示例性實施方式涉及能夠光學(xué)分析少量的樣品的用于光學(xué)分析的結(jié)構(gòu)體和用于制造所述用于光學(xué)分析的結(jié)構(gòu)體的墨組合物。

背景技術(shù)：

患者的樣品可通過使用用于免疫測定、臨床實驗室測試等的光學(xué)分析進(jìn)行分析。這些免疫測定和臨床實驗室測試對于患者狀況的診斷和治療是重要的。

可提供用于光學(xué)分析的結(jié)構(gòu)體來用于患者的樣品的光學(xué)分析，且所述光學(xué)分析結(jié)構(gòu)體可包括涂覆有基于顏料的墨的顏料結(jié)構(gòu)體和涂覆有基于樹脂的墨的樹脂結(jié)構(gòu)體。

在所述光學(xué)分析結(jié)構(gòu)體中，由于所述顏料結(jié)構(gòu)體在其表面上具有許多孔，因此其中樣品滲入孔的現(xiàn)象可發(fā)生，且由于所述樹脂結(jié)構(gòu)體具有小的接觸角，因此其中樣品從所述結(jié)構(gòu)體中溢出的現(xiàn)象可發(fā)生。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

技術(shù)問題

一個或多個示例性實施方式的一個方面提供用于光學(xué)分析的結(jié)構(gòu)體，其包括配置成形成墨結(jié)構(gòu)體的主體的第一墨結(jié)構(gòu)部件、和在第一墨結(jié)構(gòu)部件的側(cè)表面的下部部分處形成的第二墨結(jié)構(gòu)部件。

一個或多個示例性實施方式的另一方面提供用于光學(xué)分析的結(jié)構(gòu)體，其包括涂覆有具有基于顏料的墨和基于樹脂的墨的墨組合物的墨結(jié)構(gòu)體。

示例性實施方式的額外的方面將部分地在隨后的描述中闡明，和部分地將由所述描述明晰，或者可通過示例性實施方式的實踐獲悉。

技術(shù)方案

根據(jù)一個方面，用于光學(xué)分析的結(jié)構(gòu)體包括載體和結(jié)合到載體并且配置成在載體的一個表面上形成腔室的墨結(jié)構(gòu)體，且墨結(jié)構(gòu)體包括配置成形成墨結(jié)構(gòu)體的主體并且相對于腔室的中央的方向具有第一斜度(slope)的第一墨結(jié)構(gòu)部件和在第一墨結(jié)構(gòu)部件的側(cè)表面的下部部分處形成并且相對于腔室的中央的方向具有第二斜度的第二墨結(jié)構(gòu)部件，其中第一斜度不同于第二斜度。

第二墨結(jié)構(gòu)部件可具有比第一墨結(jié)構(gòu)部件高的親油性。

第二墨結(jié)構(gòu)部件的縱向截面的斜度可沿著載體的方向減小。

第二墨結(jié)構(gòu)部件的縱向截面可具有拋物線形狀或高斯分布形狀。

腔室的直徑可在載體的方向上從第二墨結(jié)構(gòu)部件的起點起減小。

墨結(jié)構(gòu)體可在載體的一個表面上形成溝槽。

溝槽的寬度可在載體的方向上從第二墨結(jié)構(gòu)部件的起點起減小。

墨結(jié)構(gòu)體可通過涂覆包括基于顏料的墨和基于樹脂的墨的墨組合物而形成。

第一墨結(jié)構(gòu)部件可由基于顏料的墨和基于樹脂的墨形成。

第二墨結(jié)構(gòu)部件可由基于樹脂的墨形成。

第二墨結(jié)構(gòu)部件可通過墨組合物中的基于樹脂的墨在重力方向上向下流動而形成。

基于顏料的墨的重量可占墨組合物的總重量的30％-70％，且基于樹脂的墨的重量可占墨組合物的總重量的30％-70％。

墨組合物可進(jìn)一步包括固化劑和延遲劑，使得固化劑和延遲劑的總重量占墨組合物的總重量的10％-20％。

墨結(jié)構(gòu)體的透射率可與墨組合物中包括的白色的基于樹脂的墨的墨組成比率的增加一致地增加。

墨結(jié)構(gòu)體的透射率可與入射到墨結(jié)構(gòu)體上的光的波長的增加一致地增加。

基于顏料的墨可包括來自如下之中的至少一種：金紅石、銳鈦礦、氧化銻、鋅、碳酸鈣、二氧化硅、鎘、鉻、鈷、銅、鐵氧化物、鉛、錳、汞、鈦、碳(炭黑，carbon)、粘土、群青、茜素、茜素深紅、藤黃、胭脂蟲紅、茜素玫瑰紅、靛藍(lán)、印度黃、皇紫、喹吖啶酮、品紅、酞菁綠酞菁藍(lán)顏料紅170、和聯(lián)苯胺黃。

基于樹脂的墨可包括來自如下之中的至少一種：有機硅、桉油萜醛、半導(dǎo)體、安息香、石油、苯乙烯、苯胺、氨基基團(tuán)、氨基醇酸樹脂、乙酸乙烯酯、醇酸樹脂、環(huán)氧、脲(尿素)、流延樹脂、甲苯、塑料、聚酰胺、聚氨基甲酸酯、和琥珀。

載體可以膜型的薄膜形狀(形式)提供。

載體可以彎曲的表面形狀提供。

在載體中，結(jié)合到墨結(jié)構(gòu)體的一個表面可為經(jīng)親水性處理的。

根據(jù)另一方面，用于制造用于光學(xué)分析的結(jié)構(gòu)體的墨組合物包括具有占墨組合物的總重量的30％-70％的重量的基于顏料的墨、和具有占墨組合物的總重量的30％-70％的重量的基于樹脂的墨。

