缺口的。但是，這點(diǎn)也可以是相反的。按照需要，不僅載體8而且蓋子7都可以被掏空，和/或被設(shè)置為具有突起以形成所希望的構(gòu)造并且有時(shí)用于接納未示出的化學(xué)物質(zhì)、試劑、試驗(yàn)裝置等。特別是，裝置1涉及一個(gè)所謂的微芯片(具有微結(jié)構(gòu)的平板)。
圖2表示沒有蓋子7的裝置1的俯視圖。圖3表示裝置1沿圖1的剖面線III-III的截面圖。在圖1至圖3所示的實(shí)施例中，蓋子7和載體8不是整體構(gòu)成。確切說，蓋子7優(yōu)選被放置、夾緊、粘接或者焊接于其上或以其它方式與載體8相連接的。這樣，例如使得制造變得容易。但是，按照一個(gè)未示出的實(shí)施例變型，蓋子7和載體8也可以是一體構(gòu)成的。然而，在這種情況下，至少一個(gè)承載部分5，6且特別是兩個(gè)承載部分5，6在側(cè)向上被推入到這個(gè)一體構(gòu)件中。因此，裝置1相應(yīng)地在側(cè)向上是敞開構(gòu)成的，以便接納第一和/或第二承載部分5，6。
通道部分3，4(以下有時(shí)也只稱為“通道”)最好是在橫向于圖1至圖3中所示流動(dòng)方向S的方向上具有一個(gè)扁平的和/或矩形的橫載面。通道的高度，亦即界定通道的且最好是平行的表面之間間距，在所示實(shí)施例中最大為2000μm，優(yōu)選最大為500μm，特別是約50-200μm。通道寬度最好約為100-5000μm，特別是約為200-4000μm。通道高度明顯小于通道寬度，特別是至少小10或100倍。通道的接納容積最好是為小于1mL，特別是小于100μL，特別優(yōu)選最大為10μL。
確切說，裝置1構(gòu)成一個(gè)微流體系統(tǒng)。特別是，裝置1應(yīng)用于醫(yī)學(xué)的或非醫(yī)學(xué)目的或其它研究的微流體診斷器具。
通道及其主延展平面E在應(yīng)用位置上最好是至少基本上水平地延伸的。但是按照應(yīng)用目的或結(jié)構(gòu)解決方案也可能是一個(gè)另外的定向，只要是，通道之接納液體或用液體充滿通道和/或液體2之在通道中輸送最好至少首要是通過毛細(xì)管力來確定的或?qū)е碌摹?br>
通道部分3，4的主延展平面在所示實(shí)施例中至少基本上位于共同的平面E中，如圖1所示。承載部分5，6的上側(cè)面或平側(cè)面最好平行于平面E延伸。
按照建議，裝置1具有一個(gè)用于暫時(shí)停止液體2的裝置。該裝置通過一個(gè)毛細(xì)管中斷部9構(gòu)成。毛細(xì)管中斷部9用于在從第一通道部分3轉(zhuǎn)移到第二通道部分4之前至少暫時(shí)停止液體2，并且最好是安置在第一通道部分3的端部上或在兩個(gè)通道部分3，4之間。毛細(xì)管中斷部9可通過一個(gè)在第一通道部分3或承載部分5的沿流動(dòng)方向S位于下游的端部上的相當(dāng)銳利的邊緣和/或一個(gè)其它的、特別是突增的橫截面擴(kuò)大部來實(shí)現(xiàn)，因此，毛細(xì)管力不再允許液體2繼續(xù)流動(dòng)到第二通道部分4中。特別是，毛細(xì)管中斷部9通過一個(gè)溝槽形缺口或兩個(gè)通道部分3，4或承載部分5，6的相應(yīng)的間距來構(gòu)成。
毛細(xì)管中斷部9優(yōu)選在橫向上延伸于至少一個(gè)界定通道的平側(cè)面的整個(gè)寬度上，最好是在兩個(gè)承載部分5，6之間。因此，毛細(xì)管中斷部9最好是橫向于液體2流動(dòng)方向S地延伸和/或橫向于第一或第二通道部分3，4的縱向長度地延伸。
圖1至圖3表示裝置1的毛細(xì)管中斷部9形成在兩個(gè)通道部分3，4之間的狀態(tài)，其做法特別是將兩個(gè)承載部分5，6間隔布置。因此，在第一通道部分3中或在第一承載部分5上存在的液體2被暫時(shí)停住。
