本發明專利技術涉及一種微流體裝置（5、35、55、75），其具有用于存儲液體的腔室（1、31、51、71），其中，所述腔室（1、31、51、71）在內壁上至少部分地具有疏水的表面（2、32、52、72）。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種按照獨立權利要求的類型所述的、具有用于存儲液體的腔室的微流體裝置。
技術介紹
微流體裝置例如作為所謂的Lab-on-chip (芯片實驗室)系統用于環境分析或者醫學分析。在微流體裝置中存儲液體，并且與其它的液體混合。文獻US 2006 0029808公開了一種作為用于微流體通道的、排斥臟物的涂層的超疏水表面。這樣一種表面在基片上包括多層聚合物電解質。
技術實現思路
根據本專利技術的微流體裝置，其具有用于存儲液體的腔室，其中，所述腔室在內壁上至少部分地具有超疏水表面，與到目前為止的微流體系統相比其具有下述優點能夠可靠地移動小的、例如〈100 μ I的液體量。這可以通過下述措施實現如此減小對內壁上的液體起作用的表面力，從而作用到液體上的容積力、例如重力，超過表面力。當在液體、特別是水與表面之間的接觸角至少為90度時，該表面被稱為疏水的。當該接觸角小于90度時，這個表面被稱為親水的。當接觸角大于120度、例如大于150度、例如為175度時，并且同時被定義為前進的和后退的接觸角之間的差的接觸角度滯后，小于50度、例如小于10度、例如為5度時，該表面被稱為超疏水的。通過在從屬權利要求中所列舉的措施可以實現在獨立權利要求中所說明的微流體裝置的有利的改進方案和改善方案。特別有利的是，在運行狀態中如此地定位腔室，從而通入到腔室中的通道的至少一個通入口沿作用到液體上的重力和/或離心力的方向對準。由此在通入口處的少量液體匯集到腔室中，并且能夠通過通道從腔室中運動出來。有利的是，將通入口布置在漏斗形的或者設計成半球形的內壁上。因此可改進液滴朝入口處的滾落。特別有利的是，微流體裝置具有第一和第二層，其中，這兩個層中的至少一個層是結構化的，并且如此連接這些層，從而在它們之間構造通入到腔室中的通道。通過這一措施可簡化地將腔室集成到微流體裝置中。此外有利的是，腔室具有用于壓力平衡的開口，因為通過這一舉措可防止產生與液體朝通入口方向的運動相反作用的壓力。特別有利的是，超疏水表面最高具有10度的接觸角度滯后。小的接觸角度滯后導致了，在超疏水表面上的液滴在小的傾斜角時就已經滾落了。特別是小的接觸角度滯后和大的接觸角的組合對疏水表面是有利的，因為在這種情況中不會有液滴附著在腔室的內壁上。有利地，表面的這種超疏水特性是通過給表面涂覆疏水的微粒；通過給表面涂覆疏水的聚合層；通過電紡疏水纖維；通過引入微結構化的、疏水化的薄硅片；通過Sol-Gel(溶液-凝膠)工序和/或借助等離子體的腐蝕實現的，因為這些措施(Umsetzung)可簡單地集成在一個制造工序中。附圖說明在附圖中示出了本專利技術的實施例，并且在接下來的說明書中對這些實施例進行更加詳細的說明。附圖示出 圖I是根據本專利技術的微流體裝置的腔室； 圖2是根據本專利技術的微流體裝置的第一實施例； 圖3是根據本專利技術的微流體裝置的第二實施例； 圖4是根據本專利技術的裝置的第三實施例； 圖5是根據本專利技術的裝置的第四實施例。具體實施例方式在圖I中示出了根據本專利技術的、用于存儲液體的微流體裝置的腔室I。圖中示出了處于運行狀態中的腔室1，在這種運行狀態中重力和/或離心力沿箭頭方向9施加作用。根據圖1，重力和/或離心力9向下施加作用。如此構造腔室1，即根據圖1，腔室I在它的上側面上具有開口 4。根據圖1，腔室I在它的下側面20上設計為半球形。腔室I的內壁6具有帶有超疏水表面2的第一區域22以及第二區域3，所述第二區域具有帶有比超疏水表面2更小的接觸角的表面。例如第二區域3的表面不是疏水的。腔室I利用其下側面20沿重力和/或離心力9的方向對準，所述下側面具有設計為半球形的內壁。在腔室I朝重力和/或離心力9的方向的對準可以理解為腔室I的這樣一種對準，其中腔室I的縱向19與合成的重力和/或離心力9的矢量形成小于45度的夾角。