专利名称：基于液滴的测定系统的制作方法
基于液滴的测定系统优先权申请的交叉引用本申请是基于并且要求35U. S. C. § 119(e)、巴黎公约优先权、和任何以及所有其他可适用的法律下以下美国临时专利申请的权益 于2008年9月23日提交的序列号61/194，043 ； 于2009年2月5日提交的序列号61/206，975 ； 于2009年7月21日提交的序列号61/271，538 ； 于2009年9月1日提交的序列号61/275，731 ； 于2009年9月21日提交的序列号61/277，M9，名称为具有溶解室和液滴室的柱筒，并且将 Kevin Dean Ness>Samuel BurcUBenjamin J. Hindson、Donald A. Masquelier 以及Billy W. Colston, Jr.定名为发明人； 于2009年9月21日提交的序列号61/277，204，名称为用于基于液滴测定法的液滴发生器，并且将 Kevin Dean Ness、Benjamin J. Hindson、Billy W. Colston，Jr.、以及 Donald A. Masquelier 定名为发明人； 于2009年9月21日提交的序列号61/277，200，名称为连续流式热循环仪， 并且将 Kevin Dean Ness、Donald A. Masquelier、Billy W. Colston, Jr.、以及 Benjamin J. Hindson定名为发明人； 于2009年9月21日提交的序列号61/277，203，名称为用于基于液滴的测定法
^- ^ Donald A. Masquelier> Kevin Dean Ness> Benjamin J. Hindson^.S. Billy W. Colston，Jr.，定名为发明人; 于2009年9月21日提交的序列号61/277，216，名称为基于液滴测定法的定量， 并且将 Vincent Riot、Devin Dean Ness、Billy W. Colston, Jr. > Benjamin J. Hindson、 Douglas N. Modi in、以及 Anthony J. Makarewi cz, Jr.定名为发明人；以及 于2009年9月22日提交的序列号61/277，270，名称为基于液滴的测定系统，并且将 Benjamin J. Hindson、Kevin Dean Ness、Billy W. Colston、Jr. ,Fred P. Milanovich、 Donald A. Modi in、以及 Anthony J. Makarewicz，Jr.，定名为发明人。出于所有的目的通过引用将这些在先申请以其全部内容结合在此。其他材料的交叉引用出于所有的目的本申请通过引用以其全部内容结合了以下材料于2006年5月9 日发布的美国专利号 7，041，481 ；以及 Jos印h R. Lakowicz，PRINCIPLES OF FLUORESCENCE SPECTROSCOPY (2nd Ed. 1999)。1U测定法是用于测定样品中组分的存在、量、活性、和/或其他特性或特征的多个步骤。在许多情况下，有待测定的样品是复杂的，样品内感兴趣的组分-核酸、酶、病毒、细菌、 等-仅是样品的次要成分，并且要求测定法的结果快速和/或可用于多样品。不幸的是，目前的测定系统，例如用于核酸(例如脱氧核糖核酸(DNA))的聚合酶链式反应(PCR)测定法可能具有缓慢、对样品复杂性敏感、和/或易于报告假阳性、以及其他缺点。因此，对于改进的测定系统存在需要。鍵本披露提供了用于执行测定法的多种系统，这些系统包括多种装置以及方法。这些系统可以包含通过将样品组分分配到液滴或其他分区中来分离它们，在这些液滴内扩增或另外地使这些组分反应，检测扩增的组分，或它们的特征，和/或分析得到的数据、等。附图简要说明
图1是根据本披露的多个方面列出了示例性步骤的一个流程图，这些示例性步骤可以使用基于液滴的测定法在一种样品分析的方法中完成。图2是根据本披露的多个方面用于执行基于液滴的测定法的系统的示例性实施方案的一个透视图，其中该系统包括一个仪器以及连接到该仪器上用以提供样品制品的多个柱筒，这些柱筒由该仪器致动并控制。图3A是通过图2的系统执行多个操作的示例性顺序的一个示意图。图;3B是图2的仪器的一个示意图。图4是根据本披露的多个方面用于执行基于液滴的测定法的仪器的另一个示例性实施方案的一个透视图，其中给仪器被设计用于使用预先制备的样品。图5是列出了示例性步骤的一个流程图，根据本披露的多个方面，这些示例性步骤可以使用基于液滴的测定法在一种样品分析的方法中完成。图6是根据本披露的多个方面用于执行基于液滴的测定法的示例性系统的选定部分的一个示意图。图7是根据本披露的多个方面具有基于流动的扩增、以及具有液滴生成和液滴装载的示例性系统的一个示意图，该液滴生成和液滴装载是彼此分离的。图8是根据本披露的多个方面列出了多个示例性步骤的一个流程图，这些示例性步骤可以使用基于液滴的测定法在样品分析的方法中完成，其中液滴被从一个液滴发生器和/或一个液滴存储位点运送到一个反应位点。图9是根据本披露的多个方面列出了示例性步骤的一个流程图，这些示例性步骤可以包括在图8的方法中液滴运送步骤中。图10是根据本披露的多个方面用于执行基于液滴测定法的示例性系统的选定部分的一个示意图，其中液滴被从一个液滴发生器和/或液滴存储位点运送到一个反应位点上，其中水平箭头表明液滴在该系统的多个结构性部件之间输送。图11是根据本披露的多个方面将一个液滴存储位点连接到一个反应位点上的示例性液滴输送器的一个示意图。图12是根据本披露的多个方面图10系统的一个实例的示意图，其中液滴生成和液滴运送到一个反应位点是由连续流来连接的这样使得液滴不被存储。图13是根据本披露的多个方面图10系统的一个实例的示意图，其中液滴发生和液滴运送到反应位点是分离的，这样使得在它们生成后可以将液滴存储一段可调节的、可选择的时间期间并且然后载入反应位点用于液滴处理。图14是根据本披露的多个方面总体上与图13系统相关的系统的一个实例的示意图，其中多个选定的元件重复这样使得该系统能够并行地运送、反应、和/或检测多个不同的液滴组。
图15是根据本披露的多个方面图10系统的另一个实例的一个示意图，其中液滴发生和液滴运送至反应位点是分离的，其中该系统使用自动进样器来从乳液阵列中将选定的液滴组运送至反应位点。图16是根据本披露的多个方面图15系统的选定部分的一个局部视图，其中自动进样器从该乳液阵列中串行地提取液滴组并且通过至少一个隔离液彼此隔开。图17是根据本披露的多个方面图10系统的一个实例的示意性的局部视图，该系统使液滴发生和液滴载入到反应位点上能够多级分离，其中该系统提供了将一组液滴存储 (a)为乳液的一个阵列的一部分并且然后(b)在将该组引入反应位点中之前存储在一个中间存储位点中。图18是根据本披露的多个方面图10系统的另一个实例的示意性局部视图，该系统使液滴发生和液滴载入反应位点中能够多级分离，其中能够以任意的顺序进入与图17 的系统相关但包括多个分离的中间存储位点的该系统。图19是根据本披露的多个方面列出了示例性步骤的一个流程图，这些步骤可以使用遭受用于扩增的条件同时安置于静态流体中的液滴在样品分析的方法中实现。图20是根据本披露的多个方面列出了示例性步骤的一个流程图，这些示例性步骤可以使用乳液的一个阵列的并行(批量)扩增在样品分析方法中完成。图21是根据本披露的多个方面用于执行图20的方法的示例性系统的选定部分的一个示意图。图22是根据本披露的多个方面装备有一个阵列的液滴发生器的示例性装置的一个视图。图23是总体上在图22中在“23”指出的区域处截取的图22装置的一个局部视图， 并且图解说明了这些液滴发生器的一个子集。图M是图23的一个液滴发生器的示意图，图解说明了液滴是如何发生并且通过使用压力驱动进入液滴储存器中的。图25是根据本披露的多个方面总体上沿图23的线25_25截取的图22的装置的截面视图，并且其中该装置装配有一个示例性的压力歧管用于将压力应用到该液滴发生器上以驱动液滴发生。图沈是根据本披露的多个方面如图25中截取的图22的装置的一个截面视图，但是其中用一个示例性的密封部件来替换该压力歧管，该密封部件密封该装置的壁从而允许热循环。图27是根据本披露的多个方面结合了一个阵列的液滴发生器的另一个示例性装置的一个局部视图。图观是在液滴发生后截取的图27的装置的一个液滴发生器的底视图。图四是总体上沿图观的线四-四截取的图观的液滴发生器的一个截面视图，并且图解说明了液滴是如何可以从该装置下面成像的。图30是根据本披露的多个方面结合了一个阵列的液滴发生器的又一个示例性装置的一个局部视图。图31是在液滴发生后截取的图30的装置的一个液滴发生器的底视图。图32是总体上沿图31的线32-32截取的图31的液滴发生器的一个截面视图，并且图解说明了液滴是如何可以从该装置下面成像的。图33是根据本披露的多个方面用于批量检测由孔板所保持的乳液的一个阵列的示例性成像系统的视图。图34是穿过孔板的一个孔总体上沿图33的线34_34截取的图33的孔板的一个截面视图。图35是根据本披露的多个方面用于检测由载玻片所保持的乳液的图像的示例性成像系统的一个视图。图36是穿过图35的成像系统的一个载玻片总体上沿图35的线36_36截取的一个截面视图。图37是根据本披露的多个方面一个示例性成像系统的分解视图，该成像系统包括在检测以成像液滴之前被装载有这些液滴的一个小瓶。图38是根据本披露的多个方面通过从保持这些乳液的孔板中流动将乳液的液滴运送到一个检测室中用于成像扩增的乳液的示例性系统的一个示意图。图39是根据本披露的多个方面用于成像通过从保持这些乳液的孔板中流动被运送至多个检测室中多个扩增的乳液的示例性系统的一个示意图。图40是根据本披露的多个方面用于将液滴从乳液的一个阵列运送到一个检测通道的中一个示例性系统的示意图。图41是根据本披露的多个方面的一个流程图，该流程图描述了 DNA扩增方法的步骤，该方法可以在一个DNA扩增系统的一次性柱筒内或与之结合来实现。图42是根据本披露的多个方面的一个示意图，该示意图描述了一个一次性样品制备柱筒以及该柱筒的不同部件之间适合的流体连接。图43-45对应地是适合用于完成图41中样品制备步骤中的一些或全部的示例性的一次性的柱筒的内部部分的等距视图、侧视图、以及顶视图。图46是根据本披露的多个方面适合用于控制流体在一次性柱筒的不同室之间运动的一个双室液压机构的示意图。图47是根据本披露的多个方面适合用于控制流体在一次性柱筒的不同室之间运动的与图46的双室机构类似的一个三室液压机构的示意图。图48A-48F是根据本披露的多个方面不同的示例性液滴发生器的顶视图。图49是根据本披露的多个方面的一个示意图，该示意图描述了另一个一次性样品制备柱筒以及该柱筒的不同部件之间适合的流体连接。图50是根据本披露的多个方面的一个示意图，该示意图还描述了另一个一次性样品制备柱筒(左)、互补的PCR仪器(右)的多个部分以及该柱筒和仪器的不同部件的多者和两者之间适合的流体连接。图51是根据本披露的多个方面的一个示意图，该示意图还描述了另一个一次性样品制备柱筒(左)、互补的PCR仪器(右)的多个部分以及该柱筒和仪器的不同部件的多者和两者之间适合的流体连接。图52是根据本披露的多个方面又另一种一次性样品制备柱筒的等距视图。图53是图52的柱筒的一个底视图。图M是根据本披露的多个方面示例性液滴发生系统的一个示意图。
图55是根据本披露的多个方面示例性液滴发生器的一部分的等距视图。图56是根据本披露的多个方面另一个示例性液滴发生器的一部分的等距视图。图57是根据本披露的多个方面截面侧正视图，该图显示了另一个示例性液滴发生器的内部部分。图58是根据本披露的多个方面截面侧正视图，该图显示了另一个示例性液滴发生器的内部部分。图59是根据本披露的多个方面显示了另一个示例性液滴发生器的内部部分的截面侧正视图，该图显示了从液滴出口部分拆卸下的包含样品的部分。图60是一个截面侧正视图，该图显示该包含样品的部分与图59的液滴出口部分
组装到一起。图61是根据本披露的多个方面的一个液滴发生系统的截面侧正视图，该液滴发生系统包括一个液滴发生器以及一个液滴储存器。图62是图61的液滴发生系统的远端部分的一个放大的截面侧正视图。图63是根据本披露的多个方面另一个液滴发生系统的远端部分的截面侧正视图。图64是根据本披露的多个方面又另一个液滴发生系统的远端部分的截面侧正视图。图65是根据本披露的多个方面又另一个液滴发生系统的截面侧正视图。图66是根据本披露的多个方面又另一个液滴发生系统的截面侧正视图。图67是根据本披露的多个方面又另一个液滴发生系统的截面侧正视图。图68是根据本披露的多个方面又另一个液滴发生系统的截面侧正视图。图69是根据本披露的多个方面四个不同的液滴发生器的一个等距视图，该解说明了不同交叉类型液滴发生器之间的关系。图70是根据本披露的多个方面另一个液滴发生系统的截面侧正视图。图71是根据本披露的多个方面又另一个液滴发生系统的截面侧正视图。图72是一个流程图，该图描述了热循环一种样品/试剂流体混合物以促进PCR的方法。图73是根据本披露的多个方面示例性热循环仪的一个分解的等距视图。图74是图73的热循环仪的中心部分的一个未分解的等距视图。图75是根据本披露的多个方面的一个等距视图，该视图显示图73的组装的热循环仪的一个放大的部分，该部分适合用于相对小的外径流体管道。图76是根据本披露的多个方面的一个等距视图，该视图显示该组装的热循环仪的一个可替代的实施方案的一个放大的部分，该部分适合用于相对较大外径的流体管道。图77是图73的热循环仪的顶平面视图，没有附连的外部区段。图78是当线C正在通过围绕该热循环仪的中心一个顺时针旋转进行扫描时总体上沿图77中的线C截取的图73的热循环仪的一个示意的截面视图，该图描述了核心和其他部件的相对处置。图79是图75的热循环仪的中心部分的一个放大的等距视图。图80是测量的温度对弧长度的一个图，为图73的热循环仪的两个内部区段之间界面附近平均流体速度的一个函数。图81是根据本披露的多个方面具有任选“热启动”区域的热循环仪的中心部分的一个等距视图。图82-89是根据本披露的多个方面一个热循环仪的可替代的实施方案的多个示意性截面视图。图90是根据本披露的多个方面与加热、冷却、以及壳体元件相结合的热循环仪的一个分解的等距视图。图91是根据本披露的多个方面具有多个温度区域的示例性热循环仪的一个侧正视图，这些温度区域沿热循环仪的长度大小发生改变。图92是根据本披露的多个方面具有多个温度区域的示例性热循环仪的一个侧正视图，这些温度区域沿热循环仪的长度数量发生改变。图93是根据本披露的多个方面用于照射包含样品的液滴并且随后检测由这些液滴所发射的荧光的光学检测系统的一个示意图。图94是强度对由例如图93的系统的一种光学检测系统所检测的荧光的时间的一个图，该解说明了由包含目标物的液滴所发射的荧光与不包含目标物的液滴所发射的荧光之间的区别。图95是根据本披露的多个方面一个光学检测系统的示意图，其中激发的光是通过一个光纤朝向包含样品的液滴传递的。图96是根据本披露的多个方面一个光学检测系统的示意图，其中散射光和荧光是通过光纤远离包含样品的液体来传递的。图97是根据本披露的多个方面一个光学检测系统的示意图，其中激发的光是通过一个光纤朝向包含样品的液滴传递的，并且其中散射的光以及荧光是通过光纤远离这些液滴来传递的。图98描述了相交的区域，其中入射光与穿过流体通道移动的包含样品的液滴相交，该解说明了如何可以将光纤与流体管道的截面结合到一起。图99A描述了另一个相交区域，其中入射光与穿过流体通道移动的包含样品的液滴相交，该解说明了如果可以使用单一的光纤来传送入射光和激发的荧光两者。图99B描述了配置用于通过单一的光纤传送入射光和激发的荧光两者以及还配置用于传送光至一个液滴并且同时基本上从该液滴传送光的另一个相交区域。图100是根据本披露的多个方面一个光学检测系统的示意图，其中该入射光被分裂成多个分离的光束。图101是根据本披露的多个方面一个光学检测系统的示意图，其中该入射光被一个可调节的镜伸展在一个相对宽的相交区域中。图102描述了根据本披露的多个方面一个液流聚焦机构，用于将包含样品的液滴彼此分离一个所希望的距离。图103描述了根据本披露的多个方面另一个液流聚焦机构，用于将包含样品的液滴彼此分离一个所希望的距离。图104描述了根据本披露的多个方面流体管道的一个截面，图解说明了流体通道直径的适当选择如何可以有助于液滴之间适当的间距。
图105描述了根据本披露的多个方面的一个批量荧光检测系统。图106是根据本披露的多个方面的一个流程图，该图描述了从包含样品的液滴中检测荧光的方法。图107是根据本披露的多个方面的一个流程图，该流程图描述了在多个包含样品的液滴中测定目标分子浓度的方法。图108是一个直方图，该图显示示例性的实验数据，其中检测的液滴的数量被作为荧光强度的测量值的一个函数来绘制。图109是一个直方图，该图将图108中的实验数据(实线)与使用不同拟合阶次的数字重建的荧光分布(虚线以及短划线)进行了比较。图110是一个直方图，该图显示了使用不同的拟合阶次数字重建的图108的荧光分布的最小均方残差的值。图111是根据本披露的多个方面的一个流程图，该流程图描述了数字地估计样品中目标分子浓度的方法。图112是根据本披露的多个方面的荧光信号的示例性的图，该信号可以相对于来自液滴的流动的流的时间来测量，其中该图显示了一系列的表示液滴信号的峰，并且其中该图表明用于将液滴信号指定为相应的正扩增液滴和负扩增液滴的信号阈值。图113是根据本披露的多个方面的液滴信号强度的范围的一个示例性直方图，该信号强度可以从图112的流动的流来测量，其中各范围的出现相对频率用条的高度来表
7J\ ο图114是根据本披露的多个方面在对照和/或校准物的帮助下用于完成核酸扩增的基于液滴的测试的示例性系统的示意图。图115是根据本披露的多个方面图114系统的选定方面的一个示意图，其中该系统在用于检测核酸目标物的扩增的示例性配置中使用一个第一染料，并且在测试期间用于对照系统变化的示例性配置中使用一个第二染料。图116是根据本披露的多个方面的示例性试剂的示意图，这些试剂可以被包括在图115的系统配置中以允许检测一个第一检测器通道中的放大的信号以及检测一个第二检测器通道中的一个被动对照信号。图117是根据本披露的多个方面用于使用图115的系统配置来修正系统变量的示例性方法的流程图。图118是根据本披露的多个方面图114系统的选定方面的一个示意图，其中该系统在用于检测核酸目标物的扩增一个示例性配置中在一组液滴中使用一个第一染料，并且 (a)在测试之前、期间、和/或之后用于校准系统或(b)在测试期间用于控制系统变量的方面在另一组液滴中使用或者该第一染料亦或一个第二染料。图119是根据本披露的多个方面荧光信号的示例性的图，这些信号可以在串行进行的系统校准以及样品测试期间从图118的系统配置的流动的流中随着时间推移来检测。图120是根据本披露的多个方面使用图118的系统配置修正在进行测试期间所产生的系统变量的示例性方法的流程图。图121是根据本披露的多个方面图114系统的选定方面的一个示意图，其中处于一个示例性配置中的系统用于测试在相同的液滴中一对核酸目标物的扩增。
图122是根据本披露的多个方面图114系统的选定方面的一个示意图，其中处于另一个示例性配置中的系统用于测试在相同的液滴中一对核酸目标物的扩增。图123是根据本披露的多个方面的示例性靶向特异性试剂的一个示意图，这些试剂可以被包括在图121和122的系统配置中以允许对于各核酸目标物检测不同检测器通道中的放大信号(即，不同的检测波长或波长范围)。图IM是根据本披露的多个方面荧光信号的一对示例性的图，这些荧光信号可以使用不同的检测器通道从图121或122的系统配置的流动的流随时间推移进行检测，其中一个通道检测成功扩增的对照目标物，由此表明没有扩增抑制。图125是根据本披露的多个方面的一对示例性图，其中总体上如图124中检测荧光信号，但是对照信号表明扩增被抑制。图1 是根据本披露的多个方面图114系统的选定方面的一个示意图，其中处于示例性配置中的系统用于对于各目标物使用不同组的液滴来测试一对核酸目标物的扩增。图127是根据本披露的多个方面荧光信号的一对示例性的图，这些荧光信号可以使用不同的检测器通道从图126的系统配置的流动的流随时间推移进行检测，其中各通道监测不同核酸目标物的扩增。图1 是根据本披露的多个方面的一对图，这些解说明了可能适合用于图 114的系统中的多种荧光染料的示例性的吸收和发射光谱。图129是根据本披露的多个方面的一个示意图，该解说明了在图114系统的一个示例性实施方案中图1 的这些荧光染料的实用性用途。图130是根据本披露的多个方面用于通过将一组液滴测试信号处理为更均勻的信号强度来修正测试中系统变量的示例性方法的流程图。图131是根据本披露的多个方面用于基于对应的信号峰的宽度来提供液滴信号将液滴信号转化的示例性方法的流程图。详细说明本披露提供了用于执行测定法的多种系统，这些系统包括多种装置以及方法。这些系统可以包括(A)制备用于分析的样品(例如临床的或环境样品)，(B)通过将它们分配到液滴或其他分区中来分离样品的组分，这些液滴或其他分区每一个仅包含约一个组分 (例如一个单一拷贝的核酸目标物(DNA或RNA)或其他感兴趣的分析物)，(C)使这些液滴内的组分扩增或另外地反应，⑶检测扩增或反应的组分，或其特征，和/或(E)分析得到的数据，等。以此方式，可以将复杂的样品转化为多个更简单的，更易于分析的样品，同时伴随着背景的降低和测定时间的减少。图1显示了用于执行这种基于液滴或基于分区的测定的一个示例性系统500。简言之，该系统可以包括样品制备502，液滴发生504，反应(例如，扩增)506，检测508，以及数据分析510。可以使用这个系统来完成数字PCR(聚合酶链式反应)分析。更确切地说， 样品制备502可以包括收集样品，例如临床或环境样品，处理样品以释放相关的核酸，并且形成包括这些核酸的一种反应混合物(例如，用于目标核酸的扩增)。液滴发生504可以包括将这些核酸封装在液滴中，例如以各目标核酸的一个拷贝/液滴，其中将这些液滴悬浮在不互溶的载体流体中(例如油)从而形成一种乳液。反应506可以涉及使这些液滴遭受适合的反应，例如热循环以诱导PCR扩增，这样使得这些液滴中的目标核酸(如果有的话)被扩增从而形成另外的拷贝。检测508可以包括检测来自这些液滴的某个或某些信号，这种或这些信号表明是否存在扩增。最后，数据分析510可以包括基于其中发生扩增的液滴的百分比来估计样品中目标核酸的浓度。这个系统的这些以及其他方面在以下章节中描述如下(I)定义，(II)系统概述/ 构造，(III)样品制备/柱筒，(IV)液滴发生器，(V)连续流热循环仪，(VI)检测，(VII)定量/分析，(VIII)对照以及校准，(IX)临床应用，以及⑴多重测定法。I.定义本披露中所使用的技术术语具有本领域普通技术人员所共同公认的含义。然而， 如以下所述以下术语可能具有另外的含义。皿-一种包括安置在不互溶载体流体中多个液体小滴的组合物，该流体也是液体。该载体流体，也称为背景流体，形成了连续相，该连续相可以被称为载体相、载体、和/ 或背景相。这些液滴(例如，水滴)是由至少一种液滴流体(也称为前台流体)形成的，该液滴流体是一种液体并且该流体形成一个液滴相(它可以被称为分散相或非连续相)。该液滴相是与该连续相不互溶的，这意味着该液滴相(即这些液滴)和连续相(即载体相)不能混合以达到均勻性。这些液滴被连续相彼此分离并且被连续相胶囊化(即封闭/包围)。乳液的液滴可能具有在连续相中任何均勻的或不均勻的分布。如果不均勻，可以改变液滴的浓度以在连续相中提供一个或多个较高液滴密度的区域以及一个或多个较低液滴密度的区域。例如，液滴可以沉入或漂浮在连续相中，可以沿着一个通道被聚集在一个或多个组中，可以被朝向流动的流中心或周围聚焦，等。在此所披露的任何乳液可以是单分散的，S卩，由至少总体上均勻大小的液滴组成， 或可以是多分散的，即由不同大小的液滴组成。如果是单分散的，该乳液的液滴可以例如体积改变了一个标准差，该标准差是平均液滴体积的小于约正或负100 %、50 %、20 %、10 %、 5%、2%、或1%。从一个孔口所产生的液滴可以是单分散的或多分散的。乳液可以具有任何适合的组成。该乳液的特征可以是各相中主要的液体化合物或液体化合物的类型。在乳液中主要的液体化合物可以是水以及油。“油”是与水不互溶的并且具有高含量的碳的任何液体化合物或液体化合物的混合物。在一些实例中，油还可以具有高含量的氢、氟、硅、氧、或其任何组合，等。例如，在此所披露的任何乳液可以是油包水的 (W/0)乳液(即在连续油相中的水滴)。例如该油可以是或包括至少一种硅油、矿物油、氟烷油、植物油或其一种组合、等。在任何乳相中可以存在任何其他适合的组分，例如至少一种表面活性剂、试剂、样品(即，其分区)、其他添加剂、标签、颗粒、或其任何组合。当加热(例如，至温度高于60°C )时当标准的乳液处于封装状态(例如，每个液滴位于邻近液滴的附近)时，它们变得不稳定，因为加热总体上降低了界面张力，这可能导致液滴聚结。因此，在高温反应期间(例如PCR)标准封装的乳液不能维持它们的完整性，除非乳液液滴保持彼此不接触或使用添加剂(例如，其他油基、表面活性剂、等)来改变这些稳定条件(例如，界面张力、粘度、位阻、等)。例如，可以将这些液滴安排在一个单行中并且沿通道彼此间隔以允许热循环来实现PCR。然而，遵循使用标准乳液的这些方法不允许高密度的液滴，由此基本上限制了基于液滴的测定法的通量。在此披露的任何乳液可以是一种热稳定的乳液。热稳定的乳液是当加热到至少 50°C时抗聚结的任何乳液。热稳定的乳液可以是一种PCR稳定的乳液，该PCR稳定的乳液是贯穿PCR的热循环抵抗聚结的一种乳液(例如，为了允许完成数字PCR)。因此，PCR稳定的乳液可以是当加热到至少80°C或90°C、等时对聚结具有耐受性的。由于热稳定性，与标准乳液相比较，PCR稳定的乳液使得能够在液滴中完成PCR测定法，这些液滴贯穿热循环仍然基本上是单分散的。因此，与使用标准乳液的情况相比，使用PCR稳定的乳液的数字PCR测定法可以是实质上更加定量的。例如，可以通过适当地选择载体流体以及表面活性剂、等将乳液配制成PCR稳定的。用于产生用于流通式测定法的PCR稳定乳液的一个示例性的油配方如下=(I)Dow Corning 5225C配方助剂(十甲基环戊硅氧烷中10%活性成份)-20% w/ w，2% w/w终浓度活性成分，Corning 749流体(十甲基环戊硅氧烷中50%活性成份)-5(% /^，2.5(% /^活性成分，以及C3)聚(二甲基硅氧烷)Dow Corning 200 流体， 粘度5. OcSt (25°C )-75% w/w。用于产生用于批量测定法的PCR稳定乳液的一个示例性的油配方如下=(I)Dow Corning 5225C配方助剂(十甲基环戊硅氧烷中10%活性成份)-20% /ν，2% w/w终浓度活性成分，Corning 749流体(十甲基环戊硅氧烷中50%活性成份)-60% w/w，30% w/w活性成分，以及C3)聚(二甲基硅氧烷)Dow Corning 200 流体，粘度 5. OcSt (25°C )-20% w/wo整体体积的一个分离的部分。分区可以是从样品(例如一个制备的样品) 产生的样品分区，该样品形成了整体体积。从整体体积生成的分区可以是基本上大小均勻的或可以具有不同的大小(例如，两个或多个离散的、均勻大小的分区的组)。示例性的分区是液滴。分区还可以以预定的粒度分布或以随机的粒度分布连续地改变大小。液滴-一种小体积的液体，典型地具有球形，该液体由不互溶的液体(例如一种乳液的连续相)来封装。液滴的体积，和/或乳液中液滴的平均体积，可以是例如小于约1微升(即，一个“微液滴”)(或在约1微升与1纳升之间或在约1微升与1皮升之间)、小于约1纳升(或在约1纳升与约1皮升之间)、或小于约1皮升(或在约1皮升与1飞升之间)、等。液滴(或乳液的液滴)可以具有小于约1000、100、或10微米的直径(或平均直径)，或约1000至10微米的直径(或平均直径)，等。液滴可以是球形的或非球形的。液滴可以是简单的液滴或复杂液滴，即其中至少一个液滴封装至少一个另外的液滴的一个液滴。表面活件剂-能够降低它溶于其中的液体的表面张力、和/或与另一个相的界面张力的表面活性试剂。表面活性剂(它也或可替代地可以被描述为洗涤剂和/或湿润剂) 结合了一个亲水部分和一个疏水部分两者，它们在表面活性剂上一起提供了二元的亲水亲脂性特征。可以根据亲水亲油平衡(HLB)值来表征表面活性剂，该值是表面活性剂的亲水性与它的亲油性相比较的一个量度。HLB值范围从0至60并且定义了表面活性剂对于水和油的相对亲和力。非离子型表面活性剂总体上具有范围从0至20的HLB值并且离子型表面活性剂可以具有高达60的HLB值。亲水性表面活性剂具有大于约10的HLB值并且对于水比对于油具有更大的亲和力。亲脂性表面活性剂具有小于约10的HLB值，并且对于油比对于水具有更大的亲和力。在此所披露的乳液和/或其任何相可以包括至少一种亲水性表面活性剂、至少一种亲脂性表面活性剂、或其一种组合。可替代地，或另外地，在此所披露的乳液和/或其任何相可以包括至少一种非离子型(和/或离子型)洗涤剂。此外，在此所披露的乳液和/或其任何相可以包括一种表面活性剂，该表面活性剂包括聚乙二醇、聚丙二醇、或 Tween 20、等。
IL-被安置在相同连续体积中或连续相的体积区域中的一组液滴或其他分离的分区。因此例如一个组可以由乳液的所有液滴来组成或可以将沿着通道在一个位置处的这些液滴组成分离的部分。典型地，组是指液滴的一个集合，当部分地或总体地分析时，该集合给出统计相关的采样以定量地对由其制成该液滴的起始组的整个起始样品的特性进行预测。液滴的组还表明通道中该组的第一液滴与最后液滴之间的空间相似性。作为与信息技术的类比，每个液滴用作一个信息“比特”，该信息可能包含来自起始样品中目标分析物的序列特异性信息。然后一组液滴是信息的所有这些“比特”的总和， 它们一起为来自起始样品的感兴趣的分析物提供了统计学相关的信息。如使用二进制计算机一样，一组液滴类似于比特的连续的序列，这些序列包括可以将有意义的计算应用于其上的二进制数据的最小单元。可以暂时性地和/或空间地相对于也被安置在连续相(例如流动的流中)中的其他组，和/或通过加入相对于其他组唯一地识别该组的其他编码信息 (光学、磁的、等)来编码一组液滴。皿-用于表征样品的一个或多个步骤和/或反应，以及从该一个或多个步骤和/ 或反应得到的任何一个或多个信号、值、数据、和/或结果。一个测试还可以被描述为一个测定。示例性的基于液滴的测定法是使用水溶液测定混合物的生物化学测定法。更具体地说，基于液滴的测定法可以是酶测定法和/或结合测定法，等。例如酶测定法可以确定是否各个液滴包含用于一个酶的一个拷贝的底物分子(例如，核酸目标物)和/或一个拷贝的酶分子。基于这些测定结果，可以对样品中底物和/或酶的浓度和/或拷贝数量进行估计。反应-一个化学反应、一个结合相互作用、一个表型改变、或其一种组合，总体上提供了表明反应出现和/或出现的程度的一个可检出的信号(例如，荧光信号)。一个示例性的反应是酶反应，该酶反应涉及将底物酶催化地转化为产物。在在此所披露的基于液滴的测定法中可以执行任何适合的酶反应。例如，这些反应可以被下组的酶催化，该组的组成为激酶、核酸酶、核苷酸环化酶、核苷酸连接酶、核苷酸磷酸二酯酶、聚合酶(DNA或RNA)、异戊二烯转移酶、焦磷酸酶、报告酶(例如，碱性磷酸酶、β -半乳糖苷酶、氯霉素乙酰转移酶、葡萄糖醛酸酶、辣根过氧化物酶、萤虫素酶、等)、 逆转录酶、拓扑异构酶、等。样品-来自任何适合的一种或多种来源的一种化合物、组合物、和/或感兴趣的混合物。样品是用于分析该样品的一个方面的测试感兴趣的一般性的对象，例如相对于可能存在于样品中的至少一个分析物的方面。样品能够以它们的天然状态(当收集时)和/或以改变的状态进行分析，例如在储存、保存、抽提、溶解、稀释、浓缩、纯化、过滤、与一种或多种试剂混合、预扩增(例如，在PCR之前通过在样品上执行PCR的有限循环(例如< 15)来实现目标物富集)、去除扩增子(例如，在PCR之前用尿嘧啶-D-糖基化酶(UDG)来处理以消除被以前生成的扩增子的任何携带性的污染(即，扩增子是可以用UDG来消化的，因为它是用dUTP替代dTTP来产生的))、分配、或其任何组合、等之后。临床样品可以包括鼻咽洗液、血液、血浆、无细胞血浆、血沉棕黄层、唾液、尿液、粪便、痰、粘液、伤口拭子、组织活检、 乳、流体抽吸物、拭子(例如，鼻咽拭子)、和/或组织、等。环境样品可以包括水、土壤、气溶胶、和/或空气、等。研究样品可以包括培养的细胞、原代细胞、细菌、孢子、病毒、小生物、任何以上列出的临床样品、或类似物。另外的样品可以包括食品、武器组分、有待对生物威胁剂进行测试的生物防御样品、怀疑的污染物、等。
为了诊断的目的(例如，临床分析物(例如，传染剂)的定量测量)或为了监测的目的(例如，为了确定感兴趣的环境分析物(例如生物威胁剂)已经超过预定的阈值)可以收集样品。iiffilL-在测试中被分析的样品的一种或多种组分或潜在的组分。分析物是在其中样品是总体上感兴趣的对象的测试中一个感兴趣的特异性的对象。例如分析物可以是核酸、蛋白、肽、酶、细胞、细菌、孢子、病毒、细胞器、大分子装配物、候选药物、脂类、碳水化合物、代谢物、或其任何组合、等。可以在样品中和/或在其分区中测试分析物检测它的存在、活性、和/或其他特征。分析物的存在可以与样品中或其一种或多种分区中分析物的绝对数量或相对数量、浓度、二元评估(例如存在或不存在)、等相关。在一些实例中，可以将样品分配这样使得一个拷贝的分析物不存在于所有这些分区中，例如以平均浓度约0. 0001 至10，000,0. 001至1000,0. 01至100,0. 1至10、或1个拷贝/分区存在于分区中。试为了完成样品上一个或多个具体的测试与样品相结合的一种化合物、化合物的组、和/或组合物。试剂可以是目标特异性的试剂，该目标特异性的试剂是为检测测试中一种或多种具体的目标物或分析物而提供特异性的任何试剂组合物。试剂任选地可以包括一种化学反应物和/或一种用于该测试的结合配偶子。例如，一种试剂可以包括至少一种核酸、蛋白(例如，一种酶)、细胞、病毒、细胞器、大分子装配物、潜在药物、脂类、碳水化合物、无机物、或其任何组合、并且可以是一种水溶液组合物，等。在多个示例性实施方案中，该试剂可以是一种扩增试剂，该扩增试剂可以包括用于扩增核酸目标物的至少一种引物或至少一对引物，用于能够检测放大的至少一个探针和/或染料、一种聚合酶、多种核苷酸(dNIPs和/或NTPs)、二价镁离子、氯化钾、缓冲液、或其任何组合，等。核酸-一种化合物，该化合物包含核苷酸单体的一个链。核酸可以是单链的或双链的(即与另一个核酸碱基配对)，等。核酸的链可以由任何适合数量的单体组成，例如至少约10或100个，等。总体上，核酸链的长度相应于其来源，其中合成的核酸(例如，引物和探针)典型地是较短的，并且生物方式/酶方式产生的核酸(例如核酸分析物)典型地是较长的。核酸可以具有天然的或人工的结构，或其一种组合。具有天然结构的核酸(即，脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA))总体上具有交替的戊糖基团和磷酸基团的主链。每个戊糖基团被连接到一个核碱基上(例如，嘌呤(例如腺嘌呤(A)或鸟嘌呤(T))或嘧啶(例如胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶(T)、或尿嘧啶(U)))。具有人工结构的核酸是天然核酸的类似物并且可以例如通过改变成天然主链的戊糖基团和/或磷酸基团来产生。示例性的人工核酸包括乙二醇核酸(GNA)、肽核酸(PNA)、锁核酸(LNA)、苏糖核酸(TNA)、以及类似物。核酸的序列是按照以下顺序定义的，其中核碱基被沿着主链来安排。这个序列总体上确定了该核酸通过氢键特异性地结合到配偶链上(或用以形成一种分子内双链)的能力。具体地，腺嘌呤与胸腺嘧啶(或尿嘧啶)配对并且鸟嘌呤与胞嘧啶配对。能够通过与其他核酸一起形成这些碱基对的连续的链以反并行的方式结合到另一核酸上的核酸被称为“互补的”。皿_形成核酸或其一个区段的一个拷贝(即直接拷贝和/或互补拷贝)的过程。 复制总体上涉及一种酶，例如聚合酶和/或连接酶，等。被复制的核酸和/或区段是用于复制的模板(和/或目标物)。
其中随着时间的推移重复地发生复制以形成模板分子的至少一个区段的多个拷贝的反应。随着扩增进行，扩增可以产生拷贝数量的指数或线性增加。典型的扩增产生拷贝数量和/或信号的大于1，000倍的增加。用于在此所披露的基于液滴测定法的示例性的扩增反应可以包括聚合酶链式反应(PCR)或连接酶链式反应，它们的每一个都是由热循环来驱动的。基于液滴的测定法还或可替代地可以使用其他扩增反应，这些其他扩增反应可以被等温地完成，例如分支探针DNA测定法、级联-RCA、解螺旋酶依赖型扩增、环介导的等温扩增(LAMP)、基于核酸的扩增(NASBA)、切口酶扩增反应(NEAR)、PAN-AC、Q-β复制酶扩增、滚环复制(RCA)、自续式序列复制、链置换扩增、等。扩增可以使用线性或环状模板。可以使用任何适合的试剂来完成扩增。可以在一个扩增混合物中完成扩增或测试它的发生，该混合物是能够产生该组合物中一个核酸目标分子(如果存在)的多个拷贝的任何组合物。扩增混合物可以包括下组的任何组合，该组的组成为至少一种引物或引物对、至少一种探针、至少一种复制酶(例如，至少一种聚合酶，例如至少一种DNA和/或RNA 聚合酶)、和脱氧核苷酸(和/或核苷酸)三磷酸盐(dNIPs和/或NIPs)、等。测定混合物的另外的方面以及在相同的液滴中能够实现多路扩增和两种或多种目标物种的检测的检测策略在本文中其他地方进行描述，例如在第X节，等中。依赖于交替加热和冷却的循环(即热循环)以实现顺序多轮地复制的核酸扩增。可以通过在两个或多个温度设定点之间(例如较高的解链(变性)温度和较低的退火 /延伸温度)、或在三个或多个温度设定点之间(例如，较高的解链温度、较低的退火温度、 以及中间的延伸温度)、等进行热循环来完成PCR。可以使用一种耐热的聚合酶来完成PCR， 例如Taq DNA聚合酶(例如，野生型酶、Stoffel片段、FastStart聚合酶、等)、Pfu DNA聚合酶、S-Tbr聚合酶、Tth聚合酶、Vent聚合酶、或其一种组合、等。随着依次的循环，PCR总体上生产产物扩增子的量的一个指数的增加。可以在本文中披露的基于液滴的测定法中使用任何适合的PCR方法或方法的组合，例如等位基因特异性PCR、装配PCR、不对称PCR、数字PCR、终点法PCR、热启动PCR、原位 PCR、序列间特异性PCR、反向PCR、指数后线性扩增PCR、连接反应介导的PCR、甲基化特异性 PCR、小引物PCR、多重连接依赖型探针扩增、多重PCR、巢式PCR、重叠延伸PCR、聚合酶循环装配、定性PCR、定量PCR、实时PCR、RT-PCR、单细胞PCR、固相PCR、热不对称交错PCR、降落 PCR、或普遍快速步行PCR、等。数字PCR-在样品的部分上完成的PCR基于有多少样品部分支持目标物的扩增来确定该样品中核酸目标物的存在/不存在、浓度、和/或拷贝数量。数字PCR能够(或能够不)以终点法PCR来完成。对于每个分区数字PCR能够(或能够不)以实时PCR来完成。PCR理论上导致来自样品的核酸序列(分析物)的指数式扩增。通过测量为了达到扩增的阈值水平所要求的扩增循环的数量(如在实时PCR中)，人们可以理论地计算核酸的起始浓度。然而，在实践中存在使PCR过程变成非指数性的多种因素，例如不断改变的扩增效率、起始核酸的低拷贝数量、以及与背景污染物核酸的竞争。数字PCR总体上是对这些因素不敏感的，因为它不依赖于PCR过程是指数式的这种假设。在数字PCR中，将个体核酸分子从初始样品中分离进入分区中，然后扩增到可检出的水平。然后每个分区提供了每个分区中每个个体核酸分子的存在或不存在的数字信息。当使用这种技术测量了足够的分区时，可以将这些数字信息合并从而做出样品中核酸目标物(分析物)的起始浓度的统计学相关的测量。除了核酸以外，还可以将数字PCR的概念延伸到其他类型的分析物中。具体地，可以使用信号扩增反应以允许检测单独的液滴中分析物的分子的单拷贝，从而允许以第VII 节中所述的方式(例如，使用基于泊松统计的算法)对其他分析物的液滴信号进行数据分析。允许检测液滴中其他类型的分析物的单拷贝的示例性的信号扩增反应包括多种酶反应。定件PCR- 一种基于PCR的分析，该分析确定样品中目标物是否存在，通常不需对存在的目标物进行任何实质性的定量。在示例性的实施方案中，可以通过确定一组液滴包含至少一个预定义百分比的阳性液滴(阳性样品)与否(阴性样品)来完成定性的数字 PCR。定量PCR- 一种基于PCR的分析，该分析确定样品中目标物的浓度和/或拷贝数量。RT-PCR (逆转录PCR)-使用由RNA的逆转录所生成的互补DNA模板的PCR。RT-PCR 允许通过以下方式来分析RNA样品(1)例如使用逆转录酶形成RNA的互补DNA拷贝，以及 (2)使用该互补DNA作为模板进行PCR扩增。在某些实施方案中，可以将相同的酶(例如 Tth聚合酶)用于逆转录以及PCR。实时PCR- 一种基于PCR的分析，其中在反应期间测量扩增子的形成，例如在反应的最终热循环之前一个或多个热循环完成之后。实时PCR总体上根据目标物扩增的动力性提供了目标物的定量。终点法PCR- 一种基于PCR的分析，其中在热循环完成之后测量扩增子形成。扩增子-一种扩增反应的产物。扩增子可以是单链的或双链的、或其一种组合。扩增子相应于核酸目标物的任何适合的区段或整个长度。引物-能够和/或用于起动核酸模板的复制的核酸。因此，引物是较短的核酸，该核酸与较长的模板互补。在复制期间，引物基于模板序列进行延伸从而生成了较长的核酸， 该核酸是该模板的一个互补的拷贝。引物可以是DNA、RNA、其一种类似物(即，一种人工核酸)、或其任何组合。引物可以具有任何适合的长度，例如至少约10、15、20、或30个核苷酸。 示例性的引物是化学合成的。引物能够以至少一对引物的形式被提供，用于扩增至少一个核酸目标物。一对引物可以是一个正义引物和一个反义引物，这两个引物共同地定义了得到的扩增子的相对末端(并且因此长度)。引物-连接到至少一个标签上的核酸，例如至少一种染料。探针可以是核酸目标物和/或扩增子的序列特异性的结合配偶体。可以设计探针从而能够根据荧光共振能量转移(FRET)来检测目标扩增。用于在此披露的核酸测定法的示例性的探针包括被连接到一对染料上的一个或多个核酸，当彼此接近时，这些染料共同地展示荧光共振能量转移 (FRET)。这对染料可以提供第一和第二发射体、或一个发生体和一个猝灭剂、等。当这些染料彼此分离时来自这对染料的荧光发射发生改变，例如通过在引物延伸期间切割探针(例如，5’核酸酶测定法，例如使用TAQMAN探针)，或当探针杂交成扩增子时(例如，分子信标探针)。该探针的核酸部分可以具有任何适合的结构或起点，例如该部分可以是一个锁核酸、一个通用探针文库的一个成员，等。在其他情况下，可以将一个探针和一个引物对的引物之一结合在相同的分子中(例如，AMPLIFLU0R引物或SCORPION引物)。作为一个实例， 引物-探针分子可以包括在其3'末端的引物序列和在其5'末端的分子信标类型探针。使用这种安排，可以将用不同的染料标记的相关的引物-探针分子用于使用相同的反向引物来定量一个单一核苷酸不同的(单核苷酸多态性(SNPs))目标序列的多重测定法中。用于基于液滴的核酸测定法的另一种示例性探针是Plexor引物。皿-一种连接到或结合入任何实体中的识别和/或区别的标志物或识别物，例如一种化合物、生物颗粒(例如，一种细胞、细菌、孢子、病毒、或细胞器)、或液滴。例如标签可以是一种染料，该染料使得实体光线上可检出和/或光学上便于识别。用于标记的示例性的染料是荧光染料(荧光团)以及荧光淬灭剂。报告物-报告一种情况的一个化合物或一组化合物，例如反应的程度。示例性的报告物包括至少一个染料，例如一个荧光染料或一个能量转移对、和/或至少一个寡核苷酸。用于核酸扩增测定法的示例性的报告物可以包括一个探针和/或一种嵌入染料(例如， SYBR Green、溴化乙锭、等)。皿-一种用于区别一个组的不同成员的机理。用于区别不同类型的液滴的示例性的编码可以包括不同的液滴大小、染料、染料的组合、一个或多个染料的量、封装的编码颗粒、或其任何组合，等。例如，一个编码可以用于区别不同组的液滴，或一组中不同类似的液滴，等。结合配偶体-结合到彼此h的一对成员中的一个成员。每个成员可以是一种化合物或生物颗粒(例如，一个细胞、细菌、孢子、病毒、细胞器、或类似物)、等。结合配偶体可以特异性地结合到彼此上。可以通过小于约10_4、10_6、10_8、或10_1(IM的解离常数来表征特异性结合。示例性的特异性结合配偶体包括生物素和抗生物素蛋白/链亲和素、正义核酸和互补的反义核酸(例如，探针以及扩增子)、引物及其目标物、抗体和对应的抗原、受体及其配体、以及类似物。通道-用于流体移动的狭长的通路。总体上通道包括流体进入该通道的至少一个入口，以及流体流出该通道的至少一个出口。入口和出口的功能可以是可互换的，即，通常在不同的时间，流体可以仅在一个方向上或在相对的方向上流过通道。通道可以包括多个壁，这些壁定义了并且封闭了入口与出口之间的通路。例如一个通道可以通过一种管(例如，毛细管)、处于一种平面结构(例如芯片)中或在一种平面结构(例如芯片)上、或其一种组合、等方式来形成。通道可以是分支的或可以不是分支的。通道可以是线性的或非线性的。示例性的非线性通道包括沿着一个平面流动路径(例如，蛇形通道)、一个非平面流动路径(例如，一个用于提供螺旋流动路径的螺旋状通道)延伸的通道。在此所披露的任何通道可以是一种微流体通道，该微流体通道是具有横向尺寸(例如，通道的平均直径) 小于约1毫米的特征的一种通道。通道还可以包括一种或多种通气机理以允许流体进入/ 离开，而无需开放的出口。通气机理的实例包括但不限于疏水通气口开口或使用多孔性材料用来或者制作该通道的一部分亦或用来阻断出口(如果存在)。流体网络-一种组件，该组件用于通常地通过在该组件的多个区室之间传送流体和/或通过沿着和/或穿过由该组件所定义的一个或多个流体途径驱动流体来操纵流体。 