微流体装置中定向流动的致动微流体结构及使用它的方法与流程

相关申请的交叉引用

本申请根据35u.s.c.119(e)要求于2014年12月8日提交的美国临时专利申请序列号62/089,065的优先权权益，其全部内容通过引用并入本文。

背景技术：

随着微流体领域的不断进步，微流体装置已经成为处理和操纵诸如生物细胞的微物体的便利平台。本发明的一些实施例涉及用于操纵微流体装置中微物体的改进。

技术实现要素：

在第一方面，提供一种微流体系统，包括：致动器；以及微流体装置，包括围界，其中所述围界包括：流动区域，配置为包含流体介质；以及至少一个腔室，被配置为包含所述流体介质，所述腔室被流体上连接到所述流动区域，其中所述腔室至少部分地由可变形表面限定；其中所述致动器被配置为在被致动时使得所述可变形表面变形，以及其中当所述流动区域和所述腔室基本上填充有所述流体介质时，所述可变形表面的变形引起介质在所述腔室与所述流动区域之间的流动。介质的所述流动能够将位于所述流体介质内的微物体移动到与其起始位置不同的位置。介质的所述流动能够将包含在流体介质内的试剂移动到与其起始位置不同的位置。在各种实施例中，所述流动区域可以是被配置为包含所述流体介质的流动的通道。所述围界还可以包括入口和出口。在各种实施例中，所述入口和所述出口可以位于所述通道的相对端处。

在系统的微流体装置的各种实施例中，所述腔室可以是隔离围栏，并且所述隔离围栏可以包括：分离区域；以及连接区域，将所述分离区域流体上连接到所述通道，其中，在所述致动器没有被致动的情况下，在所述通道与所述隔离围栏的所述分离区域之间可以基本上不存在介质的流动。在一些实施例中，所述可变形表面可以限定所述分离区域的壁或其一部分。在一些实施例中，所述分离区域可以具有至少1.0×10⁵μm³的体积。在各种实施例中，所述分离区域可以具有约1.0×10⁵μm³至5.0×10⁶μm3之间的体积。

在系统的微流体装置的各种实施例中，所述隔离围栏还可以包括阱区域，其中所述阱区域可以被流体上连接到所述分离区域，以及其中所述可变形表面可以限定所述阱区域的壁或其一部分。在各种实施例中，所述阱区域可以具有至少5.0×10⁵μm³的体积。在一些实施例中，所述阱区域可以具有约5.0×10⁵μm³与2.5×10⁷μm³之间的体积。在一些实施例中，所述阱区域可以具有约5.0×10⁵μm³与1×10⁸μm³之间的体积。所述阱区域的所述体积可以是所述分离区域的所述体积的至少四倍。

在系统的微流体装置的各种实施例中，所述微流体装置还可以包括至少一个可致动流动部分，其中所述可致动流动部分可以包括：流动部分连接区域；贮液器；以及多个隔离围栏，并且在所述致动器没有被致动的情况下，在所述流动区域与所述贮液器和所述多个隔离围栏之间可以基本上不存在介质的流动。所述多个隔离围栏中的每个可以包括：分离区域；以及连接区域，将所述分离区域流体上连接到所述贮液器。在各种实施例中，所述可致动流动部分还可以包括在所述流动部分连接区域与所述贮液器之间的可致动通道，并且其中，在所述致动器没有被致动的情况下，在所述可致动通道与所述贮液器之间可以基本上不存在介质的流动。在一些实施例中，当流动部分包括可致动通道时，多个隔离围栏中的每个包括：分离区域；以及连接区域，将所述分离区域流体上连接到所述可致动通道。所述可致动流动部分的所述可变形表面可以限定所述贮液器的壁或其一部分。在一些实施例中，所述贮液器的所述体积可以是所述可致动通道的所述体积的至少3倍。在各种实施例中，所述贮液器可以具有约1×10⁷μm³至约1×10⁹μm³或约1×10⁸μm³至约1×10¹⁰μm³的体积。在各种实施例中，所述微流体装置可以包括多个可致动流动部分。每个所述可致动流动部分可以包含约10个隔离围栏至约100个隔离围栏。在各种实施例中，所述可变形表面可以是可刺穿的。在一些实施例中，所述可刺穿的可变形表面可以是自密封的。

在系统的微流体装置的各种实施例中，所述微流体装置还可以包括基本上不可变形的基部。在一些实施例中，所述微流体装置还可以具有基本上不可变形的盖。在一些实施例中，所述盖可以包括邻接所述腔室的所述可变形表面、所述隔离围栏、所述分离区域和/或所述阱区域的开口。在各种实施例中，所述微流体装置的围界可以包括多个可变形表面。在各种实施例中，所述系统可以包括多个致动器。在一些实施例中，所述多个致动器中的每个可以被配置为使单个可变形表面变形。在一些实施例中，每个可变形表面可以被配置为由单个致动器变形。所述多个致动器或所述多个致动器中的每个可以是微致动器。在一些实施例中，所述多个致动器或所述多个致动器中的每个可以被集成到所述微流体装置中。在一些实施例中，所述致动器可以是中空针。在系统的微流体装置的各种实施例中，微流体装置还可以包括控制器，所述控制器被配置为单独地致动以及可选地去致动所述多个致动器或所述多个致动器中的每个。在系统的微流体装置的各种实施例中，所述围界包含约1×10⁸μm³至约1×10¹⁰μm³的体积。在其它实施例中，所述围界可以包含约1μl至约1ml的体积。

在系统的微流体装置的各种实施例中，所述多个致动器或所述多个致动器的各个致动器通过向内按压所述可变形表面而使所述多个可变形表面或所述多个可变形表面的每个可变形表面变形。在其它实施例中，所述多个致动器或所述多个致动器的各个致动器通过向外拉动所述可变形表面而使所述多个可变形表面或所述多个可变形表面的每个可变形表面变形。在另外其它实施例中，所述多个致动器或所述多个致动器的各个致动器通过刺穿所述可变形表面而使所述多个可变形表面或所述多个可变形表面的每个可变形表面变形。

在另一个方面，提供一种在微流体装置中移动微物体的过程，所述过程包括：将包含所述微物体的流体介质布置在所述微流体装置内的围界中，其中所述围界可以被配置为包含流体介质并且包括流通区域和腔室，所述腔室和所述流动区域彼此流体上连接，并且所述围界可以至少部分地由可变形表面限定；以及致动致动器，以在邻近所述微物体的位置处使所述可变形表面变形，从而导致所述流体介质在所述围界内的流动，其中所述流动具有足够的大小以将所述微物体从所述流动区域移动到所述腔室，或者从所述腔室移动到所述流动区域。所述微流体装置可以是上述任一种微流体系统的组件。在各种实施例中，所述流动区域可以是被配置为包含所述流体介质的流动的通道。

在过程的一些实施例中，所述腔室可以是包括可变形表面的可致动流动部分，所述可致动流动部分包括：贮液器；多个隔离围栏，每个隔离围栏具有分离区域和连接区域，其中所述连接区域通向所述贮液器；以及流动部分连接区域，将所述通道流体上连接到所述贮液器，其中，在所述致动器没有被致动的情况下，在所述通道与所述贮液器之间基本上没有介质的流动，以及其中所述布置所述微物体包括将所述微物体布置在所述多个隔离围栏之一的分离区域内。在一些实施例中，所述贮液室还可以包括将贮液室流体上连接到流动部分连接区域的可致动通道，其中在所述致动器没有被致动的情况下，在所述可致动通道中基本上不存在介质的流动。在一些实施例中，当存在可致动通道时，多个隔离围栏的连接区域可以通向可致动通道。在各种实施例中，致动的步骤可以使得所述流体介质从通道流向流动部分。流体介质可以是包含第一测定试剂的第二流体介质。

在其它实施例中，所述腔室可以是隔离围栏，所述隔离围栏包括：分离区域；以及连接区域，将所述分离区域流体上连接到所述通道，其中，在所述致动器没有被致动的情况下，在所述通道与所述隔离围栏的所述分离区域之间基本上不存在介质的流动。在各种实施例中，所述布置的步骤可以包括将包含所述微物体的所述流体介质布置在所述通道中，使得所述微物体可以位于靠近所述隔离围栏的所述连接区域的所述通道中；以及所述致动的步骤可以使得所述流体介质从所述通道流入所述隔离围栏的所述分离区域，从而将所述微物体从所述通道输送到所述分离区域。在一些实施例中，所述隔离围栏可以至少部分地由所述可变形表面限定；以及所述致动的步骤可以包括所述致动器拉动所述可变形表面，从而增大所述隔离围栏的所述体积。在其它实施例中，所述布置的步骤可以包括将所述微物理加载至所述隔离围栏的分离区域。所述隔离围栏可以至少部分地由所述可变形表面限定；以及所述致动的步骤可以包括所述致动器按压在所述可变形表面上，从而减小所述隔离围栏的所述体积。减小所述隔离围栏的体积可以允许微物体从隔离围栏的分离区域离开。在各种实施例中，所述隔离围栏的所述分离区域可以至少部分地由所述可变形表面限定。所述分离区域还可以包括与所述分离区域流体上连接的阱区域，并且其中所述阱区域可以至少部分地由所述可变形表面限定。

在方法的各种实施例中，所述致动的步骤可以包括致动多个致动器。在一些实施例中，所述多个致动器可以基本上同时被致动。在其它实施例中，所述多个致动器的每个致动器可以在邻近所述微物体的预定位置处接触所述可变形表面，并且其中多个所述预定位置可以形成图案。所述图案可以产生流体介质的定向流动，使得所述微物体可以被移入或移出所述腔室或所述隔离围栏。在各种实施例中，所述多个致动器可以被顺序地致动。所述多个致动器中的每个可以在预定位置处接触所述可变形表面，并且所述多个预定位置可以形成从靠近所述微物体的在所述致动之前的位置到靠近所述微物体的预定目的地的位置的路径。该路径可以是线性路径。

在方法的各种实施例中，所述流动区域或所述通道中的所述流体介质可以是非水介质；所述腔室或所述隔离围栏中的所述流体介质可以是水介质；以及所述微物体可以包含在所述水介质或包含在所述非水介质内的水介质的液滴中。所述非水介质可以是油基介质。在一些实施例中，所述非水介质可以具有低粘度。

在另一个方面，提供一种选择性测定微流体装置中的微物体的方法，所述方法包括：提供包括围界的微流体装置，其中所述围界包括：流动区域，配置为包含流体介质；以及第一和第二可致动流动部分，每个流体上连接到所述流动区域并且被配置为包含所述流体介质，其中所述第一和第二可致动流动部分中的每个包括至少部分地由可变形表面限定的贮液器，以及其中所述第一和第二可致动流动部分还包括相应的第一和第二多个隔离围栏；将初始流体介质内的至少一个微物体布置到所述第一和第二多个隔离围栏的每个的至少一个隔离围栏中；将包含第一测定试剂的一定体积的第一流体介质导入到所述第一可致动流动部分中，其中所述导入包括使所述第一可致动流动部分的所述可变形表面变形；将包含第二测定试剂的一定体积的第二流体介质导入到所述第二可致动流动部分中，其中所述导入包括使所述第二可致动流动部分的所述可变形表面变形；允许所述第一测定试剂扩散到所述第一可致动流动部分中的所述第一多个隔离围栏中，并且允许所述第二测定试剂扩散到所述第二可致动流动部分中的所述第二多个隔离围栏中；基于所述第一测定试剂与所述至少一个微物体或其分泌物之间的相互作用，在所述第一多个隔离围栏的所述至少一个隔离围栏中检测第一测定结果；以及基于所述第二测定试剂与所述至少一个微物体或其分泌物之间的相互作用，在所述第二多个隔离围栏的所述至少一个隔离围栏中检测第二测定结果。

在各种实施例中，所述第一测定试剂可以不同于所述第二测定试剂。在一些实施例中，所述第一测定试剂和/或所述第二测定试剂可以包括珠粒。所述微流体装置可以是本文所述的微流体系统的组件。所述微物体可以是生物细胞。

在方法的各种实施例中，所述流动区域可以包括入口和出口以及其间的至少一个流动通道。在方法的各种实施例中，所述第一和所述第二可致动流动部分可以各自包括流动部分连接区域，其中所述相应的流动部分连接区域可以将所述第一可致动流动部分和所述第二可致动流动部分中的每个流体上连接到所述流动区域。在各种实施例中，所述隔离围栏中的每个可以包括连接区域和分离区域，并且其中所述连接区域还可以包括到所述第一可致动流动部分或所述第二可致动流动部分的近端开口以及到所述分离区域的远端开口。在方法的各种实施例中，所述第一可致动流动部分和所述第二可致动流动部分各自还可以包括贮液器和可致动通道，其中所述贮液器包括可变形表面并且所述可致动通道将所述贮液器与所述流动部分连接区域连接。所述第一多个围栏和所述第二多个围栏中可以各自通向所述第一可致动流动部分和所述第二可致动流动部分的相应可致动通道。

在方法的各种实施例中，将包含所述第一测定试剂的所述一定体积的所述第一流体介质导入到所述第一可致动流动部分的步骤还可以包括用所述第一流体介质基本上替换所述第一可致动流动部分的所述可致动通道中的所述初始流体介质；以及将包含所述第二测定试剂的所述一定体积的所述第二流体介质导入到所述第二可致动流动部分的步骤还可以包括用所述第二流体介质基本上替换所述第二可致动流动部分的所述可致动通道中的所述初始流体介质。

在方法的各种实施例中，将所述一定体积的第一流体介质导入到所述第一可致动流动部分中可以包括按压和拉动所述第一可致动流动部分的所述贮液器的所述可变形表面。使所述可变形表面变形的步骤可以包括致动致动器以使所述可变形表面变形。在各种实施例中，所述致动的步骤可以包括所述致动器拉动所述可变形表面，从而增大所述第一可致动流动部分的体积和/或所述第二可致动流动部分的体积；和/或可以包括所述致动器推动所述可变形表面，从而减小所述第一可致动流动部分的所述体积和/或所述第二可致动流动部分的所述体积。在各种实施例中，顺序地执行使所述第一可致动流动部分的可变形表面变形的所述步骤和使所述第二可致动流动部分的可变形表面变形的所述步骤。在一些实施例中，使所述可变形表面变形的所述步骤包括用中空针刺穿所述可变形表面。

在方法的各种实施例中，所述方法还可以包括在导入含有所述第一测定试剂的所述第一流体介质的步骤之后使第三流体介质流过所述至少一个流动通道的步骤，从而从所述流动通道中清除所述第一流体介质。在方法的各种实施例中，方法还可以包括在导入含有所述第一测定试剂的所述第二流体介质的步骤之后使第三流体介质流过所述至少一个流动通道的步骤，从而从所述流动通道中清除所述第二流体介质。

在方法的各种实施例中，将包含所述第一测定试剂的所述一定体积的所述第一流体介质导入到所述第一可致动流动部分的所述步骤可以包括将所述第一流体介质通过所述中空针注入到所述第一可致动流动部分中；以及将包含所述第二测定试剂的所述一定体积的所述第二流体介质导入到所述第二可致动流动部分的所述步骤可以包括将所述第二流体介质通过所述中空针注入到所述第二可致动流动部分中。

在方法的各种实施例中，将所述一定体积的所述第一流体介质导入到所述第一可致动流动部分的步骤还可以包括替换所述第一可致动流动部分的所述可致动通道中的所述初始流体介质；以及将所述一定体积的所述第二流体介质导入到所述第二可致动流动部分的步骤还可以包括替换所述第二可致动流动部分的所述可致动通道中的所述初始流体介质。

在方法的各种实施例中，导入一定体积的第一介质的步骤还可以包括注入足够体积的第一流体介质以替换第一可致动流动部分的流动部分连接区域中的初始流体介质，以及导入一定体积的第二介质的步骤还可以包括注入足够体积的第二流体介质以替换第二可致动流动部分的流动部分连接区域中的初始流体介质。在各种实施例中，可以基本上同时执行将第一流体介质导入第一可致动流动部分的步骤和将第二流体介质导入第二可致动流动部分的步骤。

在另一方面，提供一种微流体系统，包括致动器；以及包括围界的微流体装置，其中所述围界包括被配置为包含流体介质的区域，所述区域至少部分地由可变形表面限定；其中致动器被配置为在致动时使可变形表面变形，并且当该区域基本上被流体介质填充时，可变形表面的变形导致该区域内介质的流动。在各种实施例中，介质的流动可以能够将位于流体介质内的微物体移动到与该区域中其起始位置不同的位置。

在微流体系统的各种实施例中，微流体装置的围界还可以包括入口。围界还可以包括出口。围界还可以包括基本上不可变形的基部。在各种实施例中，围界还可以包括基本上不可变形的盖。在一些实施例中，盖可以包括与可变形表面相邻或邻近的开口。在各种实施例中，围界可以包括多个可变形表面。在一些实施例中，系统可以包括多个致动器。在一些实施例中，多个致动器中的每个可以被配置为使单个可变形表面变形。每个可变形表面可以被配置为由单个致动器变形。在各种实施例中，多个致动器或每个致动器可以是微致动器。在一些实施例中，多个致动器或多个致动器中的每个可以被集成到微流体装置中。在微流体系统的各种实施例中，系统可以包括控制器，其被配置为单独地致动并且可选地去致动多个致动器或多个致动器中的每个。在一些实施例中，多个致动器或多个致动器中的每个可以通过向内按压可变形表面而使多个可变形表面或多个可变形表面的各个可变形表面变形。在其它实施例中，多个致动器或多个致动器中的每个可以通过向外拉动可变形表面而使多个可变形表面或多个可变形表面中的每个变形。

在微流体系统的各种实施例中，被配置为包含流体介质的围界的区域可以包含约1×⁶μm³至约1×⁸μm³的体积。在其它实施例中，该区域可以包含约1×⁸μm³至约1×¹⁰μm³的体积。

在另一方面，提供了一种在微流体装置中移动微物体的过程，该过程包括以下步骤：将包含微物体的流体介质布置在微流体装置内的围界中，其中围界可以包括配置为包含流体介质的区域，所述区域至少部分地由可变形表面限定；并且致动致动器以在靠近微物体的位置处使可变形表面变形，从而可以使得流体介质在该区域内流动，其中流动具有足够的大小以将微物体移动到该区域内与致动致动器之前其位置不同的位置。微流体装置可以是本文描述的微流体系统的任何组件。

在各种实施例中，致动的步骤可以包括致动多个致动器。在一些实施例中，可以基本上同时致动多个致动器。在各种实施例中，多个致动器的每个可以在靠近微物体的预定位置处接触可变形表面，并且多个预定位置可以形成图案。该图案可以在区域内产生流体介质的流动，使得微物体可以沿预定方向移动。

在其它实施例中，可以顺序地致动多个致动器。多个致动器中的每个可以在预定位置处接触可变形表面，并且多个预定位置可形成从靠近微物体的以在致动之前的位置到靠近微物体的预定目的地的位置的路径。该路径可以是线性路径。

在该方法的各种实施例中，包含微物体的流体介质可以是非水介质。非水介质可以是油基介质。非水介质可以具有低粘度。微物体可以包含在水介质的液滴中，并且液滴可以包含在非水介质中。

在本文描述的任何方法的各种实施例中，微物体可以是生物细胞。在一些实施例中，生物细胞可以是哺乳动物细胞。在其它实施例中，生物细胞可以是真核细胞、原核细胞或原生动物细胞。

