用于形成乳液的系统技术方案

用于形成乳液的系统，包括方法、装置和套件。该系统可以包括仪器和由该仪器接收的微流体芯片。该仪器可以向由芯片保持的预期的乳液相施加压力以便在芯片中驱动乳液的形成和收集。在一些实施方案中，当该仪器检测出满足预定条件的压力变化时，该仪器可以停止向芯片施加压力。该变化可以指示出已经到达液滴产生的终点。

A system for forming emulsions

A system for forming emulsions comprising methods, devices, and kits. The system may include an instrument and a microfluidic chip received by the instrument. The apparatus can apply pressure to the desired emulsion phase held by the chip in order to drive the formation and collection of emulsions in the chip. In some embodiments, the instrument may stop applying pressure to the chip when the instrument detects a change in pressure that satisfies a predetermined condition. This change can indicate the end point that has reached the droplet.

【技术实现步骤摘要】
用于形成乳液的系统本申请是申请日为2011年11月1日，申请号为201180063846.4，专利技术名称为“用于形成乳液的系统”的申请的分案申请。优先权申请的交叉引用本申请要求以下早期申请的优先权：2010年11月1日提交的美国临时专利申请序列号61/409,106；2010年11月2日提交的美国临时专利申请序列号61/409,473；以及2010年11月5日提交的美国临时专利申请序列号61/410,769。以上每个临时专利申请的全文通过引用并入本文用于所有的目的。附加材料的交叉引用本申请出于各种目的以全文引用的方式将下列材料包括在此：美国专利号7,041,481，授权于2006年5月9日；美国专利申请公开号2010/0173394A1，公开日期为2010年7月8日；美国专利申请公开号2011/0217712A1，公开日期为2011年9月8日；PCT专利申请号WO2011/120024，公开日期为2011年9月29日；和JosephR.Lakowicz,PrinciplesofFluorescenceSpectroscopy(2ndEd.1999)。引言许多生物医学应用都依赖于样品的高通量分析。例如，在研究和临床应用中，使用靶特异性试剂的高通量遗传测试可以提供核酸靶的准确以及精确的定量，以用于药物发现、生物标记发现和临床诊断等。乳液很有希望用于改革高通量分析。乳化技术可以产生大量的含水液滴，这种含水液滴用作生化反应的独立反应室。例如，含水样品(例如，20微升)可以分割成液滴(例如，每一纳升20,000个液滴)，以便于允许个体测试可以在每个液滴上进行操作。含水液滴可以悬浮在油上以生成油包水乳液(W/O)。可以使用表面活性剂来稳定乳液，以便于在加热、冷却、和运输期间降低液滴的聚结，从而实现待执行的热循环。因此，乳液已经用于使用聚合酶链式反应(PCR)在液滴中进行核酸靶分子的单拷贝的放大。在液滴中，数字分析可以通过对靶的单独分子存在的检测能力来实现。在基于液滴的示例性的数字分析中，在靶的有限的稀释度下，将样品分割成一组液滴(即一些不含有靶分子的液滴)。如果将靶分子随机地分配在液滴之间，依据液滴中靶的给定的平均浓度，在液滴中准确地发现0、1、2、3或更多的靶分子的概率是通过泊松分布进行描述的。相反，液滴中(因此也在样品中)靶分子的浓度可以通过液滴中分子的给定数目的发现概率来计算。对非靶分子的发现概率以及一个或多个靶分子的发现概率的估计可以在数字分析中测量。在二进制方法中，每个液滴可以通过测试以确定该液滴是否是阳性并且含有至少一个靶分子，或者确定该液滴是否是阴性并且不包含靶分子。液滴中没有发现靶分子的概率可以近似为测试后是阴性液滴的比例(“阴性比例”)，至少发现一个靶分子的概率近似为测试后是阳性的液滴的比例(“阳性比例”)。然后，阳性比例或阴性比例可用于泊松算法以计算液滴中靶的浓度。在其它情况下，数字测定分析可以产生大于二进制的数据。例如，该分析借助大于阴性(0)或阳性(＞0)(例如，0、1、或＞1分子；0、1、2，或＞2分子；或类似方式)的分辨率，可以测量有多少个靶分子存在于每个液滴中。改革生物医学分析的乳化前景需要用于形成乳液的有效系统。然而，可用系统可能不会有效地使用样品——样品的大部分可能不会加入到乳液中而是可能被浪费而不是被测试。另外，这种系统可能根本不是自动化的或者至少不能让用户在乳液形成期间是空闲的以便于从事其他的工作。在一些情况下，由于需要基本的技能以及为了成功地操作需要进行训练，所以这些系统可能是不方便于用户的。此外，该系统可能无法提供适当的保护以尽量减少样品的交叉污染。需要用于形成乳液的一种更好的系统。概述本公开提供了一种用于形成乳液的系统，其包括方法、装置和套件。该系统可包括仪器以及仪器容纳的微流体芯片。该仪器可以向容纳在芯片中的预期乳液相施加压力，用于驱动芯片中乳液的形成和收集。在一些实施方案中，当满足预定条件的压力变化由仪器检测到时，仪器可停止向芯片施压。该变化可以指示已经到达液滴产生的终点。本申请还包括以下内容：项目1.一种乳液形成的方法，包括：向保持预期的乳液相的微流体芯片施加压力，以在所述芯片中驱动液滴的形成和乳液的收集；监控压力以寻求满足预定条件的变化；以及当检测出所述变化时，停止所述压力的施加。项目2.根据项目1所述的方法，其中，所述芯片包括收集所述乳液的输出容器，并且其中，所述压力包括施加到所述输出容器的负压。项目3.根据项目1所述的方法，其中，所述芯片包括保持所述预期的乳液相的输入容器，并且其中，所述压力包括施加到所述输入容器的正压。项目4.根据项目1所述的方法，其中，所述芯片包括输入容器和输出容器，所述输入容器保持所述预期的乳液相，所述输出容器收集所述乳液，并且其中，所述压力包括施加到至少所述输入容器的子集的正压和施加到所述输出容器的负压。项目5.根据项目1所述的方法，其中，所述芯片提供用于保持所述预期的乳液相的输入孔，和用于收集所述乳液的输出孔。项目6.根据项目1所述的方法，其中，所述压力由气相施加，所述气相接触完全由所述芯片包含的液体。项目7.根据项目6所述的方法，其中所述气相由空气构成。项目8.根据项目1所述的方法，其中，所述压力是使用仪器施加的第一压力，所述仪器具有压力传感器，并且其中，所述压力传感器通过检测对应于所述第一压力的第二压力来监控所述第一压力。项目9.根据项目8所述的方法，其中，所述仪器包括流体组件，所述流体组件具有歧管，所述歧管提供多个端口，所述第一压力通过所述端口施加到所述芯片，其中，所述第二压力在所述流体组件的流体地连接到所述端口的区域中检测，并且其中，所述端口对流体流动提供阻力，所述阻力降低所述第一压力相对于所述第二压力的大小。项目10.根据项目9所述的方法，其中，所述歧管包括主通道和从所述主通道分支出的多个侧通道，其中，所述侧通道形成所述端口，并且其中，与所述侧通道的压力相比，所述第二压力更接近地对应于所述主通道内的压力。项目11.根据项目1所述的方法，其中，跟随液体进入所述芯片的一个或多个通道的空气导致压力的变化。项目12.根据项目11所述的方法，其中，所述预期的乳液相由所述芯片的多个输入孔保持，并且其中，只要所述输入孔中的一个是空的，就会发生压力的变化。项目13.根据项目1所述的方法，其中，所述预期的乳液相由输入容器保持，其中，所述压力的施加驱动所述相通过所述芯片的通道，用于液滴的形成和作为乳液在所述芯片的输出容器中的收集，并且其中，在空气随着液体从所述输入容器中的一个或多个进入到所述通道中的一个或多个之后，且在所述空气已经到达在所述输出容器中收集的所有乳液之前，停止所述压力的施加。项目14.根据项目1所述的方法，其中，所述预期的乳液相包括多个样品，并且其中，当每个样品的按体积计的至少约80％已经被转化成液滴时，停止所述压力的施加。项目15.根据项目1所述的方法，其中，所述压力由与垫片相接合的流体组件施加，所述垫片限定多个孔口，并且其中，所述孔口提供所述芯片和所述流体组件之间的流体连通。项目16.根据项目15所述的方法，还包括以下步骤：在施加所述压力之前，将所述垫片连接到所述芯片。项目17.根据项目15所述的方法，其中，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种形成乳液的方法，包括：驱动第一相和不混溶的第二相通过液滴产生器并沿着将所述液滴产生器连接到容器的流动路径向前，从而使得布置在所述第二相中的第一相液滴的乳液被收集在所述容器中；以及通过有选择地从所述容器反向地沿着所述流动路径驱动所述第二相来减小所述第二相在所收集的乳液中的体积分数。

