使用迟滞注射成型的多步法中微流体器件的制造的制作方法

本公开涉及制造微流体器件的方法。更具体地，本公开涉及包括迟滞成型(hesitationmolding)和薄膜二次成型(filmover-molding)的方法，其允许在单个注射成型机上制造微流体器件而无需任何二次制造步骤，以提供准备使用的微流体器件，比如“芯片实验室”器件。

背景技术：

将完整的诊断实验室微型化并且集成在信用卡大小的芯片上需要制造一个或多个微通道以处理非常少量的流体。目前存在少数用于制造微流体器件的技术。第一代微流体芯片通常在硅晶片上产生。这种用于微流体器件的制造方法具有允许在器件中精确复制微结构的优点。然而，硅芯片技术受到从最初构思到制造所需的长交付时间以及限制柔性部件的并入的工艺限制和相对于其他制造方法的成本的阻碍。

为了克服硅芯片技术的限制，还可以使用蚀刻玻璃方法制造微流体器件。蚀刻玻璃的使用克服了与硅芯片技术相关的许多成本问题，以及提供透明基底，其在需要光学测量的一些应用中可能是有利的。然而，与其他制造方法相比，蚀刻玻璃制造方法也是昂贵的。

使用聚二甲基硅氧烷(pdms)的多层软光刻法是用于制造微流体器件的可选技术。方法利用使用光致抗蚀剂方法产生的母模，并利用交叉衬垫使用pdms复制母模，接着热固化，冲压入口和出口端口，并且将成型的制品粘合至玻璃基底上。作为微流体器件的制造方法，多层软光刻法比硅芯片技术或蚀刻玻璃方法中的任一种更快且更便宜。虽然它没有遭受与硅芯片技术相关的相同限制，但是由于密封通道和pdms的溶剂相容性——其可能限制微流体器件的应用范围——的问题，因此严重限制了器件设计。

最后，已经描述了聚合物的注射成型用于制造微流体器件。具体地，注射成型的微流体器件需要制造两个或更多个单独的成型的部件，该两个或多个成型的部件需要通过夹紧和/或焊接进行堆叠和密封。可选地，可以通过在半开放的通道上施加条带(tape)以密封含有微流体通道的注射成型的微流体制品。

欧洲专利申请号13160987.7(公开号为ep2653285，在下文中称为“ep2653285”)描述了使用迟滞来注射成型微流体器件。通常，迟滞是在注射成型工艺期间发生的不希望的效果，其导致成型缺陷。ep2653285描述了使用迟滞来产生具有封闭和密封的微通道的结构。所描述的方法可以潜在地提高生产速度，因为不需要通常与微流体器件的注射成型相关的密封和夹紧或焊接步骤。ep2653285中描述的方法可能在最大通道宽度方面受到限制，例如，如果通道宽度和基层厚度之间的纵横比太小，那么微通道可能变得充满而不是简单的密封。

目前，没有描述过允许在单个注射成型机上制造微流体器件，而无需二次操作来提供准备使用的器件的注射成型方法。

通过本公开的方面解决了这些和其他缺点。

技术实现要素：

如本文更详细地描述，例如，本公开提供了关于器件比如微流体器件的方法、仪器和系统。

在一方面，本公开涉及在注射成型期间使用迟滞制造微流体器件的方法，其可以包括成型具有在其中形成的微通道(或微缝隙)的基层；邻近基层的表面设置平面阻挡物(planarbarrier)并且定位成覆盖微通道的至少一部分；和使用迟滞注射成型使得待被设置在基层上的材料产生封闭层，该封闭层配置为二次成型(overmold)平面阻挡物的至少一部分和微通道的至少一部分，其中与没有平面阻挡物的基本上类似的基层和微通道相比，平面阻挡物减少了材料进入到微通道。所公开的方法可以进一步包括在封闭层中形成一个或多个入口和出口。方法还可以进一步包括在基层上二次成型覆盖层；并且其中覆盖层在与包括平面阻挡物的基层表面相对的基层表面上形成。

在另一方面，本公开涉及使用迟滞注射成型制造微流体器件的方法，方法包括：成型具有在其中形成的微通道的基层；邻近基层的第一表面设置传感器；邻近基层的第一表面成型覆盖层以至少部分地覆盖传感器并且相对于基层将传感器固定在适合位置上；并且在与基层的第一表面相对的基层的第二表面上成型封闭层，其中封闭层包围微通道的至少一部分。

在一方面，本公开涉及使用具有迟滞注射成型的封闭层、阻挡层和诊断器件的诊断器件的方法，该迟滞注射成型的封闭层配置为包围微通道的至少一部分，方法包括：使得流体通过微通道，其中使得流体与诊断器件接合；和从诊断器件接收关于流体的特性的信息。

附图说明

附图并入本说明书且构成本说明书的一部分，其示出了几个方面并且与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1显示了如果通道宽度和基层厚度之间的纵横比过小填充微通道的问题的示意性代表。

