专利名称：包括具有可变更的可穿透性程度的材料的阀门的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于控制粒子从第一区域向第二区域的通路(passage)的阀门以及涉及包括阀门的多区域设备。本发明进一步涉及用于制造阀门的方法以及涉及用于制造多区域设备的方法。
背景技术：
US6, 679, 729 BI公开了适用于切换流体引导结构的流体传递通道中流体流动状态的流体阀门。加热双相阀门元件引起双相(bi-phase)阀门元件的状态从高粘度状态向低粘度状态改变。如果闭合阀门，则双相阀门元件处于高粘度状态中并且阻塞流体传递通道。为了打开阀门，可以通过在双相阀门元件处于低粘度状态中的情况下向流体施加压力，把阻塞流体传递通道的双相阀门元件推送到流体传递通道的扩展部分中，以疏通流体传递通道。为了闭合阀门，可以通过在双相阀门元件处于低粘度状态中的情况下使用在泵入口 处进入源腔体的泵流体把双相阀门元件从阀门元件源腔体推送到流体传递通道中，其中，推送到流体传递通道中的双相阀门元件切换为高粘度状态并且阻塞流体传递通道。因而，对于控制双相阀门元件的粘度状态和对于把双相阀门元件推送出流体传递通道以及推送到流体传递通道中以便分别打开和闭合阀门，需要相对复杂的结构。
发明内容
本发明的目的是，提供一种阀门，允许通过技术上较不繁杂的布置控制粒子从第一区域向第二区域的通路。本发明的进一步目的是，提供一种包括所述阀门的相应多区域设备和用于制造所述阀门和所述多区域设备的方法。在本发明的第一方面中，提出了用于控制粒子从第一区域向第二区域的通路的阀门，其中，阀门包括具有可变更的可穿透性程度的阀门材料和包括所述阀门材料的阀门区域，其中，阀门区域和阀门材料适用于使得，如果粒子经过阀门以便从第一区域向第二区域传送则粒子必须(have to)穿透阀门材料。由于阀门材料的可穿透性程度是可变更的和由于阀门材料适用于使得如果粒子经过阀门以便从第一区域向第二区域传送则粒子必须(have to)穿透阀门材料，所以可以通过改变阀门材料的可穿透性程度轻松控制阀门的打开程度(degree of opening)。可穿透性程度可以通过阀门控制单元轻松地(easi Iy )控制，其控制阀门材料以使得取得期望可穿透性程度。没有必要提供进一步的控制单元和例如，用于把阀门元件推送出传递通道或推送到传递通道中以便分别打开或闭合阀门的压力装置。这允许提供技术上较不繁杂的阀门。此外，如果在第一区域中存在包括粒子的流体，则可以控制阀门材料的可穿透性程度以使得a)粒子可以穿透阀门材料以便允许从第一区域向第二区域传送粒子和b)流体基本上不会穿透阀门材料。这允许把粒子与第一区域中存在的流体分开。可以是第一腔体的第一区域和可以是第二腔体的第二区域通过阀门区域相连以使得粒子可以经由阀门区域从第一区域向第二区域传送。阀门材料优先地(preferentially)位于阀门区域内，以使得如果粒子经过阀门以便从第一区域向第二区域传送则粒子必须穿透阀门材料。阀门材料优先地适用于允许磁性粒子穿透阀门材料。如果阀门材料的可穿透性程度被控制以使得磁性粒子可以穿透阀门材料，则磁性粒子优先地通过迫使磁性粒子通过阀门材料的磁场致动。在第一区域中，磁性粒子优先 地提供在流体中，其中，通过经过阀门把磁性粒子与流体分开。可穿透性程度优先地针对直径在3 nm与10000 nm之间、进一步优选的在10 nm与5000 nm之间、以及更进一步优选的在50 nm与3000 nm之间的粒子是可变更的。进一步优选地，阀门进一步包括用于控制阀门材料的可穿透性程度的阀门控制单
J Li o进一步优选地，阀门控制单元适于控制阀门材料的相(phase)和粘度中的至少一个，以便控制可穿透性程度。例如，阀门控制单元可以适用于改变阀门材料的相从固态向流体状态，其中，通过从固态向流体状态转变阀门材料，增大可穿透性程度。相应地，如果阀门控制单元从流体状态向固态转变阀门材料的状态，则减小可穿透性程度。在进一步的实施例中，阀门控制单元和阀门材料可以适用于使得从高粘度向低粘度改变粘度，以增大阀门材料的可穿透性程度，以及适用于从低粘度向高粘度改变粘度，以减小可穿透性程度。如果阀门材料具有粘弹性属性，则阀门控制单元和阀门材料可以适用于使得改变阀门材料的粘弹性属性以增大或减小阀门材料的粘度，以便分别减小或增大可穿透性程度。由于阀门材料是相变材料和/或粘度改变材料，所以阀门材料可以对于大多数时间(例如，在储存期间)保持处于稳定不可穿透状态中，以及优先地只在需要粒子传送时改变为可穿透状态。传送可以是迅速过程，以只在短时间期间把处于它的可穿透状态中的阀门材料暴露于流体的(生物)化学成分。因而，如果(生物)化学成分具有用以改变阀门材料的特性和用以改变阀门材料的稳定性或可再现性的能力，则流体的(生物)化学成分只有很短时间来改变阀门材料。阀门材料可穿透的状态与阀门材料不可穿透的状态之间的迅速切换允许使用具有各种各样(生物)化学成分(特别地，具有各种各样(生物)化学流体成分)的阀门，和提供阀门的良好稳定性和可再现性。可以改变阀门材料的可行(生物)化学成分是去垢剂、盐、酶等。阀门材料和阀门控制单元优先地适用于使得在粒子无法穿透阀门材料的不可穿透状态与阀门材料可穿透的可穿透状态之间控制可穿透性程度。因而，阀门控制单元和阀门材料优先地适用于使得阀门材料在不可穿透状态与可穿透状态之间可切换。进一步优选地，阀门材料和阀门控制单元适用于使得阀门材料在减少可穿透性程度的固态与增大可穿透性程度的液态之间可切换。在实例中，阀门材料在储存温度下(特别地，在约20 0C的室温处/下)处于固态中。进一步优选地，阀门材料适用于使得阀门材料的可穿透性程度是温度相关的。这允许通过控制阀门材料的温度轻松控制阀门材料的可穿透性程度。阀门材料的温度优先地通过阀门控制单元控制。
