一种设备包括微流体装置和光学成像装置，微流体装置包括：微流体空间，被配置为容纳多个微液滴；第一光源，用于对微流体装置照明；电压源，用于向微流体装置供应电压，以便生成横跨微流体空间的电场；第一调制器，被设置成生成波形信号以调制横跨微流体空间施加的电场，其中，第一调制器被配置为在激活状态与非激活状态之间切换，在激活状态下横跨微流体空间施加电场以保持多个微液滴，在非激活状态下横跨微流体空间不施加电场；光学成像装置用于生成微液滴的至少子集的图像；其中，第一调制器还被配置为直接地或间接地控制第一光源，使得在激活状态期间横跨微流体装置提供光的至少一部分；并且其中，第一调制器还被配置为控制光学成像装置，使得在非激活状态期间生成微液滴的至少子集的图像。
1、基于液滴的微流体系统旨在使用小试剂体积快速地并行地执行大量反应。微流体装置内的液滴可以通过不同的技术进行控制，包括使用电介质上电润湿(ewod)效应，这是一种众所周知的效应，其中，在液体与基底之间施加的电场使液体在表面上比自然状态下更湿润。
2、基于光学的液滴操纵技术可以使光被图案化并且被重新配置，以提供对微液滴的动态控制，而无需在装置内使用复杂的控制电路。光介导的电介质上电润湿(oewod)装置涉及通过容纳壁限定的微流体空间转移微液滴；例如，一对平行的板具有被夹在其间的微流体空间。容纳壁中的至少一个容纳壁包括下文中被称为“虚拟”电润湿电极位置的位置，这些“虚拟”电润湿电极位置是通过对埋在其中的半导体层的区域进行选择性地照明而生成的。通过用来自被光学组件控制的独立光源的光对层的选择性照明，可以瞬时地生成虚拟电润湿电极位置的虚拟路径，可以使微液滴沿着该虚拟路径移动。因此，省去了导电单元，并且放弃了永久的液滴接收位置，支持均匀的介电表面，在该介电表面上，通过使用例如像素化的光源对光导电层上的点进行选择性和变化的照明，来短暂地生成液滴接收位置。这使得高度局部化的电润湿场能够通过在介电层上的任何位置建立感应毛细管类型的力来在表面上移动微液滴；可选地与载体介质的任何方向的微流体流动相关联，微液滴分散于该载体介质中；例如通过乳化。换句话说，载体介质含有微液滴。
>3、基于光学的液滴操纵技术(例如，oewod)有可能提供灵活且高通量的液滴操纵平台。在集成合适的检测技术以对微流体空间内的微液滴进行成像和测量中存在挑战。基于光的测量(例如，荧光测量)是用于进行生物测定的重要工具。然而，用于成像和测量微液滴所需的光会被用于保持或操纵微液滴的光压倒，可以导致对微液滴控制的丧失。当不受控制或不固定时，微液滴倾向于在微流体平台内漂移，这会使采集高质量的图像或测量进一步复杂化。4、因此，需要一种专利技术，该专利技术能够在微流体装置内使用基于光学的液滴操纵技术来精确地控制微液滴，并且能够采集图像和/或光学测量结果而不会导致微液滴控制的丧失。
5、本专利技术就是在这种背景下产生的。
技术实现思路
1、根据本专利技术的一方面，提供了一种设备，所述设备包括微流体装置和光学成像装置，所述微流体装置包括：微流体空间，所述微流体空间被配置为容纳多个微液滴；第一光源，所述第一光源用于对所述微流体装置照明；电压源，所述电压源用于向所述微流体装置供应电压，以便生成横跨所述微流体空间的电场；第一调制器，所述第一调制器被设置成生成波形信号以调制横跨所述微流体空间施加的所述电场，其中，所述第一调制器被设置成在激活状态与非激活状态之间切换，在所述激活状态下横跨所述微流体空间施加所述电场，在所述非激活状态下横跨所述微流体空间不施加所述电场；并且其中，所述第一调制器还被设置成直接地或间接地控制所述第一光源，使得在所述激活状态期间横跨所述微流体装置提供光的至少一部分，以在存在所述电场的情况下保持所述多个微液滴；所述光学成像装置用于生成所述微液滴的至少子集的图像；并且其中，所述第一调制器还被配置为控制所述光学成像装置，使得在所述非激活状态期间生成所述微液滴的至少子集的所述图像。
2、第一调制器(其提供用于调制电场的波形)以系统的切换频率提供调制。换句话说，第一调制器提供对电场的满足系统在激活状态与非激活状态之间切换相关的光电要求的调制。在一些实施例中，这可以是50hz。这与电场的a/c频率完全不同，电场的a/c频率可以例如是1khz。