墨組合物可進(jìn)一步包括固化劑和延遲劑，其中固化劑和延遲劑的總重量占墨組合物的總重量的10％-20％。

基于顏料的墨可包括來自如下之中的至少一種：金紅石、銳鈦礦、氧化銻、鋅、碳酸鈣、二氧化硅、鎘、鉻、鈷、銅、鐵氧化物、鉛、錳、汞、鈦、碳、粘土、群青、茜素、茜素深紅、藤黃、胭脂蟲紅、茜素玫瑰紅、靛藍(lán)、印度黃、皇紫、喹吖啶酮、品紅、酞菁綠酞菁藍(lán)顏料紅170、和聯(lián)苯胺黃。

基于樹脂的墨可包括來自如下之中的至少一種：有機硅、桉油萜醛、半導(dǎo)體、安息香、石油、苯乙烯、苯胺、氨基基團(tuán)、氨基醇酸樹脂、乙酸乙烯酯、醇酸樹脂、環(huán)氧、脲、流延樹脂、甲苯、塑料、聚酰胺、聚氨基甲酸酯、和琥珀。

發(fā)明的有益效果

如由以上描述明晰的，根據(jù)示例性實施方式的光學(xué)分析結(jié)構(gòu)體的預(yù)期效果如下。

通過使用基于樹脂的墨和基于顏料的墨形成墨結(jié)構(gòu)體，可容易地輸送多種類型的用于光學(xué)分析的樣品。

另外，通過將樣品均勻地容納在腔室中，可保證光學(xué)分析結(jié)果的均勻性。

附圖說明

由結(jié)合附圖考慮的示例性實施方式的以下描述，這些和/或其它方面將變得明晰和更容易理解，其中：

圖1為說明根據(jù)一個示例性實施方式的光學(xué)分析結(jié)構(gòu)體的透視圖；

圖2為沿著圖1的光學(xué)分析結(jié)構(gòu)體的線aa’所取的橫截面圖；

圖3為沿著圖1的光學(xué)分析結(jié)構(gòu)體的線bb’所取的橫截面圖；

圖4為由基于顏料的墨和基于樹脂的墨形成的墨結(jié)構(gòu)體的橫截面的掃描電子顯微鏡(sem)圖像；

圖5為說明光學(xué)分析結(jié)構(gòu)體的另一實例的橫截面圖；

圖6為說明光學(xué)分析結(jié)構(gòu)體的還一實例的橫截面圖；

圖7為說明當(dāng)有機溶劑落(滴落)在墨結(jié)構(gòu)體上時的情況的對比圖；

圖8為說明當(dāng)水溶性緩沖劑落在墨結(jié)構(gòu)體上時的情況的對比圖；

圖9和10為說明當(dāng)有機溶劑落入腔室中時有機溶劑的鋪展性的圖；

圖11和12為說明當(dāng)水溶性緩沖劑落入腔室中時水溶性緩沖劑的鋪展性的圖；

圖13、14、15和16為說明光學(xué)分析結(jié)構(gòu)體的多種示例性實施方式的透視圖；

圖17、18、19和20為說明當(dāng)使用根據(jù)示例性實施方式的光學(xué)分析結(jié)構(gòu)體研究樣品的光學(xué)特性時測量值的離中趨勢(離差，dispersion)的燭柱圖；

圖21a、21b、21c、21d、21e、21f和21g為說明根據(jù)墨組合物中包括的墨的類型的量的透射率值的圖；

圖22為顯示墨結(jié)構(gòu)體的入射光的波長和光透射率之間的關(guān)系的圖；

圖23為說明根據(jù)示例性實施方式的微流控器件的圖；和

圖24為說明配置成使用根據(jù)圖23的微流控器件進(jìn)行研究的平臺(platform)的結(jié)構(gòu)的分解透視圖。

具體實施方式

參照附圖和示例性實施方式的以下具體實施方式，將清楚地理解示例性實施方式和實現(xiàn)其的方法的優(yōu)點和特征。然而，本發(fā)明構(gòu)思不限于將公開的示例性實施方式，而是可以多種不同的形式實施。提供示例性實施方式以向本領(lǐng)域技術(shù)人員充分地說明本發(fā)明構(gòu)思且充分地說明本發(fā)明構(gòu)思的范圍。本發(fā)明構(gòu)思的范圍由所附權(quán)利要求限定。在下文中，將參照附圖詳細(xì)地描述示例性實施方式。

現(xiàn)在將對示例性實施方式詳細(xì)地進(jìn)行介紹，其實例說明于附圖中，其中相同的附圖標(biāo)記始終指的是相同的元件。

示例性實施方式涉及用于光學(xué)分析的結(jié)構(gòu)體和配置成制造它的墨組合物，其被提供用于方便地控制通過所述結(jié)構(gòu)體的樣品的移動和得到具有均勻的離中趨勢的光學(xué)分析結(jié)果。

光學(xué)分析結(jié)構(gòu)體可應(yīng)用于其中光學(xué)分析是有用的所有領(lǐng)域，因為在光學(xué)分析中樣品被注入所述結(jié)構(gòu)體中。在下文中，將以附圖詳細(xì)地描述光學(xué)分析結(jié)構(gòu)體。

圖1為說明根據(jù)一個示例性實施方式的光學(xué)分析結(jié)構(gòu)體100的透視圖，且圖2為沿著圖1的光學(xué)分析結(jié)構(gòu)體100的線aa’所取的橫截面圖，且圖3為沿著圖1的光學(xué)分析結(jié)構(gòu)體100的線bb’所取的橫截面圖。

參照圖1、2和3，根據(jù)一個示例性實施方式的光學(xué)分析結(jié)構(gòu)體100可包括載體110和結(jié)合到載體110以在載體110的一個表面上形成腔室120和溝槽130的墨結(jié)構(gòu)體140。