按照建議而規(guī)定，兩個(gè)通道部分3，4為了跨過毛細(xì)管中斷部9或消除該毛細(xì)管中斷部而可以彼此相對(duì)運(yùn)動(dòng)，特別是可以相互接觸道或貼在一起。為此，通道部分3，4且特別是承載部分5，6可以彼此相對(duì)移動(dòng)和/或轉(zhuǎn)動(dòng)，優(yōu)選為可以相對(duì)移動(dòng)，可變形，可折疊和/或可彎折。
在所示實(shí)施例中，兩個(gè)承載部分5，6可以相對(duì)移動(dòng)地被引導(dǎo)，特別是借助一個(gè)在圖1和圖3中示出的導(dǎo)向裝置10。導(dǎo)向裝置10允許至少一個(gè)承載部分5或6移動(dòng)。而對(duì)應(yīng)的承載部分5，6或兩個(gè)承載部分5，6例如被設(shè)置為滑塊形式，并且在導(dǎo)向裝置10的對(duì)應(yīng)的、最好是溝槽形的和/或在載體8中構(gòu)成的導(dǎo)引部分中導(dǎo)向移動(dòng)。
使兩個(gè)通道部分3，4或承載部分5，6彼此相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向最好是與液體2流動(dòng)方向S相同或相反和/或與通道部分3，4或承載部分5，6的縱向延伸長度或主延展平面E的走向相同。
根據(jù)需要，可以用手使兩個(gè)通道部分3，4或承載部分5，6相對(duì)運(yùn)動(dòng)，特別是可以使它們相互接觸。這樣，就能實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡單且成本低廉的實(shí)施方案。裝置1優(yōu)選地具有一個(gè)適宜的未示出的操作裝置或類似物。
作為可選方案或附加方案，裝置1最好具有一個(gè)未示出的調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置或其它驅(qū)動(dòng)裝置如電機(jī)、電磁鐵、壓電致動(dòng)器或類似物，以使通道部分3，4或承載部分5，6彼此相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而消除或跨過毛細(xì)管中斷部9，特別是使其相互接觸到。根據(jù)要求，驅(qū)動(dòng)裝置可以以純機(jī)械方式或電氣方式、電磁方式、磁方式、氣動(dòng)方式和/或液壓方式工作。
兩個(gè)承載部分5，6可以借助一個(gè)未示出的彈簧或其它張緊件如此相互分開地被預(yù)張緊，以消除承載部分5，6不希望地合移到一起。因此，在例如手工操作或啟動(dòng)相應(yīng)的(未示出)驅(qū)動(dòng)裝置的情況下，張緊力可以被克服并實(shí)現(xiàn)了通道部分3，4或承載部分5，6所希望的合移到一起。
在所述實(shí)施例中，兩個(gè)承載部分5，6在合移到一起(未示出)的狀態(tài)中以其橫側(cè)面或至少是以其面對(duì)通道的橫邊緣11，12相互對(duì)接，因此在合移到一起的狀態(tài)中，由承載部分5，6的兩個(gè)表面或平側(cè)面構(gòu)成一個(gè)至少基本連續(xù)的表面。因此，毛細(xì)管中斷部9尤其在整個(gè)通道橫截面范圍內(nèi)被同時(shí)消除或跨過，并且液體2可以從由第一承載部分5構(gòu)成的第一通道部分3流動(dòng)到由第二承載部分6構(gòu)成的第二通道部分4中。
如上所述，液體2的這種流動(dòng)或輸送最好只通過毛細(xì)管力來實(shí)現(xiàn)。為了在消除或跨過毛細(xì)管中斷部9時(shí)，亦即特別是承載部分5，6合移到一起的情況下，實(shí)現(xiàn)所希望的使液體2從第一通道部分3轉(zhuǎn)到第二通道部分4，在第二通道部分4中作用于液體2的毛細(xì)管力最好大于在第一通道部分3中的毛細(xì)管力。較高的毛細(xì)管作用力可以通過一個(gè)相應(yīng)改動(dòng)第二承載部分6來實(shí)現(xiàn)，例如通過一個(gè)相應(yīng)的覆層，縮小到蓋子7的間距和/或如在所示實(shí)施例中示出的那樣通過相應(yīng)的微型結(jié)構(gòu)13，特別是在第二承載部分6上的突起或類似物。例如，微型結(jié)構(gòu)13與第一承載部分5不同地以更大的或遞增的密度安置在第二承載部分6上，以實(shí)現(xiàn)所希望的直達(dá)第二通道部分4或承載部分6的毛細(xì)管力的增大。
