CN106999850B

CN106999850B - 用于分离不混溶的液体以有效地隔离至少一种液体的方法和装置

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Publication number: CN106999850B
Application number: CN201580054963.2A
Authority: CN
Inventors: E.H.弗马斯; M.哈格
Original assignee: Illumina Inc
Current assignee: Illumina Inc
Priority date: 2014-10-09
Filing date: 2015-10-09
Publication date: 2020-04-07
Anticipated expiration: 2035-10-09
Also published as: BR112017005038A2; BR112017005038B1; AU2015330688B2; CA2960721A1; EP3204148A4; JP2017531183A; RU2690346C2; SA517381238B1; MX2017004354A; ZA201701732B; US20190030539A1; EP3204148A1; US10118173B2; EP3204148B1; CA2960721C; AU2015330688A1; US10898899B2; US20160101420A1; KR20170066540A; RU2017108168A

Abstract

一种方法，包含提供相分离装置，所述相分离装置包含具有过滤表面的多孔膜。所述过滤表面具有形成接收腔的非平面轮廓。所述方法还包含，将液体混合物提供到所述多孔膜的接收腔中。所述液体混合物包含相对于彼此不混溶的极性液体和非极性液体。沿着所述接收腔的所述过滤表面具有表面能，所述表面能阻止所述极性液体流过所述过滤表面，且阻止所述非极性液体流入所述多孔膜。所述方法还包含允许所述非极性液体流入所述多孔膜。当所述非极性液体流入所述多孔膜时，所述极性液体在所述接收腔内形成液滴。

Description

用于分离不混溶的液体以有效地隔离至少一种液体的方法和装置

相关申请的交叉引用

本申请要求2014年10月9日提交的美国临时申请No.62/062,134的权益，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本文的主题总体上涉及用于分离不混溶的液体的系统和方法，更具体地，涉及有效地隔离至少一种液体的系统和方法，使得可以在测定中分析和/或使用所述(多种)液体。

背景技术

生物或化学分析中的各种方案涉及执行大量的受控反应。可以执行指定的反应，以制备和/或分析生物物质。数字流体(DF)是可以用于执行这样的反应的一种技术。在DF技术中，可以使用电润湿介导的操作来移动或操作(例如组合或分割)水滴。例如，DF装置可以是盒，其具有由一个或多个基板限定的封闭腔。电极的阵列可以沿着(多个)基板布置，并邻近腔定位。腔可以填充有相对于水滴不混溶的填充液体(例如，油)。电极配置为根据预定的序列或计划提供不同的电场，以在DF装置内输送、混合、过滤、监测和/或分析水滴。预定的序列可以使水滴经受指定的反应，以便例如制备生物物质。

可以实施复杂的步骤以控制水滴并制备所需的生物物质。作为一个示例，DF技术可以制备用于下一代测序(NGS)的片段化核酸的库。在进行指定的反应之后，液滴可以被输送到DF装置内用户可以访问的不同位置。用户可以通过以下方式来移除每个液滴，例如，将移液器插入腔中，并取出包含水溶液和填充液两者的小体积(例如20μl)。通常，水溶液是整个液体(其中填充液体形成液体的大部分)的一部分。例如，填充液体可以是水溶液的体积的两倍(2X)、十倍(10X)或二十倍(20X)。

对于一些应用，可能需要将水溶液与填充液体分离，使得水溶液可以在测定中使用，或者可以在测定或工作流程结束时被回收。然而，以可靠且有效的方式将小体积的液体与其他液体分离可能是具有挑战性的。一种用于分离包含水溶液和填充液体的液体混合物的常规方法包含将混合物沉积到阱中，并在离心机中旋转阱以将液体分离成不同的层。填充液体的层可以形成在水溶液的层的顶部。填充液体的层可以用移液器或通过倾析(decanting)被移除。对于特定的方案，该分离过程可能需要45分钟或更长的时间。此外，该过程可能是混乱且不可预测的，特别是在使用几个不同的样本时。

相应地，需要一种方法，其以比已知分离过程更快、更有效或更可靠中的至少一种方式分离两种或更多种不混溶的液体。

发明内容

在一个实施例中，提供一种方法，其包含提供相分离装置，所述相分离装置包含具有过滤表面的多孔膜。所述过滤表面具有形成接收腔的非平面轮廓。所述方法还包含将液体混合物提供到所述多孔膜的接收腔中。所述液体混合物包含相对于彼此不混溶(immiscible)的极性液体和非极性液体。沿着所述接收腔的所述过滤表面具有表面能，所述表面能阻止所述极性液体流过所述过滤表面，且允许所述非极性液体流入所述多孔膜。所述方法还包含允许所述非极性液体流入所述多孔膜。当所述非极性液体流入所述多孔膜时，所述极性液体在所述接收腔内形成液滴。

在一个实施例中，提供一种相分离装置，其包含具有过滤表面的多孔膜。所述过滤表面具有形成接收腔的非平面轮廓，其中沿着所述接收腔的所述过滤表面阻止将极性液体吸收进入所述多孔膜，但允许将非极性液体吸收进入所述多孔膜。

在一个实施例中，提供一种方法，其包含提供相分离装置，所述相分离装置包含具有过滤表面的多孔膜。所述过滤表面具有形成接收腔的非平面轮廓。所述方法还包含将液体混合物沉积到所述多孔膜的接收腔中。所述液体混合物包含相对于彼此不混溶的第一液体和第二液体。沿着所述接收腔的所述过滤表面配置为阻止所述第一液体流过所述过滤表面，且允许所述第二液体流入所述多孔膜。所述方法还包含允许所述第二液体流入所述多孔膜。当所述第二液体流入所述多孔膜时，所述第一液体在所述接收腔内形成液滴。

在一个实施例中，提供一种测定系统，其包含样品制备系统，所述样品制备系统配置为制备液体混合物，所述液体混合物具有相对于彼此不混溶的极性液体和非极性液体。所述测定系统还包含相分离装置，所述相分离装置包含具有过滤表面的多孔膜。所述过滤表面具有形成接收腔的非平面轮廓，所述接收腔配置为接收液体混合物。沿着所述接收腔的所述过滤表面配置为阻止所述极性液体流过所述过滤表面，且允许所述非极性液体流入所述多孔膜，使得当所述非极性液体流入所述多孔膜时，所述极性液体在所述接收腔内形成液滴。

在一个实施例中，提供一种测定系统，其包含相分离装置，所述相分离装置包含具有过滤表面的多孔膜。所述过滤表面具有形成接收腔的非平面轮廓，所述接收腔配置为接收液体混合物。所述液体混合物具有相对于彼此不混溶的极性液体和非极性液体，其中沿着所述接收腔的所述过滤表面配置为阻止所述极性液体流过所述过滤表面，且允许所述非极性液体流入所述多孔膜，使得当所述非极性液体流入所述多孔膜时，所述极性液体在所述接收腔内形成液滴。所述测定系统还包含分析系统，其配置为使用所述极性液体的液滴执行一个或多个测定方案(assay protocols)。

在一个实施例中，提供一种测定系统，其包含样品制备系统，所述样品制备系统配置为制备液体混合物，所述液体混合物具有相对于彼此不混溶的第一液体和第二液体。所述测定系统还包含相分离装置，所述相分离装置包含具有过滤表面的多孔膜。所述过滤表面具有形成接收腔的非平面轮廓，所述接收腔配置为吸收液体混合物。沿着所述接收腔的所述过滤表面配置为允许所述第一液体流过所述过滤表面，且允许所述第二液体流入所述多孔膜，使得当所述第二流体流入所述多孔膜时，所述第一液体在所述接收腔内形成液滴。

在一个实施例中，提供一种测定系统，其包含相分离装置，所述相分离装置包含具有过滤表面的多孔膜。所述过滤表面具有形成接收腔的非平面轮廓，所述接收腔配置为接收液体混合物。所述液体混合物具有相对于彼此不混溶的第一液体和第二液体，其中沿着所述接收腔的所述过滤表面配置为阻止所述第一液体流过所述过滤表面，且允许所述第二液体流入所述多孔膜，使得当所述第二液体流入所述多孔膜时，所述第一液体在所述接收腔内形成液滴。所述测定系统还包含分析系统，其配置为利用所述第一液体的液滴执行一个或多个测定方案。

附图说明

图1是根据实施例形成的配置为进行指定的反应的测定系统的框图。

图2图示了可以与图1的测定系统一起使用的流体系统的平面图。

图3图示了根据实施例形成的流体系统的示意侧视图。

图4图示了在相应的表面上的一系列液滴。

图5是根据实施例的相分离装置的透视图。

图6是沿着图5中的线6-6截取的相分离装置的截面图。

图7是图5的相分离装置的放大截面图，其图示了示范性接收腔。

图8是过滤或分离过程的第一阶段的接收腔的截面图。

图9是过滤或分离过程的第二阶段的接收腔的截面图。

图10是根据实施例的过滤体的透视图。

图11是沿着图10中的线11-11截取的过滤体的截面图。

图12根据实施例的相分离装置的图示，其包含多个过滤体。

图13是图示了根据实施例的方法的流程图。

图14是根据实施例的相分离装置的透视图。

图15是图14的相分离装置的截面图。

图16是根据实施例的相分离装置的透视图。

图17是图16的相分离装置的俯视平面图。

图18是图16的相分离装置的仰视平面图。

图19图示了沿着图17的线A-A截取的图16的相分离装置的截面图。

图20是根据实施例的相分离装置的透视图。

图21是图20的相分离装置的俯视平面图。

图22图示了沿着图21的线A-A截取的图20的相分离装置的截面图。

图23是根据实施例的相分离装置的透视图。

图24是图23的相分离装置的仰视平面图。

图25是图23的相分离装置的俯视平面图。

图26图示了沿着图25的线A-A截取的图16的相分离装置的截面图。

图27是根据实施例的相分离装置的透视图。

图28是沿着图27中的线28-28截取的图27的相分离装置的截面图。

图29是图27的相分离装置的平面图。

图30是根据实施例形成的组件的侧视图，其包含相分离装置。

图31是根据实施例形成的系统的示意图。

图32是根据实施例的组件的分解图，其包含图27的相分离装置。

图33是图32中完全构造的组件的透视图。

图34是根据实施例形成的系统的示意图。

图35是根据实施例形成的系统的示意图。

具体实施方式

本文所述的实施例可以用于需要分离不混溶的液体的各种应用中。在特定的实施例中，至少一种不混溶的液体随后被分析和/或用于制备指定的物质。例如，不混溶的液体可以包含极性液体(例如，水溶液)和非极性液体(例如，油)。不混溶的液体可以组合为液体混合物。在一些情况下，不混溶的液体可以用于执行一种或多种操作，例如与一种液体的一个或多个指定的反应。在特定的实施例中，极性液体包含随后被用户使用和/或分析的生物物质。例如，极性液体可以包含用于合成测序法(SBS)的片段化核酸的库。片段化核酸的库可以使用库制备方案来制备，例如美国专利公开No.2013/0203606和No.2013/0225452中所述的一个或多个方案，其各自的全部内容通过引用并入本文。

本文所述的实施例可以分离不混溶的液体。例如，液体混合物可以被设置在由多孔膜限定的公共空间(例如，接收腔)中。多孔膜可以允许不混溶的液体中的至少一种流过多孔膜，而阻止至少一种其他不混溶液体流入多孔膜。剩余的液体可能汇聚(pool)在公共空间中。如果剩余的液体包含极性液体，则分子间的力(例如由氢键和范德华相互作用产生的力)可能导致极性液体的分子聚集或团聚为较大的体积(例如，液滴)。然后可以移除较大体积的极性液体，并用于其他操作。在一些情况下，多孔膜的表面可以成形为和/或具有导致极性液体在公共空间内成珠(bead)的某些性质。与不成珠的液体相比，珠可以提供更容易定位和移除的指定体积的极性液体。

如本文所使用的，“液体”是相对不可压缩的物质，且具有流动和基本上共形于保持物质的容器或表面的形状的能力。液体可以是水基的，且包含表现出将液体保持在一起的表面张力的极性分子。液体还可以包含非极性分子，例如油基或非水性物质。应当理解，本申请中所涉及的液体可以包含由两种或更多种液体的组合形成的液体。例如，单独的可混溶溶液可以组合成单个液体。

如本文所使用的，术语“不混溶”用于描述这样的液体，其基本上不能彼此溶解或者彼此混合以在预定的条件下均匀的液体。预定的条件可以是环境条件，例如15℃和30℃之间和约1.0atm。然而，可以提供其他条件以促进分离不同的液体。当在密闭空间中混合在一起时，不混溶的流体可以分离为至少两个相，其中每个相含有至少90％、至少95％、至少99.0％、或至少99.5％的单个流体。此外，术语“不混溶”旨在包含这样的液体，其在长时间内保持为单独的流体相，但可能最终混合。例如，不混溶的流体可以保持为基本上单独的流体相，持续至少十分钟、至少二十分钟、或至少三十分钟。在一些实施例中，不混溶的流体可以保持为基本上单独的流体相，持续至少一小时、至少二十小时、或至少二十四小时。不混溶的液体可以具有不同的密度，使得一个流体相通常形成在另一流体相之上或之下。例如，在一些实施例中，非极性液体可以升高到极性液体之上。不混溶的液体可以混合以形成非均匀液体，例如乳液。

