专利名称：流体输送系统的制作方法
流体输送系统
背景技术：
高产量研究应用常常利用自动液体处理手段或技术来将非常少或极小容积(或 称体积)的流体从一个源传送到另一目的地。这种传送通常需要非常高的精确度，这种精 确度受到了可用技术的限制。通常，传送精确的极小容积浓缩流体需要将流体稀释成较低 浓度以及相应地稀释成较大容积，稀释后的较低浓度和较大容积可能足以在现有样品传送 技术的限制下更加可管理和/或可行。
在参考下面的详细描述和附图后，本公开(一个或多个)实施例的特征和优点将 变得明显，在附图中，相同的附图标记对应于相似(尽管可能未必完全相同)的部件。对于 那些前面已描述了功能的附图标记，可能还会结合其中出现了该附图标记的其他附图对其 进行描述，或者也可能不再进行描述。图IA是流体传送装置和流体传送系统的实施例的半示意性( semi-schematic)透 视图；图IB是图IA所示流体传送装置实施例的管芯(die)的放大视图；图2A是流体传送装置实施例沿图IA的线2-2获得的截面剖切图，其中该装置充 注有样品流体，而且黑线表示样品流体在喷射时的流动；图2B是流体传送装置实施例的截面剖切图，该实施例包括两个流体上分离的槽；图3是流体传送装置另一实施例的透射剖切图；图4是流体传送装置实施例沿图3的线4-4获得的截面剖切图，其中该装置充注 有样品流体，而且黑线表示样品流体在喷射时的流动；图5是流体传送系统的半示意性透视图，该流体传送系统包括可操作地连接到驱 动机构的多个流体传送装置，每个装置均包括具有第二流体槽的构件；和图6是利用图IA的流体传送装置来传送流体的方法的实施例的流程图。
具体实施例方式本文公开的流体传送装置实施例有利地用于将非常精确的和极小容积的流体样 品从一个源传送到另一目的地。需要高性能样品传送方法的珍贵流体包括，例如二甲基亚 砜(DMSO)中的候选药品化合物、水性细胞裂解液(aqueous cell lycates)、提取出的或放 大的DNA、血液成分等等。申请人认为，流体传送装置的实施例可被构造成便于在每次使用 时进行单次或多次传送、实现受控的输送速率和容积、和/或减少浪费。这些优点至少部分 得益于所包括的管芯(也称为芯片)，该管芯被构造成对样品流体进行芯吸并且通过毛细 力维持样品流体。管芯的尺寸被有利地构造成浸没在充有流体的井板内。小的管芯包括小 尺寸的流体槽，该流体槽被认为最小化了装载容积(从而最小化了死区容积，dead volume) 并且使得能够产生实质的毛细压力以充分驱动芯吸过程(wicking process) 0申请人还进 一步认为小的管芯尺寸结合相对开放的流体槽，充分地简化了芯吸过程和清洁过程，而且充分地减少浪费。这种管芯结合喷墨分配技术使得能够以受控方式将管芯内预定容积的流体分配 到期望的流体目的地。这种结合方式被认为使得能够进行极小容积流体的这种精确且受控 的传送，而不会产生数量过大的废容积。这种结合方式还被进一步认为使得能够在不使用 传统的机械致动工艺(如移液管)的情况下完成芯吸和分配，从而减小了流体污染的可能 性。本文公开的流体分配装置还可有利地在单次流体传送或多次流体传送之后被清 洁和重用。例如，当希望传送不同的流体时，则可能希望在单次流体传送后清洁该装置。如本文所定义的，术语“非常小的容积”和“极小容积”两者均指的是从约1皮升 (PL)或若干分之一皮升到约10微升(PL)流体的容积范围，而在一些实施例中，可到高达 约50yL流体的容积范围。在非限制性示例中，芯吸的容积范围从约50nL到数yL，而分配 的容积范围从IpL到数μ L。在另一个非限制性示例中，分配的流体滴的独立容积范围从约 IpL 到约 300pL。一般而言，所传送的容积可小至从单一喷嘴喷射的单一流体滴，或者可包括从流 体传送装置内一个或多个喷嘴喷射的限定数量的流体滴。