离心式微流体设备、制造微流体设备的方法以及使用微流体设备测试样品的方法

专利名称：离心式微流体设备、制造微流体设备的方法以及使用微流体设备测试样品的方法
技术领域：
一个或多个实施例涉及一种离心式微流体设备、一种制造该微流体设备的方法以 及使用所述微流体设备测试样品的方法。
背景技术：
微流体装置的微流体结构的示例包括可容纳少量流体的室、流体可流过的通道、 可调节流体流动的阀、可容纳流体并实施预定功能的各种功能单元。将微流体装置的微 流体结构安装在其上以执行包括生化反应的各种测试的小芯片被称为生物芯片，更具体地 说，形成为在一个芯片上执行各种操作的装置被称为实验室芯片(lab-on-a-chip)。需要驱动压力以传输微流体装置的微流体结构内的流体，毛细管压力或者由泵提 供的压力被用作驱动压力。近来，已提出通过将微流体结构安装在盘形平台中使用离心力 的微流体装置。这些装置被称为实验室盘或实验室光盘(CD)。

发明内容
技术问题一个或多个实施例包括微流体设备和使用抗原-抗体反应测试样品的方法。一个或多个实施例包括用于提高样品测试过程的可靠性的基于离心力的微流体 设备以及测试样品的方法。—个或多个实施例包括制造微流体设备的方法，该方法可容易地制造用于控制微 流体结构中的流体流动的阀。技术方案根据一个或多个实施例的一方面，提供一种微流体设备，所述微流体设备包括 微流体结构，用于提供容纳流体和形成通道的空间，流体流过所述通道；阀，用于控制流体 流过微流体设备中的通道，其中，微流体结构包括样品室；样品分离单元，容纳来自样品 室的样品，并使用离心力从样品中分离出上清液；缓冲液室，容纳反应缓冲液；清洗缓冲液 室，容纳清洗缓冲液；反应室，连接到样品分离单元、缓冲液室、清洗缓冲液室，并涂有用于 捕获样本的捕获抗体；检测室，连接到反应室，用于接收最终反应材料，并具有空间，为了对 样本进行测试而在所述空间中测量吸光率。反应室可包括反应盒，捕获抗体和抗原涂在反应盒上。微流体设备还可包括第一废料室，容纳从反应室排放的杂质；第一废料通道，将 反应室连接到第一废料室，并具有连接到反应室的端部以及从所述端部分叉以连接到第一 废料室的两个终端，其中，常闭阀和常开阀设置在所述端部上，常开阀和常闭阀分别设置在 所述两个终端上，以在从反应室排放杂质两次之后使反应室和第一废料室彼此隔开。微流体设备还可包括空室，给检测室提供清洗缓冲液，用于测量参考吸光率；第 二废料室，容纳从检测室排放的清洗缓冲液；第二废料通道，将检测室连接到第二废料室，其中，常闭阀和常开阀设置在第二废料通道中，以在排放清洗缓冲液之后使检测室和第二 废料室彼此隔开。缓冲液室可包括第一缓冲液室，容纳共轭缓冲液和竞争性蛋白质中的一种，所 述共轭缓冲液用于执行夹心免疫检测反应，所述竞争性蛋白质用于执行竞争性免疫检测反 应；第二缓冲液室，容纳基质缓冲液，所述基质缓冲液由于与共轭反应或竞争性反应的所得 物进行基质反应而表现出预定的颜色；第三缓冲液室，容纳使基质反应终止的终止缓冲液。微流体设备还可包括通风室，形成通风路径，所述通风路径允许缓冲液室获取外 部空气，其中，常闭阀形成在缓冲液室与通风室之间且位于缓冲液室的出口。微流体设备还可包括缓冲液计量室，用于计量缓冲液室和反应室之间的反应缓 冲液；过量缓冲液室，容纳超过缓冲液计量室的容积的反应缓冲液。微流体设备还可包括通风室，形成通风路径，所述通风路径允许清洗缓冲液室获 取外部空气，其中，常闭阀形成在清洗缓冲液室与通风室之间且位于清洗缓冲液室的出口。微流体设备还可包括上清液计量室，位于样品分离单元和反应室之间，以计量上 清液的量。微流体设备还可包括第一质量控制OiC)室，位于样品分离单元的终端，用于通 过检测吸光率来识别所述微流体设备是否使用过。微流体设备还可包括第二 QC室，连接到样品分离单元，并接收超过样品分离单 元的容积的样品。微流体设备还可包括第三QC室，用于检测上清液的吸光率，第三QC室连接到将 反应室连接到样品分离单元的通道，以容纳来自样品分离单元的上清液。微流体设备还可包括第四QC室，容纳材料，所述材料的吸光率根据温度变化。微流体设备还可包括可旋转平台，微流体结构形成在可旋转平台上。平台可包 括分隔板，雕刻结构形成在分隔板上，雕刻结构提供用于容纳流体和用于形成通道的空 间，流体流过所述通道，分隔板具有敞开的上部；上板，结合到分隔板的上部，以阻挡所述雕 刻结构的上部。阀可包括通过电磁波能量熔化的阀材料。阀材料可以是相变材料或者热固树脂， 所述相变材料根据电磁波能量而发生相变。阀材料可包括分散在相变材料中的细小加热颗 粒，以通过吸收电磁波能量产生热量。根据一个或多个实施例的另一方面，提供一种微流体设备，所述微流体设备包括 微流体结构，用于提供容纳流体和形成通道的空间，流体流过所述通道；阀，用于控制流体 通过微流体设备中的通道的流动。其中，微流体结构包括样品室；样品分离单元，容纳来 自样品室的样品，并通过使用离心力从样品中分离出上清液；测试单元，包括检测室，上清 液、捕获抗体或捕获抗原与反应缓冲液之间的抗原-抗体反应的所得物容纳在检测室中； QC室，用于识别样本检测中的可靠性。QC室可包括第一 QC室，位于样品分离单元的终端，用于通过检测吸光率来识别 微流体设备是否使用过。微流体设备还可包括第二 QC室，连接到样品分离单元，接收超过样品分离单元 的容积的样品。微流体设备还可包括第三QC室，连接到通道，所述通道将反应室连接到样品分离单元，以检测上清液的状态。微流体设备还可包括第四QC室，容纳材料，所述材料的吸光率根据温度变化。微流体设备还可包括可旋转平台，微流体结构形成在可旋转平台上。检测室和 QC室可沿平台的径向位于距旋转中心相同的距离处。平台可包括分隔板，雕刻结构形成 在分隔板上，雕刻结构提供用于容纳流体和用于形成通道的空间，流体流过所述通道，分隔 板具有敞开的上部；上板，结合到分隔板的上部，以遮挡雕刻结构的上部。上板可包括保 护单元，用于保护与检测室和QC室对应的区免受污染。保护单元可包括围绕与检测室和QC 室对应的区的肋。根据一个或多个实施例的另一方面，提供一种微流体设备，所述微流体设备包括 微流体结构，用于提供容纳流体和形成通道的空间，流体流过所述通道；阀，用于控制流体 流过微流体设备中的通道。其中，微流体结构包括样品室；样品分离单元，容纳来自样品 室的样品，并通过使用离心力从样品中分离出上清液；测试单元，包括检测室，上清液、捕获 抗体与反应缓冲液之间的抗原-抗体反应的所得物容纳在检测室中；温度检测室，包括材 料，所述材料的吸光率根据温度变化。