体，并且被构成为为所述主体（47)的下表面（48)提供第二疏水表面（17") 及 (d)间隙化），位于所述底层（3)的所述第一疏水表面（17'）和所述导电材料（15)的 所述第二表面（17")， 其中，所述底层（3)被构成为柔性薄膜，沿所述柔性底层（3)的圆周方向，将所述薄膜 密封附着于所述可置换盒体的导电材料（15)，如此，所述可置换盒体（2)没有间隔件巧）， 所述间隔件（5)位于所述柔性底层（3)和所述导电材料（15)之间，用于限定所述第一疏水 表面（17")和所述第二疏水表面（17")之间的特定距离， 并且其中，所述主体（47)的至少一个通孔（19)被构成为装载部位（41)，用于将处理 液、反应物或样品送入所述间隙化）。
15. 根据权利要求14所述的可置换盒体（2)，其特征在于，沿所述柔性底层（3)的圆周 (40)，将所述柔性底层（3)密封附着至所述导电材料（15): (i) 通过胶条或胶带； (ii) 通过焊接。
16. 根据权利要求14所述的可置换盒体（2)，其特征在于，所述可置换盒体（2)的主体 (47)的下表面（48)基本为平的；所述主体（47)被构成为框架结构或者板状结构，并且，其 中，所述至少一个通孔（19)被构成为移液孔（41"')，其被构成为可W通过移液吸头（26) 处理，并且，因此允许将所述处理液、反应物或样品移液到所述间隙化）内。
17. 根据权利要求1或14所述的可置换盒体（2)，其特征在于，所述柔性底层（3)被构 成为单层疏水材料。
18. 根据权利要求1或14所述的可置换盒体（2)，其特征在于，所述柔性底层（3)被构 成为单层不导电材料，所述柔性底层（3)的上表面被处理为疏水表面（17)。
19. 根据权利要求1或14所述的可置换盒体（2)，其特征在于，所述柔性底层（3)被构 成为层压材料，包括下层和疏水上层，所述下层导电或不导电。
20. 根据权利要求1或14所述的可置换盒体（2)，其特征在于，其进一步包括附着在下 表面的密封片（36)，并且，当所述可置换盒体（2)被安放在数字微流体系统（1)的电极阵 列（9)上时，如果所述数字微流体系统（1)在所述电极阵列巧）内装备有吸气孔（35)，并且 如果所述柔性底层（3)利用所述吸气孔（35)进行抽吸，所述密封片（36)沿所述柔性底层 做的圆周（40)，用于限定所述第一疏水表面（17')和所述第二疏水表面（17")之间的特 定距离。
21. -种用于处理间隙化）内的液滴中的样品的数字微流体系统（1)，根据权利要求1 或14,所述间隙位于底层（3)的第一疏水表面（17')和至少一个可置换盒体（2)的第二疏 水表面（17")之间，所述数字微粒体系统（1)包括： (a)基础单元（7)，带有至少一个盒体容纳部位巧），被构成为容纳所述可置换盒体 (2); 化）电极阵列巧），位于所述基础单元（7)的所述盒体容纳部位做上，所述电极阵列 (9)被底部基底（11)支撑，并且基本在第一平面内延伸，并且包括许多单个电极（10) 及 (C)中央控制单元（14)，用于控制所述电极阵列（9)的单个电极（10)的选择，并且用 于为该些电极（10)提供独立电压脉冲，所述电压脉冲用于通过电湿润处理所述盒体（2)的 间隙做内的液滴； 其中，所述数字微粒体系统（1)进一步包括： (d) 许多吸气孔（35)，其穿过所述电极阵列（9)并且其分布在所述基础单元（7)的盒 体容纳部位（8)上； (e) 真空源（33)，用于在排空空间（46)内形成真空；W及 (f) 许多真空管线（34)，其将所述吸气孔（35)连接至所述真空源（33); 其中，当位于所述盒体容纳部位（8)的圆周（45)周围时，密封片（36)在所述盒体容纳 部位做内将所述排空空间（46)密封，其由所述柔性底层（3)、所述电极阵列巧）、所述底 部基底（11)和所述密封片（36)限定；并且其中，所述排空空间（46)的真空使得位于所述 盒体容纳部位（8)上的所述可置换盒体（2)的所述柔性底层（3)被吸引并扩展至所述数字 微流体系统（1)的底部基底（11)和所述电极阵列巧），而没有间隔件巧），所述间隔件巧） 所述至少一个可置换盒体（2)的所述柔性底层（3)的第一疏水表面（17')和第二疏水表面 (17")之间。
22. 根据权利要求21所述的数字微流体系统（1)，其特征在于，所述密封片（36)永久 固定至所述数字微流体系统（1)的基础单元（7)的底部基底（11)。
23. 根据权利要求21所述的数字微流体系统（1)，其特征在于，所述密封片（36)被固 定至永久盖所述电极阵列（9)和所述底部基底（11)的介电层（24)，所述介电层（24)具有 孔，所述孔位于所述基础单元（7)所述吸气孔（35)的部位上。
