RU2729204C2 - Улучшения в балансировке потока или по отношению к нему - Google Patents

Улучшения в балансировке потока или по отношению к нему Download PDF

Info

Publication number
RU2729204C2
RU2729204C2 RU2018134876A RU2018134876A RU2729204C2 RU 2729204 C2 RU2729204 C2 RU 2729204C2 RU 2018134876 A RU2018134876 A RU 2018134876A RU 2018134876 A RU2018134876 A RU 2018134876A RU 2729204 C2 RU2729204 C2 RU 2729204C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
resistors
fluid
upstream
downstream
chip
Prior art date
Application number
RU2018134876A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2018134876A (ru
RU2018134876A3 (ru
Inventor
Энтони ДУГЛАС
Томас Мюллер
Туомас Пертти Джонатан НОУЛЗ
Колин Джордж КЕМП
Дэниел Петерсон Годфри
Original Assignee
Флюидик Аналитикс Лимитед
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Флюидик Аналитикс Лимитед filed Critical Флюидик Аналитикс Лимитед
Publication of RU2018134876A publication Critical patent/RU2018134876A/ru
Publication of RU2018134876A3 publication Critical patent/RU2018134876A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2729204C2 publication Critical patent/RU2729204C2/ru

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B01L3/502715—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by interfacing components, e.g. fluidic, electrical, optical or mechanical interfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B01L3/50273—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by the means or forces applied to move the fluids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B01L3/502746—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by the means for controlling flow resistance, e.g. flow controllers, baffles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/02—Adapting objects or devices to another
    • B01L2200/026—Fluid interfacing between devices or objects, e.g. connectors, inlet details
    • B01L2200/027—Fluid interfacing between devices or objects, e.g. connectors, inlet details for microfluidic devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/10—Integrating sample preparation and analysis in single entity, e.g. lab-on-a-chip concept
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0861—Configuration of multiple channels and/or chambers in a single devices
    • B01L2300/0867—Multiple inlets and one sample wells, e.g. mixing, dilution
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00—Moving or stopping fluids
    • B01L2400/04—Moving fluids with specific forces or mechanical means
    • B01L2400/0475—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific mechanical means and fluid pressure
    • B01L2400/0487—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific mechanical means and fluid pressure fluid pressure, pneumatics
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00—Moving or stopping fluids
    • B01L2400/08—Regulating or influencing the flow resistance
    • B01L2400/084—Passive control of flow resistance
    • B01L2400/086—Passive control of flow resistance using baffles or other fixed flow obstructions

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Micromachines (AREA)
  • Automatic Analysis And Handling Materials Therefor (AREA)