可提供載體110以支持墨結(jié)構(gòu)體140。載體110可例如以平坦形狀和膜型的薄膜形狀之一提供。同時，根據(jù)一個示例性實施方式，載體110可以彎曲形狀提供，并且包括結(jié)合到墨結(jié)構(gòu)體140的親水性表面。

墨結(jié)構(gòu)體140可通過涂覆具有基于顏料的墨和基于樹脂的墨的墨組合物而形成。

墨組合物可包括基于顏料的墨和基于樹脂的墨，所述基于顏料的墨占墨組合物的總重量的30％-70％，所述基于樹脂的墨占墨組合物的總重量的30％-70％。根據(jù)一個示例性實施方式，墨組合物可進(jìn)一步包括聯(lián)合占墨組合物的總重量的10％-20％的固化劑和延遲劑。通常，由于基于顏料的墨以基于顏料的墨的總重量的5％-15％包括基于樹脂的墨作為其成分，因此當(dāng)墨組合物進(jìn)一步包括固化劑和延遲劑時，墨組合物可以墨組合物的總重量的20.4％-59.85％包括基于顏料的墨、以墨組合物的總重量的25.2％-72.45％包括基于樹脂的墨、和以墨組合物的總重量的10％-20％包括固化劑和延遲劑的組合。墨組合物的組成比率不限于此，并且可根據(jù)需要適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)。

當(dāng)墨結(jié)構(gòu)體140形成并且墨組合物中包括的基于顏料的墨的比例過高時，其中樣品被吸收到在顏料顆粒p之間形成的孔中的現(xiàn)象可發(fā)生，且疏水性質(zhì)可根據(jù)固化溫度而改變。相反，當(dāng)基于樹脂的墨的比例過高時，結(jié)構(gòu)體的角可坍塌，且因而，不易將墨結(jié)構(gòu)體140制造成具有精確的尺寸，且注入該結(jié)構(gòu)體中的溶劑因此可溢出到該結(jié)構(gòu)體外部。

相比之下，當(dāng)墨結(jié)構(gòu)體140由包括基于顏料的墨和基于樹脂的墨的墨組合物形成時，可形成其中基于樹脂的墨填充在顏料顆粒p之間的結(jié)構(gòu)體，且因而，通過所述結(jié)構(gòu)體的樣品可被安全地輸送且可同時獲得均勻的光學(xué)測量數(shù)據(jù)。在下文中，將描述相關(guān)部分。

基于顏料的墨可包括從如下之中選擇的一種或多種：金紅石、銳鈦礦、氧化銻、鋅、碳酸鈣、二氧化硅、鎘、鉻、鈷、銅、鐵氧化物、鉛、錳、汞、鈦、碳、粘土、群青、茜素、茜素深紅、藤黃、胭脂蟲紅、茜素玫瑰紅、靛藍(lán)、印度黃、皇紫、喹吖啶酮、品紅、酞菁綠酞菁藍(lán)顏料紅170、和聯(lián)苯胺黃。

另外，基于樹脂的墨可包括從如下之中選擇的一種或多種：有機硅、桉油萜醛、半導(dǎo)體、安息香、石油、苯乙烯、苯胺、氨基基團(tuán)、氨基醇酸樹脂、乙酸乙烯酯、醇酸樹脂、環(huán)氧、脲、流延樹脂、甲苯、塑料、聚酰胺、聚氨基甲酸酯、和琥珀。

墨結(jié)構(gòu)體140結(jié)合到載體110并且可在載體110的一個表面上形成腔室120和溝槽130。參照圖2和3，墨結(jié)構(gòu)體140可包括形成墨結(jié)構(gòu)體140的主體的第一墨結(jié)構(gòu)部件140-1和設(shè)置在第一墨結(jié)構(gòu)部件140-1的側(cè)表面的下部部分上并且在腔室120或溝槽130的中央c1或c2的方向上具有與第一墨結(jié)構(gòu)部件140-1不同的斜度的第二墨結(jié)構(gòu)部件140-2，且腔室120和溝槽130可通過第一墨結(jié)構(gòu)部件140-1和第二墨結(jié)構(gòu)部件140-2形成。盡管為了描述的方便起見劃分了第一墨結(jié)構(gòu)部件140-1和第二墨結(jié)構(gòu)部件140-2，如圖2和3中所示，但是第一墨結(jié)構(gòu)部件140-1和第二墨結(jié)構(gòu)部件140-2可具有光滑地連接的結(jié)構(gòu)體。

腔室120指的是配置成容納樣品的空間。根據(jù)一個示例性實施方式，可將試劑預(yù)先容納在腔室120中，且在這種情況下，可通過光學(xué)分析監(jiān)測注入的樣品和試劑的反應(yīng)。如圖2中所示，腔室120可提供有在載體110的方向上從第二墨結(jié)構(gòu)體140-2的起點起逐漸減小的直徑。特別地，關(guān)系可為d1>d2>d3，其中，d1、d2和d3指的是腔室120在載體110的方向上的各直徑。

溝槽130指的是注入的樣品的移動路徑，且可具有幾微米(μm)到幾百μm的寬度。因而，注入的樣品可由于溝槽130的毛細(xì)管力而移動到腔室120。如圖3中所示，溝槽130可提供有在載體110的方向上從第二墨結(jié)構(gòu)部件140-2的起點起逐漸減小的直徑。特別地，關(guān)系可為d4>d5>d6，其中，d4、d5和d6指的是溝槽130在載體110的方向上的直徑。

形成墨結(jié)構(gòu)體140的主體的第一墨結(jié)構(gòu)部件140-1可由基于顏料的墨和基于樹脂的墨形成。更特別地，第一墨結(jié)構(gòu)部件140-1可涂覆有以上描述的墨組合物，并且可具有在于固化過程期間產(chǎn)生的誤差范圍內(nèi)的與以上描述的墨組合物相同的組成比率。

