具有可变容积贮液腔的阀芯的制作方法

专利名称：具有可变容积贮液腔的阀芯的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种分析设备，尤其是涉及一种用于分析设备的阀芯。2. 背景技术已经开发了多种分析设备，用于检测样品中生物或者化学成分的存 在和/或数量。在分析领域中，存在着增加的对于更小和更高效的分析设 备的需要。通过在阀芯内设置有一个或多个传感器的设备能够满足此种 需要。该阀芯总体上可以从位于分析场所的分析系统内抽出或者插入分 析系统内。在分析的过程中， 一种或多种溶液输送至传感器。存储和预备这些 溶液是实施该项技术的重大障碍。另外的障碍是与在适当条件下有效地 将这些溶液输送至传感器相关联的困难。例如，在将溶液输送至传感器 之前不久，经常需要将它们进行混合。在一个实施例中，在将血液和溶 解产物输送至传感器之前，通常需要将它们进行混合，或者在将探针溶 液和溶解产物输送至传感器之前，也通常需要将它们进行混合。因此，存在着对于更高效和更有效的分析设备的需要。 发明内容7>开了一种阀芯。该阀芯具有一个或多个可变容积P&液腔。例如， 阀芯包括用于将流体从阀芯内的一个位置输送至阀芯内另 一个位置的输 送通道。通道内的开口允许来自于通道的流体流入可变容积贮液腔和/或 从来自于可变容积贮液腔的流体流入通道。可变容积贮液腔可以至少局 部的由定位于开口之上的柔性层进行限定。柔性层的挠曲允许贮液腔的 容积发生改变。阀芯包括用于混合不同溶液的混合元件，从而形成能够输送至产品 腔室的产品溶液。混合元件可以包括多个可变容积贮液腔。混合通道可 以在混合元件内的可变容积贮液腔之间输送溶液。此外，阀芯可以包括 配置为将溶液输送至混合元件的一个或多个输入通道，以及配置为将产 品溶液输送至产品腔室的一个或多个输出通道。还公开了 一种在间芯的混合元件内对溶液进行混合的方法。该方法 包括输送多种溶液进入混合元件，从而形成产品溶液。产品溶液随后从 可变容积贮液腔进入另 一个可变容积贮液腔， 一直达到所需要的混合均 匀程度。在所需要的混合均匀程度达到后，全部的产品溶液或产品溶液 的一部分能够输送至一个或多个产品腔室。可变容积贮液腔还可以用于控制输送进入腔室的溶液量。例如，阀芯可以包括在阀芯内的多个可变容积p&液腔，可变容积pie:液腔;f皮此流体 连通，并且变容积贮液腔与多个腔室彼此流体连通。阀芯还可以包括一 个或多个阀，上述阀设置为能够通过关闭阀的一部分，使得能够关闭第 一个可变容积贮液腔与另一个可变容积贮液腔之间的流体连通，同时允 许第 一个可变容积贮液腔与第 一腔室之间进行流体连通。还公开了一种此种阀芯的操作方法，从而能够控制输送至腔室的溶 液量。该方法包括将溶液输送至阀芯内的第一可变容积贮液腔。第一可 变容积贮液腔与阀芯内的一个或多个第二可变容积贮液腔流体连通。该 阀芯还包括第一腔室和一个或多个第二腔室，该第二腔室与第一可变容 积f&液腔和一个或多个第二可变容积贮液腔流体连通。该方法还包括通 过关闭一个或多个阀，使得第一可变容积贮液腔与一个或多个第二可变 容积贮液腔、第 一可变容积贮液腔与 一个或多个第二腔室之间的流体连 通关闭。因此，通过一个或多个阀的关闭，^使得第一可变容积贮液腔与 一个或多个第二可变容积贮液腔和一个或多个第二腔室液压隔离。该方 法进一步包括将溶液从第一可变容积贮液腔输送至第一腔室。一个或多个可变容积5&液腔通过通气槽进行连通。例如，阀芯能够 包括与输送通道相交的通气槽，使得通气槽能够输送来自于输送通道的 气体。通气槽能够与可变容积贮液腔流体连通。因此，通气槽能够将来 自于输送通道的气体输送至可变容积贮液腔。


附图1A至附图1B描述了一种阀芯。该阀芯包4舌存储部件，该存储 部件设置为与输送元件相结合。附图1A是阀芯在组装之前，存储部件和输送元件的透视图。 附图1B是阀芯组装之后的透視图。 附图2是输送元件内部的示意图。附图3A至附图3C是适合于存储部件的结构。附图3A是存储部件的透视图。该存储部件包括盖、底座和密封介质。 附图3B是显示于附图3A中的存储部件沿标记线B的断面图。附图3c是存储部件组装之前，存储部件的透视图。附图3D是具有穿透机构的输送元件的透视图，并适合用于根据附图 3A至附图3C的存储部件。附图3E是阀芯的断面图，该阀芯应用了附图3A中的存储部件和附 图3D中的输送元件。该断面图是沿着穿透机构的断面图。附图4A至附图4D描述了应用了穿透机构不同的实施例的阀芯。附 图4A是显示于附图3A中的存储部件沿标记线B的断面图。附图4B是显示于附图4A中的存储部件的底部视图，存储部件在此处没有密封介质。附图4C是输送元件一部分的透视图。附图4D是阀芯的断面图，该阀芯应用了描述于附图4C中的输送元 件的穿透机构。附图5A至附图5F描述了用于输送元件的适当结构，设置为如附图2 中公开的那样进行操作。附图5A是在输送元件组装之前，输送元件的部 件的透视图。附图5B是输送元件组装之前，输送元件的部件的不同的透視图。附 图5B中的视图相对于附图5A中的视图是反转的。附图5C是显示于附图5B中的盖沿标记线C的断面图。附图5D是具有通气槽的输送元件的一部分的断面图。附图5E是盖的一部分的底视图，盖具有通气槽，通气槽具有收缩区域。附图5F是收缩区域沿标记线F的断面图。附图6A至附图6E描述了形成于输送元件总成上的阀。附图6A是输 送元件一部分的俯视图，该输送元件包括阀。附图6B是显示于附图6A中的输送元件一部分的底视图。附图6C是显示于附图6A中的沿标记C之间的延伸线的阀芯的断面 图。断面图显示了处于溶液流经此阀之前状态的阀。附图6D是显示于附图6A中沿标记D之间的延伸线的阀芯的断面图。 该阀显示了溶液流经jMi阀之前状态的阀。附图6E描述了附图6C和附图6D中的阀，处于溶液流经该阀的阶段。附图7A至附图7D描述了适合用于阀芯的阀的另一个实施例。附图 7A是包括阀的盖的一部分的透^L图。附图7B描述了显示于附图7A中的沿标记B之间延伸的线的包括盖 的输送元件的断面图。该断面图描述了溶液流经此阀之前的阀。附图7C描述了显示于附图7A中的沿标记C之间延伸的线的包括盖 的输送元件的断面图。该断面图描述了溶液流经此阀之前的阀。附图7D描迷溶液正流经此阀时的阀。附图8A和附图8B描述了运行中的阀芯。附图8A是包括有阀芯的系 统的侧視图，阀芯定位于歧管上。附图8B是显示于附图8A中的系统的断面图。附图9A至附图9D描述了混合元件，该混合元件形成于显示在附图 5A和附图5B中的输送元件总成上。附图9A是包括有混合元件的输送元 件的一部分的俯^L图。混合包^"多个可变容积!^液腔。附图9B是显示于附图9A中的输送元件的一部分的底视图。附图9C是显示于附图9B中沿标记C之间延伸的线的阀芯的断面图。附图9D是显示于附图9B中沿标记D之间延伸的线的阀芯的断面图。每一可变容积贮液腔均是关闭的。附图9E描述了附图9D中的混合元件，每一可变容积贮液腔均容纳 有溶液。附图9F至附图9K描述了操作混合元件从而形成混合溶液的方法。 附图9L和附图9M描述了通过使用阀芯外部的装置，从而改变可变容积贮液腔的容积。附图IOA至附图IOD描述了容积控制装置，容积控制装置形成于显示在附图5A和附图5B中的输送元件总成上。附图IOA是包括有容积控制装置的输送元件的 一部分的俯视图。容积控制装置包括有可变容积贮液腔。附图IOB是显示于附图10A中的输送元件的一部分的底视图。 附图IOC是显示于附图10B中沿标记C之间延伸的线的阀芯的断面 图。可变容积贮液腔是关闭的。附图IOD描述了附图IOC中的容积控制装置，其中可变容积贮液腔容纳有溶液。附图IOE至附图IOG描述了通过操作容积控制装置，从而控制输送 至不同的产品腔室的溶液量。附图1U描述了通风装置，该通风装置形成在显示于附图5A和附图 5B中的输送元件总成上。附图UB和附图IIC描述了具有通风装置的输送元件，其包括有可 变容积贮液腔。优选实施例详述所公开的阀芯用于将溶液从贮液腔输送至阀芯内的 一个或多个腔 室。该阀芯包括一个或多个可变容量贮液腔。