彎曲的微結構的製作方法
2023-10-23 20:51:22 6
專利名稱：彎曲的微結構的製作方法
技術領域：
本發明涉及根據權利要求1前序所述的分別用於流體介質的取樣、輸送或處理的裝置或儀器、包括至少一個裝置或設備的微結構、採用所述裝置或結構以及用於分別生產裝置或結構的方法。
背景技術：
為了分別對流體樣本例如尤其是分析領域、例如尤其是醫療或製藥中的流體進行取樣或處理，採用所謂的吸量管或毛細管或多個吸量管微結構。在增加分析實驗室效率、提高節約的過程中，並同樣由於在該領域中更小的採樣量，所採用的儀器例如尤其是吸量管或多個吸量管結構變得更精密和更複雜。為此，例如Zymark或Caliper公司提供的多個吸量管結構包括高達384個所謂的吸量管尖部，以對範圍在2-100nl的數量進行取樣。
在EP 1 388 369中提出了可以用在包括通道彈性探針的微觀陣列系統中的微流體系統，其包括至少一個毛細孔道。所提出的具有非配合通道的彈性梁例如應力金屬梁在被釋放時遠離基底彎曲。通道彈性探針通過採用特定的生產步驟布置在基底上，利用多層塗層覆蓋基底，從而獲得彈性特性。
發明內容
本發明的主題包括提出尤其在分析、測試系列的實施、取樣、樣本分布中以毛細管電鍍電泳現象、毛細管色譜分離法通過採用Nano-或Microsystem在微觀技術加工步驟中進一步精製或提高的能力以及提高自動化的可行性。
本發明建議取代在EP 1 388 369中提出的nl或μl範圍內「直式」裝置，其為布置在基底上的平面2D結構或通道彈性探針，而採用彎曲或弧形流體裝置或相應的流體儀器或3D結構。例如，提出平面外的取樣裝置用於流體介質的取樣、輸送和/或處理，其在基底平面內包括至少一個縱向延伸的帶狀部分，包括流體通道，例如分別用於取樣或處理的吸量管或毛細管或針狀件，其被設計成彎曲或弧形，至少在一個位置延伸超出基底的平面。
本發明的「彎曲」的意思是超出初始大體上平面的基底，例如通過蝕刻三維結構預先構造的基底通過特定的彎曲作用產生，初始表面基底的彎曲部分突出於基底的平面。尤其是可以形成毛細通道或凹槽，它們延伸到基底平面內或者超出基底平面。
驚人地並於任何假設相反，可以在試驗中證實在例如所謂的毛細管凹槽並尤其在開放的流體通道中的流動同樣以μl和毫微升範圍內「繞彎角」起作用。開放的通道或開放的多個通道可以在彎曲位置處的曲率半徑的內部以及外部。
同樣的過程適用於包括多個裝置或儀器的結構，它們分別包括微升或毫微升範圍內的液體通道，其如上所述分別包括至少一個彎曲位置或結構。
不用說毛細管凹槽或流體通道內的流體的流動特性取決於內壁表面的幾何形狀以及表面光潔度或塗層。如果是水基溶液或流體，則表面優選是親水性的，如果是更油性的流體，則表面特徵優選是更親水性的。總之，可以說流體與表面之間的接觸角應該很小。
在現有技術中，所謂的3D結構是已知的，其中用於取樣的毛細管結合和/或布置在所謂的「超平面」結構上，例如在EP 1 388 369中提出的通道彈性探針。
對於這些結構，生產成本非常高並且生產方法也複雜且易於出錯。另外對於這樣的一些結構必須採用閉合的液體通道，這意味著在現有技術中經常提出所謂的閉合毛細管。另外對於在EP 1 388 369中提出的彈性探針，必須在基底上施加多個結構以獲得彈性特性。
與現今通常採用的用於生產吸量管或毛細管也就是用於生產根據本發明提出的裝置或者分別包括多個裝置或儀器的結構的材料優選塑性變形的材料例如金屬相比，通常採用至少部分塑性的聚合體和上述材料，它們通常僅包含一層。
