用于通气的流体止回阀和流体系统的制作方法

1.本公开总体上涉及通气和密封流体系统。更具体地，本公开涉及用于从流体系统通气同时阻碍液体流出的止回阀。


背景技术：

2.在一些情况下，选择性地允许流体从容器或通道系统中移出，然后防止流体再次进入该区域是有用的。例如，这可以使用一个或多个阀来实现，例如止回阀、安全阀和/或减压阀。这些阀通常是可由金属例如钢或黄铜制成的机械阀。因此，它们不容易小型化并且通常直径大于5mm。
3.另外，存在一些应用，其中需要或期望选择性地允许从系统中去除气体，同时将液体保持在系统内。例如，可能需要从系统中除去氧气以防止剩余液体的氧化。解决此需要的一种方法是抽空系统，然后密封系统。然而，由于使用真空泵、阀和/或气体歧管，系统的排空可能是不希望的或不切实际的。
4.微流体系统通常包括液体在宽度小于3mm的通道中的运动。在此背景下，当液体被装载在流体管线(或管道)中时，该气体典型地经由出口或通气口同时被排空。在末端封闭的流体系统的情况下，可以通过使空气扩散通过可渗透材料如聚二甲基硅氧烷(pdms)来进行通气。
5.由于微流体通道的小尺寸，流体管线中气泡的存在可能对系统具有显著影响。气泡可能由于空气和液体的折射率的失配而干扰系统的光学特性，这在一些应用中可能是重要的。在装置的不希望的区域中存在空气可能对正在进行的过程有害。例如，微生物反应器中的气泡可能导致细胞变干和死亡。在需要精确均匀流量控制的系统中，关键是使流体管路完全充满所需的液体。由通道中的气泡引起的有效流体截面的局部减小可通过局部增加流速、剪切速率和压降来干扰系统。由于这些原因，通常需要有效地去除微流体系统中的气泡。
6.可能希望获得对患者血液流变学特性的快速评价。这种流变学特性的知识在评估向患者施用凝血剂和抗凝血剂中具有价值。它还可以预测在具有出血倾向或具有增加的凝血风险的那些患者中出血或血栓形成事件的可能性。其中重要的是知道血液的流变学特性的其它情况包括在手术期间和在手术后逆转抗凝期间监测患者。血液流变学的变化也发生在脓毒症患者中，并可提供病症存在的早期指征。如果足够早地检测到脓毒症，则对该病症的治疗可以是相对直接的。
7.本说明书中已经包含的对文件、法案、材料、装置、文章等的任何讨论不应被视为承认任何或所有这些内容形成现有技术基础的一部分，或者是与本公开相关的领域中的公知常识，因为其在所附权利要求的每一项的优先权日之前存在。


技术实现要素：

8.一些实施例涉及一种用于从流体系统通气的流体止回阀，该流体止回阀包括：
9.保留体，其限定了具有上游侧和下游侧的流体孔口；
10.亲水性多孔材料，其由所述保留体保持并设置成覆盖所述流体孔口；
11.疏水性多孔材料，其由所述保留体保持并且设置成覆盖所述流体孔口并且邻近所述亲水性多孔材料，
12.其中所述亲水性多孔材料的一个面与所述孔口的上游侧流体连通，并且所述疏水性多孔材料的一个面与所述孔口的下游侧流体连通，并且
13.其中所述亲水性多孔材料被配置为从所述上游侧保持液体以阻碍气体从所述下游侧通过到所述上游侧，并且所述疏水性多孔材料被配置为阻碍液体从所述上游侧通过到所述下游侧。
14.亲水性多孔材料可设置在疏水性多孔材料的上游。
15.亲水性多孔材料和疏水性多孔材料中的至少一种可限定多个孔，并且所述多个孔具有在约0.1微米至约10微米范围内的中值孔径。在一些实施例中，所述多个孔具有小于约1微米的中值孔径。亲水性多孔材料可限定具有小于约0.5微米的中值第二孔径的多个第一孔。疏水性多孔材料可限定具有小于约0.3微米的中值第二孔径的多个第二孔。
16.所述疏水性多孔材料和所述亲水性多孔材料彼此直接接触。在一些实施例中，疏水性多孔材料和亲水性多孔材料彼此隔开。疏水性多孔材料和亲水性多孔材料可彼此间隔大于约0mm且小于约2mm的距离。疏水性多孔材料和亲水性多孔材料可由允许流体通过或传输的材料分开。在一些实施例中，疏水性多孔材料和亲水性多孔材料被空隙分开。
