用于进行微流体化验的化验片和化验盒的结构设计的制作方法

专利名称：用于进行微流体化验的化验片和化验盒的结构设计的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于进行微流体化验的容器，更特别地，本发明 涉及一种用于容纳采样物质和可选的化验试剂、緩冲剂和废料的化验 盒(cartridge),所述化验盒可与具有微通道的微流体化验片(chip) 连接，在微流体化验片内对在化验盒内运送的采样物质进行比如实时 的聚合酶链反应的化验。
背景技术：
核酸检测是医学、法医学、工业过程、农作物和动物的繁殖和许 多其它领域的核心。对疾病情况(例如癌症)、传染性有机体(例如 艾滋病)、遗传谱系、遗传标记等的检测能力是用于疾病诊断和预测、 标记辅助选择、犯罪现场特征的勘验、工业有机体的繁殖能力和许多 其他工艺的普通技术。对核酸整体性测定的关注可能与传染病或癌症 的病理学相关。用于检测小量核酸的最有力和最基本的技术之一是多 次复制一些或全部核酸序列，然后分析放大的产物。聚合酶链反应 ("PCR")可能是大量不同放大技术中最众所周知的技术。
PCR是一种用于放大DNA短段的最有力的技术。利用PCR，人 们能够从单一模板DNA分子开始快速产生上百万的DNA复制品。 PCR包括三个阶段的温度循环DNA变性为单链、将基液(primer) 退火到变性链温度和通过耐热的DNA聚合酶酶素使基液延伸。重复 进行该循环使得具有足够的用于检测和分析的复制品。原则上，PCR 的每一个循环能够使复制品的数量加倍。实际上，每次循环后获得的倍增系数总是小于2。而且，随着PCR循环的继续进行，当所需的反 应物浓度减小时，最终停止放大PCR产物的形成。关于PCR的总的 详细内容参见 Sambrook and Russell, Afo/ecw/"/* C7o / g—/4 Z^6oni^y (3rd Ed.)， Vols. 1-3， Cold Spring Harbor
Laboratory, Cold Spring Harbor, N.Y. (2000); C"/re"f iV^co/s / Afo,ecw/"r肌o/ogy， F. M. Ausubel et al" eds.， Current Protocols, a joint venture between Greene Publishing Associates, Inc. and John Wiley & Sons, Inc., (supplemented through 2005) and户C7 尸ro似co/s /1 G"wV/e Af"/f( ffe awd々/7//cfl,/储51 ， M.A. Innis et al" eds.， Academic Press Inc. San Diego， Calif. (1990)。
实时PCR涉及一组发展中的技术，其中一种技术随着反应进程 (通常是每个PCR循环测量一次)测量放大DNA产物的形成。长期 监控产物的积累允许人们测定反应效率以及估计DNA模板分子的初 始浓度。关于PCR的总的详细内容参见/^"/匿77we PCT .,爿w / G"wV/e， K. Edwards et al" eds.， Horizon Bioscience, Norwich, U.K. (2004)。