第二通道部分4在所示實(shí)施例中是第一通道部分3的加長部或延續(xù)部。特別是，通道部分3，4構(gòu)成一個(gè)近似連續(xù)的、特別是直線的且最好有基本不變橫截面的通道。緊接在毛細(xì)管中斷部9之前的第一通道部分3的橫截面最好至少基本上等于接在毛細(xì)管中斷部9之后的第二通道部分4的橫截面。
在所示實(shí)施例中，由通道部分3，4構(gòu)成的通道最好具有基本上不變的橫截面。但是，按照一個(gè)未示出的變型實(shí)施方案，也可以使在毛細(xì)管中斷部9區(qū)域中的通道橫截面縮小。橫截面縮小最好通過使液體流均勻縮小并接著使該液體流擴(kuò)張來實(shí)現(xiàn)。
裝置1最好是具有一個(gè)用于防止液體2在流動(dòng)方向S上的側(cè)向上沖出的裝置和/或用于產(chǎn)生一個(gè)盡可能很少彎曲或直線流動(dòng)前緣(的裝置)或用于產(chǎn)生一個(gè)均勻或?qū)恿鞯难b置。在通道部分3，4的側(cè)向上連接一個(gè)液體中止(結(jié)構(gòu))，其特別是通過一個(gè)在載體8上溝槽-或坑道形的空槽14構(gòu)成。用于液體2之側(cè)向上的液體中止(結(jié)構(gòu))扮演了一個(gè)由毛細(xì)管力不可克服的流動(dòng)阻力，因此，液體2是無側(cè)壁地沿著通道部分3，4之敞開的縱向側(cè)面被導(dǎo)流的。
構(gòu)成液體中止部的空槽14最好是以銳利邊緣連接到通道部分3，4上并且特別是形成在載體8中，而且，在圖1和圖3的視圖中基本上只相對(duì)該通道的一個(gè)側(cè)向伸出(Projektion)向下方地延伸。但作為選擇，空槽也可以向上方或在該通道之側(cè)向伸出的兩個(gè)側(cè)面上亦即特別是向上方和向下方地延伸。
這個(gè)橫截面最好是矩形的空槽14導(dǎo)致一個(gè)這樣形式的、特別臺(tái)階式或突然的橫截面擴(kuò)大，正如也在毛細(xì)管中斷部9處的情況那樣，毛細(xì)管力如此地減小，以致于所稱的用于液體2的液體中止(結(jié)構(gòu))就被構(gòu)成在從通道到空槽14去的過度中。特別是空槽14的高度至少為該通道高度的兩倍大。
空槽14和由其構(gòu)成的液體中止(結(jié)構(gòu))在本描述之實(shí)施例中最好是沿著通道之敞開的縱側(cè)面、特別是在所有側(cè)面上圍繞著通道部分3，4或承載部分5，6地延伸。
液體2在通道中一個(gè)相應(yīng)無側(cè)壁的導(dǎo)流也能在圖4a和4b中描述的本裝置1之第二實(shí)施方案中通過側(cè)向的空槽14或側(cè)向的液體中止(結(jié)構(gòu))實(shí)現(xiàn)。
在該第二實(shí)施方案中，液體2最好是只在一個(gè)底-或平側(cè)面上-亦即在第一承載部分5或兩個(gè)承載部分5，6上-被導(dǎo)流。因此液體2不與這相反對(duì)置的由蓋子7構(gòu)成的平側(cè)面相接觸。代替其的是在本描述之實(shí)施例中，蓋子7被相應(yīng)較高地安置或在給定情況下被取下，以便獲得希望的間距。圖4a表示裝置1具有(還)被分開的通道部分3，4，圖4b則具有移到一起的通道部分3，4。
在第二實(shí)施方案中，液體2在移到一起狀態(tài)中-亦即在相連接的通道部分3，4情況下-就能夠通過通道部分3，4至少基本上均勻地分配，如圖4b所表示的那樣。這一點(diǎn)特別地當(dāng)在通道的整個(gè)長度上作用著至少基本上相同的毛細(xì)管力時(shí)并且當(dāng)在蓋子7和承載部分5，6之間不是發(fā)生一個(gè)同時(shí)的導(dǎo)流時(shí)就是這個(gè)情況。
