微流控封装的制作方法

专利名称：微流控封装的制作方法
技术领域：
本发明的领域涉及同时测试用于生物/化学相互作用的多种化合物。具体地说，本发明为装置/结构和测试药物相互作用的方法。
背景技术：
为了提高药物开发的效率，主要的制药公司都对潜在药物候选的评估实施高通量药物筛选(HTS)技术。在高通量药物筛选中，测试试剂组A(例如，具有适当化验试剂的生物目标)与化学药品B1-Bn(例如，取自分子库的化合物)的反应，其中n可以是很大的数字，约数百万。高通量药物筛选可以使得迅速而且并行测试大量化合物成为可能。目前的努力是围绕公知为微孔(microtiter)板或微板的塑料消费品的使用。一组物质B1-Bn可以在这些微板中排布，然后，可以包括测试用于具体生物目标的相互作用的化学药品的试剂组A可以与Bn中的每个混合。然后可以使用例如光学微板读出器的检测仪器检测相互作用。
制药工业现在需要改进高通量药物筛选技术，以提高药物开发效率并保持成本下降。药物开发中使用的试剂和化合物通常稀有且昂贵，这促使开发具有较小化验量的小型化化验。可以商业获得各种标准孔形式(例如每板96；384；和1536个孔)的微孔板，这些微孔板的孔尺寸通常在几个到若干个毫米。在这些板中实施的化验通常使用每测试点超出十个微孔的试剂。这些类型的反应理论上可以用子微孔体积的试剂进行，但迄今为止，这样的低体积化验还未获得广泛采用。约束低体积化验的采用的一个重要因素是缺乏用于可靠高性能流体传送的方法。
最近，“Autonomous Microfluidic Capillary System”David Juncker，Heinz Schmid，Ute Drechsler，Heiko Wolf，Marc Wolf，Bruno Michel，Nicode Rooij，和Emmanuel Delamarche，Anal.Chem.；2002；74(24)pp 6139；6144；描述了控制毛细驱动结构中多种试剂的流动的具体设计理念。在此理念中，试剂的流动开始于其向服务端口的传送，并接着当流体流至拖曳(trailing)弯液面到达公知为毛细滞留(retention)阀的元件的点时终止。在此阶段期间可以通过设计微结构的几何形状和表面特性来控制流速。
现有技术能够对微结构中的液体位置提供一些控制，但是用户需要以高精度淀积准确量的流体进入服务端口。
趋向越来越小量的液体的一个困难是使用常规方法计量出传送进入服务端口的液体的精确量的能力。由此需要一种方法，通过此方法微结构可以实际提高流体的传送而不是只扮演接收者。
通过从一种设备到另一种设备的机械操作器执行孔的排列。
业界联合，例如，在Microplate Committee of the Society forBiomedical Screening，36 Tamarack Avenue，Danbury CT 06811中，以具体化用于多孔板的机械尺寸。

发明内容
本发明涉及具有微孔和微沟道的陶瓷装置及其形成方法。
本发明的特征是在陶瓷结构内通过压制多层独立生片制造微孔和微沟道阵列。
本发明的一个方面中，通过单个层独立形成开口的孔和沟道。
在本发明的另一方面中，阵列包括具有不同直径的垂直分支的U形沟道。
在本发明的另一方面中，利用沟道中设计的几何形状控制沟道中的流体传送。
在本发明的另一方面中，通过各种表面的参数和/或表面特征如粗糙度控制流体传送。
在本发明的另一方面中，通过使用差动毛细力获得流体体积的自计量。
本发明的另一个特征是使用在烧结工艺期间从陶瓷结构除去的牺牲材料。
本发明的另一个方面是在烧结工艺期间控制沟道的体积。
本发明的另一个方面涉及用于具有用于保持待测样品的微孔的样品板的界面/支架，所述界面/支架在孔上执行操作时支撑所述板。
本发明的另一个特征是提供一组与支撑的板机械接触的支撑物和一组用于相对于支撑框架移动板和支撑物的调节器。
本发明的另一个特征是与样品保持器阵列匹配的用于给样品保持器施加气压的界面模块阵列。
