在通過之后快速地發(fā)生，從而使第一流體攜帶到第二流體最小化。然而夾斷應(yīng)該不要太快速地發(fā)生，從而允許越過閥的高的顆粒輸運(yùn)量。
[0036]磁性顆粒的實(shí)際傳遞由兩個(gè)步驟組成:(I)通過磁性致動(dòng)將磁性顆粒收集和集中在接近閥樣結(jié)構(gòu)的區(qū)域中；(2)將磁性顆粒拉入閥樣結(jié)構(gòu)的屏障區(qū)域。在步驟(I)中，在接近閥樣結(jié)構(gòu)的位置處(磁性顆粒通過磁性致動(dòng)被收集和集中在那里)，流體腔的形狀優(yōu)選地為具有曲率半徑的凸形。曲率半徑利于磁性顆粒的收集和集中，產(chǎn)生在流體彎月面上施加高壓力的聚焦磁性顆粒本體。當(dāng)本體呈盤狀形狀時(shí)，顆粒被收集和集中處的流體腔區(qū)域的曲率直徑優(yōu)選地等于或者小于磁性顆粒本體的直徑。
[0037]在另一優(yōu)選實(shí)施例中，閥樣結(jié)構(gòu)包含可變形障礙物。
[0038]在更優(yōu)選實(shí)施例中，粘彈性材料形成可變形障礙物并且粘彈性材料選自包含油、凝膠或者可變形聚合物或其組合的群組。
[0039]本發(fā)明的另一實(shí)施例涉及一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備且進(jìn)一步包含磁源。
[0040]在更優(yōu)選實(shí)施例中，磁源可選自包含電磁體、集成電流線、永磁體和機(jī)械運(yùn)動(dòng)的永磁體或者電磁體的群組。
[0041]本發(fā)明的另一實(shí)施例涉及一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備且進(jìn)一步包含探測單元。
[0042]本發(fā)明的另一實(shí)施例為將根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備或者根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)用于探測生物目標(biāo)。
[0043]本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例是將根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備或者根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)用于選自包含下述的群組的生物化學(xué)測定:結(jié)合/拆開測定、夾心法測定、競爭測定、置換測定以及酶法測定。
[0044]本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例是將根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備或者根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)用于選自包含下述的群組的方法:傳感器復(fù)用、標(biāo)簽復(fù)用以及隔室復(fù)用。
[0045]在另一實(shí)施例中，第一隔室潛在地在諸如過濾之類的預(yù)處理之后用樣品流體填充，并且第二隔室用來自分離的貯存器的流體填充。第二隔室例如用從盒內(nèi)部或者從盒外部供應(yīng)的緩沖流體填充。然而還可能的是第一隔室和第二隔室用經(jīng)不同預(yù)處理過的該樣品流體填充。
[0046]這繪示于圖1。隔室I用經(jīng)預(yù)處理5之后的流體填充。隔室2用經(jīng)預(yù)處理7之后的相同流體填充。該微流體設(shè)備可以包含或者可以不包含一個(gè)或多個(gè)根據(jù)本發(fā)明的閥樣結(jié)構(gòu)，并且可以包含或者可以不包含在微流體系統(tǒng)中通常使用的其他閥。
[0047]在根據(jù)本發(fā)明的方法、設(shè)備或者系統(tǒng)的特別優(yōu)選的實(shí)施例中，閥樣結(jié)構(gòu)穩(wěn)定地置于該設(shè)備內(nèi)。
[0048]在根據(jù)本發(fā)明的方法、設(shè)備或者系統(tǒng)的另一優(yōu)選實(shí)施例中，多個(gè)閥樣結(jié)構(gòu)順序地安裝在至少兩個(gè)隔室之間。按此方式，微流體設(shè)備或者系統(tǒng)舉例而言可以配備有附加清洗區(qū)域，該附加清洗區(qū)域可以分離地被供應(yīng)清洗流體。每個(gè)清洗區(qū)域因此用于進(jìn)一步限制從第一通道或腔到第二通道或腔的共同迀移/溢出的溶劑的量。
