微流体传输系统的制作方法

专利名称：微流体传输系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及流体管理系统，例如泵、阀等，更特别的涉及微流体管理 或传输系统，例如微型泵、微型阀、微型电机等及其制造，其中微流体管 理系统配置和设计成控制流体在微环境或微小环境中的流动。本发明还涉 及微机电系统(MEMS)及多种微流控装置。
背景纟支术
由于近来的已经使得能够在微小环境中形成和操作功能流体输送或传 输系统的技术进步，与诸如微型泵、微型阀、微型电机等微流控装置相关 的微流控领域已经获得了显著的发展动力。这种技术的一些已实现的和可 能的应用还促进了对微流控装置的兴趣。
微流控装置允许对特别少量的流体进行控制以完成工作或其它任务。 微流控装置包括多种用于在装置中控制和分析流体的部件。典型地，这些 元件从由硅、玻璃、陶瓷、塑料和/或石英制成的基底微制作而成。这些流 体处理部件通过蚀刻在同一基底中的微流道连接，流体在流体推进/驱动机 构的控制下通过这些微流道流动。电子部件也可制作在基底上，使得传感 器和控制回路能^皮组合在同 一装置中。因为所有元件都使用常规的光刻技 术制成，多部件装置可容易地组装在复杂的集成系统中。
与已有相关微流控装置或系统有关的一个问题是难以流体连接内部部 分与外部部分，例如在形成诸如输入端口和输出端口的各种端口时便是如
7此。尽管形成通过泵和阀的各种流体通道在常规的泵和阀中容易实现，但 是，普通方法在微小环境中证明是不可行的。事实上，很难使用普通制造 方法在玻璃管中钻孔或机加工孔。因此，现有制造方法限制了微流体装置 或系统的尺寸，尺寸的限制导致其应用的相应限制。换句话说，如果制造 方法的改进能达到使得系统能被制造得明显更小的程度，那么，微小流体 传输系统的使用还有一些潜在的应用。
诸如微型泵的微流控装置的发展已产生了一种特殊的应用，即，通常
所指的芯片实验室技术(lab on a chip technology),这可提供医学、工业 及其它领域中的显著的进步。事实上，已做过多种尝试以通过将可实现流 体传输作用的流体传输元件小型化来将微流控装置组合在芯片上。
许多微流控装置由电磁力和压电力致动。其它的可由气力、热气力、 热电力、形状记忆合金及其它力致动。

发明内容
本发明力图通过提供一种微流体传输系统来解决已有技术固有的问题 和缺陷，该微流体传输系统设计成用于微环境中和提供简单有效的泵作用 和阀作用。
本发明可克服已有技术的缺陷的一种方法是用通往形成于长形体部中 的 一个或多个内孔的槽来代替在微型泵或微型阀体側面中钻出或机加工出 的通道孔。槽可由多种方法产形成且易于在微环境中制造。槽可用容纳系 统覆盖或隔离，该容纳系统用于形成流体通道和控制流体按预期方式的流 动。
依照示例性实施例，如这里所述和广泛说明的，本发明的特征在于一 种用于在微环境中传输流体的微流体传输系统，其中，该微流体传输系统 包括(a)具有第一端部和第二端部及外表面的长形体部；(b)形成于 长形体部内的多个内孔，该内孔沿着长形体部的长度的至少一部分延伸，
以在其中运送流体；和(c)至少一个互连槽，该至少一个互连槽在关键的、 预先确定的位置和取向上与长形体部内的所述多个内孔中的至少两个相交，以流体连接所述至少两个内孔和限定通过长形体部的多个可能的流体 通道。
该微流体传输系统还包括至少一个通道槽，该通道槽在关键的、预先 确定的位置和取向上与长形体部内的所述多个内孔中的一个相交，以使该 通道槽和该内孔互相流体连通，该通道槽还限定了长形体部内的附加的可 能的流体通道。
该孩￡流体传输系统还包括设置于所述多个内孔中的每一个内的至少一 个杆，所述杆被选择性地定位，以限定一特殊的预先确定的流体通道和随 后的流体流动路径，以及操纵和控制通过该流体流动路径的流体流动。
该微流体传输系统还包括配置用来封装和容纳长形体部的壳体，其中，
该壳体包括(i)配置成接纳该长形体部的内部部分；(ii)将该壳体密 封到长形体部以防止在该壳体和该长形体部之间的意外流体流动的多个密 封件；(iii)形成于该壳体内且与长形体部流体连接以使流体传送通过该 壳体的至少一个流体通道。
本发明的特征还在于一种微型流体泵，包括(a)具有多个内孔的长 形体部，所述内孔形成于长形体部内且沿着所述长形体部的长度的至少一 部分延伸，以在其中运送流体；(b)至少一个互连槽，该互连槽在关键的、 预先确定的位置和取向与所迷内孔中的至少两个相交，以流体连接所述至 少两个内孔；(c)至少一个通道槽，其在关键的、预先确定的位置和取向 与所述内孔中的一个相交，以与该内孔流体连通，所述多个内孔、互连槽 和至少一个通道槽用于限定通过长形体部的多个流体通道；(d)可滑动地 布置在所述多个内孔中的每一个内的至少一个杆，该杆中包括至少一个凹 部，以便当选择性地定位在内孔中时促使在选定的流体流动路径周围的流 体流动；和(e)用于致动所述至少一个杆的机构，以便使所述杆移动iiA 一位置，以限定一特殊的、预先确定的流体流动通道和流体流动路径，和 泵送流体通过该预先确定的流体流动通道。
#:型流体泵还包括重新定位所述至少一个杆，以限定另一预先确定的 流体流动通道和流体流动路径。200880012972.5
说明书第4/21页 本发明还的特征还在于制造微流体传输系统的方法，其中，该方法包
括(a)形成具有第一端部和第二端部的长形体部；(b)在长形体部内 形成多个内孔，该内孔沿着长形体部的长度的至少一部分延伸，以在其中 运送流体；(c)在长形体部内形成互联槽，以与所述多个内孔中的至少两 个相交和流体连接，从而限定通过长形体部的多个可能的流体通道。
该方法还包括在长形体部内形成至少 一通道槽，该通道槽与所述多个 内孔中的 一个相交和流体连接，该通道槽还限定了附加的可能的流体通道。
本发明的特征还在于一种用于在微环境中传输流体的方法，其中，该 方法包括(a)提供一微流体传输系统，该系统包括(i)具有第一端 部和第二端部的长形体部；(ii)位于长形体部内的多个内孔，该内孔沿着 长形体部的长度的至少一部分延伸，以在其中运送流体；(iii)至少一个 槽，该槽在关键的、预先确定的位置和取向与所述多个内孔中的至少一个 相交，以限定通过长形体部的多个可能的流体通道；和(iv)可滑动地布 置在所述多个内孔中的每一个内的至少一个杆，该至少一个杆可在所述内 孔中的每一个内选择性地定位，以限定多个特殊的、预先确定的流体流动 路径；(b)将该微流体传输系统置于至少部分容纳有流体的微环境中；和 (c)致动所述至少一个杆使其移动至所述内孔内的一位置，以限定流体传 输通过其中的特殊的、预先确定的流体流动通道和流体流动路径。


