具有排气微室的微流体装置的制作方法

本披露内容的各方面总体上涉及用于微流体处理的方法和装置。

相关技术讨论

聚合酶链式反应(pcr)是一种在分子生物学中用于跨若干数量级扩增dna片段的单拷贝或几个拷贝、从而产生数百万到数十亿拷贝的特定dna序列的技术。重复复制dna的聚焦片段是一种简单、廉价且可靠的方法，这一概念适用于现代生物学及相关科学的众多领域。

pcr是在临床和研究实验室中使用的常用技术、用于广泛的多种不同应用。此类应用的示例包括：用于测序的dna克隆、基因克隆及操作、基因突变；基于dna的系统发育的构建、或基因功能分析；遗传性疾病的诊断和监测；古dna的扩增；用于dna图谱分析的遗传指纹分析(例如，法医学和亲子鉴定)；以及用于传染病的诊断的核酸检测中的病原体检测。

pcr方法通常依赖于热循环，该热循环涉及将反应物暴露于重复加热和冷却的循环，从而允许不同的温度依赖性反应(特别是dna解链和酶驱动的dna复制)按顺序快速地进行多次。含有与靶区域互补的序列的引物(短dna片断)与dna聚合酶一起能够进行选择性扩增和重复扩增。随着pcr的进行，所产生的dna本身被用作用于复制的模板，起动链式反应，其中原始dna模板将以指数方式扩增。

例如，当暴露于相对高的温度(例如，大于90℃)时，dna样本的双螺旋分子被分离成单链。在相对较低的温度(例如，50c-70℃)下，dna引物在靶位点附着到dna样本的单链上。在中间温度范围(例如，60c-80℃)中，聚合酶促进由引物与单链dna分子的初始附着形成的dna片断的延伸。然后，一个pcr循环的双链dna产物可以在相对高的温度范围内分裂并且被键合到新的引物链上，在每个循环中使dna的量加倍直到试剂耗尽。因此，当进行pcr时，含有靶dna序列的dna样本的浓度可以以指数方式增加。

数字pcr(dpcr)是一种类型的pcr分析，其涉及将dna样本分成大量单独的等分试样，并扩增等分试样以确定靶dna分子是否存在于等分试样中。基于已经历了指数增长的等分试样的数目，可以确定分隔之前dna的原始浓度。

数字pcr可以提供增加的检测特异性。在靶与非靶dna的量相比相对稀少的情况下，背景dna可以争夺试剂并引起非特异性扩增。在dpcr微孔板上将样本分隔成许多小室，增加了分隔物中稀有靶的有效浓度。

本发明的目的是提供一种用于处理流体样本的微流体装置，这些流体样本可能经历与分子生物学相关的dpcr或其他技术。

技术实现要素：

本披露内容涉及一种用于处理流体样本的微流体装置(比如微孔板)，这些流体样本可以经受与分子生物学应用相关的各种技术处理。

根据一方面，该微流体装置包括被配置成用于接收流体样本的至少一个微流体孔井。该至少一个微流体孔井包括多个微室、以及流体地联接该多个微室的至少一个微流体通道。每个微室包括反应室和排气室，该反应室被配置成用于接收来自该微流体通道的流体样本，该排气室被配置成用于当该流体样本流入该反应室时经由该微流体通道从该反应室排出气体。

根据另一方面，该微流体装置包括：被配置成用于接收流体样本的至少一个微流体孔井、以及被设置在该至少一个微流体孔井中的微流体回路。该微流体回路被配置成用于在该微流体孔井内分配该流体样本。该微流体回路包括多个反应室、与这些反应室流体地联接的至少一个微流体通道、以及与该多个反应室相关联的多个微流体阀。每个微流体阀流体地联接到相关联的反应室。每个反应室被配置成用于接收来自该微流体通道的流体样本，并且每个微流体阀被配置成用于当该流体样本流入该反应室时经由该微流体通道从相应的反应室排出气体。

根据另一方面，提供了一种用于处理流体样本的方法。该方法包括：(a)将流体样本传送到微流体装置，该微流体装置包括多个微室、以及与该多个微室流体地联接的至少一个微流体通道。每个微室包括反应室、以及与该反应室流体地联接的排气室。该方法还包括(b)将该流体样本引导到每个微室的反应室中、以及(c)当该流体样本流入该反应室时经由该排气室将气体从该反应室排出。

