CN101109759B - 流体装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于执行检定的流体装置及其控制方法。该流体装置可包括诸如真空泵、气体泵、“断开式打开阀(Broken open valves)”以及“自关闭阀(self-close valves)”的控制组件，其用于控制流体装置中的流体流动。可使用真空泵来沿特定方向牵引沟道中的流体，且可使用气体泵来沿特定方向推动沟道中的流体。可使用断开式打开阀来连接由用户控制的两个独立区域，且可使用自关闭阀来在流体经过后自动密封沟道。真空泵、气体泵、断开式打开阀以及自关闭阀可制造为小体积，使得流体装置可制造体积小且可携带的装置。

Description

流体装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及流体装置及其控制方法。 

背景技术

可使用许多类型的测试装置来侦测化合物的存在或分析生化反应。举例而言，可使用沿长度方向具有一个或多个测试线的横向流薄膜(Lateral flowmembrane)来执行横向流检定(Lateral Flow Assays)。具有溶解的试剂的流体通过电渗透(Electro osmosis)自薄膜的一端行进至测试线。读取者侦测测试线处是否发生反应，其指示试剂中存在或并不存在某些粒子。作为另一实例，可使用具有一组微毛细管的装置来控制免疫检定处理中的流体流动。试剂定位于沿微毛细管的长度的多个位置处，使得当流体归因于毛细管力在微毛细管中流动时，流体与试剂相接触。读取者监控试剂位于的位点以判定是否已发生反应。作为又一实例，通过控制流经多个沟道以及腔室的流体流动，可使用微流体芯片来执行检定。可与提供用以驱动流体的驱动力的外部电源及/或泵一起使用微流体芯片。 

发明内容

本发明提出一种用于执行检定的流体装置，包括诸如真空泵、气体泵、“断开式打开阀(Broken open valves)”以及“自关闭阀(self-close valves)”的控制组件，其用于控制流体装置中的流体流动。 

在本发明所提出的用于执行检定的流体装置，可使用真空泵来沿特定方向牵引沟道中的流体，且可使用气体泵来沿特定方向推动沟道中的流体。 

在本发明所提出的用于执行检定的流体装置，可使用断开式打开阀来连接由用户控制的两个独立区域，且可使用自关闭阀来在流体经过后自动密封沟道。 

在本发明所提出的用于执行检定的流体装置，真空泵、气体泵、断开式打开阀以及自关闭阀可制造成体积甚小的元件，使得流体装置可制造为体积 甚小且可携带的装置。 

本发明提供一种控制流体的方法，用以控制流体在沟道中流动。此方法包括断开第一容器以在沟道中产生压力差，使得流体在所述沟道中移动，而第一容器由脆性材料制成。此第一容器(a)界定第一容器内的空间，空间具有不同于第一容器外部的气体压力的气体压力，或(b)包括第一材料，此第一材料在第一容器断开前与位于第一容器外部的第二材料相分离，而第一材料以及第二材料经选择以使得在第一材料与第二材料相互作用后立即产生气体。 

本发明提供一种流体装置，包含沟道以及第一容器。在第一容器中，当第一容器断开时，第一容器在沟道中产生压力差。而第一容器由脆性材料制成。而此第一容器(a)界定第一容器内的空间，此空间具有不同于第一容器外部的气体压力的气体压力，或(b)包括第一材料，此第一材料在第一容器断开前与位于第一容器外部的第二材料相分离，此第一材料以及第二材料经选择以使得第一材料与第二材料相互作用后立即产生气体。 

本发明提供一种流体装置，包含界定第一区域的第一材料以及界定第二区域的第二材料，此第二区域与第一区域相分离。而还包括连接器耦接于第一区域与第二区域之间，此连接器包含脆性材料且具有开放端以及闭合端。此开放端安置于第二区域中，而闭合端安置于第一区域中。第一区域通过连接器的闭合端与第二区域隔断。连接器经设定以使得当所述连接器的闭合端断开时，连接器界定自第一区域至第二区域的通路。 

本发明提供一种流体装置，包含膨胀部分的沟道，此膨胀部分具有大于沟道的相邻部分的直径，而还包括安置于膨胀部分中的材料。此材料具有在吸附流体前并不阻断流体的通路的体积。其中此材料吸附流体的部分后体积立即膨胀以使得膨胀后材料阻断额外流体经过沟道的通路。而此材料包含超级吸附剂聚合物。 

本发明提供一种流体装置，包含含有第一流体的第一储集器、含有第二流体的第二储集器、主沟道、第一分支沟道、第二分支沟道、第一单次使用泵以及第二单次使用泵。此第一分支沟道耦接到第一储集器至主沟道。而第二分支沟道耦接到第二储集器至主沟道。此第一单次使用泵则当第一单次使用泵中的容器断开时，此第一单次使用泵产生压力差以移动第一流体以及第二流体中之一者或两者。而当第二单次使用泵中的容器断开时，第二单次使 用泵产生压力差以移动第一流体以及第二流体中之一者或两者。 

本发明提供一种控制流体的方法，包括提供多个吸管以使得能够取样预定量的流体。而每一吸管包括沟道，以及容器，此容器断开时在沟道中产生压力差，而此容器由脆性材料制成。此容器界定容器内的空间，此空间具有小于容器外部的气体压力的气体压力，其中断开容器会在沟道中产生预定量的压力差，以使得预定量的流体被吸取至沟道中。 

本发明提供一种控制流体的方法，包含使得流体能够自第一区域流动至第二区域，其中，此第一区域通过具有开放端以及闭合端的连接器耦接至第二区域，而此开放端安置于第二区域中，而此闭合端安置于第一区域中。此第一区域通过连接器的闭合端与第二区域隔断，其中使得流体能够流动包含断开连接器的闭合端，以形成经过连接器自第一区域至第二区域的通路。通过使用吸附流体后体积膨胀的材料，来吸附流经连接器的流体的部分，以及使用经膨胀的材料来阻断额外流体进一步流经连接器。 

本发明提供一种控制流体的方法，包含使流体在沟道中流动，而此沟道包括吸附流体的部分后体积立即膨胀的材料，使流体在沟道中流动包括使流体的第一部分流经材料且使用所述材料来吸附流体的第二部分，从而使得材料体积膨胀。而通过使用经膨胀的材料来阻断额外流体经过沟道的通路。 

本发明提供一种控制流体的方法，包含使流体经过沟道，此沟道包括第一自关闭阀以及第二自关闭阀。此第一自关闭阀与第二自关闭阀彼此间隔开，每一自关闭阀包含吸附流体的部分后体积立即膨胀的流体吸附材料。通过使用第一自关闭阀以及第二自关闭阀中的流体吸附材料来吸附流体的部分。膨胀流体吸附材料的体积以阻断额外流体进一步经过沟道的通路，于沟道的第一自关闭阀与第二自关闭阀之间的部分中保持预定量的流体。 

本发明提供一种控制流体的方法，包含断开由脆性材料制成的第一容器以在沟道中产生压力差，使得第一流体自第一储集器移动至沟道的第一区段。此第一容器(a)界定第一容器内的空间，此空间具有不同于第一容器外部的气体压力的气体压力，或(b)包括第一材料，此第一材料在第一容器断开前与第二材料相分离，此第一材料以及此第二材料经选择以使得第一材料与第二材料相互作用后立即产生气体。断开由脆性材料制成的第二容器，以在沟道中产生压力差，使得第一流体的至少部分移动而经过沟道的第二区段。 

