其他压力。参见图1，阵列106中的 所有阀（未显示）会由于区段114的压力而关闭。压力通过单向阀112施加至区段116,这 会导致阀118a-118e的关闭和闭锁。区段116的高架部分会阻止测定输入线由于区段116 的开动而关闭。阀118的关闭会关闭输入流体经歧管135的流动，从而将连接至测定输入 130的6个测定输入线彼此分隔。
[0084] 应注意在图3所示的控制流中，未使用压力源104。因此，没有控制线120的开动 或分隔阀124的关闭。因此，应答于闭锁控制线110的开动，容纳阀128关闭并闭锁。因此， 在通过容纳蓄积器施加第一压力（例如，30psi)后，所述阵列阀关闭并且阀118和128关闭 和闭锁。
[0085] 降低压力源102的第一压力（312)使阵列阀（未显示）重新开启。在一些实施方 案中，在过程（312)中去除压力以使所施加的压力为零。如以上指出的，阀118和128会在 关闭状态保持闭锁。供应自样品输入或口 140的样品通过样品输入线142载入（314)阵列 中的反应室。芯片的设计提供通过样品输入线142、测定输入线132或两者的装载。因为 在此实施方案中，测定输入线通过闭锁阀128来关闭，装载经样品输入线进行。在完成样 品载入后，对压力源102再施加第二压力（316)，从而关闭阵列阀并分隔所述反应室中的样 品。在一些实施方案中，第二压力等于第一压力（例如，30psi)，尽管这在本发明中不是必 需的。其他适于关闭阵列阀的压力包含在本发明的范围内。此外，尽管在一些实施方案中 移除了第一压力，这在本发明中不是必需的，因为一些实施方案可将压力降低至非零值而 仍提供装载样品的充足流体流动。
[0086] 因此，图3显示的实施方案提供了 48个样品的装载（即，24条所示的样品输入 线X装置两侧）。如以下所讨论的，本文所述的可编程数字阵列也提供了其他样品布局。 [0087] 应理解图3所示的具体步骤提供了操作本发明一个实施方案的微流体装置的一 种特定方法。其他步骤顺序也可根据一些替换性实施方案实施。例如，本发明的一些替换 性实施方案可以以不同的顺序实施以上列出的步骤。此外，图3所示单个步骤可包含多个 子步骤，其可根据单个步骤的要求以多种顺序实施。此外，可根据具体的应用添加或去除另 外的步骤。本领域普通技术人员会了解许多改变、改进和替换。
[0088] 图4为显示一种操作根据本发明另一个实施方案的微流体装置的方法的简化流 程图。与图3所描述的48面板布局不同，在图4所示的实施方案中提供了单面板布局。对 压力源104施加第一压力（410)，这导致闭锁控制线120的开动。压力会通过单向阀127施 加以关闭和闭锁区段125中的阀126。因此，在此布局中不会有经过样品输入线142的流 动。高架区段122会传递控制压力以关闭分隔阀124。
[0089] 区段123会将闭锁控制线120中的控制压力传递至与6条测定输入线132中5条 相关联的阀134。因此，阀134将被关闭，使得流动仅仅经过最右端的测定输入线。
[0090] 经最右端的测定输入线装载单个样品（412)。由于闭锁控制线110的区段116在 此布局中未被开动，歧管135开启，使最右端样品输入中所含的单个样品被提供至全部的 样品输入线132。因此，使用来自最右端样品测定输入的单个样品经测定输入装载所述阵 列。对压力蓄积器102施加第二压力，开动闭锁控制线110并关闭与区段114相连的阵列 阀。因此，使用不同的控制流，使用单个可编程数字阵列的多种布局是可能的，例如，单面板 布局。
[0091] 应理解图4所示的具体步骤提供了根据本发明另一个实施方案的微流体装置的 一种特定操作方法。其他步骤顺序也可根据替换性实施方案实施。例如，本发明的一些替 换性实施方案可以以不同的顺序实施以上列出的步骤。此外，图4所示单个步骤可包含多 个子步骤，其可根据单个步骤的需要以多种顺序实施。此外，可根据具体的应用添加或去除 另外的步骤。本领域普通技术人员会了解许多改变、改进和替换。
[0092] 图5是显示一种操作根据本发明又一个实施方案的微流体装置之方法的简化流 程图。在图5所示的实施方案中，提供了数字阵列的12面板布局。对压力源104施加第一 压力（510)。在一个具体的实施方案中，所述第一压力为45psi，尽管这在本发明中不是必 需的，可采用其他适合的压力。如有关图4之过程（410)的讨论，开动闭锁控制线120。通 过单向阀127施加压力以关闭并闭锁区段125中的阀126。因此，在此布局中不会有经过样 品输入线142的流动。高架区段122会传递所述控制压力以关闭分隔阀124。如以下所讨 论的，分隔阀的临时关闭会阻止容纳阀128在随后的控制线110的开动作用下关闭。区段 123会将闭锁控制线120的控制压力传递至与6个测定输入线132中5个相关联的阀134。 因此，阀134会被暂时关闭。