第二墨結(jié)構(gòu)部件140-2可由基于樹脂的墨形成。更特別地，第二墨結(jié)構(gòu)部件140-2可通過墨組合物中包括的基于樹脂的墨的一部分由于重力向下流動而形成。根據(jù)一個示例性實施方式，第二墨結(jié)構(gòu)部件140-2的縱向截面的斜度可在載體110的方向上減小，且所述縱向截面可具有拋物線形狀或高斯分布形狀。

為了促進(jìn)理解，在附圖4中，提供由基于顏料的墨和基于樹脂的墨形成的墨結(jié)構(gòu)體140的橫截面的掃描電子顯微鏡(sem)圖像。圖4的區(qū)域a1為第一墨結(jié)構(gòu)部件140-1的橫截面的sem圖像，且區(qū)域a2為第二墨結(jié)構(gòu)部件140-2的橫截面的sem圖像。

參照圖4，第一墨結(jié)構(gòu)部件140-1可以其中基于樹脂的墨填充顏料顆粒p之間的空間的形狀提供，且該類型的結(jié)構(gòu)可防止其中樣品滲入墨結(jié)構(gòu)體140的壁表面的現(xiàn)象。另外，通過使用顏料顆粒p穩(wěn)固地形成墨結(jié)構(gòu)體140，可形成具有精確的尺寸的墨結(jié)構(gòu)體140。

可根據(jù)所提供的墨的組成比率、固化溫度、和固化時間的一種或多種提供墨結(jié)構(gòu)體140的縱向截面的多種形狀。圖5為說明光學(xué)分析結(jié)構(gòu)體100的另一實例的橫截面圖，且圖6為說明光學(xué)分析結(jié)構(gòu)體100的還一實例的橫截面圖。在圖5和6中，為了描述的方便起見，說明腔室120的橫截面。

參照圖5，設(shè)置在光學(xué)分析結(jié)構(gòu)體100的腔室120的邊緣上的第二墨結(jié)構(gòu)部件140-2a可具有比圖2中所示的第二墨結(jié)構(gòu)部件140-2陡的斜度。相反地，參照圖6，光學(xué)分析結(jié)構(gòu)體100的第二墨結(jié)構(gòu)部件140-2b可具有比圖2中所示的第二墨結(jié)構(gòu)部件140-2平緩的(即，沒有圖2中所示的第二墨結(jié)構(gòu)部件140-2陡的)斜度。特別地，可形成第二墨結(jié)構(gòu)部件140-2使得縱向截面可具有多種斜度，并且包括在由本領(lǐng)域技術(shù)人員可容易地考慮到的范圍內(nèi)的變化。

第一墨結(jié)構(gòu)部件140-1和第二墨結(jié)構(gòu)部件140-2可具有不同的親水性/親油性。更特別地，第二墨結(jié)構(gòu)部件140-2具有比第一墨結(jié)構(gòu)部件140-1高的親油性，且換句話說，第二墨結(jié)構(gòu)部件140-2可具有比第一墨結(jié)構(gòu)部件140-1低的親水性質(zhì)。

第一墨結(jié)構(gòu)部件140-1和第二墨結(jié)構(gòu)部件140-2的親水性/親油性在決定容納在腔室120和/或溝槽130中的樣品的流動性方面可為重要的。因而，在描述樣品的流動性之前將描述根據(jù)樣品的類型的墨結(jié)構(gòu)體140的親水性/親油性和根據(jù)樣品注入的樣品的鋪展性方面。

疏水性指的是對水的親和性的缺乏，且親油性表示對油的高的親和性。在這點上，具體溶劑的疏水性質(zhì)和親油性可在相同的方面出現(xiàn)，且在下文中，親油性的描述可包括疏水性的描述。

為了確定墨結(jié)構(gòu)體140的親水性/親油性，進(jìn)行其中使有機溶劑和親水性緩沖劑落在多種類型的墨結(jié)構(gòu)體140上的實驗。

當(dāng)使有機溶劑落在墨結(jié)構(gòu)體140上時，可在其表面上形成有機溶劑滴。有機溶劑為處于液態(tài)的有機化學(xué)物質(zhì)并可溶解油等，且對于親油性表面具有比對于親水性表面大的親和性。因而，當(dāng)墨結(jié)構(gòu)體140的表面是親油性的時，有機溶劑在墨結(jié)構(gòu)體140的其中有機溶劑滴落的表面上的鋪展性可增加。特別地，當(dāng)墨結(jié)構(gòu)體140的表面是親油性的時，有機溶劑滴的半徑可形成為較大。

在圖7中，示出使有機溶劑落在基于樹脂的墨結(jié)構(gòu)體的表面s1、其中基于樹脂的墨和基于顏料的墨混合的混合結(jié)構(gòu)體的表面s2、和基于顏料的墨結(jié)構(gòu)體的表面s3上的結(jié)果，且在這里，使用0.42μl的環(huán)己酮作為有機溶劑。

作為實驗的結(jié)果，在基于樹脂的墨結(jié)構(gòu)體的表面s1上形成具有約0.547mm的半徑r1的有機溶劑滴，且在混合結(jié)構(gòu)體的表面s2上形成具有約0.521mm的半徑r2的有機溶劑滴，且在基于顏料的墨結(jié)構(gòu)體的表面s3上形成具有約0.471mm的半徑r3的有機溶劑滴。在這方面，確定在基于樹脂的墨結(jié)構(gòu)體的表面s1上形成的有機溶劑的半徑r1是最大的(r1>r2>r3)作為實驗的結(jié)果，且因而，基于樹脂的墨結(jié)構(gòu)體的表面s1具有最大的親油性。

