CN105339086A - 一种乳液中的材料进入装置部件的孔中的处理方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种乳液（301）中的材料进入装置部件的孔（302）中的处理方法。所述方法包括从流体样品和载液产生带有特定质量和尺寸的液滴的所述乳液，所述流体样品与所述载液不融合，所述流体样品包括所述材料和每个带有至少一个份所述材料的液滴，其中所述特定质量和尺寸的液滴能够使一个力作用在所述液滴上以加速至少一部分液滴沉降进入一些所述孔中。

Description

一种乳液中的材料进入装置部件的孔中的处理方法

技术领域

本发明涉及一种乳液中的材料进入装置部件的孔中的处理方法。

背景技术

对稀释样品中微量物质的分析/测试是具有挑战性的，这些物质，如细菌、癌症细胞、如DNA的分子和蛋白质。典型地，这样的分析在包括孔的阵列的微量滴定板中进行，并且最近更多地在纳升级或微微升级孔的阵列中进行，以促进样品的高通量处理和分析。当所述孔的尺寸变小并且当采用自动系统而成本可能高时，用移液管将流体样品吸移进入所述孔的常规方法很困难并效率低。实现高效、低成本地将流体样品填充到一个孔的阵列的方法是将流体样品移动到所述孔上方的空间，并且使用真空将所述流体样品移动进入所述孔。这样在真空下，将所述流体样品填充进入所述孔是高效、快速和性价比高的。然而，这两种方法在所述孔外面/上面的所述空间内产生多余的流体样品。在开始分析所述孔内的所述流体样品前，这些多余的流体样品能够被移除。然而，所述多余流体样品的移除导致流体样品浪费。当用于分析的样品是很珍贵的或者是限量的，这就需要重视。

减少由于所述多余流体样品的移除导致的所述流体样品浪费的一个方法是通常允许所述孔上的所述多余流体样品中的生物/化学材料有足够的时间沉降。例如，尺寸为微米范围的微粒/材料(例如细菌细胞)可以以每小时仅100微米的沉降速度耗费一个小时用于在水中沉降，然而另一方面尺寸为纳米范围的微粒/材料(例如病毒或DNA分子)可能耗费几天甚至更长时间用于沉降。然而，由于要在所述生物材料/微粒上完成的预期的分析只能在所述生物材料/微粒已沉降进入所述孔中后才能执行，这样的沉降过程可能需要耗费许多小时或甚至几天来完成，因此导致过程低效。

使用所述孔阵列平台的生物和化学分析中的另一方面的挑战是在特定的孔中加载特定的物质以及所述孔阵列中的不同孔被加载不同的物质。这允许在一个单项测试中分析不同的物质，或一个单样品用于测试它与不同物质的相互作用。这样不同孔中不同物质的沉积通常可通过人工或自动移液而获得，这通常是成分低效并耗费时间的。

因此，解决其中一些确定的问题和/或提供本领域中有用的选择是令人期待的。

发明内容

根据本发明的第一个方面，提供了一种乳液中的材料进入装置部件的孔中的处理方法。

所述方法包括从流体样品和载液产生带有特定质量和尺寸的液滴的所述乳液，所述流体样品与所述载液不融合，所述流体样品包括所述材料和每个带有至少一份所述材料的液滴，其中所述特定质量和尺寸的液滴能够使一个力作用在所述液滴上以加速至少一部分液滴沉降进入一些所述孔中。

优选地，在至少一部分所述乳液的液滴沉降进入所述装置部件的一些所述孔中后，所述方法可以进一步包括提供至少包括在载液中分散的第二流体样品液滴的第二乳液，所述载液与所述第二流体样品不融合，并且，其中所述第二乳液的特定质量和尺寸的液滴能够使一个力作用在所述第二乳液的所述液滴上以加速至少一部分所述第二乳液的液滴沉降进入一些所述孔中。

进一步地，所述力可以优选地包含重力、离心力、电场力、电动力能、电泳力、介电泳力(DEP)、声表面波和磁力中的一种。

并且，产生所述乳液包含用移液管将由所述流体样品形成预先成形的乳液液滴吸移进入所述载液中形成所述乳液，或用移液管将由所述流体样品形成的单独的液滴吸移进入所述载液中形成所述乳液。可选择地，产生所述乳液另外包含引导所述流体样品和载液进入所述装置的部件，并同时搅拌所述流体样品和载液以在所述装置部件内形成具有液滴的所述乳液。然而，可选择地，产生所述乳液可以包含使用液滴发生装置促进连续相的剪切，以造成所述流体样品的相变形成所述液滴，这是由所述载液流入所述流体样品的通道引起。但是进一步可选择地，产生所述乳液可以包含在流体容器中搅拌所述流体样品和载液的混合物，在所述载液中将所述流体样品分散成液滴。

优选地，所述流体容器可以是一个与所述装置部件组合或可拆卸连接的混合室。此外，所述方法进一步包括搅拌所述装置部件中所述任一乳液以促进至少一部分所述液滴在一些孔中沉降。所述方法可以进一步包括引导所述乳液进入所述装置部件，或在引导所述乳液前用流体填充所述装置部件中所述孔上的空间。更具体地，所述方法可以进一步包括在用所述流体填充所述空间之后，通过真空处理充分地移除所述孔内的气泡。

所述流体可以包括油、聚合物树脂、有机硅预聚物或第三流体样品。此外，所述方法可以进一步包括在引导所述乳液后，用封闭液填充所述装置部件的所述孔上的空间以密封所述孔。并且所述封闭液可以包括油、聚合物树脂或有机硅预聚物。另一方面，第三流体样品可以包括选自药物分子、核酸分子、蛋白质、抗体、组织、生物营养素、生物细胞、微生物、编码物质和具有药物分子、核酸分子、蛋白质、抗体、组织、生物营养素、生物细胞、微生物和编码物质中至少一种的液滴中的至少一种材料。

所述液滴可以是统一的尺寸或不同的尺寸。进一步地，所述一些孔的任一个可以优选地仅包含一个单一的液滴，或所述一些孔的任一个可以包含至少两个单一的液滴。所述方法可以进一步包括在产生所述乳液前，向所述流体样品和/或所述载液加入表面活性剂，在一些所述孔中的至少一部分所述液滴沉降前，用于延迟所产生的液滴的合并。然而此外，所述方法可以进一步包括加入更多的载液或与所述载液不相容的流体以稀释任一上述所述两个乳液之一。

