專利名稱：用于操縱液滴中樣品的盒子和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有聚合物薄膜的盒子，其用于操縱薄膜上液滴中樣品。本發(fā)明還涉及液滴操縱系統(tǒng)，其包括所述的盒子、被基底支承著的電極陣列以及中央控制單元，該中央控制單元用于控制各個(gè)電極的選擇以及為它們提供各個(gè)電壓脈沖，從而通過(guò)電潤(rùn)濕操縱液滴。各個(gè)領(lǐng)域中，良好地設(shè)立了生物材料(例如組織樣品或微生物，特別是核酸或蛋白質(zhì))的分析，尤其是在科研、藥物篩選或法醫(yī)科學(xué)以及醫(yī)療診斷領(lǐng)域。業(yè)界已研發(fā)了用于不同用途的適當(dāng)方法，每個(gè)方法需要一套執(zhí)行各自方法的特殊反應(yīng)試劑和裝置。然而，這對(duì)于現(xiàn)有的分析程序是否可以滿足各個(gè)領(lǐng)域中的不同條件和要求仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。例如在刑事取證中，通?？傻玫降姆治霾牧系臄?shù)量相對(duì)較少。此外，此類材料的質(zhì)量可能很差，這對(duì)參 與人員增添額外的挑戰(zhàn)。因此，需要特別適合這些條件的程序。另一方面，用于實(shí)驗(yàn)室診斷程序的生物材料通常用量很大，但針對(duì)有待解決的根本問(wèn)題，只能個(gè)別采用需要的方法。對(duì)于生物材料分析的第一步，其中需要的方法在本技術(shù)領(lǐng)域是眾所周知的。例如從犯罪現(xiàn)場(chǎng)(在刑事鑒定中)或從病人(出于診斷目的)處收集關(guān)注的材料。這些材料可以是組織樣品(例如口腔黏膜細(xì)胞、毛囊)或體液(如血液、痰等)。隨后這些初始材料需要被進(jìn)一步處理，以使得對(duì)核酸或蛋白質(zhì)的分析可行。通常情況下，針對(duì)包括例如對(duì)熱度、某些酶的活性和/或特定化學(xué)物質(zhì)的應(yīng)用這些用途，首先進(jìn)行的是溶解步驟。細(xì)胞溶解之后，從附加細(xì)胞材料中提純關(guān)注的核酸或蛋白質(zhì)。在核酸的分析實(shí)施方式中，采用擴(kuò)增步驟以增加樣品的產(chǎn)量可能是明智的。通常由聚合酶鏈反應(yīng)(PCR)實(shí)現(xiàn)核酸的擴(kuò)增。此方法利用序列特異性引物使核酸序列進(jìn)行特定的、預(yù)定義的擴(kuò)增。取決于有待解決的問(wèn)題，可能需要進(jìn)一步分析擴(kuò)充材料(例如測(cè)序)。隨著這些方法的可靠性與簡(jiǎn)單化的發(fā)展(例如試劑盒的使用)，其已成為這些不同領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)程序。伴隨著基于分子水平診斷需求的不斷增加，對(duì)相關(guān)樣品自動(dòng)化處理的需求日益增加，從最初的生物樣品開始直至最終的分析。
背景技術(shù)：
自動(dòng)化液體處理系統(tǒng)是本領(lǐng)域眾所周知的。一個(gè)例子為本申請(qǐng)人(Tecan SchweizAG, Seestrasse 103，CH-8708 MSnnedorfrE^fiMtJFreedom EVO'8機(jī)器人工作站。該裝置可以在單立式儀器或或帶有分析系統(tǒng)的自動(dòng)化連接器上進(jìn)行自動(dòng)化液體處理。這些自動(dòng)化系統(tǒng)的處理過(guò)程通常需要大量的液體(微升至毫升)。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)成非便攜式的，因而體積較大。對(duì)用于溶解和/或提純生物樣品的便攜式裝置的了解來(lái)自于W02007/061943。在一個(gè)盒式腔室內(nèi)對(duì)核酸進(jìn)行處理，該腔室兩邊排列電極，通過(guò)電解、電穿孔、電滲、電動(dòng)力學(xué)或電阻加熱處理生物材料。盒子還包含篩分基質(zhì)(matrixes)或篩分膜。通過(guò)使用充分的緩沖溶液和其他試劑，并結(jié)合電極的應(yīng)用，在腔室內(nèi)可進(jìn)行各種反應(yīng)，所期望的產(chǎn)品可以是定向的，例如收集膜。在分析核酸序列時(shí)，平行分析的序列數(shù)目受限于探針的數(shù)目。通常情況下，起作用的探針數(shù)目受限于相關(guān)儀器可平行檢測(cè)的四種不同的波長(zhǎng)。盒子自身可安置于包括需要的控制元件和能源的集成系統(tǒng)內(nèi)。雖然這個(gè)盒子提供了可至少部分電控制樣品處理的系統(tǒng)，但是仍然需要研究者或技術(shù)實(shí)驗(yàn)室工作人員的介入。其它自動(dòng)化處理生物樣品的處理方法來(lái)源于微流體領(lǐng)域。該技術(shù)領(lǐng)域通常涉及對(duì)少量(一般是微米或納米尺度)液體的控制和操縱。通道系統(tǒng)中的液體流動(dòng)本質(zhì)上被認(rèn)為例如受控于固定裝置上的微泵或旋轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)室器具的向心力。在數(shù)字微流體中，設(shè)置的電壓被施加于電極陣列的電極，以使得單獨(dú)液滴被定址(電潤(rùn)濕)。對(duì)電潤(rùn)濕方法的大致概述可見于 Washizu 的論文(IEEE Transactions on Industry Applications,第 34 卷,第 4 期，1998年)以及Pollack等人的論文(實(shí)驗(yàn)室芯片，2002年，第2卷，96-101頁(yè))。簡(jiǎn)言之，電濕潤(rùn)是一種使用微電極陣列遷移液滴的方法，且最好在微電極上覆蓋著疏水層。設(shè)置的電壓施加于電極陣列的電極，引起處在定址電極上的液滴表面張力的變化。這導(dǎo)致定址電極 上液滴接觸角的顯著變化，于是液滴發(fā)生運(yùn)動(dòng)。電潤(rùn)濕過(guò)程有兩個(gè)已被認(rèn)知的排列電極的原則方式使用一個(gè)具有電極陣列的單一表面來(lái)誘導(dǎo)液滴的運(yùn)動(dòng)或增加第二個(gè)表面，其與一個(gè)類似的電極陣列相對(duì)放置，并提供至少一個(gè)接地電極。電潤(rùn)濕技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)為僅需少量體積的液體，例如液滴。這樣液體的處理可以在相當(dāng)短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行。此外，對(duì)液體運(yùn)動(dòng)的控制完全是在電子操控下進(jìn)行，從而實(shí)現(xiàn)樣品的自動(dòng)化處理。對(duì)液滴操縱裝置的了解來(lái)自于美國(guó)專利No. 5，486，337，其使用具有電極陣列的單一表面(電極單平面排列)進(jìn)行電潤(rùn)濕。所有的電極被安置在載體基板的表面、被向下移至基板中、或被非可濕的表面覆蓋著。電源與電極相連。緊接著的電極施加電壓使得液滴發(fā)生運(yùn)動(dòng)，從而根據(jù)對(duì)電極施加電壓的順序，弓I導(dǎo)電極上的液滴運(yùn)動(dòng)。對(duì)用于微觀尺度下控制液滴運(yùn)動(dòng)的電潤(rùn)濕裝置的了解來(lái)自于美國(guó)專利6，565，727(雙平面的電極排列)，其使用具有至少一個(gè)接地電極的相對(duì)表面的電極陣列。該裝置的每個(gè)表面可包含多個(gè)電極。電極陣列中的驅(qū)動(dòng)電極最好是彼此交叉著排列，突起于每個(gè)單一電極的邊緣。兩個(gè)相對(duì)的陣列中間形成一個(gè)空隙。朝向空隙的電極陣列的表面最好被電絕緣的疏水層包覆著。將多個(gè)電場(chǎng)連續(xù)地施加于空隙對(duì)面的多個(gè)電極，以使得被置于空隙中的液滴在非極性填充流體中運(yùn)動(dòng)。從美國(guó)專利申請(qǐng)No. 2007/0217956A1中可以得知用于在生物樣品處理環(huán)境中操縱液滴的電潤(rùn)濕裝置的應(yīng)用。該專利申請(qǐng)建議例如通過(guò)熱循環(huán)在印刷電路板上擴(kuò)增核酸。以在參比電極和一個(gè)或多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極之間施加電勢(shì)的方法，在電極陣列上輸送液滴。樣品被置于印刷電路板的槽內(nèi)，液滴分散于該印刷電路板。然而，上述裝置都無(wú)法實(shí)現(xiàn)以小體積尺度對(duì)核酸從樣品收集到最終分析的全自動(dòng)化處理?，F(xiàn)有裝置的另外一個(gè)缺點(diǎn)來(lái)自于電極陣列自身，其生產(chǎn)成本一般比較昂貴，因此其在使用時(shí)并非一次性的。然而不斷地重復(fù)使用同一裝置用于不同的生物樣品以及應(yīng)用，存在著交叉污染所關(guān)注樣品的風(fēng)險(xiǎn)，這樣可能會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤的結(jié)果。因此，這種裝置不適合高通量的分析。從國(guó)際專利申請(qǐng)WO 2010/069977A1中可以了解到，用于操縱液滴中樣品的具有
