专利名称：三维微流体系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及三维微流体系统。
背景技术：
利用微流体通道的微流体系统一般限于沿支承通道的基底表面平面的二维流体流动。微流体系统的概念和设计是利用由控制流体流路的物理或化学障碍所限定的毛细管通道。但是，能够具有三维运行的微流体通道是有优势的，因为三维微流体系统能够显著减小微流体装置的尺寸。而且，采取不同方案制造微流体通道以形成微流体装置，而不必在支承通道的基底表面上设置物理和化学障碍是一大优势。在Honkai ffu, Teri W. Odom, Daniel Τ· Thui 禾口George Μ. ffhitesides, J. Am. Chem. Soc.2003,125,554-559 "Fabrication of complex three-dimensional microchannel systems in PDMS”中描述了这种三维微流体系统。该论文描述利用由聚二甲基硅氧烷(PDMQ形成的通道的系统，其可以制成复杂的几何形状，由此允许流体在超过一个的平面上流动。但是，这种系统的制造复杂，而且PDMS的使用限制了可以通过通道的溶液类型。在 Martinez Α. W. ；Phillips S. Τ.和 Whitesides GM. PNAS，2008，105， 19606-1961!"Three-dimensional microfluidic devices fabricated in layered paper and tape”中描述了三维纸基微流体装置。该论文描述了利用纸和胶带的层合结构制造三维装置。该微流体通道图案利用光刻和PDMS制造。由此制造的装置利用在多孔基底中限定物理障碍的原理，因此该装置是刚性的。对于长流体通道，需要相对大量的液体，因为该三维通道必须充满流体。
发明内容
因此本发明的一个目的是提供一种三维微流体系统，其提供新的无障碍流体输送概念并克服已知系统的至少一个缺陷。以此为念，根据本发明的一方面，提供一种三维微流体系统，其包括至少一根亲水线，沿该亲水线可以通过毛细管芯吸作用输送流体，以及用以支承亲水线的至少一个疏水基底。线可以例如缝进疏水基底中或绕在其周围或与其编织，这取决于基底的物理特性。预期使用超过一根的亲水线。作为替代或附加地，可以使用超过一个的疏水基底。根据优选的实施方案，可以将多根亲水线支承在至少一个疏水基底上，其中所述线相互分开。这使得不同流体能够沿不同的线输送而没有任何混合发生，即使这些线可能在没有接触下重叠。可替换地，可以将多根亲水线支承在至少一个疏水基底上，其中所述线的至少一对相互接触。这允许在接触的不同线上输送的流体之间发生一定程度的混合。疏水基底可以由各种不同材料中的任一种制成，包括但不限于聚合物、金属陶瓷或这些材料的复合体。疏水基底可以优选是亲水线织进其中的连续膜。可替换地，疏水基底可以是亲水线交织在其中的织造片材。在另一优选实施方案中，疏水基底可以是所述亲水线捻合在其周围的疏水线。预期疏水基底可以是用以支承穿过其中的亲水线的凝胶或蜡。亲水线可以由任何亲水材料形成。根据本发明的优选实施方案，亲水线可以由纤维素材料形成。亲水线优选由亲水材料的连续丝形成。可替换地，亲水线可以由亲水粉末的不连续线形成。亲水线的直径可以为Imm至lnm。可替换地，亲水线可以具有可变直径的横截面，由此允许控制沿线输送的流体的流量。根据本发明的另一方面，可以提供一种三维微流体系统，其包括支承在亲水基底上的至少一根疏水线，其中所述流体可通过毛细管芯吸作用沿该线输送。可以沿疏水线输送的流体包括非水性流体如烃类流体、油和其它低表面张力的有机流体。优选地，该系统还包括用于允许或阻止流体沿至少一根亲水线流动的开关装置。 