本发明提供一种控制流体的方法，包含同时操作第一单次使用泵以及第二单次使用泵，以吸取样本流体的第一部分至第一沟道及吸取样本流体的第二部分至第二沟道。断开第一单次使用泵中的第一容器，以产生压力差，使得样本流体的第一部分自储集器移动至第一沟道，且断开第二单次使用泵中的第二容器以产生压力差，使得样本流体的第二部分自储集器移动至第二沟道。同时操作第三单次使用泵以及第四单次使用泵以吸取第一缓冲溶液至第一沟道及吸取第二缓冲溶液至第二沟道。 

附图说明

图1A以及图1B为真空泵的示意图。 

图2A以及图2B为气体泵的示意图。 

图3A以及图3B为气体泵的示意图。 

图4A为气体泵的示意图。 

图4B为材料表。 

图5A以及图5B为断开式打开阀的示意图。 

图6A、图6B、图7A、图7B以及图8A至图8C为自关闭阀的示意图。 

图9A至图9C为开关开阀的示意图。 

图10A至图10C为关开关阀的示意图。 

图11A至图11D为开关开关阀的示意图。 

图12为计量吸管的示意图。 

图13为计量吸管的示意图。 

图14A至图14C为计量吸管的示意图。 

图15A以及图15B为计量装置的示意图。 

图16A以及图16B为计量装置的示意图。 

图17A至图17C为用于两步骤检定的装置的示意图。 

图18A至图18C为用于两步骤检定的装置的示意图。 

图19A至图19C为用于三步骤检定的装置的示意图。 

图20为用于多重分析物检定的模块的示意图。 

图21A以及图21B展示正用于自患者取样血液的计量吸管。 

图22A以及图22B为用于执行快速反应比色检定的装置的示意图。 

图23A以及图23B为用于取样经过滤的流体的装置的示意图。 

图24A至图24C为用于执行缓慢比色检定的装置的示意图。 

图25A至图25C为真空泵的示意图。 

图26A以及图26B为真空泵的示意图。 

图27A至图27C为自关闭阀的示意图。 

图28A以及图28B为断开式打开阀的示意图。 

图28C展示具有方形内周边以及外周边的玻璃毛细管的横截面。 

图29A与29B说明本发明具体实施例的通过使用自关闭阀(SLV)与断开式打开阀(BOV)的组合来制造用于对血液样本进行抗体(Antibody)检定的装置。 

图30A、30B与30C说明图29A的对血液样本进行抗体检定装置操作示意图。 

图31说明本发明另一具体实施例的通过使用自关闭阀(SLV)与断开式打开阀(BOV)的组合来制造用于对血液样本进行抗体检定的装置。 

图32A、32B为具有延滞层的自关闭阀示意图。 

图33A与33B所示，分别显示局部涂布或全面的涂布 

图34A与34B绘示本发明所提出具有时间延滞阀的抗体检定装置的一实施例。 

图35A、35B、35C与35D绘示本发明所提出具有时间延滞阀的抗体检定方法。 

图36A与36B绘示本发明所提出具有时间延滞阀的血液离心装置实施例。 

附图标记说明 

90：真空泵           92：气体泵 

94：气体泵           96：气体泵 

100：容器            102：材料 

104：区域            106：沟道 

108：方向            110：容器 

112：区域            114：方向 

120：玻璃毛细管      124：沟道 

126：第一材料        128：第二材料 

130：化合物          132：玻璃毛细管 

140：断开式打开阀    142：玻璃毛细管 

144：开放端                 146：闭合端 

148：第一沟道               150：第二沟道 

152：第二沟道               160：自关闭阀 

162：超级吸附剂聚合物(SAP)  164：沟道 

166：第一区域               168：第二区域 

170：自关闭阀               172：扩大部分 

180：导线                   182：凹座区域 

190：开关开阀               210：开关开关阀 

212：超级吸附剂聚合物(SAP)  214：超级吸附剂聚合物(SAP) 

220：计量吸管               222：计量吸管 

224：管管体                 226：球体 

228：管体                   230：吸管 

232：气体泵                 234：吸管球体 

240：计量吸管               242：球体 

244：中间部分               246：管管体 

248：吸管管体               260：计量装置 

262：玻璃毛细管             264：区段 

266a：分支                  266b：分支 

268a：自关闭阀              268b：自关闭阀 

270a：断开式打开阀          270b：断开式打开阀 

274：流体                   280：计量装置 

282：样本池                 284a：毛细管 

284b：毛细管                284c：毛细管 

286a：自关闭阀              286b：自关闭阀 

286c：自关闭阀              288a：真空阀 

288b：真空阀                288c：真空阀 

290：装置                   292a：第一真空泵 

292b：第二真空泵            292c：第三真空泵 

294：断开式打开阀           296：自关闭阀 

298：缓冲液                 300：样本 

302：沟道                   304：沟道 

306：结合及/或感测区       308：沟道 

310：装置                  314：气体泵 

320：装置                  322：沟道 

324：第二缓冲液            326：断开式打开阀 

330：模块                  332a：腔室 

332b：腔室                 332c：腔室 

334a：真空泵               336a：第二真空泵 

338a：第三真空泵           340a：第四真空泵 

342a：沟道                 344a：自关闭阀 

346a：自关闭阀             348a：断开式打开阀 

350a：第一缓冲液           352a：自关闭阀 

354a：断开式打开阀         356a：第二缓冲液 

358a：自关闭阀             360a：断开式打开阀 

362a：第三缓冲液           370：血液 

3 80：装置                 382：样本池 

384：沟道                  386：测试区 

390：装置                  392：过滤薄膜 

400：装置                  402：样本池 

404：气体泵                406：样本流体 

408：密封带                410：气体泵 

412：气体泵                416：真空玻璃毛细管 

418：管                    420：橡皮管 

424：闭合端                426：开放端 

428：闭合端                430：真空泵 

432：真空泵                434：平面基板 

436：弹性层                438：流体沟道 

440：闭合端                442：开放端 

444：流体沟道              450：导线 

460：塑胶沟道              462：塑胶沟道 

464：反应剂                466：UV光源 

468：侦测器 

500：用于对血液样本进行抗体检定的装置 

501；液样本池(Blood sample well) 

503：冲洗缓冲液池(Washing buffer well) 

505：计量区域与标志抗体(Metering zone and labeled antibody)区域 

507：诊断区域(Diganostic Zone)(抗体阵列Antibody array) 

509：断开式打开阀                 511：废弃物池(Waste well) 

513：自关闭阀(SLV)                550：自关闭阀 

552：沟道                         554：扩大部分 

556：超级吸附剂聚合物             558：延滞层 

600：抗体检定装置                 601：血液样本池 

603：冲洗缓冲液池                 607：诊断区域 

609：断开式打开阀 

610：检体流通沟道                 611：废弃物池 

612：步阶区域                     613：自关闭阀 

614：抗体阵列区域(Antibody Array Area) 

616：断开式打开阀(Broken Open Valve) 

620：标记抗体槽(Labeled Antibody Well) 

630：样品槽(Sample Well) 

640：冲洗液槽(Washing Buffer Well) 

622：第一时间延滞阀                632：第二时间延滞阀 

625：标记抗体                      635：血液样本 

660：配置时间延滞阀的全血分离装置  662：全血分离道管 

664：时间延滞阀                    666：转轴 

668：离心力方向(Centrifugal Direction) 

661：全血样品(Whole Blood Sample) 

663：血球区(Blood Cell Area) 

665：血浆区(Blood Plasma Area) 

