包括集成折射率感测的数字微流体系统、盒和方法技术方案

公开了一种包括集成折射率(RI)感测的数字微流体(DMF)系统、DMF盒和方法。数字微流体DMF系统和DMF盒可以包括例如直接在DMF盒的液滴操作间隙中的RI传感器(或传感器表面)。数字微流体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。另外，提供了一种使用包括集成RI感测的DMF系统和DMF盒的方法。和DMF盒的方法。和DMF盒的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括集成折射率感测的数字微流体系统、盒和方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2020年1月22日提交的序列号为62/964,431的美国专利申请；其全部公开内容通过引用并入本文。


[0003]本专利技术总体上涉及光学感测技术，并且更具体地涉及利用集成折射率(RI)感测的数字微流体系统、盒(cartridge)和方法。

技术介绍

[0004]在数字微流体中，光学感测的使用是众所周知的。光学感测方法已经集成到连续流微流体中。用于测量来自DMF设备的光学刺激的常规方法利用自由空间光学器件来捕获刺激。自由空间光学器件遭受杂散光问题。使用透镜、滤光器和/或其他类似的光学组件来解决这些问题可能会提高系统的成本。需要新的方法来在处理离散液滴的DMF设备中执行光学感测。

技术实现思路

[0005]本公开提供了一种与仪器一起使用的盒以及包括功能性地耦合到仪器的盒的系统。功能耦合可以例如包括电耦合、无线电子耦合和/或光耦合。
[0006]盒利用数字微流体。数字微流体通常包括多个电润湿电极，其可操作以对盒的液滴操作间隙中的液体液滴执行液滴操作。
[0007]盒使用折射率传感器。折射率传感器通常可以在电润湿电极中的一个或多个电润湿电极附近暴露于液滴操作间隙。在该配置中，位于电润湿电极中的一个或多个电润湿电极顶部的液滴将接触折射率传感器。电润湿电极中的一个或多个电润湿电极和折射率传感器的布置建立了液滴询问位点。
[0008]折射率传感器可以安装在盒的顶板上，例如，集成到顶板的面向间隙侧中或安装在顶板的面向间隙侧上。折射率传感器可以安装在液滴操作间隙中。液滴操作间隙可以由基本上平行的平面中的顶板和底板建立。在示例中，底板包括电润湿电极。折射率传感器可以安装在液滴操作间隙中，并且可以具有与基本平行的平面成直角的传感器面。折射率传感器可以包括波导和/或被提供为波导的尖端。
[0009]盒可以包括多个液滴询问位点。各个询问位点可以并行或顺序操作。询问位点的子集可以并行或顺序操作。询问位点可以各自询问同一分析物集合或不同分析物集合。询问位点可以各自询问单个分析物或多个分析物。
[0010]本公开提供了一种包括盒和仪器的系统。该仪器包括用于控制盒、从盒收集数据(诸如光学或温度数据)的电子器件和其他组件，以及用于安装盒以实现电子耦合、测量和控制的部件。该系统可以包括一个或多个照明源，其被配置为照明一个或多个液滴询问位点。一个或多个照明源可以位于盒上和/或仪器上。
[0011]该系统可以包括一个或多个光学测量设备，其被配置为感测来自一个或多个液滴询问位点的光。一个或多个光学测量设备可以位于盒上和/或仪器上。可以选择照明源和光学测量设备相对于液滴询问位点的布置，用于以透射模式操作。可以选择照明源和光学测量设备相对于液滴询问位点的布置以用于以反射模式操作。该系统可以包括被配置为扫描多个液滴询问位点的扫描光学测量设备。
[0012]本公开提供了一种使用本公开的系统进行测定的方法。所述方法可以包括例如使用电润湿介导的液滴操作将样品液滴加载到液滴操作间隙中。所述方法可包括对样品液滴进行一个或多个样品处理步骤以产生分析就绪液滴。该方法可以包括在液滴询问位点处进行分析就绪液滴的折射率分析。
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是包括集成RI感测的DMF系统的示例的框图；
[0015]图2、图3和图4是DMF系统的DMF盒的部分的示例的侧视图，并且其中RI传感器集成到其中的顶部基板(substrate)中；
[0016]图5是DMF系统的DMF盒的部分的另一示例的平面图，并且其中RI传感器集成到其中的底部基板中；
[0017]图6是DMF系统的DMF盒的部分的另一示例的侧视图，并且其中RI传感器集成到其中的液滴操作间隙中；
[0018]图7A、图7B和图7C分别是包括集成RI感测的多个通道的DMF系统的DMF盒的示例的俯视图以及第一和第二横截面图；
[0019]图8A、图8B和图8C分别是包括集成RI感测的多个通道的DMF系统的DMF盒的另一示例的俯视图以及第一和第二横截面图；
[0020]图9是DMF系统的示例的透视图，该DMF系统包括用于询问集成RI感测的多个通道的扫描光学测量设备和背光照明；
[0021]图10是DMF系统的DMF盒的部分的示例的侧视图，该DMF系统包括集成到其基板中的LED光源，并且其中LED光源是背光的示例；以及
[0022]图11是包括前光照明和集成RI感测的DMF系统的示例的侧视图；以及
[0023]图12是使用包括集成RI感测的DMF系统和/或DMF盒的方法的示例的流程图。
具体实施方式
[0024]本公开提供了包括集成折射率(RI)感测的数字微流体(DMF)系统、DMF盒和方法。数字微流体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。另外，一个或多个RI传感器可以直接在DMF盒的液滴操作间隙中提供。
[0025]在一些实施例中，DMF系统、DMF盒和方法可以在DMF盒的顶部基板、底部基板、顶部基板和底部基板两者上和/或顶部基板与底部基板之间提供一个或多个RI传感器。在这些实施例中，底部基板可以包括电润湿电极。在一些示例中，仅底部基板包括电润湿电极。
[0026]在一些实施例中，DMF系统、DMF盒和方法可以提供光学元件以帮助光耦合到RI传
感器。可以与RI传感器一起使用的示例光学元件可以包括但不限于一个或多个透镜、棱镜、光栅、光源、孔径(aperture)、光纤、反射镜或其任何组合。
[0027]在一些实施例中，本公开可提供用于将激发光提供到RI传感器中的一个或多个照明源和用于接收和处理来自RI传感器的发射光的一个或多个光学测量设备。
[0028]在一些实施例中，本公开可以提供用于支持多个RI感测通道的多个RI传感器。
[0029]在一些实施例中，本公开可以提供用于询问集成RI感测的多个通道的扫描光学测量设备。
[0030]在一些实施例中，本公开可以提供具有集成RI感测的背光照明(或背光照明)、前光照明(或前光照明)或背光照明和前光照明两者。
[0031]另外，本公开提供了一种使用DMF系统的方法，并且提供了包括集成RI感测的DMF盒。
[0032]图1是包括集成RI感测的DMF系统100的示例的框图。DMF系统100可以是例如用于分析分析物的等离子体共振(PR)系统和/或局部表面等离子体共振(LSPR)系统。分析可以意指例如检测、标识、定量或测量分析物和/或分析物与其他物质的相互作用，诸如结合动力学和热力学。示例性分析物可以包括但不限于小分子、蛋白质、肽、原子、离子等。例如，DMF系统100可用于测量配体与大分子(诸如受体)的结合动力学。
[0033]DMF系本文档来自技高网...