由液體2構(gòu)成的液體膜之厚度特別地取決于液體2之潤濕特性和其液體被輸送的、特別是被計(jì)量的量。作為優(yōu)選，如在第一實(shí)施方案中關(guān)于通道所解釋的一樣，這些相應(yīng)的尺寸也適用于該液體膜。
另外，在圖4中描述的第二實(shí)施例也基本上被設(shè)置為與第一實(shí)施例相一致的結(jié)構(gòu)，因此產(chǎn)生了對(duì)應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)，方面和特性。
圖5表示本發(fā)明建議之裝置1的第三實(shí)施方案。最好是在第二通道部分4中或在第二承載部分6上構(gòu)成一個(gè)反應(yīng)區(qū)15和一個(gè)匯流區(qū)16。因此與第一通道部分3一起可以例如構(gòu)成一個(gè)三腔系統(tǒng)，根據(jù)需要，它可以具有一個(gè)所謂的免疫分析功能。為此，第一承載部分5可以設(shè)有或覆有最好是可溶的試劑，其在輸入液體2后的第一階段中被溶解或與該試劑起反應(yīng)。
在第二階段中-特別是在一個(gè)確定的時(shí)間之期滿以后-這兩個(gè)通道部分3，4或承載部分5，6被移到一起，這個(gè)狀態(tài)描述在圖5中，因此，液體2就流動(dòng)到反應(yīng)區(qū)15中并最后流到匯流區(qū)16中而且特別地可以匯集在那里。在反應(yīng)區(qū)15中，液體2或其中包含的試劑和/或一個(gè)其中包含的(被)分析物-特別是一種由試劑、最好是一種抗體和該(被)分析物構(gòu)成的合成物-就可以起反應(yīng)并且特別是結(jié)合成用于鑒定的穩(wěn)定的抗體或類似物。接著可以在反應(yīng)區(qū)15中實(shí)現(xiàn)一個(gè)檢測，例如光學(xué)的檢測。
在上述過程中特別在液體2一個(gè)定質(zhì)的或甚至一個(gè)定量的分析鑒定情況下最好是規(guī)定，液體2至少基本上完全地從第一通道部分3-特別在一個(gè)預(yù)先確定的反應(yīng)時(shí)間期滿之后-流動(dòng)到連接的反應(yīng)區(qū)15中并然后到匯流區(qū)16中，以便能實(shí)現(xiàn)一個(gè)確定的反應(yīng)。在這種情況下產(chǎn)生一種使液體2從第一通道部分3到第二通道部分4之端部去的區(qū)域狀運(yùn)動(dòng)。這種運(yùn)動(dòng)特別是可以通過相應(yīng)提高的毛細(xì)管力-最好是通過承載部分5，6之表面的相應(yīng)結(jié)構(gòu)變形或微細(xì)結(jié)構(gòu)和/或其表面覆層來實(shí)現(xiàn)。
按照另一個(gè)選擇方案，該毛細(xì)管中斷部9之跨過或消除首先可以應(yīng)用于液體2之反應(yīng)或研究的真實(shí)開始。因此作為例子在時(shí)間上很關(guān)鍵的反應(yīng)或研究情況下液體2作為試樣首先被輸送到通道部分3中，特別是通過一個(gè)未示出的注入孔或類似結(jié)構(gòu)或在給定情況下甚至借助將第一承載部分5導(dǎo)入到載體8中，并且這樣(液體2)在一個(gè)確定的時(shí)間上被遷移或被置入。在將兩個(gè)承載部分5，6合移到一起以后，毛細(xì)管中斷部9才被跨過或被消除。然后液體2可以轉(zhuǎn)移到第二通道部分4中并且開始這種時(shí)間上關(guān)鍵的反應(yīng)或試驗(yàn)研究。
由此在前面已經(jīng)描述的反應(yīng)過程情況下，這些單個(gè)的階段可以依次地在第二通道部分4中進(jìn)行。然而其中特別是這個(gè)上面提及的最好是可溶解的試劑不是安置在第一通道部分3中或不是安置在第一承載部分5上，而最好是被安置在第二通道部分4或承載部分6之開始處-特別是在一個(gè)圖5中未被單獨(dú)描述的溶解區(qū)域中-。