所传送的流体可包括数千计的流 体滴，至数十万计的流体滴，乃至高达数百万计的流体滴，这样，流体量的范围是数字式的， 并且接近于连续覆盖至少六个数量级的动态范围。应当理解的是，流体传送装置内的初始 芯吸容积限制了所传送的最大容积。然而，还应当理解的是，通过应用多个充注和分配循环 可获得更大的传送容积。独立的流体滴容积主要由流体喷射器装置(如喷墨电阻)的尺寸、喷射室尺寸、喷 嘴以及流体通道来决定。流体滴喷射物的能量设置和流体性质也可影响流体滴容积。例 如，乙醇溶液的流体滴重量趋向于是水性溶液流体滴重量的约60%，而两者都是高度可再 现的，这至少部分地是由于高度可再现的喷射活动和对多次喷射活动的进一步平均获得的 成效。本文公开的流体传送装置的操作可包括进行校准以确定流体在固定能量设置下 的流体滴重量。在一个实施例中，可通过重量分析法来确定平均流体滴重量，即将设定数量 的流体滴喷射到收集盘内并且测量盘内增加物质的重量。也可通过比色法利用传送溶液中 染料的已知浓度来确定流体滴重量。将设定数量的流体滴喷射到具有容积已知的水或其他 溶剂的流体样品内。例如通过紫外和可见光吸收来光学地测量(一种或多种)流体样品内 的染料浓度，以确定稀释因子，进而确定平均流体滴重量。考虑染料在溶剂中的可溶性、染料的色彩强度以及其他任意合适因素来选择添加 到流体内用于流体滴重量校准的染料量。典型的染料量范围从流体的约0. (重量 百分比)到约IOwt%，而在一个实施例中，从约0. Iwt%到约5wt%。相比黑色染料而言， 可能更希望使用彩色染料，但是应该理解的，也可利用合适的喷墨墨水染料。合适染料的 非限制性示例包括 Direct Blue 199 (可从 Avecia as Projet CyanSpecial 获得)、Acid Blue 9 ；Direct Red 9、Direct Red 227、Magenta 377 (可从瑞士 CH-1700 Fribourg, Ruede I’ Industrie 的 llford AG 获得)、Acid Yellow 23、Direct Yellow 132、Direct Yellow 86,Yellow 104(IlfordAG),Direct Yellow 4(BASF)、YeIlow PJY H-3RNA(Avecia),Direct Yellow 50(Avecia)、Direct Blue 199、Magenta 377 或 IlfordYellow 104。
应当理解的是，术语“连接/被连接/连接到”在本文中广义地定义成包括各种不同的连接布置结构和装配技术。这些布置结构和技术包括但不限于1)在一个部件和另 一个部件之间的直接连接，两个部件之间没有中间部件；和2) —个部件和另一个部件的连 接，但这两个部件之间具有一个或多个部件，如果说一个部件“连接到”另一个部件，那么这 指的是该部件在某种程度上可操作地连接到该另一个部件(尽管这两个部件之间存在一 个或多个额外的部件)。现在一并参见图1A、图IB和图2A，其中示出了流体传送系统20的实施例(图1A)， 该实施例包括流体传送装置10 (图1A)及其管芯12 (图IB和图2A)。非常一般性地，如图 IB和图2A更加清楚地示出的，流体传送装置10包括具有第一和第二相对表面22、24，限定 在第一相对表面22内的至少一个喷嘴26，以及限定在第二相对表面24内的流体槽28。如图2A所示，管芯12可包括两个部分12’、12”，其中一个部分12’形成了第一相 对表面22，另一个部分12”形成了第二相对表面。在一个实施例中，管芯12的部分12”由 玻璃或硅基材料制成，和/或由任何其他合适的材料制成，即该材料能够浸没在流体中而 不由此产生不期望程度的侵蚀、溶胀、破裂/破碎、分层剥离和/或缺损。管芯12的部分 12’由聚合物形成，其附接到部分12”。