本发明涉及一种用于制造具有隔膜阀的分层微流体装置的方法。所述方法包括：(a)产生隔膜阀组件，其包括：(1)将三个塑性箔层压在一起，顶部箔包括用于各个阀的一个通孔，中间箔具有连接顶部箔的各个阀孔的缝隙图案，且底部箔具有用于各个阀的一个通孔和进入所述缝隙图案的一个另外的孔；(2)将分层箔、底部箔下放到具有光滑的模具表面与一个或多个同心地匹配在所述分层箔的通孔内而留下用于形成隔膜的空间的垂直突出的圆柱体的半模上，且夹紧第二半模以关闭所述模具；(3)通过与底部半模相关联的漏斗和在底部箔层上的另外的孔注射液体橡胶且允许液体橡胶固化；和b)层压所述隔膜阀组件和流体通道。还提供根据所述方法制得的隔膜阀组件。
1.一种用于制造包括隔膜阀的分层微流体装置的方法，所述方法包括：a) 产生隔膜阀组件，其包括：(1) 将三个塑性箔层压在一起，从而产生分层箔，第一顶部箔包括用于各个阀的一个贯通阀孔，第二中间箔具有连接所述顶部箔的各个阀孔的缝隙图案，且第三底部箔具有用于各个阀的一个贯通阀孔和在所述缝隙图案处的一个另外的孔；(2) 将所述分层箔放到具有模具表面的模具上，其中，所述底部箔面向所述表面，所述表面包括与一个或多个同心地匹配在所述分层箔的贯通阀孔内而留下用于形成阀隔膜的空间的突出的圆柱体，且关闭所述模具；(3) 通过将液体注射到形成于所述圆柱体和所述顶部和底部层的阀孔之间的腔中且允许液体固化来形成所述阀隔膜，所述液体通过另外的孔和所述缝隙图案而注射到所述腔中；和b) 层压所述隔膜阀组件和流体通道，所述流体通道包括第四和第五塑性箔，其中所述第四箔包括另外的缝隙图案，且所述第四箔在所述第一箔的顶部上而所述第五箔在所述第四箔的顶部上。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第五箔包括用于流体通道的液体连接的贯通孔。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述隔膜阀组件包括用于流体通道的液体连接的另外的贯通孔。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，其还包括：
c) 进一步层压压缩空气组件，所述压缩空气组件包括包括用于压缩空气的通道的第六箔和具有用于压缩空气的一体连接器和用于将该单元定位在分析仪器中的结构的第七底部箔或模制塑性部件，且所述第三箔在所述第六箔的顶部上。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在步骤c)之前，所述压缩空气组件首先层压在一起。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第六箔和第七底部箔或模制塑性部件与所述隔膜阀组件和所述流体通道同时层压。
7.根据权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于，包括另一个步骤：c) 层压模制塑性部件，所述模制塑性部件包括用于压缩空气的通道、用于空气的一体连接器和用于将该单元定位在分析仪器中的结构。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤b)之前，首先层压形成所述流体通道的两个或更多个塑性箔，以形成流体通道组件。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将形成所述流体通道的两个或更多个塑性箔与所述隔膜阀组件同时层压在一起。
10.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述贯通孔包括用于连接的软表面。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述软表面包括流槽和/或密封件。
