專(zhuān)利名稱(chēng)：用于在多個(gè)溫度下進(jìn)行生化或化學(xué)反應(yīng)的方法和設(shè)備的制作方法
用于在多個(gè)溫度下進(jìn)行生化或化學(xué)反應(yīng)的方法和設(shè)備 相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
本申請(qǐng)要求于2005年5月11日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)第60/679，714
號(hào)的權(quán)益，該文獻(xiàn)全文在此引入作為參考。
背景技術(shù)：
生化和化學(xué)反應(yīng)速率的溫度依賴(lài)性，給通過(guò)微型化來(lái)增加反應(yīng)效 率和速度的努力帶來(lái)了特殊的挑戰(zhàn)。不僅將反應(yīng)體積而且將整個(gè)反應(yīng) 室保持在所需溫度下的時(shí)間域方法僅僅只適合于等溫情況。如果溫度 需要以快速并且受控的方式改變或者循環(huán)，則反應(yīng)室增加的熱量限制 了能夠達(dá)到的速率和/或精確性。
在空間域方法中(參見(jiàn)，例如，Kopp, M. U., de Mdlo, A. J" Manz, A., Science 1998, 280, 1046-1048; Burns, M. A., Johnson, B. N., Brahmansandra, S, N., Handique， K., Webster, J. R.， Krishman,M., Sammarco, T. S.， Man， P. M.， Jones, D.， Heldsinger, D.， Mastrangelo， C. H., Burke, D. T., Science 1998, 282, 484-487; Chiou, J.， Matsudaira, P.， Sonn, A., Ehrlich, D.， Anal. Chem. 2001, 73, 2018-2021;以及Nakano, H.， Matsuda， K.， Yohda， M.， Nagamune， T., Endo, I., Yamane, T.， Biosci. Biotechnol. Biochem. 1994， 58, 349-352)，將反應(yīng)室的不同部分保持在 不同的溫度下，并且引入反應(yīng)體積使其與反應(yīng)室中所期望的部分熱接 觸，從而將其保持在該部分的溫度下。必要時(shí)，可以將反應(yīng)體積移動(dòng) 到反應(yīng)室的不同部分以改變溫度；并且，依照反應(yīng)體積的軌跡，可以 根據(jù)需要來(lái)調(diào)整或者循環(huán)其溫度分布。迄今為止，大多數(shù)空間域動(dòng)態(tài) 熱控制的實(shí)現(xiàn)都與微型化PCR熱循環(huán)有關(guān)。已經(jīng)證實(shí)，跨溫度區(qū)域 設(shè)置的連續(xù)的彎曲或者渦形通道可用于連續(xù)的通量擴(kuò)增(參見(jiàn)，例如，F(xiàn)ukuba T, Yamamoto T, Naganuma T， Fujii T Microfabricated flow-through device for DNA amplification-towards in situ gene analysis CHEMICAL ENGINEERING JOURNAL 101 (1-3): 151-156 AUG 1 2004);已經(jīng)描述了具有來(lái)回移動(dòng)的反應(yīng)塊的直接路徑的布置(參見(jiàn)， 例如，Chiou， J,， Matsudaira, R， Sonn, A., Ehrlich， D., Anal. Chem. 2001， 73,2018-2021);并且最后，己經(jīng)證實(shí)了通過(guò)回路的單獨(dú)反應(yīng)循環(huán)(參 見(jiàn)，例如，Jian Liu Markus Enzelberger Stephen Quake A nanoliter rotary device for polymerase chain reaction Electrophoresis 2002， 23， 1531-1536)。
現(xiàn)有設(shè)備不能在每一熱循環(huán)期間使反應(yīng)體積通過(guò)檢測(cè)點(diǎn)，這可以 提供實(shí)時(shí)PCR的能力。它們也不使用多個(gè)各自包含多個(gè)反應(yīng)體積的平 行通道來(lái)提高生產(chǎn)量。

發(fā)明內(nèi)容
--方面，本發(fā)明公開(kāi)了一種用于進(jìn)行需要不同溫度的核酸擴(kuò)增反 應(yīng)的方法。該方法包括如下步驟(a)向包括至少兩個(gè)反應(yīng)區(qū)域的電潤(rùn) 濕陣列中加入至少一個(gè)反應(yīng)液滴，每一個(gè)反應(yīng)區(qū)域具有核酸擴(kuò)增反應(yīng) 所需的不同溫度，該反應(yīng)液滴含有目標(biāo)核酸以及實(shí)現(xiàn)該核酸擴(kuò)增所需 要的試劑；(b)通過(guò)采用電潤(rùn)濕，移動(dòng)至少一個(gè)反應(yīng)液滴使其通過(guò)至少 兩個(gè)反應(yīng)區(qū)域來(lái)進(jìn)行核酸擴(kuò)增反應(yīng)，從而完成核酸擴(kuò)增反應(yīng)的第一次 循環(huán)；以及(c)任選地重復(fù)步驟(b)來(lái)進(jìn)行核酸擴(kuò)增反應(yīng)的進(jìn)一步循環(huán)。
另一方面，本發(fā)明公開(kāi)了一種用于擴(kuò)增目標(biāo)核酸的方法。該方法 包括如下步驟(a)向電潤(rùn)濕陣列中加入至少一個(gè)反應(yīng)液滴，該反應(yīng)液 滴含有目標(biāo)核酸以及實(shí)現(xiàn)該核酸擴(kuò)增反應(yīng)所需的試劑，該試劑含有核 酸引物；(b)釆用電潤(rùn)濕移動(dòng)液滴(一個(gè)或多個(gè))，使其通過(guò)電潤(rùn)濕陣列 的具有第一溫度的第一反應(yīng)區(qū)域，從而使目標(biāo)核酸變性；(c)采用電潤(rùn) 濕移動(dòng)液滴(一個(gè)或多個(gè))，使其通過(guò)電潤(rùn)濕陣列的具有第二溫度的第二反應(yīng)區(qū)域，從而使引物與目標(biāo)核酸退火；(d)采用電潤(rùn)濕移動(dòng)液滴(一 個(gè)或多個(gè))，使其通過(guò)電潤(rùn)濕陣列的具有第三溫度的第三反應(yīng)區(qū)域，