管芯12可形成(例如通过锯切、划刻、劈割和/或微加工技术)为任何期望的构 造(即尺寸和/或形状)，即该构造使得管芯12能够通过与流体接触或者通过部分地或完 全地浸没到流体源(例如井板)中而装载流体。用于装载管芯12的其他合适的方法包括 使用移液管、吸管、针或搅拌棒(puddle)来使流体在合适的装载位置处接触管芯12。虽然可使用任意合适的流体源，不过流体源井板的非限制性示例包括具有约6mm 井直径的96井板、具有约4mm井直径的384井板、具有约2mm(I. D.，内直径)井内直径的 1536井板或其组合。在一个实施例中，管芯12的部分12”具有三维上均是矩形的几何构 形，其长度范围从约0. 5mm到约4mm，宽度(未示出)范围从约0. 3mm到约4mm，高度H的范 围从约0. 3mm到约2mm。管芯12的另一个部分12，的厚度范围从约10 μ m到约60 μ m。应 当理解，管芯12可构造成更大或更小，这至少部分地取决于与流体传送装置10—起使用的 流体源位置。如前面所指出的，图IB和图2A示出了管芯12，该管芯12包括第一和第二相对表 面22、24，至少一个喷嘴26形成或以其他方式限定在第一相对表面22内，流体槽28形成或 以其他方式限定在第二相对表面24内。在非限制性示例中，(一个或多个)喷嘴26和流 体槽28通过例如微加工或其他合适的薄膜沉积技术形成在管芯12内。虽然图2A示出了两个喷嘴26，但应当理解的是，可在管芯12内形成任意数量的喷 嘴26。在一个实施例中，形成在管芯12内的喷嘴数量范围从约2个到约100个。作为非限 制性示例，每个喷嘴26的直径范围从约5 μ m到约100 μ m。在一个实施例中，流体槽28包括限定在第二相对表面24内的入口 30以及位于或 定位在流体槽28端部的出口 32，出口 32与入口 30大致相对，使得出口 32与(一个或多 个)喷嘴26 (其形成在第一相对表面22内)流体连通。如图2A所示，流体槽28可包括多 于一个的出口 32。应当理解，每个出口 32与至少一个喷嘴26流体连通。流体槽28是大致渐缩的(或称呈锥形的)，使得入口 30的宽度大于流体槽28相 对端部的宽度(如图2A、图2B和图4所示)。一般性地，流体槽28的各种宽度范围从约100 μ m 至Ij约 600 μ m。当管芯12至少部分地与流体样品接触或者至少部分地浸没在流体样品中时，喷 嘴26和入口 30使得流体样品能够被芯吸入流体槽28中。出口 32使得流体槽28内的流 体样品能够传送到喷嘴26，流体样品从喷嘴26分配或以其他方式喷射。应当理解，流体样 品芯吸进入流体槽28时是通过毛细作用完成的，即由于分子间附着力和分子间凝聚力以 及表面张力完成的，流体样品基本上自动地经过入口 30并经过(一个或多个)喷嘴26运 动到流体槽28内。还应当理解的是，流体样品芯吸的完成基本上不需要任何外部背压。在一个实施例中，流体喷射装置10浸没到流体内，使得(一个或多个)喷嘴26首 先与流体接触。如果槽28在完成充注前被浸没，则流体喷射装置10将有可能从(一个或 多个)喷嘴26和流体槽28两者中进行充注。然而，考虑到槽28的锥形形状，毛细力被认 为在越窄的部分会越强，从而使得气泡将自然地且更容易地从槽28的入口 30排出。毛细压力的公式为
<formula>formula see original document page 7</formula>(1)其中，Y是流体的表面张力，θ是流体与固体的接触角，r是毛细半径。流体的充 注趋向于在较小尺寸的特征中具有较大的力。这样，喷嘴26充注的流体和空气趋向于经由 入口 30从槽28向外移。喷嘴26和入口 30的不同充注速率以及排出空气的能力被认为基 本消除了槽28中捕获的空气。为了确保气泡的排出，有利的是将流体传送装置10以这样 的取向浸入，即使喷嘴26在入口 30与流体接触之前与流体接触。