专利名称：微流器件和用预定量的流体填充微流器件的腔的方法
技术领域：
根据示范性实施方式的装置和方法涉及具有计量结构以计量流体的精确量的微流器件。
背景技术：
芯片实验室(lab-on-a-chip)是指这样的器件,其中微流结构布置在芯片形基板中以实施多个步骤的处理和操作，从而在小芯片上实施包括生化反应的测试。转移微流结构中的流体会需要驱动压力，诸如毛细压カ或単独的泵产生 的压力。近来，已经提出盘型微流器件来实施一系列操作，在盘型微流器件中，微流结构布置在盘型平台上以确保流体的离心运动。这样的盘型微流器件被称为实验室光盘(lab compactdisc)、盘实验室(lab-on a disc)或数字生物盘(digital bio disc, DBD)。通常，在相关技术中，盘型微流器件包括其中限制流体的腔、用于流体流动的沟道和控制流体的流动的阀，所有这些可以以各种方式组合。微流器件可以用作样品分析器件以测试样品诸如血液、唾液、尿液等。能与样品中的特定成分反应的试剂可以容纳在微流器件中。样品的测试可以通过将样品注入到微流器件中并检测样品与试剂之间的反应结果来进行。为了获得可靠的样品测试结果，可能需要精确计量将与试剂反应的样品的预设量。然而，在流体计量期间，由于流体的本质诸如粘性、表面能等或外部因素诸如环境温度、微流器件的旋转速度等，可能測量比预设量更小的流体量。
发明内容
示范性实施方式提供ー种计量准确量的流体的微流器件。根据示范性实施方式的ー个方面，提供一种微流器件，包括腔，配置为在其中容纳流体；入口沟道，连接到所述腔且配置为将所述流体供应到所述腔中；以及出口沟道，连接到所述腔并与所述入口沟道分开设置，其中所述出口沟道配置为使得在所述腔填充有通过所述入口沟道引入的预定量的流体之后，引入到所述腔中的超过所述预定量的任何额外量的流体通过所述出ロ沟道离开所述腔。所述入口沟道可以包括第一入口沟道和第二入口沟道，所述第一入口沟道将所述流体朝所述腔引导，所述第二入口沟道将所述第一入口沟道连接到所述腔。所述出ロ沟道可以包括第一出ロ沟道和第二出ロ沟道，所述第一出ロ沟道引导从所述腔排出的流体，所述第二出ロ沟道将所述第一出ロ沟道连接到所述腔。所述腔可包括配置来容纳和排放预定量流体的计量腔。所述微流器件还可包括排放沟道以允许容纳在所述腔中的流体排放到所述腔的外部。所述微流器件还可包括阀以开启和/或关闭所述排放沟道。
离心力可以施加到所述入口沟道和/或所述出口沟道以使得所述流体能够移动。在示范性实施方式中，施加到所述出口沟道的离心力可以大于施加到所述入口沟道的离心力。根据另一示范性实施方式的一个方面，提供一种包括平台的微流器件，该平台包括腔，配置为在其中容纳流体；入口沟道，配置为将所述流体供应到所述腔中；以及出口沟道，与所述入口沟道分开设置，其中所述出口沟道配置为使得在所述腔填充有通过所述入口沟道引入的预定量的流体之后，引入到所述腔中的超过所述预定量的任何额外量的流体通过所述出口沟道离开所述腔。所述腔可包括配置来容纳和排放预定量流体的计量腔。