17.保持主体可包括第一部分和第二部分，其中第一部分和第二部分联接在一起以协作地保持亲水性多孔材料和疏水性多孔材料。第一部分和第二部分可以是：成形为形成摩擦配合或粘结在一起。
18.第一部分和第二部分中的一个可以成形为限定凹部，并且第一部分和第二部分中的另一个的一部分成形为配合在凹部内，使得第一部分和第二部分联接在一起。凹部可以具有沿着凹部深度渐缩的尺寸。亲水性多孔材料和疏水性多孔材料中的每一个的至少一部分可位于凹部内。
19.第一部分可以包括与上游侧流体连接的上游表面，该上游表面具有截头圆锥形或凹形形状的至少一部分以辅助气体从上游侧到下游侧的通过。
20.亲水性多孔材料可包括亲水性膜。疏水性多孔材料可包括疏水性膜。在一些实施例中，疏水性膜和/或亲水性膜包括聚四氟乙烯基底。
21.亲水性多孔材料可包括亲水性涂层。疏水性多孔材料可包括疏水性涂层。
22.如果亲水性多孔材料已经暴露于液体，则流体止回阀可阻碍气体以约-80kpa的回流压力极限从下游侧到上游侧的通过。
23.疏水性多孔材料可被配置为以约250kpa的泄漏压力极限阻碍液体从上游侧到下游侧的通过。在一些实施例中，疏水性多孔材料被配置为以约150kpa的泄漏压力极限阻碍液体从上游侧到下游侧的通过。在一些实施例中，疏水性多孔材料被配置为以约100kpa的泄漏压力极限阻碍液体从上游侧到下游侧的通过。
24.一些实施例涉及一种自密封通气流体系统，该自密封通气流体系统包括：
25.流体管道，其包括内表面；以及
26.如本文所述的流体止回阀，其中所述流体止回阀配合在所述流体管道内，并与所
述流体管道的内表面形成流体密封，以将所述流体管道分隔成上游侧和下游侧，所述上游侧用于容纳气体和液体，所述下游侧用于接收所述气体。
27.流体管道可以限定与上游侧流体连通的多个端口，以使得能够执行压力测量。流体管道可以限定与上游侧流体连通的入口，以使流体能够注入到上游侧。
28.流体系统还可包括适于配合在流体管道内的柱塞，其中柱塞包括流体止回阀。该流体系统可还包括被配置为接合所述柱塞以控制所述柱塞的移动的自动运动控制系统。
29.在一些实施例中，流体系统还包括位于流体管道内邻近第一部分的挡板部件，以促进液体沿流体管道的内表面流动。
30.在整个说明书中，单词“包括(comprise)”或诸如“包括(comprises或comprising)”将被理解为暗示包括所述元件、整体或步骤，或一组元件、整体或步骤，但不排除任何其他元件、整体或步骤，或一组元件、整体或步骤。
附图说明
31.以下通过举例的方式，参考以下简要描述的附图进一步详细描述实施例：
32.图1是根据一些实施例的阀部件的侧截面示意图；
33.图2是根据一些实施例的阀部件的侧截面示意图；
34.图3是包括根据一些实施例的阀部件的流体系统的示意性侧视图；
35.图4是根据一些实施例的包括柱塞的流体系统的透视图，该柱塞包括阀部件；
36.图5是图4的流体系统沿平面4-4的截面图；
37.图6是图4的流体系统沿线5-5的截面图；
38.图7是包括根据一些实施例的阀部件的流体系统的截面图；
39.图8是图7的阀部件的透视图；并且
40.图9是根据一些实施例的包括多个柱塞的流体系统的示意性侧视图。
具体实施方式
41.本公开总体上涉及通气和密封流体系统。更具体地，本公开涉及用于从流体系统通气同时阻碍液体流出的止回阀。
