使用作为流体输入的接通致动器储液器来提高液滴计量的准确度和精度的方法_2

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lSpecimens ApparatusandMethod"的公布号20050118574的美国专利;2005年12月15日公布的 名称为"MicroparticleswithMultipleFluorescentSignalsandMethodsofUsing Same"的公布号为20050277197的美国专利;2006年7月20日公布的名称为"Magnetic MicrospheresforuseinFluorescence-basedApplications"的公布号为 20060159962 的美国专利;以上专利的全部公开通过引用以关于小珠和磁性响应材料和小珠的其教义并 入本文。小珠可与生物分子或能够结合(bind)到生物分子并与生物分子形成络合物的其 它物质预耦合。小珠可针对期望目标与抗体、蛋白质或抗原、DNA/RNA探针或具有亲和力的 任何其它分子预耦合。用于固定磁响应小珠和/或非磁响应小珠和/或使用小珠进行液滴 操作协议的液滴致动器技术的示例在在以下专利中进行了描述:2006年12月15日提交的 名称为"Droplet-BasedParticleSorting" 的申请号为 11/639,566 的美国专利;2008 年 3 月 25 日提交的名称为"MultiplexingBeadDetectioninaSingleDroplet"的申请号 为61/039, 183的美国专利;2008年4月25日提交的名称为"DropletActuatorDevices andDropletOperationsUsingBeads"的申请号为 61/047, 789 的美国专利;2008 年 8 月 5 日提交的名称为"DropletActuatorDevicesandMethodsforManipulatingBeads" 的申请号为61/086, 183的美国专利;2008年2月11日提交的名称为"DropletActuator DevicesandMethodsEmployingMagneticBeads" 的申请号为PCT/US2008/053545 的国 际专利;2008 年 3 月 24 日提交的名称为 "Bead-basedMultiplexedAnalyticalMethods andInstrumentation" 的申请号为PCT/US2008/058018 的国际专利;2008 年 3 月 23 日提 交的名称为"BeadSortingonaDropletActuator" 的申请号为PCT/US2008/058047 的 国际专利;以及2006年12月11日提交的名称为"Droplet-basedBiochemistry"的申请 号为PCT/US2006/047486的国际专利;上述专利申请的全部公开通过引用并入本文。小珠 特性可以被在复用本发明的方面时采用。具有适合于复用的特性的小珠以及检测和分析从 此类小珠发射的信号的方法的示例可在以下专利中找到:2008年12月11日公布的名称为 "SystemsandMethodsforMultiplexAnalysisofPCRinRealTime" 的专利公布号 为20080305481的美国专利;2008年6月26日公布的名称为"MethodsandSystemsfor DynamicRangeExpansion"的公布号为20080151240的美国专利;2007年9月6日公布的 名称为"Methods,Products,andKitsforIdentifyinganAnalyteinaSample',的公 布号为20070207513的美国专利;2007年3月22日公布的名称为"MethodsandSystems forImageDataProcessing"的公布号为20070064990的美国专利;2006年7月20日公布 的名称为''MagneticMicrospheresforuseinFluorescence-basedApplications',的公 布号为20060159962的美国专利;2005年12月15日公布的名称为"Microparticleswith MultipleFluorescentSignalsandMethodsofUsingSame" 的公布号 20050277197 的美国专利;以及2005年6月2日公布的名称为"MultiplexedAnalysisofClinical SpecimensApparatusandMethod" 的公布号为 20050118574 的美国专利。