12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤a)(2)之前，处理所述分层隔膜阀组件以便硅橡胶粘附。
13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤a)(2)之前，所述顶部箔用可透气的低粘度衬垫覆盖，所述低粘度衬垫在层压步骤b)之前去除。
14.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤a)(2)之前，所述第三底部箔在远离所述第二中间箔的侧面上被衬垫覆盖。
15.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述箔用粘合剂涂布以促进层压。
16.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述箔由聚酯、聚碳酸酯或聚酰亚胺制得。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述聚酯包括聚对苯二甲酸乙二醇酯。
18.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，其还包括:
c) 进一步层压压缩空气组件，所述压缩空气组件包括包括用于压缩空气的通道的第六箔和具有用于空气的一体连接器和用于将该单元定位在分析仪器中的结构的第七底部箔或模制塑性部件，且所述第五箔在所述第六箔的顶部上。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，在步骤c)之前，所述压缩空气组件首先层压在一起。
20.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述第六箔和所述第七底部箔或模制塑性部件与所述隔膜阀组件和所述流体通道同时层压。
a) 隔膜阀组件，其包括：(1) 层压在一起的三个塑性箔，第一顶部箔包括用于各个阀的一个贯通阀孔，第二中间箔具有连接所述顶部箔的各个阀孔的缝隙图案，且第三底部箔具有用于各个阀的一个贯通阀孔和在所述缝隙图案处的一个另外的孔；(2) 借助于通过所述底部箔层上的另外的孔和通过所述缝隙图案注射的液体在所述所述第一和第三箔的贯通孔中形成的柔韧隔膜；且包括b) 包括第四和第五塑性箔的流体通道，其中所述第四箔包括缝隙图案，且所述第四箔在所述第一箔的顶部上而所述第五箔在所述第四箔的顶部上；
22.根据权利要求21所述的分层微流体装置，其特征在于，所述第五箔包括用于流体通道的液体连接的贯通孔。
23.根据权利要求21所述的分层微流体装置，其特征在于，所述隔膜阀组件包括用于流体通道的液体连接的贯通孔。
24.根据权利要求22所述的分层微流体装置，其特征在于，其还包括：c) 压缩空气组件，其包括包含用于压缩空气的通道的第六箔和具有用于空气的一体连接器和用于将该单元定位在分析仪器中的结构的第七底部箔或模制塑性部件，且所述第三箔在所述第六箔的顶部上。
25.根据权利要求21-23中任一项所述的分层微流体装置，其特征在于，其还包括：3) 模制塑性部件，其包括用于压缩空气的通道、用于空气的一体连接器和将该单元定位在分析仪器中的结构。
26.根据权利要求22或23所述的分层微流体装置，其特征在于，所述贯通孔包括用于与分析系统的其他液体处理部件连接的软表面。
27.根据权利要求26所述的分层微流体装置，其特征在于，所述软表面包括流槽和/或密封件。