有若干不同实时检测化学方法用于指示放大DNA的存在。这些 检测化学中的大多数依赖于荧光指示器，该焚光指示器根据PCR处理 的结果而改变性质。这些检测化学方法中有根据对双链DNA的耦合 来增加荧光效果的DNA耦合染料(比如SYBR 绿色)。其它检测化 学方法利用Foerster共振能量转移(FRET),根据Foerster共振能量 转移现象，染料的荧光效果极大地依赖于其接近另一个光吸收部分或 猝光剂的程度。这些染料和猝光剂通常附接到DNA序列专用的探针 或基液上。基于FRET的检测化学方法中有水解探针或构象探针。水 解探针(比如TaqMan⑧探针)使用聚合酶酶素来使报告染料分子与 附接到核苷酸探针上的猝光剂染料分子分开。构象探针(比如分子信 标)利用附接到低核苷酸上的染料，其荧光放射根据与目标DNA杂 交的低核苷酸的构象变化而改变。
共同受让的、共同待决的、名称为"微通道中的实时PCR，，的美国申请No. 11/505,358描述了 一种用于在流经微通道并且通过非反应流 体(比如通常所说的流动标记的緩沖剂溶液)的液滴彼此分离来的离 散液滴中进行PCR的方法，在此引入其公开内容以作参考。
现有技术已知了用于在微通道内进行比如PCR的在线化验的装 置，所述装置包括形成于化验片内的一条或多条微通道的微流体化验 片。这些化验片利用采样吸管和位于化验片最上面的开放端口 (open port)来接收试剂和采样物质(例如DNA)并将试剂和采样物质(例 如DNA)输送到化验片内的微通道。化验片平台设计用于在位于化验 片顶部的开放端口处接收试剂(通常由吸液管分配)，试剂通常在真空 的影响下从开放端口流入微通道，所述真空施加在每一条微通道的相 对端部处。DNA采样从微孔板经由吸管供应到微通道，该吸管伸到化 验片之下并且由于施加给微通道的真空通过该吸管从孔中抽吸釆样物 质。
该开放设计易于受污染-既有采样和化验之间的交叉污染又有暴 露于潜在的传染性药剂的实验人员的污染。因而，需要有一种用于进 行微流体化验的改进容器。

发明内容
本发明涉及使用化验盒对接微流体化验片，所述化验盒容纳或适 于容纳反应流体或副产品，所述微流体化验片为在微流体化验片内进 行的DNA分析测试和其他化验提供了使用的灵活性和容易性。化验 盒容纳DNA采样并且还可包括緩冲剂和/或要在化验中使用的一种或 多种试剂，该化验盒还可包括能够形成"闭合"微流体系统的废料容納 室，通过该"闭合"微流体系统使DNA采样和其他反应产物返回到同 一采样容纳盒，从而消除了单独管理有害生物废料的需要。将患者的
《1入每一 滴采样液滴确保在保持在线、连续PCR化验处理的优点同时 不存在患者之间的采样-采样夹带。
本发明的方面体现在一种用于进行微流体化验的组件中，该组件 包括微流体化验片和流体化验盒。微流体化验片具有顶面和底面并且
7包括形成在顶面的 一个或多个入口端口和至少 一条微通道，该至少一 条微通道从相关联的入口端口延伸通过至少 一 部分微流体化验片。每 一个入口端口与相关联的微通道连通，使得分配到入口端口的流体流 入相关联的微通道中，流体化验盒具有一个或多个用于容纳流体的内 室和与每个内室相关联的流体喷嘴，所述喷嘴用于从相关联的室分配
流体或者将流体传送到相关联的内室。每一个流体喷嘴构造成与微流 体化验片的入口端口联接，从而将流体从相关联的内室分配到与喷嘴 联接的入口端口 ，或者将流体从与喷嘴联接的入口端口传送到相关联 的内室中。
在其它实施例中，提供了 一种构造成与微流体化验片对接的化验 盒装置，其中化验盒装置包括输送室和回收室。输送室与输送端口流 体连通并且构造成容纳反应流体。输送端口构造成与微流体化验片对 接。回收室与回收端口流体连通并且构造成接收来自微流体化验片的 废弃物质。回收端口构造成与微流体化验片对接。
仍然在其它实施例中，提供了 一种构造成与微流体化验片对接的 化验盒装置，所述化验盒装置包括与试剂输送端口连接的试剂输送室、 与緩沖剂输送端口连接的緩沖剂输送室、与采样输送端口连接的采样 输送室和与废料回收端口连接的废料回收室，其中试剂输送端口、緩 沖剂输送端口 、采样输送端口和废料回收端口都构造成与微流体化验 片对接。在该实施例中，微流体化验片包括一条或多条微通道，试剂、 緩沖剂和/或采样中的 一种或多种从试剂输送室、緩沖剂输送室和/或 采样输送室流经该一条或多条微通道并且进入所述废料回收室。