附图说明

图1示出根据本发明一些实施例的用于微流体装置和相关联的控制设备的系统的示例。

图2a和图2b示出根据本发明一些实施例的微流体装置。

图2c和图2d示出根据本发明一些实施例的隔离围栏。

图2e示出根据本发明一些实施例的详细的隔离围栏。

图2f示出根据本发明实施例的微流体装置。

图3a示出根据本发明一些实施例的用于微流体装置和相关联的控制设备的系统的具体示例。

图3b示出根据本发明一些实施例的示例性模拟分压器回路。

图3c示出根据本发明一些实施例的被配置为绘制温度和波形数据的示例性gui。

图3d示出根据本发明一些实施例的成像装置。

图4a是根据本发明一些实施例的微流体装置和多个可单独可控致动器的透视图。在剪切视图中示出该装置的围界层、盖和偏置电极。

图4b是具有图4a的微流体装置的围界层、盖和偏置电极的其它完整视图的横截面侧视图。

图5是图4a的微流体装置的分解图。

图6a是图4a的微流体装置的横截面侧面局部视图，示出根据本发明一些实施例的紧邻或邻接相应可变形表面的致动器。

图6b示出根据本发明一些实施例的图6a的致动器被致动以将可变形表面推入装置的微流体元件。

图7示出根据本发明一些实施例的图6a的致动器被致动以将可变形表面拉离装置的微流体元件。

图8是根据本发明一些实施例的微流体装置的通道中的致动器产生介质的局部流动以将微物体从通道移动到腔室中的示例。

图9是根据本发明一些实施例的微流体装置的腔室中的致动器产生介质的局部流动以将微物体从通道移动到腔室中的示例。

图10示出根据本发明一些实施例的一系列致动器被依次激活以移动微流体装置内的微物体的示例。

图11和图12示出根据本发明一些实施例的以所选择的图案来致动多个致动器以引导微物体的移动的的示例。

图13是根据本发明一些实施例的以通道、腔室和阱形式的微流体元件的示例。

图14示出根据本发明一些实施例的在第二介质内移动第一介质的液滴的示例。

图15a-图15c示出根据本发明一些实施例的通过致动来自阱的局部介质流动将微物体从腔室导出到微通道的图像。

图16示出可以是根据本发明一些实施例的图4a的微流体装置的操作的示例的过程。

图17示出在选择的微流体元件中具有可变形表面的多重测定装置的示例。

图18示出在选择的微流体元件中具有可变形表面的多重测定装置的另一实施例。

图19示出可以是图17和图18的微流体装置的操作的示例的过程。

具体实施方式

本说明书描述了本发明的示例性实施例和应用。然而，本发明不限于这些示例性实施例和应用，也不限于在本文中描述的方式或者示例性实施例和应用运行的方式。而且，附图可示出简化或局部视图，并且附图中的元件尺寸可以被夸大或者可以不按比例。此外，当在本文中使用术语“在…上”、“附接到”、“连接到”或“耦接到”或类似词语时，一个元件(例如，材料、层、基底等)可以“在另一个元件上”、“附接到另一个元件”、“连接到另一个元件”、或“耦接到另一个元件”，而不管该一个元件直接在另一个元件上、附接、连接或耦接到该另一个元件，还是有一个或更多个介入元件在该一个元件和该另一个元件之间。此外，在对一系列元件(例如元件a、b、c)进行描述的情况下，这些描述旨在包括所列出的元件自身的任何一个、少于全部所列出的元件的任何组合和/或全部所列出的元件的组合。

说明书中的段落划分仅用于便利查看，并且不限制所讨论的元件的任何组合。

如本文所使用的，“基本上”是指足以达到预期目的。术语“基本上”因此允许根据绝对或完美状态、尺寸、测量、结果等进行诸如本领域普通技术人员可以预期，但对总体性能没有显着影响的小的、不重要的变型。当针对数值或者可以被表示为数值的参数或特征使用时，“基本上”是指在百分之十内。

如本文所用，术语“多个”是指多于一个。如本文所用，术语“很多”可以是2、3、4、5、6、7、8、9、10个或更多。

如本文所使用的，术语“布置”涵盖其含义“位于”。

如本文所用，“微流体装置”或“微流体设备”是包括被配置为保持流体的一个或多个独立微流体回路的装置，每个微流体回路包括流体上互连的回路元件，包括但不限于，区域、流动路径、通道、腔室和/或围栏以及被配置为允许流体(以及可选地，悬浮在流体中的微物体)流入和/或流出微流体装置的至少两个端口。通常，微流体装置的微流体回路将包括至少一个微流体通道和至少一个腔室，并且将保持小于约1ml体积的流体，例如，小于约750、500、250、200、150，100、75、50、25、20、15、10、9、8、7、6、5、4、3或2μl。在一些实施例中，微流体回路保持大约1-2、1-3、1-4、1-5、2-5、2-8、2-10、2-12、2-15、2-20、5-20、5-30、5-40、5-50、10-50、10-75、10-100、20-100、20-150、20-200、50-200、50-250或50-300μl的流体。

如本文所用，“纳流体装置”或“纳流体设备”是具有包含至少一个回路元件的微流体回路的一种微流体装置，其中该回路元件被配置为保持小于约1μl体积的流体，例如，小于约750、500、250、200、150、100、75、50、25、20、15、10、9、8、7、6、5、4、3、2、1nl或更少。通常，纳流体装置将包括多个回路元件(例如，至少2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、25、50、75、100、150、200、250、300、400、500、600、700、800、900、1000、1500、2000、2500、3000、3500、4000、4500、5000、6000、7000、8000、9000、10,000或更多个)。在一些实施例中，至少一个回路元件中的一个或多个(例如全部)被配置为保持以下体积的流体：大约100pl至1nl、100pl至2nl、100pl至5nl、250pl至2nl、250pl至5nl、250pl至10nl、500pl至5nl、500pl至10nl、500pl至15nl、750pl至10nl、750pl至15nl、750pl至20nl、1至10nl、1至15nl、1至20nl、1至25nl或1至50nl。在其它实施例中，至少一个回路元件中的一个或多个(例如全部)被配置为保持以下体积的流体：大约100至200nl、100至300nl、100至400nl、100至500nl、200至300nl、200至400nl、200至500nl、200至600nl、200至700nl、250至400nl、250至500nl、250至600nl或250至750nl。

如本文所使用的“微流体通道”或“流动通道”指具有明显长于水平和垂直尺寸的长度的微流体装置的流动区域。例如，流动通道可以是水平或垂直尺寸的长度的至少5倍，例如长度的至少10倍、长度的至少25倍、长度的至少100倍、长度的至少200倍、长度的至少500倍、长度的至少1000倍、长度的至少5000倍或更长。在一些实施例中，流动通道的长度在约100,000微米至约500,000微米的范围内，包括其间的任何范围。在一些实施例中，水平尺寸在约100微米至约1000微米的范围内，例如，从约150到约500微米，垂直尺寸在约25微米至约200微米的范围内，例如，从约40至约150微米。应指出的是，流动通道可以在微流体装置中具有各种不同的空间构造，因此不限于理想的线性元件。例如，流动通道可以是以下配置，或者可以包括具有以下配置的一个或多个部分：弯曲、弯折、螺旋、倾斜、下降、分叉(例如，多个不同的流动路径)及其任何组合。此外，流动通道可以具有沿其路径的不同的横截面面积(扩大和收缩)，以在其中提供期望的流体流动。

如本文所使用的，术语“阻塞”通常指足够大的凸块或类似类型的结构，以便部分地(但不完全)阻止目标微物体在微流体装置的两个不同区域或回路元件之间移动。两个不同的区域/回路元件可以是例如微流体隔离围栏和微流体通道、或微流体隔离围栏的连接区域和分离区域。

如本文所使用的，术语“收缩”通常指微流体装置中回路元件(或两个回路元件之间的界面)的宽度变窄。例如，收缩可以位于微流体隔离围栏与微流体通道之间的界面处、或者位于微流体隔离围栏的分离区域与连接区域之间的界面处。

如本文所使用的，术语“透明”指允许可见光通过但是在光通过时基本不改变光的材料。

如本文所用，术语“微物体”通常指可以根据本发明分离和收集的任何微观物体。微物体的非限制性示例包括：无生命的微物体，诸如微粒；微珠(例如，聚苯乙烯珠、luminex^tm珠等)；磁珠；微米棒；微丝；量子点等；生物微物体，诸如细胞(例如，胚胎、卵母细胞、精细胞、从组织分离的细胞、真核细胞、原生细胞、动物细胞、哺乳动物细胞、人细胞、免疫细胞、杂交瘤、培养细胞、来自细胞系的细胞、癌细胞、感染细胞、转染和/或转化细胞、报道细胞、原核细胞等)；生物细胞器；囊泡或复合物；合成泡囊；脂质体(例如，合成的或由膜制剂衍生的)；脂质纳米筏(如ritchieetal.(2009)reconstitutionofmembraneproteinsinphospholipidbilayernanodiscs,mehotdenzymol.,464:211-231(里奇等人(2009年)，磷脂双分子层奈米圆盘中的膜蛋白的重组，方法酶学，464:211-231)中描述的)等；或无生命微物体和生物微物体的组合(例如，附着于细胞的微珠、脂质体包覆微珠、脂质体包覆磁珠等)。这些珠还可以具有共价或非共价连接的其它部分/分子，诸如能够在测定中使用的荧光标记、蛋白质，小分子信号传导部分、抗原或化学/生物物种。

如本文所使用的，术语“维持(一个或多个)细胞”是指提供包括流体和气体成分的环境，以及可选地提供保持细胞存活和/或扩大所必须的条件的表面。

流体介质的“组分”是呈现在介质中的任何化学或生物化学分子，所述介质包括溶剂分子、离子、小分子、抗生素、核苷酸和核苷、核酸、氨基酸、肽、蛋白质、糖类、碳水化合物、脂类、脂肪酸、胆固醇、代谢产物等。

如本文关于流体介质所使用的，“使…扩散”和“扩散”是指流体介质的组分朝浓度梯度低的方向的热力学移动。

短语“介质的流动”是指流体介质的除扩散之外的由任何机构导致的整体移动。例如，介质的流动可以包括由于点之间的压力差从一个点到另一个点的流体介质的移动。这样的流动可以包括液体的连续的、脉冲的、周期的、随机的、间歇的或往复的流动，或者其任何组合。当一个流体介质流入到另一个流体介质中时，可导致介质的湍流和混合。

短语“基本上没有流动”是指流体介质的流速在时间上的平均值小于将材料(例如，感兴趣的分析物)的组分扩散到流体介质中或者在流体介质内扩散的速率。这种材料的组分的扩散速率可取决于例如温度、组分的大小以及组分与流体介质之间的相互作用的强度。

如本文关于微流体装置内的不同区域所使用的，短语“流体上连接”是指当不同区域基本上填充有液体(诸如流体介质)时，每个区域中的流体被连接以形成流体的单个本体。这并不意味着不同区域中的流体(或流体介质)在组成上一定是相同的。相反，在微流体装置的不同的流体上连接区域中的流体可具有不同的组成(例如，不同浓度的溶质，如蛋白质、碳水化合物、离子、或其它分子)，其由于溶质向其各自的浓度梯度低的取向移动和/或由于流体通过该装置流动而不断变化。

微流体(或纳流体)装置可以包括“波及”区域和“未波及”区域。如本文所使用的，“波及”区域包括微流体回路的一个或多个流体上互连的回路元件，当流体流过微流体回路时，其每个均经历介质流动。波及区域的回路元件可以包括例如区域、通道以及腔室的全部或部分。如本文所使用的，“未波及”区域包括当流体流过微流体回路时，其每个基本上都不经历流体流动的微流体回路的一个或多个流体上互连的回路元件。未波及区域可以流体上连接到波及区域，假设该流体上连接被配置为使得在波及区域与未波及区域之间能够扩散，但在波及区域与未波及区域之间基本上没有介质的流动。微流体装置可因此被配置为基本上使未波及区域与波及区域中的介质的流分离，同时使得在波及区域与未波及区域之间仅能够进行扩散流体连通。例如，微流体装置的流动通道是波及区域的示例，而微流体装置的分离区域(下文将进一步详细描述)是未波及区域的示例。

如本文所使用的，“流动路径”指限定并经受介质流动轨迹的一个或多个流体上连接的回路元件(例如，通道、区域、腔室等)。因此，流动路径是微流体装置的波及区域的示例。其它回路元件(例如，未波及区域)可以与包括流动路径的回路元件流体上连接，而不经受流动路径中介质的流动。

“局部流动”是微流体装置内的介质流动，其不会导致介质离开微流体装置。局部流动的示例包括介质在微流体元件内或在微流体装置中的微流体元件之间的流动。

如本文所用：μm表示微米，μm³表示立方微米，pl表示微升，nl表示纳升，μl(或ul)表示微升。

可以在这种微流体装置中测定用于产生特定生物材料(例如，蛋白质，诸如抗体)的生物微物体(例如，生物细胞)的能力。在测定的具体实施例中，包括待测定用于产生感兴趣的分析物的生物微物体(例如，细胞)的样本材料可以被装载到微流体装置的波及区域中。多个生物微物体(例如，哺乳动物细胞，诸如人体细胞)可以针对特定特征而被选择并且被设置在未波及区域中。然后，其余样本材料可以从波及区域流出，并且测定材料可以流入到波及区域中。由于所选择的生物微物体在未波及区域中，因此所选择的生物微物体基本上不受剩余样本材料的流出或测定材料的流入的影响。所选择的生物微物体可以允许产生感兴趣的分析物，其可以从未波及区域扩散到波及区域中，其中感兴趣的分析物可以与测定材料反应以产生局部可检测反应，每个局部可检测反应可以与特定的未波及区域相关联。与检测到的反应相关联的任何未波及区域可以被分析以确定在未波及区域中的哪些生物微物体(如果有的话)是感兴趣的分析物的足够生产者。

用于操作和观察这种装置的微流体装置和系统。图1示出可以在本发明的实践中使用的微流体装置100和系统150的示例。示出了微流体装置100的透视图，其盖110被部分切除以提供微流体装置100的局部视图。微流体装置100通常包括具有流动路径106的微流体回路120，流体介质180可以流动到该流动路径106中和/或流动通过微流体回路120，可选地携带一个或多个微物体(未示出)。虽然在图1中示出单个微流体回路120，但是合适的微流体装置可以包括多个(例如，2或3)这种微流体回路。无论如何，微流体装置100可以被配置为纳流体装置。在图1所示的实施例中，微流体回路120包括多个微流量隔离围栏124、126、128和130，其每个具有与流动路径106流体连通的一个或多个开口。如下文进一步讨论的，微流体隔离围栏包括已被优化用于即使当介质180流过流动路径106时，仍然保留微流体装置(例如微流体装置100)中的微物体的各种特性和结构。然而，在描述上述之前，简要说明微流体装置100和系统150。

如图1中大体所示，微流体回路120由围界102限定。尽管围界102可以物理地构造成不同的配置，但是在图1所示的示例中，围界102被描述为包括支撑结构104(例如，基部)、微流体回路结构108和盖110。支撑结构104、微流体回路结构108和盖110可以彼此附接。例如，微流体回路结构108可以布置在支撑结构104的内表面109上，盖110可以布置在微流体回路结构108上方。微流体回路结构108与支撑结构104和盖110一起，可以限定微流体回路120的元件。

如图1所示，支撑结构104可以位于微流体回路120的底部，盖110可以位于微流体回路120的顶部。可替代地，支撑结构104和盖110可以以其它取向来配置。例如，支撑结构104可以位于微流体回路120的顶部，盖110可以位于微流体回路120的底部。无论如何，可以存在一个或多个端口107，其每个包括进入或流出围界102的通路。例如，通路包括阀、门、通孔等。如图所示，端口107是由微流体回路结构108中的间隙形成的通孔。然而，端口107可以位于围界102的其它组件(诸如盖110)中。图1中仅示出一个端口107，但是微流体回路120可以具有两个或更多个端口107。例如，可以存在用作流体进入微流体回路120的入口的第一端口107，并且可以存在用作流体离开微流体回路120的出口的第二端口107。端口107用作入口还是出口可以取决于流体流过流动路径106的方向。

支撑结构104可以包括一个或多个电极(未示出)和一个基底或多个互连的基底。例如，支撑结构104可以包括一个或多个半导体衬底，每个半导体衬底电连接到电极(例如，半导体衬底的全部或一部分可以电连接到单个电极)。支撑结构104还可以包括印刷电路板组件(“pcba”)。例如，半导体衬底可以安装在pcba上。

微流体回路结构108可以限定微流体回路120的回路元件。这种回路元件可以包括当微流体回路120充满流体时，可以流体上互连的空间或区域，诸如流动通道、腔室、围栏、捕集器等。在图1所示的微流体回路120中，微流体回路结构108包括框架114和微流体回路材料116。框架114可以部分地或完全地包围微流体回路材料116。例如，框架114可以是基本上围绕微流体回路材料116的相对刚性结构。例如，框架114可以包括金属材料。

可以用空腔等来图案化微流体回路材料116，以限定微流体回路120的回路元件和互连。微流体回路材料116可以包括柔性材料，诸如柔性聚合物(例如橡胶、塑料、弹性体、硅氧烷、聚二甲基硅氧烷(“pdms”)等)，其可以是透气的。可构成微流体回路材料116的材料的其它示例包括模制玻璃；可蚀刻材料，诸如硅树脂(例如光图案化硅)；光致抗蚀剂(例如su8)等。在一些实施例中，这种材料(并且因此微流体回路材料116)可以是刚性的和/或基本上不透气的。无论如何，微流体回路材料116可以布置在支撑结构104上和框架114内部。

盖110可以是框架114和/或微流体回路材料116的集成部件。可替代地，盖110可以是结构上独立的元件，如图1所示。盖110可以包括与框架114和/或微流体回路材料116相同或不同的材料。类似地，支撑结构104可以是与框架114或微流体回路材料116分开的结构，如图所示，或者支撑结构104可以是框架114或微流体回路材料116的集成部件。类似地，框架114和微流体回路材料116可以是如图1所示的分离结构或相同结构的集成部件。

在一些实施例中，盖110可以包括刚性材料。刚性材料可以是玻璃或具有类似特性的材料。在一些实施例中，盖110可以包括可变形材料。可变形材料可以是聚合物，诸如pdms。在一些实施例中，盖110可以既包括刚性材料也包括可变形材料。例如，盖110的一个或多个部分(例如，位于隔离围栏124、126、128、130上方的一个或多个部分)可以包括与盖110的刚性材料相交界的可变形材料。在一些实施例中，盖110还可以包括一个或多个电极。该一个或多个电极可以包括导电氧化物，诸如氧化铟锡(ito)，其可以涂覆在玻璃或任意类似绝缘材料上。可替代地，该一个或多个电极可以是嵌入在可变形材料(诸如聚合物(例如pdms))中的柔性电极，诸如单壁纳米管、多壁纳米管、纳米线、导电纳米颗粒簇或其组合。已经在例如us2012/0325665(chiou等人)中描述了可以用于微流体装置的柔性电极，其内容通过引用并入本文。在一些实施例中，可以修改盖110(例如，通过调节向内朝向微流体回路120的表面的全部或部分)来支持细胞粘附、生存能力(viability)和/或生长。这种修改可以包括合成或天然聚合物的涂层。在一些实施例中，盖110和/或支撑结构104可以是透光的。盖110还可以包括至少一种透气的材料(例如，pdms或pps)。