[0024]"液滴"意指液滴致动器上上的一定量的液体。通常,液滴至少部分由填充流体约 束。例如,液滴可被填充流体完全包围或可由填充流体和液滴致动器的一个或多个表面约 束。又如,液滴可由填充流体、液滴致动器的一个或多个表面和/或大气约束。再如,液滴 可由填充流体和大气约束。液滴可例如是含水的或不含水的或可以是包括含水和不含水成 分的混合物或乳胶。液滴可采用各种各样的形状;非限制性示例通常包括盘形、弹形、截球 形、椭球体、球形、局部压缩球体、半球形、卵形、圆柱形、此类形状的组合以及在液滴操作期 间形成的各种形状(诸如由于此类形状与液滴致动器的一个或多个表面的接触而合并或 裂开或形成)。对于可经受使用本发明的方法的液滴操作的液滴流体的示例,参见2006年 12 月 11 日提交的名称为"Droplet-BasedBiochemistry" 的申请号为PCT/US06/47486 的 国际专利。在各种实施例中,液滴可包括生物样品,诸如全血、淋巴液、血清、血浆、汗液、眼 泪、唾液、痰、脑脊液、羊水、精液、阴道分泌物、浆液、滑膜液、心包积液、腹水、胸腔积液、渗 出液、分泌液、囊液、胆汁、尿液、胃液、肠液、粪便样品、含有单个或多个细胞的液体、含有细 胞器的液体、流化组织、流化有机体、含有多细胞有机体的液体、生物拭子和生物洗涤物。此 外,液滴可包括试剂,诸如水、去离子水、盐溶液、酸性溶液、碱性溶液、洗涤剂溶液和/或缓 冲液。液滴包含物的其它示例包括试剂,诸如用于生物化学协议(诸如核酸扩增协议、基于 亲和力的分析协议、酶分析协议、测序协议和/或用于生物流体分析的协议)的试剂。液滴 可包括一个或多个小珠。
[0025]"液滴致动器"意指用于操控液滴的装置。对于液滴致动器的示例参见以下项: Pamula等人的 2005 年 6 月 28 日发布的名称为"ApparatusforManipulatingDroplets byElectrowetting-BasedTechniques" 的美国专利 6, 911,132;Pamula等人在 2006 年 1 月 30 日提交的名称为"ApparatusesandMethodsforManipulatingDropletsona PrintedCircuitBoard"的申请号为 11/343, 284 的美国专利;Pollack等人在 2006 年 12 月 11 日提交的名称为"Droplet-BasedBiochemistry" 的申请号为PCT/US2006/047486 的国际专利;Shenderov的在2004年8月10日发布的名称为"ElectrostaticActuators forMicrofluidicsandMethodsforUsingSame" 的第 6, 773, 566 号美国专利和 在 2000 年 1 月 24 日发布的名称为"ActuatorsforMicrofluidicsWithoutMoving Parts"的第6, 565, 727号美国专利;Kim和/或Shah等人在2003年1月27提交的名 称为"Electrowetting-drivenMicropumping" 的申请号为 10/343,261 的美国专利、在 2006 年 1 月 23 日提交的名称为"MethodandApparatusforPromotingtheComplete TransferofLiquidDropsfromaNozzle" 的申请号 11/275, 668 的美国专利、在 2006 年 1 月 23 日提交的名称为"SmallObjectMovingonPrintedCircuitBoard"的申请号 11/460, 188的美国专利、在2009年5月14日提交的名称为"MethodforUsingMagnetic ParticlesinDropletMicrofluidics" 的申请号为 12/465, 935 的美国专利以及在 2009 年 4 月 30 日提交的名称为"MethodandApparatusforReal-timeFeedbackControl ofElectricalManipulationofDropletsonChip" 的申请号为 12/513, 157 的美国专 利;Velev的在 2009 年 6 月 16 日发布的名称为"DropletTransportationDevicesand MethodsHavingaFluidSurface" 的第 7, 547, 380 号美国专利;Sterling等人的 2007 年1月 16 日发布的名称为 "Method,ApparatusandArticleforMicrofluidicControl viaElectrowetting,forChemical,BiochemicalandBiologicalAssaysandtheLike" 的第7, 163, 612号美国专利;Becker和Gascoyne等人的在2010年1月5日发布的名称为 "MethodandApparatusforProgrammablefluidicProcessing"的第7, 641,779号美国 专利以及在2005年12月20日发布的名称为"MethodandApparatusforProgrammable