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原文传递具有可编程验证特征的微流体设备

专利名称：	具有可编程验证特征的微流体设备
摘要：	一种用于光学读取在微流体设备中被编码的信息的方法，该微流体设备包括输入微通道、微流体模块和节点组。第一组的节点将输入微通道连接到微流体模块中的一个微流体模块，并且第二组的节点将微流体模块中的一个微流体模块连接到另一个微流体模块，以形成有序的一对微流体模块，其中第一组和第二组的节点具有不同的液体钉扎强度。加载到输入微通道中的液体使得液体有序地穿过每个微流体模块，其顺序由节点的液体钉扎强度决定。液体的通过产生光学可读的动态图案，该图案根据液体穿过装置的有序通过而演变。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	美国;US
申请人：	国际商业机器公司
发明人：	O·戈凯瑟;E·德拉马什
专利状态：	有效
申请日期：	2018-06-20T00:00:00+0800
发布日期：	2019-12-31T00:00:00+0800
申请号：	CN201880033011.6
公开号：	CN110637228A
代理机构：	北京市金杜律师事务所
代理人：	马明月
分类号：	G01N27/22(2006.01);G;G01;G01N;G01N27
申请人地址：	美国纽约阿芒克
主权项：	1.一种用于光学读取在微流体设备中被编码的信息的方法，所述方法包括：提供所述微流体设备，所述微流体设备包括：输入微通道；至少两个微流体模块；以及节点的两个组，节点的每个组具有至少两个节点，节点的所述两个组包括第一组和第二组，其中：所述第一组的每个节点将所述输入微通道连接到所述至少两个微流体模块中的相应一个微流体模块，所述第二组的每个节点连接所述至少两个微流体模块中的两个微流体模块的相应的有序对，并且在节点的所述第一组和所述第二组的每个组中，节点具有不同的液体钉扎强度；将液体加载到所述输入微通道中，由此所述液体以由所述节点的所述不同的液体钉扎强度确定的顺序穿过所述至少两个微流体模块中的每个微流体模块；以及光学读取由所述液体引起的动态图案，所述图案根据所述液体穿过所述至少两个微流体模块中的每个微流体模块的所述顺序动态地演变。 2.根据权利要求1所述的方法，其中光学读取所述动态图案包括：光学读取所述动态图案包括检测所述至少两个微流体模块的光学对比度的变化，所述变化是在所述液体穿过所述至少两个微流体模块中的每个微流体模块时由所述液体引起的。 3.根据权利要求2所述的方法，其中所提供的所述设备的所述至少两个微流体模块中的至少一个微流体模块包括：光学可读介质，所述光学可读介质形成布置在其流动路径上的材料的斑点的图案，所述斑点在视觉检查时无法检测到；并且光学读取所述动态图案包括检测所述斑点的图案的光学对比度的所述变化，所述变化是在所述液体润湿所述斑点的图案时由所述液体引起的。 4.权利要求1的方法，其中所提供的所述设备的所述至少两个微流体模块中的至少一个微流体模块包括：光学可读介质，所述光学可读介质形成布置在其流动路径上的材料的斑点的图案，所述斑点包括第一材料的第一斑点和第二材料的第二斑点，其中所述第一材料比所述第二材料难溶于所加载的所述液体；并且光学读取所述动态图案包括：在所述第二斑点开始溶解于在所述至少一个微流体模块中通过的所述液体并被在所述至少一个微流体模块中通过的所述液体冲洗之后，光学读取由所述第一斑点形成的残留图案。 5.根据权利要求4所述的方法，其中，所提供的所述设备的所述至少两个微流体模块中的每个微流体模块均包括光学可读介质，所述光学可读介质形成布置在其流动路径上的材料的斑点的图案；并且光学读取动态图案包括：在所述第二斑点开始溶解于在所述微流体模块中的每个微流体模块中通过的所述液体并被在所述微流体模块中的每个微流体模块中通过的所述液体冲洗之后，光学读取由所述至少两个微流体模块的每个微流体模块中的所述第一斑点形成的残留图案。 6.根据权利要求5所述的方法，其中，光学读取所述动态图案还包括：光学读取初始图案，所述初始图案由所述至少两个微流体模块中的每个微流体模块中的所述第一斑点和所述第二斑点中的每个斑点形成。 7.根据权利要求5所述的方法，其中所提供的所述设备的所述至少两个微流体模块的所述光学可读介质的所述残留图案对相应的密钥进行编码，所述相应的密钥形成一组不同的密钥，并且其中所述方法还包括：存储关于所述相应的密钥的光学读取信息；以及存储关于光学读取关于所述相应的密钥的信息的顺序的顺序信息。 8.根据权利要求5所述的方法，其中，所述至少两个微流体模块中的每个微流体模块中的每个光学可读介质的所述斑点根据二维格子进行布置。 9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述格子的相邻单元之间的间距大于或等于110μm。 10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述格子包括q×r个单元，其中q和r均大于或等于4。 11.