包括集成光纤感测的数字微流体（DMF）系统、DMF盒和方法技术方案

一种与仪器一起使用以执行流体的测量的盒，其包括数字微流体基板，数字微流体基板包括多个电润湿电极，多个电润湿电极可操作以在液滴操作间隙中对液体液滴执行液滴操作；顶板，与数字微流体基板分离以形成液滴操作间隙并且包括用于将液体注入所述液滴操作间隙中的开口；光纤组件，包括光纤探针，光纤探针突出到所述液滴操作间隙中并且具有位于电润湿电极中的一个或多个附近的感测端。极中的一个或多个附近的感测端。极中的一个或多个附近的感测端。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括集成光纤感测的数字微流体(DMF)系统、DMF盒和方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本专利申请要求于2020年1月22日提交的美国专利申请第62/964424号的优先权，其通过引用并入本文。


[0003]本公开涉及利用集成光纤感测的数字微流体(DMF)系统、DMF盒和方法。

技术介绍

[0004]数字微流体系统可用于操纵用于各种芯片实验室应用的液滴。光学感测技术通常与数字微流体系统一起使用，例如，用于检测液滴中的分析物。已经描述了用于在数字微流体系统中检测光的简单光纤传感器。然而，本领域需要增强用于使用数字微流体进行复杂分析的光纤感测的能力。