所述装置部件可以优选地为微量滴定板或交叉通道加载装置，所述交叉通道加载装置具有对于大量第二通道为横向安排的大量的第一通道，所述大量的第一通道和第二通道为流体沟通。优选地，所述至少一部分液滴可以充分地包括两个所述乳液之一中的大多数所述液滴。所述方法可以进一步包括用生物材料预先加载所述孔，所述生物材料包含核酸分子或细胞，其中每个液滴中的材料是特异PCR引物对或试剂以促进核酸和细胞分析。而且，产生的所述乳液可以进一步包含控制所述液滴的产生以具有与所述每个孔开口充分相等的尺寸。而且更优选地，每个液滴中的所述材料可以与另一个液滴中的所述材料不同。进一步地，每个孔的所述尺寸可以被配置为能够使预先被决定数量的所述液滴沉降进入。而且，所述方法可以进一步包括用生物或化学材料预先加载所述孔以能够使所述液滴中不同材料相互作用。

需要注意的是，混合所述流体样品和所述载液以产生所述液滴，可以进一步包含在单独的液滴中加入编码材料。特定地，所述编码材料可以包含荧光染料和微粒、可编码的和可解码的分子、具有编码和解码信息的液滴。

优选地，所述产生的液滴的数量可能少于、等于或多于所述孔的数量。另外优选地，其中所述产生的液滴数量少于所述孔的数量，包含所述液滴的数量充分少于所述孔的数量和每个液滴包含一种材料或不包含材料。可选择地，产生的一部分液滴中的每个液滴可以具有充分小于所述孔的尺寸。进一步地，所述流体样品中所述材料可以优选为生物或化学类型的。优选地，所述方法可以进一步包括通过利用均化作用方式，在所述乳液中平均分布所述液滴。根据本发明的第二个方面，提供了一种处理乳液中的材料进入装置部件的孔中的方法。所述方法包括提供所述装置部件中载液内的所述乳液材料，其中一个力作用在所述材料上引起所述材料随后沉降进入一些所述孔中。

所述材料可以包括细胞、微生物或组织。并且所述载液可以包括含水流体。

总之，本发明提供了一种增加材料/微粒/物质的有效质量的方法(即通过增加重量，例如一个分子液滴的重量)，以便在质量力的影响下，加速所述物质在所述孔内的沉降。例如，一个应用是包含利用悬浮在所述载液(例如油)内的含水液滴将DNA分子或细胞封装在所述流体样品内，加速所述DNA分子或细胞在所述孔内的沉降以用于分析。例如，另一个应用是控制所述载液内所述液滴的浓度和所述流体样品内所述DNA分子或细胞的浓度，这样所述液滴的数量明显少于所述孔的数量，并且所述DNA分子或细胞的数量明显少于所述液滴的数量。在这种情况下，开放所述液滴进入所述孔内，每个孔包括一份或不包括复制DNA分子/细胞。此外，本发明也提供另一种增加物质的有效尺寸的方法(即通过增加尺寸，例如一个分子液滴的尺寸)，以便与孔的尺寸匹配，这样每个孔仅允许一个或固定数量的液滴进入。一种应用是，当每个孔仅允许一个液滴进入时，如果每个液滴包括一种特定类型的物质，不同的液滴包括不同的物质，不同的孔可以被加载不同的生物物质。在这种情况下具体地，如果每个液滴仅包括或不包括一份复制细胞或DNA分子，于是每个液滴能够被加载或不加载一份复制细胞或DNA分子。如果所述孔被加载如DNA分子或细胞的材料，单独液滴沉降进入所述孔内能够引起所述液滴内的物质与所述孔内预先加载的材料之间的相互作用。另一种应用是，因为液滴发生器能够产生尺寸相当一致的液滴(即具有1％至5％的差异)，被加载到每个孔中的所述样品流体的体积可以精确地被测量。

在某些应用中，产生的液滴的体积比可用的孔的体积小，并且所有的液滴比所述孔的尺寸小，所以所有的液滴均能够进入所述孔内。这有利于获得所述流体样品的零损耗，这是本发明的目的之一。

应该理解的是，本发明一个方面涉及的特性也可以适用于本发明的其他方面。

本发明涉及的这些和其他方面，通过下文中描述的实施方式，将明显可见并且被说明。

附图说明

在下文中，根据参考附图，公开了本发明的实施方式，其中：

图1是根据本发明的一个实施方式的，一种乳液内的液滴进入微量滴定板的孔中的处理方法的流程图；

图2a至2b描述了图1所示方法中使用的液滴的产生方法；

图2c描述了图1所述微量滴定板的所述孔的主视图，带有在所述孔内沉降的所述液滴；

图3a至3d说明了图1所示方法的液滴处理步骤的各个阶段；

图4根据下一个实施方式，描述了和孔尺寸相匹配的液滴进入每个单独孔的处理方法；

图5a至5b根据另一个实施方式，进一步说明了图1所示方法中包含的步骤；

图6a至6e根据进一步实施方式，一种乳液内的液滴进入微量滴定板的孔中的处理方法的不同阶段；

图7a至7e根据另一个实施方式，说明了适用于处理乳液内的液滴进入所述装置的孔中的交叉通道加载装置的各视图；

图8a至8d描述了通过利用图7装置执行的方法；和

图9根据进一步实施方式，描述了液滴进入每个单独的孔中的处理方法。

具体实施方式

图1根据本发明的一个方面，描述了一种乳液301内的液滴300进入微量滴定板部件304(即参考图3)的多个孔302中的处理方法100的流程图。特定地，所述方法100也包含将流体样品300的连续相转化为液滴300，液滴本质上是分离的。突出的是，因为液滴300实质上由流体样品300产生，所以流体样品300与液滴300共享相同的引用数字。在这个典型的实施方式中，微量滴定板部件304基于芯片的形状因子被实现，并且也被配置为在所述孔302的临近设有顶部空间306。顶部空间306是一个被设计为位于孔302上的空间，同时具体地被配置为与孔302流体沟通。的确，也需要注意的是，图1是方法100的概要，其中液滴300在步骤102中(也称为“液滴产生步骤”)由流体样品300产生，并且此后与载液307(即见图3c)混合以获得液滴悬浮液，即为乳液301。重要地，需要注意的是，流体样品300包括生物/化学材料/微粒，所述生物/化学材料/微粒例如可以是核酸分子(如DNA、RNA、mRNA、miRNA、循环DNA、寡核苷酸、PCR引物和探针)、蛋白质、抗体、抗原、荧光染料分子、循环肿瘤细胞、组织、细菌细胞、病毒、原生动物、标记和未标记的聚合物和玻璃微珠、米粒子、乳滴等中的一种。就是说，液滴300被悬浮在载液307中，并且需要注意的是流体样品300(当然也是液滴300)与载液307不融合。和方法100中的预期应用一样，取决于产生的液滴300的流体性质和特点，载液307可以是一种油基流体或一种含水流体(如水)。本质上，每个液滴300是含水的并且因此容纳与所述流体样品300中存在的相同的生物/化学材料/微粒。更具体地说，产生的每个液滴300容纳如所述流体样品300包含的所述生物/化学材料/微粒中的一种。换句话说，所述生物/化学材料/微粒被包裹在流体样品300形成的所述液滴内。此外，基于应用中期望的需要，液滴300以特定的质量和尺寸被生成。