在所述平台的径向方向上，所述腔可以位于所述入口沟道的外侧。在所述平台的径向方向上，所述腔可以位于所述出口沟道的外侧。从所述平台的旋转中心到所述出口沟道的距离可以大于从所述平台的旋转中心到所述入口沟道的距离，使得在所述平台的旋转期间施加到所述出口沟道的离心力大于施加到所述入口沟道的离心力。所述入口沟道可包括第一入口沟道和第二入口沟道，所述第一入口沟道朝向所述腔引导所述流体，所述第二入口沟道将所述第一入口沟道连接到所述腔。所述出口沟道可包括第一出口沟道和第二出口沟道，所述第一出口沟道引导从所述腔排出的流体，所述第二出口沟道将所述第一出口沟道连接到所述腔。所述第二出口沟道可以从所述平台的径向方向朝所述第一出口沟道中流体的移动方向偏移预定角度，以确保从所述腔中排出的流体移动到所述第一出口沟道中。根据另一示范性实施例的一个方面，提供一种流体器件，包括平台；腔，配置为在其中容纳流体；入口沟道，连接到所述腔以提供流体到所述腔中；出口沟道，与所述入口沟道分开地连接到所述腔；排放沟道，连接到所述腔以排放容纳在所述腔中的流体；以及阀，设置在所述排放沟道处以开启或关闭所述排放沟道，其中在所述腔填充有从所述入口沟道引入的预定量的流体之后，引入到所述腔中的超过所述预定量的任何额外量的流体通过所述出口沟道离开所述腔。根据另一示范性实施方式的一个方面，提供一种用预定量的流体填充微流器件的腔的方法，所述方法包括通过所述微流器件的连接到所述腔的入口沟道将流体供应到所述腔中；在所述腔通过所述入口沟道填充有预定量的流体之后，允许引入所述腔中的超过所述预定量的任何额外量的流体通过所述微流器件的出口沟道离开所述腔，所述出口沟道与所述入口沟道分开地连接到所述腔；以及如果所述额外或过多流体的供应停止，则停止流体通过所述出口沟道的流出，从而允许预定量的流体保留在所述腔中。
通过以下结合附图对示范性实施方式的描述，上述和/或其他方面将变得明显且更容易理解，附图中图I是示出根据示范性实施方式的微流器件的外观的透视图；图2是示出根据示范性实施方式的微流器件的内部构造的平面图；图3是示出根据示范性实施方式的微流器件中包括的计量腔的放大透视图4是计量腔的放大平面图；以及图5是使用根据示范性实施方式的微流器件的样品测试装置的图。
具体实施例方式现在将详细参考示范性实施方式,其示例在附图中示出，附图中相似的附图标记通篇指代相似的元件。图I是示出根据示范性实施方式的微流器件的外观的透视图，图2是示出根据示范性实施方式的微流器件的内部结构的平面图。如图I和图2所示，微流器件10包括盘形平台11、在平台11中限 定的用于容纳流体的多个腔和用于流体流动的多个沟道、以及提供在平台11的侧表面处的条形码13。平台11可以关于其中心轴12旋转。提供在平台11中的腔和沟道可以在由平台11的旋转产生的离心力的作用下进行样品的移动、离心分离和/或混合。在示范性实施方式中，平台11可以由容易模制成型并具有生物学惰性表面性质的塑料形成，诸如亚克力、聚二甲基硅氧烷(PDMS)。然而，平台11不限于该实施方式，可以由具有化学和生物稳定性、优异的光学透明度和机械可加工性的其他材料形成。平台11可以由多层板构建。平台11可以通过在接触板的界面处形成对应于腔、沟道等的凹刻结构并将板彼此结合来提供空间和通道。例如，平台11可以由第一基板Ila和贴附到第一基板Ila的第二基板Ilb构成，或者可以包括第一板Ila和第二板Ilb且两者之间插设有分隔物(未示出)，该分隔物限定用于流体的容纳的腔和用于流体流动的沟道。此外，平台11可以具有各种其他构造。第一基板Ila和第二基板Ilb可以由热塑性树脂形成。将第一基板Ila和第二基板Ilb彼此结合可以通过各种方法实现，诸如粘合、胶粘齐U、双面胶带、超声熔接、激光焊接等。下面将描述布置在平台11内用于样品测试的示范性微流结构。样品可以是流体和密度大于流体的颗粒状物质的混合。例如，样品可以包括身体样品，诸如血液、唾液、粘液等。样品腔20可以限定在平台11的径向向内的位置以容纳预定量的样品。在样品腔20的顶部，可以提供样品注入口 14，样品通过注入口 14被引入到样品腔20中。