從而發(fā)生核酸引物的延伸，由此擴(kuò)增目標(biāo)核酸；并且任選地重復(fù)步驟 (b)、 (c)和(d)。
本發(fā)明還提供了上述用于擴(kuò)增目標(biāo)核酸方法的一個(gè)方面。該方法
包括如下步驟(a)向電潤(rùn)濕陣列中加入至少一個(gè)反應(yīng)液滴，該反應(yīng)液
滴含有目標(biāo)核酸以及實(shí)現(xiàn)該核酸擴(kuò)增所需的試劑，該試劑含有核酸引
物；(b)采用電潤(rùn)濕移動(dòng)液滴(一個(gè)或多個(gè))，使其通過(guò)電潤(rùn)濕陣列的具 有第一溫度的第一反應(yīng)區(qū)域，從而使目標(biāo)核酸變性；(c)采用電潤(rùn)濕移 動(dòng)液滴(一個(gè)或多個(gè))，使其通過(guò)電潤(rùn)濕陣列的具有第二溫度的第二反 應(yīng)區(qū)域，從而使得引物與目標(biāo)核酸退火，并且從而發(fā)生核酸引物的延 伸，由此擴(kuò)增目標(biāo)核酸；并且任選地重復(fù)步驟(b)和(c)。
另一方面，本發(fā)明公開(kāi)了一種用于在各種溫度下進(jìn)行化學(xué)或生化 反應(yīng)的設(shè)備。該設(shè)備包括含有至少一個(gè)反應(yīng)通道、至少一個(gè)檢測(cè)點(diǎn)、 和至少一個(gè)返回通道的微流體裝置，以及用于驅(qū)動(dòng)反應(yīng)液滴或反應(yīng)體 積通過(guò)反應(yīng)通道(一個(gè)或多個(gè))、檢測(cè)區(qū)域(一個(gè)或多個(gè))、和返回通道(一 個(gè)或多個(gè))的裝置。該設(shè)備還包括至少兩個(gè)反應(yīng)區(qū)域，每個(gè)反應(yīng)區(qū)域 能夠保持和其它反應(yīng)區(qū)域不同的溫度，其中，反應(yīng)通道穿過(guò)至少兩個(gè) 反應(yīng)區(qū)i或。
本發(fā)明還提供了上述設(shè)備的一個(gè)方面。該設(shè)備包括含有多個(gè)反應(yīng) 通道、至少一個(gè)檢測(cè)點(diǎn)、至少一個(gè)返回通道的微流體裝置，以及用于 驅(qū)動(dòng)反應(yīng)液滴或反應(yīng)體積通過(guò)這些反應(yīng)通道、檢測(cè)區(qū)域(一個(gè)或多個(gè))、 返回通道(一個(gè)或多個(gè))的裝置。該設(shè)備還包括至少兩個(gè)反應(yīng)區(qū)域，每 個(gè)反應(yīng)區(qū)域能保持和其它反應(yīng)區(qū)域不同的溫度，其中，每個(gè)反應(yīng)通道 穿過(guò)至少兩個(gè)反應(yīng)區(qū)域，并且至少一個(gè)反應(yīng)通道流動(dòng)地與至少一個(gè)檢 測(cè)區(qū)連接。
另一方面，本發(fā)明公開(kāi)了一種用于在各種溫度下進(jìn)行化學(xué)或生化反應(yīng)的設(shè)備。該設(shè)備包括含有多個(gè)電潤(rùn)濕電極的電潤(rùn)濕陣列，該電潤(rùn) 濕陣極形成至少一個(gè)反應(yīng)通道、至少一個(gè)檢測(cè)點(diǎn)、以及至少一個(gè)返回 通道。該設(shè)備進(jìn)一步包括至少兩個(gè)反應(yīng)區(qū)域，每個(gè)反應(yīng)區(qū)域能夠保持 和其它反應(yīng)區(qū)域不同的溫度，其中，反應(yīng)通道至少穿過(guò)兩個(gè)反應(yīng)區(qū)域 并且電潤(rùn)濕陣列能夠操控反應(yīng)液滴通過(guò)反應(yīng)通道(一個(gè)或多個(gè))、檢測(cè) 區(qū)域(一個(gè)或多個(gè))和返回通道(一個(gè)或多個(gè))。
另一方面，本發(fā)明公開(kāi)了一種用于進(jìn)行需要不同溫度的反應(yīng)的方
法。該方法包括(a)向包括至少兩個(gè)反應(yīng)區(qū)域的電潤(rùn)濕陣列中加入至
少一個(gè)反應(yīng)液滴，每個(gè)反應(yīng)區(qū)域都具有反應(yīng)所需要的不同溫度，所述 反應(yīng)液滴含有實(shí)現(xiàn)反應(yīng)所需要的試劑；(b)通過(guò)采用電潤(rùn)濕移動(dòng)至少一
個(gè)反應(yīng)液滴使其通過(guò)至少兩個(gè)反應(yīng)區(qū)域來(lái)進(jìn)行反應(yīng)，從而完成反應(yīng)的
第一次循環(huán)；以及(c)任選地重復(fù)步驟(b)來(lái)進(jìn)行反應(yīng)的進(jìn)一步循環(huán)。
本發(fā)明還提供上述用于進(jìn)行需要不同溫度反應(yīng)的方法的一個(gè)方 面。該方法包括(a)向微流體裝置中加入至少一個(gè)反應(yīng)液滴或反應(yīng)體 積，該微流體裝置包括至少兩個(gè)反應(yīng)區(qū)域和至少一個(gè)檢測(cè)點(diǎn)，每個(gè)反 應(yīng)區(qū)域都具有反應(yīng)所需的不同溫度，反應(yīng)液滴含有實(shí)現(xiàn)反應(yīng)所需的試 劑;(b)通過(guò)使用驅(qū)動(dòng)裝置移動(dòng)至少一個(gè)反應(yīng)液或反應(yīng)體積使其通過(guò)至
少兩個(gè)反應(yīng)區(qū)域，從而完成反應(yīng)的第一次循環(huán)；以及(C)任選地重復(fù)步
驟(b)來(lái)進(jìn)行反應(yīng)的進(jìn)一步循環(huán)。


圖l說(shuō)明了用于進(jìn)行需要多個(gè)反應(yīng)溫度的化學(xué)或生化反應(yīng)的設(shè)備 的一個(gè)具體實(shí)施方式
的部分橫截面。
圖2說(shuō)明了采用電潤(rùn)濕陣列進(jìn)行實(shí)時(shí)聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的設(shè)備的一
個(gè)具體實(shí)施方式
。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明涉及用于進(jìn)行需要多個(gè)反應(yīng)溫度的化學(xué)或生化反應(yīng)的方 法和設(shè)備。所述方法包括在微流體裝置上移動(dòng)一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)液滴 或反應(yīng)體積使其通過(guò)具有不同溫度的各反應(yīng)區(qū)域。所述設(shè)備包括微流 體裝置，該微流體裝置包括能夠移動(dòng)反應(yīng)液滴或反應(yīng)體積使其通過(guò)各 反應(yīng)區(qū)域的適當(dāng)驅(qū)動(dòng)器。