公式(1)还示出了使接触角小于90度以完成流体充注是本发明所期望的。在一 些情况下(例如，当使用水性溶液时)，这不需要附加处理即可实现。然而，在其他情况下， 可通过向流体添加表面活性剂或者通过经由等离子处理或一些其他表面处理来改变管芯 12的表面，从而实现期望的润湿度。因此，本文公开的流体传送装置10的使用者能够通过下面的方式用流体样品充 注流体槽28，即使管芯12至少部分地接触流体源或将管芯12至少部分地浸没到流体源 中，从而允许毛细作用将流体吸入。图IB和图2A均示出了其内具有芯吸流体的流体传送装置10。两幅图中均示出了 邻近入口 30的弯月面M，图2A中示出了邻近每个喷嘴26的弯月面M’。毛细作用还使流体样品保持在流体槽28内直到通过控制装置(下面将进一步描 述)来致动所述装置10。在一个实施例中，流体槽28能够保持或小于IOOnL或者多至或大 于10 μ L的流体容积，然而应当理解，因为流体的充注至少部分地取决于毛细上升，所以对 于给定的几何形状，充注容积可能是有限度的。例如，通过下述方式可实现大于该限度的容 积通过倾斜流体槽28使得毛细上升高度变小，通过延长流体槽28 (参见图3和图4)，通过 包括多个较小的流体槽28 (参见图2Β)，或者通过增大接触表面积并用泡沫剂或其他结构 的材料(未示出)基本上充满容积。还应当进一步理解的是，虽然流体槽28可保持住预定 的流体容积，但可从装置10分配等于或小于该预定流体容积的任何期望流体容积。在非限 制性示例中，流体槽28可保持住约1 μ L流体，但是能够可控地分配例如约InL和/或IpL 的小流体滴。在一个实施例中，为了分配期望的容积，流体槽28装载有多于期望容积的容 积(多至装载极限)，这使得一些极小量的容积可能滞留在装置10内。应当理解，如果需 要，也可分配许多小流体滴，从而输送这些小流体滴容积之和的液体量。
控制装置一般包括流体喷射装置34，该流体喷射装置34经由电互连器14可操作 地连接到驱动机构。一般而言，流体喷射器34响应于来自驱动机构的电指令，控制分配到 流体目的地(未示出)内或分配到流体目的地上的流体容积。图2A示出了集成在管芯12内的两个流体喷射装置34。在一个实施例中，每个流 体喷射装置34均与流体槽28的一个出口 32以及与一个喷嘴26流体连通。如图2A所示， 各自的流体喷射装置34定位成与各自的喷嘴26相对，以便有助于从各自的(一个或多个) 喷嘴26喷射流体样品。在非限制性示例中，管芯12包括单一流体槽28、多个喷嘴26以及 与单一流体槽28流体连通的各自关联的流体喷射装置34。在一个实施例中，(一个或多个)流体喷射装置34是喷墨分配器。(一个或多 个)流体喷射装置34可以是按需滴落式(DOD，drop-on-demand)分配器，例如热喷墨分配 器(即薄膜电阻)或压电喷墨分配器(即压电膜)。如前所述，流体喷射装置34可操作地连接到电互连器构件14，而电互连器构件14 最终电连接到驱动机构。如图IA所示，多个电插针16可将互连器构件14连接到驱动机构 (未示出)。驱动机构控制系统20内的所有电子器件(或称电子装置)并且按次序和/或 同时致动一个或多个流体喷射装置34。互连器构件14可电连接到结合垫48，结合垫48可 操作地集成在管芯的部分12’内。(一个或多个)流体喷射装置34也经由在管芯部分12’、 12”之间延伸的导电迹线电连接到结合垫48。应当理解，驱动机构可永久性地或可去除地 附接到流体传送装置10。图2B中示出了流体传送装置10”的另一个实施例。在该实施例中，管芯12内形 成有多个流体槽28。每个流体槽28具有各自的入口 30和出口 32，并且与各自(一个或多 个)喷嘴26和(一个或多个)喷射装置34关联。如图所示，槽28(以及与其关联的部件) 是流体上分离的，这使得能够进行独立的装载和独立的分配。