具体实施方式

一种用于执行检定的流体装置可包括诸如真空泵、气体泵、“断开式打开阀(Broken open valves)”以及“自关闭阀(self-close valves)”的控制组件，其用于控制流体装置中的流体流动。可使用真空泵来沿特定方向牵引沟道中的流体，且可使用气体泵来沿特定方向推动沟道中的流体。可使用断开式打 开阀来连接由用户控制的两个独立区域，且可使用自关闭阀来在流体经过后自动密封沟道。真空泵、气体泵、断开式打开阀以及自关闭阀可制造为小的，使得流体装置可制造为小的且为可携带的。 

在以下描述中，可首先引入个别控制组件，且随后为控制组件如何经组合以建构用于控制流体装置中的流体的模块化单元的描述。随后将描述如何使用流体装置来执行生物性检定。 

参看图1A，可通过将容器100置放于由材料102界定的沟道106(或腔室)中来建构真空泵90。容器100封闭区域104，区域104为真空或具有与沟道106中的气体压力相比较低的气体压力。 

参看图1B，容器100可为(例如)玻璃毛细管，其在施加外力后立即断开。当容器100断开时，沟道106中的气体流入真空区域104中，从而降低区域106中的压力。以此方式产生可沿方向108牵引流体以使其朝向区域106的吸引力。 

图25A至图25C展示使用置放于橡皮管中的玻璃毛细管的真空泵的实例。图25A展示气体泵410的横截面，气体泵410具有置放于橡皮管418中的真空玻璃毛细管416，其中管418具有闭合端424以及开放端426。图25B展示气体泵412的横截面，气体泵412类似于气体泵410，除了具有一带有两个开放端的橡皮管420之外。图25C展示连接至两个橡皮管428的气体泵412，其中橡皮管420具有较大于橡皮管428的内径(以容纳玻璃毛细管416)。 

图26A以及图26B展示使用置放于平面流体沟道中的玻璃毛细管的真空泵的实例。图26A展示真空泵430的横截面，真空泵430具有置放于由平面基板434界定的流体沟道438中的真空玻璃毛细管416。流体沟道438具有闭合端440以及开放端442。平面基板434由刚性材料制成。弹性层436嵌入于基板434中邻近毛细管416的位置处，使得允许用户经由弹性层施加外力以断开毛细管416。 

图26B展示真空泵432的横截面，真空泵432类似于真空泵430，除了流体沟道438连接至具有较小横截面的两个流体沟道444之外。 

可通过加热玻璃毛细管的一端以熔融玻璃而形成第一闭合端来制成真空玻璃毛细管。使用真空泵来经由开放端抽汲出玻璃毛细管中的空气。在距第一闭合端一距离处加热玻璃毛细管。热量软化玻璃，可捏缩或扭转经软化的玻璃以形成第二闭合端。 

参看图2A，可通过将容器110置放于由材料102界定的沟道106(或腔室)中来建构气体泵92。容器110封闭区域112，区域112具有与容器110外部的沟道106中的气体压力相比较高的气体压力。 

参看图2B，容器110可为(例如)玻璃毛细管，其在施加外力后立即断开。当容器110断开时，原先在容器110内部的气体流出容器110，从而增大了区域106中的压力。以此方式产生可沿方向114推动流体以使其远离区域106的力。 

在此描述中，将使用术语“真空泵”来泛指一种产生牵引力的装置，其可用以朝向装置牵引流体；且将使用术语“气体泵”来泛指一种产生推动力的装置，其可用以推动流体以使其远离装置。 

存在用以建构气体泵的替代方式。举例而言，参看图3A，可通过将部分填充有第一材料126的玻璃毛细管120置放于含有第二材料128的沟道124(或腔室)中来制造气体泵94。选择第一材料126以及第二材料128，使得当材料126与材料128彼此混合时两者将相互作用且产生一种或多种气体。举例而言，第一材料126可为碳酸钠(Na₂CO₃)及/或碳酸氢钠(NaHCO₃)，且第二材料128可为乙酸(CH₂COOH)。 

参看图3B，当施加外力以断开玻璃毛细管120时，第一材料126与第二材料128相互作用且产生气体。在此实例中，气体为二氧化碳(CO₂)。发生的化学反应为： 

Na₂CO₃+2CH₂COOH→2NaCOOCH₂+H₂O+CO₂

NaHCO₃+CH₂COOH→NaCOOCH₂+H₂O+CO₂

二氧化碳增大沟道124中的压力，从而产生可用以推动流体远离断开的毛细管120的力。 

第一材料126可直接填充至毛细管120中。参看图27A，第一材料126亦可附着至导线450，随后导线450与涂布材料126一起置放于毛细管120内部。图27B展示将玻璃毛细管120置放于橡皮管418内的沟道124中的实例。沟道124含有第二材料128，当玻璃毛细管120断开时第二材料128可与第一材料126相互作用。图27C展示将玻璃毛细管120置放于平面装置基板434内的流体沟道438中的实例。弹性层436嵌入于基板434中邻近毛细管120的位置处，使得允许用户经由弹性层436施加外力以断开毛细管120。 

参看图4A，可通过以下步骤来制造气体泵96：将化合物130置放于玻 璃毛细管132中、密封毛细管132、加热毛细管132、冷却毛细管132且将毛细管132置放于沟道106(或腔室)中。将化合物130选择为在加热后产生气体的材料。当加热及冷却毛细管132时，由化合物130产生的气体增大毛细管132内部的气体压力(与毛细管132外部的气体压力相比较)。 

化合物130的实例包括碳酸氢钠(NaHCO₃)以及碳酸钙(CaCO₃)。此等化合物加热时产生二氧化碳： 

NaHCO₃→NaOH+CO₂

CaCO₃→CaO+CO₂

亦可使用自固态变化为气态的升华材料(例如，变为CO₂的干冰)。图4B的材料表中列出加热时产生气体的其他材料或如NaN₃加热产生氮气(2NaN₃→2Na+3N₂)。 

参看图5A，可通过将玻璃毛细管142置放于第一沟道148与第二沟道150之间来制造断开式打开阀140。玻璃毛细管142具有定位于第一沟道148中的开放端144，以及定位于第二沟道150中的闭合端146。当玻璃毛细管完整无损时，流体无法于第一沟道148与第二沟道150之间流动。此称为断开式打开阀的“关闭”状态。 

参看图5B，当施加外力以断开玻璃毛细管142时，连接沟道148与沟道150的通路152形成了。此称为断开式打开阀的“打开”状态。断开式打开阀140可用于允许两种流体(或一种流体以及一种固体)初始相分离，随后在由用户控制的时刻相互作用。 

图28A以及图28B展示使用断开式打开阀来建构低成本装置的实例，低成本装置用于执行其中用紫外(UV)光辐射流体的检定。玻璃毛细管142连接两个塑胶沟道460以及462。初始，反应剂464包含于第一塑胶沟道462中。玻璃毛细管142断开后，反应剂464立即流经玻璃毛细管142至第二塑胶沟道460。如图28B所示，当反应剂464流经玻璃毛细管142时，UV光源466辐射反应剂464。侦测器468侦测通过反应剂464的UV光。侦测器468所侦测到的UV光的光谱可用于判定反应剂464中的化合物。 

图28C展示具有方形内周边以及外周边的玻璃毛细管的横截面。方形内周边以及外周边允许UV光沿垂直于玻璃毛细管的表面的方向通过玻璃毛细管。与毛细管具有圆形横截面相比较，毛细管具有方形横截面的此方式允许更多UV光达到玻璃毛细管中的流体，其中圆形横截面可能引起入射UV光 沿远离流体的方向反射或重定向。 