流体网络可以包括任何适合的结构，例如一个或多个通道、室、储存器、阀、泵、热控制装置 (例如，加热器/冷却器)、传感器(例如，用于测量温度、压力、流量、等)、或其任何组合、寸。II.系统综沭/构造本节描述了用于基于液滴测定法的图解说明的系统的构造，包括方法以及装置。 本节中所披露的系统的特征和方面可以彼此结合和/或与本披露中其他地方所展示和/或描述的方法和装置的任何适合的方面和特征相结合。可以在以上交叉引用下列出的并且通过引用结合在此的美国临时专利申请中发现另外的适当的披露，具体是于2009年9月22 日提交的序列号61/277，270，名称为基于液滴的测定系统，并且将Benjamin J. Hindson, Kevin Dean Ness、Billy W. Colston、Jr. , Fred P. Milanovich、Donald A.Modlin、以及 Anthony J. Makarewicz, Jr.,定名为发明人。A. ■細體-口口口吿咖傭_謎会充图2和3Α对应地显示了用于完成基于液滴的测定法的示例性系统600的透视图和示意图。系统610可以包括一个仪器612以及一个或多个连接到该仪器上用于提供样品制备的样品柱筒614，该样品制备是被该仪器致动和控制的。样品制备可以包括第III节中以及本披露中其他地方所披露的过程的任何组合，例如提取、纯化、溶解、浓缩、稀释、试剂混合、和/或液滴生成、等。仪器612可以完成液滴中核酸的扩增、来自液滴的信号的检测、 以及数据分析、等。仪器612可以装备有一个样品加载区域616、一个试剂流体组件618、一个热循环仪620、一个检测器622、控制电子设备6 (即，控制器)、以及一个用户界面626、等。该仪器还可以包括外壳628，该外壳可以支持、定位、固定、封闭、保护、绝缘、和/或允许/限制进入彼此仪器部件。样品加载区616可以允许将样品柱筒614安置在该仪器内，总体上在一个样品已经被引入每个柱筒的一个端口中之后。样品加载区可以具有一个用于接收样品柱筒的开放的配置以及一个限制柱筒引入和取出的关闭的配置(例如，在仪器致动被加载样品的柱筒期间)。例如，该样品加载区域可以包括一个托盘630，该托盘是一个可延伸的并且可收缩的托盘并且接收样品柱筒并且将这些柱筒定位以与仪器612操作地接合。该托盘可以被手动地拉出以将样品柱筒加载到该托盘中并且手动地推入以进行柱筒操作，或可以被连接到一个驱动机构上，该驱动机构驱动该样品加载区域的开和关。在图2中在不同的位置描绘了样品柱筒614。一些柱筒已经被加载到被延伸的托盘630中，而在其他柱筒与仪器一起使用之前或之后将它们安置在仪器612的外面(例如， 堆积的，如632所指示)。在将样品柱筒连接到该仪器上之前(例如，在柱筒制造期间)可以将这些柱筒灌注/加载一种或多种流体试剂，和/或可以将这些样品柱筒灌注由仪器所提供的一种或多种流体试剂。适合与仪器612 —起使用的样品柱筒的另外的方面在本披露中其他地方描述，具体地在第III节中。图;3Β显示了系统610的选定方面的示意图。跨过系统部件之间接点的延伸箭头总体上显示了系统内流体或数据流的方向。跨过这些接点延伸的线段表示电连接和/或信号连通。样品柱筒614可以从试剂流体组件618接收流体用于样品制备。流体组件618可以包括试剂柱筒或容器634(也参见图幻，该试剂柱筒或容器可以是一次性的和/或可重复使用的(即，可再填充的)。流体组件618还可以包括样品柱筒流体组件636，该流体组件636与流体控制器和注射器638相连接使得受控的流体能够流动。例如，流体能够从试剂柱筒至样品柱筒来流动，能够在各样品柱筒内流动，和/或能够以被安置在不互溶的载体流体中的液滴的形式从每个样品柱筒至热循环仪620来流动。热循环仪620可以使这些液滴遭受热循环以促进扩增，在制备期间用于通过检测器622来检测液滴信号。在本文中其他地方描述了热循环仪和检测器的另外的方面，例如在第V和VI节中。检测后，液滴和载体流体可以流到废料接收器640中。可以将来自检测器622的数据连通至控制电子设备拟4上。该控制电子设备可以分析这些数据(例如，如第VII节中所描述)并且将这些数据连通至用户界面拟6上、等。 该控制电子设备还可以从用户界面接收输入数据，例如参数选择、指令、和/或命令。可以与该控制电子设备连通和/或可以将其编程以控制系统600的任何其他方面。例如，控制电子设备可以与柱筒614相连通。在一些实施方案中，每个柱筒可以是一个“灵敏的柱筒”， 该“灵敏的柱筒”带有记忆装置627。该记忆装置可以是由控制器可读的，并且，任选地还是可写的。记忆装置可以携带关于柱筒的信息，例如预先加载到柱筒中的试剂、关于加载样品的数据、由柱筒执行的样品处理的多个方面、或其任何组合、等。该控制电子设备还可以被连接到一个外部通信端口 642上，该通信端口也可以提供数据输入/输出。电源644(例如，线或电池电源)可以为该控制电子设备提供电力。该功率可以由电源与控制电子设备之间任何适合的一种或多种元件(例如，整流器)来调节。B.用于分析预先制备的样品的示例件的仪器图4显示了用于完成基于液滴的测定法的被构造为仪器650的另一个示例性的系统。总体上如以上对于系统610所描述的，仪器650可能完成核酸扩增的基于液滴的测定法。然而，可以设计仪器650以处理和分析样品，这些样品是作为预先形成的乳液或制备的样品(例如，还没有处于乳液形式的纯化的核酸)来提供的。仪器650可以装备有一个样品加载区域652、一个试剂流体组件654、一个热循环仪656、一个检测器658、控制电子设备660 (即，控制器)、一个用户界面662、以及一个外壳 664、等，它们中每一个都可以总体上如以上对于系统610所述来起作用。然而，样品加载区域652和试剂流体组件6M可以与仪器612中类似结构不同。具体地，在系统610的样品柱筒中完成的样品制备步骤(参见，图2、是在样品加载之前在仪器650的外面完成的。样品加载区域652可以包括一个托盘666，以及一个阵列的区室或储存器668，例如多个孔。储存器668可以由板670(例如，微孔板)来提供，该孔板可以被托盘接收和/ 或支持。板670可以是可动的，从而允许将样品置于储存器668中，同时该板是与该仪器间隔开的。可替代地，或另外地，可以将样品置于储存器668中同时该储存器是由该托盘/仪器来支持的。在一些实例中，板670可以是一种液滴发生器板(例如，参见以下本节以及第 III和IV节中)。如果结构是液滴发生器板，在将该板加载入仪器650中之前或之后该板可以产生液滴。每个储存器可以接收一个预先制备的样品。该预先制备的样品可以是或可以不是处于乳液形式。如果不是处于乳液形式，在加载到储存器中之前可以将样品进行处理(例如，通过提取、纯化、溶解、浓缩、稀释、试剂混合、或其任何组合进行处理)以使样品准备好用于产生液滴。可替代地，该样品可以是不互溶的载体流体中液滴的预先形成的乳液。在将样品加载到储存器中之前通过将测定混合物分配到液滴中可以形成乳液，该混合物包括一种样品和至少一种试剂。因此每个液滴可以包含该样品的一个分区。来自乳液的液滴组可以从储存器668串行地或并行地运送到该仪器的至少一个热循环仪656上。仪器650的用户界面662可以是(或可以不是)与系统610的用户界面拟6在配置方面不同的(比较图2和4)。例如，用户界面662可以是与仪器650的本体间隔开(例如，安置在外壳664的外面并且与外壳664隔开)。用户界面662可以有线地或无线地与该仪器的控制电子设备660进行连通。C.基于液滴的测定系统的概沭图5显示了一个列出了示例性步骤的流程图680，这些步骤可以使用基于液滴的测定法在样品分析的方法中完成。所列出的这些步骤能够以任何适合的组合以及以任何适合的顺序来完成并且可以与本披露的任何其他一个或多个步骤相结合。可以加载至少一个样品，如682所指示。该样品可以通过将该样品置于由在此披露的任何系统部件所定义的一个端口(例如，一个孔、室、通道、等)中来加载。能够以任何适合的形式来加载样品，例如未溶解的或溶解的、纯化的或粗制的、与试剂预先混合或未预先混合、稀释的或浓缩的、分配到液滴中或未分配的、等。在一些实例中，可以将多个样品加载到对应的多个端口中和/或储存器的一个阵列中。如684处所指示，可以处理该样品。在将样品加载以制备用于生成液滴的样品之后(和/或之前)可以完成样品处理步骤的任何适合的组合。在第III节中描述了示例性的处理步骤。如686处所指示，可以从样品生成液滴。例如，在通过将液滴与一种或多种试剂混合以形成大批的测定混合物来改变样品之后，可以完成液滴生成。液滴生成可以将大批的测定混合物分成多个分区的测定混合物(并且因此多个样品分区)，在对应的液滴中这些混合物被插入的不互溶的载体流体彼此隔离。这些液滴可以从样品中串行地产生，例如从一个孔口和/或一个液滴发生器(它可以被称为乳液发生器)。可替代地，这些液滴可以从样品中并行地产生，例如从两个或多个孔口和/或与相同的样品流体连通的(和/或由其提供的)两个或多个液滴发生器。作为另一个实例，可以并行地从一个定义了多个孔口的一个阵列的穿孔板中生成多个液滴。在一些实例中，可以大批地生成这些液滴，例如通过搅拌或超声、等。在一些实例中，可以从多个样品中或者串行地亦或并行地生成多个乳液。如688所指示，可以将液滴(即引入)加载到反应位点(也称为反应器)中。可以通过流动运送来加载这些液滴，该流动运送可以是连续的或停止一或多次。因此，如690 所指示在这些液滴生成后并且在加载到反应位点之前，可以(或不可以)将它们存储在一个或多个分离的存储位点处。可替代地，可以将这些液滴加载到一个反应位点中，无需大量的流动，例如其中由容器所包含的液滴朝向反应位点移动。在其他实例中，可以在反应位点处(例如，热循环仪内部)生成多个液滴。在任何情况下，在液滴生成后，可以将这些液滴置于反应位点中，其中这些液滴被安置在小瓶(或其他容器)、反应通道(例如，管道中)、 成像室/具有高长径比的流动池、等中。在本节中以下描述了液滴操纵的另外的方面，例如对运送/载样进行选择、运送、储存、路径选择、前处理(例如，加热)、以及浓缩。“反应位点”是一个区域，其中液滴受到控制以促进感兴趣的一个或多个反应，例如核酸扩增。因此，反应位点可以提供适合用于特定的一个或多个有待在液滴中完成和/ 或促进的反应的一个或多个固定的或改变的温度(和/或其他物理条件)的温度控制区。该反应位点可以是一个流通式位点，其中当流过至少一个通道时这些液滴遭受到固定的或改变的反应条件；或可以是一个静态的位点，其中当将这些液滴安置在固定体积的流体中 (即不流动)时这些液滴遭受到固定的或改变的反应条件。一个示例性的反应位点，即，一个基于流动的热循环仪被包括在本节的许多示例性的系统中并且在第V节中更详细地描述。如692处所指示，可以将液滴“反应”。更确切地说，根据这些液滴或这些液滴本身所包含的一种或多种测定混合物的类型(例如液滴的成分)可以在反应位点中使这些液滴遭受到一个或多个适合的反应条件，经历一个所希望的反应(或状态的改变)。例如，这些液滴可以受到热循环(或可以被等温地处理)用于扩增测定法，例如第I节中所描述的任何测定、等。液滴的反应总体上使这些液滴受到一个或多个条件，该一个或多个条件促进这些液滴中感兴趣的至少一个结合和/或化学反应。液滴的反应总体上还使这些液滴受到每个条件持续一个预定义的一个时间期间(或多个时间期间)，该一个或多个时间期间可以是固体的或可变的，并且可以被重复。这些液滴可以串行地或并行地、并且一次或多次地(例如，周期地)受到两个或多个条件。示例性的条件包括温度条件(即，用于维持液滴温度、 加热液滴、和/或冷却液滴)，暴露于光、压力的变化、等。在一个“流动反应”中，可以通过流过反应位点来使液滴反应。液滴可以受到至少一个条件，该条件是均勻的或该条件沿着穿过反应位点的流动路径空间地改变。例如，当液滴沿着流动路径移动时，沿着该流动路径的温度可以空间地改变以加热和冷却液滴。换言之，反应位点可以包括这些液滴移动穿过的至少基本上固定温度的一个、两个、或多个温度控制区。具有固定温度区以及热循环的流通式反应位点的另外的方面在本文中其他地方描述，例如第V节中、等。可替代地，在“静态反应”中，当安置在流体的静态体积中时(即，没有显著的流体流动)可以使液滴反应。例如，当安置在孔或室、等中时，液滴可以发生反应。在这种情况下，在反应期间(例如，对于等温反应的一个固定的温度)这些液滴可以受到固定的条件， 或在反应期间(不要求液滴移动)受到随着时间(即，相对于时间)改变的可变的条件。例如，可以将这些液滴保持在一个温度控制区中，该温度控制区随时间改变温度(例如周期地)以完成PCR。在任何情况下，静态反应可以允许乳液的多个列并行地批量反应，例如在乳液的批量扩增中。如694所指示，可以检测液滴。当这些液滴流动时可以完成串行地检测(即，基于流动或动态的检测)。可替代地，可以使用安置在流体的静态体积中的液滴来完成检测 (即，静态检测，例如使用停止的流(即，停流检测))。在一些实例中，静态检测(或动态检测)可以包括将一组基本上静态(或流动)的液滴(可以将这些液滴大致地线性地安排或大致地安排在一个平面内)成像以得到这些液滴的一个图像。在本文中其他地方描述了检测的另外的方面，包括基于流动的检测和停流检测，例如在第VI节中、等。反应和检测的动态/静态模式能够以任何适合的方式来结合。例如，可以将液滴的基于流动的反应与这些液滴的基于流动的检测或停流检测(例如成像)相结合。可替代地，液滴的静态反应(例如乳液的批量扩增)可以与这些液滴的基于流动的检测或静态检测(例如，成像)相结合。
如696所指示，可以分析来自这些液滴的检测数据。例如，对于一个核酸目标物 (或在多路反应在宏两个或多个目标物)的扩增数据分析可以指定液滴信号为正或负，可以确定对于扩增为正性的液滴的数量和/或部分，可以估计样品中该核酸目标物的总存在量(例如，分子的浓度和/或数量)、等。在本文中其他地方描述了数据分析的另外的方面， 例如在第VII和VIII节中，等。图6显示了用于完成基于液滴的测定法的一个示例性系统700的选定的部分。可以从该系统中省略所描述的系统部件的任何一个部件或组合，并且可以将本文中其他地方所披露的任何另外的部件加入到该系统中。箭头指示一个示例性的顺序，其中样品、液滴、 和/或数据可以在该系统的结构部件之间移动。然而，每个结构部件可以与相同的液滴使用一次以上，和/或能够以与在此所示的不同的顺序来使用。系统700可以包括以下部件的任何一个或每一个的一个或多个样品处理器 702 (也称为样品处理站)、液滴发生器704、液滴输送器706、反应位点(或反应器)708 (也称为反应站(例如，加热站，该加热站可以加热或加热和冷却)、检测器710(也称为检测站)、以及控制器712、等。可以将这些部件的任何组合物理地、流体地、电地、和/或信号传递、等方式连接到彼此上。参考方法680的步骤(图幻，这些部件可以如下操作。样品处理器702可以接收有待分析的样品，例如在步骤682中被加载的样品，并且能够用以上用于步骤684所描述的方式来处理该样品。液滴发生器704可以如用于步骤686所描述产生液滴。液滴输送器 706可以装载所产生的液滴(如对于步骤688所描述)，并且因此可以提供这些产生的液滴的可选择的运送/加载、运送、储存(步骤690)、路径选择、前处理(例如，加热)、以及浓缩、 等。反应位点708可以是所加载的液滴的流动反应或静态反应能够进行，并且如对于步骤 694所描述的，检测器710能够提供液滴的动态或静态检测。如对于步骤696所描述的，控制器712可以分析从检测器710接收的数据。并且，如由从控制器至每个其他系统部件延伸的短划线所指示的，可以与控制器712保持连通和/或可以将其编程以控制系统部件的任何适合的组合。控制器还可以包含计算机可读取的介质(例如，存储设备，例如硬盘驱动器、CD-ROM、DVD-ROM、软盘、闪存设备、等)，这些介质包含用于完成在此所披露的任何方法的指令。D.具有基于流动扩增的示例件的系统图7显示了一个具有基于流动扩增并且具有与液滴发生分离的液滴加载的示例性系统720的示意图。可以从该系统中省略所描述的系统部件的任何一个部件或组合，并且可以将本文中其他地方所披露的任何另外的部件加入到该系统中。实心箭头指示一个示例性的顺序，其中样品722、试剂724、以及液滴7 可以在该系统的结构部件之间移动。在不同系统部件的上面和下面垂直的短划箭头表示任选地加入(例如，流入)和/或去除(例如，流出)一种不互溶的载体流体(例如，油)和/或相对于这些部件的废料。系统720可以包括一个混合器728以及一个液滴发生器730。混合器7 可以接收一种样品722以及至少一种试剂724，并且将它们结合以形成一种测定混合物。该混合器可以是一种自动化的装置，或混合可以由使用者手动地完成，例如在将测定混合物加载到液滴发生器之前通过大批的混合。液滴发生器730可以接收来自混合器的测定混合物并且生成不互溶的载体流体734(例如油，如736所指示，同时以测定混合物的形式将该油引入液滴发生器中)中液滴726的乳液732。如738所指示，液滴726的形成可以由压力和/ 或泵送来驱动。在一些实例中，该液滴发生器可以通过从样品和试剂的汇合流产生液滴作为混合器来起作用。如740所指示，废料流也可以排出液滴发生器。系统720可以具有任何适合数量的液滴发生器。可以使用这些液滴发生器从一个样品或多个样品以及从一个试剂或多个试剂(例如，用于不同种类核酸目标物的试剂)来产生任何适合数量的分离的、不同的乳液。示例性的混合器以及液滴发生器描述于第III 节和第IV节中。在这种或这些乳液的液滴进行反应之前，可以将乳液732和一种不同的乳液储存在至少一个储存位点742中或多个这样的位点中。其结果是，可以将液滴发生与液滴的反应分离。例如，储存位点可以是一个孔、一个室、一个管、或其一个阵列，例如由一个孔板 (例如，一个微孔板)所形成的。系统还可以包括液滴运送部分744(也称为液滴输送器)和热循环仪746的一个连续的安排。运送部分744可以包括一个液滴拾取或吸入区域748，该区域形成了一个入口，在该入口处液滴7 被从储存位点742传送到该运送部分中。运送部分744还可以包括一个液滴加载器750，该加载器将液滴发送到热循环仪746中。运送部分还可以包括一个或多个储存位点752用于在液滴被传送到运送部分744中之后储存液滴。在一些实例中，运送部分还可以能够将液滴更直接地加载到检测器上，而不将它们首先发送到热循环仪中。具体地，系统720可以包括一个旁路通道753或旁路途径，该旁路通道或旁路途径将运送部分744连接到检测器上而不移动穿过该热循环仪。这个系统可以包括一个或多个阀，可以操作这些阀以将液滴发送到或者旁路通道753中亦或热循环仪 746中。例如，旁路通道753的用途可以允许更快速地校准系统部件，因为，如果将热循环省略，校准液滴可以更快地移动到检测器中。第VIII节描述了旁路通道和校准液滴的用途的另外的方面。任选地可以将运载流体和/或废液流体从对应地如7M-758所指示的储存位点 742、液滴拾取区域748、和/或液滴加载器750中去除。可替代地，或另外地，可以将载体流体加入该液滴拾取区域(如759所指示)、和/或液滴加载器(如760所指示)中这样以有助于将液滴驱动进入热循环仪746中和/或冲洗来自该拾取区域和/或液滴加载器的液滴。包含液滴726的乳液可以流过(a)热循环仪746、(b)至少一个检测窗口 762附近的至少一个检测位点(例如，一个检测通道/室)，该检测窗口是相对于检测器764可操作地安置的，以及(c)穿过一个油回收区域766并且然后流到废料接收器中。总体上可以将一个或多个阀770安置在热循环仪与检测器之间以提供对热循环仪的下游乳液流动的控制 (就至少一个检测通道/室而言)。例如，可以操作阀770来停止检测窗口附近液滴的流动和/或来使乳液在两个或多个检测窗口之间转换流动(例如，参见第VI节)。可以将载体流体从乳液中去除和/或引入乳液中或热循环仪746和/或检测器764的附近，对应地如 772、774所指示。例如去除载体流体可以提供更浓的乳液用于检测。例如引入载体流体可以提供检测通道内和/或相对于检测窗口液滴的流动聚焦(例如，参见第VI节)。可替代地，或另外地，可以将液滴发送到废料接收器中(如775所指示)，从而从热循环仪来收集， 而无需移动穿过检测站。
如776所指示，还可以通过油回收区域766将载体流体从流动流中去除。去除可以被任何适合的机理所影响，例如多个立柱、至少一个膜、一个或多个油选择性的侧通道、 重力沉降分离、等。E.液滴操纵的概沭图8-10提供了液滴操纵的一个概述，包括多种方法以及装置，着重强调了液滴运送和可以在与其连接中完成的液滴操纵的示例性的类型(例如，储存、浓缩、选择、等)。图8显示了列出了示例性步骤的一个流程图810，这些步骤可以使用基于液滴的测定法在一个样品分析的示例性方法中完成，在该基于液滴的测定法中液滴被从液滴发生器和/或液滴储存器运送到反应位点上。所列出的这些步骤能够以任何适合的组合以及以任何适合的顺序来完成并且可以与本披露的任何其他一个或多个适合的步骤相结合。如812所指示，可以生成液滴。这些液滴可以串行地、并行地、或批量地产生。在本文中其他地方披露了液滴发生的另外的方面，例如在第III节和第VI节中、等。任选地，如814所指示，可以将这些液滴储存。可以将一组液滴(例如，一个乳液) 储存在一个液滴储存器中。在一些实例中，可以将两个或多个不同组的液滴储存在两个或多个对应的储存器中，例如在乳液的一个阵列中。在一些实例中，可以省略这些液滴的储存。任选地，如816所指示，可以将这些液滴浓缩。浓缩液滴(也称为浓缩乳液)导致每单位体积的乳液液滴数量增加并且增加了乳液中液滴所占有的体积分数。可以在液滴储存之前、期间、和/或之后进行乳液的浓缩。如818所指示，可以将一个或多个液滴(包括一组或多组液滴)运送至反应位点上。在液滴发生和/或初始液滴储存之后可以通过连续流动，或通过在一个或多个分离的阶段中可选择地引发的流动来实现运送。如820所指示可以在反应位点处使液滴发生反应。如822所指示，可以从这组液滴检测信号。例如，在液滴的反应期间和/或之后在一个或多个液滴上可以进行一个或多个测量。在本文中其他地方披露了液滴检测的另外的方面，例如在第VI节中、等。图9显示了列出示例性步骤的一个流程图830，这些示例性步骤可以包括在图8的方法中运送液滴的步骤中(即步骤818)。如832所指示，可以选择一种液滴储存器(也称为乳液储存器)。可以从保持不同乳液和/或不同测定混合物的液滴储存器的一个阵列中来选择液滴储存器。选择可以由控制器、由使用者、或其一种组合来完成。如834所指示，可以将来自选定储存器的液滴运送至液滴输送器中。所传送的液滴可以被称为一个组。在一些实例中，可以选择多个储存器并且来自对应的选定的储存器的多个液滴组可以被串行地(或并行地)传送至液滴输送器上。任选地，如836所指示，可以通过该液滴输送器来保持(即，储存)一组或多组液滴。可以通过停止这些液滴的流动通过液滴输送器来储存液滴，例如通过将这些液滴与移动至反应位点的流动流隔离。因此，可以将这些液滴保持在静态(非流动的)流体(即，无显著的净流动的连续相)中。如838所指示，可以将这组液滴、或其至少一部分加载到反应位点中(例如，热循环仪)，这可以被描述为这些液滴被发送或引入到反应位点中。可以串行地加载液滴的组。 可替代地，可以并行地加载液滴的组，例如加载到不同的热循环仪中或穿过相同的热循环仪的分离的流动路径中。在一些实例中，保持液滴的步骤可以被省略，这样使得通过连续流动发送从储存器传送一组液滴并且将该组加载到一个反应位点中。图10显示了能够完成图8的方法的一个示例性系统850的选定的部分。箭头指示一个示例性的顺序，其中液滴可以在该系统的结构部件之间移动。然而，每个结构部件可以是任选的，可以与相同的液滴的组使用一次以上，和/或能够以与在此所示的不同的顺序来使用。系统850可以结合至少一个液滴发生器852、至少一个液滴储存器854、至少一个液滴输送器856、至少一个反应位点858 (也称为反应区域或液滴处理组件)、以及至少一个检测器860。在任何适合的相对空间关系下可以将这些结构部件的全部或任何子集连接到彼此上，从而形成了一个仪器或一个仪器一柱筒组件(例如，参见图2-4)。在一些实例中， 可以远程地使用一个或多个系统部件，例如当液滴发生器没有连接到输送器、反应位点、和 /或检测器上时，形成液滴的液滴发生器(和/或储存液滴的液滴储存器)。系统850还可以装备有至少一个控制器862，如由从该控制器延伸至每个其他系统部件的短划线所指示的，可以与该控制器保持连通和/或可以将其编程以控制系统部件的任何适合的组合。在液滴形成后可以通过液滴输送器856将由液滴发生器852所形成的液滴运送至反应位点858上以促进一个或多个反应，并且运送到检测器860上以提供液滴信号的检测。 在它们的运送之前和/或期间，可以通过至少一个液滴储存器邪4或串行地(或并行地) 通过两个或多个液滴储存器来接收这些液滴，并且然后储存在这个或这些液滴储存器中持续可调节的(并且可选择的)时间期间。液滴储存是该系统的一个任选的部分并且因此液滴储存器可以被省略。可以将任何适合的一个或多个液滴发生器852以及检测器860结合到该系统中， 例如在此所披露的任何液滴发生器和/或检测器(例如，参见第III、IV、以及VI节)。“液滴储存器”也称为“储存位点，，或“乳液储存器”是任何区室，其中可以储存液滴，通常是在静态体积的液体中，并且然后在可选择的时间进入。该液滴储存器可以是一个孔、一个室、等。示例性的液滴储存器能够以分离的或可分离的储存位点的一个阵列来提供，例如多个孔或室、等的一个阵列。可以由一个孔板来提供储存位点的阵列。液滴输送器856可以由提供可选择地将液滴从至少一个液滴发生器和/或至少一个液滴储存器运送到一个反应位点上的一个或多个结构和/或一个或多个装置组成。可选择的运送可以允许选择被发送到一个反应位点上的不同的液滴组、这些液滴组被发送的顺序、每个液滴组被发送的时间、等。不同的液滴组可以具有不同的样品-试剂组合、不同的液滴大小、不同的样品和/或试剂稀释、等。在任何情况下，可以通过一个控制器、一个使用者、或其一种组合来完成该选择。例如，该选择可以是基于由使用者选定的和/或被编程到控制器中的顺序、由控制器选定的任意顺序、或由控制器基于由该系统所获得的一个或多个测定结果而实时确定的动态顺序、或其一种组合，等。F.示例性的液滴输送器图11显示了液滴输送器856的一个实例868的选定的方面(图10)。输送器868 可以结合至少一个吸入管道870、至少一个流出管道872、至少一个储存位点874、876、一个或多个泵878和/或压力源/降、和/或一个或多个阀880 (例如，2通、3通、4通、和/或多位阀和/或注射环)、等的任何组合。该输送器还可以包括一个或多个接头、T型头、十字头、除泡器、或其任何组合、等。可以配置吸入管道870以通过从液滴储存器882中(或连续地从液滴发生器)拾取和/或吸入液滴来接收液滴881。因此，该吸入管道可以邻近液滴储存器和/或延伸入其中以提供与包含这些液滴的乳液884接触，这样使得流体可以从该乳液流入该吸入管道中。该吸入管道可以被描述为一个针、一个尖端、一个管、或其一个组合、等，并且可以是横截面按尺寸以单行地或多行地(并排地)接收液滴。流出管道872可以直接连接到吸入管道上或可以通过一个或多个阀880、储存位点874、876、等与吸入管道分离。例如，在图11中，该吸入和流出管道是由三个阀880和两个储存位点(874、876)来分离的。每个泵878(和/或正/负压力源/降)可以驱动流体穿过该吸入管道和/或流出管道，和/或流至和/或流出一个或多个保持位点。该泵还可以驱动流体穿过一个反应位点885，或一个不同的泵可以被用于这些目的。在一些实例中，液滴输送器868可以包括用于将液滴传送至输送器中的至少一个泵(或压力源/降)以及用于驱动液滴离开输送器以将液滴加载到反应位点885中的至少一个其他泵(或压力源/压力降)。可以将每个储存位点874、876连接到吸入管道870以及流出管道872上以允许流体在这些结构之间流动。例如，阀880可以提供吸入管道870、流出管道872、以及储存位点之间的可选择的并且可调节的流体连通。如886所指示，这些阀还可以允许液滴从储存位点874、876之一被发送到一个废料端口上。液滴输送器868可以包括任何其他适合的元件。例如，该输送器可以进一步装备有一个驱动组件887，该驱动组件驱动吸入管道870相对于液滴储存器882在一维、二维、或三维方向上的相对移动。例如，可以将液滴储存器的一个阵列888(例如，具有多个孔的孔板)连接到一个载物台或其他支持部件890上和/或由其支持(该载物台或其他支持部件在χ-、y-、和ζ-方向上被驱动)以允许将该吸入管道以任何顺序可选择地安置到该阵列/ 板的每一个储存器中。在其他实例中，当吸入管道被驱动与选定的储存器的内含物接触时， 这些液滴储存器可以保持静止。液滴输送器868同样或可替代地可以结合至少一个加热器 892，该加热器可以被定位以将热量应用于该液滴输送器的任何适合的部分(或全部)，例如液滴储存器882、吸入管道870、一个或多个储存位点874、876、流出管道872、或其任何组合、等。在将液滴加载到反应位点中之前可以使用热来预处理液滴这样来促进一个酶反应 (例如，逆转录)、来激活一种试剂(例如，一个酶，例如在扩增反应前一个热启动；参见第V 节)、等。液滴输送器(和/或系统850的任何其他部分)可以进一步包括至少一个堆积特征894以增加液滴的浓度。该堆积特征可以增加由液滴占有的乳液的体积分数，例如对于降低加热载体流体所花费的能量的量，对于增加液滴可以被基于流动的(串联的)检测器检测到的速率、和/或对于增加可以同时被成像检测器检测到的液滴的数量等这可能是令人希望的。可以在液滴产生期间达到液滴的适合的浓度(即，“堆积密度”)或可以在液滴产生之后增加堆积密度。当乳液是静态的(例如，储存期间)或流动的时通过从乳液中去除载体流体，和/或通过从储存的乳液中选择性吸入的液滴、等可以达到堆积密度的增加。可以通过以下方式将液滴局部地浓缩于储存的乳液中(1)离心、( 重力和液滴与载体流体之间的密度差相结合(即，液滴漂浮或沉入载体流体中)，C3)液滴的电动浓缩，(4)液滴的磁性浓缩、等。在流动期间通过使用选择性地允许载体流体的侧向流动(以及去除)的一个或多个较小直径的侧通气口的行(或一个或多个膜)可以增加堆积密度。可替代地， 或另外地，在流体流动期间通过使用液滴惰性状态可以增加堆积密度。G.具有结合的液滴发牛和运送的示例件的系统图12显示了系统850的一个连续流动实例910(参见图10)，其中液滴发生和液滴运送至反应位点是由连续流动来连接的，这样使得不储存液滴。系统910可以包括一个液滴发生器912、一个液滴运送区域914、一个热循环仪916、一个检测器918、以及一个废料/ 收集储存器920的一个串联安排。液滴发生器912可以提供有一个载体流体(例如油922) 以及样品和试剂的一个未分区的测定混合物924。该油和该测定混合物各自可以被一个对应的泵或压力源926、拟8驱动到液滴发生器912中。在此，液滴发生器被做成交叉的结构， 但任何其他的构型可以是适合的(例如，参见第III和IV节)。由于由泵926、拟8所驱动的连续的流体流动，由液滴发生器所形成的液滴930可以连续地穿过液滴运送区域914流动到热循环仪916中。在其他实例中，可以使用一个或多个另外的泵或压力源/压力降来驱动流动穿过该热循环仪。H.肺麵i料版送分胃白憾丨__充图13和14显示了具有液滴发生和运送分离的示例性的系统。图13显示了系统850的一个实例940，其中液滴发生和液滴运送至反应位点是分离的。系统940可以包括一个液滴储存器942，该液滴储存器保持载体流体948中预先形成的液滴946的一个乳液944。液滴946可以从系统940的下游部分离线形成。当通过至少一个液滴发生器形成时，这些液滴可以连续地流入液滴储存器942中。可替代地，在液滴生成后在一个可选择的时间可以用一种流体传送装置(流入，移液器或注射器)将这些液滴从另一个储存位点传送到液滴储存器中。在任何情况下，在液滴形成之后(或之前)可以安置液滴储存器942与系统940的下游部件相连接，在该液滴储存器被连接到该下游系统部件上之后(以及，任选地，之前)允许将液滴946储存持续一个可调节的、可选择的时间期间。系统940可以结合一个液滴运送区域950、一个热循环仪952、一个检测器954、以及至少一个压力源/压力降(例如一个下游压力降(例如，注射泵956)、一个上游压力源 958、或两者)的一个串联安排。液滴运送区域950可以包括一个吸入管道960，该吸入管道延伸进入液滴储存器942中并且与乳液944接触并且与之流体连通。作为由下游真空源 (或压力降)956 (例如一个注射泵)施加负压，和/或由上游压力源960 (例如，另一个泵) 在乳液944上施加正压、等的结果，可以将液滴946吸入管道中。如在此所示，可以将这些液滴非均勻地分散在乳液中，例如通过重力、离心、磁吸引、电动运动、和/或类似作用选择性地朝向乳液的顶部或底部进行浓缩从而允许去除乳液中堆积密度比平均堆积密度更高的液滴。可替代地，或另外地，当液滴堆积密度低于平均值时，可以选择性地去除载体流体 (例如，取出并且弃去)。在任何情况下，可以通过连续流动驱动液滴946从乳液穿过运送区域950和热循环仪952，经过检测器954，并且进入由注射泵956所提供的储存器962中。图14显示了系统850的一个实例970，该系统总体上与图13的系统940相关联，其中选定的部件重复这样使得系统970能够并行地运送、反应、和/或检测多个液滴组。系统970可以包括一个乳液阵列972、一个液滴输送器974、一个热循环仪976、一个或多个检测器978、以及一个或多个泵或压力源/压力降(例如，一个注射泵980)的一个串联的安排。乳液阵列972可以包括保持在由孔板986所形成的液滴储存器984的阵列中的乳液982。这些乳液可以与该板分开地形成并且然后传送到该板上。可替代地，该板可以是结合了液滴发生器988的一个阵列的液滴发生器板，它形成了包含在液滴储存器984中的乳液。以下在本节中以及在第III和第IV节中披露了液滴发生器板的其他方面。液滴输送器974可以包括一行吸入管道或针990以从板986的一排液滴储存器 984中并行地吸入液滴。可以将吸入管道990的尖端间隔开以匹配该板的每一排中液滴储存器984的间距。液滴输送器974还可以包括一个驱动组件992，该驱动组件在至少二维方向上或三维方向上驱动板986和吸入管道990的相对移动。具体地，该驱动组件的操作可以将这些吸入管道串行地安置以预先定义的或可选择的顺序与每一排乳液流体相连通。 在其他实例中，该液滴输送器可以包括吸入管道的一个三维阵列，该阵列可以相应于由板 986所形成的液滴储存器的排和列来安排从而允许并行地从两个或多个排的液滴储存器中摄入液滴(例如，并行的所有的液滴储存器)。在吸入管道的任何安排下，可以将每个吸入管道连接到一个对应的阀上。操作该阀可以确定一个吸入管道对于液滴吸入是否是即有效的或无效的。可替代地，可以将这些吸入管道连接到相同的多位阀上，可以操作该多位阀以选择在一个时间仅一个吸入管道用于液滴吸入，从而提供了从液滴储存器中串行地吸入液滴。可以通过一个或多个泵来驱动液滴吸入。例如，由注射泵980施加的负压可以将液滴抽入吸入管道990中。可替代地，或另外地，由正压源(例如液滴输送器974的泵994) 所施加的正压能够以与对于图13的系统940所描述的相类似的方式将液滴推入吸入管道中。具体地，可以通过一个歧管996将泵994连接到液滴输送器974上。每个吸入管道能够以与该歧管密封的关系穿过该歧管延伸。可以通过操作驱动组件992来移动该歧管以与每排的液滴储存器建立密封联系，从而串行地在每排上形成密封的室998。因此，泵994可以向该室施加压力以促使液滴从储存器的一排并行地进入吸入管道中。热循环仪976可以包括多个反应通道，这些反应通道由卷曲的管1000-1014来提供，这些卷曲的管每一个与不同的吸入管道990形成了一个分离的、对应的连接。这些卷曲的管可以符合一个彼此散开的大致螺旋状的路径。例如，这些管可以被编织在一起和/或共同地绕接。在任何情况下，液滴输送器974可以将多个液滴组并行地加载到该卷曲的管中，并且可以将这些组并行地进行热循环，同时遵循分离的流动路径。如1016所指示，还可以通过检测器978并行地检测来自各卷曲管的液滴。在其他实例中，可以将每个吸入管道 990连接到一个相应的不同的热循环仪上，或吸入管道990可以将液滴进料到相同的卷曲管或其他反应通道中。I.使用自动讲样器的示例件的分离的系统图15和16显示了将分离的液滴发生和运送与自动进样结合的示例性的系统。图15显示了图10的系统850的另一个实例1030，其中液滴发生和液滴运送至反应位点是分离的。系统1030可以结合一个储存器阵列1032、一个包含自动进样器1036的液滴输送器1034、一个反应位点1038 (例如，一个热循环仪1040)、一个检测器1042、以及一个废料/收集储存器1044的一个串联安排。通过自动进样器1036的作用，液滴可以从阵列1032移动至反应位点1038，在反应期间/之后可以通过检测器1042来检测，并且然后在检测后可以被储存器1044收集。可以将储存器阵列1032做成板1046的结构，该板提供了液滴储存器(例如孔 1048，每个孔包含液滴1050)的一个阵列。因此，可以将板1046做成液滴发生器板的结构， 该液滴发生器板具有本文中其他地方所描述的特征的任何组合。可替代地，板1046可以容纳与该板分开地产生的多个液滴，并且然后传送到该板的孔中。自动进样器1036总体上包括提供将流体从储存器的一个阵列串行地吸入管道 (例如，吸入管道)中的任何装置或装置的组件。自动进样器总体上能够从任何储存器或该阵列的储存器的序列中拾取液滴并且可以从各储存器中可控地吸入可变体积的流体。该自动进样器可以包括一个针1052，该针作为一个吸入管道、一个或多个泵或压力源/压力降 1054、一个或多个阀1056、或其任何组合、等来起作用。该自动进样器可以包括一个驱动组件1058，该驱动组件可控地驱动针1052在三维空间内的运动，例如沿着三个正交的轴线。 例如，该驱动组件可以允许将针定位在任何选定的储存器1048上的一个x-y平面内，并且然后沿一个ζ轴线移动，从而将该针移动到与该选定储存器中的流体接触，用于液滴吸入， 并且然后与流体脱离接触，用于移动到另一个储存器上(或用于吸入空气)。在其他实例中，当针保持静止时该驱动组件可以驱动储存器的阵列移动。在其他实例中，可以存在一个用于驱动该针ζ轴运动的ζ-轴驱动组件，以及一个用于驱动储存器的该阵列的x-y运动的 x-y轴驱动组件，或反之亦然。图16显示了图15的系统1030的选定的部分，其中自动进样器1036的针1052从板1046的相应的对应的多个系列的孔1066-1070中拾取液滴组1060-1064。自动进样器 1036中邻近的液滴组可以被任何适合的间隔区域1072彼此隔开。该间隔区域可以包含一个或多个间隔流体的一个或多个区段1074。例如，可以将间隔流体1076安置在该阵列的孔 1078中或另一个可进入的储存器中。在拾取每个液滴组之后，针1052可以移动至孔1078 上来吸入间隔液体1076。可替代地，或另外地，针1052可以在多个组之间吸入一体积的间隔气体，例如空气1080，同时针与液体不接触。间隔气体的使用是任选的。间隔流体可以包含与液滴组相同的不互溶的载体流体或不同的不互溶的载体流体。在一些实施方案中，可以例如用一种染料来标记该间隔流体从而使它与液滴组的载体流体可以区别和/或从而标记一个液滴组的边界(即，前端或后端)。可替代地，或另外地，可以通过降低多个液滴组之间液滴的浓度(例如，至少显著地不存在)将该间隔流体和/或间隔区域与液滴组区别开。J.具有多级分离的示例性的系统图17和18显示了结合了液滴发生与液滴加载到反应位点中多级分离的示例性的系统，并且还显示了用自动进样来运送。图17显示了图10的系统850的一个实例1090，它使液滴发生和将液滴加载到反应位点中的多级分离能够进行。更具体地说，在吸入后并且在将该组加载到一个下游反应位点中之前，系统1090提供了将一组液滴首先储存在乳液的一个阵列中，并且然后储存在不同的储存位点中。系统1090可以包括连接到一个驱动组件1093上的一个乳液阵列1092。该乳液阵列可以用一个板1094(例如，一个微孔板或液滴发生器板)来保持。系统1090还可以包括一个液滴输送器1096，该液滴输送器提供了可选择的吸入、保持、加热、以及加载。液滴输送器1096可以结合一个自动进样器1098、至少一个储存位点1100、以及一个流出区域1102。总体上如对于图15以及16所描述，自动进样器1098可以将液滴组 1104-1108从板1094的选定的孔传送到输送器1096中。可以操作一个或多个阀1110、1112(与一个或多个泵1114合作)以确定各组的流动路径以及停留时间。例如，在每个组被传送到输送器1096中之后，可以操作阀1110以允许液滴组连续地流到下游反应位点。可替代地，或另外地，可以操作阀1110从而沿着一个流入路径(如1116处箭头所指示)将一个液滴组(或多个组，参见图16)传送到储存位点 1100中(例如，一个保存通道或保存室)。可以使用泵1114来驱动流体移动进入储存位点。液滴组1106可以占有储存位点1100持续任何适合的时间期间。在一些实例中，当组1106被安置在储存位点中时，可以通过加热器1118来加热该组。可替代地，或另外地， 可以在保存位点1100的上游加热组1106，例如当该组被板1094包含时，流动到保存位点期间、和/或当安置在流出区域1102中时，等。在任何情况下，通过操作阀1110以打开一个流出路径(如1120所指示)可以允许液滴组1106离开保存位点至流出区域1102。并且， 泵1114可以在从连接的储存器IlM得到的载体流体1122的帮助下驱动液滴组1106的流动。该载体流体也可以起作用以将液滴冲洗出该保存位点从而允许一个不同组的液滴再利用该位点，而没有显著的交叉污染。在任何情况下，泵1114可以驱动组1106穿过流出区域 1102，并且然后另一个泵11 可以在从连接的储存器1130所获得的载体流体11 的帮助下驱动该液滴至下游反应位点。下游泵11 的使用允许将阀1110复位，从而关闭流出途径1120并且打开流入途径1116，这样使得泵1114可以驱动另一个组(例如，组1104)进入保存位点1100。图18显示了系统850的另一个实例1140 (参见图10)，它使液滴发生和将液滴加载到反应位点中的多级分离能够进行。总体上系统1140与图17的系统1090相关联，但是包括多个可分离的储存位点1142-1154，能够以可选择的序列进入这些储存位点从而按照该序列提供了将液滴组从储存位点加载到反应位点中。系统1140可以包括连接到一个驱动组件1157上的一个乳液阵列1156的一个串联安排。该乳液阵列可以用一个板1158(例如，一个液滴发生器板)来保持。系统1140还可以包括一个液滴输送器1160。该输送器可以能够从板1158中可选择地吸入液滴组、将每个组保持持续一个可调节的时间期间、并且可选择地将这些组加载到一个反应位点中。输送器1160可以装备有一个自动进样器1162、一个临时保存站1164、至少一个泵 1166、以及一个或多个阀1168-1172、等。泵1166可以驱动将液滴吸入自动进样器1162的一个吸入管道1174中。这些液滴可以表示一个组或多个间隔的组。在任何情况下，泵1166 可以驱动该组流动进入保存站1164中。然后可以操作多位阀1170以开放从保持位点1164 至储存位点1142-11M之一的一个流动路径，泵1166可以驱动该组从该站至储存位点。可以将该过程重复一或多次以将其他组安置在其他储存位点1142-11M中。加热器1176可以将热量施加到安置在储存位点中的液滴组上。能够以可选择的序列将这些储存位点中的液滴组串行地加载到下游反应位点中。 具体地，可以将阀1170定位以开放选定的储存位点与站1164之间的流动路径。然后泵1166可以驱动一个或多个流体组从选定的储存位点进入站1164中。然后可以将阀1170复位以开放从站1164至流出管道1178的流动路径。然后泵1166可以在组后面移动的载体流体 1180的帮助下驱动液滴组从站1164至流出管道1178。泵1166可以驱动该组从流出管道 1178至下游反应位点，或可以使用另一个泵(例如，参见图17)。在一些实例中，可以将储存位点中该一个或多个液滴组驱动至废料储存器1182，而不是传送至站1164。K.静杰流体中扩增的概沭图19-21涉及使用基于液滴的测定法用于样品分析的示例性的系统，其中扩增是用静止的乳液和/或通过乳液的一个阵列的批量扩增来完成的。图19显示了列出了示例性步骤的一个流程图1190，这些步骤可以使用当安置在静态流体中时遭受用于扩增的条件的液滴在样品分析的方法中来完成。所列出的这些步骤能够以任何适合的顺序以及以任何适合的组合来完成并且可以与本文中其他地方所披露的任何其他步骤相结合。如1192所指示，可以将一种样品和至少一种试剂相混合以产生一种用于扩增的测定混合物。可以手动地或自动地将样品和试剂结合。在一些实施方案中，可以混合一个或多个样品以及一个或多个试剂以产生多个不同的并且分离的测定混合物。如1194所指示，可以从至少一种测定混合物中产生至少一种乳液。可以通过串行地、并行地、或批量的液滴发生来产生乳液(例如，参见第III和IV节)。如果产生多于一个乳液，这些乳液可以相对于彼此并行地或串行地产生。如1196所指示，当该乳液保持静止时，可以将至少一个乳液热循环。具体地，可以将该乳液安置在一个容器中，当乳液进行热循环时，该容器限制了乳液的定向流动。如1198所指示，可以从该乳液的液滴中检测信号。当乳液流动或不流动时(例如， 参见第VI节)可以检测这些信号，并且可以包含串行地液滴检测或成像、等。图20显示了列出了示例性步骤的一个流程图1200，这些步骤可以使用乳液的一个阵列的并行扩增在样品分析的方法中来完成。所列出的这些步骤能够以任何适合的顺序以及以任何适合的组合来完成并且可以与本文中其他地方所披露的任何其他步骤相结合。如1202所指示，可以产生多个测定混合物。每个测定混合物可以是能够在扩增混合物中扩增至少一种(或两种或多种)核酸目标物(如果存在)的一个扩增混合物。