可以通过使用电学加热元件和优先地还通过使用冷却元件控制阀门材料的温度。还可以通过向阀门材料上引导光以便由阀门材料吸收从而加热它来控制阀门材料的温度。阀门材料可以包括诸如炭黑的黑色颜料以增加光的吸收。作为用于加热阀门材料的光源，可以使用激光或非激光光源。阀门材料优先地可熔化。阀门材料优先地是诸如石蜡或聚二乙醇的蜡状物。优选的固体石蜡的熔点在25°C至50°C、44至46°C之间、53至57 °C之间、58至62 °C之间、或者70至80 °C之间。优选的固体石腊是从Sigma-Aldrich公司可得的固体石腊(paraffinwax)o 0°C至100°C范围中的熔点是可设计的。 进一步优选地，阀门材料是疏水的。如果阀门材料是疏水的，则减少阀门材料与水性流体混合的可能性。这增加阀门材料的和因而在阀门适用于与水性流体一起使用的情况下阀门的寿命。阀门控制单元可以是适用于独立于其它单元控制阀门材料可穿透性程度的控制 单元或阀门控制单元可以适用于结合进一步的单元控制可穿透性程度。例如，阀门可以包括用于加热阀门材料的加热元件，其中，用于控制加热元件的控制单元可以是可连接到加热元件的外部单元，以便控制阀门材料的可穿透性程度。阀门控制单元还可以是未集成到阀门中的外部单元。例如，可以把包括阀门的多区域设备引入到外部夹持器中，其中，此外部夹持器包括加热元件和形成用于控制阀门材料的可穿透性程度的阀门控制单元的加热元件控制单元。此外部单元还可以包括用于致动粒子通过阀门和/或用于分析粒子的功能。进一步优选地，阀门材料是亲水的。如果阀门材料是亲水的，则减少阀门材料与疏水(特别地，油性)流体混合的可能性。这增加阀门材料的和因而在阀门适用于与疏水(特别地，油性)流体一起使用的情况下阀门的寿命。在粒子穿透阀门材料的状态中，阀门材料与水的示范性界面张力低于100mN/m、进一步优选的低于72mN/m、进一步优选的低于50mN/m、进一步优选的低于25 mN/m和更进一步优选的低于10mN/m。在实施例中，如果阀门材料处于它对于粒子可穿透的状态中，与水的界面张力是60 mN/m。如果与水的界面张力具有这种低值，则从第一区域通过阀门材料向第二区域输送粒子只需要小致动力。另外，在实例中，与水的界面张力大于lmN/m。在实施例中，阀门材料与水的界面张力为 I. 52 mN/m。进一步优选地，阀门材料是惰性的。由于阀门材料优先地在化学上是惰性的，所以它针对接触(特别地，穿透)阀门材料的元件基本上在化学上无活性，即，阀门材料与可以是诸如水的流体、磁性粒子等的这些元件基本上不起反应。这得到阀门材料的和因而阀门的长寿命。特别地，阀门材料优先地针对水是不混溶和惰性的(inert)。可以因此通过提供亲水区域和疏水区域轻松制造阀门，其中，向这些区域施加水和阀门材料。将基本上只在亲水区域处布置水，以允许阀门材料基本上位于疏水区域处。因而，可以通过提供疏水和亲水区域、通过分别向亲水和疏水区域施加处于流体状态中的阀门材料和水、以及通过改变阀门材料的粘度以使得它成为固体，轻松地制造阀门。在阀门材料成为了固体之后，去除水，其中，剩余第一和第二区域以及形成阀门连同阀门控制单元的阀门材料。优先地，为了通过提供亲水区域和疏水区域制造阀门，其中，向这些区域施加水和阀门材料，首先施加水，随后施加流体(特别地，液体)阀门材料。在本发明的另一方面中，提供了一种多区域设备，其中，多区域设备包括
一第一区域和第二区域，
一如权利要求I所述的阀门，其中，把阀门布置在第一区域与第二区域之间，以便控制粒子从第一区域向第二区域的通路。多区域设备优先地是多腔体诊断设备。多区域设备优先地是例如用于核酸分析、蛋白质分析、或者细胞分析的样本制备设备。例如，在设备中，可以溶解(Iyse)细胞和可以通过不同腔体中的不同清洗步骤净化 (purify) DNA。可以例如通过允许粒子穿透阀门材料而不允许流体或其它粒子穿透阀门材料，从而把某些粒子与流体或与其它粒子分开，来执行这些清洗(washing)步骤。可以通过任何力致动粒子通过阀门材料。例如，可以通过磁力、通过电学力、通过毛细力等致动粒子通过阀门材料。优先地，粒子是磁性粒子，其通过使用磁性致动单元被迫使通过阀门材料，磁性致动单元是或包括用于生成磁力的磁场生成单元以便致动磁性粒子通过阀门材料。磁场生成单元是例如诸如永磁体或电磁体的磁体、或者电流线路。优选地，第一区域和第二区域包括亲水表面。进一步优选地，如权利要求10所述的多区域设备，其中，多区域设备包括具有带亲水区域的表面的层，亲水区域限定第一和第二区域，其中，其中包括阀门材料的阀门区域位于亲水区域之间。所述的层优先地是诸如玻璃或塑料基板的基板(substrate)，具有带限定第一和第二区域的亲水区域以及位于亲水区域之间的疏水区域的表面，其中，疏水区域是包括阀门材料的阀门区域。具有带亲水区域和优先的带有疏水区域的表面的层优先地是壳体的一部分，疏水区域为阀门区域，其中，层上的第一亲水区域限定第一腔体，层上的第二亲水区域限定第二腔体，并且其中，疏水区域限定包括阀门材料的阀门区域。在本发明的另一方面中，提供了粒子致动设备，其中，粒子致动设备包括用于容纳如权利要求9所限定的多区域设备的多区域设备容纳区域，粒子致动设备适用于在多区域设备位于多区域设备容纳区域中的情况下致动位于第一区域中的粒子以在第二区域的方向上移动，以便通过阀门从第一区域向第二区域传送粒子。这允许将多区域设备作为一次性(disposable)设备提供和将粒子致动设备作为可再用(reusable)设备提供。粒子致动设备可以包括进一步的功能，诸如用于分析流体和/或粒子的单元。优先地，粒子致动设备还包括用于控制阀门可穿透性程度的阀门控制单元。例如，粒子致动设备包括用于改变阀门材料的温度的加热元件和用于控制阀门材料的温度的加热元件控制单元。粒子致动设备可以进一步包括用于感测贴近阀门材料的温度的温度传感器，以使得可以通过根据测量的温度控制加热元件控制温度。加热元件、加热元件控制单元和优先地温度传感器形成阀门控制单元。在本发明的另一方面中，提出了用于制造用于控制粒子从第一区域向第二区域的通路的阀门的方法，其中，该方法包括步骤一提供具有可变更的可穿透性程度的阀门材料，
一提供阀门区域，
一把阀门材料布置在阀门区域中和使阀门区域和阀门材料适用于使得，如果粒子经过阀门以便从第一区域向第二区域传送则粒子必须穿透阀门材料。在本发明的另一方面中，提出了用于制造多区域设备的方法，其中，该方法包括步骤
一提供第一区域和第二区域，
一提供如权利要求I所述的阀门，
一把阀门布置在第一区域与第二区域之间，以便控制粒子从第一区域向第二区域的通路(passage)o 进一步优选地，通过如下方式执行提供第一区域和第二区域以及把阀门布置在第一区域与第二区域之间的步骤
一提供在它的表面上包括亲水和疏水区域的第一层，
一在表面上提供水和阀门材料，以使得把水布置在亲水区域处和把阀门材料布置在疏水区域处。在进一步的实例中，要求保护一种制造方法，其中，在第一层中或在第二层中提供至少一个孔，以及通过孔向阀门施加阀门材料。在进一步的实例中，要求保护一种制造方法，其中，在布置孔的端提供与粒子的传送方向垂直的至少一个通道，通道跨越传送方向，并且由毛细力传送粒子通过通道。以上这两个方法提供较不复杂的制造，特别是通过把阀门材料通过提供的孔填充到阀门中。应当理解，权利要求I的阀门、权利要求6的多区域设备、权利要求8的粒子致动设备、权利要求9的用于制造阀门的方法和权利要求10的用于制造多区域设备的方法具有类似和/或相同的优选实施例，如从属权利要求中所限定。应当理解，本发明的优选实施例还可以是从属权利要求与相应独立权利要求的任何组合。
