微流体装置及其有关方法.pdf

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1、10申请公布号CN104203393A43申请公布日20141210CN104203393A21申请号201380017341322申请日2013022213/43535820120330USB01J19/0020060171申请人通用电气公司地址美国纽约州72发明人VD桑珀RJ霍尔瓦思克莱因MK巴勒CFP伦施C贝尔德74专利代理机构中国专利代理香港有限公司72001代理人严志军周心志54发明名称微流体装置及其有关方法57摘要一种微流体装置包括用于馈送多种反应物的多种反应物源，各种反应物源馈送多种反应物之中的对应的反应物。宏观腔室接收来自多种反应物源的多种反应物之中的一种或更多种反应物。微流体。

2、反应器联接于宏观腔室和多种反应物源，并且构造成接收来自宏观腔室、多种反应物源中的至少一个的多种反应物之中的一种或更多种反应物，并且使一种或更多种反应物反应以产生反应内容物。宏观腔室进一步构造成接收来自微流体反应器的反应内容物。系统构造成控制以下中的至少一个进入和离开宏观腔室的干气的流、一种或更多种反应物和宏观腔室中的反应内容物中的至少一种的表面积。30优先权数据85PCT国际申请进入国家阶段日2014092886PCT国际申请的申请数据PCT/US2013/0273352013022287PCT国际申请的公布数据WO2013/148030EN2013100351INTCL权利要求书3页说明书7。

3、页附图16页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书3页说明书7页附图16页10申请公布号CN104203393ACN104203393A1/3页21一种微流体装置，包括用于馈送多种反应物的多种反应物源，各种反应物源馈送所述多种反应物之中的对应的反应物；宏观腔室，其用于接收来自所述多种反应物源的所述多种反应物之中的一种或更多种反应物；微流体反应器，其联接于所述宏观腔室和所述多种反应物源，并且构造成接收来自所述宏观腔室、所述多种反应物源中的至少一个的所述多种反应物之中的一种或更多种反应物，并且使所述一种或更多种反应物反应以产生反应内容物；其中，所述宏观腔室进一步构造成接收来自所。

4、述微流体反应器的所述反应内容物；以及构造成控制以下中的至少一个的系统进入和离开所述宏观腔室的干气的流；所述一种或更多种反应物和所述宏观腔室中的所述反应内容物中的至少一种的表面积。2根据权利要求1所述的微流体装置，其特征在于，所述系统包括在所述宏观腔室的第一端处的锥形横截面、具有预先限定的边缘轮廓的横截面中的至少一个，用于控制以下中的至少一个的流进入和离开所述宏观腔室的所述干气、所述多种反应物之中的所述一种或更多种反应物。3根据权利要求2所述的微流体装置，其特征在于，所述系统包括在所述宏观腔室的第一端处的第一入口，用于控制以下中的至少一个的流进入和离开所述宏观腔室的所述干气和所述多种反应物之中的。

5、所述一种或更多种反应物。4根据权利要求3所述的微流体装置，其特征在于，所述系统包括在所述宏观腔室的第二端处的第二入口，用于控制进入和离开所述宏观腔室的所述干气的流，其中，所述第二入口进一步控制进入所述宏观腔室的所述多种反应物之中的所述一种或更多种反应物的流。5根据权利要求3所述的微流体装置，其特征在于，所述系统包括在所述宏观腔室的第二端处的第一出口，用于控制离开所述宏观腔室的所述干气的流。6根据权利要求5所述的微流体装置，其特征在于，所述系统包括设置在所述宏观腔室的第一端和第二端之间的第三入口，用于控制进入和离开所述宏观腔室的所述干气的流，其中，所述第三入口进一步控制进入所述宏观腔室的所述多种。

6、反应物之中的所述一种或更多种反应物的流。7根据权利要求5所述的微流体装置，其特征在于，所述系统包括设置在所述宏观腔室中的桥结构，用于控制从所述宏观腔室经由所述第一出口的所述干气的直接流。8根据权利要求5所述的微流体装置，其特征在于，所述第一出口设置成从所述宏观腔室的预先限定边缘轮廓偏移，用于控制来自所述宏观腔室的所述干气的流。9根据权利要求1所述的微流体装置，其特征在于，所述系统包括用于将加压气体供应到所述宏观腔室中的气体供应源，以控制所述一种或更多种反应物、所述宏观腔室中的所述反应内容物中的至少一种的所述表面积。10根据权利要求1所述的微流体装置，其特征在于，所述系统包括用于使所述一种或更多。

