TWI336781B - Fluidic device and controlling method thereof - Google Patents

Description

1336781 99-3-22 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本描述關於流體裝置及其控制方法。 【先前技術】 可使用δ午多類型之測試裝置來债測化合物之存在或分 析生化反應。舉例而言，可使用沿長度方向具有一或多個 測試線之橫向流薄膜(Lateral flow membrane)來執行橫向流 檢定(Lateral Flow Assays)。具有溶解之試劑的流體藉由電 滲透(Electro osmosis)自薄膜的一端行進至測試線。讀取者 偵測測試線處是否發生反應，其指示試劑中存在或並不存 在某些粒子。作為另一實例’可使用具有一組微毛細管的 裝置來控制免疫檢定處理中的流體流動。試劑定位於沿微 毛細管之長度的多個位置處，使得當流體歸因於毛細管力 在微毛細管中流動時’流體與試劑相接觸。讀取者監控試 劑位於之位點以判定是否已發生反應。作為又一實例，藉 由控制流經多個通道以及腔室的流體流動，可使用微流體 晶片來執行檢定。可與提供用以驅動流體之驅動力的外部 電源及/或泵一起使用微流體晶片。 【發明内容】 本發明提出一種用於執行檢定之流體裝置，包括諸如 真空泵、氣體泵、“斷開式打開閥(Broken open valves)，， 以及“自關閉閥(self_cl〇se valves)，，之控制組件，其用於控 制流體裝置中的流體流動。 在本發明所提出之用於執行檢定之流體裝置，可使用 5 1336781 99-3-22 真空泵來沿特定方向牽引通道中的流體，且可使用氣體泵 來沿特定方向推動通道中的流體。 在本發明所提出之用於執行檢定之流體裝置，可使用 斷開式打開閥來連接由使用者控制的兩個獨立區域，且 使用自關閉閥來在流體經過後自動密封通道。

在本發明所提出之用於執行檢定之流體裝置，直办 ^氣，' «1式打„以及自關賴可製 S =之凡件’使得流體裝置可製造為體積甚小且可攜帶= 1本之找，肋㈣越於通道尹 =動此方法包括斷開第一容器以於通道中產 r 器由_成二 外部之氣體壓力的氣體勤，有:同於第-容器 一材料在第一容器斷門么盘办认i)匕括—弟一材料，此第 相分離，而第—材料以n斜=谷益外部之一第二材料 第二材料相互_後立即產生氣體—擇以使得在第-材料與 P本發明提供—種流體裝置# 容器中’當第-容器斷開時，第！各器。 if第=第内―容器由脆性材料製成。而 疋弟各态内之空間，此空 乐备态（a) 之氣體堡力的氣體壓力， j不同於第-容器外邹 第-容器斷開前與位於第：容：:：材料:此第-目"離’此第1料以及第二材料經i擇S得 1336781 99-3-22 與第二材料相互作用後立即產生氣體。 …本發明提供一種流體裝置，包含界定第—區域之第^ 材料以及界定第二區域之第二材料，此第二區域與第一區 域相分離。而更包括連接器耦接於第一區域與第二區域 之間，此連接器包含脆性材料且具有開放端以及閉合端。 此開，端安置於第二區域中，而閉合端安置於第一區域 中第區域藉由連接裔之閉合端與第二區域隔斷。連接 ，經設定以使得當所述連接器之閉合端斷開時，連接器界 定自第一區域至第二區域的通路。 。1 本發明提供一種流體裝置，包含膨脹部分的通道，此 膨脹部分具有大於通道之相鄰部分的直徑，而更包括安 置於膨脹部分中的材料。此材料具有在吸附流體前並不阻 斷流體之通路的體積。其中此材料吸附流體之部分後體積 立即％脹以使得膨脹後材料阻斷額外流體經過通道的通 路。而此材料包含超級吸附劑聚合物。 、 ▲本發明提供一種流體裝置，包含含有第一流體之第一 健集為、含有第二流體之第二儲集器、主通道、第—分 通道、第二分枝通道、第一單次使用泵以及第二單次使用 泵。此第一分枝通道耦接到第一儲集器至主通道。而第二 分枝通道耦接到第二儲集器至主通道。此第一單次使用^ 則當第一單次使用泵中之容器斷開時，此第一單次使用泵 產生壓力差以移動第一流體以及第二流體中之一者或兩 者。而當第二單次使用泵中之容器斷開時，第二單次使2 泵產生壓力差以移動第一流體以及第二流體中之一者或兩 7 ⑴6781 99-3-22 者。 本發明提供-種控制流體之方法，包括提供 以使得能夠取樣預定量之流體。而每一吸管包括通、首及& 及谷态，此容器斷開時於通道中產生壓力差，而此办。。^ 脆性材料製成。此容器界定容器内之空間，此 ^由 於:外部之氣體壓力的氣體壓力，其中斷開^會^ IS生預定量之壓力差，以使得就量之流體被吸取ί 種控制流體之方法’包含使得流體能夠 開放端以及閉合端之連接器叙接至第n 安置於第二區域中，而此閉合端安置於第二 幵^ Γί夠=饰凝接器之閉合端，《形成經 膨脹的二籍由使用吸附流體後體; 經連接器之流 經膨脹之材㈣晴額外賴進l連及使用 本發明提供一種控制汽、土 , 中流動m包含使流體於通道

材料，使流體附流體之部分後體積立即膨脹的 ㈣使机體於通道中流動包括使流體 J 料且使用所述材料來吸附流體之第1八〜 心材 體積賸胳。而拉丄 乐刀，從而使得材料 =1路而糟由使用經膨服之材料來-斷額外流體經過 本發明提供-種控制流體之方法，包含使流體經過通 1336781 99-3-22 道，此通道包括第一自關閉闕以及第二自關閉閥。此第一 自關閉閥與第二自關閉閥彼此間隔開，每一自關閉閥包含 吸附流體之部分後體積立即膨脹的流體吸附材料。藉由使 用第一自關閉閥以及第二自關閉閥中的流體吸附材料來吸 附流體之部分。膨脹流體吸附材料之體積以阻斷額外流體 退一少經過通道的通路，於通道之第一 關閉閥之間的部分中保持預定量之流體。

制本發，提供—種控制流體之方法，包含斷開由脆性材 料製成之第-容器以於通道中產生麼力差，使得第—流體 自第一儲集器移動至通道之第一區段。此第一 二;;=内之空間，此空間具有不同於第-容器外部 之纽^的氣體壓力，或⑻包括第—材料， 枓，第-容!!_前與第二材料相 選擇以使得第一材料舆第二材:相= 立「產生讀。斷開由脆性材料 _ —