本发明的另一个特征是提供位置交替的两类界面阵列，以使可以将第一类施加到第一子阵列组，并可以通过移动阵列将第二类施加到相同的子组。
本发明的另一个特征是提供用于光学检查样品保持器的装置，所述装置配置有用于给样品保持器施加气压的装置。


图1示出了本发明的实施例的全视图，同时示出了用于此实施例的支架。
图2示出了阵列的顶部视图。
图3示出了子阵列的细节。
图4A示出了阵列的单个模块的顶部视图。
图4B示出了图4A的模块的横截面图。
图5A-5G示出了本发明的实施例的装配步骤。
图6示出了流体传送步骤。
图7A-7D示出了通过表面参数实施的传输控制。
图8A-8G示出了传输确定量的试剂的一系列操作的步骤。
图9A示出了本发明的实施例的顶部视图。
图9B示出了图4A的模块的横截面图。
图10示出了本发明的实施例的装配细节。
图11示出了适于阵列的光学检查的布置。
图12示出了适于光学检查和机械操作的另一种阵列。
图13示出了根据本发明的支架的细节的分解图。
具体实施例方式
图1示出了本发明的实施例的透视图，同时示出了用于此实施例的支架/载体。根据本发明，卡100为相对薄的板，它包括包含一组待测样品的流体容器阵列。卡100的整体尺寸与业界标准一致，如在阵列中的单个模块的位置。
卡100适于定位其的支架10，具有可获得的真空和用于流体控制的压力，并适用于机械材料操作设备。
图2示出了根据本发明的阵列100的顶部视图。虽然如果优选可以使用非标准阵列，但是业界已经定义了用于标准阵列的规范。在此情况下，此阵列为一组48×32个子模块，每个子模块包括2×2个单元模块的子阵列。在图的右下方，子模块110包括4个单元模块110-1至110-4，它们将在下面的附图中示出。
图3示出了包括四个单元模块110-1至110-4的子模块110的细节。每个单元模块包括具有一个较大输入分支和一个较小输出分支的U形沟道。例如，输入分支具有通过圆圈122表示的顶部直径和垂直通道121。输出分支具有顶部直径124和垂直通道123。图中为了方便将通道123的直径示为相同的直径，但是可以小于相应的通道121的尺寸。分支的尺寸和分支的表面材料可以如下的选择，以控制流体运动和位置。
一种新颖的使用U形几何形状以帮助获得可重复微流控装置性能的实例来自它们帮助阻止不需要的气泡进入微流控结构的有效装置区的能力。
依靠在装置的输入处引入的气泡将漂向顶部的事实，本发明通过重力利用微流控分离。因此，允许气泡漂向顶部并接着可以将无气泡的流体导向有效装置区的几何形状有助于从有效区排出气泡。U形结构的使用是防止气泡结合进入微沟道的一种方法。可以将例如尺寸排除过滤的其它方法与此方法结合应用，以帮助从具体的区域除去气泡。
图4A示出了图2中的阵列的单个子模块的顶部视图。图4B示出了图4A的结构的横截面图，图中为了简明，所述结构使用6个生片和1个连接两个垂直孔的水平沟道形成。应该注意，垂直孔和水平沟道都可以在单层中或通过适当材料，例如陶瓷、有机物、玻璃、金属、或合成物的多层的结合形成。图4中所示结构由单个片通过压制装配而成。装配工艺与用于陶瓷结构的工艺相同，所述陶瓷结构具有数千个单元模块的阵列、具有数千个选择连接到链接垂直孔的水平沟道。陶瓷材料可以包括铝、玻璃陶瓷、氮化铝、硼硅玻璃和玻璃。垂直孔121、123的直径可以为20微米或更大，沟道宽度126可以为20微米或更大，而长度可以为两个直径的最小者/40微米。上述尺寸是示意性的，而且当技术改进时可以减小。暴露衬底的孔的形状可以为圆形、矩形、平滑的或粗糙的。板100的整个厚度可以为任何预期的量，氮优选1mm以下。单个生片的厚度取决于应用，但优选为约150微米。
压制工艺包括加热、加压和保持一定时间。优选的压制压力在800psi以下，温度为90摄氏度以下而时间要少于5分钟。烧结工艺包括材料的选择和用于形成生片的粘合剂系统。烧结工艺可以包括小于2000℃的温度，而且可以为均衡的、自由的、和/或保形的。环境包括空气、氮气、氢气、水蒸气、二氧化碳、和其任何组合。