但是這個(gè)所描述的反應(yīng)過程或一個(gè)其它的過程也可以如此-在時(shí)間上還受限定地-被控制，其中多個(gè)通道部分依次地-按照希望的反應(yīng)進(jìn)程-在消除或?yàn)榱丝邕^其間安置的毛細(xì)管中斷部9而被置于相互接觸。這些基本的可能方案產(chǎn)生于下面對(duì)另外實(shí)施方案的說明中。
圖6a至圖6c表示無有蓋子7的本發(fā)明裝置1的第四實(shí)施方案的非常簡化的示意俯視圖，借助其可以實(shí)現(xiàn)如前面描述的第二實(shí)施方案中相同的反應(yīng)或反應(yīng)過程。此外，裝置1至少具有一個(gè)另外的通道部分17，其相應(yīng)地通過至少一個(gè)另外的承載部分18所構(gòu)成。這個(gè)另外的通道17或承載部分18-以后還被簡稱為另外的部分17/18-例如能實(shí)現(xiàn)，在將液體2從第一通道部分3或承載部分5轉(zhuǎn)移到第二通道部分4或承載部分6中以后可以輸送另一種液體、特別是一種清洗液體，其中該具有另外液體的另外承載部分18被置于和第一或第二通道部分3，4或承載部分5，6相接觸。圖6a表示這些還是相互被移開的承載部分5，6，18。圖6b表示這種狀態(tài)，其中第一承載部分5已被運(yùn)動(dòng)到第二承載部分6處并與這個(gè)(承載部分6)處于接觸。圖6c表示一個(gè)另外的階段，其中這個(gè)另外的承載部分18-在本展示的實(shí)施例中-被帶至與第一承載部分5相接觸，以便特別地實(shí)施一個(gè)清洗步驟，其中一種清洗液體或類似物被輸入。因此在反應(yīng)區(qū)15中的反應(yīng)也可以特別精確地又被停止。
圖7a至圖7c以另一個(gè)概括視圖表示所提出裝置1的第五實(shí)施例。除了這兩個(gè)第一及第二通道部分3，4或承載部分5，6外，在此設(shè)置了多個(gè)另外的部分17/18，它們可以按照需要依次地和/或同時(shí)地和/或以選擇方式作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，尤其是能相互接觸，以便可以理想地通過消除或跨過這個(gè)在單個(gè)部分3，4，17或5，6，18之間存在的毛細(xì)管中斷部9來操控液體2，或者有時(shí)還操控多種液體，并且可以實(shí)施所希望的反應(yīng)或可以完成實(shí)驗(yàn)研究。
圖7a表示這些還被分開的通道部分3，4，17或承載部分5，6，18，其中的箭頭表示，第一通道部分3或承載部分5通過移動(dòng)被帶至與一個(gè)相鄰的此處的第二通道部分4或承載部分6相接觸。接著，液體2因此可以相應(yīng)地從第一通道部分3流動(dòng)到第二通道部分4中。
圖7b表示這樣一個(gè)狀態(tài)，其中第一通道部分3和第二通道部分4或第一承載部分5及第二承載部分6已經(jīng)處于接觸。箭頭(復(fù)數(shù))表示第二另外部分17或18之移動(dòng)，以便與第二通道部分4或承載部分6最好是從相反對(duì)置的側(cè)面地并特別是同時(shí)地到達(dá)接觸。因此相應(yīng)地能實(shí)現(xiàn)使液體2到兩個(gè)另外通道部分17或承載部分18上的繼續(xù)導(dǎo)流或分配。
但是，這兩個(gè)另外部分17/18也可以按照需要承擔(dān)不同的功能。例如一個(gè)另外承載部分18可以應(yīng)用于輸送一種另外的液體、例如清洗液體。因此最好是在那個(gè)相反對(duì)置的側(cè)面上被帶到靠置的另外承載部分18在此例如就應(yīng)用于接納來自第二通道部分4或承載部分6的液體2，其(2)被另外液體排擠并特別是被清洗。