fluidicProcessing"的第6, 977, 033号美国专利;Deere等人的在2008年2月12日发 布的名称为"SystemforManipulationofaBodyofFluid" 的第 7, 328, 979 号美国专 利;Yamakawa等人的在 2006 年 2 月 23 日公布的名称为"ChemicalAnalysisApparatus" 的公布号为20060039823的美国专利;Wu的在2008年12月31日公布的名称为"Digital MicrofluidicsBasedApparatusforHeat-exchangingChemicalProcesses',的公布 号为W0/2009/003184的国际专利;Fouillet等人的在2009年7月30日公布的名称为 "ElectrodeAddressingMethod" 的公布号为 20090192044 的美国专利;Fouillet等人的 在 2006 年 5 月 30 日发布的名称为"DeviceforDisplacementofSmallLiquidVolumes AlongaMicro-catenaryLinebyElectrostaticForces" 的第 7, 0522, 44 号美国专利; Marchand等人的在2008年5月29日公布的名称为"DropletMicroreactor"的公布号 为20080124252的美国专利;Adachi等人的在2009年12月31日公布的名称为"Liquid TransferDevice"的公布号为20090321262的美国专利;Roux等人的在2005年8月18日 公布的名称为"DeviceforControllingtheDisplacementofaDropBetweentwoor SeveralSolidSubstrates"的公布号为 20050179746 的美国专利;Dhindsa等人的在"Lab Chip" (10 :832-836(2010))的"VirtualElectrowettingChannelsElectronicLiquid TransportwithContinuousChannelFunctionality";以上项的全部公开内容连同其优 先权文件通过引用并入本文。某些液滴致动器将包括在其中被布置具有液滴操作间隙的一 个或多个基底和与一个或多个基底相关联(例如,在其上分层、附接到其和/或嵌入其中) 并被布置为进行一个或多个液滴操作的电极。例如,某些液滴致动器将包括基部(或底部) 基底、与基底相关联的液滴操作电极、在基底和/或电极顶上的一个或多个介电层以及可 选地包括在基底顶上的一个或多个疏水层,介电层和/或形成液滴操作表面的电极。也可 提供顶部基底,其通过通常称为液滴操作间隙的间隙与液滴操作表面分开。在顶部和/或 底部基底上的各种电极布置被在上面引用的专利中讨论,并且应用和某些新颖的电极布置 被在本发明的描述中讨论。在液滴操作期间,优选的是,液滴与接地或参考电极保持连续 接触或频繁接触。接地或参考电极可与间隙中的面向间隙的顶部基底、面向间隙的底部基 底相关联。在电极被设置在两个基底上的情况下,用于将电极耦合至液滴致动器仪器用于 控制或监测电极的电触点可与一个或两个平板相关联。在一些情况下,在一个基底上的电 极电耦合至其它基底,使得只有一个基底与液滴致动器接触。在一个实施例中,导电材料 (例如,环氧树脂,诸如可从新泽西州哈肯萨克市(Hackensack,NJ)的MasterBond公司商 购获得的MASTERBOND?聚合物体系EP79)提供一个基底上的电极之间的电气连接以及在 其它基底上的电气通路,例如,顶部基底上的接地电极可通过此类导电材料耦合至底部基 底上的电气通路。在使用多个基底的情况下,可在基底之间设置间隔区以确定基底之间的 间隙的高度并定义分发储液器。间隔区高度可例如从约5μπι到约600μπι或从约100μπι 到约400μm或从约200μm到约350μm或从约250μm到约300μm或为约275μm。间隔 区可例如由形成顶部或底部基底的突起层和/或插入在顶部基底和底部基底之间的材料 形成。一个或多个开口可被设置在一个或多个基底中用于形成流体路径,流体可通过所述 流体路径被输送至液滴操作间隙中。在一些情况下,一个或多个开口可被对准用于与一个 或多个电极进行交互,例如被对准使得流经开口的液体将进入充分接近一个或多个液滴操 作电极,以允许液滴操作受使用液体的液滴操作电极影响。在一些情况下,基部(或底部) 基底和顶部基底可被形成为一个整体部件。一个或多个参考电极可被设置在基部(或底 部)基底和/或顶部基底和/或间隙中。在上面引用的专利和专利申请中提供了参考电极 布置的示例。在各种实施例中,通过液滴致动器的液滴的操控可以是电极介导的(例如, 电润湿介导或介电泳介导或库仑
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