CN102071242A - 微流器件、光照射装置、微流***和驱动该***的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种微流器件、光照射装置、微流***和驱动该***的方法。该微流***包括：微流器件，包括容纳流体样品的腔室、连接到腔室并且流体样品通过其流动的通道以及控制流体样品通过通道的流动的阀；照射装置，照射电磁能量；以及散射器，散射并分布从照射装置照射到微流器件的照射区的电磁能量。

Description

微流器件、光照射装置、微流***和驱动该***的方法 
技术领域
与示范性实施例一致的装置和方法涉及微流器件、光照射装置、包括微流器件和光照射装置的微流***、以及驱动该微流***的方法，更具体地，涉及微流器件、光照射装置、包括微流器件和光照射装置的微流***、以及驱动该微流***的方法，从而均匀地加热该微流器件中存在的流体样品或平稳地操作阀。 
背景技术
通常，用于利用少量流体的操作的微流器件包括：腔室，用于容纳少量的流体；通道，流体通过该通道流动；以及阀，用于控制流体流动。用于在小的芯片上进行包括生化反应的实验的器件被称作生物芯片，特别地，在一个芯片上进行通过一系列步骤对流体的处理和操作的器件被称作芯片上实验室(lab-on-a-chip)。 
需要驱动压力来传输微流器件中的流体。毛细压力或由额外的泵施加的压力被用作驱动压力。近来，被称作“实验室CD”或“CD上实验室(Lab-on-a-CD)”的其中布置有腔室和通道的盘形微流器件旋转以通过离心力来操作流体。 
正在研究在这些微流器件中用于控制流体流动的各种阀技术。目前，正在开发热激活阀，热激活阀使用利用通过吸收电磁波产生的热而经历从固体到液体的相变的材料。 
热激活阀的操作灵敏地依赖于将光能传输到阀材料的光源的特性以及阀材料的光能吸收效率。 
首先，当阀材料的光能吸收效率低时，不利地要求长时间的光照射和高光源输出以引起阀材料的相变。 
当阀材料的光能吸收效率高时，过长的光照射时间使得阀材料过热，从而由于热传导引起基板的严重变形以及邻近阀材料的样品流体的生化变化。 另一方面，过短的光照射时间提供不充分的相变，从而不利地引起阀的不完全打开/关闭。 
此外，由于现有技术光源会具有不均匀的光强度分布，所以尽管光照射时间被准确地控制，但是阀的一部分会被过度地加热或没有被加热，从而提供不完全的相变。特别地，例如，这些问题在表现出差的热传导性的阀材料诸如石蜡(paraffin)中会更加严重。 
具有相同规格的光源之间存在光强度分布上的差异。由于此原因，不利地，分开使用多个光源的微流器件具有不同的阀操作特性。此外，批量生产微流器件时，由于各微流器件中设置的光源之间的光强度分布上的差异，难以赋予微流器件相同的阀操作性能。 
为了精确测试接收在微流器件中的流体样品，可以改变对于期望测试所需的流体样品的温度。 
当流体样品温度低于期望的测试温度时，需要加热样品流体以将流体样品温度提升到期望水平。在此情形下，当光源的光强度分布不均匀时，不利地，不可能均匀地提升流体样品温度。 
此外，需要均匀地加热流体样品以进行各种测试，诸如流体样品与其它材料的反应的加速度、流体样品中包含的细胞的培养、通过细胞溶菌作用(cell lysis)提取核酸、通过聚合酶链式反应(PCR)循环扩增核酸等。类似地，光源的不均匀光强度分布不利地使流体样品温度的均匀提升不可能。 
发明内容
示范性实施例提供一种微流器件、光照射装置、包括微流器件和光照射装置的微流***、以及驱动该微流***的方法，以均匀地加热存在于微流器件中的流体样品。 
示范性实施例还提供一种微流器件、光照射装置、包括微流器件和光照射装置的微流***、以及驱动该微流***的方法，以精确地控制存在于微流器件中的阀的操作。 
示范性实施例还提供一种微流器件、光照射装置、包括微流器件和光照射装置的微流***、以及驱动该微流***的方法，以均匀地升高容纳在微流器件的腔室中的流体样品的温度。 
