[发明专利]用于流体致动的装置和方法

说明书

用于在数字微流控芯片中储存和分配液体的系统包括多个储器电极，其限定具有出口和与所述出口相对的第一端的储器，所述储器被配置为与靠近所述出口的至少一个装置电极流体连通，所述至少一个装置电极和所述多个储器电极中的至少一个被配置为产生电致动力以从所述储器通过所述出口分配至少一个液滴。所述多个储器电极包括靠近所述第一端的第一储器电极、靠近所述出口的储器出口电极和设置在所述第一电极和所述储器出口电极之间的至少一个中间储器电极。所述第一储器电极、所述储器出口电极和所述至少一个中间储器电极在平面图中的各自的电极表面积大于或等于所述至少一个装置电极中的每一个的电极表面积。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年6月3日提交的美国临时专利申请62/856,584的权益，该申请以其整体通过引用并入本文。

背景技术

公开主题的领域

所公开主题涉及用于流体致动的装置、系统和方法，例如在用于进行分析物分析的集成装置中。

相关技术的描述

分析装置通常需要处理样品（例如生物流体），以制备和分析离散体积的样品。数字微流控允许处理离散体积的流体，包括电移动、混合和分裂设置在两个表面之间的缝隙中的流体液滴，其中两个表面中的至少一个包括涂覆有疏水性材料和/或介电材料的电极阵列。此外，数字微流控允许使用可以被快速分析的微小样品并且采用最小化仪器进行准确且精确而又灵敏的分析。

数字微流控可用于样品制备，例如但不限于，用于制备用于分析的流体样品。样品制备模块可以包括用于处理样品和试剂的流体液滴的多个电极。此类样品和试剂可以容纳在作为集成装置的一部分的储器中，当需要用于样品制备或分析时，可以将预定体积从储器分配到装置表面。然而，从储器分配预定体积的流体可能是个挑战，因为从储器分配的流体体积可能不一致或不准确。此外，由于随着流体液滴从储器分配，储器中剩余的流体体积减少，从储器分配的更多流体液滴的体积会越来越不一致或不准确。在一些情况下，至少在没有手动干预的情况下，储器中的流体的一些剩余部分可能无法从储器中推出，这会导致浪费。

因此，仍然需要改进此类装置和系统。此类改进包括被配置成改进从储器分配液滴的可靠性和/或允许储器中的大部分或全部流体被分配的储器。

概述

所公开主题的目的和优点将在以下描述中阐明并从以下描述中显而易见，以及将通过所公开主题的实践而习得。所公开主题的附加优点将通过在书面描述及其权利要求中以及从附图中特别指出的方法和系统来实现和获得。

为了实现这些和其他优点并且根据所公开主题的目的，如所体现和广泛描述的，所公开主题包括用于在数字微流控芯片中储存和分配液体的系统。所述系统通常包括多个储器电极，其限定具有出口和与所述出口相对的第一端的储器。所述储器被配置为与靠近所述出口的至少一个装置电极流体连通。所述至少一个装置电极和所述多个储器电极中的至少一个被配置为产生电致动力以将至少一个液滴从所述储器通过所述出口分配到所述至少一个装置电极。所述多个储器电极包括靠近所述第一端的第一储器电极、靠近所述出口的储器出口电极和设置在所述第一储器电极和所述储器出口电极之间的至少一个中间储器电极。所述第一储器电极、所述储器出口电极和所述至少一个中间储器电极在平面图中的各自的电极表面积大于或等于所述至少一个装置电极中的每一个的电极表面积。

所述储器可以被配置为储存母液体积，并且所述至少一个装置电极和所述多个储器电极中的至少一个可以被配置为在所述母液体积的至少一部分上产生相反的电致动力以从所述母液体积分配所述至少一个液滴。附加地或替代地，所述多个储器电极可以被配置为产生联合的电致动力以将所述母液体积推向所述出口以允许基本所有的所述母液体积通过所述出口被分配。