这些测定混合物可以包含对应地不同的样品、不同的试剂(例如，用于扩增不同种类的核酸目标物)、或其任何组合。在一些实施方案中，可以将这些测定混合物产生并且安置在一个阵列中，例如由孔板形成的一个平面阵列。如1204所指示，可以从对应的测定混合物中产生乳液。这些乳液可以相对于彼此串行地或并行地产生，并且各乳液的液滴可以串行地、并行地、或批量地产生。如1206所指示，可以将这些乳液在一个阵列中进行热循环。该阵列可以是一个线性阵列、一个平面(二维)阵列、或一个三维阵列。如1208所指示，可以从各乳液的一个或多个液滴中检测液滴信号。当这些乳液被安置在阵列中以及在阵列中保持这些乳液的装置(例如，一个孔板)中时可以执行检测。可替代地，在从阵列中取出液滴后，可以完成检测。更具体地说，在从保持这些液滴的容器/ 管(例如，一个板、孔、或一个小瓶)中传送这些液滴之后，可以完成检测。例如，可以将这些液滴传送出该容器/管至检测窗口附近的一个检测位点上(例如，一个检测通道、室、凹槽)。可以使用任何适合的手动或自动的流体传送装置来实现传送。此外，检测可以是基于流动的检测(例如，串行式液滴检测)或静态的/停止流检测(例如，成像)、等。图21显示了用于完成图20的方法的一个示例性系统1210的选定部分的示意图。 可以从该系统中省略所描述的系统部件的任何一个部件或组合，并且可以将本文中其他地方所披露的任何另外的结构部件加入到该系统中。箭头指示一个示例性的顺序，其中样品和乳液可以在该系统的结构部件之间移动。然而，能够以与在此所示不同的顺序来使用这些结构部件。系统1210可以包括一个液滴发生器阵列1212、一个乳液容器1214、一个批量热循环仪1216、以及一个检测器1218。液滴发生器阵列1212可以包括以线性、平面、或三维阵列的方式连接到彼此之上的一组液滴发生器。可替代地，系统1210可以使用不以阵列的方式保持的多个液滴发生器。在任何情况下，多个乳液可以通过液滴发生器来产生并且被安置在至少一个乳液容器中(例如，多个小瓶、具有多个孔或室的阵列的一个孔板、等)。这些乳液可以连续地从它们各自的液滴发生器流动到该一个或多个乳液容器中，该一个或多个乳液容器可以连接到这些液滴发生器上。可替代地，例如使用手动或自动流体传送装置， 在一个可选择的时间，可以将这些乳液传送到该一个或多个容器中。在任何情况下，可以通过具有以阵列形式保持的乳液的批量热循环仪1216将该一个或多个乳液容器以及其中保持的乳液进行热循环。该阵列的每个位点可以由该乳液容器、由该热循环仪的接收器结构、 或两者、等来定义。热循环之后，可以使用检测器1218来完成液滴的基于流动的或静态的 /停止流动的检测。在一些实例中，当这些乳液仍然被安置在该乳液容器中时，或任选地当该乳液容器被可操作地连接到该热循环仪上时，该检测器可以成像这些乳液的液滴。L.用于批量扩增系统的示例性的液滴发生器阵列图22-32涉及用于产生乳液的一个阵列的示例性的装置，这些乳液可以(或不可以)被并行地反应，例如批量扩增。图22和23显示了装备有液滴发生器的一个阵列的示例性装置1220。可以将装置1220构造为一种结合了液滴发生器1222的一个阵列的板。每个液滴发生器可以具有任何适合的液滴发生器结构，例如如第III和IV节中所描述的任何结构。每个液滴发生器可以包括可以从该板的上面进入(例如流体加载和/或去除)的多个储存器、例如孔12M、 1226,1228.这些储存器可以被称为端口并且可以通过在这些储存器的底部附近形成的通道1230被流体地连接。这些通道的交叉可以形成液滴发生的一个位点或交叉1232，其中通过任何适合的机理形成液滴，例如流动聚焦。图M显示了液滴发生器1222之一的示意图，该液滴发生器具有一个四端口配置。 为了从该发生器中形成液滴，可以将一种载体流体(例如油)载入一个或多个油孔1224。 并且，可以将一个样品(例如，一个测定混合物，例如包括用于完成反应(例如扩增)的样品和试剂的一个PCR混合物)载入一个样品孔12沈。如1234垂直的箭头所指示，可以将压力施加到油孔12M和样品孔12 上以驱动流体流动、液滴发生、以及得到的液滴以乳液 1236的形式流到乳液孔12 中。通过并行于通道1230延伸的箭头来指示乳液流动。在其他实例中，每个液滴发生器可以包括仅一个油孔以及一个样品孔从而提供一个三端口构型 (见以下)或一个或多个油储存器可以由该板的液滴发生器共享。图25显示了板1220的一个截面视图，该板装备有将压力施加到液滴发生器1222上(参见图22-24)以驱使液滴发生(以及乳液形成)的示例性的压力歧管1238。在这个图中，无流体地显示这些孔以简化描述。并且，在这个图中可见的四个孔并不都属于相同的液滴发生器，但为了简化，将这些孔描绘为好像它们都属于相同的液滴发生器。板1220可以包括一个上构件1240以及一个下构件1242。上构件1240可以定义孔12M-1228，这些孔例如可以由脊1M4(例如，环状脊；也参见图23)来产生，这些脊从上构件的底座部分向上凸起并且形成每个孔侧面封闭的侧壁。该上构件还可以定义通道1230 的顶壁和侧壁。这些通道可以提供流体从液滴发生器的孔1224、12沈移动至孔12 的连通，并且可以在上构件的底表面中形成(例如，以图23中所描绘的交叉的模式)。下构件 1M2(它可以被称为覆盖层)可以被安置在下构件1240的下面并且通过上构件的底表面附接到上构件1240上。该下构件可以从下面重叠该上构件的底表面的至少一部分从而覆盖并且密封在上构件1240的底表面中形成的多个开口(例如通道1230)。因此，下构件1242 可以形成通道1230的一个底壁，这样使得这些通道被封闭并且流体不能通过壁或通道从该板的底部逸出。在一些实施方案中，可以由一种聚合物，例如通过注塑模制来形成上构件mo。压力歧管1238可以包括被连接到或可连接到一个或多个压力源1M8、1250上的一个歧管体或路径选择构件1对6。歧管体1246可以从上面与板1220配合从而通过密封元件或衬垫1252(例如弹性体O型环)与液滴发生器的壁12^-12 形成密封。歧管体还可以定义与孔1224-12 连通的通道12M。可以将歧管体的通道12M的任何适合的组合连接到或可连接到一个或多个压力源上，从而允许从这些液滴发生器的全部或一个子集中并行地或串行地产生液滴。因此，该压力歧管可以允许在一个时刻仅增压一个液滴发生器，或并行地增加两个或多个液滴发生器，从而以批量的方法驱动从该板的两个或多个液滴发生器中并行地形成乳液。例如，可以用压力源1250来加压液滴发生器的一个子集或全部的油孔1224，并且可以用另一个压力源1248来加压样品孔1226，从而允许施加到油孔以及样品孔中流体上的压力被独立地调节。因此，在一些实例中，该歧管可以允许将一个压力并行地施加到油孔上并且将另一个压力独立地并行地施加到样品孔上。可替代地，相同的压力源可以将压力施加到油孔和样品孔上。歧管可以进一步允许相对于其他孔(例如，为了形成压力降以将液滴抽入乳液孔中) 独立地加压乳液孔1228，可以如1256所指示允许在乳液产生期间使乳液孔放空从而相对于加压的油孔和样品孔、或其一种组合形成了一个压降。图沈显示了板1220，其中在乳液形成后压力歧管被一个示例性的覆盖物或密封构件1258所替换。(乳液孔12 中存在乳液，并且油和测定混合物流体被基本上从孔12M 和1226中排空)。例如覆盖物1258可以密封孔1224-12 从而防止通过蒸发失去流体。 该覆盖物可以包括一个弹性构件1260，该构件接合脊12M以覆盖和密封每个孔。在一些实例中，该弹性构件可以是与这些孔的至少一部分互补的，例如从而形成这些单独的孔的盖和/或塞。在一些实例中，覆盖物1258可以仅覆盖和密封乳液孔12 。在一些实例中，可以使用多个覆盖物。在任何情况下，在用覆盖物1258组装板1220之后，可以使该板遭受热循环以诱导该板的乳液孔中的扩增。例如，可以将该板及其覆盖物安置在一个热循环的室中。可替代地，可以将每个乳液从板1220传送到另一个容器中，例如一个可密封的管(例如，用于与C印heid SmartCycler—起使用)或一个板(例如，一个96孔PCR板)的可密封的孔/室，用于热循环。在其他实例中，如果载体流体能够对于液滴的蒸发形成足够的液体障碍，将乳液密封在容器中以减少蒸发可能不是必需的。在热循环期间/之后或者将亦或不将这些乳液从乳化孔12 传送到检测位点，可以检测来自乳液的液滴信号。在一些实例中，板1220可以允许从该板的下面成像。在一些实施方案中，可以用一个光学质量(例如，透明的)覆盖层来密封乳液孔12 ，例如一个带或薄片，等。然后可以将该板倒置，并且穿过该覆盖层对液滴成像。在这种情况下，可以选择载体流体和测定混合物组合物这样使得这些液滴沉入该乳液中从而在该覆盖层上形成一个单层。在一些实例中，检测器可以装备有共聚焦光学仪器从而能够从没有安置在单层中的液滴中收集图像数据。板1220可以具有以任何适合数量的行与列安置的任何适合数量的液滴发生器 1222(参见图22-24)。在一些实施方案中，这些液滴发生器和/或其孔可以在间距、数量、 和/或行/列安排方面相应于标准微孔板的孔。例如，该孔的中心至中心的距离、数量、和 /或液滴发生器(和/或孔)的安排可以相应于一个具有6、24、96、384、1536、等孔的微板、 等。因此，该板可以具有6、对、96、384、或1536个液滴发生器和/或孔(全部的孔或给定类型的孔(例如，乳液孔))，这些液滴发生器和/或孔可以被间隔开约18、9、4.5、2. 25、或 1. 125毫米、等。对于相应于标准微孔板的端口的安排，被设计用于将流体并行传送至/出标准微孔板的仪器可以使用板1220。图27显示了另一个示例性装置1270，该装置结合了多个液滴发生器1272的一个阵列。装置1270可以被构造为一个板并且可以具有以上对于板1220所描述的任何特征 (参见图22-26)。每个液滴发生器1272可以包括多个端口，这些端口可以被构造为多个孔 1274-1278。具体地，液滴发生器1272可以具有一个用于接收载体流体的三端口构型的油孔1274、一个用于接收样品(例如，为一种测定混合物的制备的样品，例如一种扩增混合物)的样品孔1276、以及一个用于接收由液滴发生器所产生的乳液的溢流部分的乳液孔 1278。图28显示了在产生液滴1280从而形成乳液1282之后截取的液滴发生器1272的一个底视图。液滴发生器可以包括通道1284的一个网络，这些通道将流体从油孔1274和样品孔1276运送到液滴发生的一个位点或交叉1286处。一对通道1284可以从油孔1274 延伸到位点1286处并且另一个通道1284可以从样品孔延伸到位点1286处，从而形成一个交叉结构，在此通过将载体流体安置在来自样品孔的流体流的相对侧上通过流动聚焦来自样品孔的流体形成液滴。液滴1280可以通过一个出口通道1288从液滴发生位点1286流到乳液孔1278。 该出口通道可以随着它从位点1286延伸而加宽从而形成一个室1290。该室可以具有高的长径比，其中高度/厚度总体上相应于液滴的直径从而促进了该室中液滴的单层1292的形成。液滴还可以流过室1290至乳液孔1278。然而，乳液孔1278可以主要地作为溢流位点来起作用以收集过量的乳液。在其他实施方案中，乳液孔1278可以被省略。在任何情况下， 室1290可以被连接到通气口 1294上，总体上该通气口可以被安置在该室的下游以允许当乳液流入该室中时空气的逸出。图四显示了液滴发生器1272的一个截面视图并且展示了液滴如何可以产生并且然后用成像仪1296从下板1270成像。为了产生液滴，可以将油孔1274载入载体流体1298 并且将样品孔1276载入样品(流入，一个测定混合物1300)。如1302处通过压力箭头所指示，可以将压力施加到该油孔和样品孔上以驱动液滴产生。例如，如以上对于图25所描述可以使用压力歧管来施加压力。在其他实例中，可以通过将真空施加到乳液孔1278上或通过在离心机中旋转板1270从而将向心力垂直地施加到由该板所限定的平面上、等来驱动流体流动和液滴产生。在一些实例中，板1270可以被设计有一个油储存器，该油储存器将载体流体提供于两个或多个液滴发生器1272中。具体地，通道可以从该油储存器延伸到液滴发生的两个或多个位点1286上。在其他实例中，可以使用接收于孔中的活塞来驱动液滴发生(例如，参见第III节)。这些液滴可以在室1290中反应。例如，可以将板1270安置在一个加热站中(例如一个热循环仪)从而诱导在这些液滴中一个或多个核酸目标物的扩增。在加热板之前， 可以用至少一个密封构件(如以上对于图沈所描述)将孔1274-1278从上面密封以减少蒸发。可替代地，可以加热该板而不密封这些孔因为该室中的流体可以是抗蒸发的。可以设计板1270从而允许成像该室中的液滴。例如，如以上对于板1220所描述 (参见图25和26)该板可以包括附连到一个下构件1306上的一个上构件1304，其中至少一个构件形成一个观察窗口或光学窗口 1308，通过该窗口可以对这些液滴成像。因此，该上构件和/或下构件可以是透明的以允许从该板的上面和/或下面成像。板1270可以提供在适当地方对液滴成像的能力，而无需在液滴反应后开启任何端口(例如，通过移去板盖来开放端口)。板1270可以降低在反应期间释放在该板中形成的扩增子的风险，这可能污染其他随后的反应，因为在反应和成像期间扩增子可能被保存在相同的基本上封闭的区室中(例如室1四0)。在一些实例中，当液滴正在反应时，例如当它们正在热循环时，可以配置该成像装置以从液滴收集图像数据。室1290可以具有任何适合的面积。例如，该室可以具有比一个端口基本上更大的接地面积，例如占有至少约2、5、或10倍的端口的面积。图30显示了又另一个示例性装置1310，该装置结合了多个液滴发生器1312的一个阵列。装置1310可以被构造为一个板，并且每个液滴发生器1312可以被构造并且可以总体上如以上对于液滴发生器1222所描述来操作(参见图22-26)。具体地，每个液滴发生器可以包括一对油孔1314、一个样品孔1316、以及一个乳液孔1318。图31显示液滴产生后板1310的一个液滴发生器1312的底视图。液滴发生器可以包括通道1320的一个网络，这些通道允许一个载体流体和一个测定混合物从油孔1314 和样品孔1316对应地流动至液滴产生的位点1322处。如以上对于室1290所描述(参见图27- )，所形成的液滴13 可以流入室13 中从而形成液滴的大量的单层13观。图32显示了液滴发生器1312的一个截面视图并且展示了液滴如何可以产生并且然后从该装置的下面(和/或上面)成像。具体地，板1310可以在室13 的上面和/或下面形成一个观察窗口。M.用于批量扩增系统的示例性的检测图33-40显示了用于批量扩增系统检测的示例性的模式。图33显示了用于批量检测乳液1362的一个阵列的一个示例性的成像系统1360， 这些乳液被板1364保持在孔1366的阵列中。这些乳液可以在板1364中反应(例如，通过热循环扩增)或可以在反应后用流体传送装置传送到板中、等。根据应用，板1364可以是一次性的(例如，由塑料形成的)或可重复使用的(例如，由石英形成的)。成像系统1360可以包括连接到一个控制器1370 (例如，一台计算机)上的一个成像装置或成像仪1368。可以将成像系统1360的任何适合的方面用于本披露的其他成像系统中。并且，成像系统1360可以结合对于本披露的其他成像系统所披露的任何其他的一个或多个特征。成像仪1368可以(或不可以)是一个荧光成像仪。该成像仪可以收集被安置在孔1366中的液滴的图像，例如使用一台CXD照相机或一台线扫描(XD、等。为了更大的视野，可以将板1364和/或照相机安置在一个平移台(translation stage)上，和/或可以另外地连接到其上，以驱动在x-、y_、以及任选地ζ-方向上运动。在一些实例中，当用于检测微孔板时，例如成像仪1368可以包括一个激光/PMT装置。可以是适合的成像装置和方法的其他方面描述于第VI节中。图34显示了板1364的一个局部视图，其中孔1366保持有待成像的乳液1362。该孔可以包括一个底壁1372，该底壁可以是平的、透明的、基本上无荧光的、或其任何组合，从而使得该孔适合用于从下板1364成像。孔1366可以具有一个疏水的内表面，该疏水性可以阻止水滴润湿该壁表面。孔1366可以包含液滴1376的大量的单层1374。该单层可以被安置在底壁1372 的附近。可以通过选择孔的适合的直径、孔中液滴的数量、以及每个液滴的大小来得到单层 1374。并且，可以通过选择载体流体组合物来促进单层形成，该流体组合物比液滴的流体相密度更低，这样使得液滴沉到孔的底部。还可以通过在离心机中旋转板1364来促进单层形成。图35和36显示了用于检测液滴的图像的一个示例性的成像系统1380，这些液滴被保持在一个或多个方向的室中从而提供了液滴的并行的检测。系统1380可以包括一个成像仪1382以及至少一个成像载玻片1384，该成像载玻片可操作地相对于该成像仪来安置从而允许收集由该载玻片所保持的液滴1386的图像。载玻片1384可以限定一个成像室1388和一个该成像室附近的观察窗口 1390。该成像室可以具有高的长径比，其中长度和宽度是该室的高度/厚度的多倍。因此，可以确定成像室1388的大小从而在观察窗口 1390附近形成一个单层的液滴1386，该观察窗口可以由该载玻片的底壁1392形成(参见图36)。在一些实例中，室1388的高度可以相应于液滴的直径，例如与液滴直径大致相同或不超过液滴直径约两倍、等。在已经在液滴中完成反应 (例如扩增(例如，热循环))之后可以将这些液滴载入成像载玻片中(作为乳液1394的一部分)。可替代地，在反应之前可以将乳液载入室1388中，任选地将该载玻片密封，并且然后在相同的载玻片中使乳液反应(例如，热循环)并且成像。可以将成像室1388连接到一对端口 1396、1398上，这对端口可以允许将乳液引入该室并且从该室移出(参见图35)。这些端口的一个或两个可以包括一个装配件1400，该装配件能够用基于流动的流体传送装置1402来密封接合。该流体传送装置通过两个端口任何一个可以将流体(例如，一种乳液或冲洗流体)引入该室中并且可以使流体从该室中取出和/或冲出(例如，从而允许再利用该载玻片和/或收集乳液)。如图35和36中所显示可以在任何适合的方向上对载玻片1384成像，例如水平地、垂直地、等。可以用适合的流体传送装置(例如，移液器、注射器、自动进样器、等)完成液滴加载到成像载玻片中，可以手动地或使用一个控制器(例如，一台计算机)对它进行控制(例如，对于流体流入和流出进行定位和致动)。在其他实施方案中，可以使用缺少室的载玻片来完成液滴成像。例如，可以将一个盖玻片与该载玻片一起使用从而在该载玻片和该盖玻片之间形成一个单层液滴。在这种情况下，例如该载玻片可以是一个标准的显微镜载玻片、一个具有在其一个面上形成浅孔的载玻片、一个具有将盖玻片与载玻片的平面表面间隔开的多个凸起的载玻片、等。可以配置成像系统1380从而串行地或并行地成像两个或多个载玻片1384。因此， 成像仪1382可以具有一个足以同时包括两个或多个载玻片的观察窗口的成像区域。可替代地，或另外地，成像仪1382可以被可操作地连接到一个载玻片交换器上，通过将每个载玻片加入成像区域用于成像并且然后在成像后将该载玻片从该成像区域中取出，该载玻片交换器可以串行地定位该成像仪的成像区域中一组载玻片。图37显示了一个示例性成像系统1410的分解图，该成像系统包括一个成像仪 1412以及一个小瓶1414，该小瓶保持有待被该成像仪成像的液滴1416。小瓶1414可以限定一个用于从流体传送装置1420接收液滴的入口区域或口 1418、以及一个用于当这些液滴成像时保持它们的成像室1422。当将乳液载入该室中时可以将空气通过入口区域放空或为了这个目的该小瓶可以限定一个分离的通气口。室1422可以(或不可以)具有高的长径比以促进液滴的单层的形成。并且，小瓶可以包括至少一个观察窗口 1424，该观察窗口可以由该小瓶的光线可以透射穿过的一个或多个壁来形成。该小瓶可以是一次性的(例如， 由聚合物形成的)或可重复使用的(例如，由石英形成的)。在加载之后或成像之前可以在离心机中旋转该小瓶。例如旋转可以在室1422中浓缩液滴和/或从检测室中去除气泡。小瓶1414还可以包括一个用于密封该小瓶的盖1似6。在加载之后和成像之前液滴可以在小瓶中进行反应(例如，通过热循环扩增)或可以在反应之后进行加载。在其他实施方案中， 该小瓶可以具有任何其他适合的形状，该形状限定了一个室(例如包括一个平面表面的一个室)、并且形成了一个观察窗口(例如该平面表面附近的观察窗口)。图38显示了用于从阵列运送的反应过的乳液1432的停止流动成像的一个示例性系统1430的示意图。乳液1432可以被一个板1434保持在一个阵列中，并且在该阵列中进行反应或可以在反应后被传送到该阵列。可以使用一个连接到注射阀1440上的自动进样器1438将乳液(或至少其一部分)串行地运送到至少一个成像室1436中。可能是适合的多个示例性的成像室示于本节的图35和36中以及第VI节中。可以使用该注射阀来控制灌装、保持、排空、以及任选地冲洗该成像室。可以将成像仪1442可操作地相对于该成像室附近的观察窗口 1444来安置从而提供被安置在该成像室中液滴的图像收集。在将每个乳液成像之后，通过流动到废料/收集储存器1446中可以将该乳液从该成像室中去除。以上相对于图15-18描述了自动进样器的其他方面。图39显示了用于从阵列运送的反应过的乳液的停止流动成像的另一个示例性系统1450的示意图。系统1450是与图38的系统1430相关联的，但是包括多个成像室1452。 可以操作一个或多个入口阀14M和/或出口阀1456来确定一个顺序，这些成像室以这个顺序灌装乳液、与流体流分离用于成像、排空、和/或冲洗、等。图40显示了用于将反应过的乳液1462从一个阵列运送到一个检测通道1464用于串行的液滴检测的一个示例性系统1460的示意图。系统可以包括一个自动进样器1466以及一个注射阀1468，该注射阀串行地将乳液1462载入检测通道1464中，用于流过一个相对于检测器1470可操作地安置的观察窗口 1470。在液滴到达检测通道1464之前，流动聚焦组件1472可以将它们聚焦在流动流中。检测通道的上游处流动聚焦的其他方面描述于第VI节中。N.另外的实施方案根据本披露的多个方面这个实例描述了系统构造的另外的方面，不受限制地以一系列的编号的句子来提出。( )流动系统1. 一个用于分析样品的系统，该系统包括(A) —个液滴发生器，该液滴发生器被配置以产生包含有待分析的样品的部分的液滴，这些液滴被安置在形成样品乳液的不互溶的流体中，(B) —个加热和冷却站，该加热和冷却站具有一个流体入口以及一个流体出口， (C) 一个检测站，该检测站位于距离该加热和冷却站的下游处，(D) —个通道，该通道从该加热和冷却站的流体入口至流体出口形成了一个单程连续流体路径，(E) 一个泵，该泵用于使样品乳液移动穿过该通道，(F) —个控制器，该控制器被编程以操作流体运送穿过该通道，以及(G) —个分析器，该分析器被配置以处理在检测站处所收集的数据。2.如段落1所述的系统，其中该检测系统被定位以检测通过该加热和冷却系统后样品乳液中目标物的存在。3.如段落1所述的系统，该系统进一步包括一个液滴储存器、一个将该液滴发生器连接到该储存器上的第一流体管道，以及一个将该储存器连接到该加热和冷却站的流体入口上的第二流体管道。4.如段落1所述的系统，其中该液滴发生器被适配用于到该加热和冷却站上的单次使用的可拆卸的连接，而不使该加热和冷却站暴露于来自样品乳液中所包含的样品的污
^fe ο5.如段落1所述的系统，其中该液滴发生器被配置以在该加热和冷却站的外部产生样品乳液。6.如段落1所述的系统，其中该加热和冷却站包括沿着该流体路径的多个加热区，这些加热区被配置用于在包含在液滴中的核酸目标物上完成聚合酶链式反应。7.如段落1所述的系统，其中该加热和冷却站包括至少一个热电冷却器。8.如段落1所述的系统，其中该控制器被编程以调节液滴发生器从而根据从检测站所接收的数据来改变液滴大小。9.如段落1所述的系统，其中该控制器被编程从而根据从检测站所接收的数据在液滴产生之前改变样品的浓度。10.如段落1所述的系统，其中该控制器被编程从而根据从检测站所接收的数据在液滴发生器中液滴产生之前改变样品制备步骤。11.如段落1所述的系统，其中该分析器被编程从而至少部分地基于包含样品部分的液滴的一个集合中包含该目标物的液滴的频率来确定样品中目标分子的浓度。12.如段落1所述的系统，其中该液滴发生器包括一个样品储存器、一个油源、一个油/样品交叉、以及一个乳液出口，该乳液出口具有适配用于可拆卸地密封地与该加热和冷却站上的一个接收端接合的一个远端部分。
13.如段落1所述的系统，其中该液滴发生器被包含在具有至少一个用于驱动乳化的活塞的一个柱筒中。14.如段落1所述的系统，其中该液滴发生器被包含在具有至少一个用于将样品乳液泵送穿过该通道网络的活塞的柱筒中。15.如段落1所述的系统，其中该通道包括通过该加热和冷却站的一个螺旋状的毛细管部分。16.如段落15所述的系统，其中该毛细管部分具有与由该液滴发生器所产生的液滴的直径大致相等的直径。17.如段落1所述的系统，其中该毛细管部分包括一个热启动区段，该热启动区段通过该加热和冷却站中一个变性区之前的一个热启动区。18.如段落1所述的系统，其中该加热和冷却站包括多个热电冷却器，这些热电冷却器被配置用于通过在一个热核心与这些加热和冷却区之间传递热量来控制加热和冷却区中的温度。19.如段落15所述的系统，其中该螺旋状的毛细管部分限定了一个螺旋状的路径，该螺旋状的路径随着逐个的循环长度不断减少。20.如段落1所述的系统，其中该加热和冷却站包括(a) —个核心，该核心限定了一个中央的纵轴，(b)多个区段，这些区段附连到该核心上并且限定了多个温度区域；以及 (c)多个加热元件，这些加热元件被配置以将每个温度区域大致地维持在所希望的温度，通道的一部分被配置以将样品乳液循环地运送穿过这些温度区域。21.如段落20所述的系统，其中多个区段包括限定了多个温度区域的多个内部区段以及附连到这些内部区段上的多个外部区段，并且其中该通道的部分被安置在这些内部区段与外部区段之间。22.如段落21所述的系统，其中通道的部分包括包绕在这些内部区段周围的流体管道。23.如段落21所述的系统，其中该流体管道被安置在这些内部区段的凹槽中，这些内部区段基本上螺旋状地包绕在这些内部区段周围。24.如段落1所述的系统，其中该液滴发生器被包含在一个一次性的柱筒中。25.如段落M所述的系统，其中该柱筒包括一个细胞溶解区域、一个分离区域、一个试剂混合区域、以及一个用于从样品中提取核酸并且将液滴形成热稳定的样品乳液的液滴发生区域。26.如段落1所述的系统，其中该通道具有用于允许样品乳液连续流动的多个开放末端。27.如段落1所述的系统，其中该液滴发生器能够产生热稳定的样品乳液。(ii).液滴发生器板1. 一种用于产生乳液的一个阵列的装置，该装置包括一个板，该板包括一个或多个油储存器并且形成了乳液发生器单元的一个阵列，每个单元包括一个样品端口、一个液滴收集位点、以及一个通道交叉，该通道交叉接收来自该样品端口的样品和来自至少一个油储存器的载体流体，并且产生流到液滴收集位点的载体流体中样品液滴的乳液。2.如段落1所述的装置，其中样品端口是一个孔，该孔允许从该板的上面加载样ρ
BFI ο3.如段落1所述的装置，其中每个乳液发生器单元包括至少一个油储存器。4.如段落3所述的装置，其中至少一个油储存器是一个孔，该孔允许从该板的上面加载载体流体。5.如段落1所述的装置，其中这些样品端口共同地形成一个端口阵列，并且其中该端口阵列相应于标准微孔板的孔进行安排。6.如段落5所述的装置，其中该板具有96个样品端口。7.如段落1所述的装置，其中该通道交叉包括一对油入口、并且其中该对油入口连接到一个或多个油储存器上。8.如段落7所述的装置，其中通道交叉包括一个样品入口，该样品入口接收来自样品端口的样品，并且其中该对油入口在该样品入口的相对侧上的样品入口的侧翼。9.如段落1所述的装置，其中该液滴收集位点包括一个孔。10.如段落1所述的装置，其中该液滴收集位点限定了一个由安置在该空腔上面和下面的板的多个壁限定了边界的空腔。11.如段落10所述的装置，其中该空腔具有大小相应于液滴的高度这样使得当乳液流入空腔中时，在该空腔中形成了液滴的大量的单层。12.如段落10所述的装置，其中该空腔具有一个宽度和厚度，并且其中该宽度是厚度的至少约10倍。13.如段落10所述的装置，其中一个出口通道从该通道交叉延伸到该液滴收集位点，其中该板限定了一个平面，并且其中该空腔和该出口通道各自具有一个经测量并行于该板的宽度，并且其中该空腔的宽度比该出口通道的宽度大得多。14.如段落10所述的装置，其中该空腔是一个室，并且其中该室被连接到一个通气口上，当乳液流入该室中时该通气口允许气体从该室中逸出。15.如段落1所述的装置，其中该液滴收集位点限定了一个空腔并且包括了一个由该空腔附近的板的透明的壁形成的窗口，并且其中该窗口允许通过该透明的壁光学检测该空腔中的液滴。16.如段落15所述的装置，其中该窗口是在该空腔下面形成的。17.如段落1所述的装置，其中该板包括附连到一个下构件上的一个上构件，其中该上构件限定了该样品端口，其中在该上构件的底表面中形成了该通道交叉的一个上部区域，并且其中该下构件附连到该底表面上从而形成该通道交叉的一个底壁。18.如段落1所述的装置，该装置进一步包括一个覆盖物，该覆盖物与该板一起组装从而密封该这些样品端口。19.如段落1所述的装置，其中将这些乳液发生器单元成行和成列地安排，其中每行和每列两个或多个单元。(iii).批量测定法1. 一种样品分析的方法，包括(A)形成乳液的一个阵列，每个乳液包括安置在液滴中的对应样品的分区；(B)当将这些乳液安置在阵列中时，对它们施加热量从而诱导在乳液的这些液滴中核酸的扩增；(C)检测来自每个乳液的液滴的信号；并且(D)根据所检测的信号对各对应的样品中核酸目标物的存在(如果有的话)进行评估。
2.如段落1所述的方法，其中形成的步骤包括用一个板产生乳液的步骤，该板包括乳液发生器单元的一个阵列。3.如段落2所述的方法，其中该板包括多个储存器以保持对应的样品，并且其中产生的步骤包括在将对应的样品安置在储存器中之后将压力施加到多个储存器上的步骤。4.如段落2所述的方法，其中产生的步骤包括在离心机中旋转该板的步骤。5.如段落2所述的方法，其中形成的步骤包括从板中取出每个乳液并且将该乳液安置在该阵列中的一个位置处的步骤。6.如段落2所述的方法，其中该板限定了向上开口的样品端口的一个阵列，并且其中产生的步骤包括将每个对应的样品安置在一个样品端口中的步骤。7.如段落2所述的方法，其中施加热量的步骤是用被该板保持在阵列中的乳液来完成的。8.如段落1所述的方法，其中施加热量的步骤是用安置在一个空腔中的乳液来完成的，其中该空腔具有一个宽度和一个厚度，并且其中该宽度是厚度的数倍。9.如段落8所述的方法，其中该宽度是厚度的至少约10倍。10.如段落1所述的方法，其中施加热量的步骤包括一个将乳液加热到一个足以解链液滴中核酸双链体的温度的步骤。11.如段落1所述的方法，其中施加热量的步骤包括一个热循环乳液的阵列以诱导通过PCR进行扩增的步骤。12.如段落1所述的方法，其中检测信号的步骤包括成像各乳液的液滴的步骤。13.如段落12所述的方法，其中成像液滴的步骤是当这些乳液仍然被安置在阵列中时来完成的。14.如段落13所述的方法，其中形成的步骤包括(a) —个用板来产生每个乳液的液滴的步骤，以及(b) —个收集由该板限定的室的阵列中的乳液的步骤，其中施加热量的步骤是当这些乳液被安置在室的阵列中时来完成的，并且其中成像的步骤是通过由各室附近的板的壁所形成的透明的窗口来完成的。15.如段落11所述的方法，其中热循环的步骤是在当将这些乳液安置在室的阵列中之后无需从上面密封该板下来完成的。16.如段落1所述的方法，该方法进一步包括一个将每个乳液的至少一部分传送出该阵列并且在施加热量的步骤之后传送到一个检测站的步骤。17.如段落16所述的方法，其中传送的步骤是用乳液串行地完成的。18.如段落16所述的方法，其中传送的步骤是用一个自动进样器来完成的。19.如段落16所述的方法，其中检测信号的步骤包括当液滴流过检测窗口时串行地检测液滴信号的步骤。20.如段落16所述的方法，其中检测的步骤包括一个对液滴成像的步骤。21.如段落1所述的方法，其中估计存在的步骤提供了定性地确定在对应的样品中核酸目标物是否存在或不存在。22.如段落1所述的方法，其中评估存在的步骤包括一个评估对应的样品中核酸目标物的浓度和/或拷贝数的步骤。23如段落22所述的方法，其中评估存在的步骤包括一个基于一个或多个检测到的信号将核酸目标物的两个或多个分子的起始拷贝数指定到至少一个液滴上的步骤。24.如段落1所述的方法，其中评估的步骤包括一个基于泊松统计学使用一种算法的步骤。25.如段落1所述的方法，其中施加热量的步骤诱导了至少两个乳液中对应的不同种类的核酸目标物的核酸扩增。26.如段落1所述的方法，其中施加热量的步骤诱导了至少一个乳液中两个或多个不同种类的核酸目标物的核酸扩增，并且其中评估的步骤包括对每个不同种类的核酸目标物评估其存在的步骤。(iv).单一乳液-批量扩增1. 一种样品分析的方法，包括(A)形成一种乳液，该乳液包括安置在载体流体中的多个液滴，每个液滴包含被制备成用于扩增核酸目标物的反应混合物的样品的一个分区；(B)将该乳液的至少一部分安置在一个室中，该室比这些液滴的平均直径宽数倍；(C) 将热量施加到安置在该室中的乳液的至少一部分上以诱导液滴中核酸的扩增；(D)检测来自乳液的液滴的信号；并且(E)根据所检测的信号评估样品中核酸目标物的存在(如果有的话)。2.如段落1所述的方法，其中该乳液从液滴产生的位点连续地流入该室中。3.如段落1所述的方法，其中施加热量的步骤包括一个热循环该乳液的至少一部分从而诱导核酸目标物的PCR扩增的步骤。4.如段落1所述的方法，其中该室比这些液滴的平均直径宽至少10倍。5.如段落1所述的方法，其中检测信号的步骤包括收集多个液滴的图像的步骤。6.如段落1所述的方法，其中检测信号的步骤包括串行地检测来自液滴的信号这样使得液滴移动穿过检测站的步骤。7.如段落1所述的方法，其中液滴在该室中形成大量的单层。8.如段落7所述的方法，其中该室中邻近的液滴对之间的平均间距小于这些液滴的平均直径。(ν) ·用于批量扩增的系统1. 一种样品分析的系统，包括(A) —个液滴发生器，该液滴发生器形成一种乳液， 该乳液包括多个液滴，这些液滴每一个包含被制备成用于扩增核酸目标物的反应混合物的样品的一个分区；(B) —个乳液容器，该乳液容器限定了一个空腔以包含该乳液的至少一部分，该空腔比这些液滴的平均直径宽数倍；(C) 一个加热站，该加热站将热量施加到安置在该空腔中的乳液的至少一部分上以诱导液滴中核酸的扩增；(D) —个检测站，该检测站用于检测来自乳液的液滴的信号；以及(E) —个控制器，该控制器与该检测站连通或被编程以根据所检测的信号评估样品中核酸目标物的存在(如果有的话)。2.如段落1所述的系统，该系统进一步包括一个板，该板包括该液滴发生器以及多个其他的液滴发生器。3.如段落1所述的系统，其中该乳液容器被连接到液滴发生器上这样使得所产生的液滴连续地流入空腔中。4.如段落1所述的系统，其中该检测站包括至少一个检测室以及用于收集被安置在该检测室中的液滴的图像的至少一个成像装置。
5.如段落1所述的系统，该系统进一步包括用于将液滴从该空腔中传递到检测站中的一个流体传送装置。6.如段落1所述的系统，其中该流体传送装置是一个手动控制的移液器。7.如段落1所述的系统，其中该流体传送装置是一个自动进样器。8.如段落1所述的系统，其中该空腔具有一种厚度，该厚度相应于这些液滴的平均直径这样使得这些液滴在该空腔中形成了大量的单层。9.如段落1所述的系统，其中该空腔是一个室。10.如段落1所述的系统，其中该空腔比这些液滴的平均直径宽至少10倍。(vi) ·高通量系统1. 一个用于基于液滴的样品分析的系统，该系统包括(A) —个用于保持多个乳液的样品输入站，这些乳液的每一个包括安置在液滴中的对应的样品的多个分区；(B) —个用于将热量施加到液滴上以诱导单独的液滴中核酸目标物(如果有的话)的扩增的加热站；(C) 一个用于检测来自液滴的信号的检测站，这些液滴被加热站加热；(D) —个连接该样品输入站、加热站、以及检测站从而提供流体从样品输入站流动到该加热站和检测站的流体网络；以及(E) —个控制器，该控制器被编程以控制一个顺序，其中来自乳液的液滴的多个组以该顺序被从样品输入站传送到加热站，并且用于根据来自检测站的信号估计相应于这些组的样品中核酸目标物的存在。2.如段落1所述的系统，其中该流体网络包括一个用于储存距离加热站上游的液滴组的保持站。3.如段落2所述的系统，其中该控制器被编程用于控制一个顺序，其中这些组以这个顺序被从该样品输入站传送到该保持站中，并且还用于控制一个顺序，其中这些组以这个顺序被从保持站载入加热站中。4.如段落3所述的系统，其中至少一个序列的至少一部分是由控制器根据由检测站所检测的信号来选择的。5.如段落2所述的系统，其中该保持站包括多个分离的储存位点，并且其中该控制器被编程以控制将这些组载入这些储存位点中以及这些组从这些储存位点中卸载。6.如段落5所述的系统，其中设计保持站以允许使这些储存位点以任意的顺序载入组并且以任意的顺序从这些储存位点中卸载这些组。7.如段落2所述的系统，其中该支持站包括至少一个加热器，该加热器被配置以将热量施加到被安置于支持站中的多个组上。8.如段落1所述的系统，其中该控制器被编程以控制当将邻近的组从样品输入站引入流体网络中时液滴的相邻的组之间流体网络中流体的间隔区段的形成。9.如段落1所述的系统，其中该流体网络包括一个自动进样器，该自动进样器从样品输入区域拾取液滴的组并且将这些组载入该加热站。10.如段落1所述的系统，其中该控制器被编程用来接收来自使用者选择的序列的输入并且用来控制根据该序列将这些组传送到加热站。11.如段落1所述的系统，其中该检测站检测来自被安置在流动流中的液滴的信号。11.如段落1所述的系统，其中该检测站收集液滴的图像。
12.如段落1所述的系统，其中该检测站检测来自液滴的荧光信号。(vii).批量系统 I1. 一种用于样品分析的系统，该系统包括(A)至少一个液滴发生器，该液滴发生器形成多个乳液，这些乳液包括多个液滴，这些液滴每一个包含一个被制备成用于扩增核酸目标物的反应混合物的样品分区；(B) —个板，该板限定了多个空腔的一个阵列以保持这些乳液；(C) 一个加热和冷却装置，该加热和冷却装置用于加热安置在这些空腔中的乳液以诱导液滴中核酸的扩增；(D) —个检测组件，该检测组件用于检测来自这些乳液的完整的液滴的信号；以及(E) —个控制器，该控制器与检测组件连通并且被编程以根据从完整的液滴所检测到的信号来估计样品中核酸目标物的存在(如果有的话)。2.如段落1所述的系统，其中该液滴发生器是与该板整合的。3.如段落2所述的系统，其中每个空腔提供有一个分离的液滴发生器。4.如段落2所述的系统，其中每个空腔提供有相同的液滴发生器。5.如段落1所述的系统，其中该液滴发生器不是该板的一部分。6.如段落1所述的系统，其中该液滴发生器包括至少一个油储存器、一个样品储存器、一个从每个储存器到至少一个空腔的流体路径。7.如段落1所述的系统，该系统进一步包括一个压力源，该压力源驱动液滴产生。8.如段落1所述的系统，其中该检测组件被配置以检测当液滴被安置在这些空腔中时来自液滴的信号。9.如段落1所述的系统，该系统进一步包括一个流体传送装置，该流体传送装置被配置以将液滴从这些空腔传递到检测组件的一个检测位点上。10.如段落9所述的系统，其中该检测位点是与该板分离的。11.如段落9所述的系统，其中该检测组件被配置以串行地检测液滴。12.如段落9所述的系统，其中该检测组件被配置以对批量的液滴成像。13.如段落12所述的系统，其中该检测组件被配置以对液滴批次串行地成像，每个液滴批次相应于一个不同的乳液。14.如段落1所述的系统，其中该检测组件包括共聚焦光学部件。15.如段落1所述的系统，其中每个空腔由该板的壁从上面和下面来限定边界。16.如段落1所述的系统，其中每个空腔由该板的一个透明的壁来限定边界，这允许在这样的空腔中通过透明的壁来检测液滴。17.如段落1所述的系统，其中该液滴发生器包括一个样品储存器，该储存器向上开口以允许从该板的上面来加载样品。18.如段落1所述的系统，其中该空腔是一个孔，该孔进一步包括一个用于密封该孔的密封构件。19.如段落1所述的系统，其中该液滴发生器包括从中串行地产生多个液滴的一个或多个孔口。20.如段落1所述的系统，其中该液滴发生器被配置以形成单分散的液滴。21.如段落1所述的系统，其中该控制器被配置以根据液滴的百分比来估计核酸目标物的存在，对于核酸目标物的扩增它被确定是正的。(viii).批量系统 II
1. 一种用于样品分析的系统，该系统包括(A) —个液滴发生器，该液滴发生器包括一个油储存器、一个样品储存器、一个空腔、以及一个通道交叉，该通道交叉接收来自该样品储存器的一个样品和来自该油储存器的一个载体流体并且产生以乳液的形式流到该空腔中的液滴；以及(B) —个加热装置，该加热装置用于加热该液滴发生器以诱导空腔中乳液的液滴中核酸的扩增。2.如段落1所述的系统，该系统进一步包括一个板，该板包括该液滴发生器以及多个其他的液滴发生器。3.如段落1所述的系统，该系统进一步包括一个压力源，该压力源驱动液滴产生。4.如段落3所述的系统，其中该压力源包括一个歧管，该歧管与该液滴发生器形成一个密封的关联。5.如段落1所述的系统，该系统进一步包括一个用于检测来自乳液的液滴的信号的检测组件。6.如段落5所述的系统，其中该检测组件被配置以检测当这些液滴被安置在该空腔中时来自液滴的信号。7.如段落5所述的系统，其中该检测组件被配置以检测当该液滴发生器被热连接到该加热装置上时来自液滴的信号。8.如段落5所述的系统，其中该检测组件被配置以对一批液滴成像。9.如段落8所述的系统，其中该检测组件包括共聚焦光学部件。10.如段落5所述的系统，该系统进一步包括一个控制器，该控制器与该检测组件连通并且被编程以根据所检测的信号来估计样品中核酸目标物的存在(如果有的话)。11.如段落1所述的系统，其中该加热装置包括一个控制温度的室，该室接收该液滴发生器。12.如段落1所述的系统，其中该加热装置是一个加热和冷却装置，该加热和冷却装置将该液滴发生器热循环从而诱导了该空腔中该乳液的液滴中PCR扩增。13.如段落1所述的系统，其中该空腔由该液滴发生器的壁从上面和下面来限定边界。14.如段落1所述的系统，其中该空腔由该液滴发生器的一个透明的壁来限定边界，这允许在该空腔中通过透明的壁来检测液滴。15.如段落1所述的系统，其中该空腔是一个孔，该孔进一步包括一个用于密封该孔的密封构件。(ix).杂集 11. 一种样品分析的方法，该方法包括(A)从样品中产生多个液滴，每个液滴包含一个用于测试反应发生的混合物；(B)将一组液滴储存持续一段可选择的时间期间；(C)在储存步骤后，将该组的至少一部分引入该通道中；(D)使该组的部分遭受多个条件，这些条件通过沿着该通道移动该组的至少一部分来促进反应发生；以及(E)在遭受步骤后并且在该组的至少一部分的多个液滴中每一个上完成关于该反应发生的至少一个测量。2.如段落1所述的方法，其中产生的步骤包括一个通过使流体从至少一个孔口流出来产生多个液滴的步骤。3.如段落1所述的方法，其中产生的步骤包括一个产生液滴的步骤，其中每个液滴能够扩增液滴中的核酸目标物(如果存在)，其中该遭受步骤包括使该组的至少一部分遭受促进该组的至少一部分的液滴中核酸目标物的扩增多个条件的一个步骤，并且其中完成的步骤包括完成至少一个测量以允许确定核酸目标物的扩增是否在单独的液滴中发生的步骤。4.如段落1所述的方法，其中储存的步骤包括一个将该组液滴储存在一个区室中的步骤，该区室是与通道流体分离的，并且其中引入步骤包括安置该区室的一个步骤并且该通道彼此是流体连通的。5.如段落1所述的方法，其中该组液滴被安置在一个体积的载体流体中，其中储存的步骤包括一个停止流动该体积的载体流体的步骤，并且其中该引入步骤包括一个启动流动该体积的载体流体的至少一部分的步骤。6.如段落1所述的方法，其中遭受的步骤包括一个热循环该组的至少一部分的步
马聚ο7.如段落1所述的方法，该方法进一步包括(1) 一个确定液滴的数量的步骤，其中基于从完成的步骤中得到的数据来发生核酸目标物的扩增，以及( 一个基于液滴的数量估计样品中核酸目标物的总存在量的步骤。8.如段落1所述的方法，其中储存、引入、遭受、以及完成的步骤是用多个不同的组来完成的，并且其中这些组被串行地引入该通道中。9.如段落8所述的方法，进一步一个选择相对顺序的步骤，其中至少两个不同的组被引入该通道中。10.如段落9所述的方法，其中选择的步骤是基于根据用另一个组的液滴执行的步骤所得到的结果。11. 一种用于核酸目标物的样品分析的方法，该方法包括(A)从一个样品产生多个液滴，每个液滴能够在液滴中扩增一个核酸目标物(如果存在的话)；(B)将这些液滴的一组储存一个可选择的时间期间；(C)将储存的组的至少一部分引入一个通道中；(D)使该组的这个部分沿着该通道移动这样使得该部分遭受到促进在该部分的液滴中扩增核酸目标物的条件；以及(E)在移动步骤之后在多个液滴的每一个上完成与核酸目标物的扩增相关的至少一个测量。12. 一种样品分析的方法，该方法包括(A)提供一个通道、一个样品的阵列、一个试剂的阵列、以及将所有这些样品和试剂连接到该通道上的预先定义的流动途径，从而允许从这些阵列中选择样品和试剂的任何组合；(B)选择来自样品的阵列的一个样品与来自试剂的阵列的一个试剂的一个组合；(C)产生多个液滴，每个液滴包括该组合并且包含一个有待测试涉及选定的样品和试剂的反应的发生的测定混合物；(D)将多个液滴引入该通道中；(E)使多个液滴遭受促进该反应发生的一个或多个条件同时沿着该通道移动多个液滴；以及(F)在遭受步骤之后在一个或多个这些多个液滴上完成与反应的发生相关的至少一个测量。14.如段落12所述的方法，其中该组合是一个第一组合，进一步包括从这些阵列中选择样品和试剂的一个第二组合的一个步骤，其中产生、引入、遭受、以及完成的步骤重