7、种反应物的流在所述宏观腔室中循环的磁性搅拌条，以控制所述一种或更多种反应权利要求书CN104203393A2/3页3物、所述宏观腔室中的所述反应内容物中的至少一种的所述表面积。11根据权利要求1所述的微流体装置，其特征在于，所述系统包括循环通道，其设有用于使所述一种或更多种反应物的流在所述宏观腔室中循环的泵，以控制所述一种或更多种反应物、所述宏观腔室中的所述反应内容物中的至少一种的所述表面积。12根据权利要求1所述的微流体装置，其特征在于，所述系统包括电润湿元件，以控制所述一种或更多种反应物、所述宏观腔室中的所述反应内容物中的至少一种的所述表面积。13根据权利要求1所述的微流体装置，其特征在于。

8、，所述系统包括设置在所述宏观腔室中的所述一种或更多种反应物中的多个磁性粒子，以及多个电磁体，其用于操纵所述磁性粒子，以控制所述一种或更多种反应物、所述宏观腔室中的所述反应内容物中的至少一种的所述表面积。14根据权利要求1所述的微流体装置，其特征在于，所述系统包括集成于所述宏观腔室的内表面的至少一部分的预先限定的表面拓扑或化学表面修改，以控制所述一种或更多种反应物、所述宏观腔室中的所述反应内容物中的至少一种的所述表面积。15根据权利要求1所述的微流体装置，其特征在于，所述系统包括施加在所述宏观腔室的内表面的至少一部分上的可溶材料涂层，以控制所述一种或更多种反应物、所述宏观腔室中的所述反应内容物中。

9、的至少一种的所述表面积。16根据权利要求1所述的微流体装置，其特征在于，所述系统包括在所述宏观腔室中的热区，以控制所述一种或更多种反应物、所述宏观腔室中的所述反应内容物中的所述至少一种的所述表面积。17一种方法，包括将一种或更多种反应物从一种或更多种反应物源馈送至微流体装置中的宏观腔室；以及控制进入和离开所述宏观腔室的干气的流和所述宏观腔室中的一种或更多种反应物的表面积中的至少一个。18根据权利要求17所述的方法，其特征在于，进一步包括控制经由多个入口进入和离开所述宏观腔室的所述干气和所述一种或更多种反应物中的至少一个的流；其中，所述宏观腔室包括在所述宏观腔室的第一端处的锥形横截面和具有预先限。

10、定的边缘轮廓的横截面中的至少一个。19根据权利要求18所述的方法，其特征在于，进一步包括控制所述干气从所述宏观腔室经由设置成远离所述宏观腔室的预先限定的边缘轮廓的至少一个出口离开。20根据权利要求19所述的方法，其特征在于，进一步包括使用设置在所述宏观腔室中的桥结构，控制所述干气从所述宏观腔室经由所述至少一个出口直接离开。21根据权利要求17所述的方法，其特征在于，进一步包括将一种或更多种反应物馈送至所述微流体装置中的微流体反应器，以及使所述一种或更多种反应物反应以产生反应内容物。22根据权利要求21所述的方法，其特征在于，进一步包括将加压气体馈送至所述宏观腔室，以控制所述一种或更多种反应物、。

11、所述宏观腔室中的所述反应内容物中的至少一种的所述表面积。权利要求书CN104203393A3/3页423根据权利要求21所述的方法，其特征在于，进一步包括产生所述一种或更多种反应物、所述宏观腔室中的所述反应内容物中的所述至少一种的循环流，以控制所述一种或更多种反应物、所述宏观腔室中的所述反应内容物中的至少一种的所述表面积。24根据权利要求21所述的方法，其特征在于，进一步包括经由与所述宏观腔室的内表面集成的预先限定的表面拓扑或化学表面修改，控制所述一种或更多种反应物、所述宏观腔室中的所述反应内容物中的至少一种的所述表面积。25根据权利要求21所述的方法，其特征在于，进一步包括通过电润湿来控制所。