图1还示出用于操作和控制微流体装置(诸如微流体装置100)的系统150。如图所示，系统150包括电源192、成像装置194和倾斜装置190。

电源192可以向微流体装置100和/或倾斜装置190提供电力，根据需要提供偏置电压或电流。例如，电源192可以包括一个或多个交流(ac)和/或直流(dc)电压或电流源。成像装置194可以包括用于捕捉微流体回路120内的图像的装置(诸如数字照相机)。在一些情形下，成像装置194还包括具有快速帧速率和/或高灵敏度的检测器(例如用于低光应用)。成像装置194还可以包括用于将刺激性辐射和/或光束引导到微流体回路120中并收集从微流体回路120(或其中包含的微物体)反射或发射的辐射和/或光束的机构。所发射的光束可以在可见光谱中，并且可以例如包括荧光发射。所反射光束可以包括源自led或诸如汞灯(例如高压汞灯)或氙弧灯的宽光谱灯的发射的反射。如关于图3所讨论的，成像装置194还可以包括显微镜(或光学系统)，其可以包括或可以不包括目镜。

系统150还包括倾斜装置190，其被配置为围绕一个或多个旋转轴旋转微流体装置100。在一些实施例中，倾斜装置190被配置为围绕至少一个轴来支撑和/或保持包括微流体回路120的围界102，使得微流体装置100(以及因此微流体回路120)可以保持在水平取向(即相对于x轴和y轴为0°)、垂直取向(即相对于x轴和/或y轴为90°)或其间的任何取向。微流体装置100(和微流体回路120)相对于轴的取向在本文中被称为微流体装置100(和微流体回路120)的“倾斜”。例如，倾斜装置190可以使微流体装置100相对于x轴倾斜0.1°、0.2°、0.3°、0.4°、0.5°、0.6°、0.7°、0.8°、0.9°、1°、2°、3°、4°、5°、10°、15°、20°、25°、30°、35°、40°、45°、50°、55°、60°、65°、70°、75°、80°、90°或其间的任何角度。水平取向(以及因此x轴和y轴)被定义为垂直于由重力限定的垂直轴。倾斜装置还可以将微流体装置100(和微流体回路120)相对于x轴和/或y轴倾斜大于90°的角度，或者使微流体装置100(和微流体回路120)相对于x轴或y轴倾斜180°，以便完全反转微流体装置100(和微流体回路120)。类似地，在一些实施例中，倾斜装置190围绕由流动路径106或微流体回路120的某些其它部分限定的旋转轴来倾斜微流体装置100(和微流体回路120)。

在一些情形下，微流体装置100倾斜成垂直取向，使得流动路径106位于一个或多个隔离围栏的上方或下方。如本文所用的术语“上方”表示在由重力限定的垂直轴上，流动路径106被定位为高于一个或多个隔离围栏(即，在流动路径106上方的隔离围栏中的物体将具有比流动路径中的物体高的重力势能)。如本文所用的术语“下方”表示在由重力限定的垂直轴上，流动路径106被定位为低于一个或多个隔离围栏(即，在流动路径106下方的隔离围栏中的物体将具有比流动路径中的物体低的重力势能)。

在一些情形下，倾斜装置190围绕平行于流动路径106的轴来倾斜微流体装置100。此外，微流体装置100可以倾斜成小于90°的角度，使得流动路径106位于一个或多个隔离围栏的上方或下方，而不是位于隔离围栏的正上方或正下方。在其它情况下，倾斜装置190围绕垂直于流动路径106的轴来倾斜微流体装置100。在另外其它情况下，倾斜装置190围绕既不平行也不垂直于流动路径的轴来倾斜微流体装置100。

系统150还可以包括介质源178。介质源178(例如，容器、贮液器等)可以包括多个部分或容器，其每个用于保持不同的流体介质180。因此，如图1所示，介质源178可以是位于微流体装置100外部并与微流体装置100分离的装置。可替代地，介质源178可以全部或部分位于微流体装置100的围界102内。例如，介质源178可以包括作为微流体装置100的一部分的贮液器。

图1还示出构成系统150的一部分并且可以与微流体装置100结合使用的控制和监测设备152的示例的简化框图。如图所示，这种控制和监测设备152的示例包括主控制器154(包括用于控制介质源178的介质模块160)；运动模块162，用于控制微流体回路120中微物体(未示出)和/或介质(例如，介质的液滴)的移动和/或选择；成像模块164，用于控制用来捕捉图像(例如，数字图像)的成像装置194(例如相机、显微镜、光源或其任何组合)；以及倾斜模块166，用于控制倾斜装置190。控制设备152还可以包括其它模块168，用于控制、监测或执行关于微流体装置100的其它功能。如图所示，设备152还可以包括显示装置170和输入/输出装置172。

主控制器154可以包括控制模块156和数字存储器158。控制模块156可以包括例如数字处理器，该数字处理器被配置为根据存储为存储器158中的非暂态数据或信号的机器可执行指令(例如，软件、固件、微码等)操作。可替代地地或另外地，控制模块156可以包括硬连线数字电路和/或模拟电路。可以类似地配置介质模块160、运动模块162、成像模块164、倾斜模块166和/或其它模块168。因此，可以由如上配置的主控制器154、介质模块160、运动模块162、成像模块164、倾斜模块166和/或其它模块168中的一个或多个来实施本文所讨论的针对微流体装置100或任何其它微流体装置所执行的功能、过程、动作、行动或过程的步骤。类似地，主控制器154、介质模块160、运动模块162、成像模块164、倾斜模块166和/或其它模块168可以通信地耦接，以发送和接收本文讨论的任何功能、过程、动作、行动或步骤中所使用的数据。

介质模块160控制介质源178。例如，介质模块160可以控制介质源178将选择的流体介质180输入到围界102中(例如，通过入口端口107)。介质模块160还可以控制从围界102移除介质(例如，通过出口端口(未示出))。因此，可以将一个或多个介质选择性地输入到微流体回路120中以及从微流体回路120移除。介质模块160还可以控制微流体回路120内部流动路径106中流体介质180的流动。例如，在一些实施例中，在倾斜模块166使倾斜装置190将微流体装置100倾斜到期望的倾斜角度之前，介质模块160阻止介质180在流动路径106中和通过围界102的流动。

运动模块162可以被配置为控制微流体回路120中微物体(未示出)的选择、捕集和移动。如下文关于图2a和2b所讨论的，围界102可以包括介电泳(dep)、光电镊子(oet)和/或光电润湿(oew)配置(图1中未示出)，并且运动模块162可以控制电极和/或晶体管(例如光电晶体管)的激活，以选择和移动流动路径106和/或隔离围栏124、126、128、130中的微物体(未示出)和/或介质液滴(未示出)。

成像模块164可以控制成像装置194。例如，成像模块164可以接收和处理来自成像装置194的图像数据。来自成像装置194的图像数据可以包括由成像装置194捕捉的任何类型的信息(例如，存在或不存在微物体、介质液滴、标记(诸如荧光标记等)的积聚)。使用由成像装置194捕捉的信息，成像模块164还可以计算微流体装置100内物体(例如，微物体、介质液滴)的位置和/或这些物体的运动速率。

倾斜模块166可以控制倾斜装置190的倾斜运动。可替代地或另外地，倾斜模块166可以控制倾斜速率和时间，以优化微物体经由重力到一个或多个隔离围栏的转移。倾斜模块166与成像模块164通信地耦接，以接收描述微流体回路120中的微物体和/或介质液滴的运动的数据。使用该数据，倾斜模块166可以调节微流体回路120的倾斜，以便调节微物体和/或介质液滴在微流体回路120中移动的速率。倾斜模块166还可以使用该数据来迭代地调节微物体和/或介质液滴在微流体回路120中的位置。

在图1所示的示例中，微流体回路120被示为包括微流体通道122和隔离围栏124、126、128、130。每个围栏包括通向通道122的开口，但是其它部分被包围，使得围栏可以将围栏中的微物体与通道122的流动路径106或其它围栏中的流体介质180和/或微物体基本上分离。在一些情形下，围栏124、126、128、130被配置为物理地圈住微流体回路120内的一个或多个微物体。根据本发明的隔离围栏可以包括各种形状、表面和特性，其利用dep、oet、oew、局部流体流动和/或重力优化以被使用，下文将详细讨论和示出。

微流体回路120可以包括任何数量的微流体隔离围栏。尽管示出了五个隔离围栏，但是微流体回路120可以具有更少或更多的隔离围栏。根据本发明的隔离围栏还包括(例如，装置420、1500、1700、1800的)隔离围栏418。如图所示，微流体回路120的微流体隔离围栏124、126、128和130各自包含不同的特性和形状，其可以提供有益于利用局部流动来移动微物体和/或选择性地移动微流体装置的围界内的流体介质的一个或多个益处。在一些实施例中，微流体回路120包括多个相同的微流体隔离围栏。在一些实施例中，微流体回路120包括多个微流体隔离围栏，其中两个或更多个隔离围栏包括不同的结构和/或特性。例如，隔离围栏可以提供关于利用局部流动来移动微物体和/或选择性地移动微流体装置的围界内的流体介质方面不同的益处。根据本发明的微流体隔离围栏可以与本文所述的其它微流体回路元件组合，以提供优化的局部流动，从而将微物体移入或移出隔离围栏。可替代地，隔离围栏可以在微流体装置的围界内提供选择性测定地点，用于多个地点内的多重测定，从而最小化地点之间的交叉污染。

在图1所示的实施例中，示出了单通道122和流动路径106。然而，其它实施例可以包含多个通道122，每个通道被配置为包括流动路径106。微流体回路120还包括与流动路径106和流体介质180流体连通的入口阀或端口107，由此流体介质180可以经由入口端口107进入通道122。在一些情形下，流动路径106包括单个路径。在一些情形下，单个路径被布置为z字形图案，使得流动路径106在交替的方向上穿过微流体装置100两次或更多次。

在一些情形下，微流体回路120包括多个平行通道122和流动路径106，其中每个流动路径106内的流体介质180沿相同的方向流动。在一些情形下，每个流动路径106内的流体介质沿正向或反向中的至少一个流动。在一些情形下，多个隔离围栏被配置为(例如，相对于通道122)使得它们可以并行装载有目标微物体。

在一些实施例中，微流体回路120还包括一个或多个微物体捕集器132。捕集器132通常形成在构成通道122的边界的壁中，并且可以与一个或多个微流体隔离围栏124、126、128、130的开口相对。在一些实施例中，捕集器132被配置为从流动路径106接收或捕捉单个微物体。在一些实施例中，捕集器132被配置为从流动路径106接收或捕捉多个微物体。在一些情形下，捕集器132包括基本上等于单个目标微物体的体积的体积。

捕集器132还可以包括开口，其被配置为帮助目标微物体流入捕集器132。在一些情形下，捕集器132包括开口，开口的高度和宽度基本上等于单个目标微物体的尺寸，从而防止较大的微物体进入微物体捕集器。捕集器132还可以包括被配置为有助于保留捕集器132内的目标微物体的其它特性。在一些情形下，捕集器132相对于微流体隔离围栏的开口对准并且位于通道122的相对侧上，使得当微流体装置100围绕平行于通道122的轴倾斜时，被捕集的微物体按照使得微物体落入隔离围栏的开口中的轨迹离开捕集器132。在一些情形下，捕集器132包括小于目标微物体的侧通路134，以便有助于穿过捕集器132的流，从而增大在捕集器132中捕捉微物体的可能性。

在一些实施例中，通过一个或多个电极(未示出)将介电泳(dep)力施加在流体介质180(例如，在流动路径中和/或在隔离围栏中)上，以操纵、运输、分离和分类位于其中的微物体。例如，在一些实施例中，将dep力施加到微流体回路120的一个或多个部分，以便将单个微物体从流动路径106转移到期望的微流体隔离围栏。在一些实施例中，使用dep力来防止隔离围栏(例如，隔离围栏124、126、128或130)内的微物体从隔离围栏移位。此外，在一些实施例中，使用dep力，来从根据本发明的教导先前收集的隔离围栏中选择性地移除微物体。在一些实施例中，dep力包括光电镊子(oet)力。

在其它实施例中，通过一个或多个电极(未示出)将光电润湿(oew)力施加到微流体装置100的支撑结构104(和/或盖110)中的一个或多个位置(例如，有助于限定流动路径和/或隔离围栏的位置)，以操纵、运输、分离和分类位于微流体回路120中的液滴。例如，在一些实施例中，将oew力施加到支撑结构104(和/或盖110)中的一个或多个位置，以将单个液滴从流动路径106转移到期望的微流体隔离围栏中。在一些实施例中，使用oew力来防止隔离围栏(例如，隔离围栏124、126、128或130)内的液滴从隔离围栏移位。另外，在一些实施例中，使用oew力来从根据本发明的教导先前收集的隔离围栏中选择性地移除液滴。

在一些实施例中，将dep和/或oew力与其它力(诸如流动和/或重力)结合，以便操纵、运输、分离和分类微流体回路120内的微物体和/或液滴。例如，可以将围界102倾斜(例如，通过倾斜装置190)，以将流动路径106和位于其中的微物体定位在微流体隔离围栏之上，并且重力可以将微物体和/或液滴运输到围栏。在一些实施例中，可以在施加其它力之前施加dep和/或oew力。在其它实施例中，可以在施加其它力之后施加dep和/或oew力。在其它情况下，可以在施加其它力的同时施加dep和/或oew力，或者可以交替地施加dep和/或oew力和其它力。

图2a-2f示出可用于本发明实践中的微流体装置的各种实施例。图2a描述了微流体装置200被配置为光学致动的动电装置的实施例。本领域中已知各种光学致动的动电装置，包括具有光电镊子(oet)配置的装置和具有光电润湿(oew)配置的装置。在以下美国专利文献中示出合适的oet配置的示例，其均通过引用整体并入本文：美国专利第re44,711号(wu等人)(最初以美国专利号7,612,355发布)；和美国专利第7,956,339号(ohta等人)。美国专利第6,958,132号(chiou等人)和美国专利申请公布第2012/0024708号(chiou等人)中示出了oew配置的示例，上述两者都通过引用整体并入本文。光学致动的动电装置的另一个示例包括组合的oet/oew配置，在美国专利公布20150306598号(khandros等人)和20150306599(khandros等人)以及其对应的pct公布wo2015/164846和wo2015/164847中示出其示例，其通过引用整体并入本文。

微流体装置运动配置。如上所述，系统的控制和监测设备可以包括运动模块，用于选择和移动微流体装置的微流体回路中诸如微物体或液滴的物体。微流体装置可以具有各种运动配置，这取决于被移动物体的类型和其它考量。例如，可以利用介电泳(dep)配置来选择和移动微流体回路中的微物体。因此，微流体装置100的支撑结构104和/或盖110可以包括dep配置，用于选择性地在微流体回路120中的流体介质180中的微物体上诱导dep力，从而选择、捕捉和/或移动单个微物体或微物体组。可替代地，微流体装置100的支撑结构104和/或盖110可以包括电润湿(ew)配置，用于在微流体回路120中的流体介质180中的液滴上选择性地诱导ew力，从而选择、捕捉和/或移动单个液滴或液滴组。

在图2a和图2b中示出包括dep配置的微流体装置200的一个示例。虽然为了简单起见，图2a和图2b分别示出具有开放区域/腔室202的微流体装置200的围界102的一部分的侧截面图和顶截面图，应当理解，区域/腔室202可以是具有更详细结构的流体回路元件的一部分，诸如生长腔室、隔离围栏、流动区域或流动通道。此外，微流体装置200可以包括其它流体回路元件。例如，微流体装置200可以包括多个生长腔室或隔离围栏和/或一个或多个流动区域或流动通道，诸如本文关于微流体装置100所述的那些。dep配置可以被并入微流体装置200的任何这种流体回路元件，或选择其一部分。还应当理解的是，上述或下文描述的微流体装置组件和系统组件中的任何一个可以被并入微流体装置200中和/或与微流体装置200结合使用。例如，包括上述控制和监测设备152的系统150可以与微流体装置200一起使用，该系统150包括介质模块160、运动模块162、成像模块164、倾斜模块166和其它模块168中的一个或多个。

如图2a所示，微流体装置200包括具有底部电极204和覆盖底部电极204的电极活化基底206的支撑结构104、以及具有顶部电极210的盖110，顶部电极210与底部电极204间隔开。顶部电极210和电极活化基底206限定区域/腔室202的相对表面。因此，包含在区域/腔室202中的介质180在顶部电极210与电极活化基底206之间提供电阻连接。还示出了电源212，其被配置为被连接到底部电极204和顶部电极210并且在这些电极之间产生偏置电压，如在区域/腔室202中产生dep力所需要的。例如，电源212可以是交流(ac)电源。

在一些实施例中，图2a和图2b所示的微流体装置200可以具有光学致动的dep配置。因此，可由运动模块162控制的来自光源220的光222的变化图案可以选择性地激活和去激活电极活化基底206的内表面208的区域214处的dep电极的变化图案。(下文中，具有dep配置的微流体装置的区域214被称为“dep电极区域”。)如图2b所示，指向电极活化基底206的内表面208的光图案222可以照亮以诸如正方形的图案选择的dep电极区域214a(以白色示出)。在下文中将未照射的dep电极区域214(交叉阴影线)称为“暗”dep电极区域214。通过dep电极活化基底206的相对电阻抗(即，从底部电极204直到与流动区域106中介质180相交界的电极活化基底206的内表面208)大于通过每个暗dep电极区域214处的区域/腔室202中的介质180的相对电阻抗(即，从电极活化基底206的内表面208到盖110的顶部电极210)。然而，照亮的dep电极区域214a表现出通过电极活化基底206的减小的相对阻抗，其小于通过每个照亮的dep电极区域214a处的区域/腔室202中介质180的相对阻抗。

在电源212被激活的情况下，前述dep配置在照射的dep电极区域214a与相邻的暗dep电极区域214之间的流体介质180中产生电场梯度，这又产生了吸引或排斥流体介质180中附近微物体(未示出)的局部dep力。因此，可以通过改变从光源220投射到微流体装置200的光图案222，在区域/腔室202的内表面处的许多不同的这种dep电极区域214处选择性地激活和去激活吸引或排斥流体介质180中微物体的dep电极。dep力吸引还是排斥附近的微物体可以取决于诸如电源212的频率和介质180和/或微物体(未示出)的介电特性的这种参数。

图2b所示的照亮的dep电极区域214a的正方形图案224仅仅是示例。通过投射到装置200的光图案222可以照射(从而被激活)dep电极区域214的任何图案，并且可以通过改变或移动光图案222来反复改变照亮的/激活的dep电极区域214的图案。

在一些实施例中，电极活化基底206可以包括光电导材料或由光电导材料组成。在这样的实施例中，电极活化基底206的内表面208可以是无特性的。例如，电极活化基底206可以包括氢化非晶硅(a-si：h)层或由其构成。a-si：h可以包括例如约8％至40％的氢(以100*氢原子数/氢和硅原子的总数来计算)。a-si：h层可以具有约500nm至约2.0μm的厚度。在这样的实施例中，可以根据光图案222，在电极活化基底206的内表面208上的任何地方以任何图案来形成dep电极区域214。因此，无需固定dep电极区域214的数量和图案，而是可以将其对应于光图案222。已经在例如美国专利第re44,711号(wu等人)(最初发布为美国专利第7,612,355号)中描述了具有包括上述光电导层的dep配置的微流体装置的示例，其全部内容通过引用并入本文。