接著，當(dāng)使水溶性緩沖劑落在墨結(jié)構(gòu)體140上時，可在其表面上形成水溶性緩沖劑滴。水溶性溶劑為對于水具有高的親和性的液態(tài)物質(zhì)，并且對于親水性表面具有比對于親油性表面大的親和性。因而，當(dāng)墨結(jié)構(gòu)體140的表面是親水性的時，水溶性緩沖劑在墨結(jié)構(gòu)體140的其中水溶性緩沖劑滴落的表面上的鋪展性可增加。特別地，當(dāng)墨結(jié)構(gòu)體140的表面是親水性的時，水溶性緩沖劑滴的半徑可形成為較大。

在圖8中，說明使水溶性緩沖劑落在基于樹脂的墨結(jié)構(gòu)體的表面s1、其中基于樹脂的墨和基于顏料的墨混合的混合結(jié)構(gòu)體的表面s2、和基于顏料的墨結(jié)構(gòu)體的表面s3上的結(jié)果，且在這里，分別使0.42μl的水溶性緩沖劑落在各表面上。

作為實驗的結(jié)果，在基于樹脂的墨結(jié)構(gòu)體的表面s1上形成具有約0.393mm的半徑r4的水溶性緩沖劑滴，且在混合結(jié)構(gòu)體的表面s2上形成具有約0.546mm的半徑r5的水溶性緩沖劑滴，且在基于顏料的墨結(jié)構(gòu)體的表面s3上形成具有約0.562mm的半徑r6的水溶性緩沖劑滴。在這方面，確定在基于樹脂的墨結(jié)構(gòu)體的表面s3上形成的水溶性緩沖劑的半徑r6是最大的(r6>r5>r4)作為實驗的結(jié)果，且因而，基于顏料的墨結(jié)構(gòu)體的表面s3具有最大的親水性。

同時，當(dāng)總結(jié)圖7和8的結(jié)果時，在有機溶劑的情況中，在混合結(jié)構(gòu)體的表面s2上形成具有約0.521mm(r2＝0.521mm)的半徑的有機溶劑滴，并且在水溶性緩沖劑的情況中，在混合結(jié)構(gòu)體的表面s2上形成具有約0.546mm的半徑(r5＝0.546mm)的水溶性緩沖劑滴。即，確定有機溶劑和水溶性溶劑在混合結(jié)構(gòu)體的表面s2上的鋪展性彼此類似。

接下來，將基于墨結(jié)構(gòu)體140的親油性/親水性根據(jù)樣品注入描述樣品的鋪展性方面。

圖9和10為說明當(dāng)有機溶劑落入腔室120中時有機溶劑的鋪展性的圖。圖11和12為說明當(dāng)水溶性緩沖劑落入腔室120中時水溶性緩沖劑的鋪展性的圖。然而，在圖9、10、11和12中，盡管描述腔室120作為實例，但是同樣的原理可應(yīng)用于溝槽130。

將首先描述其中有機溶劑落入腔室120中的情況。

參照圖9和10，腔室120可包括通過第一墨結(jié)構(gòu)部件140-1形成的第一側(cè)壁w1、和通過第二墨結(jié)構(gòu)部件140-2形成的第二側(cè)壁w2。這里，由于第一墨結(jié)構(gòu)部件140-1為混合墨結(jié)構(gòu)體140且第二墨結(jié)構(gòu)部件140-2為基于樹脂的墨結(jié)構(gòu)體140，因此第一墨結(jié)構(gòu)部件140-1可具有比第二墨結(jié)構(gòu)部件140-2低的親油性。特別地，有機溶劑對于第二側(cè)壁w2可具有比對于第一側(cè)壁w1大的親和性。

當(dāng)有機溶劑落入腔室120中時，有機溶劑與鄰近于載體110的第二側(cè)壁w2接觸，如圖9中所示。此時，由于有機溶劑和第二側(cè)壁w2之間的親和性，有機溶劑具有高的鋪展性。結(jié)果，落入的有機溶劑相對均勻地鋪展在通過第二側(cè)壁w2形成的腔室120的內(nèi)側(cè)上。

當(dāng)有機溶劑連續(xù)地落入腔室120中時，有機溶劑與第一側(cè)壁w1接觸。此時，由于與第二側(cè)壁w2相比，第一側(cè)壁w1對于有機溶劑具有更低的親和性，因此與圖9中所示的情況相比，有機溶劑的鋪展性降低。結(jié)果，如圖10中所示，落入的有機溶劑可以比在圖9中所示的情況更加凸出的形狀鋪展。

總的來說，有機溶劑可具有比在第一側(cè)壁w1的接觸表面處的鋪展性大的在第二側(cè)壁w2的接觸表面處的鋪展性。因而，由于有機溶劑在第二側(cè)壁w2的接觸表面處具有相對高的鋪展性，因此在光學(xué)分析中可得到均勻的結(jié)果值。另外，由于有機溶劑在第一側(cè)壁w1的接觸表面處可具有比較低的鋪展性，因此可防止其中有機溶劑從腔室120中溢出的現(xiàn)象。

接下來，將描述其中水溶性緩沖劑落入腔室120中的情況。

參照圖11和12，腔室120可包括通過第一墨結(jié)構(gòu)部件140-1形成的第一側(cè)壁w1、和通過第二墨結(jié)構(gòu)部件140-2形成的第二側(cè)壁w2，如圖9和10中所示。由于第一墨結(jié)構(gòu)部件140-1為混合墨結(jié)構(gòu)體140且第二墨結(jié)構(gòu)部件140-2為基于樹脂的墨結(jié)構(gòu)體140，因此第一墨結(jié)構(gòu)部件140-1可具有比第二墨結(jié)構(gòu)部件140-2高的親水性。特別地，水溶性緩沖劑對于第一側(cè)壁w1可具有比對于第二側(cè)壁w2大的親和性。