一方面，生產本發明提出的構件或儀器例如吸量管和毛細管或整個結構非常簡單，因為包括流體通道的構件或儀器通常僅包含一層並且可以以簡單的方式得到彎曲。另外，金屬帶可以作用基礎，其可以採用眾所周知的光刻工藝例如通過蝕刻得到處理以形成流體通道。可以例如在小金屬帶的一側或兩側形成開放通道，並且可以採用薄膜覆蓋開放通道而形成進一步更閉合的通道。生產本發明構件或裝置的分別如同蝕刻、衝壓、彎曲等的可行生產工藝將在後文參照附圖進行說明。
根據本發明提出的儀器或裝置的優點是通過採用彎曲或弧形構件例如包括儀器的吸量管或毛細管使樣本的取樣或處理更容易，因為其不必以或多或少垂直的方式靠基底表面移動，樣本必須從所述基底上移去。例如可以在基底表面上或多或少以平行方式從一側移動包括裝置的吸量管或毛細管以移去樣本。同時還以有限的尺寸條件通過採用本發明的結構以簡單的方式移去或處理多個樣本。下文將會參照附圖更詳細地說明本發明分別提出的裝置或構件以及結構的各種優點。
此外，描述了一種尤其是通過採用上述裝置或上述結構對流體介質進行取樣、輸送和/或處理的方法。根據本發明的方法，採用吸量管或毛細管例如包括多個吸量管或毛細管的針或結構，並沿對樣本取樣或處理的位置輸送流體，所述位置分別是弧形或彎曲的。
構件、裝置以及相應結構和方法的其它優選方面或實施方式的特徵在於獨立權利要求。
分別根據本發明的裝置、儀器或結構尤其適用於化學、醫藥、微生物、製藥等領域中的診斷或分析過程。將參照附圖更詳細地說明本發明。
圖中圖1a-1c以透視圖表示彎曲流體通道的實施方式，圖2a和2b以透視圖表示包括針狀尖部的彎曲構件，圖3a和3b以透視圖表示包括尖狀端部的彎曲構件，圖4a和4b以透視圖表示貯液器以及用於取樣的流體構件，圖4c表示沿圖4a和4b的線I-I截取的剖視圖，圖5a和5b以透視圖表示彎曲流體構件簡單浸入羊毛或無紡布構件內，圖6a和6b以透視圖示意性表示根據鋼筆原理進行來自彎曲流體構件中的流體的處理，
圖7示意性表示通過採用類似鋼筆的流體構件產生的所謂的具有混合區的多路陣列，圖8a和8b表示通過毛細管的重疊接觸使樣本從流體裝置傳送到流體裝置，圖9以透視圖示意性表示通過採用附加的定位構件使流體在兩個流體構件之間傳送，圖10以頂視圖表示兩側得到蝕刻的鋼CD的示例，在其外為了形成本發明的結構可以使針狀流體構件得到彎曲，圖11以側面透視圖表示在圖10的CD之外形成的結構，圖12表示與圖11所示類似的另一結構，圖13a-13d以頂視圖、從側面觀察的剖視圖表示布置在CD上的彈性片簧狀流體構件，並採用用於處理樣本的致動構件而被致動，圖14a和14b表示為了形成根據本發明的結構而在片簧上布置機械傳動裝置的示例，圖15a和15b表示以常規方式形成的平面微結構以及彎曲的「超平面」微結構，圖16a-16f表示在本發明的流體構件中形成流體通道的可行方案，圖17a表示具有彎曲距離構件的微流體裝置，以及圖17b表示圖17a所示的多個微流體裝置的疊放。
具體實施例方式
在圖1a-1c中示意性並以透視圖示出了三種實施方式，流體通道如何布置在本發明流體結構「繞彎角」的單個流體構件上。圖1a表示彎曲構件1，其包括具有閉合通道的兩層，包括彎曲2。
圖1b表示一層彎曲構件3，其包括具有例如大致90度彎曲的開放「內」通道。
最後圖1c表示一層彎曲構件5，其包括「外」開放通道和彎曲2。