Abstract

Изобретение относится к устройству для управления потоком жидкости в наборе каналов для жидкости на микрожидкостном чипе. Устройство содержит два или более резисторов, расположенных перед указанным чипом, при этом каждый резистор, расположенный выше по потоку, сконфигурирован для обеспечения сопротивления на конце канала для жидкости, расположенном выше по потоку; два или более резисторов, расположенных после указанного чипа, при этом каждый резистор, расположенный ниже по потоку, сконфигурирован для обеспечения сопротивления на конце канала для жидкости, расположенном ниже по потоку, при этом величины сопротивлений выбраны для управления частью жидкости, которая протекает через каждый канал для жидкости. Техническим результатом является обеспечение баланса потоков жидкости при любой конфигурации каналов для жидкостей. 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Настоящее изобретение относится к улучшениям в балансировке потока или по отношению к нему при наличии множества каналов и, в частности, к балансировке потока в микрожидкостных устройствах. Микрожидкостные устройства стали полезным инструментом для работы с микрообъемами биологических и химических образцов, таких как растворы белков или ДНК.
Большое количество сложных биохимических реакций и/или процессов могут быть проведены в микрожидкостных устройствах. В некоторых случаях может быть полезно иметь более одного потока в микрожидкостном устройстве для манипулирования биологическими реакциями и/или процессами на разных стадиях их протекания. Поэтому часто очень желательно разделять поток жидкости из одного микрожидкостного канала на несколько каналов на микрожидкостном чипе. В дополнение, также в равной степени желательно объединять различные потоки жидкости из двух или более микрожидкостных каналов в один канал. Однако, разделение или объединение потоков жидкости из одного или нескольких каналов в другие каналы является затруднительным для управления в микрожидкостных устройствах.
Управление и балансировка скоростью потоков жидкости в микрожидкостных устройствах обычно достигается с использованием сети внутренних микрожидкостных резисторов. Такие внутренние резисторы обеспечивают некоторую степень контроля для разделения потока жидкости из одного микрожидкостного канала во множество каналов. Однако, процесс производства микрожидкостных чипов, содержащих такие внутренние резисторы, часто очень трудоемок и дорог ввиду того факта, что указанные внутренние микрожидкостные резисторы должны быть произведены или откалиброваны с очень высокой степенью точности, а различия между чипами и сериями чипов должны быть минимальными. Даже небольшие вариации в внутренних микрожидкостных резисторах могут оказывать влияние на пропорции жидкости, протекающей из главного микрожидкостного канала в соответствующие каналы или из нескольких каналов в один главный канал.
Хотя поток, контролируемый давлением, обычно используют в микрожидкостных устройствах, особенно когда требуется высокая стабильность потока, скорости потоков жидкости остаются неизвестными. Поэтому, для контроля и балансировки скоростей потоков жидкости внутри микрожидкостного устройства указанные скорости потоков жидкости должны тщательно определяться.
С учетом этого уровня техники было создано настоящее изобретение.
В соответствии с настоящим изобретением обеспечивается устройство управления потоком жидкости в группе каналов для жидкости на микрожидкостном чипе, где указанное устройство содержит: два или более резисторов, установленных перед указанным чипом, при этом каждый резистор, установленный выше по потоку, сконфигурирован для обеспечения сопротивления на конце канала для жидкости выше по потоку; два или более резисторов, установленных после указанного чипа, при этом каждый резистор, установленный ниже по потоку, сконфигурирован для обеспечения сопротивления на конце канала для жидкости ниже по потоку, при этом величины сопротивлений выбраны для управления частью жидкости, которая протекает через каждый канал для жидкости.
Обеспечение двух или более резисторов, расположенных выше и ниже по потоку, в частности является полезным для приложения локального сопротивления на концы канала для жидкости выше и ниже по потоку, что позволяет изменять разность давлений вдоль канала для жидкости и осуществлять модификацию скорости потока жидкости через указанный канал. Более того, поскольку указанные резисторы установлены на указанном устройстве, а не на указанном чипе, тот же набор резисторов может быть использован с множеством чипов, когда указанные чипы последовательно размещены в указанном устройстве.