12、述一种或更多种反应物、所述宏观腔室中的所述反应内容物中的至少一种的所述表面积。26根据权利要求21所述的方法，其特征在于，进一步包括操纵设置在所述宏观腔室中的多个磁性粒子，用于控制所述一种或更多种反应物、所述宏观腔室中的所述反应内容物中的至少一种的所述表面积。27根据权利要求21所述的方法，其特征在于，进一步包括经由设在所述宏观腔室的内表面的预先限定的区域上的可溶材料涂层，控制所述一种或更多种反应物、所述宏观腔室中的所述反应内容物中的至少一种的所述表面积。28根据权利要求21所述的方法，其特征在于，进一步包括启动所述宏观腔室中的热区，用于控制所述一种或更多种反应物、所述宏观腔室中的所述反应内容。

13、物中的至少一种的所述表面积。权利要求书CN104203393A1/7页5微流体装置及其有关方法背景技术0001微流体装置和方法在生物医药和制药研究中是重要的，并且其重要性越来越大。对按顺序合成或批量合成的精细化学药品和药物应用微流体技术。还已经使用连续的流微反应器代替批量微反应器来合成精细化学药品和药物。连续的流微反应器已经在纳升级至升级展示了化学过程，其优点在于热传递性能增强，扩散时间和反应动力较快，并且反应产物选择性改进。0002典型的微流体装置包括微通道或其它微流体特征，其中，特性横截面尺寸的范围为几微米至几百微米。在此类通道或特征中，粘性力、表面张力和施加的外力大体上支配重力。此类运行。

14、方式使得难以按传统方式执行一些其中利用重力的常规宏观过程。利用重力的常规过程包括将气泡抽取到顶部空间中、沸腾、液相抽取和沉淀。0003可产生扁平PLANAR形式的腔室，其大得足以利用流体上的重力，该扁平形式与典型的微流体信用卡装置形式一致。然而，在用扁平形式约束腔室时，必须考虑新的因素。这些因素包括最大化需要自由表面的过程诸如蒸发的自由表面，以及控制腔室壁上的流体的润湿或通过毛细作用带走腔室壁上的流体。当毛细管力和表面润湿向上或沿着腔室中的壁过度地驱动液体时，腔室的某些区域的非预期润湿发生。当具有一种或更多种化合物的液体通过腔室内部润湿来传送时，副作用在于液体中的物种可到达非预期的微结构的区域。

15、。如果物种粘附于这些区域中的表面，则这可引起不需要的粘附和损失。在一些情况诸如拐角下，可难以释放粘附的物种。发明内容0004根据本发明的一个实施例，公开一种微流体装置。装置包括用于馈送多种反应物的多种反应物源，各种反应物源馈送多种反应物之中的对应的反应物。宏观腔室接收来自多种反应物源的多种反应物之中的一种或更多种反应物。微流体反应器联接于宏观腔室和多种反应物源，并且构造成接收来自宏观腔室、多种反应物源中的至少一个的多种反应物之中的一种或更多种反应物，并且使一种或更多种反应物反应以产生反应内容物。宏观腔室进一步构造成接收来自微流体反应器的反应内容物。系统构造成控制以下中的至少一个进入和离开宏观腔。

16、室的干气的流、一种或更多种反应物和宏观腔室中的反应内容物中的至少一种的表面积。0005根据本发明的另一个实施例，一种方法包括将一种或更多种反应物从一种或更多种反应物源馈送至微流体装置中的宏观腔室。该方法进一步包括控制以下中的至少一个进入和离开宏观腔室的干气的流，以及宏观腔室中的一种或更多种反应物的表面积。附图说明0006当参照附图阅读以下详细描述时，本发明的实施例的这些和其它特征和方面将变得更好理解，其中，同样的标记遍及附图表示同样的部件，其中图1是根据本发明的示例性实施例的微流体装置的示意图，该微流体装置具有宏观腔说明书CN104203393A2/7页6室、混合装置、流体腔室和微流体反应器；。

