本发明专利技术提供用于形成和/或合并微流体系统中的珠滴的方法和装置。在某些实施方案中，提供了一种微流体珠滴合并部件，所述部件包括：中央通道，所述中央通道包括被设置并间隔开以产生多个横向通路的多个元件，所述多个横向通路将载体流体从流体流引流出去，所述流体流包括包含于所述载体流体中的第一流体的珠滴；和可变形横向膜片阀，所述可变形横向膜片阀被设置来控制所述中央通道的宽度。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】局速按需微流体珠;向生成和?呆控 相关申请的交叉引用 本申请要求2013年3月15日提交的USSN61/798,516的权益和优先权，其全文出于 所有目的W引用的方式并入本文。 政府资助的声明 本专利技术是在政府的支持下根据国家科学基金会(化tional Science Foundation) 授予的资助号ECCS 0901154进行的。政府享有本专利技术中的某些权利。
技术介绍
[000引在过去的十年中，微流体系统已经发展成为用来执行高通量化学和生物的有价值 的仪器平台（deMello(2006)Na1:ure ,442:394-402)。当执行复杂的化学或生物分析时，可控 制地将珠滴合并在分段流动系统中的能力是重要的（Shestopalov等人(2004)Lab Chip，4: 316-321)。遗憾的是，W连续的方式对多个珠滴进行可控合并并不简单。尽管在微流体系统 中产生的乳液处于热力学亚稳态，但是由于在界面张力、微通道的表面形状和如珠滴大小、 珠滴速度和珠滴粘性的流体特性的微小变化，合并的过程并未被证明是可预测的（例如参 见F^ierstman等人（2007)Science, 315:828-832)。 珠滴合并在包括连续反应化im等人(2006)Anal.Chem. ,78(23):8011-8019)、细胞 的多步骤操控化e等人(2005)Anal.Chem. ,77(6):1539-1544)、高通量生物鉴定法（Srisa-Art等人(2007)Anal.化em. ,79:6682-6689)等的许多应用中是重要的或必要的。另外，W高 通量的方式合并和分离珠滴或气泡的能力可影响用于交换化学信息和电子信息的气泡逻 辑系统的使用（Prakash 和 Gershenfeld(2007)Science, 315(5813): 832-835)。 在通常的珠滴合并过程中设及到相对较长的时间和相对较大的空间尺度。例如， 时间尺度可在用于一些化学反应情况下的亚微秒到用于基于细胞阵列的许多小时和甚至 天数的范围内变化。类似地，例如在待被合并的珠滴之间和在珠滴与相互反应W驱使合并 过程的部件界面之间也存在较大的空间尺度。 已经研发出了若干种技术来合并珠滴。运些技术是有源的并且设及如电场的部件 (Priest等人（2006)Appl.Phys. Lett. ,89: 134101 : 1-134101 :3;Ahn 等人（2006) Appl.Phys丄ett. ,88:264105)，或是无源的并且利用流体导管表面特性（Fidalgo等人 (2007)Lab Chip，7(8) :984-986)或结构（Tan等人(2004)Lab Chip，4(4) :292-298)。
技术实现思路
在各种实施方案中，提供了（例如，用于集成到微流体系统如忍片实验室（lab-on-a-chip)系统等中的)微流体珠滴合并部件。在说明性但非限制性的珠滴合并结构包括中央 通道，所述中央通道包括多个元件(例如，微柱阵列），所述多个元件被设置并间隔开W产生 多个横向通路，所述多个横向通路将载体流体从流体流引流出去，所述流体流包括包含于 所述载体流体中的第一流体的珠滴;和可变形横向膜片阀，所述可变形横向膜片阀被设置 来控制所述中央通道的宽度。不同数目的珠滴的捕获和合并可由横向通路和/或形成此类 通路(例如，微柱阵列结构）的元件的间隔和布置、定时和可变形横向膜片阀的结构大小控 审IJ。可变形横向膜片(膜片阀）例如在捕获结构的下游处形成可控制的、尺寸可变的收缩。通 过控制收缩大小和定时，可在离开所述装置之前捕获和合并不同数目的珠滴。本专利技术也提 供了微流体珠滴生成器和包括一个或多个微流体珠滴生成器和/或一个或多个珠滴器合并 结构的装置。 