Размещение указанных резисторов внутри указанного устройства, а не интегрирование их на указанном чипе, обеспечивает существенные преимущества по сравнению с конфигурацией, предполагающей их размещение на чипе. Размещение резисторов вне чипа позволяет размещать внутри указанного устройства чипы с пониженными требованиями к технологическим допускам. Таким образом, вариабельность чипов будет с меньшей вероятности оказывать влияние на функционирование указанного устройства в целом, поскольку в указанном устройстве могут использоваться в течение периода его эксплуатации множество различных чипов, каждый из которых имеет немного отличную конфигурацию. Однако, указанные резисторы, расположенные вне чипа, будут постоянными и поэтому смена чипа будет оказывать меньшее влияние на калибровку указанного устройства в целом. Более того, указанные резисторы, размещенные вне чипа, могут иметь намного большие размеры, чем резисторы, которые могут легко размещаться на указанном чипе. В результате, влияние любого сопротивления на самом чипе будет незначительным по сравнению с внешними резисторами или резисторами, расположенными вне чипа.
Указанное устройство согласно настоящему изобретению оптимизировано для использования со сложной сетью каналов для жидкости, которая включает два или более впускных патрубка и два, или более выпускных патрубка. Каналы для жидкости внутри этой сети могут объединяться и разделяться в зависимости от необходимости. В то время как настоящее изобретение может осуществлять управление и обеспечивать баланс указанных потоков при любой конфигурации каналов для жидкостей, наиболее эффективным является его использование, когда существует по меньшей мере один участок в сети каналов, который имеет меньшее количество каналов для жидкости, чем количество впускных патрубков или выпускных патрубков.
В некоторых вариантах осуществления, указанное устройство дополнительно содержит соединительный блок (коллектор) для размещения указанного чипа и его взаимодействия с указанными резисторами.
Величины сопротивлений, обеспечиваемые указанными резисторами, расположенными как выше, так и ниже по течению, могут быть большими по сравнению с внутренними сопротивлениями указанных каналов для жидкости. Это приводит к тому, что указанные величины сопротивлений указанного канала сами по себе становятся независимыми от потока вдоль этого канала. Это приводит к тому, что при производстве не требуется очень жесткая система контроля допусков в отношении каналов для жидкости. В этом контексте, термин "большие" означает по меньшей мере в несколько раз больше или в десять раз больше, чем у внутренних сопротивлений. Например, указанные внешние резисторы могут быть в 3, 10, 20, 30, 50, 100 или даже в 1000 раз больше внутренних сопротивлений канала для жидкости.
В некоторых вариантах осуществления, количество резисторов, расположенных выше по потоку, превышает количество резисторов, расположенных ниже по потоку. В качестве альтернативы, количество резисторов, расположенных ниже по потоку, превышает количество резисторов, расположенных выше по потоку. В еще одном варианте осуществления, количество резисторов, расположенных выше по потоку, может быть равно количеству резисторов, расположенных ниже по потоку,.
Количество резисторов, расположенных выше и ниже по потоку, в указанных каналах для жидкости может обеспечивать точные и предсказуемые потоки жидкости. Указанные точные и предсказуемые потоки жидкости в указанных каналах для жидкости могут быть, в частности, полезными для осуществления и управления реакциями, такими как, например, химический или биологический синтез. Кроме того, комбинация резисторов, расположенных выше и ниже по потоку, может обеспечивать средство управления одним или более потоками жидкости в указанных каналах для жидкости.
В некоторых вариантах осуществления, может осуществляться варьирование потоков жидкости в диапазоне 0,1-10000 мкл/час с оптимальным управлением потоками жидкости в области 100 мкл/час. Эти потоки жидкости могут быть получены посредством приложения избыточного давления к набору впускных патрубков, отрицательного давления к набору выпускных патрубков или посредством комбинации избыточного и отрицательного давлений. Прикладываемые разницы давлений могут быть в диапазоне от 0 до 2000 кПа, или они могут превышать 50,100, 200, 1000 кПа. Прикладываемые разницы давлений могут быть менее 2000 кПа, 500 кПа, 200 кПа или 100 кПа.
Настоящее изобретение будет более подробное описано далее только посредством примеров со ссылкой на прилагаемые чертежи, в которых:
На Фиг. 1 изображено устройство в соответствии с настоящим изобретением, использующим чип с двумя впускными патрубками и двумя выпускными патрубками;
На Фиг. 2 изображено устройство в соответствии с настоящим изобретением, использующим чип с тремя впускными патрубками и двумя выпускными патрубками; и