聚合物薄膜的容器一個(gè)生物樣品處理系統(tǒng)，其包含用于進(jìn)行大容量處理的容器以及具有下表面和疏水上表面的平坦聚合物薄膜。依靠一些突起，平坦的聚合物薄膜與容器的基底側(cè)保持著距離。當(dāng)容器位于薄膜上時(shí)，該距離限定了至少一個(gè)空隙。液滴操縱儀器包括至少一個(gè)用于誘導(dǎo)液滴運(yùn)動(dòng)的電極陣列。該國(guó)際專利申請(qǐng)還公開了支承至少一個(gè)電極陣列的基板以及用于液滴操縱儀器的控制單元。容器和薄膜可逆地附著于液滴操縱儀器。因此，該系統(tǒng)可以將至少一滴液滴通過(guò)容器的通道從至少一個(gè)凹槽轉(zhuǎn)移至平坦的聚合物薄膜的疏水上表面以及至少一個(gè)電極陣列上面。液滴操縱儀器可通過(guò)電潤(rùn)濕控制位于平坦的聚合物薄膜疏水上表面的液滴的引導(dǎo)運(yùn)動(dòng)，并且處理該處的生物樣品。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種可選擇的盒子，該盒子具有處理液滴中樣品的工作薄膜和電極陣列，而盒子中的工作薄膜被安置在電極陣列上。本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提出一種適合的具有電極陣列的液滴操縱系統(tǒng)，本發(fā)明的盒子可安置在電極陣列上，電極陣列可用于操縱本發(fā)明盒子中工作薄膜上的液滴中的樣品。按照第一方面可實(shí)現(xiàn)的目的在于提供具有處理液滴中樣品的工作薄膜和電極陣列的盒子，而盒子中的工作薄膜被安置在電極陣列上。本發(fā)明的特征在于，該盒子包括·a)主體，所述主體具有上表面、下表面即若干被做成盛放試劑或樣品的凹槽；b)彈性可變形的頂部結(jié)構(gòu)，所述頂部結(jié)構(gòu)不可滲透液體并被做成密封凹槽的頂部;c)可穿透性的底部結(jié)構(gòu)，所述底部結(jié)構(gòu)不可滲透液體并被做成密封凹槽的底部；d)位于主體的下表面之下的工作薄膜，該工作薄膜不可滲透液體且具有疏水性上表面；e)位于主體的下表面之下的外圍墊片，所述外圍墊片將工作薄膜連接于主體；f)位于主體的下表面與工作薄膜的疏水上表面之間的空隙，所述空隙由外圍墊片限定；以及g)若干位于可穿透的底部結(jié)構(gòu)下面的穿孔元件，其被做成為刺穿可穿透的底部結(jié)構(gòu)，以將試劑或樣品從凹槽釋放至空隙中。按照第二方面可實(shí)現(xiàn)的目的在于提出包括基板和電極陣列的液滴處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)的頂部可放置本發(fā)明的盒子，以操縱本發(fā)明盒子的工作薄膜上液滴中的樣品。該系統(tǒng)還包含中央控制單元，用以控制對(duì)電極陣列各個(gè)電極的選擇以及為電極提供用于電潤(rùn)濕操縱液滴的各個(gè)電壓脈沖。另外的和有創(chuàng)造性的特征由各種情況下的從屬權(quán)利要求限定。本發(fā)明盒子的優(yōu)點(diǎn)包括·盒子設(shè)計(jì)成在物理上與各種不同的分析相匹配，並因此可通用于各種不同的分析?！に隹扇我馓幚淼暮凶釉O(shè)計(jì)成一次性使用，并且為計(jì)劃的分析預(yù)載足夠數(shù)量的備用處理液體和/或試劑?！に龊凶泳哂邪踩M(jìn)樣的設(shè)計(jì)，諸如頰粘膜拭子、組織或吸水紙、液體樣品以及如血液等。·電極陣列與盒子完全分離，其可多次重復(fù)使用?！ひ罁?jù)擬進(jìn)行的分析，可變化電極陣列的設(shè)計(jì)?！る姌O陣列并不接觸樣品材料、樣品或試劑，因此可一直保持清潔。
依據(jù)本發(fā)明的盒子和系統(tǒng)，可將單個(gè)樣品分裂成多個(gè)液滴。這使得以下幾點(diǎn)成為可能·獨(dú)立操縱單個(gè)液滴；·進(jìn)行每個(gè)液滴的單獨(dú)反應(yīng)；·對(duì)每個(gè)液滴做不同和獨(dú)立的處理；例如可以進(jìn)行核酸的擴(kuò)增，以及可分析每個(gè)液滴中核酸樣品的不同單核苷酸多態(tài)性(SNP)；·樣品的一些液滴可用于核酸的分析處理，同一樣品的其他液滴可提供免疫測(cè)定或參考樣品；·大量液滴的分析可用單一波長(zhǎng)進(jìn)行，例如平行分析的序列數(shù)量?jī)H受限于本發(fā)明 的盒子與系統(tǒng)的共同區(qū)域，而非儀器的光學(xué)器件。


以下參照附圖更詳細(xì)地解釋依照本發(fā)明操縱液滴中樣品的盒子和系統(tǒng)，其中所顯示的是本發(fā)明優(yōu)選的、示范性的實(shí)施方式，并不會(huì)縮窄本發(fā)明的保護(hù)范圍。其中圖I為第一實(shí)施方式的框架結(jié)構(gòu)盒子的截面示意圖，其中所述盒子具有被底部封閉的中央開口、若干凹槽以及接觸獨(dú)立外圍墊片的工作薄膜，所述盒子幾乎與液滴操縱系統(tǒng)的電極陣列接觸；圖2為第二實(shí)施方式片狀結(jié)構(gòu)盒子的截面示意圖，其中所述盒子具有若干凹槽和接觸整合外圍邊緣的工作薄膜，所述盒子幾乎與用于液滴操縱的系統(tǒng)的電極陣列接觸；圖3為第三實(shí)施方式的框架結(jié)構(gòu)盒子的截面示意圖，其中所述盒子具有貫穿主體的中央開口、若干凹槽以及接觸獨(dú)立外圍墊片的工作薄膜，所述盒子幾乎與液滴操縱系統(tǒng)的電極陣列接觸；圖4為圖3中第三實(shí)施方式的框架結(jié)構(gòu)盒子的截面示意圖，其中所述盒子與液滴操縱系統(tǒng)的電極陣列接觸，凹槽的可穿透底部結(jié)構(gòu)是打開的，其部分內(nèi)容物被擠壓入工作薄膜和覆蓋層之間的空隙；圖5為第四實(shí)施方式的框架結(jié)構(gòu)盒子的截面示意圖，其中所述盒子具有貫穿主體的中央開口、若干凹槽以及接觸獨(dú)立外圍墊片的工作薄膜，所述盒子與液滴操縱系統(tǒng)的電極陣列接觸，凹槽的可穿透底部結(jié)構(gòu)是打開的，其部分內(nèi)容物被擠壓入工作薄膜和成型為剛性覆蓋物的覆蓋層之間的空隙；圖6為第三或第四實(shí)施方式的類框架盒子的三維俯視圖，其中所述盒子具有位于待作業(yè)位置的進(jìn)樣裝置；圖7為圖6中第三或第四實(shí)施方式的類框架盒子的仰視圖，其中所述盒子具有位于待作業(yè)位置的進(jìn)樣裝置；圖8A為類框架盒子的進(jìn)樣器的半截面示意圖其中所述進(jìn)樣器具有位于作業(yè)位置的部分插入的進(jìn)樣裝置；圖SB為類框架盒子的進(jìn)樣器及位于作業(yè)位置的部分插入的進(jìn)樣裝置的半截面示意圖；以及圖9為第三或第四實(shí)施方式的系統(tǒng)電極布局的俯視圖，用于液滴操縱的系統(tǒng)被成型為接受類框架盒子，所述電極布局被特定成型為與細(xì)胞材料的溶解、DNA片段的提取和PCR擴(kuò)增、基因分型的雜交實(shí)驗(yàn)以及光學(xué)檢測(cè)相匹配。
具體實(shí)施例方式圖I顯示了第一實(shí)施方式的框架結(jié)構(gòu)盒子I的截面，該框架結(jié)構(gòu)盒子I具有被盒子底部16封閉的中央開口 14、若干凹槽5，以及與外圍墊片9接觸的工作薄膜10，其中外圍墊片9被成型為獨(dú)立的外圍元件9”。盒子I幾乎與液滴操縱系統(tǒng)40的電極陣列20接觸。盒子I包含用于操縱液滴樣品的工作薄膜10和電極陣列20，而盒子I的工作薄膜10被安置在電極陣列20上。盒子I還包含主體2，該主體2最好含有基本上平坦的下表面4。依照第一實(shí)施方式,主體2被成型為具有中央開口 14的框架結(jié)構(gòu)2”。主體2包含上表面3、下表面4以及若干被成型為承載試劑6或樣品6’的凹槽5。主體2最好是由不可滲透液體的惰性塑料材料制成，這樣不會(huì)占用或干擾凹槽5內(nèi)含的液體或樣品。主體2注塑成型以形成框架結(jié)構(gòu)2”的優(yōu)選材料，其中包括環(huán)烯烴共聚物(C0C)、環(huán)烯烴聚合物(C0P)、 聚丙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯以及玻璃。除注塑成型之外的優(yōu)選生產(chǎn)技術(shù)包括如聚四氟乙烯或聚四氟乙烯(PTFE)的切割和/或沖壓。