均衡集成式PCR-CE微流装置内的压力的压力歧管

摘要

本发明涉及均衡集成式PCR-CE微流装置内的压力的压力歧管。本发明提供了一种装置，该装置包括：具有多个可选地通过毛细通道连接起来的井区的芯片；和歧管部件，该歧管部件被配置成设置在该芯片上方，以便均衡该井区和毛细通道上方的压力。

权利要求

1.一种歧管装置，用于和微流芯片一起使用，所述微流芯片包含通过毛细通道连接起来的井区，所述歧管装置包括：歧管部件，所述歧管部件被配置成设置在所述芯片上方，并且在所述歧管部件的顶部设置有外部压力端口，通过经由所述歧管部件上的外部压力端口施加调节后的外部压力以便均衡所有井区和毛细通道上的压力。

2.根据权利要求1所述的歧管装置，其中所述歧管部件还具有互连通道，所述互连通道的端部配置成面对所述芯片，并且分别在所述井区上方对齐，所述互连通道被配置成导向所述歧管部件外观面处的开口，并且其中，每个井区一个垫圈，各垫圈放置在井区上，并且各垫圈被配置成将所述歧管部件与各井区之间的接口密封起来。

3.根据权利要求2所述的歧管装置，其中在各井区具有管状延伸部时，所述垫圈放置在各井区的所述管状延伸部上，并且所述歧管装置被配置成放置在各管状延伸部的所述垫圈上。

4.根据权利要求1所述的歧管装置，其中一个垫圈环绕所述井区和所述毛细通道，以将所述歧管部件与所述芯片之间的接口密封起来，从而将所述歧管部件设置在所述芯片的上方来均衡所有井区和毛细通道的压力。

5.根据权利要求4所述的歧管装置，其中所述歧管部件具有位于所述芯片的所述井区和所述毛细通道上方的腔室，并且空气通道从所述歧管部件的外观面处的开口导向所述腔室。

6.根据权利要求5所述的歧管装置，其中各井区具有管状延伸部，并且所述歧管部件设置在具有所述管状延伸部的各井区的上方，将所述井区密封在所述腔室内。

7.根据权利要求1所述的歧管装置，其中所述歧管部件为无阀门歧管块。

8.根据权利要求1所述的歧管装置，其中芯片设置在基体上方，并且所述歧管部件被配置成通过垫圈与所述基体接触，以完全将所述芯片封闭在所述歧管部件与所述基体之间形成的腔室内。

9.根据权利要求1所述的歧管装置，其中所述歧管部件具有穿过其自身设置、到达所述芯片的所述井区的电极。

10.根据权利要求1所述的歧管装置，其中电极不通过所述歧管部件设置，而是嵌入或者印刷在所述芯片上，以便将电压施加到所述芯片的所述井区。

11.一种歧管装置，用于和具有多个井区的微流芯片一起使用，所述多个井区通过毛细通道连接，所述歧管装置包括：被配置成设置在所述芯片上方的歧管部件，

其中所述歧管部件具有互连通道形成的多个组，每个组的互连通道的端部配置成面对所述芯片，并且分别在所述井区上对齐，并且每个组的互连通道配置成导向所述歧管部件的外观面处的开口，从而形成和组的数量一样多的开口，而且在所述歧管部件的顶部设置有外部压力端口，通过经由所述歧管部件上的外部压力端口施加调节后的外部压力以便均衡所有井区和毛细通道上的压力。