制造中使用的沟道的直径将取决于具体应用和技术变量，例如通过的物质的粘度、表面和流体的表面张力/活性、所需的流力、毛细或压力流、所需的量和流速等。
根据本发明的一个实例，参考陶瓷生片，此生片由例如铝、玻璃、陶瓷的物质形成。用于形成垂直孔和水平沟道的技术是通过例如冲出材料、激光钻、电子束钻、喷沙和高压液体喷射的机械技术除去材料。一些应用可以采用通过例如压花、挤压、成形、和铸造的非材料去除技术形成的沟道。
图4B示出了根据本发明的一部分简化的完成的结构，它由六个层形成并具有在片130-5中形成并连接片130-2、130-3和130-4中形成的两个垂直孔121和123的单个水平沟道126。片130-i最初为分离的陶瓷生片，他们在常规工艺中被压制和烧结以形成陶瓷板100。在顶部，下述不同尺寸的孔将用于流体试剂的输入和用于另一种结合以形成样品的试剂的输入或用于化合物测试的测试化合物的应用。
在本发明的一个实施例中，包括水平沟道126的底表面的层使沟道的底表面适于保持例如反应产物的样品材料。此表面具有最小粗糙度(也就是说，小于1微米的粗糙度)，和/或利用低压成形以在操作期间包含材料。另外，此层应该适于高速扫描，例如，薄的足以适于常规扫描仪，具有放置的足够近以最小化从一个转到另一个所花的时间的单元等。图4B示出了一种形式，其中反应产物将要淀积在其上的顶表面125(并形成U形结构的底部)在固体底部层130-6中，而孔形成于置于底层上的下层130-5中。也可以使用的另一种选择是，在底层中形成孔126作为的凹槽。
优选，可除去包括反应产物将要淀积在其上的顶表面125(并形成U形结构的底部)的层；即，它粘着上层足够好以防止流体泄漏，但可以容易从上层分离。附装的方法可以是任何现有技术中公知的，例如，加热、带、压敏密封剂、或丝印密封材料。在操作中，(例如使用移液管)将试剂注入孔122，然后通过由向下到通道121的直径的减小引起的增加的毛细力吸附。在将试剂吸进一段时间之后撤走分配的移液管。
当试剂到达通道121底部时，它水平移动直到到达通道123，在这里它上升到由下述各种方式影响的水平。
参考图8，通过设计其中结构结合流体存储器工作的系统，流体可以从外部流体存储器(作为一个实例，我们可以使用常规移液管尖端)有效自计量。这需要外部流体存储器几何形状、尺寸、和表面可湿性特性的一些有限知识。微结构提供毛细压力以通过结合直径和表面特性吸入流体，以使将流体推入存储器的毛细力大于将它保存在移液管中的力。
一个实施例提供了流动阻抗元件以控制流体抽取的速率。在典型应用中，应该用超出实际需求量的大量液体填充外部流体存储器。通过使移液管尖端中的流体与微流控装置接触，启动流动。通过流动限制元件控制流速，因此所需的体积可以通过控制移液管尖端与微流控装置相互作用的时间量来获得。然后可以从微流控卡附近撤走移液管尖端以终止计量操作。然后流体将流动直到它用它的拖曳弯液面把自己自定位在数字830代表的公知为毛细滞留阀(VRV)的位置处，在所述阀处，受限的直径起作用以阻止进一步流动。
图6示出了基本操作，其中将移液管620带入阵列610中的单元附近。当流体的突出部分接触孔时，毛细力产生从移液管进入沟道的流动。可以通过使接收沟道的内表面被流体弄湿而顶表面540未被弄湿来帮助吸附。(这也可以减少溢出。)流体进入沟道并通过限制部分602中的限制孔605，此孔被限制尺寸以减少流体流动，以使时控的流动更加精确。在特定时间之后，撤走移液管，所述时间取决于流体粘性、移液管的尺寸和表面特性以及包括限制孔和所需的传输体积的接收沟道。流体停留，其上(拖曳)弯液面位于限制孔处。
图8A示出了携带具有突出流体655的流体650的移液管620到单元810的最初的接近，单元810具有孔820、顶表面815和CRV830中的限制孔832，孔820具有上部内表面822。在限制孔下面，衬里824的内表面825对流体具有与上部表面822不同的(而且是较大的)吸力。
图8B示出了正好接触孔820顶部的突出流体655的突出部分。
图8C中，流体处在传输的最初阶段，下弯液面662接近限制孔832。