复该第二组合。15.如段落14所述的方法，其中该第二组合是基于使用来自对该第一组合完成至少一个测量的步骤的数据所得到的结果来选择的。16.如段落14所述的方法，该方法进一步包括改变用于加入或减去至少一个样品的样品的阵列、用于加入或减去至少一个试剂的试剂的阵列、或两者的步骤，其中选择一个第二组合的步骤在该改变步骤之后选择一个组合。17.如段落16所述的方法，其中当用该第一组合来完成该遭受步骤时，完成改变的步骤。18.如段落14所述的方法，其中选择样品和试剂的一个第二组合的步骤是基于在选择一个第一组合的步骤之后所接受的使用者的指令来完成的。19.如段落18所述的方法，其中使用者的指令是在遭受该一个组合的步骤期间接收的。20.如段落19所述的方法，其中如果没有接收到使用者的指令则直到预定义的条件满足时才完成用于该第一组合的引入的步骤，并且其中在该预定义的条件满足之前通过使用者的指令来中断引入的步骤。21.如段落20所述的方法，其中该预定义的条件是一个预定义数量的引入的液滴，一个在其期间弓I入液滴的预定义的时间间隔、或两者。22.如段落14所述的方法，其中试剂的阵列包括用于扩增不同的核酸目标物的不同的引物对。23. 一种样品分析的方法，该方法包括(A)提供一个通道、一个样品阵列、一个试剂阵列、以及将所有这些样品和试剂连接到该通道上的预定义的流动路径；(B)从这些阵列中选择样品和试剂的第一和第二组合；(C)产生一个第一组的液滴，每个液滴包括该第一组合，以及一个第二组的液滴，每个液滴包括该第二组合；(D)将该第一组和第二组的多个液滴串行地引入该通道中；(E)使每个组的多个液滴遭受促进包括该第一组合或该第二组合的反应的发生同时沿着该通道移动每一多个液滴的一个或多个条件；以及(F)在遭受步骤之后在该多个液滴的一个或多个上完成与反应的发生相关的至少一个测量。24. 一种用于样品分析的装置，该装置包括(A) —个用于接收样品的可调节数量的端口 ； (B) —个用于容纳试剂的可调节数量的位点；(C) 一个通道，该通道穿过一个或多个温度控制区延伸并且通过预定义的流动路径连接到这些端口和位点上；(D) —个液滴发生器，该液滴发生器产生用于引入通道中的一个样品和一个试剂的选定组合的液滴；(E) 一个检测器，该检测器被定位以提供在将这些液滴安置在至少一个温度控制区内之后，对选定组合的液滴进行一个或多个测量，以及(F) —个控制器，该控制器控制样品与试剂的组合。(χ) ·杂集 21. 一个用于产生微液滴的系统，该系统包括(A) —个包含样品的装置，该装置包括一个包含样品的室、以及具有一个入口端和一个出口端的第一微流体通道，其中该第一微流体通道的入口端被连接到该包含样品的室上；以及(B) —个微液滴发生器装置，该装置包含该第一微流体通道的出口端、具有一个入口端的一个第二微流体通道、以及填充有不互溶的流体的一个间隔区，其中该第一微流体通道的出口端形成该微液滴发生器装置的一个壁，该第二微流体通道的入口端形成了该微液滴发生器区域的另一个壁，并且该间隔区域将该第一微流体通道出口端与该第二微流体通道入口端分隔开，这样使得该第一微流体通道出口端仅接触该不互溶的流体。2.如段落1所述的系统，其中该包含样品的装置是可移动的。3.如段落1所述的系统，其中该不互溶的流体是一种油。4. 一种核酸扩增的方法，该方法包括(A)稀释或浓缩一个样品，该样品包含多个核酸目标物以及用于完成核酸扩增的多个组分；(B)在毛细管中在不互溶的流体中生产微液滴，其中形成包含来自多个核酸目标物的一个单一核酸模板的多个微液滴，并且其中该管具有用于流体入口的一个第一开口端以及用于流体出口一个第二开口端，从而允许连续流动；以及(C)通过加热和冷却在这些微液滴中扩增该单一核酸模板这样使得这些微液滴中多个单一核酸模板被扩增。5.如段落4所述的方法，其中这些微液滴包括至少2种不同大小的微液滴。6.如段落4所述的方法，其中一个第一微液滴的大小是在20微米与100微米之间，并且一个第二微液滴大小是在100微米与250微米之间。7. 一种样品的核酸扩增的方法，该方法包括(A)提供一种生物样品；(B)在一个毛细管中在一种不互溶的流体中生产微液滴，其中这些微液滴包括多个核酸以及多个用于完成核酸扩增的组分，并且其中该管具有用于流体入口的一个第一开口端以及用于流体出口的一个第二开口端以允许连续流动，并且该管与至少两个固体加热块接触，其中这些加热块被保持在不同温度下并且至少一个加热块的温度是由一个热电控制器来控制的；(C)将这些微液滴移动穿过该管；以及(D)使这些微液滴在管中进行热循环以扩增这些核酸。8. 一个使用以下的方法能够检测到单核酸突变的序列检测系统，该方法为(A) 在一个毛细管中在一种不互溶的流体内生产微液滴，其中形成包含来自多个核酸目标物的一个单一核酸模板的多个微液滴；(B)通过加热和冷却来扩增这些微液滴中的该单一核酸模板，这样使得这些微液滴内多个单核酸模板被扩增；以及(C)通过酶的核酸扩增或连接的方法来检测核酸突变的存在或不存在，其中与实时PCR相比单一核酸突变的检测具有> 10%更好的信号分辨率。9. 一个使用以下方法能够精确地检测目标核酸的绝对浓度的序列检测系统，该方法包括(A)在一个毛细管中在一种不互溶的流体内生产微液滴，其中形成包含来自多个核酸目标物的一个单一核酸模板的多个微液滴；(B)通过加热和冷却扩增这些微液滴中的该单一核酸模板，这样使得这些微液滴中多个单一核酸模板被扩增；以及(C)通过荧光检测完整的液滴内由酶的核酸扩增或连接反应所产生的信号的方法来检测目标核酸的存在或不存在；其中与实时PCR或定量PCR相比目标核酸的绝对浓度的检测具有> 10%更好的定量的分辨率并且具有基于所处理的液滴和目标核酸分子的总数一个可调节的定量的分辨率。10. 一个使用以下方法能够精确地检测目标核酸的浓度的序列检测系统，该方法包括(A)在一个毛细管中在一种不互溶的流体内生产微液滴，其中形成包含来自多个核酸目标物的一个单一核酸模板的多个微液滴；(B)通过加热和冷却扩增这些微液滴中的该单一核酸模板，这样使得这些微液滴中多个单一核酸模板被扩增；以及(C)通过荧光检测完整的液滴内由酶的核酸扩增或连接反应所产生的信号的方法来检测目标核酸的存在或不存在；其中检测样品内或样品间目标核酸的绝对浓度方面小的变化(< 40% )。11. 一种使用以下方法能够检测一个基因拷贝数变化的序列检测系统，该方法包括(A)在一种不互溶的流体中生产微液滴，其中形成包含来自多个核酸目标物的一个单一核酸模板的多个微液滴；(B)通过加热和冷却来扩增该微液滴中的单一核酸模板，这样使得这些液滴中的多个单核酸模板被扩增；以及(C)与具有已知数量的每个基因组的基因拷贝的参比基因的PCR扩增子的数量相比通过计数目标基因的PCR扩增子的数量的方法来检测基因组中基因插入或缺失的数量，其中与使用实时PCR的相对定量(△循环阈值或 Δ Δ循环阈值)相比每个基因组的目标基因拷贝数的检测具有更好的信号分辨率，因为当该目标基因的数量或拷贝是大于2但小于20时，它能够分辨单一拷贝差异。12. 一个使用以下方法能够检测低丰度的单核苷酸突变的序列检测系统，该方法包括(Α)在一种不互溶的流体内生产微液滴，其中形成多个微液滴，这些微液滴包含来自多个核酸目标物的一个单一的核酸模板；(B)在一种不互溶的流体内生产微液滴，其中形成了多个微液滴，这些微液滴包含来自多个核酸目标物的一个单一的核酸模板，其中在分配期间该样品降低了目标核酸与竞争的背景核酸的比率；(C)通过加热和冷却来扩增这些微液滴中的单一核酸模板，这样使得这些微液滴内的多个单一核酸模板被扩增；以及(D) 检测一个基因序列中一个单核苷酸突变，其中与实时PCR相比较单核苷酸突变的检测具有至少好10倍的信号分辨率，因为当突变体基因序列的相对浓度低于或等于野生型基因组的0. 时它能够检测具有一个单一点突变的突变体基因组。(xi) ·杂集 31. 一种完成非同步序列高通量PCR的方法，该方法包括(A)提供一个或多个生物样品；(B)使用一个或多个液滴发生器将该一个或多个样品的每一个分成一个或多个液滴；(C)分离并且储存来自该一个或多个样品的每一个的该一个或多个液滴，由此形成来自这些样品的每一个的一个液滴组；以及(D)顺序地选择这些组的每一个的至少一部分， 并且使该部分流动穿过一个热循环装置。2.如段落1所述的方法，其中该方法进一步包括以下各项中至少一个(A)随机进入；(B)结果驱动的、根据需要的分类/诊断，(C)非同步的上样，(D)启动模式(stat mode), (E)样品的可变的数量，(F)试剂的可变的数量，以及(G)数字PCR。3. 一种装置，该装置包括(A) —个注塑模制的部分，该部分包括用于输送生物样品的至少一个通道，以及用于接收一个液滴的载体流体的一个第二通道，将该样品分配到一个或多个样品液滴中，并且将这些液滴导向一个出口，以及(B) —个仪器部分，该仪器部分包括用于从热循环的一个出口接收这些液滴的一个入口，以及一个检测器；其中该注塑模制物与这些仪器的部分一起完成一个或多个核酸测定。4.如段落3所述的装置，进一步包括以下各项中至少一个一个液滴发生器、一个珠粒掺和器、一个低成本一次性耗材、以及出口处的一个储存器或保持线圈(holding coil)οIII.样品制备/柱筒本节描述了用于样品制备的示例性的系统，包括用于样品溶解和液滴发生的柱筒。将酶扩增系统(例如基于PCR的DNA扩增系统)分成一次性的和非一次性的部件 (例如，通过产生一个一次性的柱筒或可以制备样品并且将其送到一个非一次性的PCR仪器或其他阅读器中的其他一次性的容器)可能是令人希望的。这样的分离可能有助于快速并且低成本的DNA测试以及分析。可以将该一次性的柱筒设计为只使用一次的柱筒以避免样品之间交叉污染的可能性。虽然可以使用术语“柱筒”或“一次性柱筒”来指该DNA扩增系统的一次性部分，该一次性的部分总体上可以采取多种形式，并且不需要在任何特定的方式或尺寸方面是矩形的或对称的。在PCR热循环以及扩增之前，可以配置适合的一次性柱筒从而接收样品并且从而制备(或至少部分地制备)用于扩增和分析的样品。该柱筒可以包括一个界面，该界面被配置以使制备的样品传送至用于随后PCR扩增和分析步骤的该系统的非一次性部分上，该非一次性部分可以通常被称为“仪器”。在一些情况下，还可以配置柱筒和仪器之间的界面以将不同的流体(例如油和/或水性流体)从该仪器传送至柱筒，以“灌注”或部分灌注该柱筒用于样品制备。在其他情况下，该柱筒可以部分地或全部地预灌注有流体，这样从该仪器来传送流体不是必要的。可以配置根据本披露的一次性柱筒以产生液滴或液滴的组，每一个液滴包含样品和试剂的一个混合物，然后可以将该液滴或液滴的组从该一次性柱筒运送到相关的仪器中以快速串行地注入一个连续流动热循环仪中。然后可以从该系统中取出该柱筒或其他一次性容器并且弃去。当使用从该柱筒至该PCR仪器的样品通量进行测量时，可以配置该柱筒以相对快地完成样品制备步骤。例如，可以配置根据本披露的柱筒以在小于5分钟/样品的时间内完成样品制备从而实现至少10样品/小时的通量。还可以用无害材料来制造该柱筒并且与该材料一起来起作用从而将环境的影响减至最小。图41是一个流程图，该流程图总体上如1600所指示描绘了一个DNA扩增方法的步骤，该方法可以在根据本披露的一个DNA扩增系统的一次性柱筒内或与其结合来完成。 配置该一次性柱筒以完成的主要功能是纯化、溶解、试剂混合以及样品分离到液滴中。然而，更通常地，可以在该柱筒内完成图41中所描绘的这些步骤的任何子集或组合。可替代地，可以在将包含目标物的物质传送到该柱筒中之前，完成所描绘的步骤中一个或多个 (例如样品收集和提取)，而其他步骤在该柱筒内完成。类似地，可以在将包含目标物的物质传送到柱筒外面之后，完成所描述步骤的一个或多个(例如，液滴产生)。此外，能够以多个不同的顺序来完成图41中所描绘的步骤，其中仅一些被描述如下。在方法1600的步骤1602处，收集样品用于随后的分析。这典型地是由一个医学执业者、一个法律执行代理、一个科学家、或具有收集样品用于核酸分析的原因的某其他人员来完成的。例如可以使用样品收集器，例如，一个拭子、一个样品卡、一个样品取样针、一个移液器、一个注射器，和/或通过任何其他适合的方法来收集样品。此外，预先收集的样品可以被储存在多个孔中(例如板中一个单一的孔或孔的一个阵列)可以被干燥和/或冷冻，可以被置于气溶胶形式或可以采用制备在载玻片上的培养物或组织样品的形式。然后这类预先收集的样品可以被得到并且被制备用于一次性柱筒中基于液滴的处理。该收集的样品典型地将包括一个或多个细胞、细菌、病毒、或潜在地或实际地包含适合用于PCR扩增的核苷酸的目标序列的其他物质。在步骤1604处，从样品收集器中提取收集的样品。例如，这可以通过使用一个移液器、一个注射器等或通过用一种或多种适合的溶液(例如，一种消化性缓冲溶液、一种溶解缓冲溶液、或一种适当的包含粘合剂的溶液、等)来浸泡和/或洗涤样品收集器，将该样品从该样品收集器中转移出来而实现。提取可以在PCR系统的一次性部分的室内发生，在这种情况下，如方法1600的步骤1606所指示，在提取之前可以将样品转移到柱筒中。可替代地，提取以发生在柱筒的外面并且然后可以将得到的样品或包含样品的溶液转移到柱筒中。在两个情况中任何一个下，如以下所述可以配置该柱筒以完成多个另外的样品制备步
马聚ο在步骤1608和1610处，将提取的样品(现在被安置在柱筒内的样品室中)进行纯化和溶解。可以在不同的时间下、同时地、或大致同时地来完成这些步骤。此外，可以或者在溶解之前亦或在溶解之后来完成纯化，并且在一些实例中，可以执行两个或多个分别的纯化步骤，一个在溶解之前并且一个在溶解之后。纯化总体上包括某种形式的过滤以从样品中除去不想要的组分，同时留下想要的目标组分相对地不受影响，并且溶解总体上包括将样品组分破裂(例如，通过破碎细胞膜)以暴露目标DNA用于扩增，典型地包含某种形式的物理混合或搅拌包含样品的混合物。例如，可以通过批量混合(例如，搅拌、磁力搅拌、 和/或抽吸)或通过不同类型的微流体混合(例如迫使样品穿过曲折的路径、电磁轰击、超声处理、和/或对流)来进行溶解。包含溶解了的样品的内含物的流体可以称为溶解产物。根据在溶解之前或之后是否执行一个特定的纯化步骤，纯化的方法可以是不同的。例如，可以配置溶解之前的纯化以捕获相对大的包含目标物的物质，例如细菌或其他细胞。在此阶段的纯化可以包括例如使包含样品的溶液过滤穿过一个具有特征性孔径大小小于包含目标物细胞的特征性大小的基于开口的过滤器，从而将细胞或其他目标物质保留在样品室内同时去除其他的、较小的废料。另一方面，可以配置溶解后的纯化以捕获相对小的目标物质，例如DNA或部分核酸序列。因此，溶解后的纯化可以包括过滤通过一个较小的过滤器，和/或亲和性捕获DNA或其他目标物质，从而保留样品中的目标物质同时去除其他的、较大的废料。在一些情况下，例如当在溶剂之前和之后两者下执行纯化步骤时，可以使用两个或更多个不同类型的过滤器，包括基于开口的过滤器和/或基于亲和力的过滤器。在步骤1612，将部分处理的样品(即溶解产物)浓缩。总体上这个步骤是通过将溶解产物中过量的流体与目标DNA或包含DNA的物质分离来实现的，例如通过过滤、乙醇沉淀、丁醇抽提、或亲和捕获、等。在任何情况下，浓缩步骤的结果是每单位体积流体的更大密度的目标物质。与无浓缩所必需的情况相比较这个阶段的样品的浓缩可以导致在相对较少的PCR扩增循环之后即可检出的扩增的目标物。在步骤1614，将包括适当的酶和DNA引物的PCR试剂混合物与样品混合。选择这些试剂组分以与循环温度改变相结合(即热循环)有助于特定目标物的DNA扩增。该试剂混合物可以与样品以流体形式进行结合，或可以将它冻干(冷冻干燥)并且转化成粉末、粒料、或任何其他方便的形式。为了形成冻干的试剂，可以将适合的稳定剂和/或沉淀剂与 PCR酶和DNA引物相结合。在步骤1614可以将两种或更多种试剂与样品进行混合从而形成了或者一个单一样品/包含多种试剂的试剂混合物，亦或各自包含一个单一试剂的多个混合物。例如包含多个试剂的单一混合物可以允许同时筛选多个目标物，而可以配置各自包含一个单一试剂的多个混合物用于PCR扩增几个不同的DNA目标物，或者(当两个或更多个混合物包含相同的试剂时)从而提供了实验性对照，例如通过允许将多重PCR扩增和/或检测技术应用到相同样品/试剂混合物上。当使用多个样品/试剂混合物时，可以通过该系统将这些不同的混合物分别地制备和/或分别地跟踪。
在步骤1616，产生包含样品和试剂的液滴，典型地以基于油的乳液中水溶液形式。 这些产生的液滴可以包含或者激活的亦或未激活的(即在PCR扩增开始之前或者需要亦或不需要一个另外的激活步骤)样品和试剂的混合物，或这些液滴每一个可以包含例如由一个薄膜(例如，一个油膜)彼此分开的样品和试剂。当存在一种以上的样品/试剂混合物时，包含该多种混合物中每一种的液滴可以分别被生产和跟踪。液滴产生的通常模式包括流动聚焦、喷射、以及剪切。使用这些技术，可以在通量为ΙΟ-ΙΟΟΟΗζ下用范围从15皮升 (PL)至5纳升(nL)的可调体积来产生稳定的液滴。用于产生液滴的多种技术是已知的。在步骤1618，将步骤1616中所生产的液滴从一次性柱筒转移到该系统的非一次性仪器部分中。如上述，可以将这些液滴包含于乳液中，例如一种基于油的乳液，在这种情况下转移这些液滴将包括转移乳液的多个部分或整体。当已经产生一种以上的样品/试剂时，可以将包含各类型的混合物的液滴分别地以连续的或半连续的方式进行转移，从而每个分开的液滴类型可以被该系统的仪器部分分别地处理。连续的或半连续的液滴转移可以允许相对快地筛选多个目标DNA区段。可替代地，或另外地，能够以某种方式来“标记”包含不同样品/试剂混合物的液滴，例如使用一个条形码或某种其他可检出的部件，在这种情况下，在一些实例中可以将不同类型的液滴一起转移到该系统的非一次性部分中并且然后单独地跟踪或检测。在从该PCR系统的一次性、样品制备柱筒部分转移到非一次性仪器部分之后，将进行热循环和分析。以下实例描述用于在一次性容器(例如柱筒)中接收样品，制备样品用于PCR扩增，并且将制备的样品通过一个PCR扩增系统的可重复使用的仪器部分的具体的示例性的方法和装置。可以在以上交叉引用下列出的并且通过引用结合在此的美国临时专利申请中发现另外的适当的披露，具体是于2009年9月21日提交的序列号61/277，249, 名称为具有溶解室和液滴室的柱筒，并且将Kevin Dean Ness、Samuel BurcUBenjamin J. Hindson、Donald A. Masquelier、以及 Billy W. Colston，Jr 定名为发明人。Α.实例1 一次性样品柱筒1这个实例描述了一个一次性样品制备柱筒以及该柱筒的不同部件之间适合的流体连接，参见图42。总体上如1700所指示，图42是柱筒以及该柱筒的不同部件之间适合的流体连接的一个示意图。配置柱筒1700以接收和制备包含目标物的样品用于PCR热循环和扩增。样品的制备可以包括以下步骤的一些或全部(不是必须以这个顺序)纯化、溶解、浓缩、与一种或多种试剂结合、和/或产生适合用于PCR的液滴。总体上如1700’所指示可以将包含样品和试剂的液滴从该柱筒转移到一个仪器中，配置该仪器以循环地加热这些液滴从而有助于PCR扩增。图42中短划线L表示一次性柱筒1700和仪器1700’之间的界面。这个界面可以包括适合的流体连接器、接收器、等用于在柱筒与仪器之间提供可靠的流体连接而没有显著的泄漏或污染。配置柱筒1700的样品室1702以接收样品。进入室1702的样品将包含或至少潜在地包含一个用于PCR扩增的目标物，例如一个或多个细菌、病毒、DNA分子，和/或包含核酸序列的其他物质。例如，能够以洗脱液的形式来加载样品，该洗脱液是从样品收集拭子来制备的。在一些情况下，被转移到室1702的样品可能例如通过洗涤、浓缩、和/或溶解已经被制备到一定程度，并且在其他情况下，当样品到达室1702时，它可以是基本上未制备的或“未处理的”。在任何情况下，如下所述，可以配置样品室1702以接收并且制备样品。废料室1704被流体地连接到样品室1702上，并且配置柱筒1700以将流体转移出样品室1702，通过过滤器1706，并且进入废料室中。配置过滤器1706以允许废料通过其本身并且进入废料室中，同时将PCR目标物保留在样品室内。例如，过滤器1706可以是一个膜或具有已知特征性截断大小的其他类似的开口型过滤器。可替代地，或另外地，可以配置过滤器以通过适合形式的亲和捕获将PCR目标物保留在样品室内，例如通过用一种适当的结合化合物来涂覆该样品室的一部分。在洗涤样品之前，可以使用该过滤器来捕获和预浓缩该目标物，和/或在洗涤样品之后，可以使用它来保留、另外地浓缩、和/或纯化该样品。储存器室1708被流动地连接到样品室1702上，并且被配置从而将一种重建的流体、一种洗涤溶液、和/或适合用于与滤过的样品组合的任何其他流体转移到样品室中。例如，从储存器室中被转移的流体可以是水、或一种缓冲溶液，例如TE缓冲液(S卩，三(羟甲基)氨基甲烷、盐酸、和EDTA的一种组合)，该缓冲液可以去除可能抑制下游PCR扩增的基质组分。从该储存器室中被转移的流体总体上可以包括任何试剂，该试剂被配置以将目标物与不想要的组分分开，这些不想要的组分可以是最初附连到该样品上的或可以是当过滤器1706操作时用于通过亲和捕获来捕获该目标物的。还可以配置样品室1702来溶解样品。在已经用从储存器室1708中转移的流体来洗涤和/或重建目标物之后典型地但不是必然地执行溶解。可以在样品室中通过机械搅拌来执行溶解，例如在该室内混合、振动、振荡、和/或搅拌该样品从而从该样品中释放出核酸。在一些情况下，在该样品室中可以存在多种搅拌元件，例如盘、杆、和/或小珠粒以有利于溶解。可以通过任何适合的方法来搅拌样品和/或该搅拌元件，例如手动地、通过使用声波(即，超声处理)和/或使用磁力或电磁力。还可以配置样品室1702以浓缩包含目标物的流体样品。通过将一些初始的包含样品的流体从样品室转移通过过滤器、并且进入废料室中从而在洗涤之前可以实现这项。 任选地，或另外地，通过在洗涤样品之后将一些包含样品的流体转移到废料室中，同时将目标核酸完全地或基本上保留在样品室中从而可以实现浓缩。以这种方式浓缩流体样品导致每单位体积流体更大量的目标核酸，这可以导致在随后处理步骤中更有效的以及更快的 PCR扩增。柱筒1700包括一个或多个试剂室。图42中描绘了两个试剂室1710a、1710b，但是更一般地可以使用任何希望数量的试剂室，例如5个或更多个。每个试剂室包含多种试剂， 例如引物、聚合酶、以及适当的酶，配置该试剂室从而与特定的目标核酸序列进行反应或从而经历PCR扩增(如果样品中存在目标物的话)。典型地，可以在柱筒制造期间将这些试剂预先装入各试剂室中，虽然在一些实施方案中这些试剂可以由使用者来装入或从相关联的 PCR仪器来转移。可能以任何适合的方式将这些试剂储存于或引入该试剂室中。例如，这些试剂可以采用冻干的粒料的形式(如图42中所描述的1711a，1711b)或被应用到每个试剂室的内壁的一部分上的一种涂层(未显示)的形式。任选地，可以将试剂涂层应用到被安置在该试剂室内的一个搅拌元件上，和/或应用到用于改变流体转移进入和转移流出该试剂室的一个柱塞上。图42的试剂室被并行于该样品室流体地连接，这样使得各试剂室可以分别地接收滤过的、包含溶解的样品的溶液的一部分，而没有交叉污染。可以将一个或多个搅拌元件(未显示)包括在每个试剂室中以有助于使样品与预先装入的试剂相混合。当将这些搅拌元件包括在试剂室中时，它们可以手动地、通过超声处理、或使用磁力或电磁力、以类似于操作用于在样品室中进行溶解的搅拌元件的一种方式进行操作。总体上如1712所指示，试剂室1710a和1710b各自被流动地连接到液滴发生器上。配置液滴发生器1712以产生离散的微体积液滴，每个液滴包含用于随后通过PCR的核酸扩增的全部成分。总体上，配置液滴发生器1712以产生一种或多种油包水乳状液，尽管其他类型的乳液(例如，水包油型、水包油包水型、等)也是可能的。从试剂室1710a和1710b将并行的流通连接引导到液滴发生器1712上。配置共用的油储存器1714以沿着所指示的流体途径来传送油，这样使得油从两个分别的方法到达交叉点1716a和1716b的每一个。在交叉点处，包含样品的溶液从对应的试剂室到达并且与来自油储存器的油相结合从而形成油包水的液滴。然后将产生的液滴跨过界面L进行传送并且传送到仪器1700’中。可以将每种样品/试剂混合物串行地或并行地传送到液滴发生器1712中。如下所述，其他的液滴发生器配置可以是适合的。在已经产生液滴之后，配置系统1700以有助于将这些液滴穿过界面L传送到仪器 1700’中。可以通过使用适合的流体管道、毛细管、泵、阀、和/或类似物来实现该传送，可以配置该适合的流体管道、毛细管、泵、阀、和/或类似物以将液滴或者以并行流的方式亦或以分别的(串行的)批次的方式传送至仪器中，该并行流和分别的批次的每一个都包含多个液滴，这些液滴包含一种特异性试剂。然后可以将这些液滴传送穿过一个多位阀并且引入一个热循环仪中用于PCR扩增。B.实例2 —次性样品柱筒2这个实例描述了一个示例性的一次性柱筒，该柱筒适合用于完成上述样品制备步骤中的一些或全部，参见图43-45。总体上如1720所指示，图43是示例性柱筒的内部部分的一个等距视图。配置该柱筒以与仪器(未显示)接口连接，这样使得可以总体上以油包水乳状液的形式将制备的样品传送到仪器中，用于PCR扩增和分析。除了图43中所描绘的内部部分，柱筒1720还可以包括被安置在该内部部分的一些或整体周围的一个适合的外部壳体(未显示)。该外部壳体可以被配置以保护该内部部分并且可以被成形以有助于多个柱筒的储存和/或运输。柱筒1720包括一个上截面1722和一个下截面1724，配置该上截面和下截面以配合在一起从而形成了该柱筒的内部部分。为了清楚地表述，在这些图中用一个微小的空隙将该上截面和下截面分开。可以通过任何适合的方法来制造这些截面，例如通过注塑模制一种热塑性材料。能够以任何适合的方式(例如使用连接销钉(或类似的连接器)、使用一种粘合剂、和/或通过热固化)将该上截面和下截面结合到一起从而维持该组装柱筒的结构完整性。图44和45对应地是柱筒1720的内部部分的侧视图和顶视图。这些图与图43 — 起显示了该柱筒包括多个分离的室。总体上如图45中17 所指示，通过一个流体路径流体地连接这些室。流体路径17 可以通过连接截面1722和17 中每一个内所形成的互补的凹槽来产生，这样使得当将这些截面连接到一起时生成了一个封闭的流体路径。例如每个截面的凹槽可以具有大致半球形的轮廓，这样使得当组装该柱筒的上截面和下截面时， 这些凹槽形成了一个基本上圆柱状的流体路径。在其他实施方案中，这些凹槽可以具有其他形状，例如矩形，并且该上截面和下截面之间的全部截面的分配可以改变。配置柱筒1720的样品室17 以接收样品，该样品包含(或潜在地包含)一个目标核酸序列。可以将样品以流体方式传送到该样品室中，或可以将它放置在附连到一个拭子或某种其他适合的样品收集介质上的室中。可以制造样品室以具有任何想要的形状(例如图43和44中所描绘的圆柱形)以及任何想要的体积(例如范围为200微升(yL)至2 毫升(mL)的体积)。如下述，样品室的体积可以部分地取决于配置该柱筒以测试的分离的核酸目标物的数量。样品室17 可以包括过滤器1730。可以将该过滤器典型地安置在该样品室的底表面的附近或之下。过滤器1730可以是一个尺寸排阻过滤器，配置该尺寸排阻过滤器以阻止大于特定预选尺寸的物质的通过。例如，为了阻止具有特征性大小为600纳米(nm)的细菌的通过，该过滤器可以是具有特征性截断大小为200-400nm的一个膜。为了阻止其他物质的通过，可以选择过滤器以具有不同的特征性截断大小，该截断大小是基于有待过滤的物质来选择的。基于大小分级的膜过滤是一种简单的、但有效的捕获目标细胞的方法。一旦被捕获，可以洗涤这些细胞以去除潜在的PCR抑制剂，这些PCR抑制剂是可溶的或低于该膜的截断尺寸。可替代地，可以通过亲和捕获(即通过吸收和/或化学结合一个或多个目标分子)、或通过固相萃取，例如化学沉淀来操作膜1730。然而，膜过滤可能比固相萃取具有某些优点，包括如下述的减少处理步骤的数量、无危险性试剂、快速的处理时间、以及同时浓缩和纯化这些目标生物的潜力。样品室还可以包括一个或多个溶解元件，例如搅拌盘1732和/或溶解珠粒1734 ； 参见图43-44。总体上这些元件被配置以有助于在样品室中通过搅拌样品从而通过分解周围材料(例如细胞材料)来释放核酸从而溶解流体。典型地可以将溶解盘1732或其他类似的搅拌元件朝向样品室的底部来安置但在样品室内。配置溶解珠粒1734(这些溶解珠粒可以采取任何所希望的材料以及直径的珠粒的形式，例如具有直径在70-700 μ m范围内的玻璃珠粒)以通过与该样品室的搅拌的流体内的物质进行碰撞并且使这些物质破裂进一步有助于溶解。搅拌盘1732的搅拌作用(该搅拌作用也可以采取杆或其他任何适合的形状的形式)可以由磁力或电磁力来提供。例如，搅拌盘可以具有足够的磁性以响应施加到该样品室上的不断改变的磁场。因此，所施加磁场的变化可以引起搅拌盘旋转和/或翻滚，这导致了搅拌样品室内的流体。例如通过可以由安置在相关联的PCR仪器上的单一的低成本驱动器来提供一个可变磁场。可以配置该驱动器来同时驱动一个、数个、和/或多个样品室内的溶解元件。因为这些溶解元件被包含在样品室内并且因为可以配置该磁力驱动器来跨过多个样品室来起作用，柱筒1720内的溶解不要求该一次性柱筒与该相关联的仪器之间特定的界面。这种配置在低成本一次性使用的柱筒中为整体化和自动化提供了高度的可处理性。配置样品室17 以接收一种或多种流体，例如来自储存器室1736的一种洗涤液和/或一种重建的溶液。当将被传送到样品室中的样品附连到介质(例如一个拭子)上时， 可以使用来自储存器室的流体来将样品重新构成流体形式。还可以通过使用缓冲溶液来洗涤样品从而使用来自储存器室的流体来纯化样品(例如细菌)。储存器室1736中的流体可以配备有柱筒，该流体由使用者来提供，和/或该流体从该柱筒附连到其上的仪器被传送到柱筒中。在任何情况下，可以将流体沿着流体途径17 从储存器室1736传送到样品室 1728中，该流体途径连接这两个室。例如在图45中可以看到这个连接，图45是柱筒1700 的顶视图。从储存器室传送到样品室的流体通过过滤器1730，这样使得在该流体进入样品室之前，将该流体过滤。柱筒1720还包括一个废料室1738。配置废料室以接收来自样品室的废料，例如核酸片段以及或者与样品一起被引入样品室中亦或在溶解期间被碎片化的其他废料。废料室 1738被通过流体途径17 流体地连接到样品室17 上，该流体途径通过过滤器1730。因此，可以将流体和碎片的废料产物从样品室传送到废料室中，而具有适合用于由过滤器来捕获的特征性大小的(或化学亲和力)目标物质将被保留在样品室内。例如，可以通过使该流体过滤通过过滤器1730并且进入废料室1738中在溶解之前纯化包含样品的溶液。然后如前述样品室中的流体可以从储存器室1736再次填满。类似地，可以再次通过使该流体过滤通过过滤器1730并且进入废料室1738在溶解之后纯化和/或浓缩包含样品的溶液。可以通过将流体从样品室传送到废料室中并且从储存器室传送到样品室中将纯化、浓缩、和/或流体再装满的步骤重复任何想要的次数。图43-45描绘了柱筒1720内的5个分别的试剂室1740a、1740b、1740c、1740d以及1740e。总体上，可以提供任何所希望数量的试剂室，从1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、或更多， 至高达任意大的数(本实施方案中以及在此所显示的其他一次性柱筒这两者中)。配置每个试剂室从而接收来自样品室的包含样品的流体，并且从而允许包含样品的流体与特定的试剂混合物进行组合。如图45中可见，可以将包含样品的流体沿着流体路径17 从样品室传送到多个试剂室中，该流体路径将该样品室并行地连接到这些试剂室的每一个上。每个试剂混合物可以包括例如引物、聚合酶、和/或适合用于PCR扩增特定核酸序列的酶。在两个或更多个试剂室1740中的试剂混合物可以是相同的或基本上相似的(例如，以考虑实验性对照)，或每个试剂混合物可以是基本上不同的，以搜索多个不同的目标核酸序列。见图45，可以将柱筒1720的试剂混合物描绘成被安置在相关联的试剂室的底部的冻干的粒料1742a、1742b、1742c、1742d、以及1742e。然而，总体上试剂混合物能够以任何适合的形式来提供，例如在流体内，以冻干的粉末的形式(或者松散的亦或被成形为除了粒料之外的一种形式)、或者以被施用到每个试剂室的内表面上的涂层的形式、等。此外， 这些试剂混合物可以供应有柱筒，这些试剂混合物由使用者来提供，或这些试剂混合物被从该柱筒被连接到其上的PCR仪器中传送到该柱筒中。柱筒1720还包括一个油室1744，该油室被流体地连接到试剂室1740a、1740b、 1740c、1740d、和1740e的每一个上。配置油室1744以提供需要用于生产包含样品和试剂流体的液滴的油包水型乳液的油。更确切地说，油可以从室1744通过到达多个液滴发生区域1745a、1745b、1745c、1745d、以及1745e中，这些液滴发生区域各自相应于这些试剂室之一并且流体地与其相连。配置每个液滴发生器以产生悬浮在油背景中的特定的样品/试剂混合物的液滴。具体地，如图45中所描述，柱筒1720中的油从油室1744向下通过多个流体途径。 这些包括一对油途径，该油途径相应于每个液滴发生器并且被配置以与来自多个试剂室之一的流体途径相交叉从而生产油包水型液滴。然后可以使产生的液滴通过界面部件，例如多个毛细管连接器1746a、1746b、1746c、1746d、以及1746e。配置这些毛细管连接器以将流体传送到多个相应的毛细管1748a、1748b、1748c、1748d、以及1748e中，这些毛细管被配置以与仪器1700’接口连接(参见，例如图42)。C.实例3 示例件的液压机理参见图46和47，这个实例描述了适合用于控制流体在一次性柱筒的不同的室之间移动的两个示例性的液压机理的多个方面。总体上如1760所展示，图46示意地展示了一个两室液压机理的多个方面，该机理适合用于控制流体在一次性柱筒(例如上述的柱筒1700或1720)的不同室之间移动。图 46的每一侧描绘了两个流体室1762和1764。每个室装备有一个柱塞1766，并且流体1768 被部分地安置在各室内。在图46的左侧部分中，流体的大多数被安置在室1764中，并且在图46的右侧部分中，流体的大多数被安置在室1762中。连接的流体路径1770被提供在室 1762与1764之间，该流体路径允许流体1768在这些室之间通过。当不相等的力被施加到两个柱塞1766上时，可以发生多个室之间的流体移动，这引起这些柱塞之一向下移动同时另一个向上移动。这些力可以典型地由力致动器来施加， 例如一个活塞或一个推杆，该力致动器可以被包含在一个仪器中或另外地与其整合，该仪器被配置以接收一个一次性的样品制备柱筒。以此方式，可以将流体以受控的方式在任何前述的一次性柱筒的多个室之间进行传送。更确切地说，柱塞1766的运动可以直接地由使用者和/或由一个仪器来控制，该仪器被配置以接收包含这些柱塞的柱筒并且与其相互作用。例如，使用者可以手动地将样品或包含样品的流体加载到室1762或1764之一(因此，该室可以被认为是一个样品室)， 并且然后将柱塞1766插入该室，将该样品或包含样品的流体密封在该室内。然后通过或者手动地亦或自动地压下适当的柱塞能够以液压方式将流体传送入并且传送出该样品室。可以通过一个处理器来控制自动的柱塞运动，该处理器被编程从而以预定的方式在该系统的多个室之间传送流体。例如，如果将液压机构1760结合到柱筒1700中，则仪器 1700’可以包括与该液压机构的柱塞互补的力致动结构，例如活塞、推杆等。可以配置这些力致动器以在特定的时间以特定的顺序、或相应于由使用者发送到该仪器中的信号来压下相关的柱塞。总体上如1780所指示，图47示意地描绘了一个三室的液压机构，该机构与图46 的两室机构1760相类似。流体室1782、1784、以及1786各自包括一个柱塞1787.流体1788 被部分地安置在每个室内，并且这些室被流体途径1790以流体的方式来连接。因此，当柱塞1787适当地移动时，可以将流体从一个室传送到其他的一个或两个室中。例如，可以通过压下室1786的柱塞并且同时升高室1782和1784的柱塞将来自室1786的流体传送到室 1782 和 1784 中。如果这些室都具有相同的大小和几何形状，则为了将等量的流体从室1786传送至室1782和1784中，可以将室1782和1784的每个柱塞以室1786的柱塞被压下的速度的一半速度来升高。可替代地，这些室可以具有不同的大小和/或形状，在这种情况下，可以适当修改这些柱塞的运动以实现等量的流体从一个室传送到其他的室中。此外，可以通过控制不同柱塞的运动根据任何所希望的体积比率将来自一个室中的流体在两个或更多个其他室之间进行分隔。根据本披露所述的柱塞可以包括一个锁定机构。可以配置一个特定柱塞的锁定机构以将该柱塞锁定在一个特定位置从而避免将流体不希望地传送到或传送出一个特定的室。例如，与废料室相关联的柱塞可以包括一个锁定机构，该锁定机构被配置从而当该柱塞达到上(收缩)位置(该位置相应于该废料室内流体的最大体积)时将该柱塞锁定就位。 这可以防止在已经将废料从样品中去除之后，废流体被无意识地传送回另一个室(例如， 样品室或储存器室)中。适合的柱塞锁定机构可以采取不同的形式，这些形式的每一个都具有共同的特性，即该机构阻止了特定的不想要的柱塞运动。例如，一个适合的锁定可以包括与该柱塞本身整合的一个机构，例如弹簧偏置的接片或类似物(未显示)，当柱塞到达某一位置时，该弹簧偏置的接片或类似物卡扣就位，阻止了随后的向下的柱塞运动。可替代地，可以将该锁紧机构与被配置以接收该一次性柱筒的仪器相结合，在这种情况下，该锁定机构可以包括编程一个控制器以避免引起在某些情况下一个特定的柱塞的向下的运动。根据本披露的柱塞还可以被配置以限制或消除泄漏。例如，如图47中所描绘，柱塞1787可以包括一个下密封件1790和一个上密封件1792两者，它们被附连到共同的轴 1794上并且被分开一段所希望的距离。密封件1790和1792典型地可以采用0形环或类似结构的形式，这些类似结构被配置从而以基本上流体密封的形式与相关的室的内环境相配合。因此，如图47所描绘(参见室1786)，当将柱塞压下时通过下密封件的任何残留的流体 1788将仍然被上密封件截留在相关联的室内。 D.实例4 示例性的液滴发生器参见图48A-48F，这个实例描述了不同的示例性的液滴发生配置，这些配置可以适合用于产生包含样品和试剂的混合物的油包水型液滴。然后可以将所产生的液滴运送到一个热循环仪器中用于PCR扩增。每个所描绘的配置是与连续生产油相乳液并且与压力控制和正排量泵送两者相适合。可以将根据本披露的液滴发生器或液滴产生配置连接到被定位在一个互补的PCR仪器上的一个压力源/泵源上，或可以包括需要用于促进液滴产生的任何的泵和/或压力源。图48A-48F中每个所描绘的液滴配置可能在一个一次性装置中(例如，柱筒)高通量产生液滴(约1，000液滴/秒)。可以通过注塑模制两层的材料来构造各配置，该材料配合在一起从而形成流体通道，例如由互补的半球形凹槽所形成的圆柱型通道。图48A-48F 中所描绘的液滴产生配置的流体通道可以具有不同的通道深度，例如50μπι、100μπι、 150 μ m、200 μ m、或 250 μ m，等。图48A描绘了一个3-端口交叉液滴产生配置1800，其中来自一个第一流体孔(或室)1802的油被传送通过流体通道截面1804的两个类似的分支。来自孔1802的油与来自一个第二流体室1806的水性流体相交叉，该水性流体被沿着流体通道截面1808传送到一个交叉区域中(总体上如1810所指示)。来自孔1802的油从两个不同的但基本上相对的方向到达交叉1810，相反该水溶液仅沿着一个单一的途径到达该交叉，该单一途径是基本上垂直于该到达的油的移动的两个方向的。结果是在交叉1810，油背景中的水性液滴(即油包水型乳液)被生成并且被沿着流体通道截面1812传送到一个第三室1814中，在该第三室中该乳液可以被临时地储存和/或传送到一个热循环仪器中。
图48B描绘了一个配置1815，该配置在大多数方面与图48A中所描绘的液滴产生配置1800相类似。具体地，在液滴产生配置1815中，来自一个第一流体室1816的油被传送通过流体通道截面1818的两个类似的分支。在总体上如1拟4所指示的交叉区域处，流体通道截面1818与将水性流体从一个第二流体室1820传送出来的一个流体通道截面1822相交叉。与配置1800中相同的是，来自室1816的油从两个不同方向到达交叉1810，但与配置 1800中不同的是，油没有从基本上相对(反平行)的方向到达。相反，通道截面1818各自以不垂直的角度交叉通道截面1822，在图48B中该角度被描绘为大致60度。总体上，配置 1815可以包括多个油流体通道，这些油流体通道以任何所希望的一个或多个角度来交叉一个水性流体通道。流动通过通道1818的油与流动穿过通道截面1822的水溶液相结合从而形成悬浮在油背景中的水性液滴的一个油包水型乳液。如在配置1800的情况下，然后可以将这些液滴沿着流体通道截面1拟6传送到一个第三流体室1拟8中，用于储存和/或传送到一个热循环仪器中。图48C描绘了一个四端口液滴产生配置1829，该配置包括两个分开的油孔或室。 配置一个第一油室1830以储存油并且将油通过一个流体通道截面1832传送到一个通道交叉点中(总体上如1842所指示)。类似地配置一个第二油室1834以储存油并且通过一个流体通道截面1836将油传送至该交叉点中。配置水性流体室1838从而储存水性流体(例如一个样品/试剂混合物)并且从而将该水性流体通过流体通道截面1840传送到交叉点 1842中。当移动通过流体通道截面1832和1836的油与移动通过流体通道截面1840的水性流体交叉时，产生了悬浮在油中的水性液滴的一种油包水型乳液。虽然流体通道1840被描绘为以垂直角度与流体通道1832和1836的每一个相交叉，如前关于图48B的液滴产生配置1815所述，总体上这些通道能够以任何所希望的角度来交叉。在交叉1842处所产生的乳液穿过输出流体通道截面1844移动到乳液室1846中，在该乳液室中可以临时地保存以传送到一个仪器中(例如一个热循环仪器)。图48D-48F示意地描绘了几个其他可能的液滴产生配置的流体通道交叉区域，其中所描绘的流体通道内的箭头指出各通道内流体流动的方向。虽然用于接收和/或储存油、水、以及任何其他的所产生的乳液的流体室没有在图48D-48F中描绘，这些室或油和水性流体的至少一些来源可以存在于包含任何所描绘的配置的柱筒中。可以通过任何适合的方法来形成流体通道和任何相关的室，例如注塑模制如前述的热塑物质的互补的组段。图48D描绘了一个“单一 T”配置1850，其中在流体通道交叉1856处，移动进入一个油通道1852的油与移动进入一个水性通道1邪4的水性流体相交叉从而产生一种油包水型乳液，该乳液移动通过输出流体通道1858。该配置与图48A-48C中的那些配置不同，因为油仅从一个单一方向到达该油/水交叉。因此，可以通过与油从两个方向到达的配置方面稍微不同的物理机构来形成这些液滴。例如，在图48D的单一 T配置中所形成的液滴可以主要地通过剪切机理而不是主要地通过压缩机理来形成。然而，液滴形成的物理原理还没有完全被了解并且有可能取决于多种因素，包括通道直径、流体速度、以及流体粘度。图48E描绘了一个“双T型”配置1860，其中在一个第一交叉1866处，在一个油通道1862中移动的油与在一个第一水性通道1864中移动的水性流体相交叉从而产生一个油包水型乳液，该乳液移动通过中间的流体通道1868。在一个第二交叉1872处，通道1868 与一个第二水性通道1870相交叉从而在乳液中产生另外的油包水型液滴。然后使所有产生的液滴移动通过输出流体通道1874。该配置再次与图48A-48C中的那些配置不同，因为油仅从一个单一方向到达这些油/水交叉。此外，配置I860与图48D中所描绘的单一 T配置1850不同，因为存在两个油/水交叉。与由配置1850所产生的乳液相比(它仅包括一个油/水交叉)这可以导致由配置I860所产生的该油包水型乳液中更大的液滴密度。
图48F描绘了一个液滴发生配置1880，其中在一个交叉1888处，在一个油通道 1882中移动的油与在第一个和第二水性通道1884和1886中移动的水性流体相交叉。在这个配置中，水性流体从两个相对的方向到达该交叉，这两个相对的方向是与通道1882中油的移动方向基本上垂直的。更一般地，该水性流体可以与油以任何所希望的角度相交叉。 根据至少不同通道的大小、油和水性流体的流动速率、以及水性流体通道与油通道的交叉的角度，这种类型的配置可以是适合用于生产或者水包油型乳液亦或油包水型乳液的。在两个情况中任何一个下，该乳液可以通过输出流体通道1890移动远离交叉1888。