在其它实施例中，电极活化基底206可以包括具有多个掺杂层、电绝缘层(或区域)和诸如在半导体领域中已知的形成半导体集成电路的导电层的基底。例如，电极活化基底206可以包括多个光电晶体管，包括例如横向双极光电晶体管，每个光电晶体管对应于dep电极区域214。可替代地，电极活化基底206可以包括由光电晶体管开关控制的电极(例如导电金属电极)，每个这种电极对应于dep电极区域214。电极活化基底206可以包括这种光电晶体管或光电晶体管控制电极的图案。例如，该图案可以是排列成行和列的基本上正方形的光电晶体管或光电晶体管控制电极的阵列，如图2b所示。可替代地，图案可以是形成六方点格的基本上六边形的光电晶体管或光电晶体管控制电极的阵列。不管何种图案，电路元件可以在电极活化基底206的内表面208处的dep电极区域214与底部电极210之间形成电连接，并且可以由光图案222选择性地激活和去激活那些电连接(即光电晶体管或电极)。当未被激活时，每个电连接可以具有高阻抗，使得通过电极活化基底206的相对阻抗(即，从底部电极204到与区域/腔室202中介质180相交界的电极活化基底206的内表面208)大于在相应dep电极区域214处通过介质180的相对阻抗(即，从电极活化基底206的内表面208到盖110的顶部电极210)。然而，当由光图案222中的光激活时，通过电极活化基底206的相对阻抗小于在每个照亮的dep电极区域214处通过介质180的相对阻抗，从而在相应dep电极区域214处激活dep电极，如上所述。因此，可以按照光图案222确定的方式，在区域/腔室202中电极活化基底206的内表面208处的许多不同dep电极区域214处选择性地激活和去激活吸引和排斥介质180中的微物体(未示出)的dep电极。

在例如美国专利第7,956,339号(ohta等人)中已经描述了具有包括光电晶体管的电极活化基底的微流体装置的示例(参见例如图21和图22所示的装置300以及其说明书)，其全部内容通过引用并入本文。在例如美国专利公布第214/0124370号(short等)中已经描述了具有包括由光电晶体管开关控制的电极的电极活化基底的微流体装置的示例(参见例如各个附图所示的装置200、400、500、600和900以及其说明书)，其全部内容通过引用并入本文。

在dep配置的微流体装置的一些实施例中，顶部电极210是围界102的第一壁(或盖110)的一部分，并且电极活化基底206和底部电极204是围界102的第二壁(或支撑结构104)的一部分。区域/腔室202可以在第一壁与第二壁之间。在其它实施例中，电极210是第二壁(或支撑结构104)的一部分，并且电极活化基底206和/或电极210中的一个或两个是第一壁(或盖110)的一部分。此外，光源220可以替代地用于从下方照亮围界102。

利用具有dep配置的图2a-图2b的微流体装置200，通过将光图案222投射到装置200，以便以围绕并捕捉微物体的图案(例如，正方形图案224)来激活电极活化衬底206的内表面208的dep电极区域214a处的第一组一个或多个dep电极，运动模块162可以在区域/腔室202中选择介质180中的微物体(未示出)。然后运动模块162可以通过相对于装置200移动光图案222以激活在dep电极区域214处的第二组一个或多个dep电极，来移动捕捉到的微物体。可替代地，可以相对于光图案222来移动装置200。

在其它实施例中，微流体装置200可以具有不依赖于电极活化基底206的内表面208处的dep电极的光激活的dep配置。例如，电极活化基底206可以包括与包含至少一个电极的表面(例如，盖110)相对的选择性可寻址和可激励电极。可以选择性地打开和闭合开关(例如，半导体衬底中的晶体管开关)，以激活或去激活dep电极区域214处的dep电极，从而在激活的dep电极附近的区域/腔室202中的微物体(未示出)上形成净dep力。取决于诸如电源212的频率和区域/腔室202中介质(未示出)和/或微物体的介电特性的特征，dep力可以吸引或排斥附近的微物体。通过选择性地激活和去激活一组dep电极(例如，在形成正方形图案224的一组dep电极区域214处)，可以在区域/腔室202内捕集和移动区域/腔室202中的一个或多个微物体。图1中的运动模块162可以控制这种开关，从而激活和去激活各个dep电极，以选择、捕集和移动区域/腔室202周围的特殊微物体(未示出)。具有包括选择性可寻址和可激励电极的dep配置的微流体装置在本领域中是已知的，并且已经在例如美国专利第6,294,063号(becker等人)和第6,942,776号(medoro))中描述，其全部内容通过引用并入本文。

作为又一示例，微流体装置200可以具有电润湿(ew)配置，其可以代替dep配置，或者可以位于微流体装置200中与具有dep配置的部分分离的一部分中。ew配置可以是光电润湿配置或介质上电润湿(ewod)配置，这两者都是本领域已知的。在一些ew配置中，支撑结构104具有夹在介电层(未示出)与底部电极204之间的电极活化基底206。介电层可以包括疏水材料和/或可以涂覆有疏水材料。对于具有ew配置的微流体装置200，支撑结构104的内表面208是介电层或其疏水涂层的内表面。

介电层(未示出)可以包括一个或多个氧化层，并且可以具有约50nm至约250nm(例如约125nm至约175nm)的厚度。在一些实施例中，介电层可以包括氧化物(诸如金属氧化物(例如，氧化铝或氧化铪))的层。在一些实施例中，介电层可以包括除金属氧化物之外的介电材料，诸如硅的氧化物或氮化物。无论确切的组分和厚度如何，介电层可以具有约10kω至约50kω的阻抗。

在一些实施例中，介电层的向内朝向区域/腔室202的内表面涂覆有疏水材料。疏水材料可以包括例如氟化碳分子。氟化碳分子的示例包括全氟聚合物，诸如聚四氟乙烯(例如，)或聚(2,3-二氟甲基-全氟四氢呋喃)(例如cytop^tm)。构成疏水材料的分子可以共价接合到介电层的表面。例如，可以通过连接基团(诸如硅氧烷基团、膦酸基团或硫醇基团)将疏水材料的分子共价结合到介电层的表面。因此，在一些实施例中，疏水材料可以包括烷基封端的硅氧烷、烷基封端的膦酸或烷基封端的硫醇。烷基可以是长链烃(例如，具有至少10个碳的链，或至少16、18、20、22或更多个碳的链)。可替代地，可以使用氟化(或全氟化)碳链代替烷基。因此，例如，疏水材料可以包含氟代烷基封端的硅氧烷、氟代烷基封端的膦酸或氟代烷基封端的硫醇。在一些实施例中，疏水涂层具有约10nm至约50nm的厚度。在其它实施例中，疏水涂层具有小于10nm(例如，小于5nm、或约1.5至3.0nm)的厚度。

在一些实施例中，具有电润湿配置的微流体装置200的盖110也涂覆有疏水材料(未示出)。疏水材料可以是与用于涂覆支撑结构104的介电层相同的疏水材料，并且疏水涂层可以具有与支撑结构104的介电层上的疏水涂层的厚度基本相同的厚度。此外，盖110可以包括以支撑结构104的方式夹在介电层与顶部电极210之间的电极活化基底206。电极活化基底206和盖110的介电层可以具有与电极活化基底206和支撑结构104的介电层相同的组分和/或尺寸。因此，微流体装置200可以具有两个电润湿表面。

在一些实施例中，如上所述，电极活化基底206可以包括光电导材料。因此，在一些实施例中，电极活化基底206可以包括氢化非晶硅层(a-si：h)或由其构成。a-si：h可以包括例如约8％至40％的氢(以100*(氢原子数)/(氢和硅原子的总数)计算)。a-si：h层可以具有约500nm至约2.0μm的厚度。可替代地，如上所述，电极活化基底206可以包括由光电晶体管开关控制的电极(例如，导电金属电极)。具有光电润湿配置的微流体装置是本领域已知的和/或可以用本领域已知的电极活化基底来构建。例如，美国专利第6,958,132号(chiou等人)(其全部内容通过引用并入本文)公开了具有诸如a-si：h的光电导材料的光电润湿配置，而上述参引的美国专利公布第2204/0124370号(short等人)公开了具有由光电晶体管开关控制的电极的电极活化基底。

因此，微流体装置200可以具有光电润湿配置，并且光图案222可以用于激活电极活化基底206中的光电导ew区域或光响应ew电极。电极活化基底206的这种激活的ew区域或ew电极可以在支撑结构104的内表面208(即，覆盖介电层或其疏水涂层的内表面)处产生电润湿力。通过改变入射到电极活化基底206上的光图案222(或相对于光源220移动微流体装置200)，可以移动与支撑结构104的内表面208接触的液滴(例如，含有水介质、溶液或溶剂)穿过存在于区域/腔室202中的不混溶流体(例如，油介质)来。

在其它实施例中，微流体装置200可以具有ewod配置，并且电极活化基底206可以包括不依赖于光进行激活的选择性可寻址和可激励的电极。因此，电极活化基底206可以包括这种电润湿(ew)电极的图案。例如，图案可以是排列成行和列的基本上正方形ew电极的阵列，如图2b所示。可替代地，图案可以是形成六边点格的基本上六边形ew电极的阵列。不管何种图案，可以通过电开关(例如半导体衬底中的晶体管开关)选择性地激活(或去激活)ew电极。通过选择性地激活和去激活电极活化基底206中的ew电极，可以在区域/腔室202内移动与覆盖的介电层或其疏水涂层的内表面208相接触的液滴(未示出)。图1中的运动模块162可以控制这样的开关，从而激活和去激活各个ew电极，以选择并移动区域/腔室202周围的特殊液滴。具有包括选择性寻址和可激励电极的ewod配置的微流体装置在本领域中是已知的，并且已经在例如美国专利第8,685,344号(sundarsan等人)中进行了描述，其全部内容通过引用并入本文。

不管微流体装置200的配置如何，电源212可以用于提供为微流体装置200的电路供电的电势(例如，ac电压电势)。电源212可以与图1参引的电源192相同或是图1参引的电源192的组件。电源212可以被配置为向顶部电极210和底部电极204提供ac电压和/或电流。对于ac电压，如上所述，电源212可以提供足以产生足够强大以捕集和移动区域/腔室202中各个微物体(未示出)的净dep力(或电润湿力)的频率范围和平均或峰值功率(例如，电压或电流)范围，和/或还如上所述，电源212可以提供足以改变区域/腔室202中支撑结构104的内表面208(即介电层和/或介电层上的疏水涂层)的润湿特性的频率范围和平均或峰值功率(例如，电压或电流)范围。这种频率范围和平均或峰值功率范围是本领域已知的。例如，参见美国专利第6,958,132号(chiou等人)、美国专利第re44,711号(wu等人)(最初发布为美国专利第7,612,355号)和美国专利公布第us2014/0124370号(short等人)、us2015/0306598(khandros等人)和us2015/0306599(khandros等人)。

隔离围栏。在图2c和图2d所示的微流体装置240内示出一般隔离围栏244、246和248的非限制性示例。每个隔离围栏244、246和248可以包括分离结构250，其限定分离区域258和将分离区域258流体上连接到通道122的连接区域254。连接区域254可以包括到通道122的近端开口252以及到分离区域258的远端开口256。连接区域254可以被配置为使得从通道122流入隔离围栏244、246、248的流体介质(未示出)流动的最大穿透深度不延伸到分离区域258。因此，由于连接区域254，因此，布置在隔离围栏244、246、248的分离区域258中的微物体(未示出)或其它材料(未示出)可以与通道122中的介质180的流动分离并且基本上不受其影响。

因此，通道122可以是波及区域的示例，并且隔离围栏244、246、248的分离区域258可以是未波及区域的示例。如所示的，通道122和隔离围栏244、246、248可以被配置为包含一个或多个流体介质180。在图2c-图2d所示的示例中，端口242被连接到通道122并且允许将流体介质180引入微流体装置240或从微流体装置240移除流体介质180。在引入流体介质180之前，微流体装置可以装填有诸如二氧化碳气体的气体。一旦微流体装置240包含流体介质180，则可以选择性地产生和停止通道122中的流体介质180的流260。例如，如图所示，端口242可以布置在通道122的不同位置(例如，相对端)处，并且可以从用作入口的一个端口242到用作出口的另一端口242形成介质的流260。

图2e示出根据本发明的隔离围栏244的示例的详细视图。还示出微物体270的示例。

众所周知，微流体通道122中流体介质180的流260经过隔离围栏244的近端开口252可以使得介质180的二次流262进入和/或离开隔离围栏244。为了将隔离围栏244的分离区域258中的微物体270与二次流262分离，隔离围栏244的连接区域254的长度lcon(即，从近端开口252到远端开口256)应该大于二次流262进入到连接区域254的穿透深度dp。二次流262的穿透深度dp取决于在通道122中流动的流体介质180的速度、以及与通道122的配置相关的各种参数、以及到通道122的连接区域254的近端开口252。对于给定的微流体装置，通道122和开口252的配置将是固定的，而通道122中流体介质180的流260速率将是可变的。因此，对于每个隔离围栏244，可以识别通道122中流体介质180流260的最大速度vmax，确保二次流262的穿透深度dp不超过连接区域254的长度lcon。只要通道122中流体介质180的流260速率不超过最大速度vmax，则所得到的二次流262可以被限制到通道122和连接区域254并保持在分离区域258之外。因此，通道122中的介质180的流260将不会把微物体270拖拽出分离区域258。相反，位于分离区域258中的微物体270将停留在分离区域258中，而不管通道122中流体介质180的流260。

此外，只要通道122中介质180的流260速率不超过vmax，通道122中流体介质180的流260将不会把混杂颗粒(例如微粒和/或纳米颗粒)从通道122移至隔离围栏244的分离区域258。使得连接区域254的长度lcon大于二次流262的最大穿透深度dp，可以因此防止一个隔离围栏244被来自通道122或另一个隔离围栏(例如，图2d中的隔离围栏246、248)的混杂颗粒污染。

由于通道122和隔离围栏244、246、248的连接区域254可能受通道122中介质180的流260的影响，所以通道122和连接区域254可以被认为是波及(或流动)区域。另一方面，隔离围栏244、246、248的分离区域258可以被认为是未波及(或非流动)区域。例如，通道122中第一流体介质180中的组分(未示出)可以基本上仅通过第一介质180的组分扩散(从通道122经过连接区域254并进入到分离区域258中的第二流体介质280)与分离区域258中的第二流体介质280混合。类似地，分离区域258中第二介质280的组分(未示出)可以基本上仅通过第二介质280的组分扩散(从分离区域258经过连接区域254并进入到通道122中的第一介质180)与通道122中的第一介质180混合。第一介质180可以是与第二介质280相同或不同的介质。此外，第一介质180和第二介质280可以在开始时是相同的，然后变得不同(例如，通过由分离区域258中的一个或多个细胞来调节第二介质280，或者通过改变流过通道122的介质180)。

由通道122中流体介质180的流260引起的二次流262的最大穿透深度dp可以取决于如上所述的多个参数。这类参数的示例包括：通道122的形状(例如，通道可以将介质引导到连接区域254中，将介质从连接区域254转移，或者沿着基本上垂直于连接区域254的近端开口252的方向将介质引导到通道122中)；通道122在近端开口252处的宽度wch(或横截面积)；和连接区域254在近端开口252处的宽度wcon(或横截面积)；通道122中流体介质180的流260的速度v；第一介质180和/或第二介质280的粘度等。

在一些实施例中，通道122和隔离围栏244、246、248的尺寸可以相对于通道122中的流体介质180的流260的向量被定向如下：通道宽度wch(或通道122的横截面积)可以基本上垂直于介质180的流260；连接区域254在开口252处的宽度wcon(或横截面积)可以基本上平行于通道122中介质180的流260；和/或连接区域的长度lcon可以基本上垂直于通道122中介质180的流260。前述仅仅是示例，并且通道122和隔离围栏244、246、248的相对位置可以是相对于彼此的其它取向。

如图2e所示，连接区域254的宽度wcon可以从近端开口252到远端开口256是均匀的。因此，连接区域254在远端开口256处的宽度wcon可以是本文为连接区域254在近端开口252处的宽度wcon所标识的范围。可替代地，连接区域254在远端开口256处的宽度wcon可以大于连接区域254在近端开口252处的宽度wcon。

如图2e所示，分离区域258在远端开口256处的宽度可以与连接区域254在近端开口252处的宽度wcon基本相同。因此，分离区域258在远端开口256处的宽度可以是本文为连接区域254在近端开口252处的宽度wcon所标识的任何范围。可替代地，分离区域258在远端开口256处的宽度可以大于或小于连接区域254在近端开口252处的宽度wcon。此外，远端开口256可以小于近端开口252，并且连接区域254的宽度wcon可以在近端开口252与远端开口256之间变窄。例如，使用各种不同的几何形状(例如，斜切连接区域、使连接区域成斜面)，连接区域254可以在近端开口与远端开口之间变窄。此外，连接区域254的任何部分或子部分(例如，连接区域与近端开口252相邻的一部分)可以变窄。

在隔离围栏(例如124、126、128、130、244、246或248)的各种实施例中，分离区域(例如258)被配置为包含多个微物体。在其它实施例中，分离区域可以被配置为仅仅包含一个、两个、三个、四个、五个或类似的相对较少数量的微物体。因此，例如，分离区域的体积可以是至少3×10³、6×10³、9×10³、1×10⁴、2×10⁴、4×10⁴、8×10⁴、1×10⁵、2×10⁵、4×10⁵、8×10⁵、1×10⁶、2×10⁶、4×10⁶、6×10⁶立方微米或更大。

在隔离围栏的各种实施例中，通道122在近端开口(例如252)处的宽度wch可以在以下范围内：50-1000微米、50-500微米、50-400微米、50-300微米、50-250微米、50-200微米、50-150微米、50-100微米、70-500微米、70-400微米、70-300微米、70-250微米、70-200微米、70-150微米、90-400微米、90-300微米、90-250微米、90-200微米、90-150微米、100-300微米、100-250微米、100-200微米、100-150微米和100-120微米。上述仅仅是示例，并且通道122的宽度wch可以在其它范围内(例如，由上面列出的任何端点限定的范围)。此外，通道122的wch可以被选择为通道在除了隔离围栏的近端开口之外的区域中的任何一个范围。

在一些实施例中，隔离围栏的横截面的高度为约30至约200微米、或约50至约150微米。在一些实施例中，隔离围栏的横截面积为约100,000至约2,500,000平方微米、或约200,000至约2,000,000平方微米。在一些实施例中，连接区域具有与对应的隔离围栏的横截面高度相匹配的横截面高度。在一些实施例中，连接区域具有约50至约500微米、或约100至约300微米的横截面宽度。

在隔离围栏的各种实施例中，通道122在近端开口252处的高度hch可以在以下任何范围内：20-100微米、20-90微米、20-80微米、20-70微米、20-60微米、20-50微米、30-100微米、30-90微米、30-80微米、30-70微米、30-60微米、30-50微米、40-100微米、40-90微米、40-80微米、40-70微米、40-60微米或40-50微米。上述仅仅是示例，并且通道122的高度hch可以在其它范围内(例如，由上述任何端点限定的范围)。通道122的高度hch可以被选择为通道在除了隔离围栏的近端开口之外的区域中的任何一个范围。

