专利名称：流体接口系统的制作方法
流体接口系统本申请要求2010年I月7日提交的题为“Fluidics Interface Systems”的序列号为61/293，048的美国临时申请、以及2010年8月17日提交的题为“Fluidics InterfaceSystems”的序列号为61/374，602的美国临时申请的优先权。上述两个申请都通过全文引用的方式结合到本文中。
背景技术：
对生物和化学分析物的快速和准确的测量在许多领域中是重要的，其中包括诊断学、工业过程控制、环境监测和科学研究。已经开发了范围广泛的化学和生物分子传感器，所述化学和生物分子传感器利用电化学信号产生过程与用于收集、处理和存储这种信号的电子设备之间的接口(见例如Ferrigno等人，Conf Proc. IEEE E ng.Med.Biol.Soc. , 1:4144-4146(2009) ；Henry 等人，Electrophoresis, 30:3398-405(2009) ;Lingerfelt 等人，Meth. Mol. Biol.，385:103-120 (2007) ;Ackley 等人，美国专利6，423，271 ；Ackley等人，美国专利7，241，419)。化学敏感、并且具体而言离子敏感场效应晶体管(分别为“chemFET”和“ISFET”)可以用于进行这种测量(见例如Bergveld,Sensors and Actuators,88:1-20 (2003) ；Yuqing 等人，BiotechnologyAdvances, 21:527-534 (2003))。这种传感器的阵列可以使用集成电路技术制造，以利用单个装置获得空间分布和多分析物的测量(见例如Yeow等人，Sensors and ActuatorsB 44:434-440 (1997) ；Martinoia 等人，Biosensors&BioeIectronics, 16:1043-1050(200I) ;Milgrew 等人，Sensors and Actuators B 103:37-42 (2004) ;Milgrew 等人，Sensorsand Actuators B, 111-112:347-353(2005) ；Hizawa 等人，Sensors and ActuatorsB, 117:509-515 (2006) ;Heer 等人，Biosensors and Bioelectronics, 22:2546-2553 (2007))。这种装置可以在研究、医学、工业过程监测和环境科学领域得到应用。此外，这种装置可以构造成通过各种一次性或可消耗的部件进行操作。然而，由于尽管应当易于和便于使用，但是这种装置还应当能够在可以通过传感器对液体样品进行分析从而提供输出数据或电信号响应而不会对辅助电子部件或装置造成潜在损坏时提供稳健或无泄漏的操作，因此这种装置提出了设计挑战。因此，提供用于建立可以结合chemFET传感器或阵列以及辅助或支承电子部件使用的稳健和基本无泄漏的电气接口连接的装置将是有利的。提供耐腐蚀并且能够在存在液体样品的情况下进行操作的适于在chemFET传感器芯片或阵列中使用的电连接将是进一步期望的。
发明内容
在各种实施例中，本发明教导涉及用于提供化学传感器之间的基本防漏的电气连接的装置。这种传感器可以包括可移动或使用受限的套，所述套容纳这种传感器和其它的辅助电子设备或者与这种装置和其它的辅助电子设备相关联，例如信号处理电路、用户接口电路等。所述传感器可以进一步构造成在存在液体样本或靠近液体样本的情况下进行操作，例如包含感兴趣的分析物的水基样品。本发明教导进一步在多个示例性实施和应用中举例说明，下文和整个说明书中总结了其中的一些示例性实施例和应用。在一个方面中，本发明教导涉及基本防漏的电连接器，该电连接器提供处理电路与容纳有水基样品的传感器套之间的连接。在某些实施例中，该连接器可以包括插口，该插口具有开口和基部，用作流体或液体屏障的密封膜跨过该基部。密封膜可以进一步包括能够形成基本防流体密封件的弹性和/或压力致动的导电膜。在各种实施例中，插口可以适于将传感器套定位、固定或保持在预定或选定取向。传感器套的取向可以进一步便于定位或对准与传感器套相关联的一种形式或一系列的电触头和与处理电路或其它的装置相关联的相应形式的触头，所述处理电路或其它的装置设计成与传感器套电接触。