参看图6A以及图6B，可通过将超级吸附剂聚合物(Superabsorbentpolymer，底下简称“SAP”)162置放于沟道164中来制造自关闭阀160。初始，SAP 162具有较小体积且允许流体在沟道164中的第一区域166与第二区域168之间流动(图6A)。此称为自关闭阀的“打开”状态。当流体流经SAP 162时，SAP吸附流体的部分且体积膨胀，从而阻断沟道164(图6B)，由此阻止流体在第一区域166与第二区域168之间进一步流动。此称为自关闭阀的“关闭”状态。 

超级吸附剂聚合物可吸附且保持水或其他水溶液的大体积。在某些实例中，SAP可由经化学改质的淀粉以及纤维素以及其他聚合物制成，诸如，高亲水性且对水具有高亲和性的聚(乙烯醇)PVA、聚(氧化乙烯)PEO。在某些实例中，超级吸附剂聚合物可由部分中和且轻度交联的聚(丙烯酸)制成，部分中和且轻度交联的聚(丙烯酸)具有良好的效能相对成本的比率。聚合物可制造成具有低固体含量，随后将聚合物干燥且研磨为白色粒状固体。在水中，白色固体膨胀为在某些情况下可包括重量百分比高达99％的水的橡胶凝胶。 

参看图7A，自关闭阀170可包括沟道164，沟道164具有扩大部分172以容纳超级吸附剂聚合物162，使得超级吸附剂聚合物162在膨胀前并不限制流体的流动。为了制造自关闭阀170，可将粘附剂涂覆至扩大部分172的内壁，以粉末形态的SAP 162随后被推动至沟道164中，使得SAP 162粉末粘附至扩大部分172处的内壁。 

参看图7B，当流体流经超级吸附剂聚合物162时，超级吸附剂聚合物162吸附流体的部分且体积膨胀，从而阻断沟道164，由此阻止流体进一步流经膨胀的聚合物162。 

参看图8A以及图8B，超级吸附剂聚合物162可附着至导线180，随后置放于沟道164中。沟道164可具有凹座区域182，凹座区域182中涂覆有粘附剂以将导线180紧固于预界定位置处。 

参看图8C，当流体流经超级吸附剂聚合物162时，聚合物162吸附流体的部分且体积膨胀，从而阻断沟道164，由此阻止流体进一步流经膨胀的聚合物162。 

可通过用SAP涂布导线、随后将经涂布的导线置放于沟道或管中来制 造自关闭阀。可通过用SAP涂布平面基板、随后将经涂布的基板置放于平面流体装置中的平面沟道中来制造用于平面流体装置的自关闭阀。 

参看图9A至图9C，可通过使用玻璃毛细管142以及定位于毛细管142外部且邻近毛细管142的SAP 162来制造开关开阀190。毛细管142与SAP162皆定位于具有第一区域166以及第二区域168的沟道164中。使用玻璃毛细管142以及SAP类似于使用断开式打开阀与自关闭阀的组合。开关开阀190使得用户能够通过允许、随后阻断、且随后允许流体经过特定位置而控制流体流经沟道中的特定位置的流动。 

参看图9A，初始，SAP 162具有较小体积且并不阻断沟道，从而允许流体在第一区域166与第二区域168之间流动。 

参看图9B，当流体经过时，流体的部分被SAP 162吸附，从而使得SAP162体积增大，由此阻断流体在第一区域166与第二区域168之间的进一步流动。 

参看图9C，当施加外力以断开玻璃毛细管142时，产生通路152以允许流体在第一区域166与第二区域168之间流动。 

参看图10A至图10C，可通过使用玻璃毛细管142以及定位于毛细管142内部的SAP 162来制造关开关阀200。毛细管142具有开放端144以及闭合端146。开放端144定位于第一沟道148中，且闭合端146定位于第二沟道150中。玻璃毛细管142以及SAP 162执行类似于断开式打开阀与自关闭阀的组合的功能。关开关阀200使得用户能够通过阻断、随后允许、且随后阻断流体经过特定位置而控制流体流经沟道中的特定位置的流动。 

参看图10A，当玻璃毛细管142完整无损时，第一沟道148与第二沟道150并不相连接。 

参看图10B，当施加外力以断开玻璃毛细管142时，形成通路152，从而允许流体于沟道148与150之间流动。SAP 162初始具有较小体积且并不阻断流体于通路152中的流动。 

参看图10C，当流体流经通路152时，流体的部分被SAP 162吸附，从而使得SAP体积增大且阻断通路152，由此阻止流体进一步流经通路152。 

参看图11A至图11D，可通过使用玻璃毛细管142、定位于毛细管142内部的SAP 212，以及定位于毛细管142外部的SAP 214来制造开关开关阀(on-off-on-off valve)。玻璃毛细管142、SAP 212，以及SAP 214置放于沟道 164中。玻璃毛细管142、SAP 212，以及SAP 214执行类似于断开式打开阀与两个自关闭阀的组合的功能。开关开关阀210使得用户能够通过允许、随后阻断、随后允许、且随后阻断流体经过特定位置而控制流体流经沟道中的特定位置的流动。 

参看图11A，初始，SAP 214具有较小体积且允许流体于沟道164的第一区域166与第二区域168之间流动。 

参看图11B，当流体经过时，流体的部分被SAP 214吸附，从而使得SAP214体积增大，由此阻断流体在第一区域166与第二区域168之间的进一步流动。 

参看图11C，当施加外力以断开玻璃毛细管142时，形成通路152以允许流体在第一区域166与第二区域168之间流动。 

参看图11D，当流体流经SAP 212时，流体的部分被SAP 212吸附，从而使得SAP 212体积增大且阻断通路152，由此阻止流体进一步流经通路152。 

参看图12，可通过使用耦接至吸管管体224的真空泵222来建构用于吸取预定量的流体的计量吸管(Metering Pipette)220。真空泵222包括置放于吸管球体226中的真空玻璃毛细管100。为了使用计量吸管220，断开玻璃毛细管100以产生将流体吸取至吸管管体224中的吸引力。 

当制造一批计量吸管220时，球体226以及玻璃毛细管100的尺寸可制成相同的。球体226以及玻璃毛细管100经设计以当用户按压球体226以断开玻璃毛细管100时，引起玻璃毛细管100断开所需要的施予球体226的变形量对于所有计量吸管220而言为大体相同的。以此方式，用户可使用计量吸管220来在无需监控吸管管体224中的流体含量的情况下快速吸取预定量的流体。 

举例而言，参看图21A以及图21B，可使用计量吸管220来快速自患者取样预定量的血液370。 

参看图13，计量吸管230的另一实例包括真空泵222以及气体泵232。真空泵222类似于图12所示的真空泵。气体泵232包括玻璃毛细管120，玻璃毛细管120填充有Na₂CO₃且置放于含有CH₂COOH的吸管球体234中。当玻璃毛细管120断开时，Na₂CO₃与CH₂COOH相互作用以产生CO₂，从而增大球体234中的气体压力。真空泵222允许用户快速吸取预定量的流体 至吸管230中。气体泵232允许用户将流体施配至吸管230之外。 

使用气体泵232的优势在于：当Na₂CO₃与CH₂COOH之间的反应产生CO₂气体时，可在受控的一段时间期间施配管体228中的流体。以此方式，用户无需小心监控施配流体时流体的流出。 

参看图14A，计量吸管240的另一实例包括球体242、中间部分244以及吸管管体246。中间部分244由可变形材料建构。开关开阀248定位于中间部分244中。开关开阀248包括玻璃毛细管142以及定位于毛细管142外部的SAP 162，此类似于图9A至图9C所示的装置。 