На Фиг. 3 изображен обобщенный пример устройства в соответствии с настоящим изобретением, использующим чип общего вида.
Настоящее изобретение относится к сети резисторов, расположенных выше и ниже по потоку, для управления и балансировки одного или более потоков жидкости внутри микрожидкостного устройства.
Со ссылкой на Фиг. 1, в настоящем описании обеспечивается устройство 10 управления потоком жидкости в группе каналов для жидкости 23, 25 на чипе 20. Указанные потоки жидкости проходят через указанное устройство 10 в направлении, помеченном стрелкой F. В примере указанного устройства, проиллюстрированного на Фиг. 1, присутствует два резистора 12, расположенных выше по потоку. Каждый резистор 12, установленный выше по потоку, сконфигурирован для обеспечения сопротивления на конце соответствующего канала для жидкости 23, расположенном выше по потоку. Этот пример указанного устройства 10 также содержит два резистора 14, расположенных ниже по потоку, которые сконфигурированы для обеспечения сопротивления на конце соответствующего канала для жидкости 25, расположенном ниже по потоку. Величины сопротивлений выбраны для управления частью жидкости, которая протекает через каждый канал для жидкости.
Указанный чип 20, проиллюстрированный на Фиг. 1 сконфигурирован для объединения двух каналов для жидкости выше по потоку 23 в участке объединения 26. Указанный участок объединения 26 позволяет смешиваться жидкостям из двух каналов для жидкости выше по потоку 23. Указанная жидкость потом разделяется в участке разделения 27 для обеспечения потока жидкости в два канала для жидкости 25 ниже по потоку.
Величины сопротивлений, обеспечиваемые внешними резисторами 12, 14, расположенными выше и ниже по потоку, являются большими по сравнению с внутренними сопротивлениями каналов для жидкостей 23, 25, так что влияние указанных внутренних сопротивлений на поток жидкости вдоль каналов для жидкости существенно снижено / ослаблено. В результате, указанные расположенные вне чипа резисторы, расположенные выше и ниже по потоку, раскрытые в настоящем изобретении, могут быть использованы с микрожидкостными чипами с большими допустимыми отклонениями.
Если не указано иное, используемый в настоящем описании термин "допустимое отклонение" относится к ошибочному сопротивлению, например, в части канала для жидкости. Например, допустимое отклонение сопротивления может составлять 1,5,10,20,40 или 50%. Примером большого допустимого отклонения для чипа может быть отклонение в 5% или более. В противоположность этому, примером малого допустимого отклонения для сопротивления указанного чипа может быть отклонение в 5% или менее.
Указанные величины сопротивлений или резисторов могут иметь диапазон от 0,001 кПа/(мкл/час) до 100 кПа/(мкл/час).
Указанное устройство 10 дополнительно содержит соединительный блок 16, который сконфигурирован для размещения указанного чипа 20 с эффективным соединением с резисторами 12, расположенными выше по потоку, и резисторами 14, расположенными ниже по потоку. Указанный соединительный блок 16 содержит углубление в поверхности указанного устройства 10, которое имеет форму, подходящую для приема указанного чипа 20.
Резисторы могут иметь цилиндрического поперечное сечение, которое может иметь диаметр между 10 и 1000 мкм, или указанный диаметр может составлять 10, 100,250,500 или 750 мкм. Указанный диаметр резистора может быть менее 1000,750, 500 или 250,100 или 50 мкм. Примером резистора может быть капиллярный резистор. В качестве альтернативы, резисторы могут иметь прямоугольное сечение как после прокатывания или литья из ролика для прокатки.
В некоторых вариантах осуществления, указанные резисторы могут иметь длину от 1 до 1000 мм, или указанная длина может достигать 250, 500 или 750 мм. Указанные резисторы могут быть менее 1000, 750, 500, 250 или 100 мм в длину.
Комбинация резисторов, расположенных выше и ниже по потоку, сконфигурирована для управления и балансировки скорости потока в различных каналах для жидкости в указанном чипе 20. В некоторых вариантах осуществления, может обеспечиваться разница давления между впускными патрубками и выпускными патрубками используемого устройства, как правило от 0 кПа до 2000 кПа, вдоль каналов для жидкости для обеспечения скорости потока жидкости в диапазоне от 0,1 до 10000 мкл/час, например 100 мкл/час, вдоль каналов для жидкости. Комбинация резисторов, представленных выше по потоку, может быть использована для эффективного управления относительными потоками жидкости на верхних концах каналов для жидкости. Когда потоки жидкости проходят вдоль каналов для жидкости, тогда используется комбинация резисторов, расположенных ниже по потоку, для уравновешивания потоков жидкости на нижних концах каналов для жидкости. Комбинация резисторов, расположенных выше и ниже по потоку, используется для настройки общих потоков жидкости. Точные и предсказуемые потоки жидкости внутри микрожидкостного чипа могут быть особенно полезны для выполнения и контроля реакций, таких как химический или биологический синтез, или, например, для разделения и анализа компонентов в жидкости.