根据一示范性实施例的一方面，提供一种微流***，该微流***包括： 微流器件，包括容纳流体样品的腔室、使流体样品能够流动的通道、以及控制流体样品通过所述通道流动的阀；光照射装置，用于照射光能到该微流器件；以及散射器，用于散射并因此基本均匀地分布从该光照射装置照射到该微流器件的照射区的光。 
散射器可以布置在光照射装置与微流器件之间的光路上。 
散射器可以布置在微流器件上。 
散射器可以通过选自以下的方法形成：喷砂、使用表面处理的模具的注塑成型、施加光散射材料到基板、将光散射膜粘附到基板、以及它们的组合。 
散射器可以安装在光照射装置上。 
照射区可以包括容纳流体样品的腔室和阀中的至少一个。 
微流***还可以包括：掩模，用于防止光照射装置的光照射在微流器件的照射区之外。 
掩模可以由吸收或反射光的材料制成。 
微流***还可以包括：透镜，提供在散射器与阀之间，用于会聚经过散射器的光并将光照射到微流器件。 
透镜可以粘附到微流器件的表面，或者与基板一体地注塑成型。 
散射器可以安装在光照射装置上。 
散射器可以包括光引导单元以接收来自光照射装置的光能并将光发射到照射区。 
光引导单元可以是光导管或光纤。 
散射器可以包括注塑材料中的至少一种，所述注塑材料包括毛玻璃、喷砂玻璃/聚合物、乳色玻璃、光散射膜和光散射材料。 
光照射装置的光源可以是激光器、LED或以0.1瓦至10瓦操作的灯。 
基板可以是盘形旋转体，还包括旋转微流器件的主轴，微流器件可以基于主轴的旋转产生的离心力操作，使流体样品能够通过通道。 
根据另一示范性实施例的一方面，提供一种微流***，该微流***包括：微流器件，包括容纳流体样品的腔室、使流体样品能流动的通道、以及由相变材料构成的阀，该相变材料吸收光然后熔化以控制流体样品经过通道的流动；光源，用于将光能照射到阀；以及散射器，用于散射从光源照射的光能以使得相变材料均匀地熔化。 
阀还可以包括微流发热材料，该微流发热材料分散在相变材料中并吸收 从外部照射的微波能量并产生热。 
微流发热材料可以选自包括聚合物珠、量子点、金(Au)纳米颗粒，银(Ag)纳米颗粒、金属复合珠、磁珠、以及它们的组合的组。 
微流发热材料可以是金属氧化物颗粒。 
微流发热材料可以包括响应于电磁辐射发射光的染料。 
相变材料可以选自蜡、凝胶、热塑性树脂、以及它们的组合。 
蜡可以选自包括石蜡、微晶蜡、合成蜡、天然蜡、以及它们的组合的组。 
凝胶可以包括从聚丙烯酰胺、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯和聚乙烯胺中选出的至少一种。 
热塑性树脂可以包括从环烯烃共聚物(COC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PS)、聚甲醛(POM)、全氟烷氧基(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)、聚偏二氟乙烯(PVDF)中选出的至少一种。 
微流***还可以包括：透镜，提供在散射器与阀之间，用于会聚经过散射器的光并将光照射到微流器件。 
散射器可以布置在光源附近以将类似于点光源的自旋(spinning)性质赋予经过散射器的光。 
微流***还可以包括：掩模，用于防止光照射装置的光照射在微流器件的照射区之外。 
根据另一示范性实施例的一方面，提供一种微流器件，该微流器件包括：基板，包括形成在其中的微流结构，该微流结构包括容纳流体样品的腔室、使流体样品能流动的通道、以及用于控制流体样品经过通道的流动的阀，该阀包括在吸收能量时熔化的相变材料；以及散射器，用于散射并由此均匀地分布从光照射装置照射到微流器件的照射区的光。 
散射器可以通过选自以下的方法形成：喷砂、使用表面处理的模具的注塑成型、施加光散射材料到基板、将光散射膜附着到基板、以及它们的组合。 
根据另一示范性实施例的一方面，提供一种将光照射到微流器件的光照射装置，该微流器件包括容纳流体样品的腔室、使流体样品能流动的通道、以及用于控制流体样品经过通道的流动的阀，该光照射装置包括：光源、以及散射器，散射器用于散射并从而均匀地分布从光源照射到微流器件的照射 区的光。 
光照射装置还可以包括：透镜，提供在散射器与阀之间，用于会聚经过散射器的光并将光照射到微流器件。 