本发明的其他方面包括结构的操作方法、功能和元件的相互关系， 在参照附图、考虑下述说明和所附的权利要求的情况下，将变得更显 而易见，所有这些内容形成了本发明的一部分，其中相同的附图标记 在各幅图中表示相应的部件。


图la是体现本发明方面的微流体化验片和化验盒的一个实施例 的透视图，其中化验盒显示为与微流体化验片分离；
8图lb是图la所示的微流体化验片和化验盒的透视图，其中化验 盒显示为与微流体化验片联接；
图2a是图lb所示的由微流体化验片和化验盒构成的组件的透视 图，其中组件可操作地位于微孔板上方；
图2b是图lb所示的由微流体化验片和化验盒构成的组件的侧视 图，其中组件可操作地位于微孔板上方；
图3是微流体化验片的微通道和吸管的示意图，其中吸管与微孔 板的孔接合；
图4是在微通道内进行微流体化验的过程中容纳在微通道内的反 应流体的示意图5是用于说明在用与图2a和2b所示的微孔板可操作地布置在
所进行步骤的流程图6是体现本发明方面的微流体化验片和化验盒的 一个替代实施 例的透视图，其中化验盒显示为与微流体化验片联接；
图7是微通道和多吸管化验片结构的示意图8是用于体现本发明方面的微流体化验片和化验盒的一个替代 实施例的无吸管的微流体化验片的微通道的示意图9是体现本发明方面的无吸管的微流体化验片和化验盒的一个 替代实施例的示意图IO是用图8或9所示的由微流体化验片和化验盒构成的组件进 行微流体化验的过程中所进行步骤的流程图11是体现本发明方面的微流体化验片和多个化验盒的一个替 代实施例的透视图，其中化验盒显示为与微流体化验片联接。
具体实施例方式
图la和lb显示了体现本发明方面的微流体和试剂盒结构的第一 实施例。该结构包括与微流体化验片40联接的化验盒10。化验盒IO 和微流体化验片40可用在一种用于进行比如在美国申请No.
911/505,358中所述的在线、实时PCR化验的系统中，在此引入其内容 以作参考。
化验盒10包括主体部分12,其中多个喷嘴或出口端口 14、 16、 18从主体部分伸出。图示的实施例不用于进行限制。化验盒可具有多 于或少于所图示的三个喷嘴。在主体部分12内，化验盒10包括与相 应喷嘴流体连通的内室(未显示)，这些内室可容纳用于输送到微流体 化验片40内的相应微通道或从微流体化验片40内的相应微通道移出 的不同流体。这些流体可包括例如采样DNA物质、緩沖剂或试剂(包 括化验专用试剂)和反应废弃产物或其它反应流体和/或副产品。化验 盒IO还可包括比如端口 20、 22的输入端口，其与相关联的内室连通 用于将流体注入该室。这些端口优选包括在流体已经注入化验盒之后 关闭该端口的盖。该盖优选包括某一类型的疏水性通风口，其防止流 体穿过该盖住的端口从该室流出但是允许通风口在流体从该室抽出时 平衡周围大气压力和内室压力之间的压力。化验盒10还可包括与负压 源(即真空)连接的真空端口 24，用于通过喷嘴14、 16或18中的一 个或多个将流体(例如反应废弃产物)抽吸到与真空端口 24连通的废 料室。
在一个实施例中，化验盒IO由适当的优选惰性材料注模而成，该 惰性材料比如聚丙烯、聚碳酸酯或聚苯乙烯。化验盒10还可包括用于 流体容纳(即室)、流体输送、压力控制和采样制备(未显示)的内部 设计特征。化验盒也可由其它合适材料构造而成。
每一个内室的流体容量可在20jiL到5mL之间，优选在50nL到 1000nL之间，最优选在100nL到500nL之间。当然，也可使用其它 室容积。如果废料隔室与化验盒设计结合，则该废料隔室可具有高达 大约5mL或更多的容量。