42.微流体装置可用于测量血液的流变学特性。本技术人较早提交的专利申请pct/gb2017/053393公开了这种装置的示例。通过控制装置的测量部分内的样品流体的流速，可以从合适的流体装置计算粘度和剪切速率。例如，流体装置可以包括泵设备，以控制在测量单元中流动的样品的流速，在测量单元中测量限定尺寸的通道中的压降。利用已知的压降、已知的流速和已知的通道尺寸，可以计算粘度和剪切速率。通过注射泵控制流速，并且使用差压传感器执行测量通道上的压降。为了测量非牛顿流体例如血液的粘度特性的全谱(即，随剪切速率变化)，流速可以随着时间按照正弦模式逐渐变化。
43.然而，如果气泡被截留在注射器和测量通道之间的流体系统中，则气泡将由于所施加的流速变化和随后在整个流体管线中经历的可变压力而被压缩和解压缩。因此，气泡将由于压力变化而使其体积减小和增大。反过来，这将在注射泵的移动所施加的流速和在测量压差的流体管线中通过的样品的实际流速之间引入显著的差异。由于在粘度的计算中考虑的流速仅由注射泵的活塞的移动限定，因此注射器的体积变化和测量压力的通道中的
液体的流速之间的上述流速差在计算的粘度中产生不可接受的误差。因此，该误差将使测量无效。另外，如果气泡被截留在通道的测量部分内，那么将测量到比预期更少的液体和/或将减小通道的有效截面。这在计算的粘度和/或使用通道的物理/绝对截面尺寸的粘度的无效计算中产生显著的误差。这突出了从系统中去除气泡的重要性。
44.参考图1，示出了用于从流体管道101通气的流体止回阀100。流体止回阀100包括限定具有上游侧112和下游侧113的流体孔口111的保持主体110。
45.流体止回阀100还包括由保留体110保持并设置成覆盖流体孔口111的亲水性多孔材料120；以及由所述保留体110保持并设置成覆盖邻近所述亲水性多孔材料120的所述流体孔口111的疏水性多孔材料130。亲水性多孔材料120位于疏水性多孔材料130的上游。
46.亲水性多孔材料120的一个面121与孔口111的上游侧112流体连通，并且疏水性多孔材料130的一个面131与孔口111的下游侧113流体连通。
47.亲水性多孔材料120被配置为保持来自上游侧112的液体以阻碍气体从下游侧113到上游侧112的通过。疏水性多孔材料130被配置为阻碍液体从上游侧112到下游侧113的通过。
48.如果流体管道101的上游侧112最初仅包括(或主要包括)气体，并且液体180被注入到流体管道101的上游侧112中，则该液体包括液体表面181，该液体表面181可以将气体通过孔口111、亲水性多孔材料120和疏水性多孔材料130推出上游侧112，使得气体通过到达下游侧113。当液体180继续注入上游侧112时，液体表面181和液体180可进入亲水性多孔材料120并被亲水性多孔材料120保持。具有保持的液体180的亲水性多孔材料120阻碍和/或防止气体通过亲水性多孔材料120。亲水性多孔材料120可例如具有强毛细管压力以帮助将高表面张力液体保持在其网内。
49.在一些实施例中，所保持的液体180难以从亲水性多孔材料120中除去。因此，流体止回阀100可被认为是一次性止回阀，因为气体实际上只能被排出，直到亲水性多孔材料120保持液体180并阻碍或阻止进一步的通气。然而，如果液体180从亲水性多孔材料120中去除(例如，通过蒸发、加热或以其他方式干燥亲水性多孔材料120)，则流体止回阀100可重新使用。
50.在液体已进入亲水性多孔材料120之后，至少一些液体180可穿过亲水性多孔材料120并进入由间隙140产生的空间(或空隙)和/或接触疏水性多孔材料130。然而，阻碍液体180通过疏水性多孔材料130。疏水性多孔材料130可具有抑制高表面张力液体进入其网的强排斥压力。液体180通过疏水性多孔材料130的阻碍(或疏水性多孔材料130对液体180通过的流体阻力)可归因于疏水性多孔材料130的疏水性程度、疏水性多孔材料130中的孔尺寸和正被测量/测试的特定液体180的表面张力。这最小化了流体系统200的流体损失，从而减少了操作流体系统200所需的流体量。这有利地降低了试剂所涉及的成本，并使测量所需的血样量最小化。疏水性多孔材料130允许气体通过的能力利用了气体和液体180之间的粘度差。