在各个方面，本文设想的专利技术可包括但不限于，任何一个或多个W下实施方案： 在各个方面，本文设想的专利技术可包括但不限于，任何一个或多个W下实施方案： 实施方案1: 一种微流体珠滴合并部件，所述部件包括：中央通道，所述中央通道包 括多个元件，所述多个元件被设置并间隔开W产生多个横向通路，所述多个横向通路将载 体流体从流体流引流出去，所述流体流包括包含于所述载体流体中的第一流体的珠滴;和 可变形横向膜片阀，所述可变形横向膜片阀被设置来控制所述中央通道的宽度。 实施方案2:如实施方案1所述的珠滴合并部件，其中所述膜片阀为气动致动的横 向膜片阀。 实施方案3:根据实施方案1-2中任一项所述的珠滴合并部件，其中所述中央通道 的宽度根据在下游通过所述多个横向通路的距离而减小。 实施方案4:根据实施方案1-3中任一项所述的珠滴合并部件，其中所述横向通路 的宽度小于在同一位置处所述中央通道的宽度并且小于在中央通道中珠滴的平均直径。 实施方案5:根据实施方案1-4中任一项所述的珠滴合并部件，其中所述多个元件 包括微柱阵列。 实施方案6:根据实施方案1-5中任一项所述的珠滴合并部件，其中所述阀位于所 述多个元件中最后一个处或其下游。 实施方案7:根据实施方案5所述的珠滴合并部件，其中所述微柱阵列包括形成在 下游方向上倾斜的横向通道的柱对。 实施方案8:根据实施方案7所述的珠滴合并部件，其中所述阀位于最后（下游)柱 对处或其下游。 实施方案9:根据实施方案1-8中任一项所述的珠滴合并部件，其中所述柱被配置 来提供从约0. lym到约1 ΟΟμηι范围的柱间间距。 实施方案10:根据实施方案1-8中任一项所述的珠滴合并部件，其中所述柱被配置 来提供从约0. lym到约1 Ομηι范围的柱间间距。 实施方案11:根据实施方案1-10中任一项所述的珠滴合并部件，其中所述可变形 横向膜片阀被配置来在所述多个元件的下游端处形成可控的、尺寸可变的构造。 实施方案12:根据实施方案1-11中任一项所述的珠滴合并部件，其中所述可变形 横向膜片阀被配置来水平地发生变形。 实施方案13:根据实施方案1-11中任一项所述的珠滴合并部件，其中所述可变横 向膜片阀被配置来垂直地发生变形。 实施方案14:根据实施方案1-13中任一项所述的珠滴合并部件，其中所述微柱阵 列由选自由玻璃、金属、陶瓷、矿物质、塑料和聚合物组成的组的材料形成。 实施方案15:根据实施方案1-13中任一项所述的珠滴合并部件，其中所述微柱阵 列由弹性材料形成。 实施方案16:根据实施方案15所述的珠滴合并部件，其中所述弹性材料选自由聚 二甲基硅氧烷(PDMS)、聚締控塑性体(POP)、全氣聚乙締(a-PFPE)、聚氨醋、聚酷亚胺和交联 的HO VOL AC敏（苯酪甲醒聚合物)树脂组成的组。 实施方案17: -种微流体珠滴生成器，所述生成器包括:第一微流体通道，所述第 一微流体通道包含第一流体，所述第一流体邻近于包含第二流体的第二微流体通道，其中 所述第一流体基本上不与第二流体混溶;和空化通道或腔室，其中所述空化通道或腔室的 内容物通过可变形通道壁或腔室壁与所述第一微流体通道的内容物分离，其中所述空化通 道或腔室被配置来容许所述可变形通道壁或腔室壁在所述空化通道或腔室中形成气泡时 发生变形，和其中所述空化通道或腔室被设置在所述第一微流体通道之上或之下。 实施方案18:如本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种微流体珠滴合并部件，所述部件包括：中央通道，所述中央通道包括被设置并间隔开以产生多个横向通路的多个元件，所述多个横向通路将载体流体从流体流引流出去，所述流体流包括包含于所述载体流体中的第一流体的珠滴；以及可变形横向膜片阀，所述可变形横向膜片阀被设置来控制所述中央通道的宽度。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：龚育谆，邱培钰，吴婷翔，陈玥，迈克尔·A·泰特尔，
申请(专利权)人：加利福尼亚大学董事会，
类型：发明
国别省市：美国;US
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