微-流体4b验片40包4舌主体42， 该主体带有.入口端口排，比如入-口端口 44、 46和48。与入口端口 44、 46和48连通的微通道延伸通 过微流体化验片40。微流体化验片40包括微通道部分50，微通道形 成在该微通道部分50中，并且如下更详细的描述，该微通道部分50提供了用于对在微通道内流动的物质进行不同与化验相关的操作的位
置。微通道部分50可由比如玻璃或塑料的任何合适材料制成。在共同 受让德、共同待决的美国申请No. 11/505,358中公开了一条微通道部 分的实例，在其引入其内容已作参考。
化验盒10通过将喷嘴14、 16和18与来自排44、 46和48的一 列入口端口连接在一起而联接到微流体化验片40上。喷嘴和入口端口 之间的连接可以是通过将每个喷嘴14、16和18插入相应入口端口 44、 46和48的摩擦配合方式进行的。替代地，该连接可以是路厄(luer) 锁定连接或一些其他类型的锁定连接，这允许化验盒附接到微流体化 验片上，但是一旦连接好，化验盒不能从微流体化验片上拆下来。
微流体化验片40可包括用于从外部容器抽吸流体(例如试剂)的 吸管52。如图2a和2b所示，由微流体化验片40和化验盒10构成的 结构可位于具有多个独立孔82的微孔板80的上方。微流体化验片40 和微孔板80相对彼此运动(例如，在计算机控制下通过自动设备使微 流体化验片40和/或微孔板80运动)，从而将在微流体化验片下方延 伸的吸管52放置在孔82的选定孔中以将该井中的内容物抽吸到吸管 中并且因而进入微流体化验片40。
图3示意性图示了一种形成在微流体化验片40中的微通道62。 孩丈通道62包括输入端口 70，该输入端口与孩i流体化验片40的入口端 口排48或46 (或二者)相对应，来自化验盒10的流体通过该输入端 口注入微通道。在该实施例中，微通道62还包括输出(废料)端口 72，该输出端口与微流体化验片40的入口端口排44相对应，来自微 通道62的物质通过该输出端口注入化验盒10。吸管52通过连接件60 与微通道联接。在一个实施例中， 一条微通道62与微流体化验片40 的入口端口排44、 46和48内的每一列入口端口相关联。因此，在如 图la所示的实施例中，微流体化验片40将包括六条微通道，其每一 条通道与六列入口端口中的每一列相关联。
在具有单个吸管52的一个实施例中，吸管52通过连接件60与每 一条微通道62联接，使得通过吸管52抽吸到微流体化验片40上的物
ii质被分给包含在微流体化验片40内的每一条微通道中。如图3由虚线 80所表示的，微流体化验片40和微孔板80相对彼此运动，使得吸管 52可放置在多孔板80中的多个孔82,、 822、 82j中的任一个孔中。
在一个实施例中，微通道62包括用于混合经由端口 70和吸管52 引入微通道62中的物质的混合部分64。混合部分64可包括微通道的 蜿蜒部分或用于混合微通道的内容物的其他已知装置。在其他实施例 中，微通道62不包括混合部分。
而且，微通道62还包括位于微流体化验片40的微通道部分50 内的在线PCR部分66和分析部分68。分析部分68可设置用于进行 微通道内容物的光学分析，比如检测添加到反应物质中的染料荧光或 比如高分辨率溶解分析(HRTm)的其它分析。在美国申请No. 11/505,358中描述了这种在线PCR和微流体分析，在此并入其内容以 作参考。在一个实施例中，微通道62在微流体化验片40内制成U形 转弯，从而返回到化验盒10，使得完成在线PCR和分析时反应产物 可通过输出端口 72注入化验盒10内的废料室。在其他实施例中，也 可使用微通道的其他结构。