以上是本披露内容的非限制性概述。其他方面、实施例、和/或特征将从以下描述变得显而易见。

本披露内容的各实施例可以提供某些优点并且可以克服现有微流体装置的某些缺点。本披露内容的实施例可能不具有相同的优点，那些具有相同优点的实施例可能不在所有情况下都具有这些优点。

附图说明

下面参照附图通过举例的方式描述本披露内容的各方面，在附图中相同的标记表示相同的元件，并且其中：

图1是根据一个实施例的微流体装置的俯视图；

图2是图1的微流体装置的孔井的放大视图，展示了根据一个实施例的微流体回路；

图3是图2的孔井的放大视图，展示了根据一个实施例的微流体回路的微室和微流体通道；

图4是沿着图3的截面线4-4截取的微流体回路的截面视图；

图5是根据一个实施例的微室的放大视图；

图6是沿着图5的截面线6-6截取的微室回路的截面视图；

图7是图5和图6的微室在其中接收流体样本的俯视图；

图8是图6的示意性展示，其中，流体样本部分填充反应室，并且空气通过排气室排出；

图9是图6的示意性展示，其中，流体样本填充反应室，并且流体样本通过通向排气室的狭窄部被保持在该反应室中；

图10是图6的示意性展示，其中，在流体克服将该流体保持在反应室中的表面张力之前，反应室中的流体压力增大，使得自由表面突出超过该狭窄部并进入排气室；

图11是图10的微室的俯视示意图；

图12是微孔板孔井的示意图，展示了微室的代表性流体回路；

图13是沿着图12的截面线13-13截取的微孔板的截面视图，展示了流体地联接的微室组；并且

图14a至图19b是展示了用流体样本填充微孔板的孔井以用于dpcr技术处理的过程的示意图。

具体实施方式

应当理解的是，在此参照附图描述了本披露内容的各方面，这些附图示出了根据本披露内容的各方面的说明性实施例。在此描述的说明性实施例不一定旨在示出本披露内容的所有方面，而是用于描述几个说明性实施例。因此，不旨在鉴于这些说明性实施例而狭义地解释本披露内容的各方面。然后，应当理解的是，由于所披露的概念和实施例不限于任何特定的实现方式，在此讨论的各种概念和实施例可以按众多方式中的任一种来实现。此外，应当理解的是，本披露内容的各方面可以单独使用或与本披露内容的其他方面以任何合适的组合使用。

本披露内容涉及用于处理流体材料样本的微流体装置，这些流体材料样本经受与分子生物学相关的技术处理、并且特别适合用于数字pcr(dpcr)技术。为了便于理解，并且不限制本披露内容的范围，以下特别结合dpcr技术(这些技术包括但不限于dna解链和酶驱动的dna复制)描述微流体装置。然而，应当理解的是，微流体装置不限于此，并且可以与其他与分子生物学相关的临床和/或研究技术一起使用，如对于本领域技术人员应是显而易见的。例如但不限于，该微流体装置可以用于：用于测序的dna克隆、基因克隆及操作、基因突变；基于dna的系统发育的构建、或基因功能分析；遗传性疾病的诊断和监测；古dna的扩增；用于dna图谱分析的遗传指纹分析；以及用于传染病的诊断的核酸检测中的病原体检测。该微流体装置可以包括一个或多个特征，每个特征独立地或组合地对这些属性有贡献。

本披露内容更具体地涉及包括一个或多个微流体孔井的微流体装置，该一个或多个微流体孔井用于接收要使用dpcr技术进行分析的一个或多个流体样本，尽管本披露内容不限于此。每个微流体孔井可以包括多个微室，这些微室被配置成用于接收被传送到该孔井的一定体积的流体样本。每个微室可以通过微流体通道或该通道的一段而流体地联接到相邻微室。这些微室可以通过延伸穿过该孔井的一个或多个微流体通道而流体地联接。例如，这些微室可以被布置成单独的微室组，每组微室通过延伸穿过该孔井的单独微流体通道而流体地联接。这种布置产生了微流体回路，由此，流体样本可以经由这些微流体通道从一个微室流到相邻微室。