道中產生壓力差，使得第一流 弟—谷裔，以於通 道之第二區段。 乂部分移動而經過通 本發明提供—種控制流體之方 單次使用泵以及第二單次使 包含同時操作第一 部分至第—通道及吸取樣本流體之7及:樣本流體之第一 斷開第一單次使用泵t之第—容哭 °卩分至第二通道。 樣本流體之第—部分自儲集器移=至=生麼力差，使得 二單次使用泵中之第二容器以弟—通道，且斷開第 之第二部分自儲集器移動至第_ ^力差，使得樣本流體 乐—通逼。同時操作第三單次 9 1336781 99-3-22 使用泵以及第四單次使用泵以吸取第一緩衝溶液至第—通 道及吸取第二緩衝溶液至第二通道。 【實施方式】 一種用於執行檢定之流體裝置可包括諸如真空泵、氣 貼泵、斷開式打開閥(Broken open valves)”以及“自關 閉閥（self-close valves)”之控制組件，其用於控制流體裝置 中的流體流動。可使用真空泵來沿特定方向牽引通道中的 流體’且可使用氣體泵來沿特定方向推動通道中的流體。 可使用斷開式打開閥來連接由使用者控制的兩個獨立區 域’且可使用自關閉閥來在流體經過後自動密封通道。真 空泵、氣體泵、斷開式打開閥以及自關閉閥可製造為小的， 使得流體裝置可製造為小的且為可攜帶的。 在以下描述中，可首先引入個別控制組件，且隨後為 控制組件如何經組合以建構用於控制流體裝置中之流體的 杈組化單兀的描述。隨後將描述如何使用流體裝置來執行 生物性檢定。 參看圖1A’可藉由將容器1〇〇置放於由材料界定 _ 之通道106 (或腔室）中來建構真空泵％。容器1〇〇封閉 區域104，區域1〇4為真空或具有與通道1〇6中之氣體壓 力相比較低的氣體壓力。 參看圖1B’容器100可為（例如）玻璃毛細管，其在 施加外力後立即斷開。當容器1〇〇斷開時，通道1〇6中之 氣體流入真空區域104中’從而降低通道觸中之壓力。 以此方式產生可沿方向1G8牽引流體錢其朝向通道⑽ 10 99-3-22 的吸引力。 —圖25A至圖25C展示使用置放於橡膠管中之玻璃毛 細官之真空泵的實例。圖25Α展示氣體泵41〇的橫截面， 氣體泵410具有置放於橡膠管418中的真空玻璃毛細管 416_’其中管418具有閉合端424以及開放端426。圖25Β 展不氣體泵412的橫截面，氣體泵412類似於氣體泵41〇， 除了具有一帶有兩個開放端之橡膠管42〇之外。圖25c展 示連接至兩個橡膠管428的氣體泵412，其中橡膠管420 具有較大於橡膠管428的内徑（以容納玻璃毛細管416)。 圖26A以及圖26B展示使用置放於平面流體通道中之 ，璃毛細管之真空泵的實例。圖嵐1示真空泵43〇的橫 基面，真空泵430具有置放於由平面基板434卩定之流體 ^逼438中的真空玻璃毛細管416。流體通道438具有閉 而440以及開放端442。平面基板434由剛性材 =層436鼓入於基板434中鄰近毛細管仙之位置處， 使付允較用者經由·層施加外力明開毛細管仙。 直* ί 不真空栗432的橫戴面，真空栗432類似於 兩道通道438連接至具有較小橫截面之 閉合管Γ端以溶融玻璃而形成第- ====:在距第-閉合端，處加 g熱里軟化玻璃，可捏縮或扭轉經軟化之玻 瑀以形成弟二閉合端。 11 1336781 99-3-22 參看圖2A，可藉由將容器110置放於由材料ι〇2界定 之通道106 (或腔室）中來建構氣體泵％。容器11〇封二 區域1Π，區域112具有與容器11〇外部之通道1〇6中: 氣體麈力相比較高的氣體壓力。 參看圖2B，容器no可為（例如）玻璃毛細管，其在 施加外力後立即斷開。當容器110斷開時，原先在容哭i ^ 〇 内部之氣體流出容器110,從而增大了通道1〇6中之壓力。 以此方式產生可沿方向114推動流體以使其遠離通道 的力。 在此描述中，將使用術語“真空泵”來泛指一種產生 牽引力的裝置，其可用以朝向裝置牽引流體；且將使用術 語氣體泵來泛指一種產生推動力的裝置，其可用以推 動流體以使其遠離裝置。 存在用以建構氣體泵之替代方式。舉例而言，參看圖 3A ’可藉由將部分填充有第一材料126的玻璃毛細管ι2〇 置放於含有苐二材料128的通道124 (或腔室）中來製造 氣體泵94。選擇第—材料126以及第二材料128，使得當 材料126與材料128彼此混合時兩者將相互作用且產生一 或多種氣體。舉例而言，第一材料126可為碳酸鈉(Na2C03) 及/或碳酸氫鈉（NaHC03)，且第二材料128可為乙酸 (ch2cooh)。 蒼看圖3B，當施加外力以斷開玻璃毛細管120時，第 一材料126與第二材料128相互作用且產生氣體。在此實 例中’氣體為二氧化碳(C〇2)。發生之化學反應為： 12 1336781 99-3-22

Na2C〇3 + 2 CH2C00H 2 NaCOOCH2 + H2〇 + C〇2

NaHC〇3 + CH2COOH -> NaCOOCH2 + H2〇 + C02 二氧化碳增大通道124中之壓力，從而產生可用以推 動流體遠離斷開之毛細管120的力。 第一材料126可直接填充至毛細管12〇中。參看圖 27Λ ’第一材料126亦可附著至導線45〇，隨後導線450 與塗佈材料126 一起置放於毛細管120内部。圖27B展承 將玻璃毛細管120置放於橡膠管418内之通道124中的實 例。通道124含有第二材料128，當玻璃毛細管120斷開 時第二材料128可與第一材料126相互作用。圖27C展斧 將玻璃毛細管120置放於平面裝置基板434内之流體通道 438中的實例。彈性層436嵌入於基板434中鄰近毛細管 120之位置處，使得允許使用者經由彈性層436施加外力 以斷開毛細管120。 參看圖4A，可藉由以下步驟來製造氣體泵96 :將化 合物130置放於玻璃毛細管132中、密封毛細管132、加 熱毛細管132、冷卻毛細管132且將毛細管132置放於通 道(或腔室）中。將化合物130選擇為在加熱後產生 氣體的材料。當加熱及冷卻毛細管132時，由化合物 虞生之氣體增大毛細管132内部的氣體壓力（與毛細管132 外部的氣體壓力相比較）。 化合物130之實例包括碳酸氫鈉(NaHc〇3)以及碳酸鈣 (CaC〇3)。此等化合物加熱時產生二氧化碳：

NaHC03 -> NaOH + C02 13 1336781 99-3-22

CaC03 CaO + c〇2 吏用自©n變化絲態的昇華材料（ 表中列出加熱時產“體的盆sc 如NaN3加熱產生氮氣(2 NaN3 --> 2Na + 3N2)。 次

參a看圖5A，可藉由將玻璃毛細管142置放於第一通道 148一與第二通道15〇之間來製造斷開式打開閥〗.玻璃毛 =管1=具有定位於第一通道148中的開放端144，以及 =於第二通道15〇中的閉合端146。當玻璃毛細管完整 無損時’流體無法於第-通道148與第二通道15〇之間^ 動。此稱為斷開式打開闊之“關閉”狀態。 級 參看圖5B’當施加外力以斷開玻璃毛細管142時，連 接通道148與通道150之通路152形成了。此稱為斷開式 ，開閥之“打開”狀態。斷開式打開闊14〇可用於允許兩 種流體（或—種流體以及一種固體）初始相分離，隨後在 由使用者控制之時刻相互作用。

圖28土以及圖28B展示使用斷開式打開閱來建構低成 +_衣ι的貝例，低成本裝置用於執行其中用紫外（UV)光 輻射流體的檢定。玻璃毛細管142連接兩個塑膠通道46〇 Μ及462。初始，反應劑464包含於第—塑膠通道462中。 ^毛，管142斷開後，反應劑464立即流經玻璃毛細管 =2至第二塑膠通道糊。如圖28β所示當反應劑糊 璃毛細管142時，UV光源466輻射反應劑偏。债 =盗468偵測通過反應劑464的uv光。偵測器顿所偵 "到之UV光的光譜可用於判定反應劑偏中的化合物。 圖28C展示具有方形内周邊以及外周邊之玻璃^細管 14 99-3-22 内周邊以及外周邊允許ϋν光沿垂直於玻 形樺截lit向通過破璃毛細管。與毛細管具有圓 魅細管中之流體，其中圓形橫截面可能 、 光沿遠離流體之方向反射或重定向。