12.根据权利要求11所述的歧管装置，所述歧管装置还包括：设置在所述芯片的各所述井区上以便将所述歧管部件与各井区之间的接口密封起来的垫圈。

13.根据权利要求12所述的歧管装置，其中各井区具有管状延伸部，并且所述垫圈放置在所述管状延伸部上。

14.根据权利要求13所述的歧管装置，其中所述歧管部件被配置成与各管状延伸部上的所述垫圈接触，以将所述芯片的所述井区密封起来。

15.根据权利要求11所述的歧管装置，其中所述歧管部件为无阀门歧管块。

16.根据权利要求11所述的歧管装置，其中所述歧管部件具有穿过其自身设置、到达所述芯片的所述井区的电极。

17.根据权利要求11所述的歧管装置，其中电极不是通过所述歧管部件设置，而是嵌入或者印刷在所述芯片上，以便将电压施加到所述芯片的所述井区。

18.一种微流装置，其包括：

具有多个井区的芯片，所述多个井区通过毛细通道连接起来；和根据权利要求1所述的所述歧管装置。

19.根据权利要求18所述的微流装置，其中所述芯片被配置成执行聚合酶链式反应和毛细电泳。

20.根据权利要求18所述的微流装置，所述装置还包括：连接到所述歧管部件开口的压力源，用于均衡所述井区上方的压力，以抑制或者防止液体的蒸发、冷凝和非故意移动。

21.一种微流装置，其包括：

具有多个井区的芯片，所述多个井区通过毛细通道连接起来；和根据权利要求11所述的所述歧管装置。

22.根据权利要求21所述的微流装置，其中所述芯片被配置成执行聚合酶链式反应和毛细电泳。

23.根据权利要求21所述的微流装置，所述装置还包括：连接到所述歧管部件各开口的压力源，用于调节所述互连通道内和所述井区处的压力。

说明书

均衡集成式PCR-CE微流装置内的压力的压力歧管

[0001] 本申请基于中华人民共和国专利法实施细则第42条提出，是2008年5月15日提交的国际申请号为PCT/US2008/006266(国家申请号为200880015980.5)的发明名称为“均衡集成式PCR-CE微流装置内的压力的压力歧管”的国际专利申请的分案申请。

技术领域

[0002] 本发明涉及一种装置，该装置包括具有多个可选地通过毛细通道连接起来的井区的芯片；和歧管部件，该歧管部件被配置成设置在芯片上方，以均衡井区和毛细通道上的压力，防止井区和通道内液体的蒸发、冷凝及非故意移动。

背景技术

[0003] 自Wilding及合作者首先在微芯片装置中的腔室内进行PCR之后，微流PCR得到了发展(Wilding，P.，Shoffner，M.A.，Kricka，L.J.，：PCR in a silicon microstructure，Clin.Chem.，1994，40，1815-1818)。Northrup等人描述了一种装置，该装置将在不同衬底上制造的PCR反应器和毛细管电泳(CE)模块连接起来(Woolley，A.T.，Hadley，D.，Landre，Pl，deMello AJ.，Mathies，R.A，Northrup，M.A.：Functional integration of PCR amplification and capillary electrophoresis in a microfabricated DNA analysis device，Anal.Chem.，1996，68，4081-4086)。随后，Burns的小组开发出一种集成式装置，该装置可执行PCR和基于凝胶的电泳(Burns，M.A，Johnson，B.N.，Brahmasandra，S.N.，Handique，K，Webster，J.R.，Krishnan，M.，Sammarco，T.S.，Man，P.M.，Jones，D.，Heldsinger，D.，Mastrangelo，C.H.，Burke，D.T.：An integrated nanoliter DNA analysis device，Science，1998，282，484-487)。来自Mathies小组的Lagally及来自ACLARA生物科学的Koh也证实了集成式微流装置中的PCR-CE(Lagally，E.T.，Simpson，P.C.，Mathies，R.A：Monolithic integrated microfluidic DNA amplification and capillary electrophoresis analysis system，Sensors and Actuators B，2000，63，138-146；and Koh，C.G.，Tan，W.，Zhao，M.，Ricco，A.J.，Fan，Z.H.：Integrating polymerase chain reaction，valving，and electrophoresis in a plastic device for bacterial detection，Anal.Chem.，2003，75，4591-4598)。Hess等人使用反应器在高压下执行PCR，以便控制核酸杂交(Hess，R.S.，Laugharn，J.A Jr.，Green，D.J.，Pressure-controlled nucleic acid hybridization，2004年6月22日公开的美国专利6753169B2)。