在该微流体孔井中接收流体样本之前，该孔井的这些微室和微流体通道通常填充有气体(比如空气)。为方便起见，披露内容将在后文涉及空气，尽管微流体回路中可能存在适用于dpcr技术的其他气体。将流体样本引入该微流体孔井中需要从这些微室和微流体通道移置空气，以允许该流体样本沿着微流体回路流动并填充该微流体回路。该微流体回路中剩余的任何空气可能潜在地在这些微室中形成气泡，而这可能影响dpcr技术的准确性。

微流体装置中的气泡形成可以通过改变微室的深径纵横比来得以解决。例如，配置有相对浅的深度和大的直径(即，相对小的纵横比)的微室可以有效地避免当流体流入该微室时气泡的形成和/或截留。诸位发明人已认识到，这样的微室构型可能限制微流体孔井内微室的数量。诸位发明人已进一步认识到，对于微流体装置的一些应用，可能希望增加微流体孔井内微室的数量。增加微室的数量将需要使用具有相对较大纵横比(即，较小的直径，较大的深度)的微室，以获得与具有较小纵横比的微室相同的体积。然而，诸位发明人已认识到，配置有相对较高纵横比的这些微室可能更容易形成气泡。例如，可能希望将微室与相对浅的微流体通道流体地联接，由此，这些微室实质上比这些微流体通道更深。当流体样本通过进口通道流入微室时，该微室内的气体被进入的流体移置并通过出口通道逸出。然而，该流体样本在完全填充微室之前到达该出口通道是可能的。一旦该流体样本到达并进入该出口通道，没有额外的气体可以从微室中逸出，这可能导致气泡被捕获在该微室内。

诸位发明人已认识到，减少(如果不能消除的话)微流体回路(特别是微流体孔井内的微室)中气泡的存在的微流体装置将是有利的，特别是对于dpcr技术是有利的。诸位发明人已进一步认识到，开发一种微流体装置将是有益的，该微流体装置以成本有效的方式减小微室中气泡形成的可能性。

本披露内容的微流体装置可以设有微室阵列，其中每个微室包括反应室和相关联的排气室。该微流体回路可以被布置成使得引入到微流体孔井中的流体样本流入该反应室，且该反应室中存在的空气或其他气体通过该排气室从该微室排出。该微室可以被配置成仅允许空气从该反应室流入该排气室，直到这时空气已被该流体样本从该反应室移置和/或该反应室中已接收到预定体积的该流体样本。该微室还可以被配置成用于允许该流体样本随后从该反应室流入该排气室。微室阵列可以被布置成使得离开排气室的流体可以通过流体地联接微室的微流体通道而流到微流体回路中的下一个微室的反应室。该微流体通道可以比这些微室浅，以便于在这些微室充满流体样本之后将这些通道密封。

微室可以包括有在反应室和排气室之间控制流动流体和空气的微流体阀或阀状组件。在一方面，微室可以被配置成使得排气室在至少一个维度上小于反应室，并且被配置成用于在从反应室到排气室的过渡处产生足够的表面张力，以阻止流体进入排该气室，直到表面张力被该流体的压力克服。以这种方式，微流体阀形成在排气室的过渡部或入口处，该微流体阀以被动方式起作用，无需主动致动该阀以允许流体流动。

排气室可以被配置成具有与反应室相同或甚至更深的深度。该排气室可以沿着微室深度的大部分(如果不是全部的话)连接到该反应室，使得当流体样本流入微室时，气体可以逸出，直到流体填充该反应室的全部深度。替代性地，对于可能希望截留预定气泡的一些应用，排气室深度可能小于反应室的深度，并且仅沿着反应室的一部分延伸。当流体样本到达反应室的未与排气室联接的部分时，反应室中剩余的气体体积不能被排出而被截留，从而形成由反应室的未被排气室排出的部分限定的气泡。

每个微流体孔井可以设有用于接收流体样本的主进口和用于在流体样本被传送到该孔井时从微室排出空气和任何多余流体的主排气口。微流体孔井的主进口可以被布置成用于容纳用于将流体样本传送到每个微流体孔井的移液或其他技术，如对于本领域技术人员应是显而易见的。

每个微流体孔井可以被配置成将流体样本的多个部分分配到这些微室中的每一者。例如但不限于，这些微室可以被布置成多组，该流体样本的一部分通过单独微流体通道而被传送到每组微室，该单独微流体通道流体地联接该组的每个微室。对于一些应用，每组的微室可以通过多个微流体通道或微流体通道的多段以串联的方式流体地联接。每组也可以被布置成用于彼此平行地接收流体样本的多个部分。然而，本披露内容并不限于此，并且这些微室可以以任何合适的方式进行布置和/或流体地联接，如对于本领域技术人员应是显而易见的。