參看® 6Α以及圖6Β，可藉由將超級吸附劑聚合物 ^Superabsorbent _丽，底下簡稱“sAp”）162 置放 ;通道164中來製造自關閉閥⑽。初始，M2具有 較小體積且允許流體於通道164中之第一區域166與第二 區域168之間流動（圖6A)。此稱為自關閉闕之“打開” 狀態。當流體流經SAP 162時，SAP吸附流體之部分且體 積膨脹，從而阻斷通道164 (圖6B)，藉此阻止流體於第 —區域160與第二區域168之間進一步流動。此稱為自關 閉閥之“關閉”狀態。

超級吸附劑聚合物可吸附且保持水或其他水溶液的大 體積。在某些實例中’ SAP可由經化學改質之殿粉以及纖 維素以及其他聚合物製成’諸如，高親水性且對水具有高 親和性的聚（乙烯醇）PVA、聚（氧化乙烯）PEO。在某 些實例中，超級吸附劑聚合物可由部分中和且輕度交聯的 聚（丙烯酸）製成，部分中和且輕度交聯的聚（丙烯酸） 具有良好之效能相對成本的比率。聚合物可製造成具有低 固體含量，隨後將聚合物乾燥且研磨為白色粒狀固體。在 水中，白色固體膨脹為在某些情況下可包括重量百分比高 達99%之水的橡膠凝膠。 15 1336781 99-3-22 《看，7A ’自關閉閥170可包括通道164，通道164 具有擴卩分172以容納超級吸賴聚合物162，使得超 級吸㈣聚合物162在膨脹前並不_流體的流動。為了 製造自關_ 17Q ’可將黏_塗覆至擴大料172的内 壁，以粉末形態白勺SAP 162隨後被推動至通道164中，使 得SAP 162粉末黏附至擴大部分m處之内壁。

ί看圖7B，當流體流經超級吸附劑聚合物M2時，超 級吸附齡合# 162吸附流體之部分且體積膨脹，從而阻 畊通道164，藉此阻止流體進一步流經膨脹之聚合物。 參看圖8A以及圖8B，超級吸附劑聚合物162可附著 至導線180，隨後置放於通道164中。通道164可具有凹 座區域182，凹座區域182中塗覆有黏附劑以將導線18〇 緊固於預界定位置處。 參看圖8C，當流體流經超級吸附劑聚合物162時，聚 合物162吸附流體之部分且體積膨脹，從而阻斷通道164， 藉此阻止流體進一步流經膨脹之聚合物162。

可藉由用SAP塗佈導線、隨後將經塗佈之導線置放於 通道或管中來製造自關閉閥。可藉由用SAP塗佈平面基 板、隨後將經塗佈之基板置放於平面流體裝置中之平面通 道中來製造用於平面流體裝置的自關閉閥。 參看圖9A至圖9C ’可藉由使用玻璃毛細管142以及 定位於毛細管142外部且鄰近毛細管142之SAP 162來樂j 造開關開闊190。毛細管142與SAP 162皆定位於具有第 —區域166以及第二區域168的通道164中。使用破璃毛 16 1336781 99-3-22 細管142以及SAP類似於使用斷開式打開閥與自關閉閥之 組合。開關開閥190使得使用者能夠藉由允許、隨後阻斷、 且隨後允許流體經過特定位置而控制流體流經通道中之特 定位置的流動。 參看圖9A，初始，SAP 162具有較小體積且並不阻斷 通道，從而允許流體於第一區域166與第二區域168之間 流動。 參看圖9B，當流體經過時，流體之部分被SAp 162 吸附，從而使得SAP 162體積增大，藉此阻斷流體於第一 區域166與弟一區域168之間的進一步流動。 參看圖9C ’當施加外力以斷開玻璃毛細管142時，產 生通路152以允許流體於第一區域166與第二區域168之 間流動。 參看圖10A至圖10C，可藉由使用破瑪毛細管M2以 及定位於毛細管142内部之SAP 162來製造關開關闊 200。毛細管142具有開放端144以及閉合端146。開放端 144定位於第一通道148中，且閉合端146定位於第二^ 道150中。玻璃毛細管142以及SAP 162執行類似於& = 式打開閥與自關閉閥之組合的功能。關開關閥2〇〇使得使 用者能夠藉由阻斷、隨後允許、且隨後阻斷流體經過^定 位置而控制流體流經通道中之特定位置的流動。 1

參看圖10A，當玻璃毛細管142完整無損時，第—通 道148與第二通道150並不相連接。 I 參看圖10B，當施加外力以斷開玻璃毛細管μ]日士 4 17 1336781 99-3-22 形成通路152 ’從而允許流體於通道148與15〇之間流動。 SAP 162初始具有較小體積且並不阻斷流體於通路152中 的流動。 芩看圖10C，當流體流經通路152時，流體之部分被 SAP 162吸附，從而使得SAP體積增大且阻斷通路152 , . 藉此阻止流體進一步流經通路152。 參看圖11A至圖11D，可藉由使用玻璃毛細管142、 定位於毛細管142内部之SAP212，以及定位於毛細管142 外部之SAP 214來製造開關關閥（〇n_〇ff_〇n_〇ff # valve)。玻璃毛細管142、SAp212，以及SAp2i4置放於 通迢164中。玻璃毛細管142、SAP 212，以及SAP 214執 行類似於辦開式打開閥與兩個自關閉閥之組合的功能。開 關開關閥210使得使用者能夠藉由允許、隨後阻斷、隨後 =。午且Ik後阻斷流體經過特定位置而控制流體流經通道 中之特定位置的流動。 參看圖l1A，初始，SAP 214具有較小體積且允許流 ;通道164之第一區域166與第二區域168之間流動。 · 茶看圖11B，當流體經過時，流體之部分被SAp 214 =«而使得SAP 214體積增大，藉此阻斷流體於第一 區域M6與第二區域168之間的進一步流動。 ,翏看圖lie，當施加外力以斷開玻螭毛細管142時， 路152以允許流體於第一區域⑹與第二區域168 之間λ/IL動。 荃看圖UD，當流體流經SAP犯日夺，流體之部分被 1336781 99-3-22 SAP 2^12吸附，從而使得SAp 212體積增大且阻斷通路 152 ,藉此阻止流體進一步流經通路ι52。 麥看圖12,可藉由使用耦接至吸管管體224的真空泵 222來建構用於吸取預定量之流體的計量吸管(Metei.ing P〗pette)220。真空泵222包括置放於吸管球體226中的真 空玻璃毛細管100。為了使用計量吸管22〇，斷開玻璃毛細 管1〇〇以產生將流體吸取至吸管管體224中的吸引力。 ^當製造一批計量吸管220時，球體220以及玻璃毛細 管100之尺寸可製成相同的。球體226以及玻璃毛細管1〇〇 經5又计以當使用者按壓球體226以斷開玻璃毛細管1 〇〇 4，引起玻璃毛細管100斷開所需要之施予球體226的變 形量對於所有計量吸管220而言為大體相同的。以此方 式，使用者可使用計量吸管220來在無需監控吸管管體224 中之流體含量的情況下快速吸取預定量之流體。 舉例而言’參看圖21A以及圖21B，可使用計量吸管 220來快速自患者取樣預定量之血液370。 參看圖13 ’計量吸管230之另一實例包括真空泵222 以及氣體泵232。真空泵222類似於圖12所示之真空泵。 氣體泵232包括玻璃毛細管120，玻璃毛細管12〇填充有 NafO3且置放於含有CHfOOH之吸管球體234中。當玻 璃毛細管120斷開時’Na2C〇3與CHfOOH相互作用以產 生C〇2，從而增大球體234中之氣體壓力。真空栗222允 許使用者快速吸取預定量之流體至吸管230中。氣體录232 允許使用者將流體施配至吸管230之外。 19 1336781 99-3-22 使用氣體泵232之優勢在於 之間的反應產生⑴2氣體時，可