28.根据权利要求21所述的分层微流体装置，其特征在于，所述箔由聚酯、聚碳酸酯或聚酰亚胺制得。
29.根据权利要求28所述的分层微流体装置，其特征在于，所述聚酯包括聚对苯二甲酸乙二醇酯。
30.根据权利要求23所述的分层微流体装置，其特征在于，其还包括：压缩空气组件，其包括包含用于压缩空气的通道的第六箔和具有用于空气的一体连接器和用于将该单元定位在分析仪器中的结构的第七底部箔或模制塑性部件，且所述第五箔在所述第六箔的顶部上。
31.根据权利要求21所述的分层微流体装置，其特征在于，所述柔韧隔膜阀由硅橡胶制得。
具有隔膜阀的分层微流体装置及其制造方法
技术领域
[0001] 本发明涉及制造具有隔膜阀的分层微流体装置的新方法，所述具有隔膜阀的分层微流体装置例如用于调节通过分析仪器(例如生物传感器)的液体样品流。本发明还涉及根据这种方法制得的具有隔膜阀的分层微流体装置，以及使用所述新分层微流体装置的方法和系统。
背景技术
[0002] 各种分析技术用于表征分子之间的相互作用，特别在涉及生物分子的检测和相互作用的化验的背景下。例如，抗体-抗原相互作用在很多领域具有显著重要性，包括生物学、免疫学和药理学。在这方面，许多分析技术涉及在使配体与“分析物”例如抗原接触之前，“配体”例如抗体与固体载体的结合。在配体和分析物的接触之后，测量指示相互作用的一些特性，例如配体结合到分析物的能力。
[0003] 可以实时监控这种分子相互作用的分析传感器系统越来越获得关注。这些系统常常基于光学生物传感器且经常称为相互作用分析传感器或生物特定相互作用分析传感器。代表性生物传感器系统为通过GE Healthcare Life Sciences销售的Biacore®仪器，其使用表面等离子体共振(SPR)来检测样品中的分子和固定在传感表面上的分子结构之间的相互作用。采用Biacore®系统，不仅可以在不使用标记的情况下实时测定样品中特定分子的存在和浓度，而且例如可以实时测定另外的相互作用参数，例如分子相互作用的结合率和解离率常数。在文献中完整描述了装置和理论背景(例如参见Jonsson, U.等人，BioTechniques 11: 620-627(1991))。实质上，该技术包括配体固定到传感器芯片的特殊表面上，使传感器芯片与包含关注的分析物的样品的流体接触，且随后测量由所关注的结合引起的传感器芯片的表面光学特性的变化。对于SPR的其他细节，还参照美国专利No.5,
313,264、美国专利No.5,573,956和美国专利No.5,641,640。
[0004] 一体的微流体筒(IFC)为Biacore仪器中的关键部件。当前的IFC生产成本高昂且所需要的模具制造耗时较长。由于注射模制板的厚度，导通孔的死容积相当大。美国专利6,698,454描述了用于IFC的新的阀设计，与市场上在硅橡胶流体通道和阀内的IFC相比，其具有最少的硅橡胶(或其他弹性体)模制。然而，结合这种设计的IFC并没有引入到市场中。
[0005] 分层箔微流体通道/反应器得自Takasago Electric，Japan。这些与微型电磁阀结合为一体微流体装置。还在先前描述了制造分层微流体结构的方法。各种粘合剂和强有机溶剂用于将聚合材料层压在一起。US20080178987A1描述了使用弱有机材料(例如乙腈)取代强有机溶剂或粘合剂来层压的方法。US 5932799描述了用于产生微流体模块的聚酰亚胺膜的无胶结合。在那里，柔韧聚合物层结合到微通道层以用作阀。给出由DuPont’s Kapton® KJ热塑性聚酰亚胺膜构成的例示性阀层，优选的厚度为约1密耳。
[0006] 对更便宜制造且又具有比当前提供的更好性能的阀和相关的IFC存在需要。
发明内容