但是也可能的是，這兩個(gè)在圖7b中表示的另外承載部分18只是有選擇地-按照前面反應(yīng)步驟的結(jié)果或?yàn)榱朔磻?yīng)過程之可選擇的變型-被帶至與第二通道部分4或承載部分6相接觸。
在圖7c的示意圖中示出了最后所稱的狀態(tài)，其中另一承載部分18與第二通道部分4或承載部分6處于接觸，液體2已經(jīng)流動(dòng)到這個(gè)另一承載部分18中或由其構(gòu)成的另外通道部分17中。在本描述之實(shí)施例中，i液體2已是完全地轉(zhuǎn)移了。但這個(gè)是特別取決于起作用的毛細(xì)管力的。例如，液體2還可以分配到多個(gè)部分3，4，17或5，6，18上。另外兩個(gè)箭頭表示與另外部分17/18的可能組合方案。此處這些上面的實(shí)施方式相應(yīng)地適合于圖7b的實(shí)施方案。
圖8表示沒有蓋子7的本發(fā)明裝置1的第六實(shí)施例的俯視示意圖。這個(gè)實(shí)施方案最好至少基本上對(duì)應(yīng)于第三實(shí)施例，其中兩個(gè)第二通道部分4或承載部分6是平行安置的并且可以平行地接納液體2。特別是，兩個(gè)平行的或相互獨(dú)立進(jìn)行的反應(yīng)可以同時(shí)開始。為此，第一通道部分3或承載部分5一方面具有液體2并且這兩個(gè)第二通道部分4或承載部分6可以彼此相對(duì)地運(yùn)動(dòng)、特別是可帶至相互接觸或靠置。在所示實(shí)施例中，這如此實(shí)現(xiàn)，即第一承載部分5可以向第二承載部分6運(yùn)動(dòng)，特別是移動(dòng)。
在圖8中描述的結(jié)構(gòu)配置情況下，第一通道部分3或承載部分5是如此被配位的和/或被安置在相對(duì)這些對(duì)應(yīng)配置的第二通道部分4或承載部分6而言的中間，以便第一承載部分5-如通過箭頭表示的-可以同時(shí)帶至與兩個(gè)第二承載部分6接觸，從而能實(shí)現(xiàn)將液體2同時(shí)地導(dǎo)流到兩個(gè)第二承載部分6上。
根據(jù)需要，按照一個(gè)示出的變型實(shí)施例，第一承載部分5可以具有相應(yīng)擴(kuò)大的寬度和/或第二承載部分6可以具有縮小的寬度，這樣做是在第一承載部分5貼到兩個(gè)第二承載部分6上時(shí)在其間存在的毛細(xì)管中斷部9通過兩個(gè)第二承載部分6的總寬度分別最好是至少基本上被消除或跨過，以便能實(shí)現(xiàn)盡可能均勻的使由第二承載部分6所限定的第二通道部分4通過整個(gè)通道橫截面地-特別是具有至少基本上垂直于流動(dòng)方向S延伸的液體前緣地-充流液體2。
圖9和圖10表示本發(fā)明裝置的第七實(shí)施方案的一個(gè)非常簡化的截面示意圖，其僅示出第一和第二承載部分5，6。圖9表示這個(gè)被間置的狀態(tài)、亦即在第一承載部分5和第二承載部分6之間具有還未被跨過或未被消除的毛細(xì)管中斷部9。與上述實(shí)施方案相比，在第七實(shí)施方案中，兩個(gè)承載部分5，6通過一個(gè)連接部分19相互連接。連接部分19最好是柔性構(gòu)成，或可彈性變形地構(gòu)成和/或以連接片形式構(gòu)成。按照需要，承載部分5，6和連接部分19是以整體件形式構(gòu)成的。
在相對(duì)運(yùn)動(dòng)、特別是合移到一起情況下，連接部分19被如此地變形，以致于兩個(gè)承載部分5，6至少在其橫側(cè)面或橫向邊緣11，12之區(qū)域中相互接觸從而消除或跨過毛細(xì)管中斷部9，如圖10所示。然后，液體2能無阻礙地從第一承載部分5轉(zhuǎn)移到第二承載部分6或繼續(xù)流入未示出的通道，如圖10所示。
最好是彈性的連接部分19帶來的優(yōu)點(diǎn)是，兩個(gè)承載部分5，6在制造和例如在儲(chǔ)存和/或已經(jīng)帶有充入之液體的運(yùn)輸情況下不會(huì)被不希望地相對(duì)移動(dòng)，因此就能排除不希望的消除或跨過該毛細(xì)管中斷部。