需要注意的是，在产生所述液滴前，所述生物/化学材料/微粒被与流体样品300预混合。然而，其他生物材料/微粒或不含有生物材料/微粒的化学品(如分析物/靶细胞或DNA、蛋白质)也能够被包裹在液滴300内以便在孔302内沉降并与预先加载到孔302内的任何生物材料/微粒和化学品相互作用。需要注意的是，每个液滴300内载有的所述生物/化学材料/微粒的浓度是可控制的，例如，每个液滴300内令人期望地具有指定的拷贝数的细胞或核酸分子。例如，细胞/DNA拷贝数和液滴数量能够被调整以便使所述液滴数量充分地小于所述细胞/DNA拷贝数。在此情况下，于是产生的每个液滴300不容纳细胞/DNA或仅容纳一个细胞/DNA。相反的，细胞/DNA拷贝数和液滴数量能够被调整以便使所述液滴数量充分地大于所述细胞/DNA拷贝数，这将会导致每个液滴300容纳有一个特定拷贝的细胞/DNA。

仍然关于图1的步骤102，为了将流体样品300产生液滴300，可以利用许多方法，但是不限于，例如：选项(a)：利用人工或自动移液器将液滴300从流体样品300中吸移进入所述孔302，选项(b)：涡流振动容器(例如一个测试管)中的流体样品300以形成所述液滴300(其将具有不同的尺寸)，或选项(c)：利用流体剪切力产生(微流控)液滴300以产生载液307内存在的流体样品300的相变，以便分离来自流体样品300的一系列所述水相的流质包裹形成的液滴300(其将具有一致的尺寸)。特定地，关于选项(a)，流体样品300与载液307混合，并且人工或自动吸移执行流体样品300与载液307的混合物，然后将流体样品300分散成载液307内的液滴。更具体地，选项(a)包括吸移由流体样品300形成的液滴300的预先成形乳液进入载液307内，或吸移由流体样品300形成的所述单独的液滴300进入载液307内形成乳液301。需要注意的是，选项(a)和选项(c)涉及方法，所述方法用于包裹进入液滴300内的生物/化学材料/微粒以在微量滴定板部件304外形成乳液301，之后乳液301被加载到孔302内，所述孔可以是空的或预先加载了载液307(即参考图3c)。另一方面，选项(b)涉及一种方法，其中液滴发生装置与微量滴定板部件304被整合，如图6所示。总之，选项(a)、选项(b)或选项(c)中每个允许形成/产生的液滴300的质量和尺寸可根据要求被控制。就是说，因此这能够使所述生物/化学材料/微粒(当被包裹在液滴300内时)的有效质量和尺寸增长，以促进它们在体积力的影响下快速敏捷地沉降进入孔302，下面段落中将详细举例说明。

不同的方法可以被用于控制由流体样品300形成的液滴300的数量。进一步地，选项(c)中描述的方法在图2a和2b的图形200a，200b示出，其中适用于液滴300产生的方法被归类为滴下或单分散，具有液滴滴速为23dsp(即滴每秒)和产生的每个液滴的直径接近112.0μm。具体地，如图2a所示，位于接合处的载液307的流动在流体样品300的连续相上产生剪切力，所述接合处由水平通道204和两个垂直通道206a、206b(为了这个目的利用的液滴发生器中)形成，分开流体样品300的连续相的一部分从而形成液滴300，液滴300是均匀的。需要注意给定的水平通道204和垂直通道206a、206b的尺寸，液滴300的尺寸能够通过流体样品300和载液307的流动速率控制，如图2b的一系列照片中做了说明。图2c展示了微量滴定板部件304的局部俯视图，其中所述孔被流体样品液滴300填充。

在步骤104(可选的)中，乳液301被搅拌以促使液滴300充分均匀地分布在乳液301内。所述搅拌能够通过利用气流搅拌执行(例如，在摇杆装置或涡旋式机械上混合乳液301)。这是为了确保在步骤106中，当乳液301充分地被引入微量滴定板部件304时，液滴300能够以一致的方式在孔302内沉降。步骤104因此被称为“液滴均化”步骤。需要注意的是，如果执行步骤104，那么能在引导乳液301进入微量滴定板部件304前或在引导乳液301进入微量滴定板部件304后执行，但是必须在液滴300在孔302内沉降前。然而进一步地，如果在引导乳液301进入微量滴定板部件304前，步骤104已经被执行，乳液301在被引入微量滴定板部件304后，仍然能够被搅拌(例如利用气流搅拌)以便进一步确保液滴300更充分均匀地分布在乳液301内。如果观察到一些液滴300在孔302附近分隔墙上，该方法尤其这样。因此，在此情况下，搅拌乳液301将促进并移动在那些分隔墙上静置的液滴300进入单独的孔302。然而，另一方面，如果孔302附近形成的分隔墙充分薄或比液滴300薄，这不会使液滴300稳定静置在那些孔302内，那么通过步骤104搅拌乳液301是没有必要的。

在步骤106中，乳液301(和其中的液滴300)被引入微量滴定板部件304，但此步骤在下面段落中参考图3将被详细地说明。步骤106被称为“液滴沉降”步骤。

此后，在步骤108中，当打算基于一个期望的样品分析应用时，液滴300已在孔302内沉降的微量滴定板部件304能够分别地被处理，例如用于PCR分析或用于其他核酸扩增(即参考步骤108a)或细胞分析如单细胞分析(即参考步骤108b)。也要突出的是，步骤108中的PCR分析和单细胞分析仅仅作为一个用于说明的例子，并且不应该被解释为基于方法100的可能应用类型的限制。一个进一步可选的步骤110也可以被执行，如从每个孔302转移所述扩增的核酸材料或细胞到另一个装置，如DNA测序仪、PCR仪、PCR阵列或基因表达阵，或收集所述扩增的核酸材料或细胞并从孔302转移到另一个装置，用于测序、执行PCR或基因表达研究。