[0004] 执行PCR所需的温度可以达到95℃，该温度接近于水的沸点。在此高温下，蒸发严重，并且可以改变反应溶液的浓度，并且降低PCR的效率。PCR腔室中的溶液内可能产生气泡，在微流通道内产生压力差，并且将液体推挤到目标区域之外。比如，可能会将分离缓冲液移动到CE分离通道之外。此外，通常在许多微流装置中使用的阀门比如凝胶阀、蜡阀(wax valve)和憎水材料无法重复使用，从而将装置限制于仅仅在PCR反应的最后阶段或者在终点处检测PCR扩增(amplification)。

[0005] 需要一种一次性PCR装置，以便避免延误和交叉污染问题。此外，虽然可以使用阀门防止蒸发和液体移动，但将阀门结合到微流PCR装置将会极大地增加制造成本。同时，在微流PCR系统当中使用阀门将会出现问题，因为一旦这些阀门启动，这些阀门就趋向于失去其功能，因此不允许对反应腔室中的产品进行连续或者多次采样。

[0006] 提供了一种具有歧管的装置，用于抑制或者防止比如在PCR循环过程中因微流通道网络中的压力差所引起的液体蒸发、冷凝和非故意移动。

发明内容

[0007] 本发明提供了一种歧管装置，用于和微流芯片一起使用，所述微流芯片包含可选地通过毛细通道连接起来的井区，所述歧管装置包括：歧管部件，所述歧管部件被配置成设置在所述芯片上方，用以均衡所述井区和所述毛细通道上方的压力。

[0008] 提供了一种装置，该装置包括：具有多个井区的芯片，该多个井区可选地通过毛细通道连接起来；和歧管部件，该歧管部件配置成设置在芯片上方，以便均衡所述井区和毛细通道上的压力。

[0009] 歧管部件可以放置在聚合酶链式反应(PCR)毛细管电泳(CE)芯片的上方，以便抑制或者防止PCR循环过程中井区和芯片通道之间的压力差所引起的芯片内液体蒸发、冷凝和非故意移动。

[0010] 应当理解，前面的概述和接下来的详述都仅仅是示例性和解释性的，而并不用于限制所要求保护的发明。虽然下面描述的实施例涉及具有微流PCR-CE芯片的装置的使用，但装置本身不限于与这种芯片一起使用。

[0011] 结合在本说明书中并且构成了本说明书一部分的附图示出了本发明的实施例，并且和描述共同用于解释发明原理。当附图之间使用相同的标号时，这些标号指的是相同或者类似元件。此外，在本公开中描述的任何一个或者全部文献通过引用结合于此。

附图说明

[0012] 图1为本发明装置的实施方式。

[0013] 图2A、2B和2C为本发明装置的实施方式。

[0014] 图3A示出了本发明实施方式的示例性测量结果，而图3B示出了控制系统的测量。

[0015] 图4为PCR成长曲线。

[0016] 图5为在PCR目标产品开始可以被检测时在第18个循环时毛细管电泳(CE)分离的电泳图。

[0017] 图6提供了从0副本到10万副本的CE分离结果的电泳图。

[0018] 图7为本发明装置的另一实施方式。

[0019] 图8为本发明装置的又一实施方式。

[0020] 图9为本发明装置的另一实施方式。

[0021] 图10为本发明装置的另一实施方式。

具体实施方式

[0022] 现在将详细参照本发明的示例性实施方式，其实施例示于附图中。在可能的情况下，所有附图中将使用相同标号标示相同或者类似部件。

[0023] 文中描述的本发明的实施方式为在微流装置中使用的歧管，用于抑制或者防止在PCR循环过程中由微流通道之间的压力差所导致的液体的蒸发、冷凝和非故意移动。歧管允许微流装置的井区和微流通道与外部环境隔绝，从而在PCR循环过程中不会产生压力差。该歧管同时允许将外部压力源连接到所有井区。施加外部压力升高了PCR溶液的沸点，从而可以抑制热循环过程中的蒸发。