参看图14A，为了使用吸管240，用户挤压且释放球体242以吸取流体至管体246以及中间部分244中。 

参看图14B，当流体达到中间部分244且开始与SAP 248相接触时，流体的部分被SAP 248吸附，从而使得SAP 248体积膨胀且阻断SAP 248的另一侧的流体通路。以此方式，预定量的流体252被吸取至吸管240中。 

参看图14C，为了自吸管240排出流体，用户按压中间部分244(由可变形材料制成)以断开玻璃毛细管142，从而形成经过断开的毛细管142的通路。用户随后挤压球体242以迫使流体流出吸管240。 

当制造一批吸管240时，管体246以及中间部分244的尺寸为相同的，且中间部分244内的开关开阀248的位置为相同的，使得用户可使用吸管240来在无需精密监控吸管240中的液体含量的情况下快速吸取大体相同量的流体。 

参看图15A，用于收集预定量的流体的计量装置260包括玻璃毛细管262，玻璃毛细管262具有两个分支266a以及266b、两个自关闭阀268a以及268b，以及两个断开式打开阀270a以及270b。自关闭阀268a以及268b中的每一者具有吸附流体后立即膨胀的SAP。初始，自关闭阀268a以及268b处于打开状态，且断开式打开阀270a以及270b处于关闭状态。自关闭阀268a以及268b可类似于图6A至图8C所示的自关闭阀。断开式打开阀270a以及270b可类似于图5A以及图5B所示的断开式打开阀。 

在操作中，归因于毛细管力，流体274被吸取至毛细管262中，且流经自关闭阀268a以及268b。参看图15B，当流体274流经自关闭阀268a以及268b时，流体274的部分被自关闭阀268a以及268b中的SAP吸附，从而使自关闭阀268a以及268b变化为关闭状态，由此阻断流体274的进一步流 动。以此方式导致流体274占据毛细管的自关闭阀268a与268b之间的区段264。 

通过将断开式打开阀270a以及270b自关闭状态改变为打开状态且施加吸引力或推动力来移动流体274，流体274可经过分支266a或266b自区段264移动至其他位置。 

计量装置260的优势在于：计量装置260可在无需用户小心监控的情况下快速取样预定体积的流体。因为毛细管具有小直径，所以计量装置260可用于精确取样少量流体。 

参看图16A，可自样本池282获取三种不同量的流体的计量装置280包括三个毛细管284a、284b以及284c。每一毛细管在一端具有自关闭阀(例如，286a、286b或286c)且另一端具有真空阀(例如，288a、288b或288c)。每一真空泵具有真空玻璃毛细管。初始，自关闭阀处于打开状态。 

参看图16B，当用户断开真空泵288a中的真空玻璃毛细管时，产生吸引力来吸取预定量的液体至毛细管284a中。当流体经过自关闭阀286a时，自关闭阀286a中的SAP膨胀，从而使自关闭阀286a进入关闭状态，由此阻止流体进一步移动而经过自关闭阀286a。类似，通过断开真空泵288b以及288c中的真空毛细管，预定量的流体可被吸取至毛细管284b以及284c中。被吸取至毛细管284a至284c中的流体量由真空泵288a至288c中的毛细管的体积来判定，被吸取至毛细管284a至284c中的流体量可为相同或不同的。 

参看图17A，可通过使用真空泵、断开式打开阀、自关闭阀的组合来制造用于两步骤检定的装置290，两步骤检定要求在快速结合试剂后用缓冲液进行清洗。沟道302的一端经过自关闭阀296耦接至含有样本300的样本池，且沟道302的另一端耦接至第一真空泵292a。沟道302连接至沟道308，沟道308经过断开式打开阀294耦接至含有缓冲液298的储集器。沟道302亦连接至沟道304，沟道304耦接至第二真空泵292b以及第三真空泵292c。沟道304包括结合及/或感测区306，结合及/或感测区306包括用于结合或感测样本300中化合物的试剂。 

以一方式操作装置290以使得朝向结合以及感测区306吸取样本300以使反应发生，随后朝向结合以及感测区306吸取缓冲液298以清洗结合以及感测区。 

参看图17B，启动真空泵292a以产生朝向真空泵292a吸取样本300且将样本300吸取至真空泵292a与自关闭阀296之间的沟道302的部分的吸引 力。当样本300流经自关闭阀296时，样本的部分被自关闭阀296中的SAP吸附，从而使自关闭阀296进入关闭状态。 

参看图17C，启动断开式打开阀294以使阀294改变为打开状态。启动真空泵292b以产生朝向真空泵292b吸取样本300与缓冲液298的吸引力。真空泵292a以及292b经设计以使得在启动泵后，样本300将停止于结合以及感测区306处。在一段时间后，启动真空泵292c以移动样本300至区306之外，且使缓冲液298流经区306及清洗区306。 

上述实例提供培养时间(incubation time)以允许在缓冲液290清洗结合以及感测区306之前样本300中的化合物与区306中的试剂进行反应。若区306处的反应为快且培养时间为不必要的，则真空泵292b可制得较大且可省略真空泵292c。当启动真空泵292b时，样本迅速流经结合以及感测区306，随后由缓冲液298清洗结合以及感测区306。 

参看图18A，可通过使用真空泵、断开式打开阀、自关闭阀以及气体泵的组合来制造用于两步骤检定的装置310，两步骤检定要求在缓慢结合试剂后用缓冲液进行清洗。类似于装置290的装置310具有沟道302，沟道302连接至两个沟道304以及308。沟道302经过自关闭阀296耦接至样本300。沟道308经过断开式打开阀294耦接至缓冲液298。沟道304包括结合以及感测区306。沟道304的一端耦接至断开式打开阀312。气体泵314耦接至缓冲液298。 

装置310与装置290之间的差别在于：装置310并非使用真空泵292b来朝向结合以及感测区306吸取样本300以及缓冲液298，而是使用气体泵314来朝向区306推动样本300以及缓冲液298。 

参看图18B，为了执行两步骤检定，启动真空泵292a以吸取样本300至沟道中。在样本流经自关闭阀296后阀296进入关闭状态。 

参看图18C，启动断开式打开阀294以及312以使阀改变为打开状态。启动气体泵314以在一段时间期间产生气体，从而推动样本300以及缓冲液298经过结合以及感测区306。因为气体泵314在一段时间期间产生气体(产生气体的化合物之间的反应耗费一定量的时间来完成)，样本300可缓慢经过结合以及感测区306，从而缓慢发生结合反应。 

参看图19A，可通过添加含有第二缓冲液324的储集器以及沟道322至图17A所示的结构来制造用于三步骤检定的装置320，三步骤检定要求在快 速结合试剂后用两种缓冲液进行清洗。为了执行多步骤检定，启动真空泵292a以使样本300流动至沟道302。当样本300流经自关闭阀296时，阀296改变为关闭状态。 

参看图19B，启动断开式打开阀294以使其改变为打开状态，且启动真空泵292b以使朝向结合以及感测区306吸取样本300以及第一缓冲液298。 

参看图19C，启动断开式打开阀326以使其改变为打开状态，且启动真空泵292c以使朝向结合以及感测区306吸取样本300、第一缓冲液298以及第二缓冲液324。以此方式，可用两种不同缓冲液清洗区306处的反应。 

可通过耦接额外缓冲液或样本且添加对应数目个真空泵至沟道304的末端来建构用于要求三步骤以上的步骤的检定中的装置。 

参看图20，可建构模块330来执行多重分析物检定。模块包括用于固持样本300的样本池282以及三个腔室332a、332b以及332c，每一腔室含有用于结合且感测样本300中的化合物的分析物。以下描述用以执行与腔室332a中的第一分析物相关的检定的组件。 