【技术特征摘要】
2010.11.01 US 61/409,106;2010.11.02 US 61/409,473;1.一种形成乳液的方法，包括：驱动第一相和不混溶的第二相通过液滴产生器并沿着将所述液滴产生器连接到容器的流动路径向前，从而使得布置在所述第二相中的第一相液滴的乳液被收集在所述容器中；以及通过有选择地从所述容器反向地沿着所述流动路径驱动所述第二相来减小所述第二相在所收集的乳液中的体积分数。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述液滴产生器通过用于每个相应相的至少一个入口通道和运送所述乳液的出口通道的交叉来形成，并且其中，所述出口通道从所述液滴产生器延伸到所述容器的底部区域。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一相是包括核酸的水相，其中，所述第二相是油相，并且其中，所述乳液每滴具有所述核酸的平均约两个或更少的基因组当量。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述驱动的步骤包括以下步骤：向所述容器施加负气体压力以便将所述第一相和所述第二相吸入到所述容器。5.根据权利要求1所述的方法，其中，减小所述第二相的体积分数的步骤包括以下步骤：向所述容器施加正气体压力以便从所述容器中推压所述第二相。6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一相...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾米·L·海德森，唐纳德·A·马斯克利耶，凯文·D·奈斯，本杰明·J·辛德森，小安东尼·J·马卡利威兹，艾琳·R·史汀伯克，
申请(专利权)人：伯乐生命医学产品有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US