[发明专利]微流体装置、系统和方法

说明书

本发明背景

本发明所属领域

本发明涉及微流体，更特别的设计一种微流体装置，系统和用于控制流体流动的方法

背景资料

微流体涉及一种或多种流体的小体积的操作；如气体和/或流体。流体的总体积可以是，如约250微升或更少，如约125微升或更少，约75微升或更少，约50微升或更少，或约25微升或更少。

为了确定流体样本中至少一种靶标的存在的微流体的使用是已知的。例如，美国专利第7,824,611，该专利被完整的包括在本发明的参考文献中，公开了免疫测定装置，测定系统和装置组分，其具有至少两个被配制有远距离分开的毛细管的对立的表面，至少这一个毛细管中能够固定样本中与靶标配体的存在或存在数量有关的一定数量的至少一种靶标配体或轭合物，这种样本来自控制流体移动区域的流体样本，这些样本移动通过或远离该区域。7,824,611专利进一步公开了试剂的使用，例如受体和轭合物，和生物传感器，例如电化学的，光学的，光电的，或声学机械装置，来确定一种或多种靶标的存在。

发明摘要

在一个实施例中，本发明涉及操作微流体装置中的流体样本的方法。该方法包括通过毛细管作用沿着微流体装置毛细管通道移动流体样本，然后通过增加作用在流体样本的远端气‐液界面的足够数量的气体压力来让流体样本沿着毛细管通道的移动停止。通过减少足够数量的作用在流体样本的远端气‐液界面的气体压力，允许流体样本通过毛细管作用进一步沿着微流体装置的毛细管通道移动。通过毛细管作用移动流体样本，增加压力，接着减少压力的步骤被重复一次或多次。在实施例中，在流体样本移动步骤中，流体样本与配制在毛细管通道中的干试剂接触。在随后的样本移动步骤中，流体样本可以与配制在微流体装置中的检测区域接触。该方法可以进一步包括确定流体样本中一种或多种靶标的存在。

该方法可以采用例如免疫(例如通过抗体的使用)和/或电化学来确定一种或多种靶标的存在。该方法包括：引入流体样本到毛细流通道的近端部分；使流体样本以第一种流动速度朝毛细流通道的远端部分前进，直到至少流体样本的远端气-液界面与以干燥形态配置在毛细流通道的轭合物接触，轭合物包括与靶标具有亲和力的结合试剂；随后，通过增加流体样本近端气-液界面和流体样本远端气-液界面之间的气压差，使流体样本以第二种流动速度朝毛细流通道的远端部分前进，直到至少远端气-液界面与毛细流通道内的检测区域接触，检测区域包括对复合物具有亲和力的第二结合试剂，复杂物包括轭合物和靶标，第二流动速率比第一流动速率更慢；接着，通过增加流体样本的近端和远端气-液界面间的气压差，使流体样本以第三种流动速度朝毛细流通道的远端部分前进，直到至少大部分轭合物被结合到第二结合试剂和/或使流体样本朝毛细流通道的远端前进超过检测区域为止。

在上文的任何实施例中，毛细流通道可以被配制在微流体装置内。

上文任何实施例中方法可以进一步包括，引入流体样本步骤后，通过毛细管流动使流体样本沿着毛细流通道前进，直到作用在远端气-液界面的气体压力阻止流体样本进一步让沿着毛细流通道前进。

在上文任何实施例的任何方法中流体样本可以在与轭合物接触前被停止。

在上文任何实施例的任何方法中流体样本可以在与轭合物接触后被停止。

在上文任何实施例的任何方法中方法可以进一步包括在泵和毛细流通道远端部分间提供一个流体连接。提供的流体连接的步骤可以在引入流体样本的步骤之前被执行。在上文任何实施例的任何方法中，方法可以包括终止泵和毛细流通道远端部分间的流体连接，然后检测存在于检测区域的轭合物。检测轭合物的步骤可以包括让微流体装置与一个光扫描器可操作的关联。检测轭合物的步骤可以包括使用一个生物传感器来检测轭合物。生物传感器可以是一个电化学的，光学的，电光学的，或声学机械检测器。

提供流体连接的步骤可以包括，根据毛细流通道的远端开口，自动定位泵的近端开口。

在上文任何实施例的任何方法中“增加气体压力差”的步骤可以通过增加与流体样本的远端气-液界面处于连通的气体体积来实现。

在上文任何实施例的任何方法中“增加气体压力差”的步骤可以通过启动泵来执行。在上文任何实施例的任何方法中，启动泵可以增加与流体样本的远端气-液界面连通的气体体积。泵可以是注射泵。

在上文任何实施例的任何方法中，流体样本经过毛细流通道内的毛细管作用力，并且通过“气体压力差”被施加到流体样本上的压力的数量小于毛细管作用力大小的约15倍，如小于约毛细管作用力大小的10倍，如小于约毛细管作用力大小的5倍。