在隔离围栏的各种实施例中，通道122在近端开口252处的横截面面积可以在以下任何范围内：500-50,000平方微米、500-40,000平方微米、500-30,000平方微米、500-25,000平方微米、500-20,000平方微米、500-15,000平方微米、500-10,000平方微米、500-7,500平方微米、500-5,000平方微米、1,000-25,000平方微米、1,000-20,000平方微米、1,000-15,000平方微米、1,000-10,000平方微米、1,000-7,500平方微米、1,000-5,000平方微米、2,000-20,000平方微米、2,000-15,000平方微米、2,000-10,000平方微米、2,000-7,500平方微米、2,000-6,000平方微米、3,000-20,000平方微米、3,000-15,000平方微米、3,000-10,000平方微米、3,000-7,500平方微米、或3,000至6,000平方微米。上述仅仅是示例，并且通道122在近端开口252处的横截面积可以在其它范围内(例如，由上述任何端点限定的范围)。

在隔离围栏的各种实施例中，连接区域254的长度lcon可以在以下任何范围内：1-200微米、5-150微米、10-100微米、15-80微米、20-60微米、20-500微米、40-400微米、60-300微米、80-200微米和100-150微米。上述仅仅是示例，并且连接区域254的长度lcon可以在与上述示例不同的范围内(例如，由上述任何端点限定的范围)。

在隔离围栏的各种实施例中，连接区域254在近端开口252处的宽度wcon可以在以下任何范围内：20-500微米、20-400微米、20-300微米、20-200微米、20-150微米、20-100微米、20-80微米、20-60微米、30-400微米、30-300微米、30-200微米、30-150微米、30-100微米、30-80微米、30-60微米、40-300微米、40-200微米、40-150微米、40-100微米、40-80微米、40-60微米、50-250微米、50-200微米、50-150微米、50-100微米、50-80微米、60-200微米、60-150微米、60-100微米、60-80微米、70-150微米、70-100微米和80-100微米。上述仅仅是示例，并且连接区域254在近端开口252处的宽度wcon可以不同于前述示例(例如，由上面列出的任何端点限定的范围)。

在隔离围栏的各种实施例中，连接区域254在近端开口252处的宽度wcon可以在以下任何范围内：2-35微米、2-25微米、2-20微米、2-15微米、2-10微米、2-7微米、2-5微米、2-3微米、3-25微米、3-20微米、3-15微米、3-10微米、3-7微米、3-5微米、3-4微米、4-20微米、4-15微米、4-10微米、4-7微米、4-5微米、5-15微米、5-10微米、5-7微米、6-15微米、6-10微米、6-7微米、7-15微米、7-10微米、8-15微米和8-10微米。上述仅仅是示例，并且连接区域254在近端开口252处的宽度wcon可以不同于前述示例(例如，由上面列出的任何端点限定的范围)。

在隔离围栏的各种实施例中，连接区域254的长度lcon与连接区域254在近端开口252处的宽度wcon之比可以大于或等于以下任一比例：0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0、10.0或更大。上述仅仅是示例，并且连接区域254的长度lcon与连接区域254在近端开口252处的宽度wcon之比可以与上述示例不同。

在微流体装置100、200、240、290、420、1500、1700、1800的各种实施例中，vmax可以被设置为约0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、or1.5μl/sec。

在具有隔离围栏的微流体装置的各种实施例中，分离区域258的体积可以是例如至少3×10³、6×10³、9×10³、1×10⁴、2×10⁴、4×10⁴、8×10⁴、1×10⁵、2×10⁵、4×10⁵、8×10⁵、1×10⁶、2×10⁶、4×10⁶、6×10⁶立方微米或或更大。在具有隔离围栏的微流体装置的各种实施例中，隔离围栏的体积可以是约5×10³、7×10³、1×10⁴、3×10⁴、5×10⁴、8×10⁴、1×10⁵、2×10⁵、4×10⁵、6×10⁵、8×10⁵、1×10⁶、2×10⁶、4×10⁶、8×10⁶、1×10⁷、3×10⁷、5×10⁷或约8×10⁷立方微米或更大。在一些实施例中，微流体装置具有其中可以维持不超过1×10²个生物细胞的隔离围栏，并且隔离围栏的体积可以不超过2×10⁶立方微米。在一些实施例中，微流体装置具有其中可以维持不超过1×10²个生物细胞的隔离围栏，并且隔离围栏可以不超过4×10⁵立方微米。在其它实施例中，微流体装置具有其中可以维持不超过50个生物细胞的隔离围栏，隔离围栏可以不超过4×10⁵立方微米。

在各种实施例中，微流体装置具有如本文所述的任何实施例中所配置的隔离围栏，其中微流体装置具有约100至约500个隔离围栏、约200至约1000个隔离围栏、约500至约1500个隔离围栏、约1000至约2000个隔离围栏、或约1000至约3500个隔离围栏。

在一些其它实施例中，微流体装置具有如本文所述的任何实施例中所配置的隔离围栏，其中微流体装置具有约1500至约3000个隔离围栏、约2000至约3500个隔离围栏、约2500至约4000个隔离围栏、约3000至约4500个隔离围栏、约3500至约5000个隔离围栏、约4000至约5500个隔离围栏、约4500至约6000个隔离围栏、约5000至约6500个隔离围栏、约5500至约7000个隔离围栏、约6000至约7500个隔离围栏、约6500至约8000个隔离围栏、约7000至约8500个隔离围栏、约7500至约9000个隔离围栏、约8000至约9500个隔离围栏、约8500至约10,000个隔离围栏、约9000至约10,500个隔离围栏、约9500至约11,000个隔离围栏、约10,000至约11,500个隔离围栏、约10,500至约12,000个隔离围栏、约11,000至约12,500个隔离围栏、约11,500至约13,000个隔离围栏、约12,000至约13,500个隔离围栏、约12,500至约14,000个隔离围栏、约13,000至约14,500个隔离围栏、约13,500至约15,000个隔离围栏、约14,000至约15,500个隔离围栏、约14,500至约16,000个隔离围栏、约15,000至约16,500个隔离围栏、约15,500至约17,000个隔离围栏、约16,000至约17,500个隔离围栏、约16,500至约18,000个隔离围栏、约17,000至约18,500个隔离围栏、约17,500至约19,000个隔离围栏、约18,000至约19,500个隔离围栏、约18,500至约20,000个隔离围栏、约19,000至约20,500个隔离围栏、约19,500至约21,000个隔离围栏、or约20,000至约21,500个隔离围栏。

图2f示出根据一个实施例的微流体装置290。图2f中示出的微流体装置290是微流体装置100的程式化图。实际上，微流体装置290及其组成回路元件(例如，通道122和隔离围栏128)将具有本文所讨论的尺寸。图2f中示出的微流体回路120具有两个端口107、四个不同的通道122和四个不同的流动路径106。微流体装置290还包括通到每个通道122的多个隔离围栏。在图2f所示的微流体装置中，隔离围栏具有类似于图2e所示围栏的几何形状，因此具有连接区域和分离区域。因此，微流体回路120既包括波及区域(例如，通道122和在二次流262的最大穿透深度dp内的连接区域254的部分)也包括非波及区域(例如，分离区域258和不在二次流262的最大穿透深度dp内的连接区域254的部分)。

图3a至图3d示出可用于操作和观察根据本发明的微流体装置(例如，100、200、440、290)的系统150的各种实施例。如图3a所示，系统150可以包括被配置为保持微流体装置100(未示出)或本文所述的任何其它微流体装置的结构(“巢(nest)”)300。巢300可以包括能够与微流体装置360(例如，光学致动的动电装置100)交界并且提供从电源192到微流体装置360的电连接的插座302。巢300还可以包括集成的电信号生成子系统304。集成的电信号生成子系统304可以被配置为向插座302提供偏置电压，使得当插座302保持微插流器装置360时，在微插流器装置360中的一对电极两端施加偏置电压。因此，电信号生成子系统304可以是电源192的一部分。将偏置电压施加到微流体装置360的能力并不意味着当插座302保持微流体装置360时会一直施加偏置电压。相反，在大多数情况下，将间歇地施加偏置电压，例如，仅在需要在微流体装置360中便于生成动电力(例如介电泳或电润湿)时，才施加偏置电压。

如图3a所示，巢300可以包括印刷电路板组件(pcba)320。电信号生成子系统304可以安装在pcba320上并被电集成到pcba320中。示例性支撑件也包括安装在pcba320上的插座302。

通常，电信号生成子系统304将包括波形发生器(未示出)。电信号生成子系统304还可以包括示波器(未示出)和/或被配置为放大从波形发生器接收到的波形的波形放大电路(未示出)。示波器(如果有的话)可以被配置为测量由插座302保持的提供给微流体装置360的波形。在一些实施例中，示波器测量在接近微流体装置360(和远离波形发生器)位置处的波形，从而确保更准确地测量实际施加到装置的波形。例如，从示波器测量值获得的数据可以被提供为对波形发生器的反馈，并且波形发生器可以被配置为基于这种反馈来调节其输出。redpitaya^tm是一个合适的组合式波形发生器和示波器的示例。

在一些实施例中，巢300还包括控制器308，诸如用于感测和/或控制电信号生成子系统304的微处理器。合适的微处理器的示例包括arduino^tm微处理器，诸如arduinonano^tm。控制器308可以用于执行功能和分析，或者可以与外部主控制器154(图1所示)进行通信以执行功能和分析。在图3a所示的实施例中，控制器308通过接口310(例如，插头或连接器)与主控制器154通信。

在一些实施例中，巢300可以包括电信号生成子系统304，其包括redpitaya^tm波形发生器/示波器单元(“redpitaya^tm单元”)和波形放大电路，其中波形放大电路将redpitaya^tm单元产生的波形放大并且将放大的电压传送给微流体装置100。在一些实施例中，redpitaya^tm单元被配置为测量微流体装置360处的放大电压，然后根据需要调节其自身的输出电压，使得在微流体装置360处测量到的电压是期望值。在一些实施例中，波形放大电路可以具有由安装在pcba320上的一对dc-dc转换器产生的+6.5v至-6.5v的电源，从而在微流体装置360处产生高达13vpp的信号。

如图3a所示，巢300还可以包括热控制子系统306。热控制子系统306可以被配置为调整由支撑结构300保持的微流体装置360的温度。例如，热控制子系统306可以包括peltier热电装置(未示出)和冷却单元(未示出)。peltier热电装置可以具有被配置为与微流体装置360的至少一个表面相交界的第一表面。例如，冷却单元可以是冷却块(未示出)，诸如液体冷却铝块。peltier热电装置的第二表面(例如，与第一表面相对的表面)可以被配置为与这种冷却块的表面交界。冷却块可以被连接到流体路径330，流体路径330被配置为通过冷却块循环冷却的流体。在图3a所示的实施例中，支撑结构300包括入口332和出口334，以从外部贮液器(未示出)接收冷却的流体，将冷却的流体引入流体路径330并通过冷却块，然后将冷却的流体返回到外部贮液器。在一些实施例中，peltier热电装置、冷却单元和/或流体路径330可以安装在支撑结构300的壳体340上。在一些实施例中，热控制子系统306被配置为调整peltier热电装置的温度，以便实现微流体装置360的目标温度。例如，可以通过诸如pololu^tm热电电源(pololuroboticsandelectronicscorp.(pololurobotic和electronics公司))的热电电源来实现peltier热电装置的温度调整。热控制子系统306可以包括反馈电路，诸如由模拟电路提供的温度值。可替代地，可以由数字电路提供反馈电路。

在一些实施例中，巢300可以包括具有反馈电路的热控制子系统306，其中反馈电路是包括电阻器(例如，电阻为1kω+/-0.1％，温度系数+/-0.02ppm/c0)和ntc热敏电阻(例如，标称电阻为1kω+/-0.01％)的模拟分压器电路(图3b所示)。在一些示例中，热控制子系统306测量来自反馈电路的电压，然后使用计算出的温度值作为机载pid控制环路算法的输入。例如，来自pid控制环路算法的输出可以驱动pololu^tm马达驱动器(未示出)上的定向和脉冲宽度调制的信号引脚，以致动热电电源，从而控制peltier热电装置。

巢300可以包括串行端口350，其允许控制器308的微处理器经由接口310与外部主控制器154进行通信。另外，控制器308的微处理器可以与电信号生成子系统304和热控制子系统306进行通信(例如，经由plink工具(未示出))。因此，经由控制器308、接口310和串行端口350的组合，电信号生成子系统308和热控制子系统306可以与外部主控制器154进行通信。以这种方式，除了其他方面之外，主控制器154可以通过执行用于输出电压调节的缩放计算，以辅助电信号生成子系统308。通过耦接到外部主控制器154的显示装置170提供的图形用户界面(gui)(图3c中示出其一个示例)可以被配置为绘制分别从热控制子系统306和电信号生成子系统308获得的温度和波形数据。可替代地或另外地，gui可以允许更新控制器308、热控制子系统306和电信号生成子系统304。

如上所述，系统150可以包括成像装置194。在一些实施例中，成像装置194包括光调制子系统404。光调制子系统404可以包括数字反射镜装置(dmd)或微快门阵列系统(msa)，其中任一个可以被配置为接收来自光源402光并将接收到的光的一部分发送到显微镜400的光具组中。可替代地，光调制子系统404可以包括产生其自身光的装置(因此无需光源402)，诸如有机发光二极管显示器(oled)、硅基液晶(lcos)器件、铁电硅基液晶(flcos)或透射液晶显示器(lcd)。例如，光调制子系统404可以是投影仪。因此，光调制子系统404能够发射结构化的光和非结构化的光。合适的光调制子系统404的一个示例是来自andortechnologies^tm的mosaic^tm系统。在一些实施例中，系统150的成像模块164和/或运动模块162可以控制光调制子系统404。

在一些实施例中，成像装置194还包括显微镜400。在这种实施例中，巢300和光调制子系统404可以被单独地配置为安装在显微镜400上。例如，显微镜400可以是标准研究级别的光学显微镜或荧光显微镜。因此，巢300可以被配置为安装在显微镜400的载物台410上和/或光调制子系统404可以被配置成安装在显微镜400的端口上。在其它实施例中，巢300和光调制子系统404可以是显微镜400的集成组件。

在一些实施例中，显微镜400还可以包括一个或多个检测器422。在一些实施例中，由成像模块164控制检测器422。检测器422可以包括目镜、电荷耦合器件(ccd)、相机(例如，数码相机)或其任何组合。如果存在至少两个检测器422，则一个检测器可以是例如快速帧率相机，而另一个检测器可以是高灵敏度相机。此外，显微镜400可以包括一种光具组，其被配置为接收从微流体装置360反射和/或发射的光并且将反射和/或发射的光的至少一部分聚焦在一个或多个检测器422上。显微镜的光具组还可以包括用于不同检测器的不同管透镜(未示出)，使得每个检测器上的最终放大率可以不同。

在一些实施例中，成像装置194被配置为使用至少两个光源。例如，可以使用第一光源402来产生结构化的光(例如，经由光调制子系统404)，并且可以使用第二光源432来提供非结构化的光。第一光源402可以产生用于光学致动的电运动和/或荧光激发的结构化光，并且第二光源432可以用于提供亮视场照明。在这些实施例中，运动模块162可以用于控制第一光源404，并且成像模块164可以用于控制第二光源432。显微镜400的光具组可以被配置为(1)从光调制子系统404接收结构化的光，并且当该装置被支撑结构200保持时，将结构化的光聚焦在微流体装置(诸如光学致动的动电装置)中的至少第一区域上，以及(2)接收从微流体装置反射和/或发射的光并将这种反射和/或发射的光的至少一部分聚焦到检测器422上。光具组还可以被配置为从第二光源接收非结构化的光，并且当该装置被支撑结构300保持时，将非结构化的光聚焦在微流体装置的至少第二区域上。在一些实施例中，微流体装置的第一和第二区域可以是重叠区域。例如，第一区域可以是第二区域的一部分。

在图3d中，第一光源402被示为将光提供给光调制子系统404，其将结构化的光提供给显微镜400的光具组。第二光源432被示为经由分束器436将非结构化的光向提供给光具组。来自光调制子系统404的结构化光和来自第二光源432的非结构化光通过光具组一起从分束器436行进到达第二分束器436(或二向色滤光器406，取决于光调制子系统404提供的光)，其中光通过物镜408向下反射到样本平面412。然后来自样本平面412的被反射和/或发射的光通过物镜408、通过分束器和/或二向色滤光器406返回至二向色滤光器424。到达二向色滤光器424的仅仅一部分光穿过并到达检测器422。

在一些实施例中，第二光源432发射蓝光。利用适当的二向色滤光器424，从样本平面412反射的蓝光能够穿过二向色滤光器424并到达检测器422。相反地，来自光调制子系统404的结构化的光从样本平面412反射，但不穿过二向色滤光器424。在该示例中，二向色滤光器424滤除波长长于495nm的可见光。只有从光调制子系统发射的光不包括短于495nm的任何波长时，对来自光调制子系统404的光的这种滤除才算完成(如图所示)。在实践中，如果来自光调制子系统404的光包括短于495nm的波长(例如，蓝色波长)，则来自光调制子系统的一些光将穿过滤波器424以到达检测器422。在这种实施例中，滤波器424作用为改变从第一光源402和第二光源432到达检测器422的光量之间的平衡。如果第一光源402明显强于第二光源402，则这是有益的。在其它实施例中，第二光源432可以发射红光，并且二向色滤光器424可以滤除除了红光之外的可见光(例如，波长短于650nm的可见光)。

用于微流体装置中定向流动的致动微流体结构及其使用方法。在本发明的一些实施例中，微流体装置可以包括多个互连的微流体元件，诸如连接到通道的微流体通道和微流体腔室。多个致动器可以邻接或定位为紧邻微流体元件的可变形表面。致动器可以被选择性地致动和去致动(de-actuated)，以在微流体装置中产生流体介质的局部流动，这可以是移动装置中的微物体的有效方式。

图4a、图4b和图5示出包括微流体装置420、致动器434和控制系统470的微流体系统的示例。微流体装置420可以包括围界102，围界102可以包括一个或多个微流体回路元件414。图4a、图4b和图5所示的这种微流体元件414的示例包括微流体通道122和微流体腔室418。微流体元件414的其它示例包括微流体贮液器、微流体阱(例如，如图13的1318)等。

微流体回路元件414可以被配置为包含一个或多个流体介质(未示出)。微流体元件414中的一个或多个可以包括位于微流体元件414的一个区域或多个区域处的至少一个可变形表面432。多个致动器434可以被配置为选择性地使可变形表面432变形，从而实现微流体元件414中特定区域处的局部的、临时的体积变化。可以通过选择性地激活致动器434，以在围界102中选择性地移动围界102中的微物体(未示出)。尽管可以以各种方式配置围界102，但是围界102在图4a、图4b和图5中被示为包括基部440、微流体结构416、围界层430和盖444。可以看出，可以至少部分地由一个或多个可变形表面432、基部440、围界层430和/或盖444来限定每个微流体元件414(包括被配置为包含介质(未示出)的微流体元件414的任何区域)。