根据前面图1的简略描述，现在参考图3a至3d详细描述所述液滴沉降的各个阶段(即步骤106)，图3a展示了凭借微量滴定板部件304的孔302和顶部空间306被载液307填充的第一阶段，其中用过的载液307如前面提及的，能够是油或含水流体(如果液滴由细胞形成，则应用于细胞试验)。具体地，在类真空条件下，顶部空间306和孔302被载液307填充。在如图3b所示的第二阶段，真空应用于微量滴定板部件304，如果应用在载液307的表面上的真空产生比载液307内气泡310内的压强低的压强，导致气泡310变大，并且因此会增加它们在载液307内的浮力，这将导致气泡310移动到载液307的表面，并进入载液307的表面上的所述真空空间。需要注意的是，如果必要的话，在用载液307填充顶部空间306前，每个孔302均能够被预先加载生物材料，如不同类型或相同类型的PCR引物对。在如图3b所示的第二阶段，驻留在或被困在孔302内的任何气泡310被真空移除(通过空气吸)。进一步地，也需要注意的是，如图3a所示，当载液307被加载到孔302内，所述真空步骤可以被用到所述第一阶段。在此情况下，在载液307进入孔302内前，气泡310可能已被移除。因此，在图3b的第二阶段中，不必进一步移除气泡310。

在如图3c所示的第三阶段，将载液307随后(可选择地)从顶部空间306移除，并且乳液301随后被引入顶部空间306，从而至少一部分液滴300进入一些孔302中。乳液301可以随后经历如图1中步骤104描述的所述“液滴均化”步骤，这应该被理解为是可选择的。也需要注意的是，可以预先将载液307加载(在第一阶段)在孔302的表面，然后移除，以便当乳液301进入孔302时，孔302的表面更可能被乳液301的所述油相弄湿。可选择地，也可以预先将载液307加载到孔302和顶部空间306内，并且保持直到乳液301被加载。此后，如图3d所示的第四阶段，使乳液301静置在微量滴定板部件304上，因此，至少一部分液滴300中的每一个通过作用在微量滴定板部件304上的体积力引起沉降并进入单独的孔302内。体积力的例子包含重力、离心力、电场力、电动力能、电泳力、介电泳力(DEP)、SAW和磁力等。需要注意的是，在一个为最佳情况设计的方案中，乳液301内所有液滴300将沉降到单独的孔302内。就是说，所述至少一部分液滴300大体上包括乳液301内的大部分液滴300。进一步需要注意的是，使液滴300沉降进入相关的孔302中需要一段足够的时间，如果需要，这能够进一步可选择地通过搅拌乳液301协助。需要注意的是，如果使用的所述体积力是离心力，可以将微量滴定板部件304安装在一个离心机(未示出)上，来允许一个离心力作用在所述液滴上，从而加速它们沉降进入孔302内。

总之，图3a至3d描述了一种“消除流体样品损失”的方法，其中所有液滴300的集体体积比孔302的集体体积小，并且此外，所有形成的液滴300的尺寸与孔302的尺寸相似或比所述孔302的尺寸小。

然而进一步地，液滴300的数量可以充分地比孔302的数量少，并且每个液滴300包含一个或不包含生物物质(即每个液滴300内一个DNA/细胞，或一个空得液滴300)。这种应用涉及的情况，例如，数码PCR和单细胞分析，其中优选地，所有液滴300与孔302的尺寸相同或比孔302的尺寸小，以致不会发生流体样品损耗。

本发明的进一步实施方式将在下文中描述。为了简洁，所述实施方式中共同的像原理、功能和操作的描述不重复；相关的被代替为相关实施方式的相似部分。

根据本发明的第二个实施方式，关于如图3a所示的第一阶段，本实施方式中所述流体填充顶部空间306和孔302被省略。反而，引导乳液301直接进入顶部空间306，并且同时完成气泡310从孔302的真空移除，以便能够使液滴300通过体积力的作用随后沉降进入所述孔302内。

根据本发明的第三个实施方式，关于如图3b所示的第二阶段，本实施方式中气泡310从孔302的真空移除被省略。具体地，乳液301被直接引导进入顶部空间306和孔302，此后，当液滴300将气泡310从相关的孔302内推出并沉降在匹配孔302内时，液滴300将因此从孔302内移除任何气泡310。

根据本发明的第四个实施方式，其为所述第一个实施方式的扩展，进一步包含一个液滴合并控制步骤。特定的，所述液滴合并控制步骤包含向流体样品300和/或载液307中加入预定浓度的表面活性剂。换句话说，表面活性剂在乳液301形成前或形成中被加入。使用的所述表面活性剂及其浓度的例子包含向载液307中加入2％的Span80和0.1％的Tween20。加入所述表面活性剂的目的是，确保被容纳在乳液301内的液滴300在一段时间内不与另一个液滴300意外地合并，例如从液滴开始产生至沉降进入孔302内。

当然，液滴300沉降(在体积力的影响下)到孔302内后的合并是所期望的。需要注意的是，所述液滴合并控制步骤的效果进一步受到载液307(即所述油或含水流体)和液滴300内温度/温度变化的速率，以及所述液滴产生后的持续时间和适用于载液307与液滴300的搅拌量的影响。此时，载液307参考第一个实施方式中用于填充顶部空间306的相同的载液307。然而所述第四个实施方式(现在参考图3)，进一步包含关于通过调整某些参数来沉降规定数量的液滴进入每个孔302的一个步骤。例如，所述调整的参数包含产生的液滴300的总量、每个产生的液滴300的尺寸、设置在微量滴定板部件304上的孔302的数量和每个孔302的规模尺寸，适当地调整这些参数以便产生的液滴300能够进入孔302且其总量充分少于可用的孔302的数量。结果，沉降后，每个孔302在统计上将不容纳液滴300或仅容纳一个单一的液滴300。在此情况下，每个液滴300优选地包含生物物质的一个单拷贝，例如一个单拷贝的DNA分子或一个单细胞，以致所述数码PCR和单细胞分析能够分别实施。在本实施方式中，优选地，所有形成的液滴300与所述孔的尺寸相同或比所述孔的尺寸小，以致没有带来样品损耗。另一方面，一组相同的参数，包含产生的液滴300的总量、每个产生的液滴300的尺寸、孔302的数量和每个孔302的规模尺寸，能够被调整，这样，产生的液滴300能够进入孔302，反而其总量充分地大于可用的孔302的数量，这将导致液滴300沉降后，每个孔302容纳规定数量的液滴300。

根据本发明的第五个实施方式(如图4所示)，液滴300的尺寸适合与孔302的尺寸相同或比孔302的尺寸略小，这样每个孔302能够允许仅一个液滴300进入。此外，每个液滴300包含一种特定类型的物质和不同类型的物质(这样包含不同的液滴300)。因此，不同孔302能够被加载不同的生物物质。优选地，液滴300的数量与孔302的尺寸相同或比孔302的尺寸略小，以致空的孔302的数量被最小化。需要注意的是，具有孔尺寸的液滴300可通过摇动微量滴定板部件304或搅拌载液307被移入孔302，以致不同的孔302能够被特别地加载包含不同物质的液滴300。而且，每个孔302能够加载相同量的流体样品300。