盒子I還包含彈性可變形的頂部結(jié)構(gòu)7，該頂部結(jié)構(gòu)7不可滲透液體并被做成密封凹槽5的頂部。較佳地如圖所示，彈性可變形的頂部結(jié)構(gòu)7被做成彈性薄片密封地附著于框架結(jié)構(gòu)2”的上表面3。彈性薄片最好是由彈性材料制成，例如橡膠或熱塑性彈性體(TPE)膜，其最好以焊接的方式密封地附著于框架結(jié)構(gòu)2”的上表面3。或者將彈性可變形的頂部結(jié)構(gòu)7做成整合在框架結(jié)構(gòu)2”上(圖中未顯示)的主體2的彈性頂部。在這種情況下，主體材料最好是TPE。盒子I還包含可穿透的底部結(jié)構(gòu)8，該底部結(jié)構(gòu)8不可滲透液體并被做成密封凹槽5的底部。較佳地如圖所示，可穿透的底部結(jié)構(gòu)8被做成為整合在框架結(jié)構(gòu)2”上的主體2的可穿透底部。在這種情況下，主體材料最好是TPE。或者可穿透的底部結(jié)構(gòu)8被做成密封地附著于框架架構(gòu)2”的下表面4 (圖中未顯示)的可穿透薄片。在這種情況下，可穿透薄片最好由彈性材料制得，例如橡膠或熱塑性彈性體(TPE)膜。盒子I還包含位于主體2，2”下表面4之下的工作薄膜10。工作薄膜10不可滲透液體且具有疏水的上表面11，通過(guò)電潤(rùn)濕技術(shù)，液滴可在其上面移動(dòng)。依照第一優(yōu)選實(shí)施方式，工作薄膜10被成型為疏水材料單層在如圖I所示的優(yōu)選的實(shí)施方式中，疏水材料單層亦是電絕緣的(由此工作薄膜10與電極陣列20的每個(gè)獨(dú)立電極44電絕緣)。因此，盒子I可與其工作薄膜10 —起被直接安置在電極陣列20的上面，而無(wú)需任何附加絕緣層。制備這種優(yōu)選絕緣/疏水的工作薄膜10的優(yōu)選材料選自氟化乙烯丙烯(FEP)例如全氟乙烯丙烯的共聚物、全氟烷氧基樹脂聚合物和共聚物(PFA)、環(huán)烯烴聚合物和共聚物(COP)以及聚乙烯(PE)。然而，當(dāng)疏水材料單層不是電絕緣時(shí)(由此工作薄膜10將會(huì)導(dǎo)致電極陣列20的各個(gè)電極44之間的短路)，盒子I必須在介于電極陣列20和工作薄膜10 (圖中未顯示)之間附加絕緣層的條件下，與其工作薄膜10 —起安置在電極陣列20的上面。此附加絕緣層可附著于工作薄膜10的下表面或上表面或各個(gè)電極44的表面層48 (圖中未顯示)。另外，提供的附加絕緣層可以是獨(dú)立的絕緣薄片，所述絕緣薄片被安置在電極陣列20上，然后盒子I及其工作薄膜10安置于絕緣薄片上(圖中未顯示)。制備這種疏水非絕緣材料單層的工作薄膜10的優(yōu)選材料為如聚四氟乙烯或聚四氟乙烯(PTFE)材料。依照第二實(shí)施方式，工作薄膜10被成型為非導(dǎo)電材料單層，其上表面11進(jìn)行疏水性處理。盒子I可與其工作薄膜10 —起直接被安置于電極陣列20的上面，而無(wú)需任何附加絕緣層。這樣的疏水性處理可以是用娃燒涂覆非導(dǎo)電材料單層(Marcia Almanza-Workman等人，2002)。依照第三優(yōu)選實(shí)施方式，工作薄膜10被成型為層壓片，其包含下層和疏水的上層，下層可以是導(dǎo)電的或是非導(dǎo)電的類似于圖I中所示的，工作薄膜10的層壓片最好具有絕緣的下層和疏水的上層，由此工作薄膜10與電極陣列20的每個(gè)獨(dú)立電極44電絕緣?；蛘呖蓪⑹杷牡谌龑硬牧蠈訅褐两^緣層的下側(cè)，以形成絕緣層介于兩個(gè)疏水層之間的三明治結(jié)構(gòu)。在任何情況下，盒子I可與其工作薄膜10 —起直接放置在電極陣列20的上面，而無(wú)需任何附加的絕緣層。用于制作這種優(yōu)選層壓片工作薄膜10的優(yōu)選材料組合包含至少一個(gè)絕緣層和至少一個(gè)疏水·層，該材料組合例如選自氟化乙烯丙烯(FEP)，諸如作為疏水層的全氟乙烯丙烯共聚物、作為絕緣層的聚酰亞胺(PI)如杜邦的Kaptonk'。然而，如果工作薄膜10的層壓片包含非絕緣材料的下層時(shí)(由此工作薄膜10將會(huì)導(dǎo)致電極陣列20的各個(gè)電極44間的短路)，盒子I必須在介于電極陣列20和工作薄膜10之間附加絕緣層的條件下，與其工作薄膜10 —起安置在電極20的上面。該附加絕緣層可附著于工作薄膜10的下表面或上表面或各個(gè)電極44的表面層48 (圖中未顯示)。或者，提供的附加絕緣層可以是獨(dú)立絕緣薄片，所述絕緣薄片被安置在電極陣列20上，然后盒子I及其工作薄膜10安置于絕緣薄片上(圖中未顯示)。如果確實(shí)需要將附加絕緣層設(shè)置在液滴操縱系統(tǒng)40的電極陣列20和本發(fā)明的盒子的工作薄膜之間，或者如果沒(méi)有這種需要時(shí)，可首選在電極陣列上涂覆附加絕緣層，以便清潔液滴操縱系統(tǒng)40的電極陣列20來(lái)保護(hù)各個(gè)電極免受濕式氧化(電路連接)或損壞。盒子I還包括位于主體2,2’，2”的下表面4之下的外圍墊片9，其將工作薄膜10連接至主體2，2’，2”。盒子I還包括介于主體2，2’，2”的下表面4和工作薄膜10的疏水上表面11之間的空隙12。該空隙12由外圍墊片9限定。外圍墊片9最好被成型為圍繞著空隙12區(qū)域的外圍邊緣9’，所述外圍邊緣與主體2 —體成型(參見圖2)?；蛘呷鐖DI所示，外圍墊片9被成型為圍繞著間隙12的獨(dú)立外圍元件9”，其附著于成型為框架結(jié)構(gòu)2”的主體2的下表面4。所描述的工作薄膜10最好附著于框架結(jié)構(gòu)2”的獨(dú)立外圍元件9”。按大小和數(shù)量的需要，盒子I最好還包含中間墊片15，所述墊片位于空隙12區(qū)域內(nèi)，并附著于框架結(jié)構(gòu)2”的主體2的下表面4。這些中間墊片的高度最好與單獨(dú)外圍元件9 ”相同，最好限定相同的空隙尺寸。盒子I還包含若干位于可穿透的底部結(jié)構(gòu)8之下的穿孔元件13，所述穿孔元件被做成刺穿可穿透的底部結(jié)構(gòu)8，以使試劑或樣品6，6’從凹槽5釋放至空隙12。如圖I所述盒子的實(shí)施方式中，穿孔元件13處在空隙12區(qū)域內(nèi)，其與成型為圍繞空隙12的獨(dú)立類環(huán)狀元件9”的墊片9 一體成型。穿孔元件13最好位于凹槽5或進(jìn)樣槽(intake recess)之下，當(dāng)啟動(dòng)液滴操縱系統(tǒng)40的驅(qū)動(dòng)元件41時(shí)，至少刺穿可穿透的底部結(jié)構(gòu)8。驅(qū)動(dòng)元件41的移動(dòng)最好由導(dǎo)向管路45引導(dǎo)。
框架結(jié)構(gòu)2”的中央開口 14最好成型為主體2的上表面3中的凹陷，離開與框架結(jié)構(gòu)2” 一體成型的主體2的底部16，以形成大致上平坦的主體2的下表面4。因此，如圖I所示，空隙12在主體2的下表面4和工作薄膜10的疏水上表面11之間延伸?；?2最好包含至少一條光纖21,該光纖用于照明空隙12中的液滴23 (這里僅以點(diǎn)線標(biāo)示)和/或用于引導(dǎo)光線遠(yuǎn)離空隙12中的液滴23。在圖I中，所謂的底部讀數(shù)光學(xué)系統(tǒng)由光纖21標(biāo)不。借助此光學(xué)系統(tǒng),來(lái)自于光源(圖中未顯不)的激發(fā)光可通過(guò)光學(xué)透明的(圖中未顯示)或包含通孔(圖中顯示)的各個(gè)電極44被引入。激發(fā)光隨后穿過(guò)須為光學(xué)透明的工作薄膜10，射入內(nèi)含樣品材料的液滴23。如果樣品材料含有熒光素，此熒光素將會(huì)發(fā)出熒光，然后由光學(xué)底部讀數(shù)系統(tǒng)和連接至該系統(tǒng)的探測(cè)器檢測(cè)。因此，如圖I所示實(shí)施方式中的底部讀數(shù)系統(tǒng)被成型為發(fā)送激發(fā)光至樣品以及接收和探測(cè)樣品發(fā)出的熒光。光纖21最好整合到液滴操縱系統(tǒng)40的電極陣列20的基板42內(nèi)。該基板還包含連接獨(dú)立電極44和系統(tǒng)40中央控制單元43的電線。 圖2顯示了依照本發(fā)明第二實(shí)施方式的盒子I的垂直截面，該盒子I具有被成型為片狀結(jié)構(gòu)2’的主體2。盒子I包含了若干凹槽5和通過(guò)整合外圍邊緣9’接觸到主體2的工作薄膜10。盒子I幾乎與液滴操縱系統(tǒng)40的電極陣列20接觸。盒子I還包含用于操縱液滴中樣品的工作薄膜10和電極陣列20，而盒子I的工作薄膜10被安置在電極陣列20上。盒子I還包含主體2，該主體2最好包含一個(gè)基本上平坦的下表面4。依照第二實(shí)施方式,主體2被成型為片狀結(jié)構(gòu)2’。主體2包含上表面3、下表面4以及若干被成型為承載試劑6或樣品6’的凹槽5。類似于第一實(shí)施方式中的框架結(jié)構(gòu)，主體2最好是由不可滲透液體的惰性塑料材料制成，這樣不會(huì)占用或干擾凹槽5內(nèi)含的液體或樣品。