[0024] 本发明的一个实施方式展示于图1中。微流装置100包括歧管块200和微流PCR-CE芯片300。歧管块200具有互连通道210，互连通道210可以和微流PCR-CE芯片300当中的各个井区相接口。歧管块200的顶部还具有外部压力端口220。歧管块200可具有多于一个的外部压力端口，并且一组互连通道可以导向一个端口，而另一组通道可以导向另一个端口。所示的PCR-CE芯片300具有总计八个由通道320互相连接起来的井区310，但是根据需要，该芯片可具有更多或者更少的井区，并且通道可以相应设置。通道320可以从井区310的底部开始，并且在芯片300当中延伸。根据应用，各井区的大小可以一致也可以互相不同。多个垫圈250(比如O形环)夹设在歧管块200与PCR-CE微流芯片300之间。歧管块200、垫圈250及PCR-CE微流芯片300固定在一起，以便将井区310和通道320与外部环境隔绝。可以通过歧管块200顶部的端口220施加来自外部压力源140的调节后的外部压力。歧管块200用于均衡微流装置100当中的气体或蒸气所产生的压力差。100psi或100psi以下及10psi或10psi以上的压力可用于控制微流装置100内升高的孵化温度(incubation temperature)下的溶液蒸发。压力可以为大约20psi-40psi，并且进一步在大约30psi-40psi之间。然而，压力并不限制于100psi或100psi以下。根据对更大压力的需要，压力上限可以更高，以便比如进一步降低溶液沸点。

[0025] 在变性步骤中，PCR内的温度可以升高到95℃。在该温度附近，可能发生蒸发，并且可能产生气泡。在微流装置中，这些变化可能导致在不同隔间和通道之间产生较大压力差，并且可能引起液体无法控制的蒸发、冷凝和非故意移动。

[0026] 在本发明的另一示例性实施方式中，在图2A中以截面图示出的歧管块400由压克力塑料(acrylic plastic)制成。将歧管块400设计成设置在微流PCR-CE芯片500的上方，芯片500总共具有八个井区510，这些井区与O形环515(侧视图中仅仅可以看到4个)交叠，以便将这些井区密封起来，但是井区数量可以根据需要改变。设置在歧管块400当中的互连通道410被配置成在其端部与PCR芯片500上的各井区510相接口。互连通道410汇聚到外部端口420，该外部端口420导向外部压力源(图未示)。在另一个示例性例子中，图2B示出了不同类型的井区，其中各井区510除了具有沟槽(trench)530之外，还具有管状延伸部520。管状延伸部520可用于扩大井区的沟槽530的液体容量。管状延伸部520可具有大约5-50μl的容积。然而如图2A所示，可以通过使各井区510具有完全在芯片500当中的适当尺寸来提供各井区510所需要的必要容积。注意：该例子当中的歧管块400还示出了电极440，该电极440通过互连通道410从该块的顶部延伸到井区510，用于施加电压。根据结构和需求，井区510可具有或者不具有这种电极(图1和图2A没有示出任何电极，但是可以以类似方式提供电极)。可以通过环氧胶450将所产生的用于插入电极440的孔密封起来。而且在该例子中，外部端口420设置在歧管块400的侧部，并且在相对端具有插块430，以便获得良好密封性。

[0027] 图2C示出了本发明的另一实施方式。该实施方式中的构件对应于图2B中的构件，并且具有和图2B中的标号相同的标号。图2B的实施方式与图2C的实施方式之间的主要区别在于图2C当中的电极440并入到歧管块400当中，因此独立于空气管路(也就是互连通道410)而提供。这种结构允许具有更好的电极绝缘性，并且有利于更牢固地将井区密封起来。

[0028] 在图2A的当前实施方式中，各井区510的容量大约为25μl。然而，可以根据应用对各井区的容量进行适当设计，以便容纳可能从0.1nl变化到500μl的样本大小。为了进行PCR，样本大小的范围通常为1μl-100μl。因此，可以适当地对用于PCR芯片500的井区进行设计，以便具有比如1μl-100μl的容量，从而容纳PCR样本。示例性的歧管块400的互连通道具有大约1mm的通道宽度和大约为500μm的深度。通道尺寸为示例性的，并且可以根据设计和目标应用而变化。歧管块400的示例性尺寸为37mm x 22.4mm x12mm。然而，该歧管块的尺寸不应限制于文中描述的示例性尺寸。歧管块本身的尺寸可以根据比如PCR芯片的井区数量和/或它们的容量大小改变。