51.疏水性多孔材料130可以例如特别适合于阻碍极性液体的通过。由流体止回阀100保持的液体180可以包括以下中的任何一个或多个：非牛顿流体、血液(全)、血清和血浆。
52.流体止回阀100不包括移动部件。这有利地提高了其可靠性并且可以降低其制造成本。其设计的简单性还使其能够以适于微流体应用的尺寸制造。例如，流体止回阀100的
尺寸可设置成配合在流体管道101的微流体通道内。流体止回阀100的暴露面积可在面积上等于直径小于约3mm的圆。流体止回阀100暴露于来自上游侧112的流体的总面积可以在大约0.4mm2和大约10mm2之间。然而，在一些实施例中，流体止回阀100暴露于来自上游侧112的流体的总面积在大约0.01mm2和大约100mm2之间。在一些实施例中，流体止回阀100暴露于来自上游侧112的流体的总面积在大约0.4mm2和大约80mm2之间。流体止回阀100暴露于来自上游侧112的流体的总面积可以在大约0.4mm2和大约20mm2之间。
53.孔口111的面积可以小于流体止回阀100的暴露面积。
54.亲水性多孔材料120和疏水性多孔材料130两者可在上游侧与下游侧之间“串联”布置以共同阻碍(或限制)气体从下游侧113通过(如果亲水性多孔材料120保持液体)并阻碍液体从上游侧112通过。亲水性多孔材料120可设置在疏水性多孔材料130的上游。
55.亲水性多孔材料120和疏水性多孔材料130可被布置成使得疏水性多孔材料130经由亲水性多孔材料120与上游侧112流体连接。
56.亲水性多孔材料120可限定具有孔径分布的多个孔(未示出)。孔(第一孔)的中值直径可以大于约2nm。在一些实施例中，亲水性多孔材料120的第一孔具有在约2nm至约10微米范围内的中值直径。亲水性多孔材料120可包括超滤(或纳米多孔)过滤器。在一些实施例中，亲水性多孔材料120的第一孔具有在约0.1微米至约10微米范围内的中值直径。在一些实施例中，亲水性多孔材料120的第一孔具有在约0.2微米至约1微米范围内的中值直径。亲水性多孔材料120的第一孔可具有约0.5微米，诸如0.45微米的中值直径。
57.尽管亲水性多孔材料120的表面对液体180具有亲和力，但由于液体180中的表面张力，亲水性多孔材料120的多孔结构也可阻碍液体180通过。然而，如果压力高于阈值压力，则液体180可进入亲水性多孔材料120以保持在其中。阈值压力可以例如为约25kpa，其中最大孔的尺寸等于直径约0.45微米的圆。
58.如果亲水性多孔材料120已将液体保持在穿过孔口111的多个孔内，从而堵塞或阻塞孔并形成至少部分的气密密封，则亲水性多孔材料120(以及因此止回阀100)可基本上防止气体从下游侧113到上游侧112达到压力极限(泄漏或回流压力极限)。回流压力极限是相对于下游侧113的上游侧112上的负压极限。回流压力极限可以是大约-100kpa(意味着压力《-100kpa或具有大于回流压力极限的大小的负压将导致气体泄漏到上游侧112中)。在一些实施例中，回流压力极限可为约-80kpa。
59.可以理解的是，孔尺寸与亲水性多孔材料对于待保持的液体所具有的亲和力一起影响回流压力极限。亲水性多孔材料120可以选择具有特定尺寸的孔径以实现期望的回流压力极限。例如，毛细管压力的以下等式可用于确定半径r的最大孔径以实现特定的回流压力极限p
l
：
[0060][0061]
其中σ是液体180和空气之间的界面处的表面张力，θ是液体180的表面和孔壁之间的接触角。
[0062]
亲水性多孔材料120和保留体110之间的密封还需要承受高达至少泄漏压力的压力。
