流中流动的水液滴或者在通道内的水溶液中流动的细胞。在该系统包括在阵列中的多个针电极的情况下，可通过以受控序列激励各单独的电极来控制该阵列。
示例3
[0033]在根据本发明的又一系统中，在PCB上的金属垫或在PCB上的金属垫的阵列相对于微流体设备是固定的或可移动的，该微流体设备具有由各向异性导电层(通过厚度是导电的并且在层的平面中是绝缘的)构成的可穿透的壁部分。在电极(多个)与可穿透的壁部分接触的情况下，此配置将需要相对低的AC电压(< 10伏特)以介电泳地吸引并移动在油流中流动的水液滴或者在通道内的水溶液中流动的细胞。可通过以受控序列激励各个垫来控制电极阵列。
[0034]本发明的又一方面是操纵微流体设备的通道内的物体的方法。在该方法中，提供了一种微流体设备。该设备包括被设置在该设备内的一通道，该通道不具有包括的电极。该通道具有壁，该壁的至少一部分可由在该设备的外部生成的电场穿透。还提供了电极，该电极在微流体设备的外部并且未被接合到该设备。
[0035]毗邻于微流体设备的可穿透的壁部分放置电极。毗邻于该设备放置电极包括与可穿透的壁部分物理接触地放置该电极和邻近于可穿透的壁部分(即，在该壁部分的100微米内并且优选地，在该壁部分的10微米内)地放置该电极两者。
[0036]激励电极以生成电场。使用交流电或直流电来完成激励。可穿透的壁部分由电场进行穿透以使得电场延伸通过壁部分并进入通道内的区域中。
[0037]物体典型地通过压力驱动流在电极被激励之前或之后被引入到通道中，并且使用电场在该通道内进行操纵。可介电泳地或电泳地操纵物体。使用一个或多个电极的物体的介电泳操纵的示例可在图4A-4C中看到。
[0038]要在通道内进行操纵的物体包括例如，细胞、液滴、粒子、分子和其组合。操纵物体的行为包括固定化、释放或移动物体以及其组合。
[0039]图4A示出了由可转移的外部电极基于不同的电性质或介电性质对物体进行的分离。如所示，可以是针电极或另一类型的电极的激活的电极430a在四个方向上是可转移的，允许被吸引至该电极的物体被移动到通道内的任何位置，因此将期望的物体461与通道内的其它物体462分开。例如，可使用可转移的外部电极来将细胞移动到期望的位置来操纵单个细胞。替代地，液滴可被移动到被固定化在通道的表面上的细胞的位置，允许细胞的内容经由细胞的溶解或脱附而被收集在液滴中。
[0040]图4B示出了通过激活的外部电极430a的阵列对物体461进行的固定化。一旦已由电极阵列固定化这些物体，就可通过单个电极430b的去激活来选择性地释放单个物体，如图4C中所示。(本领域技术人员将理解到可去激活多个电极以释放多个物体。)各个目标物体(多个)的选择性释放允许使物体(多个)通过设备中的孔径流出该设备或者流入多通道设备的其它区域中以用于通过分析技术(诸如聚合酶链反应(PCR)、荧光原位杂交(FISH)和免疫化学)的进一步询问。图4B中的箭头指示流动的方向。
[0041]尽管本文中所公开的本发明的实施例当前被认为是优选的，然而可在不背离本发明的精神和范围的情况下进行各种改变和修改。在所附的权利要求中指示本发明的范围，并且落入等效方案的含义和范围内的所有改变和修改旨在包含于此。
【主权项】
1.一种微流体设备，所述设备包括被设置在所述设备内的一通道，所述通道不具有包括的电极，所述通道具有壁，其中所述壁的至少一部分可由在所述设备的外部生成的电场穿透，所述壁可穿透以使得所述电场延伸通过壁部分并进入所述通道内的区域中。
2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，可穿透的壁部分由介电材料构成。
3.如权利要求1所述的设备，其特征在于，可穿透的壁部分由各向异性导电材料构成。
4.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备包括通道层和覆盖层。
5.如权利要求4所述的设备，其特征在于，可穿透的壁部分被设置在所述覆盖层中。
6.如权利要求4所述的设备，其特征在于，所述覆盖层的至少一部分由各向异性导电片构成。
7.如权利要求1所述的设备，其特征在于，外部电场是由在所述设备的外部且不是所述设备的元件的电极所生成。
8.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述通道是通道网络的一部分。
9.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述通道是较大的通道的一段。
10.一种用于操纵在微流体设备的通道内的物体的系统，所述系统包括: 微流体设备，所述设备包括被设置在所述设备内的一通道，所述通道不具有包括的电极，所述通道具有壁，其中所述壁的至少一部分可由在所述设备的外部生成的电场穿透，所述壁可穿透以使得所述电场延伸通过壁部分并进入所述通道内的区域中；以及 在所述设备的外部的电极，所述电极毗邻于且未被接合到所述设备，其中所述电极生成所述电场。
11.如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述电极与所述设备的可穿透的壁部分的外部表面物理接触。
12.如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述电极邻近于所述设备的可穿透的壁部分的外部表面。
13.如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述电极在所述设备的可穿透的壁部分的外部表面上是可转移的。
14.如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述电极是针电极。
15.如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述电极是电极的阵列中的一个。
16.如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述电极使用交流电来生成所述电场。
17.如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述电极使用直流电来生成所述电场。
18.一种用于使用在微流体设备的外部的电极来操纵在所述微流体设备的通道内的物体的方法，所述方法包括: 提供微流体设备，所述设备包括被设置在所述设备内的一通道，所述通道不具有包括的电极，所述通道具有壁，其中所述壁的至少一部分可由在所述设备的外部生成的电场穿透，所述壁可穿透以使得所述电场延伸通过壁部分并进入所述通道内的区域中； 提供在所述微流体设备的外部的电极； 毗邻于所述微流体设备的可穿透的壁部分而放置所述电极； 激励所述电极以生成电场； 利用所述电场穿透所述可穿透的壁部分以使得所述电场延伸通过所述壁部分并进入所述通道内的区域中； 将物体引入到所述通道中；以及 使用所述电场来操纵所述通道内的所述物体。
19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述物体是通过压力驱动流被引入到所述通道中。
20.如权利要求18所述的方法，其特征在于，使用交流电来激励所述电极。
21.如权利要求18所述的方法，其特征在于，使用直流电来激励所述电极。
22.如权利要求18所述的方法，其特征在于，操纵所述物体包括固定化所述物体、释放所述物体、移动所述物体、将所述物体与另一物体合并、以及其组合。
【专利摘要】本发明提供用于使用外部电极来操纵微流体设备的通道内的物体的微流体设备、系统和方法。该设备具有被设置在该设备内的一通道，该通道不具有包括的电极。该通道具有壁，该壁的至少一部分可由在该设备外部生成的电场穿透，该壁是可穿透的以使得电场延伸通过该壁部分并进入该通道内的区域中。该系统包括微流体设备以及在该设备外部且未被接合到该设备的电极。在该方法中，外部电极毗邻于该设备进行放置并且被激励以生成延伸通过该设备的壁并进入通道中藉此操纵该通道内的物体的电场。
【IPC分类】B01L3-00
【公开号】CN104870093
【申请号】CN201380063560
【发明人】J·I·莫尔霍, D·G·斯特恩斯, I-J·陈, D·特兰, B·W·莱斯, T·D·惠勒
【申请人】卡钳生命科学股份有限公司
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2013年12月5日
【公告号】US20140151229, WO2014089372A1