技术实现思路

[0005]本公开提供了与仪器一起使用以执行流体的测量的盒、用于操作盒的仪器以及制造和使用盒的方法。本公开还包括可用于组装本公开的盒的光纤组件。
[0006]在一个实施例中，盒包括数字微流体，数字微流体包括多个电润湿电极，多个电润湿电极可操作以在液滴操作间隙中对液体液滴执行液滴操作。盒还可以包括光纤探针，光纤探针突出到液滴操作间隙中至电润湿电极的两个或更多个的集合附近，使得位于两个或更多个电极的集合中的任何电极顶上的液滴将接触光纤探针。
[0007]在另一实施例中，盒包括数字微流体基板和顶板，数字微流体基板包括可操作以对液滴操作间隙中的液体液滴执行液滴操作的多个电润湿电极，顶板与数字微流体基板分离以形成液滴操作间隙并且包括用于将液体注入液滴操作间隙中的开口。盒还可以包括光纤组件，光纤组件包括光纤探针，光纤探针突出到液滴操作间隙中并且具有位于一个或多个电润湿电极附近的感测端。
[0008]在某些实施例中，突出到液滴操作间隙中的光纤探针位于电润湿电极中的两个或更多个的集合附近，使得位于两个或更多个电极的集合中的任何电极顶部的液滴将接触光纤探针。探针可以包括配体。盒中的液滴可由电润湿电极控制以接触光纤探针。可以使用低粘度油或其他填充物质(例如，填充流体)来填充液滴周围的间隙。
[0009]本公开还提供了进行测定的方法。该方法可以包括提供包括配体的光纤探针；提供体积小于约1000nL并且包括可能对配体具有亲和力的分析物的液滴；使液滴与探针的末端接触，并且振荡液滴而不使液滴从与探针的接触移除。在一些情况下，振荡范围为约0.5Hz至约15Hz，或约4Hz至约10Hz。在一些情况下，液滴的体积小于约900nL，或小于约800nL，或小于约700nL，或小于约600nL，或小于约500nL，或小于约400nL。在一些情况下，液滴的体积在200nL和400nL之间。
[0010]在一些情况下，光纤探针包括多个配体，并且液滴包括多个分析物。在一些情况
下，该方法包括提供多个光纤探针和多个液滴，并使多个液滴中的每一个与对应的光纤探针接触，并使与对应的光纤探针接触的多个液滴中的每一个振荡。在另一实施方案中，可以将单个液滴从一个探针运输到另一个探针以进行一系列测定。
[0011]在一些情况下，振荡由电润湿电极介导。在一些情况下，振荡由液滴致动器或电润湿盒的液滴操作间隙中的电润湿电极介导。在一些情况下，光纤探针被对准，使得末端与液滴操作电极相邻。在一些情况下，光纤探针被对准，使得末端接近液滴操作电极的边缘。在一些情况下，振荡基本上与沿着光纤探针的长度延伸的线成直角。在一些情况下，振荡基本上与沿着光纤探针的长度延伸的线一致。在一些情况下，振荡是多方向的。在一些情况下，振荡在平行于沿着光纤探针的长度延伸的线的平面中是多方向的。在一些情况下，使用细长液滴进行振荡，例如，2X、3X、4X或更长，其中X是用于延长液滴的电润湿电极的数量。
[0012]在一些情况下，测定选自以下：分子文库筛选测定、结合动力学测定、亲和力确定测定、结合位点映射测定、竞争分析测定、特异性确定测定和抗体结合的表征，以及前述的组合。在一些情况下，测定产生响应曲线。
附图说明
[0013]因此，已经概括地描述了主题，现在将参考附图，附图不一定按比例绘制，并且其中：
[0014]图1示出了包括集成光纤感测的DMF系统的示例的框图；
[0015]图2A和图2B示出了DMF盒相对于DMF仪器的示例并且示出了光纤接口的示例；
[0016]图3、图4、图5是DMF系统的DMF盒的一部分的示例的侧视图，并且其中光纤探针分别从顶部、底部和侧面引入间隙中；
[0017]图6是DMF系统的DMF盒的一部分的示例的侧视图，并且其中将光纤探针引入间隙中并且以反射模式执行光学感测操作；
[0018]图7A和图7B示出了DMF系统的DMF盒的一部分的示例的侧视图，并且其中传感器表面设置在光纤探针的尖端上；
[0019]图8示出了DMF系统的DMF盒的一部分的示例的侧视图，并且其中一个或多个光学元件设置在光纤探针的尖端上；
[0020]图9示出了包括主光学测量设备和辅光学测量设备两者的DMF系统的DMF盒的示例的侧视图；
[0021]图10示出了使用包括集成光纤感测的DMF系统和/或DMF盒的方法的示例的流程图；
[0022]图11示出了在液滴操作电极顶上来回振荡并与光纤探针接触的样品液滴的示例；
[0023]图12A和图12B分别示出了包括集成光纤感测的DMF盒的示例性实例的顶部透视图和底部透视图；
[0024]图13A和图13B分别示出了包括集成光纤感测的DMF盒的示例性实例的顶部分解图和底部分解图；
[0025]图14A和图14B示出了DMF盒的光纤组件的示例的各种视图；
[0026]图15示出了光纤感测原型制作的过程的示例；
[0027]图16示出了纳米颗粒传感器表面的示例的电子显微照片；以及
[0028]图17A和图17B示出了在DMF设备内使用基于光纤的表面等离子体共振检测方法确定蛋白
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A和IgG的亲和力的示例性测试结果的图。
具体实施方式
[0029]本专利技术涉及包括集成光纤感测的数字微流体(DMF)系统、DMF盒和方法。
[0030]DMF系统和DMF盒可包括例如直接插入DMF盒的液滴操作间隙中的光纤探针。DMF系统可以包括例如DMF盒、一个或多个照明源、一个或多个光学测量设备和控制器。DMF盒可进一步包括直接插入DMF盒的液滴操作间隙中的光纤探针。
[0031]在一些实施方案中，DMF系统、DMF盒和方法提供光纤探针，其中光纤探针的尖端直接插入DMF盒的液滴操作间隙中。
[0032]在一些实施方案中，DMF系统、DMF盒和方法可以提供通过DMF盒的顶部、底部和/或侧面插入的光纤探针。
[0033]在一些实施例中，本专利技术提供单个光纤探针，其可充当用于光进出DMF盒的液滴操作间隙中的感测区域两者的导管。
[0034]在本公开的测定中使用的液滴可以比在许多传统测定中小得多，例如小于约1000nL、或小于约900nL、或小于约800nL、或小于约700nL、或本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种与仪器一起使用的盒，包括：数字微流体，其包括多个电润湿电极，所述多个电润湿电极可操作以在液滴操作间隙中对液体液滴执行液滴操作；以及光纤探针，所述光纤探针突出到所述液滴操作间隙中至所述电润湿电极中的两个或更多个的集合附近，使得位于所述两个或更多个电极的集合中的任何电极顶上的液滴接触所述光纤探针。2.一种与仪器一起使用的盒，所述盒包括：数字微流体基板，所述数字微流体基板包括多个电润湿电极，所述多个电润湿电极可操作以在液滴操作间隙中对液体液滴执行液滴操作；顶板，所述顶板与所述数字微流体基板分离以形成液滴操作间隙并且包括用于使液体流入所述液滴操作间隙的开口；以及光纤组件，所述光纤组件包括光纤探针，所述光纤探针突出到所述液滴操作间隙中并且具有位于所述电润湿电极中的一个或多个附近的感测端。3.根据权利要求1