从下面结合附图的描迷和所附权利要求中能更充分地说明本发明。应 理解，这些图只是描述本发明的示例性实施例，因此它们不能被认为是其 范围的限制。容易理解，本发明的一般描述和如图所示的部件可以按多种 不同的构造布置和设计。然而，将通过使用附图将本发明描述和说明成具 有附加的特征和细节，其中
图1示出了根据本发明的一示例性实施例的微流体传输系统的透视
图2示出了根据本发明的另一示例性实施例的微流体传输系统的透视
10图3示出了根据本发明再一示例性实施例的微流体传输系统的透视
图4示出了类似于图3-A的根据本发明又一示例性实施例的微流体传 输系统的透视图5-A至5-D示出了构造成微型泵的图3-A中的示例性的微流体传输 系统，以及在进行示例性的泵作用周期中微流体传输系统及其部件的多个 运行阶段；
图6示出了根据本发明又一示例性实施例的微流体传输系统的透视
图7示出了根据本发明又一示例性实施例的微流体传输系统的透视
图8-A至8-C分别示出了容纳在箱式模具(potting mold )中的微流体 传输系统的透视、侧视和前视图9示出了根椐本发明又一示例性实施例的微流体传输系统的透视
图io示出了根据本发明又一示例性实施例的微流体传输系统的透视
具体实施例方式
下文对本发明示例性实施例的具体描述参考附图进行，这些附图形成 本文的一部分，且在其中示意性地示出了可实现本发明的示例性实施例。 虽然这些示例性实施例描述得足够详细以使本领域的技术人员能实现本发 明，但是，需要理解，可以设想其它实施例，并且可以对本发明做出各种 改变而不偏离本发明的精神和范围。因此，下文对本发明如图1至10所示 的实施例的更多详细描述不应被认为限制本发明所要求保护的范围，而只 是为了说明而非限制的目的，以描述本发明的特点和特征、提出本发明的 最佳实施方式、和足以使本领域的技术人员能实现发明。因此，本发明的
ii范围仅由所附权利要求限定。
参照附图能更好地理解下文对本发明的详细描迷和示例性实施例，其 中，本发明的元件和结构由附图标记指示。
在最一般意义上和对下文讨论的各个实施例普遍适用地，本发明的特 征在于一种包括长形体部——典型地是实心体部结构的形式一一的微流体 传输系统，其中，在该长形体部中形成有一个或多个纵向内孔或内孔。在 该长形体部中还形成有 一个或多个端口或槽，以与所述一个或多个内孔流 体连接。所述端口或槽配置用来在关键的、预先确定的位置和方向与内孔 相交，以限定多个通过所述长形体部的可能的流体通道。微流体传输系统 可设计和配置成用作微型泵、微型阀、微型传感器和其它微流控装置。
本发明的一个特别的优点是能够制造一种微小流体传输系统，该微小 流体传输系统可被用于以前用已有的相关微流体传输系统难以实现的应用 中。由于用来形成本发明的^t流体传输系统的独特的制造技术或方法，本 发明的微流体传输系统可以制造得更小。使用这种方法或技术，可使很小 的操作系统例如泵和阀在所关注的各区域运行，以便产生新的微机电系统
(MEMS)装置、提供芯片实验室操作、用作可植入系统或其它。实际上， 一个吸引人的用途是可植入微流控装置，其能够为了诸如药物输送等一个 或多个目的而被插入人体中。
该微流体传输系统还包括设计成分别可滑动地安装在一个或多个内孔 中的一个或多个杆。这些杆设计成^皮选择性地定位和重新定位，以限定通 过长形体部、特别是通过内孔和端口的各种特殊的和预先确定的流体通道 和随后的流体流动路径，并操纵和控制流体通过长形体部的流动。本质上， 杆的移动和定位规定了流体通过微流体传输系统的运动。
参照图1,示出了根据第一示例性实施例的微流体传输系统，其中， 该微流体传输系统包括配置用于简单的流体流动管理的单一 内孔设计。如 图所示，该微流体传输系统10可用作微型泵或微型阀，取决于长形体部和 杆的结构设计。在第一种示例性的方面或结构设计中，微流体传输系统IO 设计用作微型泵。特别地，微流体传输系统10包括长形体部14，其具有第一端部18、第二端部22、外表面26和外直径d。。长形体部14内沿纵向形成有直径为dj的圆形横截面的单一内孔30。内孔30包括优选定向成与长形体部14的纵向中心轴线同轴的中心轴线，由此将内孔30定位在长形体部14中央。然而，内孔30还可形成为使其中心轴线向任何方向偏离长形体部14的纵向轴线。
长形体部14还包括输>、端口 40和输出端口 44。输入端口 40和输出端口 44在长形体部内才黄向于内孔30形成。此夕卜，输入端口 40和输出端口44从长形体部14的外表面26延伸至内孔30。因此，输入端口40和输出端口 44流体连接于内孔30。输入端口 40和输出端口 44还用于将内孔30流体连接至紧紧围绕长形体部14的环境中，或连接到与端口 40和44关联的壳体或管或其它结构。
参考这里讨论的所有实施例，除非以其它方式注释，长形体部是孩支小尺寸的，优选直径在1000-2000孩史米范围内、长度在10，000-20，000孩支米(l-2cm)范围内。也可考虑其它符合本发明的目标和用意或目的的^L小尺寸。此外，长形体部优选由玻璃材料制成。也可考虑其它材料，例如包括氧化物、碳化物、氮化物和其它高熔点非金属的陶瓷材料、石英材料、氧化铝材料、云母材料、白云石材料、锆石材料、氧化镁材料、蓝宝石材料、整体材料(monolithic material)、钙质材料、氮化物材料、尖晶石材料以及这里没有明确列举的材料。
^b危体传输系统10还包括一个或多个可装配且可滑动地布置在长形体部14的内孔30内的杆。如图所示，微流体传输系统10包括两分离的杆，即杆48-a和48-b，它们配置用来在内孔30内选择性地前后移动，以到达特定位置来相应地泵送流体。在内孔30中和围绕输入端口 40及输出端口44选择性地定位每个活塞杆48-a和48-b用于控制流体流动通过长形体部14，尤其通过内孔30及输入端口 40和输出端口 44。
此外，控制每个活塞杆48-a和48-b相对于彼此的移动用于主动地泵送流体经过流体传输系统IO。因此，本发明还包括多种不同的用于以可选方式致动或摆动活塞和阀杆的装置，以控制流体通过内孔及任何流体通道一 一该流体通道与内孔相交和将内孔流体连接于长形体部的外表面一一
