[发明专利]实施液滴膨胀的系统和方法

说明书

相关申请和用于参考的引入

前述的申请，文中引用的或其审查过程中的所有文献(“申请引用文献”)，以及在申请引用文献中引用或参考的所有文献，以及文中引用或参考的所有文献(“文中引用的文献”)，以及在文中引用的文献中引用或参考的所有文献，连同任何制造商的说明、描述、产品技术规格书，以及用于文中提及或文中参考引入的任何文献中提及的任何产品的产品文件，由此均以参照的方式引入到文中，并可在本发明的实践中采用。具体来说，所有参考文献以参见的方式引入，就如每个个别的文献是专门地和单独地表明要以参见的方式被引入。

技术领域

本发明涉及微流体学的技术领域。更具体来说，本发明涉及用于增大液滴体积的微流体装置。

背景技术

微流体学过程可使用液滴作为执行化学或生物反应的反应容器。在如此的过程中，该过程通常被称作液滴微流体学，通过将另外的流体引入到液滴内，如此过程可理想地增大液滴的体积。该能力允许液滴的内含量得到很大稀释，这是控制液滴内物种浓度所希望的，并能够将一个液滴的内含量进一步分隔或划分为多个液滴，以便于操作或检测。

例如，为了在一个或多个液滴内进行简单的生化酶化验，可通过注射将酶分子和酶底物引入到液滴内，其后进行孵化，通常是光学检测步骤。在某些情形中，可能希望将初始液滴分为许多个液滴。在这些情形中，初始液滴大小可以是很小，这样，当划分液滴时，生成的液滴体积不足以维持过程的进行。

对此的一个解决方案是，通过将液体皮升尺寸的体积添加到液滴(例如使用皮可注射方法)来提高液滴的尺寸(例如，Abate等人的文章“使用皮可注射器采用微流体学的高通量注射”，PNAS(2010)，卷107，页码19163-19166)。然而，皮可注射的巨大挑战是，难于将液滴体积增大到其初始体积的两倍以上。在另一实例中，液滴合并要求形成体积远大于初始液滴的液滴，以便与初始液滴的注射相同步，这在技术上是富有挑战的程序。尽管皮可注射(picoinjection)解决了同步问题，但它不能将液滴体积增大到其初始体积的两倍以上。因此，需要一个可提供的和有效的系统、方法和套件，来使液滴体积增大到其初始体积的许多倍，以提高基于液滴的微流体学的特性和适用性。

以下的本发明提供一个系统、方法和套件来使液滴体积(因此尺寸)相对于其初始体积增大，从而导致提高基于液滴的微流体学的特性和适用性。

本申请中对任何文献的引用或认同并不承诺如此的文献作为现有技术可提供给本发明。

发明内容

本发明总的涉及用于实施液滴膨胀的系统。本发明系统的一个实施例涉及实施液滴膨胀的微流体装置，其中，液滴体积增大到大于其初始体积，由此，稀释存在于液体中并且乳化的物种的浓度(若有的话)。微流体装置可包括至少一个让液滴流过的微流体通道。微流体装置还可包括至少一个流体储器，该流体储器包括用于流过一个或多个微流体通道的液滴膨胀的流体(“膨胀流体”)。至少一个流体储器中的每个还可包括至少一个膨胀器，其中，每个膨胀器可包括一个或多个膨胀器喷嘴，其中，每个膨胀器喷嘴可在被称作“膨胀接口”的区域处与微流体通道交界。流体储器还可包括一系列直列式(in-line)膨胀器，其中，每个膨胀器可包括一个或多个膨胀器喷嘴，其中，每个膨胀器喷嘴可在相应膨胀接口处与微流体通道交界。微流体装置还可包括干扰装置，以干扰微流体通道内流动的液滴和膨胀器内流体之间的至少一部分接口，导致将相对受控的流体体积膨胀到液滴内，因此，相对于膨胀前的液滴体积，增大了液滴体积。

本发明还涉及实施液滴膨胀的方法，该方法包括如前描述的并要在文中进一步描述的微流体装置。

本发明还涉及套件，该套件包括如前描述的并要在文中进一步描述的微流体装置和实施液滴膨胀的试剂。

因此，本发明的目的在本发明范围内不包括任何先前已知的产品、制造该产品的过程，或使用该产品的方法，使得申请人保留权利并由此披露任何先前已知的产品、过程或方法的放弃的主张。还要指出的是，本发明并不意图包括纳入本发明范围之内的任何产品、过程或产品的制造或使用该产品的方法，它们不满足USPTO(35U.S.C.§112，第一段落)或EPO(EPC的条款83)的书面描述和生效要求，这样，申请人保留权利并由此披露任何先前描述的产品、制造产品的过程或使用该产品的方法的放弃的主张。