在各种实施例中，所述处理电路的触头可以相对于传感器套位于膜的相对侧上。此外，可以设置夹具组件或其它的固定装置，例如布置在插口上方的相对紧密配合的夹具，该夹具将传感器套定位和固定在插口中。夹具组件可以适于提供固定压力或者相对于插口推动传感器套。在各种实施例中，夹具组件可以用于将传感器套的电触头推动或定位成进入或非�？拷ぃ圆ü嫉缒ず痛淼缏返南嘤Υネ返牡嫉缤�。 在另一个方面中，提供一种用于与传感器套一起使用的连接器，所述连接器包括流动池，以用于将试剂输送至传感器套的一个或多个传感器元件。流动池可以构造成具有一个或多个入口以及一个或多个出口，其中进一步提供夹具，该夹具包括具有一个或多个流体连接器的构件，该构件可以与流动池或传感器套的一部分对齐，以在流体连接器与流动池或传感器套的一部分之间形成基本流体紧密密封。在各种实施例中，无论何时所述夹具处于夹持或固定位置，该夹具都可以在流动池的入口和/或出口之间提供基本流体紧密密封。在其它的实施例中，本发明教导提供套(包括电子传感器，例如chemFET)与包含其它电子处理设备的装置、部件或者设备之间的基本防漏的电气连接。在各方面中，基本防漏的电气连接保护装置、部件和设备不受潜在的流体溢出、流体侵入和/或液体接触的影响。此外，该连接进一步提供腐蚀抵抗并且/或者降低电气短路或者其它这种�：Φ目赡苄�。本发明教导还提供了用于建立第一形式电触头(例如与传感器套相关联的那些电触头)与第二相应形式的电触头(例如与处理电路或部件相关联的那些电触头)之间的电气连接的多种技术。在某些实施例中，设置有弹性、顺应性或压力致动的导电膜，并且所述导电膜可以补偿由于传感器套的构造或者与处理电路相关联的电触头的形式而产生的各种异常、扰动或表面特征。其它的实施例利用至少部分柔性的电路来适应或补偿由于传感器垫、传感器套、或者与处理电路相关联的电触头的构造而产生的异常、扰动或表面特征。在各种方面中，处理电路的电触头可以经过重新电镀操作，以相对于其余电路提供更卓越或稳健的电触头。本发明教导的其它实施例描述了利用可以通过互补或类似方式使用的导电和非导电硅的散布区域作为弹性、顺应性或压力致动的导电膜。在本发明教导的另一个方面中，膜、传感器套或处理电路中的电连接器中的至少一部分可以由基本相同的材料或者由能够防止或抵抗腐蚀(包括电偶腐蚀)的材料制成。根据本发明教导的连接器可以适于传感器阵列，该传感器阵列连接至流体试剂输送系统或者与流体试剂输送系统相关联。可以构造成通过本发明教导受益的一个示例性系统由Rothberg等人的美国专利公布2009/0127589描述，所述专利通过引用的方式结合到本文中。在其它实施例中，本发明教导描述了一种流体耐受电连接器，该流体耐受电连接器包括顺应性的导电膜，所述导电膜构造成流体装置与其它电路之间的流体屏障，其中流体装置包括一个或多个电触头，一个或多个电触头通过膜导电联接至与电路相关联的一个或多个电触头；其中流体装置的一个或多个电触头通过形成在膜中的导电路径选择性地导电联接至与电路相关联的一个或多个相应触头，同时通过膜能够基本防止流体装置中所容纳的流体与电路接触。在进一步的实施例中，本发明教导描述了一种用于建立流体装置与其它的电气处理电路之间的电气连接的方法，所述方法包括以下步骤将顺应性的导电膜定位成靠近流体装置和其它的电气处理电路，从而形成基本防流体的屏障；通过靠近彼此地推动流体装置和电气处理电路并且将膜布置在流体装置与电气处理电路之间而通过膜经由在所述膜中存在的一个或多个导电通路提供与流体装置相关联的电触头和与其它的电气处理电路相关联的电触头之间导电性，其中通过在所述膜中存在的导电通路在流体装置的电触头和与其它的处理电路相关联的电触头之间建立连接；以及通过所述膜将电信号从流体装置传 输至其它的电气处理电路，同时所述膜防止流体与其它的电气处理电路接触。在进一步的实施例中，本发明教导描述了一种用于流体装置的电连接器，该电连接器包括导电膜，所述导电膜形成流体装置与其它的电路之间的流体屏障，其中流体装置包括一个或多个触头，一个或多个触头将导电联接至与电路相关联的一个或多个触头，其中与电路相关联的一个或多个触头和与流体装置相关联的一个或多个触头位于膜的相对侧上；以及通过膜形成的导电路径，所述导电路径构造成选择性地导电联接与流体装置相关联的一个或多个触头和与电路相关联的一个或多个相应触头，由此提供一个或多个信号传输通路以用于响应于流体装置中所容纳的分析物而传输信号，同时膜保持基本不能渗透流体，以保护电路。