开关装置可以包括在至少一根亲水线上的至少一个疏水段和用以旁路通过疏水段并允许流体流动的装置。旁路通过装置可以包括成环的亲水线。可替换地，旁路通过装置可以包括桥接亲水线。根据本发明的另一方面，提供一种在包括至少一根亲水线的微流体系统内输送至少一种流体的方法，包括将流体提供给亲水线的一端，并且流体通过毛细管芯吸作用沿线输送。优选地，多种流体可以在不混合的情况下输送通过微流体系统，因为每一种所述流体沿不同亲水线提供，并且这些线相互分开。可替换地，通过将每种所述流体提供给不同的亲水线，多种流体可以输送并混合通过微流体系统，并且线相互接触。根据本发明的另一方面，提供一种在包括至少一根亲水线的微流体系统内检测流体样品的方法，包括将所述流体样品提供给亲水线的一端用以通过毛细管芯吸作用沿其输送，该线的至少部分形成样品检测区。根据本发明的另一方面，提供一种在微流体系统内输送并混合多种流体的方法， 该微流体系统包括至少两根亲水线和具有至少两个区的疏水基底，每根亲水线支承在疏水基底的不同区上，所述方法包括将每种所述流体提供给不同的亲水线；并使所述至少两根亲水线接触以引起流体混合。优选地，将疏水基底的区折叠在一起，从而使所述至少两根亲水线接触。根据本发明的三维微流体系统可用在众多不同应用领域中。利用比色和非比色检测原理，本发明可以构建在其它材料如织物、无纺物、粉末、凝胶、蜡等内以形成微流体传感器。本发明可以例如用于进行酶联免疫吸附测定(ELISA)类测试、电泳和色谱分析以及其它更复杂的反应和测试。亲水线可以用于输送并检测宽范围的液体包括烃类。因此本发明可以用在不同生物流体的生物测定或例如水质的环境测试的应用中。 由于微流体系统可以构建在其它材料内，因此它作为例如民用或军用穿戴者的衣服织物内的集成检测系统具有许多个人护理和军事应用。本发明可以单独或与任何其它分析仪器结合使用。根据本发明的三维微流体系统具有许多优点。不像先前基于PDMS和其它物理障碍(其中输送的流体可以与障碍物理或化学反应或使障碍溶胀)的系统，其优选允许输送各种不同流体。不像其它诊断或检测装置，其优选仅需要相对少量的样品流体。例如已发现低至0. 1微升的流体体积可以提供有用的结果。该系统可以优选制得非常紧凑，由此在使用本发明的装置中允许高密度流路。因其容易制造，生产成本可以相对低，并具有高度的设计灵活性。因此这些系统可以制成一次性产品的一部分。可以输送各种不同的流体，而且流体流动可以优选控制成允许流体混合或通过例如改变线的横截面来控制流体流量。本发明也可以优选容易地与不同开关和流动控制装置集成操作。除了需要控制微流体装置中的流动以外，还需要混合试剂和样品。复杂的检测化学经常涉及多个步骤和化学中间体，这要求在机载片上实验室的装置中能够将液体混合在一起。例如，快速混合在用于生化分析的许多微流体系统如涉及酶反应的那些系统中是必须的。
针对附图将方便进一步描述本发明，这些附图示出根据本发明的三维微流体系统的优选实施方案。本发明的其它实施方案也是可以的，因此附图的特定性不应理解为替代本发明前面描述的一般性。附图中图1示出根据本发明的三维微流体系统的第一实施例。图2示出根据本发明的三维微流体系统的第二实施例。图3示出根据本发明的三维微流体系统的第三实施例。图4示出根据本发明的三维微流体系统的第四实施例。图5示出根据本发明的三维微流体系统的第五实施例。图6示出根据本发明的三维微流体系统的第六实施例。图7示出根据本发明的三维微流体系统的第七实施例。图8示出根据本发明的三维微流体系统的第八实施例。图9示出根据本发明的三维微流体系统的第九实施例。图10示出根据本发明的三维微流体系统的第十实施例。图11示出根据本发明的三维微流体系统的第十一实施例。图12示出根据本发明的三维微流体系统的第十二实施例。图13示出根据本发明的三维微流体系统的第十三实施例。