В настоящем изобретении может быть обеспечена группа каналов для жидкости 23, расположенных выше по потоку, и каналов для жидкости 25, расположенных ниже по потоку. Разделение каналов для жидкости в микрожидкостном чипе может быть обеспечено для разделения или анализа биологических компонентов, таких как белки или нуклеиновые кислоты, в указанных потоках жидкости. И наоборот, два или более каналов для жидкости могут быть объединены вместе, чтобы смешивать биологические или химические компоненты, или обеспечить вспомогательную жидкость для последующего разделения и анализа потоков жидкости.
Два резистора 12, расположенных выше по потоку, могут обеспечивать контролируемую скорость потока вдоль канала для жидкости. Затем поток жидкости временно объединяется и затем разделяется на два разных канала для жидкости ниже по течению. Относительные значения резистора 14, расположенного ниже по потоку, определяют пропорцию жидкости, которая течет в каждом из каналов для жидкости 25, расположенных ниже по потоку. Это может обеспечить воспроизводимость и стабильность потоков жидкости внутри микрожидкостного чипа, что может быть важным инструментом для анализа компонентов в потоке жидкости.
На Фиг. 2 показан другой пример того, как устройство 10 может быть сконфигурировано для управления тем, как каналы для жидкости 23, расположенные выше по потоку, и каналы для жидкости 25, расположенные ниже по потоку, объединяются на микрожидкостном чипе 20 в виде потоков жидкости, протекающих через устройство 10 в направлении, указанном стрелкой F. На Фиг. 2, указанный чип 20 снабжен тремя каналами для жидкости 23, расположенными выше по потоку, которые объединены вместе через два участка объединения 26, чтобы обеспечивать один канал для жидкости, который затем разделяется в участке разделения 27, чтобы обеспечить два последующих канала для жидкости 25. Эта конфигурация каналов для жидкости может быть использована для объединения двух реагентов и затем для обеспечения потока маркера из третьего входного патрубка. Объединенный поток затем может быть разделен, чтобы обеспечить два отдельных выходных потока. Указанное разделение эффективно контролируется значениями резистора 14, расположенного ниже по потоку.
На Фиг. 3 приведен общий вид указанного устройства 10, сконфигурированного для работы с универсальным чипом 20. В таком устройстве обеспечивается группа резисторов, расположенных выше по потоку, индивидуально обозначенных как R1, R2, …, Rn и обозначенная в общем виде как резисторы 12, расположенные выше по потоку, а также группа резисторов, расположенных ниже по потоку, индивидуально обозначенных как R'1, R'2, …, R'm и обозначенная в общем виде как резисторы 14, расположенные ниже по потоку. Во время эксплуатации устройства потоки жидкости протекают через указанное устройство в направлении, указанном стрелкой F. Количество резисторов 12, 14, используемых в любой конкретной ситуации, будет определяться количеством каналов для жидкости, присутствующих в указанном чипе 20. Указанное устройство 10 будет снабжено максимальным количеством резисторов, которые могут быть применимы в приложениях, предусмотренных для указанного устройства 10. Например, входная и выходная группы могут включать 2, 3, 5, 10, 20 или даже 100 резисторов.
В некоторых решениях, не проиллюстрированных на прилагаемых чертежах, указанное устройство 10 может содержать набор соединений (коллектором), связывающих резисторы и указанную сеть каналов.
В принципе, следует иметь в виду, что количество каналов для жидкости, расположенных выше и ниже по потоку, внутри микрожидкостного чипа может существенно варьироваться с учетом предосторожности отсутствия замкнутых контуров. Указанные каналы для жидкости особенно полезны для работы с жидкостями, например, для объединения, смешивания и разделения потоков жидкостей. Сеть резисторов, расположенных выше и ниже по потоку, позволяет получать точные и контролируемые потоки жидкости в микрожидкостных чипах с невысокими допусками в отношении резисторов.
Кроме того, специалистам в данной области техники должно быть понятно, что хотя настоящее изобретение было описано посредством примеров со ссылкой на несколько вариантов осуществления, оно не ограничивается раскрытыми вариантами осуществления, и что альтернативные варианты осуществления могут быть созданы без выхода за рамки настоящего изобретения, охарактеризованного в прилагаемой формуле изобретения.