[0007] 本发明公开了一种用于制造具有隔膜阀的分层微流体装置的新方法，所述具有隔膜阀的分层微流体装置用于例如通过分析仪器(例如生物传感器)的调节液体样品流。本发明还公开了根据这种方法制得的具有隔膜阀的分层微流体装置，以及使用所述新分层微流体装置的方法。在以下描述中，用语“微流体”为了简明而用作名词，并且应当看做“微流体装置”等。
[0008] 因此，本发明的第一方面在于提供制造具有隔膜阀的分层微流体装置的新方法，所述隔膜阀用于调节通过分析仪器的液体样品流。所述方法包括以下步骤：
[0009] a) 产生隔膜阀组件，其包括：(1) 将三个塑性箔层压在一起，第一顶部箔包括用于各个阀的一个通孔，第二中间箔具有连接顶部箔的各个阀孔的缝隙图案，且第三底部箔具有用于各个阀的一个通孔和进入所述缝隙图案的一个其他孔；(2) 将分层箔、底部箔下放到具有光滑的模具表面与一个或多个同心地匹配在所述分层箔的通孔内而留下用于形成隔膜的空间的垂直突出的圆柱体的半模上，且夹紧第二半模以关闭所述模具；(3) 通过与底部半模相关联的漏斗和在底部箔层上的另外的孔注射液体橡胶且允许液体橡胶固化；和
[0010] b) 层压所述隔膜阀组件和包括第四和第五塑性箔的流体通道，其中第四箔包括缝隙图案，且第四箔在第一箔的顶部上而第五箔在第四箔的顶部上。
[0011] 在本发明的另一方面中，提供了具有隔膜阀的分层微流体装置。所述分层微流体装置包括：
[0012] 1) 隔膜阀组件，其包括：(1) 层压在一起的三个塑性箔，第一顶部箔包括用于各个阀的一个通孔，第二中间箔具有连接顶部箔的各个阀孔的缝隙图案，且第三底部箔具有用于各个阀的一个通孔和进入所述缝隙图案的一个另外的孔；(2) 通过所述底部箔层上的另外的孔和所述缝隙图案注射的液体橡胶在通孔中形成的柔韧隔膜；和
[0013] 2) 包括第四和第五塑性箔的流体通道，其中第四箔包括缝隙图案，且第四箔在第一箔的顶部上而第五箔在第四箔的顶部上；
[0014] 其中所述隔膜阀组件和所述流体通道层压在一起。
[0015] 在另一方面中，本发明提供了用于研究分子相互作用的分析系统，其包括根据本发明的某些实施方案的具有隔膜阀的分层微流体装置。
[0016] 在另一方面中，本发明提供了使用结合根据本发明的一方面制得的分层微流体装置的IFC分析分子相互作用的方法。
[0017] 本发明的其他细节和优点将从下文的说明和权利要求而出现。
附图说明
[0018] 图1(a)显示当层压在一起时形成根据本发明的某些实施方案的隔膜阀组件的具有通孔和缝隙的三个箔层的示意图。
[0019] 图1(b)呈现根据本发明的某些实施方案制得的隔膜阀的一部分的示意图。
[0020] 图2显示当层压在一起时形成根据本发明的某些实施方案的流体通道组件的具有缝隙和通孔的两个箔层的示意图。
[0021] 图3呈现显示作为根据本发明的某些实施方案的具有隔膜阀的分层微流体装置的一部分的底部模制塑性部件的示意图，其包括用于压缩空气操作阀的通道的箔和具有用于空气的一体连接器和用于将该单元定位在分析仪器中的结构。
[0022] 图4为显示形成根据本发明的某些实施方案的具有隔膜阀的分层微流体装置的各个单独箔/片的示意图。
[0023] 图5显示根据本发明的某些其他实施方案的具有隔膜阀的分层微流体装置的备选设计。
具体实施方式
[0024] 如上所述，本发明涉及制造具有隔膜阀的分层微流体装置的新方法以及根据该方法制得的具有隔膜阀的分层微流体装置，所述具有隔膜阀的分层微流体装置用于例如调节通过分析仪器(例如生物传感器)的液体样品流。尽管在以下详述和附图中描述了本发明的某些实施方案的许多具体细节，本领域技术人员将认识到本发明可以具有另外的实施方案，或本发明可以在不具有文中所述多种细节的情况下实施。