24. 根据权利要求21所述的数字微流体系统（1)，其特征在于，所述密封片（36)永久 固定至支撑所述电极阵列巧）的所述底部基底（11);所述介电层（24)永久覆盖所述底部 基底（11)、所述电极阵列（9)和所述密封片（36);并且所述介电层（24)具有孔，所述孔位 于所述基础单元（7)所述吸气孔（35)的部位上。
25. 根据权利要求21所述的数字微流体系统（1)，其特征在于，所述基础单元（7)包括 被构成为框架的插入导轨（25)，其尺寸为用于在其中容纳可置换盒体（2)。
26. 根据权利要去21所述的数字微流体系统（1)，其特征在于，所述基础单元（7)包括 夹具（37)，其被构成为在所述基础单元（7)的盒体容纳部位（8)上的所需位置上，此可置换 盒体（2)与固定在一起。
27. 根据权利要求21所述的数字微流体系统（1)，其特征在于，所述基础单元（7)包括 用于致动活塞（42)的致动元件（38)，在各种情况下，所述活塞（42)被构成为可在安放在所 述盒体容纳部位巧）的可置换盒体（2)的隔室（21)内移动，用于将各个隔室（21)的内容 物压入所述可置换盒体（2)的间隙化）内，所述可置换盒体（2)位于所述基础单元（7)的 盒体容纳部位巧）。
28. 根据权利要求27所述的数字微流体系统（1)，其特征在于，所述致动动元件（38) 被构成为发动机，由所述数字微粒体系统（1)的中央控制单元（14)驱动和控制。
29. -种用于处理液滴（23)内的样品的方法，所述液滴附着在工作薄膜的疏水表面 (17)上，所述方法，包括如下步骤： (a)提供可置换盒体（2)，其带有底层（3)的第一疏水表面（17'）、顶层（4)的第二疏 水表面（17") W及所述第一和第二疏水表面（17'、17")之间的间隙化），所述可置换盒体 (2) 进一步包括主体（47)，带有至少一个隔室（21)，W在其中容纳处理液、反应物或样品， 所述隔室（21)包括通孔（19)，用于将至少部分其内容物运送至所述间隙做； 化）提供带有电极阵列（9)的数字微流体系统（1)，所述电极阵列（9)基本在第一平 面内延伸，并且其包括许多单个电极（10)，所述电极（10)由底部基底（11)支撑，并且连接 至所述数字微流体系统（1)的中央控制单元（14)，用于控制所述电极阵列巧）的单个电极 (10)的选择并且用于为该些电极（10)提供单个电压脉冲，从而通过电湿润处理所述第一 疏水表面（17'）上的所述液滴（23) 及 (C)限定所述间隙化），W便所述顶层（4)的疏水表面（17")，基本上平行于所述底层 (3) 的所述第一疏水表面（17'），在其一定距离处延伸； 其中，所述方法包括如下步骤： (d) 提供所述底层（3)为柔性薄膜，其沿所述柔性底层（3)的圆周（40)密封附着至所 述顶层（4)，如此，所述可置换盒体（2)没有间隔件巧），所述间隔件（5)位于所述柔性底层 (3)和所述顶层（4)之间，用于限定所述第一疏水表面（17'）和所述第二疏水表面（17") 之间的特定距离； (e) 将所述可置换盒体（2)放置在所述数字微流体系统（1)的基础单元（7)的盒体容 纳部位（8)上，所述顶层（4)被构成为在至少一个隔室（21)的下端和所述间隙（6)之间提 供密封，并且所述顶层（4)包括装载部位（41)，用于将处理液、反应物或样品送入所述间隙 (6)； (f) 利用位于所述盒体容纳部位（8)的圆周（45)的密封片（36)，在所述盒体容纳部位 (8)中密封排空空间（46)，所述排空空间（46)由所述柔性底层（3)、所述电极阵列巧）、所 述底部基底（11)和所述密封片（36)限定；W及 (g) 在所述排空空间（46)中形成真空，致使安置在所述盒体容纳部位巧）的所述可置 换盒体（2)的柔性底层（3)被吸引和扩展至所述电极阵列（9)和底部基底（11)上。
30. 根据权利要求29所述的方法，其特征在于，通过手动或致动元件（38)移动包括于 所述可置换盒体（2)的隔室（21)内的活塞（42)，并且各个隔室（21)的内容物被压到所述 顶层（4)的各个装载部位（41)。
31. 根据权利要求29所述的方法，其特征在于，利用所述活塞（42)的穿孔针（27)，所 述顶层（4)在所述隔室（21)的各个穿孔部位（41')穿孔，并且通过冲孔，将所述隔室（21) 的部分内容物压入所述顶层（4)的此穿孔部位（41'）W及所述间隙化）。
32. 根据权利要求29所述的方法，其特征在于，利用所述活塞（42)，将所述隔室（21) 的部分内容物挤压通过所述顶层（4)的各个毛细孔（41")，并且压入所述间隙化），所述毛 细孔（41")的尺寸展示了阻止水性液体流通的毛细力，而不向活塞（42)施加压力。