在图1所示的一个实施例中，微流体装置20可以包括微孔板22，该微孔板设有一个或多个微流体孔井24，该一个或多个微流体孔井用于接收要使用但不限于dpcr技术来分析的一个或多个流体样本。每个微流体孔井24可以接收相同的流体样本，或者不同的孔井可以接收不同的流体样本用于分析，如本领域技术人员所理解的。

如附图所展示的，微流体孔井24可以被布置成具有网格图案的阵列，但是也可以考虑适于特定技术和/或微流体系统的其他布置。在一个实施例中，微流体装置可以包括以8x12网格图案布置的九十六(96)个微流体孔井。其他布置可以包括但不限于具有被布置成网格图案的二十四(24)个微流体孔井的微孔板。

每个微流体孔井24可以具有微流体回路26，该微流体回路包括多个微室28，这些微室通过延伸穿过该孔井的一个或多个微流体通道30而流体地联接。微室28可以被配置成用于接收和保持要经受dpcr或其他技术处理的预定体积的流体样本。每个微流体孔井24可以包括用于接收要分配在整个微流体回路中的流体样本的主进口32、以及用于从微流体回路排出空气和多余流体的主排气口34。

为便于流体流过微流体回路，这些微室可以被布置成流体地联接在一起的组或子回路。在图2至图4所展示的一个实施例中，这些微室可以被布置成多组36，并且每组中的微室可以与微流体通道30或与微流体通道的多段以串联的方式流体地联接在一起。每组36微室可以被布置成用于彼此平行地接收流体流。每组36微室可以包括具有进口端38和出口端40的微流体通道30。进口端38可以通过进口微流体通道42流体地联接到主进口32，并且出口端40可以通过出口微流体通道44流体地联接到主排气口34。应当理解的是，可以采用任何合适的微流体回路布置来促进流体样本的流动和分配，如对于本领域技术人员应是显而易见的。

对于一些应用，可能希望增加微流体孔井内微流体通道的数量。这可以通过减小相邻微室之间的间距来实现，这可能涉及减小微室的直径。为了保持相同的微室容积，将增加微室的深度。然而，诸位发明人已认识到，以这种方式改变微室的纵横比可能使流体样本通过微流体孔井的微流体回路的流动效率降低，而在微室中捕获气泡的可能性更高。

为了解决这个问题，每个微室可以被配置成用于当流体样本以允许流体有效地流过微流体回路的方式流入微室时排出气体(比如空气)，其中，微室中捕获气泡的发生率降低。

在图3至图5所展示的一个实施例中，每个微室28可以包括反应室46和相关联的排气室48。反应室46被配置成用于接收并保持来自微流体通道30的预定体积的样本，并且排气室48被配置成用于当流体样本流入反应室时从反应室46排出气体。当该气体已至少从反应室排出和/或反应室接收到预定体积的流体时，该流体样本流过排气室48并继续沿着微流体通道30到达微流体回路中的下一个微室。以这种方式，反应室46接收来自微流体通道上游段30a的流体，并且流体通过排气室到达微流体通道的下游段30b。此外，驻留在微流体回路中的空气通过流体样本沿微流体通道的前进流而从微流体回路排出。

如上所述，微室28可以包括控制流体和空气的流动的微流体阀或阀状组件。在一个实施例中，排气室48可以被配置成类似于(而不是作为)毛细管阀或疏水阀来起作用。更具体地，微室28可以被配置成具有狭窄的疏水狭窄部50，以防止流体样本最初进入排气室48，直到反应室46基本上没有空气，否则在填充过程中空气会在反应室中形成气泡。另外或替代性地，微室28可以被配置成具有狭窄的疏水狭窄部50，以防止该流体样本最初进入排气室48，直到反应室46填充有预定体积的该流体样本，该预定体积流体样本可以足以提供精确的结果。

不希望受任何特定理论的约束，毛细力导致液体、空气和固体表面在它们之间的界面处的相互作用。液相的分子通过在大量液体中平衡的内聚力而保持在一起。对于液体边缘处的液体分子，与其他液体分子的内聚力大于与相邻空气分子的相互作用，使得界面处的液体分子被一起拉向液体。这些力的总体作用是使暴露于空气的液体的自由表面最小化。由于表面面积减小而导致的表面能量减小之间的比例是表面张力。