在这个第五个实施方式中，孔302内可以预先加载生物样品，例如核酸分子或细胞，并且每个液滴300包含特定的/不同的PCR引物组或用于核酸和细胞分析的试剂，以便能够得到预先加载到孔302内的样品的高通量分析。

而且，因为液滴发生器能够产生尺寸非常一致的液滴(具有1％到5％的差异)，所以，被加载到每个孔内的所述样品流体体积能够被精确获得。

需要注意的是，在刚才的描述中，规定数量的液滴的定义为包含一个液滴300或多个液滴300(即至少两个液滴300)。

根据第六个实施方式，其仍然为所述第一个实施方式的扩展，进一步包含涉及用第一封闭液填充顶部空间306的一个新步骤。特别地，液滴300沉降进入孔302后，顶部空间306被所述第一封闭液填充以密封孔302，并且在此情况下，被用作所述第一封闭液的液体的例子包含油、聚合物基流体(例如聚合物树脂)、有机硅预聚物等等，作为本实施方式中一个应用的设想涉及热循环，例如，加热或孵化加热下的PCR。进一步地，所述第一封闭液也能够是一种可固化的流体聚合物(即热固化或紫外固化)，其在固化阶段，在顶部空间306形成固体密封剂。此外，需要注意的是，用作所述第一封闭液的液体应该不明显抑制液滴300的化学或生物分析，例如利用PCR。可选择地，所述密封也能够利用一个固体的钢性板代替所述第一封闭液完成，封闭液、所述固体的钢性板覆盖孔302开口以断开孔302/顶部空间306与周围环境间的空气和/或液体沟通。

根据第七个实施方式，其与所述第六个实施方式一样，也进一步包含涉及用第二封闭液填充顶部空间306的一个步骤，但在其它方面与第一个实施方式相似。特别地，液滴300沉降进入孔302后，顶部空间306被所述第二封闭液填充以密封孔302。在此情况下，所述第二封闭液是一种含水流体，包含核酸分子、蛋白质、抗体、组织、药物分子或生物营养素，以促进含水流体与已沉降进入孔302的液滴300内包含的所述生物材料/微粒的生化作用。

根据第八个实施方式(参考图5a和5b)，其与第六个和第七个实施方式相似，进一步包含涉及用第二密封乳液填充顶部空间306的一个步骤。特定地，液滴300沉降进入孔302后，然后顶部空间306被所述第二密封乳液填充。在此情况下，所述第二密封乳液是一种包含生物细胞或微生物的含水流体，以促进与已沉降进入孔302的液滴300内容纳的所述生物材料/微粒的生化作用。需要注意的是，那些生物细胞或微生物也能够被所述第二密封乳液以液滴的形式运载。作为说明本实施方式的一个例子，图5a展示了已沉降进入一些孔302的第一组液滴500(例如，其分别容纳PCR引物)，并且第三封闭液的第二组液滴502(例如，其分别地容纳核酸和PCR预混合液)随后被加入顶部空间306，而且其后沉降进入孔302中。这个例子中需要突出的是，每个孔302被设计为具有一个足够大的空间用于仅容纳来自第一组液滴500中的液滴，和第二组液滴502中的另一个液滴。因此，在那些容纳第一组液滴500和第二组液滴502的孔302内，第一组液滴500和第二组液滴502的单独液滴随后合并形成液滴504(如图5b所示)，其将因此导致所述PCR引物和容纳在所述新的液滴504内的核酸和PCR预混合液间的相互作用。本例子中的一个设想的应用涉及生物试验的执行，如PCR。图5中涉及本实施方式的描述的另一个例子是，第一组液滴500分别地容纳沉降进入一些孔302中的核酸分子或生物细胞，并且第二组液滴502分别地容纳PCR引物或试剂，以执行基因测试或细胞分析。

具体地，所述第二组中的每个液滴502包含不同的PCR引物组或来自相同组的其它液滴502的不同试剂，并且进一步地液滴502具有适合的、能够匹配孔302的尺寸，这样每个孔302仅允许一个液滴502进入。

根据第九个实施方式(参考图6a至6e)，描述了通过单一的组合装置600产生和处理乳液301(与液滴300一起)的方法。参考图6a，特定地，组合装置600包括作为微量滴定板604(具有多个孔606)组成部分的一个混合器602(具有混合室603)。混合器602特别地被配置为通过使用涡流(在第一个实施方式中被简略地描述，参考图1的步骤102，作为可采用的产生液滴的方式之一)或其适合的摇动方法产生液滴300。需要注意的是，在利用组合装置600中，如果必要，取决于预期应用，孔600能够预先加载生物/化学材料/微粒，如细胞、PCR引物、PCR酶、细胞裂解缓冲液等。

详细地，在本实施方式所述方法的第一个步骤(如图6b所示)中，载液608(例如油基流体或含水流体，取决于预期应用)首先被预先加载到混合室603和孔606内。载液608能够通过各种方法被加载，所述方法例如但不限于，通过真空、离心机、表面张力驱动动力、重力等。在所述方法的第二个步骤(如图6c描述的)中，然后流体样品610被加载到混合室603内。需要注意的是，流体样品610与载液608不融合，并且被设计为容纳生物/化学材料/微粒，如生物分子、细胞、化学品等。就是说，在不受干扰的状态下，当被引入混合室603时，流体样品610浮在载液608上。需要注意的是，加载所述载液608和流体样品610的顺序能够任意，反之亦然。进一步也需要注意的是，如果保持原样，流体样品610可以沉降到载液608的底部。

在所述方法的第三个步骤(如图6d所示)中，涡流(如图6d中粗箭头612所示)被应用于混合室603(此时容纳载液608和流体样品610)，并且因此引起混合室603内载液608和流体样品610的涡流，这样最后，流体样品610的液滴6102产生并悬浮在载液608内。就是说，流体样品610和载液608被共同搅动产生液滴6102。需要注意的是，通过涡流产生的液滴6102是不同尺寸的。所述方法的第四个步骤(如图6e所示)中，产生的液滴6102在作用在组合装置600上的所述体积力的影响下于是被沉降进入孔606中。第八个实施方式的方法中的优点是，消除必须转移混合室603外的液滴6102的步骤，然后引导那些液滴6102进入分开的微量滴定板的所述孔中，因为在此情况下，混合器602和微量滴定板部件604作为一个单一的单元被形成。也需要注意的是，流体样品610至载液608被加载进入混合室603的速率能够按照预期被调整，以致随后产生的液滴6102的数量被控制为比配置在微量滴定板部件604的孔606的数量更少，统计的仅一个单一的液滴6102能够被排列在每个孔606中。