图I示意性地和示范性地示出了多区域设备的一个实施例，
图2示意性地和示范性地示出了其中引入了多区域设备的粒子致动设备的一个实施
例，
图3示意性地和示范性地示出了多区域设备的一个实施例的顶视图，
图4示意性地和示范性地示出了包含磁性粒子和流体的多区域设备的一个实施例的顶视图，
图5至8示意性地和示范性地示出了用于迫使磁性粒子通过阀门的阀门材料的磁性致动装置的实施例，
图9示意性地和示范性地示出了多区域设备的亲水和疏水区域的不同分布，
图10示意性地和示范性地示出了多区域设备的和磁性致动装置的疏水和亲水区域的分解视图，图11示范性地示出了说明一种用于制造阀门的方法的流程图，以及 图12示范性地示出了图解一种用于制造多区域设备的方法的流程图，
图13示出了提供有孔的多区域设备的层的顶视图，
图14示出了用于向图13的层上施加的双面粘性带的顶视图，
图15示出了具有第一区域和第二区域的阀门以及通过根据图13、14的孔在这些区域之间施加的阀门材料的侧视图，
图16 — 18示出了多区域设备和通过根据图13 - 15的阀门材料从第二区域向第一区域传送的粒子的集合的示意性顶视图，
图19示出了在层的顶部处提供有孔的多区域设备的替选层的示意性顶视图，
图20示出了用于向图19的层上施加的替选双面粘性带的顶视图，
图21示出了具有第一区域和第二区域的阀门以及通过根据图19 - 20的孔在这些区域之间施加的阀门材料的侧视图，
图22 — 24示出了多区域设备和通过根据图19 - 21的阀门材料从第一区域向第二区域传送的粒子的集合(ensembIe)的示意性顶视图，
图25示出了净化流程中在本发明实例的阀门的腔体中对于荧光示踪染料浓度的柱状
图，
图26示出了对于来自结合缓冲剂的一定量某个DNA副本的净化比较的柱状图。
具体实施例方式图I示意性地和示范性地示出了包括第一区域6和第二区域7的多区域设备I的实施例。在第一区域6与第二区域7之间布置阀门2以便控制粒子从第一区域6向第二区域7的通路。多区域设备优先地是多腔体诊断设备。多区域设备I包括是玻璃或塑料基板的第一层11和也是玻璃或塑料基板的相对第二层12。多区域设备进一步包括约束元件13，形成用于约束多区域设备I内流体的壁。在此实施例中，多区域设备I进一步包括另一个阀门3，其中，层11、12、约束元件13和阀门2、3形成限定第一区域6、第二区域7和分析区域8的数个腔体。第二层12包括允许向第一区域6中引入流体的入口开口 26和允许诸如空气的气体和/或引入的流体离开多区域设备的出口开口 27。阀门2、3包括具有可变更的可穿透性程度的阀门材料4、5，其中，把阀门材料4、5布置在阀门区域16、28内，以使得如果粒子经过阀门2、3以便分别从第一区域6向第二区域7或从第二区域7向分析区域8传送,则粒子必须穿透阀门材料4、5。由于阀门材料4、5的可穿透性程度可变更和由于阀门材料4、5适用于使得如果粒子经过阀门2、3以便从第一区域6向第二区域7或从第二区域7向分析区域8传送则粒子必须(have to)穿透阀门材料4、5，所以可以通过改变阀门材料4、5的可穿透性程度轻松控制阀门2、3的打开程度。优先地，通过入口开口 26向多区域设备I的第一区域6中引入包括磁性粒子的流体。随后阀门材料4和还有阀门材料5优先地适用于和被控制成使得a)磁性粒子可以穿透阀门材料以便允许分别从第一区域6向第二区域7和从第二区域7向分析区域8传送磁性粒子，和b)流体基本上不会穿透阀门材料4或阀门材料5。这允许把磁性粒子与第一区域6中存在的流体分开。如果控制阀门材料4、5的可穿透性程度以使得磁性粒子可以穿透阀门材料4、5，则磁性粒子优先地通过磁场致动，该磁场迫使磁性粒子通过阀门材料4、5。将在下面进一步更详细地描述通过磁场对磁性粒子的致动。阀门材料4、5的可穿透性程度优先地针对直径在3 nm与10000 nm之间、进一步优选的在10 nm与5000 nm之间、以及更进一步优选的在50 nm与3000 nm之间的粒子是
可变更的。阀门2、3进一步包括用于控制阀门材料4、5的可穿透性程度的阀门控制单元。可以把阀门控制单元全部集成到多区域设备中或可以把它集成在诸如粒子致动设备的另一单独设备中，其中，另一外部设备和多区域设备合作以便控制可穿透性程度。此外，可以把阀门控制单元的第一部分集成在多区域设备中，以及可以把阀门控制单元的另一部分集成在另一外部设备中。在图2中示意性地和示范性地示出了包括阀门控制单元的另一外部设 备，其是粒子致动设备。粒子致动设备9包括用于容纳多区域设备的多区域设备容纳区域10。在图9中示出的状况中，把多区域设备I引入到粒子致动设备9的多区域设备容纳区域10中。粒子致动设备9适用于，如果多区域设备I位于多区域设备容纳区域10中，致动位于第一区域6中的磁性粒子以在第二区域7的方向上移动，以便经由阀门2从第一区域6向第二区域7传送粒子。粒子致动设备9进一步适用于，如果多区域设备I位于多区域设备容纳区域10中，则致动位于第二区域7中的粒子以在分析区域8的方向上移动，以便经由阀门3从第二区域7向分析区域8传送粒子。为了迫使磁性粒子通过阀门2从第一区域6去往第二区域
7和通过阀门3从第二区域7去往分析区域8，粒子致动设备9包括被控制单元18控制的磁性致动装置19。将在下面进一步描述磁性致动装置19的优选实施方案。粒子致动设备9进一步包括用于改变阀门材料2、3的温度的加热元件17、29。通过控制单元18控制加热元件17、29以使得控制单元18和加热元件17、29形成阀门控制单元。通过控制阀门材料4、5的温度控制阀门材料4、5的相(phase)和粘度中的至少一个，从而控制阀门材料4、5针对磁性粒子的可穿透性程度。在此实施例中，阀门材料4、5和阀门控制单元17、29、18适用于使得阀门材料4、5在减少针对磁性粒子的可穿透性程度的固态与增大针对磁性粒子的可穿透性程度的液态之间可切换。优先地，在固态中，磁性粒子和优先地还有其中可以分布磁性粒子的流体无法穿透阀门材料4、5，在液态中，只有磁性粒子而没有其中可以分布磁性粒子的流体可以穿透阀门材料4、5。阀门材料在储存温度下(特别地，在约20° C的室温处/下)处于固态中。阀门材料4、5优先地可熔化和优先地是诸如石蜡或聚二乙醇的蜡状物。优先地，阀门材料4、5是疏水的，以使得如果阀门材料4、5处于液态中，水性液体与阀门材料4、5混合的风险最小化。在多区域设备适用于与疏水(特别地，油性)液体一起使用的另一实施例中，阀门材料优先地由亲水材料制成，以使得如果阀门材料处于液态中，阀门材料与疏水(特别地油性)液体混合的风险最小化。