17、图2是根据本发明的示例性实施例的微流体装置的示意图，该微流体装置具有宏观腔室、混合装置、流体腔室和微流体反应器；图3是根据本发明的示例性实施例的宏观腔室的示意图，该宏观腔室具有用于控制干气的流和液体内容物的表面积的特征；图4是根据本发明的示例性实施例的宏观腔室的示意图，该宏观腔室具有用于控制干气的流和液体内容物的表面积的特征；图5是根据本发明的示例性实施例的宏观腔室的示意图，该宏观腔室具有用于控制干气的流和液体内容物的表面积的特征；图6是根据本发明的示例性实施例的宏观腔室的示意图，该宏观腔室具有用于控制干气的流和液体内容物的表面积的特征；图7是根据本发明的示例性实施例的宏观腔室的示意图，该宏观。

18、腔室具有用于控制干气的流和液体内容物的表面积的特征；图8是根据本发明的示例性实施例的宏观腔室的一部分的示意图，该宏观腔室具有用于通过产生加压气体流来控制内容物的表面积的系统；图9是根据本发明的示例性实施例的宏观腔室的一部分的示意图，该宏观腔室具有用于通过产生内容物的循环流型式来控制内容物的表面积的系统；图10是根据本发明的示例性实施例的宏观腔室的一部分的示意图，该宏观腔室具有用于通过产生内容物的循环流型式来控制内容物的表面积的系统；图11是根据本发明的示例性实施例的宏观腔室的一部分的示意图，该宏观腔室具有带有用于控制内容物的表面积的预先限定的表面拓扑或化学表面修改的系统；图12是根据本发明的示。

19、例性实施例的宏观腔室的一部分的示意图，该宏观腔室具有带有用于控制内容物的表面积的预先限定的表面拓扑或化学表面修改的系统；图13是根据本发明的示例性实施例的宏观腔室的一部分的示意图，该宏观腔室具有用于通过电润湿来控制内容物的表面积的系统；图14是根据本发明的示例性实施例的宏观腔室的一部分的示意图，该宏观腔室具有用于通过操纵磁性粒子来控制内容物的表面积的系统；图15是根据本发明的示例性实施例的宏观腔室的一部分的示意图，该宏观腔室具有带有用于控制内容物的表面积的可溶材料涂层的系统；以及图16是根据本发明的示例性实施例的宏观腔室的一部分的示意图，该宏观腔室具有带有用于控制内容物的表面积的隔热件的系统。。

20、具体实施方式0007如下面详细论述的，本发明的实施例公开微流体装置。装置包括用于馈送多种反应物的多种反应物源，各种反应物源馈送多种反应物之中的对应的反应物。宏观腔室接收来自多种反应物源的多种反应物之中的一种或更多种反应物。微流体反应器联接于宏观腔室和多种反应物源，并且构造成接收来自宏观腔室、多种反应物源中的至少一个的多种反应物之中的一种或更多种反应物，并且使一种或更多种反应物反应以产生反应内容物。宏观腔室进一步构造成接收来自微流体反应器的反应内容物。系统构造成控制以下中的至少说明书CN104203393A3/7页7一个进入和离开宏观腔室的干气的流、宏观腔室中的一种或更多种反应物和宏观腔室中的反。

21、应内容物中的至少一种的表面积。根据另一个实施例，公开与宏观腔室相关联的方法。0008本文中公开的实施例包括结构或布置，其集合以下优点微流体集成、热传递，以及毛细管和微通道系统的与表面积有关的性能，以及利用重力作用同时避免不必要的作用诸如不期望的润湿的灵活性。0009参照图1，公开根据本发明的示例性实施例的微流体装置10。在示出的实施例中，微流体装置10包括宏观腔室12、混合装置14、流体腔室16和微流体反应器18。宏观腔室12用于临时存储一种或更多种反应物，或者在尺寸域处执行操作，在该尺寸域中，重力、质量和其它宏观作用支配诸如粘度和表面张力例如进入顶部空间的气泡抽取、沸腾、液相抽取、沉淀、溶解。

