用于微流控分析系统的单元的制作方法

本发明总体归属于微流控系统领域；特别是，本发明涉及一种用于微流控分析系统的单元。

背景技术：

1、微流控是一个跨学科领域，涉及在微米和纳米尺度上对液体的操控和控制。它通过开发可应用于不同领域的微型化装置，对生物传感器技术以及生物样本分析产生了重大影响。

2、通过此类应用对流体进行精确控制，可以创建受控且可重现的环境。

3、此外，通过这些应用，样本和试剂的消耗得以减少，从而能够更高效地利用珍贵或限量供应的材料。

4、微流控技术实现了自动化并提高了分析能力，使得能够快速并行地执行大量实验。这有助于制造便携且低成本的装置，这些装置适合在现场或资源有限的医疗设施中使用。此类装置能够显著改善偏远或欠发达地区获得医疗服务的机会，并且能快速提供结果以实现及时、准确的诊断。

5、目前，多孔板是用于同时分析不同样本的装置中使用最为广泛的装置之一。这些板是带有多个孔（通常根据应用为6、12、24、48、96或348个）的平板，这些孔可容纳待进行测试的样本。然而，这类板因温育时间长和试剂消耗高而存在局限。

6、在r. rauti等人于2021年6月发表的出版物“将孔转变为芯片：模块化3d打印微流控芯片（transforming a well into a chip: a modular 3d-printed microfluidicchip）”apl bioeng., vol. 5, no. 2, doi: 10.1063/5.0039366中，公开了一个单一的微流控模块（或单元），该模块可以与其他模块串联连接，从而对培养基中的流动提供更好的控制，并使试剂分布更均匀。将多个单元串联连接的可能性使得能够使用单一培养基，从而减少试剂的使用。

7、然而，该方案不易微型化，并且对高压的耐受性较低。

8、在z. he等人于2021年发表的文献“可组合微控板：用于多重酶联免疫吸附测定的简单且可扩展的流体操作系统（composable microfluidic plates (cplate): a simpleand scalable fluid manipulation system for multiplexed enzyme-linkedimmunosorbent assay (elisa)）" anal. chem., vol. 93, no. 3, pp. 1489–1497,2021, doi: 10.1021/acs.analchem.0c03651中，公开了在由pdms（聚二甲基硅氧烷）制成的板中的特定微流控通道，用于将试剂分布到各个孔中。在此方案中，孔的装载通过使用移液器而非泵来进行，不利的是，这不易自动化。

9、还应指出，现有技术中所呈现的pdms微流控虽然具有优异的柔性品质，但由于其机械特性，并不总能实现孔内的良好密封。该材料的这些局限在高压情况下可能导致液体泄漏，而高压是使用单一流体流为多个单元供液的必要条件。

技术实现思路

1、本发明的目的在于创造一种用于微流控分析系统的独立单元，该单元能够克服上述已知技术的缺点，特别是提供一种能够在包括多个流体连接单元的系统中高效管理试剂流的单元，该系统是模块化的、可根据实验需求轻松定制，并满足相关领域应用所需操作参数的单元。

2、上述及其他目的与优点（将在后文更好地理解）根据本发明由一种微流控系统用单元实现，该单元具有在所附权利要求1中限定的特征。

3、特定实施方式构成从属权利要求的主题，其内容应理解为是本说明书不可分割的一部分。

4、总之，该微流控系统用单元包括试剂流体的竖直进口管以及试剂流体的竖直出口管。该单元还包括一孔状形成部（well formation），用于将竖直进口管引入的流体引导向竖直出口管。

5、有利的是，此处描述的几何结构能够使与此类单元相关联的培养台表面被均匀润湿。此外，该几何结构使得能够使用蠕动泵或连续泵来管理试剂流体的流动。

6、所要求保护的系统包括允许高度定制的多孔板，它对于各种数量的单元都是高效的，并且允许根据具体要求更换培养台的类型。

1.一种用于具有相关联的培养台的微流控分析系统的单元（10），其中所述单元（10）适于由试剂流体流动穿过并且包括：

2.根据权利要求1所述的单元（10），其中所述孔状形成部（60）在所述中空主容器（20）的所述外侧壁（30）内部与所述外侧壁同轴布置，并且所述孔状形成部与所述外侧壁限定环形柱状腔。

3.根据权利要求1或2所述的单元（10），其中所述中空主容器（20）在所述外侧壁（30）上具有一个或多个凸起（31），所述一个或多个凸起适于容纳在由与所述培养台（80）相关联的多孔板（130）的多个孔（120）形成的对应的锁定座（121）中，其中每个锁定座（121）配置成与所述凸起（31）中的一个凸起协作，以将单元（10）锁定并支撑在直立位置。

4.根据权利要求3所述的单元（10），其中所述孔的所述锁定座（121）成形为与所述外侧壁（30）上的凸起（31）协作，以根据卡口配置能释放地锁定所述单元（10）。

5.根据权利要求3或4所述的单元，其中所述基座包括闭合环状密封元件（140），所述闭合环状密封元件环绕所述孔状形成部（60）的下部，使得当所述单元（50）被锁定时，所述分析容积部被紧密界定。

6.一种用于实现试剂流体流至培养台（80）的微流控分析系统，包括：多个根据前述权利要求中任一项所述的单元（10）；多孔板（130），具有多个孔（120），所述多个孔配置成支撑并且暂时锁定所述多个单元（10）中的对应单元（10），其中所述单元（10）流体连接以由试剂流体的流动以串联方式穿过，并且所述微流控分析系统包括多个连接通道（150），每个连接通道将前一单元（10）的所述竖直出口管（100）的所述上出口端口（102）连接到后一单元（10）的所述竖直进口管（90）的所述上进口端口（92），使得经由单一试剂流体流将所述试剂流体供给到由相应单元（10）的相应孔状形成部（60）限定的分析容积部中。

7.根据权利要求6所述的微流控分析系统，其中所述多孔板（130）由增材制造工艺制成。

8.根据权利要求7所述的微流控分析系统，其中所述多孔板（130）使用丙烯腈丁二烯苯乙烯丝材制成。

9.根据权利要求6、7或8所述的微流控分析系统，包括多个根据权利要求5所述的单元（10），其中每个孔（120）的所述锁定座（121）布置的位置使得在所述单元（10）的所述凸起（131）接合在所述孔（120）的所述锁定座（121）中的锁定状态下，相应的闭合环状密封件（140）被竖直压缩并且紧密地环绕所述分析容积部的基座。