的流动。在一示例性实施例中，杆通过; 兹力源实现可搮作性，其中，可选择性地致动一磁体来致动杆，每个(杆)包括与其耦合的金属部件。在另一示例性实施例中，杆由可作用于每个杆的螺线管致动。通过将杆配置有金属部件，螺线管可与长形体部的第一端部和第二端部中的每一个可操作地耦合，其中螺线管可通过向其提供电流而被致动，以选择性地控制杆在内孔内的双向移动。在又一个示例性实施例中，可利用机电系统致动或摆动杆。
活塞杆48-a和48-b配置有比内孔30的直径dj略小的外径dr,从而使得杆48能适配并在内孔30中滑动。活塞杆48-a、 48-b与内孔30的内表面可配置为于其间包括间隙公差，这阻止流体流动溢出各端部和围绕活塞杆48-a和48-b的各表面62-a和62-b,或允许流体溢出各端部和围绕活塞杆48-a和48-b的各表面62-a和62-b的预定的流动，这取决于应用有微流体传输系统10的整个系统的特殊的流动要求。
关于这里讨论的所有实施例，除非以其它方式注释，杆(活塞或阀)也是微小尺寸的，典型地直径在200-300微米范围内，长度在10,000-30,000微米(l-3cm)范围内。与本发明的精神相符的其它微小尺寸也在考虑范围内。
活塞杆48-a和48-b由玻璃材料构成，尽管其它材料也可用于其制造过程中，如上文关于长形体部14的讨论中所述。
在一示例性的泵送操作中一一其使用图1所示和这里所述的微流体传输系统10的示例性的中心定位的单一内孔的实施例，确定单个微型泵作用周期可说明为四个步骤。第一步，将活塞杆48-a的第二端部52-a定位于输入端口40左侧，同活塞杆48-b的第一端部50-b—样，由此关闭输入端口 40和输出端口 44两者。第二步，使活塞杆48-b远离活塞杆48-a和输入端口 40移动，以此打开输入端口 40并通过输入端口 40将流体吸入内孔30。将活塞杆48-b移动一粉巨离以使其第一端部部50-b位于输出端口 44右侧，以此打开输出端口44。第三步，使活塞杆48-a向活塞杆48-b和输出端口44移动。活塞杆48-a这种方式的移动有效地关闭输入端口 40，并 随后迫使输入流体通过内孔30和流出输出端口 44。活塞杆48-a可移动直 至所有或一部分流体从系统IO中排出。第四步，使活塞杆48-a和48-b位 于步骤l中描述的起始位置，重复所述过程，由此使得能在微小环境中泵 送流体。
实际上，按需要围绕或相对于输入端口 40和输出端口 44选择性地定 位和重新定位杆48-a和48-b用于打开和关闭这些端口和长形体部14，并 因此控制流体通过其中的流动。换句话说，活塞杆48-a和48-b的选择性 定位用于在微流体传输系统10中产生各种使流体按计划传输通过的流体 通道。例如，为打开输入端口 40和关闭输出端口 44，可定位活塞杆48-a 使其端部52-a位于输入端口 40前面，或如图1所示在输入端口 40左侧， 可定位活塞杆48-b 4吏得输出端口 44位于活塞杆48-b的第一端部50-b和 第二端部52-b之间。在该构型中，流体只可流动通过输入端口。显然，仅 通过在内孔30中定位和重新定位或重新布置活塞杆48-a和48-b,其它构 型也是可能的，例如同时打开或关闭输入端口 40和输出端口 44,或关闭 输入端口 40而打开输出端口 44,或反之。在内孔30中选择性定位和重新 定位或重新布置活塞杆48-a和48-b可根据需要经常进行，以形成流入和 流出和在微流体传输系统10中的所需的流体通道和相应的流体流动路径。
应注意，除了或替代上迷主动的泵作用功能，活塞杆48-a和48-b可 配置成执行一个或多个被动的阀作用功能，这对该领域的技术人员是显而 易见的。
图1还示出了微流体传输系统10的一种替换的示例性结构设计，其中 上述活塞杆48-a和48-b替换为单个阀杆，所示为阀杆66,并增加了两个 端口，所示为流体连接于内孔30的输出端口 40-a和44-a。该替换结构允 许微流体传输系统10作为微型阀以被动状态操作，而不是被用来使系统 10主动泵送流体。阀杆66以与结合的阀杆48-a和48-b相似的方式作用， 即，管理流体流动通过内孔30和输入端口 40和(现在的输入端口 ) 44及 长形体部14的增加的输出端口 40-a和44-a。输出端口 40-a和44-a可定位
15成与输入端口 40和44正好对齐，或它们可^皮偏置，如图1中所示。
阀杆66包括蚀刻或以其它方式形成于其表面72中的凹部74。与阀杆 66剩余部分的横截面积或直径相比，凹部74具有减小的横截面积或较小 的直径。定位阀杆66使凹部74与输入端口 40和输出端口 40-a对齐，这 有效地用于打开该端口 ，为流体的流动提供通道。凹部74也可选择性定位 在输入端口 44和输出端口 44-a上方，以按需要选择性打开和关闭这些端 口。因此，加压流体被允许根据阀杆66的位置流动通过系统10。可选择 地，阀杆66可包括第二凹部，以虚线示出为适当形成于阀杆66的表面72 中的凹部74-b，由此减少调节或管理流体流动通过内孔30、输入端口 40 和44及输出端口 40-a和44-a时阀杆必须移动的距离。
参考图2,所示为根据第二示例性实施例的微流体传输系统，其中， 该微流体传输系统包括为微流体流动传输和管理配置的双内孔设计。如图 所示，微流体传输系统110可用作微型泵或微型阀，取决于系统和杆的结 构i更计和功能，如下文所述。
在第一示例性方面或结构设计中，微流体传输系统110配置成用作樹: 型泵。特别地，微流体传输系统110包括具有第一端部118、第二端部122、 外表面126和外直径d。的长形体部114。长形体部114内沿纵向形成有圆 形横截面且直径为du的第一内孔130。尽管第一内孔130可延伸长形体部 114的长度，所示只延伸长形体部114长度的一部分。这样，长形体部114 用作流经第一内孔130的流体的障碍。长形体部114内也沿纵向形成有第 二内孔132。第二内孔132也是圆形横截面的，直径为di2。同样，尽管笫 二内孔132可延伸长形体部114的长度，所示的只延伸长形体部114长度 的一部分。这样，第一内孔130和第二内孔132的纵向或中心轴线互相偏 置且平行。
长形体部114还包括输入端口 140和输出端口 144。输入端口 140和 输出端口 144在长形体部内横向于第一内孔130和第二内孔132形成。此 外，输入端口 140和输出端口 144从长形体部114的外表面126伸出并穿 过第一内孔130和第二内孔132。因此，输入端口 140和输出端口 144流体连接于第一内孔130和第二内孔132中的每一个。如图所示，输入端口 140和输出端口 144也将第一内孔130流体连接于第二内孔132。输入端口 140和输出端口 144还用于将第一内孔130和第二内孔132流体连接到紧 紧围绕长形体部114的外部环境，或连接到与端口 140和144相关的壳体 或管或其它结构。