22、的化合物的浓度改变等的微型主导现象。在一个实施例中，宏观腔室12用作共沸腔室。在其它实施例中，其它类型的宏观腔室是可行的。混合装置14联接于宏观腔室12，并且构造成混合两种或更多种反应物，以及产生两种或更多种反应物的混合物。流体腔室16用于存储标志流体。在特定实施例中，标志流体是气栓。在另一个实施例中，标志流体是与气栓相比具有不同属性的荧光液体。在另一个实施例中，标志流体是不能够与宏观腔室流体混溶的液体，并且具有可用于使其与宏观腔室流体相区别的属性，诸如导电率、介电常数、导热率、密度、吸光率、折射率等。在示出的实施例中，微流体反应器18经由混合装置14和流体腔室16联接于宏观腔室12。微流体反。

23、应器18构造成接收来自宏观腔室12或来自宏观腔室12和馈送到混合装置14中的一种或更多种反应物源未在图1中显示的组合的两种或更多种反应物的混合物，以及产生反应内容物。反应物可包括液体反应物、气态反应物或它们的组合。在某些实施例中，宏观腔室12可集成于微流体反应器18。0010在一个实施例中，混合装置14构造成接收来自多种反应物源的两种或更多种反应物，以及混合两种或更多种反应物，以产生两种或更多种反应物的混合物。在本文中应当注意，可实施所有类型的混合装置。在特定实施例中，两种或更多种反应物的混合物从混合装置14馈送到宏观腔室12。在备选实施例中，两种或更多种反应物的混合物从混合装置14馈送至微流。

24、体反应器18。0011在另一个实施例中，混合装置14构造成接收来自宏观腔室12的一种或更多种反应物，使一种或更多种反应物与馈送自多种反应物源未在图1中显示的其它反应物混合，以产生两种或更多种反应物的混合物，并且接着将两种或更多种反应物的混合物馈送到微流体反应器18中。在备选实施例中，在内容物馈送回到宏观腔室12中之前，两种或更多种反应物的混合物通过混合装置14馈送至微流体反应器18，微流体反应器18用作存储区而非反应器。该过程可重复多次，以加强混合。0012在一个实施例中，混合装置14与宏观腔室12集成，并且构造成混合宏观腔室12内的两种或更多种反应物。在另一个实施例中，混合装置14是气体供应。

25、源，其构造成将气体泡供应至宏观腔室12，以便使得能够混合存储在宏观腔室12中的两种或更多种反应物。在特定实施例中，混合装置14可采用超声搅拌来混合两种或更多种反应物。在另一个实施例中，混合装置14与微流体反应器18集成，并且构造成混合微流体反应器18内的两种或更多种反应物。0013在本文中应当注意，用语“宏观腔室”用于描述扁平微流体装置中的腔室，其尺寸使得可利用重力作用。具有最短长度的尺寸的此类横截面可在例如1MM或更长的范围内。说明书CN104203393A4/7页8用语“微流体反应器”用于描述横截面特性尺寸范围为例如几微米至几百微米的微流体通道。0014在示出的实施例中，在微流体装置10的。

26、运行期间，微流体反应器18保持处于第一温度，并且宏观腔室12保持处于基本上低于第一温度的第二温度。在另一个实施例中，微流体反应器18可保持处于低于宏观腔室12的温度，或者驱动成在温度方面上升或下降。在特定实施例中，微流体反应器18和宏观腔室12可保持处于相同的温度预先限定的温度。在一个实施例中，反应内容物从微流体反应器18馈送至宏观腔室12。在另一个实施例中，反应内容物临时存储在微流体反应器18中，并且不馈送至宏观腔室12。0015在本文中应当注意，宏观腔室12中的液体内容物的蒸发随液体的温度、气体压力、表面积、类型或混合物，以及在液体表面处的液体蒸气的浓度而改变。液体内容物的蒸发速率可由于温。