图2显示了公开的克服图1中所示问题的方法的示意性代表。

图3显示了包括封闭层、包括入口和出口端口与封闭层、包括传感器的微流体器件的横截面的示意性代表。如所示的，封闭层封闭基层中的半开微通道。

图4显示了公开的克服图1中所示问题的方法的示意性代表，并且其中基层具有两个微通道。

图5显示了在具有集成转台的单个三腔或工位模具(stationmold)中的过程的示意性代表。

图6显示了具有并入覆盖层的三个阀的微流体器件的示意性代表。

图7显示了在开口的顶点处具有200微米(micron，μm)微通道的三角形开口的代表性显微照片，其中在指定包装压力下垂直于开口方向的流动方向上进行注射。

图8显示了在开口的顶点处具有200μm微通道的三角形开口的代表性显微照片，其中在指定包装压力下平行于开口方向的流动方向上进行注射。

图9a-9c显示了基层中成型的开口的代表性横截面几何形状，其中在开口的顶点区域或最深部分处成型通道。图9a显示了在基层中成型的正方形开口。图9b显示了在基层中成型的三角形开口，其具有在三角形开口的顶点区域成型的微通道。图9c显示了在基层中成型的半圆形开口，其具有在三角形开口的顶点区域成型的微通道。

本公开的另外的优势将部分地在下面的描述中阐述，并且部分地将从描述中变得显而易见，或者可以通过本公开的实践获悉。通过所附的权利要求书中特别指出的要素和组合，将实现并且获得本公开的优势。将理解的是，前面的一般描述和下面的详细描述二者仅仅是示例性和说明性的并且不是对要求保护的本公开的限制。

具体实施方式

通过参考下面的本公开的详细描述和其中包括的实施例可以更容易地理解本公开。

应当理解，本文所使用的术语仅仅是为了描述特定方面的目的而不是旨在限制性的。如本说明书和权利要求书中所使用的，术语“包含”可以包括“由……组成”和“基本上由……组成”的实施方式。除非另有定义，否则本文所使用的所有技术和科学的术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。在本说明书和所附权利要求书中，将参考本文应定义的多个术语。

在公开和描述本化合物、组合物、制品、系统、器件和/或方法之前，应当理解，它们不限于具体的合成方法——除非另外规定、或特定的试剂——除非另有规定，因此其当然可以变化。也应当理解，本文所使用的术语仅用于描述特定方面的目的，并不旨在是限制性的。虽然类似或等同于本文描述的任何方法和材料可用于本公开的实践或测试，但现在描述实例方法和材料。

而且，应当理解，除非另有明确说明，否则决不旨在将本文叙述的任何方法解释为要求其步骤以具体顺序执行。因此，当方法权利要求没有实际陈述其步骤遵循的顺序，或者在权利要求或说明中没有特别说明步骤仅限于特定的顺序时，在任何方面都决不旨在推断顺序。这适用于任何可能的非明示解释基础，包括：关于步骤或操作流程的排布的逻辑问题；从语法组织或标点符号中导出的简单含义；以及说明书中描述的方面的数目或类型。

贯穿本申请，引用了各种出版物。这些出版物的公开内容以其全部通过引用并入本申请，从而更全面地描述本发明所属领域的技术水平。所公开的参考文献中包含的其中参考文献依赖的语句中讨论的材料也通过引用单独地和具体地并入本文。本文中没有任何内容被解释为承认通过在先公开内容本公开无权占先于这些出版物。此外，本文提供的公开日期可能与实际公开日期不同，这可能需要独立确认。

如本说明书和所附权利要求中所使用的，单数形式“一(a，an)”和“该(the)”包括复数指代物，除非上下文中另外清楚指示。因此，例如，提及“酮”包括两种或更多种酮。

范围在本文中可以表示为从一个特定值到另一个特定值。当表示这种范围时，另一方面包括从一个特定值和/或到其他特定值。类似地，当值表示为近似值时，通过使用先行词‘约’，应将理解的是该特定值形成另一方面。应进一步理解的是，每个范围的端点与其他端点相关还是独立于其他端点，都是有意义的。还应理解的是，本文公开了多个值，并且除了该值本身之外，每个值在本文中还公开为“约”该特定值。例如，如果值“10”被公开了，那么“约10”也被公开了。还应理解的是，两个特定单位之间的每个单位也被公开了。例如，如果10和15被公开了，那么11、12、13和14也被公开了。

如本文所使用的，术语“约”和“在或约”意味着所讨论的量或值可以是指定近似地或大约相同的一些其他值的值。如本文所使用，通常理解，除非另外指示或推断，否则标称值指示±5％的变化。该术语旨在表达相似值促进权利要求中叙述的等同结果或效果。也就是说，应当理解，量、尺寸、配方、参数和其他数量和特性不是并且不需要是精确的，而是可以根据需要是近似和/或更大或更小，这反映公差、转换因子、舍入、测量误差等和本领域技术人员已知的其他因素。一般而言，量、尺寸、配方、参数或其他数量或特性为“约”或“近似”，无论是否明确说明是这样。应当理解，除非另外明确说明，否则在定量值之前使用的“约”的情况下，参数还包括具体的定量值本身。