表面张力使得将液体推入空的非润湿通路(比如毛细管)所需的压力增大。因此，从反应室46到排气室48提供狭窄的疏水狭窄部50将防止流体样本从反应室流到排气室，直到狭窄部处的表面张力被反应室内增大的流体压力所克服。微室可以这样进行配置：在空气已从反应室移置并进入或通过排气室时，这使反应室中存在预定体积的液体，此时产生了克服表面张力所需的压力。

反应室46和排气室48之间的毛细管效应可以通过微室构型实现，该微室构型包括位于这些室之间的狭窄的狭窄部50。在图3至图5所展示的一个实施例中，反应室46可以具有直径d和深度d的圆形构型。排气室48可以具有长度l和宽度w的矩形构型。如图所示，排气室的长度l可以在沿着微通道30的方向上延伸，宽度w横向于长度(比如垂直于长度)。排气室48可以具有与反应室相同的深度，以便于从整个反应室排出气体。反应室46可以通过由排气室的宽度w和室的深度d限定的入口或狭窄部50而流体地联接到排气室。在其他实施例中，排气室的深度可以小于反应室的深度，特别是如果希望在反应室中截留一定量的气体并形成气泡。

微室28的毛细管效应可能受到与室相关联的尺寸关系的影响。例如，毛细管效应可能受到反应室46和排气室48之间的径宽比d/w、排气室48的长宽比l/w、以及反应室46的深径比d/d的影响。

在一个说明性实施例中，微室28可以被配置成具有d/w≥2的径宽比和l/w≥1的长宽比。具有这些比率的微室构型适用于具有深径比d/d≤2的反应室的微室构型。例如但不限于，当d/w≥2且l/w≥1时，可以采用1.5的深径比d/d。然而，应当理解的是，微室也可以采用其他比例，以获得希望水平的表面张力或毛细管效应。在其他实施例中，排气室48可以具有l/w≥0.7的长宽比、l/w≥0.8的长宽比、l/w≥0.9的长宽比、或l/w≥1的长宽比。

毛细管效应还可能受到这些室的几何形状方面的影响。例如但不限于，通向排气室48的入口50的边缘构型可能影响阻止流体进入排气室的表面张力的量。更具体地，与更圆化的边缘相比，相对尖锐的边缘可能导致更高的表面张力。在一个实施例中，微室可以被配置成用于在排气室的入口处具有相对尖锐的边缘，以增强表面张力并将流体保持在反应室内，直到反应室内的流体体积产生足够的流体压力来克服表面张力。微室可以被配置成使得当反应室没有气泡时发生这种情况。

与微室和/或微流体回路的特征相关的其他尺寸关系也可能影响流体样本的流动和/或气泡在微室内的截留。例如，反应室46和微流体通道30之间的深度比、以及反应室46和排气室48之间的深度比可能影响流体流动和/或气泡截留。在一个实施例中，反应室和微流体通道可以具有d/d2≥2:1的深度比。在一个实施例中，排气室的深度可以是反应室深度的至少50％。然而，应当理解的是，可以采用其他深度比，如对于本领域技术人员应是显而易见的。

在一个说明性实施例中，微室28可以被配置成直径d为60μm的反应室46、以及宽度w为25μm且长度l为约16μm的排气室48。反应室和排气室可以各自具有100μm的深度d。微室也可以具有75μm的总长度l2(在微通道30的方向上延伸并穿过反应室的直径d到达排气室的端壁52)。优选地，反应室直径可以为30μm至600μm。然而，对于一些应用可以使用直径小于30μm的反应室。类似地，反应室可以被配置成具有大于600μm的直径，尽管当直径增加到600μm以上时表面张力效应可能降低并且变得不太有效。

在一个说明性实施例中，每个孔井24的微流体回路可以被布置成包括大约一百一十六(116)组的微室28，每组包括与微流体通道30流体地联接在一起的大约七十四(74)个微室，从而使得该孔井具有多于八千五百(8500)个用于接收流体样本的单独部分的微室。如图2和图3所展示，微室组36可以以延伸穿过该孔井的线性图案进行布置。微流体回路可以被布置成用于引导流体样本彼此平行地流过每组，并且每组中的微室以串联方式布置。然而，应当理解的是，微流体回路可以采用任何合适的构型，如对于本领域技术人员应是显而易见的。