27、度、表面积和表面上面的气体流增加而提高。与控制宏观腔室12内的温度和气体流相比，控制液体内容物的表面积更有挑战性。根据本发明的实施例，对宏观腔室12提供用于控制宏观腔室12中的液体内容物的表面积的系统20。系统包括但不限于宏观腔室的设计特征、用于在宏观腔室中引起气体流的装置、用于产生宏观腔室中的内容物的循环流型式的装置、宏观腔室的表面拓扑/化学表面修改、电润湿元件、隔热件区、磁性系统等。0016参照图2，公开根据本发明的示例性实施例的微流体装置10。如前面论述的，微流体装置10包括宏观腔室12、混合装置14、流体腔室16和微流体反应器18。在示出的实施例中，两种反应物22、24分别从源26、2。

28、8馈送至宏观腔室12。在其它实施例中，多于两种反应物是可行的。在一个实施例中，两种反应物22、24同时馈送至宏观腔室12。在另一个实施例中，两种反应物22、24例如按顺序馈送至宏观腔室12。两种反应物22、24接着从宏观腔室12馈送至混合装置14。两种反应物22、24在混合装置14内混合以产生反应物的混合物30。接着反应物的混合物30从混合装置14馈送至宏观腔室12。在一个实施例中，混合装置14可在宏观腔室12内，以便使得反应物22、24能够在宏观腔室12内混合。在另一个实施例中，反应物的混合物30从混合装置14馈送至微流体反应器18。在另一个实施例中，混合装置14可在微流体反应器18内，以便。

29、使得反应物22、24能够在反应器18内混合。反应物22、24从宏观腔室12的顶端馈送清洗或冲洗宏观腔室12的壁，而与从宏观腔室12的基部端向上填充宏观腔室12的情况相比不需要大量反应物。0017在一个实施例中，在反应物的混合物30在宏观腔室12中产生之后，反应物的混合物30经由流体腔室16从宏观腔室12转移至微流体反应器18。接着，反应物的混合物30可在微流体反应器18中反应，以产生反应内容物32。接着，反应内容物32可从微流体反应器18传送至宏观腔室12。更多反应物可馈送至宏观腔室12，与反应内容物混合，并且接着如上面论述地转移至微流体反应器18。过程可按需要重复多次。参照随后的图，更详细地。

30、公开宏观腔室12的用于控制宏观腔室12中的液体内容物的表面积的系统20。0018参照图3，公开根据本发明的一个实施例的宏观腔室12。在示出的实施例中，系统20包括在宏观腔室12的第一端36处的锥形区段34。系统20进一步包括在宏观腔室12的第一端36处的一个第一入口37和在宏观腔室12的第二端42处的两个第二入口38、40。另外，一个第一出口44设置在宏观腔室12的第二端处。应当注意，本文中论述的入口和出口的数量可取决于应用而改变。第一出口44设置成从宏观腔室12的预先限定的边缘轮廓说明书CN104203393A5/7页9部分43偏移。在某些实施例中，预先限定的边缘轮廓是连续的边缘轮廓。在某些。

31、其它实施例中，预先限定的边缘轮廓是不连续的边缘轮廓。宏观腔室12中的化学反应过程可包括干燥或蒸发步骤，用于移除水/溶剂，执行相变，改变溶解的化合物的浓度等。加载到宏观腔室12中的液体内容物由于重力而在底端处积聚。当宏观腔室12用作干燥机/蒸发器时，施加热，并且干气通过入口馈送并经由出口喷出。在宏观腔室12中的气体和液体的界面处的热和局部蒸气压力梯度的施加的组合导致快速蒸发。可控制顶部空间中的周围压力，使其高于、低于或等于大气压力。锥形区段34使得能够处理较少量的内容物，并且还便于内容物的高表面体积比。第一出口44设置成远离宏观腔室12的拐角，以实现从宏观腔室12的更好出射流。提供多个气体入口和。

32、出口导致沿着宏观腔室12中的液体表面的气体的增强流。0019第一入口37控制进入和离开宏观腔室12的干气、反应物的流。第二入口38、40控制进入和离开宏观腔室12的干气的流。第二入口38、40还控制进入宏观腔室12的反应物的流。在本文中应当注意，第二入口38、40的方位角对在宏观腔室12内产生的气体流型式具有强烈影响，用于优化蒸发和干燥性能以及除湿。第一出口44控制离开宏观腔室12的干气的流。0020参照图4，公开根据本发明的一个实施例的宏观腔室12。与前面的实施例相比，系统20包括区段46，区段46具有在宏观腔室12的第一端36处的预先限定的边缘轮廓。0021参照图5，公开根据本发明的一个实。