因此，总之，第九个实施方式包括引导流体样品610和载液608进入组合装置600，并且在组合装置600中搅拌流体样品610和载液608形成乳液(包括载液608中的液滴6102)。根据第十个实施方式，图7a和7b展示了(从总体俯视的角度来看)交叉流道加载装置700的单独部件702、704，单独部件702、704被配置为处理被容纳在装置700的孔内的乳液中的液滴。具体地，图7a展示了具有一组孔7022的孔阵列层部件702，而图7b展示了交叉流道层部件704，同时多个X轴通道7042(优选地互相之间以固定距离间隔)被设计为穿过具有一对流体入口70421和流体出口70422的交叉流道层部件704的长度，并且多个Y轴通道7044(优选地互相之间以定距离间隔)被设计为穿过具有三对流体入口70441和流体出口70442的交叉流道层部件704的宽度。就是说，X轴通道7042和Y轴通道7044分别被设计为充分地与交叉流道层部件704平行。特别地，当交叉流道层部件704随后被叠加并牢固地键合在孔阵列层部件702上形成装配的装置700(具有与所述相应的一组孔7022流体沟通的通道交叉区域)时(参考图7c装置700的透视图)，Y轴通道7044被设计为与X轴通道7042交叉在单独的交叉点，其近似地相当于一组孔7022被放置上孔阵列层部件702上的位置。图7d展示了X轴通道7042位于Y轴通道7044上部，同时Y轴通道7044与X轴通道7042在X轴通道7042内有流体沟通，位于交叉区域的Y轴通道7044，和所述相应的一组孔7022。图7e展示了X轴通道7042通过连接部件7045与Y轴通道7044隔开，并且在交叉区域，X轴通道7042和Y轴通道7044有流体沟通，图7e还示出了相应的连接部件7045和相应的一组孔7022。X轴通道7042、Y轴通道7044和一组孔7022的分离能够使所述通道间的意外的交叉流动最小化。

图8a至8d展示了一个使用图7装置700的相应执行方法。在这个实施例(不能以任何方式理解为限定)中，因为六个孔被配置作为每一个所述一组孔7022，所述方法特别地能够使三种不同类型的PCR引物和两种不同类型的生物样品(例如细胞或DNA/RNA)的相互作用。也需要注意的是，在此情况下，X轴通道7042被用于加载所述生物样品，然而Y轴通道7044用于加载所述PCR引物。

然而，在此需要强调的是，应该清楚在其他实例/实施方式，其中装置700被设计为具有更多的孔作为一组孔7022，所述方法于是能够使更多类型的PCR引物和生物样品相互作用，并且不仅限定为三种不同类型的PCR引物和两种不同类型的生物样品(在前面段落中描述的)。而且，除了PCR引物和生物样品，描述的其他类型的生物材料/微粒也能够被应用于图8a至8d的方法。

图8a中所示的第一个步骤是一个可选择步骤。作为开始，载液(例如油基流体或含水流体)通过X轴通道7042和Y轴通道7044被加载(例如通过使用真空或任何适合的方式)进入一组孔7022中的，并且所述载液也填充X轴通道7042和Y轴通道7044。然后，所有流体入口70412和流体出口70422被关闭。其后，也作为一个可选择的步骤是，一旦第一组孔和第二组孔7022、7046完全被所述载液填充，存在于X轴通道7042和Y轴通道7044内的所述载液将被移除。

然后，在图8b所示的第二个步骤(通过流体入口70421和流体出口70422)中，通向所有X轴通道7042的入口被关闭，而此时通向单独的Y轴通道7044的流体入口被打开。就是说，通向每个Y轴通道7044的入口一个接一个地被打开(但优选地，一次仅一个Y轴通道7044被打开)以引导单独容纳不同类型PCR引物的液滴的乳液进入相应的Y轴通道7044，同时通向剩下的Y轴通道7044的入口保持关闭。在一个改进的方式中，每个Y轴通道7044最后被填充预期的相配乳液。与所述第一个实施方式相似，在所述体积力(例如重力、离心力或电场力)的影响下，容纳不同类型PCR引物的液滴随后沉降进入所述相关的一组孔7022中。进一步需要注意的是，使容纳不同类型PCR引物的液滴沉降进入所述相关的一组孔7022中需要一段足够的时间，其进一步可选择地通过利用流动搅拌辅助。突出的是，利用具有更大的粘性以增长(在加载所述PCR引物流体液滴期间)所述载液的流动阻力以防止所述PCR引物流体液滴交叉流动进入其他X轴通道7042是令人满意的。

在图8c所示的第三个步骤中，任何过量的单独的容纳PCR引物液滴的乳液被从Y轴通道7044移除。需要注意的是，因为大多数液滴已沉降进入一组孔7022中，现在从所有Y轴通道7044移除的单独乳液充分地缺少容纳所述不同PCR引物的液滴。之后，可选择地加载载液进入Y轴通道7044中。

在图8d所示的第四个步骤中，通向(通过所述流体入口70421和流体出口70422)所有Y轴通道7044的入口是关闭的，而随后，通向两个X轴通道7042的入口被打开。就是说，通向每个X轴通道7042的入口一个接一个地被打开(但优选地，一次仅一个X轴通道7042被打开)以引导单独的容纳不同类型生物样品液滴的乳液进入所述相应的X轴通道7042，同时通向剩下的X轴通道7042的入口保持关闭。在一个改进的方式中，每个X轴通道7042最后被预期的相应乳液填充。与所述第一个实施方式相似，在所述体积力(例如重力或离心力)的影响下，容纳不同生物样品的液滴随后沉降进入相关的一组孔7022中。进一步需要注意的是，使容纳不同生物样品的液滴沉降进入所述相关的一组孔7022中需要一段足够时间，其进一步可选择地通过利用流动搅拌来辅助。进一步需要注意的是，在图8中，X轴通道7042能够同时被加载，并且也同样适用于Y轴通道7044。

在第五个步骤中(其也是图8方法的可选择的最后步骤)，任何过量的乳液被从X轴通道7042和Y轴通道7044移除，并且此后X轴通道7042和Y轴通道7044被封闭液(例如油或任何适合的封闭液)填充以密封一组孔7022。

需要理解的是，加载所述载液或单独的乳液进入X轴通道7042和Y轴通道7044的可用的方法包含增压、真空处理、电动泵、通过离心沉淀、通过重力、通过声学力等。震动或流动搅拌也能够适用于所述液滴的相应乳液(被填充进入X轴通道7042和Y轴通道7044中)移动任何过量的液滴到相关的孔7022上方的区域以促进更多的液滴能够随后沉降进入那些相同的孔7022中。