[0025] 在下文所述的多个实施方案中，本发明的具有隔膜阀的创造性分层微流体装置与微流体液体输送组件(例如适用于“生物传感器”的那些)一体地相关联。如本领域技术人员所了解，生物传感器为用于分析极少量的具有所关注的分析物的样品溶液的分析装置，其中所述分析物通过可以采用各种检测方法的检测装置分析。通常，这种方法包括，但不限于，物质检测方法，例如压电、光学、热-光学和表面声波(SAW)装置方法，和电化学方法，例如电势、电导、电流和电容方法。关于光学检测方法，代表性方法包括检测物质表面浓度的那些，例如反射-光学方法，包括内反射和外反射方法两者、角度、波长或相分辨(phase resolved)，例如椭圆偏振法和隐失波光谱(EWS)，后者包括表面等离子体共振(SPR)光谱、Brewster角测折射率法、临界角测折射率法、受抑全反射(FTR)、隐失波椭圆偏振法、散射全内反射(STIR)、光波导传感器、基于隐失波的成像，例如临界角分辨成像、Brewster角分辨成像、SPR角分辨成像等。此外，还可以采用例如基于隐失波荧光(TIRF)和荧光光度测定的光度方法，以及波导干涉仪。在美国专利No.5,313,264中公开了一个例示性生物传感器，其通过引用以其整体结合到文中。
[0026] 因此，在本发明的一个实施方案中，提供了一种用于制造具有隔膜阀的分层微流体装置的方法。所述方法包括以下步骤：
[0027] a) 产生隔膜阀组件，其包括：(1) 将三个塑性箔层压在一起，第一顶部箔包括用于各个阀的一个通孔，第二中间箔具有连接顶部箔的各个阀孔的缝隙图案，且第三底部箔具有用于各个阀的一个通孔和进入所述缝隙图案的一个另外的孔；(2) 将分层箔、底部箔下放到具有光滑的模具表面与一个或多个同心地匹配在所述分层箔的通孔内而留下用于形成隔膜的空间的垂直突出的圆柱体的半模上，且夹紧第二半模以关闭所述模具；(3) 通过与底部半模相关联的漏斗和在底部箔层上的另外的孔注射液体橡胶且允许液体橡胶固化；和
[0028] b) 层压所述隔膜阀组件和包括第四和第五塑性箔的流体通道，其中第四箔包括缝隙图案，且第四箔在第一箔的顶部上而第五箔在第四箔的顶部上。
[0029] 制造具有隔膜阀的分层微流体装置的第一步骤为制造如图1所示出的隔膜阀组件。
[0030] 将具有合适通孔和/或缝隙(即通道)的三个塑性箔/膜/片层压以形成在其上模制隔膜阀的基底。这些塑性箔/膜/片优选具有0.1mm-0.2mm范围的厚度。如图1a中所示出，顶部箔包括用于各个阀的一个通孔(Ø 0,2-0,5mm)，第二中间箔具有连接顶部箔的各个阀孔的缝隙图案，且底部箔具有用于各个阀的一个孔(具有约等于顶部箔上通孔的直径)和进入所述缝隙图案的一个另外的孔(具有约等于缝隙的宽度的直径)。可以调节通孔的直径和缝隙的宽度，例如基于塑性箔的厚度。中间箔可以任选地涂布有粘合剂以促进三个箔的层压。顶部箔和底部箔还可以任选地涂布有粘合剂以促进层压。任选地底部箔在远离中间箔的侧面上被衬垫覆盖。塑性箔/膜/片可以通过许多合适的结合技术中任一种(例如胶合或通过超声波或激光焊接技术)连接在一起。例如，箔可以胶涂布，因此层压可以通过加热(80-150℃)或压力实施。或者，箔可以通过加热或压力用粘合剂预涂布以便层压。在某些实施方案中，可预涂布箔的两侧。在某些实施方案中，可预涂布箔的仅一侧。或者，粘合带例如双面粘合带可以用于将塑性箔胶合在一起。或者，激光焊接可以用于连接在激光波长下具有不同光吸收的塑性材料。激光可以渗透透明部件(例如箔#1)且随后被不透明部件(例如箔#2)吸收，在此被转化为热。第一和第二塑性箔在界面熔融，且焊接可以通过工件夹具施加的外部压力实现。在这种方式下，可以形成包括第一和第二平整塑性箔的焊接单元。激光焊接可以用于同时连接至多三个塑性箔在一起(一个不透明的在两个透明的之间)。