[0093] 对压力源102施加第二压力（512)，开动闭锁控制线110。在一个具体的实施方案 中，所述第二压力为30psi，小于第一压力（例如，45psi)。如以下所讨论的，所述第二压力 足以关闭预定的阀而不开启在过程（510)中关闭的分隔阀124。可根据具体应用使用其他 压力。区段114的开动会关闭阵列106中的阀。压力会经单向阀112施加至区段116,这会 导致阀118a-118e的关闭和闭锁。区段116的高架部分会阻止测定输入线由于区段116的 开动而关闭。阀118的关闭会关闭输入流体经歧管135的流动，从而将与测定输入130连 接的6个测定输入线每个分隔开。
[0094] 与控制线102的起始开动不同，控制线104的起始开动将分隔阀关闭，从而提供了 可编程顺序，其中控制线102的开动不导致与测定输入线132相关联的阀128闭锁。这种 多重控制特性提供了采用本发明一些实施方案的异步逻辑功能，使用常用的微流体装置不 会获得该特性。
[0095] 将施加到压力源102的压力降低至例如零（514)。因为区段116在单向阀112下 游，在区段116撤销开动后阀118继续闭锁在关闭位置，这阻止6条测定输入线之间的流体 流动。区段114的撤销开动开启所述阵列中的阀，使在随后的装载过程中装载样品。如以 上所讨论的，阀128在过程（512)中未闭锁。
[0096] 将施加到压力源104的压力降低至例如零（516)。通过降低区段123的压力重新 开启阀134。如以上所讨论的，使用测定输入130来为阵列中的反应室提供输入。通过降低 区段121中高架区段122中的压力来重新打开分隔阀124。由于在编程过程的该阶段对控 制线110没有施加压力，所以阀128保持在开启状态。尽管所展示的为将压力降低到零，但 是这些具体压力不是本发明所必需的，可采用其他适合的压力。
[0097] 从6个测定输入中载入样品（518)。通过由于之前阀118的闭锁导致的歧管135 的去功能化保持测定输入之间的分隔。因此，在此布局中，提供了 12面板布局（6个测定输 入X装置的2侧）。对压力源102施加第三压力（520)以关闭与区段114相关联的阵列 阀。此外，由于分隔阀124被重新打开，所以阀128被闭锁关闭。
[0098] 应理解图5所示的具体步骤提供了操作本发明又一个实施方案的微流体装置的 一种具体方法。其他步骤顺序也可根据替换性实施方案实施。例如，本发明的替换性实施 方案可以以不同的顺序实施以上列出的步骤。此外，图5所示单个步骤可包含多个子步骤， 其可根据单个步骤以多种顺序实施。此外，可根据具体的应用添加或去除另外的步骤。本 领域普通技术人员会了解许多改变、改进和替换。
[0099] 表1提供了本文所述的可编程数字阵列微流体装置的多个可能面板布局之一的 开动压力和载入过程。对压力源102和104施加的压力用示例性压力进行说明，尽管其他 适合的压力包含在本发明实施方案的范围中。
[0100] 表 1
[0101]
【主权项】
1. 设置具有多个控制线的微流体装置的方法，所述方法包括： 开动第一控制线； 将阀置于第一状态； 之后，开动可被操作用以将阀组置于第二状态的第二控制线，其中处于所述第一状态 的阀阻止所述阀组被置于所述第二状态。
2. 权利要求1的方法，其中所述第一状态是关闭。
3. 权利要求1的方法，其中所述第二状态是关闭。
4. 权利要求1的方法，其中开动所述第一控制线包括对第一压力源施加第一压力。
5. 权利要求4的方法，其中开动所述第二控制线包括对第二压力源施加第二压力。 6?权利要求5的方法，其中所述第二压力源独立于所述第一压力源。
7. -种设置具有多个控制线的微流体装置的方法，所述方法包括： 通过开动第一控制线而后开动第二控制线来建立所述微流体装置的第一状态；和 通过开动所述第二控制线而后开动所述第一控制线来建立所述为流体装置的第二状 O
8. 权利要求7的方法，其中所述第一状态包括处于关闭状态的第一输入线组和与所述 微流体装置上所布置的多个反应室流体连通的第二输入线组。
9. 权利要求8的方法，其中所述第二状态包括与所述微流体装置上所布置的所述多个 反应室流体连通的所述第一输入线组以及处于关闭状态的所述第二输入线组。
10. 权利要求8的方法，其中所述第二状态还包括处于关闭状态的阀组，其阻止流体流 过连接所述第二输入线组的歧管。
11. 权利要求7的方法，其中所述第一控制线与第一压力源流体连通。
12. 权利要求11的方法，其中所述第二控制线与第二压力源流体连通。
13. 权利要求7的方法，其中所述微流体装置包含弹性体材料。
【专利摘要】本发明涉及微流体装置，更具体地，本发明涉及可编程微流体数字阵列，提供了与微流体装置相关的改进的方法和系统。微流体装置包含压力源和与所述压力源流体连通的控制线。所述微流体装置还包含多个阀及独立阀，所述多个阀通过所述控制线操作，所述独立阀位于所述控制线附近并在所述压力源和所述多个阀之间。
【IPC分类】B01L3-00
【公开号】CN104741159
【申请号】CN201510158081
【发明人】布赖恩·福勒
【申请人】富鲁达公司
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2009年12月7日
【公告号】CN102281950A, CN102281950B, EP2376227A1, EP2376227A4, WO2010077618A1