如本文所用，术语“任选的”或“任选地”意指随后描述的事件或情形可发生或可不发生，并且该描述包括所述事件或情形发生的情况和其不发生的情况。例如，短语“任选的夹持器”意指该夹持器可被包括或可不被包括，并且该描述包括这样的方面，其包括夹持器和不包括夹持器。

如本文所使用，术语“组合”包括掺合物、混合物、合金、反应产物等。

公开了用于制备本公开的组合物的组分以及用于本文公开的方法内的组合物本身。本文中公开了这些以及其它材料，并且应该理解，当公开了这些材料的组合、子集、相互作用、群组等时，虽然无法明确公开这些化合物的每一种各种单独和共同组合和排列的具体提及，但其每一种均在本文中被具体考虑和描述。例如，如果公开和讨论了具体化合物并且讨论了可对包括该化合物在内的多种分子进行多种改动，则具体考虑该化合物的每种和每一种组合和排列以及可能的改动，除非具体相反指示。因此，如果公开了一类分子a、b和c以及公开了一类分子d、e和f和组合分子a-d的一个实例，那么即使每一种组合没有被单独陈述，但每一种组合也被单独地和共同地考虑，意味着认为组合a-e、a-f、b-d、b-e、b-f、c-d、c-e和c-f被公开。同样地，这些的任何子集或组合也已被公开。因此，例如，将认为a-e、b-f和c-e的子组已被公开。这种概念适用于本申请的所有方面，包括但不限于制备和使用本公开的组合物的方法中的步骤。因此，如果存在可执行的多个另外的步骤，则应该理解这些另外步骤中的每一个均可以以本公开方法的任何具体方面或方面组合来执行。

在说明书和权利要求中参考组合物或制品中的特定元素或组分的重量份指代在重量份表达的组合物或制品中元素或组分和任何其它元素或组分之间的重量关系。因此，在含有2重量份的组分x和5重量份的组分y的混合物中，x和y以2:5的重量比存在，并且，不论额外组分是否包含在该混合物中都以这样的比存在。

除非具体地陈述相反，否则组分的重量百分比(wt.％)是基于其中包括该组分的制剂或组合物的总重量。例如，如果说组合物或制品中具体元素或组分具有8重量％，那么应该理解，该百分比是相对于100％的总组成百分比。

本文公开的每种材料都可商业上获得和/或用于生产其的方法是本领域技术人员已知的。

如本文所使用，迟滞是填充具有厚的和薄的部分的空腔的流动的局部减慢或完全停止。当通过产生平行流动路径给出选择时，聚合物熔体沿具有最低阻力的途径流动并因此趋向首先填充厚的部分，如，参见图1和2。这可以导致塑料在薄的部分停止或显著地减慢。一旦塑料开始减慢，塑料将更快速地冷却，从而增加粘度。这种较高的粘度将抑制流动，进一步导致甚至更快的冷却，使得停止和减慢的问题变得自蔓延。因此，聚合物在薄空腔部分的入口处被给定时间冷却以升高粘度和最终“冻结(freeze-in)”。当流动遇到薄的空腔部分，诸如开口20时，发生冻结11。如本领域技术人员所知的，当迟滞是不期望的并且导致成型缺陷时，通过在模具的末端或边缘处放置薄空腔可以克服该问题。

如本文所使用，“迟滞注射成型”指在注射成型期间迟滞的有利用途。具体地，如本文所使用的，使用注射成型技术利用封闭层二次成型包括一个或多个微通道的基层，和在注射成型封闭层期间，靠近微通道的迟滞导致在封闭层下面的开放的或半开的微通道。例如，成型基层，其包括一个或多个成型开槽，如，分别参见图9a-9c中20、21和22，其中在成型开槽的底部，成型微通道，如，参见图9a-9c中的25。二次成型基层，从而形成封闭层，如参见图1，和在封闭层的成型过程期间迟滞可以部分地填充成型开槽，但使微通道开放。

如本文所使用，“微流体器件”指包括经由微通道彼此连接的至少一个入口和出口的器件。微流体器件可以进一步包括用于持续化学反应或分析的微室。微通道可以具有各种横截面形状，例如，圆形、矩形、半圆形或梯形横截面，但是不限于此。微流体器件可以进一步包括与一个或多个微通道和/或微室接触的传感器。芯片实验室或loc是一类型的微流体器件。