[0029] 现在将描述用于实现图2A中的PCR的示例性方法。各PCR 25μl反应包 含：1XPCR缓 冲 液；0.4mM dNTP；3mM MgCl2；250nM正 向 引 物 (forward primer)
5
CTCACCTATGTGTCGACCTG；250nM反向引物，GGTCGAGTACGCCTTCTTG；1μl BCG基因DNA(10 个副本)；及1U rTaq DNA聚合酶(polymerase)。

[0030] 将25μl的PCR反应混合物从一个井区510添加到PCR芯片500。然后可选地使井区510覆上大约1μl的矿油。然后将歧管块400、O形环515和PCR芯片500固定在一起。在装配后的结构中，PCR芯片500的井区510具有由歧管块400当中互连通道410所形成的公共压力通道，以便平衡任何压力差，并且允许将外部压力施加到井区510，以便进一步抑制或者防止液体的蒸发、冷凝和非故意移动。然后将装配后的歧管-PCR芯片固定在热循环器600的加热块的顶部(参考图2A)。通过歧管块400的顶部的外部端口420施加30psi的外部压力。还进行管体控制反应，以便将标准系统的DNA产率和歧管块-PCR芯片组件的DNA产率进行比较。

[0031] 使用以下循环方案进行PCR：1x 96℃，30s；并且40x96℃，15s，62℃，15s，及72℃，30s。使用DNA 1000kit在Agilent生物分析仪上对1个μl的产品进行分析。

[0032] 图3A示出了井区内具有矿油的歧管块-PCR芯片组件的并且将30psi的压力从外部源施加到该组件后的13.73ng/μl的DNA产品产率。图3B示出了控制反应(其中在管体内进行PCR反应)的17.36ng/μl的DNA产品产率。用该设置成功地证实了159-bp BCG目标的扩增，并且产率为控制管体反应的80％。

[0033] 表A

[0034]

[0035] 进一步执行在表A中总结的一组不同实验，以便展示歧管块400在抑制或者防止液体蒸发、冷凝和非故意移动方面的有效性。针对下面描述的实验1-6，将BSA溶液填充到PCR井区510中，开始循环方案以便模拟扩增反应，并且最终确定在10个循环之后(大约26分钟)井区当中BSA溶液的量。

[0036] 表A对使用该BSA溶液的实验1-6和对应的结果进行了总结。在实验1中，保持PCR芯片500开放，从而没有歧管块400的益处。结果是：在第十个循环之后，井区干燥而没有留下液体。

[0037] 在实验2当中，将PCR芯片500与歧管块400固定在一起，但是在PCR循环过程中没有通过外部端口420提供压力。结果是：在歧管的互连通道410当中出现一些冷凝。而且观察到气泡，并且仅仅剩下了大约50％的原始溶液。

[0038] 在实验3当中，将歧管块400和PCR芯片500装配并且密封起来，这一次在PCR循环过程中通过外部端口420施加了20psi的压力。互连通道410当中仍然出现一些冷凝，但是在井区510的溶液当中没有观察到气泡。然而，在各井区510附近观察到一些大气泡。井区510当中剩下了大约80％的原始溶液。

[0039] 在实验4当中，将歧管块400和PCR芯片500装配并且密封起来，并且在PCR循环过程中通过外部端口420施加30psi的压力。在这种情况中，在互连通道410当中观察到一些冷凝，并且在各井区510附近观察到大气泡。然而，在井区510当中剩下了大约90％的原始溶液。

[0040] 在实验5当中，将矿油施加到井区内，并且将歧管块400和PCR芯片500组装并且密封起来。并且在PCR循环过程中通过外部端口420施加30psi的压力。这一次没有冷凝，并且在井区当中剩下大约100％的溶液。

[0041] 在实验6当中，在将歧管块400和PCR芯片500组装之后，在PCR循环过程中通过外部端口420施加40psi的压力。对于该特定组件，压力导致芯片分层(delaminate)。然而，更强健的芯片500结构将能够让组件承受更高的压力，并且这种结构没有脱离本发明的范围。