在某些环境下，可能需要仅测试流体，而不是可包括流体和颗粒物质二者的整个样品。因此样品分离腔30可以沿径向提供在样品腔20的外侧以通过平台11的旋转而离心地分离样品。在示范性实施方式中，额外样品腔40可以提供在样品分离腔30的一侧。因此，如果过多的样品被注入到样品腔20中，则只有测试所需的预定量的样品保留在样品分离腔30中而多余的样品容纳在额外样品腔40中。样品分离腔30包括从样品腔20径向向外延伸的沟道形浮层收集区31和径向地位于浮层收集区31外侧以提供其中可容纳具有相对更大比重的沉淀物的空间的沉淀物收集区32。如果样品是血液，则在平台11的旋转期间，血球被收集在沉淀物收集区32中而具有比血球低的比重的血浆被收集在浮层收集区31中。因此，血液在样品分离腔30中被分为血球和血浆，血浆可以用于测试。
然后，样品被引入计量结构100中以计量测试所需要的预设量。虽然图2示出计量结构100被连接到样品分离腔30，但是微流器件10可能缺少样品分离腔30，因此计量结构100可以直接连接到样品腔20。剩余样品移除腔50可以提供在计量结构100周围以在通过计量结构100计量样品之后移除多余样品。至少ー个稀释腔60可以连接到计量结构100以接收预设量的样品。该至少ー个稀释腔60可以包括分别存储不同量的稀释缓冲剂的多个稀释腔(例如60a和60b)。多个稀释腔60的体积可以根据所需要的稀释缓冲剂的体积而变化。在示范性实施方式中，微流器件10包括分别容纳不同体积的稀释缓冲剂以呈现不 同稀释率的第一和第二稀释腔60a和 60b。此外，稀释腔61可以提供在平台内使得没有样品从样品分离腔30供应到稀释腔61。没有供应样品的稀释腔61用于获得标准值(例如正和/或负控制)并配置为容纳稀释缓冲剂。多个腔73可以提供在没有供应样品的稀释腔61的外側。腔73可以是空的或者可以填充有蒸馏水并用于获得检测标准值。分配沟道90连接到稀释腔60的出口。分配沟道90包括从稀释腔60的出ロ沿平台11的径向向外方向延伸的第一部分91a和从第一部分91a的外端周向延伸的第二部分91b。第二部分91b的远端可以连接到排气ロ(vent)(未示出)。排气ロ(未示出)可以定位得在利用离心カ将样品从稀释腔60转移到分配沟道90时防止样品的泄露。分配沟道90可以从其连接到稀释腔60的出口的前端到其连接到排气ロ(未示出)的后端(即贯穿包括第一部分91a和第二部分91b的整个部分)实现恒定的流阻。为了实现恒定的流阻，分配沟道90可以具有恒定的横截面积。由此，可以通过尽可能最大程度地排除流体分配期间可能的流体移动阻カ而实现快速和有效的样品分配。反应腔组70a和70b可以分别布置在第一稀释腔60a和第二稀释腔60b的外側。具体地，第一反应腔组70a提供在相应的第一稀释腔60a的外侧，第二反应腔组70b提供在相应的第二稀释腔60b的外側。姆个反应腔组70a或70b包括至少ー个反应腔71或72。反应腔71或72通过分配稀释缓冲剂的分配沟道90连接到相应的稀释腔60。在最简单的构造中，反应腔组70a或70b可以包括单个反应腔。反应腔71或72可以是密封腔。这里使用吋，术语“密封”是指每个反应腔71或72没有用于气体排出的排气ロ。各种类型或浓度的试剂可以预先引入到多个反应腔71和72中，该试剂引起与通过分配沟道90分配的样品稀释缓冲剂的光学可检测的反应。试剂可以以固相容纳在反应腔71和72中。光学可检测的反应的示例包括但不限于荧光和/或光学密度的变化。然而，反应腔71和72的目的不限于以上所述。在示范性实施方式中，多个反应腔71或72可以存储适合与相同稀释率的样品稀释缓冲剂反应的试剂。例如，第一反应腔组70a可以存储试剂诸如甘油三酸酯(TRIG)、总胆固醇(Chol)、葡萄糖(GLU)、尿素氮(BUN)等，其在100的稀释率(稀释缓冲剂/样品)下反应。类似的，第二反应腔组70b可以存储试剂诸如直接胆红素(DBIL)、总胆红素(TBIL)、Y -谷氨酰转移酶(GGT)等，其在20的稀释率(稀释缓冲剂/样品)下反应。