基部440、微流体结构416、围界层430和盖444可以彼此附接。例如，微流体结构416可以布置在基部440上，并且围界层430和盖444可以布置在微流体结构416上方。围界层430和盖444、微流体结构416可以与基部440一起限定微流体元件414。一个或多个端口460可以提供进入围界102的入口和/或从围界102流出的出口。可以有多于一个的端口460，每个端口可以是入口、出口或入口/出口。可替代地，可以有一个端口460，其可以是入口/出口。一个或多个端口460可以包括例如通路、阀等。

如上所述，图4a、图4b和图5所示的微流体回路元件414可以包括微流体通道122(其可以是流动路径的示例)，多个腔室418流体上连接至微流体通道122。每个腔室418可以包括分离区域458和将分离区域458流体上连接到通道122的连接区域454。连接区域454可以被配置为使得通道122中介质流动(未示出)的最大穿透深度延伸到连接区域454中，但不延伸到分离区域458中。例如，腔室418及其连接区域454和分离区域458可以如上述隔离围栏中的任一个或美国专利公开第us2015/0151298(于2014年10月22日提交，其全部内容通过引用并入本文)中公开的隔离围栏及其连接区域和隔离区域。

任何腔室418(或任何腔室418的分离区域458)的体积可以为至少1.0×10⁵μm³、至少2.0×10⁵μm³、至少3.0×10⁵μm³、至少4.0×10⁵μm³、至少5.0×10⁵μm³、至少6.0×10⁵μm³、至少7.0×10⁵μm³、至少8.0×10⁵μm³、至少9.0×10⁵μm³、至少1.0×10⁶μm³或更大。额外地或替代地，任何腔室418(或任何腔室418的分离区域458)的体积可以小于或等于1.0×10⁶μm³、小于或等于2.0×10⁶μm³、小于或等于3.0×10⁶μm³、小于或等于4.0×10⁶μm³、小于或等于5.0×10⁶μm³、小于或等于6.0×10⁶μm³、小于或等于7.0×10⁶μm³、小于或等于8.0×10⁶μm³、小于或等于9.0×10⁶μm³、或小于1.0×10⁷μm³。在其它实施例中，腔室418(或分离区域458)可以具有如上所述的体积，通常用于隔离围栏(或其分离区域)。上述数值和范围仅是示例而不是限制性的。

基部440可以包括基底或可以互连的多个基底。例如，基部440可以包括一个或多个半导体衬底。基部440还可以包括印刷电路板组件(pcba)。例如，可以将基板安装在pcba上。如上所述，微流体结构416可以布置在基部440上。因此，基部440(或半导体衬底)的表面可以提供微流体回路元件414的一些壁(例如，底壁)。在一些实施例中，基部440基本上是刚性的并且因此不能显著变形。因此，基部440的上述表面可以提供微流体元件414的基本上刚性的、不可变形的壁。

在一些实施例中，基部440可以被配置为在围界102中的微物体(未示出)上选择性地诱导局部介电电泳(dep)力。作为基部440的这种dep配置的一部分，微流体装置420可以包括偏置电极450、452，偏置电源492可以连接到偏置电极450、452上。在一些实施例中，偏置电极450、452可以布置在围界102的相对侧上。可替代地，上部偏置电极452可以并入盖444内或围界层430内，并且可以使用上述任何导电材料来制作。例如，ito导电电极可以并入玻璃盖444内。

基部440的dep配置的示例是光电镊子(oet)配置。在以下美国专利文献中示出基部440的合适的oet配置的示例，其各自通过引用整体并入本文：美国专利第re44,711号(wu等人)和美国专利第7,956,339号(ohta等人)。可替代地，基部440可以具有光电润湿配置(oew)。在美国专利第6,958,132(chiou等人)和美国专利申请公布第2012/0024708号(chiou等人)中示出oew配置的示例，两者都通过引用整体并入本文。作为又一示例，基部440可以具有组合的oet/oew配置，在美国专利公布第20150306598号(khandros等人)和美国专利公布第20150306599号(khandros等人)以及其对应的pct公布wo2015/164846和wo2015/164847中示出其示例，其通过引用整体并入本文。

微流体结构416可以包括提供微流体回路元件414的一些壁的空腔等。例如，微流体结构416可以提供微流体元件414的侧壁。微流体结构416可以包括柔性和/或弹性材料，诸如橡胶、塑料、弹性体、硅树脂(例如，光图案化硅(photo-batternablesilicone或“pps”))、聚二甲基硅氧烷(“pdms”)等，其中任何一种都可以是透气的。可以构成微流体结构416的材料的其它示例包括刚性材料，诸如模制玻璃；可蚀刻材料，诸如硅；光致抗蚀剂(例如su8)等。上述材料可以基本上不透气的。

围界层430可以提供微流体回路元件414的壁(例如，顶壁)。围界层430可以包括对应于一个或多个微流体元件414中的预定区域的可变形表面432，在该预定区域可以选择性地产生局部的介质流动(未示出)。在图4a、图4b和图5所示的示例中，示出了可变形表面432，其对应于通道122和腔室418中的各个区域。然而，可变形表面432可以被定位为对应于任何微流体元件414中的任何区域。在一些实施例中，围界层430可以包括对应于所有微流体元件414的可变形表面432。在其它实施例中，围界层430可以包括对应于一些微流体元件414但不对应于其它微流体元件414的可变形表面432。例如，围界层430可以包括对应于通道122但不对应于一个或多个腔室418的可变形表面432。作为另一示例，围界层430可以包括对应于一个或多个腔室418但不对应于通道122的可变形表面432。

围界层430可以基本上仅在可变形表面432的位置处包括可变形和弹性材料。因此，围界层430可以基本上仅在可变形表面432处是可变形和弹性的(例如，有伸缩性的)，但是在其它地方是相对刚性的。可替代地，围界层430的全部或大部分可以包括可变形和弹性材料，并且因此围界层430的全部或大部分可以是可变形的和弹性的。因此，例如，围界层430可以全部是有伸缩性的。在这种实施例中，整个围界层430可以是可变形的并且因此是可变形表面432。不管围界层430是基本上完全可变形的还是仅仅在可变形表面432处包括可变形材料，可变形材料的示例包括橡胶、塑料、弹性体、硅树脂、pdms等。围界层430还可以包括上电极，其可以由诸如铟锡氧化物(ito)的导电氧化物形成，其可以涂覆在围界层430的底表面上。可变形表面432还可以包括形成上电极的导电涂层。在其它实施例中，使用包含在围界层430内的柔性网状电极，可以将上电极形成在围界层430内，并且可变形表面432还可以包括柔性网状结合的部分。例如，柔性网状电极可以包括导电纳米线或纳米颗粒。在一些实施例中，导电纳米线可以包括碳纳米线或碳纳米管。参见chiou等人的美国专利公开第2012/0325665号，其全部内容并入本文。

盖444可以布置在围界层430上并且可以包括基本上刚性的材料。因此，盖444可以是基本上刚性的。盖444可以包括用于致动器434的通孔446。通孔446可以与一个或多个可变形表面432对准。偏置电极452可以包括与盖通孔446对准的类似通孔456。因此，通孔446、456可以遵循微流体元件414(例如，通道122和腔室418)的轮廓。尽管在图1a-图2中，盖444在基部440上方的微流体结构416之上的围界层430之上，但是上述取向可以不同。例如，基部440可以布置在微流体结构416上方，微流体结构416可以在围界层430之上，围界层430可以在盖444上方。

围界层430可以如图4a、图4b和图5所示的那样与微流体结构416是不同的结构但附接于微流体结构416。可替代地，围界层430可以一体地形成，并且因此是与微流体结构416相同的整体结构的一部分。在这种实施例中，围界层430可以包括与微流体结构416相同的材料。在其它实施例中，围界层430可以包括与微流体结构416不同的材料。

类似地，盖444可以是与围界层430和/或微流体结构416结构上不同的元件(如图4a、图4b和图5所示)。可替代地，盖444可以一体地形成，并且因此成为与围界层430和/或微流体结构416相同的整体结构的一部分。类似地，基部440可以是被附接到微流体结构416的结构上不同的元件，或者一体形成并因此成为与微流体结构416、围界层430和/或盖444相同的整体结构的一部分。在一些实施例中，不包括盖444。因此，例如，围界层430可以用作盖444。

致动器434可以布置在盖通孔446和电极通孔456中，使得致动器434穿过那些通孔446、456并且邻接或者布置在紧邻围界层430的可变形表面432。致动器434可以以任何合适的方式被支撑和保持在适当位置。例如，致动器434可以布置在可以与微流体装置420分离的保持设备(未示出)中。可替代地，致动器434可以是微流体装置420的一部分。例如，致动器434可以附接到或以其它方式安装在微流体装置420上。作为另一示例，致动器434可以与微流体装置420成一体。

致动器434可以是能够使可变形表面432充分变形以在微流体回路元件414中产生局部介质流动(未示出)的任何类型致动器或微致动器。致动器434的示例包括具有压电材料(例如，包含锆钛酸铅(pzt)、压电晶体或压电聚合物等的压电元件或叠层)的致动机构，该致动机构响应于施加到压电材料的电压变化而膨胀或收缩。作为另一示例，致动器434可以包括不同于压电材料的机构。用于致动器434的替代机构的示例包括音圈等。此外，如上所述，致动器434中的一个或多个可以是微致动器。

在图4b中，每个致动器434被示为处于未致动位置。如图所示，每个致动器434可以被致动，以与可变形表面432接触并且朝向微流体回路元件414中的一个按压相应的可变形表面432并使可变形表面432进入微流体回路元件414中的一个，这可以减小与被按压的可变形表面432紧邻的微流体元件414或围界102的体积。可替代地或额外地，致动器434可以附接到可变形表面432并且被配置为将可变形表面432拉离相应的微流体元件414，这可以增大与被拉动的可变形表面432紧邻的微流体元件414或围界102的体积。可以以多种方式实现拉动可变形表面。致动器可以包括未刺穿可变形表面但可以附接到真空源的中空针，从而通过向可变形表面施加真空来拉动可变形表面。可替代地，例如可以通过将致动器粘合到表面上，将致动器永久地紧固到可变形表面。在另一个实施例中，致动器可以包括镊子或其它夹持设备，其可以将可变形表面的部分夹在其手柄内，从而允许拉动可变形表面。在下文中，致动器434被移动成与可变形表面432按压接触并将可变形表面432压入相应微流体元件414的上述位置，或者致动器434被移动远离可变形表面432并将可变形表面拉离相应微流体元件414的上述位置被称为“致动位置”。每个致动器434可以是单独可控的(例如，通过控制系统470)，以在图4b所示的未致动位置与上面讨论的一个或两个致动位置之间移动。如上所述，除了其他方面之外，控制系统470可以单独控制致动器434，并且因此单独地致动和去致动致动器434的一个或多个或选定图案或组合。

在图4a、图4b和图5中，示出一个致动器434，对应于一个可变形表面432。因此在图4a、图4b和图5中示出的示例中，致动器434和可变形表面432是一对一的比例。然而，致动器434和可变形表面432可以具有多对一的比例和/或一对多的比例。因此，例如，多个致动器434可以邻接、紧邻或耦接到一个可变形表面432。作为另一示例，一个致动器434可以邻接、紧邻或耦接到多个可变形表面432。

图4a示出控制系统470的示例。如图所示，系统470可以包括控制器154和控制/监控设备168。控制器154可以被配置为直接地和/或通过控制/监控设备168来控制和监控装置420。

控制器154可以包括数字处理器156和数字存储器158。处理器156可以是例如数字处理器、计算机等，并且数字存储器158可以是用于存储作为非暂时数据或信号的数据和机器可执行指令(例如，软件、固件、微代码等)的数字存储器。处理器156可以被配置为根据存储在存储器158中的这种机器可执行指令进行操作。可替代地或额外地，处理器156可以包括硬连线数字电路和/或模拟电路。因此，控制器154可以被配置为执行本文所讨论的任何过程(例如，图16的过程1600)、这种过程的步骤、功能、动作等。控制器154还可以被配置为控制系统的其它组件，如图1所示。系统可以包括如图1所示的任何模块，包括但不限于介质模块160、运动模块162、成像模块164、倾斜模块166、其它模块168、输入/输出装置172或显示装置170。控制器154还可以包括用于产生和控制微流体装置中流体流动的流量控制器(未示出)。

除了包括用于单独致动和去致动致动器434的设备之外，控制/监控设备168可以包括多个不同类型设备中的任何一种，用于控制或监控微流体装置420以及使用微流体装置420所执行的过程。例如，设备168可以包括：电源(未示出)，用于向微流体装置420提供动力；流体介质源(未示出)，用于向微流体装置420提供流体介质或从微流体装置420移除介质；运动模块(未示出)，用于控制微流体回路元件414中微物体(未示出)的选择和移动，除了用于在围界102中产生局部介质流动之外；图像捕捉机构(未示出)，用于捕捉微流体元件414内部的图像(例如，微物体)；刺激机构(未示出)，用于将能量引导到微流体元件414中以刺激反应；等等。如上所述，基部440可以被配置为选择性地诱导围界102中的局部dep力。如果基部440被如此配置，则控制/监控设备168可以包括动力模块，用于控制局部dep力的产生，以选择和/或移动一个或多个微流体元件414中的微物体(未示出)。

在一些实施例中，围界102的体积、任何微流体回路元件414的体积、或与一个可变形表面434相对应的一个微流体元件414的区域的体积可以是以下任何一个范围：约1×10⁶μm³至约1×10⁸μm³、约1×10⁷μm³至约1×10⁹μm³以及约1×10⁸μm³至约1×10¹⁰μm³。在一些实施例中，围界102的体积可以为至少1.0×10⁷μm³、至少2.0×10⁷μm³、至少3.0×10⁷μm³、至少4.0×10⁷μm³、至少5.0×10⁷μm³、至少6.0×10⁷μm³、至少7.0×10⁷μm³、至少8.0×10⁷μm³、至少9.0×10⁷μm³、至少1.0×10⁸μm³或者更多。可替代地或额外地，围界102的体积可以小于或等于1.0×10¹⁰μm³、小于或等于2.0×10¹⁰μm³、小于或等于3.0×10¹⁰μm³、小于或等于4.0×10¹⁰μm³、小于或等于5.0×10¹⁰μm³、小于或等于6.0×10¹⁰μm³、小于或等于7.0×10¹⁰μm³、小于或等于8.0×10¹⁰μm³、或小于或等于9.0×10¹⁰μm³、或小于或等于1.0×10¹¹μm³。上述数值和范围仅是示例而不是限制性的。

图6a和图6b示出一个致动器434被致动以在一个微流体回路元件414中产生介质180的局部流动622的示例。局部流动622可以足以移动围界102内的微物体270。例如，局部流动622可以在两个微流体元件414之间移动一个微流体元件414内的微物体270，等等。在这样做时，局部流动622可以将微物体270从致动致动器434之前微物体的第一位置移动到与第一位置不同的第二位置。

微物体270可以是无生命的微物体或生物微物体。无生命的微物体的示例包括微珠、微米棒等。生物微物体的示例包括生物细胞，诸如哺乳动物细胞、真核细胞、原核细胞或原生动物细胞。

包括微流体元件414的围界102可以基本上填充有流体介质180，流体介质180可以是任何类型的液体或气体流体。例如，介质180可以包含水溶液。作为另一个示例，介质180可以包括油基溶液。在一些实施例中，介质180可以具有低粘度。在一些实施例中，介质180可以包含可培养生物细胞的培养基。例如，介质180可以具有相对高的导电性。

尽管附图中未示出，但是围界102可以包括多于一种类型的介质180。例如，微流体回路元件414(例如，腔室418)中的一个可以包含一种类型的介质，另一种微流体元件414(例如，通道122)可以包含不同类型的介质。作为另一示例，在一个或多个微流体元件414中可以存在多于一种类型的介质。如果微流体装置420的围界102包含多于一种类型的介质，则一种类型的介质可能与另一种类型的介质不混溶。例如，一种介质可以是水溶液，另一种介质可以包含油基溶液。

当在本文中使用术语“第一介质”表示围界102的一个区域、部分或微元件414中的介质，并使用术语“第二介质”用于表示围界102的另一区域、部分或微元件414中的介质时，第一介质和第二介质可以是不同类型的介质或相同类型的介质。

在图6a中，致动器434处于未致动位置，并且可以直接紧邻或邻接可变形表面432。在图6b所示的致动位置中，致动器434朝向微流体回路元件414移动并进入微流体回路元件414，将可变形表面432压入微流体元件414中。这可以减小可变形表面432处的微流体元件414(以及因此围界102)的体积。这可以将介质180推出在被拉伸的可变形表面432下方的暂时减小的空间，其可以在微流体元件414中产生足以使附近物体270沿着局部流动622的方向移动的局部流动622。

图7示出其中致动器434被附接到可变形表面432并被配置为将可变形表面432拉离微流体元件414的示例。在图7所示的致动位置中，致动器434远离微流体元件414运动，将可变形表面432拉离微流体元件414。这可以增大可变形表面432处的微流体元件414(以及因此围界102)的体积，这可以将介质180拖拽至在被拉伸的可变形表面432下方的暂时扩大的空间，产生介质180的局部流动722，使得足以沿着局部流动722的方向移动附近的微物体270。在一些实施例中，致动器434可以利用吸力将可变形表面432拉离微流体元件414。在这种实施例中，致动器434无需被附接到可变形表面432。

图8示出一个示例，其中致动器434紧邻或邻接作为通道122的一部分并且邻近腔室418的连接区域454的可变形表面432。通过致动致动器434以将可变形表面432压入通道122中，位于致动器434与连接区域454之间的微物体270可以被移动到腔室418中，通常如图6b所示并且如上进行了讨论。这可以产生远离被致动的致动器434的介质180的局部流动822，其可以将微物体270移动到腔室418的连接区域454或分离区域458中。

还如图8所示，一个或多个压力释放通道802可以为流入822到分离区域458的介质180提供出口。如图所示，这种压力释放通道802可以是从分离区域458到通道122的二次流体连接。尽管未示出，压力释放通道802可以可替代地从分离区域458到另一个微流体回路元件414，诸如另一个通道(例如，如通道122)、阱(例如，如图13中的1318)、贮液器(例如，如图17中的贮液器1718)等。作为又一示例，压力释放通道802可以到出口(例如，如端口460)。无论如何，压力释放通道802的宽度可以相对较小。例如，压力释放通道802的宽度可以小于连接区域454的宽度。作为另一示例，压力释放通道802的宽度可以小于微物体270的尺寸，这可以防止微物体270通过压力释放通道802离开分离区域458。

图9示出类似的示例，除了致动器434对应于作为腔室418的分离区域458的一部分的可变形表面432。图9中的致动器434可以被配置为将可变形表面432拉离腔室418，通常如图7所示。由此，当被致动时，通常根据上述图7所讨论的，致动器434可以产生从通道122到腔室418的连接区域454和/或分离区域458的介质180的局部流动822。这可以将微物体270从通道122拖拽至腔室418。

可替代地，图8和图9所示的示例可以被相反地配置。例如，图8中的致动器434可以被配置成拉动可变形表面432，如图7所示的那样，产生从腔室418到通道122的介质180的局部流动(未示出，但将与局部流动822相反)。上述可以将微物体270从腔室418拖拽至通道122中。

作为另一示例，图9中的致动器434可以被配置为按压可变形表面432，如图6b所示的那样，产生从腔室418到通道122的介质180的局部流动(未示出，但将与局部流动822相反)。上述可以将微物体270从腔室418移动到通道122中。