配流體時流體的流出。

:當 Na2C03 與 CH2COOH 體時，可在受控之一段時間期間施 ’使用者無需小心監控施 蒼看圖MA’計量吸管24〇之另一實例包括球體⑽、 中間部分244以及吸管管體246。中間部分244由可變形 二開關開閥248定位於中間部分244中。開關開 閥248包括玻璃毛細管142以及定位於毛細管142外部之 SAP 162，此類似於圖9A至圖9c所示之裝置。 . >看圖14A，為了使用吸管240，使用者擠壓且釋放 球體242以吸取流體至管體246以及中間部分244中。 參看圖14B，當流體達到中間部分244且開始與SAp 248相接觸時’流體之部分被SAP 248吸附，從而使得SAP 248體積膨脹且阻斷SAp 248之另一側的流體通路。以此 方式’預定量之流體252被吸取至吸管240中。 參看圖14C，為了自吸管24〇排出流體，使用者按壓 中間部分244 (由可變形材料製成）以斷開玻璃毛細管 142’從而形成經過斷開之毛細管142的通路。使用者隨後 擠壓球體242以迫使流體流出吸管240。 當製造一批吸管240時，管體246以及中間部分244 之尺寸為相同的，且中間部分244内之開關開閥248的位 置為相同的，使得使用者可使用吸管240來在無需精密監 控吸管240中之液體含量的情況下快速吸取大體相同量之 20 99-3-22 參看圖15A，用於收隹從a 包括玻璃革έ +水預疋置之流體的計量裝置260 以;5 肖毛細管262具有兩個分枝266a 从及266b、兩個自關閉間） 仪 式frP卩pq 68a以及268b ’以及兩個斷開 八打開閥270a以及270b。白μ /=., 自關閉閥268a以及268b中之 母—者具有吸附流體後立即胗 、 26Ra r; . ^ou ^ , 1恥脹的SAP。初始，自關閉閥 2⑽a以及268b處於打開狀能， 士 队心且畊開式打開閥270a以及

鳩處於關閉狀態。自關閉間施以及鳩可類似於圖 6A至圖8C所示之自關閉間。斷開式打開閥27〇a以及2· 可類似於圖5A α及圖5B所示之斷開式打開間。 在操作中’歸因於毛細管力，流體274被吸取至毛細 管262中，且流經自關閉閥268a以及26讣。參看圖1SB , 當流體274流經自關閉閥268a以及268b時，流體274之 部分被自關閉閥268a以及268b中之SAP吸附，從而使自 關閉閥268a以及268b唆:化為關閉狀態，藉此阻斷流體274 的進一步流動。以此方式導致流體274佔據毛細管之自關 閉閥268a與268b之間的區段264。

藉由將斷開式打開閥270a以及270b自關閉狀態改變 為打開狀態且施加吸引力或推動力來移動流體274，流體 274可經過分枝266a或266b自區段264移動至其他位置。 計量裝置260之優勢在於:計量裝置260可在無需使用 者小心監控的情況下快速取樣預定體積之流體。因為毛細 管具有小直徑，所以計量裝置260可用於精確取樣少量流 體。 參看圖16A，可自樣本池282獲取三種不同量之流體 21 1336781 的計量裝置280包括二初主a… 每-毛细管在-端官2842 ' 284b以及284C。 L f二山目有自關閉間（例如，286a、或 286c)且另一端具有直咖p^r 每一直扣f呈有直办士二閱（例如，288a、288b或288c ) 〇 ⑴：: 有〜麵毛細管。初始，自關閉閥處於打 開狀悲。

爹看圖16B’古使用者斷開真空栗288a中之真空玻璃 毛細官4 ’產线彳1力來吸取預定量之液體至毛細管284a 中。一體經過自關閉閥286a時，自關閉閥286a中之sAp 膨脹’從而使自關閉閥286a進入關閉狀態，藉此阻止流體 進一步移動而經過自關閥286a。類似，藉由斷開真空泵 288b以—及288e巾之真空毛細管，預定量之流體可被吸取 至毛細官284b以及284c中。被吸取至毛細管284a至284c 中之流體置由真空泵288a至288c中之毛細管的體積來判 疋’被吸取至毛細管284a至284c中之流體量可為相同或 不同的。

參看圖17A ’可藉由使用真空泵、斷開式打開閥、自 關閉閥之組合來製造用於兩步驟檢定的裝置29〇，兩步驟 檢定要求在快速結合試劑後用緩衝液進行清洗。通道3〇2 之一端經過自關閉閥296耦接至含有樣本3〇〇的樣本池， 且通道302之另—端耦接至第一真空泵292a。通道3〇2連 接至通道308 ’通道308經過斷開式打開閥294耦接至含 有緩衝液298的儲集器。通道3〇2亦連接至通道304，通 道304耦接至第二真空泵292t)以及第三真空泵292c。通 道304包括結合及/或感測區3〇6,結合及/或感測區306包 22 1336781 99-3-22 括用於結合或感測樣本300中之化合物的試劑。 以一方式操作裝置290以使得朝向結合以及感測區 306吸取樣本300以使反應發生，隨後朝向結合以及感測 區306吸取緩衝液298以清洗結合以及感測區。 蒼看圖17B，啟動真空泵292a以產生朝向真空泵292a 吸取樣本300且將樣本3〇〇吸取至真空泵292a與自關閉閥 296之間的通道302之部分的吸引力。當樣本3〇〇流經自 關閉閥296時，樣本之部分被自關閉閥296中之sap吸 附，從而使自關閉閥296進入關閉狀態。 參看圖17C，啟動斷開式打開閥294以使閥294改變 為打開狀態。啟動真空泵292b以產生朝向真空泵292b吸 取樣本300與緩衝液298的吸引力。真空泵292a以及292b 經設計以使得在啟動泵後’樣本3〇〇將停止於結合以及感 測區306處。在一段時間後，啟動真空泵292c以移動樣本 300至區306之外，且使缓衝液298流經區306及清洗區 306。 上述貫例提供培養時間（incubation time)以允許在緩 衝液290清洗結合以及感測區3〇6之前樣本3〇〇中之化合 物與區306中之試劑進行反應。若區306處之反應為快且 培養時間為不必要的’則真空泵292b可製得較大且可省略 真空泵292c。當啟動真空泵292b時，樣本迅速流經結合 以及感測區306 ’隨後由緩衝液298清洗結合以及感測區 306。 參看圖18A ’可藉由使用真空泵、斷開式打開閥、自 23 1336781 99-3-22 關閉閥以及氣體泵之組合來製造用於兩步驟檢定的裝置 310，兩步驟檢定要求在缓慢結合試劑後用緩衝液進行清 洗。類似於裝置290之裝置310具有通道302，通道302 連接至兩個通道304以及308。通道302經過自關閉閥296 耦接至樣本300。通道308經過斷開式打開閥294耦接至 缓衝液298。通道304包括結合以及感測區306。通道304 之一端耦接至斷開式打開閥312。氣體泵314耦接至缓衝 液 298 〇 裝置310與裝置290之間的差別在於:裝置310並非使 用真空泵292b來朝向結合以及感測區306吸取樣本300 以及緩衝液298，而是使用氣體泵314來朝向區306推動 樣本300以及緩衝液298。 參看圖18B，為了執行兩步驟檢定，啟動真空泵292a 以吸取樣本300至通道中。在樣本流經自關閉閥296後閥 296進入關閉狀態。 參看圖18C,啟動斷開式打開閥294以及312以使閥改 變為打開狀態。啟動氣體泵3.14以在一段時間期間產生氣 體，從而推動樣本300以及缓衝液298經過結合以及感測 區306。因為氣體泵314在一段時間期間產生氣體（產生 氣體之化合物之間的反應耗費一定量之時間來完成），樣本 300可緩慢經過結合以及感測區306,從而緩慢發生結合反 應。 參看圖19A，可藉由添加含有第二緩衝液324的儲集 器以及通道322至圖17A所示之結構來製造用於三步驟檢 24 99-3-22 定的裝置320，三步驟檢定要 缓衝液進行清洗。為了執行速結合試劑後用兩種 以使樣本300流動至通道3〇H檢定’啟動真线292a 296時，闊296改變為關閉=當樣本流經自關閉閥 門肤f看Γ直ίί斷開式打開閥294以使其改變為打 吸取樣本3〇〇以及第-緩衝月向'结合以及感測區_