采用電潤(rùn)濕的方法和設(shè)備
在一個(gè)具體實(shí)施方式
中，所述設(shè)備包括含有多個(gè)電潤(rùn)濕電極的電 潤(rùn)濕陣列，并且所述方法包括采用電潤(rùn)濕來(lái)移動(dòng)一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)液 滴，使其通過(guò)位于電潤(rùn)濕陣列上的各種反應(yīng)區(qū)域，該電潤(rùn)濕陣列具有 進(jìn)行反應(yīng)的不同溫度。
該設(shè)備的電潤(rùn)濕陣列可以包括一個(gè)或多個(gè)穿過(guò)該設(shè)備的至少兩 個(gè)反應(yīng)區(qū)域的反應(yīng)通道。為了將反應(yīng)液滴暴露于所需的溫度下從而進(jìn) 行需要多個(gè)反應(yīng)溫度的反應(yīng)，可以將每個(gè)反應(yīng)區(qū)域保持在獨(dú)立的溫度 下。每一反應(yīng)通道可以包括，例如，多個(gè)位于電潤(rùn)濕陣列上的電極， 它們一起能夠?qū)蝹€(gè)的液滴從一個(gè)電極移動(dòng)到下一個(gè)電極，從而可以 采用電潤(rùn)濕驅(qū)動(dòng)將反應(yīng)液滴移過(guò)整個(gè)反應(yīng)通道。可以使用的電潤(rùn)濕陣
列、電潤(rùn)濕電極以及結(jié)合有它們的設(shè)備包括美國(guó)專(zhuān)利第6,565,727和 6,773,566號(hào)，以及美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)第2004/0058450和2004/0055891
號(hào)中所描述的那些，這些文獻(xiàn)的內(nèi)容在這里特此引入作為參考。
可以用于進(jìn)行需要多個(gè)反應(yīng)溫度的反應(yīng)的設(shè)備一般包括第一平 面底層，以及基本上和第一底層平行的第二平面底層。通常，在第一 底層上具有多個(gè)基本上平面的電極。通常，在第二個(gè)底層上具有多個(gè) 基本平面的電極或者一個(gè)大的基本上平面的電極。優(yōu)選地，位于第一 或第二底層上的單個(gè)或多個(gè)電極中的至少一個(gè)上涂有絕緣體。第一底 層上的電極(或者包覆電極的絕緣體)和第二底層上的多個(gè)或一個(gè)電極 (或包覆電極的絕緣體)之間的區(qū)域形成間隙，其中充滿(mǎn)了基本上與被設(shè)備操控的液體不會(huì)混合的填充流體。這種填充流體包括空氣、苯類(lèi)
或者硅油。在一些具體實(shí)施方式
中，該間隙為約0.01mm至lmm，盡 管也可以使用更大或更小的間隙。通過(guò)間隙相對(duì)兩側(cè)電極所形成的穿 越間隙的電場(chǎng)來(lái)控制需要被操控的液滴的形成和移動(dòng)。圖l顯示了用 于進(jìn)行需要多個(gè)反應(yīng)溫度的化學(xué)或生化反應(yīng)的設(shè)備的一個(gè)具體實(shí)施 方式的部分橫截面，其中附圖標(biāo)記含義如下22—第一底層；24—第 二底層；26—液滴；28a和28b——疏水絕緣涂層；30—填充流體；32a 和32b——電極。
同樣也可以使用僅在一個(gè)底層上含有電極的設(shè)備(或者僅含有一 個(gè)底層的設(shè)備)來(lái)進(jìn)行需要多個(gè)反應(yīng)溫度的反應(yīng)。美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi) 第2004/0058450和2004/0055891號(hào)描述了僅在一個(gè)底層上具有電潤(rùn)濕 電極陣列的設(shè)備，其內(nèi)容在這里特此引入作為參考。該設(shè)備包括第一 底層以及包埋于其上或與其連接的控制電極陣列。 一層介電層覆蓋著 這些控制電極。在該電極陣列上，鋪設(shè)有參比電位下的導(dǎo)線(xiàn)的二維網(wǎng) 格，每根導(dǎo)線(xiàn)(例如，線(xiàn)或棒)位于相鄰的驅(qū)動(dòng)電極之間。
用于進(jìn)行化學(xué)或生化反應(yīng)的設(shè)備的每一反應(yīng)通道包括至少兩個(gè) 反應(yīng)區(qū)域。這些反應(yīng)區(qū)域保持在特定的溫度下，從而可以進(jìn)行需要多 個(gè)反應(yīng)溫度的反應(yīng)。根據(jù)正在進(jìn)行的特定反應(yīng)，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間使反應(yīng) 液滴移動(dòng)通過(guò)每一反應(yīng)區(qū)域(或者使其保持在其中)。使用任何加熱或 者冷卻的方式(包括，例如，電阻、感應(yīng)或者紅外線(xiàn)加熱)將反應(yīng)區(qū)域 中的溫度保持基本恒定。進(jìn)行反應(yīng)的設(shè)備可以進(jìn)一步包括用于產(chǎn)生或 維持將反應(yīng)區(qū)域保持在基本恒定溫度所需熱或冷的機(jī)構(gòu)。
用于進(jìn)行化學(xué)或生化反應(yīng)的設(shè)備可以任選地具有位于反應(yīng)通道 之中或之后的檢測(cè)點(diǎn)。在一個(gè)具體實(shí)施方式
中，該設(shè)備在每一反應(yīng)通 道的最后一個(gè)反應(yīng)區(qū)域之后都具有檢測(cè)點(diǎn)。可以設(shè)計(jì)同樣屬于設(shè)備中 電潤(rùn)濕陣列一部分的檢測(cè)點(diǎn)，以使得在該檢測(cè)點(diǎn)處能夠檢測(cè)反應(yīng)的標(biāo) 記(例如，指示反應(yīng)發(fā)生或沒(méi)有發(fā)生的標(biāo)記)或者反應(yīng)液滴中的分析物(用于定量，等等)。例如，檢測(cè)點(diǎn)可以包括設(shè)備中的透明或半透明的 區(qū)域，使得能在光學(xué)上或視覺(jué)上檢測(cè)到作為反應(yīng)特征的光學(xué)標(biāo)記。另 外，在檢測(cè)點(diǎn)可以設(shè)置檢測(cè)器，使得在有或者沒(méi)有透明或半透明區(qū)域 的情況下都能檢測(cè)到反應(yīng)標(biāo)記?？梢允褂糜衫绮ＡЩ蛩芰现瞥傻牡?層以及由例如氧化銦錫或薄的透明金屬薄膜制成的電極來(lái)構(gòu)造透明 或半透明的檢測(cè)點(diǎn)。反應(yīng)標(biāo)記可以包括，例如，熒光或者放射等等， 并且可以使用的標(biāo)記包括熒光性和放射性標(biāo)記。另外，檢測(cè)點(diǎn)可以包 括結(jié)合酶或者其它試劑使得能夠檢測(cè)反應(yīng)液滴中的分析物。