作为又一示例，可以在通道122的可变形表面432处具有如图8所示的致动器434，并且可以在腔室418的可变形表面432处具有另一个如图9所示的致动器434。对应于通道122的致动器434可以被激活，以将可变形表面432压入通道122中，从而产生进入到腔室418中的流动822，如图8所示。基本上同时地，可以激活与腔室418对应的致动器434，以将可变形表面432拉离腔室418，产生进入到腔室418中的流动822，如图9所示。可替代地，可以相反地进行前述操作：对应于通道122的致动器434可以将可变形表面432拉离通道122，并且同时，对应于腔室418的致动器434可以将可变形表面推入腔室418中。前述可以产生从腔室418流出至通道122的介质180的局部流动。

如所指出的，每个腔室418的连接区域454可以被配置为使得通道122中介质180流动的最大穿透深度延伸到连接区域454而不延伸到分离区域458。因此除了当如图8或图9所示和/或如上所讨论的那样致动一个或多个致动器434时，在通道122与腔室418的分离区域458之间在任一方向上基本上没有介质180的流动。不管围界102中介质180的任何其它流动(例如，通道122中的介质180在通道122的一端处的端口460与通道122的另一端的另一端口460之间的流动)，上述情况均属实。

图10是多个致动器434a-434d依次布置在微流体回路元件414(例如，通道122)中的示例。如图所示，致动器434a-434c可以以致动器434a开始并以致动器434c结束而依次致动。这种顺序致动可以沿着从初始位置1002到终止/其它位置1008的路径(其可以是基本上线性的)移动微物体270。例如，第一个致动器434a可以被致动以按压相应的可变形表面432并产生介质180的第一局部流动1022，将微物体270从邻近第一致动器434a的初始位置1002移动到邻近第二致动器434b的第二位置1004。然后可以致动第二致动器434b，以按压相应的可变形表面432(同时可选地，去致动第一致动器434a)，以产生第二局部流动1024，将微物体270从第二位置1004移动到邻近第三致动器434c的第三位置1006。然后可以致动第三致动器434c，以按压相应的可变形表面432(同时可选地，去致动第二致动器434b)(同时可选地，去致动第一致动器434a)，以产生第三局部流动1026，进一步将物体270从第三位置1006到终止/其它位置1008。因此，可以通过顺序地激活在初始位置1002与终止/其它位置1008之间的第一致动器434a以及然后激活多个致动器434b、434c，将微物体270从初始位置1002移动到另一位置1008。

在图10所示的例子中，致动器434a-434c被配置为推动其对应的可变形表面432(如图6b所示)。可替代地，致动器434a-434d可以被配置为拉动其可变形表面432(如图7所示)，并通过依次致动致动器434d、然后致动致动器434c(同时可选地，去致动致动器434d)、然后致动致动器434b(同时可选地，去致动致动器434c)，将微物体270从位置1008移动到位置1002。而且，尽管所示为不同的分离表面432，但是可变形表面432可以代替地是一个相对较大的表面。

图11和图12是致动器434a和434b相对于可变形表面432以图案布置并且选择性地激活以创建多个局部流动1122、1222以移动1124、1224附近微物体270的示例。

在图11中，致动器434a、434b为线性图案(例如，布置在基本上线性的轴线1150上)，并且每个配置为使得可变形表面432的不同区域变形。在所示示例中，只有致动器434b被激活，产生局部流动1122，局部流动1122来自激活的致动器434b而不来自未激活的致动器434a。局部流动1122可以沿着方向1124移动附近的微物体270，该方向1124是局部流动1122的合成。尽管图11中示出了致动器434b中的两个被致动，但是可以选择性地致动致动器434a、434b的任何子组(包括由全部构成的子组)。

在图12中，致动器434a、434b沿着曲线1250布置。例如，曲线1250可以是圆弧、椭圆弧等。作为另一示例，曲线1250可以是抛物线。致动器434a、434b可以部分地围绕微物体270。例如，当从下述线上的观察点观察微物体270时，微物体270的一部分(但不是全部)可以表现为被致动器434a、434b包围，所述线满足：(i)该线穿过微物体270(以及如果微物体270布置在可变形表面432的下方或上方，则该线还穿过可变形表面432)，并且(ii)该线垂直于可变形表面432的平面。尽管图12中未示出，但是这样的线可以在图12的页面之外并且穿过微物体270。在所示示例中，仅激活致动器434b，产生可以沿着方向1224(其是流动1222的合成)移动附近微物体的局部流动1222。虽然图12中示出致动器434中的三个被致动，但是可以选择性地致动致动器434a、434b的任何子组(包括由全部构成的子组)。

可以为任何微流体回路元件414提供图11和图12所示的致动器434a、434b的图案。例如，可以为通道122提供图11所示的致动器434a、434b的图案。作为另一示例，如图12所示的致动器434a、434b的图案可以设置用于通道122并且面向具有到对应分离区域458的远端开口的连接区域458，如图12所示。

图13示出微流体阱1318的示例，其可以是微流体回路元件414的另一示例。如图所示，流体连接器1320可以将阱1318连接到腔室418的分离区域458。在一些实施例中，流体连接器1320的至少一部分可以与连接区域454的至少一部分对准。在一些实施例中，连接器1320的宽度可以小于微物体(例如，图5中的270)的尺寸。如图所示，阱1318可以包括可变形表面432。致动器434可以被配置成将可变形表面432压入阱1318中(如图6b所示)，从而产生从阱1318通过连接器1320到另一个微流体元件414(在图13所示的示例中为腔室418的分离区域458)介质180的局部流动1322。可替代地，致动器434可以被配置为将表面432拉离阱1318(如图7所示)，从而产生介质180到阱1318的局部流动(未示出，但可以与流动1322相反)。

阱1318的体积可以在以下任何范围内：至少5.0×10⁵μm³、至少7.5×10⁵μm³、至少1.0×10⁶μm³、至少2.5×10⁶μm³、至少5.0×10⁶μm³、至少7.5×10⁶μm³、至少1.0×10⁷μm³、更大。额外地或可替代地，阱1318的体积小于或等于1.0×10⁷μm³、小于或等于2.5×10⁷μm³、小于或等于5.0×10⁷μm³、小于或等于7.5×10⁷μm³、或小于或等于1.0×10⁸μm³。在其它实施例中，阱可以具有在约5.0×10⁵μm³至约1×10⁸μm³、约5.0×10⁵μm³至约1×10⁸μm³、约5.0×10⁵μm³至约1×10⁷μm³、或约5.0×10⁵μm³至约5×10⁶μm³范围内的体积。上述数值和范围仅是示例而不是限制性的。

阱区域1318的体积可以是分离区域454的体积的至少2倍、至少3倍、至少4倍、至少5倍、至少6倍、至少7倍、至少8倍、至少9倍、至少10倍、至少15倍或至少20倍。上述范围和数值仅是示例，而不是限制性的。

图14是第一介质1480的液滴布置在微流体回路元件414中的第二介质1482中的示例。致动器434可以被激活，以产生第二介质1482的局部流动1422，其可以在微流体元件414中移动第一介质1480的液滴。微物体270可以布置在第一介质1480的液滴中并与液滴一起移动。例如，第一介质1480可以是油，第二介质1482可以是水溶液，诸如水缓冲液或细胞培养基。

第一介质1480的液滴可以具有以下任何尺寸：约100pl、约150pl、约200pl、约250pl、约300pl、约350pl、约400pl、约450pl、约500pl、约600pl、约700pl、约800pl、约900pl、约1nl、约2nl、约3nl、约4nl、约5nl、约10nl、约20nl、约30nl、约40nl、约50nl、约60nl、约70nl、约80nl、约90nl、约100nl或更多。第一介质1480的液滴的尺寸可以在前述数据点中的任意两个之间。上述数值和范围仅是示例而不是限制性的。

图15a-图15c示出具有多个隔离围栏的微流体装置的示例，每个隔离围栏包括微流体阱，其可以提供可以从隔离围栏的分离区域排出微物体的局部流动。图15a.1示出微流体装置1500的一部分的照片图像，其包含多个隔离围栏418，每个隔离围栏具有阱1518和将阱连接到围栏418的分离区域458的流体连接器1520。围栏418、阱1518和流体连接器1520填充有流体介质180(未示出)。流体连接器1520、阱1518和隔离围栏418的壁416从基部440的上表面延伸到围界层(此处不可见)。在装置的所示部分内，微物体(在此示例中为细胞270a、270b)位于相邻隔离围栏418的分离区域458中。隔离围栏可以具有约6×10⁵μm³的体积，不包括流体上连接的阱1518的体积。流动通道122具有流体介质180(未示出)，其具有在通道122中的流动260，但如上所述，流动260未进入围栏418的分离区域458。致动器434位于该照片中的阱的可变形表面432(不可见)的上方并且不与之接触。在图15a.2中示出通过微流体装置1500的阱1518的侧横截面视图的图形。致动器434的底部的阴影434'在图15a.1中是可见的，该照片是从微流体装置的底部440和底部电极450的下方拍摄的。

图15b.1是当致动器434已经被致动并且处于阱1518的可变形表面432的致动位置时，微流体装置1500及其中包含的细胞的照片表示。图15b.2示出该致动状态的图形表示。阱1518具有约20×10⁵μm³的体积，该体积提供了相对于隔离围栏体积的约3:1的流体体积比。虽然该比例是有用的，但并不限于此，并且可以使用具有较小体积的阱(因此相对于隔离围栏具有更小体积比)来实现微物体特别是生物微物体的位移。产生从阱1518通过流体连接器1520的介质180的局部流动1522，并且该局部流动1522流入细胞270a所在的隔离围栏418的分离区域458。在该照片中，可以看出，细胞270a已经从分离区域458中强行去除。细胞270a沿着轨迹1524移动到流动通道122中的流体流动260中并且已经从照片框架中流出。越靠近微流体装置1500的基部440/电极450下方的拍摄有利点，致动器的阴影434'变得越暗并且越大，并且在示出微流体装置1500的侧剖视图的15b.2的图形中指示了其致动位置。在图15b.1中，可以看出，相邻隔离围栏418的分离区域中的细胞270b不受致动器434产生的局部流动1522的干扰。目标隔离围栏中细胞270a的出口是非常有选择性的。

图15c.1是在致动器434移出致动位置之后，微流体装置1500的照片表示。局部流动1522已经结束，并且致动器434已经移回到非致动位置。图15c.2中微流体装置1500的侧剖视图的图形表示示出致动器434的位置再次上升到可变形表面432上方。作为上述结合图15b的致动的结果，目标细胞270a被导出，而相邻围栏中的细胞270b未被导出并保留在相邻隔离围栏418的相应分离区域中。致动器434的底部的阴影434'不太密集，表示其已经离开了与装置1500的接触。

在图8-图15所示的任何示例中，致动器434可以被配置为将相应的可变形表面432压入微流体回路元件414中，如图6b所示那样。可替代地，致动器432可以被配置为将相应的可变形表面432拉离微流体元件414，如图7所示那样。而且，在图6a-图10、图13、图14和图15所示的任何示例中，多个致动器434可以设置用于多个单独的可变形表面432或用于使相对较大的单个可变形表面432的多个区域变形(例如，如图11和12所示的示例)。

图16示出可以是图4a-图15的微流体装置420的操作的示例的过程1600，包括图6a-图15所示或本文提及或讨论的任何变型或实施例。

在步骤1602中，通常根据上述讨论，包含微物体270的介质180可以布置在微流体装置420的围界102中。介质180可以是如上所述的单一类型的介质，或者可以包括多种类型的介质。根据图14所示的示例，介质180可以包括含有水介质1480的液滴或多个液滴的非水介质1482。

在步骤1604中，致动器434可以被致动以产生局部流动(例如，装置420或1500的介质180的局部流动622、722、822、1022、1024、1026、1122、1222、1322、1422或1522)。例如，致动器434可以被致动以将可变形表面432压入微流体回路元件414中，如图6b所示。作为另一示例，致动器434可以被致动以将可变形表面432拉离微流体元件414，如图7所示。作为另一示例，可以致动多个致动器434，以在装置420、1500中产生多个局部介质流动。例如，可以同时致动多个致动器434(例如，如上关于图11和图12所讨论的)。作为另一示例，可以顺序地致动多个致动器434(例如，如上关于图10所讨论的)。

如步骤1606所示，通常如上所述，在步骤1604处产生的介质180的局部流动可以将微物体270从装置420的围界102中的第一位置移动到第二位置。作为另一示例，在步骤1602中多个致动器434的顺序致动可以沿着如上关于图10所示和所讨论的路径来移动微物体270。作为又一示例，步骤1606处的移动可以将微物体270从一个微流体回路元件414移动到另一个微流体元件414。例如，如上关于图8和9所讨论的，步骤1606处的移动可以将微物体270从包括流动路径(例如，通道122)的微元件414移动到室418或者从腔室418移动到流动路径。在步骤1604处多个致动器434的基本上同时致动可以移动微物体270，如上面关于图11和图12所讨论的。作为另一个示例，致动器434的致动可以在第二介质1482中移动第一介质1480的液滴，如上面关于图14所讨论的。

在本文描述的微流体系统的其它实施例中，介质的致动流动能够将包含在流体介质内的试剂选择性地移动到与其起始位置不同的位置。该系统可以包括至少一个致动器和具有围界的微流体装置，该围界包括流动区域和被配置为保持流体介质的腔室，其中腔室可以是可致动流动部分。在其它实施例中，微流体装置可以包括至少两个腔室，每个腔室可以是可致动流动部分。可致动流动部分可以包括可由致动器变形的至少一个表面。微流体装置可以包括本文所述的任何微流体回路元件414。图17和图18中示出两个非限制实施例。流动区域中的介质180可以与可致动流动部分中的介质相同或不同。流动区域可以包括流动路径，其可以是单个流动通道122(图17)，或者可以具有从入口332跨越到出口334的2、3、4、5或更多个分流或分叉的流动通道(图18)。每个流动通道122可以具有一个、两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、十个或更多个流动部分(例如，1728a-f、1828a-f)，每个流动部分包括流动部分连接区域(例如，1754、1854)、贮液器(例如，1718、1818)和多个隔离围栏(例如418)。每个流动部分1728、1828可以经由流动部分连接区域1754、1854流体上附接到流动通道122。多个隔离围栏418中的每个可以通向流动部分1828的贮液器1818(参见图18)。每个可致动流动部分(例如，1728)还可以包括将贮液器(例如，1718)连接到流动部分连接区域的可致动通道(例如，1720)。在一些实施例中，当流动部分(例如，1728)包括可致动通道(例如1720)时，多个隔离围栏418中的每个可以通向可致动通道(见图17)。

流动部分连接区域1754、1854可以包括到流动区域/流动通道122的近端开口(例如252)和到贮液器(例如1818)或可致动通道(例如1720)(如果存在的话)的远端开口(例如256)。流动部分连接区域1754、1854可以如上面通常用于隔离围栏的连接区域所讨论的那样配置，使得在流动区域/流动通道中以最大速度(vmax)流动的流体介质180(未示出)的流动260的最大穿透深度不延伸到贮液器或可致动通道(如果存在)。

因此，流动区域/流动通道122可以是波及区域，并且贮液器(例如，1718、1818)和可致动通道(例如，1720)(如果存在的话)可以是未波及区域。只要流动区域/流动通道122中的流动(例如260)不超过最大速度vmax，流动和所得到的二次流262(图17和图18中未示出)可以被限于流动区域/流动通道122和流动部分连接区域(例如1754或1854)并且被防止进入贮液器或可致动通道。在各种实施例中，在致动器没有被致动的情况下，在流动区域(其可以是流动通道)与可致动流动部分(诸如，贮液器、可致动通道和相应的多个隔离围栏)的部分之间基本上不存在介质流动。

在一些实施例中，流动部分还可以包括可致动通道(例如，1720)，其可以将贮液器(例如1718)连接到流动部分连接区域(例如1754)，如图17所示。当流动流动区域/流动通道(例如122)中流体介质的流动不超过vmax时，可致动通道也是未波及区域。可致动通道的宽度的范围可以为约50-200微米、50-150微米、50-100微米、70-1000微米、70-500微米、70-400微米、70-300微米、70-250微米、70-200微米、70-150微米、90-400微米、90-300微米、90-250微米、90-200微米、90-150微米、100-300微米、100-250微米、100-200微米、100-150微米、或约100-120微米。可致动通道的高度的范围可以为约20-100微米、20-90微米、20-80微米、20-70微米、20-60微米、20-50微米、30-100微米、30-90微米、30-80微米、30-70微米、30-60微米、30-50微米、40-100微米、40-90微米、40-80微米、40-70微米、40-60微米、或约40-50微米。可致动通道可以被配置为具有与流动部分连接区域和/或流动通道的宽度和高度类似的宽度和高度。可替代地，可致动通道可以具有与流动通道或流动部分连接区域的宽度和/或高度的尺寸不同的宽度和/或高度的尺寸。可致动通道的长度可以短至20μm，或者可以在以下范围内：约50μm至约80,000μm、约50μm至约60,000μm、约50μm至约40,000μm、约50μm至约30,000μm、约50μm至约20,000μm、约50μm至约10,000μm、约50μm至约7,500μm、约50μm至约5,000μm、约50μm至约4,000μm、约50μm至约2,500μm、约250μm至约40,000μm、约250μm至约30,000μm、约250μm至约25,000μm、约250μm至约10,000μm、约250μm至约7,500μm、约250μm至约5,000μm、约250μm至约4,000μm、约250μm至约2,500μm、约500μm至约70,000μm、约500μm至约60,000μm、约500μm至约40,000μm、约500μm至约30,000μm、约500μm至约20,000μm、约500μm至约10,000μm、约500μm至约7,500μm、约500μm至约5,000μm、约500μm至约4,000μm、约500μm至约2,500μm或其间的任何值。可致动通道的体积的范围可以为：约0.5×10⁶μm³至约1.0×10¹⁰μm³、约1.0×10⁶μm³至约1.0×10¹⁰μm³、约5.0×10⁶μm³至约1.0×10¹⁰μm³、约1.0×10⁷μm³至约1.0×10¹⁰μm³、约0.5×10⁶μm³至约1.0×10⁹μm³、约1.0×10⁶μm³至约1.0×10⁹μm³、约5.0×10⁶μm³至约1.0×10⁹μm³、约1.0×10⁷μm³至约1.0×10⁹μm³、约0.5×10⁶μm³至约2.0×10⁸μm³、约1.0×10⁶μm³至约2.0×10⁸μm³、约5.0×10⁶μm³至约2.0×10⁸μm³、约1.0×10⁷μm³至约2.0×10⁸μm³或其间的任何值。

可致动流动部分的每个隔离围栏可以类似于本文所述的隔离围栏，其具有连接区域(例如，454)和分离区域(例如，458)，其中连接区域的近端可以通向贮液器或可致动通道(如果存在)，并且连接区域的远端通向隔离围栏的分离区域。隔离围栏可以具有如上所述的任何合适的体积。不管隔离围栏通向贮液器还是通向可致动通道(如果存在)，隔离围栏的分离区域也是微流体装置的未波及区域。流体介质可以不流入其中，但是流体介质的组分可以从其通向的元件(诸如贮液器或可致动通道)扩散到分离区域中。此外，隔离围栏可以至少部分地由可变形表面限定和/或可以包括阱，使得可变形表面的变形导致隔离围栏与贮液器或可致动通道之间的流体介质的流动(如上所述)。