圖11和圖12表示本發(fā)明建議的裝置1之第八實(shí)施例無有蓋子7的示意俯視圖。在此兩個(gè)承載部分5，6是彼此相對(duì)可轉(zhuǎn)動(dòng)的或可折轉(zhuǎn)的，以便消除或至少跨過該毛細(xì)管中斷部9，從而液體2可以從第一承載部分5流動(dòng)到第二承載部分6上。圖11表示這個(gè)狀態(tài)處在已被展開的狀態(tài)，亦即具有暫時(shí)停住的液體2。圖12表示這個(gè)折合到一起的狀態(tài)，亦即在消除了毛細(xì)管中斷部9的情況，其中液體2從第一承載部分5已經(jīng)流動(dòng)到第二承載部分6上。
其它的為了消除或跨過毛細(xì)管中斷部9的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)和由轉(zhuǎn)動(dòng)及移動(dòng)的組合運(yùn)動(dòng)也是可能的。作為例子可能的是，使裝置1或載體8也圍繞一個(gè)至少基本上處于該主延展平面E中并橫向于流動(dòng)方向S延伸的軸線作折轉(zhuǎn)或彎曲，以便因此使相鄰的通道部分或承載部分相對(duì)地運(yùn)動(dòng)并且跨過或甚至消除一個(gè)其間安置的毛細(xì)管中斷部，從而由此使液體可以繼續(xù)流動(dòng)到所構(gòu)成的通道中。
所述實(shí)施方案的單個(gè)方面和結(jié)構(gòu)解決方案還可以作任意的相互組合。
權(quán)利要求
1.用于操控液體(2)的裝置(1)，具有第一通道部分(3)和第二通道部分(4)，液體(2)能從第一通道部分(3)流到第二通道部分(4)，并且特別是在所述通道部分(3，4)之間構(gòu)成一個(gè)毛細(xì)管中斷部(9)，用于在從第一通道部分(3)轉(zhuǎn)移到第二通道部分(4)中以前暫時(shí)停止液體(2)，其特征在于該裝置(1)如此構(gòu)成，即能使所述兩個(gè)通道部分(3，4)相對(duì)運(yùn)動(dòng)和/或在端側(cè)相互接觸上，以便跨過或消除該毛細(xì)管中斷部(9)。
2.按權(quán)利要求1的裝置，其特征在于所述通道部分(3，4)的橫截面是扁平的，矩形的和/或至少在開口側(cè)是相同的，和/或所述通道部分(3，4)或界定所述通道部分的承載部分(5，6)最好是連續(xù)剛性地構(gòu)成的。
3.按權(quán)利要求1或2的裝置，其特征在于所述通道部分(3，4)的主延展平面至少位于一個(gè)共同的平面(E)中，和/或第二通道部分(4)構(gòu)成第一通道部分(3)的加長部或延續(xù)部。
4.按權(quán)利要求1至3之一的裝置，其特征在于所述通道部分(3，4)由至少兩個(gè)能彼此相對(duì)運(yùn)動(dòng)的承載部分(5，6)及一個(gè)共同的連續(xù)的蓋子(7)構(gòu)成。
5.按權(quán)利要求4的裝置，其特征在于該裝置具有一個(gè)導(dǎo)向裝置(10)，用于平移地或可移動(dòng)地引導(dǎo)至少一個(gè)承載部分(5，6)。
6.按權(quán)利要求4或5的裝置，其特征在于為了跨過或消除所述毛細(xì)管中斷部(9)，所述承載部分(5，6)的橫側(cè)面或橫邊緣(11，12)最好是在整個(gè)長度范圍內(nèi)，和/或該承載部分(5，6)可以在端面?zhèn)认嗷ソ佑|或貼到一起。
7.按權(quán)利要求1至6之一的裝置，其特征在于所述通道部分(3，4)是可以彼此相對(duì)平移運(yùn)動(dòng)的和/或可以彼此相對(duì)旋轉(zhuǎn)的，特別是可以彼此相對(duì)移動(dòng)，可以變形，可以折疊和/或可以彎折的。
8.按權(quán)利要求1至7之一的裝置，其特征在于所述通道部分(3，4)或界定該通道部分的承載部分(5，6)通過一個(gè)連接部分(19)相互連接，該連接部分為了跨過或消除該毛細(xì)管中斷部(9)尤其是可以彈性變形的。