在一个说明性实施例中，每组微室可以被布置成与相邻组的间距s1约为70μm。如图3所示，相邻组中的微室可以被布置成具有大约55μm的偏移s2，以进一步增加孔井内微室的密度。每个微流体通道或微流体通道的连接段可以具有大约45μm的宽度w2和大约20μm的深度d2。然而，应当理解的是，微流体回路可以在微室之间采用任何合适的间隔、采用任何合适的微流体通道尺寸，如对于本领域技术人员应是显而易见的。

在如图1所示的一个说明性实施例中，微流体装置可以包括具有以8x12网格布置的九十六(96)个孔井的微孔板。每个孔井可以具有9mmx9mm的正方形构型。微孔板的总尺寸可以是72mmx108mm。这种布置可以为每个微孔板提供超过760,000个微室。应当理解的是，微流体装置可以采用其他合适的孔井布置，如对于本领域技术人员应是显而易见的。

微流体装置可以使用任何合适的制造技术由任何合适的材料制造，如对于本领域技术人员应是显而易见的。

在一个说明性实施例中，微流体装置可以由多层材料形成。该微流体装置的多层可以由相似或不同的材料组成。在一个实施例中，微流体装置可以包括疏水性材料，以增强微室内的毛细管效应，以便在反应室接收流体时控制流体和空气向排气室的流动。

在一些实施例中，该装置的层可以由相对刚性的塑料(例如，聚丙烯、聚乙烯、聚碳酸酯、ptfe等)制成。一些塑料(比如ptfe、聚丙烯)是天然疏水的，从而它们可以提高毛细管效应的性能，从而防止液体过早地流入排气室。替代性地，层可以包括柔性的橡胶状材料(比如硅酮或其他弹性体)。其他可能的材料可以包括玻璃、陶瓷、硅等。这样，层可以是刚性的或可变形的。这类材料可以是半透明或透明的，以便容易地允许对室/空腔内的内容物进行光学测量。

微流体装置的各个层可以通过任何合适的方法制成。在一些实施例中，通过将空腔和通道压印到薄的塑料薄片材中、通过蚀刻、或任何其他合适的方法，经由注塑成型来制造层。例如，可以在构成该层的塑料/聚合物或弹性体材料中形成(例如，模制、蚀刻)限定空腔和通道的空间。

在一些实施例中，不同的层可以限定最初处于流体连通的空腔和通道。例如，第一层可以限定多个空腔，而不限定将这些空腔连接在一起的通道；与第一层相邻的额外层可以限定连接这些空腔的那些通道。此类通道可以(例如通过两层相对于彼此压缩)被适当地密封。

在一些实施例中，层可以包括丙烯酸粘合剂、天然橡胶粘合剂或硅酮粘合剂。当受到压缩时，此类材料可以适合于变形进入该装置的通道中(例如，作为密封材料)。在一些实施例中，粘合剂可以放置在相对刚性的层上、或替代性地放置在单独的背衬上。合适的背衬的示例可以包括但不限于聚丙烯、聚乙烯、聚碳酸酯、和/或其他合适的塑料。

微流体装置的各部件(例如，层、粘合剂等)可以通过任何合适的方法粘合在一起。例如，粘合剂可以用于将一个或多个部件结合在一起(比如用于将分离/密封材料和第一层和/或第二层结合)。在一些实施例中，微流体装置的这些部件可以被压缩在一起(例如，通过夹紧、滚动或其他外部施加的力)，以便在不同层的表面之间产生均匀分配的结合。

对于某些材料，施加适当量的压缩和/或热可能导致该装置的部件的某些特性的变化。例如，在高温下，某些材料(比如蜡)将变得越来越粘和/或有粘性，使得该装置的部件之间的粘附牢固。相应地，该装置的不同层(包括蜡层)可以被组装，然后经受适当时间段的压缩和加热，从而允许蜡产生结合。在一些实施例中，可以使用一种或多种适当的溶剂来促进层之间的结合。

图6至图11展示了当流体样本流过孔井的微流体回路时流体和空气流入和流出微室的一个示例。

图6展示了在引入流体样本之前仅包含空气或某种其他气体的微室28。

图7和图8展示了进入反应室46并且将空气移置到排气室48中的流体样本。尽管图8展示了流体样本在进入反应室时沿向下方向流动，但微流体装置通常被定向使得流体样本实际上进入反应室的底部并沿向上方向流动。就这一点而言，图6至图11展示了用于微流体装置的微室如何典型地被定向旋转180°。

