[发明专利]具有DEP阵列的微流体设备

说明书

一种微流体设备，包括多个微流体通道和多个对应的介电电泳(DEP)电极阵列，每个微流体通道被布置成将流体引导到DEP电极阵列上，使得在使用中，靶微粒通过DEP电极阵列操纵。该设备还包括用于将设备连接到交流电源的第一连接点和第二连接点，每个DEP电极阵列的第一输入端经由第一导体连接到第一连接点，并且每个DEP电极阵列的第二输入端经由第二导体连接到第二连接点。在每个电极的第一输入端与第一连接点之间的第一导体的电阻以及在每个电极的第二输入端与第二连接点之间的第二导体的电阻基本上比所连接的电极阵列的总电阻小至少一个数量级。

技术领域

本发明涉及微流体设备，以及使用介电电泳(DEP)来选择性地操纵靶微粒的微流体设备。

背景

介电电泳(DEP)是一种众所周知的现象，其可用于基于微粒的介电特性选择性地移动和/或操纵微粒。微粒将在场梯度方向(正DEP)上或在相反方向(负DEP)上移动。

特别地，可以基于DEP阵列的几何形状以及连接到该阵列的电源的电压和频率来适配DEP阵列(包括例如交叉指形电极阵列)，以从流过DEP阵列的流体中选择性地操纵某些特定微粒。

按照原理，DEP为微流体诊断应用提供了有前景的微粒选择机制，其中例如，对流体样本进行处理以识别和分析流体传播的病原体微粒或与病原体相关联的微粒。示例包括分析患者的流体样本，以识别结核分枝杆菌细胞的存在和数量，以诊断和评估结核感染的严重性。

通常，为了生产商业上可行的护理点(POC)微流体诊断设备，该设备必须能够在可接受的时间段内提供准确的诊断。该约束通常规定了通过设备的样本的最小流率，以便在可接受的时间段内根据样本做出诊断。为了在商业上可接受的大小和成本的设备中达到所需的样本流水平，通常需要提供多个并行处理通道，每个通道执行相同的诊断过程(例如，隔离关注微粒)。

不幸的是，当试图在包括多个并行处理通道的微流体设备中实现基于DEP的微粒操纵系统时，出现了许多技术问题。例如，必须仔细“调整”DEP电极阵列，以确保其生成的电场靶向所需的微粒。然而，包括多个DEP电极阵列的设备尽管对于商业实现方式是必需的，但是由于设备内的差异容易导致DEP电极阵列彼此不同地表现(例如以不一致的速率捕获靶微粒)，因此难以实现。此类性能差异超出一定的公差水平可导致诊断结果不可靠。

此外，实现包括多个DEP电极阵列的微流体设备需要将相对较高水平的功率提供给设备以驱动电极。为了避免由于加热而产生的不可接受的功率耗散水平，因此有必要增加将DEP电极阵列与电源连接的导电材料的量。然而，在通常与商业上实用的微流体POC设备(例如插入分析设备中的一次性盒)相关联的比例尺和几何形状上，由于导电材料的不良粘附性，导电材料可能从基板表面剥离，仅增加导电材料的量可能很困难。

本发明的某些实施例的目的是至少部分地解决现有技术的上述缺点。

发明概述

根据本发明的第一方面，提供了一种微流体设备，该微流体设备包括多个微流体通道和多个对应的介电电泳DEP电极阵列。每个微流体通道被布置成将流体引导到DEP电极阵列上。该设备还包括用于将设备连接到交流电源的第一连接点和第二连接点，每个DEP电极阵列的第一输入端经由第一导体连接到第一连接点，以及每个DEP电极阵列的第二输入端经由第二导体连接到第二连接点。在每个电极的第一输入端与第一连接点之间的第一导体的电阻以及在每个电极的第二输入端与第二连接点之间的第二导体的电阻基本上比连接的电极阵列的总电阻小至少一个数量级。

在DEP电极阵列利用正DEP(pDEP)的情况下，微流体通道被布置成使得在使用中靶微粒被保持或吸引向DEP电极阵列。

可选地，每个DEP电极阵列仅与一个微流体通道相关联。

可选地，DEP电极阵列并联电连接。

可选地，第一连接点和第二连接点是设备上仅有的连接点。