[0049]本發(fā)明另一實(shí)施例是將這樣的閥樣結(jié)構(gòu)用于微流體系統(tǒng)或者設(shè)備中，該閥樣結(jié)構(gòu)在不存在磁力時(shí)防止兩種流體的混合并且該閥樣結(jié)構(gòu)在受到磁力致動(dòng)時(shí)允許磁性顆粒通過。
[0050]下述定義適用于根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備、方法和系統(tǒng)。
[0051]此處提到的閥樣結(jié)構(gòu)是這樣的空間，在不存在磁力時(shí)，流體無法通過該空間，但是根據(jù)本發(fā)明的磁性顆?？梢岳么帕Ρ或?qū)動(dòng)通過該空間。閥樣結(jié)構(gòu)的閥功能通過包含在其中的粘彈性介質(zhì)實(shí)現(xiàn)，該粘彈性介質(zhì)選自氣體、流體、可變形固體或其組合。在粘彈性介質(zhì)為氣體或者流體的情形下，閥樣結(jié)構(gòu)包含限定氣體或者流體的位置的附加材料或特征，例如基本上固定氣體/流體或者流體/流體界面的機(jī)械結(jié)構(gòu)或者區(qū)域，例如機(jī)械固定結(jié)構(gòu)和/或該設(shè)備內(nèi)的表面能量轉(zhuǎn)變。閥樣結(jié)構(gòu)也可包含可變形固體，該可變形固體用作可變形粘彈性流障礙物。
[0052]磁性顆粒的實(shí)際傳遞由兩個(gè)步驟組成:(I)通過磁性致動(dòng)將磁性顆粒收集和集中在接近閥樣結(jié)構(gòu)的區(qū)域；(2)利用施加在顆粒上的磁力將磁性顆粒拉入最初由粘彈性材料占據(jù)的空間。磁性顆粒首先分散于其中的流體將留在后面，這導(dǎo)致磁性顆粒的提取、分離或者某種自清潔。由于物理現(xiàn)實(shí)的結(jié)果，當(dāng)然不可能徹底避免一定量的流體與磁性顆粒一起被輸運(yùn)通過該閥樣結(jié)構(gòu)。然而，通過仔細(xì)設(shè)計(jì)通道/隔室以及閥的幾何形態(tài)，可以最小化這種共同輸運(yùn)。
[0053]用于根據(jù)本發(fā)明的閥樣結(jié)構(gòu)的粘彈性材料可以例如選自從致密的(例如流體或者固體)到輕的(例如空氣)，以及從彈性的(例如，諸如PDMS之類的塑料)到無彈性和粘性的(例如凝膠，或者疏水油)。如上所述的具有相似物理化學(xué)和機(jī)械屬性的材料也可以在本發(fā)明中用作粘彈性材料。
[0054]在油或者另一液體的情形下，可以使用彎月面固定以確保包含粘彈性材料的閥樣結(jié)構(gòu)穩(wěn)定地位于設(shè)備內(nèi)。彎月面固定可以通過這樣的區(qū)域?qū)崿F(xiàn)，該區(qū)域基本上固定氣體/流體或者流體/流體界面的接觸線，例如具有變化的表面法線取向的機(jī)械結(jié)構(gòu)(例如邊緣)和/或表面能量的轉(zhuǎn)變(例如從高到低表面能量，例如從親水到疏水)。
[0055]就本發(fā)明而言的通道或者隔室是這樣的空間，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備、系統(tǒng)或者方法中使用的流體在所述空間中被限制到某區(qū)域。這種通道或者隔室的幾何形態(tài)可以采用任何合適的形式，諸如，舉例而言樣品被收集在其中供進(jìn)一步處理的圓形或者矩形區(qū)域以及連接前述區(qū)域的線性通道。該通道可以通過技術(shù)人員已知的各種方法移植到襯底材料內(nèi)，這些方法例如蝕刻、銑削、壓花、成型、印制等。
[0056]可替換地，通道可以以“虛擬通道”或者也以“虛擬隔室”的形式存在。這種虛擬通道包含表面屬性不同于襯底的周圍表面的區(qū)域，使得流體基本上被限制在通道內(nèi)。例如，這種虛擬通道可以由玻璃表面制成，該玻璃表面用十八烷基三氯硅烷或其他硅烷，或者可以部分氟化或完全氟化的碳?xì)浠衔锏氖杷畬觼砉δ芑?。這些層舉例而言可以隨后用掩模來蝕刻以獲得虛擬通道。虛擬通道理想地適合于與電潤濕技術(shù)組合。虛擬通道技術(shù)的另外優(yōu)點(diǎn)為使得對于大面積處理和后續(xù)切片而言能夠提供根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的低成本生產(chǎn)過程。
[0057]用于生產(chǎn)根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備或者系統(tǒng)的襯底材料的選擇沒有特別限制。然而，這種襯底材料在用于根據(jù)本發(fā)明的應(yīng)用的條件下必須是有作用的。這種襯底材料的實(shí)例是有機(jī)和無機(jī)材料，化學(xué)和生物穩(wěn)定的材料，例如玻璃、陶瓷、諸如聚乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯、PET等之類的塑料。襯底可含有附加特征和材料，諸如光學(xué)特征(例如用于光學(xué)讀出的窗口)、磁性特征(例如增強(qiáng)磁性顆粒的致動(dòng)的材料)、電學(xué)特征(例如用于檢測、致動(dòng)和/或控制的電流線)、熱學(xué)特征(例如用于熱控制)、機(jī)械特征(例如用于盒穩(wěn)定性)、標(biāo)識(shí)特征等。