用于主體2的注塑成型和框架結(jié)構(gòu)2”的相同塑料材料也可優(yōu)選用于制造該實(shí)施方式中的片狀結(jié)構(gòu)2’。盒子I還包含彈性可變形的頂部結(jié)構(gòu)7，該頂部結(jié)構(gòu)不可滲透液體并被做成密封凹槽5的頂部。較佳地如圖2所示，彈性可變形的頂部結(jié)構(gòu)7被做成整合在片狀結(jié)構(gòu)2’上的主體2的可變形頂部。用于注模形成主體2和其彈性頂部的材料最好為TPE。或者將彈性可變形的頂部結(jié)構(gòu)7做成密封地附著于片狀結(jié)構(gòu)2’的上表面3的彈性薄片。所述彈性薄片最好是由彈性材料制得，例如橡膠或熱塑性彈性體(TPE)膜，最好以焊接的方式密封地附著于片狀結(jié)構(gòu)2’的上表面3。盒子I還包含可穿透的底部結(jié)構(gòu)8，所述底部結(jié)構(gòu)不可滲透液體并被做成密封凹槽5的底部。較佳地如圖所示，可穿透的底部結(jié)構(gòu)8被做成密封地附著于片狀結(jié)構(gòu)2’的下表面4的可穿透薄片。該可穿透薄片最好是由彈性材料制得，例如橡膠或熱塑性彈性體(TPE)膜?；蛘邔⒖纱┩傅牡撞拷Y(jié)構(gòu)8做成整合在片狀結(jié)構(gòu)2’上的主體2的可穿透底部(圖中未顯示)。在這種情況下，主體材料最好為TPE。盒子I還包含位于主體2，2”下表面之下的工作薄膜10。工作薄膜10不可滲透液體且具有疏水的上表面11，通過(guò)電潤(rùn)濕技術(shù)，液滴可在上表面上面移動(dòng)。圖I所描述的工作薄膜10以及附加絕緣層的所有實(shí)施方式對(duì)于圖2中描述的盒子來(lái)說(shuō)也是優(yōu)選的。盒子I還包含位于主體2，2’，2”的下表面4之下并將工作薄膜10連接至主體2，2’，2”的外圍墊片9。盒子I還包括介于主體2，2’，2”的下表面4和工作薄膜10的疏水上表面11之間的空隙12。該空隙12被外圍墊片9限定。外圍墊片9最好被成型為圍繞著空隙12區(qū)域的外圍邊緣9’，所述外圍邊緣與主體2 —體成形型?；蛘?如圖I所示,外圍墊片9被成型為圍繞著間隙12的獨(dú)立外圍元件9”，附著于成型為框架結(jié)構(gòu)2”的主體2的下表面4。所描述的工作薄膜10最好附著于片狀結(jié)構(gòu)2’的外圍邊緣9’。按大小和數(shù)量的需要，盒子I最好還包含中間墊片15，所述中間墊片位于空隙12區(qū)域內(nèi)，并與片狀結(jié)構(gòu)2’一體成型。這些中間墊片的高度最好與外圍邊緣9’相同，最好限定相同的空隙。盒子I還包含若干位于可穿透的底部結(jié)構(gòu)8之下的穿孔元件13，所述穿孔元件被成型為刺穿可穿透的底部結(jié)構(gòu)8，使試劑或樣品6，6’從凹槽5釋放至空隙12。在如圖2所描述的盒子的實(shí)施方式中，穿孔元件13位于空隙12區(qū)域內(nèi)并靠近外圍邊緣9’。穿孔元件13附著于外圍邊緣9’和/或片狀結(jié)構(gòu)2’的主體2的下表面4。穿孔元件13最好位于凹 槽5或進(jìn)樣槽之下，當(dāng)啟動(dòng)液滴操縱系統(tǒng)40的驅(qū)動(dòng)元件41時(shí)，至少刺穿可穿透的底部結(jié)構(gòu)8。驅(qū)動(dòng)元件41的移動(dòng)最好由導(dǎo)向管路45引導(dǎo)。盒子I最好包含至少一條光纖21，該光纖用于照明空隙12中的液滴23 (這里僅以點(diǎn)線表示)和/或用于引導(dǎo)光線離開空隙12中的液滴23。在圖2中，所謂的頂部讀數(shù)光學(xué)系統(tǒng)由光纖21標(biāo)不。借助此光學(xué)系統(tǒng),來(lái)自于光源(圖中未顯不)的激發(fā)光可直接射入內(nèi)含樣品材料的液滴23。如果樣品材料含有突光素，此突光素將會(huì)發(fā)出突光，然后由頂部光學(xué)讀數(shù)系統(tǒng)和連接至所述系統(tǒng)的探測(cè)器檢測(cè)?；蛘呷鐖D2所示的實(shí)施方式中的頂部讀數(shù)系統(tǒng)被成型用于發(fā)送激發(fā)光至樣品以及接收和探測(cè)樣品發(fā)出的熒光。光纖21最好整合在盒子I的主體2內(nèi)。如圖I所示，基板42還包含連接各個(gè)電極44和系統(tǒng)40的中央控制單元43的電線。圖3顯示了第三實(shí)施方式的框架結(jié)構(gòu)盒子I的垂直截面，所述盒子具有貫穿主體2整個(gè)高度的中央開口 14。盒子I還包含若干凹槽5和與成型為獨(dú)立外圍元件9”的墊片9接觸的工作薄膜10。盒子I幾乎與液滴操縱系統(tǒng)40的電極陣列20接觸。盒子I包含用于操縱液滴中樣品的工作薄膜10和電極陣列20，而盒子I的工作薄膜10被安置在電極陣列20上。盒子I還包含主體2，此主體2最好含有基本上平坦的下表面4。依照第三實(shí)施方式，主體2被成型為框架結(jié)構(gòu)2”，該結(jié)構(gòu)具有延伸貫穿主體2整個(gè)高度的中央開口 14。主體2包含上表面3、下表面4以及若干成型為承載試劑6或樣品6’的凹槽5。主體2框架結(jié)構(gòu)2”的下表面4不是完全平坦的主體2包含向下延伸的外部53。該實(shí)施方式包含根據(jù)主體2下表面的向下彎曲的獨(dú)立外圍元件9”，而不是以獨(dú)立外圍元件9”形式存在的完全平坦的墊片9?；?2適合于盒子I的特殊下表面，所述基板包含用于補(bǔ)償電極44的表面層48的表面49，這樣主體2，2’，2”下表面4的至少一部分或者附著了工作薄膜10的盒子I的墊片9至少一部分可以在電極44的表面層48之外移動(dòng)，以延伸電極44上的工作薄膜10。主體2最好由不可滲透液體的惰性塑料材料制成，這樣不會(huì)占用或干擾凹槽5內(nèi)含的液體或樣品。用于圖I中主體2的注塑成型和框架結(jié)構(gòu)2”的相同塑料材料也優(yōu)選用于制造此實(shí)施方式中的框架結(jié)構(gòu)2”。盒子I還包含彈性可變形的頂部結(jié)構(gòu)7，所述頂部結(jié)構(gòu)不可滲透液體并被做成密封凹槽5的頂部。所述彈性可變形的頂部結(jié)構(gòu)7最好被成型為與圖I中彈性薄片相應(yīng)的彈性薄片。盒子I還包含可穿透的底部結(jié)構(gòu)8，所述底部結(jié)構(gòu)不可滲透液體并被做成密封凹槽5的底部。較佳地如圖所示，可穿透的底部結(jié)構(gòu)8被成型為可穿透的覆蓋層19。覆蓋層19被成型為密封地附著于框架結(jié)構(gòu)2”的下表面4的可穿透薄片，以使覆蓋層19靠近與工作薄膜10相對(duì)的空隙12，。覆蓋層19的下表面最好與框架結(jié)構(gòu)2”的下表面4基本齊平。覆蓋層19最好是導(dǎo)電的，至少其通向空隙12的表面是疏水的。覆蓋層19的材料可選自電導(dǎo)性和疏水性材料，例如PTFE。在覆蓋層19為導(dǎo)電層的情況下，盒子I最好包含連接覆蓋層19的電接地連接54，所述電接地連接連接到液滴操縱系統(tǒng)40的接地電勢(shì)源。盒子I還包含位于主體2，2”下表面4之下的工作薄膜10。工作薄膜10不可滲透液體且具有疏水的上表面11，通過(guò)電潤(rùn)濕技術(shù)，液滴可在其上面移動(dòng)。圖I和圖2所描述的工作薄膜10及附加絕緣層的所有實(shí)施方式，也優(yōu)選用于圖3中描述的盒子。盒子I還包含位于主體2，2’，2”的下表面4之下的外圍墊片9，所述外圍墊片將 工作薄膜10連接至覆蓋層19和主體2，2’，2”。盒子I還包括介于覆蓋層19和工作薄膜10的疏水上表面11的空隙12。該空隙12被外圍墊片9限定。外圍墊片9被成型為圍繞空隙12區(qū)域的獨(dú)立外圍元件9”(對(duì)比圖I)。所描述的工作薄膜10最好附著于框架結(jié)構(gòu)2”的獨(dú)立外圍元件9”。按大小和數(shù)量的需要，盒子I最好還包含中間墊片15，所述中間墊片位于空隙12區(qū)域內(nèi)，并附著于覆蓋層19的下表面和/或工作薄膜10的疏水上表面11。這些中間墊片15的高度最好與外圍元件9”相同，其限定的尺寸最好與空隙相同。盒子I還包含若干位于凹槽5或進(jìn)樣槽之下的穿孔元件13，所述穿孔元件被成型為刺穿覆蓋層19，使試劑或樣品6，6’從凹槽5或進(jìn)樣槽釋放至空隙12。在圖3所述盒子的實(shí)施方式中，穿孔元件13位于類似于圖I中標(biāo)示的位置。穿孔元件13最好由液滴操縱系統(tǒng)40的驅(qū)動(dòng)元件41驅(qū)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)元件41的移動(dòng)最好由導(dǎo)向管路45引導(dǎo)。該框架結(jié)構(gòu)2”的中央開口 14被成型為貫穿主體2，2”上表面3至下表面4的通孔。該覆蓋層19構(gòu)成主體2大致上平坦的下表面4。基板42最好包含至少一條光纖21，所述光纖用于照明空隙12中的液滴23 (這里僅以點(diǎn)線表示)和/或用于引導(dǎo)光線離開空隙12中的液滴23的。