如本文所使用，术语“芯片外(off-chip)”指可以与微流体器件集成或连接但是不形成其部分的结构、模块和其他零件，以及在微流体器件外或外部处理或加工试剂。

如本文所使用，术语“上游”指在微流体器件中零件是在与来自给定参考点的流体流动相反的方向中的模块。

如本文所使用，术语“下游”指在微流体器件中零件是在来自给定参考点的流体流动的方向中的模块。

除非本文中另外相反说明，否则全部测试标准是在本申请提交时有效的最近的标准。

应该理解本文公开的组合物具有某种功能。本文公开的是用于执行所公开功能的某种结构要求，并且应该理解存在能够执行与所公开结构相关的相同功能的多种结构，并且这些结构通常会实现相同的结果。

在一方面，本公开涉及使用迟滞注射成型制造微流体器件的方法，其可以包括成型具有在其中形成的微通道的基层；邻近基层的表面设置平面阻挡物并且定位成覆盖微通道的至少一部分；并且使用迟滞注射成型使得材料设置在基层上以产生封闭层，该封闭层配置为二次成型平面阻挡物的至少一部分和微通道的至少一部分，其中与没有平面阻挡物的基本上类似的基层和微通道相比，平面阻挡物减少了材料进入到微通道。所公开的方法可以进一步包括在封闭层中形成一个或多个入口和出口。方法还可以进一步包括在基层上二次成型覆盖层；并且其中覆盖层在与包括平面阻挡物的基层表面相对的基层表面上形成。

本公开的微流体器件可以包括入口和出口，或开口，其又可以连接至阀、管道、通道、室、注射器和/或泵，用于将流体引入微流体器件和从微流体器件提取流体。微流体器件可以进一步包括芯片外结构、模块和其他零件，其可以与微流体器件集成或连接但不形成其部分，以及在微流体器件外或外部处理或加工试剂。芯片外结构、模块或其他零件可以在微流体器件的上游和/或下游。

在另一方面，本公开涉及使用迟滞注射成型制造微流体器件的方法，该方法包括：成型具有在其中形成的微通道的基层；邻近基层的第一表面设置传感器；邻近基层的第一表面成型覆盖层以至少部分地覆盖传感器并且相对于基层将传感器固定在适合位置上；和在与基层的第一表面相对的基层的第二表面上成型封闭层，其中封闭层包围微通道的至少一部分。

在一方面，本公开涉及使用具有迟滞注射成型的封闭层、阻挡层和诊断器件的诊断器件的方法，该迟滞注射成型的封闭层配置为包围微通道的至少一部分，该方法包括：使得流体通过微通道，其中使流体与诊断器件接合；并且从诊断器件接收与流体特性有关的信息。

在一个方面中，本公开涉及通过在包含开口以引起迟滞的基层和该开口的顶部上的半开微通道之间中施加膜而增加通过迟滞注射成型形成的微通道的最大宽度。虽然迟滞注射成型可以用来在基层100上形成封闭层110，从而形成对开口或微通道(如，开口20)的密封。然而，存在这样的情况，如，当期望宽通道其中通道宽度和基层厚度之间的纵横比过小时，当封闭层填充或近乎填充基层中的微通道或开口时。因此，封闭层阻塞或阻碍期望的微通道，而不是仅仅形成在基层中的微通道之上的密封或封闭。图1中显示了如果通道宽度和基层厚度之间的纵横比太小填充微通道的问题的示意性代表。图1中示意性地显示了使用迟滞产生在封闭层和微通道宽度之间具有相对低的纵横比的微通道的过程。在图1中所示的示意性代表中，每个图像显示了材料比如聚合物熔体10流的快照，其可以流动跨越基层100的表面，所述基层100包含至少一个成型开槽20(或在随后的附图中的21，22)，其具有在其中成型的微通道25。虽然提及聚合物流(如，聚合物熔体10)，但是其他材料和材料沉积技术可以被以类似方式使用。

在一些方面中，聚合物包括但不限环烯烃共聚物、聚碳酸酯、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚苯乙烯或其组合。

常规地，当聚合物熔体10遇到小的成型开槽21(或开槽20或开槽22，其取决于成型开槽的几何形状)的开口时，发生聚合物熔体10流动进入成型开槽21的迟滞和在11中局部冻结产生。在11中的冻结处，聚合物熔体10的流速开始减慢，并且聚合物熔体10开始更快速地冷却，由此增加粘度。因此，到聚合物熔体10流动完成和封闭层110完全形成时，成型开槽21被部分地填充。然而，如果成型开槽21的开口的宽度与基层100的厚度的比太小，那么成型开槽可以被近乎完全填充。