看式打開閥326以使其改變為打 ^二太 定、工7 292e以使朝向結合以及感測區306 3 ί二衝液298以及第二緩衝㈣。以此 方式’ ^用兩種不同緩衝液清洗區306處之反應。 可藉由搞接額外緩衝液或樣本且添加對應數目個真空 泵至通這304之末端來建構用於要求三步驟以上之步驟之 檢定中的裝置。

爹看圖20 ’可建構模組33〇來執行多重分析物檢定。 模組包括用於輯樣本_的樣本池脱以及三個腔室 332a、332b以及332c，每-腔室含有用於結合且感測樣本 300 ^之化合物的分析物。以下描述用以執行與腔室 332a 中之第一分析物相關之檢定的組件。 腔室332a經過通道342a以及自關閉閥344&耦接至樣 本池282。通道342a經過自關閉閥346a以及斷開式打開 闊348a耦接至第一缓衝液350a。通道342a經過自關閉闊 352a以及斷開式打開閥354a耦接至第二缓衝液356a。通 道342a經過自關閉閥358a以及斷開式打開閥360a耦接至 25 1336781 99-3-22 第二緩衝液362a。腔室332a亦連接至真空泵334a、336a、 338a 以及 340a。 為了執行心疋，啟勤真空泵334a以朝向腔室332a吸 取樣本300,以使得允許樣本300中之化合物與分析物332a 進行反應。在一定量之樣本流經自關閉閥344a之後，閥 344a改變為關閉狀態。藉由啟動斷開式打開閥34如（將閥 改變為打開狀怨）以及第二真空泵336a，第一緩衝液35〇a 沖洗過腔室332a。在—定量之第—缓衝液35〇a流經自關 閉閥346a之後，閥346a改變為關閉狀態。 藉由啟斷開式打開閥354a (將闊改變為打開狀態） 以及第三真空泵338a，第二缓衝液356a沖洗過腔室332a。 在一定量之第二緩衝液356a流經自關閉閥352a之後，閥 352a改變為關閉狀態。 1以此類似方式，藉由啟動斷開式打開閥36〇a (將閥改 變為打開狀態）以及第四真空泵地，第三缓衝液偷 沖洗過腔室332a。在—定量之第三緩衝液3必流經自關 閉閥358a之後，閥358a改變為關閉狀態。 可以類似於執行與腔室332a中之第一分析物相關之 檢定的方式執行與腔室332b以及332e中之第二以及第三 分析物相關之檢可同時執行與腔室孤、通以及 332c中之第一、第二以及第三分析物相關之檢定。 以下為執行生物性檢定之真空泵以及氣體泵之應用。 圖22A以及圖22B展示用於執行快速反應比色檢定的 衣置380衣置380包括通道，通道384之一端耦接至 26 1336781

樣本池382且另一端耦接至真空泵9心樣本池382可固持 諸如血液或尿之流體。通道384包括測試區386，測試區 =6具有偵測到某一化合物後立即改變顏色的測試線。真 二泵90啟動岈可快速吸取樣本池3 8 2中之流體經過測試區 386。藉由讀取測試線之顏色，使用者可快速判定流體令存 在或並不存在某一化合物。 圖23A以及圖23B展示用於取樣經過濾之流體的裝 390。裝置39〇包括通道384，通道3以之一端耦接至樣本 池、382且另一端耦接至真空泵90。過濾薄膜392置敌於样 ^ 382中。真空泵90啟動時可快速吸取樣本池382令机 流體（例如，血液382_a)經過過濾薄膜392，從而產之 吸取至通道384中的經過濾之流體(血漿382_b)。 破 圖24A至圖24C展示用於緩慢之比色檢定的壯班 40〇衣置400包括樣本池402，樣本池402耦接於氣崎= 404與通道384之間。通道384具有測試區386，剛 386具有偵測到某—化合物後立即改變顏色的測試線j = 工使用裝查400，將樣本流體406置放於樣本池4〇2中：、 雄、封帶408密封樣本池之開口。啟動氣體泵404以產生 動樣本流體406經過測試區386的氣體。因為氣體泵4隹 在一段時間期間產生氣體，所以樣本流體4〇6在—段昉4 期間行進經過測試區，從而允許執行緩慢之比^ 4 386-a。 “本發明之一具體實施例，則請參照圖29八與29b，。 藉由使用自關閉閱（SLV)與斷開式打開閥(BOV)之叙八= 27 1336781 99-3-22 製造用於對血液樣本進行抗體（Antibody)檢定的裝置 500。此裝置500包括血液樣本池(Bl〇〇d sample well)501、 沖洗缓衝液池(Washing buffer well)503、計量區域與標誌、抗 體（Metering zone and labeled antibody)區域 505、診斷區域 (Diganostic Zone)(抗體陣列 Antibody array)507、斷開式打 ' 開間（BOV)509、廢棄物池（Waste well)511與自關閉閥 (SLV)513。此計量區域與標誌抗體區域505具有一通道連 通血液樣本池501與沖洗緩衝液池503，而自關閉闊 (SLV)513則是位於此通道之間。而診斷區域5〇7則是具有 另一通道，一端連接到計量區域與標誌、抗體區域5〇5之中 心位置，而另一端則通過斷開式打開閥(B〇V)5〇9連接到廢 棄物池(Waste well)511。 此裝置500對血液樣本進行抗體(Andb〇d力檢定的方 法，請參照圖30A、30B與3〇c所示。首先，將血液樣本 502載入血液樣本池501内，而後，使用本發明前述實施 例中所提出之自關閉閥(SLV)513，利用毛細管力（Capmary force)將血液吸入此計量區域與標誌抗體區域 505的通道 _ 内如圖30A所不之502a。而後，載入沖洗緩衝液到沖洗 缓衝液池5〇3内，而此時沖洗緩衝液也會流入計量區域與 標諸抗體區域505的通道内，如圖3〇3之5〇如，而此時血 液會被擠入診斷區域507内，如圖之5〇%。 ,而後，請參考圖30C’將斷開式打開閥(BOV)509斷開 後，則將血液進一步吸入而經過診斷區域5〇7，如圖所示 之502c ’此時在此診斷區域5〇7内的抗體陣列(八加出〇办 28 1336781 99-3-22 ai ray)將會與血液内的抗原（Aniigent)結合’而沖洗缓衝液 則將沒有作用的血液沖到廢棄物池511。 本發明之又一具體實施例，而參看圖31所示。可藉由 使用自關閉閥（SLV)與斷開式打開閥(BOV)之組合來製造 用於對i液樣本進行抗體(Antibody)檢定的裝置。而此裝置 包括血液樣本池601、沖洗缓衝液池603、診斷區域（内涵 抗體陣列）607、斷開式打開閥(Β〇ν) 609、廢棄物池611 # 與自關閉閥613。而此金液樣本池則包含具有移除血細胞 (Blood cell removal)之薄膜’可利用血液樣本在吸入時即可 過濾、掉血細胞。 此診斷區域具有一通道連通血液樣本池601與沖洗緩 衝液池603，而另一端則通過斷開式打開閥(B〇V)6〇9連接 到廢棄物池611。自關閉閥（SLV)613則是位於血液樣本池 601進入此通道之前’可控制流入診斷區域6〇7之血液量， 並且防止血液倒流至血液樣本池601。 着 當斷開式打開閥(BOV)609斷開後，將企液先經過可移 除血細胞之薄膜過濾後，進一步吸入診斷區域607内，此 時在診斷區域607内的抗體陣列(Antibody array)將會與血 液内的抗原(Antigent)結合，而沖洗缓衝液6〇3則將沒有作 用的血液沖到廢棄物池611中。 儘官上文已論述某些實例，但其他實施以及應用亦屬 於以下申請專利範圍之範疇。舉例而言，在圖1A以及圖 1B之真空泵90中，容器1〇〇可含有低壓力區域而並非含 有真空區域。只要容器1〇〇内部之氣體壓力較低於容器1〇〇 29 上336781 τ /J日少 外部之氣體壓力，當容器100斷開時，容器1〇〇 道106中之壓力將下降，從而產生沿一方向朝向容器1〇〇 :=體的吸引力。上文描述之毛細管可由用其他跪性材 破^成之毛細管來替代’諸如紐_、石英以及 上^^石英、破璃，以及塑財之兩者或兩者以 【圖式簡單說明】 « f圖1Β為真技的示意圖。 =以及圖2Β為氣體粟的示意圖。 圈3Α以及圖3Β為氣鳢 圖4Α為氣體栗的示意/的不意圖。 圖4Β為材料之表。 圖為7r知開間的示· 關閉閥的示意圖。 圖7B以及圖8A至圖8C為自 以圖，為開關開間的示意圖。 闕嘱圖。 圖12為計量吸管的=關閥的示意圖。 =為計量吸管的示