[0063]
如果亲水性多孔材料120仅穿过孔口111的一部分将液体保持在多个孔内，则气体
的通过可能受到阻碍，但其可能未被充分阻碍以形成气密密封并基本上防止流体(即气体)从下游侧113流动到上游侧112直至回流压力极限。
[0064]
亲水性多孔材料120和疏水性多孔材料130可由间隙140分开，其中亲水性多孔材料120和疏水性多孔材料130的相对面之间的距离可小于约2mm。间隙140可填充有允许流体通过或传输的材料(可形成结构)，即流体传导材料(未示出)、机械支架或填充材料。流体传导材料例如可以是具有直径大于约5微米的孔的多孔材料。与具有较小孔的材料相比，具有约5微米孔径的流体传导材料可允许更多的流体通过到达疏水性多孔材料130。这通常是不希望的，但通过使用约5微米的孔径，这种允许流体通过到达疏水性多孔材料130的过程可有利地更快且在较低操作压力下发生。
[0065]
在一些实施例中，间隙140是可以填充有气体或液体或至少部分地填充有液体的空隙。间隙140可以被认为是'死体积'。
[0066]
在一些实施例中，间隙140中的结构可以限定一个漏斗(未示出)，该漏斗在截面尺寸上收缩并且然后在截面尺寸上沿着该漏斗的长度增加。漏斗还可以包括固定直径的中间管长度。例如，漏斗可以在0.5mm的长度上从3mm的直径收缩到1mm，然后是1mm直径的9mm长度的管，然后是在0.5mm长度上膨胀回3mm的漏斗。这在3mm直径下的死体积等于约1mm长度。漏斗空间可填充有支架材料，该支架材料将为亲水性多孔材料120和疏水性多孔材料130提供更大的机械稳定性，同时减小可用于液体的体积，以进一步减小死体积。
[0067]
在一些实施例中，亲水性多孔材料120和/或疏水性多孔材料130可被布置成使得它们具有彼此不平行的相对表面122、132。相对表面122、132也可以是大致非平面的并且具有弯曲或起伏的形状。在这些情况下，将亲水性多孔材料120和/或疏水性多孔材料130分开的距离取为相对表面122、132之间的最大距离。
[0068]
在一些实施例中，亲水性多孔材料120和疏水性多孔材料130彼此直接接触。这消除了间隙140，并且有利地减小了止回阀100中可能包含液体的空间量，如果上游侧相对于下游侧113处于负压下，则该液体可以流回到上游侧112中。在一些实施例中，死体积可以小于1微升。
[0069]
疏水性多孔材料130可限定具有孔径分布的多个孔(未示出)。孔(第二孔)的中值直径可以大于约2nm。在一些实施例中，疏水性多孔材料130的第二孔具有在约2nm至约10微米范围内的中值直径。疏水性多孔材料130可包括超滤(或纳米多孔)过滤器。在一些实施例中，疏水性多孔材料130的第二孔具有在约0.1微米至约10微米范围内的中值直径。在一些实施例中，疏水性多孔材料130的第二孔具有在约0.1微米至约0.5微米范围内的中值直径。在一些实施例中，疏水性多孔材料130的第二孔具有在约0.1微米至约0.3微米范围内的中值直径。例如，疏水性多孔材料130的第二孔可具有约0.2微米的中值直径，诸如0.22微米的标称直径。
[0070]
疏水性多孔材料130可具有阻碍高表面张力液体进入其网的强排斥压力。有利地，小于10微米的孔尺寸使得疏水性多孔材料130能够阻碍一些液体到达下游侧113直至适合于典型微流体操作条件的压力极限(例如爆裂或破裂压力极限，或泄漏压力极限)。泄漏压力极限可为约250kpa(意指大于250kpa的压力导致液体通过疏水性多孔材料130逸出到下游侧113中)。在一些实施例中，泄漏压力极限可为约150kpa。在一些实施例中，泄漏压力极限可为约100kpa。
[0071]
应当理解，疏水材料也影响泄漏压力极限。例如，膜可以由聚合物如聚四氟乙烯(ptfe)形成，并且具有至少约250kpa的泄漏压力极限。疏水性多孔材料130和保留体110之间的密封还需要承受高达泄漏压力极限的压力。