图9展示了充满流体样本并且由于将空气从反应室排出而没有气泡的反应室46。如图所展示，流体通过在通向排气室48的入口50处产生的表面张力而保持在反应室46中。

如图10和图11所展示，反应室46内的流体压力的增大使得流体的自由表面60突出穿过入口50，直到该流体压力克服表面张力并且该流体流入排气室48。如图10所展示，气泡可能被捕获在排气室48内，这取决于流体在何处突破狭窄部以及突破狭窄部有多快。然而，捕获在排气室的一部分内的气泡不会对反应室内发生的反应产生不利影响。

图12至图19展示了流体样本通过微流体装置的孔井的微流体回路被引入、以便进行与分子生物学相关的dpcr或其他技术的示例。

图12是在引入流体样本之前具有微流体回路26的微孔板孔井22的示意性展示。微流体回路包括十四(14)组26的平行布置的微室28，并且每组包括通过微流体通道以串联方式流体地联接的十三(13)个微室。每个微流体通道30的第一端38流体地联接到进口通道42，并且每个微流体通道30的第二端40流体地联接到出口通道44。回路进口32联接到该进口通道42，并且回路排气口34联接到该出口通道44。

图13是图12的孔井的侧视图，展示了回路进口和通过微流体通道流体地联接的一组微室。

如图14a和图14b所展示，流体样本(比如pcr反应混合物)被传送到该回路进口32。在一个实施例中，可以使用移液管将pcr反应混合物传送到该进口。

如图15所展示，将柔性板密封件62应用于微孔板22的顶部和每个孔井24的上方，pcr反应混合物保留在回路进口32中。然后将该微孔板放置在对该混合物进行dpcr技术的仪器中。例如但不限于，微孔板可以特别适合用于可从bedford,ma[美国马萨诸塞州贝德福德]的formulatrix获得的constellationdigitalpcrsystem[星座数字pcr系统]。

一旦放置在仪器中，通过将流体移动通过微流体回路26并从回路排气口34排出回路内的空气，流体样本被加载到每个微室28中。如图16a和图16b所展示，可以使用活塞64或其他合适的装置将流体样本注入微流体回路26中，该活塞或其他合适的装置将板密封件62压入回路进口32中，以在该回路进口和该回路排气口之间产生压差，从而使流体流过该微流体回路。除空气之外，微流体回路内的过量流体也可以通过回路排气口34离开。

在微流体回路充满流体样本的情况下，辊子66可以用于压缩微孔板的底部密封件68(如图17a和图17b所展示)，以用于阻塞微流体通道30并隔离由每个微室28保持的流体样本(如图18a和图18b所展示)。此后，微孔板可以通过仪器进行热循环，以使每个微室内的反应物暴露于重复加热和冷却的循环，从而允许不同的温度依赖性反应。例如但不限于，热循环该微孔板可以通过每个循环使靶dna加倍。

如图19a和图19b所展示，含有靶dna的微室28a发出荧光。然后，该微孔板可以由仪器成像，以便计数阳性微室的数目。

就本专利申请及其上公布的任何专利而言，如在此在说明书和权利要求中使用的不定冠词“一种”和“一个”除非明确作出相反指示，否则应当理解为是指“至少一个”。如在此在说明书和权利要求中使用的短语“和/或”应当理解成是指这样结合的元件中的“任一者或两者”，即在一些情况下结合地存在并且在其他情况下分离地存在的元件。与“和/或”一起列出的多个元件应当以相同的方式来解释，即这样结合的元件中的“一个或多个”。除了由“和/或”从句具体识别的元件，其他元件可以任选地存在，无论是与具体识别的那些元件相关还是不相关。

在此使用的“包括”、“包含”、“具有”、“含有”、“涉及”、和/或其变型意味着涵盖其后列出的项目及其等同物以及附加项目。

还应当理解的是，除非明确做出相反指示，否则在本文要求保护的包括多于一个步骤或动作的任何方法中，该方法的步骤或动作的顺序不一定限于所列举的该方法的步骤或动作的顺序。

各实施例的前述描述仅旨在其是说明性的，并且其他实施例、修改及等同物都在本文所附权利要求的范围内。