圖2a和2b各自表示針狀彎曲構件。圖2a表示彎曲的針狀構件7，具有內開放通道和針狀尖部6。圖2b表示彎曲的針狀構件9，具有外開放通道和針狀尖部10。構造為針狀的彎曲流體構件可以用作從井盤取樣或用於對體液直接取樣或通過刺穿將流體處理到人體或動物體內。
彎曲或弧形流體構件還可以被構造成尖端，如圖3a和3b所示。圖3a也表示彎曲尖部11，具有內開放通道和平切割尖端12，而圖3b表示彎曲尖部13，具有包括平切割尖端的外開放通道。同樣，尖狀構件可以用於從井盤取樣。尖端僅需浸入流體內並且毛細管自動充滿。當然其它形式或設計的尖部或針狀構件也是可行的，例如包括半圓形端部的構件、包括波狀結構的端部的構件，構件的端部區域可以包括毛細管或多個毛細管，如上所述它們可以閉合或開放。
通過試驗可以示出「繞彎角」的流動尤其是利用開放的流體通道工作良好。與開放通道(毛細管)是否處於彎曲半徑的內部或外部表面無關。
在圖4a中示意性並以透視圖示出了作為液體源的井盤21，開放的凹槽23相對於圓形盤布置成閉合圓環。開放凹槽23通過所謂的井式貯存器得到供給。可以以如下方式通過採用例如圖1-3所示的流體構件進行樣本的取樣或處理平盤，例如圖4所示的具有開放凹槽23的井盤21作為流體裝置的液體源。可以通過將流體構件9(僅示出了一個構件)浸入凹槽(接觸流體)內來進行取樣。這樣彎曲構件的毛細管作用(毛細管力)必須比布置在盤上的凹槽的毛細管作用更大。這一點可以例如通過採用更小的毛細管尺寸或更大毛細管縱橫比來實現。
為了確保盤或CD凹槽一直充滿流體，優選布置蝕刻的井式貯存器25。可以利用常規方法例如通過採用吸量管填充這些井。所述盤可以保持靜止或者可以旋轉，使得可以在繞圓形凹槽的任何位置進行取樣。
在圖4b中示出了類似的板狀井盤21』，其與圖4a相反具有與邊緣井式貯存器25相連的直線凹槽23』。同樣可以通過採用浸入凹槽23』內的流體構件9(僅示出了一個構件)執行採集流體樣本。與圖4a所示的井盤21類似，圖4b的板狀盤21』可以在縱向上移動，使得可以沿凹槽23』的全長執行取樣。
圖4c表示沿圖4a和4b的線I-I截取的橫截面圖。其表示井25的尺寸分別略大於相應凹槽23或23』的尺寸。因而易於填充這些井25，並且另一方面通過採用該井可以確保凹槽23或23』分別填充相應流體介質以進行取樣修正。
在圖4中非常清楚地分別示出了本發明或本發明裝置的優點，因為彎曲的流體構件可以在平行於盤表面的盤上得到引導，使得即使在局部尺寸比例被限制的情況下也可以執行取樣。換句話說，如果採用常規的吸量管，則井盤21上方的空間必須相應開放或為空，而在採用本發明流體構件的情況下，則在表面上方相對較小的空間已經足夠。
在以下圖5-7中，將更詳細地說明樣本處理的可行示例。在圖5a和5b中通過簡單地將彎曲的流體構件浸入羊毛或無紡布構件31內來執行樣本的處理。在圖5a中示出了從尖部構件13將樣本處理到羊毛31內，而在圖5b中從針狀浸沒端9將樣本處理到羊毛31內。
還可以通過彎曲的流體構件的尖狀端部接觸在平直表面上來執行對樣本的處理，如圖6a和6b所示。圖6a表示採用具有內開放毛細管的構件7的鋼筆的原理。優選拉伸流體構件7以形成包含處理液體的條33。相反圖6b表示採用具有開放外毛細管的構件的鋼筆的原理。優選推壓流體構件9以形成包含處理液體的條35。當然流體構件7還可以得到推壓、同時流體構件9可以得到拉伸以形成相應的條。最後應該指出還可以在兩側以開放方式至少在鋼筆狀尖端的區域上形成毛細管，這意味著毛細管與用於例如手動書寫工具的鋼筆類似兩端連通。