液体(包含液体的液滴)可能在各种实施例中经历不同的力。这样的力可以包含内聚力(即，液体的相似分子之间的吸引力)和粘附力(即，液体与固体表面或围绕液体的蒸汽的分子之间的吸引力)。内聚力和粘附力来自例如沿着液体-蒸汽界面和液体-固体界面的原子和分子的相互作用。在本文所述的实施例中，影响液体流动的另一个力是由感兴趣的液体以及其他物质经历的重力(或地心引力)。本文所述的实施例可以利用这些里来分离不混溶的液体，并有效地隔离至少一种液体，使得可以在后续的任务或操作中使用所述(多种)液体。

基于接触液体的表面的性质，液体可以具有不同的润湿特定或性质。更具体地，液体的液滴可以具有基于液体和固体表面的性质的接触角。接触角是由与液滴以及液滴所依靠的相对应的固体表面相切的两个平面相交而形成的角度。接触角表示液体对表面的润湿能力。润湿是液体沿着固体表面扩散的能力。由液体对固体表面的润湿通过沿着两相之间的界面的分子的分子间相互作用来控制。如果粘附力相对地大于内聚力，则液体对表面的润湿较大(即，接触角将相对地小)。如果内聚力相对地大于粘附力，则液体对表面的润湿较小(即，接触角将相对地大)。当接触角大时，液体看起来沿着表面形成珠。

液体中的表面张力是由液体的内聚力引起的，且因此可能影响接触角。随着表面张力增加，液体降低其表面积的能力(即，成珠)也增加。然而，固体的表面可以表征为具有表面能。随着固体的表面能增加，固体与液体相互作用的能力也增加(即，接触角减小)。举例来说，当低表面张力的液体放置在高表面能的固体上时，液体在表面上扩散并具有小的接触角。如果液体具有高表面张力，且放置在低表面能的表面上时，液体可以在表面上形成珠并具有高接触角。如本文所述，液体在接收腔内的成珠可以部分地基于液体的表面张力以及保持液体的固体表面的表面能。

同样地，液体流入多孔膜的能力可以主要由以下至少一个来决定：(a)液体的表面张力(或不存在)；(b)固体表面的表面能；(c)多孔膜的平均孔隙尺寸；以及(d)多孔膜的孔隙率。例如，多孔膜具有的表面能、孔隙率和平均孔隙尺寸可以共同地操作，以允许一种液体(例如，非极性液体)流入多孔膜，而另一液体(例如，极性液体)在接收腔内形成液滴。固体表面的形状也可以促进一种液体和/或由其他液体形成的液滴的流动。相应地，本文所述的实施例可以利用液体的固有性质(例如，表面张力)、接触液体的固体表面的固有性质(例如，表面能)、以及固体表面的形状，以控制液体的流动。共同地，这些参数可以允许一种液体流入多孔膜，但阻止其他液体流入多孔膜，且可选地，促进其他液体的成珠。

应注意的是，其他因素可能影响接触角、或者液体对固体的润湿、以及液体是否流入多孔膜。例如，液体的纯度或者是否使用表面活性剂可能影响液体的表面张力以及沿着固体-液体界面的分子相互作用。固体(例如，多孔膜)的纯度或者固体表面上是否设置有涂层可能影响固体的表面能。此外，环境的温度、周围空气的组分、以及表面的粗糙度或平滑度都可能影响液体和固体表面之间的相互作用。上面讨论的概念在以下文献中更详细地描述，Surfaces，Interfaces，and Colloids：Principles and Applications，Second Edition，Drew Meyers，1999，John Wiley&Sons，Inc(表面、界面和胶质：原理和应用，第二版，德鲁·迈尔斯，1999，约翰威立国际出版公司)，以及Contact Angle，Wettability，and Adhesion，edited by Robert F.Gould(1964)(接触角、润湿性和粘合性，罗伯特·F·古尔德编辑，1964)，两者都通过引用并入本文。

某些实施例可以利用DF技术，其也可以被称为数字微流体(DMF)或介质上电润湿(EWOD)。然而，本文所述的实施例不限于DF应用，且可以用于使用不混溶的液体的其他系统。实施例可以包含分布式测定系统，其中一种或多种液体由人员手动携带和/或由机械自动携带至测定系统的其他位置。实施例还可以包含基本上为封闭系统的测定系统，例如片上实验室(LOC)装置或微电机系统(MEMS)装置。在一些实施例中，系统可以是单次使用的一次性装置，例如护理点(POC)装置。

如本文所使用的，“指定的反应”包含化学、电、物理或光学性质(或质量)中的至少一种的变化。更通常地，指定的反应可以是化学转变、化学变化、或化学相互作用。示范性反应包含但不限于，化学反应，例如还原、氧化、加成、消除、重排、酯化、酰胺化、醚化、环化或取代；结合相互作用，其中第一化学物质结合至第二化学物质；解离反应，其中两种或更多种化学物质彼此分离；荧光；发光；生物发光；化学发光；以及生物反应，例如核酸复制、核酸扩增、核酸杂交、核酸连接、磷酸化、酶催化、受体结合、或配体结合。

指定的反应可以制备生物物质，用于测定方案中的后续使用和/或后续分析。在特定的实施例中，指定的反应可以制备核酸片段的库。描述使用DF技术来制备生物样品的文献包含美国专利公开No.2013/0203606；2013/0225452；2010/0291578；2013/01647422013/0092539；2013/0178374；2013/0225450；2007/0275415；以及2013/0092539，其各自的全部内容通过引用并入本文。

在一些实施例中，指定的反应包含将将荧光标记的分子并入分析物。分析物可以是寡核苷酸，荧光标记的分子可以是核苷酸。当激发光指向具有标记的核苷酸的寡核苷酸时，可以检测到指定的反应，并且荧光团发射可检测的荧光信号。在替代实施例中，检测到的荧光是化学发光或生物发光的结果。指定的反应还可以增加荧光(或

)能量共振传递(FRET)，例如，通过使供体荧光团接近受体荧光团，通过分离供体和受体荧光团来降低FRET、通过从荧光团分离猝灭剂来增加荧光、或通过共同定位的猝灭剂和荧光团来降低荧光。

如本文所使用的，术语“固定化”，当用于生物分子或生化物质时，包含将生物分子或生化物质基本上以分子水平附着至表面。例如，可以使用以下技术将生物分子或生化物质固定化到基材的表面，包含非共价相互作用(例如，静电力、范德华力、以及疏水界面的脱水)的吸附技术，以及共价结合技术，其中官能团或接头(linker)促进将生物分子附着至表面。将生物分子或生化物质固定化在基材的表面可以基于基底表面的性质、携带生物分子或生化物质的液体介质的性质、以及生物分子或生化物质本身的性质。在一些情况下，基底表面可以被官能化(例如，化学或物理改性)，以促进将生物分子(或者生物或化学物质)固定化至基底表面。基底表面可以被第一次改性，以具有与表面结合的官能团。然后，官能团可以结合生物分子或者生物或化学物质，以将它们固定化在其上。物质可以经由凝胶固定化到表面，例如，如美国专利No.8,563,477；美国专利公开No.2011/0059865 A1或美国专利公开No.2014/0079923 A1中所述，其各自通过引用并入本文。

在一些实施例中，核酸可以附着到表面，并使用桥式扩增对其进行扩增。有用的桥式扩增方法例如在以下文献中描述，美国专利No.5,641,658；WO 07/010251，美国专利No.6,090,592；美国专利公开No.2002/0055100 A1；美国专利No.7,115,400；美国专利公开No.2004/0096853 A1；美国专利公开No.2004/0002090 A1；美国专利公开No.2007/0128624A1；以及美国专利公开No.2008/0009420 A1，其各自通过引用并入本文。在表面上扩增核酸的另一种有用的方法是滚环扩增(RCA)，例如使用下面进一步详细阐述的方法。在一些实施例中，核酸可以附着至表面，并使用一个或多个引物对对其进行扩增。例如，其中一种引物可以在溶液中，且另一种引物可以固定化在表面上(例如，5'-附着)。举例来说，核酸分子可以与表面上的其中一种引物杂交，然后扩增固定化的引物以产生核酸的第一复制。然后，溶液中的引物与核酸的第一复制杂交，其可以使用核酸的第一复制作为模板而进行扩展。可选地，在产生核酸的第一复制之后，原核酸分子可以与表面上的第二固定化的引物杂交，并且可以在溶液中的引物进行扩展的同时或之后进行扩展。在任何实施例中，使用固定化的引物和溶液中的引物重复进行多轮扩展(例如，扩增)提供了核酸的多个复制。

如本文所使用的，术语“液滴”包含相对较小体积的液体(或多种液体)(例如，小于1ml)，其具有由以下至少一种限定的三维形状，液体的固有性质(例如内聚力)、接触(多种)液体的表面的形状、接触(多种)液体的表面的性质。液滴可以具有具有弯曲轮廓的外表面。例如，外表面可以具有凸形。

在一些情况下，液滴可以至少部分地由另一液体界定。例如，液滴可以由DF装置内的填充液体完全包围，或者可以由填充液体和DF装置的一个或多个表面界定。作为另一示例，液滴可以由填充液体、DF装置的一个或多个表面、和/或大气界定。作为又一示例，液滴可以由填充液体和大气界定。液滴可以例如是水性的或非水性的，或者可以是包含水性和非水性组分的混合物或乳液。液滴可以具有各种形状。非限制性示例包含通常为圆盘形、块形、截顶球、椭球、球体、部分压缩球体、半球体、卵形、圆柱形、其组合，以在液滴操作期间形成的各种形状，例如这样的形状与液滴致动器的一个或多个表面的接触引起的合并或分裂或形成。

在各种实施例中，液滴可以包含生物样品，全血、淋巴液、血清、血浆、汗液、泪液、唾液、痰液、脑脊液、羊水、精液、阴道分泌物、浆液、滑液、心包液、腹膜液、胸膜液、渗液、渗出液、囊液、胆汁、尿液、胃液、肠液、粪便样品、含有单个或多个细胞的液体、含有液体的细胞器、流化组织、流化有机体、含有多细胞生物的液体、生物拭子和生物洗涤液。此外、液滴可以包含试剂，例如水、去离子水、盐水溶液、酸性溶液、碱性溶液、洗涤剂溶液和/或缓冲液。液滴可以包含核酸，例如DNA、基因组DNA、RNA、mRNA或其类似物；核苷酸，例如脱氧核糖核苷酸、核糖核苷酸或其类似物，例如具有终止子部分(terminator moieties)的类似物，终止子部分例如在以下文献中进行描述，Bentley等，Nature 456：53-59(2008)；Gormley等的国际专利公开，No.WO/2013/131962，题为“Improved Methods of Nucleic AcidSequencing”，公开于2013年9月12日；Barnes等的美国专利No.7,057,026，题为“LabelledNucleotides”，授权于2006年6月6日；Kozlov等的国际专利公开No.WO/2008/042067，题为“Compositions and Methods for Nucleotide Sequencing”，公开于2008年4月10日；Rigatti等的国际专利公开No.WO/2013/117595，题为“Targeted Enrichment andAmplification of Nucleic Acids on a Support”，公开于2013年8月15日；Hardin等的美国专利No.7,329,492，题为“Methods for Real-Time Single Molecule SequenceFetermination”，授权于2008年2月12日；Hardin等的美国专利No.7,211,414，题为“Enzymatic Nucleic Acid Synthesis：Compositions and Methods for AlteringMonomer Incorporation Fidelity”，授权于2007年5月1日；Turner等的美国专利No.7,315,019，题为“Arrays of Optical Confinements and Uses Thereof”，授权于2008年1月1日；Xu等的美国专利No.7,405,281，题为“Fluorescent Nucleotide Analogs and UsesTherefor”，授权于2008年7月29日；以及等的美国专利公开No.20080108082，题为“Polymerase Enzymes and Reagents for Enhanced Nucleic Acid Sequencing”，公开于2008年5月8日，其全部公开内容通过引用并入本文；酶，例如聚合酶、连接酶、重组酶或转座酶；结合配偶体，例如抗体、表位、链霉抗生物素蛋白、抗生物素蛋白、生物素、凝集素或碳水化合物；或其他生物化学活性分子。液滴内容物的其他示例包含试剂，例如用于生化方案的试剂，例如核酸扩增方案、基于亲和力的测定方案、酶测定方案、测序方案和/或用于分析生物流体的方案。液滴可以包含一个或多个基底珠。