图3和图4示出了流体传送装置10’的又一个实施例。在该实施例中，通过将构 件36可操作地连接到管芯12而使流体槽28的容积扩大。构件36包括主体部分40，该主 体部分40限定了流体槽38并且附接到管芯12。可利用任意合适的附接机构，包括图4所 示的粘合剂50。在一个实施例中，主体40的长度定位成邻近于互连器构件14的一部分。 应当理解，构件36可由任意合适的材料制成，这些材料的一个非限制性示例是模制聚合材 料，例如聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚烯烃、丙烯酸酯或其组合。构件36的主体40限定了流体槽38。构件流体槽38可被构造成将流体槽28的 容积扩大到高达若干μ L。在非限制性示例中，构件流体槽38将流体槽28的容积扩大到 约IOOnL到约10 μ L范围中的任何容积。一般地，构件36可被置于管芯12的第一相对表 面22上，使得构件流体槽38的至少一部分与管芯流体槽28基本对准。在一个实施例中， 构件流体槽38与流体槽28直接对准。应当理解，构件流体槽38也可构造成具有其他几何形状。在一个非限制性示例 (未示出)中，构件流体槽38在直接邻近于管芯流体槽28的区域与管芯流体槽28基本对 准，然后构件流体槽38分支成或分裂成多个流体臂，每个流体臂均接收样品流体。这些流 体臂被认为通过增大接触表面积和减小毛细上升而增大了毛细容积。在另一个非限制性示 例(未示出)中，构件流体槽38的长度延伸超过管芯流体槽28的长度L，从而增大了毛细 容积。
构件流体槽38与流体槽28执行基本相同的功能，即在至少部分地暴露于流体源 的情况下从流体源芯吸流体。将流体芯吸入构件流体槽38中以及将流体芯吸入管芯流体 槽38中一起使得流体传送装置10’能够获得和保持住显著较高容积的流体(相比于单独 使用流体槽28)。由于两个槽28、38相比单独的流体槽28可存储更多的流体，所以应当理 解的是，如果需要，可以分配更大容积的流体。在非限制性示例中，流体槽28、38的组合可 使得能够将若干微升(PL)芯吸入槽28、38，这样，即可分配的容积范围低至约lpL，高至槽 28、38的全部容积。图3和图4均示出了其内具有芯吸流体的流体传送装置10’。两幅图 中均示出了 构件流体槽38内的弯月面M，图4中示出了邻近每个喷嘴26的弯月面M’。应当理解，图2B所示流体传送装置10”的实施例也可包括构件流体槽38。在该实 施例中，多个流体槽28中的每一个均可具有与其关联的构件流体槽38。构件流体槽38可 构造成类似于图3和图4所示的实施例，从而使得每个构件流体槽38基本竖直地延长各自 一个管芯流体槽28 (即，构件流体槽38的内壁基本上垂直于管芯第二相对表面24)。在另 一个实施例中，构件流体槽38与管芯流体槽28基本对准，但每个构件流体槽38的内壁相 对于管芯第二相对表面24成角度(是倾斜的)。从喷嘴26分配了流体后，废弃的流体容积将由槽弯月面M朝向喷嘴弯月面M’的 运动来补偿。在喷嘴26的位置处，弯月面M’被很高的毛细压力压住，相反，至少部分地由 于较大的尺寸、适度的锥形部和相应较低的毛细压力，使得槽弯月面M是可相对运动的。图5半示意性地示出了流体传送系统20’的又一个实施例。流体传送系统20的 该实施例包括多个独立的流体传送装置10’，每个流体传送装置10’均连接到驱动机构。如 前所述，驱动机构可操作地控制每个流体传送装置10、10’、10”的(一个或多个)流体喷射 装置34，使得每个独立的流体传送装置10、10’、10”预定容积的流体样品可被分配到一个 或多个流体目的地中或一个或多个流体目的地上。在该实施例中，可对单次输送过程中一份或多份流体样品的传送进行控制。这样， 可在系统20’内使用任意数量的流体传送装置10、10’、10”。