贮液器(例如，1718或1818)可以是大致圆形或椭圆形，如图17和图18所示，或任何其它形状。这种形状的示例包括三角形、菱形、正方形、沙漏形等。贮液器的一个表面的至少一部分可以由致动器(例如432a-432f)变形，并且该表面可以是壁。贮液器可以被配置为包含从约1×10⁶μm³至约9×10¹²μm³、约4×10⁶μm³至约1×10¹⁰μm³、约5×10⁶μm³至约1×10¹⁰μm³、约1×10⁷μm³至约1×10¹⁰μm³、约1×10⁸μm³至约1×10¹⁰μm³、或约1×10⁸μm³至约1×10⁹μm³。在一些实施例中，贮液器可以被配置为具有约1×10⁷μm³至约1×10⁹μm³、或约1×10⁸μm³至约1×10¹⁰μm³的体积。贮液器的体积可以是流动部分连接区域和/或可致动通道(当存在时)的体积的1、2、3、4、5、6、8、9、10、20倍或比其20倍更大。在一些实施例中，贮液器的体积是流动部分连接区域和/或可致动通道的体积的四倍。在其它实施例中，贮液器的体积无需与流动部分连接区域或可致动通道的体积一样大，而可以是允许中空针插入的尺寸。中空针可以被配置为将流体介质传送到贮液器、可致动通道(当存在时)和流动部分连接区域。

可致动流动部分的可致动流体体积(例如，可以通过流动部分的流动部分连接区域、贮液器和可致动通道(如果存在)可以致动的体积)的范围可以为约1.0×10⁶μm³至约1.0×10¹¹μm³、约4.0×10⁷μm³至约1.0×10¹¹μm³、约1.0×10⁸μm³至约1.0×10¹¹μm³、约1.0×10⁶μm³至约1.0×10¹⁰μm³、约4.0×10⁷μm³至约1×10¹⁰μm³、约1.0×10⁸μm³至约1×10¹⁰μm³或其间的任何值。

可以存在一个、二个、五个、十个、十五个或二十个可致动流动部分，或任何期望数量的流动部分，每个流动部分可以具有流动部分连接区域、贮液器以及可选地可致动通道，其可以通向微流体装置中的流动路径。每个流动部分可以包括约2至约250个隔离围栏、约5至约250个隔离围栏、约5至约200个隔离围栏、约10至约200个隔离围栏、约10至约100个隔离围栏、约10至约75个固定围栏、20至约250个隔离围栏、或约50至约250个隔离围栏。

微流体装置的围界可包含的流体介质的体积可以为约100nl至约2ml、约500nl至约1ml、约500nl至约250μl、约500nl至约100μl、约1μl至约750μl、约1μl至约500μl、约1μl至约250μl、约1μl至约100μl、约5μl至约500μl、约5μl至约100μl或其间的任何值。

贮液器(例如，1718或1818)的可变形表面432可以由致动器434来变形，例如，可以通过向内按压以减小贮液器中的体积。该动作从贮液器、流动部分连接区域和可致动通道(如果存在)排出流体介质。可替代地，贮液器可以由致动器变形，例如，通过向外拉动以增大贮液器的体积。该动作将流体介质从流动通道拖拽至贮液器、流动部分连接区域和可致动通道(如果存在的话)。以这种方式，即使这些区域不在微流体装置的流动路径内，贮液器和可致动通道的未波及区域也可以引入流体介质。由致动器引起的偏转量可以用于选择由贮液器的可变形表面的变形排出或吸入的期望体积量。

系统的微流体装置(例如，1700、1800)还可以包括如针对任何微流体装置(例如，100、200、440、290、420、1500)所述的任何其它组件。在一些实施例中，微流体装置还可以包括基本上不可变形的基部。微流体装置可以具有基本不可变形的盖。盖可以具有邻近可致动流动部分的可变形表面的开口。微流体装置还可以包括多个可变形表面，并且还可以具有多个致动器。致动器可以是微致动器。如果存在多个致动器，则多个致动器中的一些或全部可以是微致动器。致动器可以被配置为使单个表面变形。微流体装置的每个可变形表面可以被配置为由单个致动器变形。致动器或多个致动器(如果存在的话)可以被配置为集成在微流体装置中。系统还可以包括控制器，该控制器被配置为单独地致动并且可选地去致动所述致动器或所述多个致动器中的每个。

在该实施例中，贮液器的可变形表面的变形允许贮液器和/或可致动通道(如果存在的话)分别从流动通道接收选定体积的流体介质或排出选定体积的流体介质至流动通道。以这种方式，存在于贮液器和/或可致动通道中的初始体积的第一流体介质可以被排出到流动通道(或者被拉入贮液器中)中，并且一定体积的不同流体介质可以被引入贮液器(与第一流体介质混合)和/或可致动通道中。以这种方式，每次可以在测试芯片的一个特定区域(即，单个可致动的流动部分)处选择性地进行流体介质交换，并且提供在微流体回路的未波及区域中交换流体环境的方式。

在微流体系统的其它实施例中，可致动流动部分的贮液器(例如，1718或1818)的至少一个可变形表面432可以是可刺穿的。它还可以由自密封材料制成。合适的材料可以包括，但不限于橡胶和聚二甲基硅氧烷。在该实施例中，致动器434可以是中空针。在一些实施例中，中空针致动器可以是无芯的，从而允许可变形表面在被刺穿之后能够自密封。在其它实施例中，自修复材料可以被结合到可变形表面432中，其包括可以具有主动的和积极的自修复行为的各种各样的聚合物。在本实施例中，致动器可以不拉动可变形表面以使流体移动到贮液器和/或流体连接器中，而是可以刺穿贮液器的可变形表面，并随后将新的流体介质注入贮液器和流体连接器(如果存在的话)或从贮液器和流体连接器中取出流体介质。中空针致动器可以被连接到流体介质的源头并且能够替换或取出细胞负载制备中存在的全部或一些流体介质。该替代实施例允许贮液器包含显著更小的体积，因此在微流体装置内需要更少的空间。由于中空针导入流体介质，所以贮液器只需要与能够可靠地引入中空针来导入/取出流体介质所需尺寸一样大即可。在该实施例中，贮液器可以具有约1×10⁵μm³至约1×10⁸μm³的体积，并且可以不大于约5×10⁷μm³。因为新的流体介质不需要被包含在待部署的贮液器内，所以该实施例中的贮液器的体积无需包含流体连接器体积的多个体积。这可以将微流体装置的围界的总流体体积显著降低为约100nl至约10μl的范围内(例如，对于在一个或多个(例如，多达十个)流动部分的每个中具有约5至约250个隔离围栏、并且包括贮液器和可致动通道的实施例)。

图17和图18的微流体装置提供了以前不可能进行的多重测试机会。微流体装置可以在一个或多个隔离围栏中装载生物细胞，隔离围栏通向其每个贮液器或可致动通道。有利地，这些微流体装置允许每个相应的多个隔离围栏具有与任何其它多个隔离围栏不同的流体介质。隔离围栏的分离区域中的生物细胞可以经由扩散或无需流体流动的力来获得经由贮液器的可变形表面的变形的作用(或经由针头)输送到贮液器和/或可致动通道的流体介质。不同的介质可以包括在微流体装置中每个流动部分所特有的测定试剂/多个试剂。试剂可以包括可溶性试剂，并且还可以包括磁珠试剂。

值得注意的是，可以在这些微流体装置中选择性地引入新的或不同的流体介质，允许它们用作多重测定装置，如图17和图18所示。图19中示出选择性测定微物体的方法并且可以包括提供包含围界的微流体装置，其中所述围界包括被配置为包含流体介质的流动区域；以及被配置为包含流体介质的第一和第二可致动流动部分。术语“第一可致动流动部分”和“第二可致动流动部分”是仅为了清楚起见而使用的任意标签。第一流动部分可以是微流体装置内可得的可致动流动部分中的任何一个，并且可以是最靠近入口的流动部分、离入口第二近的流动部分、最靠近出口的流动部分等。第二流动部分可以是在选择为第一流动部分的流动部分之后剩余的流动部分中的任意一个。微流体装置可以包括所期望的任何数量的流动部分，诸如2、3、4、5、6、7、8、9、10、20或更多。第一和第二流动部分中的每个可以至少部分地由可变形表面限定，并且还可以包括相应的第一和第二多个隔离围栏。第一和第二流动部分中的每个可以流体上连接到流动区域。第一和第二流动部分中的每个可以包括贮液器和将贮液器流体上连接到流动区域的流动部分连接区域。贮液器的至少一个壁可以包括可变形表面。微流体装置还可以包括本文描述的任何其它组件或特征，诸如针对微流体装置100、200、240、290、420、1500、1700、1800所描述的。

流动区域可以被配置为一个或多个流动通道。流动区域/流动通道可以被连接到可以输入流体介质、测定试剂和微物体的入口以及可以被连接到可以输出流体介质、测定试剂和微物体中任何一种的出口。虽然第一和第二流动部分流体上连接到流动区域，但是第一和第二流动部分可以不是微流体装置的流动路径的一部分，并且可以仅通过扩散而不是通过流体流动来交换流体介质。在一些实施例中，每个流动部分的多个隔离围栏通向贮液器。在其它实施例中，每个流动部分还可以包括可致动通道，其中可致动通道将贮液器连接到流动部分连接区域。当流动部分包括可致动通道时，多个隔离围栏中的至少一些可以沿着可致动通道布置，并且这种隔离围栏的连接区域的近端开口可以通向可致动通道。

在引入流体介质180之前，微流体装置可以装填有诸如二氧化碳气体的气体。初始流体介质可以被选择为适于细胞生长和生存能力的流体介质，并且可以存在于流动区域、第一和第二可致动流动部分以及隔离围栏中。在一些实施例中，初始流体介质可以存在于贮液器和隔离围栏中，并且不同的流体介质可以存在于流动区域/流动通道中。不同的流体介质可以具有与初始流体介质相同的组分，但是具有不同的比例，或者可以具有额外的或者与初始流体介质不同的组分。通常，初始流体介质可以具有支持生物细胞生长和生存能力的组分。在任何情况下，在步骤1902中将初始流体介质引入微流体装置。可以包括可选的步骤1902a，其中流动部分的一个或多个可变形表面可以变形，以将初始介质从如此变形的流动部分排出或将初始介质导入如此变形的流动部分中。

在步骤1904，至少一个微物体可以布置在第一或第二多个隔离围栏的每个的至少一个隔离围栏内。可以通过任何合适的手段(例如重力、介电泳(其可以包括光电镊子)或电润湿力(诸如光电润湿)或本文所述的局部流动)将可包括生物细胞的至少一个微物体引入隔离围栏。被引入微流体装置的生物细胞可以是克隆群体的成员。如果被引入微流体装置的每个可致动流动部分的隔离围栏的所有细胞都是克隆的，则多重测定可以允许同时表征多种特性。因为可以在相同的综合物理条件下在克隆扩增的相同点处对细胞进行测试，所以这可以允许更准确地表征细胞，因此可以产生更可比较的测定结果。在该方法的其它实施例中，被引入第一流动部分的隔离围栏中的生物细胞可以是与被引入第二流动部分的隔离围栏中的细胞相同类型的细胞，但可以来自不同的物体。在该实施例中，该方法提供用于测试相同类型生物细胞的许多样本或疑似具有相似生物活性的细胞的许多样品的更高处理能力。在其它实施例中，细胞可以来自单个物体，但可以是衍生自例如来自单个物体的切除肿瘤样品或活组织检查样品的不同类型的细胞。

该方法还提供可选的清除步骤1904a，其在微物体的导入完成之后，冲洗通过流动区域/通道的流体介质。流体介质可以是初始介质，或者它可以是被指定在测定步骤期间存在于流动区域/流动通道中的不同流体介质。

在步骤1906，通过使第一流动部分(例如，贮液器)的可变形表面变形，可以将包含第一测定试剂的一定体积的第一流体介质引入到第一流动部分(例如，贮液器或相应的可致动通道，如果存在的话)中。拉动可变形表面扩大了流动部分中的体积，并且允许第一流体介质进入贮液器和/或可致动通道中。可替代地，可以将第一流体介质引入到微流体装置中，并且在使第一流动部分的可变形表面变形之前，使第一流体介质流过流动区域/流动通道，从而减小将第一流体介质引入贮液器和/或可致动通道(如果存在)所需的流动部分扩大的量。在该方法的另一变型中，在拉动第一流动部分的可变形表面以导入第一流体介质之前，致动器可以向内推动第一流动部分的可变形表面，以排出在步骤1902a中初始加载的流体介质的一部分或全部。在另外的其它实施例中，第一流动部分的可变形表面可以被反复地致动(无论是向内按压还是向外拉动)和去致动、或交替反复地按压和拉动，以便将第一流体介质引入第一流动部分。

一旦第一流体介质已经被引入第一流动部分(例如，贮液器和/或可致动通道，如果存在的话)中，则可以给予时间以使第一测定试剂扩散到其中放置有微物体的第一流动部分的一个或多个隔离围栏(例如，其分离区域中)中。

在第一流体介质被引入第一可致动流动部分之后，在步骤1908中，可以使得不同的流体介质(其可以是初始流体介质或第二流体介质)流过流动区域/流动通道，从微流体装置的流动区域/流动通道冲洗含有第一测定试剂的任何剩余量的第一流体介质。在步骤1910中，包含第二测定试剂的第二流体介质可以被导入第二流动部分，该步骤可以包括通过使用针对第一流动部分描述的任何变型，使第二流动部分的可变形表面变形，将第二流体介质导入贮液器和/或可致动通道(如果存在的话)。可以顺序地执行将第一流体介质中的第一测定试剂和第二流体介质中的第二测定试剂分别引入第一流动部分和第二流动部分。可以给予时间以使第二测定试剂扩散到第二流动部分中的第二多个隔离围栏中。在将第一流体介质中的第一测定试剂引入第一流动部分并将第二流体介质中的第二测定试剂引入第二流动部分之后，可以用另一种流体介质(其可以是初始流体介质，或者可以是被选择存在于测定步骤期间的第三流体介质)冲洗来为流动区域/流动通道清除任何测定试剂。

第一测定试剂和/或第二测定试剂可以各自在预定时间内扩散到相应的一个或多个隔离围栏中，其中微物体位于第一和第二可致动流动部分的每个中。可以对位于第一流动部分的隔离围栏中的微物体执行第一测定，并且可以对第二流动部分的隔离围栏中的一个微物体执行第二测定。第一和第二测定可以包括分别检测第一测定试剂与加载到第一流动部分中的任何微物体(或其分泌物)之间以及第二测定试剂与加载到第二流动部分中的任何微物体(或其分泌物)之间的相互作用。第一测定试剂可以不同于第二测定试剂。第一和/或第二测定试剂还可以包括珠粒或一种或多种基于珠粒的试剂。第一测定和/或第二测定的结果可以用于确定用第一或第二测定试剂还是用在相应流体介质中的第三(或第四、第五或第六等)测定试剂来测试在与第三(或第四、第五、第六等)可致动流动部分相关联的隔离围栏中的额外生物细胞。可替代地，取决于第一测定和/或第二测定的结果，可以用第三(第四、第五、第六等)测定试剂来测试第一可致动流动部分中多个隔离围栏中的生物细胞和/或第二流动部分中多个隔离围栏中的生物细胞。基于测定的结果，可以通过任何合适的方法将所选择的细胞排出微流体装置，上述方法包括：本文所描述的局部流动方法，包括但不限于流体流动、重力、致动的局部流体流动、操作细胞(使用dep、oet或oew)、或通过用中空针刺穿可变形表面并且提取将所选择的细胞。

可以使用具有可刺穿并且可选地自密封的可变形表面的微流体装置来执行该方法的变型。使所述可变形表面变形的步骤可以包括用中空针刺穿可致动流动部分(其可以是贮液器)的可变形表面。中空针可以是无芯的。一旦中空针已经插入流动部分/贮液器中，则可以通过可连接到流体介质源的中空针将含有一种或多种测定试剂的流体介质引入流动部分中。可以注入包含测定试剂的一定量的流体介质，使得足以排出并替换布置在流动部分的贮液器、流动部分连接区域和可致动通道中的所有初始流体介质，并且被替换为包含测定试剂的流体介质。可以注入足够的流体介质，以离开流动部分连接区域并进入流动区域。沿着流动区域的每个可致动流动部分可以具有含有不同测定试剂组分的流体介质。沿着流动区域的所有流动部分可以并行执行刺穿和注射具有测定试剂的流体介质的步骤。在一些实施例中，可以基本上同时执行包含测定试剂的流体介质的引入。然而，可以依次、不规则地或者以任何期望组合来代替执行流体介质的致动和引入。由于新引入的流体介质被包含在每个流动部分的贮液器、可致动通道和流动部分连接区域中并且不能流入另一个流动部分的区域中，所以交叉污染可能不是大问题。此外，使用可变形表面作为流体介质的导入部位，这减少了当导入包含测试试剂的流体介质时所需的冲洗量，并且可以跳过步骤1904a、1908和/或1910a。在其它替代方案中，可以通过贮液器拉动流体介质，并且一旦可变形表面被刺穿，通过经由中空针取出流体介质来从微流体装置中移除流体介质，并且因此将相应的流体介质拖拽至每个可激活的流动部分。可以顺序地和/或彼此独立地执行第一介质、第二介质等的引入。在引入第一介质、第二介质等之后，可以如上所述进行测定步骤。

在又一个实施例中，可以使用具有至少一个致动器和微流体装置的微流体系统来执行将流体介质导入可致动流动部分的方法，所述微流体系统包括至少一个致动器和具有围界(围界包括流动区域和一个可致动流动部分)的微流体装置。可致动流动部分可以流体上连接到流动区域，并且流动部分至少部分地由可变形表面限定。流动部分还包括多个隔离围栏。至少一个微物体可以布置在至少一个隔离围栏中。流动部分的可变形表面可以变形，从而将包含第一测定试剂的一定体积的第一流体介质导入到流动部分中。第一测定试剂可以扩散到流动部分中的多个隔离围栏中，并且可以对微物体执行第一测定。微流体装置可以被配置为本文描述的任何微流体装置，并且因此可以包括包含上述多个可致动流动部分的装置的任何组件(例如，微流体装置1700、1800，其还可以包括针对装置100、200、240、290、420、1500描述的任何微流体元件)。将包含第一测定试剂的一定体积的第一流体介质导入流动部分还可以包括用第一流体介质代替可致动通道中的初始流体介质。在使流动部分的可变形表面变形以导入第一流体介质之前，可以按压流动部分的可变形表面变形，以排出一定体积的初始流体介质。可以用适于从流动中清除第一测定试剂的任何流体介质来冲洗包含第一测定试剂的流体介质。在对微物体进行第一次测定之后，与引入第一测定试剂(而不移除第一测定试剂)类似，可以将包含第二测定试剂的另一种流体介质引入相同的流动部分。如上所述，可以利用致动器推动或拉动可变形表面来执行可变形表面的变形。可替代地，致动器可以利用中空针来刺穿可刺穿的可变形表面，从而导入或取出一定体积的任何流体介质。

尽管在本说明书中已经描述了本发明的具体实施例和应用，但是这些实施例和应用仅是示例性的，并且许多变型是可能的。