利用流孔封闭膜的薄膜阀装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于控制流体的流动或流量的利用流孔封闭膜的流孔的开闭控制装置，更具体涉及一种通过热源发生装置熔化流孔封闭膜而对流孔及流路进行开闭的薄膜阀装置。
【背景技术】
[0002]目前为止，大部分用于探测流体内少量的分析物的临床诊断分析装置设计有多重样本准备装置及自动化试剂添加装置，并且以并联或串联的方式设计有用于分析无数试样的装置，从而改善了效率性及经济效益。这种自动化试剂准备装置及自动化分析器往往集成于单一薄膜装置。这种形态的薄膜型临床试验分析器能够在一个小时内以自动或半自动的方式使用少量的样本和试剂正确完成数百种分析。但是，这种薄膜型分析器必须具备将上述样本或试剂(酶及缓冲溶液)自动提供到薄膜型分析器上的所希望的位置上的阀，但由于其设计复杂，具有很难实现薄膜化的问题。因此，为克服这种问题，迫切需要一种适于薄膜型分析器的薄膜阀。
[0003]—般情况下，作为薄膜基底使用的⑶和DVD是从12cm的聚碳酸酯基板、反射金属层及保护漆涂层形成标准光盘。DVD、⑶及⑶-ROM的格式是以IS09660工业标准描述的。聚碳酸酯基板是具有光学质量的透明的聚碳酸酯。DVD及⑶的数据层是聚碳酸酯基板的一部分，数据在注射成型工艺过程中通过压模(stamper)被刻成一连串的凹入(pit)形态。这种聚碳酸酯基板可变形改造成诊断及探测如能量盘之类的流体内少量的物质的薄膜形态的分析装置，在这种情况下，注射成型工艺过程中光盘表面有可能形成流体能够流动的流路(channel)及能够储存缓冲(buffer)溶液的腔室(chamber)，而不是形成凹入形态。最终将叠层了多张光盘的多层盘(mult1-layered disc) 一体地结合，从而能够制造能量盘。
[0004]这种能量盘需具备能够有效地控制形成于能量盘内的流路的流体的流动及流量的薄膜阀。
[0005]下面，具备薄膜阀与生物芯片集成为一体的光盘或执行生物或化学工序的光盘，以及控制和驱动所述光盘的控制部的装置叫作‘薄膜阀装置’，其中生物芯片是指用于变形改造所述普通的CD-ROM、DVD等的光盘以诊断及探测流体内少量的物质的、如芯片实验室(Lab-on-a-chip)、蛋白质芯片及DNA芯片等的芯片，其中执行生物及化学工序的光盘是用于集成薄膜阀以诊断及探测流体内少量的物质的光盘。
[0006]欧洲专利‘Disc for centrifuge’ (GB1075800，publicat1n date 1967 年 7 月12日)公开了一种利用离心式将通过注入到光盘上的注入口的流体试料向光盘表面进行移动的装置。而且，欧洲专利 ‘Separating Disks for centrifuge’(3335946，April 12，1965)公开了一种利用离心力将注入到光盘上的注入口的流体试料在流路和腔室进行移动来分离试料的装置。但是，这些发明没有克服阀的薄膜化问题，因此无法精密控制流量。
[0007]而且，利用电磁的阀是通过受磁场的力而运动的缸体或柱塞对流路进行开闭。为确保使这种缸体或柱塞运动的磁力强度，需具备适当大小的铁素体磁心磁芯(ferritecore)及卷取该铁素体磁心的线圈，而且为了使所述缸体和柱塞运动，在打开和关闭(onand off)阀时需消耗很大的电力。因此，这种利用电磁的阀由于电磁本身的大小，不仅不可能构成薄膜型阀，由于耗电大导致热产生，从而产生很多问题，因此不适合用作薄膜型阀。
[0008]这种利用电磁的阀在美国专利‘Electromagnet Ball valves’ (3628767)和论文 ^an optimized electromagneticalIy activated micro ball valve, ProceedingsSensor.Vol.2，405-408，1999) ’ 当中已经详细例示过了。