图8D示出了下弯液面通过限制孔并以主要由限制孔832确定的速率向下通过孔820的下部分(存储器)之后的阶段。
图8E示出了移液管被撤走后的相同结构，移液管底部处的液滴655从顶表面655’分离。
图8F示出了随即之后的结构，此时更多的流体进入下面的存储器，下弯液面664移向更低的深度而形成上弯液面672。
最后，图8G示出了最后阶段的结构，此时上弯液面672定位在限制孔的水平处。
为了简明，用单个垂直孔示出了此操作，但是可以使用图4的U形结构或更多复杂结构。
这些技术适用的一个区域在试剂存储区内。小体积的有用试剂存储(无论几分钟或几个月)由于控制存储容器中的流体的位置很难而变得复杂。当对存储的试剂的初始定位的控制弱时，将不好控制后面的这些试剂与添加的反应物的反应。根据本发明，具有集成的毛细滞留阀的微流控结构可以用于试剂存储。使用该方法，可以用相对低的精度将试剂施加到微结构的入口部分，但是接着试剂可以通过毛细作用精确驱动，以移动到微结构内的预定位置。
再次参考图6，可以使用垂直沟道的下部分存储试剂，拖曳弯液面定位在孔605，将其保持在适当位置。图6的垂直沟道可以是图4中所示的U形结构或更复杂结构的部分。流体的精确位置能使人们精确计算反应的动力学，以使它可重复并和设计的一样。这样的存储在微结构中的试剂也可以被就地保持或冻结，用于在晚些时候使用。
在许多生物化学试验方案中，清洁流体是重要的一步。然而，要以低的液体体积获得可重复的清洁很难；商业上，目前需要每个测试固有的大覆盖区(footprint)以获得好的结果。在小覆盖区内实施多流体清洁的能力颇具优势，而且在微结构内这样做的方法已在文献中有所论述。然而，在此例中，为了使流体能从上级流体处理微结构中吸取(通过毛细流动机理驱动清洁工艺)，需要分离的二级结构。这个对二级组件的需求增加了预料外的实际应用的复杂度(例如，对准需求)。根据本发明，通过使用明显增加附装的毛细驱动的流动上升区域(尤其在三维内)的体积的多层结构，完全集成的结构能够实施清洁并使得多步试验成为可能。要说明地是，图6的光学特征为通常通过虚线680代表的一组附加生片，这组生片在图6的底部增加了更长而且更深的存储器。
该方法考虑了小的整体覆盖区，使得本质上不同种类的低体积化验成为可能，而且在微流控结构由多部分组成并需要分离的情况下，帮助阻止多余试剂的溢出。
类似的微流控方法和结构可以用于将生物单元和在非均一流体中携带的其它非流体实体(例如珠或纳米颗粒)精确传送到衬底。例如，衬底可以为组装结构的壁，然后可以分解此结构以允许衬底的特定处理。同样，可以将试剂传送给任何这样的实体(例如单元、珠、纳米颗粒等)，它们将在早前的步骤中被附装到微沟道的表面。作为一个实例，可以将具有生物单元的培养基传送到微结构并通过使用毛细滞留阀定位。然后可以将生物单元以预定方式定位在微结构(沟道126)的底表面125，然后在这里它们能够在类似常规单元培养中出现的工艺中附装自己。然后可以使用后面的清洁和试剂施加，以实施有价值的单元基化验。
用于低体积试剂操作的常规方法通常非常浪费试剂。这在试剂昂贵和/或供给紧俏时变得尤其成问题。根据本发明的结构使用具有通常为扩散常数(它必须至少是粗略知道的)的减少的倍数的高度的微结构，以最小化不能与表面反应的试剂。另外，它提供了使用上述技术的设计流程，以使在约为试剂在表面附近被耗尽所花的时间量内，可以导入新鲜的试剂供给。这可以是连续的或量化的流程，但此设计趋于允许在最短时间内最有效的施加试剂。本发明也包括微流控结构的使用，以写入其中例如图8A中的655的突出液滴将接触到纸或其它媒介的线和点。
现在参考图5，图中示出了本发明实施例的组装顺序，其中图5A示出了三个层叠的陶瓷生片502，每个生片包括填充垂直孔位置的过渡材料530。在底部，片505包括也被材料530填充的水平带，它将变成连接两个垂直孔的水平沟道。图5B示出了准备用于烘烤的组装好的叠层，而图5C示出了烘烤之后，具有包括两个垂直通道535和水平通道515的U形通道的组装体510。