可变容积贮液腔的容积可 以改变。阀芯可以包括混合元件，混合元件用于将不同的溶液混合，从而形 成产品溶液。不同的溶液可以输送入混合元件，并且在那里结合成为产 品溶液。混合元件包括多个彼此流体连通的可变容积贮液腔。产品溶液 可以从可变容积贮液腔的其中之一输送至可变容积!^液腔的另 一个，直 到达到所需要的混合均匀程度。 一旦所需要的混合均匀程度达到后，产 品溶液能够直接输送至阀芯内的腔室，或者在输送至腔室之前做进一步 地处理。在有些情况下，该腔室包括诸如电化学传感器之类的传感器， 用于检测样品之中试剂的存在和/或数量。因此，在输送至传感器之前， 该阀芯允许将不同的溶液进行混合。阀芯可以包括多个容积控制装置。该容积控制装置可以包括与腔室 流体连通的可变容积贮液腔。溶液能够从贮液腔输送入可变容积贮液腔。 可变容积贮液腔随后可以改变，使得所需要的溶液量从可变容积贮液腔 流入腔室内。在有些情况下，腔室包括诸如电化学传感器之类的传感器， 用于探测样品中试剂的存在和/或数量。因此，阀芯提供了控制输送至传 感器的溶液量的能力。阀芯还可以包括一个或多个通气槽，流体从输送通道排出，溶液经 由输送通道进行输送。通气槽可以与可变容积贮液腔流体连通。可变容 积贮液腔能够随着通气槽内压力的增加而张开，使得另外的流体能够进 入该通气槽。因此，流体可以输送入可变容积贮液腔。作为结杲，该阀 芯允许内部储存的气体和其它的流体能够从进行溶液输送的通道排出。附图1A至附图1B描述了阀芯10。该阀芯10包括存储部件12，该存储部件12设置为与输送元件13相结合。附图1A是阀芯在组装之前， 存储部件和输送元件的透视图。附图1B是阀芯IO组装之后的透視图。存储部件12和输送元件13可以结合在一起，从而形成基本上平的 界面。例如，相连接的存储部件12和输送元件连接13可以设置在输送 元件的上侧，并且与存储部件的下側相接触，如附图1B所示。存储部件12包括一个或多个贮液腔14，设置为存储在试验中使用的 溶液。存储部件可以包括介质，该介质的定位使得将溶液保持在一个或 多个贮液腔内。在有些情况下，该介质的定位能够密封一个或多个贮液 腔。输送元件13设置为将储存于存储部件12的贮液腔14内的溶液输送 至输送元件13内的一个或多个腔室(未显示)。输送元件13可以包括一 个或多个穿透机构，设置为将存储部件12上的介质的整体性穿透，从而 提供一个出口，使得位于存储部件上的贮液腔14内的溶液能够通过该出 口从贮液腔14中流出，并进入输送元件13。穿透才几构16可以设置为将 介质的完整性穿透，而该介质将存储部件12连接至输送元件13。在有些 情况下，如附图1A所示，穿透机构16中的一个或多个从输送元件13的 侧面伸出。如在下文中更为清楚的那样，输送机构13还可以包括腔室， 该腔室的定位使得能够容纳流经穿透机构的溶液。腔室能够将溶液输送 入输送才几构13。在有些情况下，该腔室被包括在穿透4几构16之内。附图2示意性地描述了输送元件13的内部。输送元件13包括一个 或多个产品腔室26。产品腔室26可以是空的，并且作为储存室。额外的 或者替代性的是，产品腔室可以包括对产品进行处理的部件。例如，产 品腔室可以包括用于过滤的多孔材料，触媒，用于与产品起作用的反 应物，培养基或者培养介质，用于放大的试剂和/或在腔室内用于将化学 制品或者生物制剂进行固定的涂层。在有些情况下， 一个或多个产品腔 室包括一个或多个传感器(未显示)。适当的传感器包括但是不局限于电 化学传感器。电化学传感器的一个例子是提交于2001年5月5日、名称 为"具有集成传感器芯片的生物学识别系统，，的美国专利列号 09/848727D传感器，其全文随附于此。除了电化学传感器或者电化学传 感器的替代性传感器以外，产品腔室还可以容纳其它的传感器。例如， 阀芯可以包括光学传感器、温度传感器、pH传感器等等。这些传感器可 以定位于传感腔室内，或者定位于阀芯内、外的其它地方。输送元件13包括混合元件27，用于在将溶液输送至产品腔室之前， 将不同的溶液进行混合。正如将在下文中更为清楚的那样，该混合元件 可以包括彼此流体连通的多个可变容积贮液腔的第二公共通道32。输送元件13包括多条输送通道，溶液通过这些输送通道进行流动 例如，阀芯包括用于将溶液输送至混合元件27的多条流入通道。混合元 件27可用于将不同的溶液进行混合，从而形成输送至一个或多个产品腔 室的产品溶液。流入通道的例子包括设置为从穿透机构16输送流体的输 入通道28,以及设置为将溶液从输入通道28输送至混合元件27的第一 公共通道。输送元件还包括流出通道，用于将溶液从混合元件输送至产 品腔室。流出通道的例子包括设置为将溶液输送至产品腔室的多条独立 通道30和设置为将溶液从混合元件27输送至独立通道30。输送元件13包括多条通气槽34。该通气槽与输送通道其中之一相 接，使得通气槽从输送通道输送气体。例如，描述于附图2中的通气槽与 输入通道相接，使得空气从输入通道排出。尤其是，通气槽在阀处与输入 通道相接。通气槽34设置为从该阀中排出空气，同时允许溶液流经该阀。 例如，通气槽可以设置为从输入通道排出空气，同时溶液沿着输入通道输 送，并流入该阀。通气槽与气体释放装置35流体连通，由通气槽输送的 气体在那里进行储存和/或释放至大气中。输送元件13包括从每个产品腔室延伸的废料通道36。废料通道36 设置为将溶液从产品腔室中排出。输送元件13包括多个阀，该阀配置为控制流经输送元件13的溶液 流。每一第一阀38定位于第一公共通道29与穿透机构16之间。尽管所 显示的每一第一阀38沿着输入通道28的长度进行设置， 一个或多个第 一阀可以定位于输入通道28与第一公共通道29的交接处。第二阀40定 位于每一独立通道30与穿透机构16之间。尽管所显示的每一第二阀40 沿着独立通道30的长度进行设置， 一个或多个第二阀可以定位于独立通 道30与第二公共通道32的交接处。入口阀41沿着第一公共通道29定位，并且出口阀42沿着第二公共 通道32定位。输送元件选择性的包括沿着第二公共通道32定位的一个 或多个容积控制装置44。容积控制装置44可以用于控制输送至产品腔室 的流体量。如下文中将变得更为清楚的那样，容积控制装置"可以包括 可变容积贮液腔。所示出的输送元件包括多个容积控制装置，容积控制装置彼此相互 连通，并且与产品腔室相连通。例如，第二公共通道的一部分提供了容积控制装置之间的流体连通。隔离阀43沿着第二公共通道32定位于容 量控制通道之间和独立通道30之间。因此，隔离阀43的关闭允许容积 控制装置与各产品腔室其中之一的流体连通，同时关闭容积控制装置与 另 一个产品腔室之间的流体连通。在有些情况下，溶液从贮液腔14(附图1A )输送入混合元件。溶液 在混合室中混合，从而提供产品溶液。该产品溶液随后以所要求的容量 输送入每一产品腔室26。例如，标记为V,的第一阀38、入口阀41和相 应的气体释放装置35可以开启，在溶液输送的过程中放出空气，通风后 出口阀42关闭，包含于由穿透机构16所穿透的p&液腔(附图U)内溶液 的压力P,增加。溶液流经输入通道28的第一部分，经由标记为V,第一阀 38,进入输入通道的第二部分，并且进入第一公共通道29,进入混合元 件27。标记为V,的第一阀38关闭，标记为V2的第一阀38开启，包含 于由穿透机构16所穿透的!^液腔(附图1A)内的第二溶液的压力Pj曽加。 第二溶液流经输入通道28的第一部分，经由标记为V2第一阀38,进入 输入通道的第二部分，并且进入第一乂>共通道29，进入混合元件27。当 输送元件包括入口阀41时，入口阀和/或每一第一阀38可以关闭，混合 元件运转以进行溶液的混合，从而形成产品溶液。当输送元件不包括入 口阀41时，每一第一阀38可以关闭，混合元件运转以进行溶液的混合， 从而形成产品溶液。当输送元件不包括容积控制装置时，出口阀42可以开启，产品溶液 从混合元件输送入相接触的第二阀40。第二阀40与容纳溶液的产品腔室 相关联，第二阀40开启时，溶液流经相关的独立通道30,并进入产品腔 室26。