此外，或者最好在覆蓋層19上，位于空隙12對(duì)面且對(duì)準(zhǔn)光纖21的入口 /出口的地方安置一個(gè)窗口 22。由此，圖3中的實(shí)施方式可進(jìn)行底部讀數(shù)(對(duì)比圖I)和/或頂部讀數(shù)(對(duì)比圖2)。光纖21最好整合在液滴操縱系統(tǒng)40的電極陣列20的基板42上。此基板還包含連接各個(gè)電極44和系統(tǒng)40中央控制單元43的電線。圖4顯示了圖3的第三實(shí)施方式的框架結(jié)構(gòu)盒子的垂直截面。盒子I與液滴操縱系統(tǒng)40的電極陣列20接觸。以覆蓋層19的形式存在的可穿透底部結(jié)構(gòu)對(duì)一個(gè)凹槽5敞開，其部分內(nèi)容物被擠壓入工作薄膜10和覆蓋層19間的空隙12內(nèi)。類似圖3中的基板42，該基板42包含用于補(bǔ)償電極44的表面層48的基臺(tái)表面47，這樣附著了工作薄膜10的盒子I的獨(dú)立外圍元件9”可以在在電極44的表面層48之外移動(dòng)，以延伸電極44上的工作薄膜10。在該優(yōu)選的液滴操縱系統(tǒng)40實(shí)施方式中，夾鉗機(jī)構(gòu)52擠壓盒子1，并將盒子的工作薄膜10擠壓至電極44的表面48和基板42的表面49上。
圖5顯示了第四實(shí)施方式的框架結(jié)構(gòu)盒子I的垂直截面，該框架結(jié)構(gòu)盒子I具有貫穿主體2的中央開口 14、若干凹槽5以及與獨(dú)立外圍墊片元件9”接觸的工作薄膜10。盒子I與液滴操縱系統(tǒng)40的電極陣列20接觸。凹槽(進(jìn)樣槽25)的可穿透的底部結(jié)構(gòu)8是敞開的，其一些內(nèi)容物被擠壓到介于工作薄膜10和被成型為剛性覆蓋物17的覆蓋層19之間的空隙12中。制備該剛性覆蓋物的材料為Mylar'是一種基于杜邦的聚對(duì)苯二甲酸乙二酯的透明的彈性聚酯薄片。為了使剛性覆蓋物17具有導(dǎo)電層，從而連接至液滴操縱系統(tǒng)40的接地電勢(shì)源，可采用銦錫氧化物(ITO)層涂覆剛性覆蓋物17的底部。圖5還描述了包含盒子I和電極陣列20的液滴操縱系統(tǒng)40。盒子I包含用于操縱液滴中樣品23的工作薄膜10和電極陣列20，而盒子I的工作薄膜10被安置在電極陣列20上。盒子I還包含主體2，該主體2最好包含由剛性覆蓋物17構(gòu)成的基本上平坦的下表面4。依照第四實(shí)施方式，主體2被成型為具有貫穿主體2整個(gè)高度的中央開口 14的框架結(jié)構(gòu)2”。主體2包含上表面3、下表面4以及若干被成型為承載試劑6或樣品6’的凹槽5和進(jìn)樣槽25?！?br> 主體2的材料最好是不可滲透液體的惰性塑料材料，這樣不會(huì)占用或干擾凹槽5內(nèi)所含的液體或樣品。用于圖1、3和4中主體2的注塑成型和框架結(jié)構(gòu)2”的相同塑料材料也優(yōu)選用于制造該實(shí)施方式中的框架結(jié)構(gòu)2”。此盒子I還包含被成型為密封凹槽5頂部的不可滲透液體的彈性可變形的頂部結(jié)構(gòu)7。所描述的彈性可變形的頂部結(jié)構(gòu)7最好被成型為與圖1、3和4中的彈性薄片相似的彈性薄片。盒子I還包含可穿透的底部結(jié)構(gòu)8，所述底部結(jié)構(gòu)不可滲透液體并被做成密封凹槽5和進(jìn)樣槽25的底部。較佳地，所述的可穿透的底部結(jié)構(gòu)8被成型為密封地附著于(例如通過(guò)焊接)主體2的下表面4的可穿透薄片。該可穿透薄片最好由彈性材料制得，例如橡膠或熱塑性彈性體(TPE)膜。或者可穿透的底部結(jié)構(gòu)8被成型為整合在片狀結(jié)構(gòu)2’上(對(duì)比圖I)的主體2的可穿透底部。在這種情況下，主體材料最好為TPE。為了使穿孔元件13刺穿可穿透的底部結(jié)構(gòu)8，剛性覆蓋物17含有覆蓋孔18，通過(guò)覆蓋孔，穿孔元件13可輕易抵達(dá)可穿透薄片。工作薄膜10最好是彈性的，這樣就無(wú)需考慮液體從空隙12中泄露的情況。圖I至圖4中描述的工作薄膜10以及附加絕緣層的所有實(shí)施方式也優(yōu)選用于圖5中描述的盒子?；?2適合于盒子I的平坦下表面，所述基板42包含用于補(bǔ)償電極44的表面層48的表面49，以延伸電極44上的工作薄膜10。將電絕緣膜、層或覆蓋物50施加于電極44的表面48及基板42的表面49。該電絕緣膜、層或覆蓋物50最好為穩(wěn)固涂覆在液滴操縱系統(tǒng)40的電極44和基板42上的絕緣層。然而，盒子最好還提供附加電絕緣層，作為在需要時(shí)可被取代的可移動(dòng)的絕緣層或覆蓋物50。盒子I的墊片9、15及穿孔元件13與圖I中的墊片9、15及穿孔元件相似，其限定了介于剛性覆蓋物17和工作薄膜10疏水上表面11間的空隙12。穿孔元件13最好由液滴操縱系統(tǒng)40的驅(qū)動(dòng)元件41驅(qū)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)元件41的移動(dòng)最好由導(dǎo)向管路45引導(dǎo)。所述剛性覆蓋物17具有與框架結(jié)構(gòu)2”本質(zhì)上相同的延伸，其包含若干位于凹槽5下面的孔洞18?？锥?8的尺寸和形狀足以允許彎曲的穿孔元件13靠近并刺穿各個(gè)凹槽5的可穿透的底部結(jié)構(gòu)8。
在另一實(shí)施方式中，盒子I包含剛性覆蓋物17和覆蓋層19(后者作為可穿透的底部結(jié)構(gòu)8取代可穿透薄片)。將剛性覆蓋物17和覆蓋層19附著于框架結(jié)構(gòu)2”，使得剛性覆蓋物17靠近與工作薄膜10相對(duì)的空隙12，剛性覆蓋物17的下表面與框架結(jié)構(gòu)2”的下表面4基本齊平。覆蓋層19 (圖5中未顯示)最好置于剛性覆蓋物17和主體2的下表面4之間。驅(qū)動(dòng)元件41最好被成型為可在導(dǎo)向管路45中滑動(dòng)的活塞，其由驅(qū)動(dòng)裝置46驅(qū)動(dòng)。用于驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)元件41的驅(qū)動(dòng)裝置46首選被成型為臘泵囊(wax pump bladder)、電磁驅(qū)動(dòng)桿或夾鉗機(jī)構(gòu)控制桿51其中之一。用于驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)元件41的驅(qū)動(dòng)裝置46更首選被成型為夾鉗機(jī)構(gòu)控制桿51，夾鉗機(jī)構(gòu)52為手動(dòng)驅(qū)動(dòng)的，并被成型為將盒子I的主體2，2’，2”擠壓至液滴操縱系統(tǒng)40的基板42和電極陣列20上。換句話說(shuō)，夾鉗機(jī)構(gòu)52為電動(dòng)驅(qū)動(dòng)。圖6顯示了第三或第四實(shí)施方式的類框架盒子I的三維俯視圖，所述盒子具有位于待作業(yè)位置的進(jìn)樣裝置26。盒子I的主體2，2”最好包含進(jìn)樣器24，而進(jìn)樣器24具有進(jìn)樣槽25和進(jìn)樣裝置26，位于作業(yè)位置的進(jìn)樣裝置26至少部分位于進(jìn)樣槽25內(nèi)。進(jìn)樣器24被成型為引入含有研究樣品的頰粘膜拭子55或其他固體材料。 圖6還顯示了若干不同尺寸的用于預(yù)沉積試劑和其他類似洗滌液等液體的凹槽5，所述凹槽位于盒子右側(cè)上的主體2橫條上中。還顯示了位于主體2后部縱條上很長(zhǎng)的凹槽5，其被成型為承載預(yù)沉積的油。在空隙12中加入樣品液滴之前，可用油填充空隙12。可選擇用油完全填充空隙12，所述油不易與通常含有含水液滴的樣品混合并且是惰性油(例如硅油)。從圖6中可見，凹槽5的尺寸可依據(jù)進(jìn)行特定分析的實(shí)際需要做出選擇。彈性可形變的頂部結(jié)構(gòu)7被做成不可滲透液體的薄片來(lái)密封凹槽5的頂部。彈性薄片通過(guò)例如激光焊接的方式密封地附著于框架結(jié)構(gòu)2”的上表面3。圖中顯示位于主體2前方縱條上用于引入體液樣品(如血液、唾液等)的另一進(jìn)樣槽25’。該進(jìn)樣槽25’的頂部最好由不可滲透液體的薄片密封，但是薄片可以被醫(yī)用注射器針頭穿透，醫(yī)用注射器靈活地由類似活塞的驅(qū)動(dòng)元件推動(dòng)，在可穿透的底部結(jié)構(gòu)8從具有穿孔元件13的盒子I底部被刺穿后，使樣品可以進(jìn)入盒子I的空隙12內(nèi)。密封該進(jìn)樣槽25’頂部的材料最好是橡膠材料。在盒子右前角中，圖中描述了過(guò)濾器板56位于向下達(dá)到主體2下表面4的通道中，并且最好與半透明膜(圖中未顯示)結(jié)合。一旦可穿透的底部結(jié)構(gòu)8密封地靠近通道底部，被穿孔元件13從盒子I的底部刺穿，過(guò)濾器板56和通道便成為空隙12的排放口。