本领域技术人员将理解，本文所述的附图仅用于说明目的。并不期望附图以任何方式对本发明教导的范围构成限制。图IA示出了本发明教导的流体接口系统的一个实施例，其中夹具组件的一部分包括与传感器套的流体连接。图IB是示例性各向异性导电弹性体的横截面图。图2A示出了适于与核分析装置一起使用的本发明教导的实施例，所述核分析装置采用包括chemFET阵列的传感器套。夹具示为处于打开位置，传感器套悬浮在(为了说明性目的)顶部夹具构件的流体连接器与用于定位传感器套的插口之间。图2B是处于闭合位置的图2A的夹具的剖视图。图2C至图2F示出了图2A的夹具的不同位置，其中示出了夹具的一个实施例的自锁特征。
具体实施例方式除非另外说明，否则本发明教导可以采用机械工程学、电子学、流体力学和材料科学的落入本领域技能内的传统技术以及描述。这种传统技术包括但不限于流体和微流体装置等的设计和制造。本文中下文通过参照示例能够对合适技术进行具体说明。然而，当然也能够使用其它等效的传统过程。应当理解，以下对一些实施例的描述在本质上仅仅是示例性的并且决不期望对本发明教导、应用或用途构成限制。尽管在一些实施例中将把本发明教导讨论成涉及流体分析和处理，例如使用化学敏感或离子敏感FET传感器进行核酸测序，但是不应当把这种讨论看作将本发明教导仅仅限制于这种应用。本文所用的段落标题和副标题仅用于总体组织的目的，并且并未通过任何方式被构造成限制所述的主题。在各种实施例中，本发明教导对可以适于与样品分析装置一起使用的流体接口系统进行描述，该样品分析装置涉及使用一个或多个电子传感器对包含感兴趣的分析物的液 体样品进行分析。在某些方面中，电子传感器包括一个或多个电触头，所述电触头将传感器联接至其它的电子部件。电子传感器的一部分可以暴露于液体样品，并且期望保证液体样品与其它的电子部件保持隔离而同时提供传感器与其它部件之间的电气连接。在使用包括多个化学敏感或响应传感器的chemFET阵列的示例性应用中，流体接口系统应当提供这样的机构该机构提供chemFET阵列或传感器芯片上的触头和与相应的互连表面相关联的触头之间的连接。互连表面进一步提供与辅助电子部件的电气连接，而同时将辅助电子部件隔离以防潜在的样品液体暴露或入侵。在本发明教导的其它方面中，流体接口系统提供这样的机构所述机构能够解决和/或克服传感器阵列或相应互连表面的翘曲、表面异常或者其它的制造缺陷。在某些情况下，缺陷等可能造成传感器阵列或相应的互连表面定位不均匀或者提供传感器阵列与互连表面之间不均匀的接触，从而导致两个部件之间的部分连接或不当连接。本发明教导的流体接口系统的进一步的特征在于，该装置可以构造成能够抵抗因为暴露于液体样品而造成的腐蚀，其中包括例如可能发生在chemFET传感器阵列和适于接收该阵列或与该阵列相互作用的电子处理装置之间的潜在电偶腐蚀。还可以减轻相应的互连表面上的电触头对腐蚀的易感性，这可以例如是由于以下情况造成的位于电触头的接口处的一种金属由与chemFET传感器的电触头或者相应表面的电触头不同类型的金属制成。如将在下文中更详细地描述的，本发明教导的应用有益于提供能够在chemFET传感器芯片与辅助电子部件之间建立流体屏障和/或防漏电气接口的部件。在各种实施例中，该接口可以用于建立chemFET传感器芯片上的触头与相应表面上的触头(电气连接至辅助电子部件)之间的电气连接。这种部件可以进一步构造成减少或消除可能通过其它方式发生在装置与chemFET传感器芯片或相应表面上的电触头之间的电偶腐蚀。本发明教导的一个实施例示于图IA中。连接器100的元件包括夹具构件102、包括各向异性导电膜108的插口 106、包括通向电子处理设备的电触头113的表面110、和用于提供夹持作用的施力元件114。施力或联接元件114促使夹具构件102抵靠传感器套104，接着促使传感器套104抵靠各向异性导电膜108，各向异性导电膜108接着提供传感器套104的底部上的触头115与表面110上的电子处理设备的相应触头113之间的一个或多个导电路径。如本领域技术人员将理解的，施力或联接元件114能够完全地或部分地是机械的(如下文举例说明的)，通过螺线管、马达、液压技术被电致动，或者通过其它方式进行手动和自动操作。在各种实施例中，施力或联接元件114优选地通过在传感器套104上均匀地施加力或压力来推动传感器套104，使得通过膜108位于电触头之间的一个或多个导电路径基本均匀地接合。