根据第十一个实施方式(未示出)，另一个方法，包括，在乳液301中的至少一部分液滴300已沉降进入微量滴定板部件304的所述一些孔302中后，提供至少另一种乳液(即其也是一种乳液)，该乳液包括被分散在一个(相同/不同)载液中的(相同/不同)流体样品(与微量滴定板部件304中的流体样品不融合)的液滴，其中来自至少另一个乳液的一个作用在液滴上的体积力引起至少一部分液滴300随后沉降进入所述一些孔302中。

根据图9所示的第十二个实施方式，其与图4的第五个实施方式在很大程度上相似，除了在此情况下，液滴300的尺寸被产生具有较宽的范围，一些液滴300的尺寸比孔302的尺寸小，而其他液滴300的尺寸比孔302的尺寸大。也需要注意的是，一部分小液滴300可能需要一段时间沉降进入孔302中，而所述大液滴可能不进入孔302中。下文中这两组液滴被称为过量液滴300。此外，在一部分需要的液滴300已沉降进入孔302后，过量液滴300能够通过排除载液307(所述载液存在于孔302的外面)被移除。甚至当所产生的液滴300是单尺寸时，只要一部分需要的液滴300进入每个孔302或一部分孔302中后，那些过量液滴300仍然是可与载液307一起移除的。移除过量液滴300后，于是额外的载液307可以被加入，以防止试验(例如聚合酶链反应)期间液滴300的蒸发。

根据第十三个实施方式，液滴300的数量少于孔302的数量，并且每个孔包含来自其他液滴中的不同物质。涉及高通量分子的应用就是这种情况，例如，多个患者样品被封装在一个单独的液滴中，并沉降进入一个单独的孔，以允许在所述微孔板中的同步分析。此外，每个液滴能够被荧光微粒或分子标签编码，以将一个孔的液滴与其他孔内的那些液滴区分开。

总之，处理容纳在乳液中的液滴进入微量滴定板部件304的孔中，组合装置600或交叉流道加载装置700的方法100(和各种描述的实施方式)，通过利用体积力有利于将在加载过程中带来的细胞/DNA样品的损失降低到最小。根据要求，通过允许形成的/产生的液滴的质量和尺寸是可控的，于是能够使所述生物/化学材料/微粒(当被封装在所述液滴300内时)的有效质量和尺寸增长，以促进它们在体积力的影响下快速地沉降进入所述孔中。此外，分析参数(如细胞或核酸拷贝的数量、液滴的数量、孔的数量等)也能够有利于可控地形成不同的样品分析方法。而且，通过首先将所述生物材料/微粒封装在产生的更大更重的液滴中，在一段较短的时间段内(被限定在秒或分钟内)，通过被作为输送介质的所述液滴促进，这样相应地能够使所述生物材料/微粒快速地沉降进入孔中，。通过控制与所述孔尺寸有关的所述液滴尺寸以允许一个单一的液滴进入每个孔，一组不同的生物和化学材料/微粒/物质能够被包裹在一组相应的液滴中以及进入每个孔的这些液滴的每个液滴中，以便特定材料/微粒/物质能够被加载进入特定的孔内，或不同的孔能够被加载不同的材料/微粒/物质。如果所有所述孔被预先加载生物或化学材料/微粒/物质，所述预先加载的材料/微粒/物质能够与被包裹在液滴中的多个材料/微粒/物质相互作用，获得一个高通量分析。

在包含特定生物或化学材料/微粒/物质的液滴的形成期间，特定编码材料/微粒/物质能够被加入那些特别的相同液滴中，以便载有不同材料/微粒/物质的不同液滴能够通过所述编码材料/微粒/物质被区分开。那些编码物质包含荧光染料和微粒、能够被编码和解码的分子、包含编码和解码信息的液滴等。该方法100的应用包括基因分析和细胞试验，其中所述液滴被用作容纳生物材料/微粒(例如细胞、蛋白质、化学品和核酸)的媒介，并且所述液滴随后被利用以输送那些生物材料/微粒进入所述孔(所述孔可能是空的或预先加载其他生物材料/微粒，例如细胞、蛋白质、化学品和核酸等)中用于与容纳在所述液滴中的那些生物材料/微粒相互作用。

然而，所述描述的实施方式不应该理解为限制性的。例如，要注意的是，在第九个实施方式中，混合室602可选择地被配置为与微量滴定板部件304可拆卸地连接以便容易操作，以致能够在(重复)使用后，容易地清洗混合室602和微量滴定板部件304。并且，在第十个实施方式中涉及的，所述第一个和第六个步骤可以是选择性地用于执行相应的方法。而且，在第十个实施方式的第六个步骤中，X轴通道7042和Y轴通道7044可选择地被油填充(取代所述封闭液)，所述油包含容纳其他类型生物材料的液滴。而且，通道7042、7044能够被多次填充，每次用包含不同类型的材料/微粒/物质的不同类型的液滴填充。要注意的是，对于许多细胞分析应用，被分析的细胞能够可选择地被处理和作为液滴使用(被提供的那些细胞具有足够的重量以通过它们自身的优点沉降进入所述孔302中)，代替在单独的液滴中包裹那些细胞(例如第一个实施方式中描述的)，并且使用的载液可以是含水流体，代替油基流体。在此情况下，细胞乳液随后被加载进入所述孔中获得每个孔中特定拷贝数的细胞。此外，油基流体或与所述载液不融合的流体也能够被加入所述乳液(所述乳液已被引导进入微量滴定板部件304中)中，组合装置600或交叉流道加载装置700稀释所述乳液。然而进一步地，至少一部分中的多个所述液滴也可以通过所述体积力被引导并随后沉降进入所述单独的孔中。而且，在引导所述乳液进入微量滴定板部件304、组合装置600或交叉流道加载装置700前，通过混合所述流体样品和载液，以及搅拌所述流体样品和载体样品的混合液，所述乳液能够被提供以分散所述流体样品进入流体容器中的所述载体样品的液滴中。

也要注意的是，在另一个变化中，提供了一种产生空气播散液滴并加载所述液滴进入微量滴定板部件304中的载液的方式。具体地，在空气中产生所述液滴可以采用压力脉冲发生装置，所述压力脉冲发生装置能够对容纳在微量滴定板部件304中的流体样品的连续相产生至少一个压力脉冲。位于所述压力脉冲发生装置的一个间隔(所述间隔包含流体样品)的排出孔，所述压力脉冲分离所述流体样品的连续相成为离散液滴。所述压力脉冲发生装置的例子包括一个压电元件以挤出所述流体样品、一个允许压缩空气的压力脉冲(作用通过增压、定向声波作用在所述流体样品上等)在所述流体样品上的电磁阀。进一步地，在空气中所产生的液滴通常受到重力的影响会落入载液的表面上，通过一个存在于所述孔的上面的包含所述载液的室的开口。也要注意的是，所述空气播散液滴发生器能够被放置于所述载液的表面上，并且每个发生器能够分配包含来自其他发生器的不同材料的液滴，为了鉴定的目的，这些不同的材料也可以被单独的标记。