图14示出根据本发明的三维微流体系统的第十四实施例。图15示出根据本发明的三维微流体系统的第十五实施例。图16示出根据本发明的三维微流体系统的第十六实施例。本发明的详细描述线在毛细管作用下引导液体流动，其中线的纤维素纤维之间的空间形成毛细管通道。用胶或蜡堵住这些通道可以策略性使得液体的毛细管流动不能通过线上的某个位置。 利用该效应可以简单用线形成流动控制装置。如下面实施例所示，线可以用来构造开/关功能开关，其允许使用者使液体在线基微流体装置中能够流动或不能流动，从而增加制造低成本线基反应器的可能性。多步反应的不同试剂可以通过简单起动或关闭开关而同时或分别引入反应区。线基装置也可以构造成选择器，其允许使用者将他们希望的样品或试剂导向所需位置。而且，线可以用作当需要在特定时间将样品和试剂混合在一起时有用的可控混合器。 所有这些新型简单的线基微流体装置部件的成本非常低，而且可以在没有特殊实验室设备的情况下容易地制造，因此适合用在欠发达地区、偏远区域或可以在全球用作就地使用
6(point-of-care)产品。可以使用商购氰基丙烯酸酯类快效粘合剂堵塞线通道，以选择性抑制液体沿线流动。使用粘合剂或胶，流体不透过胶封段是可能的。胶完全堵塞线内的内纤维通道。而且， 可以用胶将线紧紧固定到聚合物膜上。这些堵塞和粘合特性允许开关构建到线基微流体装置中。可以使用聚丙烯聚合物膜支承线并制造折叠、楔和拉环型开关(所有这些描述在下文)。下面实施例举例说明该三维微流体系统在各种不同状况下的操作。最初的5个实施例说明根据本发明的三维微流体系统的操作原理。其它实施例说明本发明具有流动控制布置的实施方案。实施例1在图1所示的本发明一个实施方案中，用等离子体(K1050X)等离子体去光阻机 (plasma asher, Quorum Emitech, UK)在10至50W的强度将棉纤维线3处理5至50秒以增加其亲水性。经处理的线3没有显示出可见的印记或颜色变化。接着将若干根经处理的线3以图1所示的存在若干个重叠圈的图案缝制在聚合物膜5上。这是三维图案，其中若干根线相互交叉，它们的缝线从聚合物膜的上方和下方穿过彼此，因此它们没有接触。这些线限定毛细管通路而不需要障碍。当流体被引到不同线上时，它们在毛细管作用下沿所述线行进。由于该三维结构，微流体系统装置允许流体独立行进而不会混合。这种微流体系统可以以多层构建以形成复杂的流体输送装置。这种微流体系统可以用于输送宽范围的流体，包括烃类，其不能用带PDMS障碍的微流体系统输送。实施例2图2所示的本发明第二实施方案说明亲水性线在没有织进或缝进支承基底下如何能够输送流体样品。当一根亲水性线6与疏水性线7编织时，流体仅沿亲水性线6行进。 图2示出两根棉线的辫，其中一根是经等离子体处理的6，另一根是没有经处理的7。线的亲水性质通过等离子体处理提供。引到经处理的线6上的流体仅沿亲水性线6行进。这样的实际好处是本发明可以引入用于服装和其它应用的织物内。当使用缝纫机将线缝进织物时，某些缝纫机使用两根线，一根沿针头行进，另一根来自底下。如果这些线中一根亲水而另一根疏水，液体将仅通过亲水性线输送。或者，可以缝制其中一根线(疏水)支持另一根(亲水)的图案，但仅亲水性线输送流体。支持亲水性线的疏水性线不输送流体。可替代地，绳中亲水性线可用于输送或检测流体样品，但绳中其它线仅用于提供强度，并不输送流体样品。实施例3图3所示的本发明第三实施方案说明如何可以利用亲水性线制造本发明的微流体系统以在流体沿线输送的过程中混合不同流体。图3左侧示出浸透3种不同颜色流体的 3根经等离子体处理的线B、Y、M，其中最上面的线输送蓝色流体B，中间的线输送黄色流体 Y，最下面的线输送紫红色流体M。最上面和中间的线在中间混合区C编织，而最下面的线没有。这两根编织的线B、Y的流体混合形成绿色流体G至中间混合区C右侧，而最下面的线 M中输送的紫红色流体不会经历混合，因为线M没有与其它线编织。实施例4