[0031] 任选地，处理(即通过等离子体处理或化学引发等)分层组件以用于硅橡胶粘附。顶部箔可以用可透气的低粘度衬垫覆盖，选择让空气在填充期间从腔逃逸。随后可以将组件放在由两半组成的模具中以促进限定阀的部分的内部柔韧隔膜形成。更具体而言，组件使底部箔下放到具有光滑的模具表面与一个或多个适用于同心地匹配在与三个塑性箔相关联的通孔内的垂直突出的圆柱体的半模上。通常，突出的圆柱体具有平整的顶部表面，优选比分层组件的厚度短约0.1mm，且具有优选小于通孔的直径约0.1mm的直径。第二半模(例如部分来自烧结材料)也具有光滑的模具表面，且在顶部夹紧(抵靠着顶部箔衬垫)。液体橡胶(例如RTV有机硅)通过与底部半模相关联的漏斗和在底部箔层上的另外的孔注射，因此形成阀单元(图1b)。顶部箔上的任选的衬垫在填充期间排出空气。任选的底部箔衬垫与顶部衬垫一起使箔表面在分层组件在固化之后取出时干净。虽然在图1a中显示具有三个箔层的简单缝隙图案，技术人员理解可以设计许多复杂缝隙图案，且可以通过使用超过两个箔层构建控制三维流体通道的阀。
[0032] 如本领域技术人员所了解，铸造为其中将液体倾注到模具中并允许反应、固化或硬化以形成模具腔的形状的固体物体的方法。而且，应当理解适用于本发明的目的的热塑性弹性体包括热塑性聚氨酯弹性体(即TPU)、基于聚烯烃的热塑性弹性体(即TPO)、基于动态硫化弹性体-热塑性共混物的热塑性弹性体(即TPV)、苯乙烯嵌段热塑性弹性体、热塑性聚醚酯弹性体、基于含卤素聚烯烃的热塑性弹性体和基于聚酰胺的热塑性弹性体以及其各种组合和共混物。
[0033] 制造具有隔膜阀的分层微流体装置中的另一步骤为制造如图2中所示出的流体通道组件。将包括缝隙图案的箔/片和具有用于液体连接的通孔的另一个箔层压在一起以形成流体通道。用于连接的软表面例如流槽和密封件可以在层压之前在第二箔上模制。箔可以任选地在彼此相对的侧面上用粘合剂涂布以促进层压。虽然此处显示两个箔层的简单缝隙图案，技术人员理解可以设计许多复杂的缝隙图案，且可以通过使用超过两个箔层形成三维流体通道。
[0034] 与图2比较的备选设计将用于液体连接的通孔放在隔膜阀组件上。因此，这些通孔与流体通道的缝隙图案连接。在形成隔膜阀组件时模制阀时(未示)，用于连接的软表面例如流槽和密封件可以模制。
[0035] 制造具有隔膜阀的分层微流体装置中的第三步骤为在从隔膜阀组件的顶部去除可透气的低粘度衬垫之后，将隔膜阀组件和流体通道组件层压在一起。
[0036] 在一个备选的实施方案中，隔膜阀组件和组成流体通道的单个箔片可以同时层压在一起以形成分层微流体装置。
[0037] 用于箔片的材料为塑性箔，例如聚酯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚酰亚胺。本领域技术人员可以容易选择待使用的正确材料，这取决于关于化学耐受性、柔韧性等的应用要求。
[0038] 在某些实施方案中，提供先前具有适用于形成隔膜阀组件、流体通道组件和分层微流体装置的缝隙和通孔的箔。优选地，缝隙和通孔通过激光切割制得。或者，可以使用其他切割方式，例如模切(die cut)。
[0039] 激光切割用放在低粘度衬垫上的箔进行。激光束允许控制箔和膜的熔融且产生清晰和密封的切割边缘。采用激光切割，甚至可以精密地切割最小半径的缝隙和通孔并在记录速度下产生简单几何形状。在激光切割期间，在箔或膜上没有通过工具施加的压力，整个过程为无接触的且因此，最终产品将完美出现。箔或膜的激光切割将不导致涂料从最终产品上剥落。
[0040] 在某些实施方案中，具有隔膜阀的分层微流体装置还包括用于压缩空气操作阀的通道。这些通道可以在图3中所示的箔片中制得。在此，底部箔任选地由具有用于空气的一体连接器和将该单元定位在分析仪器上的结构的模制塑性部件制得。