在一个方面中，本公开提供了当在基层中宽通道即低纵横比微通道是期望的时解决注射成型中的迟滞问题的巧妙且令人惊讶的方案。低纵横比可以是封闭层厚度与微通道宽度的比，其为4或约4或小于4。方案包括在具有低纵横比的微通道之上放置阻挡物30(如，复合条带)，其在图2中示意性地显示。包括复合条带的阻挡物30，例如，可以包括含有纤维的聚合物薄膜、钢、陶瓷、或玻璃复合材料、或其组合，并且可以具有例如，大约0.125毫米(mm)的厚度。如所示的，聚合物熔体10流动跨越基层的表面100，该基层100包含一个或多个成型开槽20，该一个或多个成型开槽其中具有低纵横比。阻挡物30可以被放置在开口20之上，使得阻挡物30覆盖至少部分成型开槽20并延伸至基层100的周围表面。在某些方面，至少部分阻挡物30可以配置为粘附至基层100并由此在成型开槽20之上形成密封。因此，当聚合物熔体10遇到被阻挡物30覆盖的包括成形开槽20的区域，而不进入成型开槽20时，聚合物熔体10以最小迟滞或无迟滞流动跨越阻挡物的表面30。在一些方面中，当聚合物熔体10遇到阻挡物30时，可以存在阻挡物30进入成型开凿20的一些变形，如图2中所示。阻挡物30的变形程度可以取决于多个变量，诸如聚合物熔体10的温度，阻挡物30至基层100的粘附，以及阻挡物30的厚度或组成。本领域技术人员可以基于这些变量的考虑选择合适的阻挡物30。使用阻挡物来密封至少部分成型开槽20使聚合物熔体10流动允许在基层100中成型具有非常低的纵横比的通道，诸如微通道。

基层100可以具有大约500微米(microns，μm)至大约2000μm、或500μm至2000μm的厚度。在一方面，基层100，可以具有大约800μm、大约900μm、大约1000μm、大约1100μm或大约1200μm的厚度，或者800μm、900μm、1000μm、1100μm或1200μm的厚度。在进一步的方面，基层，100，可以具有1000μm或大约1000μm的厚度。

微通道例如25的宽度，可以是100μm至1000μm，大约100μm至大约1000μm，或500μm至1000μm，或大约500μm至大约1000μm，800μm至1000μm或大约800μm至大约1000μm.。将理解的是，介于中间的端点包括在所述的范围内。在一方面，微通道的宽度，例如，25的开口，可以是大约100μm、大约200μm、大约300μm、大约400μm或大约500μm。在进一步的方面，微通道的宽度可以是100μm、200μm、300μm、400μm或500μm。

基层100的厚度与成型开槽或微通道——例如，开口20、21、22或25——的宽度的纵横比，可以是0.5至2.0，或大约0.5至2.0。在一方面，基层100的厚度与成型开槽或微通道——例如，开口20、21、22或25——的宽度的纵横比，可以是1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、大约1.8、大约1.9、大约2.0、大约2.1或大约2.2。

封闭层110可以具有500μm至2000μm或大约500μm至大约2000μm的厚度。在一方面，封闭层110可以具有800μm、900μm、1000μm、1100μm、1200μm、大约800μm、大约900μm、大约1000μm、大约1100μm或大约1200μm的厚度。在进一步的方面，封闭层110可以具有1000μm或大约1000μm的厚度。

封闭层100的厚度与成型开槽或微通道——例如，开口20、21、22或25——的宽度的比率，可以是2至20或大约2至大约20，或2至10，或大约2至大约10。在进一步的实例中，封闭层100的厚度与成型开槽或微通道——例如，开口20、21、22或25——的宽度的比率，可以2至40或大约2至大约40。在一方面，基层100的厚度与微通道——例如，开口20、21、22或25——的宽度的纵横比，可以是4至15或大约4至大约15，例如5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、大约5、大约6、大约7、大约8、大约9、大约10、大约11、大约12、大约13、大约14或大约15。在某些方面，封闭层100的厚度与成型开槽或微通道——例如，开口20、21、22或25——的宽度的比率，可以是大于40或大于大约40。

在一方面，基层中成型的开口或微通道可以具有不同的横截面几何形状。例如，如图9a中所显示(并且也如图1和2中所显示)，可以在基层100中成型简单的开口20或微通道，其可以用封闭层110二次成型而被填充至不同的量。可选地，如图9b中所显示(并且也如图6和7中所显示)，可以在基层100中成型三角形通道21，其中微通道25在三角形通道21的顶点处形成。在一些方面，可能期望的是，在基层100中成型半圆形或圆形通道22，其中在半圆形或圆形通道22的最深部分处成型微通道25。如果开口或微通道的宽度500与深度510的纵横比较低，例如，小于大约2，那么在封闭层110的二次成型期间可能需要条带覆盖比如阻挡物(例如，阻挡物30)。然而，在某些条件下，不需要阻挡物来维持通道内开口的体积以允许流体从其中流动通过。在某一方面，在通道上二次成型封闭层110之后，维持通道总体积的30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％或介于中间的百分比是有利的。在进一步的实例中，微通道25可以直接在基层100的表面处，而没有任何几何形状的微通道20。