本发明的结构可用于进行多个按顺序的化验，由此在包含在微通 道内的DNA液滴或其它采样物质内进行不连续化验。按顺序布置的 液滴可包含不同的PCR基液或其它化验专用试剂，而且该按顺序布置 的液滴可由通常称作流动标记的非反应物质的液滴将它们彼此分隔 开。在共同受让、共同待决的申请No. 11/505,358中也描述了用于在 单一微通道中进行多个不连续化验的技术。
图4示意性图示了微通道的内容物，其中根据一个实施例在DNA 或其它采样物质的不连续液滴内进行多个不连续化验。参照图4，并 且在图中从右向左移动，对于在微通道中从左向右移动的流体，附图 标记108表示最初注入微通道以便填充微通道的基础流体(priming fluid )。在添加基础流体之后，包含与PCR基液混合的控制采样(例 如，包含已知DNA和/或已知DNA浓度的采样)的液滴或一团制剂 (bolus ) 104被注入孩t通道。控制液滴104通过流动标记流体106与
12基础流体108分离开。流动标记106可包括非反应流体，比如，例如 緩冲剂溶液。附图标记100和98分别表示第一采样液滴和第n采样液 滴。每一个采样液滴通常具有大约8纳升的体积，也可具有2-50纳升 的体积，并且包括一定量的与特定PCR基液或其它化验专用试剂相结 合的DNA或其它采样物质，用于进行每个液滴内的化验和分析每个 液滴内的化验结果。液滴98-100中的每一个通过流动标记彼此分离 开。如图4所示，控制液滴104通过流动标记102与采样液滴100分 离开。附图标记94表示第二控制液滴，该第二控制液滴包括与PCR 基液相结合的第二控制采样或其它化验专用试剂。控制液滴94通过流 动标记96与第n个测试液滴98分离开。
图4显示了分别位于测试液滴98-100之前和之后的仅两个控制液 滴104、 94。但是应该理解的是可使用多于或少于两个控制液滴，并 且控制液滴可置于测试液滴之间，通过流动标记与测试液滴分离开。 再者，图4显示了布置成直线的液滴，但是微通道可以是非直线的而 且可以例如形成如图3所示的U形转弯。
附图标记92表示沖洗溶液，该沖洗溶液经过微通道冲洗出微通道 的内容物。附图标记90表示最终使流体泵送通过微通道以迫使微通道 的内容物进入废料容器。注意在图4中，清楚起见，显示为每一个方 块与邻近方块分离开。然而，事实上，不存在用于使流动标记的各液 滴和采样液滴分离的间隙；通过微通道的流动通常是基本上连续的。
图5显示了根据一个实施例的在线化验的定时步骤(timing step)。 通常在系统计算机的控制下实现该定时步骤的执行。在步骤122，用 緩冲剂溶液填装微通道。緩沖剂溶液可容纳在化验盒IO内的隔室内， 或者它可通过吸管52从多孔板80的一个孔82中吸取。其间，如步骤 120所表示的通过箭头与所有其他步骤连接，比如DNA物质的采样物 质从化验盒10内的采样隔室连续注入微通道。在填装步骤122之后， 在步骤124将一定量的流动标记緩沖剂物质吸到微通道。接下来，在 步骤126将负控制采样和PCR基液吸到微通道以形成控制测试液滴。 在步骤128将另一定量的流动标记緩冲剂溶液吸到微通道。如上所注
13意到的，如在步骤120所指出的，在整个过程中将DNA采样连续注 入微通道。在步骤130， PCR化验基液或其他化验专用试剂通过吸管 52从多孔板80的孔82i吸取进入孩t通道并且与连续流动的DNA采样 的一部分混合，从而形成测试液滴。在步骤132，流动标记緩沖剂被 吸入微通道并且与连续流动的DNA采样的一部分混和，从而形成连 续标记液滴以使在前一 步骤中形成的测试液滴与随后的测试液滴分离 开。在步骤134，执行逻辑判断步骤以确定是否已经完成了对采样物 质要进行的所有化验。如果否，过程返回到步骤130,另一定量的PCR 化验基液或其它化验专用试剂被吸到微通道并且与连续流动的DNA 采样的一部分混和，从而形成随后的测试液滴。接下来，重复步骤132 以形成另一个流动标记液滴。当已经完成所有化验时，在步骤136将 正控制液滴和PCR基液吸到微通道以形成第二控制测试液滴。如上所 注意到的，然而，控制液滴在测试液滴之前和之后不是必然需要的。 而且，在步骤138，微通道的内容物被沖洗到废料容器。