圖7示意性並以透視圖表示所謂的具有NxM混合區的多路陣列。
為了形成NxM陣列，在圖7中示意性示出了多個所謂的鋼筆針。可以採用「內部」具有開放通道的針構件7以及外部具有開放通道的針9或者具有兩端開放通道的針尖或毛細管。通過分別從針尖6或10處理液體可以拉伸液體條33和35，液線相交，從而產生混合區37。所示的構造如上所述是所謂的具有NxM混合區的多路陣列。
參照圖8和9，其示出如何實現樣本從一個流體裝置傳送到另一流體裝置。為此在圖8a中示出了樣本從具有尖端12的尖部裝置11傳送到具有尖端12的另一尖部裝置。一個裝置11的尖端12滑過相對的另一裝置的尖端。重要的是在接觸時兩個毛細管重疊。一個裝置作為液體源，另一空的裝置作為液體接收器。一種狀態是起作用的兩個裝置包括重疊的開放毛細管。
在圖8b中以類似的方式示出了樣本從具有尖端6的一個針7向具有尖端12的尖部構件11的傳送。通過水平移動一個裝置直至兩個毛細管通道達到接觸以傳送液體來實現上述傳送。為了進行傳送，一個尖部構件的毛細管作用(毛細管力)必須大於針的毛細管內的毛細管作用。這一點可以通過在尖部構件中採用更小的毛細管尺寸或通過更大的毛細管縱橫比來實現。
在圖9中示出了另一可行的液體傳送。為此，在一個尖狀地形成的裝置11上形成通道18以解決定位問題。以水平方式引導針狀裝置7，直至針尖6接合在定位通道18內並可以進行液體傳送。另外可以在上部針狀裝置7上布置收縮部分20從而可以更容易地進行x/y定位。該定位輔助件或定位構件可以已經分別以簡單的方式結合在例如蝕刻掩模內。單個彎曲構件可以具有附加的構造部分例如多個組或收縮部分，這樣使所述構件能夠接合在其它構件內或彌補兩構件之間的定位誤差。通過採用這種定位輔助件可以提高流體傳送的安全性。上述自動定位或自動調節結構的形成準免費並且可以例如已經結合在蝕刻掩模內。為了形成所述自動定位輔助件，不需要任何另外的加工步驟。這些構件包括自動調節件之後固有的那些特性並因此不再需要任何外部輔助裝置。
在圖1-9中僅主要示出了單獨的流體構件，並在下圖中更詳細地說明了本發明的結構，包括多個單獨的流體構件。為此圖10表示CD狀鋼盤41，其中例如通過蝕刻或衝壓形成一結構，其被設置成通過彎曲多個單獨構件形成相應的流體結構。該結構適用於同時進行多種樣本的取樣或者同時進行多種樣本的處理。可以通過同樣的方式解決形成暗盒問題。
在圖11中示意性並以透視圖表示由圖10中的鋼CD 41形成的結構。從上面並從側面示出了超平面的彎曲結構。在CD盤41內通過蝕刻形成條狀長度部分43和45以及在盤的中心形成針狀尖部47。通過沿多邊形彎曲邊緣42進行彎曲，條45的內部向下彎曲，同時CD盤41中心的針尖同時分離以形成從條45的端部延伸的流體針構件47，所述構件被設置成用於樣本的取樣或處理。
另外並參照一種特定的條所示，在條狀部分43和45的中心線同樣優選通過蝕刻形成毛細管46，以及另外在外部條43的區域形成所謂的罐或井48。
通過圖11所示的結構可以同時移去多種樣本或者通過將針尖47浸入相應樣本槽而進行取樣。樣本從針47的尖端採集，並通過毛細管46分別傳送到空腔或井或罐48內。這些擴大的容器或罐布置在結構的盤狀部分43上，可以用於例如通過紅外線、NMR等進行液體樣本檢測或分析。