散射器可以包括光引导单元，用于接收来自光照射装置的光能并将光发射到照射区。 
根据另一示范性实施例的一方面，提供一种驱动微流***的方法，该方法包括：获得容纳流体样品的腔室的位置信息；通过使用位置信息操作主轴，将光照射装置瞄准所选的至少一个流体样品并将光照射到其上；使用散射器散射所照射的光；以及通过被散射的光向容纳在至少一个腔室中的流体样品提供能量。 
根据另一示范性实施例的一方面，提供一种驱动微流***的方法，该方法包括：获得容纳流体样品的腔室的位置信息；通过使用位置信息操作主轴，将光源瞄准所选的至少一个流体样品并将光照射到其上；使用散射器散射所照射的光；以及通过被散射的光向容纳在至少一个腔室中的流体样品提供能量以使相变材料熔化。 
将光源瞄准流体样品并将光照射在其上可以通过旋转基板并从基板的上部沿相反直径方向移动光源而进行。 
附图说明
从以下结合附图对示范性实施例进行的描述，以上和/或其它方面将变得明显并更易于理解，附图中： 
图1是透视图，示出根据一示范性实施例的微流***； 
图2是剖视图，示出根据一示范性实施例的微流***的一部分； 
图3是示出根据一示范性实施例的微流***的操作的视图；
图4是剖视图，示出根据另一示范性实施例的微流***的一部分； 
图5是剖视图，示出根据另一示范性实施例的微流***的一部分； 
图6是剖视图，示出根据另一示范性实施例的微流***的一部分； 
图7是剖视图，示出根据另一示范性实施例的微流***的一部分；以及 
图8是剖视图，示出根据另一示范性实施例的微流***的一部分。 
具体实施方式
现在将参照附图详细地描述根据示范性实施例的微流器件、光照射装置、包括微流器件和光照射装置的微流***、以及驱动该微流***的方法，在附图中相似的附图标记始终指示相似的元件。 
在附图中示出的诸如腔室和通道的结构可以具有简化的形状，并可以在尺度上夸大或缩小。诸如“微流器件”或“微颗粒”的表述的前缀“微”仅表示与“宏(macro)”相反的含义，不应被解释为局限于特定的尺寸单元。 
图1是透视图，示出根据一示范性实施例的微流***，图2是剖视图，示出根据一示范性实施例的微流***的一部分，图3是示出根据一示范性实施例的微流***的操作的视图。 
参照图1，根据一示范性实施例的微流***10包括：微流器件20，设置有腔室32、通道34和阀36；主轴40，用于旋转微流器件20；光照射装置50，用于照射微流器件20；以及散射器(diffuser)60，散射并基本均匀地分布从光照射装置50照射到微流器件20的照射区的光。 
微流器件20包括盘形可旋转的基板22和设置在基板22中的微流结构30。 
基板22能被容易地模制成型并可设置有由生物惰性塑料材料诸如亚克力(acryl)或PDMS制成的表面。用于基板的材料不限于此，该材料表现出优良的化学和生物稳定性，以及优良的透光率和机械可加工性。 
基板22可由多个板的层构成，凹槽形成在表面上的形成腔室或通道的区域中，其中相邻的板彼此接触，凹槽结合在一起以提供基板22中的腔室32和通道34。 
例如，基板22包括第一基板22a和粘附到第一基板22a的第二基板22b。第一基板22a和第二基板22b由热塑性树脂构成。 
第一基板22a和第二基板22b可通过各种方法粘合在一起，诸如使用粘结剂或双面粘合带的粘合，或通过例如超声波熔接或激光熔接的熔接。 
微流结构30包括：至少一个腔室32，用于容纳流体样品；通道34，连接到腔室32，流体样品通过通道34流动；以及阀36，包括在吸收光能时熔化的相变材料V，用于控制经过通道34的流体样品的流动。 
此外，微流器件20安装在主轴40上，主轴40使微流器件20以高速旋转。微流器件20具有在其中央处的孔21，使得微流器件20能够安装在主轴40上。由主轴40的旋转产生的离心力引起微流器件20的腔室32或通道34 中的流体被推向基板22的周边。 