换言之，如果从第二稀释腔60b供应到相应的第二反应腔组70b的多个反应腔72的样品稀释缓冲剂具有与第一反应腔组70a不同的稀释率，则反应腔组70a和70b的反应腔71和72可以分别存储适合于样品的特定稀释率的试剂。反应腔71和72可以具有相同的容量，但不限于此。在根据测试项目需要不同容量的样品稀释缓冲剂或试剂的实施方式中，反应腔71和72的容量可以彼此不同。多个反应腔71和72可以是提供有排气口和注入口的腔。多个反应腔71和72通过入口沟道92独立连接到分配沟道90的第二部分91b。在示范性实施方式中，将各个腔彼此连接的沟道可以提供有阀，例如81、82、83和 84。阀81、82、83和84可以包括提供在样品分离腔30的出口侧的第一阀81、提供在剩余样品移除腔50的入口侧的第二阀82、提供在计量结构100的出口侧的第三阀83和设置在稀释腔60的出口侧以开启或关闭分配沟道90的第四阀84。这里使用的阀81、82、83和84可以是常闭阀。各个阀81、82、83和84可以是各种阀，诸如如果施加预定的压力或更大的压力时被动开启的阀(如毛细阀)，或者是响应于触发信号从外部接收功率或能量时主动操作的阀。在一个示范性实施方式中，微流器件10采用一个或多个相变阀，其通过从外部吸收能量而操作。每个阀设置在平台11的上下板之间并具有三维或平面的形状，如上所述。阀用于阻挡流体的流动并在高温时熔化以移动到相邻的空隙从而开启沟道。为了施加热到阀81、82、83和84，发光的外部能量源(222，见图5)可移动地设置在平台11的外侧。外部能量源222可以照射光到阀81、82、83和84所在的位置。因此，外部能量源222移动到阀81、82、83和84中根据盘型微流器件10的测试方案需要开启的任何一个上方，并照射光(或能量)到相应的阀81、82、83或84上以用于阀开启。阀81、82、83和84可以由相变物质形成，吸收电磁波然后产生热的发热颗粒分布在整个相变物质中。在一个示范性实施方式中，阀材料可以包括在室温时为固体的相变材料，诸如蜡。蜡可以在室温时为固体而当加热时变为液体。示范性的蜡包括但不限于石腊、微晶蜡、合成蜡、天然蜡等。发热颗粒的尺寸可以设置为能够在具有几百至几千微米宽度的沟道内自由移动。如果光(例如激光)照射到发热颗粒上，则发热颗粒的温度迅速升高。为了表现出上述性质，每个发热颗粒可以由金属性的核和疏水性的壳形成。例如，发热颗粒可以包括铁(Fe)核和由多种表面活性剂构成并结合到Fe核以包围Fe核的壳。作为发热颗粒的示例,可以采用分布在载体油中的商业上可获得的发热颗粒。发热颗粒不特定地限于这里为了示范的目的而提供的聚合物颗粒。在另一示范性实施方式中，发热颗粒可以为量子点或磁珠形式。在另一示范性实施方式中，发热颗粒可以为微金属氧化物，诸如 A1203、TiO2, Ta2O3> Fe203、Fe3O4 或 Η 2。在另一示范性实施方式中，发热颗粒可以以分散状态存储在载体油中。载体油也可以是疏水性的以允许具有疏水表面结构的发热颗粒均匀地分散在载体油中。因此，沟道(例如140)可以通过形成熔化的过渡材料和包含微小发热颗粒的载体油的均匀分散体并将该混合物引入到沟道140中而被封闭。