图6显示了一种布置，其中化验盒10与具有三个吸管142、 144 和146的微流体化验片140连接。在该布置中，输入端口排44、 46 和48中的每一列将与三个不同微通道联接，每一个微通道将与三个吸 管142、 144和146中的一个连接。因而，在图6所示的布置中，微流 体化验片140将包括18条微通道、3条微通道用于6列入口端口中的 每一列。该布置允许增加并行总处理能力。例如，在药物基因 (pharmacogenomic )应用中，单个DNA采样可与若干个PCR基液 组并行处理。该并行构造还可设计有四个或更多个吸管。
图7示意性图示了在图6的多吸管构造中形成在微流体化验片40 中的微通道62。每一条微通道62优选构造成基本上如上所述的图3 的连接。然而，在该实施例中，输入端口排44、 46和48的每一列将 与三个不同微通道联接，而且每一条微通道将与三个吸管142、 144 和146中的一个连接。
图8和9显示了本发明的一个替代布置，其不包括吸管。在该无 吸管的布置中，包括緩沖剂、DNA采样物质和化验专用试剂的所有物质可能自动容納在化验盒内。在该设计中，试剂盒提供所有功能DNA 采样制备、试剂供应、緩沖剂/试剂供应和废料容纳。
图8和9是不包括吸管的微流体化验片182的微通道170的示意 图。如图8所示，微通道170包括緩冲剂输入端口 160，緩沖剂溶液 的连续流通过緩沖剂输入端口注入微通道170 。 DNA采样物质或其它 采样物质通过DNA输入端口 162注入微通道170, PCR基液或其它 化验专用试剂通过试剂输入端口 164注入微通道170。反应废弃物质 通过输出端口 166退出微通道170并且进入化验盒10的废料隔室。微 通道170可包括混合部分172、在线PCR部分174和分析区域176。 通过输入端口 162和164的物质注入由注入端口阀178和180控制。 该阀可以是例如压电或气泡喷射类型的阀。阀178和180的目的是用 于以选定间隔将采样物质和化验专用试样注入緩沖剂溶液的连续流中 以形成不连续的测试液滴，例如如图4所示。
如图9所示，化验盒10的喷嘴18与微通道的端口 A连通。图9 图示了一种结构，其中如图8所示的输入端口 160和162被有效地结 合在该结构中，使得容纳在化验盒IO内的DNA采样材料和緩冲剂溶 液的混合物通过端口 A注入孩史通道170。替代地，如图8所示，可在 离散端口处从第四喷嘴和化验盒(未显示)的相关隔室或者从緩沖剂 溶液的外部源注入緩沖剂溶液。化验盒10的喷嘴16与输入端口 B连 通，该输入端口 B与图8的输入端口 164相对应。化验盒10的喷嘴 14与微流体化验片182的端口 C连通，该端口 C与图9所示的输出 端口 166相对应。为了通过孩i通道170抽吸DNA采样物质和试剂以 及緩冲剂溶液并且进入化验盒10的废料隔室，真空源与化验盒IO在 真空端口 24处连接。
比如緩沖剂和试剂的反应流体可在工厂装载到化验盒中，附随优 选设在化验盒本身上的比如批号和产品有效期的信息。然后，使用者 在使用化验盒之前可将DNA采样物质添加到适当的室中。替代地， 可提供空化验盒而且可由实验人员在将化验盒附接到微流体化验片上 之前为该化验盒充满希望的化验流体(例如采样物质、緩沖剂、试剂)。