应当理解，每个流体传送装置 10、10’、10”也可被独立地电寻址(经由电子控制器件，即驱动机构、互连器14、流体喷射器 装置34等)以将基本相同容积的流体或不同容积的流体分配到相同或不同的流体目的地 中流体目的地上。还应当进一步理解的是，每个流体传送装置10、10’、10”可构造成芯吸并 保持住基本相同的容积或不同的容积。图6示出了利用装置10、10’、10”和/或系统20、20’的实施例来传送流体的方法。 该方法包括使流体入口 30暴露于流体，由此使得流体通过毛细力芯吸入流体槽28内(方 框42)；将(一个或多个)喷嘴26定位成邻近流体目的地(方框44)；以及致动(一个或多 个)流体喷射装置34，使得经过(一个或多个)喷嘴26将流体槽28内预定量的流体分配 到流体目的地上或流体目的地内(方框46)。在该方法中，致动(一个或多个)流体喷射装 置34包括经由电子控制器件(或称电子控制装置)激活(一个或多个)喷嘴26中的至少 一个。在一个实施例中，流体被芯吸入流体槽28内(方框42)之后，该方框可进一步包 括将流体喷射装置34的流体滴喷射物清除到废液容器内，该废液容器例如是设计成用于 废流体滴收集的井板的特定井。应当理解，清除流体滴喷射物可在喷射流体时或者在不喷射流体时通过将喷发能量设置到合适水平来执行。进行上述步骤至少部分地是为了使(一 个或多个)喷射装置34实现基本稳定状态的流体滴喷射。电子控制器件可被编程以自动地将预定容积的流体分配到预定目的地上或预定 目的地中。合适流体目的地的非限制性示例包括基本平的衬底、硝酸纤维素隔膜、井板的井 或其内的特定位置、静电腔、石英晶体谐振器、用于微机电系统的悬臂和/或类似物，和/或 它们的组合。应当理解，使用者可输入数据来对电子控制器件进行编程。每个系统20、20’ 可例如为手持式系统、自动系统、或手持式系统和自动系统的组合，其中所述手持式系统的 运动由使用者控制，所述自动系统的运动由自动x、y、ζ坐标台控制。在非限制性示例中，本文公开的方法可用于将流体传送到基本上平的衬底以生产 测试条。在进一步的非限制性示例中，流体传送方法包括控制(一个或多个)流体喷射装 置34的致动，以及控制流体滴喷射期间单一流体传送装置10、10’、10”与自动x、y、z坐标 台的相对速度，以在基本平的衬底上产生具有各流体滴密度梯度的测试条。例如，通过从一 个喷嘴喷射一滴流体，可分配的流体容积范围从约IpL到约IOOpL,从而通过从10个喷嘴喷 射1000滴流体，可分配的流体容积范围从约IOnL到约1 μ L。这样，可从流体传送装置10、 10’、10”直接喷到单一衬底上的流体的变化范围从IpL到1 μ L(六个数量级)。本文公开的流体传送装置10、10’、10”还构造成用于显著简化的(一种或多种)清 洁方法，该方法可在流体传送装置10、10’、10”使用之前和/或之后执行。(一种或多种) 清洁方法可合并有将样品流体传送到流体目的地中或流体目的地上的方法，这显著地简化 了样品流体处理或传送的循环过程。然而，应当理解，(一种或多种)清洁方法也可与将样 品流体传送到流体目的地中或流体目的地上的方法分开使用。清洁方法的实施例包括将流体入口 30暴露于清洁溶液，由此，该清洁溶液通过毛 细力芯吸入流体槽28内。在非限制性示例中，例如通过使管芯12淹没在清洁溶液中来实 现将流体入口 30暴露于清洁溶液。合适的清洁溶液的非限制性示例是表面活性剂溶液，其中，表面活性剂选自十二 烷基硫酸钠。其他合适的表面活性剂包括阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂。阴离 子表面活性剂的示例包括但不限于磺酸盐表面活性剂，例如磺基丁二酸酯(可从CYTEC获 得的 AerosolOT，A196 ；AY 和 GP)和磺酸盐(可从 CYTEC 获得的 Aerosol DP0S45, OS ；可从 WITCO获得的Witconate C-50H ；可从DOW获得的Dowfax8390)；以及含氟表面活性剂(可从 3M获得的Fluorad FC99C)。