在微流器件20中，腔室32、通道34和阀36的位置根据期望的生化应用来确定，诸如流体样品的离心分离(centrifugation)、免疫血清反应以及基因分析、提取和扩增。也就是说，在图1和图2中，根据一示范性实施例的设置于微流结构30中的腔室32、通道34和阀36从可实际提供的各种结构形状象征性地简化，微流结构30的形状和结构不限于在示范性实施例中示出的形状和结构，可以根据其应用设计为具有各种形状。 
微流结构30具有至少两个腔室32，其用作存储腔室、混合腔室、反应腔室和培养腔室。 
阀36可设置在腔室32接触通道34的区域中或者在微流器件20的通道34的中部，在一示范性实施例中，阀36设置在通道34的中部。 
如图1所示，阀36是由包含具有高熔点的相变材料V和分散在相变材料V中的多个微流发热材料P的材料构成的热激活阀，微流发热材料P用于吸收从外部照射的微波能量并产生热。 
流体样品可以保持在预定的温度在适于期望功能的条件下，而微流发热材料P分散或聚集在流体样品中，以吸收从微流器件20外照射的能量并将其转移到相邻的样品，从而提高流体样品的温度。 
具有分散的微流发热材料P的相变材料例如使用分散器(dispenser)(未示出)以熔融相注入到通道34中并被固化以使得通道34关闭。 
阀36的相变材料V可以是在加热时熔化、液化和膨胀的蜡(wax)。可应用的蜡的示例包括石蜡、微晶蜡、合成蜡、天然蜡等。 
相变材料V可以是凝胶或热塑性树脂。可用的凝胶的示例包括聚丙烯酰胺、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯和聚乙烯胺等。此外，可用的热塑性树脂的示例包括环烯烃共聚物(COC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PS)、聚甲醛(POM)、全氟烷氧基(perfluoralkoxy，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)、聚偏二氟乙烯(PVDF)等。 
微流发热材料P可具有1nm至100μm的直径使得它们易于通过精细的通道34。例如，当电磁能量通过诸如激光照射的方法被提供时，微流发热材料P经历快速升温以发射热，并均匀地分布于相变材料中。这样，微流发热材料P可以具有芯-壳结构，包括含有金属的芯和疏水的壳。例如，微流发 热材料P包括由铁(Fe)构成的芯以及结合到铁(Fe)以围绕铁(Fe)的多个表面活性剂。 
微流发热材料P可以以载油(carrier oil)中的分散体的形式存储。载油可以是疏水的，以使得具有疏水表面的微流发热材料P均质分散。微流发热材料P分散在其中的载油添加到熔化的相变材料V中，材料彼此混合以制备阀材料。 
微流发热材料P不限于上述聚合物珠(polymer bead)，可以是量子点、磁珠(magnetic bead)、金(Au)纳米颗粒、银(Ag)纳米颗粒、由金属成分构成的珠或碳颗粒。碳颗粒包括石墨颗粒。此外，精细的热发射颗粒P例如可以是金属氧化物颗粒，诸如Al2O3、TiO2、Ta2O3、Fe2O3、Fe3O4或HfO2。 
此外，微流发热材料P可以是吸收预定光谱的外部电磁波并发射热的染料(dye)。可以使用任何染料，只要它具有可与相变材料混合的分子结构。可用的染料的示例包括具有光学性质的染料诸如可从American Dye Source Inc.获得的ADS905AM、具有化学式C62H96N6SbF6的红外染料、或红外染料(Epolight2057)，可从Epolin Inc.获得的具有适于近红外光源的吸收光谱的红外染料，以及染料诸如Epolight2180、Epolight2189、炭黑等。 
微流***10包括光照射装置50以照射电磁波并由此将能量供应到接收在腔室32中的流体样品或者阀36。 
光照射装置50照射具有预定波长的电磁波，该预定波长的电磁波从各种波长的电磁波诸如微波、红外线、可见光、紫外线和X射线中选出。 
此外，光照射装置50可以在靶附近强烈地照射这些电磁波，并可以具有微流发热材料P良好地吸收能量的波长范围。对于光照射装置50，诸如产生电磁波的光源以及其波长和输出的因素可以根据容纳在微流器件中的微流发热材料P的成分和表面条件来确定。 