根据一个或多个实施例的另一方面，提供一种制造微流体设备的方法，所述方法 包括制备分隔板，分隔板包括雕刻结构，雕刻结构提供用于容纳流体的空间和通道，流体 流过所述通道，分隔板包括敞开的上部；制备上板；将阀材料施加到上板的下表面的多个 位置上，在所述多个位置上阀控制流体流过所述通道；将上板结合到分隔板，以遮挡所述敞 开的上部，并形成多个常开阀；通过将能量施加到所述多个常开阀中的至少一个上以熔化 阀材料从而阻挡所述通道而形成常闭阀。阀材料可通过电磁波能量熔化。阀材料可以是相变材料或者热固树脂，相变材料 的相态根据电磁波能量变化。阀材料可包括分散在相变材料中的细小加热颗粒，以通过吸 收电磁波能量产生热量。根据一个或多个实施例的另一方面，提供一种测试样本的方法，所述方法通过从 样品中分离出上清液、执行上清液和反应缓冲液之间的抗原-抗体反应来测试包括在样品 中的样本，并接收检测室中的反应所得物、使用包括样品室、样品分离单元、测试单元且容 纳反应缓冲液和清洗缓冲液的微流体设备测量所述所得物的吸光率，所述方法包括将样 品载入到微流体设备的样品室中；将微流体设备安装在旋转驱动器上；通过使用检测器测 量第一 QC室的吸光率确定微流体设备是否已使用过，第一 QC室位于样品分离单元的端部。所述方法还可包括通过离心力将样品从样品室传输到样品分离单元，离心力是 通过使用旋转驱动器使微流体设备旋转而产生的；通过使用检测器测量第二 QC室的吸光 率确定样品的量是否足够，第二 QC室容纳超过样品分离单元的容积的样品。所述方法还可包括通过使用检测器测量第四QC室的吸光率确定微流体设备的 温度是否适合于开始测试，第四QC室的吸光率根据温度变化。所述方法还可包括通过使用旋转驱动器使微流体设备旋转而从容纳在样品分离 单元中的样品离心分离出上清液；将上清液传输到测试单元；通过使用检测器测量从将样 品分离单元连接到测试单元的通道分叉的第三QC室的吸光率；基于测量的吸光率确定上 清液的量是否足够、上清液的状态是否适合于测试、或者位于样品分离单元和测试单元之 间的阀是否有缺陷。
所述方法还可包括执行在上清液、捕获抗体与反应室中的反应缓冲液之间的抗 原-抗体反应，以形成反应所得物；通过测量检测室的吸光率确定参考吸光率；将反应所得 物传输到检测室并测量检测室的吸光率；根据参考吸光率和测量的吸光率之差计算样本的 浓度。参考吸光率的测量可包括将清洗缓冲液供应到检测室并测量检测室的吸光率。所述方法还可包括通过使用条形码读取器从形成在微流体设备的侧部上的条形 码获得与微流体设备的制造数据、微流体设备的有效期、测量的吸光率和条形码样本的浓 度之间的关系中的至少一种有关的信息。


通过下面结合附图对实施例进行的描述，上述和/或其他方面将会变得清楚且更加易于理解，其中
图1是根据实施例的微流体设备的俯视图2是包括在图1的微流体设备中的测试单元的详细示图3是包括在图1的微流体设备中的样品室的详细示图4是包括在图1的微流体设备中的样品分离单元的详细示图5是包括在图1的微流体设备中的第一缓冲液室的详细示图6和图7是示出结合到图1的微流体设备中的平台的反应盒的截面图8和图9是示出图1的微流体设备中的常闭阀的操作的截面图10和图11是示出图1的微流体设备中的常开阀的操作的截面图12是图1的微流体设备的分解立体图13是示出形成图1的微流体设备中的常闭阀和常开阀的工艺的分解立体图14是通过图13中示出的工艺制造的常开阀的截面图15是通过图13中示出的工艺制造的常闭阀的截面图16是示出图15中示出的常闭阀打开时的截面图17是示出采用通过图13中示出的工艺制造的阀的微流体设备的示例的视图18是图1的微流体设备的立体图19是样品分析系统的示例的示图。
具体实施例方式现在，将详细描述实施例，其示例在附图中示出，其中，相同的标号始终指示相同 的元件。注意的是，本实施例可具有不同的形式并且不应该被解释为限于在此阐述的描述。 因此，下面仅通过参照附图描述实施例，以解释本描述的各方面。图1是根据实施例的微流体设备的俯视图；图2是图1中示出的微流体结构的详 细示图。根据本实施例的基于离心力的微流体设备可包括为可旋转盘的平台100。平台 100包括用于容纳流体的空间以及用于提供流体路径的微流体结构。平台100不限于盘形。 平台100可由可容易成型并具有生物学上的惰性表面的塑性材料(例如，聚二甲基硅氧烷 (PDMS)或丙烯)形成。然而，本实施例不限于以上示例，平台100可由具有化学和生物稳定 性、透光性、机械可加工性的材料形成。平台100可包括多个板。对应于室或通道的雕刻结 构形成在板的面对另一板的表面中，然后，将多个板彼此结合，以在平台100中提供用于容纳流体和流体路径的空间。可使用粘合剂或双面胶带、超声波、或者激光来执行板的结合。平台100可包括一个或多个微流体结构。例如，平台100可被分成多个区，可将独 立地操作的微流体结构安装在各个区中。根据本实施例的微流体设备，微流体结构分别安 装在平台100的两个区101和102上，以通过抗原-抗体反应从样品(例如，血液)检测样 本。由于安装在两个区101和102中的微流体结构彼此之间除了待检测的样本之外基本相 同，所以将更加详细地描述安装在区101中的微流体结构。参照图2，形成有样品室10、样品分离单元30、测试单元20。样品室10提供用于 容纳流体样品(例如，血液)的空间。样品分离单元30执行离心分离，以将样品分成上清 夜(例如，血清或血浆)和沉淀物(例如，血细胞)。测试单元20是用于利用抗原-抗体反 应来检测包括在上清夜中的特定的蛋白质的结构，例如，检测用于检测前列腺癌的前列腺 特异性抗原(PSA)以及睾丸激素，或者检测用于测试甲状腺疾病的促甲状腺激素(TSH)或 游离T4(fT4)蛋白质。本实施例的测试单元20可使用夹心免疫检测法或竞争性免疫检测 法来检测蛋白质。图3详细地示出了样品室10。参照图3，样品室10包括用于喷射样品的入口 11以 及用于容纳样品的容纳部分12。容纳部分12包括连接到样品分离单元30的出口 13。出 口 13可形成毛细管压力，以使样品在未施加离心力时不会运动到样品分离单元30，这将稍 后描述。出口 13可包括用于控制样品流动的阀。另外，为了通过离心力将容纳在容纳部分 12中的样品容易地引入到样品分离单元30中，形成侧壁19a，使得与中心C的距离随着从 入口 11到出口 13增加，在两侧壁19a和19b中，侧壁19a沿容纳部分12的径向距中心C 较远。