微流体传输系统110还包括一个或多个可装配且可滑动地设置在长形 体部114的第一内孔130和第二内孔132内的杆。如图所示，微流体传输 系统110包括两个分离的杆，即活塞杆148和阀杆166。活塞杆148配置 成在第一内孔130内选择性地来回移动，以到达特定位置来相应地泵送流 体。活塞杆148优选具有不变的横截面。
另一方面，阀杆166配置成在第二内孔132内选择性地来回移动，以 打开和关闭输入端口 140和输出端口 144。阀杆166包括其上形成有一个 或多个凹部的大体不变的横截面，所示为第一凹部174-a和第二凹部174-b, 其用来在与输入端口 140和输出端口 144对齐时由于其减小的横截面而使 流体流动通过输入端口 140和输出端口 144。凹部174-a和174-b设计成具 有该领域的技术人员所能获知的预先确定的适当的长度。实质上，活塞杆 148和阀杆166设计为互相协同工作，以在微流体传输系统110中实现各 种泵作用和/或阀作用状态。
分别在第一内孔130和第二内孔132中和关于输入端口 140和输出端 口 144选择性地定位活塞杆148和阀杆166用以控制流体流动通过长形体 部114，尤其是通过内孔130和132及输入端口 140和输出端口 144。系统 IO可用作泵或阀，取决于杆的结构和主动/被动状态。
与上面讨论的杆相似，活塞杆148和阀杆166分别具有外直径d^和 dr2,其分别略小于第一内孔130和第二内孔132的直径du和di2,因此允 许杆148和166安装和在其相应的内孔内滑动。活塞杆148与内孔130的 内表面可配置为于其间包括间隙公差，这阻止流体流动溢出端部152和围 绕活塞杆148的表面154,或允许流体溢出端部152和围绕活塞杆148的 表面154的预先确定的流动，这取决于应用有微流体传输系统10的整个系
17统的特殊流动要求。同样，阀杆166和内孔132的内表面可配置为于其间 包括间隙公差，这阻止流体流动溢出端部168和围绕阀杆166的表面172， 或允许流体溢出端部和围绕阀杆166的表面172的预先确定的流动。
在使用图2所示和这里所述的双内孔微流体传输系统110的示例性的 微型泵作用操作中，确定单个泵作用周期说明为四个步骤。第一步，将活 塞杆148定位成使其全部或大体上位于第一内孔130内。相反地，将阀杆 166定位成使第一凹部174-a和输入端口 140对齐，从而打开输入端口 140。 输出端口144因此关闭。第二步，阀杆166保持固定，使活塞杆148朝向 第 一 内孔130的开口移动，该操作抽吸流体通过输入端口 140进入第 一 内 孔130。第三步，活塞杆148保持固定，将阀杆166重新定位或重新布置， 以寸吏第二凹部174-b和输出端口 144对齐，从而打开输出端口 144并关闭 输入端口 140。第四步，在输出端口 144由此打开时，使活塞杆148再次 移动进入第一内孔130。以这种方式移动活塞杆148用以迫使或驱使输入 第一内孔130的流体从输出端口 144出来。根据需要经常地和以任何频率 重复这些步骤以实现预期的泵作用操作。
在使用图2所示和这里所述的双内孔微流体传输系统110的示例性的 微型阀作用操作中，活塞杆148被除去(封堵第一内孔130)或保持在允 许输入端口 140和输出端口 144流体连接的位置。另一方面，为了管理或 控制通过系统110的加压流体的流动，移动阀杆166以打开和关闭输入端 口 140和输出端口 144。
显而易见，本发明的微流体传输系统可包括多个分别形成于长形体部 内的输入端口和输出端口及多个内孔。对该领域的技术人员同样显而易见 的是，输入端口和输出端口可位于沿长形体部的长度的任何位置，且内孔 可相对于彼此定位在任何位置。内孔的数量可决定搮作微流体传输系统所 需的杆的数量。此外，输入端口和输出端口的数量和位置可决定操作系统 所需的杆的类型和结构。
参考图3-A和3-B，示出了根据本发明第三示例性实施例的微流体传 输系统210。在此具体示例性实施例中，长形体部214包括第一端部218、
18第二端部222、外表面226和外直径d。。长形体部214内沿纵向形成有圆 形横截面且直径为du的第一内孔230。长形体部214内还沿纵向形成有第 二内孔232。第二内孔232也是圆形横截面的，直径为dc。这样，第一内 孔230和第二内孔232的纵向或中心轴线互相偏移且平行。
长形体部214内还形成有三个槽，示出为互连槽280和通道槽284及 288。互连槽280配置成流体连接第一内孔230和第二内孔232。互连槽280 通过切割或其它方式从长形体部214上去除一薄片材料而形成在长形体部 中，其从上表面226开始延伸通过长形体部214直至与第一内孔230和第 二内孔232相交。换句话说， 一槽从表面226开始，延伸直至分别与第一 内孔230和笫二内孔232相交。通过以这种方式形成槽，第一内孔230和 第二内孔232不只是互相之间、而且也和上表面226流体连通，以此使它 们能与围绕和包围长形体部214的外部环境或壳体一一例如其中具有输入 端口和输出端口的壳体——流体连通。
在一优选方面，互连槽280可形成为使其取向横向于或垂直于第一内 孔230与笫二内孔232的纵向轴线。在此取向上，在所示实施例中，互连 槽280包括一切口，该切口延伸过长形体部214的大体一半，从而延伸过 第 一 内孔230和第二内孔232的大体一半，这些都分别示出为对称地位于 长形体部214中央。然而，不论第一内孔230和第二内孔232的位置或取 向如何，都可形成仍流体连接这两个内孔的互连槽280。实质上，不管它 们在长形体部214内的位置如何，第一内孔230和第二内孔232都设计成 通过互连槽280流体连接。可选择地，互连槽280可在相对于第一内孔230 和第二内孔232的纵向轴线的其它取向上形成，例如以斜的取向，这可为 该领域的技术人员认知和显而易见。