此外，均匀的推力是期望的，使得膜108并不随着时间或者由于经过重复使用而明显具有局部磨损或压缩。各向异性导电膜或弹性体108的示例示于图IB中。在各种实施例中，可从市场上获得的材料可以用于制造这种顺应性的(conformable)或弹性的膜(例如制造PariPoser互连系统等的Paricon Technologies Corp. (Fall River, MA))。在各种实施例中，这种膜150可以包括弹性材料152，在弹性材料152中，导电微粒154的列156基本对齐并垂直于膜的平面。在这种构造中，当电触头接触膜的相对侧时，在电触头之间建立了导电路径。这些电触头还可以隔离于与膜的其它位置接触的其它触头，并且可以基于膜的构造和取向进一步提供多个独立电触头的连接。根据本发明教导的各种实施例，膜可以 由基本防渗并且/或者不与其中所容纳的流体和化学成分(尤其是与样本分析相关的水基流体和试剂)发生反应的材料制成。应当理解，用于形成膜的材料可以选自多种不同的材料，如将在下文中更详细地描述的。此外，能够定制膜的尺寸和厚度以用于具体的应用或仪器。同样地，可以通过除了珠子(bead)之外的导电材料提供膜间连接，并且膜间连接可以表现为除了图IB中举例说明的之外的取向。例如，通过膜的电气连接可以由与膜的接收或接触表面上的电触头对齐的柔性电线或轨迹形成。在这种情况下，膜的顺应性特性可以允许膜的一部分在与传感器套和/或电子处理设备相接合时变形。由于膜间导电特征同样容许膜变形，因此导电性得到进一步保持，并且因此可以保持膜的表面之间的导电通路。如上所述，即使在部件的电触头或表面特征未完全匹配时，膜仍然可以有利地用于提供期望的部件(例如传感器芯片和电子处理设备)之间的电气连接。例如，传感器套105或表面110的构造中的缺陷能够导致传感器套104的一些触头115和表面110上的电子处理设备的相应触头113在由于触头中的至少一部分局部接触或失准而定位成彼此接近时不能保持良好的导电性或电气连接。此外，通过使用可以有助于提供触头之间更均匀的连接的膜，可以减小由联接元件114提供的所需的推力，而无需相对较大的推力来使期望的触头中的每一个导电连结。所需推力的减小进一步使可能通过其它方式发生的系统内部件的损坏和破裂的风险降低，以建立部件之间的电气连接通路。这种损坏可能由于所施加的用于保证期望触头之间的连接的力或者通过重复使用或操作多个传感器而发生。在某些情况下，在可能发生传感器套或者电子处理设备的相应触头的翘曲或变形，从而造成传感器套或表面110的触头位于基本二维的平面外侧的情况下，也可以使用该膜。因此，在不具有该膜的情况下，当以期望取向定位成基本彼此邻近时，传感器套的一些触头115与表面的一些触头113之间可能不易电气连接。在本发明教导的一个实施例中，膜150的弹性材料152设计成使得弹性材料152与施力元件114的组合能够补偿单个部件的构造中的任何缺陷，使得传感器套104上期望的触头115与表面110上的电子处理设备的相应触头113之间建立电气连接。在另一个实施例中，包括电子处理设备的触头113的表面110或者包括触头115的传感器套104可以使用柔性电路技术制造。在各种实施例中，柔性电路涉及用于通过将电子装置或部件安装在至少部分柔性的基板(例如柔性聚合物、塑料或尼龙表面)上来组装电子电路的技术。在本发明教导的另一个实施例中，传感器套104上的触头115或表面110上的电子处理设备的触头113在制造期间选择性地重新电镀。对于表面110的触头113而言，一部分或基本所有的触头都经过重新电镀操作，以便改变期望触头的物理几何形状，从而改进部件之间的连接。在各种实施例中，重新电镀操作可以包括产生较厚或较高的触头113、为触头加帽、使触头变薄或调整触头尺寸、或者对触头中的至少一部分进行其它修改，以便获得用于电气连接的期望高度和/或剖面。可以结合各向异性导电膜108进一步利用上述的重新电镀操作，以建立传感器套104的底部上的触头115与表面110上的电子处理设备的触头113的正连接或均匀连接。在各种实施例中，重新电镀操作使得除了表面110上的触头113之外的其它区域基本保持其原始的高度、剖面和/或厚度。在示例性电路板实施例中，可以通过对至少不期望重新电镀的电路板的部分进行掩蔽并且接着使电路板通过电镀工艺来实现，由此保持已经被掩蔽的触头或表面的表面特征或轮廓，从而实现选择性重新电镀。