[0058]共同輸運(yùn)材料可以是目標(biāo)和/或另外材料(例如報(bào)告基團(tuán))，該共同輸運(yùn)材料可以通過諸如共價(jià)鍵合、范德瓦爾斯相互作用、離子相互作用、疏水相互作用、氫鍵、絡(luò)合等的化學(xué)或者物理手段附連到磁性顆粒。用于共價(jià)鍵合的化學(xué)連接體可以是但是不限于核酸、縮氨酸、碳水化合物、碳?xì)浠衔?、PEG，它們可以利用諸如酰胺鍵、二硫鍵、酯鍵或者鏈接化學(xué)之類的各種化學(xué)策略來附連。生物分子附連策略的實(shí)例可以選自但不限于抗體、蛋白質(zhì)一蛋白質(zhì)相互作用、蛋白質(zhì)-核酸相互作用、分子和/或細(xì)胞一部分和/或整個(gè)細(xì)胞之間的相互作用。取決于所期望的提取類型，表面化學(xué)和表面結(jié)合生物化學(xué)基團(tuán)可以被選擇以用于將目標(biāo)或者目標(biāo)類別非特異性以及特異性結(jié)合到磁性顆粒。技術(shù)人員將能夠選擇出適合于目標(biāo)的這些公知方法中的一種。特異性生物分子附連方法的實(shí)例是將例如通過PCR獲得的核酸通過與互補(bǔ)寡核苷酸雜化而結(jié)合到磁性顆粒。這些寡核苷酸可以與在PCR引物上發(fā)現(xiàn)的特定序列互補(bǔ)，使得僅擴(kuò)增原子核類酸被捕獲。
[0059]此處的目標(biāo)可以是適合于附連到磁性顆粒的任何化學(xué)或者生物實(shí)體。因此，目標(biāo)可以是諸如小的有機(jī)分子、藥物、激素、聚縮氨酸、蛋白質(zhì)、抗體、聚核酸、碳水化合物的分子，或者也可以是化學(xué)試劑。目標(biāo)也可以是更大的生物實(shí)體，諸如微生物、動(dòng)物細(xì)胞或人體細(xì)胞，例如血細(xì)胞、組織細(xì)胞或癌癥細(xì)胞、植物細(xì)胞、細(xì)菌細(xì)胞、真菌細(xì)胞、病毒，或者前述的片段或部分，諸如細(xì)菌細(xì)胞壁的片段、類似病毒的顆粒、病毒衣殼的片段等。
[0060]樣品或者樣品流體指定包含目標(biāo)的流體，其后者將在此處進(jìn)一步討論。所述樣品或者樣品流體可以原樣地依據(jù)本發(fā)明而使用，或者可以從在先樣品得到并且可以可選地已經(jīng)預(yù)處理。因此，如果樣品在依據(jù)本發(fā)明來使用之前或者期間通過技術(shù)人員已知的任何方法被分為所述樣品的一個(gè)或多個(gè)部分，其所得到的流體將另外稱為樣品或者樣品流體，無論它們包含與原始樣品相同的物質(zhì)還是只包含其部分。
[0061]預(yù)處理技術(shù)對于技術(shù)人員而言是已知的且不限于特定技術(shù)。預(yù)處理技術(shù)的實(shí)例舉例而言為加熱、溶化、分餾(例如通過離心、過濾、傾析、色層分析等)、濃縮、用生物和/或化學(xué)試劑改性。
[0062]樣品流體可包含溶解、溶化或者分散的固體或者類似固體的微粒，例如細(xì)胞。
[0063]如上所述的樣品或者樣品流體可以從各種源獲得，所述源沒有特別限制。這種源的實(shí)例可以是但是不限于生物來源的樣品，所述源可以優(yōu)選地是從患者得到的樣品，更優(yōu)選地即時(shí)現(xiàn)場(point of care)樣品，來自食物、工業(yè)、臨床和環(huán)境測試的樣品。
[0064]可以在本發(fā)明中使用的生物來源的樣品沒有特別限制。用于這種樣品的源的一些可能實(shí)例為體液，諸如血液或淋巴液、唾液、痰液、糞便、脫落物、汗液、皮膚分泌物、組織勻漿樣品、來自實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)或者來自自然來源的細(xì)菌樣品(諸如環(huán)境樣品)。生物來源的樣品也涵蓋從體外過程獲得的樣品以及已在體外過程中改變(例如變異、功能化等)的生物材料。這些過程的實(shí)例為但不限于核酸擴(kuò)增，經(jīng)預(yù)處理或者未處理的細(xì)胞溶解產(chǎn)物、蛋白質(zhì)提純、蛋白質(zhì)的化學(xué)和/或生物化學(xué)功能化，(例如諸如磷酸化、糖基化等)，諸如FPLC、PAGE、超離心、毛細(xì)管電泳等的提純方法。
[0065]在根據(jù)本發(fā)明