如果发热颗粒将所吸收的能量转化为热能，则颗粒迅速升温并将热能转移到周边区域。因此，蜡被热能熔化，导致阀崩溃和沟道开启。蜡可以具有适中的熔点。如果熔点过高，则从能量照射到阀开启的时间过分増加，使得难以精确控制阀开启时间。相反，如果熔点过低，则在没有光照射的状态下蜡可能部分熔化，由此引起流体泄露。在另ー示范性实施方式中，相变物质可以是凝胶或热塑性树脂。凝胶可以选自聚丙烯酰胺、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚こ烯胺等。热塑性树脂可以选自环烯烃共聚物(COC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚苯こ烯(PS)、聚甲醛こ缩醛聚合物(POM)、全氟烷氧基共聚物(PFA)、聚氯こ烯(PVC)、聚丙烯(PP)、聚对苯ニ甲酸こニ酯(PET)、聚醚醚酮(PEEK)、聚酰胺(PA)、聚砜(PSU)、聚偏ニ氟こ烯(PVDF)等。在一个示范性实施方式中，条形码13可以提供在平台11的侧表面。条形码13可以根据需要存储各种信息，包括但不限于制造数据、有效期数据等。条形码13可以选自各种类型的条形码。例如，条形码13可以是ー维条形码类型， 或者是ニ维条形码类型(例如矩阵码)以存储大量信息。在某些示范性实施方式中，条形码13可以被全息图、射频识别(RFID)标签或存储芯片取代，用于在其中存储信息。在条形码13被诸如存储芯片的存储介质取代使得能够读写信息的情况下，可以存储识别信息以及与样品测试结果、患者信息、血液采集/测试日期和时间以及测试是否已经执行相关的其他信息。在稀释腔60中被稀释之后，样品与试剂反应。如果试剂的量大于或小于预设量(即特定测试所需的量)，则与试剂反应的结果可能呈现低的可靠性。因此，微流器件10包括计量结构100以准确地计量预设量的样品用于将执行的特定测试。图3是示出根据示范性实施方式的微流器件中包括的计量腔的放大透视图，图4是计量腔的放大平面图。如图3和图4所示，计量结构100包括其中容纳流体的计量腔110、流体通过其供应到计量腔110中的入口沟道120、流体通过其流出计量腔110的出ロ沟道130、以及排放容纳在计量腔110中的流体的排放沟道140。计量腔110配置为容纳预定量的流体。计量腔110具有用于流体流入的入口 111和用于流体流出的出ロ 112。一旦计量腔110已经填充有预设量的流体，则任何额外引入的流体通过出口 112流出计量腔110。计量腔110还具有排放ロ 113以将容纳在计量腔110中的流体排放到外部。当计量腔110被填充有流体吋，S卩，当流体正在经过入口 111和出口112时，排放ロ 113保持在关闭状态以防止计量腔110中的流体通过其排放。在一个示范性实施方式中，流体通过平台11旋转期间产生的离心カ经入口 111引入到计量腔110中。入口 111在关于平台11的旋转中心的径向方向上可以设置得更靠近计量腔110的最内侧区域而不是最外侧区域。这可以防止在计量腔110充满流体之前流体通过入口 111回流，且还可以防止容纳在计量腔Iio中的流体通过排放ロ 113排放时部分流体通过入口 111泄露，因为由于离心力，计量腔110从其最外侧区域开始填充。在另ー示范性实施方式中，出口 112在关于平台11的旋转中心的径向方向上可以设置得更靠近计量腔110的最内侧区域而不是最外侧区域。出口 112靠近计量腔110的最内侧区域定位允许流体在计量腔110充满流体之后通过出ロ 112离开计量腔110。