阀门材料4、5优先地在化学上是惰性的，即，阀门材料4、5与接触(特别地，穿透)阀门材料4、5的其它元件基本上不起反应。这得到阀门材料4、5的和因而阀门2、3的长寿命。粒子致动设备9进一步包括用于分析最终已经到达多区域设备I的分析区域8的粒子的分析单元21。分析单元21可以例如适用于在光学上或在磁性上确定分析区域8中磁性粒子的量或浓度。另外，优先地通过控制单元18控制分析单元21。再次参照图1，多区域设备I进一步包括表面，具有在第一和第二区域6、7中和在分析区域8中第一层11上的亲水区域14和在阀门区域16、28中第一层11上的疏水区域15。因而，通过亲水区域14限定第一和第二区域6、7和分析区域8，以及通过疏水区域15限定阀门区域16、28。由于第一层11包括这些亲水和疏水区域14、 15和由于阀门材料优先地针对水是惰性的和不混溶的，所以可以通过向这些区域施加水和阀门材料4、5轻松制造多区域设备I内的不同区域。将会基本地只在亲水区域14处布置水，以允许阀门材料4、5基本上只位于疏水区域15处。因而，可以通过提供疏水和亲水区域14、15、通过向疏水和亲水区域14、15施加处于流体状态中的水和阀门材料2、3，以及通过改变阀门材料4、5的状态以使得它成为固体，轻松制造阀门2、3。在阀门材料4、5成为了固体之后，去除水，其中，剩余第一和第二区域6、7和在此实施例中，还有分析区域8，以及包括阀门材料4、5的阀门区域 16、28。多区域设备I优先地是诊断设备，优先地紧凑、健壮和适用于使得只需要少量用户辅助步骤。优先地，用户只需要添加诸如血液或唾液样本的样本到多区域设备，并且在多区域设备中已经存在对于分析样本会有必要的所有其它试剂。多区域设备优先地是一次性(disposable)的盒(cartridge)以使得多区域设备只使用一次,而粒子致动设备可以使用数次。如果试剂必须存在于多区域设备中，则因为湿试剂附带泄漏和干透的风险(在此情形中难以控制最终化验中试剂的浓度)，所以这些试剂优先地以干燥形式存在。干燥试剂不移动或泄漏出去并且可以在多区域设备中很稳定。阀门材料可以是诸如气体或液体的流体、或者固体。阀门材料在诸如约20 °(室温的储存温度下是固体和在粒子无法穿透阀门材料的状态中是固体，所以优点是整个多区域设备可以很稳定，因为阀门材料通常不蒸发、扩散或蔓延。此外，如果例如将会使用油而非通常是固体和优先地只是液体的阀门材料，则如果磁性粒子应当穿透阀门材料，则初始地油浸湿疏水以及亲水区域。因此，因为油需要被移位(displaced)，所以会需要压力以用样本和/或试剂流体填充多区域设备。再者，通过毛细力(capillary force)进行的自主填充将会很难或不可行。如果阀门材料通常是固体，则阀门材料可以限定允许通过毛细力使样本流体在多区域内转送以便允许自主填充的毛细区域，特别地，毛细通道。另外，使用通常是固体和只在磁性粒子应当穿透阀门材料的情况下处于液体中的阀门材料减少了阀门材料污染多区域设备中储存的干燥试剂的可能性。阀门材料因此优先地是在例如约20°C的储存温度下是固体的材料。特别地，阀门材料优先地是这样的材料，其总是固体的和只在粒子应当穿透阀门材料的情况下是液体的。此外，阀门材料优先地针对意在引入到多区域设备中的流体(特别地，针对水)是惰性的和不混溶的。在液体状态中，阀门材料具有优先地不同的粘度值，例如，阀门材料可以处于高粘度状态中和低粘度状态中。阀门材料优先地无论阀门材料的当前粘度值如何均针对水是不混溶和惰性的。在阀门材料具有优先地粘度为约IOOOmPa s (IOOOcP)的低粘度状态中，阀门材料在实例中具有约0. 06N/m的与水的低界面张力。阀门材料可以是其粘弹性属性可以调节的阀门材料。阀门材料优先地提供位于是例如多腔体诊断设备的多区域设备中的可切换阻隔材料。通过物理调节控制致动磁性粒子对阀门材料的可穿透性程度。特别地，如以上已经提到的，阀门材料优先地是诸如石蜡的可熔化物质，通过控制阀门材料的温度调节它的粘弹性属性(visco-elastic property)。阀门材料是例如来自Sigma-Aldrich公司的腊状物。阀门材料优先地具有大于40°C、进一步优选的大于50°C和更进一步优选的大于60°C的熔化温度。在实施例中，阀门材料具有在例如44 一 46°C或53 — 57°C的范围中的熔化温度。特别地，阀门材料优先地是具有在44 - 46°C范围中熔化温度的石蜡。然而，也可以使用具有较低熔化温度的阀门材料，例如，以低于多区域设备内可能存在的试剂蒸发的温度或低于影响多区域设备内可能存在的敏感材料(如，不稳定蛋白质)的温度。在实施例中，熔化温度等于或小于约30 0C0具有小熔化温度的阀门材料只允许短时间施加加热。例如，如果需要达到小熔化温度，如，例如30°C，则可以在例如数秒中取得阀门材料的熔化。因而，可以在很短的时间中切换阀 门。多区域设备的第一层优先地是塑料或玻璃基板的底部部分。在实施例中，第一层是在其上施加全氟癸烷三乙氧基硅烷自组装单层(SAM)的显微镜载玻片。通过氧等离子处理部分地去除SAM，以留下可以视为亲水腔体的亲水区域的图案作为疏水背景中的岛状物。第二层优先地是塑料或玻璃基板的顶部部分。在实施例中，顶部是PMMA的未处理载片。优先地通过第一层与第二层之间布置的双面带形成约束元件。双面带优先地厚度为约100Um0在利用水填充亲水腔体的情况下，优先地在阀门材料的熔化温度以上的温度施加了阀门材料，即，优先地在液态中施加了阀门材料。特别地，在利用水填充亲水腔体的情况下，优先地在50° C施加石蜡作为阀门材料。以此方式，阀门材料只浸湿亲水腔体周围。在冷却回室温之后，阀门材料固化和变得不透明。在图3中的顶视图中示意性地和示范性地示出了多区域设备内不同区域的所得分布。图3中示出的多区域设备101内不同区域的分布包括形成阀门102的疏水阀门区域116中的固化阀门材料104。在疏水阀门区域116之间存在亲水区域，S卩，第一区域106、 第二区域107和第三区域108。这些区域106、107和108限定亲水腔体，其通过疏水阀门区域116中的阀门材料104分开。图4示意性地和示范性地示出了多区域设备101内不同区域的分布的顶视图，其中，从第一区域106向第三区域108输送了磁珠的集合。在优先地是石蜡的阀门材料处于液相中(优先地，在约50°C的温度)的情况下已经输送了是磁性粒子的磁珠。在阀门材料固化之后闭合阀门，并且磁珠无法再离开区域。磁珠已经被从第一区域106朝向第三区域108输送。区域106包含顺磁珠的溶液122，其是磷酸盐缓冲盐缓冲剂(PBS)吹送器中的磁性粒子。