防止和去除微流体装置中的气泡的制作方法

本申请要求于2019年8月6日提交的题为“防止和去除微流体装置中的气泡(PREVENTION AND BUBBLE REMOVAL FROM MICROFLUIDIC DEVICES)”的美国专利申请号16/532,825的优先权，其公开内容为了所有目的以其全文以参见的方式纳入本文。

技术领域

本公开总体上涉及一种用于制造流体装置的方法，并且更具体地，涉及一种用于防止气泡以及从微流体装置和微流体互连件中去除气泡的方法。本公开还涉及一种微流体装置。

背景技术

在微流体装置中形成气泡是普遍现象。微型通道内的气泡会导致许多问题。例如，它们会改变液体的流动、阻塞通道、破坏脆弱的表面，并干扰表面上或悬浮液中的细胞和其它生物分析物。

为了进行稳健的测定或生物测定，期望获得减少数量的不想要的气泡的微流体系统。

例如，在粗糙区域和界面处，气泡出现更频繁，粗糙区域和界面充当了气泡的成核点。气泡出现在高温下也更频繁，因为气体在加热液体中的溶解度降低。无法溶解的气体将以气泡的形式出现，并倾向于从成核点出现。当密封不足时，气泡的出现也更频繁。当使用可渗透材料或密封不足时，空气可能会意外渗透到微流体系统中。在高流速下，气泡的出现也更频繁。如果使用较高的流体流速，气泡会比实施较低流速的情况更快出现。这是由于文丘里效应，其中较高的流体速度导致较低的压力。在封闭的微流体系统以及开放空间的微流体平台中都可能出现气泡。

诸如微流体探针(MFP)之类的微流体系统可能会受到气泡的影响，尤其是在MFP头的微通道和将其连接到周边设备的管道系统之间的界面处。

当气泡足够大时，它们可以被流动扫过并被带到例如微流体探针的反应区域。气泡在反应区域处通常是不理想的。它们可能会篡改反应结果并使实验变得无用。

因此，需要减少微流体装置中的气泡。

技术实现要素：

在实施例中，提供了一种用于制造流体装置的方法。该方法包括提供毛细管，以及提供具有流体通道和开口的结构。该方法还包括将毛细管的一部分的外径减小到小于结构的开口。该方法包括将毛细管的一部分通过结构的开口至少部分地插入流体通道中。该方法还包括将热量施加到结构以扩张毛细管的插入部分的外径以将毛细管装配到结构。

在实施例中，流体装置包括毛细管和具有流体通道和开口的结构。在该实施例中，毛细管的第一部分通过开口插入到结构的至少一部分中，并且毛细管的第二部分从结构向外延伸。毛细管的第二部分的外径大于开口的直径，而毛细管的第一部分的外径与开口的直径相同。