如上所述，設(shè)備的反應(yīng)通道(一個(gè)或多個(gè))可以包括電潤(rùn)濕電極的 陣列。此外，該反應(yīng)通道可以更進(jìn)一步包括用于幫助限定流體路徑的 導(dǎo)管或管道。該管道或?qū)Ч芸梢允请姖?rùn)濕電極本身的一部分，可以是 電極上絕緣涂層的一部分，或者可以是和電極分離的。
反應(yīng)通道可以具有各種幾何形狀。例如，反應(yīng)通道可以是包括至 少兩個(gè)反應(yīng)區(qū)域的環(huán)形通道，或者是穿過(guò)至少兩個(gè)反應(yīng)區(qū)域的直線(xiàn)通 道，或者是其它形狀的通道。此外，該設(shè)備可以包括電潤(rùn)濕電極陣列， 該電潤(rùn)濕電極陣列包括多個(gè)可能的反應(yīng)通道以及多個(gè)反應(yīng)區(qū)域的，使 得該設(shè)備可以為各種反應(yīng)而重構(gòu)。
該設(shè)備也可以包括從反應(yīng)通道末端或從檢測(cè)點(diǎn)(如果該設(shè)備包括 位于反應(yīng)通道末端之后的檢測(cè)點(diǎn))至相同反應(yīng)通道起點(diǎn)(或至新的、相 同的反應(yīng)通道)的返回通道，從而使得使用相同的試劑就可以進(jìn)行反 應(yīng)的多次循環(huán)。也就是說(shuō)，該設(shè)備可以包含返回通道，從而可以使用 環(huán)形或彎曲通道作為反應(yīng)液滴的總通道來(lái)進(jìn)行多次反應(yīng)循環(huán)。如同反 應(yīng)通道和檢測(cè)點(diǎn)一樣，返回通道含有一個(gè)或多個(gè)電潤(rùn)濕電極，并且是 設(shè)備中電潤(rùn)濕陣列的一部分。返回通道可以包括用于幫助限定流體路 徑的導(dǎo)管或者管道。返回通道可以穿過(guò)一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)區(qū)域，或者可 以整個(gè)繞開(kāi)反應(yīng)區(qū)域。此外，返回通道可以具有基本上恒定的溫度(與 反應(yīng)區(qū)域中保持的溫度之一相同或不同)，該恒定的溫度通過(guò)適當(dāng)?shù)募訜峄蚶鋮s機(jī)構(gòu)來(lái)保持。此外，可以操作返回通道，使得反應(yīng)液滴回 到相同或另一個(gè)反應(yīng)通道起點(diǎn)快于這些反應(yīng)液滴在反應(yīng)通道中的時(shí) 間。
當(dāng)在一個(gè)設(shè)備中含有多個(gè)反應(yīng)通道時(shí)，可以具有多個(gè)返回通道 (例如，每個(gè)反應(yīng)通道具有一個(gè)返回通道)或者返回通道的數(shù)量少于反 應(yīng)通道(例如，只有一個(gè)返回通道)。當(dāng)返回通道少于反應(yīng)通道時(shí)，可 以在電潤(rùn)濕陣列上操控液滴，使得在第一次反應(yīng)循環(huán)中穿過(guò)特定通道 的反應(yīng)液滴回到相同的反應(yīng)通道來(lái)進(jìn)行第二次反應(yīng)循環(huán)，因此使得特 定反應(yīng)液滴每一漸進(jìn)循環(huán)的結(jié)果能夠與該相同液滴以前循環(huán)的結(jié)果 進(jìn)行比較。
在其它具體實(shí)施方式
中，為了進(jìn)行相同反應(yīng)的循環(huán)，可以在沒(méi)有 返回通道的情況下將反應(yīng)液滴移動(dòng)到相同反應(yīng)通道的起點(diǎn)。當(dāng)反應(yīng)通 道和任何檢測(cè)點(diǎn)形成一個(gè)環(huán)路，或者當(dāng)反應(yīng)通道和任何檢測(cè)點(diǎn)不形成 環(huán)路(例如，直線(xiàn)通道)并且反應(yīng)液滴沿相同通道被反方向移回相同反 應(yīng)通道的起點(diǎn)時(shí)，可以不需要這樣的返回通道。如需要，為了實(shí)現(xiàn)一 些反應(yīng)，含有電潤(rùn)濕陣列的設(shè)備能使反應(yīng)液滴在陣列中單向移動(dòng)以及 在通道中雙向移動(dòng)。此外，這種設(shè)備能使液滴在進(jìn)行特定反應(yīng)所需的 陣列中沿著任何方向的組合移動(dòng)，并且這種設(shè)備并不僅限于在電潤(rùn)濕 陣列中做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。
該設(shè)備也可以包括將液體(例如，反應(yīng)液滴、填充液體，或者其 它液體)分配入設(shè)備以及將液體(例如，反應(yīng)液滴、廢液、填充液體) 從設(shè)備中排出所需要的適當(dāng)結(jié)構(gòu)和機(jī)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)可以包括位于設(shè)備 的殼體或底層中的一個(gè)或多個(gè)孔，從而從電潤(rùn)濕陣列中的間隙放置或 排出液體。從設(shè)備中分配或排出液體的適當(dāng)機(jī)構(gòu)包括那些使用抽吸、 壓力等的機(jī)構(gòu)，并且也包括吸液管、毛細(xì)管等等。此外，在這里所述
的設(shè)備中，也可以使用例如，如美國(guó)專(zhuān)利第6，565,727號(hào)中所描述的由 電潤(rùn)濕陣列形成的儲(chǔ)液槽以及由電潤(rùn)濕陣列形成的滴量計(jì)。進(jìn)行需要多個(gè)反應(yīng)溫度的化學(xué)或生化反應(yīng)的方法包括向這里所 述設(shè)備的電潤(rùn)濕陣列中加入至少一個(gè)反應(yīng)液滴，然后通過(guò)采用電潤(rùn)濕 移動(dòng)該至少一個(gè)反應(yīng)液滴使其穿過(guò)至少兩個(gè)反應(yīng)區(qū)域來(lái)進(jìn)行反應(yīng)。所 述至少兩個(gè)反應(yīng)區(qū)域保持在反應(yīng)所需的不同溫度下。如果需要，通過(guò) 采用電潤(rùn)濕陣列再一次移動(dòng)該至少一個(gè)反應(yīng)液滴使其穿過(guò)至少兩個(gè) 反應(yīng)區(qū)域，可以使用相同的液滴重復(fù)該反應(yīng)。為了特的反應(yīng)需要或優(yōu) 選多個(gè)反應(yīng)循環(huán)時(shí)，有可能會(huì)需要這種重復(fù)操作。