通過(guò)光學(xué)透明的剛性覆蓋物17或覆蓋層19，可以看到許多中間墊片15。雖然圖中所示的所有中間墊片15都具有相同的尺寸和圓形形狀，且等距分布于空隙12，但是在液滴23預(yù)期的電潤(rùn)濕運(yùn)動(dòng)不受影響的前提下，可根據(jù)需要選擇這些中間墊片15的形狀、尺寸和分布。圖7顯示了圖6第三或第四實(shí)施方式的類框架盒子I的仰視圖，所述盒子具有位于待作業(yè)位置的進(jìn)樣裝置26。工作薄膜10被移去，則可以看見被成型為外圍元件9”的墊片9。不同于圖4和圖5所示的橫截面，其中外圍元件9”延伸至盒子I的外部邊緣，該外圍元件9”被主體2的向下延伸部分57包圍。較佳地，該主體2的向下延伸部分57與工作薄膜10 (附著于外圍元件9”)的下表面結(jié)合，從而為整個(gè)盒子提供了平坦的下表面。另外，主體2的向下延伸部分57與外圍元件9”齊平，工作薄膜10附著于工作薄膜10和主體2的向下延伸部分57。圖中顯示了許多作為外圍元件9” 一部分的穿孔元件13?；诖┛自厦娴陌疾?的尺寸，穿孔元件13的尺寸和數(shù)目是不同的，即對(duì)于含油的凹槽，圖中示出了(見左下角)三個(gè)穿孔元件13 ;對(duì)于兩個(gè)最大的含試劑凹槽，圖中示出了兩個(gè)穿孔元件13 (見右上角)；對(duì)于較小的含試劑凹槽，圖中僅示出了一個(gè)穿孔元件13 (見右下角)。穿孔元件13被成型為可穿透的底部結(jié)構(gòu)8，該底部結(jié)構(gòu)刺穿 位于主體2頂部橫條左側(cè)的進(jìn)樣槽25之下。圖中顯示的穿孔元件13的數(shù)目、尺寸和形狀僅為示范性例子，可以根據(jù)實(shí)際需要而變化。從如圖6可以知道，在液滴23預(yù)期的電潤(rùn)濕運(yùn)動(dòng)不受影響的前提下，可以根據(jù)需要選擇中間墊片15的形狀、尺寸和分布。所顯示的三個(gè)示范性的中間墊片15明顯不同于圖6中所顯示的中間墊片。圖8顯示了第三或第四實(shí)施方式的類框架盒子I的進(jìn)樣器24的詳細(xì)三維示意圖。圖8A顯示了類框架盒子的進(jìn)樣器24的半截面，所述進(jìn)樣器具有位于作業(yè)位置的部分插入的進(jìn)樣裝置26。進(jìn)樣裝置26最好包含圓柱形管27，其具有第一端28、第二端29、可插入于第一管子端28并且可在圓柱形管27內(nèi)移動(dòng)的活塞30，以及密封地靠近圓柱形管27的第二端29的密封薄片31。在圓柱形管27的內(nèi)部空間以及活塞30和密封薄片31之間的空間內(nèi)提供預(yù)沉積的溶解緩沖液。還可以看到過(guò)濾器板56。該過(guò)濾器板56將放置用于細(xì)胞材料溶解的樣品載體(如頰粘膜拭子55)的進(jìn)樣槽25 (外部腔室)部分與溶解產(chǎn)物在溶解后將被擠壓入的進(jìn)樣槽25 (內(nèi)部腔室)部分隔開。進(jìn)樣裝置26明顯地由盒子I的進(jìn)樣槽25所處的待作業(yè)位置(見圖6和圖7)移動(dòng)至作業(yè)位置。彈性可變形的頂部結(jié)構(gòu)7被做成不可滲透液體墊片來(lái)密封進(jìn)樣槽25的頂部。彈性薄片以例如激光焊接的方式密封地附著于框架結(jié)構(gòu)2”的上表面3。圖SB顯示了類框架盒子I的進(jìn)樣器24及位于作業(yè)位置的部分插入的進(jìn)樣裝置26的半截面。在此做以下情況的描述I.使用頰粘膜拭子取樣，當(dāng)撕去進(jìn)樣槽25在使用前免受污染的密封物58后，將樣品(樣品粘附于頰粘膜拭子55)引入進(jìn)樣槽25的外部腔室。2.現(xiàn)在將進(jìn)樣裝置26推入進(jìn)樣槽25。圓柱形管27的外周在類圓柱形進(jìn)樣槽25的外部腔室中密封地滑動(dòng)。以下是將樣品引入盒子I的空隙12的步驟3.將進(jìn)樣裝置26進(jìn)一步推入進(jìn)樣槽25內(nèi)，直至進(jìn)樣槽25外部腔體中的穿孔結(jié)構(gòu)59刺穿密封地靠近圓柱形管27的第二端29的密封薄片31。4.圓柱形管27內(nèi)原來(lái)含有的溶解緩沖液進(jìn)入進(jìn)樣槽25的外部腔室，將進(jìn)樣裝置26進(jìn)一步推入進(jìn)樣槽25內(nèi)，以使氣體通過(guò)介于進(jìn)樣槽25外部和內(nèi)部腔室間的過(guò)濾器板56排出。5.使粘附于頰粘膜拭子55的細(xì)胞材料發(fā)生溶解。在溶解過(guò)程中，最好提高進(jìn)樣槽25的溫度。最好使用液滴操縱系統(tǒng)40 (或盒子I)的基板42上的加熱器提高進(jìn)樣槽25內(nèi)的溫度至所需溫度數(shù)值。6.溶解之后，進(jìn)樣裝置26的圓柱形管27被完全推入進(jìn)樣槽25的外部腔室。與此同時(shí)，大部分溶解產(chǎn)物被擠壓通過(guò)過(guò)濾器板56，進(jìn)入進(jìn)樣槽25的內(nèi)部腔室。7.如果需要，將盒子的空隙12先充滿油。隨后在活塞41的幫助下，將穿孔元件13推向可穿透的底部結(jié)構(gòu)8以刺穿進(jìn)樣槽25內(nèi)部腔室之下的可穿透的底部結(jié)構(gòu)8。8.在活塞41的幫助下，向內(nèi)推動(dòng)密封地靠近進(jìn)樣槽25內(nèi)部腔室的彈性可變形的頂部結(jié)構(gòu)7，減少進(jìn)樣槽25內(nèi)部腔室的內(nèi)部容積以釋放一些溶解產(chǎn)物至空隙12。圖9顯示了液滴操縱系統(tǒng)40的電極布局或印刷電路板(PCB)的俯視圖。依照第三或第四實(shí)施方式，該系統(tǒng)40的特殊電極陣列20被成型為接收類框架盒子I。另外，在此以較長(zhǎng)的虛線標(biāo)示具有中央開口 14的盒子I的形狀。以較短的虛線標(biāo)示凹槽5和進(jìn)樣槽25的形狀。電極陣列20被特定成型為與細(xì)胞材料的溶解、DNA片段的提取和PCR擴(kuò)增、基因分型的雜交實(shí)驗(yàn)以及光學(xué)檢測(cè)相匹配。四個(gè)處在電極陣列角落的定位標(biāo)記便于電極陣列的排列。
從左側(cè)開始(如果需要)，整個(gè)空隙12被硅(Si)油充滿。然后(見右上側(cè))，溶解產(chǎn)物(有或沒(méi)有珠子)從進(jìn)樣槽25進(jìn)入空隙12。在空隙12的入口，即相應(yīng)的凹槽5的可穿透的底部結(jié)構(gòu)8被刺穿的地方，最好安置附有第二大電極的第一大電極。所述第二大電極在任何情況下都具有切斷裝置，該處安置著第一排獨(dú)立電極44。這兩大電極標(biāo)記如下區(qū)域，當(dāng)下面的可穿透的底部結(jié)構(gòu)8被刺穿及其上面的彈性可變形的頂部結(jié)構(gòu)7被擠壓后，來(lái)自各個(gè)凹槽5或進(jìn)樣槽25的部分液體在此沉積。從這部分液體分離出體積為O. I至O. 5微升的單個(gè)小液滴?？拷M(jìn)樣槽25的凹槽(從圖9的頂部至底部)被分配用于盛放純洗滌液、主要混合物B、主要混合物A、雜交緩沖液、雜交洗滌溶液
I、雜交洗滌溶液2以及雜交用珠子。通過(guò)電潤(rùn)濕將溶解物液滴和純洗滌液液滴移到混合和洗滌這些液滴的洗滌區(qū)，將磁珠和附著的非重要樣品部分轉(zhuǎn)移至配備很大電極的第一廢物區(qū)。在洗滌區(qū)和相鄰的混合區(qū)內(nèi)，主要混合部分A和/或B可被添加于樣品液滴。然后，將液滴轉(zhuǎn)移至聚合酶鏈反應(yīng)(PCR)區(qū)域，按照已知技術(shù)擴(kuò)增樣品液滴中所含的核酸。PCR區(qū)域包含至少兩個(gè)溫度不同(例如35°C和95°C)的加熱區(qū)域以使核酸鏈退火和分離。PCR之后，在最好具有所描述的特定形狀和電極排列特征的分裂區(qū)內(nèi)，將含有擴(kuò)增核酸的飽滿液滴分裂成兩滴較小的液滴。在中央稀釋區(qū)域，將這兩個(gè)樣品液滴分別用雜交緩沖液稀釋，直至每個(gè)樣品液滴產(chǎn)生八個(gè)相同的液滴。按照已知的技術(shù)，將八個(gè)樣品液滴在雜交點(diǎn)1-4和9-12或5_8和13_16進(jìn)行兩次雜交。雜交之后，將所添加的未雜交材料徹底沖洗并棄于附近的第二廢物區(qū)(同樣配備很大的電極)。隨后將16個(gè)樣品液滴各自移動(dòng)(再次通過(guò)電潤(rùn)濕)至檢測(cè)區(qū)域，在那里(使用底部讀數(shù)，頂部讀數(shù)，或兩者的混合或組合)對(duì)雜交的樣品進(jìn)行光學(xué)分析。對(duì)仍在盒子I的空隙12內(nèi)的樣品液滴中的樣品進(jìn)行分析后，將樣品棄至第一廢物區(qū)，用氫氧化鈉(NaOH)溶液和可選的特殊洗滌液清洗和清潔多排獨(dú)立電極44提供的“電潤(rùn)濕通道”。當(dāng)所有實(shí)驗(yàn)和測(cè)試結(jié)束后，將盒子I (連同其中的樣品和廢棄物)安全丟棄，使盒子所含物不會(huì)危害到任何一個(gè)實(shí)驗(yàn)室工作人員。