区域107包含用永固蓝(cosmenyl blue)染色的水121。区域108包含纯净水120和已输送的磁珠集合123。可以通过数个方法施加由加热元件(特别地，由图2中示意性地和示范性地示出的加热元件17、29)执行的加热。例如，加热可以是电阻加热或者通过电磁场进行的加热或者磁感应加热或者通过光学照射和吸收进行的加热等。可以向多区域设备整体或向很具体的部位(例如,只有在磁性粒子需要穿过阀门材料之处和之时)施加加热。可以通过诸如粒子致动设备的外部设备或通过集成在多区域设备中的热源施加加热。集成加热可以改进阀门材料可穿透性程度调节或改变的空间和时间分辨度。此外，可以只施加一次加热，或者可以施加数个加热和冷却循环。虽然在上述实施例中优先地使用石蜡作为阀门材料，但取代石蜡可以使用任何其它材料，其物理属性可以调节或改变以使得可以调节或改变阀门材料针对诸如上述磁性粒子的粒子的可穿透性程度。阀门材料可以是单一物质或多于一个物质的混合物。例如，阀门材料可以是石蜡与一个或更多个其它物质的混合物。在实施例中，可以向石蜡添加诸如Brij72的表面活性剂以减小对于水的界面张力。此外，可以把诸如石蜡的阀门材料与制剂混合以调整它的属性，例如，它的密度、它的表面张力、它的热容量、它的光吸收等。多区域设备的区域形状(特别地，亲水图案形状)可以适用于促进多区域设备的毛细填充和/或促进粒子通过多区域设备阀门的阀门材料的跨越(crossing)。可以在利用样本流体对多区域设备的填充之前或在利用样本流体填充了多区域 设备之后改变阀门材料的可穿透性程度(特别地，阀门材料的相和/或粘度和/或粘弹性属性)。阀门优先地用在多腔体微流体设备中，其需要通过优先地与水不混溶的阀门状结构把腔体分开。更具体地，阀门优先地用在用于在核酸测试中样本预处理的多腔体微流体设备中。术语“阀门”是指用于控制诸如磁性粒子的粒子至少从第一区域向第二区域移动的元件，其中，通过阀门把第一区域和第二区域分开。阀门因此是用于调控和/或控制诸如磁性粒子的粒子从第一区域向第二区域输送的设备。术语“阀门”不限于用于调控流体流动的设备。图5图解了磁性粒子通过阀门材料从第一区域向第二区域的致动。在此实例中，是第一固体基板的第一层211具有带亲水区域214和疏水区域215的图案化表面。是第二固体基板的第二层212具有完全疏水的表面。在第一层211上的亲水区域214之间形成包括阀门材料204的阀门区域。利用因为其由疏水表面环绕所以保持在位的诸如水性液体224的流体样本填充第一层211上的由亲水区域214限定的空间。图5中左侧的流体224额外地包含一团磁性粒子223。磁性致动装置在此实例中是置于图5中第一亲水区域和疏水阀门区域215的边框(boarder)下面的永磁体225。磁性致动装置的存在使得磁性粒子223在流体样本224的此区域中汇集。通过在由箭头50表明的方向上移动磁性致动装置，迫使磁性粒子223跟随此移动并因而在阀门材料204处于允许磁性粒子223穿透阀门材料204的状态中的情况下，通过阀门材料204传送。虽然针对图5，示范性地描述了多区域设备，其中，为顶部基板的上方第二层包括疏水表面，在另一实施例中，第二层还可以包括面向第一层的亲水表面。图6至8示意性地和示范性地示出了在多区域设备301下面布置的磁性致动装置的不同实施例。多区域设备301与图5中示出的多区域设备201类似，区别在于为顶部基板312的第二层包括面向第一层的亲水表面，即，内亲水表面。在图6中磁性致动装置319包括诸如轨道的移动机构331，其允许针对多区域设备301的第一和第二层以平行方式移动磁体330，从而移动磁场332和因而流体224中的磁性粒子223，以便迫使磁性粒子223通过阀门材料304。图7示意性地和示范性地示出了磁性致动装置419,包括可以通过协调方式接通和关断的电磁体433阵列。磁场因而经由以协调顺序致动和去致动各个电磁体433来移动(travel).开关434象征开关机制，不限于机械开关，而且也可以是半导体开关，如，晶体管、逻辑开关、或者本领域已知的任何其它允许电磁体阵列中磁场协调移动的设备。图8示意性地和示范性地示出了磁性致动装置519的进一步实施例,包括印刷电路板536上部署的电磁线圈535阵列。除了图8中示出的以外，可以把电磁线圈535的阵列多层化。可以通过协调方式接通和关断电磁线圈。磁场因而经由以协调顺序致动和去致动各个线圈来移动，以使得迫使磁性粒子223从第一区域向第二区域通过阀门材料304。再者，优先地通过创建静态磁场的永磁体537增强电磁场。另外可以用电磁体替代永磁体537。永磁体537不仅用来增强移动磁场的强度，而且在必要的情况下用于磁化磁性粒子。虽然在上述实施例中描述了某些数量和形状的亲水和疏水区域，特别地，通过疏水阀门区域分开的亲水区域，但本发明不限于某个形状和数量的这些区域。例如，多区域设 备也可以具有如图9中所示范性地示出的，通过疏水阀门区域91分开的亲水区域90的形状和数量。优先地，至少一个疏水区域91的宽度小于它邻近亲水区域90的宽度。图10在分解视图中示意性地和示范性地示出了第一层611和磁性致动装置619。为了清楚的原因，在图10中未示出多区域设备的其他元件。通过包括阀门材料的疏水区域614把用于容纳样本流体的亲水区域615彼此分开。磁性致动装置619包括具有电磁线圈阵列的印刷电路板636，其可以通过协调方式接通和关断以创建移动的磁场。图11示范性地示出了流程图，说明用于制造用于控制粒子从第一区域向第二区域的通路的阀门的方法的一个实施例。在步骤701中，提供阀门材料，其中，阀门材料具有可变更的可穿透性程度。在步骤702中，提供诸如是第一层的基板上区域的阀门区域，以及在步骤703中把阀门材料布置在阀门区域中，并且阀门区域和阀门材料适用于使得粒子必须穿透阀门材料，粒子经过阀门以便从第一区域向第二区域传送。图12示范性地示出了流程图，其图解了用于制造多区域设备的方法的一个实施例。在步骤801中，第一区域和第二区域优先地提供在第一层上，第一层优先地是由诸如显微镜载玻片的玻璃或塑料制成的基板。优先地通过在其表面上提供具有亲水和疏水区域的第一层执行第一区域和第二区域的此提供，其中，亲水区域限定第一和第二区域。优先地通过在第一层上施加全氟癸烷三乙氧基硅烷的SAM执行亲水和疏水区域的此提供。随后，通过例如氧等离子处理部分地去除SAM，以留下亲水区域的图案作为疏水背景中的岛状物，从而创建也可以视为亲水和疏水腔体的亲水和疏水区域。在步骤802中，提供具有带可变更可穿透性程度的阀门材料的阀门，其中，把阀门(即，阀门材料)布置在第一区域与第二区域之间以便控制粒子从第一区域向第二区域的通路。优先地通过在亲水和疏水区域上提供水和阀门材料以使得把水布置在亲水区域处和把阀门材料布置在疏水区域处执行阀门的(即，阀门材料的)此提供。在阀门材料处于液态的情况下，执行水和阀门材料的此提供。在把水布置在了亲水区域处和把处于液态中的阀门材料布置在了疏水区域处之后，固化阀门材料以便在疏水区域中提供固化阀门材料，从而形成限定第一和第二区域的亲水区域之间的阀门。