反應(yīng)液滴(一個(gè)或多個(gè))含有進(jìn)行所期望反應(yīng)所需要的試劑，并且 該反應(yīng)液滴(包括任何待測(cè)樣品)可以在設(shè)備外制備，或者通過(guò)采用電 潤(rùn)濕陣列在設(shè)備中混合一個(gè)或多個(gè)液滴來(lái)制備。此外，可以在反應(yīng)期 間，或者在反應(yīng)循環(huán)之后以及進(jìn)行新的反應(yīng)循環(huán)之前將其它試劑加入 到反應(yīng)液滴中(例如，通過(guò)混入一種含有適當(dāng)試劑的新反應(yīng)液滴)。
這里所述的設(shè)備適合于，但不僅限于進(jìn)行需要溫度循環(huán)的核酸擴(kuò) 增反應(yīng)。也就是說(shuō)，該設(shè)備適用于進(jìn)行擴(kuò)增核酸的反應(yīng)，該反應(yīng)需要 多于一種的溫度來(lái)進(jìn)行總反應(yīng)中的部分反應(yīng)，例如，核酸(一種或多 種)的變性，核酸引物與核酸(一種或多種)的退火，以及核酸的聚合 (即，核酸引物的延伸)。
很多核酸擴(kuò)增方法需要反應(yīng)溫度從較高的變性溫度到較低的聚 合溫度的循環(huán)，并且其它方法需要這樣的反應(yīng)溫度循環(huán)，即，從較高 的變性溫度到較低的退火溫度，再到處于變性溫度和退火溫度之間的 聚合溫度。 一些這樣的核酸擴(kuò)增反應(yīng)包括，但不限于，聚合酶鏈?zhǔn)椒?應(yīng)(PCR)、連接酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)、以及轉(zhuǎn)錄依賴(lài)擴(kuò)增反應(yīng)。
在一個(gè)特定的具體實(shí)施方式
中，提供了一種用于進(jìn)行需要不同溫
度的反應(yīng)的方法。該方法包括(a)在包括至少兩個(gè)反應(yīng)區(qū)域的電潤(rùn)濕陣
列中加入至少一個(gè)反應(yīng)液滴，以及(b)通過(guò)采用電潤(rùn)濕移動(dòng)該至少一個(gè) 反應(yīng)液滴使其通過(guò)至少兩個(gè)反應(yīng)區(qū)域，從而完成反應(yīng)的第一次循環(huán)。 每一反應(yīng)區(qū)域具有反應(yīng)所需的不同溫度。反應(yīng)液滴含有實(shí)現(xiàn)反應(yīng)所需的試劑。為了進(jìn)行反應(yīng)的進(jìn)一步循環(huán)，可以任選地重復(fù)步驟(b)。
在另一個(gè)特定的具體實(shí)施方式
中，提供了一種用于進(jìn)行需要不同
溫度的核酸擴(kuò)增反應(yīng)的方法。該方法包括(a)在包括至少兩個(gè)反應(yīng)區(qū)域
的電潤(rùn)濕陣列中加入至少一個(gè)反應(yīng)液滴，以及(b)通過(guò)采用電潤(rùn)濕移動(dòng) 該至少一個(gè)反應(yīng)液滴使其通過(guò)至少兩個(gè)反應(yīng)區(qū)域，從而完成核酸擴(kuò)增 反應(yīng)的第一次循環(huán)。每一反應(yīng)區(qū)域具有核酸擴(kuò)增反應(yīng)所需的不同溫 度。反應(yīng)液滴含有目標(biāo)核酸以及實(shí)現(xiàn)核酸擴(kuò)增所需的試劑。這種試劑 可以包括適當(dāng)?shù)暮怂嵋?、核苷酸、?例如，聚合酶)、以及其它試 劑。為了進(jìn)行核酸擴(kuò)增反應(yīng)的進(jìn)一步循環(huán)，可以任選地重復(fù)步驟(b)。 在一個(gè)進(jìn)一步的具體實(shí)施方式
中，提供了擴(kuò)增目標(biāo)核酸的另一種
方法。該方法包括以下步驟(a)向電潤(rùn)濕陣列中加入至少一個(gè)反應(yīng)液
滴，該反應(yīng)液滴含有目標(biāo)核酸以及實(shí)現(xiàn)核酸擴(kuò)增所需的試劑，該試劑
包括核酸引物；(b)采用電潤(rùn)濕移動(dòng)液滴(一個(gè)或多個(gè))，使其通過(guò)電潤(rùn) 濕陣列的具有第一溫度的第一反應(yīng)區(qū)域，從而使目標(biāo)核酸變性；(c) 采用電潤(rùn)濕移動(dòng)液滴(一個(gè)或多個(gè))，使其通過(guò)電潤(rùn)濕陣列的具有第二 溫度的第二反應(yīng)區(qū)域，從而使引物與目標(biāo)核酸退火；以及(d)采用電潤(rùn) 濕移動(dòng)液滴(一個(gè)或多個(gè))，使其通過(guò)電潤(rùn)濕陣列的具有第三溫度的第 三反應(yīng)區(qū)域，從而發(fā)生核酸引物的延伸，由此擴(kuò)增目標(biāo)核酸。為了進(jìn) 行核酸擴(kuò)增反應(yīng)的進(jìn)一步循環(huán)，可以任選地重復(fù)步驟(b)、 (c)和(d)。
在又一具體實(shí)施方式
中，提供了另一種擴(kuò)增目標(biāo)核酸的方法，該 方法包括如下步驟(a)向電潤(rùn)濕陣列中加入至少一個(gè)反應(yīng)液滴，該反 應(yīng)液滴含有目標(biāo)核酸以及實(shí)現(xiàn)核酸擴(kuò)增反應(yīng)所需的試劑，該試劑包括 核酸引物；(b)采用電潤(rùn)濕移動(dòng)液滴(一個(gè)或多個(gè))，使其通過(guò)電潤(rùn)濕陣 列的具有第一溫度的第一反應(yīng)區(qū)域，從而使目標(biāo)核酸變性；(c)采用電 潤(rùn)濕移動(dòng)液滴(一個(gè)或多個(gè))，使其通過(guò)電潤(rùn)濕陣列的具有第二溫度的 第二反應(yīng)區(qū)域，從而使引物與目標(biāo)核酸退火并因此發(fā)生核酸引物的延 伸，由此擴(kuò)增目標(biāo)核酸。為了進(jìn)行核酸擴(kuò)增反應(yīng)的進(jìn)一步循環(huán)，可以任選地重復(fù)步驟(b)和(C)。
當(dāng)該方法用于進(jìn)行PCR時(shí)，反應(yīng)液滴中的試劑可以包括脫氧核苷
三磷酸鹽、核酸引物、以及聚合酶，例如，耐熱聚合酶如r"《DNA聚合酶。
示例性
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于在各種溫度下進(jìn)行化學(xué)或生化反應(yīng)的方