以類似方式在圖12中以略微上部的透視圖示出了另一類似的結構，在所述結構中條狀部分51垂直布置，這意味著處於結構50的外輪廓上。同樣通過採用針狀尖部53可以移去樣本，其通過毛細管55分別被傳送到容器或罐或空腔57或59內。可以在周圍部分實現分別對取樣樣本的檢測或分析，所述周圍部分意思是處於容器57內以及在容器或罐或井59的上部水平區域內。
在根據圖11的示例中示出了所謂的「內部」圓筒暗盒並在圖12中示出了所謂的「外部」圓筒暗盒。可以以形成圓筒的方式彎曲盤形結構。在圖11和12中示出的結構通常稱為圓筒暗盒，其意思是兩個所示的結構可以解決形成暗盒的問題，該問題同樣會出現在對多種樣本的取樣或處理中。形成暗盒因此是一體構造的幾個構件的集成。還可以利用其它形狀(圓筒形之外的)形成暗盒，例如冠狀或者還可以是圖13所示的CD狀。
盒狀結構另外具有的優點是它們可以例如疊放存儲或運輸。
在圖13a-13d中示出了本發明可行結構的另一實施方式，其包括布置在結構上或附近的多個流體構件。圖13a以頂視圖同樣表示至少幾乎圓形金屬盤或CD狀盤61，在其上布置周向延伸的單獨的流體構件63。可以通過在金屬CD內進行蝕刻形成單獨的流體構件。如參照圖13b所示，單獨的流體構件63是具有恢復力的彈性片簧狀構件。為了更清楚地進行總體觀察在圖13b中僅示出了一個單個的流體構件63。可以藉助金屬材料的機械彈性形成片簧狀構件。因此可以形成特定的致動原理例如所示的片簧或固體鉸鏈。
圖13c表示可行的特定實施方式，片簧63與彎曲的針狀尖部65組合。彎曲的針狀尖部的組合能夠提高樣本的取樣。
在圖13d中示意性示出了如何可以通過採用圖13a的結構獲得測試條接觸工藝。同樣在圖13d中為了清楚地觀察僅示出了一個具有針狀尖部65的預應力流體構件63。構件進而只示出了外輪廓。單獨的片簧狀構件63在向上的方向上得到略微的預彎曲。通過例如利用環形致動構件67的致動，可以向下推壓單獨的片簧狀構件以接觸例如測試條或例如圖4所示的所謂的井盤。現在可以執行樣本取樣或樣本處理並且在已經實現流體傳送之後取消致動，片簧狀構件63將回到其承受預應力的位置，使得測試條解除鎖定。
為了流體構件或單獨的片簧狀構件保持在它們承受預應力的位置以形成所述結構或單獨的流體構件，必須採用具有一定彈性或變形時具有恢復力的材料。因此尤其是例如金屬材料適用於形成所提出的結構。
此外為了使流體構件或片簧狀構件致動還可以分別利用壓電基底或鉍金屬塗敷金屬基底，使得可以通過壓電構件的移動實現單獨的流體構件或片簧狀構件的致動。
如上所述，可以通過將參照附圖14a和14b更詳細描述的蝕刻實現片簧狀構件的形成。首先同樣蝕刻金屬CD或金屬盤81，使得區域或部分63與金屬盤部分地分離。
如圖14b所示，通過施加力F，構件前端在與力F相反的方向上彎曲，具有一定的傳動比。
換句話說，發生參照圖13a-13d描述的預應力。
另外，得到預彎曲具有一定傳動比的構件同樣可以塗敷壓電基底或鉍金屬，使得為了進行樣本取樣或樣本處理而可以通過壓電構件或鉍金屬實現致動。
參照圖15和16更詳細地說明了本發明流體構件的形成。圖15a表示常規形成的nl和μl範圍內流量的平面結構81，意思是在基底81上通過蝕刻形成nl或μl結構。如果需要，在結構的包括通道或毛細管84的每個構件83的相應端部設置孔或空腔85，其足夠大以施加彎曲工具。
圖15b表示彎曲的超平面nl或μl結構87，其中單獨的構件83得到彎曲，以形成彎曲的構件部分88，其可以具有大致90度範圍的彎曲或偏轉。當然，該角度可以不同並且可以處於僅有幾度到幾乎180度角的範圍內。
