[发明专利]微流体装置和其使用方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求以下美国临时专利申请各自的优先权，所述临时专利申请各自以全文引用的方式并入：2013年8月27日提交的61/870,336；2013年9月9日提交的61/875,312；2013年10月29日提交的61/896,766；2013年11月19日提交的61/905,914；2013年9月23日提交的61/881,040；2013年11月19日提交的61/905,927；和2014年2月3日提交的61/934,889。

背景技术

微流体方法通常利用乳液的使用，所述乳液含有分散液相被不混溶连续液相包围的液滴。液滴可用作化学或生物反应的反应容器，用作储存容器，和/或用作分离和隔开分子如化学或生物要素的方法。利用在乳液表面上的适当化学剂如表面活性剂，可使液滴“稳定”，这意味着它们当彼此接触时基本上避免混合和合并。这种稳定性允许创建由不同化学或生物组分构成的液滴的群体或库，所述液滴可储存在大致相同体积的空间中而在一个液滴与另一个液滴的组分之间和/或其中无混合或污染。

目前，液滴在微流体装置中流动，其中许多液滴被注入来自单个大液滴(在本文可互换地称为“大液滴”或“汽泡(slug)”)的样品或另一种离散的在线样品。通常创建液滴的时间“组”，这意味着多个依序编号的液滴将被注入相同类型的较大液滴，从而产生一组基本上相似的液滴。在给定样品中可能具有许多组液滴。随着新注入的液滴在微流体装置内的整个微流体通道中流动，所述液滴通常自身混合并重新排列，导致限定组液滴的损失，从而在检测和数据分析下游造成问题。

在一些情况下，以交替方式用所关注的样品标记微流体网络中的乳液液滴可能是有利的。这样做可确保液滴当它们进行后续检测过程时可区分，而在相邻液滴之间无检测重叠。例如，如上文所讨论的液滴组可通过具有不同标记或通过一组具有标记而另一组缺乏所述标记来区分。

微流体装置可使用由连续相和分散相构成的液体乳液，其中所述分散相可包括充当容器的微滴，在所述微滴中可进行化学或生物反应。为了执行这些反应，可在微滴上执行不同功能，例如将试剂和反应组分(例如，细胞、蛋白质和核酸)装载到微滴中，接着对所述微滴进行温育、分选和/或光学检测。例如，当将多种试剂引入一个或多个微滴中时，微滴之间的连续相的体积可能使得试剂被依序注入任何给定微滴中，即，一次一个而不是一次一个以上以避免交叉污染。反之，当将微滴储存在温育腔室中或使微滴通过温育通道时，连续相的体积分数必须降低以使得所述微滴被紧密堆积并以恒定速度一致地移动，以及最小化微流体装置内所需的空间量。

本文解决了这些和其他问题。

发明内容

在一些实施方案中，提供用于使两种或更多种先前形成的不同标记的微滴群体交替流动的系统。在一些实施方案中，所述系统包括：微流体装置，其具有用于不同标记的微滴的两个或更多个入口，和与联合微流体通道形成连接点的至少两个微流体通道，其中所述系统被配置为允许所述微滴以交替方式从所述两个或更多个入口通过所述微流体通道流向所述联合微流体通道。

在一些实施方案中，所述系统还包括与两个微流体通道流体连通和在两个微流体通道之间流体连通的连接通道，所述连接通道被配置为允许连续相流体而非微滴在所述微流体通道之间流动。

此外提供使两种或更多种先前形成的不同标记的微滴群体交替流动的方法。在一些实施方案中，所述方法包括：提供如权利要求1或2所述的微流体装置，其中在两个或更多个入口的第一入口中的第一微滴和在两个或更多个入口的第二入口中的第二微滴被不同标记；和造成所述第一微滴和所述第二微滴以交替方式流入联合微流体通道中。

此外提供用于标记微滴和使不同标记的微滴交替流动的系统。在一些实施方案中，所述系统包括：用于连续相内的微滴的至少一个入口，在一端连接至所述至少一个入口并且在另一端与联合微流体通道形成连接点的至少两个微流体通道，和被配置以标记所述微流体通道之一中的微滴的标记装置；其中当所述微滴通过所述至少两个微流体通道流向所述联合微流体通道时，所述标记装置对在所述微流体通道之一中流动的微滴进行标记。

在一些实施方案中，所述标记是不混溶标记。