当输送元件包括容积控制装置并且需要输送特定的溶液量进入产 品腔室时，第二阀40关闭，出口阀42开启，隔离阀43开启，并且产品 溶液从混合元件37输送入容积控制装置。出口阀42与隔离阀43随后关 闭，从而允许溶液从每一容积控制装置输送入产品腔室，容积控制装置 与另一产品腔室压力绝缘。例如，标记为VC,的容积控制装置与标记为 Sd的产品腔室流体连通，^f旦是与标记为SC2的产品腔室相隔离。每一容 积控制装置随后进行操作，使得容积控制装置内所需要的溶液量输送入 产品腔室。附图3A至附图3C描述了用于存储部件12的适当结构。附图3A是 存储部件12的透视图。附图3B是显示于附图3A中的存储部件12沿着 标记B之间的延伸线的断面图。附图3C是阀芯在组装之前，存储部件12 的透视图。存储部件12包括盖46、底座48和密封介质50。盖46包括 从共同的平台54延伸的多个袋52。盖46与底座48相结合，使得每一袋 52限定了贮液腔14的一部分，并且底座48限定了贮液腔14的另 一部分。 多个开口 53每一均贯穿底座48,并且其定位使得提供进入贮液腔14的开口。密封介质50延伸穿过该孔，从而密封贮液腔内的溶液。密封介质50 可以包括一个或多个材料层。优选的密封介质50包括在底座48上密封 开口53的第一层，并且在剌穿之后能够再次密封。例如，封闭层50可 以可以包括隔膜。隔膜的应用能够简化填充在贮液腔14内溶液的处理。 例如，具有两个腔的针穿过隔膜插入贮液腔14,并且穿过底座48上的开 口 53其中之一。贮液腔14内的空气能够从贮液腔14通过其中一个腔提 取出，并且溶液能够通过另一个腔分配进入贮液腔14。在针从贮液腔14 中退出后，隔膜重新进行密封。可用于盖46的适当材料包括但是不局限于诸如热成型聚氯乙烯薄 膜之类的热成型薄膜，聚乙烯、聚氨酯或者其它的弹性材料。底座48可 以由刚性材料制成。刚性材料能够保持!^液元件的形状。用于底座48的 适当材料包括不局限于聚氯乙烯、聚乙烯聚氨酯或者其它的弹性材料。 用于密封介质的第一层的适当材料包括不局限于诸如硅树脂40D、聚乙 烯或者其它的弹性体之类的隔膜材料。将盖结合在底座48上的适用技术 包括但是不局限于射频封闭、热粘合或者胶粘剂。用于将密封介质50 结合至底座48上的适用技术包括但是不局限于热粘合、激光焊结、环氡树脂或者胶粘剂。附图3D至附图3E描述了适合于与描述于附图3A至附图3C中描述 的存储部件一起使用的输送元件。附图3D是输送元件一部分的透视图。 多个穿孔机构56从输送元件的侧面伸出。穿孔;f几构56作为穿透机构， 该穿透机构能够使密封介质的封闭完整性穿透。附图3E是应用了附图" 中的存储部件和附图3D中的输送元件的阀芯断面图。断面图是沿着穿孔 才几构56进行的。穿孔机构56定位于输送元件上，使得能够对准存储部件内的袋。一旦将存储部件12与输送元件13连接起来，穿孔机构56刺穿用于密封贮 液腔的密封介质50的一部分。密封介质50的穿孔允许^液腔内的溶液 流入相接触的穿孔机构56。腔57延伸穿过穿孔机构16中的一个或多个， 并且进入输送元件13。因此，腔57能够从贮液腔将溶液输送入输送元件 13。如附图3E所示，穿孔神几构56定位于输送元件13上，使其能够对准 存储部件12的底座48内的开口 53。底座48由不能被穿孔机构56刺穿 的材料制成。因此，穿孔刺穿密封介质延伸穿过开口的部分。因此，底 座48限定了由穿孔机构56形成的穿透部分至密封介质50的区域。附图4A至附图4D描述了应用穿透机构16的不同的实施例的阀芯。 附图4A是沿着附图3A中的标记线B的存储部件12的断面图。存储部件 12包括盖46、底座48和密封介质50。附图4B是显示于附图4A中的存 储部件12的底视图，在其位置上没有密封介质50。附图4C是具有穿透 穿透机构的输送元件的一部分的透视图。附图4是阀芯的断面图，该阀 芯应用了描述于附图4C中的位于输送元件13上的穿透机构16。开口 53延伸穿过存储部件12的底座48,从而提供从贮液腔14的流 体通道。底座48包括延伸进入底座48的底部并且围绕开口 53的的凹槽 58。在将输送元件连接至存储部件之前，密封介质50延伸穿过凹槽58 和开口 53，并相应地密封幵口 53,如附图4A所示。隆脊59从显示于附图4C中的输送元件13的侧面延伸，并且在输送 元件13的一側限定了杯状结构。该杯状结构用作为穿透机构16。当存储 部件12连接在输送元件13上时，杯状结构将密封介质50的一部分推入 凹槽58内，如附图4D所示。推动伸展了密封介质50。密封介质50可以 包括伸展时具有开口，但是在无伸展时关闭的一个或多个通道。 一个或 多个通道定位于开口 53和/或凹槽58上。因此，贮液腔14内的溶液能 够从!ie:液腔14,经由一个或多个通道进入相接触的穿透4几构16。相应地， 一个或多个通道由杯状结构开启，该杯状结构在密封介质的封闭完整性 中用作穿透部分。开口 61从杯状结构的底部延伸进入输送元件13。因此， 来自于贮液腔13的溶液经由密封介质50内的一个或多个穿透结构，进 入输送元件13。用于杯状结构的适当密封介质包括但是不局限于热塑性弹性体 (TPEs)。尽管所描迷的凹槽58围绕着开口 53,并且与开口具有定距离的间 隔，从而使得唇部63围绕开口 53形成，但是凹槽58不必与开口具有一 定的间隔。例如，凹槽58可以直接转变为开口 53，使得唇部63不再出现。 当唇部63不出现时，穿透机构能够形成杯状结构，如钝头的穿孔机构或 者两者的结合。尽管所公开的凹槽围绕着开口，但是凹槽58也可以邻接于开口开口 53进行定位，而不是围绕着开口 53,并且相应的穿透机构16可以包括 用于容纳凹槽58的隆脊。尽管附图4C描述了具有单一穿透机构16的输 送元件13,其中穿透机构16包括杯状结构，但是位于输送元件上的一个 以上或者全部的穿透机构均可以包括杯状结构。更进一步，输送元件可 以包括穿孔;f几构和作为穿透^/L构使用的杯状结构。当袋作为存储部件内的贮液腔时，在施加外部压力的情况下，袋可 以发生变形。在阀芯10运行的过程中，操作员可以在袋上施加压力，从 而驱动贮液腔内的溶液进入输送元件13。因此，施加在袋上的压力可以 用于将贮液腔内的溶液输送入入输送元件。用于存储部件12的盖46的 材料可以是诸如PVC或者聚氨酯之类的材料，能够允许通过在袋52上施 加压力，使得袋52发生变形。尽管上文所描述的每一存储部件具有延伸穿过每一开口 53的单一密 封介质，但是存储部件可以包括一个以上的密封介质，并且每一密封介 质可以延伸穿过一个或多个开口 。尽管没有进行描述，上文所公开的密封介质50可以包括定位在第一 层上的第二密封层。在溶液载入存储部件12上的贮液腔14后，可以将 第二密封层应用于存储部件，在存储部件进行输送和/或存储的过程中， 可以选择性的阻止溶液通过密封介质50发生的渗漏。在阀芯组装或着定 位之前，第二密封层可以移动。用于第二密封层的适当材料包括但是不 局限于聚酯薄膜。第二密封层可以利用胶粘剂或者表面张力附着于存储 部件。附图5A至附图5C描述了用于输送元件13的适当结构，输送元件13 的配置对应于附图2中所公开的内容。附图5A是输送元件13组装之前， 输送元件13的一部分的透视图。附图5B是输送元件n组装之前，输送 元件13的同一部分不同的透视图。附图5的-见图相对于附图5A的视图 是反转的。输送元件13包括定位于盖62与柔性层64之间的底座60。附图5C是显示于附图5B中的盖62沿标记C的断面图。盖62包括延伸穿过公共平台66的多个穿透机构16。如附图5B和附 图5C中显示的那样，凹槽68延伸进入盖62的底部。如下文中将更为清 楚的那样，凹槽68限定了输送通道的顶部和侧面以及输送构件内的产品 腔室26。例如，凹槽68的側面作为通道的側面和产品腔室的側面。盖 62还包括多个开口 20,每一开口均作为进入穿透;f几构16的腔的开口 20。底座60包括用于探测溶液内试剂的存在和/或数量的多个传感器 70。传感器70在底座60的上的定位，使得每一传感器定位于输送元件 总成上的产品腔室内。所描述的传感器包括工作电极72、参考电极74 和反电极76。