如本文所使用的，“液滴致动器”是指能够操纵液滴的装置、系统或组件。在一个或多个实施例中，使用电润湿介导的操作来操纵液滴。对于液滴致动器的示例，参见Pamula等的美国专利No.6,911,132，题为“Apparatus for Manipulating Droplets byElectrowetting-Based Techniques”，授权于2005年6月28日；Pamula等的美国专利公开No.20060194331，题为“Apparatuses and Methods for Manipulating Droplets on aPrinted Circuit Board，”，公开于2006年8月31日；Pollack等的国际专利公开No.WO/2007/120241，题为“Droplet-Based Biochemistry”，公开于2007年10月25日；Shenderov的美国专利No.6,773,566，题为“Electrostatic Actuators for Fluidics and Methodsfor Using Same”，授权于2004年8月10日；Shenderov等的美国专利No.6,565,727，题为“Actuators for Fluidics Without Moving Parts”，授权于2003年5月20日；Kim等的美国专利公开No.20030205632，题为“Electrowetting-driven Micropumping”，公开于2003年11月6日；Kim等的美国专利公开No.20060164490，题为“Method and Apparatus forPromoting the Complete Transfer of Liquid Drops from a Nozzle”，公开于2006年7月27日；Kim等的美国专利公开No.20070023292，题为“Small Object Moving on PrintedCircuit Board”，公开于2007年2月1日；Shah等的美国专利公开No.20090283407，题为“Method for Using Magnetic Particles in Droplet Fluidics”，公开于2009年11月19日；Kim等的美国专利公开No.20100096266，题为“Method and Apparatus for Real-timeFeedback Control of Electrical Manipulation of Droplets on Chip”，公开于2010年4月22日；Velev的美国专利No.7,547,380，题为“Droplet Transportation Devices andMethods Having a Liquid Surface”，授权于2009年6月16日；Sterling等的美国专利No.7,163,612，题为“Method，Apparatus and Article for Fluidic Control viaElectrowetting，for Chemical，Biochemical and Biological Assays and the Like”，授权于2007年1月16日；Becker等的美国专利No.7,641,779，题为“Method and Apparatusfor Programmable Fluidic Processing”，授权于2010年1月5日；Becker等的美国专利No.6,977,033，题为“Method and Apparatus for Programmable Fluidic Processing”，授权于2008年12月20日；Decre等的美国专利No.7,328,979，题为“System forManipulation of a Body of Fluid”，授权于2008年2月12日；Yamakawa等的美国专利公开No.20060039823，题为“Chemical Analysis Apparatus”，公开于2006年2月23日；Wu的国际专利公开No.WO/2009/003184，题为“Digital Fluidics Based Apparatus for Heat-exchanging Chemical Processes”，公开于2008年12月31日；Fouillet等的美国专利公开No.20090192044，题为“Electrode Addressing Method”，公开于2009年7月30日；Fouillet等的美国专利No.7,052,244，题为“Device for Displacement of Small Liquid VolumesAlong a Micro-catenary Line by Electrostatic Forces”，授权于2006年5月30日；Marchand等的美国专利公开.No.20080124252，题为“Droplets Microreactor”，公开于2008年5月29日；Adachi等的美国专利公开No.20090321262，题为“Liquid TransferDevice”，公开于2009年12月31日；Roux等的美国专利公开No.20050179746，题为“Devicefor Controlling the Displacement of a Drop Between Two or Several SolidSubstrates”，公开于2005年8月18日；以及Dhindsa等的“Virtual ElectrowettingChannels：Electronic Liquid Transport with Continuous Channel Functionality”Lab Chip，10：832–836(2010)。以上每个参考文献的全部内容通过引用并入本文。

某些液滴致动器将包含一个或多个基底，其之间布置有液滴操作间隙，以及与一个或多个基底相关联的(例如，层叠在上方、附接至、和/或嵌入其中)的电极，且布置为执行一个或多个液滴操作。例如，某些液滴致动器将包含基部(或底部)基底、与基底相关联的电极、在基底和/或电极的顶部的一个或多个电介质层、以及可选地在形成液滴操作表面的基底、电介质层和/或电极上的一个或多个疏水层。还可以提供顶部基底，其通过间隙与液滴操作表面分离，其可以被称为液滴操作间隙。在上面所引用的并入的专利和申请中讨论了顶部和/或底部基底上的各种电极布置。

在液滴操作期间，液滴可能与接地或参考电极保持连续接触或频繁接触。接地或参考电极可以与面向间隙的顶部基底或面向间隙的底部基底相关联，或者电极可以位于间隙中。在电极设置在两个基底上的情况下，用于将电极联接到用于控制或监测电极的液滴致动器仪器的电接触可以与一个或两个基底相关联。在一些情况下，一个基底上的电极电联接到另一个基底，使得仅一个基底与液滴致动器接触。在一个实施例中，导电材料(例如，环氧树脂，例如MASTER BOND^TM聚合物系统EP79，可从Master Bond，Inc.,Hackensack，NJ购得)提供一个基底上的电极与另一个基底上的电路径之间的电连接，例如，顶部基底上的接地电极可以通过这种导电材料联接到底部基底上的电路径。在使用多个基底的情况下，间隔体可以设置在基底之间，以确定其之间的高度，并限定致动器上分配储液器。间隔体高度可以例如是至少大约5μm、100μm、200μm、250μm、275μm或更大。替代地或附加地，间隔体可以为600μm、400μm、350μm、300μm或更小。间隔体可以例如由形成顶部基底或底部基底的突起层和/或插入顶部基底和底部基底之间的材料形成。

一个或多个开口或端口可以设置在一个或多个基底中，以形成液体路径，通过所述路径，液体可以输送到液滴操作间隙中或者从液滴操作间隙被移除。在一些情况下，一个或多个开口可以对准，以与一个或多个电极相互作用，例如，对准以使得流经开口的液体将与一个或多个液滴操作电极足够接近，从而允许液滴操作由使用液体的液滴操作电极实现。开口可以提供到接收腔的接入口，接收腔可以储存液体的储液器。液滴操作电极可以与控制液体的接收腔相关联。

在一些情况下，基部(或底部)和顶部基底可以形成为一个整体部件。一个或多个参考电极可以设置在基底(或底部)和/或顶部基底上和/或间隙中。在上述参考专利和专利申请中提供了参考电极布置的示例，其全部内容通过引用并入本文。

在各种实施例中，液滴致动器对液滴的操纵可以是电极介导的，例如电润湿介导的、或介导电泳介导的、或库仑力介导的。然而，本文所述的实施例不限于通过电极介导的操作控制的液滴。用于控制液滴操作的其他技术的示例可以包含使用引起流体动力学流体压力的装置，例如基于机械原理操作的装置(例如，外部注射泵、气动膜泵、振动膜泵、真空装置、离心机、压电/超声波泵和声力)；电或磁性原理(例如电渗流、电动泵、铁磁流体插塞、电动力泵、使用磁力的吸引或排斥、以及磁流体动力泵)；热力学原理(例如，气泡生成/相变引起的体积膨胀)；其他种类的表面润湿原理(例如电润湿和光电润湿，以及化学、热、结构和放射性诱导的表面张力梯度)；重力；表面张力(例如，毛细作用)；静电力(例如，电渗流)；离心流动(设置在光盘上并旋转的基底)；磁力(例如，振荡离子导致流动)；磁流体动力力；以及真空或压力差。在某些实施例中，可以采用前述技术中的两种或更多种的组合来进行本公开的液滴致动器中的液滴操作。类似地，前述内容中的一种或多种可以用于将液体输送到液滴操作间隙中，例如，从另一装置中的储液器或从液滴致动器的外部储液器(例如，与液滴致动器基底相关联的储液器，以及从储液器到液滴操作间隙的流动路径)。

某些液滴致动器的液滴操作表面可以由疏水材料制成，或者被涂覆或以其他方式被处理以使得其疏水。例如，在一些情况下，液滴操作表面的一些部分或全部可以用地表面能材料或化学物质衍生化，例如，通过使用例如溶液或可聚合单体中的聚合或全氟化化合物在原位合成中沉积或使用。示例包含

AF(可从DuPont，Wilmington，DE购得)、cytop系列材料的成员、疏水和超级疏水涂层的

系列中的涂层(可从Cytonix Corporation，Beltsville，MD购得)、硅烷涂层、氟硅烷涂层、疏水的膦酸酯衍生物(例如，Aculon，Inc出售的那些)、以及NOVEC^TM电子涂层(可从3M Company，St.Paul，MN购得)、用于等离子体增强化学气相沉积(PECVD)的其他氟化单体和用于PECVD的有机硅氧烷(例如，SiOC)。在一些情况下，液滴操作表面可以包含疏水涂层，其具有范围为约10nm至约1,000nm的厚度。此外，在一些实施例中，液滴致动器的顶部基底包含导电有机聚合物，其涂覆有疏水涂层，或者以其他方式被处理为使得液滴操作表面是疏水的。例如，沉积在塑料基底上的导电有机聚可以是聚(3，4-亚乙基二氧噻吩)聚(苯乙烯磺酸盐)(PEDOT：PSS)。导电有机聚合物的其他示例以及替代导电层在以下文献中进行描述，Pollack等的国际专利公开No.WO/2011/002957，题为“Droplet Actuator Devices and Methods”，公开于2011年1月6日，其全部公开通过引用并入本文。

液滴致动器的一个或两个基底可以使用以下来制造，印刷电路板(PCB)、玻璃、氧化铟锡(ITO)涂覆的玻璃、和/或作为基底的半导体材料。当基底是ITO涂覆的玻璃时，ITO涂层可以具有至少约20nm、50nm、75nm、100nm或更大的厚度。替代地或附加地，厚度可以至多为大约200nm、150nm、125nm或更小。在一些情况下，顶部和/或底部基底包含涂覆有电介质的PCB基底，例如聚酰亚胺电介质，其在一些情况下也可以被涂覆或者以其他方式被处理为使得液滴操作表面是疏水的。当基底包含PCB是，以下材料是合适的材料的示例：MITSUI^TMBN-300(可从MITSUI Chemicals America，Inc.,San Jose CA购得)；ARLON^TM 11N(可从Arlon，Inc，Santa Ana，CA购得)；

N4000-6和N5000-30/32(可从ParkElectrochemical Corp.,Melville，NY购得)；ISOLA^TM FR406(可从Isola Group，Chandler，AZ购得)，特别是IS620；聚合物系列(适用于荧光检测，因为它具有低背景荧光)；聚酰亚胺系列；聚酯；聚萘二甲酸乙二醇酯；聚碳酸酯；聚醚醚酮；液态结晶聚合物；环烯烃共聚物(COC)；环烯烃聚合物(COP)；芳族聚酰胺；

非织造芳纶增强(可从DuPont，Wilmington，DE购得)；

牌纤维(可从DuPont，Wilmington，DE购得)；以及纸。各种材料也适合于使用作为基底的电介质组分。示例包含：气相沉积电介质，例如PARYLENE^TM C(特别是在玻璃上)，PARYLENE^TM N和PARYLENE^TM HT(用于高温，～300℃)(可从Parylene Coating Services，Inc.,Katy，TX购得)；

AF涂层；cytop；焊接掩模，例如液态可光成像焊接掩模(例如，在PCB上)，比如TAIYO^TM PSR4000系列，TAIYO^TM PSR和AUS系列(可从Taiyo America，Inc.Carson City，NV购得)(适用于涉及热控制的应用的良好热特性)，以及PROBIMER^TM 8165(适用于涉及热控制的应用的良好热特性)(可从HuntsmanAdvanced Materials Americas Inc.,Los Angeles，CA购得)；干膜焊接掩模，例如

干膜焊接掩模系列(可从DuPont，Wilmington，DE购得)中的那些；薄膜电介质，例如聚酰亚胺薄膜(例如，

聚酰亚胺薄膜，可从DuPont，Wilmington，DE购得)、聚乙烯、以及氟聚合物(例如，FEP)、聚四氟乙烯；聚酯；聚萘二甲酸乙二醇酯；聚萘二甲酸乙二醇酯(COC)；环烯烃聚合物(COP)；上面列举的任何其他PCB基材；黑矩阵树脂；聚丙烯；以及黑色柔性电路材料，例如DuPont^TM

HXC和DuPont^TM

MBC(可从DuPont，Wilmington，DE购得)。

液滴输送电压和频率可以被选择，以用于特定测定方案中使用的试剂的性能。设计参数可以变化，例如，致动器上储液器的数量和布置、独立电极连接的数量、不同的储液器的尺寸(体积)、磁体/珠洗涤区的布置、电极尺寸、电极间节距、以及间隙高度(顶部基底和底部基底之间)可以变化，以用于特定示例、方案、液滴体积，等等。在一些情况下，本公开的基底可以用低表面能材料或化学物质衍生化，例如，使用例如溶液或可聚合单体中的聚合或全氟化化合物在原位合成中沉积或使用。示例包含用于浸渍或喷涂的

AF涂层和

涂层、用于等离子体增强化学气相沉积的其他氟化单体(PECVD)、以及用于PECVD的有机硅氧烷(例如，SiOC)。此外，在一些情况下，液滴操作表面的一些部分或全部可以涂覆有用于降低背景噪声(例如来自PCB基底的背景荧光)的物质。例如，降噪涂层可以包含黑矩阵树脂，例如可从Toray industries，Inc.,Japan购得的黑矩阵树脂。

试剂可以设置在液滴操作间隙液滴操作间隙中的液滴致动器上，或者流体联接到液滴操作间隙的储液器中。试剂可以是液体形式，例如，液滴，或者它们可以设置为液滴操作间隙中的或者流体联接到液滴操作间隙的储液器中的可重构(reconstitutable)形式。可重构试剂通常可与液体组合以用于重构。适用于本文提出的方法和装置的可重构试剂的示例包含在以下文献中描述的那些，Meathrel等的美国专利No.7,727,466，题为“Disintegratable Films for Diagnostic Devices”，授权于2010年6月1日，其全部内容通过引用并入本文。