將參照圖16a-16f更詳細地描述單獨結構構件83的形成，其包括尤其參照圖1-3所述的至少一個流體通道84。圖16a以橫截面表示與圖15的基底板81相對應的金屬基底。基底材料必須適用於根據本發明的場合，它們必須具有塑性變形的固有特性，意思是由此例如金屬或彈性聚合物是合適的。採用相當易碎、脆或無定形材料例如矽、玻璃等唯一受到限制，因此實踐中三維上的變形是不能的。在圖16b，圖16a所示的金屬基底通常利用蝕刻工藝例如在兩側塗敷聚合物層91。
聚合物層之後部分地曝光並通過清洗曝光部分而得到部分去除，使得將會產生通道狀縱向延伸的空區域93，如圖16c示意性所示。通過蝕刻空區域93的金屬，將會產生通道狀毛細管95，如圖16d示意性所示。當然不必在兩側實施蝕刻，因此僅有金屬片的一個表面得到處理以形成僅一側開放的毛細管通道95。
根據另一實施方式，甚至可以通過蝕刻金屬形成全部開放的通道97，如圖16e示意性所示。
最後，將會去除聚合物91，使得形成用於本發明提出的流體構件的通道或毛細管，如圖16f的橫截面圖示意性所示。
現在可以保持例如圖1b和1c中所示的流體構件的通道開放。但另一方面還可以通過採用覆膜例如金屬薄膜覆蓋或結合開放的通道，從而形成閉合通道。
同時在通過蝕刻進行的通道狀毛細管的形成步驟中還可以形成參照圖14所述的傳動力，作為定向構件的結合導向。此外從簡單的平面nl或μl結構中，某些部分可以通過例如彎曲成弓形、成形等而由兩維平面彎曲成三維平面(超平面)，從而將會產生本發明的nl或μl範圍內結構。如參照圖15和16所述，利用常規、微觀技術製造方法例如光刻或蝕刻形成平面nl或μl結構。為了獲得圖15b所示的單獨的超平面彎曲構件88，可以應用多種技術。最普遍或顯而易見的技術是例如通過採用彎曲或衝壓工具對結構81平面之外的構件83的至少一部分進行簡單的按壓。還可以沿衝壓工具或邊緣包覆工具拉伸構件。另一可行方案是應用滾子狀工具。同樣另一可行的方案是在結構或至少構件的一個表面上施加熱以形成張力，從而無需採用特定的彎曲工具就可以發生彎曲過程。此外，如果例如在如上參照16a-16f所述的通道或毛細管狀凹槽的形成過程中施加對稱的壓邊，則也可以獲得一定的張力，從而無需特定彎曲工具就可以形成超平面部分的彎曲。
彎曲構件可以滿足各種不同的功能，例如接觸、針衝壓、反射等。用於基底平面之外的構件的預處理是通過尤其是參照例如圖13a，13b，14b，15a和15b所述的整個基底片至少部分地進行蝕刻。「通過整體的蝕刻」可以形成獨立的單個彎曲構件。
微結構塑性變形的可行性使得可以包括微流體系統內的固有件，例如超平面距離形成構件、定位孔、調節輔助件、定位輔助件、止動件等，如圖17a示意性所示。這樣使得可以增大對例如微流體構件相對於外部系統的定位。為了形成上述的調節或距離形成構件無需任何其它的加工步驟。如果需要，必須施加另外的彎曲步驟以將那些定位構件或調節構件彎曲成所述的距離形成構件，如圖17a超平面所示。但通常那些作為距離形成構件的構件可以結合在例如蝕刻掩模內。因此流體構件包括固有的那些定位構件或距離形成構件並不再需要任何其它的外部輔助裝置。那些輔助裝置另外包括流體通道或毛細管。在任何情況下流體「繞彎角」流動。因此，可以形成板優化(意思是減小流體面積)。
此外，在圖17b中示出了圖9，17a的多個微流體裝置的疊放。換句話說，包括距離形成構件、止動件、定位孔等的多個微結構可以通過那些彎曲輔助部件的適當定位而得到疊放。這樣使得形成微結構(具有或不具有流體)的暗盒更容易。