光照射装置的光源例如可以具有0.1瓦至10瓦的输出，并可以是照射激光束的激光光源、照射可见光或红外光的发光二极管、或者氙灯(Xenon)。激光光源可以包括至少一个激光二极管。 
微流***10可以包括位置调整单元(未示出)以控制光照射装置50的位置和/或方向，从而将从其发射的电磁波强烈地转移到微流器件20的期望区域。在一示范性实施例中，位置调整单元在光照射装置的上部中示出的箭头方向上移动光照射装置50，也就是在盘形微流器件20的径向方向上。位 置调整单元使光照射装置50沿直线移动，位置调整单元可以通过各种机构实现，其对本领域技术人员是显然的，因此省略对其的详细描述。 
此外，主轴40旋转微流器件20。尽管没有在附图中示出，但是微流***10包括马达以及，如果需要的话，与马达相关的一个或多个元件，马达用于以恒定的速度在正向或反向方向上旋转微流器件20，也就是以预定的速度且以预定的角度。类似于光照射装置50的位置调整单元(未示出)，省略对主轴40的详细说明。 
在图1所示的微流***10中，光照射装置50将电磁波强烈地照射到微流器件20的照射区，也就是容纳待照射的流体样品的腔室32和/或阀36。 
微流***10包括散射器60，散射器60散射从光照射装置50照射到微流结构30的照射区的光能，从而将光能均匀地分布到照射区。 
如图1和图2所示，散射器60可以以长矩形的形式设置在光照射装置50的下部区域中以覆盖光照射装置的位置调整单元的移动路径的下部区域。 
例如，散射器60设置在形成于光照射装置50与微流器件20之间的光路上。 
散热器(即光散射介质)将从预定方向发射的光向各个方向散射。因此，在经过散射器60之后，光具有增大的散射角和减小的根据散射角的光强度变化，如图2所示。 
在一示范性实施例中，散射器60可位于设置在光照射装置50与微流器件20之间的区域中。然而，当散射器60具有高的散射能力时，散射器60可以置于微流器件20中，也就是在第一基板22a侧附近；当散射器60具有低的散射能力时，微流器件20可以置于光照射装置50的光源附近。随着散射器60与微流器件20之间的距离增大，光强度分布变得更加均匀，但是光能量损失会增加。通过各种测试，可以优化散射器60的合适位置。 
例如，散射器60可以是从毛玻璃、喷砂玻璃/聚合物、乳色玻璃、用于液晶显示器(LCD)的背光单元(BLU)的光散射膜、用于LCD保护的光散射膜、以及各种光散射树脂中选出的介质。 
接下来将描述根据另一实施例的微流器件和包括该微流器件的微流***。 
图4是剖视图，示出根据另一示范性实施例的微流***的一部分。 
图4中示出的示范性实施例与图2中示出的示范性实施例相同，除了还 设置掩模70和透镜80之外。 
以下其它的示范性实施例采用了与图2的示范性实施例不同的元件，相同的元件用相同的附图标记指示，由此省略对其的详细解释。 
图4示出的微流***10还包括掩模70和透镜80，掩模70具有尺寸对应于或大于阀36的尺寸的窗口，透镜80设置在散射器60与阀36之间以会聚从散射器60发出的光。掩模70可由吸收或反射光的材料或结构构成以防止偏离到照射区外的光照射到微流器件20。如图4所示，掩模70实现在第一基板22a的上表面上，可以与微流器件20集成，并可以设置在散射器60与微流器件20之间的区域中。 
透镜80可以以凸透镜的形式提供在散射器60与阀36之间以在阀36一侧会聚经过散射器60然后被发射的光，由此改善光效率，从而实现阀36的可靠操作，即使使用低输出的激光光源。 
光会聚水平能够通过适当地设定透镜80的焦距和位置而优化。 
微流***10可具有掩模70和透镜80两者，如图4所示，也可以具有掩模70或透镜80。 
接下来将描述根据另一示范性实施例的微流器件和包括微流器件的微流***。 
图5是剖视图，示出根据另一示范性实施例的微流***的一部分。 
此示范性实施例与图2中示出的示范性实施例相同，除了透镜被添加并由此与微流器件集成以外。 
根据图5所示的示范性实施例的微流***10可具有透镜81，透镜81执行与图4所示的透镜80相同的功能，透镜81与基板92集成。 