如本文所使用的，术语“激活”，当关于一个或多个电极使用时，意味着影响一个或多个电极的电气状态的变化，其在液滴的存在下可导致液滴操作。可以使用交流(AC)或直流(DC)来实现电极的激活。可以使用任何合适的电压。例如，可以使用大于约150V、或大于约200V、或大于约250V、或从约275V至约1000V、或约300V的电压来激活电极。在使用AC信号的情况下，可以采用任何合适的频率。例如，可以使用具有从约1Hz至约10MHz、或从越10Hz至约60Hz、或从约20HZ至约40HZ、或约30HZ的频率的AC信号激活电极。液滴致动器的电极可以由控制器或处理器来控制，其可以设置为测定系统的部分。控制器或处理器可以包含处理功能，以及数据和软件存储及输入和输出能力。

如本文所使用的，“液滴操作”包含对液滴致动器上或液滴致动器内的液滴的任何操纵。液滴操作可以例如包含：将液滴装载到液滴致动器中；从源液滴分配一个或多个液滴；将液滴分裂、分离或划分成两个或多个液滴；将液滴在任何方向上从一个位置输送到另一位置；将两个或更多个液滴合并或组合为单个液滴；稀释液滴；混合液滴；搅拌液滴；使液滴变形；使液滴保持在位；孵化液滴；加热液滴；蒸发液滴；冷却液滴；处理液滴；将液滴从液滴致动器输送出来；本文所述的其他液滴操作；和/或前述内容的任何组合。术语“合并”、“合并的”、“组合”、“组合的”等用于描述由两个或更多个液滴形成一个液滴。应当理解，当这样的术语关于两个或更多个液滴使用时，可以使用足以导致两个或更多个液滴组合成一个液滴的液滴操作的任何组合。例如，“将液滴A与液滴B合并”可以通过以下方式来实现，将液滴A输送到与静止的液滴B接触、或输送液滴A和B使其彼此接触。术语“分裂”、“分离”和“划分”并不旨在意味着相对于所得液滴的体积的任何特定结果(即，所得液滴的体积可以相同或不同)或所得液滴的数量(所得液滴的数量可以为2、3、4、5或更多)。术语“混合”是指导致液滴内的一种或多种组分更均匀地分布液滴操作。“装载”液滴操作的示例包含微透析装载、压力辅助装载、机器人装载、被动装载和移液管装载。

液滴操作可以是电极介导的。在一些情况下，液滴操作通过使用表面上的亲水和/或疏水区域和/或通过物理障碍物得到进一步的促进。对于液滴操作的示例，请参见以“液滴致动器”定义的上述专利和专利申请。

阻抗或电容感测或成像技术有时可以用于确定或确认液滴操作的结果，或者确定或确认接收腔或阱内的液体的体积或水平。这样的技术的示例例如在以下文献中描述，Sturmer等的国际专利公开No.WO/2008/101194，题为“Capacitance Detection in aDroplet Actuator”，公开于2009年12月30日，其全部公开通过引用并入本文。通常来说，感测或成像技术可用于确认在特定电极处或者在阱或接收腔内是否存在液滴。例如，在液滴分配操作之后，在目标电极处存在分配的液滴确认了液滴分配操作是有效的。类似地，在测定方案中的适当步骤中的检测点处存在液滴可以确认先前的液滴操作集合已经成功地产生用于检测的液滴。

液滴输送时间可以相当快。例如，在各种实施例中，液滴从一个电极到下一个电极的输送可以超过大约1秒、或大约0.1秒、或大约0.01秒、或大约0.001秒。在一个实施例中，电极以AC模式操作，但切换到DC模式以用于成像。进行液滴操作使得液滴的足印区域与电润湿区域相似是有帮助的；换言之，1x-、2x-、3x-液滴可以分别用1、2和3个电极进行有效的控制。如果液滴足印大于在给定时间可用于进行液滴操作的电极的数量，则液滴尺寸和电极的数量之间的差异通常应当不大于1；换言之，2x液滴可以使用1个电极进行有效的控制，且3x液滴可以使用2个电极进行有效的控制。当液滴包含珠时，使得液滴尺寸等于控制液滴(例如运输液滴)的电极的数量是有用的。

如本文所使用的，“填充液体”包含与液滴致动器的液滴操作基底相关联的液体，所述液体与液滴相充分不混溶，使得液滴相经受电极介导的液滴操作。例如，液滴致动器的液滴操作间隙通常填充有填充液体。填充液体可以是非极性液体。填充液体可以例如是或包含低粘度油，例如硅油或十六烷填充液体。填充液体可以是或包含卤代油，例如氟化或全氟化油。填充液体可以填充液滴致动器的整个间隙，或者可以涂覆液滴致动器的一个或多个表面。填充液体可以是导电的或非导电的。可以选择填充液体以改善液滴操作和/或减少液滴中的试剂或目标物质的损失，改善微液滴的形成，减少液滴之间的交叉污染，减少液滴致动器表面的污染，减少液滴致动器材料的劣化，等等。例如，填充液体可以选择为兼容液滴致动器材料。举例来说，氟化填充液体可以有用地用于氟化表面涂层。氟化填充液体可用于减少亲脂性化合物的损失，例如伞形酮基底，比如6-十六烷酰氨基-4-甲基伞形酮基底(例如，用于Krabbe，Niemann-Pick，或其他测定)；其他伞形酮基底在以下文献中描述，Winger等的美国专利公开No.20110118132，题为“Enzymatic Assays UsingUmbelliferone Substrates with Cyclodextrins in Droplets of Oil”，公开于2011年5月19日，其全部公开通过引用并入本文。合适的氟化油的示例包含Galden系列中的那些，例如Galden HT170(bp＝170℃，viscosity＝1.8cSt，density＝1.77)、Galden HT200(bp＝200C，viscosity＝2.4cSt，d＝1.79)、Galden HT230(bp＝230C，viscosity＝4.4cSt，d＝1.82)(都来自Solvay Solexis)；系列中的那些，例如Novec 7500(bp＝128C，viscosity＝0.8cSt，d＝1.61)、Fluorinert FC-40(bp＝155℃，viscosity＝1.8cSt，d＝1.85)、Fluorinert FC-43(bp＝174℃，viscosity＝2.5cSt，d＝1.86)(两者都来自3M)。通常，全氟化填充液体的选择是基于运动粘度(<7cSt，但不是必需的)，且基于沸点(>150℃，但不是必需的，以用于基于DNA/RNA的应用PCR，等等))。填充液体可以例如掺杂有表面活性剂或其他添加剂。例如，可以选择添加剂以改善液滴操作和/或减少液滴中的试剂或目标物质的损失，改善微液滴的形成，减少液滴之间的交叉污染，减少液滴致动器表面的污染，减少液滴致动器材料的劣化，等等。可以选择填充液体的组分(包含表面活性剂掺杂)，为了在特定测定方案中使用的试剂的性能，以及与液滴致动器材料的有效相互作用或非相互作用。适用于本文所述方法和装置的填充液体和填充液体剂型的示例在以下文献中提供，Srinivasan等的国际专利公开No.WO/2010/027894，题为“Droplet Actuators，Modified Fluids andMethods”公开于2010年6月3日；Srinivasan等的国际专利公开No.WO/2009/021173，题为“Use of Additives for Enhancing Droplet Operations”，公开于2009年2月12日；Sista等的国际专利公开No.WO/2008/098236，题为“Droplet Actuators Devices and MethodsEmploying Magnetic Beads”，公开于2009年1月15日；以及Monroe等的美国专利公开No.20080283414，题为“Electrowetting Devices”，公开于2008年11月20日，其全部公开通过引用并入本文，以及本文引用的其他专利和专利申请。在一些情况下，氟化油可以掺杂有氟化表面活性剂，例如，Zonyl FSO-100(Sigma-Aldrich)和/或其他。填充液体通常是液体。在一些实施例中，可以使用填充气体代替液体。示范性填充液体在美国专利公开No.2014/0231259中描述，其全部内容通过引用并入本文。

当任何形式的液体(例如，液滴或连续体，无论移动的或静止的)被描述为在电极、阵列、基质或表面“上”、“处”或“之上”时，这样的液体可以与电极/阵列/基质/表面直接接触，或者可以与介于液体和电极/阵列/基质/表面之间的一个或多个层或薄膜接触。在一个示例中，填充液体被视为这样的液体与电极/阵列/基质/表面之间的薄膜。

当液滴被描述为在液滴致动器“上”或“装载在”液滴致动器“上”时，应当理解，液滴布置在液滴致动器上或液滴致动器内，其方式为使得便于使用液滴致动器进行一个或多个液滴操作，或便于感测液滴的性质或来自液滴的信号。

当结合附图阅读时，将更好地理解某些实施例的以下详细描述。为了使附图图示出各种实施例的功能块的图表，功能块不一定表示硬件电路之间的划分。因此，例如，一个或多个功能块(例如，处理器或存储器)可以在单个硬件(例如，通用信号处理器或随机存取存储器、硬盘、等等)中实现。类似地，程序可以是独立的程序，可以作为子例程并入操作系统中，可以在已安装的软件包中作用，等等。应当理解，各种实施例不限于附图中所示的布置和手段。

图1是根据实施例形成的配置为利用不混溶的液体进行指定的反应的测定系统100的框图。测定系统100包含流体系统102(其相对于液体-输送组件104可操作地定位，或可操作地联接到液体-输送组件104)、检测器组件106、液体-检测系统108、以及一个或多个加热装置110。测定系统100还可以包含相分离装置125、流动促进装置184和分析系统186。在一些实施例中，流体系统102可以被称为样品制备系统。流体系统102可以是液滴致动器，例如DF装置或盒，其配置为利用DF技术在离散的液滴上进行液滴操作。流体系统还可以包含MEMS、LOC和/或POC装置。应当注意，术语DF装置、流动阱、MEMS装置、LOC装置和POC装置不一定是互相排斥的。例如，单个流体系统可以表征为MEMS装置、LOC装置和/或POC装置。

在某些实施例中，流体系统102是液滴致动器，其包含由液滴操作间隙(未示出)分隔开的第一基底和第二基底。液滴操作间隙可以限定内部腔，液滴在流体系统102的操作期间位于所述内部腔中。第一基底可以包含电可寻址电极的布置。在一些情况下，第二基底可以包含参考电极平面，例如由导电油墨或氧化铟锡(ITO)制成。第一基底和第二基底可以涂覆有疏水材料。液滴操作在液滴操作间隙中进行。液滴周围的空间(即，第一基底和第二基底之间的液滴操作间隙)可以填充有相对于液滴不混溶的填充液体。例如，填充液体可以是惰性流体，例如硅油，其防止液滴的蒸发且用于促进液滴在装置内的输送。在一些情况下，液滴操作可以通过改变电压激活的模式来实现。液滴操作可以包含液滴的合并、分裂、混合和分配。

流体系统102可以设计为装配在测定系统100的系统外壳(未示出)上或内部。系统外壳可以保持流体系统102并容纳测定系统的其他部件，例如但不限于液体-输送组件104、检测器组件106、液体-检测系统108、以及一个或多个加热装置110。例如，系统外壳可以容纳一个或多个磁体112，其可以是永磁体。可选地，系统外壳可以容纳一个或多个电磁体114。磁体112和/或电磁体114可以相对于流体系统102定位，用于固定化磁响应的基底珠。可选地，磁体112和/或电磁体114的位置可以由磁定位电动机116控制。此外，系统外壳可以容纳一个或多个加热装置110，用于控制例如流体系统102的某些反应和/或洗涤区域内的温度。在一个示例中，加热装置110可以是相对于流体系统102定位的加热棒，用于提供对其的热控制。

测定系统100可以包含与测定系统100的各种部件通信的系统控制器120，以在一个或多个方案期间自动控制测定系统100。例如，系统控制器120可以通信地联接到流体系统102、电磁体114、磁定位电动机116、加热装置110、检测器组件106、液体-检测系统108、以及液体-输送组件104。系统控制器120还可以通信地联接到用户界面(未示出)，其配置为接收用户输入以操作测定系统100。

系统控制器120可以包含一个或多个基于逻辑的装置，其包含一个或多个微控制器、处理器、精简指令集计算机(RISC)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、逻辑电路、以及能够执行本文所述的功能的任何其他电路。在示范性实施例中，系统控制器120执行存储在一个或多个存储元件中的指令集，以便执行一个或多个方案。存储元件可以是测量系统100内的信息源或物理存储器元件的形式。由测定系统100执行的方案可以进行例如DNA或RNA的定量分析、蛋白质分析、DNA测序(例如，合成测序(SBS))、样品制备、和/或用于测序的片段库的制备。对于利用液滴致动器的实施例，系统控制器120可以通过激活/停用电极来控制液滴操纵，以执行一个或多个方案。系统控制器120还可以控制本文所述的液体-输送组件104的操作和定位。

指令集可以包含各种命令，其指示测定系统100执行特定操作，例如本文所述的各种实施例的方法和过程。指令集可以是软件程序的形式。如本文所使用的，术语“软件”和“固件”是可互换的，且包含存储在存储器中以由计算机执行的任何计算机程序，存储器包含RAM存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、以及非易失性RAM(NVRAM)存储器。上述存储器类型仅是示范性的，因此不限于可用于存储计算机程序的存储器的类型。

软件可以是各种形式，例如系统软件或应用软件。另外，软件可以是单独程序的集合的形式，或者更大的程序内的程序模块，或者程序模块的一部分。软件还可以包含面向对象编程形式的模块化编程。在获得检测数据之后，检测数据可以由测定系统100自动处理、响应于用户输入进行处理、或响应于另一处理机器提出的请求(例如，通过通信链路的远程请求)进行处理。