另一方面，通道槽284和288配置成流体连接单个内孔与外表面226， 即，分别将第一内孔230或第二内孔232连接至上表面226。在所示实施 例中，通道槽284配置成将第一内孔230流体连接至上表面226，如图所 示。通道槽284包括薄的切口，该薄的切口从上表面226延伸、穿过长形 体部214、在与第 一 内孔230相交处到达第 一 内孔230。不同于互连槽280,通道槽284取向成使其只与一个内孔、即第一内孔230相交。以这种方式， 通道槽284将第一内孔230和长形体部的上表面226流体连接。此外，通 道槽284通过第 一 内孔230流体连接到互连槽280。图3-B示出了互连槽 280和通道槽284两者的取向和交叉。通道槽284可配置成用作流体输入 端口或流体输出端口。
同样，通道槽288配置成以与通道槽284相似的方式流体连接第二内 孔232至上表面226，如图所示。通道槽288可配置成用作流体输入端口 或流体输出端口。
在一优选的方面，通道槽284和288可形成为使其取向也分别横向或 垂直于第一内孔230和第二内孔232的纵向轴线。在此取向上，在所示实 施例中，通道槽284和288包括切口 ，该切口延伸通过长形体部214，至 分别通过第一内孔230和第二内孔232的大体一半的程度。可选择地，通 道槽284和288可在相对于第一内孔230和第二内孔232的纵向轴线的其 它取向上形成，例如以斜的取向，这可为该领域的技术人员认知和显而易 见。
互连槽280和通道槽284及288可以是任何给定操作环境所需的任何 尺寸的。然而，槽典型地宽度在500-1,500微米之间。当然，其它尺寸也是 可能且在本文的考虑范围内，取决于微流体传输系统的预期应用、各种不 同的系统要求、设计限制及整个微流体传输系统的尺寸。
如图3所示，示例性的微流体传输系统210包括单个互连槽280、通 道槽284和通道槽288，分别都用于双内孔系统中。然而，如对该领域的 技术人员显而易见的，微流体传输系统210可包括多个互连槽和/或通道槽 形式的槽。此外，长形体部可包括单个内孔或多于两个内孔，分别与一个 或多个互连槽和/或通道槽相关联。
本发明的^:流体传输系统还具有或包括用于密封长形体部、尤其是各 种输入/输出端口或槽和长形体部内形成的内孔的流体容纳系统。参考图4, 示出了 一示例性的流体容纳系统，该系统用于密封形成于类似上文所述和 图3-A所示的示例性的微流体传输系统的长形体部内的槽和内孔。在此实施例中，流体容纳系统包括多种硅橡胶部件，其被模制以安装在微流体传
输系统的长形体部周围。如图所示，微流体传输系统310包括长形体部314， 其具有双内孔结构，即，延伸通过长形体部314并如上文所述地那样工作 的第一内孔330和笫二内孔332。长形体部中还形成有通道槽384和388 及互连槽380。作为容纳系统的一部分，端盖390配置成可卸式安装在长 形体部的第一端部318上。端盖390包括从末端部分394延伸出的侧壁392， 因此使得端盖390能适当地安装于长形体部314的外表面326上且对其密 封。末端部分394内形成有分别与第一内孔330和第二内孔332相对应且 对齐的孔位396-a和396-b。每个孔位396-a和396-b可,皮堵塞以分别密封 内孔330和332的一端，或者，对于微型流体系统310的操作和在该操作 期间，(每个孔位)可配置成通过其中接纳和密封活塞或阀杆，但仍便于 杆的选择性移动。
与端盖3卯相对的是套管398，套管398配置成可卸式安装在长形体 部314的第二端部322表面并隐藏形成于其中的槽。套管398还包括从端 部402延伸出的侧壁400，从而形成一端盖。端部402内形成有分别同第 一内孔330和第二内孔332对齐的开孔404-a和404-b，其功能类似于上述 端盖390中形成的开孔。开孔404-a和404-b可在必要时被密封，以阻止 意外的流体流动。套管398的尺寸足够大以安装成覆盖形成于长形体部314 内的槽，从而容纳以受控方式流动通过这些槽的流体。套管398还包括从 侧壁400伸出的输入管406和输出管408。输入管406配置成当套管398 关于长形体部314定位在适当位置上时与通道槽384对齐并流体连接。同 样，输出端口 408配置成当套管398关于长形体部314定位在适当位置上 时和通道槽388对齐并流体连接。
套管398还配置成容纳流动通过形成于长形体部314内的各种槽的流 体。可以看出，套管398在适当位置时，流体在互连槽380和通道槽384 和388内和通过其中的流动被限制。换句话说，套管398用以密封互连槽 380及通道槽384和388，且阻止流体流经这些槽，除非是预期的。就互连 槽380而言，仍允许流体受各自的杆的定位的引导在第一内孔330和第二内孔332间流动。套管398仅用于阻止流体通过互连槽380流出长形体部 314。
相对于通道槽384和388, —旦套管398被适当地安装在长形体部314 周围且微流体传输系统被致动，便将流体导入微流体传输系统310内，特 别是通过输入管406导入通道槽384。系统操作时，流体从微流体传输系 统310中排出，特别是通过输出管408排出通道槽388。通过这种方式， 流体适当地容纳在微流体传输系统310周围且只能通过这些管进出系统。 输入管406和输出管408可配置成附接于和流体连接于整个系统中的其它 适当结构，这一点对该领域的技术人员是显而易见的。
当图4的流体容纳系统在适当位置时，图3-A所示的微流体传输系统 210还包括分别可安装于第一内孔230和第二内孔232内的第一杆和第二 杆。根据期望的操作条件，杆可为阀杆或者活塞杆与阀杆的組合。在微流 体传输系统配置为微型泵的示例性方面，例如图3-A所示，且和上述输入 端口和输出端口相似，流体通过互连槽280和通道槽284、 288及第一内孔 230和第二内孔232的流动分别由插入第一内孔230和第二内孔232并可 在其中选择性移动的活塞軒248和阀杆266控制。在被动或低压环境中， 活塞杆248作用成允许流体通过用作输入端口的通道槽284进入系统。可 致动活塞杆以迫使输入流体通过预先确定的流体通道(由附加的互连槽和/ 或通道槽的数量和位置及活塞杆和阀杆分别在第一内孔230和第二内孔 232内的定位产生或确定)，并最终将流体泵送出系统210。阀杆266通过 其适当定位于互连槽280和用作输出端口的通道槽288附近的凹部274来 控制流体的路径和对于泵送出系统的流体的调节。在另一示例性方面，可 用第二阀杆来代替活塞杆，其中两阀杆用于在加压流体环境中控制流体通
过微流体传输系统210的流动。实质上，杆在槽中移动以确定流体通道和 控制或引导流体在其中或通过其中的流动。