33、施例的宏观腔室12。在示出的实施例中，系统20包括锥形区段48和区段50，区段50具有在宏观腔室12的第一端36处的预先限定的边缘轮廓。0022参照图6，公开根据本发明的一个实施例的宏观腔室12。在示出的实施例中，系统20包括设置在宏观腔室12的第一端36和第二端42之间的两个第三入口52。第三入口52控制进入和离开宏观腔室12的干气的流。第三入口52还控制进入宏观腔室12的反应物的流。0023参照图7，公开根据本发明的一个实施例的宏观腔室12。在示出的实施例中，系统20包括设置在宏观腔室12中的桥结构54，用于控制从宏观腔室经由第一出口44的干气的直接流。桥结构54防止宏观腔室12中的液体内。

34、容物诸如液滴、雾状液体等经由第一出口44直接流出。0024在本文中论述的实施例中，入口和出口的数量和位置以及宏观腔室12的形状设计成快速传送来自宏观腔室12中的液体内容物的液体蒸气。宏观腔室12的设计允许样本内容物与溶剂一起连续地加载到宏观腔室12中，同时允许液体内容物同时蒸发。利用高的表面体积比来促进宏观腔室12中的快速蒸发，而不导致过度过热。但是，示例性宏观腔室12中的液体内容物表面体积比相比于一些常规的台式顶部实验室干燥机为较小的，通过修整气体流和增强的热传递来补偿大小较小的表面。在常规干燥机中，首先加载样本内容物，并且接着在蒸发过程期间，液位降低，导致化合物粘于干燥机的侧壁。根据本发明。

35、的实施例，样本内容物仅使宏观腔室12中的区域润湿，该样本内容物与宏观腔室12中的目标体积对应。0025参照图8，公开根据本发明的一个实施例的宏观腔室12的一部分。在示出的实施例中，系统20包括气体供应源56，用于将加压气体供应到宏观腔室12中，用于控制宏观腔说明书CN104203393A6/7页10室12中的内容物58的表面积。内容物可包括一种或更多种反应物、反应内容物或它们的组合。当气体馈送到宏观腔室12中时，内容物58沿着腔室壁向上移动，导致增大内容物58的表面积，引起较高的表面体积比。0026参照图9，公开根据本发明的一个实施例的宏观腔室12的一部分。在示出的实施例中，系统20包括磁性混。

36、合器60，其具有可旋转的磁体62驱动器，用于使设置在宏观腔室12中的内容物58中的搅拌条64旋转，用于控制宏观腔室12中的内容物58的表面积。当搅拌条64被促动时，产生内容物58的循环流型式，导致增大内容物58的表面积和因此较高的表面体积比。0027参照图10，公开根据本发明的一个实施例的宏观腔室12的一部分。在示出的实施例中，系统20包括循环通道66，其设有泵68，用于使宏观腔室12中的内容物58的流循环，以控制宏观腔室12中的内容物58的表面积。当泵68被促动时，产生内容物58的循环流型式，使内容物58沿着腔室壁向上移动，导致增大内容物58的表面积和因此较高的表面体积比。0028参照图11。

37、，公开根据本发明的一个实施例的宏观腔室12的一部分。在示出的实施例中，系统20包括集成于至少宏观腔室12的内表面72的一部分的预先限定的表面拓扑或化学表面修改70，以控制宏观腔室12中的内容物58的表面积。在示出的实施例中，表面修改70是亲水涂层。提供表面修改引起宏观腔室12的内表面72的部分上的内容物58的润湿，使内容物58沿着腔室壁向上移动，导致增大内容物58的表面积和因此较高的表面体积比。0029参照图12，公开根据本发明的一个实施例的宏观腔室12的一部分。在示出的实施例中，系统20包括集成于至少宏观腔室12的内表面72的一部分的预先限定的表面拓扑或化学表面修改74，以控制宏观腔室12中。