Claims (12)

1. Устройство управления потоком жидкости в наборе каналов для жидкости на микрожидкостном чипе, где указанное устройство содержит:
два или более резисторов, установленных перед указанным чипом, при этом каждый резистор, установленный выше по потоку, сконфигурирован для обеспечения сопротивления на конце канала для жидкости выше по потоку;
два или более резисторов, установленных после указанного чипа, при этом каждый резистор, установленный ниже по потоку, сконфигурирован для обеспечения сопротивления на конце канала для жидкости ниже по потоку,
при этом указанные величины сопротивлений выбирают для управления частью жидкости, которая протекает через каждый канал для жидкости.
2. Указанное устройство по п. 1, отличающееся тем, что указанное устройство дополнительно содержит соединительный блок, который соединяет указанный чип с сетью сопротивлений.
3. Указанное устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что величины сопротивлений по меньшей мере в три раза выше внутренних сопротивлений каналов для жидкости.
4. Указанное устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что количество резисторов, расположенных выше по потоку, превышает количество резисторов, расположенных ниже по потоку.
5. Указанное устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что количество резисторов, расположенных ниже по потоку, превышает количество резисторов, расположенных выше по потоку.
6. Указанное устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что количество резисторов, расположенных выше по потоку, равно количеству резисторов, расположенных ниже по потоку.
7. Указанное устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что к указанным двум или более резисторам, расположенным выше по потоку, прикладывается избыточное давление для управления потоком жидкости через каждый канал для жидкости.
8. Указанное устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что к указанным двум или более резисторам, расположенным ниже по потоку, прикладывается отрицательное давление для управления потоком жидкости через каждый канал для жидкости.
9. Указанное устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что указанные величины сопротивлений выбраны для обеспечения скоростей потоков жидкости в диапазоне 0,1-10000 мкл/час в процессе эксплуатации.
RU2018134876A 2016-04-06 2017-04-04 Улучшения в балансировке потока или по отношению к нему RU2729204C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB201605845 2016-04-06
GB1605845.5 2016-04-06
PCT/GB2017/050941 WO2017174975A1 (en) 2016-04-06 2017-04-04 Improvements in or relating to flow balancing