虽然在上述实施例中描述了某些数量的第一和第二区域以及把第一和第二区域分开的阀门，但本发明不限于某个数量的阀门和某个数量的第一和第二区域。虽然在以上参照图2描述的实施例中阀门控制单元位于粒子致动设备内，但在其它实施例中，可以把阀门控制单元的至少一些部分(例如，加热元件)集成在多区域设备中。虽然在以上参照图2描述的实施例中把磁性致动装置、阀门控制单元和分析单元集成在单个设备中，但在另一实施例中，这些功能可以分布在数个设备上。例如，粒子致动设备可以只包括阀门控制单元和磁性致动装置，而不包括分析单元。虽然在上面描述的实施例中致动力是磁力，但在其它实施例中，其它力可以用于迫使粒子通过阀门材料，例如，电学力、毛细力等。 虽然在上面描述的实施例中，全氟癸烧三乙氧基娃烧(perf luorodecy 1-tri-ethoxysilane)的自组装单层施加在基板上，其中，在此施加之后部分地去除自组装单层以便生成亲水区域和疏水区域的图案，但另外其它自组装单层也是可以的，例如，全氟癸烷三氯硅 烧(perfluorodecy 1-tri-chlorosilane)的自组装单层是可以的。另外可以把其它疏水涂层图案化以便生成亲水和疏水区域。取代疏水涂层，也可以使用亲水自组装单层或涂层，其被图案化以便生成疏水和亲水区域。分析单元可以是用以检测来自由粒子输送的材料的信号的任何合适传感器。例如，生物材料(例如，目标材料或分析物)可能已经通过磁性粒子输送。通过分析单元，可以在磁性粒子上直接检测生物材料，或者可以进一步标记和随后检测它，或者可以进一步加工和随后检测它。进一步处理的实例是放大生物材料，或者标注或标记生物材料，或者从粒子向溶液中释放材料以便溶液处理和/或检测，或者是改变标记的(生物)化学或物理属性以促进检测，或者是使用酶解过程用于信号放大。分析单元也可以是用以基于粒子的任何属性检测传感器表面上或者附近磁性粒子的存在和/或浓度的任何合适传感器。例如，分析单元可以适用于经由磁方法(例如，磁阻(magneto-resistive)、霍尔(HalI)、线圈)、光学方法(例如,成像、突光、化学发光、吸收、散射、渐逝场技术、表面等离子共振、拉曼等)、声波检测(例如，表面声学波、体声学波、悬臂、石英晶体等)、电学检测(例如，传导、阻抗、以及安培计、氧化还原循环)、以及其组合，检测粒子。如果基于粒子的磁属性检测磁性粒子，则分析单元优先地包括线圈、磁阻传感器、磁限(magneto-restrictive)传感器、Hall传感器,特别地,平面Hall传感器、通量门传感器、SQUID、磁共振传感器或另外的磁传感器。多区域设备和优先地还有分析单元可以适用于执行基于分子的化验，例如，对于核酸或蛋白质检测，但是，除了基于分子的化验之外，还可以检测较大基团，例如，细胞、细菌、或者细胞或细菌的片段、组织提取物等。可以针对多区域设备的生物传感器表面，在具有或没有分析单元的传感器元件的扫描的情况下进行检测。测量数据可以作为端点测量(end-point measurement)以及通过记录信号以运动地或间歇性地得出。磁性粒子优先地是标记必须检测的元件的标记，其中，可以通过感测方法直接检测磁性粒子，或者可以在检测以前进一步加工粒子。进一步加工的实例是，可以向粒子添加或从粒子释放材料，或者改变粒子的(生物)化学或物理属性或粒子上材料以促进检测。多区域设备和优先地还有分析单元可以通过与数个生物化学化验类型(例如，结合(binding) /解离(unbinding)化验、夹心(sandwich)化验、竞争(competition)化验、替换(displacement)化验、酶解(enzymatic)化验、放大(amplification)化验等)一起使用。多区域设备和优先地还有分析单元适合传感器复用(即，不同传感器和传感器表面的并行使用)、标记复用(即，不同类型标记的并行使用)和腔体复用(即，不同反应腔体的并行使用)。可以使用多区域设备和分析单元作为小样本体积的迅速、健壮、以及易用关注点(point-of-care)生物传感器。可以在实施例中视为反应腔体的分析区域可以是一次性项目，即，多区域设备可以用作与紧凑读取器一起使用的一次性项目，包含一个或更多个磁场生成装置和诸如分析单元的一个或更多个检测装置。读取器是例如上面描述的粒子致动设备。可以使用多区域设备和优先地分析单元作为自动高处理量测试。在此情形中，多区域设备包括分析区域，并且多区域设备符合可再用读取器，用于分析粒子。粒子优先地直径在3 nm与10000 nm之间、进一步优选的在10 nm与5000 nm之间、以及更进一步优选的在50 nm与3000 nm之间。以下分别结合图13 - 18和19 - 23描述两种制造方法。图13示出了形成阀门102—部分的层101的示意性顶视图。此处，把阀门102设计成具有在多区域设备I中的三个孔130的多区域设备I。可以通过例如玻璃制造该层101。图14示出了尺寸与层101 — 样并被形成以向层101施加的双面粘性带111。带也可以只在一侧是粘性的。双面粘性带111具有切取的数个椭圆区域132 - 135，用于亲水材料的施加。区域132 - 135之间的圆形切取部131与层101处的孔130基本上一致。双面层111中的切取部131和区域132 -135相连以实现区域132 - 135与圆形切取部131之间的流体流动，这如图14中所示。当组装层101和双面带111时，在进一步的制造步骤中通过层101中的孔130和通过双面带111中的切取部131施加疏水阀门材料104。示意性侧视图(图15)示出了在亲水区域132、133之间施加阀门材料104之后的阀门102。阀门102驻留在盒(未示出)中。顶层是图13的层101，图15中示出的是阀门材料104突出通过的一个孔13。以加热液体形式施加阀门材料104，例如，石蜡。阀门材料104在它一触及盒就固化，这防止阀门材料104流动到盒的毛细空间、亲水区域132、133中。作为结果，阀门材料104良好限定的塞子(plug)确切地沉积在阀门区域131处。应该注意，由于阀门材料104鉴于它的快速固化而无论如何停留到位，所以阀门区域131疏水并非是关键的。在阀门102的特定配置中，不必设计亲水或疏水区域的任何图案。