图5D和5E中，示出了底板的两个变种，图5D中的板520具有在其上表面形成的沟道522，而图5E中的板520’没有沟道。
图5F示出了图5C的组装体和图5E的底板520’的结合。
图5G示意性地示出了用物质540处理顶表面以防止试剂弄湿顶表面并浪费没有进入一个孔535的试剂的可选步骤之后的组装体。本领域内的技术人员将意识到其它布局也是可以的，例如可以形成多于1个的垂直孔，如图6中所示的限制孔可以包括在一个或两个垂直孔中，而且一个或多个垂直孔可以向下延伸到水平孔515，用于存储清洁流体或过量的试剂。
图7示出了顺序说明的差动可湿性的使用。图7A示出了板710中的单个孔708，具有接收的一些溶解在例如二甲基亚砜、DMSO、常规溶剂中的试剂。处理孔的内表面702(或选择模块710的材料)，以通过毛细力吸DMSO。
相反，如图7B中所示，模块710的顶表面712没有被水弄湿，而且水基试剂将不会渗入沟道。图7C示出了从下面提供水基试剂，以使流体从下面渗入孔。选择DMSO流体的体积，以使下弯液面720能够到达水基试剂717。如图7D中所示，两种流体在由图7D中的虚线表示的交迭区域中相遇并反应。
选择参数，以使试剂的扩散距离允许反应物相互接触。
现在参考图9A，示出了向x-y平面看到的根据本发明的支架的顶部视图，其中框架150支撑微板。如下所述，框架150在x和y方向上移动。在左边，方框135代表为致动器提供电能的电池。作为选择，方框135可以代表压缩气体的存储单元，用于施加到致动器和/或到阵列中的模块以将流体移进或移出。
数字55代表支撑微板的凸缘。数字52表示将孔的阵列暴露于从下面实施的操作的大孔。管道42和44代表气体和真空管。在角落处，方框120代表用于测试微板对准的位置传感器。
图9B示出了图9A中的支架的横截面，其中所示板50从凸缘55移开。抬高的销栓45代表升起板的特征，以使机械材料操作器能够控制它。下框架110包括下述用于在x-y平面内移动框架150的致动器。
图10示出了下框架110和支撑框架150之间界面的细节。在右侧，在顶部和底部的一对致动器130置于下框架110和框架150之间。致动器130可以为由来自未示出的控制器的指令控制的压电螺杆和由压缩气体致动的活塞等。它们向左推动框架150。如果需要，框架左边的常规弹簧或弹性体提供回复力。作为选择，压电致动器可以在两端都接合，并不需要回复力。在底部重复相同的布置。用这种方法，可以将上框架在x-y平面内推到所需的位置。按照设计者的选择，致动器推动的接触表面可以在与板50相同的平面内或者可以垂直偏移。
图11示出了本发明的可选实施例的侧视图，其中位于凸缘55之上的第二边缘65支撑用于光学检验孔中的测试样品和试剂结合结果的微透镜阵列。透镜可以在测试下在流体上聚光，而且也可以向商业可获得的光学装置发送信号光。
底部的虚线75代表可选的下透镜阵列。
可以将分布/操作系统用于操作微流控阵列。在图12中，以通常形式示出了与孔阵列匹配并包括一组包含用圆圈77和方框78代表的交替单元的行72-1至72-n的单元阵列。粗线组73-1至73-n代表用于压力和/或真空的分布系统。圆圈和矩形标记77和78分别用于指出，没有必要根据本发明，所有单元都一样。例如，方框(或圆圈)可以代表图3中表示的用于接收清洁操作之后过剩的流体的室，以及方框可以代表如图3中所示的具有用于给模块310的底部施加压力的单个阀控制的压力源。作为另外一个选择，圆圈可以代表如图6中的微透镜，而方框代表压力/真空供给。
处理过的板可以具有只使用两种选择中的一种的孔(或可以具有只使用一半孔用于此具体操作的标准阵列)。作为选择，框架150可以通过致动器移动(在不接触下面阵列的情况下选择性地将板垂直抬升滑动)，以使在第一操作内，用圆圈77处理一半孔，也就是说，移动板，并在第二操作内处理另一半孔。然后可以使用矩形代表的装置重复两步工艺。作为选择，可以同时用圆圈和矩形处理第一半阵列并接着处理另一半。