附图说明

本申请中包括的附图被结合到说明书中并形成其一部分。它们示出了本公开的实施例，并且与说明书一起用于解释本公开的原理。附图仅是某些实施例的说明，并不限制本公开。

实施例仅借助示例并参考以下附图进行描述：

图1a示出了用于制造流体装置的方法的实施例的框图。

图1b示出了用于制造使微流体互连件最小化的流体装置的方法的实施例的示意图。

图2示出了用于制造具有适配器和切割工具的流体装置的方法的实施例的示意图。

图3示出了用于制造在结构的流体通道中具有凹口的流体装置的方法的实施例的示意图。

图4示出了用于制造具有阶梯状结构的流体装置的方法的实施例的示意图。

图5示出了毛细管应力相对于毛细管应变的示意图。

图6示出了装置的实施例的示意图，该装置的结构具有方形的流体通道。

图7示出了具有有着凹口的结构的装置的实施例的示意图。

图8示出了具有阀的装置的实施例的示意图。

图9示出了具有T形接头的装置的实施例的示意图。

图10示出了具有多个毛细管的装置的实施例的示意图。

图11示出了具有两个平行毛细管的装置的实施例的示意图。

图12示出了具有用于再循环的两个平行毛细管的装置的实施例的示意图。

图13示出了具有用于试剂的两个开口的装置的实施例的示意图。

图14示出了在流体通道内部具有感测装置的装置的实施例的示意图。

图15示出了具有T形接头的装置的实施例的示意图。

图16示出了具有多个操作毛细管的装置的实施例的示意图。

具体实施方式

在本说明书的上下文中，可以使用以下约定、术语和/或表达方式：

术语“毛细管”可以表示其中毛细力或毛细作用可以是活跃的小管。毛细作用(有时也表示为毛细管作用、毛细运动、毛细效果或蠕动)可以理解为液体在没有重力等外力的帮助或甚至与外力相反的情况下在狭窄空间中流动的能力。毛细管可以是塑料或聚合物毛细管和/或也可以表示为毛细管系。

术语“结构”可以表示微流体装置或微流体探针或其一部分。可以使用微流体探针的应用示例可以包括在平坦表面上的蛋白质阵列图案化、哺乳动物细胞刺激和操纵、组织切片的局部灌注以及产生浮动浓度梯度。

术语“流体通道”可以表示纵向中空结构，例如用于输送液体和/或气体的通道。特别地，流体通道可以是用于液体的液体通道。

术语“开口”可以表示流体可以通过的孔或空间。

术语“直径”在数学意义上可以表示穿过圆心且其端点在圆上的线段。术语“外径”可以限定围绕毛细管的圆。

术语“毛细管的部分”可以表示毛细管的部段，并非整个毛细管在其直径上减小。

术语“微流体通道”可以表示用于在μm直径范围内的流体的通道，例如，50μm直到1mm。

术语“第一端”可以表示结构的流体通道的开始或结束。例如，第一端可以限定毛细管穿过的点。相反，术语“第二端”可以表示结构的流体通道相对于第一端的相应另一端。

术语“适配器”可以表示用于限定切割工具需要切割的边缘的切割辅助件。切割辅助件可用于切断毛细管的一部分。

术语“阶梯状结构”可以表示限定流体通道的结构，该流体通道的直径逐步变窄。

开口可以具有正方形、圆形、矩形、六边形或任何其它合适的形状，并且施加的热量可以在60℃至高达200℃的范围内，例如80℃至高达130℃。特别地，热量可以高于60℃(或者替代地，>70℃或>80℃或>90℃或>100℃或>110℃)。此外，热量可能低于200℃(或<190℃或<180℃或<170℃或<160℃或<150℃或<140℃或<130℃或<120℃或<110℃或<100℃)。

另外，毛细管与结构的装配可以采用将毛细管与结构密封在一起的形式，并且毛细管可以通过结构的开口插入流体通道中并穿过流体通道。

可以是有用的是，毛细管和另一个毛细管的内径和外径可以相同。

此外，流体通道可以具有凹口，例如可以加宽流体通道的腔体。

毛细管的外径(在减小其直径之前)可以在50μm至高达5mm的范围内，特别是在500μm至高达5mm之间。类似的范围可用于结构的开口的外径，其可在50μm至高达5mm的范围内，特别是在50μm至高达500μm之间。

至少一个其它毛细管的部分可以与毛细管插入部平行地插入结构中，特别是同时或类似地对齐。

根据实施例的用于制造流体装置的方法可以实现以下技术效果中的一种或多种。

可以减少或完全避免气泡出现在微流体装置内。在传统(或标准)微流体装置中，在其它密封方式(胶水、粘土、树脂、聚二甲基硅氧烷、PDMS或螺纹配件)中可能出现气泡。可以减少或完全避免现有密封方式的这些缺点。

因此，可以实现毛细管-装置界面处的连续性(无泄漏或气泡源)。因此，提供了不可渗透的无成核点的微流体通道。由于没有可用的气液界面，因此密封避免了将空气引入连接的流动路径中。