系统控制器120可以经由通信链路连接到测定系统100的其他部件或子系统，通信链路可以是硬连线或无线的。系统控制器120还可以通信地连接到场外(off-site)系统或服务器。系统控制器120可以从用户界面(未示出)接收用户输入或命令。用户界面可以包含键盘、鼠标、触摸面板、和/或语音识别系统、等等。

系统控制器120可以用于提供处理能力，例如存储、解释和/或执行软件指令，以及控制测定系统100的整体操作。系统控制器120可以配置和编程为控制各种部件的数据和/或功率方面。尽管系统控制器120在图1中被表示为单个结构，但应当理解，系统控制器120可以包含在不同位置分布在整个测量系统100中的多个单独的部件(例如，处理器)。在一些实施例中，一个或多个部件可以与基础仪器集成，且一个或多个部件可以相对于仪器远程定位。

在一些实施例中，检测器组件106是成像系统，其相对于流体系统102定位，以检测来自流体系统102的光信号(例如，吸收度、反射/折射、或光发射)。成像系统可以包含一个或多个光源(例如，发光二极管(LED)和检测装置，例如电荷耦合装置(CCD)相机或互补金属氧化物半导体(CMOS)成像器。在一些实施例中，检测器组件106可以检测从化学发光发射的光信号。在其他实施例中，检测器组件106可以不是成像系统。例如，检测器组件106可以是检测液体的电性能的一个或多个电极。

液体-检测系统108可以配置为检测液体的位置和/或液体的体积。例如，液体-检测系统108可以配置为识别流体系统102内的液滴的位置和/或流体系统102内的液滴的体积或者储液器(或接收腔)内的液体的体积。在某些实施例中，液体-检测系统108可以包含用于检测液滴或储液器内的阻抗的电路。例如，液体-检测系统108可以包含形成阻抗光谱仪的电极。液体-检测系统108可以用于监测任何电极的电容负载，例如任何液滴操作电极，无论其上是否具有液滴。对于合适的电容检测技术的示例，请参见Sturmer等的国际专利公开No.WO/2008/101194，题为“Capacitance Detection in a Droplet Actuator”，公开与2008年8月21日；以及Kale等的国际专利公开No.WO/2002/080822，题为“System andMethod for Dispensing Liquids”，公开于2002年10月17日；其全部公开通过引用并入本文。替代地，其他装置或元件可以用于检测流体系统102内的液体的位置和/或体积。例如，检测器组件106可以检测传播通过指定区域和/或从指定区域发射的光信号。基于光信号，液体-检测系统108可以确认液滴是否位于指定区域和/或确定液体在指定区域具有近似的体积。液体-检测系统108可以包含检测液体的水平的探针。

可选地，流体系统102可以包含破坏装置122。破坏装置122可以包含促进液滴致动器中的材料(例如组织、细胞和孢子)的破坏(裂解)的任何装置。破坏装置122可以例如是超声机构、加热机构、机械剪切机构、珠打击机构、并入流体系统102的物理特征、电场产生机构、热循环机构、及其任何组合。破坏装置122可以由系统控制器120控制。

液体-输送组件104可以包含储存外壳115和输送电机117。储存外壳115包含储液器或腔，其配置为储存用于进行指定的反应的液体(例如，试剂、缓冲溶液、填充液体、等等)。输送电机117配置为相对于流体系统102移动储存外壳115，以将液体装载到流体系统102中和/或从流体系统102移除液体。液体可以通过接入端口129装载和抽出，接入端口129提供对流体系统102的内部腔的接入。仅作为示例，输送电机117(和磁定位电动机116)可以包含一个或多个直接驱动电动机、直流(DC)电动机、螺线管驱动器、线性致动器、压电电动机、等等。

相分离装置125具有多个接收腔127，其每一个配置为接收来自流体系统102的液体混合物。液体混合物可以通过液体-输送组件104自动地转移，或者可以通过用户(例如，技术人员)手动地转移。在特定的实施例中，液体混合物可以包含极性液体(例如，包含生物样品的水溶液)和非极性液体(例如，硅油)。相分离装置125可以配置为通过显著地减少非极性液体的体积来分离极性液体与非极性液体。例如，相分离装置125可以将非极性液体吸收到相分离装置125的本体内，而将极性液体保持在接收腔内。在示范性实施例中，液体混合物可以从流体系统102手动地回收。例如，用户可以通过接入端口129插入移液器(或移液器)的一个或多个喷嘴，并从流体系统102移除液体混合物。在其他实施例中，可以例如使用由自动化机器流体控制的移液器或者管来自动地移除液体混合物。替代地，测定系统100可以包含与接收腔127流动连通的一个或多个流体通道以及引起液体混合物流入接收腔127的泵系统(未示出)。

在一些实施例中，液体混合物以被动的方式分离。例如，液体混合物可以搁置在相分离装置的多孔膜的顶部上，且重力可以导致一种或多种液体流入多孔膜，而阻止另外(多种)液体流入多孔膜。在其他实施例中，测定系统100包含流动促进装置184。流动促进装置184可以例如是配置为保持并移动相分离装置125的系统。举例来说，流动促进装置184可以搅拌或摇动相分离装置125，或在相分离装置125内引起振动，以移动液体混合物并促进分离液体混合物。作为另一示例，流动促进装置184可以是离心机，其接收相分离装置125并旋转，以促进分离液体混合物。

在有效地隔离一种或多种液体之后，可以将隔离的液体提供给分析系统186，用于进一步的制备和/或分析。例如，隔离的液体可以提供给用于进行PCR和/或测序从隔离的液体衍生的核酸的系统。然而，本文所述的实施例不限于测序方案，且可以实施其他测定方案。

能够执行上述一个或多个SBS方案的分析系统包含由Illumina，Inc开发的系统，例如MiSeq、HiSeq 2500、HiSeq X Ten和HiScan系统。能够执行上述一个或多个SBS方案的分析系统在以下文献中描述，美国申请Nos.13/273,666和13/905,633；WO 07/123744；美国专利申请公开Nos.2012/0270305 A1；2013/0023422 A1；和2013/0260372 A1；以及美国专利Nos.5,528,050；5,719,391；8,158,926和8,241,573，其各自的全部内容通过引用并入本文。

应当理解，本文所述的实施例的一个或多个方面可以实现为方法、系统、计算机可读介质、和/或计算机程序产品。术语“系统”应被宽泛地解释，且可以意味着任何组件或装置。各方面可以采用以下形式，硬件实施例、软件实施例(包含固件、常驻软件、微代码、等等)、或者组合软件和硬件方面的实施例，其通常可以在本文中被称为“电路”、“模块”或“系统”。另外，方法可以采取计算机可用存储介质上的计算机程序产品的形式，其具有具现化在介质中的计算机可用程序代码。

图2图示了液滴致动器130的平面图，其可以用作测定系统(例如，测定系统100(图1))内的流体系统。液滴致动器130包含底部基底132和定位在底部基底132之上的顶部基底134。底部基底132可以包含例如其上具有用于进行液滴操作的电极的阵列的印刷电路板(PCB)。顶部基底134可以是安装在底部基底132之上的盖板。顶部基底134包含接入端口136的阵列。例如，在图示的实施例中，接入端口136包含填料入口138、一行试剂入口140、142、一行连接物(adaptor)入口144、一行样品入口146、以及一行液体-混合物出口148。每个接入端口136提供对位于底部基底132和顶部基底134之间的内部腔(或液体-操作间隙)的流体接入。液滴致动器130可以通过接入端口136接收液体(例如，一种或多种试剂、缓冲溶液、填充液体、等等)和/或可以通过接入端口136回收液体，例如液体-混合物出口148。

图3图示了根据实施例形成的流体系统160的一部分的示意截面图。流体系统160可以包含DF装置或液滴致动器，例如液滴致动器130(图2)。流体系统160具有外壳162，其配置为保持填充液体164(例如，油)以及一种或多种溶液166(例如，试剂或样品溶液)。外壳162可以由多种组分形成。例如，外壳162包含顶部或盖基底168和底部基底170。顶部基底168安装到底部基底170。顶部基底168和底部基底170由限定装置通道172的操作间隙(或液滴-操作间隙)分隔。顶部基底168具有接入开口173。

当顶部基底168安装到底部基底170时，顶部基底168和底部基底170形成移除腔174，其可通过接入开口173接入并与装置通道172流体连通。移除腔174的尺寸和形状设定为保持溶液166并允许仪器176从移除腔174抽出液体。抽出的液体可以包含溶液166和填充液体164两者，且可以被称为液体混合物。仪器176被示出为具有通过接入开口173插入的喷嘴177。仪器176可以是例如移液器或多移液器(也称为多通道移液管)。在其他实施例中，仪器176可以包含保持在移除腔174内的柔性管。然而，应当理解，可以使用其他机构来移除指定体积的液体混合物。

在图示的实施例中，液滴178可以通过装置通道172进行输送，以在移除腔174内积累并形成较大的液滴或体积179。较大的液滴179可以由具有相同的组分的多个液滴178形成，或者由其中至少两个液滴具有不同的组分的多个液滴178形成。在替代实施例中，在下一个液滴178位于储液器电极182之上之前，从移除腔174分别地移除每个单个液滴178。为了输送液滴178，流体系统160可以包含沿着装置通道172定位的电极180的布置。例如，底部基底170包含沿着装置通道172定位的一系列电极180。顶部基底168可以包含参考电极(未示出)。替代地，底部基底170可以包含参考电极。底部基底170还可以包含储液器电极182。储液器电极182可以被系统控制器用来保持较大体积的溶液166。例如，在图示的实施例中，电极182的尺寸和形状设定为具有大于电极180的面积。电极180、182电联接到系统控制器(未示出)，例如系统控制器120(图1)。系统控制器配置为控制电极180、182的电压，以进行电润湿操作。更具体地，电极180、182可以被激活/停用以进行指定的反应，然后通过装置通道172将液滴178输送到移除腔174。

作为保持较大的液滴179的替代或附加，储液器电极182可以用于检测较大液滴179的体积。更具体地，电极182可以通信信息，所述信息可以用于确定存在于电极182之上的溶液166的指定体积。如果体积被确定为是足够的，系统控制器可以激活机构，所述机构配置为通过喷嘴177引起液体流入移除腔174内。机构可以抽取溶液166和填充液体164的至少一部分。移除的液体的量可以是预先确定的或预先限定的大致量。例如，移液器可以配置为用移液器的每个泵或冲程移除基本上通常量的液体。

图4图示了在相应的固体表面上的液体L₁-L₆的一系列液滴。如上面所讨论的，本文所述的实施例利用液体经受的力来控制液体通过多孔膜的流动和/或液体在接收腔内的形状。这些力包含内聚力(即，液体的相似分子之间的吸引力)和粘附力(即，液体与接触液体的固体表面或围绕液体的蒸汽的分子之间的吸引力)。内聚力和粘附力来自沿着例如液体-蒸汽界面和液体-固体界面的原子和分子的相互作用。在某些实施例中，影响液体的另一个力是重力或地心引力F_g。

图4示出了液体L₁-L₆的液滴的静止直径D_R1-D_R6和接触角θ₁-θ₆。静止直径D_R是在相对应的平面固体表面(其中液体的液滴不被壁压缩或包含)上的液体的液滴的直径。静止直径D_R是平行于平坦的固体表面而测得。接触角θ是由与液体L和相对应的固体表面相切的两个平面(P₁和P₂)相交而形成的角度。当接触角θ大于90°时，静止直径D_R保持基本上相同(例如，D_R5和D_R6大致相等)。接触角θ表示液体对表面的润湿能力。润湿是液体沿着固体表面扩散的能力。液体对固体表面的润湿由沿着两相之间的界面的分子的分子间相互作用来控制。如果粘附力相对地大于内聚力，则液体对表面的润湿较大(即，接触角θ将是小的，如图1中的接触角θ₁和θ₂所示)。如果内聚力相对地大于粘附力，在液体对表面的润湿较小(即，接触角θ将是大的，如接触角θ₅和θ₆所示)。

液体中的表面张力是由液体的内聚力引起的，且可以影响接触角θ。例如，随着表面张力的增加，液体沿着固体表面减少其接触面积(即，成珠)的能力增加。然而，固体的表面可以表征为具有表面能。随着固体的表面能增加，固体与液体相互作用的能力也增加(即，接触角θ减小)。举例来说，当低表面张力的液体被置于高表面能的固体上时，则液体在表面上扩散，并具有小接触角θ，例如相对于液体L₁和L₂所示。如果液体具有高表面张力，且置于低表面能的表面上时，则液体可以在表面上形成珠，并具有高接触角θ，例如相对于液体L₅和L₆所示。如本文所述，液体通过多孔膜的流动和/或液体在接收腔内的形状可以通过液体的表面张力和多孔膜的表面能来确定。

极性液体和固体表面之间的相互作用可以表征为疏水的或亲水的。如本文所使用的，如果固体表面排斥水性或极性液体，则其是疏水的。例如，水性或极性液体L与固体的疏水表面之间的接触角θ通常大于75度或85度。如果表面吸引水性或极性液体，则其是亲水的。例如，水性或极性液体与固体的亲水表面之间的接触角θ将通常小于75度。