在有些情况下，每一电极由一层电导材料构成。适当的电 导材料包括但是不局限于黄金。电线78提供了每一焊条与电触点80之 间的电连接。其它的传感器结构公开于2001年5月5日提交的美国专利 申请序号09/848727、名称为"具有集成传感器芯片的生物学识別系统" 的专利申请中，其全文随附于此。在输送元件总成上，电触点80穿过开口 82并贯穿盖62可以接触。 尽管没有描述，存储部件可以包括与开口 82对准的多个开口，使得电触 点80能够穿过输送元件的开口 82和存储部件的开口得以接触。替代性 的是，存储部件存储部件的配置使得在阀芯组装后，输送元件内的开口 82仍能露出来。在这些情况下，通过输送元件内的开口 82可以使得触点 导通。多个贮液腔开口 83贯穿底座60。正如下文中将变得更为清楚的那 样，该贮液腔开口作为通道内-液体通过的开口 ，通道内'液体通过该开口 能够进入和/或排出可变容积贮液腔。混合元件包括多个可变容积贮液 腔。此外，每一容积控制装置可以包括可变容积贮液腔。多个第一阀通道84和第二阀通道85贯穿底座60。如下文中将会更 为清楚的那样，每一第一阀通道84与第二阀通道85相关之处在于第一 阀通道84和相关的第二阀通道85均属于同一阀的一部分。此外，第一 阀通道84作为阀的进口，第二阀通道84作为阀的出口。在输送元件总 成上，用于第一阀的第一阀通道对准输入通道28,使得流经输入通道的 溶液能够流入第一阀通道，以及相关的第二阀通道85对准第一公共通道， 使得第二阀通道内的溶液可以流入第 一公共通道。在输送元件总成上， 用于第二阀的第一阀通道对准第二公共通道，使得流经第二公共通道的溶液可以流入第一阀通道，以及相关第二阀通道对准独立的通道，使得 第二阀通道内的溶液可以流入该独立通道。在输送元件总成上，用于入口阀、出口阀和隔离岡的第一阀通道84均对准第二爿^共通道的一部分， 使得流经第二公共通道一部分的溶液可以流入流入流入第一阀通道，以 及相关的第二阀通道对准独立通道，^吏得第二阀阀通道内的溶液可以流 入第二公共通道的另一部分。第一通气孔86还贯穿底座60。在输送元件总成上，第一通气孔86 对准通气槽34，使得每一通气槽34内的空气可以流过第一通气孔86。 柔性层64包括多个第二通气孔87。第二通气孔87的定位使得每一第二 通气孔87对准输送元件总成上的笫一通气孔86。因此，每一通气槽34 内的空气可以流过第一通气孔，随后流过第二出口。相应地，每一通气 槽内的空气可以排至大气中。在另一个实施例中，柔性层64上没有通气 孔87，从通气槽34排出的空气收集在柔性层64与通气槽34之间。尽管附图5A至附图5D描述了传感器定位于输送元件总成上的每一 产品腔室内，但是传感器可以仅定位于产品腔室其中之一或者一部分产 品腔室内。在有些情况下，产品腔室不包括上文中述及的传感器。通过将底座60结合至盖62和柔性层64,可以组装输送元件13。在 输送元件13总成上，通道在局部上是由底座60和盖62内的凹槽68所 限定的。例如，附图5D是具有通气槽34的输送元件13的一部分的断面 图。盖62限定了通气槽34的顶端和側面，而底座60限定了通气槽34 的底部。输送元件13的配置使得空气可以流过通气槽34,而阻止溶液流过该 通气槽34。在有些情况下，通气槽34的尺寸允许气流穿过该通气槽34, 而阻止或者减少溶液流穿过通气槽34。在有些情况下，通气槽34包括一个或多个收缩区域89。收缩区域 89可以包括在通气槽内穿过障碍的多条槽、管、通道或者气孔。槽、管、 通道或者气孔的尺寸允许气体流过，但是阻碍溶液流动。例如，附图5E 是具有盖62—部分的底视图，盖62具有通气槽34,通气槽34具有收缩 区域89。附图5F是收缩区域89沿标记F的断面图。收缩区域89包括多 条管91,每一管91的尺寸允许气体流过，但是阻碍溶液流动。在有些情 况下，每一管91的截面积少于0. 01 pm2。单一管或者单一通道对于溶液 流动的限制，相对于单一管或者单一通道所能达到的气流通过的水平，多条管91的使用可以增加气流通过的数量。因此，多条管91能够增加 气体流经通气槽34的效率。收缩范围89可以定位于沿着通气槽34的任 何位置，多个收缩区域能够沿着单一的通气槽34设置。此外，收缩区域 89在通气槽34的全部长度上延伸。选择性的或者附加的，可以在柔性层64上设置膜(未显示)，从而 覆盖一个或多个第二通气孔87。膜可以选择性的允许管路中的空气通过 该膜，但是阻止溶液流穿过该膜。因此，该膜能够妨碍溶液流过通气槽 34。膜可以定位于第二通气孔附近。例如，膜的定位使其能够覆盖一个 或多个第二通气孔。替代性的是，膜可以是定位于柔性层64上的层状材 料，并且覆盖多个第二通气孔8 7 。该膜的适当材料包括但是不局限于PTFE 或者多孔聚合物。当使用膜时，通气槽也可以设置为阻止溶液流动，但 是也不必阻止溶液流动。例如， 一个或多个收缩区i戈89可以选择性的使 用该膜。附图5A中所描述的盖62包括从公共平台66延伸出的多个废料排出 结构93。这些排出结构对准输送元件总成上的废料通道36,并且提供了 废液废液从产品腔室内排出的出口。排出结构可以是穿孔机构，该穿孔 机构刺穿阀芯总成的存储部件上的空贮液腔14。在这些情况下，在阀芯 运行的过程中，废液流入贮液腔。替代性的是，排出结构可以接触上述 阀芯。例如，排出结构可以贯穿或者或者围绕存储部件。在这些情况下， 排出结构可以连接至将废液输送至阀芯外的管或者其它的装置。排出结 构不必设置在存储装置上。在这些情况下，输送元件可以包括废液流入 的内部贮液腔。例如，底座60和盖62可以限定废料通道36进入的废料 贮液腔。盖62和底座60的制造技术包括但并不限于注塑或者热成型。盖 62和底座60适当的材料包括但是不局限于聚碳酸酯或者聚乙烯。适当的 柔性层64包括但是不局限于弹性膜或者硅树脂。将盖62与底座60结合 在一起的适当技术包括但是不局限于激光焊接、热结合或者利用胶粘剂。 多种技术可以用来将底座60与柔性层64结合在一起。例如，激光焊接 可以用于将底座60与柔性层64结合在一起。正如下文中将变得更为清 楚的那样，柔性层64所在的区域并不结合于输送元件。这些区域可以利用遮罩形成，遮罩由激光焊接连接。焊条、电触点和电线可以利用集成 电路制造技术在底座上形成。盖62、底座60和柔性层64形成输送机构内的阀。附图6A至附图 6E描迷了形成于输送元件总成(显示于附图5A)上的其中一个阀。附图 6A是包括阀的输送元件的一部分的俯视图。虚线描述了输送元件内部的 定位方式。附图6B是显示于附图6A中的输送元件的一部分的底枧图。 附图6B中的虚线描述了阀区域91的位置，在该位置上柔性层64没有附 着于底座60上。附图6C是显示于附图6A中的阀芯沿标记C之间延伸的 线的断面图。附图6D是显示于附图6A中的阀芯沿标记D之间延伸的线 的断面图。底座60内的第一阀通道84对准盖盖62内的输入通道88，使得输入 通道内的溶液可以流入笫一阀通道。相应地，第一阀通道限定了输入通 道的一部分。底座60内的第二阀通道85对准盖62内的输出通道89，使 得第二阀通道内的溶液可以流入输出通道。底座60和盖62共同形成了 输入通道88与输出通道89之间的障碍92。此外，盖提供了输入通道与 通气槽之间的第二障碍。柔性材料定位于障碍92、第一阀通道和第二阀 通道之上。因此，柔性材料定位于输入通道的一部分上和输出通道的一 部分上。更进一步，柔性材料定位于通气槽的一部分上。附图6D至附图6E描述了阀的运行情况。溶液流经阀所需要的方向 在附图6D内以箭头符号F进行标记。柔性层64的定位距离障碍"足够 近，使得在阈压力施加于阀的溶液上游之前，溶液不能围绕障碍92流动。 因此，附图6D描述了在溶液流经该阀之前的阀。随着溶液朝向阀流动， 如附图6C中的箭头符号标记的那样，输入通道88内的空气可以经由通 气槽90从输入通道88排出。通气槽90的构造使得空气可以流过通气槽 90。在有些情况下，溶液也可以流过通气槽长度的全部或者一部分。在 溶液流入通气槽的情况下， 一个或多个收缩区域可以如附图5中描述的 那样选择性的沿着通气槽设置。