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2018134876A RU2018134876A (ru) 2020-05-12
RU2018134876A3 RU2018134876A3 (ru) 2020-06-04
RU2729204C2 true RU2729204C2 (ru) 2020-08-05

Family

ID=58548740

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018134876A RU2729204C2 (ru) 2016-04-06 2017-04-04 Улучшения в балансировке потока или по отношению к нему

Country Status (9)

Country Link
US (1) US11065618B2 (ru)
EP (1) EP3439783A1 (ru)
JP (1) JP6980691B2 (ru)
KR (1) KR102378100B1 (ru)
CN (1) CN109153017A (ru)
AU (1) AU2017245831B2 (ru)
CA (1) CA3019879C (ru)
RU (1) RU2729204C2 (ru)
WO (1) WO2017174975A1 (ru)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB201219014D0 (en) 2012-10-23 2012-12-05 Cambridge Entpr Ltd Fluidic device
GB201320146D0 (en) 2013-11-14 2014-01-01 Cambridge Entpr Ltd Fluidic separation and detection
GB201511651D0 (en) 2015-07-02 2015-08-19 Cambridge Entpr Ltd Viscosity measurements
GB201602946D0 (en) 2016-02-19 2016-04-06 Fluidic Analytics Ltd And Cambridge Entpr Ltd Improvements in or relating to microfluidic free-flow electrophoresis
KR102378100B1 (ko) 2016-04-06 2022-03-23 플루이딕 애널리틱스 리미티드 유동 균형의 향상 또는 이와 관련된 향상
GB2553519B (en) 2016-09-02 2019-12-18 Fluidic Analytics Ltd Improvements in or relating to a fluid flow controller for microfluidic devices
GB2553780A (en) 2016-09-12 2018-03-21 Fluidic Analytics Ltd Improvements in or relating to a device and a method for labelling a component
GB201615472D0 (en) 2016-09-12 2016-10-26 Fluidic Analytics Ltd Improvements in or relating to a reagent cartridge
GB201615452D0 (en) 2016-09-12 2016-10-26 Fluidic Analytics Ltd Improvements in or relating to valves for microfluidics devices

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001066245A2 (en) * 2000-03-07 2001-09-13 Symyx Technologies, Inc. Parallel flow process optimization reactor
RU45733U1 (ru) * 2004-11-23 2005-05-27 Давыдов Владимир Николаевич Установка для осуществления микробиологических процессов
EP1898210A2 (en) * 2000-02-23 2008-03-12 Caliper Life Sciences, Inc. Multi-reservoir pressure control system
WO2010114858A1 (en) * 2009-03-30 2010-10-07 Trustees Of Boston University Reservoir-buffered mixers and remote valve switching for microfluidic devices
WO2012050654A2 (en) * 2010-09-29 2012-04-19 General Electric Company System and method for cooling an expander
RU2476858C2 (ru) * 2007-10-25 2013-02-27 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. Устройство датчика для целевых частиц в пробе
RU2517046C2 (ru) * 2008-06-04 2014-05-27 Тиссюз Гмбх Устройство "орган-на-чипе"

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6418968B1 (en) 2001-04-20 2002-07-16 Nanostream, Inc. Porous microfluidic valves
US6880576B2 (en) 2001-06-07 2005-04-19 Nanostream, Inc. Microfluidic devices for methods development
US20070148048A1 (en) 2003-12-16 2007-06-28 Jousse Fabien Frederic R M Microfluidic device
GB201219014D0 (en) 2012-10-23 2012-12-05 Cambridge Entpr Ltd Fluidic device
GB201320146D0 (en) 2013-11-14 2014-01-01 Cambridge Entpr Ltd Fluidic separation and detection
CN103923825B (zh) * 2014-04-17 2016-01-13 东南大学 一种集成细胞分选及检测的微流控芯片***
GB2528632A (en) 2014-04-30 2016-02-03 Cambridge Entpr Ltd Fluidic analysis and separation
AU2015289999B2 (en) 2014-07-14 2020-09-10 President And Fellows Of Harvard College Systems and methods for improved performance of fluidic and microfluidic systems
GB201511651D0 (en) 2015-07-02 2015-08-19 Cambridge Entpr Ltd Viscosity measurements
CN105013548B (zh) * 2015-07-30 2016-08-24 河北工业大学 一种微流控芯片液滴生成装置
GB201602946D0 (en) 2016-02-19 2016-04-06 Fluidic Analytics Ltd And Cambridge Entpr Ltd Improvements in or relating to microfluidic free-flow electrophoresis
KR102378100B1 (ko) 2016-04-06 2022-03-23 플루이딕 애널리틱스 리미티드 유동 균형의 향상 또는 이와 관련된 향상
CN109475862A (zh) 2016-06-27 2019-03-15 流体分析有限公司 样品装载到微流体装置中或与样品装载到微流体装置中相关的改进
GB2553519B (en) 2016-09-02 2019-12-18 Fluidic Analytics Ltd Improvements in or relating to a fluid flow controller for microfluidic devices
GB2553780A (en) 2016-09-12 2018-03-21 Fluidic Analytics Ltd Improvements in or relating to a device and a method for labelling a component
GB201615472D0 (en) 2016-09-12 2016-10-26 Fluidic Analytics Ltd Improvements in or relating to a reagent cartridge
GB201615452D0 (en) 2016-09-12 2016-10-26 Fluidic Analytics Ltd Improvements in or relating to valves for microfluidics devices