一旦计量腔110充满预设量的流体，则排放口 113打开，导致容纳在计量腔110中的流体由于离心力通过排放口 113从计量腔110排放。为了确保所有流体通过排放口 113排放，排放口 113可以位于计量腔110的最大离心力作用区域，即，计量腔110的距离平台11的旋转中心最远的区域。入口沟道120在其一端连接到计量腔110的入口 111以将流体供应到计量腔110中。入口沟道120的另一端可以连接到图2所示的样品分离腔30。在平台11的旋转期间，流体通过离心力沿入口沟道120移动，被引入到计量腔110中。入口沟道120可以关于平台11的旋转中心周向地延伸。为了允许流体通过离心力移动到计量腔110,入口沟道120的至少靠近计量腔110的一部分可以从平台11的旋转中心径向地延伸。因此,入口沟道120可以包括第一入口沟道121和第二入口沟道122,第一入口沟道121沿平台11的周向延伸以在平台11的径向方向上与计量腔110间隔开，第二入口沟道122将第一入口沟道121与计量腔110的入口 111彼此连接。第二入口沟道122可以沿平台11的径向延伸以沿平台11的径向引导流体。由于提供第二入口沟道122，计量腔110的入口 111可以在关于平台11的旋转中心的径向方向上设置在计量腔110的最内侧区域处。出口沟道130的一端连接到计量腔110的出口 112。如果在计量腔110充满预设量的流体之后，额外或多余的流体通过入口沟道120被引入，则与额外或多余的流体相同量的流体离开计量腔110。出口沟道130可以关于平台11的旋转中心周向地延伸。为了允许流体通过离心力离开计量腔110，出口沟道130的至少靠近计量腔110的一部分可以从平台11的旋转中心径向地延伸。因此，出口沟道130可以包括第一出口沟道131和第二出口沟道132，第一出口沟道131沿平台11的周向延伸以在平台11的径向与计量腔110间隔开，第二出口沟道132将第一出口沟道131与计量腔110的出口 112彼此连接。第二出口沟道132沿平台11径向向内地引导流体并允许计量腔110的出口 112在关于平台11的旋转中心的径向方向上设置在计量腔110的最内侧区域。由于第二出口沟道132配置为在与施加到流体的离心力相反的方向上引导流体，所以流体需要克服施加到流体的离心力才能沿第二出口沟道132移动。如果在计量腔110充满流体之后流体通过入口沟道120被连续地引入，则计量腔110的内部压力上升。因此，流体可被计量腔110与出口沟道130之间的压力差推到出口沟道130中。为了确保流体沿第二出口沟道132移动，第二出口沟道132从平台11的径向向第一出口沟道131中的流体的移动方向偏移预定角度Θ。排放沟道140连接到计量腔110的排放口 113以从平台11的旋转中心径向向外延伸。排放沟道140提供有第三阀83，如图2所示。第三阀83在流体被供应到计量腔110时关闭排放沟道140。如果排放沟道140在计量腔110充满预设量的流体之后被开启，则容纳在计量腔110中的流体由于离心力通过排放沟道140从计量腔110排放。因此，在排放沟道140被第三阀83关闭的状态下，计量腔110连接到入口沟道120和出口沟道130以限定沿入口沟道120和出口沟道130的流动路径。即，计量腔110构成流体流动路径的一部分。在计量腔110充满流体之后，通过入口沟道120引入计量腔110的任何量的额外或多余的流体通过出ロ沟道130离开计量腔110。