[发明专利]用于微流体系统的可置换盒体

说明书

相关专利申请

本申请涉及本申请人的未发表的共同未决专利申请US 13/304,481，2011年11月25日，以及US 13/188,584，2011年7月22日，其全部内容出于所有目的，于此处的作为明确参考。

技术领域

本发明涉及一种可置换盒体，其可被用于数字微流体系统上或内，用于处理液滴内的样品。所述数字微流体系统包括由基底支撑的电极阵列，以及中央控制单元，用于控制此电极阵列的单个电极的选择，并且用于为其提供单个电压脉冲，从而利用电湿润处理液滴。本发明也涉及一种数字微流体系统，用于简化液滴驱动分子技术；并且涉及一种替代方法，用于处理数字微流体系统或装置内的液滴内的样品。

相关现有技术

自动化液体处理系统在本领域广为人知。一种示例是得自本申请人(Tecan Schweiz，Seestrasse 103，CH-8708 Switzerland)的Freedom 机器人工作站。此装置允许在独立仪器中或在与分析系统的自动连接中进行自动化处理。这些自动化系统通常需要处理更大量的液体(微升～毫升)。它们也为较大的系统，不设计为移动设备。

许多用于解决生物样品的自动化处理的方法源于微流体领域。此技术领域通常涉及小体积液体的控制和处理，通常为毫米或纳米级形式。通道系统内的液体移动本质上已知为，例如，由静止装置中的微型泵或旋转实验器具内的向心力控制。在数字化微流体中，将确定的电压施加至电极阵列的电极，如此单个液滴被定位(电湿润)。

对于电润湿方法的通常看法，请见Washizu，IEEE Transactions on Industry Applications，34卷，第4号，1998，以及Pollack et al.，Lab chip，2002，卷2，96～101。简要地，电湿润指的是一种方法，利用优选为由疏水层覆盖的微电极阵列移动液滴。通过将特定的电压施加至所述电极阵列的电极，诱发所述液滴的表面张力的变化，所述变化存在于被定位的电极。因此，在所述液滴的运动中，这导致了所述液滴在定位电极上的接触角的显著变化。针对此种电湿润过程，已知有两种用于设置电极的基本方法：使用带有诱发液滴移动的电极阵列的单一表面，或者加入第二表面，所述第二表面对置于相似的电极阵列，并且其提供至少一个接地电极。所述电湿润技术的主要优点是，仅仅需要少量体积的液体，例如，单个液滴。如此，液体处理可以在相当短时间内进行。此外，所述液体移动的控制可以完全电控，从而自动化处理样品。

从美国专利号5,486,337已知一种用于通过电湿润处理液滴的装置，其使用带有电极阵列的单一表面(电极的单平面布局)。所有电极被安放在载体基底的表面，降入所述基底，或者被不可润湿的表面覆盖。电压源被连接至所述电极。通过将电压施加至后续电极，所述液滴被移动，如此，根据电压到所述电极的施加顺序，引导所述液滴在所述电极上移动。

从US 6,565,727，已知一种用于毫米级别控制液滴移动的电湿润装置(电极的双面布局)。此装置的每个表面包括多个电极。所述电极阵列的驱动电极优选为利用位于每个的单个电极的边缘的凸起，交叉设置。所述两个相对阵列形成了间隙。引向所述间隙的所述电极阵列的表面优选为由电绝缘的疏水层覆盖。所述液滴位于所述间隙内，并且通过连续地将多个电场施加到多个位于所述间隙的对侧的多个电极上，所述液滴在非极性填充液内移动。

从WO 2010/069977A1已知带有聚合物薄膜的容器，用于处理其上液滴内的样品。生物样品处理系统包括用于大量处理的容器以及带有下表面和疏水上表面的平面聚合物薄膜。所述平面聚合物薄膜通过突起与所述容器的底侧保持一定距离。当所述容器位于所述薄膜上时，此距离限定至少一个间隙。液滴处理仪器包括至少一个用于促使液滴移动的电极阵列。也公开了支撑所述至少一个电极阵列的基底以及所述液滴处理仪器的控制单元。所述容器和所述薄膜被双向附着至所述液滴处理仪器。如此，所述系统允许，通过所述容器的通道，将至少一个液滴移动到所述平面聚合物薄膜的疏水上表面和所述至少一个点击阵列上。所述液滴处理仪器实现为通过电湿润控制所述液滴在所述平面聚合物薄膜上的导向运动，并且实现为在其上处理所述生物样品。