[0042] 实验1-5表明歧管块有助于抑制或者防止芯片当中的液体蒸发、冷凝和非故意移动。虽然矿油可以进一步有助于抑制井区内的蒸发，如下面的实验8所展示的那样的，矿油并不是必要的。

[0043] 表B

[0044]

[0045] 表B对利用歧管块400和类似于芯片500的PCR-CE芯片(与图2B所示的类似，但是具有更强健的层压结构，以便承受更高压力)的两个另外的实验进行了总结。对于每个实验，运行40个循环的PCR，并且总体持续时间大约为1个小时。

[0046] 在实验7当中，得到验证的是：更强健的层压结构的芯片能够承受40psi的压力。在该压力处没有发生分层。如果具有更强健的材料和更好的增强结构，则芯片将能够承受更高压力。

[0047] 在实验8中呈现了图4的40个循环的实时PCR-CE化验的结果。PCR-CE芯片的CE分离通道填充有凝胶基质，并且将28ul的PCR反应混合物装到芯片腔室内。在歧管块400和PCR-CE芯片组装起来并且将其放置到热循环加热器之后，在PCR循环过程中通过外部端口420施加35psi的压力。成功地检测到实时扩增。通过在循环14、16、18、20、22、25和30当中在井区之间施加电压，来自腔室的PCR产品样本被引导并迁移到CE分离通道当中，以进行分析。利用PCR混合物当中的内部标记(100bp DNA)对PCR产品的峰顶区域进行标准化，并且绘制相对于循环次数的图，以便产生实时PCR产品生长曲线，如图4所示。图5示出了以上同一实时PCR-CE化验的第18个循环中的CE分离电泳图。这证实：在第18个PCR循环中或其周围开始可以检测到目标PCR产品样本(200bp)。实质上防止了蒸发，从而在40个PCR循环之后基本上在腔室内剩余100％的液体。总时间为一个小时，并且没有在井区中使用矿油。在该例子中没有使用矿油，表明在没有使用矿油的情况下也基本上可以防止蒸发。

[0048] 通过使用歧管和施加的高达30psi的外部压力的组合，抑制了反应混合物从PCR井区中的蒸发。在增加溶液之后向井区添加矿油可进一步有助于减小蒸发。但是如实验8所示的，借助本实施方式中的装置，可以消除将一滴矿油滴在井区顶部以便防止高温蒸发的标准操作。

[0049] 借助类似于图2B所示的结构进行了其他实验。方法和方案基本上与在前面实验中所报告的方法和方案相同。在没有采用矿油的情况下在35psi下执行40个PCR循环终点CE化验的结果呈现在图6的图形中。将内部参考标记标示为100bp和700bp。实际的PCR产品位于100bp到700bp内部标记之间。电泳图A-F提供了范围在每个化验10万-10个DNA目标副本的检测结果。在所有实验中，在采用了压力歧管装置以便保持所有井区和通道压力平衡的情况下，没有明显的液体损失。

[0050] 本发明的另一个实施方式示于图7中。在这种情况，压力歧管块700为具有单个通道的块，用以设置在微流PCR-CE芯片710的上方。外部压力端口705设置在压力歧管块700的顶部。歧管块700作为盖子使用，用以设置在芯片710的所有微流井区和分离通道730的上方，用于减小或者抑制PCR热循环过程中在井区720之间产生的压力差。垫圈740(比如硅树脂O形环)环绕所有井区720和分离通道730，并且夹设在歧管块700与PCR-CE微流芯片710之间。歧管块700可以为实心块，从而通过块700与芯片710之间的垫圈740形成公共间隙空间。另选地，如图8所示，歧管块700可以具有在芯片710与块700之间形成的密封腔室800。参考图7和图8两者，外部压力端口705通过空气通道(单个通道)750导向所述腔室或者所述间隙。然后将装配起来的歧管垫圈-PCR-CE芯片固定在一起，以便确保完全密封。通过经由歧管块700上的外部压力端口705施加调节后的外部压力以便均衡所有井区720和分离通道730上的压力，可以抑制或者防止溶液在芯片710当中的蒸发、冷凝和非故意移动。