在本发明教导的另一个实施例中，导电膜108可以由导电和非导电材料(例如聚合物、塑料、尼龙、硅、玻璃或其它材料)的散布区域构成。导电膜 可以进一步包括一列或多列导电材料(例如金属浸溃或导电改性聚合物、尼龙、硅或者其位于选定区域中的其它合适的材料或混合物)，以接触、结合或者配合传感器套104的底部上的触头115和表面110上的电子处理设备的相应触头113。在各种实施例中，所述列可以与膜的平面基本垂直地对齐。类似于导电微粒154的列156,所述导电列可以产生或建立从膜108的顶部至底部的期望的或均匀的电气连接。导电膜108可以进一步包括位于传感器套104的底部上的不同的触头115之间的区域中的非导电或绝缘材料(例如，聚合物、尼龙、硅、玻璃、或者它的其它合适的材料或混合物)的部分，以减少或消除传感器套104的底部上的触头115之间不期望的串扰或导电性。根据本发明教导，膜可以制造成使得其对可能与膜进行接触的流体(尤其是水基流体和试剂/化学成分)不渗透并且/或者具有弹性。在各种实施例中，可能期望的是，防止系统内选定部件的氧化或电偶腐蚀。这种氧化或电偶腐蚀可能例如发生在传感器套104的底部上的电触头115与各向异性导电膜108之间，或者在表面110上的电子处理设备的电触头113与各向异性导电膜108之间。在某些实施例中，各向异性导电膜108、传感器套104的底部上的触头115、以及表面110上的电子处理设备的触头113可以由基本相同或相似的金属制成或涂覆，或者形成为产生可以兼容和/或抵抗氧化或者电偶腐蚀的成分的导电表面。在一个这样的实施例中，传感器套104的底部上的触头115和表面110上的电子处理设备的相应触头113可以镀金，各向异性导电膜108中的导电微粒154的列156也可以镀金。在这种情况下,对各向异性导电膜108中的导电微粒154的列156进行镀金可以有助于减少氧化或电偶腐蚀，否则氧化或电偶腐蚀可能发生在膜108与传感器套104的底部上的触头115之间，或者在膜108与表面110上的电子处理设备的触头113之间。除了涂覆金，应当理解，可以使用其它的涂层或材料对氧化或腐蚀产生期望的抵抗。因此，其它金属或导体可以用于产生期望的氧化和/或腐蚀抵抗性能。在某些实施例中，除了涂覆不同材料，可以直接对用于形成导体的现有材料进行化学改变或改性。回到图1A，夹具构件102可以包括管道122和124以及通路(未示出)，以用于在处于夹具闭合构造时通过流体连接器(所示的示例性元件128)使流体经由入口 116和出口118传输进入或离开传感器套104。除了提供流体连接，当处于这种构造或位置时，可以促使或推动传感器套104至导电膜108上，以建立、产生或保持传感器套104的底部上的触头115与表面110上的相应的电子处理设备触头113之间的导电路径。本发明教导的其它实施例示于图2A至图2F中。选定实施例可以包括的特征例如与夹具200相关的基本相同的作用和/或力可以相对于芯片202同时提供电气连接和流体端口密封。夹具设计还可以包括系统内的基本电子部件(例如包括电子处理设备的PC板)不受流体溢出和/或试剂/液体污染的影响。此外，杠杆或致动器208可以设置有很大的机械优点和/或保持特征，以接合处于夹持位置和固定位置的传感器芯片202。此外，可以结合夹持机构设置压缩弹簧机构，以至少部分地减少所需的夹持能量或者便于将各种部件推动到一起。为了便于与传感器芯片202流体接合，可以利用逐渐变细的流体端口凸台和/或接收器以便于流体端口的接合并且提供用于流体连接的自动对齐特征。这些流体端口可以进一步包括弹性密封件或垫片(图2C中举例说明)，以进一步提高或改进系统的密封和/或抗漏性。在各种实施例中，可以设置例如在X和Y方向上至少部分自动对齐的机械浮动 的流体歧管。在各种实施例中，歧管还可以构造成以便具有角度浮动，从而允许施加给流 体密封件或端口中的每一个的力基本相等。某些构造还提供流体密封件，所述流体密封件允许或引导基本横向的流动路径，使得能够适应各种尺寸、剖面或构造的传感器或流动池(flowcell)。此外，夹持机构可以通过其可移动或枢转的取向提供进入期望部件的路径。例如，夹持机构可以构造成以便通过充分地枢转而打开以提供进入传感器的顶部或流动池的路径，从而允许期望的操作(例如流体/试剂导入或抽出)(见图2A至图2F所示的夹持机构的示例性定位)。