^ 6A以及圖16B 圖丨7八至圖17CA田二裒置的意圖 圖UA至圖兩步驟檢定之裝置的示意圖。 圖I9AJ19C^2步驟檢定之裝置的示意圖。 a二步驟檢定之裝置的示意圖。 30 1336781 99-3-22 圖20為用於多重

圖21A以及圖21B=:定之模組的示意圖。 吸管。 用於自患者取樣血液的計量 圖22A以及圖22B為用於勃/ 置的示意圖。 、執仃快速反纽色檢定之袭 圖23A以及圖23B為用於取掸 丄 一立π 久取樣經過濾之流體之裝 不思圖。 圖24八至圖24C為用於執行緩慢比色檢定之裝置的 置的 意圖

圖25A至圖25C為真空泵的示意圖。 圖26A以及圖26B為真空泵的示意圖。 圖27A至圖27C為自關閉閥的示意圖。 圖28A以及圖28B為斷開式打開閥的示意圖。 —圖28C展示具有方形内周邊以及外周邊之玻瑪毛細乾 的橫截面。 g 圖29A與29B說明本發明具體實施例之藉由使用自 閉閥（SLV)與斷開式打開閥（B〇v)之組合來製造用於對: 液樣本進行抗體(Antibody)檢定的裝置。 圖30A、30B與30C說明圖29A之對血液樣本進行抗 體檢定裝置操作示意圖。 圖31說明本發明另一具體實施例之藉由使用自關閉 閥（SLV)與斷開式打開閥（BOV)之組合來製造用於對血液 樣本進行抗體檢定的裝置。 1336781 99-3-22 【主要元件符號說明】 90 :真空泵 92 :氣體泵 94 :氣體泵 96 :氣體泵 100 :容器 102 :材料 104 :區域 106 :通道 108 :方向 110 :容器 112 :區域 114 :方向 120 :玻璃毛細管 124 :通道 126 :第一材料 128 :第二材料 130 :化合物 132 :玻璃毛細管 140 :斷開式打開閥 142 :玻璃毛細管 M4 :開放端 146 :閉合端 148 :第一通道 32 1336781 99-3-22 150 :第二通道 152 :第二通道 160 :自關閉閥 162 :超級吸附劑聚合物（SAP) 164 :通道 166 :第一區域 168 :第二區域 170 :自關閉闊 172 :擴大部分 180 :導線 182 .凹座區域 190 :開關開閥 210 :開關開關閥 212 :超級吸附劑聚合物（SAP) 214 :超級吸附劑聚合物（SAP) 220 :計量吸管 222:計量吸管 224 :吸管管體 226 :球體 228 :管體 230 :吸管 232 :氣體泵 234 :吸管球體 240 :計量吸管 33 1336781 99-3-22 242 :球體 244 :中間部分 246 :吸管管體 248 :吸管管體 260 :計量裝置 262 :玻璃毛細管 264 ·區段 266a :分枝 266b :分枝 268a :自關閉閥 268b :自關閉閥 270a :斷開式打開閥 270b :斷開式打開閥 274 :流體 280 :計量裝置 282 :樣本池 284a :毛細管 284b :毛細管 284c :毛細管 286a :自關閉閥 286b :自關閉閥 286c :自關閉閥 288a :真空閥 288b :真空閥 34 1336781 99-3-22 288c :真空閥 290 :裝置 292a :第一真空泵 292b :第二真空泵 292c :第三真空泵 294 :斷開式打開閥 296 :自關閉閥 298 :缓衝液 300 :樣本 302 :通道 304 :通道 306 :結合及/或感測區 308 :通道 310 :裝置 314 :氣體泵 320 :裝置 322 :通道. 324 :第二緩衝液 326 :斷開式打開閥 330 :模組 332a :腔室 332b :腔室 332c :腔室 334a :真空泵 35 1336781 99-3-22 336a 第二真空泵 338a 第三真空泵 340a 第四真空泵 342a 通道 344a 自關閉閥 346a 自關閉閥 348a 斷開式打開閥 350a 第一緩衝液 352a 自關閉閥 354a 斷開式打開閥 356a 第二緩衝液 358a 自關閉閥 360a 斷開式打開閥 362a 第三緩衝液 370 ： 血液 380 ： 裝置 382 ： 樣本池 382-a .•血液 382-b :血漿 384 ： 通道 386 ： 測試區 386-a :比色檢定 390 ： 裝置 392 : 過濾薄膜