因样品的喷射压力致使样品流动到容纳部分12并防止到达容纳部分12的样品返回 入口 11的结构(即，起毛细管阀作用的结构，仅当施加了预定水平的压力时，所述结构才使 样品通过)可形成在入口 11和容纳部分12之间。逆流防止单元14可沿与样品从入口 12流动到出口 13的流动方向交叉的方向设 置在容纳部分12中。逆流防止单元14可形成为一个或多个肋。逆流防止单元14对样品 产生流动阻力，从而防止样品从容纳部分12流动到入口 11。通过平台100的旋转产生的离心力将样品从样品室10传输到样品分离单元30， 因此，样品分离单元30位于样品室10的外部上方。用于离心分离样品的样品分离单元30 可形成各种形状，图4详细地示出了样品分离单元30的示例。参照图4，样品分离单元30 包括上清液收集单元31，形成为从样品室10沿径向朝外部延伸的通道；沉淀物收集单元 32，位于上清液收集单元31的端部，以提供用于收集大比重的沉淀物的空间。上清液收集 单元31包括用于向测试单元20分配上清液的样品分配通道34。阀33控制样品流过样品 分配通道34。各种类型的微流体阀可用作阀33。本实施例的阀33是常闭阀，该常闭阀在 因外部动力源导致通道34打开之前关闭通道34，以不允许流体流动。参照图4，多个阶梯 状部分31a可形成在上清液收集单元31中。多个阶梯状部分31a可表示(例如)血清的 分离水平。多个阶梯状部分31￡1可从底部开始表示40(%、35(%、32(%、30(%、观(％的分离水 平。分离水平可以是用于检查从病人身上提取的血液的状态或病人的健康状况的要素。接下来，将详细描述测试单元20。参照图2，上清液计量室40、反应室200、第一缓 冲液室210、第二缓冲液室220、第三缓冲液室230、清洗缓冲液室M0、检测室250被示出。用于计量上清液的量的上清液计量室40可设置在样品分离单元30和测试单元20之间。上清液计量室40具有内部空间，该内部空间可容纳测试中使用的上清液的量。上清 液计量室40包括用于控制上清液计量室40的出口处的流体流动的阀41。阀41与阀33 — 样也是常闭阀。通过通道42将上清液计量室40连接到测试单元20。第一缓冲液室210、第二缓冲液室220、第三缓冲液室230容纳用在抗原-抗体反 应中的反应缓冲液。图5详细地示出了第一缓冲液室210的外围结构。参照图5，第一缓冲液室210容 纳第一缓冲液。第一缓冲液可以是用于执行夹心免疫检测的共轭缓冲液，或者可包括用于 执行竞争性免疫检测的竞争性蛋白质。第一缓冲液室210连接到第一通风室215。第一通 风室215形成允许第一缓冲液室210获取外部空气的通风路径，以使容纳在第一缓冲液室 210中的第一缓冲液可被容易地排放。阀212设置在第一缓冲液室210和第一通风室215 之间。阀213设置在第一缓冲液室210的出口。阀212和阀213是常闭阀。第一缓冲液被 载入到第一缓冲液室210中，阀212和阀213被安装，然后，第一缓冲液室210在打开阀212 和阀213之前保持在关闭状态。第一计量室211用于将在测试中使用的固定量的第一缓冲 液供应到反应室200。通过阀213将第一计量室211连接到第一缓冲液室210。阀214设 置在第一计量室211的出口。阀214是常闭的。当阀214打开时，由第一计量室211计量 的第一缓冲液可被供应到反应室200。围绕第二缓冲液室220、第三缓冲液室230、清洗缓冲液室MO的外围结构类似于 围绕第一缓冲液室210的外围结构。参照图2，第二缓冲液室220容纳第二缓冲液。第二 缓冲液可以是基质缓冲液，所述基质缓冲液由于与共轭反应或竞争性反应的所得物进行基 质反应而表现出预定的颜色。第二缓冲液室220连接到第二通风室225。第二通风室225 形成允许第二缓冲液室220获取外部空气的通风路径，以使容纳在第二缓冲液室220中的 第二缓冲液可被容易地排放。阀222设置在第二缓冲液室220和第二通风室225之间。阀 223设置在第二缓冲液室220的出口。阀222和阀223是常闭的。第二缓冲液被载入到第 二缓冲液室220中，阀222和阀223被安装，然后，第二缓冲液室220在打开阀222和阀223 之前保持在关闭状态。第二计量室221用于将测试中使用的固定量的第二缓冲液供应到反 应室200。通过阀223将第二计量室221连接到第二缓冲液室220。阀2M设置在第二计 量室221的出口。阀2M是常闭阀。当阀2M打开时，由第二计量室221计量的第二缓冲 液可被供应到反应室200。第一过量缓冲液室2 连接到第一计量室211和第二计量室221。超过第一计量 室211的容积的第一缓冲液部分以及超过第二计量室221的容积的第二缓冲液部分容纳在 第一过量缓冲液室229中。第三缓冲液室230容纳第三缓冲液。第三缓冲液可以是用于使基质反应终止的缓 冲液(即，终止溶液)。第三缓冲液室230连接到第三通风室235。第三通风室235形成允 许第三缓冲液室230获取外部空气的通风路径，以使容纳在第三缓冲液室230中的第三缓 冲液可被容易地排放。阀232设置在第三缓冲液室230和第三通风室235之间。阀233设 置在第三缓冲液室230的出口。阀232和阀233是常闭的。第三缓冲液被载入到第三缓冲 液室230中，阀232和阀233被安装，然后，第三缓冲液室230在打开阀232和阀233之前 保持在关闭状态。第三计量室231用于将测试中使用的固定量的第三缓冲液供应到反应室 200。通过阀233将第三计量室231连接到第三缓冲液室230。阀234设置在第三计量室231的出口。阀234是常闭的。当阀234打开时，由第三计量室231计量的固定量的第三缓 冲液可被供应到反应室200。第二过量缓冲液室239连接到第三计量室231。超过第三计量室231的容积的第 三缓冲液容纳在第二过量缓冲液室239中。清洗缓冲液室240可容纳在执行抗原-抗体反应之后洗掉残留物的清洗缓冲液。 清洗缓冲液室240连接到第四通风室M5。第四通风室245形成允许清洗缓冲液室240获 取外部空气的通风路径，以使容纳在清洗缓冲液室MO中的清洗缓冲液可被容易地排放。 阀242设置在清洗缓冲液室240和第四通风室245之间。通过阀243将清洗缓冲液室240 连接到反应室200。阀242和阀243是常闭的。另外，可通过阀244将清洗缓冲液室MO 连接到空室Ml。可通过阀246将空室241连接到检测室250。阀244是常开的。该常开 阀通过从外部接收驱动力而关闭通道，且在接收驱动力之前打开通道，以使流体可流动。