15图10图示了一个计时程序，其使用如图9所示的由无吸管化验盒和微流体化验片构成的结构来实现。在步骤190，向化验盒废料端口(即真空端口 24)施加负压以在微通道170内形成负压。在步骤192，DNA和緩沖剂溶液在A点处连续流入微通道。在步骤194， PCR基液/试剂或其它化验专用试剂在B点(即端口 164 )处注入微流体流中。在步骤196，使反应流体到微通道的输入延时。在步骤198，在微通道170的部分174处对微通道内的物质进行热循环(或其它化验处理)。在步骤200，在微通道170的部分176处对微通道的内容物进行HRTm测试或其它分析。在步骤202，确定是否需要进行其他化验。如果需要进行进一步的重复化验，则过程返回步骤194，另外的PCR基液/试剂在B点处注入流中，随后进行延时(步骤196)、 PCR热循环(步骤198)和测量或分析(步骤200)。当已经完成所有希望的化验时，在步骤204在端口 C (输出端口 164)处沖洗微通道170到废料隔室。除了 DNA采样物质通过DNA输入端口 162注入孩吏通道170和PCR基液通过试剂输入端口 164注入微通道170之外，图IO所图示的定时程序类似于如图8所示的使用由无吸管的化验盒和微流体化验片构成的结构所完成的定时程序。
图11图示了由附图标记240所表示的微流体化验片的一个替代实施例。微流体化验片240包括主体242和带有三排入口端口 244、 246和248的微通道窗250。多个化验盒210与入口端口 244、 246和248联接(注意多化验盒可以类似于先前描述的实施例的方式与微流体化验片联接)。微流体化验片不同于先前描述的微流体化验片是由于微流体化验片240内的微通道没有制成U形转弯并且没有返回用于将用过的反应流体从微通道传送到化验盒210的废料隔室的废料端口 ，而是，微流体化验片240包括真空度端口 224，该真空端口设在从入口端口244、 246和248来看窗259相对侧的主体240上。可存在用于每一条微通道的专用真空端口 224，或者一个或多个真空端口可与两个或更多个(或所有)微通道联接。
在使用图11所示的实施例的过程中，外部真空源(未显示)可与端口 224连接以通过微流体化验片240的微通道抽吸流体，代替将真空端口附接到化验盒210上用于将流体抽吸到包含在化验盒内的废料隔室中。也与本实施例有关的是，来自微通道的用过的反应流体被传送到与微通道(未显示)流体连通的废料隔室中，该废料隔室未包含在化验盒210内。
虽然已经通过某些优选实施例的公开内容相当详细地描述和显示了本发明，但是，本领域的技术人员将很容易想到本发明的其他实施例。因而，本发明被认为包括在随后所附的权利要求书的精神和范围内的所有修改和变型。
1权利要求
1. 一种用于进行微流体化验的组件，包括微流体化验片，其具有顶面和底面并且包括形成在所述顶面中的一个或多个入口端口；和至少一条微通道，所述至少一条微通道从相关联的入口端口延伸通过至少一部分所述微流体化验片，由此每一个入口端口与相关联的微通道连通以使得分配到所述入口端口的流体流入相关联的微通道；和流体化验盒，其具有一个或多个用于容纳流体的内室和与每一个内室相关联的流体喷嘴，所述流体喷嘴用于从相关联的室分配流体或将流体传送到相关联的内室中，每一个流体喷嘴构造成与所述微流体化验片的入口端口联接，从而将流体从相关联的内室分配到与喷嘴联接的入口端口或者将流体从与喷嘴联接的入口端口传送到相关联的内室。
2. 如权利要求l所述的组件，其中化验盒包括三个内室和三个喷嘴。
3. 如权利要求l所述的组件，其中所述喷嘴和入口端口中的至少 一个构造有单向锁定连接件，以使得喷嘴与微流体化验片的入口端口 联接之后，喷嘴在此后不能与入口端口分离。
4. 如权利要求l所述的组件，其中化验盒是注模而成的。
5. 如权利要求4所述的组件，其中化验盒是由选自包括聚丙烯、 聚碳酸酯和聚苯乙烯的组中的材料注模而成的。
6. 如权利要求l所述的组件，其中所述化验盒内的至少一个内室 包含反应流体。
