[发明专利]数字微流控设备和方法

说明书

提出了数字微流控(DMF)装置、系统、设备和相关联的流体操纵和提取设备，以及使用它们的方法。该设备可用于临床、实验室、化学或生物样本的分析。流体施加和提取接口设备可以包括具有流体收集器的废物储存器和延伸穿过废物储存器的转移导管，使得流体可以从转移导管进入废物储存器并被截留在废物室内。转移导管可以被配置为在自身上折回并保持流体样本。DMF装置可以被配置为保持和处理大样本体积。

相关申请的交叉引用

本专利申请要求于2016年12月28日提交的标题为“DIGITAL MICROFLUIDICDEVICES AND METHODS”的美国临时专利申请第62/439,641号的优先权。本专利申请还要求于2017年9月1日提交的标题为“DIGITAL MICROFLUIDICS DEVICES AND METHODS OF USINGTHEM”的美国临时专利申请第62/553,743号的优先权。本专利申请还要求于2017年9月12日提交的标题为“DIGITAL MICROFLUIDICS DEVICES AND METHODS OF USING THEM”的美国临时专利申请第62/557,714号的优先权。这些专利申请中的每一个通过引用以其整体并入本文。

通过引用并入

本说明书中提及的所有公开和专利申请均通过引用以其整体并入本文，其程度如同每个单独的公开或专利申请被明确地和单独地指出以通过引用并入。

领域

本公开涉及数字微流控设备和相关联的流体操纵和提取设备，以及使用它们的方法。

背景

数字微流控(DMF)是一种简单而精确地操纵流体的微尺度液滴的强大技术。DMF在化学、生物和医疗应用中迅速变得受欢迎，因为它允许直接控制多种试剂(不需要泵、阀门或管件(tubing))，易于处理固体和液体(没有通道堵塞)，并且与甚至麻烦的试剂(例如有机溶剂、腐蚀性化学品)兼容，因为疏水表面(典型地涂有特氟隆)是化学惰性的。然而，DMF面临的一个持续挑战是处理“真实世界”的样本，这些样本典型地包含大于DMF设备容易容纳的流体体积的流体体积，所含的感兴趣分析物在浓度上太稀以至于无法在没有预先浓缩的情况下支持下游处理和检测。一些研究小组已经证明液滴可以从包含在设备外容器中的大体积(数百微升至毫升)分配到DMF设备上；然而，这仅仅部分地解决了这一挑战，因为在设备上处理数百或数千个液滴以收集足够的分析物用于进一步操纵通常不是一个现实的策略。在引入到DMF设备中之前，在设备外浓缩可能是对于试剂的良好解决方案，因为试剂通常是大批量制备的以用于数百或数千个反应。然而，样本分析物的设备外浓缩必须对每个样本独立进行，这需要大量的人工劳动(或机器人系统)，并有污染样本和工人接触样本的风险。

为了应对这一挑战，我们开发了一种新型接口，在该接口中，集成的配套模块重复驱动DMF设备上的大体积样本的整体，从而将分析物置于设备上。为了证明该系统的实用性，从人血浆中提取了微小RNA(miRNA)，并在DMF设备本身中进一步纯化。该系统被设计用于容易重新配置和重新编程，以适应广泛的样本类型和体积。

公开概述