[0009]而且，在利用毛细管突破阀(capillary burst valve)的美国专利‘Integratedmicrofluidic disc’ (6812457)中已经例示过了，其中当流体遇到从宽度小的流路变成宽度大的流路的边界或从亲水性表面变化到疏水性表面的边界的情况下，capillary burstvalve在光盘的旋转速度达到特定临界旋转速度之前，即使产生离心力，流体也不会流出而保持原样，一旦超过临界旋转速度，流体就会全部流出。
[0010]这种capillary burst valve可通过调节或组合流体流出的流路的宽度、形态、表面条件等，并根据旋转速度而独立地控制各阀。但是，由于打开capillary burst valve的临界旋转速度很小，在具有高速旋转过程的应用中无法使用，若无法实现速度的精密控制，阀在无意中会被打开，由于为了独立控制而设置的旋转速度之间的差别小，独立控制的阀的数量越多，就越需要旋转速度的精密控制。
[0011]而且，即使能够实现速度的精密控制，由于在制造光盘的过程中出现变数，临界旋转速度有可能根据不同的光盘而不同，最终会降低对阀进行控制的再现性。而且，由于capillary burst valve基本不具备密封(sealing)结构，会出现蒸发问题，因此存在很难长时间保管的问题。
【发明内容】
[0012](一)要解决的技术问题
[0013]本发明是为了解决上述问题，提供一种利用流孔封闭膜的薄膜阀装置，其中流孔封闭膜是在用薄膜胶粘带接合多层盘的期间，在流孔部位通过黑色隔膜层(membranelayer)形成流孔封闭膜，然后利用激光束的热将所述流孔封闭膜进行熔化而开放流孔。
[0014](二)技术方案
[0015]为实现如上所述目的而提供的本发明的薄膜阀装置，其特征在于，所述薄膜胶粘带的流孔封闭膜是吸收由激光束产生的能量而散热的多数微细散热粒子一同包含在涂料中而被涂布的薄膜胶粘带或涂布黑色涂料的薄膜胶粘带。
[0016]由于黑色涂料的光吸收率高，容易被激光束所加热。
[0017]通过所述激光束的照射(illuminat1n)而发热的多数微细散热粒子会恪化所述黏合剂。
[0018]优选地，所述微细散热粒子至少是在铁磁性物质、磁性流体(Magnetic Fluid)或金属氧化物中选择的一种粒子的形态。
[0019]优选地，所述铁磁性物质的成分中包括由在Fe、N1、Cr及其氧化物组成的组中选择的至少一种。
[0020]优选地，所述金属氧化物是在由氧化铝(Al2O3)、二氧化钛(T12)、三氧化二钽(Ta2O3)、氧化铁(Fe2O3)、四氧化三铁(Fe3O4)及氧化铪(HfO2)组成的组中选择的。
[0021]所述磁性流体优选为胶体(Colloid)状液体，使液体通过使用超微粒子(Inm?10nm)铁磁性物质粉末，并且利用如脂肪酸等的表面活性剂(Surfactant)带磁性。
[0022]所述薄膜胶粘带优选用于单面胶带、两面胶带或胶粘带的黏合剂，黏合剂可采用如热溶性(hot melt)、娃、橡胶、改性娃、丙稀酸乙稀基(acrylic)、聚酰胺(ployamide)、聚稀经(polyolefin)、聚四氟乙稀、涤给(polyester)、环氧树脂、紫外光固化胶粘剂(UVcurable adhesive)、UV黏合剂、热塑树脂、凝胶(gel)、錯(wax)等的材料。
[0023]—般情况下，针对所述单面胶带或两面胶带，将如纸(paper)、乙烯基、聚酯薄膜(polyester film)、聚乙稀薄膜(Polyethylene film)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET，polyethylene terephthalate)薄膜及其他合成材料等的隔膜(membrane)的两个面或一个面用特殊的黏合剂(an adhesive ；a gluing agent)进行了表面处理，而且，根据所需条件，可选择使用具有高的密封性、缓冲性、减振性、耐冲击性、耐热性、吸附性、粘着力等特征的黏合剂材料。