为了确保流体通过出ロ沟道130有效率地离开计量腔110，平台11的旋转期间施加到沿出口沟道130移动的流体的离心カ的大小可以大于施加到沿入口沟道120移动的流体的离心力。具体地，当第一入口沟道121和第一出ロ沟道131关于平台11的旋转中心周向地延伸时，施加到沿第一出ロ沟道131移动的流体的离心カ可以大于施加到沿第一入口沟道121移动的流体的离心力。当从平台11的旋转中心到第一出ロ沟道131的距离r2大于从平台11的旋转中心到第一入口沟道121的距离rl吋，这可以实现。虽然以上已经描述了计量腔110，但是该描述适用于设计来容纳预设量的流体的所有腔或结构。
图5是使用根据示范性实施方式的微流器件的样品测试装置的图。样品测试装置包括旋转微流器件10的主轴马达205、数据读取器件230、阀开启器件220、检测器件240、输入器件210、输出器件250、诊断数据库(DB) 260和控制上述器件的控制器270。主轴马达205可以开始或停止微流器件10的旋转以允许微流器件10达到特定位置。虽然没有示出，但是主轴马达205可以包括马达驱动器件以控制微流器件10的角位置。例如，马达驱动器件可以使用步进马达或DC马达。数据读取器件230例如可以是条形码读取器。数据读取器件230读取存储在条形码13中的数据并将该数据传输到控制器270。控制器270基于所读取的数据操作各个器件以驱动样品测试装置。提供阀开启器件220以开启或关闭微流器件10的阀。阀开启器件220可以包括外部能量源222和将外部能量源222移动到任何ー个需要被开启或关闭的阀的移动单元224和 226。发射电磁波的外部能量源222可以是照射激光束的激光源，或者可以是发光二极管或氙灯以发射可见光或红外光。具体地，激光源可以包括至少ー个激光二极管。移动单元224和226用于调节外部能量源222的位置或取向，以允许外部能量源222将能量聚集到微流器件的期望区域，即聚集到将要开启或关闭的阀。移动单元224和226可以包括驱动马达224和齿轮226以将安装在其上的外部能量源222通过驱动马达224的旋转移动到将要开启或关闭的阀上方的位置。移动单元可以通过各种机构实现。检测装置240可以包括至少ー个光发射元件241和对应于光发射元件241布置的光接收元件243。因此，光接收元件243用于接收已经穿过微流器件10的反应区域的光。光发射元件241是能以预定频率开启或关闭的光源。示范性的光源包括但不限于诸如发光二极管(LED)、激光二极管(LD)等的半导体发光器件和诸如卤素灯、氙灯等的气体放电灯。光发射元件241定位为允许从其发射的光通过反应区域到达光接收元件243。光接收元件243用于根据入射光的強度产生电信号。例如，光接收元件243可以是耗尽层光电ニ极管、雪崩光电ニ极管(APD)、光电倍增管(PMT)等。控制器270控制主轴马达205、数据读取器件230、阀开启器件220、检测器件240等以确保样品测试装置的有效操作。此外，控制器270搜索诊断DB 260以用于从检测装置240检测到的信息与诊断DB260之间的对比分析，由此测试微流器件10上的反应区域中接收的血液是否存在疾病。输入器件210用于输入引入到微流器件10中的样品的种类和/或根据注入的样品的种类的可能测试项目，并可以采取例如提供在样品测试装置处的触摸屏的形式。输出器件250用于输出诊断结果和操作的完成。输出器件250可以是诸如液晶显示器(LCD)的可视化输出器件、诸如扬声器的音频输出器件或者是音频-可视化输出器件。从以上描述明显的是，计量腔防止了流体的泄露，直到该腔被流体充满，由此防止了计量腔被流体不充分地填充。此外，计量腔可以被填充准确预设量的流体。因此，在测试中可以使用准确量的流体，导致流体测试结果的可靠性提高。