因 此，清洗缓冲液容纳在清洗缓冲液室240和空室Ml中。阀246是常闭的。清洗缓冲液被 载入到清洗缓冲液室240中，阀M2、阀M3、阀246被安装，然后，清洗缓冲液室240在打开 阀M2、阀M3、阀246之前保持在关闭状态。反应室200通过通道42接收来自上清液计量室40的上清液。反应室200包括用 于与样品进行抗原-抗体反应的捕获抗体或捕获抗原。例如，可通过将涂有捕获抗体的反 应盒201结合到安装在平台100中的安装部分202形成反应室200(如图6所示)。可通 过使用各种方法(例如，超声波熔合、热熔结合、或者激光结合)将反应盒201结合到平台 100。标号203指熔合突起。例如，当执行超声波熔合时，熔合突起203被超声波能量融化 然后变硬，从而使反应盒201结合到平台100。熔合突起203可设置在反应盒201的侧部 上。第一废料室260容纳从反应室200排放的杂质。第一废料通道沈4的端部261连 接到反应室200，第一废料通道264的从端部261分叉的两个终端262和263连接到第一废 料室沈0。阀205和阀206设置在第一废料通道沈4的端部沈1，阀265和阀266分别设置 在两个终端262和沈3。阀205和阀266是常闭阀，阀206和阀265是常开阀。通过阀207将检测室250连接到反应室200，检测室250容纳来自反应室200的完 成反应的最终流体。另外，如上所述，检测室250连接到空室M1，以被提供清洗缓冲液。通过第二废料通道271将第二废料室270连接到检测室250。阀251和阀272形 成在第二废料通道271中。阀251是常闭阀，阀272是常开阀。现在，将参照图2描述确保样品分析的可靠性的质量控制OiC)室。第一 QC室35设置在样品分离单元30的端部，用于检测微流体设备以前是否已使 用过。在将样品从样品室10供应到样品分离单元30之前，使用稍后将描述的检测器(图 19的520)测量第一 QC室35的吸光率，以检查在第一 QC室35中是否有样品，从而可检测 微流体设备以前是否已使用过。第二 QC室50被设置用来识别是否已将用于执行测试的足够量的样品供应到样品 分离单元30。通过通道51将第二 QC室50连接到样品分离单元30的上端。超过样品分离 单元30的容积的样品部分通过通道51运动到第二 QC室50。在将样品从样品室10供应 到样品分离单元30之后且在执行离心分离操作之前，使用检测器(图19的520)测量第二 QC室50的吸光率，以检查在第二 QC室50中是否有样品，从而可检查样品是否按要求的量被供应到样品分离单元30。第三QC室60被设置用来识别是否合适地执行了样品分离单元30的离心分离。通 过样品分配通道34和通道61将第三QC室60连接到样品分离单元30的上清液收集单元 31。当阀33打开时，上清液填充第三QC室60。使用检测器(图19的520)测量第三QC室 60的吸光率。当测量的吸光率表现出参考吸光率(所述参考吸光率表示上清液充分地填充 第三QC室60)时，则意味着正常执行了由样品分离单元30执行的离心分离。当测量的吸 光率大于参考吸光率时，则样品的离心分离未被正常地执行，并且在上清液中包含有杂质 或者样品有缺陷。另外，当第三QC室60未完全充满上清液时，上清液会包括气孔，而在这 种情况下，吸光率大于参考吸光率。因此，可识别出上清液不足。另外，可通过测量第三QC 室60的吸光率识别阀33的操作。即，当测量的吸光率表示第三QC室60为空状态时，意味 着阀33没有适当地操作。阀62可设置在通道61中。阀62是常闭阀。当阀33打开时，可 在上清液运动到上清液计量室40之后打开阀62。第四QC室70是温度检测室，用于检测样品的温度是否适合于测试。为此，吸光率 根据温度变化的材料可被载入到第四QC室70中。例如，丙烯酸树脂染料(thyon dye)可 被载入到第四QC室70中。使用检测器(图19的520)测量第四QC室70的吸光率，以识 别微流体设备的温度是否适合于执行测试。通过空室241将清洗缓冲液载入到检测室250中，以检查检测室250的状态。检 测室250的污染会影响最终吸光率的检测。可在检测室250旁边形成室(未示出)，该室 的吸光率可用作参考吸光率。然而，在这种情况下，正常的吸光率不是检测室250的吸光率 (实际上在检测室250中执行测试)，因此，参考吸光率不能表示检测室250的状态。在本实 施例中，固定量的清洗缓冲液被载入到检测室250中，之后，使用检测器(图19的520)测 量吸光率。测量的吸光率变成表示检测室250的状态的参考吸光率。在排放清洗缓冲液之 后，将完成反应的最终流体从反应室200供应到检测室250，并测量该流体的吸光率，然后， 测量的吸光率和参考吸光率之差可防止可由检测室250的状态造成的吸光率检测误差，检 测室250的状态根据微流体设备的制造状态变化。第一 QC室；35、第二 QC室50、第三QC室60、第四QC室70可位于沿径向距中心C 相同的距离处，以使检测器(图19的520)的运动最小。将详细描述常闭阀和常开阀。常开阀和常闭阀是通过从外部接收驱动力或能量而 主动操作的阀。在下文中，将描述常闭阀和常开阀的工作原理，稍后将描述制造阀的工艺。图8和图9是示出用在图1的微流体设备中的常闭阀的示例的截面图。常闭阀可 包括在室温下呈固体的阀材料VI。阀材料Vl以固态存在于通道C中，以阻挡通道C(如图8 所示)。阀材料Vl在高温下熔化并运动到通道C中的空间中，然后凝结同时打开通道C (如 图9所示)。从外部照射的能量可以是电磁波，能量源可以是照射激光束的激光源、或者发 光二极管、或者照射可见光线或红外线的氙气灯。当能量源是激光源时，能量源可包括至少 一个激光二极管。可根据电磁波的波长选择外部能量源，电磁波可被包括在阀材料Vl中的 发热元件吸收。阀材料Vl可以是热塑性树脂，例如，环烯烃共聚物(C0C)、聚甲基丙烯酸甲 酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PS)、聚甲醛(POM)、全氟烷(PFA)、聚氯乙烯(PVC)、聚 丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚醚醚酮(PEEK)、聚酰胺(PA)、聚砜(PSU)、聚偏 氟乙烯(PVDF)。另外，在室温下呈固态的相变材料可用作阀材料VI。相变材料可以是蜡。当蜡被加热时，蜡被熔化成液态，且蜡的体积增加。蜡可以是石蜡、微晶蜡、合成蜡、或者自 然蜡。