在一个方面中，可以使用迟滞注射成型将材料放置在基层上，从而产生配置为二次成型至少部分平面阻挡物和至少部分微通道的封闭层，其中与没有平面阻挡物的基本上类似的基层和微通道相比，平面阻挡物减少材料进入微通道。基本上类似的基层和微通道可以指在不存在平面阻挡物的情况下具有相同的尺寸(诸如，例如，高度或深度、宽度和纵横比)的基本上类似的基层和微通道。

在一个方面中，本公开涉及微流体器件，其包括利用封闭层110二次成型的基层100，和覆盖层120，其可以包括传感器200或二次成型传感器200。图3中显示了示出具有这些方面的示例性器件的横截面图的示意图。如所示的，横截面图显示了封闭层封闭基层中的半开微通道。还显示的是并入封闭层110中的入口40和出口50端口。显示传感器200沿基层100的顶部接触微通道25或开口20。在制造过程中，传感器200可以与微通道一起放置(如，配置为接收穿过微通道的流体流)，随后二次成型覆盖层120以在适合位置固定传感器200。二次成型封闭层110和覆盖层120的顺序可以根据本领域技术人员的需要互换。可选地，可以同时发生110和120的二次成型。在二次成型封闭层110和覆盖层120后，提供包括传感器200的单片完全并入的微流体器件。可以使用本文所述的工艺形成、覆盖或封闭其他通道、容器、袋、孔口、器件和特征。各种通道构造具有各种尺寸和形状，可以使用与本文中参考微通道20，以及基层100、覆盖层120和封闭层110描述的那些相似的技术来限定。

在某些方面，如图4中所提出的，基层可以包括基层的一个或多个表面内的微通道。聚合物熔体10可以流动跨越包含其中具有低纵横比的第一和第二成型开槽21、23的基层100的表面。第二聚合物熔体12可以流动跨越阻挡层的第二表面至第二成型开槽23。

在一个方面中，本公开涉及制造三分层的微流体器件的方法，其中制造方法包括单个模具，该模具包括具有三个空腔或工位的转台。简而言之，方法可以包括使用三个台板模具，三个台板模具包括固定模具半部(halve)和移动模具半部(half)中的三个不同空腔几何形状。模具的中间部分可以用来将半成产品转移至下个空腔。在第一空腔或工位中，成型具有半开微通道的基层。在成型开口后，转台将基层转移至第二工位或空腔。在模具关闭之前，将传感器放置在基层的顶部，并使用夹持器保持在合适位置，夹持器包括夹持机构。在模具关闭后，成型覆盖层并由此将传感器固定在合适位置。传感器的定位或经由手动定位模具或经由自动化定位机构。在成型覆盖层后，模具再次打开并且部分完成的产品被转移至过程的第三和最后空腔或工位。在第三步骤中，封闭层在基层的相对侧上被注射成型。如需要，如，微通道宽度和封闭层厚度之间的低纵横比，可以在基层中的开口的顶部上放置条带。然后模具关闭和封闭层在基层的顶部上被注射成型。覆盖层和封闭层的成型顺序也可以被互换。

制造三分层的微流体器件的方法示意性地显示在图5中，其中制造方法包括单个模具，该模具包括具有三个空腔或工位的转台。图4中所示每个图像显示了制造三分层微流体器件的方法中事件顺序的快照。在步骤1中，进行注射成型以提供基层100，其具有半开成型开槽21和半开微通道25，该开槽具有三角形横截面。在步骤2中，将传感器200定位在基层100的表面上与一个或多个成型开槽21接触。在步骤3中，注射成型被用于二次成型传感器200和在基层100的顶部上形成覆盖层120。如所示的，二次成型过程已经在覆盖层120内形成了覆盖层室400，其提供对传感器200的访问。覆盖层室400提供对传感器200的访问以允许调节或视觉检查。另外，覆盖层室400还允许传感器200环境的热管理，如，限定温度的热控制媒介，诸如气体或液体，可以被引入覆盖层室400以提供传感器200温度的控制。根据微流体器件的特定用途所需的，覆盖层室400中的热控制媒介可以作为时间的函数改变，从而允许传感器环境中受控温度作为时间的函数改变。覆盖层室400的另一优点是如果在与传感器200接触的微通道(一个或多个)中存在非预期的压力尖峰或过流，有助于管理变形而不损坏传感器200。步骤4和步骤5是任选的并取决于成型开槽21宽度和封闭层110厚度之间的纵横比。在步骤4中，阻挡物30，诸如平面条带，被定位以覆盖一个或多个半开微通道21，如所示的。在步骤5中，包括夹持机构的夹持器60可以被任选地定位接触阻挡物30，从而在二次成型期间维持阻挡物30在适合位置。在步骤6中，注射成型被用于在基层100上二次成型封闭层110，如所示的，其中微通道25维持开放状态。如需要，在封闭层110的二次成型期间，可以形成入口和/或出口端口。在进一步的实例中，入口和/或出口端口可以被设置在覆盖层内。