36 1336781 99-3-22

400 ： 裝置 402 ： 樣本池 404 ： 氣體泵 406 ： 樣本流體 408 ： 密封帶 410 ： 氣體泵 412 ： 氣體泵 416 ： 真空玻璃毛細管 418 ： 管 420 ： 橡膠管 424 ： 閉合端 426 ： 開放端 428 ： 閉合端 430 ： 真空泵 432 ： 真空泵 434 ： 平面基板 436 ： 彈性層 438 ： 流體通道 440 ： 閉合端 442 ： 開放端 444 ： 流體通道 450 ： 導線 460 ： 塑膠通道 462 ： 塑膠通道 37 1336781 99-3-22 464 :反應劑 466 : UV光源 468 :偵測器 500.用於對血液樣本進行抗體檢定的裝置 501 601 .血液板本池(bi〇〇cj sampie weu) 503 603 ·冲洗緩衝液池(washing buffer well) 505 :計量區域與標誌抗體(Metering zone and labeled antibody)區域 507、607 . φ 斷區域（Diganostic Zone)(抗體陣列

Antibody array) 509、609 :斷開式打開閥 511、611 :廢棄物池(waste well) 513、613 :自關閉閥（SLV)

38

Claims (1)

1336781 99-9-8 十、申請專利範困： ^^ 1. 一種流體控制方法，包含： 將第谷器配置於一通道内部所形成的空間中 中所述通，的主體至少—部份由彈性材質所組成，而所 述第ϋ是由脆性材料製成，並配置在接近所述通道 的主體由所述彈性材質所組成部分的位置；

控制流體於通道中之流動，包括藉由施以一外力在 所述通道的主體巾由所述賴材#所城的部分，而斷 開所述第-容器，崎所述通道中產生壓力差，使得所 述流體於所述通道中移動，其中所述第一容器（a)界定 所述第-容器内之空間，所述空間具有不同於所述第一 容器外部之氣體壓力的氣體壓力，或（b)包括第一材料， 所述第一材料在所述第一容器斷開前與位於所述第一容 器外部之第二材料相分離，所述第一材料以及所述第二

日修赠换筲 材料經選擇以使得在所述第一材料與所述第二材料相互 作用後立即產生氣體。 2. 如申請專利範圍第1項所述之流體控制方法，其中 所述第一容器中之所述空間具有高於所述第一容器外^之 所述壓力的壓力。 3. 如申請專利範圍第2項所述之流體控制方法，其中 控制所述流體之所述流動包含於所述通道中推動所述^體 使其遠離所述被斷開之第一容器。 祖 4. 如申請專利範圍第1項所述之流體控制方法，其中 所述第一容器中之所述空間具有低於所述第—容器外^之 39 丨1336781 年"1ι8日修正替换頁 所述壓力的壓力。 -------- 5·如申請專利範圍第4項所述之流體控制方法其中 控制所述流體之所述流動包含吸引所述通道中之所述流體 使其朝向所述被斷開之第一容器。 6. 如申清專利範圍第5項所述之流體控制方法，其中 所述流體包含血液，且控制所述血液之所述流動包含使所 述血液經過過濾器以阻斷血液細胞且允許血漿經過所述過 濾器並進入所述通道。 7. 如申請專利範圍第5項所述之流體控制方法，更包 含當所述流體於所述通道中流動時執行比色檢定。 8. 如申请專利範圍第5項所述之流體控制方法，更包 含第一谷器，所述第二容器（a)界定所述第二容器内之空 間’所述空間具有高於所述第二容器外部之氣體壓力的氣 體壓力，或（b)包括第三材料，所述第三材料在所述第二 容器斷開前與第四材料相分離’所述第三材料以及所述第 四材料經選擇以使得所述第三材料與所述第四材料相互作 用後立即產生氣體。 9. 如申請專利範圍第8項所述之流體控制方法，其中 控制所述流體之所述流動包含推動所述通道中之所述流體 使其遠離所述第二容器。 10. 如申請專利範圍第5項所述之流體控制方法，其中 控制所述流體之所述流動包含藉由使用吸附所述流體之部 分後體積立即膨脹的流體吸附材料來阻止額外流體沿某一 方向移動而經過所述通道。 1336781 日修紱叫 11.一種流體裝置，包含·· 通道；以及 第-容器，配置於所述通道内部所形成的空間中， 其中所述通道的主體至少-部份由彈㈣質所組成，而 =述第-容器是由脆性材料製成’並配置在接近所述通 道的主體由所述彈性材質所組成的部分的位置， Φ 參 =以-外力在所述通道的主料由所述彈性材質 =的部分，而將所述第一容器斯開時，所述第一容 通道中產生壓力差，其中所述第-容器⑷界 容器内之空間，所述空間具有不同於所述第 料體壓力的氣體壓力，或⑻包括第-材 -容器U料在所述第一容器斷開前與位於所述第 第-射Μ 材料相分離’所述第―材料以及所述 所述第_材料與所述第二材料相 第：如==1)1 二所_ 二所：二容： =:::: 後立即產生氣體。4第二材料與所述第四材料相互作用 述第項所狀流體裝置，其中所 斤k二間具有高於所述第—容器外部之所 1336781 99-9-8 年月

之所述壓力的壓力，且所述第二容器包括第一材料，所述 苐二材料在所述第二容器斷開前與第二材料相分離，所述 第「材料以及所述第二材料經選擇以使得所述第一材料與 所述第二材料相互作用後立即產生氣體。 、=.如申請專利範圍第14項所述之流體裝置，更包含 過濾薄獏以阻斷血液細胞且允許血漿經過。 .I6.如申請專利範圍第11項所述之流體裝置，其中所 ，脆性材料包含以下材料中的至少-者：石英、玻^、陶 本塑膠，以及石英、玻璃、陶竞以及塑膠中之兩者或兩 者以上的複合物。

述壓力的壓力，且所述第二容器中之所述空間具有低於所 述第一谷器外部之所述塵力的壓^力。 14.如申請專利範圍第12項所述之流體裝置，其中所 述第一容器中之所述空間具有低於所述第一閉合容器外部 .甲知專利範圍第11項所述之流體裝詈 述通道是由用可撓性材料製成之壁界定;;:1袭置 申請專利範，u項所述之流體裝置，其中所 ,L 各器包括加熱時產生氣體的材料。 述第^巾請專利範㈣11項所述之流體裝置，其中所 第各器包括加熱時自固態昇華至氣態的材料。 Ζϋ·—種流體裝置，包含： 含有第一流體之第一樣本池； 含有第二流體之第一儲集器； 主通道； 1336781 H i[ 第一分枝通道，所述第一分枝通道耦接所 本池至所述主通道； 第二分枝通道，所述第二分枝通道耦接所 集器至所述主通道； 薄

第一單次使用泵，當所述第一單次使用泵中之 斷開時所述第一單次使用泵產生壓力差以移動所述 流體以及所述第二流體中之一者或兩者；以及 其中所述第一單次使用泵（a)界定所述第一單次使 用泵内之空間，所述空間具有不同於所述第一單次使用 泵外部之氣體壓力的氣體壓力，或⑻包括第一材料，