9.按權(quán)利要求1至8之一的裝置，其特征在于所述通道部分(3，4)或界定該通道部分的承載部分(5，6)是相互可以回轉(zhuǎn)的或可以折轉(zhuǎn)到以端面?zhèn)鹊挚康摹?br>
10.按權(quán)利要求1至9之一的裝置，其特征在于所述通道部分(3，4)是可以彼此相對(duì)運(yùn)動(dòng)在液體(2)流動(dòng)方向(S)上或與之相反的方向上和/或在其主延展平面中。
11.按權(quán)利要求1至10之一的裝置，其特征在于在第二通道部分(4)中作用在液體上的毛細(xì)管力大于在第一通道部分(3)中的毛細(xì)管力。
12.按權(quán)利要求1至11之一的裝置，其特征在于在該毛細(xì)管中斷部(9)之前的第一通道部分(3)的橫截面至少基本上等于在該毛細(xì)管中斷部(9)之后的第二通道部分(4)的橫截面。
13.按權(quán)利要求1至12之一的裝置，其特征在于該毛細(xì)管中斷部(9)延伸于至少一個(gè)界定該第一通道部分(3)的側(cè)面或表面，特別是整個(gè)寬度上，和/或該毛細(xì)管中斷部(9)橫向于液體(2)流動(dòng)方向(S)和/或橫向于第一或第二通道部分(3，4)的縱向長度地延伸。
14.按權(quán)利要求1至13之一的裝置，其特征在于該液體(2)以無側(cè)壁方式在通道部分(3，4)中導(dǎo)向流動(dòng)。
15，用于操控液體(2)的方法，液體能從第一通道部分(3)流動(dòng)到第二通道部分(4)并且借助一個(gè)毛細(xì)管中斷部(9)在從第一通道部分(3)轉(zhuǎn)移到第二通道部分(4)中之前被暫時(shí)停止，其特征在于使所述兩個(gè)通道部分(3，4)彼此相對(duì)運(yùn)動(dòng)，以跨過或消除該毛細(xì)管中斷部(9)。
16.按權(quán)利要求15的方法，其特征在于為了跨過或消除該毛細(xì)管中斷部(9)，所述通道部分(3，4)，特別是相應(yīng)的承載部分(5，6)被帶至靠置。
17.按權(quán)利要求15或16的方法，其特征在于所述通道部分(3，4)可彼此相對(duì)移動(dòng)、折疊、彎折和/或變形，以便跨過或消除該毛細(xì)管中斷部(9)。
18.按權(quán)利要求15至17之一的方法，其特征在于所述通道部分(3，4)為跨過或消除該毛細(xì)管中斷部(9)能至少基本在其主延展平面中彼此相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
19.按權(quán)利要求15至18之一的方法，其特征在于多個(gè)通道部分(3，4，17)為了跨過或消除在其間構(gòu)成的毛細(xì)管中斷部(9)可以有選擇地相對(duì)運(yùn)動(dòng)，特別是被帶至相互接觸。
20.按權(quán)利要求15至19之一的方法，其特征在于為了跨過或消除其間構(gòu)成的該毛細(xì)管中斷部(9)，使多個(gè)通道部分(3，4，17)同時(shí)或依次地相對(duì)運(yùn)動(dòng)，特別是被帶至相互接觸。
全文摘要
本發(fā)明建議用于操控液體的裝置和方法，液體可以從第一通道部分流到第二通道部分并借助一個(gè)毛細(xì)管中斷部在從第一通道部分轉(zhuǎn)移到第二通道部分中之前被暫時(shí)停止。通過簡單方式，就可如此實(shí)現(xiàn)一個(gè)準(zhǔn)時(shí)的控制，即，使兩個(gè)通道部分為了跨過或消除毛細(xì)管中斷部而彼此相對(duì)運(yùn)動(dòng)，特別是被帶至相互抵靠。
文檔編號(hào)B01L3/00GK1865714SQ20061008864
公開日2006年11月22日 申請日期2006年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月15日
發(fā)明者T·威廉斯, G·布蘭肯斯坦 申請人:泊靈格英格爾海姆微部件有限責(zé)任公司