腔室332a经过沟道342a以及自关闭阀344a耦接至样本池282。沟道342a经过自关闭阀346a以及断开式打开阀348a耦接至第一缓冲液350a。沟道342a经过自关闭阀352a以及断开式打开阀354a耦接至第二缓冲液356a。沟道342a经过自关闭阀358a以及断开式打开阀360a耦接至第三缓冲液362a。腔室332a亦连接至真空泵334a、336a、338a以及340a。 

为了执行检定，启动真空泵334a以朝向腔室332a吸取样本300，以使得允许样本300中的化合物与分析物332a进行反应。在一定量的样本流经自关闭阀344a之后，阀344a改变为关闭状态。通过启动断开式打开阀348a(将阀改变为打开状态)以及第二真空泵336a，第一缓冲液350a冲洗过腔室332a。在一定量的第一缓冲液350a流经自关闭阀346a之后，阀346a改变为关闭状态。 

通过启动断开式打开阀354a(将阀改变为打开状态)以及第三真空泵338a，第二缓冲液356a冲洗过腔室332a。在一定量的第二缓冲液356a流经自关闭阀352a之后，阀352a改变为关闭状态。 

以此类似方式，通过启动断开式打开阀360a(将阀改变为打开状态)以及第四真空泵340a，第三缓冲液362a冲洗过腔室332a。在一定量的第三缓冲液362a流经自关闭阀358a之后，阀358a改变为关闭状态。 

可以类似于执行与腔室332a中的第一分析物相关的检定的方式执行与腔室332b以及332c中的第二以及第三分析物相关的检定。可同时执行与腔室332a、332b以及332c中的第一、第二以及第三分析物相关的检定。 

以下为执行生物性检定的真空泵以及气体泵的应用。 

图22A以及图22B展示用于执行快速反应比色检定的装置380。装置380包括沟道384，沟道384的一端耦接至样本池382且另一端耦接至真空泵90。样本池382可固持诸如血液或尿的流体。沟道384包括测试区386，测试区386具有侦测到某一化合物后立即改变颜色的测试线。真空泵90启动时可快速吸取样本池382中的流体经过测试区386。通过读取测试线的颜色，用户可快速判定流体中存在或并不存在某一化合物。 

图23A以及图23B展示用于取样经过滤的流体的装置390。装置390包括沟道384，沟道384的一端耦接至样本池382且另一端耦接至真空泵90。过滤薄膜392置放于样本池382中。真空泵90启动时可快速吸取样本池382中的流体(例如，血液)经过过滤薄膜392，从而产生被吸取至沟道384中的经过滤的流体(血浆)。 

图24A至图24C展示用于缓慢的比色检定的装置400。装置400包括样本池402，样本池402耦接于气体泵404与沟道384之间。沟道384具有测试区386，测试区386具有侦测到某一化合物后立即改变颜色的测试线。为了使用装置400，将样本流体406置放于样本池402中。密封带408密封样本池的开口。启动气体泵404以产生推动样本流体406经过测试区386的气体。因为气体泵404在一段时间期间产生气体，所以样本流体406在一段时间期间行进经过测试区，从而允许执行缓慢的比色检定。 

本发明的一具体实施例，则请参照图29A与29B，可通过使用自关闭阀(SLV)与断开式打开阀(BOV)的组合来制造用于对血液样本进行抗体(Antibody)检定的装置500。此装置500包括血液样本池(Blood samplewell)501、冲洗缓冲液池(Washing buffer well)503、计量区域与标志抗体(Metering zone and labeled antibody)区域505、诊断区域(Diganostic Zone)(抗体阵列Antibody array)507、断开式打开阀(BOV)509、废弃物池(Wastewell)511与自关闭阀(SLV)513。此计量区域与标志抗体区域505具有一沟道连通血液样本池501与冲洗缓冲液池503，而自关闭阀(SLV)513则是位于此沟道之间。而诊断区域507则是具有另一沟道，一端连接到计量区域与标志 抗体区域505的中心位置，而另一端则通过断开式打开阀(BOV)509连接到废弃物池(Waste well)511。 

此装置500对血液样本进行抗体(Antibody)检定的方法，请参照图30A、30B与30C所示。首先，将血液样本502载入血液样本池501内，而后，使用本发明前述实施例中所提出的自关闭阀(SLV)513，利用毛细管力(Capillaryforce)将血液吸入此计量区域与标志抗体区域505的沟道内，如图30A所示的502a。而后，载入冲洗缓冲液到冲洗缓冲液池503内，而此时冲洗缓冲液也会流入计量区域与标志抗体区域505的沟道内，如图30B的504a，而此时血液会被挤入诊断区域507内，如图的502b。 

而后，请参考图30C，将断开式打开阀(BOV)509断开后，则将血液进一步吸入而经过诊断区域507，如图所示的502c，此时在此诊断区域507内的抗体阵列(Antibody array)将会与血液内的抗原(Antigent)结合，而冲洗缓冲液则将没有作用的血液冲到废弃物池511。 

本发明的又一具体实施例，而参看图31所示。可通过使用自关闭阀(SLV)与断开式打开阀(BOV)的组合来制造用于对血液样本进行抗体(Antibody)检定的装置。而此装置包括血液样本池601、冲洗缓冲液池603、诊断区域(内含抗体阵列)607、断开式打开阀(BOV)609、废弃物池611与自关闭阀613。而此血液样本池则包含具有移除血细胞(Blood cell removal)的薄膜，可利用血液样本在吸入时即可过滤掉血细胞。 

此诊断区域具有一沟道连通血液样本池601与冲洗缓冲液池603，而另一端则通过断开式打开阀(BOV)609连接到废弃物池611。自关闭阀(SLV)613则是位于血液样本池601进入此沟道之前，可控制流入诊断区域的血液量，并且防止血液倒流至血液样本池。 

当断开式打开阀(BOV)609断开后，将血液先经过可移除血细胞的薄膜过滤后，进一步吸入诊断区域内，此时在诊断区域内的抗体阵列(Antibodyarray)将会与血液内的抗原(Antigent)结合，而冲洗缓冲液603则将没有作用的血液冲到废弃物池611中。 

上述的超级吸附剂聚合物(Superabsorbent polymer，“SAP”)可吸附且保持水或其他水溶液的大体积。在某些实例中，SAP可由经化学改质的淀粉以及纤维素以及其他聚合物制成，诸如，高亲水性且对水具有高亲和性的聚(乙烯醇)PVA、聚(氧化乙烯)PEO。在某些实例中，超级吸附剂聚合物 可由部分中和且轻度交联的聚(丙烯酸)制成，部分中和且轻度交联的聚(丙烯酸)具有良好的效能相对成本的比率。 

而在自关闭阀中使用超级吸附剂聚合物，因为聚合物的凝胶时间(Gelling Time)约数秒，较适用于真空泵搭配应用。在毛细力(Capillary Force)与离心力(Centrifugal Force)驱动的应用时，流体流速小于SAP的凝胶时间，因此仅有阻止流体流动，无法允许流体在沟道中的流动。因此，本发明所提出自关闭阀的应用，可通过加入时间延滞层的设计，延缓SAP自关闭阀的“关闭”时间，另外，此延滞层可选择不影响检测标的物的材料制作即可，即可达到适用慢流速的应用领域，在此称为时间延滞阀(Time Lag Valve)。 

在此实施例中，利用可溶性材料配置在自关闭阀沟道中，介于超级吸附剂聚合物SAP与流体之间，在检测溶液流经此沟道时，SAP吸附且保持水或其他水溶液的大体积的速度会受到可溶性材料的延滞而膨胀凝胶的速度趋缓，此即可达到慢流速的要求。 