相对于空气密封并且不包含可以在其上产生气泡的成核点(粗糙表面导致成核点)的平滑流体路径可以允许操作微流体装置，比如微流体探针头，不存在实验结果可能会受到负面影响的任何麻烦或危险。

关于毛细管的几何形式，可以提供具有复杂设计形状的毛细管。与现有的几何形式相比，本实施例没有引入任何设计限制，但它们可能具有彻底减少气泡成核结构的优点。在另一个实施例中，毛细管的形状在这些过程之后保持不变。

根据本实施例的所得装置还可以提供多种优点和技术效果：该装置可以以代表广泛应用领域的不同流速(0.lμl/min到1000μl/min)使用；该装置可以在不同的温度(20℃到90℃)下使用，这些温度代表了其中通常对来自活生物体的材料进行实验的范围。

该装置还可以有利地在存在面活性剂(表面活性剂)、不同缓冲液(氯化钠(NaCl)、磷酸盐缓冲盐水(PBS)、低离子强度(LIS)缓冲液)和复杂生物样品(血浆、红细胞、细菌、组织裂解物、核酸、蛋白质)时使用。在此同样地，与传统方法相比，所提出的方法并不意味着任何限制。

包含使用所提出的方法连接到毛细管的通道(例如微流体探针、MFP、头部)的结构可以适用于在已经提到的甚至更极端的条件下工作，例如在更高的温度下(在传统情况下，更高的温度可能具有存在气泡的更高风险)，使用不同的流速或具有不同表面张力特性的液体(例如，面活性剂、醇)。

在周围结构的流体通道中添加凹口能够改善扩张毛细管的锁定。因而可以增加对施加在毛细管上的拉力的密封阻力。

在下文中，描述了另外的实施例。

根据所提出方法的实施例，流体通道从结构的开口延伸到结构中。

根据所提出的方法的实施例，减小毛细管的部分的外径的步骤包括拉伸毛细管的至少该部分以减小毛细管的该部分的外径。

根据所提出方法的实施例，流体通道是微流体通道。

根据所提出方法的另一实施例，毛细管的该部分的外径可以等于或大于在执行拉伸步骤之前结构的开口。

根据所提出方法的实施例，该结构是另一个毛细管。因此，另一个毛细管的内径由流体通道的直径限定。因此，能够将毛细管放入另一个毛细管中。

根据所提出方法的实施例，该结构可以是微流体装置；或者替代地，微流体探针或微流体基片。

根据所提出方法的实施例，微流体装置的材料包括以下中的至少一种：硅、玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯、PMMA、聚二甲基硅氧烷、PDMS、铝、不锈钢、陶瓷和其它聚合物。因此，此处的实施例允许多种不同的材料，如本领域技术人员所理解的，所有这些材料都可以用于微流体装置。

根据所提出方法的实施例，毛细管的材料是以下列表中的至少一种聚合物：乙烯四氟乙烯、ETFE、乙烯三氟氯乙烯(ECTFE)、氟化乙烯丙烯(FEP)、聚醚醚酮(PEEK)、聚四氟乙烯(PTFE)、全氟烷氧基烷烃(PFA)、聚偏二氟乙烯(PVDF)和四氢大麻素(THV)。在此同样地，可以使用多种不同的材料。如果为装置的目的选择合适的材料，产品设计师可能不会面临显著限制。

根据所提出方法的实施例，流体通道包括用于将毛细管与结构锁定的凹口。

根据所提出的方法的实施例，毛细管的外径在大约50μm至高达5mm的范围内。根据所提出的方法的实施例，该结构的开口具有在大约50μm至高达5mm的范围内的直径。

根据所提出方法的实施例，该结构包括另一个开口。结构的开口是流体通道的第一端，而结构的另一个开口是微流体通道的第二端。毛细管的该部分至少部分地插入并穿过流体通道以从第一端延伸到第二端。