[0072]
在一些实施例中，亲水性多孔材料120和疏水性多孔材料130中的一者或两者可包括膜。膜可以例如形成材料的基底。膜可以包括限定孔的网。例如，该膜可以与市售注射器过滤器中的膜相同或相似。
[0073]
亲水性多孔材料120可包括在基底上的亲水性涂层或层以形成亲水性膜。亲水性膜可以例如与在市售过滤器中发现的那些相同或相似，所述市售过滤器例如由whatman提供的nuclepore
tm
过滤器，由porex filtration group提供的virtek
tm
通气口，由sterlitech corp.、advantec mfs inc.和gvs s.p.a提供的其它过滤器。
[0074]
亲水性多孔材料120可具有强毛细管压力以将液体(诸如高表面张力液体)保持在其孔和/或其网内。表面张力取决于液体180的类型和形成亲水性多孔材料120的材料。例如，如果液体180包含乙醇，则在亲水性多孔材料120保持液体180之后，亲水性多孔材料120可能不能很好地阻碍气体通过。在另一个示例中，如果液体180包含己烷，则液体可不穿过而进入亲水性多孔材料120中。
[0075]
疏水性多孔材料130可包括在基底上的疏水性涂层或层以形成疏水性膜。疏水性膜可具有能够阻碍和/或防止液体(例如高表面张力液体)进入其孔和/或其网的强排斥压力。疏水性膜可以例如与在市售过滤器中发现的那些相同或相似，所述市售过滤器例如由whatman提供的nuclepore
tm
过滤器，由porex filtration group提供的virtek
tm
通气口，以及由sterlitech corp.、advantec mfs inc.和gvs s.p.a提供的其它过滤器。
[0076]
流体止回阀100可以被配置(例如，尺寸和形状)为使得它可以配合并且定位在流体管道101内。流体止回阀100可以包括流体的外表面150，该外表面接合流体管道101的内表面102的至少一部分以密封流体管道101(产生流体密封)，从而将流体管道101分成上游侧112和下游侧113。
[0077]
止回阀100和内表面102之间形成的密封防止气体从上游侧112通过而不是通过孔口111到达下游侧113。然而，如果亲水性多孔材料120将液体保持在孔口111上，则阻止或防止气体从上游侧112流向下游侧113。
[0078]
参照图2，止回阀200还可包括密封构件，例如o形环252。密封构件可以接合保留体210的外表面250，并且当止回阀200位于流体管道101内时，密封构件还可以接合流体管道101的内表面102的至少一部分以密封流体管道101，使得流体仅可以经由孔口111和流体止回阀100从上游侧112流到下游侧113。
[0079]
在一些实施例中，保留体210的外表面250可以限定凹部或凹槽251以保持密封构件。凹部或凹槽251可围绕保留体210周向延伸。
[0080]
图3示出了自密封通气流体系统300，其包括流体管道301和包括流体止回阀310的柱塞360。柱塞360和流体止回阀310适于配合在流体管道301内。当柱塞360配合在流体管道301内时，柱塞360的外表面350接合流体管道301的内表面302以密封流体管道301，并且与孔311一起将流体管道301分成上游侧312和下游侧313。流体管道301的内表面302之间的流体密封将流体管道分成上游侧和下游侧，上游侧用于容纳气体和液体，下游侧用于接收气体。
[0081]
有利地，当上游侧312填充有液体(未示出)时，流体止回阀310允许：上游侧312内的任何气体从上游侧312排出并且穿过到达下游侧312；阻碍或阻止所述液体通过；并且阻碍或防止任何气体从下游侧313返回进入上游侧312。
