微流體設(shè)備單元的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有控制設(shè)備與用于微流體芯片的載體的微流體設(shè)備單元。
【背景技術(shù)】
[0002]所謂的微流體芯片是通過(guò)現(xiàn)有技術(shù)大體上已知的并且包括至少一個(gè)存儲(chǔ)部分，至少一個(gè)微流體通道與通常地至少一個(gè)混合部分，例如以便檢查存在于存儲(chǔ)部分中的流體樣本的流動(dòng)性能、混合和/或去混合性能以及化學(xué)和/或生物化學(xué)反應(yīng)。為此目的，將微流體芯片插入到微流體設(shè)備單元中，其中此設(shè)備單元包括例如利用壓緊力、磁力、化學(xué)反應(yīng)力、電力和/或熱載荷以期望方式使流體樣本充電的至少一個(gè)致動(dòng)單元。
[0003]在美國(guó)8，309, 040B2中已經(jīng)描述了此微流體設(shè)備單元、用于容納在此設(shè)備單元中的微流體芯片、以及用于將微流體芯片安裝在此設(shè)備單元處的方法。微流體設(shè)備單元包括針，所述針在插入微流體芯片時(shí)穿入微流體芯片的密封存儲(chǔ)部分中并且由此以簡(jiǎn)單方式在微流體芯片與設(shè)備單元之間形成大體上無(wú)泄漏的流體連接?？梢院敛毁M(fèi)力地將微流體芯片插入到微流體設(shè)備單元中并且再次從設(shè)備單元移除，從而能夠進(jìn)行微流體芯片的簡(jiǎn)單交換。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是形成微流體設(shè)備單元以及微流體芯片，通過(guò)其提高了用于流體樣本的分析可能性。
[0005]根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)微流體設(shè)備單元解決了此目的，所述微流體設(shè)備單元包括具有至少一個(gè)致動(dòng)單元的控制設(shè)備和用于微流體芯片的載體，其中載體設(shè)計(jì)為與控制設(shè)備分離的、但是通過(guò)至少一個(gè)連接線與控制設(shè)備連接的模塊，使得致動(dòng)單元能夠致動(dòng)載體處的至少一個(gè)功能，其中載體設(shè)有用于微流體芯片的接收件。作為與控制設(shè)備分離的模塊的設(shè)計(jì)提供了載體的“自由”操作以及由此用于安裝在載體處的微流體芯片的改進(jìn)的分析可能性。例如，移動(dòng)載體模塊連同安裝的微流體芯片一起可以放置在顯微鏡上并且可以在安裝狀態(tài)中檢查微流體芯片。在此檢查過(guò)程中，同時(shí)提供至少一根連接線以便經(jīng)由控制設(shè)備致動(dòng)微流體芯片。
[0006]在微流體設(shè)備單元的一個(gè)實(shí)施方式中，載體包括可以經(jīng)由連接線通過(guò)致動(dòng)單元致動(dòng)的至少一個(gè)光源。因此，微流體芯片以及由此的流體樣本可以以簡(jiǎn)單的方式利用光進(jìn)行照射。
[0007]此外，載體可以包括至少一個(gè)光傳感器，其信號(hào)可以經(jīng)由連接線傳輸?shù)街聞?dòng)單元。由此該連接線不僅提供了致動(dòng)信號(hào)的從控制設(shè)備到微流體芯片的傳輸，而且此外還提供了反饋信號(hào)的從微流體芯片到控制設(shè)備的傳輸。
[0008]在微流體設(shè)備單元的其它實(shí)施方式中，載體包括經(jīng)由連接線與致動(dòng)單元連接的至少一個(gè)加熱元件。通過(guò)此種方式,可以毫不費(fèi)力地加熱微流體芯片以及由此的流體樣本。
[0009]優(yōu)選地，加熱元件以彈性屈服方式安裝在載體處。在微流體芯片的安裝狀態(tài)中，這導(dǎo)致預(yù)張緊并且由此導(dǎo)致加熱元件與待加熱的微流體芯片的區(qū)域之間的緊密接觸，從而確保熱傳遞具有小的能量損失。
[0010]在設(shè)備單元的其它實(shí)施方式中，載體包括可以經(jīng)由供給線通過(guò)致動(dòng)單元致動(dòng)的感應(yīng)元件。通過(guò)此種方式，使得能夠毫不費(fèi)力地將電力和/或電磁力施加在微流體芯片中的流體樣本上或者此外將能量傳輸?shù)讲贾迷谖⒘黧w芯片中的加熱裝置。
[0011]在微流體設(shè)備單元的載體處優(yōu)選地布置用于微流體芯片的捕獲裝置。此捕獲裝置將微流體芯片可靠地固定在載體處并且例如當(dāng)將載體連同微流體芯片一起插入到顯微鏡中時(shí)防止微流體芯片的不期望的滑動(dòng)。
[0012]捕獲裝置尤其優(yōu)選地包括永磁體或磁性材料的對(duì)應(yīng)部分。磁體捕獲裝置提供了以此種方式可以將微流體芯片容易且反復(fù)地固定在載體處以及再次將其從載體移除的優(yōu)點(diǎn)。
[0013]根據(jù)設(shè)備單元的另一個(gè)實(shí)施方式，用于自動(dòng)連接微流體芯片的流體聯(lián)接件集成在載體的接收件中。經(jīng)由此流體聯(lián)接件，可以在微流體芯片中的流體樣本上施加液壓力或氣動(dòng)作用力。