[0041] 或者，通道可以为具有用于空气的一体连接器和将该单元定位在分析仪器上的结构的模制塑性部件的部分。
[0042] 将包括用于压缩空气的通道以及用于空气的一体连接器的塑性箔/部件(图3中所示)层压到隔膜阀组件的侧面。或者，当用于液体连接的通孔位于隔膜阀组件上时，将这些塑性箔/部件层压到流体通道的第五塑性箔的侧面。
[0043] 因此，在某些实施方案中，制造具有隔膜阀的分层微流体装置的方法还包括提供包括用于压缩空气操作阀的通道的箔，和具有用于空气的一体连接器和用于将该单元定位在分析仪器中的结构的底部箔或模制塑性部件。
[0044] 包括用于压缩空气的通道的箔和底部箔或模制塑性部件可以首先层压在一起以形成压缩空气组件。随后，将其与隔膜阀组件和流体通道组件层压在一起以形成分层微流体装置。
[0045] 或者，用于压缩空气操作阀的通道为具有用于空气的一体连接器和用于将该单元定位在分析仪器中的结构的模制塑性部件的部分。
[0046] 或者，包括用于压缩空气的通道的箔和底部箔或模制塑性部件不需要首先层压在一起。相反，它们与隔膜阀组件和流体通道组件层压以形成分层微流体装置。类似于先前的描述，流体通道组件不需要预先层压。只有隔膜阀组件需要预先层压。所有其他箔片可以与隔膜阀组件同时层压在一起以形成分层微流体装置。图4，其中中间三个层，即隔膜阀组件在与所述的其他部件层压之前制得以制造分层微流体装置。
[0047] 在另一个实施方案中，提供了具有隔膜阀的分层微流体装置，其包括：
[0048] 1) 隔膜阀组件，其包括：(1) 层压在一起的三个塑性箔，第一顶部箔包括用于各个阀的一个通孔，第二中间箔具有连接顶部箔的各个阀孔的缝隙图案，且第三底部箔具有用于各个阀的一个通孔和进入所述缝隙图案的一个另外的孔；(2) 通过所述底部箔层上的另外的孔和所述缝隙图案注射的液体橡胶在通孔中形成的柔韧隔膜；和
[0049] 2) 包括第四和第五塑性箔的流体通道，其中第四箔包括缝隙图案，且第四箔在第一箔的顶部上而第五箔在第四箔的顶部上；
[0050] 其中所述隔膜阀组件和所述流体通道层压在一起。
[0051] 在某些实施方案中，箔由聚酯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚酰亚胺制得。
[0052] 在某些实施方案中，柔韧隔膜阀由硅橡胶制得。在某些实施方案中，第五箔包括用于流体通道的液体连接的通孔。在某些实施方案中，分层微流体装置还包括压缩空气组件，其包括包括用于压缩空气的通道的第六箔，和具有用于空气的一体连接器和用于将该单元定位在分析仪器中的结构的第七底部箔或模制塑性部件，且第三箔在第六箔的顶部上。
[0053] 在某些其他实施方案中，隔膜阀组件包括用于流体通道的液体连接的通孔。在某些实施方案中，分层微流体装置还包括压缩空气组件，其包括包括用于压缩空气的通道的第六箔，和具有用于空气的一体连接器和用于将该单元定位在分析仪器中的结构的第七底部箔或模制塑性部件，且第五箔在第六箔的顶部上。
[0054] 在某些实施方案中，分层微流体装置还可以包括模制塑性部件，其包括用于压缩空气的通道、用于空气的一体连接器和用于将该单元定位在分析仪器中的结构。
[0055] 在某些实施方案中，分层微流体装置的通孔可以包括用于与分析系统的其他液体操作部件连接的软表面，例如流槽和密封件。
[0056] 图4显示形成根据本发明的某些实施方案的具有隔膜阀的分层微流体装置的各个单独箔/片的分解图。