参看图32A，自关闭阀550可包括沟道552，沟道552具有扩大部分554以容纳超级吸附剂聚合物556，使得超级吸附剂聚合物556在膨胀前并不限制流体的流动。为了制造自关闭阀550，可将粘附剂涂覆至扩大部分554的内壁，以粉末形态的SAP 556随后被推动至沟道552中，使得SAP 556粉末粘附至扩大部分554处的内壁。而利用可溶性材料所制成的延滞层558则可置于沟道552在扩大部分554的流体流通的沟道内。参看图32B，当流体在流通时，必须等到延滞层558溶解后，超级吸附剂聚合物556才开始吸附流体的部分而体积膨胀，从而阻断沟道552，由此阻止流体进一步流经膨胀的聚合物556。 

此延滞层材料的选择，以可溶性材料为主，在一实施例中，可以选择水溶性材料为主，例如蔗糖块(sugar cube)或蔗糖片(sugar sheet)，厚度介于0.01～2mm间，垫覆于流道与超级吸附剂聚合物(SAP)材料间。当水溶液体流经流道时，先与蔗糖接触进行溶解作用，阻止SAP的吸收水分，当蔗糖一边溶解所腾出的空间容许SAP一边吸水膨胀。当糖溶解完毕后，SAP方能完全阻绝流道，完成“关闭”的作动。此延滞时间随着蔗糖的厚度增加而延长，此可根据需求而设计。另外，不同延滞层材料的选择也会具有不同的延滞时间效果。 

在另外实施例中，自关闭阀550的沟道552可以不需要扩大部分554， 而取而代之的是可以将超级吸附剂聚合物556粉末黏附至沟道552处的内壁，而此超级吸附剂聚合物556粉末可以将SAP材料固定后，进行熔融糖浆的浸泡式涂布(dip-coating)、滚筒式涂布(Roll Coating)或旋转式涂布(SpinCoating)等工艺，将延滞层材料混合在超级吸附剂聚合物556粉末内，例如图33A与33B所示，分别显示局部涂布或全面的涂布。而此时SAP材料吸附且保持水或其他水溶液的大体积的速度将会有所延滞，此亦达到此目的。 

上述的时间延滞阀设计，可运用在多个例子中，例如图34A与34B所绘式抗体(Antibody)检定的装置。在此抗体检定装置600中，包括检体流通沟道610以及相连接的标记抗体槽(Labeled Antibody Well)620、样品槽(Sample Well)630、冲洗液槽(Washing Buffer Well)640。而此检体流通沟道610与标记抗体槽620及样品槽630之间分别具有两个上述的时间延滞阀622与632。检体流通沟道610上包括步阶区域612、抗体阵列区域(Antibody ArrayArea)614与断开式打开阀(Broken Open Valve)616。 

此步阶区域612主要是配合时间延滞阀622与632的设计。检体流通沟道610的流道管径如图34B沿着剖面图AA’所示的步阶设计，由较大流道管径611转而改变为其次的流道管径613，而后转为较小流道管径615。此种渐缩流道管径的设计可以有效的增加下游毛细力的大小。以步阶(step)设计，配合时间延滞阀622与632的使用，当液槽流入特定管道区间时，亦可达到液体定体积的功能。 

使用如图34A的抗体检定装置600的抗体检定方法，在一实施例中，对例如血液样本进行抗体检定，其步骤如图35A、35B、35C与35D所示。此抗体检定装置600包括检体流通沟道610、标记抗体槽620、样品槽630、冲洗液槽640、第一时间延滞阀622与第二时间延滞阀632。而检体流通沟道610包括步阶区域612、抗体阵列区域614与断开式打开阀616。此步阶区域612包括不同流道管径的区域611、613与615。而上述区域611具有较大的流道管径，而区域613则具有较小的流道管径，例如小于上述区域611的流道管径。 

首先，如图35A所示，将血液样本635载入样品槽630内，而后，血液样本635会经由第二时间延滞阀632慢速地流到区域613，随后此第二时间延滞阀632将关闭而不再让血液样本635流入检体流通沟道610内。而由于检体流通沟道610的区域613内流道管径固定，因此可以得到定体积的血液 样本635。 

而后，如图35B所示，将标记抗体625载入标记抗体槽620内，而后，标记抗体625会经由第一时间延滞阀622慢速地流到区域611，随后此第一时间延滞阀622将关闭而不再让标记抗体625流入检体流通沟道610内。而由于检体流通沟道610的区域611内流道管径固定，因此可以得到定体积的标记抗体625。 

而后，如图35C所示，将冲洗液645加入冲洗液槽640中，随后，如图35D所示，将断开式打开阀616打断后，产生吸附力，将检体流通沟道610内的冲洗液645、位于区域611内的标记抗体625与位于区域613内的血液样本635吸附并经过抗体阵列区域614，即可达到抗体检定的效果。 

上述的抗体检定方法中，检体流通沟道内的流道管径渐缩而增加下游毛细力，并以步阶(step)设计，配合时间延滞阀，当液槽流入特定管道区间，达到液体定体积功能。在依序注入样品于样品槽中，标记抗体于标记抗体槽以及冲洗液于冲洗液槽后，打开断开式打开阀，液体因毛细力的驱动，依序流经抗体阵列区，进行结合(binding)、标记与冲洗等程序。 

上述的时间延滞阀设计，也可运用在例如图36A与36B所绘示通过离心力进行血液细胞分离的装置中。在图36A与36B配置时间延滞阀的全血分离装置660中，包括全血分离道管662。在全血分离道管662内部侧壁上配置时间延滞阀664。而此全血分离道管662则是根据转轴666旋转，在离心力方向(Centrifugal Direction)668产生离心力(Centrifugal Force)。在全血分离道管662内则注入全血样品(Whole Blood Sample)661，当高速离心时，全血样品661的血球会往离心的区域集中，产生血球区(Blood Cell Area)663与血浆区(Blood Plasma Area)665。在高速离心过程中，时间延滞阀664外层水溶性延滞层会进行溶解，分离后待超吸收树脂(SAP)吸收部分水后会膨胀，并可阻止血球区663与血浆区665之间的扩散混合。 

尽管上文已论述某些实例，但其他实施以及应用亦属于以下权利要求的范畴。举例而言，在图1A以及图1B的真空泵90中，容器100可含有低压力区域而并非含有真空区域。只要容器100内部的气体压力较低于容器100外部的气体压力，当容器100断开时，容器100外部的区域106中的压力将下降，从而产生沿一方向朝向容器100吸取流体的吸引力。上文描述的毛细管可由用其他脆性材料制成的毛细管来替代，诸如脆性塑胶、石英以及陶瓷。 

Claims (27)

1.一种流体装置，包含：

包含膨胀部分的沟道，所述膨胀部分具有大于所述沟道的相邻部分的直径；以及

仅安置于所述膨胀部分中的材料，所述材料具有在吸附流体前并不阻断所述流体的通路的体积，其中所述材料吸附所述流体的部分后体积立即膨胀以使得膨胀后所述材料阻断额外流体经过所述沟道的通路。

2.如权利要求1所述的流体装置，其中所述材料包含超级吸附剂聚合物。

3.一种流体控制方法，包含：

使得流体能够自第一区域流动至第二区域，所述第一区域通过具有开放端以及闭合端的连接器耦接至所述第二区域，所述开放端安置于所述第二区域中，所述闭合端安置于所述第一区域中，所述第一区域通过所述连接器的所述闭合端与所述第二区域隔断，其中使得所述流体能够流动包含断开所述连接器的所述闭合端以形成经过所述连接器自所述第一区域至所述第二区域的通路；

