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尽管微型阀能够在芯片上进行流体操作 ， 但每次打开的驱动都会从两个阀门输入端抽取流体 ， 从而产生可能的污染问题 。 为了减少潜在的污染 ， 研究人员开发了“总线”阀 。 这种配置允许沿总线通道的流体连接并调节总线通道和单独的输入/输出通道之间的流体连接 。 这样 ， 就有可能在处理不同样本之间用缓冲区清理总线通道 。 单片膜微阀最常用的聚合物是聚二甲基硅氧烷 ， 因为它成本低、易于使用、弹性和对玻璃的良好粘附性 。
尽管聚二甲基硅氧烷是火星原位分析的可行选择 ， 其中微芯片只能分析水性土壤提取物 ， 但它与有机溶剂的不相容性限制了它在太空飞行中的应用 ， 例如需要有机溶剂的泰坦等目标 。 其他更耐有机溶剂的聚合物材料已成功地结合到3层器件中 ， 选择材料时要考虑的另一个因素是微流控设备在航天应用期间将暴露于热循环 。 在这方面 ， 聚二甲基硅氧烷和全氟聚醚系统都在重复温度循环操作后保持功能 。 聚二甲基硅氧烷是这些材料中最具弹性的材料 ， 因此每次冲程输送的体积最大 ， 但铁氟龙设备的泵送速度最快 ， 因为它们对施加的压力反应迅速 。 因为铁氟龙的杨氏模量比聚二甲基硅氧烷的杨氏模量大103个数量级 ， 所以铁氟龙能够在单位时间内实现大量的泵循环 ， 这是聚二甲基硅氧烷无法实现的 。 因此 ， 应根据感兴趣的行星环境和微器件所需的操作来选择最佳聚合物材料 。
集成微流控装置功能的演变 ， 为快速片上微流控混合而开发的第一个装置之一是在三层装置中制造的稀释回路 。 该装置包含五个整体式膜阀：三个标准微型阀排列成一个回路 ， 以驱动稀释剂和携带物的循环混合 ， 以及两个总线阀 ， 用于控制通过输入和输出通道进入回路的流体 。 通过改变回路中的阀门位置 ， 获得了从0.04到0.2的残留分数 ， 该电路只需要400纳升的起始材料即可进行任意数量的连续稀释 。
通过改变循环泵送速率来精确控制混合速率 ， 最小混合时间为22秒 。 三层装置流体操纵系统后来与毛细管电泳分离通道集成到四层装置中 。 微型器件设计有电泳孔 ， 以避免漏电或流体泄漏 。 在所有情况下 ， 使用的电场均低于800每厘米的电压值 ， 并且优化了流体输入和通道之间的距离以避免流体泄漏 。 毛细管电泳通道和气动结构蚀刻在单个玻璃晶片的相对面上 。 在该晶片上钻孔以允许流体进入毛细管电泳储存器 。 然后将毛细管电泳面热粘合到空白玻璃“背衬晶片”上 ， 将带有用于接触气动层和毛细管电泳层的孔的聚二甲基硅氧烷层 ， 粘合到晶片的流体侧 。
【根据行星环境和微器件所需的操作来选择聚合物材料】单独的玻璃晶片上蚀刻有流体特征 ， 在该晶片上钻孔以进入流体和气动层 ， 并将其粘合到聚二甲基硅氧烷层 。 因此 ， 该设备在“下”两层中采用了两层玻璃毛细管电泳器件 ， 在“上”三层中采用了三层流体处理器 。 因为一个玻璃层同时包含毛细管电泳通道和流体特征 ， 所以整个堆栈只有四层厚 。 用于便携式毛细管电泳仪器的首批四层设备之一用于原位火星探测的设计 ， 该微型装置包含一组34个膜阀和两个电泳通道 。 微型阀用于创建总线 ， 用于将流体引导至样品容器 。 例如 ， 通过适当阀的气动驱动 ， 流体可以从流体储存器泵出 ， 通过毛细管吸管到达样品入口点 。
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