根据权利要求1所述的方法，其中，所提供的所述设备的节点的所述两个组中的每个组的节点都隐藏在所述设备中，以使所述设备的用户看不到。 12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少两个组中的每个组的所述节点被配置为允许所述节点中的每个节点在其上钉扎液体或让液体通过。 13.权利要求1的方法，其中所提供的所述微流体设备包括：一组m个分配微通道，m≥2；一组m个微流体模块，所述m个微流体模块分别与所述m个分配微通道流体连通；以及一组m个输出微通道，每个输出微通道被连接到所述m个微流体模块中相应一个微流体模块的输出，其中：所述第一组包括m个节点，每个节点从所述输入微通道分支，并且进一步分支到所述分配微通道中的相应一个分配微通道，以建立所述输入微通道和所述分配微通道之间的流体连通，所述第二组包括m个子集，每个子集具有m个节点，所述m个输出微通道中的每个输出微通道分支到m个节点的所述m个子集中的相应一个子集的m个节点中的每个节点中，并且在所述第一组的每个节点中以及所述第二组的节点的所述m个子集中的每个子集中，节点具有不同的液体钉扎强度，使得在所述输入微通道中引入的液体穿过所述m个微流体模块中的微流体模块的所述顺序根据以下被确定：所述第一组和所述m个子集的所述节点的所述不同的液体钉扎强度。 14.根据权利要求13所述的方法，其中，所提供的所述微流体设备被配置为用于诊断测试的测试设备；并且所述m个微流体模块中的至少一个微流体模块具有流动路径，所述流动路径包括用于实现所述诊断测试的试剂。 15.根据权利要求14所述的方法，其中，根据由所述第一组和所述第二组中的每个组的所述节点的所述不同的液体钉扎强度确定的所述顺序，所加载的所述液体首先通过包括所述试剂的所述m个微流体模块中的所述至少一个微流体模块中的每个模块，然后再通过所述m个微流体模块中的其余模块中的每个模块。 16.根据权利要求13所述的方法，其中，所提供的所述设备的节点的所述第一组和节点的所述第二组一起形成m+1组m个节点，所述m+1组m个节点以交叉开关配置被布置为m×(m+1)个节点的阵列。 17.根据权利要求16所述的方法，其中，所提供的所述微流体设备包括不同的平行层级，所述不同的平行层级包括第一层级和第二层级，并且所述输入微通道和所述输出微通道两者都被限定在所述第一层级上，而所述分配微通道被限定在所述第二层级上。 18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述m+1组m个节点中的所述节点的至少一个子集包括：在所述第一层级上形成的腔体，所述腔体在其顶侧开口；在所述第一层级上的入口端口，所述入口端口从所述输入微通道或所述输出微通道中的一个输出微通道分支并且通过其进入口与所述腔体连通；出口端口，分支到所述第二层级上的所述分配微通道中的一个分配微通道；以及从所述腔体延伸到所述出口端口的通孔，以在所述腔体和所述出口端口之间建立流体连通，其中：所述腔体包括液体阻挡元件，所述液体阻挡元件被配置成防止填充所述入口端口的水性液体到达所述出口端口。 19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述通孔在所述设备的第三层级上从所述腔体的底侧向下延伸到所述出口端口，所述腔体的所述底侧被定位为与所述腔体的所述顶侧的位置相对，所述第三层级在所述第一层级和所述第二层级之间。 20.根据权利要求1所述的方法，还包括：通过实施根据权利要求1所述的方法的所有步骤，光学读取在所述微流体设备中被编码的信息；以及解码在所读取的所述动态图案中被编码的信息。 21.根据权利要求20所述的方法，还包括：基于所解码的所述信息，认证所述微流体设备。 22.根据权利要求21所述的方法，其中，认证所述微流体设备还基于所提供的所述设备的标识符。 23.根据权利要求20所述的方法，其中，所提供的所述设备的所述至少两个微流体模块包括相应的光学可读介质，所述相应的光学可读介质对相应的密钥进行编码，从而形成一组不同的密钥，光学读取信息包括光学读取关于所述相应的密钥的信息，并且其中，所述方法还包括：存储关于所述相应的密钥的光学读取信息以及关于光学读取关于所述相应的密钥的信息的顺序的顺序信息；并且解码信息包括解译所读取的所述至少两个密钥以及所述顺序信息。 24.一种用于在微流体设备中编码信息的方法，所述方法包括：提供编码信息数据和微流体设备，所述微流体设备包括：输入微通道；至少两个微流体模块；以及节点的两个组，节点的每个组具有至少两个节点，节点的所述两个组包括第一组和第二组，其中所述第一组的每个节点将所述输入微通道连接到所述至少两个微流体模块中的相应一个微流体模块，所述第二组的每个节点连接所述至少两个微流体模块中的两个微流体模块的相应的有序对，并且节点的所述第一组和所述第二组中的每个组的所述节点都是可更改的，使得所述节点中的每个节点的液体钉扎强度能够被更改；以及基于所提供的所述编码信息数据，更改所述节点的子集而不是全部节点，使得在节点的所述第一组和所述第二组的每个组中，所述节点具有不同的液体钉扎强度。
所属类别：	发明专利