因而，微流器件90消除了将透镜和透镜镜筒安装在其外表面上的必要并且透镜81能够通过注塑成型与第一基板22a一体地形成，从而能够减少微流***的制造成本。 
接下来，将描述根据另一示范性实施例的微流器件以及包括微流器件的微流***。
图6是剖视图，示出根据另一示范性实施例的微流***的一部分。 
此示范性实施例与图2中示出的示范性实施例相同，除了散射器61与微流器件100集成之外。 
根据图6中示出的示范性实施例的微流***10可具有散射器61，散射 器61与微流器件100的第一基板102a的上表面集成。 
即使在短的距离，具有优良光发射能力的散射器也能够使光扩散和光强度均匀化。为此，散射器61与第一基板102a集成，从而减少微流***10的制造成本。 
例如，散射器61能够通过喷砂、使用用于对基板进行的注塑成型的表面处理模具(die)整体地成型设置有散射器的基板、或者施加光散射材料到基板或将光散射膜粘附到基板而提供在基板22上。 
接下来将描述根据另一示范性实施例的光照射装置以及包括光照射装置的微流***。 
图7是剖视图，示出根据另一示范性实施例的微流***的一部分。 
此示范性实施例与图2中示出的示范性实施例相同，除了提供透镜以及散射器的位置不同之外。 
根据图7中示出的示范性实施例的微流***10可以提供有光照射装置150，光照射装置150包括散射器153和透镜155。也就是说，散射器153布置在光源151下面使得它在光源151附近，用于会聚从散射器153发射的光的透镜155布置在散射器153的下面的区域中。 
散射器153和透镜155提供在光照射装置150中，使得它们布置在光源151附近，以最小化偏离到照射区外的杂散光，从而使光效率最大化。 
因而，即使用低输出的光源也能够操作阀36，散射器153和透镜155能够直接粘附到光照射装置150，从而减少微流***10的制造成本。束尺寸和取向角能够被最小化，从而能够最小化杂散光对提供在阀36附近的反应剂或流体的影响。 
接下来将描述根据另一示范性实施例的光照射装置以及包括光照射装置的微流***。 
图8是剖视图，示出根据另一示范性实施例的微流***的一部分。 
此示范性实施例与图2中示出的示范性实施例相同，除了使用光引导单元200作为散射器来发射光之外。 
例如，光引导单元200可以是光导管或光纤。光引导单元200将光照射装置50的光引导到微流器件20的照射区，以使光源的光强度分布均匀化。 
光引导单元200的输入端延伸到光照射装置50的光源一侧，其输出端延伸到微流器件20的照射区一侧。 
从光源照射到光引导单元200的光并不逃出到外部而是被引导，同时被反复地反射，从而被均匀地分布。光引导单元200诸如光导管或光纤由柔性材料构成且因此可以变形。为此，当控制输出端的位置而不管光源的位置时，具有基本均匀强度分布的光能够使用光引导单元200被提供到微流器件20的照射区。 
在下文，将参照图2和图3描述根据一示范性实施例的驱动微流***的方法。 
以下操作方法可应用于微流***的前述实施例。 
首先，当微流器件20安装在微流***10的主轴40上时，微流***10获取包括在微流器件20中的待打开的阀36的位置信息以及容纳待加热的流体样品的腔室32的位置信息。可以使用各种方法来获取位置信息。例如，用于微流***10的信息存储部(未示出)的微流器件20中的微流结构30的位置信息被预先存储，当每个微流器件20被认为安装在主轴40上时，存在于相应微流器件20中的微流结构30的位置信息被装载且然后用于***操作。在此情形下，微流***10能够通过仅确认基点的位置而获得用于随后操作的信息。作为另一示例，微流器件20能够通过赋予参考标记给阀36、通道34或腔室32或者与其对应的位置并允许微流***10识别参考标记而获得阀36、通道34或腔室32的位置信息。 
接下来，使用这样获得的位置信息，光照射装置50指向至少一个阀36或容纳流体样品A的腔室32。 