E.实例5 —次件样品柱筒3参见图49-51，这个实例描述了三种可替代的一次性样品制备柱筒的多个方面。总体上如1900所指示，图49是一个示意图，该示意图描绘了另一个一次性样品制备柱筒以及在该柱筒的不同部件之间适合的流体连接。柱筒1900被配置以接收并且制备用于PCR热循环和扩增的包含目标物的样品，并且该柱筒在许多方面是基本上与图42中所描绘的柱筒1700相类似的。因此，柱筒1900包括一个样品室1902、一个废料室1904、一个过滤器1906、一个储存器室1908、以及多个试剂室1910a、1910b，这些试剂室可以预先装入试剂1911a、1911b。这些部件与柱筒1700中它们的对应物相类似，并且将不再详细描述。如柱筒1700的情况，可以在柱筒1900中提供任何想要数量的试剂室(例如5个或更多个)。柱筒1900还包括一个液滴发生器(总体上如1912所指示)，该液滴发生器与柱筒1700的液滴发生器1712稍有不同。具体地，液滴发生器1912包括两个分别的油储存器 1914a、1914b，这两个油储存器相应于并且分别地连接到两个不同的试剂室上。因此，油储存器191 将油传送到交叉点1916a处，在该交叉点该油与来自试剂室1910a的水性流体相结合从而形成样品/试剂液滴的一个第一油包水乳液，并且由储存器1914b将油传送到交叉点1916b处，在该交叉点该油与来自试剂室1910b的水性流体相结合从而形成样品/ 试剂液滴的一个第二油包水乳液。然后可以将两种乳液传送到一起1900’中进行热循环。 与柱筒1800相比较，以柱筒1900的方式提供分别的油储存器和油通道可以减少来自分别的试剂室的多个试剂之间交叉污染的任何机会。总体上如2000所指示，图50是一个示意图，该示意图描绘了又一个一次性样品制备柱筒以及在该柱筒的不同部件之间适合的流体连接。对应地与图42和49中所描绘的柱筒1700和1900相类似，配置柱筒2000以接收并且制备一个包含目标物的样品用于PCR热循环以及扩增。柱筒2000包括一个样品室2002、一个废料室2004、一个第一过滤器2006、 以及一个第一储存器室2008，它们与柱筒1700中它们的对应物相类似，并且将不再详细描述。柱筒2000还包括一个第二储存器室2009。过滤器2006被安置在样品室2002与储存器室2008和2009的每一个之间，并且用于当将流体传送入和传送出该样品室时，将包含目标物的样品保留在该样品室中。如在以前所述的示例性柱筒中，典型地可以将重新构成的和/或洗涤的流体从这些储存器室之一传送到样品室中，并且典型地可以将废液传送出样品室进入废料室中。提供了第一和第二储存器室2008和2009这样使得样品室中的样品可以被重新构成和/或洗涤两次。例如，可以将重新构成的溶液从储存器室2008传送到样品室中，在此之后可以如前所述将样品溶解。然后可以将废液从样品室传送到废料室2004中，同时将目标物保留在样品室中。接下来，可以将洗涤溶液从储存器室2009传送入样品室中并且可以再次将废液从样品室传送到废料室中。提供两个储存器室和两个重新构成/洗涤步骤可以导致一个样品，该样品包含相对较少的杂质，并且因此导致目标物质的相对高的分数。一个第二过滤器2007被安置在样品室2002和试剂室2010a、2010b之间。该试剂室可以预先装入试剂2011a、2011b，并且这些试剂室和这些试剂两者都与它们的上述对应物相类似。配置过滤器2007以允许使目标核苷酸物质从样品室通过进入试剂室中，同时阻止较大的物质通过，例如纯化和溶解之后保留在样品室中的溶解珠粒或大的废料。如柱筒1700和1900的情况，可以在柱筒2000中提供任何想要数量的试剂室(例如5个或更多个)。可替代地，或除了过滤器2007之外，另外的过滤器2012a、20Ub可以配备有试剂室2010a、2010b，并且类似的另外的过滤器每一个可以配备有另外的试剂室。这些另外的过滤器可以用于与过滤器2007相类似的目的，即阻止相对大的废料(例如溶解珠粒)进一步前进通过该柱筒。提供一个第二过滤器2007和另外的过滤器2012a、2012b两者可以导致相对更纯的样品/试剂混合物，该混合物被从试剂室传送到柱筒的液滴产生部分。柱筒2000包括一个液滴发生器(总体上如2014所指示)，该液滴发生器被配置以产生相应于各试剂室的油包水型乳液。然而，与上述的柱筒不同，用于乳液的油是由相关联的仪器2000’而不是由柱筒内来提供的。为了描述柱筒和仪器相互之间的作用，可以使用上撇参考号来表示仪器2000’的部件，而无上撇的参考号将继续用于指柱筒2000的部件。为了将油提供到柱筒2000中，仪器2000’内的油储存器2016’将油沿着油管线 2018a、2020a来传送从而产生相应于试剂室2010a的液滴。在交叉区202 处该油与来自试剂室2010a的水溶液相交叉从而产生包含样品/试剂混合物的液滴，可以将这些液滴传送到仪器2000’中用于热循环。类似地，油储存器2016，沿着管线2018b、2020b来提供油从而在交叉区域2022b处产生相应于试剂室2010b的液滴，可以配置油储存器2016’ (或另外的储存器，未显示)以提供油从而产生相应于任何所希望的数量的另外的试剂室的液滴，这些试剂室被包括在柱筒2000中。在柱筒2000的区域2022a、202^处，以及在任何其他另外的液滴发生交叉区域处所产生的样品/试剂液滴都可以通过相应的流体路径20Ma、20Mb (等)被传送到仪器 2000，的多位阀2(^6，处。例如可以配置阀2(^6，从而接收来自多个流体输入通道的液滴， 并且从而以任何所希望的方式将这些液滴传送到该仪器的热循环区域中，例如以在一个时刻控制地批量处理一种类型的样品/试剂的方式。总体上如2100所指示，图51是一个示意图，该示意图描绘了又一个一次性样品制备柱筒以及在该柱筒的不同部件之间适合的流体连接。与上述柱筒相类似，配置柱筒2100 以接收和制备包含目标物的样品用于PCR热循环和扩增。柱筒2100包括其他柱筒的几个特征，包括样品柱筒2102、废料柱筒2104、过滤器2106、以及试剂室2110a、2110b (加上任何想要数量的另外的试剂室)。这些部件与它们前述的对应物相类似，并且将不再详细描述。
配置柱筒2100以插入一个相关联的PCR仪器2100’(示于图51中界限L的右侧) 中或另外地与其相互作用。在这种情况下，仪器2100’将除了样品或包含样品的流体之外的基本上所有的工作流体提供于该柱筒中。换言之，配置仪器2100’以用流体来灌注柱筒 2100。如关于图50的描述的情况中，在图51的描述中可以使用上撇的参考号来表示仪器 2100’的部件，而将继续用无上撇的参考号来指柱筒2100的部件。仪器2100’的储存器泵2112’可以配备有一个选择器阀或类似的机构以允许将流体选择性地从该储存器泵传送通过从该泵引导的不同的流体通道。在将柱筒2100放置在仪器2100 ’内或其附近的固体位置中，这样使得形成了基本上流体紧密密封之后，该储存器泵将流体泵送入通往废料室2104的流体通道2114中，当该柱筒被连接到该仪器上时，该废料室是基本上没有流体的。储存器泵2112’不断地将流体泵送入通道2114中直至该流体充满通道2114并且前进通过通道2116来充满过滤器2106。然后该储存器泵停止将流体泵送入通道2114中并且开始将流体泵送入通往试剂室21 IOa的通道2118a中，继续泵送直至流体充满通道2118a。在储存器泵2112’的运行期间，通过通道2122a以流体方式连接到试剂室2110a上的废料泵2120’运行以抽走空气和任何过量的流体。一旦流体通道2114、2116、和2118a已经灌注有流体，储存器泵2112’将一个测量的量的流体传送到储存器泵与样品室2102之间的流体通道21M中，以填充通道21M、样品室与试剂室2110a之间的通道2U6a，以及试剂室2110a与废料泵2120’之间的通道2122a。 当通道21M、2126a、以及212 灌注有流体时，废料泵2120’运行以抽走空气和流体。接下来，储存器泵2112’传送另外的流体通过通道2118a至试剂室2110a，进入通道2130a，通过液滴产生区域2132a，并且进入仪器2100’的一个多位阀2134’中。在这点处，从储存器泵2112’引出至样品室2102、废料室2104、以及试剂室2110a 的流体通道，以及从试剂室2110a至多位阀2134’的流体通道已经都灌注有流体。然后可以使用储存器泵2112’来灌注与任何另外的试剂室相关联的流体通道。例如，储存器泵 2112’可以传送一个测定量的流体通过管道21M以填充样品室与试剂室2110b之间的通道 2U6b、以及试剂室2110b与废料泵2120’之间的通道2122b，同时废料泵2120’运行以抽走空气和流体。然后储存器泵2112’可以将流体通过通道2128b直接传送至试剂室2110b 中，至通道2130b中，通过液滴产生区域2132b，并且进入多位阀2134’中。以类似的方式， 可以使用储存器泵2112’(或在一些情况下，另外的储存器泵)来灌注与任何所希望数量的试剂室相关联的流体通道。一旦柱筒2100的通道已经被灌注到所希望的程度，可以将一个样品或包含样品的流体放入样品室中，并且可以如以上关于其他柱筒实施方案所描述完成所有上述的纯化、浓缩、溶解、试剂混合、和/或液滴产生的步骤。然而，柱筒2100与上述柱筒之间的一个另外的差异是柱筒2100不包括用于提供油来产生液滴的油储存器。而，油储存器2140’被包括在仪器2100’中。配置油储存器2140’以通过管线214 和214 将油提供至液滴产生区域2132a中，并且通过管线2142b和2144b至液滴产生区域2132b中。可以配置油储存器以将油提供于任何所希望数量的另外的液滴产生区域中，这些区域相应于图51中所描绘的两个以上的另外的试剂储存器。在样品/试剂液滴产生之后，可以将它们传送到多位阀2134’中，配置该多位阀以将这些液滴传送到仪器2100’的一个热循环部分用于PCR 扩增。
F.实例6 —次件样品柱筒4参见图52和53，这个实例描述了又一个可替代的一次性样品制备柱筒的多个方总体上如2150所指示，图52是示例性柱筒的内部部分的一个等距视图。配置柱筒 2150以与仪器(未显示)接口连接，这样使得可以总体上以油包水乳状液的形式将制备的样品传送到仪器中，用于PCR扩增和分析。除了图52中所描绘的内部部分，柱筒2150还可以包括被安置在该内部部分的一些或整体周围的一个适合的外部壳体(未显示)。该外部壳体可以被配置以保护该内部部分并且可以被成形以有助于多个柱筒的储存和/或运输。柱筒2150包括一个上本体部分2152，加上将在下面更详细地描述的多个柱塞以及连接器。例如通过注塑模制一个热塑性材料或其他类似的材料可以整体地构造本体部分 2152。一个第二下本体部分(未显示)可以被包括在柱筒2150中并且通过热封、胶粘、或另外地将这两个本体部分紧固到一起被连接到上本体部分上，但是这个下本体部分是简单地一个基本上平面的、无特征的薄片材料并且因此将不进一步描述。如参考以上图43-44 所示以及描述(例如)，与两件式构造相比较(其中这两件都包括用于流体操作和传送的特征)将这些显著的特征限制在整体地构建的柱筒体部分内(例如，上本体部分215 可以在成本、简单性、结构完整性、和/或改进的功能性方面具有优点。柱筒2150的本体部分2152包括一个配置用来接收样品的样品柱筒2154，该样品潜在地包含一种目标核酸序列；一个配置用来提供洗涤溶液和/或重构溶液的储存器室 2156 ；—个废料室2158，该废料室被以流体方式连接到样品室上并且被配置以接收废料； 以及多个试剂室2160a、2160b、2160C、2160d、2160e，每个试剂室被以流体方式连接到样品室上并且被配置用来接收包含样品的流体并且用来在PCR热循环之前使包含样品的流体与试剂混合物相结合。此外，柱筒2150的本体部分2152包括液滴室2161a、2161b、2161c、 2161d、2161e，每个液滴室被配置用来接收一种油包水型乳液(包含在相应的试剂室中的包括样品/试剂混合物的包含样品的液滴)。如上述，可以在一个柱筒中包括任何所希望数量的试剂室(以及相应的液滴室)。样品室、储存器室、废料室、以及试剂室在结构和功能方面与图43的柱筒1720中它们的对应物是基本上相似的，包括任何适当的过滤器、搅拌元件，以及类似物，并且因此将不再详细描述。本体部分2152还包括一个油输入室2162、一个油出口室2164、以及一个初始出口室2166。油输入室2162被配置用来保持并且传送油，该油将以下面更详细地描述的方式用于生产油包水型乳液中包含样品的液滴。油出口室2164被配置用来接收已经被传送出油输入室、但还没有用于包含样品的液滴的油包水型乳液的油。可以将接收于油出口室2164 中的过量的油或者弃去亦或再循环(即，重新定向到油输入室)。初始出口室2166被配置用于在初始柱筒启动步骤期间以下面将更详细描述的方式来接收一个或多个启动流体。除了上本体部分2152之外，柱筒2150还包括一个流体操作部分(总体上如2168 所指示)。该柱筒的流体操作部分包括一个样品室柱塞2170以及多个试剂室柱塞2172a、 2172b、2172c、2172d、2172e。这些柱塞被配置以在其对应的室内上下移动从而引起以所希望的方式将流体传送入和传送出这些室。柱筒的流体操作部分2168还包括多个基本上类似的毛细管接头2174、以及多个基本上类似的毛细管2176。这些毛细管接头被配置以将流体传送至和/或出相应的室至相应的毛细管，该毛细管被配置以与相关联的热循环仪器连接。图53是上本体部分2152的一个底视图，该底视图描绘了一个流体通道的网络，这些流体通道在柱筒的不同部分之间形成流体连接。如以上所指出的，柱筒2150的下本体部分(未显示)将总体上被安置与上本体部分2152的底部表面相平齐从而形成一个流体密封的密封件这样使得流体仅能够通过图53中所示的不同的流体通道在柱筒的不同部分之间来移动。因此，流体通道的网络是由该上本体部分的下表面和下本体部分的上表面来定义的，尽管在这个实例中下本体部分的上表面是一个基本上平面的表面，这样使得完全地在柱筒的上本体部分中形成这些流体通道。具体地，流体通道2178被配置用来将重构/洗涤和/或初始流体从储存器室2156 传送到样品室21M中，并且另一个流体通道2180被配置以将废料流体传送出样品室21M 并且传送入废料室2158中。又一个流体通道2182被配置用于将包含样品的流体从样品室 2巧4传送到试剂室2160a、2160b、2160c、2160d、2160e中，并且还用于将初始流体从样品室 2154传送到初始出口室2166中。又一个流体通道2184被配置以将油从油输入室2162传送至多个液滴产生区域2186a、2186b、2186c、2186d、2186e中。这些液滴产生区域各自以流体方式连接到这些试剂室之一并且各自被配置用来接收来自这些试剂室之一的样品/试剂混合物流体，并且用于使样品/试剂混合物流体与背景流体相结合从而形成一种包含样品的液滴的乳液。多个流体通道2188a、2188b、2188C、2188d、2188e被配置以将产生的液滴从它们对应的液滴产生区域传送到相应的液滴室2161a、2161b、2161c、2161d、2161中。典型地，柱筒2150可以灌注有由相关仪器所提供的一种或多种流体。例如，当已经在柱筒和仪器之间建立了流体连接时，可以从该仪器传送初始流体(例如油、水或任何其他基本上不可压缩的流体)通过适当的毛细管和毛细管接头，并且进入储存器室2156 中。然后可以从储存器室传送初始流体，通过流体通道2178，并且进入样品室21M中。从样品室开始，可以传送该初始流体通过流体通道2182并且进入初始出口室2166和/或这些试剂室中。类似地，可以从该仪器传送油或一些其他初始流体进入输入室2162中，通过流体通道2184，并且进入油出口室2164和/或液滴产生室中。以此方式，可以使用所希望的初始流体来初始化柱筒2150的任何所希望的流体室和通道的子集。可以配置每个柱塞2170、2172a、2172b、2172c、2172d、和217 (以及本披露所考虑的任何其他柱塞)用来根据需要指导流体通过特定的流体通道，还用来选择性地允许或防止流体流入和流出不同的室两者。换言之，可以配置每个柱塞用于处理作为一个柱塞来操作之外，通过选择性地打开或关闭进入一个或多个特定的流体通道的入口而作为一个阀来操作。例如，当试剂柱塞2172a、2172b、2172c、2172d、以及2172e处于它们的最向下的位置时(使试剂室的体积降至最小)，可以配置这些柱塞来阻断流体通道2182与流体通道 2184(参见图5 之间的流体连接，这样使得通道2182可以独立于通道2184灌注有流体。 以类似的方式，可以将任何柱筒的柱塞用作阀来阻止或允许流体在该柱筒的不同部分之间流动。图52和53的一次性柱筒2150仅仅是一次性柱筒的一个实例，该一次性柱筒被配置以灌注有由相关联的仪器所提供的流体。本披露考虑了其他一次性柱筒，这些柱筒可以是基本上相似的除了不同室的布置和/或在流体如何在不同室之间、或这些室与仪器之间选定路线方面的改变。例如，可以将废料室和/或储存器室布置在该仪器上而不是如图52和53中所述在柱筒上。可以提供多个油输入室，其中每个室将油提供给单一的液滴发生区域而不是如图52和53中所示一个室将油提供给多个区域。这些液滴产生区域可以采用关于图48A-48F以前所述的任何这些不同的形式，例如一个交叉的构型而不是如图52和53 中所示的单一的T构型。可以将过量的油或初始流体或者弃去(如图52和53中所示)、再循环，亦或选择路径通过该一个或多个液滴发生器出口。可以使液滴选择路径或者通过多个出口(如图52和53中所示)亦或通过一个单一的、共同的出口。可以采用以上变体的几乎任何组合，这导致了一种改进的系统，该系统对于具体的应用可以是最适当的。
G.实例7 诜定的实施方案根据本披露的多个方面这个分段描述了样品制备和样品柱筒的另外的方面，不受限制地以一系列的编号的句子来提出。1. 一种目标分子扩增的方法，包括(A)纯化一种流体样品；⑶溶解该样品；(C) 使该样品与一种试剂混合物结合；⑶产生乳液中样品的液滴；以及(E)将该乳液传送到一个热循环仪器中；其中纯化、溶解、结合、以及产生的步骤都是在一个一次性的、单次使用的柱筒内完成的。2.如段落1所述的方法，进一步包括从该一次性柱筒的样品收集器中提取样品。3.如段落1所述的方法，进一步包括在该一次性柱筒内浓缩样品。4.如段落1所述的方法，其中纯化包括溶解之前通过将目标物质保留在样品内同时去除小于该目标物的废料的纯化。5.如段落1所述的方法，其中纯化包括溶解之后通过将目标物质保留在样品内同时去除大于该目标物的废料的纯化。6. 一个单次使用的样品制备柱筒，包括一个第一本体部分以及一个第二本体部分，其中该第一本体部分包括(A) —个样品室，该样品室被配置用于接收样品；(B) —个储存器室，该储存器室被以流体方式连接到该样品室上并且被配置用来将重新构成流体提供到样品室中；(C) 一个废料室，该废料室被以流体方式连接到该样品室上并且被配置以接收来自样品室的废料流体；(D)多个试剂室，每个试剂室被以流体方式连接到样品室上并且每个试剂室被配置用于从样品室接收包含样品的流体并且用于使包含样品的流体与试剂混合物相结合；以及(E)多个液滴产生区域，每个产生区域被以流体方式连接到这些试剂室之一并且每个产生区域被配置用来从这些试剂室之一接收样品/试剂混合物流体并且用来使样品/试剂混合物流体与一种背景流体相结合从而形成一种包含样品的液滴的乳液；并且其中该样品室、储存器室、废料室、试剂室、以及液滴产生区被通过流体通道的网络以流体方式连接到彼此上，该流体通道是由该第一本体部分的下表面和该第二本体部分的上表面来限定的。7.如段落6所述的柱筒，其中完全地在该第一本体部分中形成这些流体通道，并且其中该第二本体部分的上表面是一个基本上平面的表面。8.如段落6所述的柱筒，其中该背景流体是油，并且进一步包括一个油输入室，该油输入室被配置用来接收有待传送到这些液滴产生区域中的油。9.如段落8所述的柱筒，进一步包括一个油出口室，该油出口室被配置用来接收油，该油已经被传送出油输入室，但还没有被用于这些乳液之一。10.如段落6所述的柱筒，进一步包括多个液滴室，这些液滴室每一个被配置用来接收这些产生的乳液之一。11.如段落6所述的柱筒，进一步包括一个流体操作部分，该流体操作部分包括多个柱塞，这些柱塞被配置用于引起将流体传送入和传送出这些室。12.如段落11所述的柱筒，其中该流体操作部分进一步包括多个接头，这些接头被配置用于在该柱筒的至少一个室与该仪器之间传送流体。13.如段落11所述的柱筒，其中每个柱塞被配置从而当处于其最向下位置时通过选择性地关闭通往这些流体通道中至少一个的入口而作为一个阀来起作用。14.如段落11所述的柱筒，其中样品柱筒包括一个搅拌元件，该搅拌元件被配置用于通过磁力进行搅拌。15.如段落11所述的柱筒，其中这些试剂室被以流体方式并行地连接到样品室上。16.如段落11所述的柱筒，其中背景流体是油，并且进一步包括至少一个油储存器，该油储存器被以流体方式连接到这些试剂室中至少一个上并且被配置用来提供用于形成相应的乳液的油。17.如段落16所述的柱筒，其中至少一个油储存器包括相应于各试剂室的一个油储存器，并且被配置用来提供用于形成相应的乳液的油。18. 一个微流体装置，该微流体装置包括整合的用于从样品中提取核酸以及用于形成微液滴的溶解区域、分离区域、试剂混合区域以及微液滴产生区域，这些区域包括(A) 一个溶解区域，该区域用于溶解细胞或微生物以释放核酸；(B) —个分离区域，该区域用于从该细胞或微生物的其他部分中分离核酸，其中该分离区域被连接到该溶解区域上；(C) 一个试剂混合区域，该区域用于使核酸与至少一种试剂相混合；其中该试剂混合区域被连接到该分离区域上；以及(D) —个液滴产生区域，该区域包括一个样品入口端、一个不互溶的流体、以及一个出口端，其中该液滴产生区被连接到该试剂混合区上。IV液滴发生器本节描述示例性的液滴发生器，例如用于基于液滴的测定。在例如DNA扩增系统等系统中可以希望的是使用一个部分地或完全地一次性装置来产生包含样品的液滴。这可以通过一次性柱筒来实现，该一次性柱筒被配置用于作为一系列的样品制备步骤的一部分来产生液滴，这些样品制备步骤还可以包括溶解、纯化、以及浓缩、等。然而，在其他情况下，可以希望的是提高一个部分地或完全地一次性的装置，该一次性的装置被配置以完成液滴产生而不用完成实质性的另外的样品制备步骤。例如当 DNA扩增系统被配置以分析样品时(这些样品典型地是在另一个位置或由实际工作者来制备的)，这可以是所希望的。在这些情况下，专用的液滴发生系统可以是最简单的并且最经济的解决方案。总体上如2200所指示，图M示意地展示了一个液滴发生系统。系统2200包括一个液滴发生器2202以及一个流体储存器2204。液滴发生器2202被配置用来产生包含样品的液滴(典型地以油包水乳液的形式)，并且用来将所产生的液滴运送到所希望的位置(例如，储存位置或热循环仪器)。流体储存器2204被配置用来储存和/或接收将被用于形成乳液的流体，典型地一种背景流体(例如，油)以及一种前景流体(例如，包含DNA样品以及试剂混合物的水溶液)。
如图M所指示，为了产生液滴的乳液，液滴发生器2202将典型地被至少部分地安置在流体储存器2204中。为了将液滴运送离开储存器2204，液滴发生器2202将典型地或者可以物理地从储存器中移开，亦或可以包括适合的流体连接(示意地如2206所指示)，这些连接被配置以用于从液滴发生器接收液滴以及用于将它们传送到另一个所希望的位置上。当液滴发生器2202被配置从而从储存器2204中可移开时，这些液滴发生器的一个或两个以及该储存器可以是一次性的。例如弃去与样品进行直接接触的该系统的任何部分可以帮助避免多个样品直接交叉污染的可能性。液滴发生器与流体储存器的多种配置作为液滴发生系统(例如系统2200)的部件可以是适合的。例如，适合的液滴发生器包括对接管、钻有交叉通道的管、部分地或完全地插入其他管内部的管、以及具有多个开口的管、等，其中“管”是指任何截面形状为长形空心的结构。适合的流体储存器包括枪头、旋柱、孔(或者单独的亦或以孔板阵列的形式)、 管、以及注射器、等。以下的实例描述了具体的示例性的液滴发生器以及流体储存器，参见图55-71。可以在以上交叉引用下列出的并且通过引用结合在此的美国临时专利申请中发现另外的适当的披露，具体是于2009年9月21日提交的序列号61/277，204，名称为用于基于液滴法测定的液滴发生器，并且将Kevin Dean Ness、Benjamin J. Hindson、Billy W. Colston, Jr.、以及 Donald A. Masquelier 定名为发明人。Α.实例 1图55和56描绘了示例性的交叉型液滴发生器。总体上如2210所指示，图55示意地描绘了一个第一示例性的交叉型液滴发生器 (处于一对对接的管的形式)。术语“交叉型液滴发生器”是指一个背景乳液流体(典型地是油)从两个基本上相对的方向相内部移动以与以背景流体的移动方向成直角移动的一个前景乳液流体(典型地是一种水性流体)相交叉从而形成了一个乳液，该乳液沿着该前景流体的移动初始方向来移动。因此，流入的背景流体、流入的前景流体、以及流出的乳液的移动的方向形成一个交叉。因此，液滴发生器2210包括被一个小距离D.分开的空心的流体管道2212、2214 的两个互补的组段，管道组段2212、2214可以由已经被切割并且分离的单个连续空心管来构造，在这种情况下，这些管道组段将具有基本上相等的外径和内径。可替代地，管道组段 2212、2214可以分别地构造并且然后适当地安置在液滴发生器2210内，在这种情况下这些管道组段可以具有基本上不同的外径和/或内径。管道组段2212、2214被至少部分地安置在一个油通道2216中。油通道2216应该典型地是一个流体储存器的一部分，该流体储存器被配置用来将流体(包括油和/或包含样品的水性流体)提供给液滴发生器2210。在以下实例2中描述了不同的示例性流体储存器。油通道2216可以采用多种形式，例如一个在管内形成的圆柱状通道，一个在基本上平面的通道壁之间形成的矩形通道、或简单地一个在流体的周围储存器内的流体流动路径、 等。管道组段2212、2214可以与油通道2216整体地形成或能够以圆柱基本上流体密封的方式将这些管道组段插入到该油通道的一个或多个开口中。管道组段2212包括一个形成流入流体通道2218的空心的内部部分，并且管道组段2214包括一个形成流出流体通道2220的空心的内部部分。流入流体通道2218被配置以将包含样品的流体从流体源(例如，周围的流体储存器或试剂室)运送到油通道2216中，并且可以被相对于该油通道提高压力以促进该传送。为了产生包含样品的液滴，可以将油通道2216中的油以及流入流体通道2218中的包含样品的流体各自都相对于流出流体通道 2220升高压力，以易于将油和包含样品的流体两者朝向流出流体通道的入口开口 2222来牵引。当包含样品的流体离开流入流体通道2218的出口开口 22 时，可以在油背景中形成包含样品的流体的水性液滴，这导致了液滴的油包水型乳液进入到该流出流体管道中。可以将这些管道组段2212、2214之一固定在周围的流体储存器内，而另一个组段可以从该周围储存器中移开。在这些情况下，可以典型地将管道组段2212固定就位，而管道组段2214可以典型地是可移开的，并且可以被配置从而在距离管道组段2214的一个已知的、所希望的距离处被选择性地安置就位。例如，管道组段2214可以代表注射器、移液器等的尖端，可以将该尖端插入到一个包含油通道2216的储存器中并且用于通过施加吸力来将包含样品的液滴的乳液抽入流出流体通道的入口开口 2222中来产生和储存包含样品的液滴。然后可以从流体储存器中去除管组段2214，并且将乳液传送至另一个所希望的位置(例如热循环仪)。总体上如2230所指示，图56描绘了一个第二示例性交叉型液滴发生器。。液滴发生器2230是由一个单一组段的流体管道来构造的，通过该管道形成了两个垂直的并且横切的流体通道2232和2234。可以将液滴发生器2230临时地或永久地安置在一个流体储存器(未显示)内，该流体储存器被配置以保持用于形成包含样品的液滴的乳液的流体，例如一种背景油和一种前景包含样品的水溶液。流体通道2232的远端开口 2236被配置用来接收和运送包含样品的溶液，并且流体通道2234的中间开口 2238、2240被配置用来接收和运送背景油。在总体上如2242所指示的交叉区处，移动通过通道2232的包含样品的流体与移动通过通道2234的油相交叉，并且产生了一种包含样品的液滴的油包水型乳液。然后该乳液沿着该包含样品的流体的移动的初始方向(图56中从左至右)连续移动通过通道2232。 然后根据要求可以将该乳液传送到一个储存位点和/或传送到一个热循环仪中。在一些情况下，液滴发生器2230可以是一个可更换的和/或一次性的部件(例如注射器或移液器) 的尖端，或可替代地，液滴发生器2230可以表示被配置用来将一个液滴的乳液运送离开流体储存器至所希望的位点的一个固定的、非一次性的部件的远端部分。B.实例 2图57和58描绘了示例性的流动聚焦液滴发生器。总体上如2250所指示，图57描绘了一个第一示例性流动聚焦液滴发生器。。术语 “流动聚焦液滴发生器”是指当通过背景流体周围的局部几何形状将它朝向交叉区域进行聚焦时产生液滴，在交叉区域中该背景流体与一种前景的包含样品的流体相交叉。然后形成包含样品的液滴的乳液。与交叉型液滴发生器中不同，流动聚焦液滴发生器中的背景和前景流体不需要以基本上直角来交叉(如图57中所指示)。流动聚焦液滴发生器2250包括一个流体输入通道2252、一个液滴输出通道22M、 以及一个油储存器2256。流体输入通道2252被配置以将包含样品的流体朝向流体交叉区域来运送(总体上如2258所指示)。如图57所描绘，流体输入通道2252可以是基本上圆柱形的，其中长形锥形尖端2260被配置用来产生所希望大小的流体液滴，尽管多种变体(例如非锥形尖端)也可以是适合的。如下所述，液滴输出通道22M还可以是基本上圆柱形的或具有适合用于将背景油导向与尖端2260相连接的交叉区域2258的任何其他所希望的形状。油储存器2256被配置以接收和/或存储油或任何其他适合的乳液背景流体。
为了产生液滴，产生一个压力差从而将流体从输入通道2252和油储存器2256抽入到输出通道22M中。由于输入通道的几何形状、输出通道、以及储存器，来自该储存器的油形成一个流体路径，该流体路径朝向交叉区域2258来聚焦，其中流体速度的分量并行于该流体输入通道内包含样品的流体的移动的方向(如图57中由箭头2262所指示的)。在油背景中包含样品的液滴的乳液被形成并且以与流体输入通道2252内包含样品的流体的移动的方向基本上相同的移动方向移动远离流体输出通道22M内的交叉区域2258。
可以将输出通道22M两者之一固定在油储存器2256内，在这种情况下，可以将它配置以将产生的油包水型乳液传送出油储存器至另一个所希望的位点，例如一个储存位点或一个热循环仪中。可替代地，输出通道22M可以是可更换的和/或一次性的部件(例如注射器或移液器的尖端)的一部分，在这种情况下一旦已经产生所希望量的乳液时，可以将它去除。然后可以将该乳液物理地批量地运送到另一个所希望的位点。总体上如2280所指示，图58描绘了一个第二流动聚焦液滴发生器。液滴发生器 2280与图57的液滴发生器2250相类似，除了液滴发生器2280不包括分离的包含样品的流体输入通道之外。相反，液滴发生器2280仅包括一个液滴输出通道2282以及一个流体储存器2284。然而，在这种情况下，流体储存器2284被配置以接收和/或储存包含样品的流体和一种适合的乳液背景流体(例如油)两者。如图57的实施方案中所示，该液滴输出通道可以是一个可更换的和/或一次性的部件的一部分。为了用液滴发生器2280来产生液滴，产生一个压力差来将流体抽入输出通道 2282中。再次由于邻近流体交叉区2286的区域的局部几何形状，来自储存器的油形成一个流体路径，该路径被聚焦朝向交叉区2286 (如由箭头2288所指示).此外，包含样品的流体被朝向交叉区域2286来拉伸，在该交叉区域中包含样品的流体和油之间边界处的弯月形在该交叉区附近形成一个缩颈区2290。在该缩颈区域中，该弯月形周期性地变形成为伸长的“颈”，在这一点处从该弯月形中分离出不连续的液滴。因此当产生液滴时，在该缩颈区域中一次一个地形成了在油背景中包含样品的液滴乳液。C.实例 3总体上如2300所指示，图59和60描绘了又一个交叉型液滴发生器。液滴发生器 2300包括一个一次性包含样品的部分2302、以及一个非一次性的液滴出口部分2304。可以配置包含样品的部分2303从而是一个单次使用的、一次性的部件，并且因此可以由相对廉价的材料(例如，注塑模制的热塑性塑料)来构造。图59描绘了液滴发生器2300，其中包含样品的部分2302和液滴出口部分2304基本上彼此分离并且因此不在适合用于生成包含样品的液滴的位置上。图60描绘了液滴发生器2300，其中包含样品的部分2302和液滴出口部分2304被彼此紧密邻近地安置于用于生产包含样品的液滴的位置上(如下述)。液滴发生器2300的包含样品的部分2302包括一个样品储存器2306以及一个样品流体通道2308。可以配置该样品储存器以接收通过任何适合的流体输入机构(例如，流体管道(未显示)、由实际工作者手动注射包含样品的流体、或通过机器自动注射包含样品的流体)的包含样品的流体。配置样品流体通道2308用于将流体从样品储存器运送至流体出口开口 2310，该流体出口开口被配置以发射包含样品的流体的液滴，这些液滴已经通过来自样品储存器的样品流体通道。图59-60的截面视图中所描述的包含样品的部分2302、 样品储存器2306、以及样品流体通道2308都基本上是圆柱形的，尽管其他形状可以是适合的。液滴发生器2300的液滴出口部分2304包括一个乳液出口通道2312，该出口通道被配置以将包含样品的液滴的乳液运载至一个所希望的位点(例如，一个储存室或一个热循环仪(未显示))。液滴出口部分2304还包括一个油通道2314，该油通道是由该出口部分的上下通道壁2316、2318来定义的。油通道2314可以采用一种长形凹槽的形式、一种圆柱状的(或交替地形状的)基本上平面的储存器、或适合用于促进将油传送到液滴出口通道2312的任何其他所希望的形式。基本上圆柱形的开口 2320被形成于液滴出口部分的上通道壁2316中，并且被配置以接收包含样品的部分2302的互补的圆柱状下部2322。可以提供一个流体密封环 23M (例如一个0型圈)从而当将包含样品的部分2302和液滴出口部分2304这两个部分装配到一起时，帮助在它们之间形成一个基本上不透流体的密封。一个圆柱状凹槽可以形成于包含样品的部分2302的外表面中以将0型圈保留在所希望的位置，并且可以将另一个类似的凹槽提供在开口 2320内。与这些凹槽内的0型圈对齐可以帮助使用者将包含样品的部分定位在圆柱状开口 2320内的正确的安装位置上。可替代地或另外地，可以将不同的定位销钉或其他类似的突出(未显示)提供并且附连到该包含样品的部分和液滴出口部分的一个或两个上，从而当将包含样品的部分安装到液滴出口部分时，将这些部分停止在距离彼此所希望的分离距离处。图60显示了被组装在一起的液滴发生器2300的两个主要部分以及形成的液滴。 如由箭头2330所指示，油在油通道2314内向内朝向液滴出口通道2312移动。同时，包含样品的流体向下移动通过样品流体通道2308从而在总体上如2332所指示的交叉区域处与油交叉。在交叉区域2332处，油包水型液滴的乳液被产生并且移动进入液滴出口通道2312 中。所有这些流体移动都典型地是由在液滴出口通道的远端处所引入的负压所引起的。所产生的乳液可以通过出口通道并且进入一个储存室、一个运送室中，或直接至热循环仪中。 总之，当将该液滴发生器2300的液滴出口部分与包含样品的部分组装在一起时，在液滴出口部分与包含样品的部分之间形成一个基本上不透流体的密封并且由流体出口开口所发射的液滴与移动进入油通道中的油相交叉从而产生了一种油包水的液滴的乳液，该乳液移动进入该乳液出口通道中。如上所述，当油通道2314采用长形的凹槽的形式时，油和包含样品的流体相交叉并且产生多种液滴，其中不同的流体速度形成一个交叉形状。如果油通道2314采用延伸的平面通道或储存器的形式，该通道内的油可以从多个不同方向径向地接近液滴出口通道 2312，这些方向的每一个是基本上垂直于该样品流体通道和该液滴出口通道两者的。因此， 这样一种构型仍然可以被认为是交叉型液滴发生器。如上述，液滴发生器2300的包含样品的部分2302可以是一次性的。因此，在乳液被产生并且运送至一个所希望的位点之后，可以将包含样品的部分2302从开口 2320中取出并且弃去。然后可以将另一个包含样品的部分放置在开口 2320中并且使用或者相同的亦或不同的样品/试剂混合物来用于产生另一种乳液。液滴出口部分2304的内表面(包括出口通道2312的壁以及通道壁2316、2318)可以都涂覆有一层疏水性涂层和/或用一种或多种冲洗溶液来洗涤，以降低从一种样品/试剂溶液至另一种的交叉污染的可能性。D.实例 4图61-63描绘了多个示例性的液滴发生系统，这些系统总体上被配置用来在相对较高密度流体的背景中产生相对较低密度流体液滴的乳液。总体上如2340所指示，图61描绘了一个第一这类液滴发生系统，它包括一个液滴发生器2342和一个流体储存器2344两者。液滴发生器2342包括一个基本上圆柱状的乳液室2346以及一个长形的尖端2348，尽管其他乳液室和尖端形状是可能的。该液滴发生器的尖端被配置以被至少部分地插入到该流体储存器中。液滴发生器2342还包括一个界面部分2350，该界面部分被配置以将乳液室2346连接到液滴发生器的本体部分(未显示) 上。例如，该液滴发生器的本体部分可以被配置以被使用者抓住，并且可以包括一个压力机构(例如一个移液管吸球、一个注射器柱塞等)以影响液滴发生器内压力的改变。液滴发生器的尖端2348被描绘为圆柱状，即为具有圆形截面，但是尖端(以及乳液室)的截面可以采用多种其他形状，例如矩形、正方形、或椭圆形。该尖端包括一个被配置用于接收背景流体(例如油)的远端开口 2352以及一个配置用于接收前景流体(例如水性样品/试剂混合物)的侧面开口 23M两者。在一些情况下，该远端开口 2352可以简单地通过使尖端2348的远端开放而形成，并且因此将具有与尖端的截面相同的形状。然而， 该远端开口可以被给予任何想要的形状以促进一种所希望流速的背景流体进入该开口中。 可以将侧面开口 23M形成不同形状，例如圆形、正方形、矩形、星形、椭圆形、或三角形、等。 可以基于流体通过该侧面开口的所希望的流速和/或流动方式来选择侧面开口 23M的形状。流体储存器2344被基本上描绘成抛物面形，但是在一端封闭并且在另一端开放的几乎任何三维容器可以形成一种适合的储存器。例如，该流体储存器可以是安置在芯片或微孔板上的一个阵列中的多个储存器之一，或它可以是一个单一的独立式的储存器，例如一个单独的孔、一个试管、一个移液管体、或一个旋柱室、等。无论它们精确的形状如何， 储存器2344被配置用来保持一种背景乳液流体和一种前体乳液流体两者，该储存器可以用于与液滴发生器2342相连接以形成一种包含样品的液滴的乳液(如下述)。图62显示了图61的液滴发生系统的一个部分的放大的视图，展示了可以如何通过该系统产生包含样品的液滴的乳液。如所示，储存器2344被配置用于保持一种背景乳液流体2356(例如油)以及一种前景乳液流体2358(例如一种水性样品/试剂混合物)两者。 在系统2340中，背景流体2356具有与前景流体2358不同的并且更大的密度，并且因此被安置在储存器2344的底部，其中前景流体被安置在背景流体上面的一个层中。因此，液滴发生器2342的远端开口 2352与背景流体相接触，而液滴发生器2342的侧面开口 23M与该前景流体相接触。换言之，当该储存器包含背景和前景流体并且该长形尖端被插入到该储存器中时，该远端开口被配置以与由储存器保持的背景流体相接触并且侧面开口被配置以与由储存器所保持的前景流体相接触。为了产生背景包前景流体液滴的乳液，将一个负压或向上的压力施加到液滴发生器2342的内部流体通道2360上。可以通过任何适合的机构来施加这个压力，例如一个手动或电动机驱动的柱塞、一个球、或一个泵、等。在任何情况下，所施加的压力引起背景流体 2356流入液滴发生器2342的远端开口 2352中，并且还引起前景流体流入液滴发生器2342的侧面开口 23M中。因此，流入侧面开口的前景流体与通过远端开口进入尖端的背景流体的一个流相交叉，从而在侧面开口的附近在背景流体中形成前景流体液滴2362的一个乳液。然后，背景流体中的液滴2362的乳液前进向上进入通道2360中，在该通道中它被接收到乳液室2346中。然后可以将该乳液储存和/或运送至另一个位点，例如至一个热循环仪用于DNA扩增(如上述)。因为流入背景流体速度、流入前景流体速度、以及流出乳液速度的方向形成一个“T”形状，图61-62中所示的系统可以被描述成“单一 T”形液滴发生器构型。总体上如2380所指示，图63显示了另一个液滴发生系统的一个放大的末端部分， 该液滴发生器系统与图61和62的系统2340相类似。具体地说，系统2380包括一个液滴发生器2382以及一个流体储存器2384，该流体储存器包括所有与系统2340的相应的部分相同的特征，除了液滴发生器2382的尖端2385包括一个远端开口 2386以及两个远端侧面开口 2388、2390，所有这些开口提供了进入该液滴发生器的尖端内的流体通道2392的流体入口。因此，当将向上的压力施加到流体通道2392上时，一个背景流体2394流入远端开口 2386中，并且一个前景流体2396流入两个侧面开口 2388、2390中。与仅具有一个单一的侧面开口的系统相比较，这可以导致在乳液中产生更大量的和/或不同的液滴分布。由于在侧面开口 2388、2390的附近不同流体速度的方向，可以将系统2380表征为 “双T型”液滴发生器构型。这种构型可以通过不同方法来普遍化。例如，可以将一对侧面开口安置在沿着液滴发生器的尖端的相同的纵向位置处，而不是如图63中所描绘的纵向偏置。此外，可以沿着液滴发生器是长度安置任何所希望数量的侧面开口(例如三个或更多个)，这些开口的一些可以被纵向地对齐而其他的被纵向地偏置。因为在每个侧面开口处流体速度形成一个“T”型，自然地可以将这样产生的构型表征为“多T”型液滴发生系统。 在多T型系统中不同的侧面开口的数量、位置、大小、以及形状典型地将基于得到的乳液的所希望的特性来选择。E.实例 5图64-66描绘了多个液滴发生系统，这些系统总体上被配置用来在相对较低密度的流体的背景中产生相对较高密度流体液滴的乳液。相比之下，图61-63(前面的实例中) 描绘了多个液滴发生系统，这些系统总体上被配置用来在相对较高密度流体的背景中产生相对较低密度流体液滴的乳液。总体上如MOO所指示，图64描绘了一个第一这类液滴发生系统的放大的末端部分。系统MOO包括一个液滴发生器M02以及一个流体储存器M04。流体储存器M04是与图61-62中所描绘的储存器2344基本上类似的，包括在其结构和形状方面所有可能的变体，并且因此将不再详细描述。一个相对高密度的前景流体M06被安置在储存器M04的底部，并且相对低密度的背景流体M08被安置在该储存器内的前景流体之上。液滴发生器M02包括一个尖端M10，该尖端的内部形成一个流体通道M12，一个末端开口 2414、以及一个侧面开口 M16。然而，液滴发生器M02的尖端MlO包括一个非线性的U形远端部分M18，相对于储存器M04的底部，该远端部分被配置这样使得远端开口 M14被安置在侧面开口 M16的上面。因此，当将向上的压力施加到流体通道M12上时，储存器M04中向上部流体(它是背景流体对08)被通过远端开口 M14抽入流体通道 2412中。同时，储存器M04中下部流体(它是前景流体2406)被通过侧面开口 M16抽入流体通道对12中。正如以上所述，在侧面开口的附近前景和背景流体的交叉导致在背景流体中产生前景流体液滴对18的一种乳液，并且所产生的乳液前进向上通过通道M12用于储存和/或运送。从图64中所示的构型应该清楚的是基于不同的流入和流出流体速度的方向，可以将液滴发生器对02表征为“单T”型发生器。可以将其他构型(例如，“双T型”构型或 “多T型”构型)用于与具有U型或类型形状的尖端的液滴发生器的连接中。通过改变侧面开口的数量，它们的位置、它们的大小、以及它们的形状，得到的乳液可以被给予基本上任何所希望的特征。总体上如M20所指示图65描绘了另一个液滴发生系统，该系统被配置用来在相对较低密度的流体的背景中产生相对较高密度液滴的乳液。系统M20包括一个液滴发生器2422以及一个流体储存器MM。液滴发生器M22是一个注射器，该注射器具有一个本体对沈，该本体用作一个可变体积的乳液储存器；以及一个长形的尖端对观，该尖端定义了 一个流体通道M30。该注射器包括一个可移动的柱塞2431，该可移动的柱塞被配置以上下滑动从而在该注射器内产生压力差并且从而改变了乳液储存器的体积。该注射器还可以包括一个柱塞控制机构(未显示)，例如一个手柄或柱塞头，该手柄或柱塞头被配置以允许使用者在该注射器的本体内纵向地移动该柱塞。液滴发生器M22包括在尖端对观的末端处的一个远端开口 2432，该尖端被配置用于接收或排出流体通道M30中的流体。尖端对观还包括一个侧面开口 2434，还被配置以接收或排出流体。当在流体通道M30内施加负压时(S卩，当产生部分真空时)，则可以将流体抽入远端开口 M32和侧面开口 M34两者中。当将不同密度的流体安置在流体储存器 MM中时(如图65中所描绘的)，可以将不同的流体抽入这两个不同的开口内，这样使得尖端对观作为一个“单T型”乳液发生器来起作用(如上详述)。还如上所述，可以使用任何希望数量、大小和/或形状的侧面开口来产生具有所希望特性的乳液。在图65中流体储存器MM被描绘成一个基本上圆柱体的室，该室具有一个可移动的螺纹顶部M36，该顶部包括一个可穿透的膜，例如一个分层的隔膜对38。因此，一旦所希望量的乳液已经被生产并且被抽入本体M26中，可以将液滴发生器M22从流体储存器中抽出以将乳液运送到另一个位置(例如一个热循环仪)。该流体储存器被配置以包含所希望的乳液的含流体成分，而没有显著的泄漏，同时允许液滴发生器M22穿透该储存器并且与储存器中的流体建立流体接触。可以将具有这些特征的任何可替代的储存器与液滴发生器M22 —起使用，例如不同形状以及大小的储存器，以及具体不同可替代类型的可穿透膜的储存器。在图65中液滴发生器M22被安置在流体储存器MM的下面。因此，可以将一个相对高密度的包含样品的流体对40安置在该液滴发生器的侧面开口 M34的附近，而可以将一个相对低密度的背景流体M42 (例如油)安置在该液滴发生器的远端开口 M32的附近。这导致在一个油背景中包含样品的液滴的一个乳液。当然，可以将系统M20旋转180 度(即，相对于图65倒置地翻转)，在这种情况下，可以将它配置从而当包含样品的流体密度低于背景流体时，在油背景中产生包含样品液滴的一种乳液。总体上如对50所指示，图66描绘了又一个液滴发生系统的一个下面部分，该系统被配置用来在相对较低密度的流体的背景中产生相对较高密度液滴的乳液。系统M50包括一个对接的管型液滴发生器M52以及一个流体储存器MM。流体储存器MM是与图 61-64中所描绘以及上述的流体储存器基本上类似的，并且因此将不进一步描述。液滴发生器M52包括一个管M56，该管具有一个远端2458，以及一对相对的侧面开口对60、2462。 当在管M56中从上面产生部分真空时，较高密度的包含样品的流体M64被抽入远端开口 2458中并且较低密度的背景流体M66被抽入侧面开口 2460、2462中。这些流体在这些侧面开口的附近交叉从而产生包含样品的流体的液滴对68，该液滴向上移动穿过管M56进入乳液中。由于侧面开口附近流体速度的方向，可以将液滴发生器M52表征为交叉型液滴发生器。F.实例 6总体上如M80所指示，图67描绘了另一个交叉型液滴发生系统的下面部分。液滴发生系统M80包括一个乳液发生器2482、以及一个乳液储存器2484，该乳液储存器被配置用来接收由乳液发生器所产生的乳液。如它的名字所表示的，乳液发生器M82被配置用来产生包含样品的液滴的乳液，典型地以油背景中水性液滴的形式。在图67中乳液储存器 M84被描绘成一个试管，但是更一般地可以是任何储存器，该储存器被配置用来将乳液接收、包含和/或运送至一个希望的位置。乳液发生器M82包括一个内部流体室M86，该内部流体室被配置以含有包含样品的流体2488，以及一个外部流体室M90，该外部流体室在该内部流体室的周围部分并且被配置以包含一种背景流体M92 (典型地一种油)。所描绘的内部流体室M86和外部流体室M90的下部部分是基本上圆柱状的并且同心的，但是可以选择其他几何形状。内部流体室M86包括一个远端开口 2494，该远端开口被配置以允许包含样品的流体M88以所希望的速率通过离开该内部流体室。外部流体室M90包括一个远端开口 M96，该远端开口被配置以允许使一种乳液以所希望的速率通过离开该外部流体室。因此，远端开口 2494J496 可以具有任何适合的大小和/或形状，这导致了通过这些开口的令人希望的流动特征。在该内部流体室的下部外部边界与该外部流体室的下部内部边界之间形成了背景流体通道对98、2500，这些通道被配置从而径向地向内朝向该外部流体室的远端开口 M96来传送背景流体对92。在一些情况下，内部流体室M86的下边界可以直接放在外部流体室M90的下部内侧表面上，除了形成不连续的流体通道M98、2500的一对凹槽之外。在其他情况下，可以通过某一间隔机构(未显示)将内部流体室M86和外部流体室M90保持不彼此直接接触。在这种情况下，背景流体通道M98、2500将是一个单一环形背景流体通道的部分，通过该单一环形背景流体通道背景流体可以径向地向内朝向开口 M96来移动。可以通过从室M86、2490的上面施加正压来操作系统M80，从而将包含样品的流体M88和背景流体M92推入它们对应的开口中。将内部和外部流体室进行定位这样使得径向地向内通过背景流体通道流动的油将与通过内部流体室的远端开口 M94流出内部流体室的包含样品的流体相交叉从而在背景流体内产生了包含样品的液滴的乳液，该乳液将通过外部流体室的远端M96并且进入乳液储存器M84中，在该储存器中可以根据要求将它储存或运送。乳液储存器M84可以至少部分地包围该乳液发生器或另外地被配置以接收由该乳液发生器所产生的乳液。典型地，该乳液发生器M92是可以从乳液储存器M84 中取出的，并且在乳液已经被产生后应该可能被取出。然后可以将乳液该发生器弃去或清洗干净以准备引入新的样品。可替代地，内室M86可以从外室2490中取出并且弃去，而外室对90可以是可重复使用的。除了将正压施加到室M86和M90内的流体上之外，类似地可以通过施加负压来牵引流体通过开口 M94和M96从而形成乳液，例如通过在乳液储存器中产生一个部分的真空。在或者正压亦或负压的情况下，可以通过任何适合的机构(例如一个泵、一个吸球、 或一个柱塞)来产生压力。此外，可以将系统M80放置在离心机中并且旋转，从而基于组成流体的惯性而产生一种乳液。这种技术有时可以被称为通过“离心力”引起流体移动。当以这种方式使用离心机时，可以将系统M80表征为一种“旋柱式”液滴发生器或乳液发生