参考图5-A至5-D,示出了图3-A中配置为微型泵的示例性的微流体 传输系统210和微流体传输系统210及其部件在进行示例性的泵作用周期 中的多个操作阶段。微流体传输系统210包括长形体部214,长形体部214具有双内孔结构，如内孔230和232所示。
图5-A示出了初始阶段，其中，活塞杆248被定位成关闭用作输入端 口的通道槽284，阀杆266被定位成关闭将第一内孔230和第二内孔232 流体连接的互连槽280及用作输出端口的通道槽288。在此初始阶段中， 流体不能流入系统。图5-B示出了该周期的第二阶段，其中活塞杆248被 致动并大体从第一内孔230中抽出。活塞杆248以这种方式的致动用来打 开通道槽284,从而允许或抽吸流体进入第一内孔230，如箭头所示。阀杆 266处于与图5-A所示第一阶段中相似的位置。图5-C示出第三阶段，其 中阀杆266被致动以使凹部270位于互连槽280和通道槽288附近，从而 允许流体从第一内孔230流至第二内孔232并打开通道槽288。所示活塞 杆248位于与第二阶段中相同的位置。图5-D示出最后阶段，其中活塞杆 448被致动以迫使流体从第 一 内孔230通过互连槽280到达第二内孔232。 在通道槽288打开时，流体从长形体部214排出或泵送出系统，如箭头所 示。当所有流体^皮泵送出系统时，重复该过程以实现循环的泵作用操作。
图6示出了另一示例性的流体容纳系统，用于密封形成于同上文所述 和图3-A所示相似的示例性微流体传输系统的长形体部内的槽和内孔。在 此实施例中，流体容纳系统还包括多个配置成可卸式安装于微流体传输系 统的长形体部周围的硅橡胶部件。如图所示，微流体传输系统410包括长 形体部414，长形体部414具有双内孔结构，即，延伸通过长形体部414 并如上文所述地作用的第一内孔430和第二内孔432。长形体部中还形成 有通道槽484和488及互连槽480。这些可如所示地取向，或相对于长形 体部414的纵向轴线以不同的角度形成。
作为容纳系统的一部分，端盖4卯配置用于可卸式安装于长形体部的 第一端部418上。端盖490包括从末端部分494延伸出的侧壁492，从而 允许端盖490适当地安装于和密封长形体部414的外表面426。末端部分 494内形成有分别与第一内孔430和第二内孔432相对应且对齐的孔位 496-a和496-b。每个孔位496-a和496-b都可净皮堵塞以分别密封内孔430 和432的一端，或者，对于微型流体系统410的操作和在该操作期间，(每个孔位)可配置成通过其中接纳和密封活塞或阀杆，但仍便于杆的选择性 移动。流体容纳系统还包括珪管(silicon tube)或套管498，其配置为可卸 式安装在长形体部414表面并隐藏互连槽480和通道槽484及488，从而 限制流体在槽中的流动。不同于图5所示实施例，套管498是与端盖506 分离的部件。此外，套管498包括两个开孔，即，设计成分别与通道槽484 和488对齐且流体连接的输入孔502-a和输出孔502-b。输入孔502-a和输 出孔502-b内分别可卸式安装有管504-a和504-b，以促使流体按预定流入 或流出通道槽484和488。管504-a和504-b在开孔502-a和502-b中密封 以防止泄露。管504-a和504-b可包括玻璃、橡胶或其它类似地构造的管。与端盖490相对的是第二端盖506，同样包括从末端部分508延伸出 的侧壁507 ，末端部分508具有在其中形成的开孔509-a和509-b，开孔509-a 和509-b作用类似于端盖490上的开孔，且在必要时可被密封以阻止意外 的流动。该具体实施例的操作功能与上文参考图5的描述相似。应注意，上文所述和图5及图6所示的套管和端盖可包括硅橡胶模、 环氧的或该领域已知的任何其它合适的密封組成。图7示出了另一示例性的流体容纳系统，该系统配置成密封形成于示 例性的微流体传输系统510的长形体部内的槽和内孔。如图所示，微流体 传输系统510包括长形体部514,长形体部514具有双内孔结构，即，延 伸通过长形体部514且如上文所述地起作用的第一内孔530和第二内孔 532。长形体部514还于其中形成有通道槽584和588及互连槽580,它们 中的每一个都流体连接外表面526。在此具体实施例中，流体容纳系统包 括一个或多个O形环或其它类似的密封装置，这些密封装置安装于长形体 部514的外表面526上且位于通道槽584和588及互连槽580周围。如图 所示，第一 O形环598-a位于长形体部514的通道槽584和笫一端部518 之间。第二 O形环598-b位于通道槽584和互连槽580之间。第三O形环 598-c位于长形体部514的通道槽588和第二端部522之间。流体容纳系统还包括配置成接纳微流体传输系统510并靠着O形环24598进行密封的壳体602。壳体602包括表面604，表面604靠着O形环 598-a、 598-b和598-c中的每一个进行密封，以容纳流经形成于孩t流体传 输系统510内的内孔和槽的流体。壳体602还可包括形成于其中的流体连 接于各通道槽584和588及互连槽580的端口 ，其中这些端口由于O形环 的密封作用而互相分离。本发明的特征还在于 一个或多个配置成包装微流体传输系统的包装系 统及方法。图8-A至8-C示出了本发明的一种具体示例性包装系统的多个 不同的视图，其中微流体传输系统710被包装并容纳于箱式模具内。如图 所示，微流体传输系统710包括流体容纳系统，其形式是分别用于密封长 形体部714的端部和形成于其中的内孔的端盖790和806。微流体传输系 统710还包括套管798，套管798用来密封如上文所述的各种通道槽和互 连槽(未示出)以及促使管804-a和804-b与通道槽的密封和流体连接。 箱式模具812用于在其内部接纳并容纳微流体传输系统710。此外，箱式 模具812包括形成于其中的一系列槽。槽816-a配置成接纳和支承管804-b。 槽816-b配置成接纳和支承活塞杆748。槽816-c配置成接纳和支承管 804-a。槽816-d配置成接纳和支承阀杆766。其它箱式才莫具的示例性结构 也在本文考虑范围内。此外，其它类型的包装系统也在考虑范围内。例如， 阀杆和活塞杆可配合或以其它方式连接于不锈钢构件。图9示出了一种微流体传输系统，尤其是根据另一示例性实施例的长 形体部。在该实施例中，微流体传输系统810、尤其是长形体部814包括 四内孔结构，其中内孔830、 832、 834和836以与上述单一内孔和双内孔 结构相似的方式形成于长形体部814内。