當(dāng)水溶性緩沖劑落入腔室120中時，水溶性緩沖劑與鄰近于載體110的第二側(cè)壁w2接觸，如圖11中所示。如上所述，由于第二側(cè)壁w2具有基于樹脂的結(jié)構(gòu)體和高的親油性，因此落下的水溶性緩沖劑具有比較高的與第二側(cè)壁w2的接觸角且容納在腔室120內(nèi)部。

當(dāng)水溶性緩沖劑連續(xù)地落入腔室120中時，水溶性緩沖劑與第一側(cè)壁w1接觸。此時，由于與第二側(cè)壁w2相比，第一側(cè)壁w1對于水溶性緩沖劑具有更大的親和性，因此與圖11中所示的情況相比，水溶性緩沖劑的鋪展性增加。特別地，如圖12中所示，落下的水溶性緩沖劑具有相對低的與底部表面的接觸角，且鋪展在腔室120的內(nèi)側(cè)上。

總的來說，水溶性緩沖劑可具有比在第二側(cè)壁w2的接觸表面處的鋪展性大的在第一側(cè)壁w1的接觸表面處的鋪展性。特別地，在水溶性緩沖劑的情況中，由于溶液的鋪展性可通過第一側(cè)壁w1提高，因此在光學(xué)分析中可得到均勻的結(jié)果值。另外，由于水溶性緩沖劑被提供以由于第一側(cè)壁w1而具有適當(dāng)?shù)匿佌剐?，因此可防止其中水溶性緩沖劑從腔室120中溢出的現(xiàn)象。

以上描述的墨結(jié)構(gòu)體140可以任意多種形狀提供。

圖13、14、15和16為說明根據(jù)多種示例性實施方式的光學(xué)分析結(jié)構(gòu)體100a、100b、100c和100d的透視圖。

光學(xué)分析結(jié)構(gòu)體100a和100b可包括具有多種尺寸的腔室120a和120b。根據(jù)一個示例性實施方式的光學(xué)分析結(jié)構(gòu)體100a可具有擁有相對大的半徑的腔室120a，如圖13中所示，且根據(jù)另一示例性實施方式的光學(xué)分析結(jié)構(gòu)體100b可具有擁有相對小的半徑的腔室120b，如圖14中所示。因而，可通過改變在光學(xué)分析結(jié)構(gòu)體100a和100b上形成的腔室120a和120b的尺寸來調(diào)節(jié)樣品的量。

光學(xué)分析結(jié)構(gòu)體100c可包括具有多種形狀之一的腔室120c。根據(jù)一個示例性實施方式的光學(xué)分析結(jié)構(gòu)體100c可包括具有矩形形狀的腔室120c，如圖15中所示。腔室120c的形狀不限于此，并且包括在由本領(lǐng)域技術(shù)人員可容易地考慮到的范圍內(nèi)的變化。

此外，根據(jù)一個示例性實施方式的光學(xué)分析結(jié)構(gòu)體可僅包括腔室。參照圖16，根據(jù)一個示例性實施方式的光學(xué)分析結(jié)構(gòu)體100d可包括具有圓形形狀的腔室120d，且可不另外包括溝槽。在這種情況下，樣品可直接注入腔室120d中。另外，根據(jù)一個示例性實施方式的光學(xué)分析結(jié)構(gòu)體100d可包括具有任意多種尺寸和形狀的腔室120d。

當(dāng)使用以上描述的光學(xué)分析結(jié)構(gòu)體100、100a、100b、100c和100d測量樣品的光學(xué)特性時，可顯示出如下所述的離中趨勢值。在下文中，將描述圖1中的光學(xué)分析結(jié)構(gòu)體100作為典型的實例。

圖17、18、19和20為說明當(dāng)使用根據(jù)示例性實施方式的光學(xué)分析結(jié)構(gòu)體100測量樣品的光學(xué)特性時測量值的離中趨勢的燭柱圖。更特別地，圖17為說明樣品在405nm波長處的離中趨勢的燭柱圖，圖18為說明樣品在450nm波長處的離中趨勢的燭柱圖，圖19為說明樣品在535nm波長處的離中趨勢的燭柱圖，且圖20為說明樣品在630nm波長處的離中趨勢的燭柱圖。

在圖17、18、19和20中，水平軸上的a、b和c分別指的是基于顏料的墨結(jié)構(gòu)體、基于樹脂的墨結(jié)構(gòu)體、和混合墨結(jié)構(gòu)體，且縱軸指的是光學(xué)分析結(jié)果值。參照圖17、18、19和20，確定當(dāng)使用基于顏料的墨結(jié)構(gòu)體和基于樹脂的墨結(jié)構(gòu)體對樣品進(jìn)行光學(xué)分析時，光學(xué)分析結(jié)果值的離中趨勢是相對大的。更特別地，參照圖17，確定當(dāng)使用基于顏料的墨結(jié)構(gòu)體對樣品進(jìn)行光學(xué)分析時，樣品的光學(xué)分析結(jié)果值范圍從約0.290到0.297，且確定當(dāng)使用基于樹脂的墨結(jié)構(gòu)體對樣品進(jìn)行光學(xué)分析時，樣品的光學(xué)分析結(jié)果值范圍從約0.291到0.297。相比之下，確定當(dāng)使用混合墨結(jié)構(gòu)體對樣品進(jìn)行光學(xué)分析時，樣品的光學(xué)分析結(jié)果值范圍從約0.315到0.318。特別地，確定當(dāng)使用混合結(jié)構(gòu)體時，光學(xué)分析結(jié)果值的離中趨勢相對較低。結(jié)果，確定混合結(jié)構(gòu)體顯示出作為光學(xué)分析結(jié)構(gòu)體的最佳性能。

接下來，將描述光學(xué)分析結(jié)構(gòu)體100的透射率。

在以上描述的光學(xué)分析結(jié)構(gòu)體100中，可通過調(diào)節(jié)形成墨結(jié)構(gòu)體140的墨組合物的類型和墨組合物中包括的墨的組成比率來調(diào)節(jié)墨結(jié)構(gòu)體140的光透射率。更特別地，隨著墨組合物中的白色的基于樹脂的墨的組成比率增加，墨結(jié)構(gòu)體140的光透射率可增加。