[0051] 图9示出了另一个示例性实施方式，其中在芯片710与歧管块700之间存在腔室800并且通过垫圈740将该腔室800密封起来允许容纳井区720的管状延伸部810。井区
720由沟槽820和管状延伸部810形成。歧管块700的尺寸可以足够大，以便放置在芯片
710的上方，并且可具有尺寸足够大的腔室，以便放置管状延伸部810。图9示出了位于歧管块700侧部的外部压力端口705和空气通道750，但是该空气通道750可以在包括顶部在内的任何位置。在该实施方式中，示出了用于各个井区720的电极830，但是根据芯片710的设计，并不是每个井区都需要电极。其它附图，比如图7和图8，没有示出电极，但是没有示出电极仅仅是为了简化歧管块的视图。

[0052] 图10示出了另一个示例性实施方式，其中在歧管块910与基体920之间形成的密封腔室900由围绕歧管块910和基体920接触处的边界的垫圈925气密性密封起来。具有井区(管状延伸部)940和通道(图未示)的芯片930完全封闭在腔室900当中。而且在该实施方式中，用于将电压提供给井区940的电极完全嵌入或者印刷在芯片930上，从而不需要让电极穿透歧管块以便到达井区。可以将热循环器950附接在或者结合到基体920的底部。基体920可以由金属比如铜或者铝制成，或者可以由可适当地将热量从热循环器950传导至芯片930的塑料材料制成。基体920具有适当大小的形状，以便同时支持芯片930和歧管块910的触点。这种结构具有这样的优点：因为歧管块910完全包围芯片930本身，因此芯片930上没有附加的接触压力来产生应力。此外，芯片930的层仅仅受到腔室900的内部均衡空气压力，而不会象图9中的芯片710那样受到内部腔室压力和外部空气压力之间的压力差。因此，根据该结构，芯片930不易于出现分层、泄漏或者其他类型的损坏。而且，芯片930的总体封装确保所有井区和通道具有均匀压力。

[0053] 在加压之前或者在加压之后，也可以通过对流(比如吹热空气)或者通过传导(比如进行电阻加热)对任何一个实施方式中提供的歧管块进行加热，以便进一步防止在歧管块所产生的腔室内形成冷凝。

[0054] 歧管块的应用并不限制于和PCR芯片一起使用。针对和PCR-CE芯片一起使用的情况示出了歧管块的当前实施方式，但是歧管块也可用于均衡具有井区的微流装置中的压力，以便进行不涉及PCR的化学或生物反应。

[0055] 而且，可以关闭将压缩空气供应给微流装置的外部压力源，以便维持由歧管块和微流芯片等构成的微流装置内的压力。比如，从外部压力源供应高压空气的管体可具有夹紧机构或者类似机构，以便切断空气并且维持歧管块-微流芯片装置中的压力。也可以让该管体在夹紧机构附近可拆卸，以便让作为封闭系统的歧管块和芯片便于携带，同时仍然维持高压。

[0056] 另选地，可以将与微流芯片结合的歧管块配置为封闭系统，也就是具有充分密封的外部开口的系统，或者不具有任何外部开口的系统。在该系统中，可以通过比如选择性地加热具有低沸点液体的井区或者将干冰放置在该井区内而从内部增加歧管动内的压力。该结构中的歧管块当中的均衡压力将会发挥抑制或者防止剩余井区内液体蒸发和冷凝及通道内液体非故意移动的作用。

[0057] 提供了一种低成本并且具有歧管块的一次性装置。歧管块密封在PCR芯片上，以便抑制或者防止PCR循环过程中PCR芯片通道中的压力差所引起的液体蒸发、冷凝和非故意移动。该装置用于微流方案中，但是该装置也可用于更宏观的规模中。

[0058] 在考虑文中公开的发明的说明书和实施之后，本领域中的技术人员将会想到发明的其他实施方式。应当将说明书和例子仅仅看作示例性的，本发明的真正范围和精神通过下列权利要求指出。

[0059] 相关申请

[0060] 本申请要求2007年5月15日提交的美国专利申请第60/938,171号的优先权，该专利申请通过引用结合于此。