根据实施例，该方法还包括提供用于围绕在第二端上方延伸的毛细管的部段的适配器，提供切割工具，以及通过切割工具沿着由适配器指定的边缘切割毛细管。此外，该方法包括在切割毛细管之后，执行将热量施加到结构或在结构处施加热量的步骤。

根据所提出方法的实施例，流体通道具有阶梯状结构。每个阶梯部减小流体通道的直径，使得流体通道的直径从开口在进入结构的方向上(例如，在流体流动的方向上)变得越来越小。

根据实施例，该方法还包括，在将热量施加到结构之后，将毛细管从结构中拉出，以获得具有变化直径的毛细管。

根据实施例，该方法还包括提供感测装置，并且在将热量施加到结构之前将感测装置插入流体通道中，以将感测装置与毛细管一起装配到结构上。感测装置可以表示流体流量传感器、温度传感器或用于测量诸如流体流量或pH值之类的流体参数的任何传感器。

根据实施例，该方法还包括提供至少一个其它毛细管，减小该至少一个其它毛细管的一部分的外径，以及将该至少一个其它毛细管的该部分平行于毛细管的插入部至少部分地插入结构中。

根据实施例，该装置是微流体装置。

在下文中，将给出附图的详细描述。附图中的所有说明都是示意性的。首先，给出了用于制造流体装置的方法的实施例的框图。之后，将描述装置的实施例以及其它实施例。

图1a示出了用于制造流体装置的方法100的实施例的框图。该方法包括：提供102毛细管，提供104具有流体通道和开口的结构，减小106毛细管的一部分的外径以小于该结构的开口，将毛细管的该部分通过结构的开口至少部分地插入108到流体通道中，并且对结构施加110热量以扩张毛细管的插入部分，以将毛细管装配到结构上。

图1b示出了用于制造流体装置的方法100的图形表示100a。该装置可以是微流体装置。方法100包括提供S112毛细管122。该方法还包括提供S114结构124。这示出为简单的框；然而，结构124可以具有任何合适的形式。结构124具有流体通道126和相关开口128(至少一个)。图1b中的流体通道126示出为穿过该结构的直隧道。然而，隧道在结构124内部也可以具有弯曲部式或者可以在结构124内部在角部周围引导。开口128以及流体通道126可以具有方形、圆形、矩形或六边形形状。这同样适用于毛细管122。然而，在所示示例中，毛细管122被示为管状。然而，实施例不限于这种形状。在图1b的右侧，在步骤S112中，示出了直径111的毛细管122的示意图。直径111可以大于结构124的开口的直径(在步骤S112之后)并且在步骤S114之前。

在步骤S114中，方法100包括将毛细管122的部分122a的外径减小到小于结构124的开口。因此，毛细管122的先前较大直径已经在步骤S114中减小，因此可以插入结构124的开口128中。因此，在步骤S116中，方法100包括将毛细管122的部分122a通过结构124的开口128至少部分地插入到流体通道126中。因此，流体然后可以通过毛细管122流入结构的流体通道126中。此外，为了减少气泡产生，方法100包括在步骤S118中在结构124上施加热量，特别是在60℃至高达200℃的范围内，用于扩张毛细管122的插入部分122a，以将毛细管122装配到结构124。因此，毛细管122的部分122a的外周缘可以衬有结构124的流体通道126。毛细管122的扩张是通过向其施加热量112(象征性地显示为(热)波)来执行的。由于结构124被加热，热量112也被传递到毛细管122，这导致扩张(通过箭头114示出)。因此，流体随后可被引入到毛细管122的端部上或流体通道126的端部处，以使流体从毛细管122流到结构124的流体通道126，或者相反地，从结构124的流体通道126通过毛细管。

毛细管122可以通过将毛细管122与结构124密封在一起而装配到结构124。因此可以防止在结构124的流体通道126的内表面上的杂质处，比如不平整、凸起或粗糙处，产生气泡。