在下文中，術(shù)語“白色的基于樹脂的墨”指的是具有配置成實現(xiàn)白顏色的基于顏料的墨的基于樹脂的墨，且“黑色的基于樹脂的墨”指的是具有配置成實現(xiàn)黑顏色的基于顏料的墨的基于樹脂的墨，且“黑色的基于顏料的墨”指的是這樣的基于顏料的墨：其主要具有配置成實現(xiàn)黑顏色的基于顏料的墨。配置成實現(xiàn)白顏色的顏料可包括例如氧化鈦、氧化鋅、硫化鋅和氧化鉛的任意，且配置成實現(xiàn)黑顏色的顏料可包括碳(炭黑)等。

同時，調(diào)節(jié)光透射率的實例不限于此，且根據(jù)一個示例性實施方式，通過將具有多種顏色之一的基于顏料的墨和具有多種顏色之一的基于樹脂的墨混合來提供具有多種光透射率特性的光學(xué)分析結(jié)構(gòu)體的組件。

圖21a、21b、21c、21d、21e、21f和21g為顯示根據(jù)墨組合物中包括的墨的類型的量的光透射率值的圖。

在圖21a、21b、21c、21d、21e、21f和21g中，圖的水平軸指的是入射光的波長，且縱軸指的是光的透射率。另外，圖21a、21b、21c、21d、21e、21f和圖21g說明包括如下的墨結(jié)構(gòu)體140的光透射率：僅具有黑色的基于樹脂的墨的墨組合物g1，以下列比率包括混合的黑色的基于顏料的墨化合物和白色的基于樹脂的墨的墨組合物：對于墨組合物g29:1的比率、對于墨組合物g38:2的比率、對于墨組合物g47:3的比率、對于墨組合物g56:4的比率、和對于墨組合物g65:5的比率，以及僅具有白色的基于顏料的墨的組合物g7。

作為實驗結(jié)果，在具有黑色的基于樹脂的墨的墨組合物的情況g1中，墨結(jié)構(gòu)體140顯示出在約-0.1％到0.1％的范圍內(nèi)的光透射率，在具有以比率9:1混合的黑色的基于顏料的墨和白色的基于樹脂的墨的墨組合物的情況g2中，墨結(jié)構(gòu)體140顯示出在約-0.1％到0.1％的范圍內(nèi)的光透射率，在8:2的混合比率的情況g3中，墨結(jié)構(gòu)體140顯示出約百分之零(0％)的光透射率，在7:3的混合比率的情況g4中，墨結(jié)構(gòu)體140顯示出在約0％到0.1％的范圍內(nèi)的光透射率，在6:4的混合比率的情況g5中，墨結(jié)構(gòu)體140顯示出在約0％到0.2％的范圍內(nèi)的光透射率，在5:5的比率的情況g6中，墨結(jié)構(gòu)體140顯示出在約0％到0.4％的范圍內(nèi)的光透射率，且在具有白色的基于樹脂的墨的墨組合物的情況g7中，墨結(jié)構(gòu)體140顯示出在約-0.1％到0.1％的范圍內(nèi)的光透射率。

在這方面，確定隨著白色的基于樹脂的墨的組成比率增加，墨結(jié)構(gòu)體140的光透射率大體上增加。

同時，在根據(jù)一個示例性實施方式的墨結(jié)構(gòu)體140中，隨著進(jìn)入墨結(jié)構(gòu)體140中的入射光的波長增加，光的透射率可增加。

圖22為顯示墨結(jié)構(gòu)體的入射光的波長和光透射率之間的關(guān)系的圖。

在圖22中，該圖的水平軸指的是入射光的波長且縱軸指的是光的透射率。如上所述，由于墨結(jié)構(gòu)體140的光透射率隨著白色的基于樹脂的墨的組成比率增加而增加，因此在圖22中，使用由100％的白色的基于樹脂的墨形成的墨結(jié)構(gòu)體140作為實例顯示光的波長和光的透射率之間的關(guān)系。

參照圖22，確定隨著入射光的波長增加，光的透射率增加。更特別地，確定當(dāng)光的波長大約等于或小于420nm時，光的透射率急劇增加，并且當(dāng)光的波長大約等于或大于420nm時，光的透射率逐漸增加。

如上所述，描述了光學(xué)分析結(jié)構(gòu)體100、100a、100b、100c和100d的多種示例性實施方式。光學(xué)分析結(jié)構(gòu)體100、100a、100b、100c和100d可應(yīng)用于其中需要光學(xué)分析的多種領(lǐng)域。根據(jù)一個示例性實施方式，當(dāng)將樣品引入腔室120中并在腔室120中干燥且遞送用于光學(xué)分析時，可應(yīng)用光學(xué)分析結(jié)構(gòu)體100、100a、100b、100c和100d，或者光學(xué)分析結(jié)構(gòu)體100、100a、100b、100c和100d可應(yīng)用于微流控器件的平臺結(jié)構(gòu)。在下文中，將描述當(dāng)將光學(xué)分析結(jié)構(gòu)體100、100a、100b、100c和100d應(yīng)用于微流控器件的平臺結(jié)構(gòu)時的情況。

圖23為說明根據(jù)示例性實施方式的微流控器件200的圖，且圖24為說明配置成使用圖23中所示的微流控器件200進(jìn)行研究的平臺220的結(jié)構(gòu)的分解透視圖。

參照圖23，根據(jù)示例性實施方式的微流控器件200可包括外殼(housing)210、和其中進(jìn)行光學(xué)分析的膜型平臺220。

外殼210支持平臺220并且使使用者能夠同時把持微流控器件200。外殼210可為可容易地模塑的且由在化學(xué)上和在生物學(xué)上無活性的物質(zhì)形成。