图4所示的本发明第四实施方案说明亲水性线如何可以用于制造样品检测器。引到线上的液体的量(按体积计)导致与所加入的体积成比例的芯吸长度。线的单条缝线上因流体沿其长度通过所致的颜色变化足以提供视觉检测。图4示出一系列亲水性线，其中 0. 1,0. 2,0. 4和0. 8微升的带色流体各自被按从最上面到最下面的线顺序引到每根经等离子体处理的线上。因沿线输送流体所致颜色变化的线长几乎与所引入的流体体积成比例。 流体被引到每根线上的位置点在图4中标记为10。最上面的线具有引入其中的0. 1微升流体。流体行进到的点在图4中标记为11。标记为12的点对应于0. 2微升流体输送到的位置。类似地，点13表示0. 4微升流体行进到的位置，点14表示0. 8微升流体行进到的位置。所述成比例意指线上的液体颜色密度不受多少体积的每个样品加到线上的影响。被染区的颜色密度将相同，因为单位长度的被染线的染料量相同。因此即使没有准确的液体处理装置，也能够获得好的分析结果。实施例5图5所示的本发明第五实施方案说明亲水性线如何可用于与其它材料，包括但不限于纸、织物和其它织造、无纺材料、粉末、凝胶、蜡和宽范围的其它材料制造微流体传感器。图5示出流体输送通过铝箔基底20，并且一张纸21用作检测器以显示流体到达。在该布置中，亲水性线23用作液体输送通路，纸21用作颜色显示检测器。纸上的颜色变化可以出现在比线的单条缝线大的区域上，因此可以提供更强的信号。如此做，指示剂或样品可以沉积在该张纸21上，线23于是可以用于输送所述样品或指示剂。因此，当沿线行进的样品遇到纸上的指示剂时(或当沿线行进的指示剂遇到纸上的样品时)，可以收集可检测的信号。实施例6-结式开关第六实施方案说明单根线上的结如何可用于形成基本的开/关流动控制机构，称作开关(switch)。这示于图6和9中。图6的插图说明如何系简单的单结。在线上松散地系带拖环(draw loop)的单结， 以使其可以沿该线的长度滑动。拖环段具有通过用少量速干粘合剂(如Supa Glue)润湿线所形成的小疏水区域，其有效堵塞线的纤维素纤维之间的毛细管通道，从而堵塞流体在线中流动。接着滑动结并置于该区域，以使不能发生流动。现在开关处于“关”位置。当将结滑离该堵塞区域时，流体即被允许沿线长流动。被堵塞的通道区61保持没有被染色，但紫红色的墨沿线的其余部分运动。图9中，稀的紫红色喷墨用墨用于检查沿打结开关的开/关流动。可以通过将结置于粘合剂堵塞区域而使开关处于“关”位置，导致墨在到达该堵塞区时停止渗透。如图9C所示，在将结滑离堵塞区61之后，墨流过结并通过线长，同时被堵塞区保持没有被流体润湿。 这种设计的主要优点是其简单性。这种类型的开关不需要膜或支承件，可以由单根线制成。实施例7-楔式开关图10A1、10A2和10A3示出“楔”膜起动开关装置用于双模式流动控制。该装置通过切出直接彼此相对并且中心位于矩形聚合物膜的相对边上的两个小切口(约5mm)来构造。接着在它们之间切出与前两个切口垂直并且中心也在矩形边上的第三切口，从而向内穿透其宽度的大约一半。接着可以将所需长度的线楔进这两个外切口的每一个中。接着可以将这两根线中的一根的自由端紧紧楔进中间切口中，而另一根线仅是松散地置于中间切口的第一根线上。图IOAl示出处于开/关位置的未用楔型开关。图10A2中的部分润湿楔开关保持开着并且使得墨不能流动。图10A3示出关着的开关，引导墨流动。简单通过将线拉向右下方100并将其楔在聚合物膜102的切口中而在两根线之间引导流动，在此其与左侧104的线接触被锁定。液体(稀的紫红色墨)流动现在可以容易地在这些线之间跳过，从而形成连续的流路。这种设计可以在没有过多设备下构建，例如仅有线、剪刀和一块塑料膜是必须的。