法，該方法通過(guò)以下方式來(lái)進(jìn)行移動(dòng)多個(gè)反應(yīng)液滴使其通過(guò)保持在 所要求溫度下的殼體的某些部分，在所期望的時(shí)間點(diǎn)，這些反應(yīng)液滴 既可以通過(guò)也可以不通過(guò)檢測(cè)點(diǎn)。為達(dá)到上述目的所使用的設(shè)備包 括用于移動(dòng)這些反應(yīng)使其通過(guò)具有控制溫度的區(qū)域的通道(一個(gè)或 多個(gè))、任選的檢測(cè)點(diǎn)、以及任選的用于將溫度循環(huán)重復(fù)所需次數(shù)的 返回通道。
圖2顯示了一個(gè)用于實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)PCR的特定具體實(shí)施方式
。如圖2所
示，電潤(rùn)濕控制電極的十四條平行線(xiàn)為移動(dòng)反應(yīng)液滴使其通過(guò)三個(gè)溫
度區(qū)域提供了驅(qū)動(dòng)力。每一通道一開(kāi)始被加入最多十滴PCR反應(yīng)液 滴。當(dāng)液滴離開(kāi)最后一個(gè)溫度控制區(qū)域時(shí)每個(gè)通道穿過(guò)一個(gè)專(zhuān)用檢測(cè) 點(diǎn)。進(jìn)行熒光測(cè)量，然后特定液滴或者被排出或者通過(guò)返回通道回到 第一溫度區(qū)域。在該特定的布局中，所有的十四條活動(dòng)通道都使用一 條返回通道。優(yōu)選地，當(dāng)返回環(huán)形通道可以在比每一通過(guò)溫度控制區(qū) 域的通道更高的通過(guò)量下操作時(shí)，可是使用該方案。例如，如果液滴 在20Hz下從一個(gè)電極移動(dòng)到下一個(gè)電極，十四個(gè)正向通道和一個(gè)返回 通道的相應(yīng)轉(zhuǎn)換頻率是280Hz。同樣優(yōu)選地，在正向通道的之前或之 后，或者在兩端，采取措施使液滴重新排列，從而使它們以相同的順 序進(jìn)出每一循環(huán)。這種方法尤其適用于定量PCR(當(dāng)所有反應(yīng)都應(yīng)處 于非常類(lèi)似的、理論上相同的溫度變化過(guò)程時(shí))。使用其它流體或微流體驅(qū)動(dòng)器的方法和設(shè)備
為了驅(qū)動(dòng)反應(yīng)液滴通過(guò)設(shè)備上的反應(yīng)區(qū)域，除了采用電潤(rùn)濕陣列 和電極以外，這里所述的方法和設(shè)備也可以使用其它的驅(qū)動(dòng)裝置。也 就是說(shuō)，在這里所述的設(shè)備和方法中，可以使用任何用于驅(qū)動(dòng)反應(yīng)液 滴或反應(yīng)體積的機(jī)構(gòu)，其包括，但不限于熱驅(qū)動(dòng)器、基于氣泡的驅(qū) 動(dòng)器、以及基于微閥的致動(dòng)器。這里，這里對(duì)于采用電潤(rùn)濕來(lái)操控流 體進(jìn)行反應(yīng)的方法和設(shè)備的說(shuō)明也同樣適用于使用其它驅(qū)動(dòng)裝置的 方法和設(shè)備。
因此，用于進(jìn)行需要多個(gè)反應(yīng)溫度的化學(xué)或生化反應(yīng)的設(shè)備可以 包括一個(gè)微流體裝置，該微流體裝置包括至少一個(gè)穿過(guò)該設(shè)備的至少 兩個(gè)反應(yīng)區(qū)域的反應(yīng)通道。該設(shè)備可以包括一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)點(diǎn)以及一 個(gè)或多個(gè)返回通道。該設(shè)備進(jìn)一步包括用于驅(qū)動(dòng)反應(yīng)液滴或反應(yīng)體積
通過(guò)反應(yīng)通道(一個(gè)或多個(gè):i、檢測(cè)點(diǎn)(一個(gè)或多個(gè))、和/或返回通道(一
個(gè)或多個(gè))的裝置；設(shè)備的反應(yīng)通道(一個(gè)或多個(gè))、檢測(cè)點(diǎn)(一個(gè)或多 個(gè))、和/或返回通道(一個(gè)或多個(gè))可以以各種方式流動(dòng)地連接。
在一個(gè)具體實(shí)施方式
中，該設(shè)備包括多個(gè)穿過(guò)至少兩個(gè)反應(yīng)區(qū)域 的反應(yīng)通道，其中每一反應(yīng)通道可以包含多個(gè)的反應(yīng)液滴/體積。在 另一個(gè)具體實(shí)施方式
中，該設(shè)備包括至少一個(gè)位于一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)通 道之中或之后的檢測(cè)點(diǎn)。在這樣的具體實(shí)施方式
中，檢測(cè)點(diǎn)(一個(gè)或 多個(gè))和一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)通道可以流動(dòng)地連接。
如上所述，反應(yīng)通道可以具有各種幾何形狀。例如，反應(yīng)通道可 以是包括至少兩個(gè)反應(yīng)區(qū)域的環(huán)形通道，穿過(guò)至少兩個(gè)反應(yīng)區(qū)域的直 線(xiàn)通道，或者其它形狀的通道。
該設(shè)備也可以包括從反應(yīng)通道末端或從檢測(cè)點(diǎn)(如果該設(shè)備包括 位于反應(yīng)通道末端之后的檢測(cè)點(diǎn))到相同反應(yīng)通道起點(diǎn)(或者到新的、 相同的反應(yīng)通道)的返回通道，從而使得可以使用相同的試劑來(lái)進(jìn)行 反應(yīng)的多次循環(huán)。也就是說(shuō)，該設(shè)備可以包含返回通道，從而可以使用環(huán)路或彎曲通道作為反應(yīng)液滴/體積的總路徑來(lái)進(jìn)行多次反應(yīng)循 環(huán)。返回通道可以穿過(guò)一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)區(qū)域，或者可以整個(gè)繞開(kāi)反應(yīng) 區(qū)域。此外，返回通道可以具有基本上恒定的溫度(和反應(yīng)區(qū)域中所 保持的溫度之一相同或不同)，該溫度由適當(dāng)?shù)募訜峄蚶鋮s機(jī)構(gòu)來(lái)保 持。此外，可以操作返回通道，使得反應(yīng)液滴/體積回到相同或新的 反應(yīng)通道起點(diǎn)快于該反應(yīng)液滴/體積在反應(yīng)通道中的時(shí)間。