例如，對于外殼210的材料，可使用多種材料例如如下的任一種：丙烯?；缇奂谆┧峒柞?pmma)，聚硅氧烷例如聚二甲基硅氧烷(pdms)，聚乙烯例如聚碳酸酯(pc)、線型低密度聚乙烯(lldpe)、低密度聚乙烯(ldpe)、中密度聚乙烯(mdpe)、和高密度聚乙烯(hdpe)，塑料材料例如聚乙烯醇、極低密度聚乙烯(vldpe)、聚丙烯(pp)、丙烯腈丁二烯苯乙烯(abs)、和環(huán)烯烴共聚物(coc)，玻璃，云母，二氧化硅，半導(dǎo)體晶片等。

外殼210可包括被供應(yīng)有樣品的樣品供應(yīng)器211。待供應(yīng)到微流控器件200的樣品可包括生物樣品例如血液、組織液、淋巴液和尿的任意。樣品供應(yīng)器211可包括所供應(yīng)的樣品在其中流入平臺220中的供應(yīng)孔211a和配置成輔助樣品的供應(yīng)的輔助供應(yīng)器211b。

使用者可通過使用工具例如吸量管或勺(spuit)使待分析的樣品落入供應(yīng)孔211a中。另外，其中在供應(yīng)孔211a周圍在供應(yīng)孔211a的方向上形成斜坡的輔助供應(yīng)器211b可將落在供應(yīng)孔211a周圍的流體樣品引導(dǎo)至供應(yīng)孔211a。

平臺220可經(jīng)由如下方法結(jié)合到外殼210：其中，平臺220可熔合到樣品供應(yīng)器211的外殼210的底部或插入形成于外殼210中的某個溝槽中。

參照圖24，平臺220可以其中三個板結(jié)合的結(jié)構(gòu)形成。所述三個板可劃分為頂板220a、底板220b、和中間板220c，且頂板220a和底板220b可印刷有墨并且可保護(hù)朝向腔室120移動的樣品免受外部光。

平臺220的頂板220a和底板220b可應(yīng)用于根據(jù)示例性實施方式的光學(xué)分析結(jié)構(gòu)體100。特別地，光學(xué)分析結(jié)構(gòu)體100可包括載體110和結(jié)合到載體110以在載體110的一個表面上形成腔室120的墨結(jié)構(gòu)體140。根據(jù)一個示例性實施方式，除腔室120之外還可形成溝槽130，在下文中，將描述其中通過墨結(jié)構(gòu)體140形成多個腔室120的情況作為示例性實施方式。

平臺220的中間板220c可用多孔片材例如纖維素形成。根據(jù)一個示例性實施方式，所述多孔片材可提供有具有疏水性表面的物質(zhì)以不影響樣品的移動。

平臺220可包括樣品注入孔221、注入的樣品在其處移動的溝槽222、和其中進(jìn)行樣品的光學(xué)分析的腔室224。

當(dāng)平臺220以三層結(jié)構(gòu)形成時，可在頂板220a中形成配置成形成樣品注入孔221的頂板孔221a，并且可在與頂板孔221a相反(相對)的區(qū)域上形成腔室224a。此時，可透明地形成與腔室224a的每一個對應(yīng)的部分。同時，在底板220b中，也可透明地形成與腔室224b的每一個對應(yīng)的部分，且為何透明地形成與腔室224b對應(yīng)的部分的原因是為了促進(jìn)容納在腔室224b中的樣品的光學(xué)特性的研究。

根據(jù)一個示例性實施方式，可預(yù)先將試劑容納在腔室224b內(nèi)部。根據(jù)一個示例性實施方式，試劑可以干燥形式提供到腔室224b的一個表面。在這種情況下，在注入的樣品和試劑之間的反應(yīng)可發(fā)生，且可通過在腔室224b中發(fā)生的反應(yīng)來測量光學(xué)特性。

也可在中間板220c中形成配置成形成樣品注入孔的中間板孔221c，并且當(dāng)將頂板220a、中間板220c和底板220b結(jié)合時，頂板孔221a和中間板孔221c重疊且可形成平臺220的樣品注入孔221。

由于在中間板220c的區(qū)域中在與中間板孔221c相反的區(qū)域中形成腔室224c，因此可通過如下形成腔室224：從中間板220c的區(qū)域除去與腔室224c對應(yīng)的區(qū)域以形成圓形形狀、矩形形狀等，并且將頂板220a、中間板220c和底板220b彼此結(jié)合。

作為注入的樣品在其中移動的路徑的溝槽222可形成于中間板220c中。溝槽222可具有約1μm-500μm的寬度，且通過樣品注入孔221引入的樣品可由于溝槽222的毛細(xì)管力而移動到腔室224c。以上描述的溝槽222的寬度僅是可應(yīng)用于微流控器件200的一個示例性實施方式，且示例性實施方式不限于以上描述的值。

當(dāng)將樣品供應(yīng)到微流控器件200的樣品供應(yīng)器211時，所供應(yīng)的樣品通過樣品注入孔221流入平臺220中，并且所引入的樣品沿著溝槽222移動到腔室224。當(dāng)將試劑儲存在腔室224中時，樣品可與試劑反應(yīng)。容納在腔室224中的樣品可被提供用于光學(xué)分析，在這種情況下，如圖17、18、19和20中所示，可獲得具有均勻的離中趨勢的光學(xué)測量數(shù)據(jù)。

盡管在上面描述了墨光學(xué)分析結(jié)構(gòu)體的一些示例性實施方式，但是本發(fā)明構(gòu)思不限于以上描述的示例性實施方式并且應(yīng)理解為包括在對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言可為可容易地想到的范圍內(nèi)的變型。