3、根据本专利技术的另一方面，提供了一种设备，所述设备包括微流体装置和光学成像装置，所述微流体装置包括：微流体空间，所述微流体空间被配置为容纳多个微液滴；第一光源，所述第一光源用于对所述微流体装置照明；电压源，所述电压源用于向所述微流体装置供应电压，以便生成横跨所述微流体空间的电场；第一调制器，所述第一调制器被设置成生成波形信号以调制横跨所述微流体空间施加的所述电场，其中，所述第一调制器被设置成在激活状态与非激活状态之间切换，在所述激活状态下横跨所述微流体空间施加所述电场以保持所述多个微液滴，在所述非激活状态下横跨所述微流体空间不施加所述电场；所述光学成像装置用于生成所述微液滴的至少子集的图像；其中，所述第一调制器还被设置成直接地或间接地控制所述第一光源，使得在所述激活状态期间横跨所述微流体装置提供光的至少一部分；并且其中，所述第一调制器还被配置为控制所述光学成像装置，使得在所述非激活状态期间生成所述微液滴的至少子集的所述图像。
4、根据本专利技术的装置可以是微流体装置，例如光电微流体装置。本专利技术的装置使得用户能够向微流体空间施加电场，以将微液滴的至少子集保持就位。施加电场可以是有利的，这是因为电场使得微液滴能够在微流体空间内保持成阵列。电场可以是a/c场。
5、此外，在激活状态期间，可以通过提供光源来在微流体空间内操纵和/或控制微液滴或微液滴的至少子集，该光源提供适合于对微液滴执行液滴操纵的光(例如通过oewod)。在一些实施例中，保持光源可以被用于操纵微液滴，例如使用oewod来合并或分裂微液滴。
6、在提供两个光源的实施例中，可以利用第一光源来维持液滴控制，该第一光源始终提供液滴操纵和保持照明。在非激活状态期间，对于该光源没有液滴保持的要求，并且因此该光源可以保持打开。在这些情况下，当从样品重新收集光时，来自第一光源的光可以在成像之前被过滤掉，或者通过计算的方式从所记录的图像去除。替代性地，可以在非激活状态期间切换关闭第一光源，在一些情况下，这去除了过滤的要求，但在其他途径中，该要求仍然存在。这与双光源系统中对成像光源的要求形成对比。对于成像光源，要求该光源与电场反相地切换打开和关闭。为了避免不确定，可以通过快门、颜色滤光器或偏振中的一种或多种来实现过滤。
7、来自光源的光可以提供适合于oewod操纵微液滴的“保持照明”。在一些实施例中，来自光源的光可以提供可以用于成像(例如，荧光测量)的成像照明。
8、在本专利技术的上下文中使用的术语“保持照明”应当理解为，包括与电场结合使用以在激活状态期间保持、操纵和/或控制微液滴的至少子集的任何照明。因此，对于oewod操作，需要用于照明的光和电场。微液滴操纵可以包括但不限于将微液滴分类、合并、分裂和/或布置成例如阵列的操作。
9、如本文所公开的，微液滴的子集可以包括一个或多个微液滴。
10、第一调制器还被配置为直接地或间接地控制第一光源，使得在激活状态期间横跨微流体装置提供光的至少一部分。直接控制第一光源可以包括将第一调制器配置为将该光源在打开和关闭状态之间切换。间接控制第一光源可以包括使用滤光器，该滤光器又可以由控制器或第一调制器和/或第二调制器控制。可以包括空间滤光器的滤光器可以对第一光源进行操作，使得在激本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种设备，包括：
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一调制器还被配置为直接地或间接地控制所述第一光源，使得所述第一光源提供用于在所述非激活状态期间对微液滴的至少子集进行成像的成像照明。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其中，所述图像为荧光图像、或荧光共振能量转移图像、或明场图像、或化学发光图像。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的设备，其中，由所述第一调制器生成的所述波形信号是方波。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的设备，其中，所述微流体装置处于所述激活状态、所述非激活状态和/或附加状态持续相等的时间长度。
6.根据权利要求1至4中的任一项所述的设备，其中，所述微流体装置处于所述激活状态持续一时间段的90％，并且处于所述非激活状态或所述附加状态持续所述时间段的10％。
7.根据权利要求1至4中的任一项所述的设备，其中，所述微流体装置处于所述激活状态持续一时间段的10％，并且处于所述非激活状态或所述附加状态持续所述时间段的90％。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的设备，其中，所述波形信号具有0.5Hz至5000Hz的频率范围。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的设备，其中，至少一个微液滴包含生物实体。