【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，所述盒包括：数字微流体，所述数字微流体包括多个电润湿电极，所述多个电润湿电极可操作以对所述盒的液滴操作间隙中的液体液滴执行液滴操作；以及折射率传感器，所述折射率传感器在所述电润湿电极中的一个或多个电润湿电极附近暴露于所述液滴操作间隙，使得位于所述电润湿电极中的所述一个或多个电润湿电极顶部的液滴将接触所述折射率传感器，所述电润湿电极中的所述一个或多个电润湿电极和所述折射率传感器的布置建立液滴询问位点。2.根据权利要求1所述的盒，其中所述盒包括顶板，并且所述折射率传感器安装在顶板上。3.根据权利要求1所述的盒，其中所述折射率传感器安装在所述液滴操作间隙中。4.根据权利要求1所述的盒，其中所述液滴操作间隙由基本上平行的平面中的顶板和底板建立，并且其中所述折射率传感器安装在所述液滴操作间隙中并且具有与所述基本上平行的平面成直角的传感器面。5.根据权利要求1
‑
4中任一项所述的盒，其中所述折射率传感器被提供为波导的尖端。6.根据权利要求1
‑
5中任一项所述的盒，还包括X个或更多个折射率感测通道，其中X≥2。7.根据权利要求1
‑
6中任一项所述的盒，还包括X个或更多个光纤，其中X≥2。8.根据权利要求1
‑
5中任一项所述的盒，还包括X个或更多个折射率感测通道，其中X≥10。9.根据权利要求1
‑
5或8中任一项所述的盒，还包括X个或更多个折射率感测通道，其中X≥50。10.根据权利要求1
‑
9中任一项所述的盒，还包括与所述折射率传感器和液滴操作间隙相对安装的透镜。11.一种系统，包括：根据权利要求1
‑
10中任一项所述的盒；以...

【专利技术属性】
技术研发人员：K艾耶，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：