38、的内容物58的表面积。在示出的实施例中，表面修改74是亲水涂层。提供表面74防止了宏观腔室12的内表面72的部分上的内容物58的润湿，导致增大内容物58的表面积和因此较高的表面体积比。0030参照图13，公开根据本发明的一个实施例的宏观腔室12的一部分。在示出的实施例中，系统20包括电润湿布置/元件76，以控制宏观腔室12中的内容物58的表面积。当在一对电极78、80之间施加电势时，内容物58沿着腔室壁向上移动，导致增大内容物58的表面积和因此较高的表面体积比。在备选实施例中，基于介电的电润湿也是可行的，从而避免与宏观腔室12中的流体的直接电极接触。0031参照图14，公开根据本发明的一个实施。

39、例的宏观腔室12的一部分。在示出的实施例中，系统20包括设置在宏观腔室12中的多个磁性粒子86。当如示出的使用多个电磁体84、86操纵多个磁性粒子86时，磁性粒子86沿着腔室壁向上移动，导致内容物58中的毛细管作用。因此，内容物58沿着腔室壁朝粒子86向上移动，导致增大内容物58的表面积和因此较高的表面体积比。0032参照图15，公开根据本发明的一个实施例的宏观腔室12的一部分。在示出的实施例中，系统20包括施加在至少宏观腔室12的内表面72的一部分上的可溶材料涂层88。涂层88使内容物58沿着腔室壁向上移动，导致增大内容物58的表面积和因此较高的表面体积比。0033参照图16，公开根据本发明。

40、的一个实施例的宏观腔室12的一部分。在示出的实说明书CN104203393A107/7页11施例中，系统20包括宏观腔室12中的热区90。当热区90切断时，内容物58沿着腔室壁向上移动，导致增大内容物58的表面积和因此较高的表面体积比，如前面的实施例中公开的。当热区90接通时，沿着对应于热区90的位置的腔室壁设置的内容物58蒸发，从而限制壁润湿程度。0034许多微流体装置是扁平的，并且集成大得足以展现由肉眼可见的支配力诸如重力驱动的现象的腔室通常需要相比于相当的非扁平布置的减小的表面体积比。由于蒸发速率随着内容物的表面积增大而增大，故如果快速蒸发为重要的，则宏观腔室中的内容物的较小表面积是需要。

41、克服的问题。此外，液体还通过表面润湿来传送化合物，并且副作用是化合物可到达非预期的宏观腔室的区域。化合物可粘附于区域中的非预期表面，引起不需要的粘附和损失。从此类区域释放粘结的化合物可为困难的。0035虽然未在图116中明确地显示，但应当理解的是，馈送到描述的系统中的任何液体或气体的温度可被预先加热、预先冷却或保持处于室温。此类作用可用于防止化学反应，以增强化学反应，或者进一步影响物理过程，诸如蒸发。加热和冷却回路或交换器可集成在微流体装置10中，或者可在装置10的外部。0036上面论述的示例性实施例导致增大的表面积和增强的蒸发速率。控制表面积和内容物58沿着腔室壁移动的程度便于最小化腔室壁的。

42、不需要的润湿。0037虽然仅在本文中示出和描述了本发明的某些特征，但本领域技术人员将想到许多修改和改变。因此将理解的是，所附权利要求意图覆盖落在本发明的真实精神内的所有此类修改和改变。说明书CN104203393A111/16页12图1说明书附图CN104203393A122/16页13图2说明书附图CN104203393A133/16页14图3说明书附图CN104203393A144/16页15图4说明书附图CN104203393A155/16页16图5说明书附图CN104203393A166/16页17图6说明书附图CN104203393A177/16页18图7说明书附图CN104203393A188/16页19图8说明书附图CN104203393A199/16页20图9说明书附图CN104203393A2010/16页21图10说明书附图CN104203393A2111/16页22图11说明书附图CN104203393A2212/16页23图12说明书附图CN104203393A2313/16页24图13说明书附图CN104203393A2414/16页25图14说明书附图CN104203393A2515/16页26图15说明书附图CN104203393A2616/16页27图16说明书附图CN104203393A27。