光照射装置的指向是通过如下进行：基于指向起始时间，检测微流器件20上被选择的阀36的位置(或容纳流体样品的腔室32的位置)与外部能量源的电磁波到达的位置之间的偏差；以及使用主轴40和光照射装置的位置调整单元，将电磁波的靶标控制在该偏差内。例如，微流器件20使用主轴40正向和反向地旋转，使得光照射装置50和阀36(或腔室32)布置在相等的角度，使用光照射装置的位置调整单元使光照射装置50在径向方向上移动，以允许光照射装置50瞄准所选择的阀。光照射装置50作为目标的阀36(或腔室32)的选择是通过用户输入或预置程序来进行。特别地，在微流器件20包括多个阀36和腔室32并且这些元件顺序操作的情形下，通过程序来控制是优选的。 
接着，光照射到作为目标的阀36(或腔室32)。 
照射的光通过散射器60散射，能量通过散射的光提供到所选择的阀36或腔室32，相变材料均匀地熔化以打开通道34，或者流体样品A通过分布在腔室32的流体样品A中的微流发热材料P而被均匀地加热。 
因而，从光照射装置50照射的光通过散射器60提供到阀36，阀36的微流发热材料P于是被加热，以精确地控制阀36的控制操作，光照射装置50的多个光源之间的偏离导致阀36的均匀操作。 
此外，从光照射装置50照射的光通过散射器60均匀地提供到腔室32，由此均匀地加热流体样品，从而赋予流体样品适于所需测试的最佳温度。 
尽管在前述示范性实施例中示出了具有单个光照射装置的微流***，但是在一个微流***中可以提供多个包括单个光源的光照射装置以及与光照射装置的数目相等的散射器。 
因而，当多个具有单个光源的光照射装置提供在微流***中并且多个光源被同时使用时，能够使光源的操作条件一致。结果，尽管光源的光强度变化，但是能够确保阀操作特性，于是预定的温度能够赋予给流体样品。 
此外，能够最小化使用相同光源的多个微流***之间的阀操作特性的差异以及流体样品之间的温度差异。 
尽管已经示出并描述了一些示范性实施例，但是本领域技术人员将理解，在这些实施例中可以做出变化而不背离本发明构思的原理和精神，本发明构思的范围由权利要求书及其等同物定义。 

Claims (15)

1.一种微流***，包括：
微流器件，包括容纳流体样品的腔室、使所述流体样品能流动的通道、以及控制所述流体样品通过所述通道流动的阀；
光照射装置，用于照射光能；以及
散射器，用于散射并由此基本均匀地分布从所述光照射装置照射到所述微流器件的照射区的光。
2.根据权利要求1所述的微流***，其中所述散射器布置在所述光照射装置与所述微流器件之间的光路上。
3.根据权利要求1所述的微流***，其中所述散射器布置在所述微流器件上。
4.根据权利要求3所述的微流***，其中所述散射器通过选自以下的方法形成：喷砂、使用表面处理的模具的注塑成型、施加光散射材料到所述微流器件、将光散射膜贴附到所述微流器件、以及它们的组合。
5.根据权利要求1所述的微流***，其中所述散射器安装在所述光照射装置上。
6.根据权利要求1所述的微流***，其中所述照射区包括容纳流体样品的所述腔室和所述阀中的至少一个。
7.根据权利要求1所述的微流***，还包括：
掩模，用于防止所述光照射装置的光照射在所述微流器件的所述照射区之外。
8.根据权利要求7所述的微流***，其中所述掩模由吸收或反射光的材料制成。
9.根据权利要求1所述的微流***，还包括：
透镜，提供在所述散射器与所述阀之间，用于会聚经过所述散射器的光并将所述光照射到所述微流器件。
10.根据权利要求9所述的微流***，其中所述透镜粘附到所述微流器件的表面，或者与所述微流器件一体地注塑成型。
11.根据权利要求1所述的微流***，其中所述散射器安装在所述光照射装置上。
12.根据权利要求1所述的微流***，其中所述散射器包括光引导单元以接收来自所述光照射装置的光能并将光发射到所述照射区。
13.根据权利要求12所述的微流***，其中所述光引导单元是光导管或光纤。
14.根据权利要求1所述的微流***，其中所述散射器包括注塑材料中的至少一种，所述注塑材料包括毛玻璃、喷砂玻璃/聚合物、乳色玻璃、光散射膜和光散射材料。
15.根据权利要求1所述的微流***，其中所述光照射装置的光源是激光器、发光二极管或以0.1瓦至10瓦操作的灯。
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