此外，长形体部可包括一个或多 个形成于其中的通道槽和/或互连槽，以与四个内孔中一个或多个相交。如 图所示，长形体部814中形成有与内孔830、 834和836相交且流体连接的 互连槽880。其它通道槽和/或互连槽也在考虑范围内。图10示出了根据另一示例性实施例的微流体传输系统。在该实施例 中，微流体传输系统910的长形体部914包括正方形横截面，而不是上述 圆形才黄截面。同样具有正方形横截面的四个内孔——内孔930、 932、 93425和936，按2x2分布形成于其中。在其它示例性实施例中，形成于长形体 部914内的内孔可具有lx n、 2xn或nxn分布。方法制造。在一种生产主要的长形体部的示例性方法中，玻璃再拉延过程 可用于形成主要的长形体部的复杂的玻璃结构和其中的各种内孔。玻璃再 拉延过程为大家所熟知且已被用于形成精密的玻璃管、薄片和具有复杂横 截面的纤维束。玻璃再拉延过程在R.H.Humphry的文章——题目为 "Forming Glass Filaments with Unusual Cross-Sections" ; Gordon & Breach, New York, New York出版；proceedings of the 7th International Congress on Glass, 1965年6月28日-7月3日，Charkroi， Belgium;第 77-1页至77-8页)一_中有所描迷。在一种生产阀杆和活塞杆的示例性方法中，得到的玻璃杆具有希望的 几何结构。玻璃杆涂有多晶硅(poly silicon)涂层。多晶硅涂层的一个或 多个部分配置成呈现出具有希望尺寸的一个或多个环形间隙或间隔，用于 将要形成在玻璃杆中的各个凹部。玻璃杆随后经过蚀刻过程，其中，在多 晶硅涂层中的间隙或间隔的位置处从玻璃杆蚀刻出凹部。蚀刻过程可包括 本领域已知的任何适当的微蚀刻制作过程，例如BOE蚀刻过程、化学蚀 刻、光刻、等离子蚀刻、湿化学蚀刻、干蚀刻及其它。在一可供选择的过 程中，玻璃杆可涂上光致抗蚀剂/光刻胶，也具有一个或多个形成于其中的 环形间隙。玻璃杆及其光致抗蚀剂涂层然后可被置于先进氧化物蚀刻器 (advanced oxide etcher, AOE),由此形成杆中的各种凹部。微制作过 程还可包括非蚀刻过程，例如机加工、激光加工和空气喷磨。该领域的技 术人员将能知晓在阀杆和活塞杆内形成凹部的各种可能的方法。前文的详细描述参考具体的示例性实施例说明了本发明。然而，应认 识到可做出各种变型和改变而不背离本发明的在所附权利要求中给出的范 围。详细说明和附图仅应被认为是说明性的而非限制性的，且存在的所有 这种变型或改变都应被认为属于本发明的在此说明和给出的范围内。更具体地，尽管在此描述了本发明的说明性的示例性实施例，但本发明不局限于这些实施例，而是包含基于前文的详细描述可被该领域的技术 人员理解到的具有变型、省略、组合(例如不同实施例的方面的组合)、 改变和/或修改的任何和所有实施例。权利要求中的限定应基于权利要求中 使用的语言被广义地理解，而不局限于上文详细说明或在申请过程中所描 述的示例，这些示例应理解为非排他性的。例如，在本申请中，术语"优 选"是非排他性的，应理解成"优选但不限于"。任何方法或过程权利要 求中所述的任何步骤可按任何顺序执行，而不限于权利要求中所述的顺序。+功能或步骤+功能限定a)明确叙述"用于…的方法"或"用于…的步 骤"；和b)明确叙述相应功能。在本文的描述中明确叙述了支持方法+功 能的结构、材料或操作。相应地，本发明的范围应仅由所附权利要求及其 合法的等同方案确定，而不由上述说明和示例确定。 本申请主张和希望专利特许证保护的是
权利要求
1.一种用于在微环境中传输流体的微流体传输系统，所述微流体传输系统包括具有第一端部、第二端部和外表面的长形体部；形成于所述长形体部内的多个内孔，所述内孔沿着所述长形体部的长度的至少一部分延伸，以在其中运送流体；和通过所述长形体部的所述外表面形成的至少一个互连槽，该互连槽在关键的、预先确定的位置和取向上与所述长形体部内的所述多个内孔中的至少两个相交，以流体连接所述至少两个内孔和限定通过所述长形体部的多个可能的流体通道。
2. 根据权利要求l的微流体传输系统，还包括至少一个通道槽，该通道槽在所述长形体部内在关键的、预先确定的位置和取向上与所述多个内孔中的一个相交，以4吏所述通道槽和所述内孔互相流体连通，所述通道槽还限定了所述长形体部内的附加的可能的流体通道。
3. 根据权利要求2的微流体传输系统，还包括布置于所述多个内孔中的每一个内的至少一个杆，所述杆被选择性地定位，以限定一特殊的预先确定的流体通道和随后的流体流动路径，以及操纵和控制通过所述流体流动路径的流体^充动。
4. 根据权利要求3的微流体传输系统，其特征在于，使所述杆在所述内孔内前后摆动，以选择性地打开和关闭所述互连槽和通道槽，以控制通过所述流体通道的流体流动和重新限定所述流体流动路径。
5. 根据权利要求3的微流体传输系统，其特征在于，所述杆包括配置用于在所述长形体部内提供泵作用功能的泵作用杆。
6. 根据权利要求3的微流体传输系统，其特征在于，所述杆包括配置用于在所述长形体部内提供阀作用功能的阀作用杆。
7. 根据权利要求3的微流体传输系统，其特征在于，所述杆包括具有大体不变的横截面的长形体部。
8. 根据权利要求3的微流体传输系统，其特征在于，所述杆包括一长形体部，该长形体部具有横截面与第二端部的横截面大体相似的第 一端部、和连接所述第一端部与第二端部的中间部段，且至少部分地包括具有一凹部的预先确定部段，该预先确定部段的横截面比所述第一端部和第二端部的所述横截面小，所述凹部配置成当被定位在所述中间部段和通道槽附近时将该中间部段和通道槽打开，以促使通过所述槽的流体流动。
9. 根据权利要求1的微流体传输系统，还包括用于致动所述杆的机构，所述机构从包括磁力源、螺线管和机电系统的集合中选取。
10. 根据权利要求2的微流体传输系统，还包括配置成封装并容纳所述长形体部的壳体，所述壳体包括配置成接纳所述长形体部的内部部分；将所述壳体密封到所述长形体部、以防止在所述壳体和所述长形体部之间的意外流体流动的多个密封件；形成于所述壳体内且与所述长形体部流体连接、以使流体传送通过所述壳体的至少一个流体通道。
11. 根据权利要求10的微流体传输系统，其特征在于，所述密封件邻近所述互连槽和通道槽布置，以限定通向所述长形体部外的流体通道。