10.根据权利要求9所述的设备，其中，所述生物实体是细胞、病毒或蛋白质。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的设备，其中，至少一个微液滴包含荧光实体。
12.根据前述权利要求中的任一项所述的设备，其中，所述调制器是函数生成器，或者是数字切换器，或者是模拟切换器。
13.根据前述权利要求中的任一项所述的设备，还包括第二光源。
14.根据权利要求13所述的设备，还包括滤光器，所述滤光器用于过滤来自所述第一光源和/或所述第二光源的光的至少一部分。
15.根据权利要求14所述的设备，其中，设置控制器，并且所述控制器被配置为控制所述滤光器，使得所述滤光器允许在所述非激活状态期间横跨所述微流体空间施加由所述第一光源和/或所述第二光源提供的成像照明。
16.根据权利要求13至15所述的设备，还包括第二调制器，所述第二调制器被配置为生成第二波形信号以调制来自所述第二光源的光。
17.根据权利要求13至16所述的设备，其中，所述第一调制器或所述第二调制器还被配置为控制所述第二光源，使得所述第二光源被配置为在所述非激活状态期间向所述微液滴的至少子集施加成像照明。
18.根据前述权利要求中的任一项所述的设备，其中，在所述第一调制器在所述激活状态与所述非激活状态之间切换之前，所述微流体装置处于所述激活状态。
19.根据前述权利要求中的任一项所述的设备，其中，所述微流体装置是电介质上光电润湿(oEWOD)装置，或者是光镊装置，或者是光电镊(OET)装置，或者是介电泳(DEP)装置。
20.根据前述权利要求中的任一项所述的设备，其中，所述光学成像装置还包括检测器，所述检测器被配置为检测来自所述微液滴的至少子集的光学信号。
21.根据前述权利要求中的任一项所述的设备，其中，所述第一光源和/或所述第二光源是LED，或者是激光器，或者是灯。
22.一种根据前述权利要求中的任一项所述的设备的用途。
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【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种设备，包括：
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一调制器还被配置为直接地或间接地控制所述第一光源，使得所述第一光源提供用于在所述非激活状态期间对微液滴的至少子集进行成像的成像照明。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其中，所述图像为荧光图像、或荧光共振能量转移图像、或明场图像、或化学发光图像。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的设备，其中，由所述第一调制器生成的所述波形信号是方波。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的设备，其中，所述微流体装置处于所述激活状态、所述非激活状态和/或附加状态持续相等的时间长度。
6.根据权利要求1至4中的任一项所述的设备，其中，所述微流体装置处于所述激活状态持续一时间段的90％，并且处于所述非激活状态或所述附加状态持续所述时间段的10％。
7.根据权利要求1至4中的任一项所述的设备，其中，所述微流体装置处于所述激活状态持续一时间段的10％，并且处于所述非激活状态或所述附加状态持续所述时间段的90％。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的设备，其中，所述波形信号具有0.5hz至5000hz的频率范围。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的设备，其中，至少一个微液滴包含生物实体。
10.根据权利要求9所述的设备，其中，所述生物实体是细胞、病毒或蛋白质。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的设备，其中，至少一个微液滴包含荧光实体。
12.根据前述权利要求中的任一项所述的设备，其中，所述调制器是函数生成器，或者是数字切换器，或者是模拟切换器。
【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯·亨利·艾萨克，威廉·米歇尔·得肯，杰斯敏·考尔·查纳·康特里奥，
申请(专利权)人：光投发现有限公司，
类型：发明
国别省市：
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