[0024]本发明的另一个方面，其特征在于，所述薄膜胶粘带的流孔封闭膜是采用了黑色隔膜的薄膜胶粘带。
[0025]黑色隔膜由于光吸收率高，容易被激光束加热。
[0026]根据本发明，所述黏合剂优选为热溶性胶带或热固胶带(thermosetting tape)或热塑胶带(thermoplastic tape)。
[0027]所述凝胶优选为聚丙稀酰胺(polyacrylamide)、聚丙稀酸酯(polyacrylates)、聚甲基丙稀酸酯(polymethacrylates)。
[0028]所述热塑树脂优选为环烯烃共聚物(COC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚苯乙稀(PS)、聚甲醛(POM)、全氟烷氧基树脂(PFA)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚醚醚酮(PEEK)、聚酰胺(PA)、聚砜(PSU)及聚偏氟乙烯(PVDF) ο
[0029]所述錯优选为石錯(paraffin wax)、合成錯(synthetic wax)、微晶錯(微晶錯)。
[0030]本发明的另一个方面，其目的在于提供一种利用流孔封闭膜的薄膜阀装置，该薄膜阀装置包括:一个以上的腔室，能够储存生物学或生化学分析所需的流体；流路，连接所述腔室；分析位置(assay site)或生化学反应腔室，用于执行试料和生物或生化的反应；流孔，设置在所述流路的中间且连接在所述流路；薄膜阀，设置有用于开闭所述流孔的流孔封闭膜，并且所述腔室、流路、分析位置、生化学反应腔室、流孔以及薄膜阀集成于可旋转的光盘的主体。
[0031]在本发明的说明书中，生物学或生化学反应是指根据两个生物物质之间的特异性结合(specific binding)反应或配体-受体(ligand-receptor)反应或抗原-抗体反应或免疫学反应或DNA杂交(hybridizat1n)反应或生化学(b1chemical)反应或者由反应引起的三维结构的变化。
[0032]所述生化学反应是对DNA进行加热来执行核酸扩增，具体包括对包含在如血液、病毒、生物物质或细菌等的试料内的DNA或RNA等进行分析的反应。
[0033]本发明的薄膜阀装置适合于应用了 ELISA/CLISA分析方法的芯片实验室、应用了迅速测定(Rapid test)方法的芯片实验室或用于副溶血性弧菌的检查、残留抗生素的检查、残留农药的检查、污水(polluted water)内的重金属的检查、转基因食品的检查、食物过敏的检查、污染物质的检查、大肠菌及沙门氏菌等细菌的检查、亲子确认、肉类及原产地的鉴别检验的芯片实验室等的用于诊断及探测流体内的少量的生物物质或化学物质的分析装置。
[0034]根据本发明，上述细菌检查优选为大肠菌、0157菌、绿脓菌、金黄色葡萄球菌、弧菌、沙门氏菌的检查。
[0035]根据本发明，上述残留农药检查优选为野生菜或蔬菜、水果中含有的农药中用量最多的有机磷系、氨基甲酸酯类杀虫剂的检查。
[0036]根据本发明，其特征在于，上述生物物质是从DNA、低核苷酸、RNA、PNA、配体(ligand)、受体(receptor)、抗原、抗体、牛奶、尿液、唾液(saliva)、头发、农作物及蔬菜样本、肉类样本、鱼类样本、鸟类样本、污水(被污染的水)、牲畜样本、食材、食物样本、口腔细胞、活组织样本、唾液、精液或蛋白质(Protein)或活体物质中选择的一种以上的物质。
[0037]上述食材指的是制作食物用的材