在一方面，本公开涉及微流体器件，其包括由阻挡物30比如平面材料(例如，条带、挡板、壁或板)形成的阀。也就是说，使用阻挡物30以关闭/覆盖微通道或开口对于以上在本文中已经描述的内容具有进一步的实用性。如本文所已经描述，在所公开的方法中使用的阻挡物30在厚度和/或组成上可以改变。例如，为了使用阻挡物30形成阀，选择标准是条带、挡板、壁或板是柔性的。图6显示了具有由阻挡物30形成的三个阀的微流体器件。如所示，施加至阻挡物30的正向内压310致动阀以通过使柔性材料向内移动将阀关闭并封闭微通道，如所示的。相反，在不存在正向内压的情况下，形成阻挡物30的柔性材料不向内偏斜，并且阀依然开放300。各种材料性质和压力可以配置为限制和/或有助于流体通过微通道的受控流动。

方面

所公开的系统和方法包括至少以下方面。

方面1.一种使用迟滞注射成型制造微流体器件的方法，方法包括：成型具有在其中形成的微通道的基层；邻近基层的表面设置平面阻挡物并且定位成覆盖微通道的至少一部分；和使用迟滞注射成型使得待被设置在基层上的材料产生封闭层，该封闭层配置为二次成型平面阻挡物的至少一部分和微通道的至少一部分，其中与没有平面阻挡物的基本上类似的基层和微通道相比，平面阻挡物减少材料进入到微通道。

方面2.一种使用迟滞注射成型制造微流体器件的方法，方法基本上由以下组成：成型具有在其中形成的微通道的基层；邻近基层的表面设置平面阻挡物并且定位成覆盖微通道的至少一部分；和使用迟滞注射成型使得待被设置在基层上的材料产生封闭层，该封闭层配置为二次成型平面阻挡物的至少一部分和微通道的至少一部分，其中与没有平面阻挡物的基本上类似的基层和微通道相比，平面阻挡物减少材料进入到微通道。

方面3.一种使用迟滞注射成型制造微流体器件的方法，方法由以下组成：成型具有在其中形成的微通道的基层；邻近基层的表面设置平面阻挡物并且定位成覆盖微通道的至少一部分；和使用迟滞注射成型使得待被设置在基层上的材料产生封闭层，该封闭层配置为二次成型平面阻挡物的至少一部分和微通道的至少一部分，其中与没有平面阻挡物的基本上类似的基层和微通道相比，平面阻挡物减少材料进入到微通道。

方面4.方面1-3任一项的方法，其中基层的厚度与微通道的宽度的纵横比是大约0.5至大约2.5。

方面5.方面1-3任一项的方法，其中基层的厚度与微通道的宽度的纵横比是0.5至2.5。

方面6.方面1-3任一项的方法，其中基层的厚度与微通道的宽度的纵横比是大约2。

方面7.方面1-3任一项的方法，其中基层的厚度与微通道的宽度的纵横比是2。

方面8.方面1-7任一项的方法，其中封闭层的厚度与微通道的宽度的纵横比是大约10至大约40。

方面9.方面1-7任一项的方法，其中封闭层的厚度与微通道宽度的纵横比是10至40。

方面10.方面1-7任一项的方法，其中封闭层的厚度与微通道的宽度的纵横比是大约10至大约20。

方面11.方面1-7任一项的方法，其中封闭层的厚度与微通道的宽度的纵横比是10至20。

方面12.方面1-7任一项的方法，其中封闭层的厚度与微通道的宽度的纵横比是大约10。

方面13.方面1-7任一项的方法，其中封闭层的厚度与微通道的宽度的纵横比是10。

方面14.方面1-13任一项的方法，其中平面阻挡物包括条带。

方面15.方面14的方法，其中微通道具有大约1μm至500μm的宽度。

方面16.方面14的方法，其中微通道具有大约1μm至大约500μm的宽度。

方面17.方面1-16任一项的方法，其中平面阻挡物不包括条带。

方面18.方面17的方法，其中微通道具有大于300μm的宽度。

方面19.方面17的方法，其中微通道具有大于400μm的宽度。

方面20.方面17的方法，其中微通道具有大于500μm的宽度。

方面21.方面17的方法，其中微通道具有大约300μm和大约400μm之间的宽度。

方面22.方面17的方法，其中微通道具有300μm和400μm之间的宽度。

方面23.方面17的方法，其中微通道具有大约500μm至大约1000μm或大约800μm至大约1000μm的宽度。

方面24.方面17的方法，其中微通道具有500μm至1000μm或800μm至1000μm的宽度。

方面25.方面1-24任一项的方法，其中材料包括聚合物。

方面26.方面25的微流体器件，其中聚合物是环烯烃共聚物、聚碳酸酯、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚苯乙烯或其组合。