例如聚合物毛细管的毛细管122的变形以及随后由加热介导的原始结构的部分恢复允许创建与周围结构124的连接部，与毛细管122的变形相比，周围结构124的热扩张可忽略不计。

例如，该结构可以是毛细管的形式。锁定两个毛细管(代替毛细管和实心结构)也可以允许创建流动路径。毛细管可以由不同的聚合物材料(例如，ETFE、ECTFE、FEP、PEEK、PTFE、PFA、PVDF、THY)构成。两个毛细管可以被锁定和密封。根据图1b和步骤S114，其中一个毛细管的端部被拉伸以具有比另一个毛细管稍小的直径。在实施例中，两个毛细管中的一个的外径小于两个毛细管中的另一个的内径。然后，将具有较小直径的毛细管插入到另一个(外部)毛细管中，参见步骤S116。将热量施加到两个相应的毛细管，参见步骤S118，以使拉伸的内部毛细管扩张。两个毛细管因此将被锁定和密封。此外，外部毛细管也可以向外拉伸并加热以获得更小的直径，或者是收缩管(两种选择结合可以导致更强的锁定)。

外部毛细管直径可以在μm-mm级；例如1/8英寸、1/16英寸、1/32英寸(即，大约0.3mm到3mm)或任何其它合适的直径。

在将毛细管122(不同材料，见上文)锁定在周围结构124(例如，可由硅、玻璃、PMMA、PDMS、金属或它们的混合材料组成的基片)内部的情况下，所提出的用于锁定和密封的方法避免了连接部中存在气液界面，从而防止空气进入系统。鉴于参照图1b描述的方法，在步骤S114中，该方法包括拉伸毛细管122的一个末端以具有略小于实心结构124中的开口的直径。此外，该方法包括在步骤S116中，将拉伸的毛细管引入固体结构124的开口128内部。此外，在步骤S118中，该方法包括热量112的施加以在周围结构124开口128内扩张拉伸的毛细管122(特别是拉伸的部分)。

结合上文或下文描述的实施例提及了更多细节和方面。图1中示出的实施例和以下实施例可以包括对应于结合所提出的概念或如下描述的一个或多个实施例提及的一个或多个方面的一个或多个可选附加特征(例如图2-16中的任一个)。

并非图1b中的所有附图标记都已针对图2的各个步骤中的相同部件重复。

图2示出了用于制造具有适配器202和切割工具204的流体装置的方法的100(比较图1a)的实施例的示意图200。在步骤S210中，提供毛细管。在步骤S220中，通过拉伸毛细管122使其尺寸变长。因此，毛细管122的内径和外径减小。在步骤S230中，将毛细管122的拉伸部分122a插入并推动通过结构124(在此显示为圆形结构124)，特别是结构124的流体通道126。在步骤S232中，提供适配器202和切割工具204，并且在由适配器202限定的特定点处，切割毛细管122。这也可以限定为毛细管长度的调整。毛细管122的切口可以是干净(边缘平整)的并且平行于结构124的开口，例如微通道孔口(或开口)。切割工具204可以是手术刀，其使用较大毛细管作为适配器202，也称为“保持器”。切割后，在步骤S234中移除适配器202。然后，在步骤S240中，施加热量112以将毛细管122密封在流体通道126中。可以设置特定点使得最终结果使毛细管122和流体通道126成直线。因此，在步骤S240中，毛细管122的一端和开口128可以在一平面中，如在左侧的结构128的开口边缘处所示。因此，可以避免到达结构的孔口的气泡。为了避免毛细管122的任何意外移除，可以在结构124和毛细管122之间施加额外的密封(例如胶水或粘土)。