如上所述本發明涉及用於輸送和/或傳送非常少量的nl和μl範圍內液體的nl和μl結構。作為對血液取樣的示例，可以採用具有例如3mm長的針狀尖部，針軸的寬度可以是大約400μm，毛細管可以具有大致200μm的寬度並且毛細管的深度可以例如是大約80μm。待取樣的血量可以在2μl-100μl的範圍內。這些值當然是為了更清楚地理解本發明而給出的示例，因此本發明根本不局限於所述值。應該示出本發明所述的微結構分別有多麼精密或小並且在本發明中考慮了極小的液量。
本發明突出的優點在於可以採用彎曲的毫微或微結構進行「繞彎角」的取樣或樣本處理。通過分別採用本發明的裝置或構件或結構可以在空間或尺寸非常有限的條件下進行取樣或樣本處理，例如流體裝置可以分別平行於必須從其上對樣本取樣的基底或對象被引導或移動，這樣實質上簡化了樣本的取樣。
參照圖1-17示出的流體構件和結構以及所述的製造方法當然僅是示例並且本發明根本不局限於附圖、所示構件以及所述工藝。附圖僅用於更清楚地理解，另外例如所採用的用於分別形成流體構件或結構的材料當然並不局限於金屬或彈性聚合物。同樣可行的是可以採用至少部分彈性的陶瓷材料分別形成本發明的構件或結構。此外，採用開放或是閉合毛細管、在流體裝置端部布置針狀尖部、無邊端部、直切割尖端、圓形或波紋形或鋸齒形端部並不重要。
權利要求
1.一種用於對nl或μl範圍內流體介質進行取樣、輸送和/或處理的裝置，其特徵在於，在基底平面內至少一個縱向延伸的條狀部分彎曲超出基底平面，所述條狀部分分別具有開放或閉合的凹槽或毛細管，並且其至少在基底平面之外的一個位置處彎曲或呈弧形。
2.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，凹槽或通道分別開放並布置在彎曲位置的內表面。
3.如權利要求1或2中的一項所述的裝置，其特徵在於，凹槽或通道分別開放並布置在沿彎曲位置的外表面上。
4.如權利要求1-3中的一項所述的裝置，其特徵在於，凹槽或通道分別開放並布置在彎曲位置的內表面以及外表面上。
5.如權利要求1-4中的一項所述的裝置，其特徵在於，至少一個條狀部分包括至少一個端部，開放或閉合的毛細管狀液體凹槽或通道分別延伸到該端部，所述端部根據其應用或用途被成形為例如針狀、直線切割形、尖狀、至少幾乎半圓形、圓形等。
6.如權利要求1-5中的一項所述的裝置，其特徵在於，基底和/或至少一部分或針由例如金屬或者彈性聚合物或塑性聚合物的塑性可成形材料構成。
7.如權利要求1-6中的一項所述的裝置，其特徵在於，彎曲角在0°-180°之間的範圍，優選在60°-120°之間的範圍，更優選是大致90°。
8.如權利要求1-7中的一項所述的裝置，其特徵在於，設置定位構件從而能夠分別對樣本取樣或樣本處理進行調節或校正。
9.如權利要求1-8中的一項所述的裝置，其特徵在於，多個條狀部分設置在裝置內或裝置上，分別包括至少一個凹槽或通道並且所述部分的至少一部分彎曲超出裝置的基底平面。
10.如權利要求1-9中的一項所述的裝置，其特徵在於，針狀吸量管和/或尖條狀部分被設置成分別包括至少開放或閉合的nl或μl範圍內的通道或凹槽，並且所述部分的至少一部分彎曲超出nl或μl裝置的基底平面，彎曲角在0°-180°之間的範圍內，優選在60°-120°之間的範圍內，更優選具有大致90°的角。