非离子表面活性剂的示例包括但不限于含氟表面活性剂(可从 3M获得的Fluorad FC107C)、烷氧基表面活性剂(可从Union Carbide获得的Tergitol系 列的15S-5、15S-7和15S-9)以及有机硅氧烷表面活性剂(可从WITCO获得的Silwet L-77 和L-76-9)。在一些实施例中可能不希望使用阳离子表面活性剂，包括十六烷基三甲基溴化 铵(Aldrich)，因为它们趋向于使阴离子材料沉淀，例如使蛋白质沉淀。应当理解，在一些其 他实施例中可能希望使用阳离子表面活性剂。清洁溶液也可包括用于控制pH值的缓冲剂、用于溶解金属沉淀物的金属螯合剂 (例如碳酸钙)和用于抑制微生物生长的生物杀灭剂。2003年8月26日授权的美国专利 6，610，129中进一步描述了这样的配料，在此以引用方式将该专利的全部内容并入本文。在该实施例中，清洁方法进一步包括致动(一个或多个)流体喷射装置34，使得 通过(一个或多个)喷嘴26来分配清洁溶液。可多次致动(例如，以约IkHz的致动频率致动约一百次)(一个或多个)流体喷射装置34以从装置10、10’、10”分配清洁溶液，可按 照显著较低的能量水平(即足以产生蒸气泡成核，但却不产生单一的强驱动气泡的能量水 平)致动(一个或多个)流体喷射装置34，和/或上述两种方式的组合。在非限制性示例 中，首先将管芯12从清洁溶液移开，然后致动(一个或多个)流体喷射装置34，从而分配清 洁流体。在另一个非限制性示例中，当管芯浸没在清洁溶液中时完成(一个或多个)流体 喷射装置34的致动。清洁方法的另一个实施例包括将管芯12浸没在清洁溶液中，用水清洗管芯12，然后将管芯12弄干。清洁方法的又一个实施例包括将管芯12暴露于清洁溶液的喷射流。应当理解，由于互连器构件14定位成紧邻管芯12，互连器构件14由于暴露于例如 其他流体、细菌和/或类似物而可能易于受到污染。这种污染通常是由于互连器构件14长 时间暴露或残留暴露(residualexposure)于水或其他流体而引起的。因此，为了显著降低 这种污染的风险或者防止这种污染，可对互连器构件14直接与管芯相邻的至少一部分进 行处理，使得构件14的该部分是疏水的。这种疏水涂层被认为在构件14浸没于流体(例 如水)内时基本防止流体润湿构件14。这种处理涂层的示例包括可感光环氧树脂(例如 SU8)或其他疏水聚合物(例如含氟聚合物)。在一个实施例中，利用掩模和气相沉积来使 构件14成为疏水的。虽然已经详细描述了几个实施例，但本领域技术人员均能明白的是，所公开实施 例可被修改，和/或其他实施例也是有可能的。因此，前面的描述应当被认为是示例性的而 非限制性的。
权利要求
一种流体输送系统(20，20’)，包括驱动机构；和可操作地连接到所述驱动结构的流体传送装置(10，10’，10”)，所述流体传送装置(10，10’，10”)包括管芯(12)，其具有第一和第二相对表面(22，24)；至少一个喷嘴(26)，其形成在所述第一相对表面(22)内；流体槽(28)，其形成在所述第二相对表面(24)内，所述流体槽(28)具有邻近所述第二相对表面(24)的入口(30)和分离的出口(32)，其中，流体在毛细作用下经过所述入口(30)芯吸入所述流体槽(28)内，而且流体经过所述出口(32)排出到所述至少一个喷嘴(26)；和与所述流体槽(28)和所述至少一个喷嘴(26)流体连通的流体喷射装置(34)，所述流体喷射装置(34)可操作地连接到所述驱动机构。
2.如权利要求1所述的流体输送系统(20，20’)，其特征在于，进一步包括多个流体传 送装置(10，10’，10”)，每个流体传送装置(10，10’，10”)被独立地、可操作地连接到所述驱 动机构。
