[发明专利]电润湿装置中的液滴界面

说明书

在包括致动电极阵列的电润湿装置中的液滴之间形成液滴界面。将致动信号施加到选定的致动电极，以使液滴置于通电状态，在所述通电状态中，与处于较低能量状态的液滴的形状相比，液滴的形状发生改变，并且使所述两个液滴靠近。然后改变致动信号以将液滴的能量降低到较低能量状态，使得液滴松弛到间隙中并且两个液滴彼此接触，从而形成液滴界面。在装置中使用感测电极允许测量液滴界面上的电流。感测电极可用于(i)在液滴致动期间施加参考信号，或(ii)记录电流测量。

技术领域

在一些方面，本发明涉及电润湿装置及其在流体介质中的液滴之间形成液滴界面的用途。在一些方面，本发明涉及电润湿装置，并且其用途是对使用电润湿形成的液滴界面进行测量。

背景技术

电润湿装置(例如电介质上电润湿(EWOD)装置)已知用于操纵流体介质中的液滴。

更详细地考虑这一点，电介质上的电润湿是用于通过施加电场来操纵流体液滴的公知技术，例如，如US2016/0305906中所公开的。以下文档中描述了EWOD装置的示例构造和操作。US-6,911,132公开了一种二维EWOD阵列，以在二维中控制液滴的位置和运动。US-6,565,727公开了用于其它液滴操作的方法，其包括液滴的分裂和合并，以及将不同材料的液滴混合在一起。US 7,163,612描述了基于包括薄膜晶体管(TFT)的薄膜电子器件的有源矩阵(AM)布置如何使用与AM显示技术中所采用的那些类似的电路布置控制电压脉冲对EWOD装置的寻址。这种一般类型的装置可以称为AM-EWOD装置。

已经提出使用EWOD装置来操纵这种液滴以在液滴之间形成液滴界面，所述液滴界面例如包括两亲性分子的膜。这为研究液滴界面本身以及在液滴界面处发生的过程提供了潜在有用的系统。在一个特别令人感兴趣的实例中，这样的过程可能涉及跨膜孔的插入，以及随后的特性测量，诸如可能依赖于分析物与这样的跨膜孔的相互作用的离子电流。

两亲性分子的膜(例如人造平面脂质双层)可以用作生物膜的简化模型，并且被广泛用于各种过程的研究，包括跨膜孔的表征，例如跨膜蛋白孔，例如离子通道。离子通道是一组跨膜蛋白孔，其在生物学上选择性地控制特定离子穿过细胞膜的运动，建立电压和电化学梯度，这是多种生物学过程的基础。

单个蛋白孔的单通道记录(SCR)是研究通道蛋白功能的有力手段。单通道记录测量通过单蛋白通道的离子电流的变化，并可以在单分子水平上检查电压依赖性、门控行为、配体结合亲和力和离子选择性。可以采用各种方法来形成脂质双层，例如Montal,M.Mueller,P.1972.Proceedings of the National Academy of Sciences of the UnitedStates of America 69,3561-3566所公开的。尽管被广泛使用，但平面脂质双层难以制备，并且它们的短寿命阻碍了它们在许多情况下的使用。

因此，已经提出了两亲性分子的其它膜。公开了平面脂质双层的替代物，例如，公开了形成两亲性分子双层的方法的WO-2008/012552使用在疏水介质例如油中的水溶液的液滴。

可以提供包含各自离子通道蛋白孔或纳米孔的两亲性分子的单个悬浮膜的阵列，例如WO-2014/064443中所公开的。可以测量两亲性膜的任一侧所提供的两种水溶液之间的离子电流，以表征例如多核苷酸的分析物，而例如包含能够确定多核苷酸序列的纳米孔阵列的MinION^TM的商用装置由Oxford Nanopore Technologies Ltd出售。