因此，通气槽90允许允许空气和/或其 它的气体从输入通道88中排出。所示出的通气槽90的一部分平行于阀 区域内的输入通道88。通气槽90的平行特性允许在阀区域内填充溶液 时，将空气进行连续排放。在阀运行的过程中，柔性层64与障碍92之间的距离可以改变。例 如，随着阀从关闭位置打开，或者随着阀的进一步的打开，柔性层64如 附图6E所示移动，从而远离障碍92。柔性层64远离障碍92的移动增加 了围绕障碍92的流体路径量。 一旦施加在上的上游压力超过了阈压力或者柔性膜自外力的作用下向下拉，溶液开始流过围绕着障碍92的流体路 径，如附图6E中的箭头符号F标记的那样。相应地，柔性层远离障碍的 移动允许来自于输入通道88的溶液进入输出通道89。附图7A至附图7C描迷适合用于阀芯的阀的另一个实施例。附图7A 是包括阀的盖的一部分的透视图。附图7B是显示于附图7A中的包括盖 62的输送元件的沿着标记B之间的延长线的断面图。附图7C显示了附图 7A中的包括盖62的输送元件的沿着标记C之间的延长线的断面图。底座60内的第一阀通道84对准盖盖62内的输入通道88,使得输入 通道内的溶液可以流入第一阀通道。相应地，第一阀通道限定了输入通 道的一部分。底座60内的第二阀通道85对准盖62内的输出通道89,使 得第二阀通道内的溶液可以流入输出通道，因此第二阀通道84限定部分 输出通道。底座60和盖62共同形成了输入通道88与输出通道89之间 的障碍92。此外，盖提供了输入通道与通气槽之间的第二障碍。柔性材 料定位于障碍92、第一阀通道和第二阀通道之上。因此，柔性材料定位 于输入通道的一部分上和输出通道的一部分上。更进一步，柔性材料定 位于通气槽的一部分上。附图7B和附图7D描述了阀运行的情况。溶液流过该阀所需要的方 向在附图7C中以箭头符号C进行标记。柔性层64的定位距离障碍92足 够近，使得在阈压力施加于阀的溶液上游时，溶液不能绕过障碍92流动。 因此，附图7C描述了溶液流经阀之前的阀。随着溶液朝向阀流动，输入 通道88内的空气能够经由通气槽90从输入通道88中排出，如附图7B 中的箭头符号B标记的那样。在有些情况下，溶液也会流入通气槽。在 溶液流入通气槽的情况下， 一个或多个收缩区域能够如附图5中描述的 那样选择性的沿着通气槽进行定位。相应地，通气槽90的构造使得空气 可以流过通气槽90, j旦是阻止溶液流过通气槽90。因此，通气槽90允 许空气从输入通道8 8排出。当阀打开时，如附图7D所示，柔性层64移动远离障碍92。柔性层 64远离障碍92的运动产生了绕过障碍92的流体路径。 一旦施加在溶液 上的上游压力超过了阈压力或者柔性膜在外力的作用下向下拉，溶液开 始绕过障碍92流经流体路径，如附图7D箭头符号D标记的那才羊。相应 地，柔性层远离障碍的运动允许溶液从输入通道88流入输出通道89。一个或多个通道在阀处相交，随着通道接近阀，通道的流量减少。如附图7C显示的那样，随着通道接近阀，通道与柔性材料相对的部分朝 向柔性材料倾斜。例如，输入通道88这一部分在阀的端部朝向阀的方向 上具有逐渐减小的高度。通道的高度是沿着通道上的一点上垂至于柔性 材料，并从柔性材料与通道的交叉处所测量的距离柔性材料所延伸的最 远距离。在阀的通道端部，倾斜的减少在输入通道88的侧面和底部之间 几乎形成直角。锐角也可以作为收集空气的袋。倾斜有助于平滑的转弯， 从而可以相应地减少在这些袋内气泡的形成。附图7A至附图7D还显示了通气槽90的高度朝向阀逐渐减小。这种 锥形能够阻止在通气槽90内形成气穴。尽管附图7A至附图7D显示了输 入通道88和通气槽90高度的逐渐减小，但是阀的构造也可以使得输入 通道88和通气槽90并没有均包括锥形的减小；使得输入通道88包括锥 形，而通气槽90不包括锥形；或者使得通气槽90包括锥形，而输入通 道88不包括锥形。如附图7A所示，通气槽90最接近输入通道88的一部分位于阀的区 域，并且平行于邻近的输入通道88。平行部分的长度可以可选择性的与 输入通道88的临近部分的宽度相同。这种构造能够减少阀内气泡的形成。输入通道88、输出通道89和通气槽90彼此之间的布置相对于附图 6A至附图7D的描述可以进行变化。例如，输出通道和输入通道88在通 道交叉的部分可以如附图2中示出的标记为V的阀那样均平行于输出通 道。尽管附图2描迷了阀沿着输入通道间隔设置，但是阀的构造使得阀 能够定位于输入通道、通气槽和公共通道交叉的部分。通道布置的灵活 性增加了设置于单一阀芯上的特征的数量。在有些情况下，第二阀通道实质上呈圓形，如附图6A所示。圓形具 有的直径大于输出通道的宽度。在这些情况下，输出通道可以选择性的 具有凸出部分，如附图6A和附图7A所示。此种凸出部分实质上与第二 阀通道的壁保持齐平。齐平的特性可以减少气穴的形成，而气穴是由输出通道的墙与第二阀通道的墙之间的高差所形成的。如附图2所示，附困6A至附图7D中公开的阀可以是第一阀38。当该阀作为第一阀38时，输入通道28可以是输入通道88,第一公共通道 29可以是输出通道89,以及通气槽34可以是通气槽90。替代性的是， 阀沿着输入通道间隔设置。例如，输入通道28的一部分可以是输入通道 88，输入通道28的另一部分可以是输出通道89,以及通气槽34可以是通气槽90。通过在阀内去除通气槽34,公开于附图6A至附图7D的阀也适合于 作为附图2中示出的第二阀40、入口阀41、出口阀42和/或隔离阀43。 当阀作为第二阀40时，第二公共通道32可以是输入通道88,独立通道 30可以是输出通道89。替代性的，阀可以沿着独立通道30间隔设置。 例如，独立通道30的一部分可以是输入通道88,独立通道30的另一部 分可以是输出通道89。尽管附图5A和附图5B中描迷的输送元件包括根据附图6A至附图6E 中阀的构造，阀的其中之一、多于一个的该种阀或者全部的这些阀可以 具有根据附图7A至附图7E中的构造。通过在溶液上增加足够的上游压力使柔性层64变形和/或通过应用 外部机构使柔性层64远离障碍92,能够使上文中的阀打开。贮液腔容纳 有溶液，溶液在流体连通的输入通道内，通过压缩贮液腔14能够增加上 游压力。适当的的外部机构的例子是真空装置。真空吸尘器能够牵拉柔 性层64，使其远离障碍92。尽管所描述的柔性层64与障碍92相接触，但是输送元件的构造也 可以使得当没有正压施加在上游溶液时，柔性层64与障碍"之间具有 间隔。柔性层64与障碍92之间的间隙足够小，使得溶液的表面张力能 够阻止溶液流经障碍障碍92,直到达到了阈压力。在这些情况下，柔性 层64远离障碍92的移动能够增加绕过障碍92的流体路径。阈压力也就是产生溶液流过阀的压力，阈压力能够进行控制。硬的 和/或厚的柔性层64可以增强阈压力。当正压没有施加在上游溶液时， 将柔性层64移近障碍92可以增加阈压力。减少一个或更多的阀通道84 的尺寸可以减小绕过障碍92的流体路径，从而也可以增加阈压力。更进 一步，增加一个或更多的阀通道84的尺寸，可以增加绕过障碍"的流 体路径，从而也可以减少阈压力。入口阀通道84与出口阀通道85的相对大小也可以在阀的性能中起 作用。例如，出口阀通道85的截面积与入口阀通道84的截面积的比率 能够影响阀的性能。当该比率小于l时，通过该阀的回流会减少。此外， 减小该比率能够减少回流。在有些情况下，输入通道和/或排出通道具有 一条以上的流体路径。例如，排出通道可以包括多个穿过底座的孔。在 这些情况下，排出通道的截面积是每一流体路径的截面积的总和。尽管所公开的阀是位于输入通道与公共通道32之间的阀，但是所描 迷的阀结构也能够用于输送元件内的其它的阀。尽管上文中所描述的通气槽34连接到阀上，但是通气槽34也可以 定位于多个其它的位置。例如，通气槽34可以定位于阀之前的输入通道 内。尽管附图5A和附图5B中的输送部件描述了单一的柔性材料形成于 每一阀上，但是输送元件可以包括一个以上的柔性材料，并且每一柔性 材料可以包括自 一个阀内或者一个以上的阀内。附图8A和附图8B描述了上文中所公开的阀芯的运行情况，该阀芯 具有外部机构，外部机构将柔性层64远离阀内障碍92。