方面27.方面1-26任一项的方法，其中在已经在其上二次成型封闭层之后微通道能够接收流体流。

方面28.方面1-27任一项的方法，进一步包括在封闭层中形成一个或多个入口和出口。

方面29.方面28的方法，其中在材料的注射成型期间进行一个或多个入口和出口的形成。

方面30.方面1-29任一项的方法，进一步包括在基层上二次成型覆盖层；并且其中在与包括平面阻挡物的基层表面相对的基层表面上形成覆盖层。

方面31.一种使用迟滞注射成型制造微流体器件的方法，该方法包括：成型具有在其中形成的微通道的基层；邻近基层的第一表面设置传感器；邻近基层的第一表面成型覆盖层以至少部分地覆盖传感器并且相对于基层将传感器固定在适合位置上；和在与基层的第一表面相对的基层的第二表面上成型封闭层，其中封闭层包围微通道的至少一部分。

方面32.方面31的方法，其中基层的厚度与微通道的宽度的纵横比是0.5至2.5。

方面33.方面31的方法，其中基层的厚度与微通道的宽度的纵横比是大约0.5至大约2.5。

方面34.方面31的方法，其中基层的厚度与微通道的宽度的纵横比是大约2。

方面35.方面31的方法，其中基层的厚度与微通道的宽度的纵横比是2。

方面36.方面31-35任一项的方法，进一步包括邻近基层的第二表面设置平面阻挡物并且定位成覆盖微通道的至少一部分，其中与没有平面阻挡物的基本上类似的基层和微通道相比，平面阻挡物减少在封闭层的成型期间材料进入到微通道。

方面37.方面31-36任一项的方法，其中封闭层的厚度与微通道的宽度的纵横比是10至20。

方面38.方面31-37任一项的方法，其中封闭层的厚度与微通道的宽度的纵横比是大约10至大约20。

方面39.方面31-38任一项的方法，其中封闭层的厚度与微通道的宽度的纵横比是大约10。

方面40.方面31-39任一项的方法，其中封闭层的厚度与微通道的宽度的纵横比是10。

方面41.方面31-40任一项的方法，其中在已经在其上二次成型封闭层之后微通道能够接收流体流。

方面42.方面31-41任一项的方法，进一步包括在封闭层和/或覆盖层中形成一个或多个入口和出口。

方面43.方面42的方法，其中在封闭层和/或覆盖层的成型期间进行一个或多个入口和出口的形成。

方面44.方面42的方法，其中一个或多个入口和出口与微通道的至少一部分对齐以允许流体在其间通过。

方面45.一种使用具有迟滞注射成型的封闭层、阻挡层和诊断器件的诊断器件的方法，该封闭层配置为包围微通道的至少一部分，方法包括：使得流体通过微通道，其中使得流体与诊断器件接合；和从诊断器件接收关于流体的特性的信息。

方面46.方面45的方法，其中与没有阻挡物的基本上类似的基层和微通道相比，阻挡层配置为减少封闭层进入到微通道。

方面47.方面45-46任一项的方法，进一步包括施加力至阻挡层以控制微通道中流体的流动。

方面48.方面45-47任一项的方法，其中诊断器件包括传感器。

方面49.方面1-7任一项的方法，其中封闭层的厚度与微通道的宽度的纵横比大于40。

方面50.方面1-7任一项的方法，其中封闭层的厚度与微通道的宽度的纵横比大于大约40。

方面51.方面31-36任一项的方法，其中封闭层的厚度与微通道的宽度的纵横比大于40。

方面52.方面31-36任一项的方法，其中封闭层的厚度与微通道的宽度纵横比的大于大约40。

实施例

本文公开了本公开内容的详细方面；应当理解，公开的方面仅仅是可以以各种形式实施的公开的示例。因此，本文中公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制，而仅仅作为教导本领域技术人员采用本公开的基础。下面的具体实例将使得能够更好地理解本公开。然而，它们仅仅是通过指导给出而不是暗示任何限制。

在不存在用于微通道的条带覆盖的情况下，进行在二次成型的表面下形成微通道的初始试验，该微通道具有三角形开口几何形状和微通道宽度和封闭层厚度之间相对较高的纵横比。微通道显示在图的顶部(见图7和8)。图7显示了使用指定的包装压力和垂直于开口方向的注射方向的这些试验的结果，而图8显示了使用指定的包装压力和平行于开口方向的注射方向的这些试验的结果。在这些试验中，对于关于微通道方向的垂直流和平行流二者，在包装压力达到90兆帕(mpa)时，微通道保持开放，即，小于50％的填充。平行注射的评价显示了与半圆形开口相比，使用三角形几何形状是有益的；在较高的包装压力下，较大体积的微通道保持开放。

应当认识到，前面的描述提供了公开的系统和技术的实例。然而，考虑本公开的其他实施可以与前述实例在细节上不同。对本公开或其实例的所有参考旨在参考当时正在讨论的特定实例，并且不旨在更一般地暗示对本公开范围的任何限制。关于某些特征的区别和轻视的所有语言旨在表示缺乏对那些特征的优选，但除非另有说明，否则不完全将其排除在本公开的范围之外。