33. -种用于处理液滴（23)中的样品的方法，所述液滴附着在工作薄膜的疏水表面 (17)上，所述方法包括如下步骤： (a)提供带有主体（47)的可置换盒体（2)，所述主体（47)包括下表面（48)、上表面 (49)，至少一个通孔（19)和具有一疏水表面（17'）的底层（3);将导电材料（15)附着到 所述主体（47)的下表面（48)，所述导电材料（15)也不渗透液体，并被构成为为所述主体 (47)的下表面（48)提供第二疏水表面（17");在所述第一和第二疏水表面（17'、17")之 间提供有间隙化）； 化）提供带有电极阵列（9)的数字微流体系统（1)，所述电极阵列（9)基本上在第一平 面内延伸，并且其包括许多单个电极（10)，所述电极（10)由底部基底（11)支撑，并且连接 至所述数字微流体系统（1)的中央控制单元（14)，用于控制所述电极阵列巧）的单个电极 (10)的选择并且用于为该些电极（10)提供单个电压脉冲，从而通过电湿润处理所述第一 疏水表面（17'）上的所述液滴（23) 及 (C)限定所述间隙化），W便所述第一和第二疏水表面（17'、17")，基本上W-定距离 相互平行延伸；所述主体（47)的至少一个通孔（19)被构成为装载部位（41)，用于将处理 液、反应物或样品运送到所述间隙化）中； 其中，所述方法包括如下步骤： (d) 提供所述底层（3)为柔性薄膜，其沿所述柔性底层（3)的圆周（40)密封附着至所 述导电材料（15)，如此，所述可置换盒体（2)没有位于所述第一和第二疏水表面（17'、17") 之间，用于限定所述第一疏水表面（17')和所述第二疏水表面（17")之间的特定距离的间 隔件巧）； (e) 将所述可置换盒体（2)放置在所述数字微流体系统（1)的基础单元（7)的盒体容 纳部位做上； (f) 利用位于所述盒体容纳部位（8)的圆周（45)的密封片（36)，在所述盒体容纳部位 (8)中密封排空空间（46)，所述排空空间（46)由所述柔性底层（3)、所述电极阵列巧）、所 述底部基底（11)和所述密封片（36)限定；W及 (g)在所述排空空间（46)中形成真空，致使安置在所述盒体容纳部位巧）的所述可置 换盒体（2)的柔性底层（3)被吸引和扩展至所述电极阵列（9)和底部基底（11)上。
34. 根据权利要去29或33所述的方法，其特征在于，所述排空空间（46)内的真空通过 真空源（33)建立，其由所述数字微流体系统（1)的所述中央控制单元（14)控制，并且其利 用许多真空管线（34)连接至吸气孔（35)，所述吸气孔（35)至少穿过所述电极阵列巧），并 且分布在所述基础单元（7)的盒体容纳部位（8)上，用于吸引所述可置换盒体（2)的所述 柔性底层（3)。
35. 根据权利要去29或33所述的方法，其特征在于，在通过电湿润处理所述第一疏水 表面（17')上的液滴（23)之后，并且/或者在分析部分此液滴（23)中的样品之后，将所述 可置换盒体（2)从所述数字微流体系统（1)的基础单元（7)的盒体容纳部位巧）中去除并 被抛弃。
【专利摘要】公开了一种可置换盒体(2)，包括主体(47)、具有第一疏水表面(17’)的底层(3)、具有第二疏水表面(17”)的顶层(4)以及其间的间隙(6)。所述底层(3)为柔性薄膜，其圆周(40)被密封附着到所述顶层(4)。所述可置换盒体(2)没有间隔件(5)，所述间隔件(5)位于所述柔性底层(3)和所述顶层(4)之间。所述顶层(4)包括装载部位(41)，用于将处理液、反应物或样品运送到间隙(6)。当使用此种可置换盒体(2)时，所述底层(3)被构成为工作薄膜，用于处理液滴(23)中的样品，其上放置有数字微流体系统(1)的电极阵列(9)，所述数字微流体系统(1)包括基础单元(7)，带有盒体容纳部位(8)、位于盒体容纳部位(8)上的电极阵列(9)。所述电极阵列(9)由底部基底(11)支撑，基本在第一平面上延伸，并且包括许多单个电极(10)。所述数字微流体系统(1)也包括中央控制单元(14)，用于控制所述电极阵列(9)的单个电极(10)的选择，并且用于为这些电极(10)提供单个电压脉冲，从而利用电湿润处理所述盒体(2)的间隙(6)内的液滴。还公开了可置换盒体(2)的选择，以及一种用于处理附着在疏水表面(17)的液滴内样品的方法。
【IPC分类】B01L3-00
【公开号】CN104661754
【申请号】CN201380033094
【发明人】T·李, T·雷, B·理查德森, N·S·瑞姆茨
【申请人】泰肯贸易股份公司
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2013年1月9日
【公告号】CN104144748A, CN104321143A, EP2869922A1, US20140353157, US20150144489, WO2014108185A1, WO2014108366A1, WO2014108367A1