隨后，將下一個(gè)盒子I壓到電極陣列20上面，進(jìn)行下一個(gè)實(shí)驗(yàn)。在圖9中(見圖的頂部和底部)可見大量的接觸點(diǎn)。各條電線與每個(gè)電極以這些接觸點(diǎn)其中的一點(diǎn)接觸。此外，位于系統(tǒng)40的基板42上的加熱器也連接著這些接觸點(diǎn)。所有的接觸點(diǎn)與中央控制單元43連接，所述中央控制單元控制所有必要的運(yùn)作(例如加熱器、活塞41等)和所有需要的電極電勢(shì)著。每個(gè)電極陣列的一側(cè)還提供了獨(dú)立的接觸點(diǎn)以連接中央控制單元43的接地電勢(shì)源。液滴操縱系統(tǒng)40最好包含具有電極陣列20的基板42和中央控制單元43，所述中央控制單元用于控制電極陣列43的各個(gè)電極44的選擇，以及為電極44提供各個(gè)電壓脈沖，以通過(guò)電潤(rùn)濕操縱液滴23。根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的系統(tǒng)40被成型為在電極44頂部接受盒子I的工作薄膜10。系統(tǒng)40可以是獨(dú)立和固定式的單元，很多操作員用他們攜帶的盒子I進(jìn)行操作。因此，該系統(tǒng)40可包含若干基板42和電極陣列20，使得盒子I可以同時(shí)和/或平行運(yùn)作。基板42、電極陣列20和盒子I的數(shù)目可以是一個(gè)或例如I到100之間的任何個(gè)數(shù)或甚至更多；該數(shù)目，例如受限于中央控制單元43的工作能力。另外，系統(tǒng)40可為手動(dòng)控制，此時(shí)僅包含和可用單一盒子I工作。每個(gè)本領(lǐng)域的工作人員都能理解，位于所提到的兩個(gè)極端之 間的中間解決方案也可不會(huì)違背本發(fā)明的精神而進(jìn)行操作和運(yùn)作。在本專利申請(qǐng)中，術(shù)語(yǔ)“電極陣列”、“電極布局”和“印刷電路板(PCB)”作為同義詞加以使用。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，本發(fā)明盒子I的不同實(shí)施方式的任何特征組合都是合理的，它們均包含在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。沒(méi)有在每一情況下特定描述的附圖標(biāo)記，它們相應(yīng)于本發(fā)明盒子I和系統(tǒng)40的相似元件。參照號(hào)碼I盒子25進(jìn)樣槽2，2’，2” 主體25’另一進(jìn)樣槽2’2的片狀結(jié)構(gòu)26進(jìn)樣裝置2”2的框架結(jié)構(gòu)27圓柱形管32，2’，2”的上表面 2827的第一端42，2’，2”的下表面 2927的第二端5凹槽30活塞6試劑31密封薄片6’樣品40具有20的系統(tǒng)7彈性可變形的頂部結(jié)構(gòu)41驅(qū)動(dòng)元件8可穿刺的底部結(jié)構(gòu) 42基板9外圍墊片43中央控制單元9’整合外圍邊緣44各個(gè)電極9”獨(dú)立外圍元件45導(dǎo)向管路10工作薄膜46驅(qū)動(dòng)裝置1110的疏水上表面47基臺(tái)表面12空隙4844的表面層13穿孔元件4942的表面
14中央開口50電絕緣膜、層或覆蓋物15中間墊片51夾鉗機(jī)構(gòu)控制桿16底部 52夾鉗機(jī)構(gòu)17剛性覆蓋物532的外部18覆蓋孔洞54接地連接19覆蓋層55頰粘膜拭子20電極陣列56過(guò)濾器板21光學(xué)纖維572的向下延伸部分 22窗口58密封物23微滴59穿孔結(jié)構(gòu)24進(jìn)樣
權(quán)利要求
1.一種盒子(1)，包含用于操縱液滴中樣品的工作薄膜(10)和電極陣列(20)，而盒子(I)中的工作薄膜(10)被安置在電極陣列(20)上， 其特征在于所述的盒子(I)包含 a)主體(2，2’，2”)，所述主體具有上表面(3)、下表面(4)及若干被做成盛放試劑(6)或樣品(6’)的凹槽(5)； b)彈性可變形的頂部結(jié)構(gòu)(7)，所述頂部結(jié)構(gòu)不可滲透液體并被做成密封所述凹槽(5)的頂部； c)可穿透的底部結(jié)構(gòu)(8)，所述底部結(jié)構(gòu)不可滲透液體并被做成密封凹槽(5)的底部； d)位于所述主體(2，2’，2”)的下表面(4)之下的工作薄膜(10)，所述工作薄膜(10)不可滲透液體且具有疏水性上表面(11); e)位于主體(2，2’，2”)的下表面(4)之下的外圍墊片(9，9’，9”)，所述外圍墊片將所述工作薄膜(10)連接于所述主體(2，2’，2”)； f)位于所述主體(2，2’，2”)的下表面(4)與所述工作薄膜(10)的疏水上表面(11)之間的空隙(12)，所述空隙(12)由外圍墊片(9，9’，9”)限定；以及 g)若干位于所述可穿透的底部結(jié)構(gòu)(8)下面的穿孔元件(13)，所述穿孔元件(13)被做成為刺穿可穿透的底部結(jié)構(gòu)(8)，以將所述試劑或樣品(6，6’)從凹槽(5)釋放至空隙(12)中。
2.如權(quán)利要求I所述的盒子，其中所述的主體(2)包含基本上平坦的下表面(4)，所述主體(2)被成型為片狀結(jié)構(gòu)(2’)或具有中央開口(14)的框架結(jié)構(gòu)(2”)。
3.如權(quán)利要求2所述的盒子，其中所述的彈性可變形的頂部結(jié)構(gòu)(7)被成型為密封地附著于片狀結(jié)構(gòu)(2’)或框架結(jié)構(gòu)(2”)的上表面(3)的彈性薄片。
4.如權(quán)利要求3所述的盒子，其中所述可穿透的底部結(jié)構(gòu)(8)被成型為整合在片狀結(jié)構(gòu)(2’)或框架結(jié)構(gòu)(2”)上的主體(2)的可穿透底部。
5.如權(quán)利要求2所述的盒子，其中所述彈性可變形的頂部結(jié)構(gòu)(7)被成型為整合在片狀結(jié)構(gòu)(2’)或框架結(jié)構(gòu)(2”)上的主體(2)的彈性頂部。
6.如權(quán)利要求5所述的盒子，其中所述可穿透的底部結(jié)構(gòu)(8)被成型為密封地附著于片狀結(jié)構(gòu)(2’)或框架結(jié)構(gòu)(2”)的下表面(4)的可穿透薄片。
7.如權(quán)利要求2所述的盒子，其中所述外圍墊片(9)被成型為圍繞著空隙(12)區(qū)域的外圍邊緣(9’)，所述外圍邊緣與片狀結(jié)構(gòu)(2’ )或框架結(jié)構(gòu)(2”)一體成型。
8.如權(quán)利要求7所述的盒子，其中所述盒子(I)包含位于空隙(12)區(qū)域內(nèi)且與片狀結(jié)構(gòu)(2’)或框架結(jié)構(gòu)(2”)一體成型的中間墊片(15)。
9.如權(quán)利要求7所述的盒子，其中所述穿孔元件(13)位于空隙(12)區(qū)域內(nèi)且緊鄰?fù)鈬吘?9’)，所述穿孔元件(13)附著于外圍邊緣(9’)和/或附著于片狀結(jié)構(gòu)(2’)或框架結(jié)構(gòu)(2”)的主體(2)的下表面(4)。
10.如權(quán)利要求2所述的盒子，其中所述外圍墊片(9)被成型為獨(dú)立外圍元件(9”)，所述獨(dú)立外圍元件圍繞空隙(12)且附著于片狀結(jié)構(gòu)(2’)或框架結(jié)構(gòu)(2”)的主體(2)的下表面⑷。
11.如權(quán)利要求10所述的盒子，其中所述盒子(I)包含被成型為獨(dú)立元件的中間墊片(15)，所述中間墊片位于空隙(12)區(qū)域內(nèi)且附著于片狀結(jié)構(gòu)(2’)或框架結(jié)構(gòu)(2”)的主體(2)下表面(4)。
12.如權(quán)利要求10所述的盒子，其中所述穿孔元件(13)位于空隙(12)區(qū)域內(nèi)且與圍繞空隙(12)的獨(dú)立類環(huán)狀元件(9”)一體成型。
13.如權(quán)利要求7或10所述的盒子，其中所述工作薄膜(10)附著于外圍邊緣(9’)或附著于片狀結(jié)構(gòu)(2’)或框架結(jié)構(gòu)(2”)的獨(dú)立外圍元件(9”)。
14.如權(quán)利要求I所述的盒子，其中所述工作薄膜(10)被成型為疏水性材料單層。
15.如權(quán)利要求I所述的盒子，其中所述工作薄膜(10)被成型為非導(dǎo)電材料單層，工作薄膜(10)的上表面(11)被處理后具有疏水性。
16.如權(quán)利要求I所述的盒子，其中所述工作薄膜(10)被成型為含有下層和疏水性上層的層壓片，所述下層為導(dǎo)電的或非導(dǎo)電的。
17.如權(quán)利要求2所述的盒子，其中所述框架結(jié)構(gòu)(2”)的中央開口(14)被成型為上表面(3)上的凹陷，而與框架結(jié)構(gòu)(2”)一體成型的主體(2)的底部(16)形成基本上平坦的主體(2)的下表面(4)。