相变材料可以是凝胶或者热塑性树脂。凝胶可以是聚丙烯酰胺、聚丙烯酸酯、聚甲基 丙烯酸酯、或者聚乙烯胺。可将吸收电磁波能量以产生热量的多个细小发热颗粒分散在阀 材料Vl中。所述多个细小发热颗粒中的每个可具有大约Inm至大约100 μ m的直径，以自 由地通过具有大约0. Imm深度和大约Imm宽度的通道C。例如，当通过激光束将电磁波能量 施加到细小发热颗粒时，细小发热颗粒的温度快速地上升，以产生热量，且细小发热颗粒均 勻地分散在蜡中。细小发热颗粒可具有包括金属成分的芯、疏水表面结构。例如，细小发热 颗粒可具有分子结构，该分子结构具有由狗和围绕!^e的多个表面活性剂形成的芯。细小 发热颗粒可储存在载体油中。载体油也可以是疏水性的，以使具有疏水表面结构的细小发 热颗粒可被均勻地分散。分散有细小发热颗粒的载体油混有熔化的相变材料，熔化的材料 被载入到通道C中并凝结以阻挡通道C。细小发热颗粒不限于上述的聚合物颗粒，而且可以 是量子点或磁珠。另外，细小发热颗粒可以是细小金属氧化材料，例如，A1203、Ti02、Ta203、 狗304、或者Hf02。另一方面，常开阀不必包括细小发热颗粒，并且可由不包括细小发热颗粒 的相变材料形成。图10和图11是示出常开阀的示例的截面图。常开阀包括通道C ；阀室VC，连接 到通道C的一部分上；阀材料V2，填充在阀室VC中。阀材料V2可以与常闭阀的阀材料Vl 相同。参照图10，在将外部能量供应到阀之前，由于阀材料V2存在于阀室VC中，所以通道 C保持打开状态。然后，当将外部能量供应到阀材料V2时，阀材料被熔化并膨胀，从而被引 入到通道C中，熔化后的阀材料V2凝结，从而阻挡流体流过通道C。图12是图1的微流体设备的分解立体图。参照图12，平台100可包括上板110和 分隔板120。包括图1、图2-4中示出的室和通道的微流体结构形成在分隔板120上。形成 在分隔板120上的室和通道具有封闭的下部和敞开的上部。当反应盒201结合到形成在分 隔板120上的安装部分202(如图6和图7所示)时，形成反应室200。然而，一个或多个实 施例不限于以上示例，可通过直接给安装部分202的表面涂敷捕获抗体或捕获抗原形成反 应室200。为了形成常闭阀，阀材料Vl可被载入到相应的通道C中(如图8所示)。为了 形成常开阀，阀材料V2可被载入到连接到相应的通道C的阀室VC中(如图10所示)。多个通风孔形成在上板110中，以使流体平滑地流过包括第一通风室215、第二通 风室225、第三通风室235、第四通风室245的通道和室。在图12中，在形成在上板110中的 孔中的未被标号表示的孔表示通风孔。面对检测器(图19的520)的室(例如，第一 QC室 35、第二 QC室50、第三QC室60、第四QC室70、检测室250)位于沿径向距中心C相同的距 离处。用于保护区111(与第一 QC室35、第二 QC室50、第三QC室60、第四QC室70、检测 室250对应)的保护单元112可形成在上板110上。保护单元112保护区111免受污染， 或者在操作微流体设备的同时减小区111受污染的几率。例如，保护单元112可包括围绕 区111且向上突出的第一肋113和第二肋114。上板110还可包括向上突出的第三肋115， 以表示连接到样品室10的入口 11。当上板110结合到分隔板120时，形成在分隔板120上的微流体结构具有封闭的 上部和下部，控制流体流动的阀形成在相应的位置上。因此，完成微流体结构，流体可容纳 在微流体结构中并在微流体结构中流动。第一缓冲液、第二缓冲液、第三缓冲液、清洗缓冲 液可分别被载入到分隔板120上的第一缓冲液室210、第二缓冲液室220、第三缓冲液室230、清洗缓冲液室M0，上板110结合到分隔板120，然后，制造容纳第一缓冲液、第二缓冲 液、第三缓冲液、清洗缓冲液的微流体设备。可使用粘合物、射频焊接、超声波焊接、激光焊 接、或者紫外线结合工艺将上板110结合到分隔板120。可选地，在将上板110结合到分隔 板120之后，可通过形成在上板110中的入口(未示出)将第一缓冲液、第二缓冲液、第三 缓冲液、清洗缓冲液载入到第一缓冲液室210、第二缓冲液室220、第三缓冲液室230、清洗 缓冲液室MO中，并可阻挡入口。为了形成常闭阀和常开阀，在将上板110结合到分隔板120之后，可通过入口 A将 阀材料载入到通道C和阀室VC中(如图8和图10所示)。作为形成常闭阀和常开阀的另一种方法，在阀将形成在上板110的下表面116上 的位置施加预定的厚度的阀材料(如图13所示)。之后，上板110和分隔板120彼此结合。 在图13中，细小黑圆表示用于形成常闭阀的阀材料，大黑圆表示用于形成常开阀的阀材 料。图14是在将上板110结合到分隔板120之后形成阀的部分的截面图。参照图14，由于 阀材料不阻挡通道C，所以当上板110和分隔板120彼此结合时形成常开阀。为了形成常闭 阀，将外部能量施加到细小黑圆，以熔化阀材料。例如，可通过激光束提供外部能量。然而， 如图15所示，阀材料被熔化并凝结，同时阻挡通道C，因此形成常闭阀。为了打开常闭阀， 与当形成常闭阀时施加的能量类似的能量或者更大量的能量被施加到图15中示出的阀材 料。然后，如图16所示，阀材料流动到通道C中的空间中，且通道C打开。将通过考虑形成 图15中示出的常闭阀的过程来阐述通过操作图14中示出的常开阀关闭通道C的过程。使用上述工艺制造包括常闭阀和常开阀的微流体设备的示例在图17中示出。参 照图17，常闭阀用小黑圆点表示，常开阀用大黑圆点表示。图17的微流体设备与图2的微流 体设备的区别在于常开阀206、常开阀M4、常开阀沈5、常开阀272位于封闭的通道中。根 据以上结构，不需要形成用于容纳形成常开阀的阀材料(图10的V2)的室(图10的VC)， 从而简化了微流体设备的结构。在以上实施例中，用于施加阀材料至预定的厚度的凹槽G形成在上板110中，与凹 槽G对应的阶梯状部分S形成在分隔板120的通道C中，然而，一个或多个实施例不限于以 上示例。凹槽G可不形成在上板110的底表面上，阶梯状部分S可不形成在分隔板120的 通道C中。即使当不形成凹槽G和阶梯状部分S时，也可通过调节阀材料的量和用于熔化 阀材料的能量强度来形成常开阀和常闭阀。凹槽G可以是用于确定将施加阀材料的位置的 参照。当常闭阀打开时，阶梯状部分S可根据毛细管现象使熔化的阀材料易于流动。图18是通过执行上述工艺制造的微流体设备的立体图。参照图18，条形码140设 置在平台100的侧部上。