ο总体上如2520所指示，图68描绘了另一个乳液发生系统的多个部分。系统2520 在多个方面类似于图67的系统M80，并且进一步展示了该系统的不同部分的潜在的可取出和/或可弃去的性质。系统2520包括一个乳液发生器2522以及一个乳液储存器25M。乳液发生器2522包括一个内部流体室2525，该内部流体室被配置用于含有一种包含样品的流体25 ，以及一个外部流体室25 ，该外部流体室被配置用于含有一种背景流体2530。 内部流体室2525和外部流体室2528是基本上圆柱形的并且同心的。该内部流体室的远端开口 2532被配置以允许包含样品的流体通过离开该内部流体室，并且该外部流体室的远端2534被配置以允许一种乳液通过离开该外部流体室。流体通道2536、2538被形成于在该内部流体室的下部边界与该外部流体室的下部内侧表面之间，并且被配置以将背景流体向内朝向远端开口 2534来传送。或者通过施加正压来将包含样品的流体和背景流体推向它们对应的开口，亦或通过施加负压来实现相同的移动，形成了包含样品液滴2542的乳液2540。可以通过任何适合的机构(如以前关于图 67所述，例如，一个泵、吸球、柱塞、或离心机)来产生压力。产生的乳液通过开口 2534进入乳液储存器25M中，用以储存或运送到一个热循环仪中。乳液发生器2522是一个自含式部件，该部件可以根据要求被插入乳液储存器 25M中并且从其中取出。乳液发生器的支撑唇缘2544被配置用来重叠乳液室的侧壁2546， 从而支持相对于乳液室位于希望位置上的乳液发生器。该乳液发生器包括一个盖2548，该盖可以被旋转离开该乳液发生器以允许加入流体和/或压力，并且被旋转以覆盖该乳液发生器从而形成一个不透流体的密封。这可以允许方便地运送该乳液发生器，并且还可以允许使用离心机而没有不希望的泄漏。类似地，该乳液储存器包括一个盖2550，该盖可以被用于在该乳液储存器的顶部选择性地形成不透流体的密封。这可以允许方便地运送、储存或进一步处理乳液，而基本上不会从储存器中失去流体。G.实例 7图69展示了不同的交叉型液滴发生器之间的关系。更确切地说，图69显示了一个第一交叉型液滴发生器2560，它包括一个单个的交叉；一个第二交叉类型的液滴发生器 2580，它包括两个交叉；一个第三交叉型液滴发生器沈00，它包括三个交叉；以及一个对接管交叉型液滴发生器2620。液滴发生器2560包括空心的通道2562、2564，这两个通道在交叉区域2566处相交叉。为了产生液滴，这些通道之一将总体上从一个方向将一种前景流体带到交叉区域2566， 而另一个通道从两个方向将背景流体带到交叉区域2566。典型地，通道2562将携带一种前景流体(例如包含样品的溶液)，并且通道2564将携带一种背景流体(例如油)，但相反的情况也是可能的。在任何情况下，乳液将被在交叉区域2566处产生并且将在前景流体的移动方向上连续移动通过通道2562(如上详述)。液滴发生器2580包括三个空心的通道2582、2584，2586，这三个通道在交叉区域 2588处相交叉。为了产生液滴，通道2582将典型地从一个单一的方向将一种前景流体(例如包含样品的溶液)携带到交叉区域2588，并且通道2584、2586的每一个将典型地从两个相对的方向将一种背景流体(例如油)携带到交叉区域2588。在这种情况下，乳液将被在交叉区域2588处产生并且将在前景流体的移动方向上连续移动通过通道2582。还可能的是通道2584、2586的每一个可以从一个单一方向将一种前景流体携带到交叉区域2588，并且通道2582可以从两个相对的方向将一种背景流体携带到交叉区域2588。在这种情况下， 在交叉区域2588处所产生的乳液可以在这些通道的每一个中在前景流体的移动的初始方向上移动通过通道2584和2586两者。因此液滴发生器2580可以起作用从而产生液滴，这些液滴从两个分离的通道中出现。类似地，液滴发生器洸00包括四个通道洸02、2604、2606、2608，这四个通道相交
叉从而在交叉区域沈10处产生一种背景流体中前景流体液滴的乳液。通过与液滴发生器 2580的三通道构型相类比，该四通道构型的液滴发生器沈00可以被或者用于产生单一的乳液，该乳液移动通过通道沈02;亦或用于产生多个乳液，这些乳液移动通过通道2604、 2606、和 2608。液滴发生器沈20是一个对接的管式发生器，该发生器包括空心管沈22的一个第一组段和空心管沈对的一个第二组段。管组段沈22包括一个流体通道沈沈，并且管组段沈对包括一个流体通道沈观。这些管组段被一个小距离分开，在这些管组段之间形成了一个交叉区域2630。因此，如果前景流体通过通道沈沈朝向交叉区域沈30流动，并且背景流体从这些管的外面区域径向地向内朝向交叉区域沈30流体，则一种乳液可以被产生并且流入通道洸沘中。从液滴发生器2560至液滴发生器沈20的进展展示了这些不同液滴发生器之间的关系。具体地，如果选择变量η来表示径向流体通道的数量，这些通道在一个管内在一个交叉区域处与一种纵向流体通道相交叉，则液滴发生器2560可以被表征为一种“η = 1”交叉类型的液滴发生器；液滴发生器2580可以被表征为一种“n = 2”交叉类型的液滴发生器； 液滴发生器沈00可以被表征为一种“n = 3”交叉类型的液滴发生器；并且液滴发生器沈20 可以被表征为一种“n =⑴”交叉类型液滴发生器，因为管沈22与沈对之间的间隙可以被认为是由无穷多数量的环绕一个单一长形管的周围连续地延伸的径向流体通道来形成的。H.实例 8图70和71描绘了另外的交叉型液滴发生系统，这些系统类似于实例6的液滴发生系统Μ80，但它们被配置用于产生两种或更多种基本上不同大小的液滴。总体上如沈40所指示，图70显示了一个第一这类交叉类型液滴发生系统的下面部分，该系统被配置以产生两种基本上不同大小的液滴。因此，液滴发生系统沈40包括一个乳液发生器2642、以及一个乳液储存器沈44，该乳液储存器被配置用来接收由乳液发生器所产生的乳液。乳液储存器沈44可以是任何储存器，这些储存器被配置从而将一种乳液接收、包含和/或运送到一个希望的位置，例如一个孔、一个吸管尖端、一个旋柱或小瓶、或一个注射器本体。
乳液发生器沈42被配置用于产生两种不同大小的包含样品的液滴的一种乳液。 具体地，乳液发生器2642包括第一和第二内部流体室沈46、2468，这两个室的每一个被配置以含有一种包含样品的流体2650 ；以及一个外部流体室沈52，该外部流体室围绕该内部流体室的多个部分并且被配置以包含一种背景流体^^4(例如一种油)。可替代地，内部流体室沈46，2648每一个可以包含一种不同的流体，在这种情况下所产生的液滴将具有不同的组分以及不同的大小。无论它们的内含物如何，内部流体室沈46、2648对应地包括远端开口沈56、2658， 这两个远端开口被配置以允许包含样品的流体通过离开每个内部流体室。外部流体室沈52 包括远端开口沈60、2662，这两个开口的每一个与开口沈56、2658之一对齐。每对对齐的开口被配置以允许特定大小的液滴通过(如图70所指示)。通过系统沈40的对齐的开口所产生的乳液2664被以与图67的液滴发生系统M80中生产乳液2520相同的方式另外地生成，并且详细内容将不在此重复。图71显示了一种液滴发生系统沈70，该系统非常类似于图70的液滴发生系统沈40，除了系统沈70被配置以产生跨多个不同大小的范围的液滴。因此，液滴发生系统 2670包括一个乳液发生器2672、以及一个乳液储存器沈74，该乳液储存器被配置用来接收由乳液发生器所产生的乳液。如在多个上述实施方案中，乳液储存器2674可以是任何储存器，该储存器被配置从而将一种乳液接收、包含和/或运送到一个所希望的位置，例如一个孔、一个吸管尖端、一个旋柱或小瓶、或一个注射器本体。乳液发生器沈72被配置用于产生多个不同大小的包含样品的液滴的一种乳液。 因此，乳液发生器沈72包括一个内部流体室沈76，该内部流体室被配置以含有包含样品的流体沈78 ；以及一个外部流体室沈79，该外部流体室围绕该内部流体室的多个部分并且被配置以包含一种背景流体沈80。尽管图71仅描绘了一个单个的内部室沈76，两个或更多个分开的内部室可以作为替代方案来使用(如图70中)。内部流体室洸76包括多个远端开口洸82、2684、洸86、2688，这些开口每一个被配置以允许包含样品的流体以特定的速率通过离开该内部流体室。外部流体室沈78包括多个远端开口 2690、2692,2694,2696，这些开口每一个与该内部室的开口之一相对齐从而允许包括特定大小的液滴的乳液通过。因此，液滴发生系统沈70被配置以产生一种乳液 2698，该乳液包括宽范围大小的液滴。以类似的方式，液滴发生系统可以被配置以生产一种具有任何所希望特征性液滴大小分布的乳液。I.实例 9这个实例描述了示例性液滴发生器的进一步的方面。上述的液滴发生系统总体上包含多个分离的部件，例如一个液滴发生器以及一个互补的存储器。然而，根据本披露的液滴发生系统还可以采用注射模制柱筒的形式，该柱筒具有或不具有样品制备能力。这样的柱筒可以总体上包括多个室或突出，这些室或突出作为注射器的针筒、孔、或储存器来起作用用来包含样品和油，该样品和油用于组合成包含样品的液滴的乳液。这些室将要求多个坚固的壁，这些壁可以耐受在泵送、将一次性部分插入该系统的非一次性部分、以及装运/ 处理期间所预期的侧向力。因此，这些室的壁被设想成大致0. 020英寸厚但厚度范围可以从0. 04至0. 40英寸。一次性柱筒形式的液滴发生器还可以总体上包括非常精密的微通道以包含和指导包含样品的溶液和油的流动。例如，这些通道可以是大致250微米宽以及250微米深，虽然这些尺寸每一个范围可以从约50微米至约350微米。此外，该液滴发生器(具体地，接触样品的那些)的一些区域必须是生物相容的，而该一次性物品的其他区域不必满足这个要求。与多组件液滴发生系统相比较，将液滴发生整合到一个单一组件中(例如一个一次性柱筒)可以具有某些性能优点。具体地，如果液滴发生包括使用两个或更多个分别制造的预装件，以下各项将典型地存在更大的可能性(a)这些预装件之间连接处的泄漏，(b) 这些连接中未波及体积的增加，(c)在成行的连接中更大的体积，(d)在流体回路中更高的复杂性，以及(e)增加了制造/组装成本。另一方面，将这些不同的要求整合到一个单一的组件中导致在所列出的所有范围内的潜在的节省。模制的液滴发生器柱筒还可以具有多种其他的有利特征。例如，可模制的塑料典型地具有最小限度的或没有吸收物质(例如蛋白、DNA、RNA、脂类、或预期有待检测的生物样品的其他组分)。此外，还可能的是模制多个突出，这些突出能够耐受相对侧面上一个元件以及多个微流体通道的一个侧面上的侧向力(作为一个单一模制步骤的一部分)。然后将一个片、薄片、或箔片的相同或相似的材料连接到具有微流体通道的元件的侧面上，导致管样通道连接该组件的不同区域。多个孔通过该部分将桶类型的特征连接到这些通道上。 这意味着这些特征之间所有对齐物可以被廉价地制造，因为它们被模制成一个结构。一次性液滴发生柱筒内所预期的平均操作压力为2至5psi。通过将流体压力保持相对地低，一个单个模制的柱筒可以符合本披露中其他地方所列出的不同的功能。维持较低的内部操作压力而不是较高的压力还意味着该柱筒可以具有(a)更薄的壁截面(即更少地需要强结构来耐受断裂)，(b)壁更少地鼓起(即，在压力改变下在控制流体流动方面更加均勻)，以及(c)更薄的片被连接到柱筒的微流体侧面上。这些因素导致生产组件的时间减少以及产品成本降低。取决于是否将一个一次性柱筒类型的液滴发生器用于产生油包水型乳液或多层乳剂，对于流体液滴发生器的接触表面或者是疏水性的亦或是亲水性的可能是令人希望的。这两个替代方案中任何一个可以通过选择一个与该模制方法相容的适当的物质，和/ 或通过施用一种涂层以改变所选定材料的表面特性来实现。J.实例 10根据本披露的多个方面这个实例描述了液滴发生的另外的方面，不受限制地以一系列的编号的句子来提出。1. 一种液滴发生器系统，包括(A) —个液滴出口部分，该部分包括一个乳液出口通道以及定义一个油通道的上和下通道壁；以及(B) —个包含样品的部分，该部分被配置以选择性地装配有液滴出口部分，并且包括(i) 一个样品储存器；以及(ii) 一个流体出口开口，该出口开口被配置以从样品储存器发射包含样品的流体的液滴；其中当将液滴出口部分与包含样品的部分组装在一起时，其中在该液滴出口部分与该包含样品的部分之间形成一个基本上不透流体的密封；并且其中由该流体出口开口所发射的液滴与移动进入该油通道的油相交叉从而产生一种油包水型液滴的乳液，该乳液通过进入该乳液出口通道中。2.如权利要求1所述的系统，其中该包含样品的部分被配置从而是该系统的一个单次使用、一次性的部件。
3.如权利要求2所述的系统，其中该包含样品的部分是由注塑模制的热塑性塑料来构造的。4. 一种液滴发生系统，包括(A) —个流体储存器，该流体储存器被配置以保持一种具有一个第一密度的背景乳液流体，以及一个具有一个第二密度的前景乳液流体；以及 (B) 一个液滴发生器，该液滴发生器包括一个长形的尖端，该尖端被配置以被至少部分地插入到该流体储存器中，并且具有至少一个侧面开口以及一个远端开口 ；当该储存器包含背景和前景流体并且该长形尖端被插入该储存器中时，其中该远端开口被配置以与由该储存器所保持的背景流体进行接触，并且该侧面开口被配置以与由该储存器所保持的前景流体进行接触；并且其中该液滴发生器被配置这样使得流入该侧面开口的前景流体与通过远端开口进入尖端的背景流体的一个流相交叉，从而形成一种背景流体中前景流体液滴的乳液。5.如段落4所述的液滴发生系统，其中该液滴发生器进一步包括一个乳液室，该乳液室被配置用于接收乳液。6.如段落4所述的液滴发生系统，其中至少一个侧面开口包括多个侧面开口。7.如段落4所述的液滴发生系统，其中该长形尖端包括一个U形远端部分。8. 一种液滴发生系统，包括(A) —个乳液发生器，该乳液发生器包括(i) 一个内部流体室，该内部流体室被配置以含有一种包含样品的流体，并且具有一个远端开口，该远端开口被配置以允许包含样品是流体通过离开该内部流体室；以及(ii) 一个外部流体室，该外部流体室被配置以包含一种背景流体，该外部流体室围绕该内部流体室的至少多个部分并且具有一个远端开口，该远端开口被配置以允许一种乳液通过离开该外部流体室；其中该背景流体通道被形成于该内部流体室的一个外部边界与该外部流体室的一个内部边界之间，并且被配置以将背景流体径向地向内朝向该外部流体室的远端开口传送；并且其中该内部和外部流体室被定位这样使得通过这些背景流体通道径向地向内流动的油可以与通过该内部流体室的远端开口流出内部流体室的包含样品的流体相交叉，从而产生背景流体内包含样品的液滴的乳液，该乳液将通过该外部流体室的远端开口 ；以及(B) —个乳液储存器，该乳液储存器至少部分地围绕该乳液发生器并且被配置以接收由该乳液发生器所产生的乳液。V连续流动的热循环仪本段描述示例性的热循环仪，例如用于基于液滴的测定。在系统(例如DNA扩增系统)中完成温度依赖性反应来增加样品或其一个或多个组分的拷贝数可能是令人希望的。循环地改变流体或其他物质的温度的方法总体上可以被称为“热循环的”方法，并且用于实现这种循环的温度改变的装置总体上可以被称为“热循环仪”。在通过PCR进行DNA扩增的情况下，循环的温度改变引起反复的变性(有时也称为 DNA “解链”)、引物退火、以及经历扩增的DNA的聚合酶延伸。典型地，完成二十或更多个循环以得到可检出的扩增。在其他方法中(例如可替代的酶扩增方法)，热循环可以具有其他作用，并且不同的温度范围和/或不同数量的温度改变可能是适当的。总体上如3100所指示，图72是一个流程图，该图描绘了热循环一种样品/试剂乳液或其他流体混合物以促进PCR的方法。典型地，将三个分别的温度或温度范围提供于该流体以完成用于PCR的热循环。对于不同的方法可以提供其他数量的温度范围(例如，一个、两个、四个或更多个)。在PCR的情况下，如步骤3102处所指示，将一个第一、相对较高的温度提供给流体，引起目标DNA被变性。这个变性温度典型地是在92°C _98°C的范围内。 如步骤3104处所指示，将一个第二、相对较低的温度提供给流体，允许将DNA引物退火成单链DNA模板，这些模板是由变性初始的双链DNA而造成的。这个引物退火温度典型地在 500C -650C的范围内。最后，如步骤3106处所指示，将一个第三、中等温度提供给该流体，允许DNA聚合酶从退火的引物开始合成新的、互补的DNA链。为了实现最佳的聚合酶活性这个聚合酶延伸温度典型地在70°C -80°C的范围内，并且取决于所使用的DNA聚合酶的类型。在一些情况下，可以为引物退火和聚合酶延伸提供一个单一的温度(即上述步骤 3104和3106)，虽然对于这些方法而言提供单一温度可能没有使这些引物和/或聚合酶的活性优化，并且因此没有使PCR反应的速度优化。当被提供于退火和延伸两者时，该单一温度典型地在55°C _75°C的范围内。除了上述的两个或三个温度带之外，一个PCR热循环仪还可以包括一个整合的或互补的“热启动”机构，该机构被配置以提供相当高的热启动温度(如步骤3108处所指示)。 提供该热启动温度用来引发PCR和/或用来制备当加入适合的聚合酶时用于引发PCR的一种样品/试剂混合物。更确切地说，提供一个热启动温度可以逆转已经被加入用于抑制启动事件的聚合酶的抑制作用，肽启动事件可能另外地在室温下发生。在这种情况下，将该样品/试剂混合物加热到热启动温度抑制了 PCR的起始。在其他情况下，提供热启动温度可以在聚合酶不存在下预热该样品和引物，在这种情况下随后加入聚合酶将引发PCR。该热启动温度典型地在95°C -98°C的范围内。该热循环仪还可以包括整合的或互补的机构以在热循环已经(名义上地)被完成之后允许“最终的延长”和/或“最终的保持”步骤。例如，在前一种情况下，该热循环仪可以包括一个机构，该机构被配置以将样品保持在延伸温度下足够长(例如，持续5-15分钟) 以确保任何剩余的单链核苷酸被完全延伸。在连续流动的系统中，这个机构可以包括一个相对长的件，该相对长的件具有用于增加路径长度的窄的管道；和/或一个相对短的件，该相对短的件具有用于降低流速的较宽的管道，这两者都被保持在延伸温度下。可替代地，或另外地，该热循环仪可以包括一种机构以将样品保持或储存(例如，持续一个不定的时间) 在低于延伸温度(例如，4°C -15°C )的温度下。将所希望的温度或温度范围提供于样品/试剂流体混合物的多种方法可能是适合用于PCR的。例如，可以将一个流体安置在一个或多个静止的流体位点内(例如，试管、微板孔、PCR板孔、等)，可以使这些位点遭受不同的温度，这些温度是以循环的方式由一个烘箱或在整个热室上起作用的一些其他适合的加热器来提供的。然而，这种阵列类型的PCR系统可以被可实际地以流体方式连接到该系统上的流体位点的数量和/或被大 (高-热-大量)系统(例如，商用系统中解链、退火、以及延伸温度之间的过渡时间可以比 Taq聚合酶加工性的基本限度长几个数量级)中改变温度的动力学所限制。可替代地，能够以循环的方式将流体连续地或半连续地通过不同的温度区。在这种情况下，所希望的是将这些区域之间的热传递降低最低以在这些区域之间提供锐利的温度过渡。连续地监控各区域的温度并且提供快速反馈以在各区域中维持相对恒定的所希望的温度也是另外希望的。—个类型的连续流动的PCR系统包括卷曲或卷绕流体管道从而以环绕热循环仪的螺旋形状形成流体通道，该热循环仪被配置以提供不同的所希望的温度或温度区域。此外，可以使用用于外部包绕流体管道的不同的替代方案来提供流体通道，该流体通道被配置以循环地运送一种包含样品的液滴的乳液通过不同的温度区域。例如，可以将管道安置在热循环仪的本体内，例如通过将该热循环仪(或该热循环仪的内部区段)环绕该管道进行铸造。可替代地，可以将一个不透流体的涂层(例如一个硅涂层)施用到该热循环仪的外部凹槽或通道上并且然后用一个不透流体的薄片来包绕(例如，硅薄片)，从而限定了循环地环绕该热循环仪通过的一个整合的流体通道，而根本不需要任何分离的管道。因此，在方法3100的步骤3102、3104、3106、3108处提供该第一、第二、第三和/或热启动温度可以包括在一个基本上螺旋的路径中运送一个乳液，循环地通过该热循环仪的一个变性温度区域、一个引物退火温度区域、一个聚合酶延伸温度区域、和/或一个热启动温度区域。这些不同的温度区域能够以不同的方式彼此进行热绝缘，并且通过使用被配置用于在热核心与温度区域之间传递热量的电阻式加热元件、热电冷却器(TEC)每个区域、 和/或通过任何其他适合的机构可以提供所希望的温度。可以使用不同的吸热设备和热源来或者整体地(即，以基本上与两个或更多个温度区域进行热接触的方式)亦或局部地 (即，以基本上仅与一个温度区域进行热接触的方式)向该热循环仪提供和/或去除热量。以下实例描述了用于循环地加热和冷却样品/试剂混合物以促进通过PCR的DNA 扩增的具体的示例性方法和装置，即适合用于PCR应用的热循环的示例性的热循环仪和方法。可以在以上交叉引用下列出的并且通过引用结合在此的美国临时专利申请中发现另外的适当的披露，具体是于2009年9月21日提交的序列号61/277，200，名称连续流动的热循环仪，并且将 Kevin Dean Ness、Donald A. Masquelier、Billy W. Colston, Jr.、以及 Benjamin J. Hindson定名为发明人。Α.选定的实施方案1参见图73-80，本节描述了根据本披露的多个方面的一个第一示例性热循环仪 3200。图73是热循环仪3200的关键部件的一个分解的等距图。该热循环仪包括一个核心3202，该核心定义了一个中心纵向轴线，三个内部区段3204、3206、3208，以及三个外部区段3210、3212、3214。这三对区段相应于上述的PCR热循环的三个部分(结合图72)，并且定义了相应的温度区域。具体地讲，对应地区段3204和3210相应于解链阶段，区段3206 和3212相应于退火阶段，并且区段3208和3214相应于延伸(延长)阶段。在替代实施方案中，该热循环仪可以包括可替代数量的区段，例如在一个热循环仪中有两个区段，其中该退火和延伸阶段结合到一起。总体地，在其他描述中，涉及维持特定温度(或温度范围的) 的该热循环仪的多个部分或区域可以被称为“温度区域”或“温度控制带”。图74是图73的热循环仪的中心部分的未分解的等距图，强调了核心和内部区段之间的关系。核心3202被配置为一个热源和一个散热器两者，该热源和散热器可以被维持在恒定的所希望的温度下，无论它是否被要求提供或吸收热量。例如，在一些实施方案中， 核心3202可以被维持在约70°C。然而，更一般地，在其中该核心在两个或更多个区段之间作为热源和散热器来起作用的实施方案中，可以将该核心维持在最热与最冷区段的温度之间任何适合的温度下(例如，在解链区段和退火区段的温度之间)当所有内部区段被附连到或组装到该核心上时，内部区段3204、3206、3208被附连到该核心上并且被配置以形成一个大致的圆柱体。如图73和74中可见，内部区段3204、3206、3208在它们的外部周围表面上装备有外部凹槽3216。当将这些内部区段组装到该核心上时，这些凹槽形成了环绕由这些内部区段形成的圆柱体表面的圆周的一个螺旋形式。 凹槽3216被配置以接收流体管道，该流体管道可以如下所述被连续地环绕该内部区段进行包绕，以允许流体在管道内移动从而螺旋地环绕由这些组装的内部区段所形成的圆周来移动。该流体管道作为一种流体通道来起作用用于运送包含样品的液滴的乳液循环地通过该热循环系统的不同的温度区域。如图73中可见，外部区段3210、3212、3214被配置以紧密地配合在该内部区段的周围。因此，可以将该流体管道在这些内部和外部区段之间进行卷绕，并且被这些区段保持在稳定的、固定的、环境控制的位置中。图75是组装的热循环仪的一部分的放大的等距视图。这个实施方案特别适合用于相对小的外径的流体管道。外部区段3210、3214的多个部分被环绕内部区段3204、3208 以及核心3202 (未显示)来安置。可以看到流体管道3218被安置在凹槽3216中，它们在由外部区段所形成的开口 3220中是部分地可见的。在外部区段中提供了另外的固定孔3222 以有助于将这些外部区段附连到这些内部区段上。该管道可以通过一个入口区32M从外面通到内部热的循环仪3200上。然后将使管道螺旋地围绕这些内部区段包绕最小数量的次数(例如20次或更多次)，在此之后该管道可以通过出口区域32 从内部通到外部的热循环仪3200上。出口区域32 是相对宽的，从而在环绕这些内部区段形成任何希望数量的盘管后允许该管道离开热循环仪3200。图76是组装过的热循环仪的一个可替代的实施方案的一部分的放大的等距视图。该实施方案(它显示了在外部区段的形状方面轻微的改变)是特别适合用于相对大的外径的流体管道的。具体地，图76显示了外部区段3210’、3214’，这些外部区段被安置在内部区段3204，、3208，和核心3202的周围。凹槽3216，(它比图75的凹槽3216相对地更宽)在由这些外部区段所形成的开口 3220’中是部分地可见的。在图76中，流体管道可以在任何所希望的凹槽位置处简单地通过将开口 3220’的边缘与该管道重叠而从外部通到内部热循环仪3200上并且反之亦然。在入口和出口管道位置之间，可以将该管道环绕这些内部区段进行包绕从而制成环绕这些内部区段的任何所希望数量的螺旋盘管。图77是组装好的热循环仪的顶平面视图，没有附连的外部区段。该视图显示三个热电的冷却器(TECs) 3228,3230,3232,这些冷却器被安置在核心3202与内部区段3204、 3206、3208之间。在图73中可以看见这些中的一个TEC 3228。每个TEC被配置用来作为一个热泵来起作用，从而当跨过该TEC来施加电压时，在其外部表面处维持一个所希望的温度。可以使用适合的控制器(例如比例-积分-导数(PID)控制器，等)将这些TEC设定在稳态温度下。这些TEC根据熟知的热电原理(其中，例如，将电流与热传递偶联)，例如帕尔帖效应、泽贝克效应、和/或汤姆森效应来工作。这些TEC可以被配置以在两个方向的任何一个上(即朝向或离开特定的热循环仪元件)，顺或逆温度梯度(例如通过反转电流流过该TEC)来传送热量。因此，可以使用这些TEC来加速或提高旨在升温的元件的加热作用，加速或提高旨在冷却的元件的冷却作用，等，从而大致地将各温度区域维持在不同的所希望的温度下。适合的TEC包括可从俄罗斯莫斯科的RMT有限公司得到的TEC。如图73和77中可见，进而可以将每个TEC夹在一对导热的和机械顺性的垫3234 之间。可以配置垫3234以保护TEC避免由于核心3202的外表面上以及内部区段3204、3206,3208的内表面中表面不规则性造成的损害。可替代地，或另外地，可以配置垫3234以将这些TEC上潜在地有害的剪应力的可能性降至最低。适合的垫包括可以从Chanhassen， Minnesota的Bergquist公司得到的玻璃纤维增强的间隙垫。图78是一个示意性的截面图，该图描绘了核心3202、TEC 3228、TEC 3230、TEC 3232、内部区段3208、3206、3204、以及管道3218的相对安排。在此，该核心、多个TEC、以及多个内部区段被全体地配置以对应地将内部区段的外表面3236、3238、3240维持在任何所希望的温度下以有利于流体中PCR反应，这些流体流过螺旋地围绕该组装的内部区段的圆柱体周长进行安置的管道。图78可以被认为是图77中所示的顶视图，沿着图77中的线C 切开，并且将“展开的”构型显示于代表性的线性构型中。图78可以通过连续变形从图77 中得到，使这些图形拓扑地相等(同胚的)，并且意味着图78可以被简单地看成是图77中所示的部件的可视化安排的一种可替代的方式。如图78中所描绘的，TEC 3228、TEC 3230、和TEC 3232被配置以对应地将内部区段的外表面3236、3238、3240维持在相应于PCR的不同阶段的不同温度下。因为管道3218 是与外表面3236、3238、3240进行热接触的，管道3218中任何流体的温度还可以通过这些 TEC来控制。具体地，外表面3236被维持在温度Tmelt下，该温度适合用于将DNA解链(或变性)；外表面3238被维持在温度Tanneal下，该温度适合用于将引物退火成为单链的DNA模板；并且外表面3240被维持在温度Textend下，该温度适合用于使用DNA聚合酶来合成新的互补的DNA链。TEC 3228、TEC 3230、TEC 3232相对快地对电信号进行响应并且可以独立地进行控制，这样使得可以相对精确地维持在外表面3236、3238、3240上所希望的温度。这可以由温度传感器来促进，这些温度传感器监控这些外表面的温度并且将实时反馈信号提供给这些TEC。这些内部区段之间的间隙3242、3M4、3246还有助于维持这些不同的温度，在图77 和图78两者中可以看见这些间隙。这些间隙(在这个实例中简单地填充有空气)在这些邻近的内部区段之间提供了绝缘从而帮助保持这些内部区段彼此良好的热隔离。在其他实施方案中，这些间隙可以填充有其他物质。图79是图75的凹槽3216和管道3218的中心部分的放大的等距视图，该视图跨过该热循环仪的多个内部区段中的两个之间的界面。图79中所示的凹槽的特征还存在于图76的凹槽3216，中。具体地说，凹槽3216和3216，包括倾斜的边缘轮廓3248，这些轮廓被安置在每个内部区段3204、3206、3208的外围。边缘轮廓3248允许将管道围绕这些内部区段来包绕，即使这些内部区段中的两个相对于彼此存在轻微的未对准，因为这些边缘轮廓不包括锐利的边缘，这些锐利的边缘可能是由于潜在的未对准来自曲率的应力下管道的断裂点。在这个实例中这些内部区段的构型提供的是内部区段3204、3206、3208的每一个基本上与其他内部区段进行热分离(如图78示意性地展示)。与其中不同的温度区域处于更大的热接触的系统相比较，这具有多个优点，因为在这个示例性的构型中，多个区段之间存在相对小的热传导。仍然存在的传导的一个来源是通过流体和流体管道的传导，该流体管道从一个内部区段通过到达下一个内部区段，然而如下所述，在温度均勻性方面这种传导的作用总体上是很小的。图80显示了实际测量的温度相对于弧长度的图形，为根据本实例配置的两个内部区段之间的界面附近的平均流体速度的一个函数。具体地，在来自内部区段之间界面的弧度的千分之几内流体热传导对温度均勻性的影响总体上是相当小的(即使对于相对快的流体速度)。可以通过或者软件改变亦或硬件改变(例如，泵的设定、滚筒的半径、每个区段的弧长度(因为在给定的区段或带中时间的长度正比于该区段的弧长度)、毛细管内径、 等)通过改变流动速率动态地调节该系统中的循环次数。图73和77各自显示了用于TEC 3228、TEC 3230、TEC 3232的安装系统的方面。 在此，一个TEC被安装在核心3202与内部区段3204、3206、3208的每一个之间(如上述)。 当将每个内部区段附连到该核心上时，为了得到位置的准确度，定位销钉3250被配置以附连到核心而后这些内部区段之一这两者上，从而将每个区段与该核心精确地对齐。此外，定位销钉的存在可以降低剪切力将作用在这些TEC上并且潜在地损伤它们的可能性。这些定位销钉正好放在互补的销钉孔3252中，这些销钉孔被安置在这些内部区段与核心这两者中。在图73的示例性的实施方案中，一个单一的定位销钉被定位在该核心的一端处(图73 中顶端)，并且两个定位销钉被定位在核心的另一个末端处(图73中底端)。图73还显示了螺栓32M和垫圈3256，这些螺栓和垫圈被配置以将内部区段附连到核心上。总体上选择这些螺栓以具有低的热传导率，这样使得这些TEC剩下该核心与这些内部区段之间唯一显著的热传导途径。例如，这些螺栓可以由耐热塑料或一种相对低导热率的金属来构造以避免不希望的热传导。这些垫圈可以是负载补偿垫圈，例如Belville 型垫圈，这些垫圈被配置以提供一个已知的压缩力，该压缩力将每个内部区段夹紧到该核心上。这种螺栓/垫圈组合对随着时间推移的松弛具有抗性并且还允许将已知的赢利应用到螺栓和TEC两者上，这导致了该热循环仪更大的寿命。 B.选定的实施方案2可以根据本披露对图73-80的示例性实施方案进行多种改变和/或添加。例如，可以将一个“热启动”机构加入以有助于高温PCR的活化步骤。图81显示了一个示例性的热循环仪3200’的中心部分(即，外面区段未显示)，该热循环仪包括一个热启动区域3258， 该热启动区域通过间隙3260与该热循环仪的剩余部分分开。与内部区段完全一样，该热启动区域被配置以接收流体管道，但是通过间隙3260与内部区段分开从而避免热启动区域与该热循环仪的其他部分之间不想要的热传导。分开的核心部分(为显示)可以被配置以将区域3258加热到一个相对高的活化温度(典型地在95°C至98°C的范围内)从而分解任何聚合酶抑制剂，这些抑制剂已经被用于降低非特异性或早熟的PCR扩增。除了热启动区域3258以及它相关联的间隙以及核心部分之外，热循环仪3200’的剩余部分(它总体上如3262所指示)可以具有与上述热循环仪3200类似的构造。可替代地，不是热电控制器，热循环仪3200’可以包括一个空气核心，该核心被多个电阻区段加热器(未显示)所包围用于加热该热循环仪的不同的温度区域3263、3沈5、3267。这些区域可以被绝缘的间隙3269、3271隔开，这些绝缘间隙延伸进入一个绝缘座部分3273以帮助使这些温度区域彼此热绝缘。可以改变该底座部分的构型(包括该绝缘间隙)以调节不同温度区域之间的导热性。C.选定的实施方案3根据本披露的多个方面，这个分段描述了不同的可替代的示例性热循环仪 3202a-h(参见图 82-89)。
图82-89是多个示意图，这些图描绘了这些热循环仪的顶视图。类似于图78，这些图相应于并且拓扑学等价于三维圆柱体热循环单元。这些热循环仪各自包括三个内部(例如，解链、退火、以及延伸)区段3204th、3206th、3208th，这些区段与流体管道3218互-红进行热接触用于携带样品经历PCR。进而这些区段每一个可以(或任选地不可以)与对应的 (例如，解链、退火、以及延伸)加热元件3252互-h、3254^-h、3256互-h(由垂直的条表示)进行热接触用于将热量递送到这些区段。这些区段还可以与一个或多个TEC(由交叉的阴影来表示)、一个或多个热传导层(由点彩表示)、一个或多个热绝缘层(由点划阴影表示)、 和/或一个或多个加热的或未加热的核心(对应的用阴影或点彩来表示)直接地或间接地进行接触。这些热循环仪的这些和其他部件可以被选择以及初始地和/或动态地调节以建立、维持、和/或改变不同区段的绝对以及相对温度，并且因此改变相关联的流体管道和 PCR样品的绝对以及相对温度。具体地，这些部件可以被选择和/或调节以通过由于通过传导通过其他核心部件(包括流体管道以及相关联的流体)和/或与环境对流将热量加入这些区段中或从这些区段中取出热量来实现温度目标。具体地，这些TEC(在存在处)可以将热量传送到或传送出这些区段以有助于更快和更精确地对相关联的区段温度并且因此对相关联的反应温度进行控制。图82描绘了一个第一可替代的热循环仪3200&在这个实施方案中，解链、退火、 以及延伸的区段3204这、3206这、以及3208互通过相应的热绝缘层3264、3洸6、3268与共同的未加热的(例如，塑料块)核心3260进行热接触。这些绝缘层(以及在本段中其他地方所描述的绝缘层)可以独立地由具有相同或不同尺寸的相同的或不同的材料来制成，这样使得这些层可以具有相同或不同的热热传导率。例如，在这个实施方案中，用于解链以及延伸区段的绝缘层是由具有相同厚度的相同的材料制成的，而用于退火区段的绝缘层是由一种具有不同厚度的不同的材料制成的。通过加热元件3254互、3256a, 3258a将用于完成PCR的热量提供给这些区段。这个实施方案是特别简单的使用相对很少的，大部分被动的部件来进行构造的。然而，它的柔韧性或响应性与其他绘制的实施方案不同。图83描绘了一个第二可替代的热循环仪3200h。在这个实施方案中，解链、退火、 以及延伸区段320处、3206h、以及3208h与共同的加热的(例如，铜)核心3270进行热接触。然而，对应的绝缘层3274、3276、3278(每个区段一个)、一个共同的导热体3观0 (与所有三个绝缘层相接触)、以及一个共同的TEC 3观2(与该共同的导热体并且与该共同的加热核心进行接触)被安置在这些区段与该核心之间，从而防止它们直接接触。通过加热元件325处、3256h、3258h并且通过共同的核心将用于完成PCR的热量提供给这些区段。该 TEC可以用于将热量跨过这些插入的绝缘以及传导层传送到以及传送出这些内部区段以及加热的核心从而向上或向下调节这些区段的温度。图84描绘了一个第三可替代的热循环仪3200￡。在这个实施方案中，解链和延伸区段3204￡和3208￡通过相应的绝缘层3四4、3298与共同的未加热的核心3290进行热接触，而退火区段3206c通过专用的插入的TEC 3296与加热的核心3300进行热接触。这个构型基本上使退火区段与解链和延伸区段在热量方面断开联系并且通过加热元件3256￡、 加热核心3300、以及TEC允许退火区段的温度被相对快地改变。可以通过加热元件3254￡、 325^(用于加入热量)以及传导到非加热核心(用于去除热量)来改变解链和延伸区段的温度(这些区段通过非加热核心3284进行热连接)。
图85描绘了一个第四可替代的热循环仪32004。在这个实施方案中，热循环仪 3200￡(来自图84)通过一个插入的TEC 3304被进一步连接到共同的加热核心3302上，从而允许通过该TEC层对解链和延伸区段的温度进行增强的反馈和控制。图86描绘了一个第五可替代的热循环仪320(^。在这个实施方案中，解链、退火、 以及延伸区段3204仏3206g、3208g通过或者专用的绝缘层3314、3318 (在解链和延伸区段的情况下)亦或专用的TEC层3316(在退火层的情况下)与共同的加热核心3310进行热接触。这种构型允许通过加热元件3256g与TEC的组合对退火区段的温度进行相对快的反馈和控制，而仍然提供了通过加热元件325 、3258e对解链和延伸区段的温度进行控制的测量。图87描绘了一个第六可替代的热循环仪3200￡。在这个实施方案中(该实施方案类似于图86的热循环仪3200豆)，一个共同的传导层3320以及一个共同的TEC 3322将这些区段与加热的热核心3323的全体分开。该TEC通过传导层与退火区段进行热接触，而通过传导层以及通过专用的绝缘层33对、33观两者将TEC与解链和延伸区段分开。图88描绘了一个第七可替代的热循环仪3200g。在这个实施方案中，解链、退火、 以及延伸区段3204g、3206g、3208κ_各自通过专用的插入的TEC3!M4、3346、3348 (总计三个区段、三个加热的核心、以及三个TEC)与相应的加热核心3334、3336、3338进行热接触。这个实施方案提供了对各内部区段的温度的快速的反馈和分别的控制。具体地，每个区段独立地与专用的加热元件以及一个专用的加热核心进行热接触，这样可以将热量从两个专用的热源或散热器传送到或传送出该区段。然而，该实施方案也是较复杂的，它要求用于各 TEC的控制器。图89描绘了一个第八可替代的热循环仪3200h。在这个实施方案中，其中加热的核心33M的一个单个的区段被与该热循环仪的一个内部区段(例如，延伸区段32080的内部对齐，通过一个TEC 3358将其与该区段分开。该延伸区段进而通过未加热的导体3362 与邻近的内部区段(例如，退火区段32060进行热接触，通过一个第二 TEC 3364将该未加热的导体与该内部区段分开。该退火区段进而通过另一个未加热的导体3368与邻近的内部区段(例如，解链区段32040进行热接触，通过一个第三TEC 3370将该未加热的导体与该内部区段分开。因此，用于所有这些TEC核心区段33M仍然可以作为热源或散热器来使用。D.选定的实施方案4这个实例描述了被安置在一个仪器内的热循环仪，该仪器还包括其他部件，例如一个冷却机构以及一个保护性壳体(参见图90)。图90总体上描绘了处于组装的不同阶段的一个示例性的热循环仪器3400。仪器 3400包括一个热循环仪(总体上如3402所指示)，该热循环仪基本上类似于上述的热循环仪3200，但是该热循环仪总体上可以采用不同形式，包括以前实例中所描述的热循环仪中任何一个的一个或多个特征。如下所述，该仪器可以包括另外的部件，例如一个前面板、连接端口、一个散热器、一个冷却风扇、和/或一个壳体。用多个紧固件3406将前面板3404附连到该热循环仪上，这些紧固件通过前面板中的中心孔3408以及热循环仪中的互补的孔。该前面板帮助将该热循环仪与外部气流隔离开并且因此帮助维持该单元内控制的温度带。
连接端口 3412被附连到该前面板上，并且被配置从而将电力提供给该仪器并且从而接收由该仪器所获得的传感器信息。因此，该连接端口被配置用于从该仪器外面接收电力并且将该电力传送到该仪器中，并且用于接收来自该仪器内的传感器信号并且将这些信号传送到该仪器外面。可以通过被安置在该仪器内部和外部的适合的连接导线或线缆 (未显示)来实现电力和传感器信号的传送。散热器3414和冷却风扇3416 (它们将被总体地称为冷却机构3418)被显示附连到与该前面板相对的该热循环仪的一个侧面上。总体上使用适合的紧固件(例如，螺栓、销钉和/或螺钉)将冷却机构3418的一个或两个部件安装到该热循环仪上。在图90中，散热器3414被直接附连该热循环仪上，并且冷却风扇3416被附连到该散热器上。散热器3414 包括一个中心孔3420，该中心孔与该热循环仪核心的一个中心孔对齐，该热循环仪核心定义了一个中心纵向轴线(参见，例如图73、74、以及77)。这些对齐的孔有助于热量从热循环仪3402的中心(轴线)部分传递到该散热器中。该散热器还可以由相对导热性材料制成以有助于将过量的热量传导离开加热循环仪，并且包括多个对流风扇34M以有助于使热量对流离开该热循环仪。冷却风扇3416被配置以使冷却空气吹过散热器的风扇3似4以及孔3420，从而增加对流地将热量传递离开该散热器。来自风扇3416的空气还可以流过或被引导通过该散热器并且进入热循环仪3402的中心孔中，以将对流提供于该热循环仪中。可以提供专用的结构(例如，挡板、成角度的壁或倾斜的散热片(未显示))以促进将空气从冷却风扇传送到该热循环仪中。总体上如3似6所指示热循环仪3402和冷却机构3418被安装在一个外部壳体内。 壳体3似6可以包括几个不连续的区段3似8、3430、3432、3434，这些区段被配置以符合该热循环仪以及该冷却机构的不同部分，并且这些区段被进一步配置以组装在一起并且与前面板3404连接从而形成壳体3426。壳体34 的多个不连续的区段以及前面板被全体地配置以使该热循环仪与外部气流以及可能导致该热循环仪内不受控制的温度改变的其他因素隔1 °E.选定的实施方案5根据本披露的多个方面，这个实例描述了具有多个温度区域的示例性热循环仪， 沿着热循环仪的长度这些温度区域在大小和/或数量方面发生改变(参见图91-92)。总体上如3450所指示，图91显示了一个示例性热循环仪的多个部分的侧面正视图，该热循环仪具有三个连接的区段3452、3454、3456这些区段各自限定了一个不同的温度区域。可以通过被安置在这些区段之间的一个共同的核心或通过多种材料(典型地绝热材料)(未显示)来连接区段3452、3454、3456。区段3452、3454、3456沿着该热循环仪的长度(即，沿着纵向轴线)成角度，这样使得热循环仪3450的内部区段共同地形成一个总体上如图91所描绘的截头圆锥形。因此，在图91中围绕热循环仪3450的外表进行包绕的流体管道3458的每个缠绕将从上到下渐进地缩短，这样使得管道所遵循的螺旋路径随着逐个的循环长度减少。假定流体以均勻的速度流过管道3458，因此在由区段3452和3456所定义的温度区域中管道内的流体将渐进地花费更少的时间。另一方面，区段34M具有一个基本上恒定的宽度，这样使得随着每个逐个的循环在相应的温度区域中流动通过管道3458 的流体将花费基本上恒定量的时间(再次假定流体以均勻的速度流动)。