附图8A是定位 于歧管96上包括阀芯的系统的侧-现图。在有些情况下，阀芯在歧管上不 能移动。多种不同的装置可以用于固定歧管上的阀芯。附图8B是显示于 附图8A中的系统的断面图。歧管96包括多个孔98。该孔对准阀芯上的 阀。歧管96的配置使得真空装置可以在一个或多个孔上进行独立的牵引。 在孔98处牵引的真空度足以完全或者局部的打开对准个孔的阀，如附图 8B中的虛线和箭头符号A所示。因此，歧管96可以用于选择性的打开阀 芯上的阀。额外的或者替代性的，歧管的设置能够在孔上产生正压力。 在阀芯运行的过程中，该正压力能够保持阀的关闭。例如，歧管可以进 行操作使得出口阀保持关闭，同时溶液流入混合元件。尽管在附图8A和附图8B中公开了歧管96,但是在不利用外部机构 的情况下，上文中所公开的阀芯构造也能够打开或关闭阀。因此，歧管 96是选择性的。附图9A至附图9D描述了形成于输送元件总成上的混合元件，该输 送元件显示于附图5A和附图5B中。附图9A是包括该混合元件的输送元 件一部分的俯视图。附图9B是显示于附图9A中的输送元件一部分的底 視图。附图9C是显示于附图9B中的阀芯沿标记C之间延长线的断面图。 附图9D是显示于附图9B中的阀芯沿标记D之间延长线的断面图。出于 描述的目的，附图9A中的输送元件以透明的方式进行处理。因此，附图 9A中的实线实线描述了位于盖62之上，但是位于输送元件内部的特征。 此外，附图9A中的虚线描述了底座60上输送元件内部的元件。附图9B 中的部件同样以透明的方式进行处理。实线所示出的特征包括了输送元 件内部并位于盖62之上和底座60上的特征。混合元件包括多个可变容积贮液腔。附图9B中的虛线描迷了可变容 积贮液腔10G的周边，柔性层64在那里没有附着于底座60上。附图9C 和附图9D中的标记F指出了柔性层64没有附着于底座60上的位置，也 相应地描述了可变容积贮液腔的位置。描述于附图9A至附图9D中的可 变容积贮液腔的容积为零。附图9E描述了附图9D中的混合元件，其中 每一可变容积贮液腔容纳有溶液。相应地，每一可变容积贮液腔的容积 不为零。混合元件包括两个可变容积可变容积贮液腔100。混合通道102提供 了可变容积贮液腔IOO之间的流体连通。混合通道102具有的截面积大 于输入通道104和/或排出通道106的截面积。贮液腔开口 83延伸穿过 底板60，并且定位在混合通道102内。相应地，！i&液腔开口 83作为一个 导管，通过该导管溶液能够从混合通道102进入可变容积贮液腔100,和 /或从可变容积贮液腔进入该混合通道。正如将在下文中更详细地-沈明的 那样，可以使用多种机构用于增加和减少可变容积贮液腔的容积。附图9F至附图9K描迷了操作混合元件从而将溶液进行混合的方法u 附图9F是混合元件的断面图。在附图9F中还描述了入口阀41和出口阀 42。尽管所显示的入口阀41和出口阀42与混合元件是分离的，^f旦是入 口阀41和/或出口阀42能够结合入混合元件。在将多种溶液输入混合元件的过程中，如附图9G所示，出口阀42 关闭，入口阀开启。如箭头记号A所示，第一溶液通过入口阀41输入混 合元件元件。可变容积贮液腔进行地搡作能够使得第一溶液溶液流入两 个可变容积贮液腔，或者使得第一溶液流入可变容积贮液腔的其中之一。 所描述的方法显示了可变容积贮液腔贮液腔的操作使得第一溶液流入可 变容积!^液腔其中之一，并且相应地增加了可变容积贮液腔的容积，如箭头符号B所示。在需要的第一溶液量输入混合元件后，第二溶液通过 入口阀41输入该混合元件。第一溶液与第二溶液之间的交界面以附图9G 中的标记线I表示。所需要的第二溶液量输入混合元件。额外的溶液可 以选择性的输入混合元件。多种溶液相混合从而在混合元件内形成产品溶液。在所需要的溶液数量输入混合元件后，如附图9H所示，入口阀关闭。 如附图9H所示，在混合过程中，入口阀41和出口阀42的闭合协助将混 合元件内的溶液与阀芯其它的区域相隔离。如附图91中的箭头符号A所示，第一可变容积贮液腔100A的容积 减少。额外的或者替代性的，如附图91中的箭头符号B所示，第二可变 容积贮液腔100B的容积增加。这些动作的结果是至少将产品溶液的一部 分从第一可变容积贮液腔100A输入第二可变容积贮液腔IOOB。如附图9J所示，上述步骤可以反向进行，从而至少将产品溶液的一 部分输入第一可变容积贮液腔。例如，如附图91中的箭头符号A所示， 第一可变容积贮液腔100A的容积增加。额外的或者替代性的，如附图9J 中的箭头符号B所示，第二可变容积贮液腔IOOB的容积减少。这些动作 的结果是至少将产品溶液的一部分从第二可变容积贮液腔100B输入第一 可变容积贮液腔100A。产品溶液在可变容积贮液腔之间来回输送，使得溶液进行混合。混 合物的品质随着循环数量的增加而增加。例如，产品溶液优选的是至少1 次、IO次或者IOO次输入可变容积贮液腔的其中之一。相应地，产品溶 液在可变容积贮液腔之间周期性地循环，直到达到了所需要的混合均匀 程度。 一旦所需要的混合均匀程度达到了，出口阀开启，可变容积贮液 腔的容积就减少了。如附图9K中的箭头符号A所示，容积的减少将产品 溶液从混合元件中输送出。在上文述及的方法中，入口阀减少了溶液通过流入通道朝向存储部 件内贮液腔的回流。然而，这些功能也会在第一阀中实现。因此，入口 阀是任选的。所描迷的混合元件选择性的具有以下优点，其可以被旁通。例如， 每一可变容积l!i液腔可以处于关闭位置，而溶液通过混合元件进行输送。 因此，溶液可以在未流入可变容积贮液腔的情况下流过混合元件。是可能的。例如，多个流入通道能够将溶液输入混合通道。然而，具有 单一输入通道和单一排出通道的混合元件能够减少混合元件操作的复杂 性。上文述及的方法要求增加和/或减少可变容积贮液腔的容积。多种机 构可以用于增加和/或减少可变容积贮液腔的容积。例如，附图9L描述 了定位于附图8A中的歧管96上的阀芯。在有些情况下，该阀芯在歧管 歧管上是不移动的。多种不同的装置可以用于将阀芯固定在歧管上。歧 管96包括对准可变容积贮液腔100的孔98。歧管96的配置使得真空装置能够通过该孔进行牵引。在孔98处真空装置的牵引量足以增加可变容 积贮液腔100的容积。额外的或者替代性的，歧管可以配置为在孔内产 生正压力。该正压力足以减少可变容积贮液腔的容积和/或保持可变容积 贮液腔处于关闭状态。额外的或者替代性的，孔98可以包括用于控制柔 性层64的机械装置110，如附图9M所示。装置110可以朝向底座60推 动柔性层64，使得可变容积贮液腔的容积减少，和/或牵引柔性层64远 离底座60,使得可变容积贮液腔的容积增加。适当的机械装置包括但是 不局限于磁致动器、电致动器和气动执行机构。当诸如歧管之类的外部装置用于改变可变容积贮液腔的容积时，多 种机构可以用于将溶液输入可变容积贮液腔。例如，可变容积贮液腔的 容积可以增加，输送通道内的溶液与可变容积贮液腔流体连通。可变容 积贮液腔容积的增加会将溶液吸入可变容积贮液腔。替代性的，在输送 通道内的溶液与可变容积贮液腔流体连通之前，可变容积贮液腔的容积 可以增加。随后溶液能够流入开启的可变容积贮液腔。在有些情况下，诸如歧管之类的外部设备不需要改变可变容积贮液 腔的容积。例如，输送通道具有通向可变容积贮液腔的导管，输送通道 内溶液的压力可以增加，直到该溶液流可变容积贮液腔，并且增加可变 容积^液腔的容积。替代性的，输送通道具有通向可变容积贮液腔的导 管，位于输送通道内溶液的压力可以下降，直到溶液流出可变容积贮液 腔，并且减少可变容积贮液腔的容积。附图IOA至附图IOD描述了容积控制装置44,如附图5A和附图5B 所示，容积控制装置44形成于输送元件总成上。附图10A是包括容积控 制装置44的输送元件的一部分的正视图。附图IOB是显示于附图l(U中 的输送元件的一部分的底视图。附图IOC是显示于附图IOB中的阀芯沿 着标记C之间的延长线的断面图。处于描述的目的，附图10A中的输送 元件以透明方式处理。相应地，附图10A中的虚线描述了在底座60上定 位于输送元件内部的元件。