参考图13，图中示出了图3中所示的模块310和分布/操作系统之间界面的分解图。在该图中，单元310具有突出的圆柱形管嘴317，此管嘴具有底表面315并被侧壁310围绕。下面，由图6中的虚线680表示的支撑系统具有圆管385，此圆管具有内表面384和顶表面382。轴82表示两个圆管具有同一个中心。在一个实施例中，表面315向表面382施压，同时侧壁310要伸过表面相遇的点，以限制任何可能产生的飞溅。在另一个实施例中，内表面384可以包围突出的圆管317，以使它们垂直交迭。气压、真空或试剂可以从圆管385供给到模块或可以除去，例如可以使用真空将未使用的试剂抽出单元，在随后的步骤中测试通过光学方式或通过圆管315内壁上的淀积确定的反应结果。可以使用图6中所示的宽平表面代替圆管。
本领域内的技术人员将意识到，可以通过应用例如重力、电泳力或电渗力的外力将试剂驱向反应表面(或例如微颗粒、微珠、纳米颗粒或生物单元的非均匀形式的试剂)。
尽管根据单个优选实施例描述了本发明，但是本领域内的技术人员将意识到，在下述权利要求的精神和范围内可以用各种方式实践本发明。
工业适用性本发明适用于药物测试和制造领域。
权利要求
1.一种形成板(100)的方法，所述板用于通过至少一种物质的一组孔从第一位置到第二位置的通道，包括以下步骤形成两组垂直孔(121、123)，所述垂直孔布置在第一层中的样品单元(110)阵列中，每个样品单元包括每组所述垂直孔的一部分；在至少一个相应层中形成连接到所述两组的相应的垂直孔组；在置于所述第一层和所述至少一个相应层下面的下层中形成一组连接水平孔(126)，其中所述下层中的至少一些所述水平孔连接部分所述两组垂直孔(121、123)；以及组装所述第一层、所述至少一个相应层和所述底层以形成包括样品单元阵列的板，所述样品单元阵列包括U形结构(127)。
2.根据权利要求1的方法，其中所述下层置于形成所述U形结构的底表面的固体层之上。
3.根据权利要求1的方法，其中所述下层包括所述水平孔并同时形成所述U形结构的底表面。
4.根据权利要求1的方法，还包括这样的步骤将所述至少两个所述层接合在一起，由此形成所述板。
5.根据权利要求4的方法，其中通过烧结进行所述将所述至少两个所述层接合在一起的步骤。
6.根据权利要求1的方法，其中通过材料去除工艺进行所述在所述第一、第二和第三层中的所述至少一层中形成水平和垂直孔的步骤。
7.根据权利要求1的方法，其中通过非材料去除工艺进行所述在所述第一、第二和第三层中的所述至少一层中形成水平和垂直孔的步骤。
8.根据权利要求1的方法，其中所述形成所述U形结构的所述底表面的层为具有适于保持样品材料的上表面的可去除层(680)。
9.根据权利要求1的方法，其中所述形成所述U形结构的所述底表面的层适于通过光。
10.根据权利要求1的方法，其中所述形成所述U形结构的所述底表面的层是透明的。
11.根据权利要求9的方法，其中所述可去除层适于高速扫描。
12.根据权利要求1的方法，其中至少一组所述垂直孔包括可去除衬里，由此可以从所述板处理掉粘附到所述可去除衬里的材料。
13.根据权利要求12的方法，其中至少一个所述可去除衬里为试剂载体，由此在操作中所述试剂与施加的流体的成分反应。
14.根据权利要求12方法，其中至少一组所述垂直孔连接到用于储存清洁流体的空间。
15.根据权利要求12方法，其中粘附到一组所述孔的内表面的材料为试剂载体，由此在操作中所述试剂与施加的流体中的物质反应。
16.根据权利要求1的方法，其中所述垂直孔和孔结构的反应区相适合，以使气泡上升到所述反应区外部的区域。
17.根据权利要求1的方法，其中第一组所述垂直孔包括因为毛细作用具有第一吸力的表面材料，第二组所述垂直孔包括因为毛细作用具有第二吸力的表面材料，由此不同的流体可以选择地注入所述第一和第二组垂直孔。