条形码140可附着到平台100的侧部。条形码140可包括与微流 体设备的制造数据有关的信息、微流体设备的有效期。另外，条形码140可包括涉及检测室 250中的最后所得物的吸光率和浓度之间的关系的数据。图19是使用微流体设备的样品测试系统的示图。参照图19，系统可包括旋转驱动 器510、检测器520、电磁波发生器530。旋转驱动器510给微流体设备提供离心力，用于通 过使微流体设备旋转来离心分离样品并使流体运动。旋转驱动器510使微流体设备在预定 的位置停止，以使阀面对电磁波发生器530。电磁波发生器530操作阀，并照射(例如)激 光束。电磁波发生器530可沿微流体设备的径向移动。另外，旋转驱动器510使微流体设 备旋转，以使室面对检测吸光率的检测器520。旋转驱动器510可包括电机驱动装置(未示出)，该电机驱动装置可控制微流体设备的角度位置。例如，电机驱动装置可使用步进电机 或直流(DC)电机。检测器520感测待检测的材料的诸如荧光性质、发光性质、和/或吸光 性质的光学特性。条形码读取器540读取设置在平台100的侧部上的条形码140。旋转驱 动器510、检测器520、电磁波发生器530、条形码读取器540位于预定的测量室550中。加 热器560用于将测量室550中的温度保持在用于执行测试的合适的温度。控制器570被设 置以用于控制样品分析过程。在下文中，将描述使用以上微流体设备的样品测试方法。在本实施例中，将描述作 为示例的从血液中检测特定蛋白质的过程。〈样品载入〉在本实施例的微流体设备中，预先载入在测试操作中使用的缓冲液和清洗缓冲 液。即，第一缓冲液室210容纳用于执行夹心免疫检测的共轭缓冲液。第二缓冲液室220 可容纳基质缓冲液，所述基质缓冲液由于与共轭反应的所得物进行基质反应而表现出预定 的颜色。第三缓冲液室230可容纳用于使基质反应终止的终止溶液。清洗缓冲液室240容 纳清洗缓冲液。因此，为了执行样品测试，从病人身上提取的全血(whole blood)被载入到 微流体设备的样品室10中，微流体设备安装在旋转驱动器510上，以准备样品测试。<获得条形码信息>使用条形码读取器540读取存储在条形码140中的信息(条形码140设置在平台 100的侧部上)。可从存储在条形码140中的关于微流体设备的制造数据的信息以及微流体 设备的有效期来识别微流体设备是否有效。当微流体设备不满足执行有效测试的条件时， 控制器570可产生警报，通知用户应该更换微流体设备。另外，存储在条形码140中的信息 可包括与测量的吸光率和蛋白质的浓度之间的关系有关的信息。<确定微流体设备是否使用过>使用检测器520测量设置在样品分离单元30的端部的第一 QC室35的吸光率。当 测量的吸光率表示血液存在于第一 QC室35中时，意味着微流体设备以前使用过。在这种 情况下，控制器570可产生警报，通知用户应该更换微流体设备。〈温度检测〉使用检测器520测量第四QC室70的吸光率。由于丙烯酸树脂染料容纳在第四QC 室70 (丙烯酸树脂染料的吸光率根据温度而变化)中，所以可使用第四QC室70的吸光率检 查微流体设备的温度。微流体设备可以以大约4°C的温度储存在冷储藏室中，以在第一至第 三缓冲液、清洗缓冲液被载入到微流体设备中的状态下保持第一至第三缓冲液的活性。由 于保持冷却的微流体设备不能在测试中直接使用，所以当微流体设备的温度未达到合适的 温度(例如，20°C )时，控制器570驱动加热器560，以升高测量室550的温度。之后，测量 第四QC室70的吸光率和检测微流体设备的温度的过程被重复，然后，可在温度达到进行测 试的合适的温度时进行测试。可适当地设定重复的次数，当即使重复了预定次数但温度仍 未达到合适的温度时，控制器570也可产生错误消息。<确定样品的量是否合适>微流体设备低速旋转，以将血液从样品室10传输到样品分离单元30。低速是产生 适合于传输流体的离心力的旋转速度。在填充样品分离单元30之后，通过通道51将血液 传输到第二 QC室50。检测器520测量第二 QC室50的吸光率。所述吸光率根据第二 QC室50中的血液的量而变化。当根据第二 QC室50的吸光率确定血液的量不足时，控制器570 可产生警报，通知用户需要将更多的血液载入到样品室10中。〈离心分离样品〉旋转驱动器510使微流体设备高速旋转。这里，高旋转速度可将血液分成血清或 血浆(即，上清液)和血细胞(即，沉淀物)。然后，血细胞运动到沉淀物收集单元32，而上 清液留在上清液收集单元31中。〈计量上清液〉电磁波发生器530将电磁波照射到常闭阀33。然后，阀材料被熔化，从而阀33打 开(如图9或图16所示)。旋转驱动器510使微流体设备旋转，以产生离心力。然后，通 过通道34使上清液从上清液收集单元31运动到上清液计量室40。由于位于上清液计量 室40的出口的阀41是常闭阀，所以上清液填充上清液计量室40。因此，当上清液的量足够 时，体积等于上清液计量室40的容积的上清液容纳在上清液计量室40中。<确定上清液的数量和质量>利用电磁波发生器530打开位于通道61的入口中的阀62。当微流体设备旋转时， 借助离心力将上清液通过通道引入到第三QC室60中。使用检测器520测量第三QC室60 的吸光率。当测量的吸光率是参考吸光率(表示足够量的上清液位于第三QC室60中)时， 确定足够量的上清液容纳在上清液计量室40中。当测量的吸光率大于参考吸光率时，上清 液可能包括杂质，这是因为没有合适地执行样品的离心分离或者样品有缺陷。在这种情况 下，控制器570可产生警报，通知用户应该更换微流体设备且应该再次执行测试。另外，当 吸光率小于参考吸光率或大于参考吸光率时，可意味着容纳在第三QC室60中的上清液的 量不足或者上清液包括气孔。在这种情况下，容纳在上清液计量室40中的上清液的量不 足。因此，控制器570可产生警报，通知用户应该更换微流体设备且应该再次执行测试。〈确定阀33的操作错误〉当第三QC室60的吸光率表示第三QC室60为空时，意味着没有合适地操作阀33 且上清液没有运动到上清液计量室40和第三QC室60。在这种情况下，利用电磁波发生器 530驱动阀33并可再次测量第三QC室60的吸光率。当同样的结果出现在再测量过程中 时，控制器570指示阀33的操作错误并可产生警报，通知用户应该更换微流体设备。〈再检测温度〉在执行用于检测样本的过程之前，可再次测量微流体设备的温度。可在特定的温 度范围内很好地执行用于检测样本的抗原-抗体反应。