7. 如权利要求6所述的组件，其中所述反应流体是选自包括DNA 采样物质、緩沖剂溶液、试剂或所述DNA釆样物质、緩沖剂溶液和 试剂这些流体中的两种或更多种的混合物的组中的流体。
8. 如权利要求7所述的组件，其中所述试剂包括PCR基液。
9. 如权利要求1所述的组件，其中所述微流体化验片包括多个布 置成三排的入口端口。
10. 如权利要求9所述的组件，其中化验盒包括三个喷嘴，所述 三个喷嘴构造成与三排入口端口中的一列三个对准的入口端口配合。
11. 如权利要求l所述的组件，其中所述微流体化验片包括从所 述微流体化验片的底面伸出的一个或多个吸管，每一个所述吸管与至 少一条微通道连通。
12. 如权利要求11所述的组件，其中所述微流体化验片包括两个 或更多个吸管。
13. 如权利要求l所述的组件，其中所述微流体化验片包括一个 或多个真空端口，每一个真空端口与至少一条微通道连通。
14. 如权利要求l所述的组件，其中每一条微通道从入口端口伸 出并且构造成终止于另一个不同的入口端口 。
15. 如权利要求l所述的组件，其中化验盒包括与喷嘴连通的真 空端口 。
16. 如权利要求l所述的组件，其中化验盒内的至少一个内室是 废料容器，所述废料容器构造成容纳来自所述至少一条微通道的反应 流体。
17. 如权利要求l所述的组件，其中位于所述微流体化验片中的 所述微通道具有基本上U形构造。
18. —种构造用于与微流体化验片对接的化验盒装置，包括 输送室，所述输送室与输送端口处于流体连通，其中所述输送室构造成容纳反应流体，并且所述输送端口构造成与微流体化验片对接； 和回收室，所述回收室与回收端口处于流体连通，其中所述回收室 构造成接收来自所述微流体化验片的废弃物质，而且所述回收端口构 造成与所述微流体化验片对接。
19. 如权利要求18所述的化验盒装置，其中化验盒是可抛弃的。
20. 如权利要求18所述的化验盒装置，其中所述微流体化验片结合有吸管以将试剂吸到化验片中。
21. —种构造用于与微流体化验片对接的化验盒装置，包括 试剂输送室，其中所述试剂输送室与试剂输送端口连接；緩沖剂输送室，其中所述緩冲剂输送室与緩沖剂输送端口连接； 釆样输送室，其中所述采样输送室与采样输送端口连接； 废料回收室，其中所述废料回收室与废料回收端口连接；并且 其中，所述试剂输送端口、所述緩沖剂输送端口、所述采样输送 端口和所述废料回收端口构造成与所述微流体化验片对接。
22. 如权利要求21所述的化验盒装置，其中化验盒是可抛弃的。
23. 如权利要求21所述的化验盒装置，其中所述微流体化验片结 合有吸管以将试剂吸到化验片中。
24. 如权利要求21所述的化验盒装置，其中所述微流体化验片包 括一条或多条微通道，试剂、緩冲剂和/或采样中的一种或多种从所述 试剂输送室、緩冲剂输送室和/或采样输送室流经所述一条或多条微通 道并且进入所述废料回收室。
25. —种用于DNA分析应用的微流体化验片，其中通过负压控 制，DNA采样经由化验盒引入并且PCR试剂通过与微孔板连接的吸 管引入。
全文摘要
一种用于进行微流体化验的组件，该组件包括微流体化验片和流体化验盒，该微流体化验片带有入口端口和与该入口端口连通的微通道，该流体化验盒具有内部的可容纳流体的室和与每一个内室相关联的喷嘴，该内室构造成与入口端口联接。容纳在化验盒内的比如采样物质、缓冲剂和/或试剂的反应流体从化验盒分配到入口端口和微流体化验片的微通道中。本发明的实施例包括化验盒，该化验盒包括用于在化验结束时接收来自微通道的用过的DNA和其他反应流体的废料隔室。
文档编号C12Q1/68GK101512018SQ200780033147
公开日2009年8月19日 申请日期2007年9月5日 优先权日2006年9月6日
发明者G·A·戴尔, I·T·奈特 申请人:佳能美国生命科学公司