在附图10B中，输送元件再一次以透明方式 处理。实线所显示的特征包括位于盖62上和输送元件内部的底座60上 的特征。容积控制装置包括可变容积贮液腔。附图10B中的虚线描述了可变 容积P&液腔100的周边。柔性层64并未附着于可变容积贮液腔100内部 的底座60。附图10C和附图10D中的标记F指示了柔性层64没有附着于底座60的位置，相应地描述了可变容积贮液腔的位置。描述于附图10A 至附图10C中的可变容积贮液腔是以关闭位置进行描述的，相应的容积 为零。附图IOD描述了容积控制装置44,在那里可变容积贮液腔100处 于开启位置，并且容纳有溶液。相应地，附图10D中的可变容积贮液腔 的容积不为零。容积控制装置44包括在输送通道112内开口的^液腔。附图IOA至 附图10D中描述的容积控制装置44可以包括附图2中任何一个容积控制 装置44。相应地，输送通道112可以是附图2中的第二公共通道32。贮 液腔开口 83用作一个导管，输送通道U2内的溶液通过该导管可以从输 送通道112进入可变容积贮液JJ空1G0和/或从可变容积贮液腔IOO进入输 送通道112。如附图9L和附图9M所公开的那样，可变容积贮液腔IOO 的容积可以增加和/或减少。附图IOE至附图IOG描述了容积控制装置的运行，从而能够控制输 送不同产品腔室的溶液量。所描迷的容积控制装置的构造是根据附图10A 至附图10D,其布置显示于附图2。相应地，附图2中的隔离阀43显示 的是定位于容积控制装置之间。此外，还显示了附图2中的出口阀42。 显示于附图2中的第二阀40也可以用于该方法中，但是不再进行描述。如附图10E中的箭头符号A所示，出口阀42和隔离阀43打开，溶液输入可变容积贮液腔。在将溶液输入可变容积贮液腔的过程中，第二 阀40 (附图2中)关闭，从而减少或者阻止溶液流入独立通道30(附图2 中)和/或产品腔室26(附图2中)。如附图10F所示，隔离阀43关闭。关闭隔离阀43也就关闭了标记 为Vd的容积控制装置44与标记为VC2的容积控制装置44之间的流体连 通。出口阀42还可以关闭，从而阻止溶液从容积控制装置朝向混合元件 的回流。第二阀(附图2中的40)或者同时开启，或者依次开启。开启第二阀 (附图2中的40)，也就开启了每一产品腔室(附图2中的26)与相关的可 变容积贮液腔IOO之间的流体连通。因此，关闭隔离阀43和出口岡42， 同时开启第二阀，就关闭了容积控制装置之间的流体连通，也开启每一 产品腔室与相关的容积控制装置之间的流体连通。更进一步，此种配置 还关闭了每一容积控制装置与至少产品腔室其中之一之间的流体连通。 例如，在附图2中，此种配置阻止了标记为VC,的容积控制装置44与标记为SC2的产品腔室之间的流体连通。一旦可变容积贮液腔100与产品腔室之间的流体连通开启，如附图 IOG所示，可变容积贮液腔100的容积会减少。可变容积^液腔所减少的容积会引起溶液从可变容积贮液腔ioo进入产品腔室。这种过程可以在每一可变容积贮液腔重复，直到溶液输送至容纳该溶液的每一产品腔室。多种不同的机构可以用于控制从容积控制装置44和产品腔室输送的 溶液数量。例如，容积控制装置100的容积可以减少一定的数量，该数 量就是所需要的输送至产品腔室的溶液数量。替代性的，在溶液输入可 变容积贮液腔的过程中和/或之前，可变容积贮液腔开启接收的容积，就 是当可变容积贮液腔关闭时，已知的所需要的输送至产品腔室的溶液数 量。因此，在可变容积贮液腔100接收了将要输送至产品腔室所需要的 溶液数量之后，可变容积贮液腔100关闭。输送至每一产品腔室的溶液量可以是相同的或者不同的u因此，为 了将溶液输送至产品腔室，不同的可变容积贮液腔可以减少不同的容积。 额外的或者替代性的，在溶液输入可变容积贮液腔之前或者同时，不同 的可变容积贮液腔可以开启至不同的容积。在上述方法中的出口阀42的功能可以在输送元件的其它的阀中实 现。例如，^f吏用出口阀阻止或者减少溶液的回流。然而，在有些情况下， 这种功能也可以由入口阀41和/或第一阀38实现，如附图2所示。替代 性的，额外的隔离阀沿着第二公共通道32进行定位，从而提供此种功能 因此，在上迷方法中出口阀的使用是任选的。上述方法可以进行修改，使得溶液仅输送至产品腔室的一部分或者 仅输送至产品腔室的其中之一。例如，如果仅需要将溶液输送至标记为 SC,的产品腔室时，可以在不开启标记为VC,的容积控制装置内的可变容 积!^液腔的情况下，执行上述方法。如果需要输送至标记为Sd的产品腔 室，上述方法可以在不开启隔离阀43的情况下执行。此外，通过容积控 制装置，将容积控制装置与每一可变容积贮液腔处于关闭位置，所提供 的流量控制功能可以;故旁通。因此，溶液不会流入可变容积贮液腔，并 且流量控制功能被旁通。描述于附图IOE至附图10F中的方法并不局限在描述于附图2中的 输送结构。例如，输送结构可以包括多个容积控制装置，该容积控制装 置沿着位于独立通道30之间的第二公共通道32进4亍定位。输送元件还可以包括额外的沿着第二公共通道32定位的隔离阀43。隔离阀和容积控 制装置的设置，使得关闭隔离阀能够关闭容积控制装置不同的部分之间 的流体连通，同时开启每一产品腔室与容积控制装置的不同部分之间的 流体连通。附图IIA描述了形成于输送元件总成(显示于附图5A和附图5B)上 的通风装置35(附图2)。附图IIA是该输送元件的断面图。通风装置包 括位于底座60上的笫一通气孔86,该第一通气孔86对准位于柔性层62 内的第二通气孔8乙第一通气孔86和第二通气孔87均对准通气槽34。 因此，通气槽M内的空气可以流过第一通气孔86和第二通气孔87进入 大气或者进入接收装置。输送元件可以包括其它的通风装置。附图IIB和附图UC描迷了具 有通风装置的输送元件，该通风装置包括可变容积贮液腔。附图11B是 输送元件的断面图。贮液腔幵口 83延伸穿过底座60，并且定位于通气槽 通气槽34内。相应地，贮液腔开口 83可以作为一个导管，通过该导管 流体从通气槽34可以进入可变容积!^液腔100和/或从可变容积贮液腔 100进入通气槽34。随着通气槽34的压力增加，通气槽34内的流体进 入可变容积贮液腔IOO,如附图11C所示，可变容积贮液腔的容积增加。 因此，贮液腔允许流体从贮液腔进入阀芯内。应用上文中公开的歧管之类的外部装置，通气装置内的可变容积贮 液腔可以开启和关闭。然而，因为可变容积贮液腔能够在通气槽内的压 力增加时开启，所以外部装置是任选的。尽管所显示的阀芯具有与各贮液腔相关联的单一穿透机构，但是阀 芯可以包括与各贮液腔相关联的一个以上的穿透机构和/或存储部件的 底座可以包括与各贮液腔相关联的一个以上的开口 。上文中描述的输送元件13包括底座60、盖62和柔性层64;输送元 件的构造可以由更多的部件或者更少的部件构成。例如，盖62可以由多 个层构成。正如实施例中的输送元件可以由额外的部件构成的那样，附 图5C中的虛线将盖分为两层，这两层可以结合在一起形成盖62。在这一 实施例中，通道由延伸穿过上层和底层的孔形成，底层是基质，可以作 为通道的下部或上部。更进一步，通过将盖62和底座60集成在一起， 输送元件可以由更少的部件构成。此外，如杲通道或者腔室的一部分是 由柔性层64的全部或者输送元件13的一部分构成时，底座60也是任选的。上文中公开的可变容积贮液腔的最大容积是柔性层64未附着于底座 60上的那部分区域尺寸、柔性层64的挠性和/或歧管96内孔98数量的 涵数。上文中公开的可变容积贮液腔每一均具有相同的最大容积或者也 可以具有不同的最大容积。例如，混合元件内的可变容积iie:液腔可以具 有与容积控制装置内的可变容积贮液腔不同的最大容积。混合元件内的 可变容积贮液腔的最大容积优选的是大于2yL、 20mL或者2hi1。容积控 制装置内的可变容积贮液腔至少其中之一的最大容积优选的是大于1 ju L、 10juL或者lml。通风装置内的可变容积Pie:液腔的最大容积优选的是 大于1 jnL、 10y L或者lml。混合元件内的和/或容积控制装置内的可变容积贮液腔的最大容积 优选的是大于上述阀在运行的过程中容积变化的最大容积值。因为可变 容积贮液腔提供了临时的贮存功能，在那里阀是输送通道的延长，因此， 这种容积关系是需要的。混合元件内的和/或容积控制装置内的可变容积 贮液腔的最大容积优选的是大于上述阀在运行过程中产生的容积变化量 的1倍、IO倍或者IOO倍。上文中所描述的输送元件的布局和结构是以实施例的方式提供的， 本发明的其它布局和原理可以应用于具有其它的布局和结构的阀芯。例 如，在美国临时专利申请中公开的具有不同的布局的阀芯，其序号为60/528566，提交于2003年12月9日，名称为"与电化学传感器一同使 用的阀芯"；以及在美国专利申请中公开的具有不同的布局的阀芯，其序 号为10/941517,提交于2004年9月14日，名称为"与电化学传感器一 同使用的阀芯"；上述每一文献的全部内容随附于此。尽管上文中本发明所公开的一部分内容是关于将溶液从混合元件输 送入产品腔室，但是在有些情况下，阀芯并未包括混合元件之后的产品 腔室。因此，溶液先进行混合，然后输送出阀芯，并没有输入产品腔室。