3.如权利要求1所述的流体输送系统(20，20’)，其特征在于，进一步包括互连器构件 (14)，所述互连器构件(14)将所述管芯(12)可操作地连接到所述驱动机构。
4.如权利要求3所述的流体输送系统(20，20’)，其特征在于，所述互连器构件(14)直 接与所述管芯(12)相邻的至少一部分被处理成使得所述互连器构件(14)的所述至少一部 分是疏水的。
5.如权利要求1所述的流体输送系统(20，20’)，其特征在于，进一步包括在其内限定 有第二流体槽(38)的构件(36)，所述构件(36)可操作地连接到所述管芯(12)，使得所述 第二流体槽(38)的至少一部分与所述流体槽(28)的至少一部分基本上对准。
6.一种用于传送流体的方法，包括使形成在管芯(12)内的流体槽(28)的流体入口(30)暴露于流体，由此，流体通过毛 细力被芯吸入所述流体槽(28)内；将形成在所述管芯(12)的两个相对表面(22，24)中的一个相对表面(24)内的至少一 个喷嘴(26)定位成邻近流体目的地；以及致动集成在所述管芯(12)内的流体喷射装置(34)，使得所述流体槽(28)内预定量的 流体经过所述至少一个喷嘴(26)被分配到所述流体目的地上或所述流体目的地内。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，致动所述流体喷射装置(34)是通过可操作 地连接到所述流体喷射装置(34)的驱动机构实现的。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，将流体芯吸入所述流体槽(28)内是在没有 外部背压的情况下实现的。
9.如权利要求6所述的方法，其特征在于，进一步包括使所述流体入口(30)暴露于清洁溶液，由此，所述清洁溶液通过毛细力被芯吸入所述 流体槽(28)内；以及致动所述流体喷射装置(34)，使得所述清洁溶液经过所述至少一个喷嘴(26)分配。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，暴露是通过将所述管芯(12)浸没在所述清洁溶液中实现的，而且所述方法进一步包括在致动所述流体喷射装置(34)之前将所述管 芯(12)从所述清洁溶液中移走。
11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述流体喷射装置(34)的致动是i)多次 的；或者ii)在低能量水平下的进行的；或者iii)是i)和ii)的组合。
12.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述清洁溶液包括选自表面活性剂、缓冲 齐U、金属螯合剂、生物杀灭剂及其组合的成分。
13.如权利要求9所述的方法，其特征在于，暴露是通过将所述管芯(12)浸没在所述清 洁溶液中实现的，而且致动是在所述管芯(12)被浸没时实现的。
14.如权利要求6所述的方法，其特征在于，进一步包括将所述管芯(12)浸没在清洁溶液中；用水清洗所述管芯(12)；以及将所述管芯(12)弄干。
15.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述流体目的地是基本平的衬底，而且所 述方法进一步包括控制所述流体喷射装置(34)的致动，以在所述基本平的衬底上产生流 体滴密度梯度，从而形成测试条。
全文摘要
本发明公开了流体输送系统(20，20’)的实施例。
文档编号B05C5/00GK101820942SQ200880111139
公开日2010年9月1日 申请日期2008年8月4日 优先权日2007年8月13日
发明者G·马尼什, J·M·于, K·F·彼得斯, P·J·布鲁因斯马 申请人:惠普开发有限公司