[0082]
柱塞360可以限定与下游侧313流体连接的通气路径361，以引导已经从上游侧312传递到下游侧313的气体穿过和/或通过柱塞361。
[0083]
柱塞360可配置为沿流体管道301移动，同时保持与流体管道301的密封。外表面350例如可以由聚合物材料形成。柱塞360因此可以被致动以迫使上游侧312中的液体沿着流体管道301移动。
[0084]
柱塞360可包括凸缘363以帮助将力施加到柱塞360以移动柱塞360。
[0085]
流体管道301可包括流体出口303，从而可通过柱塞360迫使液体离开上游侧312。由于流体止回阀100、200、310允许从上游侧312去除气体并防止气体重新进入上游侧312，流体系统300可有助于提供液体的精确分配。
[0086]
图4、图5和图6示出了包括流体管道101和柱塞460的流体系统400，柱塞460包括流体止回阀410和柱塞杆462。流体止回阀100、200、310、410和柱塞杆462的至少一部分适于配合在流体管道101内。
[0087]
保留体411可包括第一部分414和第二部分415。第一部分414和第二部分415被配置为彼此耦合和/或互连。第一部分414或第二部分415中的任一个可以成形为限定凹部416，另一部分成形为配合在凹部416内。例如，第一部分414可成形为限定凹部416，而第二部分415可成形为配合在凹部416内。
[0088]
凹部416和第一部分414或第二部分415中的另一个可具有沿凹部416的深度渐缩的诸如直径d的横向尺寸。凹部416可以例如具有截头圆锥形或截头棱锥形形状。在一些实施例中，凹部416可以不具有恒定的横向尺寸。例如，凹部可以具有圆柱形、正方形或矩形形状。
[0089]
亲水性多孔材料420和疏水性多孔材料430中的一者或两者的至少一部分(或全部)可位于凹部416内。在一些实施例中，第一部分414和第二部分415彼此联接和/或互连以协作地保持亲水性多孔材料420和疏水性多孔材料430。
[0090]
在一些实施例中，在第一部分414或第二部分415之间形成摩擦配合。凹部416和第一部分414或第二部分415中的另一个的形状可有助于形成摩擦配合。第一部分414或第二部分415中的另一个的形状可以与凹部416的形状互补。
[0091]
在一些实施例中，第一部分414或第二部分415通过以下中的任一个联接在一起：化学粘结、热密封和粘合剂。第一部分414或第二部分415可以可移除地或可固定地彼此附接。
[0092]
在一些实施例中，亲水性多孔材料420和疏水性多孔材料430可通过施加压力、夹紧、压印和材料420、430的变形、熔合、超声焊接、热焊接、激光焊接、重叠注塑等由保留体411保持。或者，亲水性多孔材料420和疏水性多孔材料430可直接形成(例如注塑)在第一部分414或第二部分415中的一个或多个内。
[0093]
流体止回阀410可以由柱塞杆462通过保留体411的下游面412上的两个或更多个突出部463保持。柱塞杆462的接触面464可成形为与突出部463互补以接合突出部463。
[0094]
流体止回阀410可包括在疏水性多孔材料430的下游侧113上限定流体通道的内部
管道417。内部管道417的横截面形状可以与柱塞杆的接触面464不同，从而限定了通气孔418，当流体止回阀410由柱塞杆462保持时，通气孔418使得气体能够从内部管道417逸出。
[0095]
流体止回阀410可包括凸缘419以保持o形环452。例如，第二部分415可以包括凸缘419。凸缘419可以围绕第二部分415周向延伸。在一些实施例中，第一部分414可包括唇缘421以进一步保持o形环452。当与第一部分414互连时，唇缘421可以围绕第二部分415周向地延伸。第二部分415的凸缘419、唇缘421和外表面450可共同保持o形环452。