此特定的配置致使，使用石蜡作为阀门材料104简单地制造阀门102。任何加热方式是可以的，在实例中通过AlTi的集成薄膜加热器提供加热，其在盒外部的底部处被蒸发。使区域132、133成型为双面带111中的切取部，在切取部(cut-out)中储存亲水材料。在一个或数个制造步骤中提供掩膜(未示出)以通过亲水或疏水区域把层101或双面带111中的一个图案化。图16 — 18以示意性方式示出了阀门102工作模式的顶视图。示出的是作为流体和磁性粒子的存储器的左方第一区域106和右方第二区域107。在第一区域106与第二区域107之间布置阀门材料104。如下所描述，粒子跨过从一个第二区域107到第一区域106的阀门材料104的阻隔物。第一区域107的存储器包含PBS缓冲剂，第二区域106的存储器包含了包含IOOmM Triton X-100的L6缓冲剂。首先，磁性粒子的集合123或云团驻留在第二区域107中，而想要的是去往第一区域106进入不同存储器中的输送。阀门材料104处布置的加热器把阀门材料104加热到它熔化为止。当部分地或全部地熔化时，阀门材料104变得对于粒子的集合123可透过，而之前在以固体形式时阀门材料是不可经过的阻塞物(stop)。如图16中所示毛细力在阀门材料104的方向上从右方向左方拖动集合123。在图17中使阀门材料104部分地或全部地熔化，并且粒子可现开始移动通过阀门材料104，由于它在熔化时对于粒子可透过。粒子的集合123移动通过阀门材料104并且进入第一区域106(其是亲水区域)。图18示出了全部穿入到第一区域106中的集合123。粒子沿着相邻区域的进一步移动是可行的，因为多区域设备I不限于两个区域106、107。这通过图16 -18的边缘处区域106、107后续的进一步阀门材料104的部分来描绘。注意到，阀门材料104的多余体积延伸到阀门102上方，这如图15中可看出的，因而并非必定确切地施加阀门材料4的量。在阀门材料104的固化之后可以去除多余 的延伸阀门材料104。以下根据图19 - 21和进一步根据图22 - 24，描述替选制造方法情况下阀门的不同结构。与上面描述的制造方法类似，提供顶部基板，图19，命名为层101，层101具有突出通过层101的孔130。进一步地，在(此实例中为由玻璃制造的)层101中提供排放孔132。排放孔132确保区域132 - 135的存储器中的水性流体朝向由阀门材料104提供的引导物136中的阻隔物(barrier)流动。排放孔132进一步避免空气泡妨碍磁性粒子云团的通路。与以上制造方法类似，为双面带111提供椭圆区域132 - 135，在其之间布置引导物(guide)136，部分地形成为在区域132 — 135开口的方向上延展的通道，如图19 一 21中所示。在建立根据图21的结构的制造步骤中附接具有对应尺寸的层101和双面带111。用于把阀门材料104填充到阀门102的层101中孔130位于双面粘性带111的引导物(guide)136的一端。沿着引导物136通过毛细力把通过孔130施加的阀门材料104基本上拖动到建立区域132 - 135之间阻隔物的引导物136的中间。与以上实例中的制造步骤类似，提供掩膜(未示出)以通过亲水或疏水区域，把基板、层101或双面带111中的一个图案化。图21最终示出了与图15类似的、在施加阀门材料104全部组装以建立阀门102的示意性侧视图。相比于图15的实例而言，在图21的实例中疏水和亲水区域的分布不同。边缘处的区域132、133与图15类似是亲水的，区域132、133与阀门材料104之间的两个区是疏水的。包含阀门材料104的阀门102的中心的区域与图15的实例相反是亲水的。这意味着在围绕亲水区域的疏水区域132 - 135内提供中心的亲水图案。再次地，在包围阀门的盒在提升的温度的情况下，在亲水图案的一端通过孔130施加提升温度的阀门材料104，例如，液体石蜡。只要在制造期间的某时加热容纳阀门102的盒，可以在液或固相中施加阀门材料，例如，以小球珠。短时间只需要加热小体积的阀门材料104，以及粒子通过阀门102的输送因而是快的，换言之阀门102的切换时间是快的。在加热时，阀门材料104仍然局限在疏水区域内的亲水区域并且未泄漏出图21中示出的区域。沿着图21中间的亲水图案，阀门材料104落入毛细空间中，朝向排放孔132。使用比亲水区域上方的毛细体积更小的阀门材料104体积是重要的，因为此尺寸保证当不再有阀门材料104可用时流动将会停止。在冷却盒或阀门102之后，在引导物136的中心的亲水区域的顶部上呈现许多固体阀门材料104，该引导物存在于在围绕中心的疏水区域内。当储存具有描述的阀门102的盒时，储存温度并非是紧要的，并且由于没有阀门材料104泄漏出而对阀门102的运作没有负面作用。图22 — 24示出了与图16 — 18类似的、用于根据图19 一 21描述的第二制造方法的阀门的示意性顶视图。图22 — 24以顶视图示出了图21的阀门102的运作。把椭圆区域106、107设计成用于保留流体的存储器。在区域106、107之间，引导物136基本上与区域106、107平行地突出。在区域106、107与引导物136之间设计居中区域137，如图22 —24中所示。如图22 - 24中可见，阀门材料104可在引导物136的一端通过孔130施加和沿着全部引导物136横过，其中，阀门材料104在操作中作为固体形式的用于区域106、107中流体的阻隔物和作为液体形式的输送装置。与以上阀门102的操作类似，首先在第一区域106处的存储器中装载磁性粒子的集合123，图22。在操作中，当意在集合123的输送时，阀门材料104被加热和作为结果熔化。通过熔化，阀门材料104对于集合123可透过，该集合(ensemble)123其在如图22 — 24的实例中的右方向上通过毛细力或可替选地通过磁力拖动。在图23中，粒子已经穿过中间区域137进入引导物136。最终，在图24中，集合123的粒子到达第二区域107中。以下通过图25和26描述示范性测试结果。通过监测净化流程中荧光示踪剂的浓度，研究的是阀门2、102的阀门效率。在第一区域6、106或腔体中注入具有磁性粒子和高浓度荧光染料的溶液，同时通过纯净水填充其它区域7、107或者腔体。利用每个区域6、106、7、107中30秒磁混合运动，从第一区域6、106向第二区域7、107以磁性方式传送粒子。对于每个区域6、106、7、107，在片外(off-chip)测量荧光染料的浓度。图25示出了对于粒子的每次穿过磁毛细阀门染料浓度减小大约100倍，这表明了我们的微技术中非常高效净化的潜力。此处，图25从左方至右方，柱状图的柱体表示经过另一阀门2、102之后染料的浓 度。