18.如權(quán)利要求2所述的盒子，其中所述框架結(jié)構(gòu)(2”)的中央開口(14)被成型為貫穿整個(gè)框架結(jié)構(gòu)(2”)的通孔。
19.如權(quán)利要求18所述的盒子，其中所述盒子(I)包含附著于框架結(jié)構(gòu)(2”)的剛性覆蓋物(17)，所述剛性覆蓋物(17)封閉了與工作薄膜(10)相對(duì)的空隙(12)，所述剛性覆蓋物(17)的下表面與框架結(jié)構(gòu)(2”)的下表面(4)基本齊平。
20.如權(quán)利要求19所述的盒子，其中所述剛性覆蓋物(17)具有與框架結(jié)構(gòu)(2”)相同的延伸且包含若干位于凹槽(5)之下的孔洞(18)，孔洞(18)的尺寸和形狀足以允許彎曲的穿孔元件(13)靠近并刺穿各個(gè)凹槽(5 )的可穿透的底部結(jié)構(gòu)(8 )。
21.如權(quán)利要求18所述的盒子，其中所述盒子(I)包含剛性覆蓋物(17)和覆蓋層(19)，將剛性覆蓋物(17)和覆蓋層(19)附著于框架結(jié)構(gòu)(2”)，使得剛性覆蓋物(17)靠近與工作薄膜(10)相對(duì)的空隙(12)，剛性覆蓋物(17)的下表面與框架結(jié)構(gòu)(2”)的下表面(4)基本齊平。
22.如權(quán)利要求2所述的盒子，其中所述盒子(I)被成型為片狀結(jié)構(gòu)(2”)并包含覆蓋層(19)，將覆蓋層(19)附著于主體(2)，使得覆蓋層(19)靠近與工作薄膜(10)相對(duì)的空隙(12)，覆蓋層(19)的下表面與片狀結(jié)構(gòu)(2’ )的下表面(4)基本齊平。
23.如權(quán)利要求21或22所述的盒子，其中所述覆蓋物(19)被成型為可穿透的薄片，所述薄片密封地附著于框架結(jié)構(gòu)(2”)或片狀結(jié)構(gòu)(2’)的下表面(4)。
24.如權(quán)利要求23所述的盒子，其中所述覆蓋物(19)為導(dǎo)電的且至少其通向空隙(12)的表面是疏水的，盒子(I)包含連接于覆蓋層(19)且附著于接地電勢(shì)源的電接地連接(54)。
25.如權(quán)利要求2所述的盒子，其中所述盒子(I)包含至少一根光纖(21)或至少一個(gè)窗口(22)，用于照明空隙(12)中的液滴(23)和/或用于引導(dǎo)光線離開空隙(12)中的液滴(23)。
26.如權(quán)利要求I所述的盒子，其中所述主體(2，2’，2”)包含具有進(jìn)樣槽(25)和進(jìn)樣裝置(26)的進(jìn)樣器(24)，所述進(jìn)樣裝置(26)至少一部分位于進(jìn)樣槽(25)內(nèi)的作業(yè)位置。
27.如權(quán)利要求26所述的盒子，其中所述進(jìn)樣裝置(26)包含(a)具有第一端(28)和第二端(29)的圓柱形管， (b)可插入于所述第一端(28)且可在所述圓柱形管(27)內(nèi)移動(dòng)的活塞(30)，以及 (c )密封地靠近于所述圓柱形管(27 )的第二端(29 )的密封薄片(31)。
28.如權(quán)利要求I所述的盒子，其中所述穿孔元件(13)位于凹槽(5)或進(jìn)樣槽(25)之下，所述穿孔元件(13)成型為當(dāng)被液滴操縱系統(tǒng)(40)的驅(qū)動(dòng)元件(41)啟動(dòng)時(shí)，至少刺穿所述可穿透的底部結(jié)構(gòu)(8)。
29.一種液滴操縱系統(tǒng)(40)，所述系統(tǒng)(40)包含具有電極陣列(20)的基板(42)和中央控制單元(43)，所述中央控制單元用于控制電極陣列(20)的各個(gè)電極(44)的選擇，以及為電極(44)提供各個(gè)電壓脈沖從而通過(guò)電潤(rùn)濕操縱液滴(23)， 其特征在于所述系統(tǒng)(40)被成型為接受位于電極(44)頂部的權(quán)利要求I所述盒子(I)的工作薄膜(10)。
30.如權(quán)利要求29所述的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)(40)包含至少一個(gè)權(quán)利要求I所述的盒子(I)。
31.如權(quán)利要求29所述的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)(40)包含驅(qū)動(dòng)盒子(I)的穿孔元件(13)的驅(qū)動(dòng)元件(41)，所述穿孔元件(13)被成型用于至少刺穿盒子(I)的可穿透的底部結(jié)構(gòu)(8)，從而釋放試劑、處理液體、反應(yīng)液或含液體樣品至盒子(I)的空隙(12)內(nèi)。
32.如權(quán)利要求29所述的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)(40)包含用于驅(qū)動(dòng)盒子(I)的彈性可變形的頂部結(jié)構(gòu)(7)的驅(qū)動(dòng)元件(41)，所述彈性可變形的頂部結(jié)構(gòu)(7)被設(shè)置為被驅(qū)動(dòng)元件(41)向內(nèi)推進(jìn)以減少進(jìn)樣槽(25)內(nèi)部腔室的內(nèi)部容積或者凹槽(5)的內(nèi)部容積，以釋放溶解產(chǎn)物、試劑、處理溶液或反應(yīng)液至盒子(I)的空隙(12)。
33.如權(quán)利要求31或32所述的系統(tǒng)，其中所述驅(qū)動(dòng)元件(41)被配置為可在導(dǎo)向管路(45)中滑動(dòng)且被驅(qū)動(dòng)裝置(46)驅(qū)動(dòng)的活塞。
34.如權(quán)利要求33所述的系統(tǒng)，其中所述用于驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)元件(41)的驅(qū)動(dòng)裝置(46)被配置為蠟泵囊、電磁驅(qū)動(dòng)桿或夾鉗機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)桿(51)中之一。
35.如權(quán)利要求34所述的系統(tǒng)，其中所述用于驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)元件(41)的驅(qū)動(dòng)裝置(46)被配置為夾鉗機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)桿(51)，其中夾鉗機(jī)構(gòu)(52)為手動(dòng)驅(qū)動(dòng)的，并配置為用于將盒子(I)的主體(2，2，，2”)擠壓至系統(tǒng)(40)的基板(42)和電極陣列(20)上。
36.如權(quán)利要求29所述的系統(tǒng)，其中所述基板(42)包含用于補(bǔ)償電極(44)的表面層(48)的基臺(tái)表面(47)，這樣工作薄膜(10)所附著的盒子(I)上的外圍邊緣(9’)或獨(dú)立外圍墊片(9”)可在電極(44)的表面層(48)之外移動(dòng)，以延伸電極(44)上的工作薄膜(10)。
37.如權(quán)利要求29所述的系統(tǒng)，其中所述基板(42)包含用于補(bǔ)償電極(44)的表面層(48)的表面(49)，這樣工作薄膜(10)所附著的主體(2，2’，2”)的下表面(4)的至少一部分或盒子(I)的墊片(9 )的至少一部分可在電極(44)的表面層(48 )之外移動(dòng)，以延伸電極(44)上的工作薄膜(10)。
38.如權(quán)利要求29所述的系統(tǒng)，其中所述基板(42)包含施加于電極陣列(20)的電絕緣膜、層或覆蓋物(50)，其覆蓋了電極陣列(20)的所有各個(gè)電極(44)并使各個(gè)電極(44)彼此分離。
全文摘要
本發(fā)明公開一種盒子,包含用于操縱液滴中樣品的工作薄膜和電極陣列，而盒子中的工作薄膜被安置在電極陣列上。盒子包含主體，其具有被做成盛放試劑或樣品的凹槽；可穿透底部的結(jié)構(gòu)，其不可滲透液體并被做成密封凹槽的底部；位于主體下表面之下的工作薄膜，其不可滲透液體且具有疏水性上表面；位于主體下表面之下的外圍墊片，其將工作薄膜連接于主體；主體下表面與工作薄膜疏水上表面之間的空隙，其由外圍墊片所限定；以及若干位于可穿透底部結(jié)構(gòu)下面的穿孔元件，其被做成為刺穿可穿透底部結(jié)構(gòu)，以將試劑或樣品從凹槽釋放至空隙。本發(fā)明還公開一種具有電極陣列的系統(tǒng)，盒子可以放置在電極陣列上面。
文檔編號(hào)G01N35/00GK102928610SQ20121025486
公開日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月22日
發(fā)明者P·鄧肯, M·N·費(fèi)格林, I·菲茨帕特里克, A·R·克普夫－西爾, J·馬莫, M·羅伯 申請(qǐng)人:泰肯貿(mào)易股份公司