虽然已经示出并描述了示范性实施方式，但是本领域技术人员应该理解，可以在这些实施方式中进行变化而不背离本发明概念的原理和精神，本发明概念的范围由权利要求书及其等同物限定。
权利要求
1.一种微流器件，包括 平台，所述平台包括 腔，配置为在其中容纳流体； 入口沟道，配置为将所述流体供应到所述腔中；以及 出口沟道，连接到所述腔并与所述入口沟道分开设置，其中所述出口沟道配置为使得在所述腔填充有通过所述入口沟道引入的预定量的流体之后，引入到所述腔中的超过所述预定量的任何额外量的流体通过所述出口沟道离开所述腔。
2.根据权利要求I所述的微流器件，其中所述入口沟道包括第一入口沟道和第二入口沟道，所述第一入口沟道将所述流体朝所述腔引导，所述第二入口沟道将所述第一入口沟道连接到所述腔。
3.根据权利要求I所述的微流器件，其中所述出口沟道包括第一出口沟道和第二出口沟道，所述第一出口沟道引导从所述腔排出的流体，所述第二出口沟道将所述第一出口沟道连接到所述腔。
4.根据权利要求3所述的微流器件，其中所述第二出口沟道从所述平台的径向方向朝所述第一出口沟道中流体的移动方向偏移预定角度，以确保从所述腔中排出的流体移动到所述第一出口沟道中。
5.根据权利要求I所述的微流器件，其中所述腔是配置来容纳和排放预定量流体的计量腔。
6.根据权利要求I所述的微流器件，还包括排放沟道，所述排放沟道连接到所述腔并配置为允许容纳在所述腔中的流体排放到所述腔的外部。
7.根据权利要求6所述的微流器件，还包括阀以开启或关闭所述排放沟道。
8.根据权利要求I所述的微流器件，其中离心力施加到所述入口沟道和所述出口沟道以使得所述流体能够移动，且其中施加到所述出口沟道的离心力大于施加到所述入口沟道的离心力。
9.根据权利要求I所述的微流器件，其中在所述平台的径向方向上所述腔位于所述入口沟道的外侧。
10.根据权利要求I所述的微流器件，其中在所述平台的径向方向上所述腔位于所述出口沟道的外侧。
11.根据权利要求I所述的微流器件，其中从所述平台的旋转中心到所述出口沟道的距离大于从所述平台的旋转中心到所述入口沟道的距离，使得在所述平台的旋转期间施加到所述出口沟道的离心力大于施加到所述入口沟道的离心力。
12.一种用预定量的流体填充微流器件的腔的方法，所述方法包括 通过所述微流器件的连接到所述腔的入口沟道将流体供应到所述腔； 在所述腔通过所述入口沟道填充有预定量的流体之后，允许引入所述腔中的超过所述预定量的任何额外量的流体通过所述微流器件的出口沟道离开所述腔，所述出口沟道与所述入口沟道分开地连接到所述腔；以及 如果通过所述入口沟道的流体供应停止，则停止流体通过所述出口沟道的流出，从而允许预定量的流体保留在所述腔中。
全文摘要
提供一种微流器件和用预定量的流体填充微流器件的腔的方法。该微流器件包括腔，配置为在其中容纳流体；入口沟道，连接到腔以将流体供应到腔；以及出口沟道，连接到腔并与入口沟道分开设置。出口沟道配置为使得在腔填充有通过入口沟道引入的预定量的流体之后，引入到腔中的超过预定量的任何额外量的流体通过出口沟道离开腔。
文档编号B01L3/00GK102631956SQ20121002796
公开日2012年8月15日 申请日期2012年2月9日 优先权日2011年2月9日
发明者李英均, 李钟建, 金罗熙 申请人:三星电子株式会社