[发明专利]用于形成乳液的系统

说明书

优先权申请的交叉引用

本申请要求以下早期申请的优先权：2010年11月1日提交的美国临时专利申请序列号61/409,106；2010年11月2日提交的美国临时专利申请序列号61/409,473；以及2010年11月5日提交的美国临时专利申请序列号61/410,769。以上每个临时专利申请的全文通过引用并入本文用于所有的目的。

附加材料的交叉引用

本申请出于各种目的以全文引用的方式将下列材料包括在此：美国专利号7,041,481，授权于2006年5月9日；美国专利申请公开号2010/0173394A1，公开日期为2010年7月8日；美国专利申请公开号2011/0217712A1，公开日期为2011年9月8日；PCT专利申请号WO2011/120024，公开日期为2011年9月29日；和Joseph R.Lakowicz，Principles of Fluorescence Spectroscopy(2^ndEd.1999)。

引言

许多生物医学应用都依赖于样品的高通量分析。例如，在研究和临床应用中，使用靶特异性试剂的高通量遗传测试可以提供核酸靶的准确以及精确的定量，以用于药物发现、生物标记发现和临床诊断等。

乳液很有希望用于改革高通量分析。乳化技术可以产生大量的含水液滴，这种含水液滴用作生化反应的独立反应室。例如，含水样品(例如，20微升)可以分割成液滴(例如，每一纳升20,000个液滴)，以便于允许个体测试可以在每个液滴上进行操作。

含水液滴可以悬浮在油上以生成油包水乳液(W/O)。可以使用表面活性剂来稳定乳液，以便于在加热、冷却、和运输期间降低液滴的聚结，从而实现待执行的热循环。因此，乳液已经用于使用聚合酶链式反应(PCR)在液滴中进行核酸靶分子的单拷贝的放大。在液滴中，数字分析可以通过对靶的单独分子存在的检测能力来实现。

在基于液滴的示例性的数字分析中，在靶的有限的稀释度下，将样品分割成一组液滴(即一些不含有靶分子的液滴)。如果将靶分子随机地分配在液滴之间，依据液滴中靶的给定的平均浓度，在液滴中准确地发现0、1、2、3或更多的靶分子的概率是通过泊松分布进行描述的。相反，液滴中(因此也在样品中)靶分子的浓度可以通过液滴中分子的给定数目的发现概率来计算。

对非靶分子的发现概率以及一个或多个靶分子的发现概率的估计可以在数字分析中测量。在二进制方法中，每个液滴可以通过测试以确定该液滴是否是阳性并且含有至少一个靶分子，或者确定该液滴是否是阴性并且不包含靶分子。液滴中没有发现靶分子的概率可以近似为测试后是阴性液滴的比例(“阴性比例”)，至少发现一个靶分子的概率近似为测试后是阳性的液滴的比例(“阳性比例”)。然后，阳性比例或阴性比例可用于泊松算法以计算液滴中靶的浓度。在其它情况下，数字测定分析可以产生大于二进制的数据。例如，该分析借助大于阴性(0)或阳性(＞0)(例如，0、1、或＞1分子；0、1、2，或＞2分子；或类似方式)的分辨率，可以测量有多少个靶分子存在于每个液滴中。

改革生物医学分析的乳化前景需要用于形成乳液的有效系统。然而，可用系统可能不会有效地使用样品--样品的大部分可能不会加入到乳液中而是可能被浪费而不是被测试。另外，这种系统可能根本不是自动化的或者至少不能让用户在乳液形成期间是空闲的以便于从事其他的工作。在一些情况下，由于需要基本的技能以及为了成功地操作需要进行训练，所以这些系统可能是不方便于用户的。此外，该系统可能无法提供适当的保护以尽量减少样品的交叉污染。

需要用于形成乳液的一种更好的系统。

概述

本公开提供了一种用于形成乳液的系统，其包括方法、装置和套件。该系统可包括仪器以及仪器容纳的微流体芯片。该仪器可以向容纳在芯片中的预期乳液相施加压力，用于驱动芯片中乳液的形成和收集。在一些实施方案中，当满足预定条件的压力变化由仪器检测到时，仪器可停止向芯片施压。该变化可以指示已经到达液滴产生的终点。

附图简述

图1是根据本发明的某些方面的实例性乳液形成系统的视图，该系统包括用作乳化引擎的仪器，其中该仪器处于闭合形态。

图2是根据本发明的某些方面的图1中所示系统的另一个视图，其中该仪器处于打开形态，这种打开形态露出了安置在该仪器的接收区域中的微流盒。

图3是图1和图2所示的系统的示意图。