[0057] 图5显示根据本发明的某些其他实施方案的具有隔膜阀的分层微流体装置的备选设计。图5(a)显示设计的分解示意图，以及具有隔膜阀的分层微流体装置的顶视图和底视图。该分层微流体装置包括包含箔片3、4和6的隔膜阀组件以及组成流体通道(箔片1和2)和加压空气通道(箔片7和8)的箔片。图5(b)分别从顶角和底角显示设计的备选分解示意图。图5(c)显示箔片3、4和6的备选分解示意图以及完成的隔膜阀组件的底视图。图5(d)显示箔片1和2的分解示意图，显示例示性流体通道的细节，其中，液体连接孔由参考标号10指示，空气连接孔由参考标号11指示，液体通道由参考标号12指示，并且阀座由参考标号13指示。
[0058] 隔膜阀组件通过箔片3、4和6形成。箔片3包括用于阀隔膜、软密封件/流槽和加压空气的孔。在制造隔膜阀组件期间，任选地处理箔片3的向下侧面以便橡胶粘合。箔片4包括用于硅橡胶模制的缝隙图案，以及用于加压空气的孔。在制造隔膜阀组件期间，该片任选地双面涂布以便层压粘合且还任选地处理以便橡胶粘合。箔片6包括用于阀隔膜、软密封件/流槽、加压空气的孔以及用于橡胶入口的额外孔。在制造隔膜阀组件期间，该片向上的侧面任选地处理以便橡胶粘合。这三个片可以层压在一起且如上解释用合适的半模模制，使得具有导通孔的流槽同时模制成阀隔膜(在图5(a)中标记为“5”且显示为图5(b)和(c)的绿色元件)。
[0059] 箔片1为覆盖箔，包括用于液体输送(液体连接)的孔和用于加压空气连接的孔。箔片2包括液体通道和用于加压空气的孔。在制造隔膜阀组件期间，该箔任选地双面涂布以便层压粘合。这些箔，当与隔膜阀组件层压在一起时，形成用于液体处理的微流体通道。
[0060] 箔片7和8形成用于压缩空气的通道。箔片7包括用于加压空气排气(cut outs)的通道和用于流槽模制的孔。在制造隔膜阀组件期间，这个片可以双面涂布以便层压粘合。箔片8为具有用于流槽模制的孔的覆盖箔。
[0061] 用于加压空气的孔或者可以位于箔片8上，而不是在箔片1-6上。
[0062] 具有导通孔的流槽可以使微流体通道与生物分析系统例如感应器芯片的其他功能连接，以将液体递送到感应器芯片。
[0063] 在图5中，液体连接显示在顶部箔片1的伸长部分上，远离分层微流体装置的中心。在某些实施方案中，液体连接的这种配置使这些液体连接和生物分析系统的其他部件之间能够直接连接，且减少/消除使用导管。取决于应用，所用的箔片可以更柔韧或更刚性，且液体连接可以更接近或更远离分层微流体装置的中心。在某些实施方案中，箔片可以弯曲，因此微流体装置可弯曲。这使得液体连接与生物分析系统的其他部件通过可移动的柔韧微流体装置而不是可移动的光学器件对接，使一步光学组件成为可能。使微流体装置弯曲还能够使其任何部分形成在三维结构的中间中潜在地具有内部载体的三维结构。任选地例如在三维结构的一侧上可以实现与生物分析系统的其他液体部件的连接。
[0064] 根据上述方法制得的具有隔膜阀的分层微流体装置提供许多优点：
[0065] -不需要昂贵的注射模制工具。(具有用于空气的连接器的底部板可以与多种类型的微流体相同)
[0066] -去除人工胶合过程提供更成本有效的方法。
[0067] -改进周围空气和液体之间的热传递。
[0068] -微流体可以弯曲。(通过移动流体而不是光学器件对接使更好热传递和一步光学组件成为可能)
[0069] -减少硅橡胶表面积。
[0070] -较短的导通孔表示在有机硅模具中较短的核。模具更易于制造。
[0071] -内部死体积由于较短的导通孔而降低。
[0072] -提供用于渡液的可能性且控制通道更容易。
[0073] 虽然显示且描述了本发明的具体实施方案，本领域技术人员将显而易见的是可以在不偏离本发明的教导的情况下进行改变和修改。上述描述和附图中所述的内容只提供为说明而不作为限制。当基于现有技术以它们合适的角度来看时，本发明的实际范围旨在以下权利要求中限定。