由于结构124的流体通道126的表面的粗糙度而导致的成核点的去除可以通过使用适配器202(较大直径的周围结构)利用锋利的切割工具204(例如，手术刀)切割毛细管122来避免。切口可能必须尽可能干净，例如使用锋利的手术刀。围绕毛细管122的适配器结构202可用于执行干净切割。因此，可以在切割之后提供相应毛细管122部段上的光滑表面。

结合上文或下文描述的实施例提及了更多细节和方面。图2中示出的实施例包括对应于结合所提出的概念或上述(例如图1a)或下述(例如图3－16)一个或多个实施例提及的一个或多个方面的一个或多个可选附加特征)。

图3示出了用于制造在结构124的流体通道126中具有凹口302的流体装置的方法的实施例的示意图300。该方法包括在步骤S310中提供凹入结构302和毛细管122。在步骤S320和S330中，毛细管122被插入到凹入结构302中。在步骤S340中，施加热量112，这导致毛细管122的部分122a在结构124的一个或多个凹入结构302内扩张。因此，当在步骤S350中试图将毛细管122拉出结构124时，毛细管122将由于凹口302而卡在结构124中。

图4示出了用于制造具有阶梯状结构的流体装置的方法的实施例的示意图400。在步骤S410中，提供毛细管122。在步骤S420中，通过拉伸使毛细管122的尺寸变长。因此，毛细管122的内径和外径减小。在步骤S430中，将毛细管112插入阶梯状构造的结构124中并在步骤S440中加热。形成结构302，使得通过插入，阶梯部使结构124的流体通道的直径变窄。这形成阶梯状构造的毛细管122。在步骤S450中，毛细管122随后通过将其拉出而从结构124移除。因此，接收具有阶梯状结构的改性毛细管122。毛细管122的阶梯部具有的形状对应于相关结构124的阶梯部的形状。

特别地，在将毛细管122插入成形结构124之后，通过在步骤S440中利用用作模具的给定的几何形状在成形结构124内部间接加热毛细管122，可以将拉伸的聚合物毛细管122成形为给定的几何形状，然后在步骤S450中通过施力将其取出。

图5示出了毛细应力与应变的关系图500。通过拉伸毛细管，毛细管受到应力和应变。相应的曲线在图5中示出。当拉伸毛细管时(在图5中的步骤1中)，毛细管受到更高的应力和更高的应变。当完成拉伸(张力释放)时，毛细管上的应力较小。然后通过加热毛细管来减小应变。

在图5中的步骤2结束时，变形ΔL之后长度为L的圆柱体的直径ΔD变化由下式给出：

其中ν是塑料泊松比(特定于材料)。

如图5中的步骤3中所示，延伸的聚合物链倾向于随着热能而松弛(粘弹性)。对于T>Tg(玻璃转变温度)，应变的恢复加速并且可以完全恢复。

这种部分恢复导致毛细管直径的增加(扩张)，转化为周围结构内部的锁定机构。

在某些实施例中，周围结构由具有高于聚合物毛细管的Tg的熔化温度的材料(热扩张可忽略不计，因为它是可逆的)构成。

图6示出了所提出的装置的实施例的示意图600，该装置的结构具有方形的流体通道。在其它实施例中，流体通道(未示出)的形状可以具有不同的轮廓或横截面。在该实施例中，该装置具有结构620和毛细管610。该装置通过本文所述的方法制造。因此，由于毛细管610的形状，可以在微流体装置中提供来自正常方形截面的圆形截面。

图7示出了具有结构720的所提出的装置700的实施例的示意图，该结构720具有凹口730。在该实施例中，凹口730由于施加到毛细管710的热量而被填充。除此之外，凹口730提供毛细管710和结构720的牢固连接。因此，微流体路径内的较大腔室740被毛细管710包覆。

图8示出了具有阀820(未详细示出)的装置800的实施例的示意图。阀820设置为结构的凹口。然后，插入的毛细管810可能易于在阀820处受到来自外部的压力。因此，可以通过对毛细管810的机械压缩来增加压力。