例如，可在大约37°C的温度下执行 用于检测来自诸如血液的生物样品的样本的抗原-抗体反应。因此，检测器520可再次检 测第四QC室70的吸光率，以测量温度。当温度未达到大约37°C的温度时，控制器570驱动 加热器560，以升高测量室550的温度。之后，将检测第四QC室70的吸光率以测量微流体 设备的温度的过程重复。当微流体设备的温度达到大约37°C的温度时，可继续测试。可适 当地设定再测量温度的次数。如果再次测量温度时微流体设备的温度比37°C低时，则控制 器570也可产生温度错误消息并终止测试。可选地，控制器570可产生警报，通知用户应该 更换微流体设备。〈执行抗原-抗体反应〉利用电磁波发生器530打开位于上清液计量室40的出口的阀41。当微流体设备旋转时，因离心力使得容纳在上清液计量室40中的上清液通过通道42运动到反应室200。利用电磁波发生器530打开阀212和阀213。然后，使共轭缓冲液从第一缓冲液室 210运动到第一计量室211。由于第一缓冲液室210通过阀212和第一通风室215与外部 空气连通，所以共轭缓冲液可容易地运动到第一计量室211。由于位于第一计量室211的出 口的阀214是常闭阀，所以共轭缓冲液首先填充第一计量室211。之后，过量的共轭缓冲液 容纳在第一过量缓冲液室229中。当利用电磁波发生器530打开位于第一计量室211的出 口的阀214时，固定量的共轭缓冲液运动到反应室200。为了使上清液与共轭缓冲液混合，旋转驱动器510可将微流体设备的振动操作执 行多次。在反应室200中执行样本、被捕获抗体、包括在共轭缓冲液中的二抗之间的结合反 应(binding action)。之后，利用电磁波发生器530打开位于反应室200的出口的阀205， 该出口位于第一废料室沈0的侧部上。通过第一废料通道沈4的端部261和终端(final end) 262使除了被捕获抗体捕获的样本和二抗之外的杂质运动到第一废料室沈0。之后，当 电磁波被照射到位于第一废料通道264的终端262处的常开阀265上时，阀材料被熔化并 凝结以关闭阀沈5 (如图11或图15所示)。由于位于第一废料通道264的终端262处的常 开阀265关闭且位于终端263处的阀266关闭，所以反应室200和第一废料室260彼此隔 开。〈清洗〉利用电磁波发生器530打开阀242和阀M3。然后，清洗缓冲液从清洗缓冲液室 240运动到反应室200。由于清洗缓冲液室240通过阀242和第四通风室245与外部空气 连通，所以清洗缓冲液可容易地运动到反应室200。为了执行清洗操作，旋转驱动器510可 将微流体设备的振动操作执行多次。利用电磁波发生器530打开阀沈6。然后，通过第一废 料通道沈4的端部261和终端263使反应室200中的具有反应杂质的清洗缓冲液运动到第 一废料室沈0。利用电磁波发生器530关闭位于第一废料通道沈4的端部261处的常开阀 206。因此，反应室200和第一废料室260彼此隔开。〈获得参考吸光率〉由于通过常开阀244将空室241连接到清洗缓冲液室240，所以清洗缓冲液还可容 纳在空室Ml中。利用电磁波发生器530打开位于空室Ml的出口的阀M6。当微流体设 备旋转时，容纳在空室Ml中的清洗缓冲液运动到检测室250。由于空室241通过常开阀 对4、清洗缓冲液室M0、预先打开的阀M2、第四通风室245与外部空气连通，所以清洗缓冲 液可容易地运动到检测室250。检测器520测量检测室250的吸光率。测量的吸光率变成 表示检测室250的状态的参考吸光率。利用电磁波发生器530打开位于检测室250的出口 的阀251。然后，通过第二废料通道271使清洗缓冲液从检测室250运动到第二废料室270。 之后，利用电磁波发生器530关闭位于第二废料室270的入口的常开阀272。因此，检测室 250和第二废料室270彼此隔开。另外，利用电磁波发生器530关闭位于空室241的入口的 常开阀M4。因此，检测室250和空室241彼此隔开。〈确定阀246的错误操作>如果在获得参考吸光率的过程中所述吸光率表示检测室250的空状态，则意味着 没有适当地操作阀M6。在这种情况下，可重复获得参考吸光率的过程。当重复产生同样 的错误时，控制器570可产生警报，通知用户应该更换微流体设备。可适当地设定重复的次数。〈基质反应〉利用电磁波发生器530打开阀222和阀223。然后，基质缓冲液从第二缓冲液室 220运动到第二计量室221。由于第二缓冲液室220通过阀222和第二通风室225与外部 空气连通，所以基质缓冲液可容易地运动到第二计量室221。由于位于第二计量室221的出 口的阀2M关闭，所以基质缓冲液首先填充第二计量室221。过量的基质缓冲液容纳在第一 过量缓冲液室229中。当利用电磁波发生器530打开位于第二计量室221的出口的常闭阀 224时，所称量的量(weighted amount)的基质缓冲液运动到反应室200。旋转驱动器510 可将微流体设备的振动操作执行多次，以使基质缓冲液与抗原-抗体反应的所得物在反应 室200中混合。反应室200中的混合物由于基质反应而具有与样本的量对应的颜色。〈反应终止〉利用电磁波发生器530打开阀232和阀233。然后，终止缓冲液从第三缓冲液室 230运动到第三计量室231。由于第三缓冲液室230通过阀232和第三通风室235与外部 空气连通，所以终止缓冲液可容易地运动到第三计量室231。由于位于第三计量室231的出 口的阀234是常闭阀，所以终止缓冲液首先填充第三计量室231。之后，过量的终止缓冲液 容纳在第二过量缓冲液室239中。当利用电磁波发生器530打开位于第三计量室231的出 口的阀234时，计量的量的终止缓冲液运动到反应室200。为了在反应室200中将终止缓冲 液与抗原-抗体反应的所得物以及基质缓冲液混合，旋转驱动器510可将微流体设备的振 动操作执行多次。基质反应通过终止缓冲液中止。〈检测样本的浓度〉利用电磁波发生器530打开位于反应室200的出口的常闭阀207，该出口位于检测 室250侧。然后，最终流体运动到检测室250。使用检测器520测量检测室250的吸光率。 此时，按预定的时间间隔测量几次吸光率，以获得不变化的最终吸光率。控制器570根据条 形码140中存储的与基于吸光率的蛋白质的浓度有关的信息，利用获得的吸光率和参考吸 光率之差计算样本的浓度。应该理解，在此描述的示例性实施例应该仅被认为是描述性的意思，而不是为了 限制的目的。通常，对各个实施例中的特征或方面的描述应该被认为是可从其他实施例中 的其他相似的特征或方面得到。