當(dāng)設(shè)備中含有多個(gè)反應(yīng)通道時(shí)，可以具有多個(gè)返回通道(例如， 每一反應(yīng)通道具有一個(gè)返回通道)或者可以返回通道的數(shù)量少于反應(yīng) 通道(例如，只有一個(gè)返回通道)。當(dāng)返回通道少于反應(yīng)通道時(shí)，可以 在裝置上操控液滴/體積，使得在第一次反應(yīng)循環(huán)中穿過(guò)特定通道的 反應(yīng)液滴/體積回到用于進(jìn)行第二次反應(yīng)循環(huán)的相同反應(yīng)通道，因此 使得特定反應(yīng)液滴/體積的每一漸進(jìn)循環(huán)的結(jié)果能夠與該相同反應(yīng)液 滴/體積以前循環(huán)的結(jié)果進(jìn)行比較。
在其它的具體實(shí)施方式
中，為了進(jìn)行相同反應(yīng)的循環(huán)，可以在沒(méi) 有返回通道的情況下將反應(yīng)液滴/體積移動(dòng)到相同反應(yīng)通道的起點(diǎn)。 當(dāng)反應(yīng)通道和任何檢測(cè)點(diǎn)形成環(huán)路，或者當(dāng)反應(yīng)通道和任何檢測(cè)點(diǎn)不 形成環(huán)路(例如，直線(xiàn)通道)并且反應(yīng)液滴/體積沿相同通道反向移動(dòng)返 回相同反應(yīng)通道的起點(diǎn)時(shí)，可能不需要這樣的返回通道。
可以將多個(gè)反應(yīng)體積/液滴同時(shí)移動(dòng)通過(guò)微流體裝置。此外，可 以使用具有多個(gè)反應(yīng)體積/液滴的多個(gè)反應(yīng)通道。
在一個(gè)特定的具體實(shí)施方式
中，該設(shè)備包括多個(gè)反應(yīng)通道、至少 一個(gè)位于反應(yīng)通道之中或之后的檢測(cè)點(diǎn)、以及至少一個(gè)返回通道。在 這樣的具體實(shí)施方式
中，當(dāng)使用一個(gè)返回通道時(shí)，該多個(gè)反應(yīng)通道、 至少一個(gè)檢測(cè)點(diǎn)以及返回通道可以流動(dòng)地連接，從而形成環(huán)路。當(dāng)使 用多個(gè)返回通道時(shí)，可以形成多個(gè)環(huán)路。
同樣如上所述，進(jìn)行需要多個(gè)反應(yīng)溫度的化學(xué)或生化反應(yīng)的方法 包括向這里所述微流體裝置中加入至少一個(gè)反應(yīng)液滴/體積，然后通過(guò)使用任何驅(qū)動(dòng)裝置移動(dòng)該至少一個(gè)反應(yīng)液滴/體積使其穿過(guò)至少兩 個(gè)反應(yīng)區(qū)域。所述至少兩個(gè)反應(yīng)區(qū)域保持在反應(yīng)所需的不同溫度下。 如果需要，通過(guò)使用驅(qū)動(dòng)裝置再次移動(dòng)該至少一個(gè)反應(yīng)液滴使其通過(guò) 至少兩個(gè)反應(yīng)區(qū)域，可以使用相同的反應(yīng)液滴重復(fù)所述反應(yīng)。當(dāng)特定 反應(yīng)需要或者優(yōu)選多個(gè)反應(yīng)循環(huán)時(shí)，可能需要這種重復(fù)操作。
雖然上文已經(jīng)參照本發(fā)明特定的具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明做出了 詳細(xì)地說(shuō)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不背離本發(fā)明精神和 范圍的前提下，可以對(duì)其作出各種變化及改變。
權(quán)利要求
1.一種用于進(jìn)行需要不同溫度的核酸擴(kuò)增反應(yīng)的方法，該方法包括如下步驟(a)向包括至少兩個(gè)反應(yīng)區(qū)域的電潤(rùn)濕陣列中加入至少一個(gè)反應(yīng)液滴，每一個(gè)反應(yīng)區(qū)域具有核酸擴(kuò)增反應(yīng)所需的不同溫度，反應(yīng)液滴含有目標(biāo)核酸以及實(shí)現(xiàn)核酸擴(kuò)增所需的試劑；(b)通過(guò)采用電潤(rùn)濕移動(dòng)至少一個(gè)反應(yīng)液滴使其通過(guò)至少兩個(gè)反應(yīng)區(qū)域來(lái)進(jìn)行核酸擴(kuò)增反應(yīng)，從而完成核酸擴(kuò)增反應(yīng)的第一次循環(huán)；(c)任選地重復(fù)步驟(b)來(lái)進(jìn)行核酸擴(kuò)增反應(yīng)的進(jìn)一步循環(huán)。
2. —種用于擴(kuò)增目標(biāo)核酸的方法，其包括如下步驟(a) 向電潤(rùn)濕陣列中加入至少一個(gè)反應(yīng)液滴，所述反應(yīng)液滴含有目 標(biāo)核酸以及實(shí)現(xiàn)核酸擴(kuò)增所需的試劑，該試劑包括核酸引物；(b) 采用電潤(rùn)濕移動(dòng)液滴，使其通過(guò)電潤(rùn)濕陣列的具有第一溫度的 第一反應(yīng)區(qū)域，從而使目標(biāo)核酸變性；(c) 采用電潤(rùn)濕移動(dòng)液滴，使其通過(guò)電潤(rùn)濕陣列的具有第二溫度的 第二反應(yīng)區(qū)域，從而使引物與目標(biāo)核酸退火；(d) 采用電潤(rùn)濕移動(dòng)液滴，使其通過(guò)電潤(rùn)濕陣列的具有第三溫度的 第三反應(yīng)區(qū)域，從而發(fā)生核酸引物的延伸，由此擴(kuò)增目標(biāo)核酸；并且任選地重復(fù)步驟(b)、 (c)和(d)。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其進(jìn)一步包括(e) 采用電潤(rùn)濕將液滴從第三反應(yīng)區(qū)域移動(dòng)到檢測(cè)點(diǎn)；(f) 檢測(cè)反應(yīng)液滴中已擴(kuò)增核酸的存在。
4. 如權(quán)利要求3所述的方法，其進(jìn)一步包括 沿電潤(rùn)濕陣列的返回通道，將反應(yīng)液滴從檢測(cè)點(diǎn)移動(dòng)到第一個(gè)反應(yīng)區(qū)域，并且重復(fù)步驟(b)、 (c)和(d)。