权利要求
1.一种阀芯，包括混合元件，被构型为用于将不同的溶液进行混合，从而产生产品溶液；以及一个或多个通道，用于提供所述的混合元件与所述阀芯内的一个或多个腔室之间的流体连通。
2. 如权利要求1所述的阀芯，其中所述混合元件包括彼此流体连通 的多个可变容积贮液腔。
3. 如权利要求2所述的阀芯，其中混合通道提供了所述混合元件内 的可变容积贮液腔之间的流体连通，以及至少 一个或多个所述可变容积 贮液腔的局部是由柔性构件限定，所述柔性构件定位于所述混合通道内 的开口之上。
4. 如权利要求3所述的阀芯，其中所述混合通道的截面积大于用于 将流体从所述混合元件输送出的一个或多个通道的截面积。
5. 如权利要求1所述的阀芯，进一步包括 一个或多个流入通道， 用于提供所述混合元件与一个或多个贮液腔之间的流体连通。
6. 如权利要求5所述的阀芯，其中 一个或多个所述流入通道与通气 槽流体连通，所述通气槽配置为将气体从所述通气槽中排出，所述通气 槽配置为将气体输送至可变容积贮液腔和/或从可变容积贮液腔输送气 体。
7. 如权利要求5所述的阀芯，其中 一 个或多个阀沿着 一 个或多个所 述流入通道定位，使得关闭一个或多个所述的阀能够将所述混合元件与 一个或多个所述贮液腔液压隔离。
8. 如权利要求5所述的阀芯，其中所述阀芯包括存储部件，所述 存储部件包括所述贮液腔的至少一部分；以及所述阀芯包括与所述存储 部件配置在一起的输送元件，所述输送元件配置为将所述溶液从一个或 多个所迷贮液腔输送至一个或多个腔室，所述输送元件可移动地附着于 所述存储部件。
9. 如权利要求8所述的阀芯，其中直接与所述混合元件流体连通的 通道不超过2个。
10. 如权利要求1所述的阀芯，其中一个或多个可变容积贮液腔沿着 所述混合元件与 一个或多个所述腔之间的通道进4亍定位。
11. 如权利要求l所述的阀芯，其中多个所述腔室与所述混合元件流 体连通，每一所述腔室与不同的可变容积贮液腔流体连通。
12.如权利要求1所述的阀芯，其中一个或多个传感器定位于每一腔 室，每一腔室与不同的可变容积贮液腔流体连通，以及一个或多个阀定 位于所述通道内，使得关闭一个或多个阀能够将所述腔室与所述混合元 件液压隔离。
13. 如权利要求1所述的阀芯，其中每一腔室包括一个或多个用于探 测流体内的试剂是否存在和/或数量的电化学传感器。
14. 一种在阀芯内混合溶液的方法，包括将多种不同的溶液输入混 合元件，所述混合元件包括位于所述阀芯内的多个可变容积贮液腔，所 述不同的溶液在所述混合元件内混合为产品溶液；以及将所述产品溶液 从所述可变容积贮液腔其中之一输入另一个所述可变容积贮液腔，使得 在所述产品溶液内混合所述溶液；以及将所述产品溶液输送至所述阀芯 内的一个或多个腔室。
15. 如权利要求14所述的方法，其中将所述产品溶液从所述可变容积 !^液腔其中之一输送入另一个所述可变容积贮液腔包括不止一次地将所 述产品溶液输送入同一可变容积贮液腔。
16. 如权利要求14所述的方法，其中所述混合元件包括不超过2个可 变容积贮液腔。
17. 如权利要求14所述的方法，进一步包括在将所迷产品溶液从所 述可变容积贮液腔其中之一进行输送之前，关闭所述阀芯上的 一个或多 个阀，使得所述混合元件内的所述产品溶液与所述阀芯的其它区域液压隔离。
18. 如权利要求17所述的方法，进一步包括在将所述产品溶液从所 迷可变容积贮液腔的其中之一进行输送后，并且在将所述产品溶液输送 至所述阀芯内的一个或多个腔室之前，开启所述阀的至少其中之一。
19. 如权利要求14所述的方法，其中混合通道提供了第一可变容积贮 液腔与第二可变容积贮液腔之间的流体连通，以及至少 一 个所述可变容 积P&液腔至少在局部是由柔性构件限定的，所述柔性构件定位于所述混 合通道内的开口之上。
20. —种阀芯，包括在所述阀芯内的多个腔室；多个容积控制装置， 每一所述容积控制装置彼此流体连通，并且与所述腔室流体连通；以及 一个或多个阀，设置为使得关闭全部所迷的阀或者关闭所述的阀的一部 分就关闭了所述容积控制装置其中之一的第一所述容积控制装置与另一个容积控制装置之间的流体连通，保持第一容积控制装置与所述腔室其 中之一的第 一腔室之间的流体连通的开启，并且关闭所述第 一容积控制 装置与除了第 一腔室的所述腔室之间的流体连通。
21. 如权利要求20所述的阀芯，其中每一容积控制装置包括可变容 积贮液腔。
22. 如权利要求21所述的阀芯，其中所述可变容积&液腔的至少其 中之一的至少局部是由柔性构件所限定的，所述柔性构件定位于输送通 道内的开口之上，所述的输送通道用于输送溶液。
23. —种操作阀芯的方法，包括输送一种或多种溶液进入位于阀芯 内的多个容积控制装置其中至少第一容积控制装置，每一所述容积控制 装置彼此流体连通，并且与多个腔室流体连通；关闭位于所述阀芯上的 全部的阀或者一部分的阀，使得关闭第一容积控制装置与另 一容积控制 装置之间的流体连通，保持第一容积控制装置与所述腔室其中之一的第 一腔室之间的流体连通，并且关闭第 一容积控制装置与除了第 一腔室以 外的所述腔室之间的流体连通；以及将溶液从第一容积控制装置输送至 第一腔室。
24. 如权利要求23所述的方法，其中每一所述容积控制装置均包括 可变容积P&液腔。
25. 如权利要求24所述的方法，其中将溶液从第一容积控制装置输 送至第一腔室包括减少可变容积贮液腔的容积。
26. —种阀芯，包括位于所述阀芯内的多个腔室； 一个或多个可变 容积贮液腔，具有的最大容积大于1 y L;以及多个输送通道提供了一个 或多个所述可变容积贮液腔与所述腔室之间的流体连通。
27. —种阀芯，包括通风孔，与输送通道之间界面的变化，使得当 溶液通过所述输送通道进行输送时，所述通气槽能够将气体从所迷输送 通道中排出；以及可变容积贮液腔，与通气槽流体连通，使得可变容积 贮液腔的容积随着所述通气槽内压力的增加而增加。
28. 如权利要求27所迷的阀芯，其中所迷可变容积至少局部是由柔 性层所限定的，所述柔性层定位于所述通气槽内的开口之上。
29. —种4喿作阀芯的方法，包4舌随着溶液输送通过输送通道，从所 述输送通道将排泄气体排入通气槽；以及将所述排泄气体输入与大气封 闭的可变容积贮液腔。
全文摘要
阀芯可以包括混合元件，混合元件用于将不同的溶液进行混合从而形成产品溶液。不同溶液的混合物可以输入混合元件，在其中混合成产品溶液。混合元件包括彼此流体连通的多个可变容积贮液腔。产品溶液可以在可变容积贮液腔其中之一与其它的可变容积贮液腔之间进行反复地输送，直到达到了所需要的混合均匀程度。一旦达到了所需要的混合均匀程度，产品溶液可以直接输送至阀芯内的产品腔室，或者也可以在输送至产品腔室之前做更进一步的处理。
文档编号B01F5/12GK101267878SQ200680032227
公开日2008年9月17日 申请日期2006年7月31日 优先权日2005年9月2日
发明者A·T·张, J·-J·高 申请人:吉恩弗路迪克斯公司