权利要求
1.一种微流体设备，包括样品室；样品分离单元，容纳来自样品室的样品，并利用离心力从样品中分离出上清液； 缓冲液室，容纳反应缓冲液； 清洗缓冲液室，容纳清洗缓冲液；反应室，连接到样品分离单元并接收来自样品分离单元的上清液、连接到缓冲液室并 接收来自缓冲液室的反应缓冲液、连接到清洗缓冲液室并接收来自清洗缓冲液室的清洗缓 冲液、涂有用于捕获样本的捕获抗体；检测室，连接到反应室、接收来自反应室的最终反应材料、并具有用于测试最终反应材 料的样本的空间，在所述空间中对吸光率进行测量。
2.根据权利要求1所述的微流体设备，还包括 第一废料室，容纳从反应室排放的杂质；第一废料通道，将反应室连接到第一废料室，并包括连接到反应室的端部以及从所述 端部分叉并连接到第一废料室的两个终端；第一常闭阀、第二常闭阀、第一常开阀、第二常开阀，其中，第一常闭阀和第一常开阀设 置在第一废料通道的所述端部中，第二常开阀和第二常闭阀分别设置在第一废料通道的所 述两个终端中，使得在从反应室排放杂质之后使反应室和第一废料室彼此隔开。
3.根据权利要求1所述的微流体设备，还包括空室，连接到清洗缓冲液室和检测室、从清洗缓冲液室接收清洗缓冲液、并将清洗缓冲 液提供给检测室，以测量参考吸光率；第二废料室，容纳从检测室排放的清洗缓冲液； 第二废料通道，将检测室连接到第二废料室；常闭阀和常开阀，设置在第二废料通道中，使得在排放清洗缓冲液之后使检测室和第 二废料室彼此隔开。
4.根据权利要求1所述的微流体设备，还包括通风室，形成通风路径，所述通风路径允许缓冲液室和/或清洗缓冲液室获取外部空气；第一常闭阀，设置在缓冲液室和/或清洗缓冲液室与通风室之间； 第二常闭阀，设置在缓冲液室和/或清洗缓冲液室的出口。
5.根据权利要求1所述的微流体设备，还包括缓冲液计量室，在缓冲液室和反应室之间计量反应缓冲液；过量缓冲液室，容纳来自缓冲液计量室的超过缓冲液计量室的容积的反应缓冲液部分；上清液计量室，设置在样品分离单元和反应室之间，以计量上清液的量。
6.根据权利要求1所述的微流体设备，还包括测试单元，所述测试单元包括检测室。
7.根据权利要求1或6所述的微流体设备，还包括质量室，所述质量室包括多个室中的 至少一个，所述多个室包括设置在样品分离单元的端部的质量控制室，用于通过检测吸光率来识别所述微流体设 备以前是否已使用过；连接到样品分离单元并接收超过样品分离单元的容积的样品部分的质量控制室； 检测上清液的吸光率并连接到通道的质量控制室，用于容纳来自样品分离单元的上清 液，所述通道将反应室连接到样品分离单元； 容纳吸光率根据温度而变化的材料的室；沿平台的径向位于与旋转中心的距离相同的位置的检测室和质量控制室。
8.根据权利要求7所述的微流体设备，还包括可旋转平台，样品室、样品分离单元、缓 冲液室、清洗缓冲液室、反应室、检测室形成在所述可旋转平台中，其中，所述平台包括分隔板，雕刻结构形成在分隔板上，所述雕刻结构提供用于容纳流体和用于形成通道 的空间，流体流过所述通道，分隔板具有敞开的上部；上板，结合到分隔板的上部，以阻挡所述雕刻结构的上部。
9.根据权利要求3所述的微流体设备，其中，阀包括可通过电磁波能量熔化的阀材料， 所述阀材料是相变材料或者热固树脂，所述相变材料根据电磁波能量而发生相变，其中，所述阀材料包括分散在相变材料中的加热颗粒，以通过吸收电磁波能量产生热量。
10.根据权利要求8所述的微流体设备，其中，上板包括保护单元，所述保护单元保护与检测室和至少一个质量控制室对应的区免受 污染，所述保护单元包括围绕与检测室和所述至少一个质量控制室对应的区的肋。
11.一种制造微流体设备的方法，所述方法包括制备分隔板，分隔板包括雕刻结构，所述雕刻结构包括用于容纳流体的空间和通道，流 体流过所述通道，分隔板具有敞开的上部； 制备上板；将阀材料施加到上板的下表面的多个位置上，在所述多个位置上阀控制流体流过所述 通道；将上板结合到分隔板，以封闭所述敞开的上部，并形成多个常开阀； 通过将能量施加到所述多个常开阀中的至少一个上以熔化所述阀材料从而阻挡所述 通道而形成常闭阀。
12.一种使用微流体设备测试包括在样品中的样本的方法，所述微流体设备包括检测 室、样品室、样品分离单元、测试单元，所述方法包括将样品载入到微流体设备的样品室中； 将微流体设备安装在旋转驱动器上； 通过测量质量控制室的吸光率来进行质量控制。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，质量控制室包括多个质量控制室中的至少一个，所述多个质量控制室包括 设置在样品分离单元的端部的质量控制室，用于通过检测吸光率来识别微流体设备以 前是否已使用过；连接到样品分离单元并接收超过样品分离单元的容积的样品部分的质量控制室，用于 确定样品的量是否足够；检测上清液的吸光率并连接到将反应室连接到样品分离单元的通道的质量控制室，以 接收来自样品分离单元的上清液，用于确定上清液的量是否足够、上清液的状态是否适合 于测试、或者位于样品分离单元和测试单元之间的阀是否有缺陷；容纳吸光率根据温度变化的材料的质量控制室，用于确定微流体设备的温度是否适合 于开始测试。
14.根据权利要求12所述的方法，还包括执行在上清液、捕获抗体与反应室中的反应缓冲液之间的抗原-抗体反应，以形成反 应所得物；通过测量检测室的吸光率确定参考吸光率；将反应所得物传输到检测室并测量检测室的吸光率；从参考吸光率和测量的吸光率之差计算样本的浓度。
15.根据权利要求12-14中的任一项所述的方法，还包括获得与微流体设备的制造数据、微流体设备的有效期、测量的吸光率和来自条形码的 样本的浓度之间的关系中的至少一种有关的信息，所述条形码形成在微流体设备的侧部 上。
全文摘要
本发明公开了一种微流体设备，所述微流体设备包括微流体结构，用于提供容纳流体和形成通道的空间，流体流过所述通道；阀，用于控制流体流过微流体设备中的通道。所述微流体结构包括样品室；样品分离单元，容纳来自样品室的样品，并通过使用离心力从样品中分离出上清液；测试单元，接收来自样品分离单元的上清液，用于使用抗原-抗体反应检测来自上清液的样本；质量控制室，用于识别测试的可靠性。
文档编号G01N35/00GK102138075SQ200980134483
公开日2011年7月27日 申请日期2009年9月24日 优先权日2008年10月1日
发明者李凡石, 李廷健, 金智苑, 金贵炫 申请人:三星电子株式会社