用号码2标注的柱体表示经过第一阀门2、102之后的浓度，用号码3标注的柱体表示此后经过第二阀门2、102之后的浓度等。进一步地，在图25中用术语水标注的在右方的最后柱体示出了最后腔体或区域中染料的浓度与没有染料的水背景不可区分。图26示出了对于来自结合缓冲剂的一定量某个DNA副本的净化比较的柱状图。测试基于来自包含GuSCN的结合缓冲剂的1000个S. Aureus质粒DNA副本。在图26左方的柱体示出了用于小瓶中标准手工净化的大约22%的净化效率。在图26右方的柱体示出了基于油从示范性阀门2、102得出的大约20%的净化效率。证明的是利用描述的阀门2、102，达到了可与通过手工标准方法进行的净化相媲美的净化。本领域技术人员可以根据图、公开、以及所附权利要求的学习，在实践要求保护的发明过程中可以理解和实现对公开实施例的其它变化。在权利要求中，词语“包括”不排除其它元件或步骤，以及不定冠词“一”或“一个”不排除多个。单个单元或设备可以完成权利要求中引述的数个项目的功能。在相互不同的从属权利要求中引述某些手段的单纯事实不表明无法使用这些手段的组合以获益。不应当把权利要求中的任何附图标记解释成限制范围。
权利要求
1.一种用于控制粒子从第一区域(6)向第二区域(7)的通路的阀门，该阀门(2，102)包括 一具有可变更的可穿透性程度的阀门材料(4)，和 一包括所述阀门材料(4，104，204，304)的阀门区域(16，116)，其中，阀门区域(16，116)和阀门材料(4，104，204，304)适用于使得，如果粒子经过阀门(2，102)以便从第一区域(6，106)向第二区域(7，107)传送则粒子必须穿透所述阀门材料(4，104，204，304)。
2.如权利要求I所述的阀门，其中，所述阀门(2，102)进一步包括用于控制阀门材料(4，104 )的可穿透性程度的阀门控制单元(17，18 )。
3.如权利要求2所述的阀门，其中，所述阀门控制单元(17，18)适用于控制阀门材料(4，104)的相和粘度中的至少一个以便控制可穿透性程度，以及所述阀门材料(4，104，204，304)和所述阀门控制单元(17，18)适用于使得，阀门材料(4，104，204，304)在其中减少可穿透性程度的固态与其中增大可穿透性程度的液态之间可切换。
4.如权利要求I所述的阀门，其中，所述阀门材料(4，104，204，304)适用于使得阀门材料(4，104，204，304)的可穿透性程度是温度相关的。
5.如权利要求I所述的阀门，其中，所述阀门材料(4，104，204，304)是疏水的或者可替选地是亲水的和/或是惰性的。
6.—种多区域设备,包括 一第一区域(6，106)和第二区域(7，107)， 一如权利要求I所述的阀门(2，102)，其中，所述阀门(2，102)布置在第一区域(6，106)与第二区域(7，107)之间，以便控制粒子从第一区域(6，106)向第二区域(7，107)的通路。
7.如权利要求6所述的多区域设备，其中，所述第一区域(6，106)和所述第二区域(7，107)包括亲水表面，以及所述多区域设备(I)包括具有表面的层(11)，该表面具有限定第一和第二区域(6，7)的亲水区域，其中，包括阀门材料(4，104)的阀门区域(16，116)位于所述亲水区域之间。
8.一种粒子致动设备，包括用于容纳如权利要求6所限定的多区域设备(I)的多区域设备容纳区域(10)，所述粒子致动设备(9)适用于，如果多区域设备(I)位于多区域设备容纳区域(10)中，致动位于第一区域(6，106)中的粒子以在第二区域(7，107)的方向上移动，以便通过阀门(2，102)从第一区域(6，106)向第二区域(7，107)传送粒子。
9.一种用于制造阀门的方法，所述阀门用于控制粒子从第一区域(6，106)向第二区域(7，107)的通路，该方法包括步骤 一提供具有可变更的可穿透性程度的阀门材料(4，104，204，304)， 一提供阀门区域(16)， 一把阀门材料(4，104，204，304)布置在阀门区域(16，116)中和使阀门区域(16，116)和阀门材料(4，104，204，304)适用于使得，如果粒子经过阀门(2，102)以便从第一区域(6，106)向第二区域(7，107)传送则粒子必须穿透阀门材料(4，104，204，304)。
10.一种用于制造多区域设备的方法，该方法包括步骤 一提供第一区域(6，106)和第二区域(7，107)， 一提供如权利要求I所述的阀门(2，102)， 一把阀门(2，102)布置在第一区域(6，106)与第二区域(7，107)之间，以便控制粒子从第一区域(6，106)向第二区域(7，107)的通路。
11.如权利要求10所述的方法，其中，通过如下方式执行提供第一区域(6，106)和第二区域(7，107)以及把阀门(2，102)布置在第一区域(6，106)与第二区域(7，107)之间的步骤 一提供第一层(11 )，在它的表面上包括亲水和疏水区域， 一在表面上提供水和阀门材料(4，104，204，304)，以使得把水布置在亲水区域处和把阀门材料(4，104，204，304)布置在疏水区域处。
12.如权利要求9或10所述的方法，其中，在所述第一层(11)中或在所述第二层(12)中提供至少一个孔(130)，以及通过孔(130)向阀门施加所述阀门材料(4，104，204，304)。
13.如权利要求9或10所述的方法，其中，在布置孔(130)的端提供与粒子的传送方向垂直的至少一个通道(112)，通道(112)跨越传送方向，并且由毛细力传送粒子通过通道(112)。
全文摘要
本发明涉及一种用于控制粒子从第一区域(6)向第二区域(7)的通路的阀门(2)，其中，阀门(2)包括具有可变更的可穿透性程度的阀门材料(4)和包括阀门材料(4)的阀门区域(16)，其中，阀门区域(16)和阀门材料(4)适用于使得，如果粒子经过阀门(2)以便从第一区域(6)向第二区域(7)传送则粒子必须穿透阀门材料(4)。可以通过改变阀门材料(4)的可穿透性程度，例如，通过改变阀门材料(4)的温度，轻松控制阀门(2)的打开程度。再者，通过穿透阀门材料(4)，可以把粒子与诸如包含粒子的流体的其它元素分开。
文档编号F16K99/00GK102802796SQ201080024478
公开日2012年11月28日 申请日期2010年6月2日 优先权日2009年6月3日
发明者R.C.邓杜尔克, R.彭特曼, M.Wj.普林斯 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司