日修正替换IT 第二單次使用泵，當所述第二單次使用泵t之容器 斷開時所述第二單次使用泵產生壓力差以移動所述第一 流體以及所述第二流體中之一者或兩者； 所述㈣麵述第—單次使縣斷開前與位於所述 ，一單次使用泵外部之一第二材料相分離，所述第一材 料以及所述第二材料輯擇贿制㈣-材料與所述 第二材料相互作用後立即產生氣體。 21.如申請專利範圍第2〇項所述之流體裝置，更包含 自關閉閥，所述自關_包括初始具有小體_使得所述 第-流體能夠經過所述_材料，所述材料在吸附所述第 -流體之部分後增大體制阻止所述流體進-步經過所述 閥的通路。 22.如申請專利範圍第2()項所述之流體裝置，更包含 閥’所述間具有用跪性材料製成之連接器，其中當所述連 年月日修正替换頁 接器完整無損時’所述閥阻止所述第一流體進入一~ 道’且當所述連接器斷開時，產生通路以允許所述第一流 體進入所述主通道。 23.如申請專利範圍第20項所述之流體裝置，更包 含：第二儲集器，所述第二儲集器含有第三流體；以及第 三分枝通道，所述第三分枝通道耦接所述第三儲集器至所 述主通道。 24·如申請專利範圍第20項所述之流體裝置，更包含 感測區，所述感測區耦接至所述主通道，所述感測區包括 可判定特定材料是否存在於所述第一流體中的試劑。 25.—種流體控制方法，包含： 提供多個吸管以使得能夠取樣預定量之流體，每一 吸管包括： 通道，以及 容器，所述容器斷開時於所述通道中產生壓力差， 所述容器由脆性材料製成，所述容器界定所述容器内之 空間’所述空間具有小於所述容器外部之氣體壓力的氣 齄壓力’其中斷開所述容器會於所述通道中產生預定量 之壓力差以使得預定量之流體被吸取至所述通道中。 26·—種流體控制方法，包含： 斷開由脆性材料製成之第一容器以於通道中產生壓 力差’使得第一流體自第一儲集器移動至所述通道之第 /區段，所述第一容器（〇界定所述第一容器内之空間， 所述空間具有不同於所述第一容器外部之氣體壓力的氣 99-9-8 Λ- 年月曰修- 一容器斷包括第—材料’所述第材料在所述第 離奋與位於所述第-容器外部之第二材料相分 楚一=一材料以及所述第二材料經選擇以使得所述 述第二材料相互作用後立即產生氣體；以 斷開，脆性材料製成之第二容器以於通道中產生壓 差使得所n流體之至少部分移動而經過所述通 道之第二區段。 .如申π專利範圍第26項所述之流體控制方法，更 包含斷開由脆性材料製成之第-閥以產生第-通路，所述 第匕路連接第一儲集器至所述通道，戶斤述第二儲集器含 有第二流體。 28·如申請專利範圍第27項所述之流體控制方法，其 中藉由斷開所述第二容器而產生之所述壓力差使得所述第 二流體自所述第二儲集器移動至所述通道之所述第二區 段。 29. 如申請專利範圍第28項所述之流體控制方法更 包含斷開由脆性材料製成之第二閥以產生第二通路，所述 第二通路連接第三儲集器至所述通道，所述第三儲集器含 有第三流體。 ^ 30. 如申請專利範圍第29項所述之流體控制方法，更 包含斷開由跪性材料製成之第三容器以產生壓力差，使得 所述第三流體自所述第三儲集器移動至所述通道之所述第 二區段。 45 1336781 l9-9-8 ~ ' 平月日修正替換頁 31·如申請專利範圍第26項所述之流體控制方法，其' 中所述通道之所述第二區段包含用以判定特定判定材料是 否存在於所述第一流體_的試劑。 32.如申請專利範圍第26項所述之流體控制方法，其 中所述第一容器界定所述第一容器内之空間，所述空間具 有低於所述第一容器外部之氣體壓力的氣體壓力。 33.如申請專利範圍第％項所述之流體控制方法，其 中所述第二容器界定所述第二容ϋ内之空間，所述空間具 有低於所述第二容科部之氣體壓力的氣體壓力。

34·如申請專利範圍第32項所述之流體控制方法，其 ，述第二容器界定所述第二容器内之空間，所述空間且 力’所述氣體壓力⑷高於所述第二容器外狀 氣=門ί:包括第，，所述第-材 =離’所述第—材料以及所述第二材料經= 體。返第—材料與所述第二材料相互作用後立即產生氣 1種流體控制方法，包含 取樣3ΓΓΓ欠使岐以及第二單次使用栗以吸 通道及吸取所述樣本流雜 中之第力f斷開所述第-單次使用豕 弟―部分自儲集H移動JL所述第H樣本W體之所述 二單次使用以31道’輯開所述第 人使用泵中之第〜㈣產生壓力差，使得所述樣 以及 t流體^所述第二部分自所述難11移動至所述第二通 逼 ^ 同時射第三料制如及帛四科使用果以吸 道容液至所述第-通道及吸取第二緩衝溶液至 其中’所述第-單次使躲⑻界定所述第—單次使 7内之工間’所述空間具有不同於所述第—單次使用 體壓力的氣體壓力，或㈤包括第—材料， 第料在所述第—單次使用泵斷開前與位於所述 以及用泵外部之第二材料相分離，所述第一材料 -二t材料經選擇以使得所述第一材料與所述第 一材枓相互作用後立即產生氣體， 内之戶dfi使用泵⑻界定所述第二單次使用泵 部之間具有不同於所述第二單次使用泵外 第體ί力’或⑻包括第三材料’所述 單次使用$ =—單次使収斷開前與位於所述第二 所述第四料相分離’所述第三材料以及 料相所述苐三材料與所述第四材 包含3同項料之紐㈣方法，更 第三緩衝溶液至所述ί 單次使用系以吸取 第二通道。 μ収及錄第四_溶液至所述 A如t請專利範圍第35項所述之流體控制方法，更 1336781 年月日修正替換頁 包含與所述第一單次使用泵同時操作第五單次使用泵以吸 取所述樣本流體之第三部分至第三通道，且與所述第三單 次使用泵同時操作第六單次使用泵以吸取第三缓衝溶液至 所迷第二通道。

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468 圖28B 1336781 22169TV/J

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1336781 99-3-22 五、中文發明摘要： 一種用於執行檢定之流體裝置可包括諸如真空泵、氣 體泵、斷開式打開閥(Broken open valves)，’以及“自關 閉閥（self-close valves)”之控制組件，其用於控制流體裝置 中的流體流動。可使用真空泵來沿特定方向牽引通道中的 流體’且可使用氣體泵來沿特定方向推動通道中的流體。 可使用斷開式打開閥來連接由使用者控制的兩個獨立區 域’且可使用自關閉閥來在流體經過後自動密封通道。真 空泵、氣體泵、斷開式打開閥以及自關閉閥可製造為小體 積，使得流體裝置可製造體積小且可攜帶的裝置。 六、英文發明摘要：

A fluidic device for performing assays can include control components such as vacuum pumps, gas pumps, "broken open valves,” and “self-close valves” for controlling the flow of fluids in the fluidic device. The vacuum pump can be used to pull a fluid in a specific direction in a channel, and the gas pump can be used to push a fluid in a specific direction in a channel. The broken open valve can be used to connect two separate regions at the control of a user, and the self-close valve can be used to automatically seal off a channel after passage of a fluid. The vacuum pumps, gas pumps, broken open valves, and self close valves can be made small in volume so that the fluidic device can be made as a small and portable device. 七、指定代表圓： 3 1336781 99-3-22 (一） 本案指定代表圖為：圖（20 )。 (二) 本代表圖之元件符號簡單說明： 282 :樣本池 300 :樣本 330 :模組 332a :腔室 332b :腔室 332c :腔室 334a :真空泵 336a :真空泵 338a :真空泵 340a :真空泵 342a :通道 344a :自關閉閥 346a :自關閉閥 348a :斷開式打開閥 350a :第一缓衝液 352a :自關閉閥 354a :斷開式打開閥 356a :第二缓衝液 358a :自關閉閥 360a :斷開式打開閥 362a :第三緩衝液 八、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵 的化學式：無