[0096]
参考图7和图8，示出了流体系统700，其包括在流体管道101内的流体止回阀710。流体止回阀710包括第一部分711和第二部分415。第一部分711可以包括与流体管道101的上游侧112流体连接的上游表面712，该上游表面具有减小尺寸的横向尺寸t。例如，上游表面712可包括截头圆锥形、截头棱锥形或凹形形状的至少一部分，以帮助气体从上游侧112通向下游侧113。上游表面712可具有反球形的至少一部分。
[0097]
在一些实施例中，流体系统300、400、700还可以包括在由流体管道101限定的流体通道内的诸如挡板的结构(未示出)，以促进液体沿着流体管道101的内表面102流动，并降低气泡被截留在内表面102附近的上游侧112上的风险。挡板可以例如附接到流体管道101或流体止回阀100、310、410、710。
[0098]
在一些实施例中，为了降低气泡被截留在流体管道101的内表面102附近的风险，液体180的表面181与流体管道101和/或流体止回阀100、310、410、710的内表面102之间的接触角可以通过用亲水材料形成流体管道101的内表面102和/或用疏水材料形成流体止回阀100、310、410、710的保留体110来增加。
[0099]
由亲水材料(例如聚(甲基丙烯酸甲酯)，p mma)形成的内表面102可有利于形成通过液体180填充流体管道101的凹液面。
[0100]
在一些实施例中，流体止回阀100、310、410、710(或至少上游表面712)可以由疏水材料(例如聚乙烯，pe)形成或涂覆有疏水材料，以使流体止回阀100、310、410、710的上游表面712的过早芯吸最小化，否则该过早芯吸将导致在完全通气之前润湿亲水性多孔介质120。
[0101]
参考图9，示出了流体装置900，其包括限定通道902的流体管道901、第一注射器910a和第二注射器910b。第一和第二注射器910a、910b各自包括如前所述的流体系统300、400、700。流体系统300、400、700的上游侧112、312与通道902流体连接。流体管道901还包括流体入口903。流体入口903可适于接收入口柱塞990，该柱塞990可用于迫使液体通过通道901和流体系统300、400、700的上游侧112、312，以经由下游侧113、313从流体管道901排出气体。
[0102]
流体管道901包括与通道902流体连接的两个或多个端口904，以能够进行室的不同部分的压力测量。该室可以包括不同区域的截面，以使得能够从柱塞360、460致动期间的压力测量进行流变测量。柱塞360、460的致动导致通道902内的流速和压力变化。柱塞360、460因此可用作注射泵。假如压力小于泄漏压力极限，液体将保持在通道内，假如负压的大小小于回流压力极限，气体将不进入通道902。
[0103]
流体系统900还可包括自动运动控制系统(未示出)，其配置为接合柱塞360、460以控制(致动)柱塞360、460的移动。例如，自动运动控制系统可以控制柱塞360、460的往复移动。
[0104]
柱塞360、460的流体止回阀310、410中不存在移动部件还可有利地减少从具有微流体尺寸(例如，《约3mm)的流体管道901通气所需的时间。这对于涉及血液相关流体的流变应用特别重要，以限制血液的凝固和/或凝结，其中允许注射样品、通气和进行测量的最大时间可以是约30秒。流体止回阀310、410例如可能需要少于约10秒来从流体管道101通气。
[0105]
本领域技术人员将理解，在不偏离本公开的广泛的一般范围的情况下，可以对上述实施例进行许多变化和/或修改。因此，本实施例在所有方面都被认为是说明性的而非限制性的。