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2中任一项所述的盒，其中，突出到所述液滴操作间隙中的光纤探针位于所述电润湿电极中的两个或更多个的集合附近，使得位于所述两个或更多个电极的集合中的任何电极顶上的液滴将接触所述光纤探针。4.根据权利要求1
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3中任一项所述的盒，其中，所述探针包括配体。5.根据权利要求1
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4中任一项所述的盒，还包括：液滴，所述液滴可由所述电润湿电极控制以接触所述光纤探针。6.根据权利要求1
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5中任一项所述的盒，还包括：填充所述间隙的低粘度油。7.根据权利要求1
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6中任一项所述的盒，其中，所述顶板包括两个或更多个凹槽或开口，每个凹槽或开口对准来自所述光纤组件的光纤探针。8.根据权利要求1
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7中任一项所述的盒，其中，所述感测端包括纳米颗粒传感器表面。9.一种进行测定的方法，包括：提供包括配体的光纤探针；提供体积小于约1000nL并且包括对配体潜在具有亲和力的分析物的液滴；以及使所述液滴与所述探针的末端接触，并且振荡所述液滴而不将所述液滴从与所述探针的接触移除。10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述振荡的范围为约0.5Hz至约15Hz。11.根据权利要求9
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10中任一项所述的方法，其中，所述振荡的范围为约4Hz至约10Hz。12.根据权利要求9
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11中任一项所述的方法，其中，所述液滴具有小于约900nL的体积。13.根据权利要求9
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11中任一项所述的方法，其中，所述液滴具有小于约800nL的体积。14.根据权利要求9
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11中任一项所述的方法，其中，所述液滴具有小于约700nL的体积。15.根据权利要求9
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11中任一项所述的方法，其中，所述液滴具有小于约600nL的体积。16.根据权利要求9
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11中任一项所述的方法，其中，所述液滴具有小于约500nL的体积。17.根据权利要求9
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11中任一项所述的方法，其中，所述液滴具有小于约400nL的体积。18.根据权利要求9
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17中任一项所述的方法，还包括：经由所述光纤探针测量来自所述液滴的信号，并使用计算机从所述信号计算响应曲
线。19.根据权利要求9
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18中任一项所述的方法，其中，所述光纤探针包括多个配体，并且所述液滴包括多个分析物。20.根据权利要求9
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19中任一项所述的方法，其中，所述提供操作还包括提供多个光纤探针和多个液滴，并使所述多个液滴中的每一个与对应的光纤探针接触，以及使与所述对应的光纤探针接触的所述多个液滴中的每一个振荡。21.根据权利要求9
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20中任一项所述的方法，其中，所述振荡由电润湿电极介导。22.根据权利要求21所述的方法，其中，每个光纤探针被对准，使得所述末端在电润湿电极附近。23.根据权利要求21
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22中任一项所述的方法，其中，每个光纤探针被对准，使得所述末端接近电润湿电极的边缘。24.根据权利要求9
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23中任一项所述的方法，其中，所述振荡由数字微流体(DMF)盒的液滴操作间隙中的电润湿电极介导。25.根据权利要求9
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24中任一项所述的方法，其中，所述振荡基本上与沿着所述光纤探针的长度延伸的线成直角。26.根据权利要求9
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24中任一项所述的方法，其中，所述振荡基本上与沿着所述光纤探针的长度延伸的线一致。27.根据权利要求9
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【专利技术属性】
技术研发人员：K艾耶，G豪尔，C萨马拉塞科拉，R德诺姆，
申请(专利权)人：尼科亚生命科学股份有限公司，
类型：发明
国别省市：