在圖I中示出了第一液體量7和第二液體量8。重力和/或離心力9對這兩個液體量7和8施加作用。液體量7、例如是一個容積小于100 μ I的液滴，位于腔室I的具有疏水表面2的第一區域22的內壁6上。第一液體量7離腔室I的設計成半球形的下側面20比較遠,從而第一液體量7沿重力和/或離心力9的方向的運動不會受到腔室I的內壁6的阻攔。因此根據圖I，第一液體7由于起作用的重力或者離心力9在內壁6上沿著腔室I的設計成半球形的下側面20的方向向下移動。通過細箭頭17表示第一液體量7的運動方向。因為腔室I的超疏水的表面2減小了作用到第一液體7的表面力，所以重力和/或離心力9以體積力的形式對第一液體量7施加作用。因此第一液體量7不會附著在腔室I的內壁6上。第二液體量8位于腔室I的內部，并且位于下側面20的設計成半球形的內壁6的中間。第二液體量8表示這樣一個區域，即在這個區域中，液體由于在腔室中對液體起作用的重力和/或離心力9匯集在其中。因此，在這種運行狀態中，由于疏水表面2以及由于起作用的重力和/或離心9，液體匯集在設計成半球形的腔室底部。圖2示出了根據本專利技術的微流體裝置5中的根據本專利技術的腔室I。微流體裝置5具有腔室I、第一結構化的層10、第二層11、進入通道12、排出通道15、以及在必要時具有蓋板(未示出)。進入通道12通過第一穿孔13與腔室I的內部連接。排出通道15通過第二穿孔14與腔室I的內部連接。進入通道12和排出通道15它們兩個通過兩個穿孔13、14通入到腔室I的內壁6的入口 21的設計成半球形的區域中。與圖I相對應地，又在考慮沿箭頭9的方向起作用的重力和/或離心力的情況下布置具有縱向軸線19的腔室I。第二層11如此布置在第一層10上，從而使得在第一層10中的結構在該結構的朝向第二層11的側面上是封閉的，設置所述結構用于形成進入通道12和排出通道15。通過這一措施在第一層10和第二層11之間形成進入通道12和排出通道15。現在，液體通過進入通道12和第一穿孔13可以被泵入腔室I中。在重力和/或離心力9的影響下，液體匯集在腔室I的內部中的設計成半球形的區域21中。內壁6的入口 21的設計成半球形的區域形成腔室底部。現在，在腔室底部匯集的液體通過在腔室I中的過壓和/或通過在排出通道15中的負壓通過第二穿孔14運動到排出通道15中。通過腔室I的超疏水表面2可將腔室全部抽空，并且通過在腔室I中的殘留避免了液體的損失。·同樣通過腔室I的疏水表面2實現了，在抽空之后腔室I是干燥的并且避免了腔室I的污染。按照圖2的尺寸，微流體腔室I的直徑d例如為Imm到20臟、例如5mm ;腔室I的高度h例如為5mm到100mm、例如IOmm ;第一層10的高度t例如為500 μ m到5mm、例如Imm ；并且通道11、15、13、14的通道直徑例如50μπι到2000 μ m、例如500 μ m。圖3示出了根據本專利技術的微流體裝置35的第二實施方式。該微流體裝置35具有第一結構化的層40、第二層41、腔室31、進入通道42和排出通道45。所述第一層40具有孔43。腔室31具有內壁36，并且所述內壁具有帶有超疏水表面32的第一區域37以及第二區域33。如此連接第一層40與第二層41，從而在這兩個層40、41之間形成兩個通道42和45。微流體腔室31通過第一結構化的層40中的孔43并且穿過通入口 48與進入通道42以及本文檔來自技高網...
【技術保護點】
微流體裝置（5、35、55、75），其具有用于存儲液體的腔室（1、31、51、71），其特征在于，所述腔室（1、31、51、71）在內壁（6、36、56、76）上至少部分地具有疏水的或者超疏水的表面（2、32、52、72）。
【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：C多雷爾，
申請(專利權)人：羅伯特·博世有限公司，
類型：發明
國別省市：
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