5. —種用于擴(kuò)增目標(biāo)核酸的方法，其包括如下步驟 (a)向電潤(rùn)濕陣列中加入至少一個(gè)反應(yīng)液滴，該反應(yīng)液滴含有目標(biāo)核酸以及實(shí)現(xiàn)核酸擴(kuò)增所需試劑，該試劑包括核酸引物；(b) 采用電潤(rùn)濕移動(dòng)液滴，使其通過(guò)電潤(rùn)濕陣列的具有第一溫度的 第一反應(yīng)區(qū)域，使得目標(biāo)核酸變性；(c) 采用電潤(rùn)濕移動(dòng)液滴，使其通過(guò)電潤(rùn)濕陣列的具有第二溫度的第二反應(yīng)區(qū)域，使得引物與目標(biāo)核酸退火并且使得發(fā)生核酸引物的延伸，由此擴(kuò)增目標(biāo)核酸；并且 任選地重復(fù)步驟(b)和(c)。
6. —種用于在各種溫度下進(jìn)行化學(xué)或生化反應(yīng)的設(shè)備，該設(shè)備包括含有至少一個(gè)反應(yīng)通道、至少一個(gè)檢測(cè)點(diǎn)、以及至少一個(gè)返回通道的微流體裝置；用于驅(qū)動(dòng)反應(yīng)液滴或反應(yīng)體積通過(guò)反應(yīng)通道、檢測(cè)區(qū)域、返回通道的裝置；至少兩個(gè)反應(yīng)區(qū)域，每一反應(yīng)區(qū)域能夠保持和其它反應(yīng)區(qū)域不同 的溫度，其中，反應(yīng)通道穿過(guò)至少兩個(gè)反應(yīng)區(qū)域。
7. 如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中，至少一個(gè)反應(yīng)通道、至少一 個(gè)檢測(cè)點(diǎn)、以及至少一個(gè)返回通道形成流體連接的環(huán)路。
8. 如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中，用于驅(qū)動(dòng)反應(yīng)液滴或反應(yīng)體 積的裝置包括一個(gè)或多個(gè)電潤(rùn)濕電極、熱驅(qū)動(dòng)器、基于氣泡的驅(qū)動(dòng)器 或基于微閥的驅(qū)動(dòng)器。
9. 一種用于在各種溫度下進(jìn)行化學(xué)或生化反應(yīng)的設(shè)備，該設(shè)備 包括含有多個(gè)反應(yīng)通道、至少一個(gè)檢測(cè)點(diǎn)、以及至少一個(gè)返回通道的 微流體裝置；用于驅(qū)動(dòng)反應(yīng)液滴或反應(yīng)體積通過(guò)反應(yīng)通道、檢測(cè)區(qū)域、以及返 回通道的裝置；以及至少兩個(gè)反應(yīng)區(qū)域，每一反應(yīng)區(qū)域能夠保持和其它反應(yīng)區(qū)域不同的溫度，其中每一反應(yīng)通道穿過(guò)至少兩個(gè)反應(yīng)區(qū)域，并且 其中至少一個(gè)反應(yīng)通道與至少一個(gè)檢測(cè)區(qū)流體連接。
10. —種用于在各種溫度下進(jìn)行化學(xué)或生化反應(yīng)的設(shè)備，該設(shè)備 包括包括多個(gè)電潤(rùn)濕電極的電潤(rùn)濕陣列，所述電潤(rùn)濕電極形成至少一 個(gè)反應(yīng)通道、至少一個(gè)檢測(cè)點(diǎn)、以及至少一個(gè)返回通道，以及至少兩個(gè)反應(yīng)區(qū)域，每一反應(yīng)區(qū)域能夠保持和其它反應(yīng)區(qū)域不同 的溫度，其中，所述反應(yīng)通道穿過(guò)至少兩個(gè)反應(yīng)區(qū)域并且電潤(rùn)濕陣列能夠 操控反應(yīng)液滴通過(guò)反應(yīng)通道、檢測(cè)點(diǎn)，以及返回通道。
11. 如權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中每一反應(yīng)通道與至少一個(gè)檢 測(cè)點(diǎn)相鄰。
12. —種用于進(jìn)行需要不同溫度的反應(yīng)的方法，該方法包括(a) 向包括至少兩個(gè)反應(yīng)區(qū)域的電潤(rùn)濕陣列中加入至少一個(gè)反應(yīng) 液滴，每一反應(yīng)區(qū)域具有反應(yīng)所需的不同溫度，所述反應(yīng)液滴含有實(shí) 現(xiàn)反應(yīng)所需的試劑；(b) 通過(guò)釆用電潤(rùn)濕移動(dòng)至少一個(gè)反應(yīng)液滴使其通過(guò)至少兩個(gè)反 應(yīng)區(qū)域來(lái)進(jìn)行反應(yīng)，從而完成反應(yīng)的第一次循環(huán)；以及(c) 任選地重復(fù)步驟(b)來(lái)進(jìn)行反應(yīng)的進(jìn)一步循環(huán)。
13. —種用于進(jìn)行需要不同溫度的反應(yīng)的方法，該方法包括(a) 向微流體裝置中加入至少一個(gè)反應(yīng)液滴或反應(yīng)體積，該微流體 裝置包括至少兩個(gè)反應(yīng)區(qū)域和至少一個(gè)檢測(cè)點(diǎn)，每一反應(yīng)區(qū)域具有反 應(yīng)所需的不同溫度，所述反應(yīng)液滴含有實(shí)現(xiàn)反應(yīng)所需的試劑；(b) 通過(guò)使用驅(qū)動(dòng)裝置移動(dòng)至少一個(gè)反應(yīng)液滴或反應(yīng)體積使其通 過(guò)至少兩個(gè)反應(yīng)區(qū)域，從而完成反應(yīng)的第一次循環(huán)；以及(c) 任選地重復(fù)步驟(b)來(lái)進(jìn)行反應(yīng)的進(jìn)一步循環(huán)。
全文摘要
本發(fā)明描述了用于進(jìn)行需要多個(gè)反應(yīng)溫度的化學(xué)或生化反應(yīng)的方法和設(shè)備。所述方法涉及在微流體裝置上移動(dòng)一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)液滴或反應(yīng)體積，使其通過(guò)具有不同溫度的各反應(yīng)區(qū)域。所述設(shè)備包括微流體裝置，該微流體裝置包括能移動(dòng)反應(yīng)液滴或反應(yīng)體積使其通過(guò)各反應(yīng)區(qū)域的適當(dāng)驅(qū)動(dòng)器。
文檔編號(hào)C12Q1/68GK101287845SQ200680025497
公開(kāi)日2008年10月15日 申請(qǐng)日期2006年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月11日
發(fā)明者A·D·申德羅夫, M·G·波拉克 申請(qǐng)人:先進(jìn)液體邏輯公司;杜克大學(xué)