这些操作可以包括手动活动，例如将液体吸移至流动池端口中，所述流动池端口可以制造成在夹持机构处于打开位置时使用者可以进入。此外，传感器或流动池端口可以设计成接受、配合并且/或者密封具有标准尺寸的部件(例如外径Imm的逐渐变细的吸管尖〗而)。如图2A举例说明的，夹具构件200可以定位在基本打开位置，从而允许传感器或流动池202定位在仪器201内或者从仪器201移除。同样地，如上文所讨论的，当夹具构件200处于基本打开位置时,可以在传感器或流动池202上进行其它操作,例如手动流体操作。夹具构件200可以进一步与机械施力元件操作性地相关联,该机械施力元件包括由杠杆208操作的弹簧致动的自锁机构。图2A至图2F中举例说明了这种机构的一个实施例，其中致动器208结合压缩弹簧组件222进行操作，使得组件在闭合位置可以“被锁定”就位，从而保证正流体连接和/或电气连接。在其它实施例中，机械施力元件可以包括自动或电操作部件(例如伺服驱动致动器)，所述自动或电操作部件施加合适的力以根据需要致动和定位夹具构件200。夹具构件200还可以包括流体连接器203，以用于将试剂输送至传感器套202。在附图中，传感器套示为悬浮在夹具构件200的下方和插口 204的上方，从而示出了部件相对于彼此的示例性相对定位。在所示实施例中，各向异性导电膜206示为位于插口 204的基部处并且为传感器套202提供与仪器201的期望的对齐和连接，如上所述。应当理解，膜206可以通过多种方式定位，例如一体形成至或附连至传感器套202的表面并且不必限于附图所示的那些方式。图2B示出了图2A的装置的剖视图，夹具构件示为处于基本闭合位置。夹具构件200可以构造成保持传感器套202 (也称作“流动池和/或芯片组件”)并且稳固地促使套202抵靠各向异性导电膜206 (也称作“硅球形电线插入器”)。夹具构件200可以与弹簧致动机构222 (也称作“可压缩弹簧组件”)操作性地相关联，以用于在夹具构件200上并且通过触头传感器套202产生基本平均分布的向下的力。夹具构件200进一步用作流体歧管，以用于通过管道224和未示出的其它管道将试剂输送至传感器套202并且从传感器套202输送试剂。图2C至图2F示出了本发明教导的进一步的操作性实施例，所述操作性实施例使用示例性手动致动器组件以用于向仪器组件施加推力和定位的力，从而保持传感器阵列或流动池202。如上文所讨论的，用于保持流动池202的部件的构造、流动池自身的构造、以及将定位力或固定力施加给流动池202的模式可以根据需要进行修改，例如在不偏离本发明教导的范围的情况下使用与手动致动器相对的自动致动器组件。同样地，尽管附图中示出单个流动池，但是该系统可以设计成根据需要容纳多个流动池。如图2C所示，芯片夹具200可以通过使用致动器组件或杠杆208定位在打开位置，以从流动池202拆卸流体歧管250和相关的流体传输端口 205。流体传输端口 205可以包括弹性密封件，所述弹性密封件定位成以便于与流动池上的一个或多个配合或互补端口相接合(如图2A所示)，从而在芯片 夹具处于闭合位置时提供基本流体紧密或防漏的密封。此外，系统内可以包括例如加强件251和/或垫板253的各种结构加强部，以改进机构的结构完整性。在各种实施例中，这种特征可以用于提供基本刚性的表面以接合流动池202，从而有助于保持流动池202的期望位置或剖面。图2C至图2F所示的各种部件的逐步操作和定位示出了用于固定流动池以及接合流体和电子部件的一个可能的操作性实施例。所示的构造和部件提供了“自锁”特征，使得流动池202可以通过足够的力被保持在选定位置，以推动适当的电触头和流体触头以及电气连接和流体连接，从而提供具有良好电气连接的基本无泄漏系统。应当理解，也可以使用或者基于系统的优选或需要修改其它的构造。例如，如上所述，可以在不偏离本发明教导的范围的情况下通过杠杆208或者自动致动器组件(例如马达或伺服驱动机构)对弹簧致动夹具222的操作进行控制。尽管已经参照若干特定的示例性实施例对本发明教导进行了描述，但是本领域技术人员将意识到，可以在不偏离本发明教导的精神和范围的情况下对其进行多种改变。除了上文所述的那些，本发明教导可以应用于多种传感器实施和其它主题。应当理解，上文所述的顺应性的导电膜构造可以适于与除了流动池之外的部件一起使用，在所述部件中，能够耐受导电流体的连接/或联接是期望的。此外，将被联接的离散电触头的数量可以在数量上发生巨大变化，从少至一个到几百个、几千个、几百万个或者更多的连接。