通过使用吸附所述流体后体积膨胀的材料来吸附流经所述连接器的所述流体的部分；以及

使用所述经膨胀的材料来阻断额外流体进一步流经所述连接器。

4.一种流体控制方法，包含：

使流体在沟道中流动，所述沟道包括吸附所述流体的部分后体积立即膨胀的材料，使所述流体在所述沟道中流动包括使所述流体的第一部分流经所述材料且使用所述材料来吸附所述流体的第二部分，从而使得所述材料体积膨胀；

通过使用所述经膨胀的材料来阻断额外流体经过所述沟道的通路；以及

断开连接器的闭合端，以通过使所述流体绕过所述经膨胀的材料流经所述连接器来使得额外流体能够在所述沟道中流动，其中在断开所述闭合端之前，所述连接器具有安置于所述沟道的第一部分中的开放端以及安置于所述沟道的第二部分中的闭合端，所述第一部分以及所述第二部分通过所述经膨胀的材料相分离。

5.如权利要求4所述的方法，还包含通过使用吸附所述流体后体积膨胀的材料来吸附流经所述连接器的所述流体的部分，且使用所述经膨胀的材料来阻断额外流体进一步流经所述连接器。

6.如权利要求4所述的方法，其中所述材料包含超级吸附剂聚合物。

7.一种流体控制方法，包含：

使流体经过沟道，所述沟道包括第一自关闭阀以及第二自关闭阀，所述第一自关闭阀与所述第二自关闭阀彼此间隔开，每一自关闭阀包含吸附所述流体的部分后体积立即膨胀的流体吸附材料；

通过使用所述第一自关闭阀以及所述第二自关闭阀中的所述流体吸附材料来吸附所述流体的部分；以及

膨胀所述流体吸附材料的所述体积以阻断额外流体进一步经过所述沟道的通路，于所述沟道的所述第一自关闭阀与所述第二自关闭阀之间的部分中保持预定量的流体。

8.如权利要求7所述的方法，还包含使用毛细管力来吸取所述流体使其经过所述沟道。

9.一种流体装置，包含：

包含膨胀部分的沟道，所述膨胀部分具有大于所述沟道的相邻部分的直径；

安置于所述膨胀部分中的材料；以及

延滞材料，置于所述膨胀部分中的材料与所述流体的通路之间，

其中在所述延滞材料溶解后，置于所述膨胀部分中的材料具有在吸附流体前并不阻断所述流体的通路的体积，其中所述材料吸附所述流体的部分后体积立即膨胀以使得膨胀后所述材料阻断额外流体经过所述沟道的通路。

10.如权利要求9所述的流体装置，其中所述材料包含超级吸附剂聚合物。

11.如权利要求9所述的流体装置，其中所述延滞材料为水溶性材料。

12.如权利要求9所述的流体装置，其中所述延滞材料为蔗糖块或蔗糖片。

13.一种流体控制方法，包含：

使所述流体在沟道中流动，所述沟道包括吸附所述流体的部分后体积立即膨胀的材料与置于所述材料与所述流体通路之间的延滞材料，

所述延滞材料溶解后，置于所述膨胀部分中的材料具有在吸附流体前并不阻断所述流体的通路的体积，其中所述材料吸附所述流体的部分后体积立即膨胀以使得膨胀后所述材料阻断额外流体经过所述沟道的通路。

14.如权利要求13所述的流体控制方法，其中所述材料包含超级吸附剂聚合物。

15.如权利要求13所述的流体控制方法，其中所述延滞材料为水溶性材料。

16.如权利要求13所述的流体控制方法，其中所述延滞材料为蔗糖块或蔗糖片。

17.如权利要求13所述的流体控制方法，其中置于所述材料与所述流体通路之间的延滞材料是使用浸泡式涂布方式形成。

18.如权利要求13所述的流体控制方法，其中置于所述材料与所述流体通路之间的延滞材料是使用滚筒式涂布方式形成。

19.如权利要求13所述的流体控制方法，其中置于所述材料与所述流体通路之间的延滞材料是使用旋转式涂布方式形成。

20.如权利要求13所述的流体控制方法，其中置于所述材料与所述流体通路之间的延滞材料局部涂布或全面涂布其中。

21.一种抗体检定装置，包括：

检体流通沟道，在检体流动方向上依次包括步阶区域、抗体阵列区域与断开式打开阀，其中所述步阶区域的流道管径为渐缩流道管径的设计，所述步阶区域在检体流动方向上依次包括较大流道管径区域、次流道管径区域和较小流道管径区域；

标记抗体槽，经第一时间延滞阀连接到所述检体流通沟道的所述较大流道管径区域；

样品槽，经第二时间延滞阀连接到所述检体流通沟道的所述次流道管径区域；以及

冲洗液槽，连接到所述检体流通沟道的所述较大流道管径区域的入口，

其中所述第一与第二时间延滞阀包括吸水膨胀材料与水溶性延滞层，而所述时间延滞阀内的水溶性延滞层经由溶解后，所述时间延滞阀内的吸水膨胀材料会吸水膨胀而阻止所述标记抗体槽与样品槽，与所述检体流通沟道之间的扩散混合。

22.一种抗体检定方法，适用于权利要求21所述的抗体检定装置，所述抗体检定装置包括检体流通沟道，其中所述检体流通沟道内包括流道管径为渐缩流道管径设计的一步阶区域，所述方法包括：

将样本经由第二时间延滞阀流到所述渐缩流道管径内的次流道管径区域，随后所述第二时间延滞阀关闭；

将标记抗体经由第一时间延滞阀流到所述渐缩流道管径内的较大流道管径区域，其中较大流道管径区域的流道管径大于该次流道管径区域的流道管径，随后所述第一时间延滞阀关闭，其中所述第一与第二时间延滞阀包括吸水膨胀材料与水溶性延滞层，而所述时间延滞阀内的水溶性延滞层经由溶解后，所述时间延滞阀内的吸水膨胀材料会吸水膨胀而阻止所述标记抗体与样本扩散到所述检体流通沟道内；

将冲洗液连接到所述检体流通沟道内；以及

利用吸附力，将所述冲洗液吸附到所述检体流通沟道内，并经由所述次流道管径区域与较大流道管径区域，将所述次流道管径区域内的血液样本、以及所述较大流道管径区域内的标记抗体流经抗体阵列区域，以完成所述抗体检定。

23.如权利要求22所述的抗体检定方法，其中所述水溶性延滞层材料为水溶性材料。

24.如权利要求22所述的抗体检定方法，其中所述水溶性延滞层材料为蔗糖块或蔗糖片。

25.一种全血分离装置，包括；

全血分离道管，而在所述全血分离道管内部侧壁上配置时间延滞阀，其中所述时间延滞阀包括吸水膨胀材料与水溶性延滞层；以及

转轴，所述全血分离道管根据所述转轴旋转，在离心力方向产生离心力，将在所述全血分离道管内的全血样品在经由高速离心后，会产生血球区与血浆区，而所述时间延滞阀内的水溶性延滞层经由溶解后，所述时间延滞阀内的吸水膨胀材料会吸水膨胀而阻止所述血球区与所述血浆区之间的扩散混合。

26.如权利要求25所述的全血分离装置，其中所述水溶性延滞层材料为水溶性材料。

27.如权利要求25所述的全血分离装置，其中所述水溶性延滞层材料为蔗糖块或蔗糖片。

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