[发明专利]在微滴执行机构上的试剂储存

说明书

1政府利益

本发明是在由美国国立卫生研究院授予的HG004354下在政府支持下作出的。美国政府在本发明中具有某些权利。

2背景

微滴执行机构（droplet actuator）通常包括配置为形成用于进行微滴操作的表面或间隙的一个或多个基板。一个或多个基板建立用于进行微滴操作的微滴操作表面或间隙，并且还可以包括布置成进行微滴操作的电极。微滴操作基板或在基板之间的间隙可以涂覆有或填充有与形成微滴的液体不混溶的填充流体。

微滴执行机构被使用在各种应用中，包括分子诊断测试，例如其中数字微流体的灵活性和宽度提供快速并且灵敏的多功能测试装置的即时测试。对于即时测试，通常提供预先加载有诊断测试所需要的分析试剂的诊断装置。因此，存在对用于将分析试剂储存在微滴执行机构上的方法的需要。

3定义

如本文所使用的，以下的术语具有所指示的意思。

关于一个或多个电极的“激活”意指影响在微滴的存在下导致微滴操作的所述一个或多个电极的电气状态的改变。电极的激活可以用交流电或直流电来实现。可以使用任何合适的电压。例如，电极可以用大于约150V，或大于约200V，或大于约250V，或从约275V至约375V，或约300V的电压来激活。在使用交流电的情况下，可以采用任何合适的频率。例如，电极可以用具有从约1Hz至约100Hz，或从约10Hz至约60Hz，或从约20Hz至约40Hz，或约30Hz的频率的交流电来激活。

关于微滴执行机构上的珠子（bead），“珠子”意指能够与在微滴执行机构上的或在微滴执行机构附近的微滴互相作用的任何珠子或颗粒。珠子可以是多种形状中的任一种，例如球形、大体球形、卵形、圆盘形、立方体、无定形及其它三维形状。例如，珠子可能能够经历在微滴执行机构上的微滴中的微滴操作，或否则以允许微滴执行机构上的微滴接触微滴执行机构上的珠子和/或接触脱离微滴执行机构的珠子的方式关于微滴执行机构被配置。可以在微滴中、在微滴操作间隙中或在微滴操作表面上提供珠子。珠子可以被提供在储器中，所述储器在微滴操作间隙外部或被定位为远离微滴操作表面，并且所述储器可以与允许包含珠子的微滴被带动至微滴操作间隙中或被带动为与微滴操作表面接触的流体路径相关联。珠可以用多种材料制成，包括例如树脂和聚合物。珠子可以是任何合适的尺寸，包括例如微珠、微粒、纳珠和纳米颗粒。在某些情况下，珠子是磁性响应的；在其他的情况下，珠子不是显著磁性响应的。对于磁性响应的珠子，磁性响应材料可以构成基本上整个珠子、珠子的一部分或珠子的仅一个组分。除了别的以外，珠子的其余部分可以包括聚合物材料、涂层以及允许分析试剂附着的部分。合适的珠子的实例包括流式细胞仪微珠、聚苯乙烯微粒和纳米颗粒、官能化的聚苯乙烯微粒和纳米颗粒、涂覆的聚苯乙烯微粒和纳米颗粒、二氧化硅微珠、荧光微球和纳米球、官能化的荧光微球和纳米球、涂覆的荧光微球和纳米球、染色的微粒和纳米颗粒、磁性微粒和纳米颗粒、超顺磁性微粒和纳米颗粒（例如颗粒，可从CA，Carlsbad的Invitrogen Group获得）、荧光微粒和纳米颗粒、涂覆的磁性微粒和纳米颗粒、铁磁性的微粒和纳米颗粒、涂覆的铁磁性微粒和纳米颗粒，以及在以下美国专利公布中描述的那些：2005年11月24日公布的名称为“Multiplex flow assays preferably with magnetic particles as solid phase”的第20050260686号；2003年7月17日公布的名称为“Encapsulation of discrete quanta of fluorescent particles”的第20030132538号；2005年6月2日公布的名称为“Multiplexed Analysis of Clinical Specimens Apparatus and Method”的第20050118574号；2005年12月15日公布的名称为“Microparticles with Multiple Fluorescent Signals and Methods of Using Same”的第20050277197号；2006年7月20日公布的名称为“Magnetic Microspheres for use in Fluorescence-based Applications”的第20060159962号；对于它们的涉及珠子与磁性响应材料和磁性响应珠子的教导内容，上述专利公布的全部公开内容通过引用并入本文。珠子可以与生物分子或能够结合到生物分子上且与生物分子形成复合物的其他物质预先连接。珠子可以与抗体、蛋白质或抗原、DNA/RNA探针或对于期望靶标具有亲和性的任意其它分子预先连接。用于固定磁性响应的珠子和/或非磁性响应的珠子和/或用于使用珠子来进行微滴操作流程的微滴执行机构技术的实例在以下中描述：2006年12月15日提交的名称为“Droplet-Based Particle Sorting”的美国专利申请第11/639,566号；2008年3月25日提交的名称为“Multiplexing Bead Detection in a Single Droplet”的美国专利申请第61/039,183号；2008年4月25日提交的名称为“Droplet Actuator Devices and Droplet Operations Using Beads”的美国专利申请第61/047,789号；2008年8月5日提交的名称为“Droplet Actuator Devices and Methods for Manipulating Beads”的美国专利申请第61/086,183号；国际专利申请第PCT/US2008/053545号，名称为“Droplet Actuator Devices and Methods Employing Magnetic Beads”，于2008年2月11日提交；2008年3月24日提交的名称为“Bead-based Multiplexed Analytical Methods and Instrumentation”的国际专利申请第PCT/US2008/058018号；2008年3月23日提交的“Bead Sorting on a Droplet Actuator”的国际专利申请第PCT/US2008/058047号；以及2006年12月11日提交的名称为“Droplet-based Biochemistry”的国际专利申请第PCT/US2006/047486号；上述专利申请的全部公开内容通过引用并入本文。珠子的特征可以在本发明的多路复用方面中被采用。具有适合于多路复用的特征的珠子以及检测且分析从这样的珠子发射的信号的方法的实例可以在以下中找到：2008年12月11日公布的名称为“Systems and Methods for Multiplex Analysis of PCR in Real Time”的美国专利公布第20080305481号；2008年6月26日公布的“Methods and Systems for Dynamic Range Expansion”的美国专利公布第20080151240号；2007年9月6日公布的名称为“Methods,Products,and Kits for Identifying an Analyte in a Sample”的美国专利公布第20070207513号；2007年3月22日公布的名称为“Methods and Systems for Image Data Processing”的美国专利公布第20070064990号；2006年7月20日公布的名称为“Magnetic Microspheres for use in Fluorescence-based Applications”的美国专利公布第20060159962号；2005年12月15日公布的名称为“Microparticles with Multiple Fluorescent Signals and Methods of Using Same”的美国专利公布第20050277197号；以及2005年6月2日公布的名称为“Multiplexed Analysis of Clinical Specimens Apparatus and Method”的美国专利公布第20050118574号。