图9示出了具有T形接头921的装置900的实施例的示意图。T形接头921包括结构920内部的三个流体通道925a、925b、925c。通过将三个毛细管910插入结构920的流体通道925a、925b、925c的相应开口中并向其施加热量，制造装置。因此，提供了具有流体通道925a、925b、925c的微流体基片900，这些流体通道925a、925b、925c被扩张的毛细管910包覆直到接头水平。

图10示出了具有多个毛细管1010的装置1000的实施例的示意图。毛细管1010可以彼此相邻地放入结构1020的开口中。因此，通过向结构1020施加热量，毛细管1010彼此平行地固定在结构1020中。

在实施例中，在从箭头1025的方向观察的视图中，微流体装置1000看起来像具有四个管(毛细管)开口1040的矩形1030(在施加热量的步骤之前)。在施加热量之后，附图左侧的毛细管1010在附图右侧的横截面中示出为具有扩大的开口1040a，或多或少地完全填充通道。

图11示出了具有两个平行毛细管1102、1104的装置1100的实施例的示意图。两个毛细管1102、1104平行设置。结构1120内部的毛细管1102、1104的部段具有相同的长度。因此，提供了在结构1120内部相同距离处的界面。因此，提供了用于平行层流的扩张的平行圆筒体。

图12示出了装置1200的实施例的示意图，其中在结构1206内部具有两个平行的毛细管1202、1204用于再循环。提供一个毛细管1202以用于插入流体，并且提供另一个毛细管1204以接收插入的流体并传送它(或反之亦然)。从一个毛细管到另一个毛细管1204，流体的再循环(由箭头1208指示)发生在结构1206内部。因此，提供了用于试剂再循环的扩张的平行圆筒体。

图13示出了具有用于插入试剂的两个开口1302和1304的装置1300的实施例的示意图。例如，可以在透气微流体基片(例如，PDMS)中提供不透气涂层。此外，微流体基片，如装置1300，可以是可连接的，而不会损失通道之间的连续性。此外，毛细管112示出为从顶部进入微流体基片1300的结构1306。

图14示出了在流体通道1404内部具有感测装置1408的装置1400的实施例的示意图。因此，在毛细管122扩张之前提供传感器1408或任何接线材1406的平行插入(比较图14的上部部分)。图14的下部包覆示出了卡在毛细管122的外壁和结构1410的流体通道1404的内壁之间的感测装置1408。

图15示出了具有T形接头的装置1500的实施例的示意图。多个毛细管122(具有不同材料，见上文)锁定在周围结构124(具有不同材料，见上文)内以用作连接器/开关。结构124包括连接不同开口的通道。若干毛细管122连接到结构124。与图9中的结构920相比，周围结构124可以具有不同的形状。例如，结构124的通道的开口可以是倾斜的，使得通过相应的开口引入的毛细管122齐平完成，从而开口倾斜地围绕毛细管122。

图16示出了具有多个操作毛细管122的装置1600的实施例的示意图。在实施例中，所使用的结构124是实心的。实心结构124包括一个或多个流体通道126a、126b和126c(例如，微流体探针头)。一个或多个流体通道126a、126b和126c通过一个或多个毛细管122连接到相应的周边设备1610。因此，可以在多路注入或抽吸通道中提供平滑的流体路径。在图16中，结构124是具有一个抽吸通道126a(向上箭头)、一个注入通道126b和一个浸液注入通道126c(箭头向下)的微流体探针头。因此，多通道MFP头1100可在表面上操作，如图16底部所示。

为了说明的目的已经呈现了各种实施例的描述，但并不旨在穷举或限制于所公开的实施例。在不脱离所描述的范围和精神的情况下，许多修改和变型对于那些本领域普通技术人员来说将是显而易见的。选择本文使用的术语是为了最好地解释实施例的原理，对市场上发现的技术的实践应用或技术改进，或使本领域的其它普通技术人员能够理解本文公开的实施例。