虽然在附图和上面的描述中，本发明已经在细节上做了说明和描述，但这样的说明和描述应该被认为是举例说明或可模仿的，并没有限制性；本发明不被所公开的实施方式限制。在实施专利发明的范围时，对于公开的实施方式所做的改变能够被本领域技术人员理解并受到其影响。

Claims (39)

1.一种乳液中的材料进入装置部件的孔中的处理方法，其特征在于：所述方法包括：从流体样品和载液产生带有特定质量和尺寸的液滴的所述乳液，所述流体样品与所述载液不融合，所述流体样品包括所述材料和每个带有至少一个所述材料的液滴，其中所述特定质量和尺寸的液滴能够使一个力作用在所述液滴上以加速至少一部分液滴沉降进入一些所述孔中。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：进一步包括在至少一部分所述材料的液滴沉降进入所述装置部件的一些所述孔中后，包括提供至少在载液中分散的第二流体样品液滴的第二乳液，所述载液与所述第二流体样品不融合，并且，其中所述第二乳液中的液滴的特定质量和尺寸的液滴能够使一个力作用在所述第二乳液的所述液滴上以加速至少一部分所述第二乳液的液滴沉降进入一些所述孔中。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述力包含重力、离心力、电场力、电动力能、电泳力、介电泳力DEP）、SAW和磁力中的一种。

4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于：产生所述乳液包含用移液管将由所述流体样品形成的液滴的预先成形的乳液吸移进入所述载液中形成所述乳液，或用移液管将由所述流体样品形成的单个液滴吸移进入所述载液中形成所述乳液。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于：产生所述乳液包含引导所述流体样品和载液进入所述装置的部件，并同时搅拌所述流体样品和载液以在所述装置部件内形成具有液滴的所述乳液。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于：产生所述乳液包含使用液滴发生装置促进所述流体样品的连续相的剪切形成所述液滴，所述流体样品的连续相的剪切由所述载液流入所述流体样品的通道引起。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于：产生所述乳液包含在流体容器中搅拌所述流体样品和载液的混合物，在所述载液中将所述流体样品分散成液滴。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述流体容器是一个与所述装置部件组合或可拆卸连接的混合室。

9.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于：进一步包括搅拌所述装置部件中的所述乳液之一以促进至少一部分所述液滴在一些孔中沉降。

10.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于：进一步包括引导所述乳液进入所述装置部件。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于：进一步包括在引导所述乳液前用流体填充所述装置部件的所述孔上的空间。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于：进一步包括在用所述流体填充所述空间之后，通过真空处理充分地移除所述孔内的气泡。

13.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于：所述流体包括油、聚合物树脂、有机硅预聚物或第三流体样品。

14.根据权利要求10所述的方法，其特征在于：进一步包括在引导所述乳液后，用封闭液填充所述装置部件的所述孔上的空间以密封所述孔。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于：所述封闭液可以包括油、聚合物树脂或有机硅预聚物。

16.根据权利要求13所述的方法，其特征在于：第三流体样品包括选自药物分子、核酸分子、蛋白质、抗体、组织、生物营养素、生物细胞、微生物、编码物质中的至少一种材料和具有药物分子、核酸分子、蛋白质、抗体、组织、生物营养素、生物细胞、微生物和编码物质中至少一种的液滴。

17.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于：所述液滴是尺寸充分一致的。

18.根据权利要求1至16中任一项所述的方法，其特征在于：所述液滴是尺寸不同的。

19.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述一些孔中的每一个孔仅包含一个单一的液滴。

20.根据权利要求1至18中任一项所述的方法，其特征在于：所述一些孔中的每一个孔可以包含至少两个单一的液滴。

21.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于：进一步包括在产生所述乳液前，向所述流体样品和/或所述载液中加入表面活性剂，在至少一部分所述液滴沉降在一些所述孔中前，用于延迟所产生的液滴的合并。

22.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于：进一步包括加入更多的载液或与所述载液不融合的流体以稀释任一所述乳液之一。

23.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于：所述装置部件为微量滴定板或交叉通道加载装置，所述交叉通道加载装置设有对于大量的第二通道为横向安排的大量的第一通道，所述大量的第一通道和第二通道为流体沟通。

24.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于：所述至少一部分液滴充分地包括任一所述乳液之一中的大多数所述液滴。

25.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于：进一步包括用生物材料预先加载所述孔，所述生物材料包含核酸分子或细胞，其中每个液滴中的材料是特异PCR引物或试剂以促进核酸和细胞分析。

26.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于：产生所述乳液进一步包含控制所述液滴的产生以具有与所述每个孔的开口充分相等的尺寸。

27.根据权利要求26所述的方法，其特征在于：每个液滴中的所述材料与另外的液滴中的所述材料不同。

28.根据权利要求26所述的方法，其特征在于：每个孔的所述尺寸被配置为能够使预定数量的所述液滴沉降进入。

29.根据权利要求27所述的方法，其特征在于：进一步包括用生物或化学材料预先加载所述孔以能够使所述孔中不同材料相互作用。

30.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于：混合所述流体样品和所述载液以产生所述液滴，进一步包含在单独的液滴中加入编码材料。

31.根据权利要求30所述的方法，其特征在于：所述编码材料包含荧光染料和微粒、可编码的和可译解码的分子、具有编码和解码信息的液滴。

32.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述产生的液滴的数量少于、等于或多于所述孔的数量。

33.根据权利要求32所述的方法，其特征在于：所述产生的液滴数量少于所述孔的数量，包含所述液滴的数量充分少于所述孔的数量且每个液滴包含一种材料或不包含材料。

34.根据权利要求33所述的方法，其特征在于：产生的一部分液滴中的每一个液滴具有的尺寸充分小于所述孔的尺寸。

35.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于：所述流体样品中所述材料为生物或化学类型的。

36.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于：进一步包括通过均化作用方式，在所述乳液中均匀分布所述液滴。

37.一种乳液中的材料进入装置部件的孔中的处理方法，所述方法包括提供所述装置部件中载液内的所述乳液材料，其中一个力作用在所述材料上引起所述材料随后沉降进入部分所述孔中。

38.根据权利要求37所述的方法，其特征在于：所述材料包括细胞、微生物或组织。

39.根据权利要求37或38所述的方法，其特征在于：所述载液包括含水流体。