也可以建立膜连接的其它构造，其中包括将期望的部件“夹置”在两个或多个膜之间，或者在膜内或围绕膜部分或完全地包围或封装期望的部件，以实现期望的定位、联接或连接效果。类似地，膜可以形成为期望部件的集成构件并且/或者形成除了基本平的或平面膜之外的形状或结构，从而实现期望的定位、联接或连接。如本文所使用的，“微流体”装置或部件、“流体”装置或部件、“流体传输”装置或部件可以包括具有一个或多个室、端口和/或通道的集成系统，所述一个或多个室、端口和/或通道可以与系统内各种其它的部件互连和/或流体连通。这些部件可以进一步设计成用于单独地或者与能够提供额外的支承功能的设备或仪器(例如样品导入、流体和/或试剂驱动或输送特征、温度控制机构、样品和/或分析物检测系统、数据收集、数据处理和/或数据集成系统等)协同来包含、运输或实现一种或多种分析反应或过程。上述装置可以进一步包括施加有功能涂层或者经过处理(例如内壁上的专业涂层)的阀、泵、管道、和其它的流体传输或流体容纳部件，以大幅减少或防止吸收样品成分或试剂，从而便于通过电渗作用使试剂移动，或者获得其它期望的效果或性能。这种装置可以在固体或成形基板中制造或者制造成固体或成形基板，所述固体或成形基板可以是例如玻璃、塑料或者其它的聚合材料，并且可以具有至少部分平面的形式或表面，以便于检测和/或监测样品和试剂的移动，尤其是通过光学或电化学方法。尽管也易于利用其它的尺寸，但是上述装置的特征可以具有小于几百平方微米的横截面尺寸并且通路可以具有毛细管尺寸，例如具有从大约500 μ m至大约O. I μ m的横截面尺寸。尽管也易于利用其它的体积，但是微流体装置可以具有处于从大约IuL至几nL (例如IO-IOOnL)的范围内的体积容量。通过引用的方式结合以下参考文献 所举例说明的微流体装置的制造和操作Ramsey，美国专利6，001, 229 ;5，858，195 ；6，010，607 ；和 6，033，546 ；Soane 等人，美国专利 5，126，022 和 6，054，034 ；Nelson 等人，美国专利6，613，525 ；Maher等人，美国专利6，399，952 ；Ricco等人，国际专利公布WO 02/24322 ;Bjornson等人，国际专利公布WO 99/19717 ;Wilding等人，美国专利5,587，128 ;5，498，392 ；Sia 等人，Electrophoresis, 24:3563-3576(2003) ；Unger 等人，Science, 288:113-116 (2000) ；Enzelberger 等人，美国专利 6，960，437。
权利要求
1.一种流体耐受电连接器，包括 顺应性的导电膜，所述导电膜构造成流体装置与其它电路之间的流体屏障，其中所述流体装置包括一个或多个电触头，所述一个或多个电触头通过所述膜导电联接至与所述电路相关联的一个或多个电触头； 其中所述流体装置的所述一个或多个电触头通过形成在所述膜中的导电路径选择性地导电联接至与所述电路相关联的一个或多个相应触头，同时通过所述膜能够基本防止所述流体装置中所容纳的流体与所述电路接触。
2.根据权利要求I所述的流体耐受电连接器，其中所述膜被插入在所述流体装置与所述电路之间，使得能够基本防止所述流体装置和所述电路彼此直接接触。
3.根据权利要求I所述的流体耐受电连接器，所述流体耐受电连接器进一步包括夹持构件，所述夹持构件构造成推动所述流体装置靠近所述电路，布置在所述流体装置与所述电路之间的所述膜建立所述流体装置与所述电路之间的电气接触，同时防止流体与所述电路接触。
4.根据权利要求I所述的流体耐受电连接器，其中所述膜的顺应性特性能够适应存在于所述流体装置上的表面扰动，同时建立所述电路和所述流体装置的所述触头之间的导电性。
5.根据权利要求I所述的流体耐受电连接器，其中所述膜的顺应性特性能够适应所述流体装置的至少一部分变形，同时建立所述电路和所述流体装置的所述触头之间的导电性。
6.根据权利要求I所述的流体耐受电连接器，其中所述流体装置的所述触头和所述电路的所述触头包括能够抵抗电偶腐蚀的材料。
7.根据权利要求I所述的流体耐受电连接器，其中所述流体装置进一步包括流动池，所述流动池具有一个或多个流体传输端口，所述一个或多个流体传输端口将流体输送至所述流动池，其中所述流动池进一步包括用于检测容纳在所述流体内的分析物的电部件。