11.如權利要求1-10中的一項所述的裝置，其特徵在於，多個彎曲部分或儀器被設置成包括尖頂狀、針狀或尖狀端部，使得在預定位置接觸或接合的另一裝置或結構中可以對液體樣本進行取樣、處理或傳送。
12.如權利要求1-11中的一項所述的裝置，其特徵在於，所述裝置或其基底是至少幾乎圓形、正方形、六邊形和/或盤形。
13.如權利要求1-12中的一項所述的裝置，其特徵在於，條狀部分的尖狀、針狀、或尖頂狀端部承受彈性預應力，布置在裝置基底內或基底上。
14.一種包括至少一個如權利要求1-13中的一項所述的流體裝置的結構，用於對流體介質進行取樣、輸送和/或處理，該裝置包括至少一個分別具有開放或閉合凹槽或通道的條狀部分，其特徵在於，至少一個裝置的至少一個條狀部分至少在一個部位處彎曲，使得該部分彎曲超出相應裝置的基底平面。
15.一種用於採用如權利要求1-13中的一項所述的流體裝置和/或如權利要求14所述的結構對流體介質取樣的裝置，包括具有兩個或更多單獨的優選直線形或圓形的開放凹槽(23，23』)的板或盤狀板(21，21』)，板或盤狀板(21，21』)被設置作為介質源以校正樣本。
16.一種用於分別形成3D流體裝置或結構的方法，包括以下步驟通過蝕刻、衝壓等在基底內形成至少一個單獨的縱向延伸構件或條狀部分的步驟；同時或在另一步驟中通過光刻或蝕刻沿至少一個構件或至少一個條狀部分分別形成至少一個通道或毛細管狀開放或閉合的凹槽的步驟；以及通過塑性、彈性或機械成形至少在一個位置處使所述構件或部分的至少一部分彎曲超出基底平面、以形成所謂的超平面裝置和/或結構的步驟。
17.如權利要求16所述的方法，其特徵在於，形成多個縱向延伸的構件或條狀部分，構件或條狀部分在一端與基底相連並在相對端與基底脫開，並且在至少大部分構件或條狀部分內形成縱向延伸的凹槽或通道，凹槽或通道延伸到構件或部分與基底脫開的端部並且至少大部分構件在構件或部分的至少一個位置彎曲超出基底平面，使得那些構件或部分至少在超出基底平面的位置彎曲或呈弧形，以形成所謂的超平面裝置和/或結構。
18.如權利要求16或17中的一項所述的方法，其特徵在於，通過滾子狀構件或通過沿彎曲工具邊緣拉伸所述構件或部分來執行所述構件或部分的彎曲過程。
19.如權利要求16-18中的一項所述的方法，其特徵在於，通過形成構件或條狀部分或者分別形成凹槽或通道，使所述構件或部分非對稱地加邊，從而藉助張力使所述構件或部分彎曲超出基底平面。
20.在醫學、製藥、化學或生物化學處理中採用如權利要求1-13中的一項所述的裝置、或者如權利要求14所述的結構或者如權利要求15所述的裝置對流體樣本進行取樣、處理以實現診斷和/或分析的目的。
21.採用如權利要求16-19中的一項所述的方法形成所謂的3D結構或所謂的超平面結構。
全文摘要
一種用於對nl或μl範圍內流體介質進行取樣、輸送和/或處理的裝置，包括分別具有開放或閉合毛細管狀凹槽或通道的基底，分別具有開放或閉合凹槽或毛細管的基底至少在一個位置彎曲或呈弧形。基底包括至少一個端部，開放或閉合的毛細管狀凹槽或通道分別延伸到該端部，所述端部根據其應用或用途被構造成針狀、直線切割形、尖狀、至少幾乎半圓形、圓形等。
文檔編號B01L3/02GK101060932SQ200580039922
公開日2007年10月24日 申請日期2005年11月22日 優先權日2004年11月22日
發明者C·埃芬豪瑟, E·薩羅菲姆, S·科納, P·格裡斯 申請人:霍夫曼-拉羅奇有限公司