例如，当所希望的是以相对长时间循环时间开始热循环操作，并且随后减少循环时间以加速总体的热循环过程时，图91中所描绘的热循环仪可以是有用的。在多种应用 (例如PCR)中，情况就是这样，因为随着每个逐个的热循环，有效的目标分子复制变得越来越不重要。例如，如果在第一个循环期间一个单个目标分子没有复制，并且在随后19个循环中以完美的效率进行复制，20个循环之后结果将是219个目标分子。然而，如果一个单个目标分子以完美的效率复制该第一 19个循环，但是在第二十个循环期间一个分子没有复制，20个循环之后结果将是个目标分子。除了截头圆锥形之外，可以使用许多其他热循环仪构型来影响样品流体通过热循环仪的不同温度区域的时间。例如，通过以分别的步骤顺序地减小圆柱体热循环仪的半径， 能够以分别的步骤减小不同温度区域的大小。总体上，导致通过流体管道的顺序地缠绕而移动的路径长度改变的任何构型可以适合用于改变在整个热循环过程的进程上在每个所希望的温度下流体所花费的时间。总体上如3500所指示，图92显示了根据本披露的多个方面具有多个温度区域的示例性热循环仪的多个部分的一个侧正视图，这些温度区域沿热循环仪的长度数量发生改变。具体地，热循环仪3500包括多个内部区段3502、3504、3506、3508、3510，这些区段每一个可以被配置以限定一个分离的温度区域。这些区段可以被附连到一个共同的核心(未显示)上或以任何适合的方式结合在一起，并且可以被空气或任何其他适合的介质分开(典型地一种绝热材料)。这些区段之间的间隙(如果有的话)具有任何选定的宽度以在纵向方向和切线方向两者上产生所希望的温度轮廓。如图92所描绘，多个内部区段包括不同数量的内部区段，这些内部区段沿着该纵向轴线在不同位置处附连到该核心上。移动通过流体管道3520的流体将遭遇仅具有一个单一温度区域的该热循环仪的一个第一部分3512，该温度区域由区段3502所限定。随后，该流体将遭遇具有三个温度区域的该热循环仪的一个第二部分3514，这三个温度区域由区段3504、3506、和3508来限定。 接下来，该流体将遭遇具有两个温度区域的该热循环仪的一个第三部分3516，这两个温度区域由区段3504、3508来限定，并且最后该流体将遭遇具有单一温度区域的该热循环仪的一个第四部分3518，该温度区域由区段3510来限定。替代或除了部分3512、3514、3516以及3518，可以将任何所希望数量的纵向部分包括在热循环仪中从而当流体前进通过一个热循环过程时，改变了流体所遭遇的温度区域的数量。此外，可以将任何所希望数量的切线区段包括在每个纵向部分内，这样使得流体管道的具体的缠绕可以被配置以遭遇基本上任何数量的温度区域。通过使热循环仪3500的特征与图91中所描绘的热循环仪3450的特征相结合，可以构造一个热循环仪用来向移动的流体提供几乎任何时间温度轮廓，使得所披露的热循环仪适合用于广泛的应用。 F.选定的实施方案6根据本披露的多个方面，这个实例描述了热循环仪的多个另外的方面和可能的变体。鉴于前面将热循环仪主要描述为包括基本上螺旋地围绕该热循环仪的加热区段的圆周进行包绕一个单一的“股”的流体管道，多个变体是可能的。例如，可以提供超过一股的管道，并且这些不同的股都可以被围绕该热循环仪的一个部分进行包绕。在一些情况下， 能够以某种方式将这些股编成辫这样使得它们重复地彼此交叉，而在其他情况下，这些股都可以被配置以直接接触加热的热循环仪区段持续基本上它们包绕长度的全部。此外，一个或多个管可以被配置以通过热循环仪的加热的区段，而不是围绕它们的外部进行包绕。 例如，这些加热的区段可以被铸造、模制、或另外地围绕这些管来形成。在一些情况下，能够以这种方式形成不透流体的通道，这样使得这些管是不必要的。在一些情况下，可能希望的是或者动态地亦或通过提供对于具体流体将碰到的循环的数量几种不同的选项来改变由热循环仪器所提供的热循环的数量。例如通过使流体管道围绕该热循环仪展开或另外地缠绕，可以提供热循环的数量上的动态改变。例如，通过提供多个流体管(这些流体管围绕该仪器缠绕不同次数)，或通过产生多种任选的旁路机构 (例如具有阀的旁路管)来选择性地加入或去除用于特定流体的循环，可以提供任选的循环次数。虽然总体上显示上述的热循环仪的加热的区段被绝热的空气间隙彼此隔开，根据本披露可以将任何所希望的绝热材料放置在热循环仪的多个加热的区段之间。例如，使用低密度聚合物或二氧化硅气凝胶可以通过降低绝缘区域的导热性并且通过降低对流热传递两者来提供相邻的区段的增加的绝热性。可以将所披露的热循环仪用于PCR、任何其他分子扩增方法、或实际上涉及流体样品的循环温度改变的任何方法，无论是否该样品包括分离的液滴。例如，可以将潜在的包含目标物的样品分离成离散的单元而不是液滴，例如通过将样品分子结合到载体上(例如一种适合的珠粒或球粒)。可以将这些替代的载体放置在一种背景流体中，并且以与乳液中的液滴非常相同的方式进行热循环。可替代地，可以将多个热循环仪同时用于并行地或以重叠的顺序循环不同的大批流体样品，而不将这些流体样品分离成多个不连续的单元。G.选定的实施方案7根据本披露的多个方面这个实例描述了热循环仪的另外的方面，不受限制地以一系列的编号的句子来提出。1. 一种热循环包含样品的流体以促进目标分子扩增的方法，该方法包括㈧将一种包含样品液滴的乳液传送到一个热循环仪器中；(B)将一个变性温度提供给该乳液；(C) 将一个引物退火温度提供给该乳液；以及(D)将一个聚合酶延伸温度提供给该乳液；其中提供变性温度、引物退火温度、以及聚合酶延伸温度对应地包括循环地通过变性温度区、引物退火温度区、以及聚合酶延伸温度区将乳液运送到一个基本上螺旋形的路径中。2.如段落1所述的方法，进一步包括在将变性温度提供给该乳液之前，通过以一个基本上螺旋的路径来运送该乳液通过一个热启动温度区域将一个热启动温度提供给该乳液。3.如段落1所述的方法，其中通过使用多个热电冷却器来提供这些温度，这些热电冷却器被配置以使热量在热核心与这些温度区之间进行传递。4.如段落1所述的方法，其中该螺旋途径随着逐个的循环减少了长度。5. 一种热循环系统，该热循环系统被配置以促进分子扩增，该系统包括(A) —个核心，该核心限定了一个中心纵向轴线；(B)多个内部区段，这些区段附连到该核心上并且限定了多个温度区域；(C)多个加入元件，这些元件被配置以将大致地每个温度区域保持在不同的所希望的温度下；以及(D) —个流体通道，该流体通道被配置以将包含样品的液滴的乳液循环地运送通过这些温度区域。
6.如段落5所述的系统，进一步包括多个外部区段，这些外部区段附连到这些内部区段上，并且其中该流体通道被安置在这些内部区段与外部区段之间。7.如段落5所述的系统，其中该流体通道被配置以将乳液运送到一个基本上螺旋状的路径中。8.如段落5所述的系统，其中流体通道包括包绕在这些内部区段周围的流体管道。9.如段落8所述的系统，其中该流体管道被安置在这些内部区段的凹槽中，这些内部区段限定了围绕这些内部区段的一个基本上螺旋状的路径。10.如段落5所述的系统，其中流体通道被安置在这些内部区段内。11.如段落5所述的系统，其中这些内部区段包括多个外部凹槽，并且其中该流体通道是由这些凹槽以及由围绕这些内部区段进行包绕的不透流体的薄片来限定的。12.如段落5所述的系统，其中该核心被配置为一个热源或配置为一个散热器，并且其中这些加入元件包括至少被安置在这些内部区段之一与该核心之间的一个热电的冷却器。13.如段落12所述的系统，其中至少一种可独立控制的热电冷却器被安置在每个内部区段与该核心之间。14.如段落12所述的系统，其中该核心被保持在操作温度下，该操作温度落在所希望的温度中的两个之间。15.如段落12所述的系统，其中至少一个热电的冷却器被安置在一对导热的和机械顺性的垫之间。16.如段落5所述的系统，其中该核心是未加热的，并且进一步包括被安置在该核心与各内部区段之间的一个绝热层。17.如段落5所述的系统，其中该核心包括多个内心区段，每个区段独立地与这些内部区段之一进行热接触。18.如段落5所述的系统，其中每个内部区段的至少一部分被沿着该纵向轴线成角度这样使得这些内部区段共同地形成一个大致截头圆锥的形状。19.如段落5所述的系统，其中多个内部区段包括不同数量的内部区段，这些内部区段沿着该纵向轴线在不同位置处附连到该核心上。20. 一种热循环仪器，该热循环仪器被配置以促进分子扩增，该系统包括(A) —个核心，该核心包括一个中心开口，该开口限定了一个中心纵向轴线；(B)多个内部区段，这些区段附连到该核心上并且限定了多个温度区域；(C)多个加热元件，这些元件被配置以大致地将每个温度区域保持在不同的所希望的温度下；(D) —个流体通道，该流体通道被配置以将包含样品的液滴的乳液循环地运送通过这些温度区域；以及(E) —个导热的散热器，该散热器包括一个中心开口，该开口与该核心的中心开口对齐。21.如段落20所述的仪器，进一步包括一个冷却风扇，该冷却风扇被配置以吹动空气通过该散热器的中心孔以及该核心的中心孔。22. 一种用于完成液滴中的反应的装置，该装置包括(A) —个液滴发生器，该发生器生产被安置在不互溶的载体流体中的多个液滴；(B) —个加热器组件，该组件包括至少温度控制的带，这些带被保持在相应的不同的温度下；(C) 一个卷曲的管，该卷曲管接收来自液滴发生器的液滴并且连续地并且重复地横向通过该温度控制带；以及(D) —个泵，该泵驱动液滴移动通过该卷曲管这样使得这些液滴被温度控制带循环地加热和冷却。23.如段落22所述的装置，其中至少一个该温度控制带的独特的温度是由一个热电冷却器来调节的。24.如段落22所述在装置，进一步包括一个控制器，该控制器与该热电冷却器连通并且被编程以主动地调节被提供给该热电冷却器的电力从而在不同的热负荷下保持至少一个该温度控制带的一个设定点温度。25.如段落22所述的装置，其中一对温度控制带被一个热电冷却器热连接到彼此上。26.如段落4所述的装置，其中该热电冷却器被安置在这对温度控制带之间。27.如段落22所述的装置，其中该加热器组件包括一个导热的核心，并且其中每个温度控制带包括一个传导区段，该传导区段被从该导热核心至少总体上径向地进行安置。28.如段落22所述的装置，其中通过对应的热电冷却器来调节一对温度控制带的每一个成员的独特的温度，并且其中该加热器组件包括一个导热核心，该导热核心被连接到相应的热电冷却器上并且被维持在一个温度下，该温度处于这对温度控制带的独特的温度之间。29.如段落22所述的装置，其中该管围绕该加热器组件包绕多次。30.如段落22所述的装置，其中该加热器组件包括一个导热的核心以及一个加热元件，该加热元件被连接到该导热核心上。31.如段落22所述的装置，其中该加热器组件包括至少三个温度控制带，这些温度控制带被维持在三个或更多个对应的独特的温度下，其中该盘管包括多个卷曲，并且其中每个卷曲都热连接到该至少三个温度控制带的每一个上。32.如段落31所述的装置，其中该盘管的两个或多个卷曲在这些卷曲的每一个上在相同范围的角度位置处热连接到相同的温度控制带上。33.如段落22所述的装置，进一步包括一个或多个其他离散的盘管，这些盘管顺序地并且重复地横向通过这些温度控制带。34.如段落33所述的装置，其中用该盘管散置至少一个另外的盘管。35.如段落22所述的装置，进一步包括至少一个热控制的孵化区域，该孵化区被维持在预先定义的孵化温度下，该孵化区被定位在距离这些温度控制带的上游处，由此引起在被这些温度控制带循环地加热和冷却之前，流动通过该管的液滴的温度至少基本上达到孵化温度。36.如段落35所述的装置，其中用于该孵化区的热量是由加热器或热电冷却器来提供的。37. 一种用于完成液滴中的反应的装置，该装置包括(A) —个加热器组件，该组件包括至少两个温度控制带，这些温度控制带被保持在对应的独特的温度下，通过一个热电冷却器来调节这些温度控制带中至少一个的温度；(B) —个盘管，该盘管顺序地并且重复地横向通过这些温度带；以及(C) 一个泵，该泵驱动流体流动通过该盘管这样使得该流体被这些温度控制带循环地加热和冷却。
38.如段落37所述的装置，其中一对温度控制带被该热电冷却器热连接到彼此上。39.如段落38所述的装置，其中该热电冷却器被安置在这对温度控制带之间。40.如段落37所述的装置，其中该加热器组件包括一个导热的核心，并且其中每个温度控制带包括一个传导区段，该传导区段被从该导热核心至少总体上径向地进行安置。41.如段落37所述的装置，其中通过对应的热电冷却器来调节一对温度控制带的每一个成员的独特的温度，并且其中该加热器组件包括一个导热核心，该导热核心被连接到每个相应的热电冷却器上并且被维持在一个温度下，该温度处于这对温度控制带的独特的温度之间。42.如段落37所述的装置，其中该管围绕该加热器组件包绕多次。43.如段落42所述的装置，其中该加热器组件包括一个导热的核心以及一个加热元件，该加热元件被连接到该导热核心上。44.如段落37所述的装置，其中该加热器组件包括至少三个温度控制带，这些温度控制带被维持在三个或更多个对应的独特的温度下，其中该盘管形成多个卷曲，并且其中每个卷曲都热连接到该至少三个温度控制带的每一个上。45.如段落44所述的装置，其中该盘管的两个或多个卷曲在这些卷曲的每一个上在相同范围的角度位置处热连接到相同的温度控制带上。46.如段落37所述的装置，进一步包括一个或多个其他离散的盘管，这些盘管顺序地并且重复地横向通过这些温度控制带。47.如段落37所述的装置，进一步包括至少一个热控制的孵化区域，该孵化区被维持在预先定义的孵化温度下，该孵化区被定位在距离这些温度控制带的上游处，由此引起在被这些温度控制带循环地加热和冷却之前，流动通过该管的液滴的温度至少基本上达到孵化温度。48.如段落47所述的装置，其中用于该孵化区的热量是由加热器或热电冷却器来提供的。49. 一种核酸分析的方法，包括(A)产生多个液滴，这些液滴被安置在一个不互溶的载体流体中，每个液滴包括被安置在扩增反应中能够扩增核酸目标物的样品(如果存在的话)在液滴中的一个分配；(B)驱动这些液滴通过一个盘管，该盘管顺序地并且重复地横向通过两个或更多个温度控制带，从而在促进核酸目标物的扩增的条件下热循环这些液滴；(C)检测来自一个或多个液滴的一个或多个信号；以及(D)基于这些信号确定样品中核酸目标物的存在。50. 一种热循环装置，包括一个盘管，该盘管以至少一个基本上螺旋的缠绕横向通过多个温度控制区域，这些区域的每一个包括至少一个第一区域，该区域被保存在一个第一温度下；以及一个第二区域，该区域被保持在一个第二温度下，由此引起流动通过该管的不互溶的载体流体中一个或多个液滴的温度在该第一与第二温度之间循环。51.如段落50所述的装置，其中该多个区域包括两个至五十个之间的区域。52.如段落50所述的装置，其中该温度控制带中的至少一个的温度是由一个热电控制器来调节的。
53.如段落52所述的装置，其中至少两个温度控制带被一个热电控制器分开。54.如段落50所述的装置，其中该第一温度控制带的温度是由一个第一热电控制器来调节的并且该第二温度控制带的温度是由一个第二热电控制器来调节的。55.如段落53所述的装置，其中该第一和第二热电控制器被连接到一个共同的导体上，并且其中该共同的导体被维持在一个温度下，该温度在该第一和第二区域温度之间。56.如段落50所述的装置，其中这些液滴包括以下各项中至少一个水、盐、DNA、 RNA、蛋白、朊病毒、荧光染料、探针、引物、表面活性剂样品、以及核苷酸。57.如段落50所述的装置，其中该不互溶的载体流体包括以下各项中至少一个 植物油、氟烷油、矿物油、以及表面活性剂。58.如段落50所述的装置，其中该盘管包括多个环，并且其中该第一和第二温度控制区延伸跨过这些环中至少两个，由此引起在这些环的每一个上在相同的相对角度的位置处流动通过该管的流体的温度在该第一和第二循环温度之间进行循环。59.如段落58所述的装置，其中每个缠绕包括多个分别控制温度控制的区域，并且多个区域的任何一员的第一和第二区域中任何一个的温度可以被保持在相同的温度下， 由此允许将被调节在该第一温度下的缠绕的成角度区段和被调节在该第二温度下的缠绕的成角度区段设定为独立的预定的值。60.如段落50所述的装置，其中该盘管进一步包括至少一个热控制的孵化区域， 该孵化区域被维持在一个预定的孵化温度下，该孵化区被定位在距离这些温度控制区域的上游处，由此引起在进入这些循环区域之前，流动通过该管的流体的温度达到孵化温度。61.如段落60所述的装置，其中用于该孵化区的热量是或者由热电控制器亦或由电阻加热器来提供的。62.如段落50所述的装置，其中用来维持这些温度控制区的温度的热量是由选自下组的至少一项来提供的，该组的组成为传导、对流、辐射、电加热器、循环液体加热器、空气鼓风机、白炽光源、激光、LED、以及微波。63.如段落52所述的装置，其中主动地调节该热电控制器从而在热负荷改变的情况下维持基本上恒定的温度，该热负荷改变是由于平流运送热通量的改变而引起的，包括选自下组改变的至少一项，该组的组成为打开以及关闭管内流体流动，改变管内流体的流动速率、交替管内油和液滴的组、接收管内洗液的一个塞，改变管内流体的密度、改变管内流体热容量、改变管内流体的导热率、以及改变管内流体的热扩散率。64. 一种用于完成连续流动反应的装置，包括(A)至少一个毛细管，该毛细管具有用于流体入口的一个第一开口端以及用于流体出口的一个第二开口端，以允许连续流动； 以及(B)至少两个固体加热块，其中至少一个加热块的温度是由一种热电控制器来控制的。65.如段落64所述的装置，其中至少一个加热块是由电阻加热器来控制的。66.如段落64所述的装置，其中这些加热块是彼此直接接触的。67.如段落64所述的装置，其中这些加热块被维持在不同温度下。68.如段落64所述的装置，其中该装置包括三个加热块，其中一个第一加热块被维持在85°C至99°C之间的温度下，一个第二加热块被维持在50°C至65°C之间的温度下，并且一个第三加热块被维持在60°C至80°C之间的温度下。
69.如段落64所述的装置，其中该毛细管是围绕这些加热块来形成回路的。70.如段落64所述的装置，其中该毛细管顺序地并且重复地接触这些加热块。71.如段落64所述的装置，其中该毛细管接触每个加热块至少20次。72. 一种用于完成连续流动反应的装置，包括(A)至少一个毛细管，该毛细管具有用于流体入口的一个第一开口端以及用于流体出口的一个第二开口端，以允许连续流动； 以及(B)至少两个固体加热块，其中至少一个加热块是电阻加热的并且该毛细管是围绕这些加热块来形成回路的。73. 一种用于完成高通量核酸扩增的装置，包括(A) —个微液滴发生器，该微液滴发生器包括一个孔口，其中该孔口将样品流动路径连接到包含不互溶的流体的管上；(B) 至少一个毛细管，该毛细管具有用于流体入口的一个第一开口端以及用于流体出口的一个第二开口端，以允许连续流动；以及(C) 一个热循环装置，其中该装置具有多个固定的加热块，其中该毛细管围绕这些加热块形成回路并且顺序地接触这些加热块。VI.检泖丨本段描述示例性检测系统，例如用于检测包含样品的液滴。这些系统可以包括读出或检测出这些液滴本身和/或这些液滴的内含物。检测液滴本身可以包括测定一个液滴 (或多个液滴)的存在或不存在和/或该液滴的一个或多个特征，例如其大小(例如，半径或体积)、形状、类型、和/或聚结状态、等。检测液滴的内含物可以包括测定这些内含物的性质(例如，该液滴是否包含一种或多种样品)和/或这些内含物的特征(例如，这些内含物是否已经经历一个反应(例如PCR)、任何这类反应的程度、等)。能够以任何适合的顺序来独立地或并列地完成液滴以及它们的内含物(如果两者都被检测的话)的检测。例如，可以顺序地(一次一个液滴)、并行地、批量地、等来完成该检测。可以使用能够产生或经处理产生所希望信息的任何一种或多种技术或一种或多种机理来完成液滴以及它们内含物的检测。这些机理可以包括光学技术(例如，吸收、透射、反射、散射、双折射、二色性、荧光、磷光、等)、电学技术(例如，电容)、和/或声学技术 (例如，超声)、等。这些荧光技术进而可以包括荧光强度、荧光偏振(或荧光各向异性) (FP)、荧光相干光谱学(FCS)、光淬灭后荧光复现技术(FRAP)、全内反射荧光(TIRF)、荧光共振能量转移(FRET)、荧光寿命、和/或荧光成像、等。本段的残余部分描述了多个示例性检测系统，这些检测系统包括多个液滴传感器以及反应传感器。除了其他方法之外，在这些示例性的系统中，液滴传感器可以产生和检测散射光，并且反应传感器可以产生和检测荧光。为了方便起见，这些系统被描述于PCR反应的背景中；然而，这些技术更一般地用于能够产生或被改进以产生可检测出的信号的任何反应(例如一个生化反应)。在一个示例性的PCR测定(或其他核酸扩增测定)中，该样品首先与液滴中的试剂相结合，并且然后将该液滴进行热循环以诱导PCR。然后可以希望的是测量这些液滴的荧光从而确定哪个(如果有的话)包含一个或多个目标核苷酸序列。这总体上包括在选定的波长下用辐射照射这些液滴以诱导来自一个或多个与一个或多个扩增的PCR目标序列相关联的荧光探针的荧光，或改变荧光的特征。例如，在一个示例性的荧光强度测定中，如果检测到相对大强度的荧光，这表明在该液滴中发生了目标核苷酸的PCR扩增，并且因此该目标物存在于该样品的那个部分中。相反地，如果检测到无荧光或相对小强度的荧光，这表明在该液滴中目标核苷酸的PCR扩增没有发生，并且因此目标物可能不存在于该样品的那个部分中。在其他基于荧光的实施方案中，可以从荧光强度的降低，而不是一个或多个其他荧光参数(例如，极化、能量转移、和/或寿命、等)的降低、和/或改变来测定反应的程度。根据本发明的多个方面，以下实例描述了具体的示例性的检测系统。可以在以上交叉引用下列出的并且通过引用结合在此的美国临时专利申请中发现另外的适当的披露， 具体是于2009年9月21日提交的序列号61/277，203，名称为用于基于液滴测定法的检测系统，并且将 Donald A. Masquelier、Kevin Dean Ness、Benjamin J. Hindson、以及 Billy W. Colston, Jr.，定名为发明人。Α.实例1 检测系统1这个实例描述了在PCR扩增过程完成之后基于测量每个样品/试剂液滴的终点荧光信号的一个光学检测系统。这个示例性的系统适合用于进行定性的测量以及定量的测量两者(参见图93和94)。总体上如4200所指示，图93描绘了一个细胞计数类型的光学检测系统。术语“细胞计数”是指以下事实，即该检测系统被配置以检测散射的辐射和荧光辐射两者。检测系统 4200包括一个辐射源4202、透射光学元件(总体上如4204所指示)、一个前向散射检测器 4206、以及一个荧光检测器4208。在一些实施方案中，该前向散射检测器可以被侧向和/或背向散射检测器等来替换或增强，这些检测器被配置以对应地检测样品的侧面或背面有待检测的光线。类似地，在一些实施方案中该荧光检测器可以被落射荧光检测器等来替换或增强，该落射荧光检测器等被配置以检测反向并行于激发光(例如背面朝向透射光学元件 4204(在这类实施方案中该光学元件可以包括二色性的或多元二色性的光束分离器以及适合的激发和发射滤光片))所发射的荧光。包含样品的液滴4210 (这些液滴已经经历了至少一定程度的PCR热循环)被传送通过毛细管或其他类似的流体通道4212，在荧光交叉区域处(总体上如4214所指示)该毛细管或流体通道与来自辐射源4202的辐射路径相交叉。可以将荧光光学元件4216(例如会聚透镜)放置在交叉区域4214与前向散射检测器4206之间，用于将散射的辐射聚焦在该散射检测器上。类似地，可以将一个光学元件4218放置在交叉区域4214与荧光检测器 4208之间，用于将荧光辐射聚焦在荧光检测器上。该系统可以包括一个遮拦杆4219，该遮拦杆被可操作地定位在样品与检测器之间，该遮拦杆减少了落在检测器上的直接(非散射的)激发的辐射(光)的量。该遮拦杆(在此显示为光学元件4216的前面的一个小方块物体)可以在该光学元件的后面产生一个三角形的影像4219a。这种安排使得检测器4206 更易于检测散射(以小角度)垂直光束的折射率的改变。当来自辐射源4202的辐射遭遇一个液滴时，它可以被部分地散射，并且可以使用散射的辐射来检测该液滴的一个或多个特性。例如，指示交叉区域4214中存在液滴的散射的辐射可以由散射检测器4206来检测，并且可以使用这个信息来激活荧光检测器4208，该荧光检测器可以另外地保持解除启用状态(即，当液滴不存在于该交叉区域中时)以保存系统中的电力。即使检测器保持连续的启用状态，检测液滴的存在对于其他目的可能是有用的。例如，跟踪这些液滴通过交叉区域4214可能是令人希望的，因为通过该交叉区域的一些液滴可能不能被该荧光检测器检出(例如，如果这些液滴不包含反应产物)。此外，跟踪这些液滴可以允许将背景噪音(即在不存在液滴时由检测器所接收到的信号)去除，提高了信噪比。此外，如下所述，可以从由前向或侧向散射检测器4206所感测的数据来评估所检测液滴的多种特性。可以使用由散射检测器4206所检测到的辐射来推断所检测的液滴的大小(或其他特性)。具体地，表示交叉区域4214内存在液滴的散射事件的持续时间的测量与液滴通过该交叉区域的平均速度的知识相结合可以用于确定在垂直于来自辐射源4202的入射辐射的方向的一个平面中液滴的宽度。如果这个宽度小于通道4214的直径，则可以推断的是该液滴是具有一个直径的大致的球形，该直径小于通道4214的直径，并且可以计算出该液滴的体积。另一方面，如果该液滴的宽度超过通道4214的直径，这表明该液滴可能正在接触该通道的壁并且不是球形。然而，通过将该液滴建模成圆柱体或其他类似形状来通过该通道，仍然可以估计液滴的体积。如下所述，对于将任何相应的荧光检测的结果归一化，液滴体积的确定可以是有用的。在一些情况下，还可以从交叉区域4214将散射来自辐射源4202的辐射，即使它没有遭遇液滴，例如，如果它遭遇部分反射的表面，例如流体界面或流体通道4212的壁。这种类型的散射辐射总体上将具有与从液滴散射的辐射不同的标记，这样使得它总体上仅作为液滴散射事件的背景来起作用。如下将描述的，在不存在液滴的情况下散射是否发生取决于系统4200的具体的构型。类似地，当所希望大小范围之外的液滴通过该交叉区域时， 散射可以发生，并且可以使用从这类液滴所散射的辐射的标记来影响这类液滴的随后的处理。例如，可以从统计样品中去除从非常小或非常大的液滴所接收的荧光信号以增加统计的准确度。在任何情况下，在通过交叉区域4214之后，从辐射源4202所散射和/或未散射的辐射被导向前向散射检测器4206。来自辐射源4202的辐射(该辐射被交叉区域4214内的液滴所吸收)可以刺激荧光辐射的发射，该荧光辐射可以被荧光检测器4208所检测。更确切地说，辐射交叉液滴可以激发荧光探针(例如TAQMAN探针)，该探针被配置从而如果将探针的荧光部分与淬灭剂分子分开，才可以显著地发荧光。仅当聚合酶复制该探针结合到其上的序列时这种分开或切割才典型地发生。换言之，探针将仅在液滴中显著地发荧光，在这些液滴内目标核苷酸序列已经通过PCR被扩增。因此，辐射源4202将总体上被配置以在一定波长下发射辐射，该波长激发从一个或多个已知存在于样品中的探针来发射荧光，并且荧光检测器4208将被配置以检测该受激辐射。辐射源4202可以采用适合用于在一个或多个所希望的波长或波段下发射辐射的任何形式。例如，辐射源4202可以是一个激光器，例如基本上在波长488纳米(nm)下或在一些其他所希望的波长下发射单色光的一个二极管激光器。辐射源4202还可以包括多个分开的激光器，这些激光器或者在单一波长下亦或在多个不同波长下发射光。可以用一个交替的光源来替换辐射源4202的一个或多个(或全部)激光器，例如被配置以在一个或多个所希望的波长下发射直束辐射的一个发光二极管(LED)。在别的其他实施方案中，还可以使用白光照明(例如来自卤素灯)来提供辐射光源。透射光学元件4204可以包括任何光学部件，这些光学部件适合用于引导、聚焦、 或另外地令人希望地影响来自辐射源4202的辐射。例如，如图93中所描绘，透射光学元件可以包括一个或多个倾斜镜4220，每个倾斜镜被配置从而在一个所希望的方向(例如朝向另一个光学部件或朝向交叉区域4214)上来引导入射辐射。同样如图93中所描绘的，这些透射光学元件可以包括一个会聚透镜4222，该会聚透镜被配置以将来自辐射源4202的辐射聚焦到交叉区域4214上从而使由该辐射所引起的散射和荧光最大化。这些透射光学元件可以进一步包括另外的部件(例如光阑、滤光片、发散透镜、成型镜、等)用来在来自辐射源4202的辐射到达交叉区域4214之前影响它的透射路径和/或特性。此外，这些透射光学元件进一步可以包括(在这个以及其他实施方案中)用于监控该入射(激发)辐射的特性的一个机构。例如，该透射光学元件可以包括用于将入射辐射的一部分反射到检测器42 上的一个部分反射镜42M，例如用于监测入射光的强度的一个光电二极管。这将允许校正所检测的散射和荧光的变化，这些变化仅反映入射光的强度方面的改变。前向散射检测器4206被配置以接收和检测从通过交叉区域4214的液滴所散射的辐射(如上所述)。不同类似的检测器可以是适合的，这取决于所希望的成本和/或检测器的灵敏度。以大致的灵敏度逐步降低的顺序，可能是适合的示例性的多种类型的散射检测器包括光电二极管、雪崩光电二极管、多像素光子计数器、以及光电倍增管。对于一个给定的应用，光学元件4216的存在(它典型地可以是用于将散射的辐射重新聚焦到散射检测器4206的一个会聚透镜)可以通过增加检测器上散射辐射入射的每单位面积的强度来降低该前向散射检测器的必要的灵敏度。荧光检测器4208被配置以接收和检测在或接近它们通过交叉区域4214的时间由液滴所发射的荧光辐射。不同类型的荧光检测器可以是适合的，这取决于多种因素，例如所希望的成本和/或灵敏度，它们包括光电二极管、雪崩光电二极管、多像素光子计数器、以及光电倍增管。同样如在前向散射的情况下，使用位于交叉区4214与荧光检测器4208之间的一个光学元件4218 (典型地一个会聚透镜)可以通过增加检测器上每单位面积荧光辐射入射的强度来降低荧光检测器的必要的灵敏度。图94描绘了由荧光检测器4208所完成的示例性荧光测量。更确切地说，图94显示了来自液滴的后PCR终点荧光示踪，其中每个“峰”4230表示检测的荧光的强度，这些荧光是由流过交叉区域4214的单独的液滴所发射的。如图94所指示，可以使用得到的直方图来从负信号中鉴别出正信号。具体地，可以将图94中所描绘的信号与截止或阈值荧光水平相比较(如由短划线4232所指示的)。信号超过阈值水平将被解释为对于PCR扩增，并且因此对于相应的液滴中存在目标核苷酸序列是阳性的(如4234处示例性信号所指示)。 另一方面，信号落在阈值水平4232之下将被解释为阴性结果，表明相应的液滴不包含目标物。阴性信号的一个实例示于4236，其中检测出荧光的亚阈值量是由于液滴中存在未切割的荧光探针所致。如上所述，这些探针的荧光总体上没有被完全淬灭，甚至在不存在被结合的聚合酶切割的情况下。而且，阳性结果的荧光强度方面的差异(如在4230处的阳性峰与4234处的阳性峰之间信号电压峰高度中可见)可以被归因于PCR之前最初地液滴中起始核酸目标物的不同的量(例如，一个对两个起始目标物)。起始目标物的量的不同量的比率可以由泊松统计来控制。典型地，每次运行对数百至数百万的液滴进行分析。在任何情况下，在通过荧光检测器4208来检测所希望数量的信号之后(即在所希望数量的液滴已经通过交叉区域4214 之后)，对阳性和隐性信号进行计数和分析。典型地使用接收者-工作者特征曲线以及泊松统计学来执行分析从而对应地确定目标物的存在以及目标物的浓度。还可以完成使用泊松统计学的运行分析从而在处理所有这些液滴之前(即将全部液滴的子集用于统计分析中) 给出对目标物浓度的估计。液滴的分析被进一步描述于第VII节中。B.实例2 使用光纤的检测系统这个实例描述了多个荧光检测器，这些检测器被配置以测量PCR后样品/试剂液滴的终点荧光信号，并且该这些检测器使用一个或多个光纤以将辐射传送至和/或传送出照明辐射在其中交叉包含样品的液滴的路径的一个交叉区域。示例性的系统适合用于进行定性的以及定量的测量，参见图95-99。总体上如4250所指示，图95描绘了一个光学检测系统，该光学检测系统与图93 中所描绘的系统4200相类似，除了系统4200的传输光学构件4204已经被光纤42M来替换之外。可以用玻璃、塑料、和/或任何其他材料来制造光纤42M，该其他材料对于一个或多个特定想要的波长辐射基本上是透明的并且被配置以沿着该纤维的长度来传送该辐射， 优选具有很少或没有强度损失。与使用光学元件的系统(例如镜和镜片)相比较，用光纤42M来替换传输光学部件可以允许系统相对廉价地并且以更节省空间的方式来制造42M。这个结果是得自以下事实，即与其他光学元件相关联的成本和空间不再是必要的，并且还得自以下事实，即能够以任何希望的方式来成形光纤42M，允许显著的外观设计柔性。另外，除了光纤42M之外，检测系统4250包括一个辐射源4252、一个前散射检测器4256、以及一个荧光检测器4258，所有这些都与系统4200中它们的对应物相类似并且将不再次详细描述。总体上如4264所指示，图95中光纤42M被描绘为在末端在距离液滴4260短距离处，这些液滴在流体通道4262中移动穿过一个交叉区域，在该交叉区域从该光纤的末端发射的辐射与移动穿过该流体通道的液滴相交叉。其他的配置是可能的，例如其中该光纤被配置以将辐射更精确地聚焦朝向该交叉区域和/或被直接整合到流体通道中。下面更详细的描述了这些可能性，参见图98和99以及随附的讨论。总体上如4270所指示，图96描绘了一个光学检测系统，该光学检测系统与图93 中所描绘的系统4200相类似，除了系统4200的光学元件4216和4218已经被图96的系统 4270中光纤4286和4288所替换之外。如图95中所示并且如上所述的光纤42M的情况下，光纤4286和4288的每一个可以用玻璃、塑料、和/或任何其他材料来制造，该其他材料对于一个或多个特定的想要的波长辐射基本上是透明的并且被配置以沿着该纤维的长度来传送该辐射，优选具有很少或没有强度的损失。在系统4270的情况下，可以配置光纤4286以传送具有波长等于由辐射源4272所发射的光的波长的至少散射的辐射(在散射期间该波长总体上不改变)，并且可以配置光纤4288以传送由液滴4280内的任何荧光探针所发射的至少荧光辐射，该荧光辐射是由来自光源4272的入射辐射所激发的。因此，在一些情况下光纤4286和4288可以用不同的材料来制造。因为以上所描述的关于系统4250中光纤42M的使用的相同的原因，光纤4286 和4288的使用可以导致成本和空间的节省。除了光纤4286和4288的使用之外，系统4270与系统4200是类似的，包括辐射源 4272、传输光学构件4274、一种前散射检测器4276、以及一种荧光检测器4278，它们与以前描述的其对应物相类似并且将不再进一步讨论。来自辐射源4272的辐射通过传输光学部件4274并且在交叉区域4284处遭遇正在移动通过流体通道4282的液滴4280。一些前散射的辐射被穿过光纤4286传输到前散射检测器4276中。类似地，由液滴4280所发射的一些荧光辐射被穿过光纤4288传送到荧光检测器4278中。如在图95中光纤42M的情况下， 光纤4286和4288被显示在距离流体通道4282 —段距离处开始，但是如以上所指出，其他的构型是可能的并且将在下面通过参考图98和99进行描述。总体上如4300所指示，图97描绘了一个光学检测系统，其中使用光纤来传送入射和出射辐射。更确切地说，系统4300包括一个辐射源4302、一个光纤4204、该光纤用于传送从辐射源4302发生出来的辐射、一个前向散射检测器4306、以及一个荧光检测器4308。 将PCR后包含样品的液滴4310传送通过流体通道4312至交叉区域4314。光纤4316将来自交叉区域4314的散射的辐射传送到前向散射检测器4306中，并且光纤4318将来自交叉区域4314的荧光辐射传送到荧光检测器4308中。如上所述，使用光纤可以导致多种成本以及空间的节省。与系统4250和4270相比较，通过将光纤用于系统4300中所有的辐射传送，这些节省可以被进一步放大。除了将光纤用于辐射传送以及任何相关联的效率之外，系统4300在其部件及其操作两者方面与上述系统类似，并且因此将不进一步描述。总体上如4320所指示，图98显示了一个交叉区域的放大的视图，其中来自辐射源 (未显示)的入射辐射被传送通过光纤4322从而与移动通过液滴输入流体通道43 的包含样品的液滴43M相交叉。交叉区域4320与上述的交叉区域不同，因为光纤4322被整合到一个辐射输入流体通道43 中，该流体通道被以流体方式与流体通道43 相连接。因此，辐射从光纤4322中发射，直接进入这些连接的流体通道内的流体中，这样使得它遭遇液滴43M而不与或者空气与该流体通道材料(典型地某种形式的玻璃)之间的界面亦或该流体通道材料与该通道内的流体之间的界面相交叉。通过以这种方式来配置交叉区域并且避免了具有不同折射率的介质之间的两个界面，可以减少入射辐射的不希望的反射，这导致更大的辐射强度到达液滴43M。此外，将光纤4322包埋在连接的流体通道内可以允许更方便地并且更稳定地将该光纤放置在离开流体通道43 的一个小距离处以及相对于流体通道43 的一个所希望的方向处，这再一次潜在地导致了更大的辐射强度到达这些液滴。为了将光纤4322固定到通道43 内适当的位置处，流体装配件4330可以被安置在通道43 的末端并且被配置这样使得光纤4322 以不透流体的方式通过该装配件的一个开口。图98中所描绘的这种类型的交叉区域可以采用多种形式。例如，如图98中所描绘的，与流体通道43 的内径相比较，光纤4322可以具有一个稍微更小的外径。可替代地，光纤4322可以具有一个外径，该外径大致地等于流体通道43 的内径，这可以导致一个甚至更紧固地将光纤安置在流体通道内。此外，图98描绘了一个出射光纤4332，该出射光纤被安置在一个流体通道4334内，该流体通道还与流体通道43 流体地相连接。光纤4332 (该光纤被流体装配件4336固定到通道4334内)被配置以将散射的辐射传送到一个前向散射检测器中(未显示)。在一些实施方案中，可以使用入射光纤4322和出射光纤4332中的一个，而不是另一个。此外，一个或多个另外的光纤(例如引导到一个荧光检测器的一个出射光纤(未显示))可以被流体地连接到交叉区域4320中。总体上如4340所指示，图99A描绘了另一个交叉区域，该区域位于移动通过一个流体通道4344的包含样品的液滴4342与从一个辐射源(未显示)所发射的激发辐射4346 之间。激发辐射4346被通过光纤4348传送到交叉区域4340中，该光纤用它的长轴线进行定向，该长轴线并行于流体通道4344。如图99A中所描绘的，光纤4348可以汇成一点或另外地在流体通道4344附近的区域内逐渐变细，从而将激发辐射4346 (通过光纤内的内反射)聚焦到通道4344内并且聚焦到液滴4342上。这可以允许该激发辐射被主要地引导到单一液滴4342’上，尽管光纤4348与多个液滴进行共线地安排。在液滴4342通过交叉区域4340的中心部分之后，流体通道4344(该流体通道被配置以将液滴运送到交叉区域4340，在该交叉区域处这些液滴遭遇由光纤4348所发射的激发的辐射)如所示分裂成两个(或多个)出射流体通道4350和4352。这允许包含样品的液滴继续它们的移动通过PCR系统而仍然允许流体通道4344与光纤4348的共线的安排。如图99A所展示，出射流体通道和光纤可以被给予互补的形状，这样使得光纤紧贴地安置在出射通道4350和4352之间。这可以导致光纤和流体通道4344的相对稳定的共线构型(用以帮助自动对齐纤维和通道)。如图99A中所示的交叉区域被配置这样使得光纤4348传送激发辐射4346并且还有由这些液滴所发射的荧光辐射43M两者。然后将荧光辐射通过光纤传送返回并且朝向荧光检测器(未显示)来传送，该荧光检测器可以与一种辐射源整合成一个单一的部件。 由于光纤4348的近端的形状，从激发的液滴4342’所发射的荧光辐射不但可以“头朝前地” 并且还可以从沿着该光纤的一个侧面的随后的位置进入光纤4348。这有效地延长了荧光检测的累积时间，从而导致在给定的检测器灵敏度下更好的检测。总体上如4360所指示，图99B描绘了另一个交叉区域，该交叉区域在某些方面类似于图99A的交叉区域4340。具体地，图99B中一个光纤4368被配置以将来自辐射源(未显示)的激发辐射4366朝向在流体通道4364中移动的包含样品的液滴4362来传送，并且来自激发的液滴4362’的荧光辐射4374通过光纤返回并且朝向荧光检测器(未显示)来返回。然而，与交叉区域4340不同，交叉区域4360的流体通道4364主要地垂直于光纤4386 的长轴线来定向，除了交叉区域4360的中心部分中的“狗腿形”或侧面朝向区域4380之外。交叉区域4360的朝向侧面的区域4380(该朝向侧面的区域被配置以将液滴运送到交叉区域4360中，在该交叉区域处液滴遭遇到由光纤4368所传送的激发辐射)被配置以允许仅小量的液滴(例如一次一个液滴)并行于光纤4368的长轴线来移动。这种构型可以导致相对更精确地检测荧光辐射，因为一次仅一个液滴(或小数量的液滴)被入射辐射激发，并且仅被激发的一个或多个液滴将显著的荧光辐射发射返回到光纤4368中以用于检测。图99B的光纤4368可以被部分地或完全地由流体来围绕，并且该围绕的流体可以与流体通道4364进行流体联通。然而，与图99A的流体通道4350和4352不同，围绕光纤 4368的流体区域4370和4372 (在某些情况下，这些区域可以构成一个单一的连续流体区域)太小以至于不能允许通过任何包含样品的液滴。然而，这些环绕流体的一个或多个区域被配置以主要去处光纤与液滴之间不必要的界面，这增加了入射辐射的强度(如上述)。C.实例3 具有多个辐射通道的检测系统在一些情况下，根据本披露的检测系统可以包括多个分别的入射辐射通道以照亮已经经历PCR热循环的包含样品的液滴。这个实例描述了两个这样的系统以及一些它们潜在用途(参见图100和101)。总体上如4400所指示，图100描绘了一个多通道细胞计数类型的光学检测系统。 检测系统4400包括一个辐射源4402，该辐射源被配置以在一个或多个所希望的波长下放射辐射。如上所述，根据本披露的一个辐射源可以具有多种类型(例如LED源或激光源) 并且可以可以基本上在一个单一的波长下、在多个基本上分离的波长下、或在一个或多个波长范围内来发射辐射。总体上如4404所指示，来自辐射源4402的辐射从辐射源朝向透射光学元件来通过。透射光学元件4404可以包括一个或多个光学元件(例如反射镜4406)，该一个或多个光学元件被配置主要用来将由辐射源4402所发射的辐射重新引导到所希望的方向上。透射光学元件4404还可以包括一个或多个光学元件(例如反射元件4408、4410、4412)，该一个或多个光学元件被配置以将由辐射源4402所发射的辐射分裂成几个不同的部分，这些部分的每一个能够以一种特定的方式来进行重新引导(例如如图100中所示的方式)。可替代地，可以将辐射源4402省略，并且反射元件4408、4410、4412的每一个可以用分离的辐射源来替换。在一些情况下，与从单一辐射源分离辐射相比，以这种方式提供多个辐射源可以是更简单的。在一些实例中，反射元件4408、4410、4412可以被配置从而以不同方式来传送和反射入射辐射。例如，反射元件4408可以被配置用来反射其上大致三分之一的辐射入射并且用来传送其上大致三分之二的辐射入射，反射元件4410可以被配置用来反射其上大致二分之一的辐射入射并且用来传送其上的大致二分之一的辐射入射，并且反射元件4412 可以被配置用来反射其上的基本上全部的辐射入射。以此方式，可以将由辐射源4402所发射的辐射分裂成大致相同强度的三个部分。在其中所希望的是将由辐射源4402所发射的辐射分裂成除三个之外的一定数量的通道中情况下，可以适当地配置多个反射表面。具体地，当希望η个通道时，可以使用η 个反射元件，其中第一反射元件被配置用来反射1/η部分，并且用来传送其上的(η-υ/η部分的辐射入射，第二反射元件被配置用来反射1/(η-1)部分，并且用来传送其上辐射入射的(η-2)/(η-1)部分，第三反射元件被配置用来反射1/(η-2)部分并且用来传送其上辐射入射的(η-3)/(η-2)部分，等等，直至该序列中最后的反射元件是一个纯反射镜，该反射镜反射其上所有辐射入射并且不进行传送。这导致这η个反射元件的每一个反射由辐射源所发射的辐射的相等部分1/η。