实施例8-具有桥的折叠式开关图10B1、10B2和10B3示出折叠起动装置。该装置由矩形聚合物膜折成两个面积相等的小矩形而构造。在该折叠体的一侧将线106平行于折叠体的折线缝进膜102，但在中间呈“ζ”形弯曲，末端通过楔进小切口而固定到膜上。接着用粘合剂堵塞在该折叠装置外表面上的“ζ”形对角线段以阻止流动。在膜的另一侧上缝制与折线垂直并直接对着“ζ”形中间的小桥108。图IOBl示出处于开/关位置的未使用的折叠型开关。图10B2中部分润湿的折叠开关保持打开，使得墨不能流动。图10B3示出在用于输送墨流动之后重新打开的全润湿折叠开关。该微流体开关装置通过膜对折起动。这使得相对侧的线106、108彼此接触。左侧的小段线108充当允许流体在右侧部分堵塞的线106的不同段之间跳过的桥。此外，其它多孔材料如织物和纸可用作桥以允许线上的开/关流动控制。实施例9-拉环起动式开关图11示出由折叠式开关变化得到的拉环式开关。拉环起动开关是折叠式开/关功能性开关的简单变换。任何通过折叠起动的装置都可调整为通过拉环发挥作用。以上实施例8详述的折叠型开关可以变化为通过拉环式起动机构发挥作用。这通过在装置内设置聚合物膜的可移去小段，接着利用粘合剂、热封或钉密封装置永久折叠来实现。在通过使用者拉起而移去拉环时，装置相对侧的线彼此接触，该开关被起动。这种起动方法的优点是其易于使用，因为它省去使用者保持装置折叠关闭的需要，使得使用者与装置内部的接触最少。万一应用要求混入有害试剂，该开关使得它们能够完全封在塑料膜内，从而降低使用者接触的风险。图IlA示出起动前未使用的拉环开关。拉环111可以标识为绘制在其端部的箭头。图IlB所示的拉环开关具有载有墨溶液的进口区112。图IlC的拉环开关的拉环已移去，以允许墨通过装置流动。折叠型开关可以通过将一薄片聚合物膜上胶充当拉环而改造成拉环开关。拉环需要大到足以覆盖在此相对的线彼此接触的区域，但要小到足以允许钉或其它用具密封折叠装置永久关闭。接着将拉环插入折叠的装置内。钉住折叠装置平行于折线的远端边缘的两侧，但不要刺穿拉环。可替换地，可以使用粘合剂或热封作为钉的替代方案。实施例10-选择性流动控制装置可以仅使用线和粘合剂来制造根据本发明实施方案的选择性流动控制装置。图12 所示装置由两根用于引导流体的线121、123和两根疏水以允许操纵的支承线122、1M组成。利用简单的单结(其结构示于图7)将一根亲水线121的两端系到支承线上。接着使用粘合剂选择性堵塞该引导线的中间，形成在此墨流不能穿透的5mm区。接着利用活索将第二引导线123与第一线121相系。接着可以沿第一线121拽第二引导线123，并将其置于疏水区以使该装置处于“关”位置，也如图7所示。图12所示的双路选择开关装置允许使用者在两种可用的样品或试剂之间进行选择，从而能够在使用者希望的时候将流动导向特定出口通道。图12A示出设定在关位置的未使用的选择开关。图12B示出处于关位置但载有黄色墨120和青色墨125的选择开关。 图12C示出引导黄色墨流动的选择开关。当使用者选定黄色墨流动时，黄色墨从开关流到图12C底边的线。类似地，当使用者选定青色墨流动时，青色墨从开关流到如图12D所示开关底部的线。图12D示出处于关位置并预先携有青色墨的选择开关。可替换地，该装置可以逆向发挥作用将单个样品或试剂引到下部通道，使用者选择他们希望将流动导向的出口。这种装置在具有多个反应器或检测站的复杂系统中有用， 使得使用者能够用同一设备选择性执行不同类型的分析。可替换的设计使用线和折叠聚合物支承膜的组合。使用者可以通过在不同方向上折叠而在不同出口之间进行选择，或者相反利用单个出口在不同进口之间进行选择。实施例11-流动混合装置混合液体的能力对于许多应用都重要。流动混合器要求所述实施方案的最复杂的构造方法。