非极性液体、例如烷烃、油和脂肪可以形成液体混合物的一部分。非极性液体可以被吸引到具有与水性或极性液体的疏水相互作用的表面。同样地，非极性液体不被吸引到具有与水性或极性液体的亲水相互作用的表面。在特定的实施例中，疏水表面可以用于允许非极性液体流入多孔膜。

本文所述的实施例利用液体的接触角或润湿以及固体表面的形状来控制液体(例如，非极性液体)通过多孔膜的流动和/或液体(例如，极性液体)在接收腔内的形状。其他因素可能影响液体对固体的接触角θ或润湿。例如，液体的纯度以及是否使用表面活性剂可能影响液体的表面张力以及沿着固体-液体界面的分子相互作用。固体的纯度以及是否在固体表面上设置涂层可能影响固体的表面能。此外，环境温度、周围空气的组分、以及表面粗糙度或平滑度都可能影响液体L与固体表面之间的相互作用。

图5是相分离装置200的透视图。相分离装置200可以与相分离装置125(图1)类似或相同。相分离装置200包含支承框架202和联接到支承框架202的多个接收腔204。每个接收腔204的尺寸和形状设定为接收指定量的液体混合物。支承框架202在接收腔204之间延伸并接合接收腔204。支承框架202可以将接收腔204相对于彼此保持在固定的位置。

接收腔204可以定位为指定的或预定的阵列206。如图所示，阵列206是二维阵列，但在其他实施例中，阵列可以是一维的。也可以设想，在其他实施例中，阵列206可以是三维阵列。例如，相分离装置200可以成形为使得接收腔位于不同的高度或标高(例如，在一个阶梯或水平的第一行，在不同阶梯或水平的第二行)。接收腔204在阵列206中的数量和位置可以基于利用相分离装置200的指定方案。例如，阵列206包含接收腔204的两个行211、212，其中每个行具有一系列八个接收腔204。接收腔204的数量可以基于从流体系统(未示出)回收的不同液体混合物的数量。接收腔204的位置可以有助于将液体混合物沉积到接收腔204中。例如，接收腔204相对于彼此的位置可以基于由多移液器保持的喷嘴的位置，使得液体混合物可以同时沉积到多个接收腔204中和/或可以同时回收。

相分离装置200包含操作或活动侧208，其配置为面向相分离装置200的用户或者可由用户接近。接收腔204具有腔边缘209，其限定接收腔204的接入开口210。接收腔204敞开至操作侧208。相同的行中的相邻的接收腔204可以由腔间隙214分隔，且不同的行中的相邻的接收腔204可以由腔间隙216分隔。同样地，接收腔204的每个行可以具有中心到中心间隔218。不同的行中的相邻的接收腔204可以具有中心到中心间隔220。腔间隙214、216和中心到中心间隔218、220可以基于相分离装置200的预期用途或应用。在一些实施例中，腔间隙214、216和中心到中心间隔218、220基于接收腔204的轮廓或形状。

在图示的实施例中，支承框架202是基本上二维的结构。例如，支承框架202可以是面板形或板形的。操作侧208具有基本上基本上平面的侧表面224，除了接收腔204以外。在其他实施例中，侧表面224可以不是平面的。例如，支承框架202可以包含多个桥或连接件，其在接收腔204之间延伸并接合接收腔204。

相分离装置200可以具有限定相分离装置200的轮廓的本体边缘231-234。如图所示，轮廓基本上是矩形的，且包含键特征205。键特征205可以向用户视觉地表示相分离装置200的取向。替代地，相分离装置200可以定位在座置空间或保持器内。在这样的实施例中，键特征205可以确保相分离装置200在座置空间内具有适当的取向。尽管键特征205的图5中被示出为是倒角，但在其他实施例中，键特征205可以具有其他形状。例如，键特征205可以是突起。

图6是沿着图5中的线6-6截取的相分离装置200的截面图。在一些实施例中，操作侧208或侧表面224可以与参考平面246重合。在图示的实施例中，限定相对应的接入开口210的腔边缘209可以与参考平面246重合。然而，在其他实施例中，腔边缘209可以不在共同的平面内延伸，例如，可以具有非平面的路径。在示范性实施例中，当相分离装置200可操作地定位为接收接收腔204内的液体混合物时，重力轴线248可以垂直于参考平面246延伸。然而，应当理解，相分离装置200不需要具有相对于重力的特定取向，且在其他实施例中可以具有其他取向。例如，当在一些实施例中过滤液体时，相分离装置200可以相对于图6所示的参考平面246倾斜(例如，30°、45°、等等)。还可以设想，在有效的封闭系统中，相分离装置200可以更大范围地旋转(例如，90°、180°、等等)。

如图所示，相分离装置200还可以包含过滤体226。每个过滤体226可以包含具有过滤表面230的多孔膜228，所述过滤表面230限定相对应的接收腔204。过滤体226可以相对于彼此具有固定的位置。在示范性实施例中，相分离装置200包含多孔膜228的一体本体。多孔膜228的一体本体可以成形为形成相分离装置200的每个过滤体226和支承框架202。然而，在其他实施例中，相分离装置200可以包含组装在一起的单独的部件。例如，支承框架202可以保持连接体(例如，塑料或金属)，其在单独的过滤体226之间延伸并接合单独的过滤体226，每个过滤体226包括多孔膜228。

相分离装置200包含大致与操作侧208相对的安装侧236。过滤体226沿着安装侧236定位。每个过滤体226具有外表面238。过滤体226可以形成相对应的吸收区域240，其大致上限定在相应的过滤体226的外表面238和过滤表面230之间。吸收区域240位于接收腔204附近，且可以表示多孔膜228从接收腔204吸收液体的空间。吸收区域240可以大致上位于相对应的接收腔204的下方。相应的过滤体226(或吸收区域240)的厚度限定在外表面238和过滤表面230之间。在图示的实施例中，厚度是均匀的。在一些实施例中，吸收区域240的厚度和/或体积大于接收腔204的体积。然而，在其他实施例中，吸收区域240的厚度和/或体积小于或等于接收腔204的体积。

在某些实施例中，过滤体226具有指定的形状并相对于彼此定位，以允许过滤体226插入多阱板(未示出)的相对应的阱中。在这样的实施例中，多阱板可以支承相分离装置200并将相分离装置200保持在基本上固定的位置。多阱板的阱(未示出)还可以提供空间，以用于接收任何完全流过过滤体226的液体，如下文所述。

图7是相分离装置200的放大截面图，其更详细地图示了示范性接收腔204。接收腔204可以由多孔膜228的过滤表面230完全限定。然而，在其他实施例中，过滤表面230可以仅部分地限定接收腔204。例如，相分离装置200可以包含垫圈(未示出)，其定位在操作侧208的顶部之上。垫圈可以具有与接入开口210对准的开口。垫圈和过滤表面230可以共同地限定接收腔204。

多孔膜228可以包含具有允许液体(例如，极性液体或非极性液体)流过多孔膜228的孔的一种或多种材料。在图示的实施例中，整个相分离装置200由多孔膜的单个一体件形成。因此，相同的侧表面224可以成形为形成每个接收腔204。在其他实施例中，相分离装置200可以由彼此联接的多个多孔膜形成。这样的多孔膜可以是相同的类型或不同的类型(例如，具有不同的性质或特性)。

在特定的实施例中，多孔膜228可以包含聚四氟乙烯(PTFE)，但是作除了PTFE以外或替代PTFE，可以设想其他材料。多孔膜228可以用一种或多种涂层来处理以提供指定的性质。例如，多孔膜228可以用疏水涂层或亲水涂层来浸渍或润湿，所述疏水涂层阻止极性液体流过孔膜228，所述亲水涂层促进极性液体流过多孔膜228。在一些实施例中，整个过滤表面230或其部分被涂覆以具有所需的性质。例如，过滤表面230可以用疏水涂层润湿以阻止极性液体流入多孔膜228，或用亲水涂层润湿以促进极性液体流入多孔膜228。

多孔膜228可以具有指定的孔隙率。孔隙率可以表示多孔膜228内的空隙或空间。举例来说，孔隙率可以在20％的最小孔隙率和85％的最大孔隙率之间。最小孔隙率可以是25％、30％或35％。在更特定的实施例中，最小孔隙率可以是40％、41％、42％、43％、44％、45％、46％、47％、48％、49％、或50％，或更大。最大孔隙率可以是80％、75％或70％。在更特定的实施例中，最大孔隙率可以是69％、68％、67％、66％、65％、64％、63％、62％、61％或60％，或更小。一个或多个实施例可以具有在上述任何最小值和最大值之间的孔隙率范围。例如，在一些实施例中，多孔膜具有在40％和70％之间的孔隙率。在一些实施例中，多孔膜具有在50％和65％之间的孔隙率。多孔膜可以完全地具有基本上恒定的孔隙率，或替代地，可以在不同的区域具有不同的孔隙率。例如，多孔膜228可以包含多个膜层，其中每个膜层具有不同的孔隙率。

多孔膜228可以具有指定的平均或平均值孔隙尺寸。举例来说，平均孔隙尺寸可以在1μm的最小平均值和100μm的最大平均值之间。在一些实施例中，最小平均孔隙尺寸为2μm、4μm、6μm、8μm或10μm。在某些实施例中，最小平均孔隙尺寸为11μm、12μm、13μm、14μm、15μm、16μm、17μm、18μm、19μm、20μm，或更大。在一些实施例中，最大平均孔隙尺寸为90μm、85μm、80μm、75μm或70μm。在某些实施例中，最大平均孔隙尺寸为65μm或60μm。在特定的实施例中，最大平均孔隙尺寸为59μm、58μm、57μm、56μm、55μm、54μm、53μm、52μm、51μm或50μm。在特定的实施例中，最大平均孔隙尺寸为49μm、48μm、47μm、46μm、45μm、44μm、43μm、42μm、41μm、或40μm，或更小。一个或多个实施例可以具有在上述任何最小值和最大值之间的平均孔隙尺寸。例如，在一些实施例中，多孔膜具有在10μm和50μm之间的平均孔隙尺寸。在一些实施例中，多孔膜具有在20μm和40μm之间的平均孔隙尺寸。

多孔膜的孔隙率和平均孔隙尺寸可以基于基于制造商或供应商提供的信息来确定(例如，多孔膜材料的规格)。在一些情况下，多孔膜的孔隙率和平均孔隙尺寸可以基于用于多孔膜的目的应用(例如，分离不混溶的液体)的工业上接受的技术来确定。这样的技术例如描述于以下文献中，Souhaimi等的Membrane Distillation：Principles andApplications，Chapter 8：Membrane Characterization，Elsevier(2011)，或者，在Nakao的Determination of Pore Size and Pore Size Distribution.3.FiltrationMembranes：Review，J.Membr.Sci.,96(1994)131-165。

过滤表面230可以具有非平面轮廓，其形成或限定接收腔204。过滤表面230可以包含一个或多个斜率251、252，其限定过滤表面230的部分。斜率251、252可以导致接收腔的深度250的变化。深度250可以相对于腔边缘209或参考平面246来测量。斜率251、252可以对应于过滤表面230的与重力轴线248和/或参考平面246成角度的部分。斜率251、252可以是线性的或非线性的，使得接收腔204的深度250分别以线性速率或非线性速率变化。沿着过滤表面230的对应于接收腔204的深度250(或最大深度)的最大值的点可以表示接收腔204的底部256。

接收腔204可以相对于腔轴线260取向。在图示的实施例中，腔轴线260延伸穿过接收腔204的接入开口210和底部256的几何中心。过滤表面230可以围绕腔轴线260，使得过滤表面230关于腔轴线260旋转对称。例如，接收腔204可以是倒置的直角圆锥体。在其他实施例中，接收腔204可以是圆锥体，但可以不限定直角圆锥体。例如，接收腔204可以是斜圆锥体。但在其他实施例中，接入开口210具有多边形轮廓，使得接收腔204具有椎体形状。

接收腔204的形状可以配置为使得，当液体混合物沉积在接收腔204内时，过滤表面230接触位于不同深度的液体混合物。多孔膜228可以成形为使得多孔膜228围绕液体混合物并且能够接收位于不同深度的液体混合物的部分。

接入开口210具有最大直径262。在一些实施例中，最大直径262可以表示腔边缘209的两个点之间的最大距离。在一些实施例中，最大直径262可以是延伸穿过腔边缘209的两个点之间的腔轴线260的线。接收腔204可以成形为使得最大深度250小于最大直径262。例如，最大直径262与最大深度250的横纵比(aspect ratio)可以为至少1.5：1。在某些实施例中，最大直径262与最大深度250的横纵比可以为至少2：1。在特定的实施例中，最大直径262与最大深度250的横纵比可以为至少2.5：1。在特定的实施例中，最大直径262与最大深度250的横纵比可以为3：1。举例来说，最大直径262可以为至多10mm、至多8mm、至多6mm、至多5mm、至多4mm。举例来说，最大深度250可以为至多4毫米(mm)、至多3mm、至多2mm、或至多1mm。在一些实施例中，接收腔204可以成形为允许用户在另一种液体流入多孔膜228之后观察由一种液体形成的液滴。

在图示的实施例中，过滤表面230在底部256处具有单个拐点，使得随着过滤表面230从底部256延伸到腔边缘209，深度250连续地减小。在其他实施例中，过滤表面230可以具有多个拐点。在这样的实施例中，深度250可以不连续地减小，而是，可能具有增加深度的区域。因此，接收腔204可以具有多个底部和/或具有彼此分离的空间。

