[发明专利]用于液滴检测的系统和方法

说明书

用于从乳剂的液滴检测信号的系统和方法。示例性系统可包括流体输送装置，该流体输送装置具有：管件，该管件具有用于吸入液滴的开口端；分离器，该分离器用于将液滴以单列形式布置并用于使单列的液滴彼此分隔开；以及与检测器光学连通的检测通道，该检测器被配置成用于从液滴检测信号。在一些实施例中，分离器可具有通道结和锥形间隔通道，单列形式的液滴的流与间隔流体的流在该通道结处组合，锥形间隔通道从通道结朝向检测通道向下游延伸。在一些实施例中，流体输送装置可从各自的源吸入包含液滴的流体和间隔流体通过检测通道。在一些实施例中，在液滴通过检测通道之前，可以使其经受分解例程。

优先权申请的交叉引用

本申请根据35U.S.C.§119(e)基于并要求2017年6月28日提交的美国临时专利申请序列第62/526,259号的权益，该申请出于所有目的通过引用以其整体并入本文。

其他材料的交叉引用

本申请出于所有目的通过引用将以下材料以其整体结合在本文中：2010年7月8日公开的美国专利申请公开第2010/0173394A1号；2011年9月8日公开的美国专利申请公开第2011/0217712A1号；2011年12月22日公开的美国专利申请公开第2011/0311978A1号；2012年7月26日公开的美国专利申请公开第2012/0190033A1号；2016年12月29日提交的美国专利申请序列第15/394,605号；以及2016年12月29日提交的美国专利申请序列第15/394,624号。

引言

可以使用基于乳剂的策略分析生物样本的核酸靶标的水平。在将样本划分成液滴之前，可以将其与试剂结合以支持靶标的扩增，诸如通过聚合酶链反应(PCR)。然后可以形成包括包含样本的液滴的乳剂，其中靶标仅存在于液滴的子集中。乳剂可以被加热(诸如被热循环)，以鼓励靶标在包含靶标的至少一个副本的每个液滴中的的扩增。可以从液滴检测信号，以允许确定哪些液滴包含扩增的靶标。靶标的水平可以使用针对靶标为正液滴数(或为负的液滴数)和液滴总数来计算，这被描述为数字测定。

乳剂的液滴可以在宏观流体环境中处理，接着在微观流体环境中处理。例如，液滴可在宏观流体环境(例如，密封孔)中热循环，而液滴处于体相形式的乳剂内。然后，乳剂的液滴可以从体相形式转移到微观流体环境中，以用于检测来自逐个通过微观流体通道的检测区域的液滴的信号。已经描述了与传输相关的检测系统，该检测系统用于将液滴从体相乳剂转移到微流体环境，并且用于组织液滴以供连续通过检测通道，从该检测通道中检测信号(例如，参见美国专利申请公开第2010/0173394 A1号和美国专利申请公开第2011/0311978 A1号)。

基于液滴的数字测定通常依赖于对来自乳剂的液滴总数的统计分析以获得结果。通常，当使用更多数量的液滴时，该测定会更加准确，并且液滴具有均匀的大小，使得每个液滴接收到靶标的副本的概率相同。液滴大小不可避免的变化会降低准确度。为了校正这些变化，可以通过测量其通过检测通道的检测区域的行进时间来确定每个液滴的大小。例如，液滴对光的偏转可以在从检测区域检测到的偏转信号中产生波形，其中该波形的宽度对应于液滴的大小。然而，偏转信号作为液滴大小的准确报告者的可靠性可能取决于流体/液滴通过检测通道的均匀流速以及液滴之间的均匀间隔。

有利的是，将高百分比的乳剂的液滴传输到检测系统中，使液滴使用最大化，并使液滴以相对恒定的速率并且彼此良好间隔地快速地通过系统的检测通道。然而，随着时间的推移，各种因素会减少液滴传输效率和乳剂吞吐量、以及流体流动和液滴间隔的均匀性。这些效率降低会使液滴测定较不准确且不可再现，因为从较少的液滴收集到的数据、从各个液滴检测到的信号可能受到可变的液滴变形的影响，并且对液滴大小变化的各个校正可能不可靠。

需要改善液滴检测系统。这些经改善的系统可以产生检测通道中更高的液滴利用率、更大的乳剂吞吐量、更一致的流速和液滴间距、和/或较少变化的液滴形状等。