8.根据权利要求7所述的流体耐受电连接器，其中所述电部件包括一个或多个chemFET传感器。
9.一种用于建立流体装置与其它的电气处理电路之间的电气连接的方法，所述方法包括以下步骤 将顺应性的导电膜定位成靠近所述流体装置和所述其它的电气处理电路，从而形成基本防流体的屏障； 通过靠近彼此地推动所述流控装置和所述电气处理电路并且将所述膜布置在所述流控装置与所述电气处理电路之间而通过所述膜经由在所述膜中存在的一个或多个导电通路提供与所述流体装置相关联的电触头和与所述其它的电气处理电路相关联的电触头之间的导电性，其中通过在所述膜中存在的所述导电通路在所述流体装置的所述电触头和与所述其它的处理电路相关联的电触头之间建立连接；以及 通过所述膜将电信号从所述流体装置传输至所述其它的电气处理电路，同时所述膜防止流体与所述其它的电气处理电路接触。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述膜位于所述流体装置与所述电路之间，使得基本防止所述流体装置与所述电路彼此直接接触。
11.根据权利要求9所述的方法，其中通过夹持力推动所述流体装置靠近所述电路，所述膜布置在所述流体装置与所述电路之间，从而基本防止流体与所述电路接触并且建立所述流体装置与所述电路之间的电气接触。
12.根据权利要求9所述的方法，其中所述膜的顺应性特性适应存在于所述流体装置上的表面扰动，同时建立所述电路和所述流体装置的所述触头之间的导电性。
13.根据权利要求9所述的方法，其中所述膜的所述顺应性特性适应所述流体装置的至少一部分变形，同时建立所述电路和所述流体装置的所述触头之间的导电性。
14.根据权利要求9所述的方法，其中所述流体装置的所述触头和所述电路的所述触头包括能够抵抗电偶腐蚀的材料。
15.根据权利要求9所述的方法，其中所述流体装置进一步包括流动池，所述流动池具有一个或多个流体传输端口，所述一个或多个流体传输端口将流体输送至所述流动池，其中所述流动池进一步包括用于检测所述流体中所包含的分析物的电部件。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述流动池的所述电部件包括一个或多个chemFET传感器,所述一个或多个chemFET传感器构造成对所述流体中的分析物进行检测。
17.一种用于流体装置的电连接器，其包括 导电膜，所述导电膜形成所述流体装置与其它的电路之间的流体屏障，其中所述流体装置包括一个或多个触头，所述一个或多个触头将导电联接至与所述电路相关联的一个或多个触头，其中与所述电路相关联的所述一个或多个触头和与所述流体装置相关联的所述一个或多个触头位于所述膜的相对侧上；以及 通过所述膜形成的导电路径，所述导电路径构造成选择性地导电联接与所述流体装置相关联的所述一个或多个触头和与所述电路相关联的一个或多个相应触头，由此提供一个或多个信号传输通路以用于响应于所述流体装置中所容纳的分析物而传输信号，同时所述膜保持基本不能渗透流体，以保护所述电路。
18.根据权利要求17所述的电连接器，其中所述流体装置包括chemFET传感器，所述chemFET传感器构造成对所述流体装置中所容纳的流体中的分析物进行检测，并且响应于经由所述电连接器通过所述电路的所述分析物产生信号。
19.根据权利要求17所述的电连接器，其中所述电连接器设置有顺应性特性，所述顺应性特性适应存在于所述流体装置上的表面扰动，同时建立所述电路和所述流体装置的所述触头之间的导电性。
20.根据权利要求17所述的电连接器，其中所述流体装置的所述触头和所述电路的所述触头包括能够抵抗电偶腐蚀的材料。
全文摘要
本发明涉及一种能够抵抗泄露的电连接器，该电连接器构造为流体装置与其它的电路之间的流体屏障，流体装置可以包括chemFET传感器，其中该流体装置进一步包括一个或多个电触头，该一个或多个电触头通过连接器导电联接至与电路相关联的一个或多个电触头。
文档编号G01N27/26GK102812350SQ201180008374
公开日2012年12月5日 申请日期2011年1月7日 优先权日2010年1月7日
发明者J·诺比雷, G·罗斯, D·玛瑞安, W·米莱斯基 申请人:生命科技股份有限公司
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