如图所示，斜率251以线性速率改变深度250，且斜率252以非线性速率(例如指数速率)改变深度250。因此，相对于图示的实施例，滤波器表面230的大部分具有以线性速率改变深度250的斜率。在一些实施例中，靠近底部256的过滤表面230具有曲率半径。斜率251、252可以与其他参数一起配置，以在接收腔204内形成液体的液滴。例如，斜率251、252可以配置为使位于接收腔204的底部256的极性液体成珠。

图8和图9分别图示了过滤操作的第一阶段和第二阶段。在第一阶段，液体混合物270已经被沉积在接收腔204内。如图8所示，液体混合物270初始地包含第一液体272和第二液体274的乳液。在一些实施例中，第一液体272可以在第二液体274内形成微液滴。例如，尽管图8中仅示出了第一液体272的若干液滴，但第一液体272可以在第二液体274内形成数十、数百或数千个微液滴。当初始地沉积到接收腔204中时，微液滴可以具有各种体积(例如，大小的量级上的差异)，或者微液滴可以具有基本上共同的体积。例如，液体混合物270和相对应的微液滴可以类似于乳液类型应用中使用的那些。在一些实施例中，微液滴将含有单独的测定反应(例如逆转录)，它们随后通过相分离和汇聚被汇聚到单个罐中以用于下一个步骤。

为了说明的目的，液体混合物270在图8中尚未开始被过滤，但是应当理解，过滤可以在液体混合物270接触过滤表面230时立即开始。第一液体272可以是极性液体，例如包含生物样品的水溶液，第二液体274可以是非极性液体，例如来自DF装置的填充液体(例如，油)。第一液体272可以是非极性液体，且第二液体274可以是极性液体。接收腔204具有限定在过滤表面230与接入开口210或参考平面246(图7)之间的体积。

在一些实施例中，接收腔204可以具有小于1000μl的体积。在一些实施例中，接收腔204可以具有小于750μl或小于500μl的体积。在某些实施例中，接收腔204可以具有小于400μl、小于300μl、小于200μl、或小于150μl的体积。在特定的实施例中，接收腔204可以具有小于100μl、less than90μl、小于80μl、或小于70μl的体积。通常，液体混合物270的体积小于接收腔204的体积。例如，液体混合物270可以具有小于200μl、小于150μl、小于100μl、小于90μl、小于80μl、小于70μl、小于60μl、或小于50μl的体积。在特定的实施例中，液体混合物270可以具有小于40μl、小于30μl、小于20μl、小于15μl、小于14μl、小于13μl、小于12μl、小于11μl、或小于10μl的体积。

如图所示，在液体混合物270内，第二液体274的体积可以大于第一液体272的体积。在其他实施例中，第二液体274的体积可以小于第一液体272的体积。举例来说，第二液体274与第一液体272的体积比率可以为至少1：1、至少1.5：1、至少2：1、至少3：1、至少4：1、至5：1、或更大。在某些实施例中，第二液体274与第一液体272的体积比率可以为至少6：1、至少8：1、至少10：1、至少12：1、至少14：1、至少16：1、至少18：1、至少20：1。在更特定的实施例中，第二液体274与第一液体272的体积比率可以为至少22：1、至少24：1、至少26：1、至少28：1、至少30：1至少32：1、或更大。

在一些实施例中，第一液体272的体积在1纳升(nl)和10,000nl之间。在一些实施例中，第一液体272的体积在10纳升(nl)和5000nl之间。在某些实施例中，第一液体272的体积在50纳升(nl)和1000nl之间。在特定的实施例中，第一液体272的体积在200纳升(nl)和500nl之间。在一些实施例中，第二液体274的体积在1μl和500μl之间。在一些实施例中，第二液体274的体积在2μl和200μl之间。在某些实施例中，第二液体274的体积在4μl和100μl之间。在特定的实施例中，第二液体274的体积在5μl和50μl之间、5μl和25μl之间、或者5μl和15μl之间。作为一个示例，第二液体274可以具有大约10μl的体积，且第一液体272可以具有大约300nl的体积。在这样的实施例中，第二液体274的体积与第一液体272的体积的比率大于或大约等于30：1。

如图8所示，第二液体274将第一液体272分离为多个子液滴276。在一些实施例中，液体混合物270可以表征为具有多个子液滴276(或微液滴)的乳液。在其他实施例中，液体混合物270基本上分离为两个或更多个层，而没有子液滴形成。如图8所示，轮廓界面或边界282可以初始地存在于过滤表面230和液体混合物270之间。

图9图示了后面的第二阶段，其中来自先前的阶段(图8)的第二液体274已经流入多孔膜228。虚线278表示第二液体274在多孔膜228内的饱和边界。如本文所述，过滤表面230配置为允许第二液体274从接收腔204流动并进入多孔膜228。例如，沿着过滤表面230的孔隙尺寸和/或孔隙率可以允许第二液体274流过过滤表面230并进入多孔膜228的吸收区域240。过滤表面230可以具有这样的表面性质，其允许第二液体274流过那里，而阻止第一液体272的流动。举例来说，第一液体272可以是由过滤表面230的疏水性质排斥的极性液体。然而，疏水性质不阻止第二液体274，其被允许流入多孔膜228。随着第二液体274流入多孔膜228，第一液体272的子液滴276(图8)可以组合形成液滴285。

在一些实施例中，轮廓过滤表面230增加过滤表面230和液体混合物270之间的表面接触量。在一些实施例中，第一液体272和第二液体274可以具有不同的密度，使得第一液体272和第二液体274在接收腔204内分离为不同的层。在这样的实施例中，过滤表面230的形状增加了过滤表面230将与具有与较小密度的液体接触的可能性。例如，如果第二液体274的密度小于第一液体272，第二液体274可以在第一液体272的顶部之上形成层。无论如何，由于非平面轮廓，过滤表面230能够接触第二液体274，使得多孔膜228能够吸收第二液体274。

本文所述的实施例可以配置为实现液体混合物内的不混溶的液体的可接受的分离或过滤。在一些实施例中，一种液体可以有效地从其他液体分离。例如，实施例能够分离或过滤第二液体274，使得至少75％的第二液体274从接收腔204被分离。第二液体274可以被多孔膜228吸收，和/或被允许离开多孔膜228通过外表面238进入另一空间。某些实施例可以从接收腔204移除至少85％的第二液体274。特定的实施例可以从接收腔204移除至少95％或至少97％的第二液体。更特定的实施例可以从接收腔204移除至少98％或至少99％的第二液体。

多孔膜228可以以指定的吸收率吸收第二液体274。特定液体的吸收率可以基于环境条件(例如，周围环境的温度和压力)、液体混合物内的液体的性质、过滤表面和多孔膜的性质、以及过滤表面230的形状。例如，吸收率可以随着过滤表面230的斜率251的增加而增加。

举例来说，实施例能够在30秒内移除至少75％的第二液体274，在30秒内移除至少85％的第二液体，在30秒内移除至少95％的第二液体，在30秒内移除至少98％的第二液体，或者在30秒内移除至少99％的第二液体。更特定地，实施例能够在20秒内移除至少85％的第二液体274，在10秒内移除至少85％的第二液体，或者在5秒内移除至少85％的第二液体。或更特定地，实施例能够在20秒内移除至少95％的第二液体274，在10秒内移除至少95％的第二液体，在5秒内移除至少95％的第二液体。与使用离心机的常规分离过程相比，至少一些实施例可以大幅减少分离不混溶的液体所需的时间、复杂度和成本。

在指定的时间量(例如，秒、分钟、小时)之后，保留在接收腔204内的液体(称为剩余液体或剩余物286)可以被移除。剩余液体286包含第一液体272的液滴285，以及可能地，第二液体274的少量或残余，使得第一液体272有效地从第二液体274分离。例如，第二液体274可以包括剩余液体286的至多25％的体积、或剩余液体286的至多15％的体积。更特定地，第二液体274可以包括剩余液体286的至多10％的体积、剩余液体286的至多5％的体积、或剩余液体286的至多1％的体积。

在一些实施例中，过滤表面230的形状和表面性质可能导致液滴285在接收腔204内成珠。例如，液滴285的外部表面在图9中具有凸形。在这样的实施例中，用户能够可视地定位液滴285，并将仪器插入接收腔204和液滴285中。在一些情况下，仪器能够仅从液滴285回收液体，且从而将第二液体274留在接收腔204内。

在其他实施例中，在过滤第二液体274之后，但在移除剩余液体286之前，第二液体混合物(未示出)可以被添加到接收腔204。类似于液体混合物270，第二液体混合物可以包含第一液体(例如，极性液体)和第二液体(例如，非极性液体)。第一液体可以或可以不具有与第一液体272不同的组分(例如，不同的生物样品)。再次，相分离装置200可以允许第二液体流入多孔膜228，并阻止第一液体流入多孔膜228。在这样的实施例中，两种不同的第一液体(例如，两种不同的生物样品)可以在接收腔204内组合。

在替代实施例中，过滤表面230不具有弯曲的轮廓。例如，过滤表面230可以是平坦的或平面的，使得接收腔是圆盘状、立方体、等等。可选地，相分离装置200可以包含壁(未示出)，其联接到限定接收腔204的外部边界过滤表面230。无论如何，在这样的实施例中，过滤表面230可以允许第二液体274流入多孔膜228，并阻止第一液体272流入多孔膜228。在一些实施例中，第一液体272的液滴285可以沿着过滤表面230成珠。

图10是过滤体300的透视图，过滤体300可以单独地构成相分离装置或者成为相分离装置的一部分，例如相分离装置350(图13)。图11是沿着图10中的线11-11截取的过滤体300的截面图。过滤体300可以类似于过滤体226(图6)。例如，可以包含具有过滤表面304的过滤体300，过滤表面304限定过滤体300的相对应的接收腔306。类似于接收腔204(图6)，接收腔306可以是倒置直角圆锥体。然而，在其他实施例中，接收腔306可以具有其他形状。在示范性实施例中，过滤体300仅由多孔膜302形成。然而，在其他实施例中，过滤体300可以包含组装在一起的单独的部件。例如，过滤体300可以包含安装在多孔膜302上的帽或外缘。

过滤体300具有限定过滤体300的形状的外部表面308。外部表面308可以成形为使得过滤体300可以例如配合在板或管(未示出)的腔内。过滤体300具有外径326。如图11所示，过滤体300包含顶部本体部分322和底部本体部分324。在图示的实施例中，外径326是沿着顶部本体部分322均匀的或恒定的。然而，随着底部本体部分324延伸远离顶部本体部分322，外径326减小或渐缩。

过滤体300包含接入开口310。在图示的实施例中，接入开口310具有圆形轮廓。然而，在其他实施例中，接入开口310可以具有不同的轮廓。例如，接入开口310可以是多边形、半圆形、等等。如图11所示，接入开口310具有最大直径312，且接收腔306具有深度314。在图示的实施例中，接收腔306成形为使得最大深度314大于最大直径312。例如，最大深度314与最大直径312的横纵比可以为至少1.5：1。在某些实施例中，最大深度314与最大直径312的横纵比可以为至少2：1。在特定的实施例中，最大深度314与最大直径312的横纵比可以为至少2.5：1。在特定的实施例中，最大深度314与最大直径312的横纵比可以为至少3：1或至少5：1。相应地，与过滤表面230(图6)相比，过滤表面304具有更陡的斜率。在一些实施例中，过滤表面304可以提供液体混合物和过滤表面304之间的更大的接触面积。

如上文关于相分离装置200(图5)所述，过滤体300配置为接收接收腔306内的液体混合物(未示出)。多孔膜302可以吸收液体混合物内的一种液体，并阻止另一种液体的流动，使得在接收腔306内外形成另一种液体的液滴。多孔膜302和过滤表面304的特性和性质可以分别与多孔膜228和过滤表面230相似或相同。过滤体300可以具有与多孔膜228类似的吸收率。在一些实施例中，吸收率可以大于多孔膜228的吸收率。

图12是根据实施例的相分离装置350的图示，其包含多个过滤体352。过滤体352可以与过滤体300(图10)类似或相同。如图所示，相分离装置350还包含离散的支承框架354。支承框架354包含多个管或小瓶356，以及将管356彼此接合的多个连接体358。连接体358可以具有一些柔性，使得管356可以相对于彼此可移动。每个管356的内表面的尺寸和形状设定为接收一个过滤体352。如图所示，储液器360形成在过滤体352的底部362与管356的内表面之间。在一些实施例中，储液器360可以配置为接收流过过滤体352的液体。

在其他实施例中，相分离装置350可以包含单个过滤体352和单个管356。在这样的实施例中，相分离装置350可以被装载到离心机中，以促进液体混合物的分离或过滤。然而，离心机不一定限于仅包含单个过滤体的实施例。可以设想，离心机可以与其他实施例一起使用，例如相分离装置200(图5)。在其他实施例中，可以提供真空源(未示出)以引起液体流入多孔膜。真空源可以提供空气以推动液体通过其中，或者替代地，可以通过多孔膜抽取液体。

图13是图示了根据实施例的方法400的流程图。尽管图13提供了可以根据一个或多个实施例来执行的方法的一个示例，但应当理解，实施例不限于图13所示的步骤。可以省略步骤、可以修改步骤、和/或可以添加其他步骤。此外，本文所示的步骤可以组合，步骤可以同时地执行，步骤可以同步地执行，步骤可以划分为多个子步骤，步骤可以以不同的顺序执行，或者步骤(一系列步骤)可以以迭代的方式重复执行。一个或多个步骤可以手动地执行。一个或多个步骤可以使用自动系统自动地执行。