18.一种样品保持板(100)，所述板包括用于在一组孔中的试剂反应的样品单元(110)阵列，所述板包括两组垂直孔(121、123)，布置在第一层中的所述样品单元阵列中，每个样品单元包括每组所述垂直孔的一部分；至少一个相应层，包括连接到在第一层中的所述两组孔的相应的垂直孔组；底层，置于所述第一层和所述至少一个相应层下面，并包括一组连接水平孔(126)，其中所述连接水平孔组连接至少一部分所述两组垂直孔，由此形成包括U形结构(127)的样品单元阵列。
19.根据权利要求18的样品保持板(100)，其中第一个所述垂直孔包括适于储存一定量第一试剂的毛细滞留阀(830)；以及第二个所述垂直孔适于接收第二试剂并使所述第二试剂与所述第一试剂接触。
20.根据权利要求19的样品保持板(100)，其中所述第一和第二试剂具有一定量，以使所述第一和第二试剂交迭所述第一和第二试剂中的一个的扩散长度。
21.根据权利要求19的样品保持板(100)，其中所述形成所述U形结构的所述底表面的层为具有适于保持样品材料的上表面的可去除层(680)。
22.根据权利要求18的样品保持板(100)，其中所述形成所述U形结构的所述底表面的层是透明的。
23.根据权利要求18的样品保持板(100)，其中至少一组所述垂直孔连接到用于储存清洁流体的空间。
24.一种支撑和操作结构(150)，用于操作包括样品保持器阵列的板(50)，所述结构包括对准装置(130)，用于在参考位置处定位所述板，包括一组与所述板机械接触的支撑物；以及一组用于相对于支撑框架移动所述支撑物组的调节器，由此所述支撑物组相对于所述支撑框架移动。
25.根据权利要求24的支撑和操作结构(150)，其中所述结构包括带有所述调节器组的支撑框架(110)，所述调节器组设置为在X-Y平面内移动所述支撑物组，并因此在所述X-Y平面内移动所述板。
26.根据权利要求25的支撑和操作结构(150)，还包括用于抬升(45)在所述结构之上的所述板以使通过材料操作器控制所述板的装置。
27.根据权利要求24的支撑和操作结构(150)，其中所述支撑框架(110)包括用于给在所述板的下表面中形成的所述样品保持器的孔提供气压的装置(130)。
28.根据权利要求27的支撑和操作结构(150)，其中至少一些用于在所述支撑框架中提供气压的装置包括用于提供至少小于室压的气压的装置，由此置于所述样品保持器中的流体流出所述样品保持器进入所述用于提供气压的装置。
29.根据权利要求24的支撑和操作结构(150)，其中所述支撑物组包括用于支撑所述板之上的光学界面的装置(60)。
30.根据权利要求24的支撑和操作结构(150)，其中所述支撑框架包括与第二界面(382)匹配的第一界面(315)的下界面阵列，所述第一和第二界面具有与所述样品保持器阵列的位置相对应的位置；以及所述支撑框架还包括一装置用于移动所述板和所述下界面阵列的相对位置，以使所述第一界面在第一位置与第一组所述样品保持器相遇，所述第一界面在第二位置与第二组样品保持器相遇，而所述第二界面在所述第一位置与所述第二组样品保持器相遇，所述第二界面在所述第二位置与所述第一组样品保持器相遇，由此通过移动所述下界面可以将所述第一和第二界面施加到所有所述样品保持器组。
31.一种支撑和操作结构(150)，用于操作包括样品保持器阵列的板，所述结构包括对准装置，用于在参考位置处定位所述板(50)，包括一组与所述板机械接触的支撑物(45)；以及一组位于邻近所述板的下表面的界面模块，每组所述界面模块包括用于给所述板的所述下表面中的孔施加气压的装置(42、44)。
全文摘要
一种在制药工业中用于混合和测试材料的板(100)由以下方法形成样品单元阵列(110)包括具有由底部片中的水平通道(126)连接的两个垂直孔(121、123)的U形结构；试剂通过毛细作用吸入垂直通道并在水平通道内反应。本发明的可选形式包括用于包含清洁流体的相对大的存储器(680)。
文档编号B01L99/00GK1859977SQ200480028360
公开日2006年11月8日 申请日期2004年9月28日 优先权日2003年9月30日
发明者J·N·胡梅尼克, G·纳塔拉詹, S·W·比什诺伊, A·杨 申请人:国际商业机器公司