被配置以将那个来自辐射源的辐射分裂成几个部分(或者是大致相等的强度亦或是不同的强度)的一个安排可以是有用的，例如，当所希望的是搜索多个目标物时，这些目标物的每一个结合到一个荧光探针上，该荧光探针被配置用来被相同波长的入射辐射所激发而且在不同的波长下发荧光。例如，反射表面4408、4410和4412可以被配置以对应地将辐射朝向交叉区域4414、4416和4418来反射，这可以被看作一个单一的、较大的交叉区域的多个不同的相邻的部分。类似地，当使用多个辐射源而不是反射源时，可以配置每个辐射源来将荧光激发的辐射传送到该交叉区域的多个不同的相邻的部分中。在该一个或多个交叉区域中，达到的辐射将与包含样品的液滴4422正在移动通过的一个流体通道4420相交叉(例如一个毛细管)。因此每个液滴可以被照射多次，并且因此可以被激发以多次发射荧光辐射(如果被照射的液滴包含几种所希望的目标核酸序列中任何一种)。然而，该液滴可以发射不同波长的受激辐射，这取决于它包含哪个目标物 (并且因此哪个荧光探针已经通过复制目标物而从其相关联的淬灭分子上被切下)。为了检测相应于不同目标物的被激发的荧光辐射，可以使用多个荧光检测器 4似4、4426、4似8，其中每个检测器被定位和定向以接收在交叉区域4414、4416、4418的不同区域处(或在包括区域4414、4416、4418的较大的交叉区域的不同部分处)所产生的荧光辐射。此外，每个荧光检测器可以被配置用来检测处于不同波长的荧光，这相应于不同的目标分子或目标核酸序列中的一个或多个(但不是全部)。的因此，一个给出的被照射的液滴可以发射受激的荧光，该荧光仅通过检测器4似4、4426、44观中的一个来检测，这导致了这些目标序列中仅一个(或一个子集)检测到“阳性”。以此方式，可以使用系统4400来同时搜索多个目标物。当所希望的是与液滴通过非分裂的辐射源的束所花费的时间相比较，照亮包含样品的液滴持续更成的时间时，按照系统4400的方式分裂入射辐射还可能是有用的。例如， 如上所述，系统4400可以被配置这样使得通过流体通道4420的液滴4422在相应于不同的分裂束的几个交叉区域4414、4416、4418处与来自辐射源4402的辐射相交叉。如果将这些交叉区域彼此相对接近地进行安置，则在跨越所有这些交叉区域4414、4416、4418的一个区域中每个液滴可以基本上被连续地照亮。得到的相对长的积累时间(即，将液滴暴露于照亮的辐射的时间)可以导致从每个包含样品的液滴中发出更大量的荧光，并且因此导致该检测系统更高的准确度。用于得到类似结果的另一种方式被展示于图101中，并且将在下面被详细描述。仍然考虑图100，在其中相应于激发辐射的不同入射波长的不同的探针已经与样品进行结合的情况下，可以使用检测系统4400来搜索多个不同的核酸目标物。例如，辐射源4402已经被配置从而通过使用多个辐射发射体或一个单一的发射体(该发射体被配置从而在所有所希望的波长处产生辐射)在多个不连续的波长或波长范围下发射辐射。在这种情况下，反射表面4408和4410(以及可能地441 的每一个可以是二色性的并且被配置用来反射处于特定波长下(或在特定波长范围内)的基本上所有辐射并且用来传送剩余的入射辐射。可替代地，如上所述，多个辐射源可以被提供并且被配置用来传送处于不同波长下的荧光激发辐射。当提供了分光反射表面时，反射表面4408可以被配置用来将一个具体的波长或波长范围朝向交叉区域4414进行反射，反射表面4410可以被配置用来将另一个特定的波长或波长范围朝向交叉区域4416进行反射，并且反射表面4412可以被配置用来将又一个具体波长或波长范围朝向交叉区域4418进行反射。可替代地，反射表面4412可以被配置用来将所有辐射朝向区域4418进行反射，因为这将包括任何所希望的辐射，该辐射已经未被表面4408和4410所反射。因此，不同的波长的入射辐射将到达每个交叉区域4414、4416、 4418，并且只有对特定到达的波长敏感的探针已经由于聚合酶切割其相关联的淬灭分子而被激活时(即只有存在特定的目标物时)，被激发的荧光发射才会发生。可以使用检测器 4424,4426,4428来监测多个交叉区域内液滴的激活(如上述)。总体上如4450所指示，图101描绘了另一个多通道细胞计数类型的光学检测系统。系统4450总体上类似于系统4400，包括荧光辐射源4452以及透射光学元件(总体上如44M所指示)。在系统4450的情况下，透射光学元件可以包括第一和第二反光镜4456、4458，这些反光镜被配置用来将由辐射源4452所发射的辐射重新引导到所希望的方向上。 如上所述，透射光学元件4妨4还可以包括一个或多个其他光学元件(未显示)用来聚焦来自辐射源4452的辐射。如图101所指示，反射镜4458可以是可调节的，这样使得对它进行配置用来以不同角度的一个范围来反射辐射，从而将它导向沿着流体通道4460的多个不同位置的一个范围，包含样品的液滴4462正在被传送通过该通道。因此，总体上如4464所定义的该反射的辐射定义了一个交叉区域，与如果反射镜4458被固定在一个单一方向的情况相比较，该交叉区域是基本上更宽的。如果将反射镜4458进行相对快速地调节，这个构型可以允许来自辐射源4452的辐射一次照亮一个以上的液滴，或可以引起单个液滴在流体通道4460内不同位置处发荧光。在这种情况下，可以将多个检测器4466、4468、4470进行定向以寻找处于特定波长下的辐射，这些波长相应于不同的目标探针。可替代地，如果选择反射镜4458的调节速度以相应于在流体通道4460中移动的包含样品的液滴的已知的大致速度，则该反射镜通过“跟踪”液滴穿过该通道可以有效地增加每个液滴的照亮时间。在这种情况下，仅使用单一荧光检测器可能是适当的，该检测器具有一个视野，该视野跨越在其照亮期间被液滴移动的整个路径。D.实例4 液滴的分离这个实例描述了当包含样品的液滴通过一个荧光检测系统时，用于实现包含样品的液滴之间所希望的分离的流体聚焦机理(参见图102-104)。如以上讨论所指示的，可能希望的是检测区域内的液滴被某一已知的平均距离、或至少被某一大致最小距离隔开。例如，适当的间距可以允许将辐射的分裂束和/或检测器最适当地进行安置，并且可以允许适合地选择可调节的反光镜的调节范围(当使用一个时)。此外，适当的间距可以帮助避免同时非故意地检测来自两个或多个液滴的辐射， 这可以导致检测系统中的假阳性以及其他错误。例如，如上所述，液滴内未切割的探针仍然发射一定量的荧光，尽管核酸目标物不存在于该液滴中。因此，从两个或更多个液滴中(其中任何一个都不包含目标物)所发射的荧光强度可以足以触发一个阳性检测结果(如果来自这些多个液滴的荧光被错误地认为是来自单一的液滴)。当液滴被间隔得太接近到一起时，还可能导致其他错误(例如在确定液滴体积以及目标物浓度方面的错误)。总体上如4480所指示，图102显示了一个流体聚焦机构，该聚焦机构被配置用来使包含样品的液滴彼此分开某一所希望数量的距离。例如可以使用这个机构来在将液滴传送到检测器交叉区域(例如图93的交叉区域4214、图95的交叉区域4264、或上述其他交叉区域中任何一个)之前来分离液滴。聚焦机构4480包括液滴输入通道4482，该液滴输入通道包括包含样品的液滴4484，这些液滴在空间上接近在一起。聚焦的流体(由箭头4486 来指示)被传送通过聚焦流体输入通道4488、4490，这样使得它在聚焦区域处(总体上如 4492所指示)遭遇来自液滴输入通道的液滴。进入聚焦区域4492的液滴将被引导进入液滴出口通道4494，该液滴出口通道是流体可以通过其离开聚焦区域的唯一的通道。出口通道4494可以被配置以使这些区域具有比液滴输入通道4482和聚焦流体输入通道4488、4490中的一些或全部的内径更小的内径4496，虽然在一些实例中，情况并不是如此。因为流体正从聚焦流体输入通道4488和 4490以及从液滴输入通道4482流入聚焦区域4492，和/或因为出口通道4494具有壁其他通道更小的横截面积，与通过其他通道相比较，流体将更快地流动通过该出口通道。因为当流体接近出口通道时，流体速度增加，当它们进入该出口通道时液滴将加速，并且将彼此分开(如图102所指示)。通过适当地选择通道内径并且聚焦流体输入速度， 基本上可以实现液滴之间任何所希望的平均间距。在流出通道4494中，可以存在一个辐射区(总体上如4498所指示)。该辐射区可以具有多个特征，例如增加的透明性和/或更薄的通道壁，这些特征有助于用来自辐射源4500的辐射来辐射液滴。可以将前向散射检测器 4502和一个荧光检测器4504进行适当地定位用来检测散射辐射和荧光辐射(如上述)。总体上如4510所指示，图103显示了另一个流体聚焦机构。如在图102的流体聚焦机构4480的情况下，流体聚焦机构4510被配置用来将空间接近的包含样品的液滴之间的距离增加到某一所希望的最小平均值。流体聚焦机构4510包括一个液滴输入通道4512， 该液滴输入通道具有一个本体部分4514以及一个缩颈部分4516。本体部分4514可以被配置用来包含一个相对大量的空间上接近的包含样品的液滴4515(如图103所描绘)，或在一些情况下，它可以包含连续流动的液滴的流。在两种情况任何一种下，可以选择缩颈部分 4516的直径用来基本上匹配所预期的平均液滴直径，或用来仅稍微大于所预期的平均液滴直径，这样使得在一个时刻仅一个液滴将典型地能够移动通过该缩颈部分。机构4510还包括一个外侧的流体通道4518，该流体通道围绕液滴输入通道4512 的至少一部分(包括缩颈部分4516)。与液滴输入通道4512相结合，外部的流体通道4518 定义了位于液滴输入通道与外部流体通道之间的一个聚焦流体输入通道4520。典型地，液滴输入通道4512和外部流体通道4518将是圆柱形的，这样使得聚焦流体输入通道4520将采用同心的圆柱形外壳的形式。可以将聚焦的流体(总体上由箭头4522所指示)以所希望的速度通过聚焦流体输入通道4520进行传送。因此，当每个液滴4515离开缩颈部分4516 时，由于聚焦的流体的流动，它将加速离开该缩颈部分。通过仔细选择系统的几何形状以及聚焦流体的速度，可以得到正在离开该缩颈部分的邻近的液滴之间任何所希望的分离。如上所述，可以提供一个辐射源45M、一个前向散射检测器45沈、以及一个荧光检测器45 来辐射、跟踪、以及分析液滴。图104是流体管道4540的一个截面图，该图展示了一个或多个适当选择的流体通道直径如何能够促进液滴之间适当的分离。这一点已经在以上，在流体聚焦机构4510的缩颈部分4516的描述中讨论过。这个描述不仅应用于一个液滴输入通道的缩颈部分而且更一般地应用于通过其液滴流入根据本披露所述的检测系统内的任何流体通道。例如，相同的考虑应用于图93的流体通道4512、图95的流体通道4262、等。如图104所描绘，可以选择流体管道4540以具有一个内径，该内径与预期的平均液滴直径相关联。因此，具有稍微小于平均直径的液滴4542将相对不可能地与管道内其他液滴紧密地接近。类似地，具有预期平均直径的液滴4544将在管道4540内自由地移动，并且将维持其球形形状。最后，具有直径稍微大于预期平均直径的液滴4546将采用部分地圆柱体形状，因此可以对其体积进行评估。因此，适当地选择流体管道大小可以帮助确保液滴之间适当的分离。E.实例5 批量荧光检测在一些情况下，可以希望的是以相对大的批量而不是一次一个液滴地辐射和/或检测来自包含样品的液滴的荧光。这个实例描述了用于检测从多个液滴发射的荧光的一个系统，这些液滴已经被传送到一个室中用于批量检测(参见图105)。总体上如4560所指示，图105示意地描绘了一个批量的光学检测系统。与上述连续流动的检测系统相对比(其中包含样品的液滴连续地流动通过一个交叉区域，在该交叉区域中激发的发射与移动液滴的路径相交叉)，系统4560被配置用来检测来自多个液滴的辐射，这些液滴已经被收集到一个检测区域中，并且在一些情况下被暂时中止流动通过该系统。这允许在一个单一的检测操作中可以检测许多个液滴的荧光水平，在一些应用中这可能是有利的。批量检测系统4560包括一个液滴输入通道4562，在该通道内可以引起包含样品的液滴4564流入一个乳液(流入油包水型乳液)(与上述检测系统中完全一样)。系统 4560还包括一个阀机构(总体上如4566所指示)，该阀机构被配置以将液滴选择性地导向两个荧光检测室4568、4570中任何一个。例如，阀机构4566可以包括一个第一阀4572，该第一阀被安置在液滴输入通道4562与检测室4568之间；以及一个第二阀4574，该第二阀被安置在液滴输入通道4562与检测室4570之间。因此，通过适当地开启和关闭阀4572和 4574，可以将液滴选择性地传送到室4568、4570中。这可以允许将一个基本上连续流动的乳液从液滴输入流体通道传送到荧光检测室中。室4568、4570可以被配置以具有相对浅的深度，从而允许每个室内基本上仅有一个单层的液滴，这样使得仅一个液滴被安置在检测器的视线的每个部分内并且被限制于检测器的聚焦平面上。可替代地，不同的三维检测构型(例如，共聚焦成像或反卷积宽视野成像)可以与非单层样品一起使用。辐射源4576被配置以照亮室4568、4570内的液滴，并且在希望数量的液滴被传送到检测器室之一之后，可以用来自辐射源4576的辐射照射该室。辐射源4576能够以多种方式进行配置用来照射基本上室内所有的液滴。例如，辐射源4576可以包括一个单一的辐射发射元件，此元件被配置用来或者通过发射宽束的辐射亦或通过朝向中间光学元件(未显示)来发射辐射从而照射基本上整个室，该中间光学元件将所发射的束展开以覆盖整个室。辐射源还可以包括多个辐射发射元件，例如激光器、LED、和/或灯、等，它们每一个被配置用来照射适当的检查室的一部分。可替代地或另外地，辐射源4576的一个或多个辐射发射元件可以被配置以扫描该室，从而顺序地照射该室内的液滴，或该室本身可以被配置用来移动这样使得该室的所有部分与一个基本上静止束的辐射相交叉。在一些情况下，两个或更多个上述技术的组合可以是有效的。荧光检测器4578被提供并且被配置用来检测从液滴4564中所发射的荧光。如上所述，如果该液滴包含目标核苷酸序列，由特定的液滴所发射的荧光的量被认为是显著地更高的，因为在这种情况下相应的荧光探针将典型地被从其相关联的淬灭分子上切除。因此，在用激发辐射照射检测室内的液滴之后或在一些情况下在发生照射时，检测器4578可以被配置用来接收来自检测室的荧光。如在照射的情况下，检测能够以多种方式来进行。例如，可以使用大尺寸的检测器(例如CCD聚焦平面阵列)来检测从全部检测室中同时发射的辐射。可替代地，较小的检测器(例如光电二极管或光电倍增管)可以被横贯该室地进行扫描，或可以将该室相对于该检测器进行重新定位，从而顺序地检测来自该检测室的不同部分的荧光辐射。系统4560可以被配置以允许通过将液滴顺序地传送到两个或更多个检测室(例如室4568、4570)中从而基本上连续流动通过液滴输入通道4562。例如，图105描绘了处于一个时刻下的系统，在该时刻下室4568已经填充有液滴并且被照射和/或被成像，而室 4570处于正在填充的过程中。因此，阀4572将处于其关闭位置，并且阀4574将处于其开启位置，从而允许液滴流入室4570中。当室4568内这些液滴上的检测过程完成时，阀4574可以关闭，阀4572可以开启， 并且位于室4568的远端的另一个阀4580也可以被开启。这终止了液滴流动进入室4570 中并且重新启动液滴流动进入室4568中，同时允许已经位于室4568中的液滴通过远端阀 4580逸出。另一个远端阀4582可以被安置在室4570的末端用于相似的目的。可替代地， 在液滴流动进入给定的室重新开始之前并且当液滴仍然流动进入另一个室时，可以用一种流体冲洗不接收液滴的室，该流体通过另一个流体通道(未显示)来进入。这可以帮助避免错误照射以及同一个液滴检测两次的可能性。如上所述，与或不与冲洗步骤相协调的阀的运动可以允许包含样品的液滴的乳液被连续地传送入和传送出任何所希望数量的检测室。可以完成批量荧光检测而不实际上停止系统的检测室内的液滴。例如，即使阀 4580,4582没有被提供或被保留开启，进入室4568、4570之一的液滴可以足够慢以允许批量检测，并且可以选择检测室的横向宽度以有助于这个目的。可替代地或另外地，当液滴在检测室内移动时，可以使用多个颗粒跟踪算法来跟踪这些液滴。此外，批量检测系统可以部分地或完全地与分子扩增系统的其他部分流体地分离。例如，可以将包含液滴的孔或储存器的一个简单阵列(例如一个孔板阵列)安置在一个荧光检测区域中并且如上所述进行成像。F.实例6 检测方法这个实例描述了检测来自包含样品的液滴的荧光的一个方法，这些液滴已经经历了 PCR热循环(参见图106)。图106是一个流程图，该图描绘了一个荧光检测方法的步骤(总体上如4600所指示)，根据本披露该方法可以与DNA扩增的一个PCR系统相结合来完成。虽然方法4600的多个步骤被描述如下并且被描绘在图106中，这些步骤不需要必须被全部完成，并且在一些情况下能够以与图106中所示的顺序不同的顺序来完成。在步骤4602，包含样品的液滴被分开一个所希望的平均距离。例如，这可以通过多种流动聚焦技术(例如，上述的那些(即，当液滴产生时，通过流动聚焦这些液滴))和/或通过以适合的速率产生液滴来实现。在批量检测(例如在停流系统中)的情况下，对于液滴而言在荧光检测期间保持空间接近可以是适当的并且因此可能不会进行液滴分离步骤。在步骤4604处，包含样品的液滴被传送到辐射交叉区域中，在该交叉区域中它们将被暴露于照射的辐射中，该照射辐射被选定以激发从液滴内的一个或多个荧光探针中发射荧光辐射，该荧光辐射具有一个强度，该强度部分取决于淬灭部分是否由于聚合酶结合相关联的核苷酸目标引物而已经从探针中被切除。在连续流动检测的情况下，可以将该交叉区域安置在流体通道内(例如毛细管)。在批量检测的情况下，可以将该交叉区域安置在一个或多个检测室内。在这种情况下，将液滴传送到该交叉区域内可以包括多个步骤，例如开启和关闭一个或多个阀以允许液滴连续流动进入或离开该交叉区域。在步骤4606处，辐射交叉区域中的液滴遭遇激发辐射并且用激发辐射进行辐射， 该激发辐射包括至少一个波长，该波长被选择以激发已知存在于这些液滴内的试剂中的一个或多个荧光探针。如上所述，照射辐射可以通过激光、以及LED、或任何其他适合的辐射源来产生，并且可以通过自由空间或通过一个或多个光纤被传送到交叉区域中。此外，在到达交叉区域之前，该辐射可以被聚焦、发散、分裂、过滤、和/或另外地处理从而以对于具体的检测器系统构型最适合的方式来有效地辐射这些液滴。在步骤4608处，来自交叉区域中的液滴的散射的辐射可以由一个前向散射检测器来检测。这个步骤将典型性不能在批量检测系统中完成，在批量检测系统中每个液滴是近似地静止的或在检测室中至少相对缓慢地移动，该检测室作为辐射交叉区域来起作用。 然而，检测连续流动检测系统中的散射的辐射可以帮助将同时或随后的荧光检测与交叉区域中液滴的存在相关联，并且可以允许对每个液滴的体积和目标分子浓度进行评估(如上述)。更一般地，步骤4608可以包括完成任何测量以能够评估每个液滴的体积，例如来自液滴的散射的辐射的量、当液滴通过交叉区域时它的飞行时间、液滴的电学特性、或液滴的热性能。方法4600还可以包括基于步骤4608中所完成的测量对每个液滴的体积进行评估。在步骤4610处，由交叉区域中被辐射的液滴所发射的荧光是由一个荧光检测器来检测的。如前面的实例中所述，可以通过或不通过一个或多个中间光学元件(例如，镜片、开口、滤光片、等)将所发射的辐射传送到该荧光检测器中所发射的辐射还可以或不可以通过一个或多个光纤被传送到该荧光检测器中。在批量检测应用中，该检测器和/或中间区域可以被配置从而以一种方式来移动，该方式允许由检测器来光学扫描该交叉区域， 该检测器具有壁整个交叉区域更小的视野。在步骤4612处，对所检测的荧光进行分析以确定一个特定的目标核苷酸序列是否存在于这些液滴中。还可以从这些收集的数据中提取出另外的信息，包括但不限于对包含目标分子的液滴的量或部分进行进行估计、液滴中目标分子的平均浓度、误差限度、和/ 或统计的置信度。在分析中使用从每个液滴中收集的数据可以是有条件的并且可以取决于例如该液滴的所估计的体积是否落在特定的预定范围内。更确切地说，如果所估计的液滴的体积落在预定范围内，则由该液滴发射的荧光强度可以被用于确定样品中目标分子的浓度，而如果所估计的液滴的体积落在预定范围之外，则由该液滴所发射的荧光强度可以被排除在样品中目标分子浓度的确定之外。G.实例8 另外的实施方案根据本披露的多个方面这个实例描述了样品检测的另外的方面，不受限制地以一系列的编号的句子来提出。1. 一种检测样品中目标分子浓度的方法，该方法包括(A)用液滴发生器产生包含样品的液滴，(B)扩增液滴内的目标分子；(C)将液滴传送通过一个交叉区，在该交叉区中这些液滴遭遇来自辐射源的辐射；(D)当液滴通过交叉区域时基于所完成的测量对每个液滴的体积进行评估；(E)检测每个液滴所发射的荧光强度；以及(F)对于每个液滴，如果所估计的液滴的体积落在预定范围内，则使用液滴所发射的荧光强度来确定样品中目标分子的浓度，并且如果所估计的液滴的体积落在预定范围之外，则排除由液滴所发射的荧光强度来确定样品中目标分子的浓度。2.如段落1所述的方法，其中该测量是从液滴散射的辐射的一个量。3.如段落1所述的方法，其中该测量是液滴通过检测器视野的时间。
4.如段落1所述的方法，其中该测量是液滴的一种电学特性。5.如段落1所述的方法，其中该测量是液滴的一种热性能。6.如段落1所述的方法，进一步包括在将这些液滴传送通过该交叉区域之前将它们分开一个所希望的平均距离。7. 一种荧光检测方法，包括㈧产生包含样品的液滴；⑶将这些液滴分开一个所希望的平均距离；(C)将液滴传送到一个辐射交叉区域；(D)将液滴暴露于辐射，该辐射被配置以激发从液滴内荧光探针中发射荧光辐射；以及(E)检测由液滴所发射的荧光辐射。8.如段落7所述的方法，其中分离液滴包括当它们产生时流动聚焦这些液滴。9.如段落7所述的方法，进一步包括分析所检测的荧光辐射以确定每个液滴是否包含目标分子。10. 一个目标分子检测系统，包括(A) —个液滴发生器，该液滴发生器被配置以产生包含样品的液滴；(B) —个分子扩增仪，该分子扩增仪被配置以复制液滴内的目标分子； (C) 一个辐射源，该辐射源被配置以激发从包含目标分子的液滴中荧光辐射；(D) —个荧光检测器，该荧光检测器被配置以检测由这些液滴所发射的荧光辐射；以及(E) —个第一光纤，该光纤被配置以将激发辐射从辐射源传送到液滴中。11.如段落10所述的系统，其中该第一光纤具有一个长轴线，该长轴线被定向基本上并行于一个液滴输入流体通道，该液滴输入流体通道被配置以将液滴传送至一个交叉区域，在该交叉区域处这些液滴遭遇由该第一光纤传送的激发辐射。12.如段落10所述的系统，其中该第一光纤具有一个长轴线，该长轴线被定向基本上并行于一个液滴输入流体通道的朝向侧面的区域，该液滴输入流体通道被配置以将液滴运送到一个交叉区域中，在该交叉区域处这些液滴遭遇到由该第一光纤所传送的激发辐射，并且其中该朝向侧面的区域被配置以允许在一个时刻基本上仅一个液滴并行于该第一光纤的长轴线进行移动。13.如段落11或12所述的系统，其中该第一光纤被进一步配置以将荧光辐射西欧能够液滴传送到荧光检测器。14.如段落10所述的系统，进一步包括一个第二光纤，该第二光纤配置以将荧光辐射从这些液滴传送到荧光检测器中。15.如段落14所述的系统，进一步包括一个散射检测器，该散射检测器被配置以检测从这些液滴所散射的辐射；以及一个第三光纤，该第三光纤被配置以将所散射的辐射传送到散射检测器中。16.如段落10所述的系统，进一步包括(F) —个液滴输入流体通道；以及(G) —个辐射输入流体通道；其中该液滴输入流体通道被配置以将包含液滴的流体运送通过一个交叉区域，该第一光纤被配置以将辐射从辐射源直接发射到辐射输入流体通道内的流体中， 该辐射输入流体通道被配置以将辐射从该第一光纤传送到该交叉区域，并且该液滴输入流体通道被流体地连接到该辐射输入流体通道上。17. 一个目标分子检测系统，包括(A) —个液滴发生器，该液滴发生器被配置以产生包含样品的液滴；(B) —个分子扩增器，该分子扩增器被配置以复制液滴内的目标分子； (C) 一个流体通道，该流体通道被配置以将液滴运送通过一个辐射交叉区；(D)多个辐射源，每个辐射源被配置以将荧光激发辐射传送到交叉区域的不同邻近部分中；以及(E)至少一个荧光检测器，该荧光检测器被配置以检测由安置在交叉区域内的液滴所发射的荧光辐射。18.如段落17所述的系统，其中至少一个荧光检测器包括多个荧光检测器，每个荧光检测器被配置以检测由交叉区域的不同部分之一内的液滴所发射的荧光辐射。19.如段落18所述的系统，其中每个荧光检测器被配置以检测处于不同波长的荧光辐射，每个波长相应于至少一种目标分子。20.如段落19所述的系统，其中每个辐射源被配置以传送处于不同波长的荧光激
发辐射。21. 一个目标分子检测系统，该系统包括(A) —个液滴发生器，该液滴发生器被配置以产生包含样品的液滴的乳液；(B) —个分子扩增器，该分子扩增器被配置以复制液滴内的目标分子；(C) 一个液滴输入流体通道，该液滴输入流体通道被配置以将乳液传送到至少一个荧光检测室中；(D) —个辐射源，该辐射源被配置以用激发辐射照射该至少一个检测室内的液滴；以及(E) —个荧光检测器，该荧光检测器被配置以检测由该照射的液滴所发射的荧光辐射。22.如段落21所述的系统，其中至少一个检测室被配置以基本上包含仅一个单层的液滴。23.如段落21所述的系统，其中至少一个检测室包括两个检测室以及一个阀机构，该阀机构被配置以选择性地将液滴导向两个检测室之一。24.如段落23所述的系统，其中该阀机构被配置从而允许将基本上连续流动的乳液从液滴输入流体通道传送到荧光检测室中。VII.定量/分析本节描述了用于分析反应数据以及任选地用于使用该分析的结果来调节系统参数以提高随后数据的质量(例如用于与基于液滴的测定系统一起使用)的示例性系统。为了方便起见，这些系统以所得到的荧光强度数据与PCR相结合的方式进行描述，然而，这些系统更一般地使用得到的离散的数据与任何适合的反应相结合。可以在以上交叉引用下列出的并且通过引用结合在此的美国临时专利申请中发现另外的适当的披露，具体是于2009 年9月21日提交的序列号61/277，216，名称为基于液滴测定法的定量，并且将Vincent Riot、Kevin Dean Ness、Billy W. Colston、Jr.、Benjamin J. Hindson、Douglas N.Modlin、 以及Anthony J. Makarewicz, Jr.定名为发明人。一旦包含样品的乳液已经被产生、被酶扩增系统(例如PCR热循环仪)热循环、以及被通过检测系统，可以希望的是分析由该检测系统所收集的数据从而提取出关于该样品的所希望的信息。如上所述，所收集的数据将典型地包括由在来自辐射源的激发下每个检测液滴所发射的至少一个荧光强度水平。由给定的液滴所发射的荧光强度将典型地反映液滴中复制的目标核酸分子的数量，并且因此将是初始的、未扩增的样品中目标分子浓度的一个测量。荧光强度将通过一个或多个荧光检测器(例如，一个光电倍增管或一个光电二极管或一个数码相机)来测量。例如，可以将来自检测器的荧光信号数字化并且当每个液滴在检测器的视野内通过时确定峰强度。可以使用曲线拟合技术(例如局部抛物线拟合或任何其他适合的方法)来确定峰强度。除了荧光强度，在检测阶段可以收集多种其他的数据。例如，可以测量每个液滴在一个荧光检测器亦或一个前向散射检测器的前面通过的时间。与当它通过检测区域时乳液流体速度、以及每个液滴的几何形状的知识相结合，这可以允许对每个液滴的体积进行评估。液滴体积还可以通过测量液滴的不同的一个或多个其他特性来评估，例如导热率或电导率、电容、和/或电解质的介电常数、等。在任何情况下，所期望的是将存在可以用于相对大量的包含样品的液滴中每一个的数据(至少包括荧光强度)。这将总体上包括数千、数万、数十万的液滴、或更多。总体上可以使用多种统计工具来分析该数据。例如，可以使用多种统计技术从而在某一置信度下确定任何目标分子是否存在于未扩增的样品中。在一些情况下这个信息可以简单地以数字(“是”或“否”)结果的形式被提取出来，而在其他情况下，还可以希望的是确定对样品中目标分子的浓度的评估，即每单位体积目标分子的数量。因为目标分子浓度不仅取决于乳液中目标分子的数量而且取决于每个液滴的体积，确定目标物浓度总体上还涉及或者显式地亦或隐式地确定这些液滴的体积分布。在一些情况下，可以通过测量多个参数(例如液滴在检测器的视野中通过的时间、或每个液滴的多种热性能或电性能(如上所指示的))来确定液滴的体积分布。在其他情况下，例如基于该系统中所使用的一个或多个液滴发生器的基础特征的知识，可以假设液滴尺寸具有某种一致的值。液滴体积的知识总体上有助于确定每单位体积包含样品的流体的目标分子的浓度。使用多种统计方法，有可能估计目标分子浓度，即使当液滴体积是未知的并且没有测量到允许直接确定液滴体积的参数时。更具体地说，因为假设目标分子被随机地分布在液滴内，可以通过泊松分布函数对包含某一数量的目标分子的特定液滴的概率进行建模，其中液滴浓度作为该函数的参数之一。如果假设液滴具有已知平均尺寸但是未知大小分布，可以将所检测的荧光数据、 或从该数据计算的一个量与由不同浓度值所预测的结果进行比较。然后可以使用误差最小化技术(例如最小均方(IiK)拟合)对实际浓度值进行评估。甚至当没有假设液滴是大小均勻时，能够以类似方式来评估目标物浓度。为了实现这个目的，可以为液滴体积的概率分布假设特定的函数形式(例如具有特定均值以及标准差的高斯分布)。然后可以计算液滴中发现给定数量的目标分子的概率的新的泊松类型分布函数，再次假设目标分子遍及该样品随机分布。可以通过将从实际荧光数据测定的一个或多个量与由不同浓度值预测的相同的量进行比较并且如上所述使用误差最小化技术， 再次得到目标物浓度的估计。还可以使用多种统计技术来以不同方式提高数据分析的准确度。例如，荧光数据的统计分析可以帮助确定适当选择给定液滴内目标分子的阴性检测与阳性检测之间的阈值荧光水平。然后将该检测阈值应用到该数据上可以导致比之前简单地选择阈值的值更精确地确定目标物浓度。可替代地，可以将该检测阈值保留为一个变量，并且可以从横贯不同阈值的范围的数据中提取信息，这些阈值跨越所检测的荧光强度的范围的一部分(或全部)。此外，可以使用各种统计再采样技术(例如有放回随机抽样(在统计学领域中称为“自助法”)荧光数据的子集(称为刀切法或“刀切自助法”))来提高检测阈值荧光水平的置信度(或等效地，可以收窄给定置信度的置信区间)。在两种情况任何一种下，可以通过分析横贯替换数据集的阈值水平的可变性而得到检测阈值方面提高的置信度。类似地，可以使用多种统计方法来提供其他形式的反馈，该反馈可以导致更有效地使用该扩增系统和/或更精确的数据分析。例如，初始确定未扩增的包含样品的液滴中目标分子的浓度可以揭示该浓度或者太高亦或太低以致不是最优的，并且可以使用这个信息来调节该系统的不同的参数。更确切地说，如果目标物浓度太低(但非零)，多个液滴可以根本不包含目标分子，这导致较差的统计结果并且在制备和处理大量的“空”液滴方面浪费资源(尽管事实是一些目标分子存在于样品中)。另一方面，如果目标物浓度太高，在扩增之后几乎所有的液滴将被目标分子饱和，并且将不可能精确地确定初始样品的目标物浓度，因为液滴之间将不存在显著的荧光差异。这两种情况中任何一种可以导致不希望的大的用于确定目标物浓度的置信区间。可以响应于一个测定来调节几个系统参数，即在未扩增的包含样品的液滴中目标物分子的浓度对于现存的参数不是最佳的。例如，在液滴产生之前可以稀释或浓缩包含样品的溶液从而相应地降低或增加目标物浓度。类似地，可以增加所产生的液滴的大小范围以降低扩增之后液滴被目标分子饱和的概率，或降低所产生的液滴的大小范围以增加在每个液滴中找到一个目标分子(以及平均数量的目标分子)的可能性。此外，扩增系统的不同的特征(例如热循环温度和/或热循环的数量)可以响应于确定发生太少的扩增而被增加，或响应于确定发生太多的扩增而被减少。图107是一个流程图，该图描绘了确定多个包含样品的液滴中目标分子浓度的一种方法(总体上如4800所指示)。如下所述，方法4800包括一个反馈机构，可以使用该反馈机构来响应于浓度值方面不希望的低置信调节来调节液滴产生的一个或多个参数。在步骤4802处，选择一个置信条件。这个条件可以包括例如一个所希望的置信度和/或一个相关联的置信区间。在步骤4804处，产生包含样品的液滴。用于产生这类液滴的不同方法以及装置被描述于本文中其他地方，例如在第III和IV节中。在步骤4806处，通过PCR或一些其他酶扩增技术来扩增这些液滴内的目标分子。 用于扩增目标核苷酸序列的方法以及装置被描述于本文中其他地方，例如在第V节中。在步骤4808处，从这些液滴中收集数据，例如荧光强度、通过时间、一个或多个热性能、和/或一个或多个电性能。用于检测包含样品的液滴的多种特性的方法以及装置被描述于本文中其他地方，例如在第VI节中。在步骤4810处，从所收集的数据来对未扩增的样品中目标分子浓度的测量(即， 每单位体积目标分子的数量)进行评估。所评估的测量可以包括包含一种或多种目标分子的液滴的部分、和/或实际浓度的一个评估。在步骤4812处，确定步骤4810中所评估的置信条件。典型地，这将包括一个置信度和/或一个相关联的置信区间，这可以与步骤4802处所收到的希望的置信条件进行比较。在步骤4814处，将确定的置信条件与希望的置信条件进行比较，并且在步骤4816 处，对是否达到希望的置信条件作出决定。在步骤4818处，如果如果步骤4810的估计测量达到希望的置信条件，则接受该测量。[1016]在步骤4820处，如果步骤4810的估计的测量没有达到希望的置信条件，则对是否可以获得适合的液滴产生参数调节进行决定。适合的调节可以包括调节所产生的液滴的数量(即产生更多的液滴)、改变样品的化学性能、在液滴产生之前稀释或浓缩样品，产生不同大小的液滴、调节热循环温度、和/或调节应用到液滴上的热循环的数量、等。在步骤4822处，如果步骤4820确定适合的液滴产生参数调节是可以得到的，则进行一个或多个液滴产生参数的调节，并且将过程返回到步骤4804以使用调节后的一个或多个产生来产生另外的液滴。在一些情况下，参数调节将可以简单地产生多个液滴来提高统计置信度，而不改变该系统的任何其他参数。在其他情况下，可能已经产生足够量的适当的液滴，并且参数调节可以完全与热循环仪相关联。在这种情况下，不需要再次执行步骤 4804，而该方法可以直接地从步骤4822返回到步骤4806来进行。在任何情况下，然后该方法如图107所描绘循环地进行，直至两个希望的置信条件中任何一个被满足或直至不可以作进一步的参数调节。在一些情况下，即使还没有达到希望的置信调节，也可能不可能进一步调节任何液滴产生参数，例如因为化学的、物理的、和/或技术的限制。在这种情况下 (即如果步骤4820确定适合的液滴产生参数调节是不可获得的)，则步骤4810的测量被步骤4818再次接受，尽管满足希望的置信条件是不可能的。给出一组液滴荧光数据，就存在多种技术，这些技术可以用于估计浓度测量值以及置信条件(例如置信度以及置信区间)。下面的实例描述了几种具体的统计技术，这些统计技术可以被用于数据中以使提取有用的信息在不同情况下达到所希望程度的准确度。A.实例 1这个实例描述了通过使用一些预定的校准或关于数据集的知识(即一种特征，例如可以用于将包含目标物的液滴与空液滴区别开的荧光阈值、以及这种测定的置信度的统计特征)用于评估每个液滴的浓度的(每个液滴目标分子的平均数量)技术。这个实例假设表示每个液滴的荧光强度的数值的集合是可以得到的。在这个实例中所描述的技术可以被用于峰值荧光数据(即，由包含特定数量的目标分子是液滴所发射的最大荧光强度)，但不限于这种类型的数据。所描述的技术可以被归纳为任何测量，可以使用这些测量来将包含目标物的液滴与任何空液滴区别开。如果C是样品的目标物浓度(每单位体积目标分子的数量)，Vd是液滴的体积(在这个实例中假设是恒定的)，并且λ =CVd是每个液滴拷贝的平均数，给定液滴将包含k个目标分子的概率是由泊松分布给出的。
权利要求
1.一种用于分析样品的系统，该系统包括一个被配置用于产生液滴的液滴发生器，该液滴发生器包含有待分析的样品的多个部分，这些液滴被布置在不互溶的流体中形成样品乳液，一个加热和冷却站，该加热和冷却站具有一个流体入口和一个流体出口，一个检测站，该检测站位于该加热和冷却站的下游，一个通道，该通道形成从该加热和冷却站的流体入口至流体出口的一个单程的连续流体路径，一台泵，用于使该样品乳液穿过该通道移动，一个控制器，该控制器被编程以操作穿过该通道的流体运输，以及一个分析器，该分析器被配置来处理在检测站处所收集的数据。
2.如权利要求1所述的系统，其中该检测系统被定位以检测通过该加热和冷却系统后该样品乳液中目标物的存在。
3.如权利要求1所述的系统，进一步包括一个液滴储存器、一个将该液滴发生器连接到该储存器上的第一流体管道，以及一个将该储存器连接到该加热和冷却站的流体入口上的第二流体管道。
4.如权利要求1所述的系统，其中该液滴发生器被适配用于到该加热和冷却站上的单次使用的可拆卸的连接，而不将该加热和冷却站暴露于来自样品乳液中所包含的样品的污染
5.如权利要求1所述的系统，其中该液滴发生器被配置以在该加热和冷却站的外部产生样品乳液。
6.如权利要求1所述的系统，其中该加热和冷却站包括沿着该流体路径的多个加热区，这些加热区被配置用于在包含在液滴中的核酸目标物上完成聚合酶链式反应。
7.如权利要求1所述的系统，其中该加热和冷却站包括至少一个热电冷却器。
8.如权利要求1所述的系统，其中该控制器被编程以调节液滴发生器从而根据从检测站所接收的数据来改变液滴大小。
9.如权利要求1所述的系统，其中该控制器被编程从而根据从检测站所接收的数据在液滴产生之前改变样品的浓度。
10.如权利要求1所述的系统，其中该控制器被编程从而根据从检测站所接收的数据在液滴发生器中液滴产生之前改变样品制备步骤。
11.如权利要求1所述的系统，其中该分析器被编程从而至少部分地基于包含样品部分的液滴的一个集合中输出的包含该目标物的液滴的频率来确定样品中目标分子的浓度。
12.如权利要求1所述的系统，其中该液滴发生器包括一个样品储存器、一个油源、一个油/样品交叉、以及一个乳液出口，该乳液出口具有适配用于与该加热和冷却站上的一个接收端的可拆卸的密封的接合的一个远端部分。
13.如权利要求1所述的系统，其中该液滴发生器被包含在具有至少一个用于驱动乳化的活塞的柱筒中。
14.如权利要求1所述的系统，其中该液滴发生器被包含在具有至少一个用于将样品乳液泵送穿过该通道网络的活塞的一个柱筒中。
15.如权利要求1所述的系统，其中该通道包括通过该加热和冷却站的一个螺旋状的毛细管部分。
16.如权利要求15所述的系统，其中该毛细管部分具有与由该液滴发生器所产生的液滴的直径大致相等的直径。
17.如权利要求1所述的系统，其中该毛细管部分包括一个热启动区段，该热启动区段通过该加热和冷却站中一个变性区之前的一个热启动区。
18.如权利要求1所述的系统，其中该加热和冷却站包括多个热电冷却器，这些热电冷却器被配置用于通过在一个热核心与这些加热和冷却区之间传递热量来控制加热和冷却区中的温度。
19.如权利要求15所述的系统，其中该螺旋状的毛细管部分限定了一个螺旋状的路径，该螺旋状的路径随着逐个的循环在长度上减少。
20.如权利要求1所述的系统，其中该加热和冷却站包括一个核心，该核心限定了一个中心的纵向轴线，多个区段，这些区段附连到该核心上并且限定了多个温度区域；以及多个加热元件，这些加热元件被配置以大致地将每个温度区域维持在所希望的温度； 通道的一部分，该通道被配置以将样品乳液循环地运送通过这些温度区域。
21.如权利要求20所述的系统，其中多个区段包括限定了多个温度区域的多个内部区段以及附连到这些内部区段上的多个外部区段，并且其中该通道的部分被安置在这些内部区段与外部区段之间。
22.如权利要求21所述的系统，其中通道的该部分包括包绕在这些内部区段周围的流体管道。
23.如权利要求21所述的系统，其中该流体管道被安置在这些内部区段的凹槽中，这些内部区段基本上螺旋状地包绕在这些内部区段周围。
24.如权利要求1所述的系统，其中该液滴发生器被包含在一个一次性的柱筒中。
25.如权利要求M所述的系统，其中该柱筒包括一个细胞溶解区域、一个分离区域、一个试剂混合区域、以及一个用于从样品中提取核酸并且将液滴形成热稳定的样品乳液的液滴发生区域。
26.如权利要求1所述的系统，其中该通道具有用于允许样品乳液连续流动的多个开放末端。
27.如权利要求1所述的系统，其中该液滴发生器能够产生热稳定的样品乳液。
28.一种用于样品分析的系统，包括至少一个液滴发生器，该液滴发生器形成了包括多个液滴的多种乳液，这些液滴每一个包含一个样品分区，这些样品分区被制备为用于核酸目标物的扩增的反应混合物；一个板，该板限定了用于容纳这些乳液的多个空腔的一个阵列；一个加热和冷却装置，该加热和冷却装置用于加热被安置在这些空腔中的乳液以诱导液滴中核酸扩增；一种检测组件，该组件检测来自这些乳液的完整液滴的信号；以及一个控制器，该控制器与该检测组件相联通并且被编程以基于从完整的液滴所检测的信号来估计，如果存在的话，样品中核酸目标物的存在。
29.如权利要求28所述的系统，其中该液滴发生器是与该板整合的。
30.如权利要求四所述的系统，其中每个空腔被提供有一个分离的液滴发生器。
31.如权利要求四所述的系统，其中每个空腔被提供有相同的液滴发生器。
32.如权利要求观所述的系统，其中该液滴发生器不是该板的一部分。
33.如权利要求观所述的系统，其中该液滴发生器包括至少一个油储存器、一个样品储存器、以及一个从每个储存器到至少一个空腔的流体路径。
34.如权利要求28所述的系统，该系统进一步包括一个压力源，该压力源驱动液滴产生。
35.如权利要求28所述的系统，其中该检测组件被配置以检测当液滴被安置在这些空腔中时来自液滴的信号。
36.如权利要求观所述的系统，该系统进一步包括一个流体传送装置，该流体传送装置被配置以将液滴从这些空腔传递到检测组件的一个检测位点上。
37.如权利要求36所述的系统，其中该检测位点是与该板分离的。
38.如权利要求36所述的系统，其中该检测组件被配置以串行地检测液滴。
39.如权利要求36所述的系统，其中该检测组件被配置以对批量的液滴成像。 .如权利要求39所述的系统，其中该检测组件被配置以对液滴批次串行地成像，每个液滴批次相应于一个不同的乳液。
40.如权利要求观所述的系统，其中该检测组件包括共聚焦光学部件。
41.如权利要求观所述的系统，其中每个空腔由该板的壁从上面和下面来限定边界。
42.如权利要求观所述的系统，其中每个空腔由该板的一个透明的壁来限定边界，这允许在这样的空腔中穿过透明的壁来检测液滴。
43.如权利要求观所述的系统，其中该液滴发生器包括一个样品储存器，该储存器向上开口以允许从该板的上面来加载样品。
44.如权利要求观所述的系统，其中该空腔是一个孔，该孔进一步包括一个用于密封该孔的密封构件。
45.如权利要求观所述的系统，其中该液滴发生器包括一个或多个孔口，液滴从这一个或多个孔口串行地产生。
46.如权利要求观所述的系统，其中该液滴发生器被配置以形成单分散的液滴。
47.如权利要求观所述的系统，其中该控制器被配置以根据液滴的百分比来估计核酸目标物的存在，对于核酸目标物的扩增它被确定是正的。
48.一种用于样品分析的系统，包括一个液滴发生器，该液滴发生器包括一个油储存器、一个样品储存器、一个空腔、以及一个通道交叉，该通道交叉接收来自样品储存器的样品和来自油储存器的载体流体并且产生多个液滴，这些液滴作为乳液流到这些空腔；以及一个加热装置，该加热装置用于加热该液滴发生器从而诱导该空腔中乳液的液滴中核酸扩增。
49.如权利要求48所述的系统，该系统进一步包括一个板，该板包括该液滴发生器以及多个其他液滴发生器。
50.如权利要求48所述的系统，该系统进一步包括一个压力源，该压力源驱动液滴产生。
51.如权利要求50所述的系统，其中该压力源包括一个歧管，该歧管与该液滴发生器形成一个密封的关联。
52.如权利要求48所述的系统，该系统进一步包括一个用于检测来自乳液的液滴的信号的检测组件。
53.如权利要求52所述的系统，其中该检测组件被配置以检测当这些液滴被安置在该空腔中时来自液滴的信号。
54.如权利要求52所述的系统，其中该检测组件被配置以检测当该液滴发生器被热连接到该加热装置上时来自液滴的信号。
55.如权利要求52所述的系统，其中该检测组件被配置以对一批液滴成像。
56.如权利要求55所述的系统，其中该检测组件包括共聚焦光学部件。
57.如权利要求52所述的系统，该系统进一步包括一个控制器，该控制器与该检测组件连通并且被编程以根据所检测的信号来估计样品中核酸目标物的存在，如果有的话。
58.如权利要求48所述的系统，其中该加热装置包括一个控制温度的室，该室接收该液滴发生器。
59.如权利要求48所述的系统，其中该加热装置是一个加热和冷却装置，该加热和冷却装置将该液滴发生器热循环从而诱导了该空腔中该乳液的液滴中PCR扩增。
60.如权利要求48所述的系统，其中该空腔由该液滴发生器的壁从上面和下面来限定边界。
61.如权利要求48所述的系统，其中该空腔由该液滴发生器的一个透明的壁来限定边界，这允许在该空腔中穿过透明的壁来检测液滴。
62.如权利要求48所述的系统，其中该空腔是一个孔，该孔进一步包括一个用于密封该孔的密封构件。
全文摘要
用于执行测定的方法以及包括多种装置的系统。这些系统可涉及通过将样品组分分配到液滴或其他分区中来分离它们、在这些液滴内扩增或另外地使这些组分反应、检测扩增的组分或其特征，以及/或者分析得到的数据等。
文档编号G01N21/00GK102405402SQ200980146606
公开日2012年4月4日 申请日期2009年9月23日 优先权日2008年9月23日
发明者凯文·迪安·奈斯, 唐纳德·亚瑟·马斯克利耶, 塞缪尔·伯德, 安东尼·约瑟·马卡若维茨, 小比利·韦恩·科尔斯顿, 弗雷德·保罗·米兰诺维奇, 文森特·里约特, 本杰明·约瑟夫·辛德森, 菲利普·贝尔格莱德, 道格拉斯·N·莫德林 申请人:阔达生命有限公司