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1898210A2 (en) * 2000-02-23 2008-03-12 Caliper Life Sciences, Inc. Multi-reservoir pressure control system
WO2001066245A2 (en) * 2000-03-07 2001-09-13 Symyx Technologies, Inc. Parallel flow process optimization reactor
RU45733U1 (ru) * 2004-11-23 2005-05-27 Давыдов Владимир Николаевич Установка для осуществления микробиологических процессов
RU2476858C2 (ru) * 2007-10-25 2013-02-27 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. Устройство датчика для целевых частиц в пробе
RU2517046C2 (ru) * 2008-06-04 2014-05-27 Тиссюз Гмбх Устройство "орган-на-чипе"
WO2010114858A1 (en) * 2009-03-30 2010-10-07 Trustees Of Boston University Reservoir-buffered mixers and remote valve switching for microfluidic devices
WO2012050654A2 (en) * 2010-09-29 2012-04-19 General Electric Company System and method for cooling an expander

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019515783A (ja) 2019-06-13
CN109153017A (zh) 2019-01-04
RU2018134876A (ru) 2020-05-12
KR20190003552A (ko) 2019-01-09
RU2018134876A3 (ru) 2020-06-04
BR112018070607A2 (pt) 2019-02-05
EP3439783A1 (en) 2019-02-13
WO2017174975A1 (en) 2017-10-12
CA3019879A1 (en) 2017-10-12
KR102378100B1 (ko) 2022-03-23
CA3019879C (en) 2023-03-07
AU2017245831A1 (en) 2018-10-25
US11065618B2 (en) 2021-07-20
JP6980691B2 (ja) 2021-12-15
US20200254448A1 (en) 2020-08-13
AU2017245831B2 (en) 2021-06-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2729204C2 (ru) Улучшения в балансировке потока или по отношению к нему
US11285481B2 (en) Fluid flow controller for microfluidic devices
NL1024013C2 (nl) Trapsgewijs (cascade) hydrodynamisch richten in microfluïde kanalen.
US20110146390A1 (en) Process for Continuous On-Chip Flow Injection Analysis
US7758814B2 (en) Microfluidic fluid distribution manifold for use with multi-channel reactor systems
DE102011083920B4 (de) Verfahren und vorrichtung zum erzeugen von fluidisch voneinander separierten teilvolumina einer flüssigkeit
CN110988228A (zh) 多样品进行自动进样分析装置
KR101024936B1 (ko) 용액을 연속적으로 희석하는 미세채널 칩 및 희석 방법
CN109622080A (zh) 用于多指标分析的微液滴生成芯片
JP2004157097A (ja) 液体制御機構
US20100297748A1 (en) Integrated fluidic circuits
KR20110048241A (ko) 유체특성 측정방법 및 그 측정장치
CN106582901B (zh) 一种能自动调控溶液离子浓度的微流控器件、其制备及使用方法
US20210245151A1 (en) Dual direction dispensers
US20210387191A1 (en) Fluid refining device
KR20020085902A (ko) 채널 유닛 및 이 유닛을 이용한 혼합 채널 장치
TWI486205B (zh) 微型混合元件及微流體晶片
MX2021011344A (es) Consumibles de diagnostico que incorporan matrices de microproyeccion recubiertas, y metodos de los mismos.