从以上针对折叠式开关(实施例8)所述相同的折叠矩形膜开始，用缝纫针将膜刺5个孔。图8示出这些孔的位置并可用作模板。如所示接着将进口线81缝进左侧的2 个孔中，用少量粘合剂堵塞中间82以防止流动，接着将该线的两端固定在小切口 84中。接着将第二根线83缝进相对侧并如图8的步骤3所述系上。最后步骤(步骤4)是将该结的两个松散端捻成一个出口通道，并将该捻合的线固定在另一小切口 85中。制造中必须注意确保进口线和出口线在膜的相同侧。图13所示的本发明实施方案能够在使用者希望的特定时间提供两种带色墨的优异混合。混合发生在装置130折叠使得两个湿线段131、132与混合区133接触时。在该情况下，图13C中青色喷墨用墨132与黄色用墨131混合得到的亮绿色133说明该混合器的有效性。这种类型的混合开关对要求两个或更多个步骤的检测化学具有价值，其中样品与混合器中的初始试剂混合并接着反应，随后在后续的混合器中与其它试剂进一步反应。线基混合器也可以制造成具有实施例9讨论的“拉环”或“滑珠”起动机构。应用本发明的以上实施方案可以用在各种应用领域中。下文描述该线基微流体装置的 3个应用例子。形成包含蛋白质、葡萄糖和这两种分析物混合物的3个样品溶液。反应器单开关可构造成线基微流体装置以控制流体流入反应区的顺序和计时。这些装置可以作为适用于两步/多步反应的低成本且易用的微流体反应器使用。重要的是选择合适材料作为反应区。已表明纸、线打的结或纤维素粉末因其多孔结构和吸收性质是可行的选择。在该应用中，织物用作反应区。可以简单用剪刀或织物剪切机将织物片材切成所需形状以获得恰好规定的反应区。图14示出使用两个折叠开关141、142和织物反应区(3X3mm，用双面胶固定)组合的微流体反应器。在该情况下，首先通过起动右侧开关引入蛋白质指示剂，随后将在左侧开关141中的含蛋白质分析物的样品加入反应区143，从而实现图14C所示的颜色变化。该设计允许使用者“加载”其自己的检测化学工艺以形成功能检测器并执行多步反应。可以使这两根进口线的两端至固定长度，以控制样品和指示剂溶液的吸取量。双路选择器在本发明一个实施方案的另一应用中，可以将线制成选择性控制液体流动方向的微流体装置。利用不同的装置设计，可以将两个或更多个样品导向一个指定的出口端，或可以将单个样品驱到不同的出口通道内。例如，图15所示，用含葡萄糖和蛋白质的样品溶液表示一种将样品流导入不同出口通道的可能性。将葡萄糖和蛋白质指示剂(0. Ιμ 分别沉积到上左侧线151和右侧线152(即左出口通道和右出口通道)上。接着在周围条件下将指示剂干燥15分钟。从下端线153(即进口通道)引入样品溶液。图15B示出当通过将环移向右边选定样品溶液流到右出口通道152时，蛋白质指示剂的颜色由黄色变为蓝绿色 155。这表明样品溶液包含蛋白质并已到达期望的通道。接着将环移向左(图15C)以将样品流导入左出口通道151。这表现为因存在葡萄糖指示剂引起黄褐色156形成。结果表明线基选择器完全适合实际应用。混合器在本发明一个实施方案的另一应用中，图16所示装置将两个样品混合在一起。接着该装置用预装的指示剂检测存在于分开的检测区中的两种不同生物标志分析物(葡萄糖和蛋白质)以说明所实现的混合。这两种试剂在单根线161、162的不同端进入装置左侧，其具有堵塞区163以防止预先混合。接着沿折线164折叠该装置，以将这两个样品溶液引入捻合的线165内进行混合。最后通过分开捻合的两根线将混合溶液分成两股流166、 167。蛋白质和葡萄糖指示剂已分别沉积到分开的左侧线166和右侧线167的各端。图16B 表明含蛋白质和葡萄糖的样品成功混合，其中这两种组分在混合后分开检测，通过颜色变化168、169显示。
权利要求
1.一种三维微流体系统，其包括至少一根亲水线，流体能通过毛细管芯吸作用沿所述亲水线输送；和至少一个疏水基底，用以支承所述亲水线。