12. 根据权利要求l的微流体传输系统，其特征在于，所述长形体部由从包括玻璃、石英、硅和陶瓷的集合中选取的材料制成。
13. 根据权利要求l的微流体传输系统，其特征在于，所述互连槽相对于所述多个内孔以从包括垂直、横向和倾斜的集合中选取的取向形成。
14. 根据权利要求2的微流体传输系统，其特征在于，所述至少一通道槽相对于所述多个内孔以从包括垂直、横向和倾斜的集合中选取的取向形成。
15. —种微型流体泵，包括长形体部，该长形体部具有外表面和形成于其中的多个内孔，该内孔沿着所述长形体部的长度的至少一部分延伸，以在其中运送流体；通过所述外表面形成的至少一个互连槽，该互连槽在关键的、预先确定的位置和取向上与所述内孔中的至少两个相交，以流体连接所述至少两个内孔；通过所述外表面形成的至少一个通道槽，该通道槽在关键的、预先确定的位置和取向上与所述内孔中的一个相交，以与所述内孔流体连通，所述多个内孔、所述互连槽和所述至少一个通道槽用于限定通过所述长形体部的多个流体通道；至少一个杆，所述杆分别可滑动地布置在所述多个内孔中的每一个内，所述杆中包括至少一个凹部，以便当被选择性地定位于所述内孔中时促使在选定的流体流动路径周围的流体流动；和用于致动所述至少一个杆的机构，以便使所述杆移动进入一位置，以限定一特殊的、预先确定的流体流动通道和流体流动路径，以及泵送流体通过所述预先确定的流体流动通道。
16. 根据权利要求15的微型流体泵，还包括重定位所述至少一个杆，以限定另 一预先确定的流体流动通道和流体流动路径。
17. 根据权利要求15的微型流体泵，其特征在于，所述预先确定的流体流动通道由所述杆限定，所述杆被选择性地定位，以密封所述互连槽和通道槽。
18. —种制造^:流体传输系统的方法，所述方法包括形成具有第一端部和第二端部的长形体部；在所述长形体部内形成多个内孔，所述内孔沿着所述长形体部的长度的至少一部分延伸，以用于在其中运送流体；和在所述长形体部内形成互连槽，以与所述多个内孔中的至少两个相交和流体连接，由此限定通过所述长形体部的多个可能的流体通道。
19. 根据权利要求18的方法，还包括在所述长形体部内形成至少一个通道槽，该通道槽与所述多个内孔中的一个相交和流体连接，所述通道槽还限定了附加的可能的流体通道。
20. 根据权利要求18的方法，还包括形成至少一个杆，该杆配置成分别适配于所述多个内孔中的每一个内，且可选择性被定位，以控制通过所述多个可能的流体通道的流体流动。
21. 根据权利要求20的方法，还包括在所述杆内形成至少一个凹部，以促使所述杆的阀作用功能，所述凹部限定了沿着所述杆的部分长度的减小的横截面积。
22. 根据权利要求20的方法，其特征在于，根据一个或多个微制作过程形成所述凹部，该微制作过程从包括机加工、化学蚀刻、光刻、等离子蚀刻、湿化学蚀刻、干蚀刻、激光加工和空气喷磨的集合中选取。
23. 根据权利要求20的方法，还包括将一螺线管可操作地耦合到所述长形体部的所述第 一端部和第二端部中的每一个，以选择性地控制所述杆在所述内孔中的双向移动，其中，所述杆至少部分地包括与其耦合的金属部件。
24. 根据权利要求20的方法，还包括将一磁化构件耦合到所述杆的每一端，以通过》兹体致动所述杆的运动。
25. —种用于在微环境中传输流体流的方法，所述方法包括提供一种微流体传输系统，该系统包括具有外表面、第一端部及第二端部的长形体部；形成于所述长形体部内的多个内孔，所述内孔沿着所述长形体部的长度的至少一部分延伸，以用于在其中运送流体；通过所述外表面形成的至少一个通道槽，该通道槽在预先确定的位置和取向上与所述多个内孔中的至少一个相交，以限定通过所迷长形体部的多个可能的流体通道；可滑动地布置在所述多个内孔中的每一个内的至少一个杆，所述至少一个杆可在所述内孔中的每一个内选择性地定位，以限定多个特殊的、预先确定的流体流动路径；将所述微流体传输系统置于至少部分地容纳有流体的微环境中；和致动所迷至少一个杆使其移入所述内孔中的一位置，以限定供流体传输通过的特殊的预先确定的流体流动通道和流体流动路径。
26. 根据权利要求25的方法，还包括重新定位所述至少一个杆，以限定另 一预先确定的流体流动通道和流体流动路径。
27. 根据权利要求26的方法，其特征在于，所述至少一个槽包括互 连槽，该互连槽配置成流体连接所述多个内孔中的两个，所述互连槽还限 定了所述长形体部内的附加的可能的流体流动通道。
28. 才艮据权利要求25的方法，其特征在于，所述至少一个槽包括通 道槽，该通道槽配置成流体连接所述内孔中的至少一个与所述长形体部的 外表面，所述通道槽形成在相对于所述内孔的关键的、预先确定的位置和 关键的、预先确定的位朝向上。
29. 根据权利要求25的方法，其特征在于，所述致动所述至少一个 杆包括在所述杆的每一端耦合一磁化构件； 靠近所述磁化构件中的每一个布置一磁发生器； 改变所述磁发生器的极性以使所述杆选择性地前后摆动。
30. 根据权利要求25的方法，其特征在于，所述致动所述杆中的至 少一个的步骤包括在所述长形体部的所述第 一端部和第二端部耦合一螺线管；在所述杆的每一端耦合一金属部件；向所述螺线管提供选择性电流以使所述杆前后摆动。
31. 根据权利要求25的方法，其特征在于，所述微环境包括从包含 静脉内的、和电脑电路板的集合中选取的微环境。
全文摘要
本发明涉及一种用于在微环境中传输流体的微流体传输系统，其中，该微流体传输系统包括(a)具有第一端部和第二端部及外表面的长形体部；(b)形成于长形体部内的多个内孔，这些内孔沿所述长形体部的长度的至少一部分延伸，以用于在其中运送流体；和(c)至少一个互连槽，该互连槽在关键的、预先确定的位置和取向上与长形体部内的所述多个内孔中的至少两个相交，以流体连接所述至少两个内孔和限定通过长形体部的多个可能的流体通道。该微流体传输系统还包括至少一个通道槽，该通道槽在关键的、预先确定的位置和取向上与长形体部内的所述多个内孔中的一个相交，以使该通道槽和该内孔互相流体连通，该通道槽还限定了长形体部内的附加的流体通道。该微流体传输系统还包括布置在所述多个内孔中的每一个内的至少一个杆，该杆被选择性地定位，以限定特殊的预先确定的流体通道和随后的流体流动路径，以及操纵和控制通过流体流动路径的流体流动。
文档编号B81B3/00GK101663230SQ200880012972
公开日2010年3月3日 申请日期2008年2月22日 优先权日2007年2月22日
发明者S·C·雅各布森, S·M·朱恩 申请人:斯特林投资公司