[0014]優(yōu)選地，流體聯(lián)接件包括至少一個(gè)中空針。通過(guò)插入與取出中空針，不費(fèi)吹灰之力就可以產(chǎn)生或釋放流體聯(lián)接件。此外，通過(guò)插入可能由簡(jiǎn)單密封環(huán)支撐的中空針，實(shí)現(xiàn)了流體連接的緊密性。
[0015]中空針尤其是可替換地安裝在接收件處。這提供了可以非常容易且快速地替換阻塞或損壞的中空針的優(yōu)點(diǎn)。
[0016]特別優(yōu)選地，流體聯(lián)接件包括至少一個(gè)中空供給針與至少一個(gè)中空排放針。由此，一方面微流體芯片可以著手處理工作介質(zhì)以便經(jīng)由中空供給針對(duì)流體樣本進(jìn)行加壓，并且另一方面經(jīng)由中空排放針提供排氣。樣本流體和/或工作介質(zhì)還可以能夠經(jīng)由載體排放到微流體設(shè)備單元的控制設(shè)備。然后不再需要用于微流體芯片中的樣本流體和/或工作介質(zhì)的其它儲(chǔ)存器。
[0017]在設(shè)備單元的其它實(shí)施方式中，控制設(shè)備包括至少一個(gè)泵，所述至少一個(gè)泵可以由致動(dòng)單元致動(dòng)并且其輸出經(jīng)由連接線與載體連接。由此將用于對(duì)流體樣本進(jìn)行加壓的泵定位在移動(dòng)載體的外部，使得所述泵可以設(shè)計(jì)為特別緊湊的形式并且可以與微流體芯片一起布置在顯微鏡下方。
[0018]在設(shè)備單元的此實(shí)施方式中，泵優(yōu)選地與流體聯(lián)接件連接。這經(jīng)由控制設(shè)備中的泵提供了對(duì)流體樣本的容易加壓。通過(guò)加壓，將初始保持在在于微流體芯片中的單獨(dú)通道結(jié)構(gòu)中的存貨中的一個(gè)或多個(gè)流體樣本或流體樣本與試劑傳送到反應(yīng)空間或者混合部分，在反應(yīng)空間或者混合部分例如通過(guò)光學(xué)部件執(zhí)行流體部件的分析。
[0019]在設(shè)備單元的其它實(shí)施方式中，用于微流體芯片的接收件包括多個(gè)底座。微流體芯片的在單個(gè)底座上的支撐至少部分地提供了微流體芯片與載體的自由幾何形狀設(shè)計(jì)以及微流體芯片的良好的可接近性以便檢查流體樣本。
[0020]在此實(shí)施方式中，優(yōu)選地至少一個(gè)底座設(shè)有流體聯(lián)接件。
[0021 ] 然后此底座優(yōu)選地設(shè)有用于與泵連接的流體線的端口。
[0022]此外，至少一個(gè)底座可以設(shè)有光源和/或光傳感器。通過(guò)這種方法能夠在利用光進(jìn)行照射期間以小的技術(shù)努力來(lái)選擇性地檢查流體樣本或還檢查其性能。此外，可以確定流體樣本中的組分的濃度或者可以分析流體樣本的組分。
[0023]此外，至少一個(gè)底座可以設(shè)有永磁體或者磁性材料的對(duì)應(yīng)部分。通過(guò)微流體芯片的適當(dāng)設(shè)計(jì)者提供了微流體芯片在載體處的容易的磁固定或者捕獲并且此外還提供了通過(guò)選擇性地克服磁性保持力容易地拆卸微流體芯片。微流體芯片包括由可模塑塑料材料制成的基部本體并且其中設(shè)有朝向基部本體的至少一個(gè)側(cè)面打開的至少一個(gè)微流體通道，并且具有完全在微流體通道在其上打開的基部本體的側(cè)面上方延伸的密封膜?；勘倔w優(yōu)選地設(shè)有至少一個(gè)用于光的聯(lián)接表面。經(jīng)由微流體設(shè)備單元的載體，用于光的此聯(lián)接表面提供了利用光對(duì)流體樣本的選擇性照射并且提供了對(duì)流體樣本的反射的良好探測(cè)。
[0024]優(yōu)選地，聯(lián)接表面是從基部本體的一個(gè)側(cè)面延伸出的凹入部的側(cè)壁。
[0025]聯(lián)接表面例如可以以與側(cè)面成約45°的角度延伸。在垂直于微流體芯片的側(cè)面照射的狀態(tài)中，可以由此沿著平行于側(cè)面的方向反射光，使得流體樣本的有利照射是可能的。這類似地適用于垂直于側(cè)面定向的光傳感器并且經(jīng)由以45°角成斜面的聯(lián)接表面例如可以探測(cè)平行于側(cè)面指向的傳輸輻射。
[0026]形成為聯(lián)接表面的凹入部的側(cè)壁，例如是棱錐的一部分。首先，這在用于微流體芯片的基部本體的制造過(guò)程中提供了制造益處。
[0027]此外，凹入部的側(cè)壁尤其可以涂覆以反射材料，以便提高光反射。
[0028]在微流體芯片的一個(gè)實(shí)施方式中，基部本體是平坦的并且包括平行于彼此延伸的兩個(gè)側(cè)面，所述兩個(gè)側(cè)面是長(zhǎng)方形的并且遠(yuǎn)離彼此面向。
[0029]此兩個(gè)側(cè)面尤其設(shè)有密封膜。此構(gòu)造提供了微流體芯片的容易且不那么昂貴的制造。
[0030]微流體芯片的微流體通道優(yōu)選地包括至少一個(gè)存儲(chǔ)部分。在微流體芯片的存儲(chǔ)過(guò)程中，即在將微流體芯片安裝在設(shè)備單元的載體上并且對(duì)其進(jìn)行檢查以前存儲(chǔ)部分含有試劑或者流體樣本。
[0031]此外，微流體通道可以包括至少一個(gè)混合部分。在此混