2.根据权利要求1的三维微流体系统，其包括支承在所述至少一个疏水基底上的多根亲水线，其中所述线相互分开。
3.根据权利要求1的三维微流体系统，其包括支承在所述至少一个疏水基底上的多根亲水线，其中所述线中的至少一对相互接触。
4.根据权利要求1的三维微流体系统，其中所述疏水基底是亲水线织进其中的连续膜。
5.根据权利要求1的三维微流体系统，其中所述疏水基底是亲水线交织在其中的织造片材。
6.根据权利要求1的三维微流体系统，其中所述疏水基底是所述亲水线捻合在其周围的疏水线。
7.根据权利要求1的三维微流体系统，其中所述疏水基底是用以支承穿过其中的亲水线的凝胶或蜡。
8.根据前述权利要求中任一项的三维微流体系统，其中所述亲水线由纤维素材料形成。
9.根据权利要求1至7中任一项的三维微流体系统，其中所述亲水线由亲水材料的连续丝形成。
10.根据权利要求1至8中任一项的三维微流体系统，其中所述亲水线由线形式的亲水粉末形成。
11.根据前述权利要求中任一项的三维微流体系统，其中所述线的直径为Imm至lnm。
12.根据权利要求1至10中任一项的三维微流体系统，其中所述线具有可变直径的横截面。
13.—种三维微流体系统，其包括支承在亲水基底上的至少一根疏水线，其中流体通过毛细管芯吸作用沿所述线输送。
14.根据权利要求1至10中任一项的三维微流体系统，其还包括用于允许或阻止流体沿所述至少一根亲水线流动的开关装置。
15.根据权利要求14的三维微流体系统，其中所述开关装置包括在所述至少一根亲水线上的至少一个疏水段和用以旁路通过所述疏水段并允许流体流动的装置。
16.根据权利要求15的三维微流体系统，其中所述旁路通过装置包括成环的亲水线。
17.根据权利要求15的三维微流体系统，其中所述旁路通过装置包括桥接亲水线。
18.根据权利要求14至17中任一项的三维微流体系统，其中所述系统包括一对亲水线和用于分开所述线并使所述线接触以允许流体从一根所述线流到另一根所述线的装置。
19.一种在包括至少一根亲水线的微流体系统内输送至少一种流体的方法，包括将流体提供给亲水线的一端，流体通过毛细管芯吸作用沿所述线输送。
20.根据权利要求19的方法，其包括将多种流体在不混合下输送通过所述微流体系统，包括将每一种所述流体提供给不同的亲水线，并且这些线相互分开。
21.根据权利要求20的方法，其包括通过所述微流体系统输送并混合多种流体，包括将每一种所述流体提供给不同的亲水线，并且这些线相互接触。
22.—种在包括至少一根亲水线的微流体系统内检测流体样品的方法，包括将所述流体样品提供给用于通过毛细管芯吸作用沿其输送的所述亲水线的一端，所述线的至少部分形成样品检测区。
23.一种在微流体系统内输送并混合多种流体的方法，所述微流体系统包括至少两根亲水线和具有至少两个区的疏水基底，每根亲水线支承在疏水基底的不同区上，所述方法包括将每种所述流体提供给不同的亲水线；和使所述至少两根亲水线接触以引起所述流体的混合。
24.根据权利要求23的方法，其中将所述疏水基底的区折叠在一起，使所述至少两根亲水线接触。
全文摘要
一种三维微流体系统，包括至少一根亲水线，通过毛细管芯吸作用流体能沿所述亲水线输送；和用以支承亲水线的至少一个疏水基底。一种在微流体系统内输送并混合多种流体的方法，所述微流体系统包括至少两根亲水线和具有至少两个区的疏水基底，每根亲水线支承在疏水基底的不同区上，所述方法包括将每种所述流体提供给不同的亲水线；和使所述至少两根亲水线接触以造成流体混合。
文档编号B81B1/00GK102482071SQ201080036936
公开日2012年5月30日 申请日期2010年7月20日 优先权日2009年7月20日
发明者大卫·罗伯特·巴莱里尼, 李煦, 沈卫, 田君飞 申请人:莫纳什大学