方法400包含，在402使用多个不混溶的液体制备感兴趣的样品。例如，感兴趣的样品可以是悬浮在第一液体内的生物样品(例如，核酸)。如上文所述，第一液体可以是极性液体(例如，水溶液)。对于一些方案，第一液体可以被第二液体(例如，非极性液体)围绕的液滴的形式限制在DF装置内。第一液体的液滴可以由电润湿介导的操作通过第二液体进行输送，以便制备或修饰生物样品。在特定的实施例中，生物样品包含核酸的片段，其配置为在SBS方案期间使用。

方法400还包含，在404获得包含第一液体和第二液体的液体混合物。获得操作404可以包含从例如DF装置移除指定体积的第一液体和第二液体。举例来说，获得操作404可以包含将移液器的喷嘴插入DF装置的腔中，并回收指定体积的液体混合物。在一些实施例中，指定体积的大部分包含第二液体，且指定体积的小部分包含第一液体。在特定的实施例中，第一液体可以仅表示总体积的一部分，例如小于总体积的25％。

可选地，在404，获得可以包含将第三液体抽取到液体混合物中。例如，在第一液体和第二液体被抽取到移液器中之后，移液器可以被输送到包含第三液体的液体源。第三液体可以包含相对于第一液体可混溶的极性液体。更具体地，第三液体可以是能够与第一液体均质地混合的水溶液(例如缓冲溶液)。在一些实施例中，第三液体可以配置为与第一液体内的样品反应和/或修饰第一液体内的样品。在特定的实施例中，第三液体可以配置为稀释或稳定来自第一液体的一种或多种内容物。因此，第三液体不需要与第一液体的内容物反应或化学修饰第一液体的内容物。共同地，第一液体、第二液体和第三液体可以形成乳液。为了简单起见，第一液体和第三液体可以被称为第一液体或组合液体。

在406，可以提供相分离装置。相分离装置可以与本文所述的相分离装置类似或相同。例如，相分离装置可以包含具有过滤表面的多孔膜。过滤表面可以具有形成的接收腔的非平面轮廓。方法400还可以包含，在408将液体混合物沉积到多孔膜的接收腔中。在408的沉积可以包含沉积测量的体积的液体混合物。测量的体积可以是近似值，其例如由用于将液体混合物转移到相分离装置的仪器来确定。例如，移液器可以配置为从DF装置抽取近似或测量的体积(例如，大约10μl)。可选地，移液器可以配置为抽取额外体积(例如，另外10μl)的第三液体。仪器内的测量的体积可以等于或小于接收腔的体积。

沿着接收腔的过滤表面可以配置为阻止第一液体(或组合液体)流过过滤表面。例如，如果第一液体是极性液体，则过滤表面和/或多孔膜可以具有阻止极性液体流入多孔膜的疏水性质。然而，过滤表面可以允许第二液体流入多孔膜。相应地，方法400可以包含，在410允许第二液体流入多孔膜。液体混合物的剩余物可以在接收腔内形成液滴。

在一些实施例中，在410允许第二液体流入多孔膜无需移动相分离装置来执行。例如，相分离装置可以放置在表面上，或者多阱板或管内。第二液体可以流入多孔膜，而无需移动或搅动相分离装置，或无需产生向心力。换言之，在第二液体流入多孔膜时，相分离装置可以是静止的。

然而，在其他实施例中，在410允许第二液体流入多孔膜可以包含促进或促使第二液体的流动。例如，相分离装置可以定位在离心机内。离心机可以产生向心力，其导致液体混合物压靠过滤表面。向心力可以促使第二液体进入多孔膜。替代地，相分离装置可以联接到移动相分离装置的搅动子系统。例如，搅动子系统可以摇晃或振动相分离装置，以摇晃或振动接收腔内的液体混合物。在一些情况下，摇晃/振动可以促进分离液体混合物。

方法400可以包含，在412从接收腔移除液滴。例如，仪器的喷嘴可以手动地或自动地插入接收腔中，并且流体联接到液滴。液滴可以被抽吸到仪器中。仪器可以由用户或机器臂携带到指定的位置。仪器(例如移液器)可以随后将液滴沉积到利用液滴的另一系统中。例如，仪器可能在SBS系统内沉积液滴。替代实施例可以不使用单独的仪器。例如，在其他实施例中，管的一端可能在接收腔内具有固定位置。在液体混合物已经被沉积到接收腔中，且经过指定的时间段之后，可能引起液滴流过管(例如，使用真空源)。液滴可能被引导到测定系统内的指定位置。在414，可以在指定的测定方案(例如SBS)期间使用液滴。

图14是根据实施例的相分离装置500的透视图，且图15是沿着线15-15截取的相分离装置500的截面视图。相分离装置500可以类似于相分离装置125(图1)或相分离装置200(图5)。对于图14，相分离装置500包含支承框架502和连接到支承框架502的多个接收腔504。每个接收腔504的尺寸和形状设定为接收指定量的液体混合物。支承框架502在接收腔504之间延伸并接合接收腔504。支承框架502可以将接收腔504相对于彼此保持在固定的位置。

接收腔504可以定位为指定的或预定的阵列506。如图所示，阵列506是二维阵列，但在其他实施例中，阵列506可以是一维的。类似于相分离装置200(图5)，阵列506中的接收腔504的数量和位置可以基于利用相分离装置500的指定的方案。

相分离装置500包含操作或活动侧508，其配置为面向相分离装置500的用户或者可由用户接近。接收腔504具有限定接收腔504的接入开口510的相应的腔边缘509。接收腔504敞开至操作侧508。在图示的实施例中，支承框架502是基本上二维的结构。例如，支承框架502可以是面板形或板形的。操作侧508具有基本上平面的侧表面524，除了限定腔边缘509的装置壁或突起511以外。在其他实施例中，侧表面524可以不是平面的。例如，支承框架502可以包含多个桥或连接体，其在接收腔504之间延伸并接合接收腔504。相分离装置500可以包含限定相分离装置500的轮廓的本体边缘531-534。如图所示，轮廓是基本上矩形的。

实施例可以具有一个或多个取向特征。如本文所使用的，“取向特征”包含视觉上可识别的特征，其可以用于确定相分离装置的取向。在特定的实施例中，取向特征是结构特征。例如，相分离装置500包含键特征505，其向用户可视地指示相分离装置500的取向。替代地，相分离装置500可以定位在座置空间或保持器内。在这样的实施例中，键特征505可以确保相分离装置500在座置空间内具有适当的取向。在一些实施例中，相分离装置500还可以包含数字标识符507。类似于键特征505，数字标识符507可以向用户可视地指示相分离装置500的取向。在图示的实施例中，数字标识符507A识别第一接收腔504，且数字标识符507B识别最后一个(或第16个)接收腔504。

图15是沿着14中的线15-15截取的相分离装置500的截面图。在一些实施例中，操作侧508或侧表面524可以与参考平面546重合。在图示的实施例中，限定腔边缘509的装置壁511以及相对应的接入开口510可以在参考平面546之上突出标高或高度550。

在示范性实施例中，当相分离装置500可操作地定位为接收接收腔504内的液体混合物时，重力轴线548可以垂直于参考平面546延伸。然而，应当理解，相分离装置500不需要具有相对于重力的特定取向，且在其他实施例中可以具有其他取向。例如，当在一些实施例中过滤液体时，相分离装置500可以相对于图15所示的参考平面546倾斜(例如，30°、45°、等等)。可以设想，在有效的封闭系统中，相分离装置500可以更大范围地旋转(例如，90°、180°、等等)。

类似于相分离装置200(图5)，相分离装置500还可以包含过滤体526。每个过滤体526可以包含具有过滤表面530的多孔膜528，滤表面530限定相对应的接收腔504。多孔膜528可以与多孔膜228类似或相同，且可以具有如上文所述的类似或相同的膜特性(例如，孔隙尺寸、孔隙率、等等)。过滤体526可以相对于彼此具有固定的位置。在示范性实施例中，相分离装置500包含多孔膜528的一体本体。多孔膜528的一体本体可以成形为形成相分离装置500的每个过滤体526以及支承框架502。然而，在其他实施例中，相分离装置500可以包含组装在一起的单独的部件。例如，支承框架可以包含连接体(例如，塑料或金属)，其在包括多孔膜528的单独的过滤体526之间延伸，并接合过滤体526。

相分离装置500包含大致与操作侧508相对的安装侧536。过滤体526沿着安装侧536定位。每个过滤体526具有外表面538。过滤体526可以形成相对应的吸收区域540，吸收区域540大致上限定在相应的过滤体526的外表面538和过滤表面530之间。吸收区域540位于接收腔504附近，且可以表示多孔膜528的吸收来自接收腔504的液体的空间。吸收区域540可以大致上位于相对应的接收腔504或接入开口510的下方。相应的过滤体526(或吸收区域540)的厚度限定在外表面538和过滤表面530之间。在图示的实施例中，厚度是均匀的。在一些实施例中，吸收区域540的厚度和/或体积大于接收腔504的体积。然而，在其他实施例中，吸收区域540的厚度和/或体积小于或等于接收腔504的体积。

在某些实施例中，过滤体526具有指定的形状且相对于彼此定位，以允许过滤体526插入多阱板(未示出)的相对应的阱中。在这样的实施例中，多阱板可以支撑相分离装置500，并将相分离装置500保持在基本上固定的位置。如下文所述，多阱板的阱(未示出)还可以提供空间，用于接收完全流经过滤体526的任何液体。

图16-19图示了根据一个实施例的相分离装置601。图20-22图示了根据一个实施例的相分离装置602，图23-26图示了根据一个实施例的相分离装置603。相分离装置601-603可以具有如上文所述的其他实施例的相似的特性和特征。例如，相分离装置601-603中的每一个可以包括PTFE(例如，PTFE 10532)。在特定的实施例中，相分离装置601-603可以具有PTFE的一体本体，使得整个相分离装置601-603(除了可选择的浸渍的液体和/或外部涂层或涂饰)可以包括PTFE。如图所示，图17、19、22、25和26表示相对应的装置的不同尺寸。除非另有规定，尺寸以毫米计量。这些尺寸和公差(以及关于其他实施例描述的尺寸和公差)可以根据美国机械工程师学会(ASME)Y14.5M-1994来解释。尺寸可以是涂饰工艺之前或之后的。

图27是根据实施例的相分离装置700的透视图。相分离装置500可以类似于相分离装置125(图1)、相分离装置200(图5)或相分离装置500(图14)。关于图27，相分离装置700包含支承框架702以及联接到支承框架702的接收腔704。每个接收腔704的尺寸和形状设定为接收指定量的液体混合物。支承框架702在接收腔704之间延伸并接合接收腔704。支承框架702可以将接收腔704相对于彼此保持在固定的位置。

接收腔704可以定位为指定的或预定的阵列706。阵列506可以是一维的、二维的或三维的阵列。类似于相分离装置200、500，阵列706中的接收腔704的数量和位置可以基于利用相分离装置700的指定的方案。相分离装置700包含操作或活动侧708，其配置为面向相分离装置700的用户，或可由用户接近。接收腔704具有限定接收腔704的接入开口710的相应的腔边缘709。接收腔704敞开至操作侧708。在图示的实施例中，支承框架702是基本上二维的结构。例如，支承框架702可以是平板形的或板形的。在其他实施例中，支承框架702可以是三维的结构。例如，支承框架702可以是阶梯形的，且接收腔704的一个或多个组可以具有不同的高度。

操作侧708具有侧表面724，其基本上是平面的，除了接收腔704以外。在其他实施例中，侧表面724可以不是平面的。例如，支承框架702可以包含多个桥或连接体，其在接收腔704之间延伸并接合接收腔704。相分离装置700具有本体边缘731-734，其限定相分离装置700的轮廓。如图所示，轮廓基本上是矩形的，但在其他实施例中，轮廓可以具有其他形状。

图28是沿着图27中的线28-28截取的相分离装置700的界面图。在一些实施例中，操作侧708或侧表面724可以与参考平面746重合。类似于相分离装置200、500，相分离装置700可以包含过滤体726。每个过滤体726可以包含具有过滤表面730的多孔膜728，过滤表面730限定相对应的接收腔704。多孔膜728可以与多孔膜228或528类似或相同，且可以具有上文所述的类似的或相同的膜特性(例如，孔隙尺寸、孔隙率、等等)。过滤体726可以具有相对于彼此固定的位置。在示范性实施例中，相分离装置700包含多孔膜728的一体本体。多孔膜728的一体本体可以成形为形成相分离装置700的每个过滤体726和支承框架702。然而，在其他实施例中，相分离装置700可以具有组装在一起的单独的部件。例如，支承框架可以包含连接体(例如，塑料或金属)，其在每个包括多孔膜728的单独的过滤体726之间延伸并接合过滤体726。

相分离装置700包含大致上与操作侧708相对的安装侧736。过滤体726沿着安装侧736定位。每个过滤体726具有外表面738。过滤体726可以形成相对应的吸收区域740，其基本上限定在相应的过滤体726的外表面738和过滤表面730之间。吸收区域740位于接收腔704附近，且可以表示多孔膜728的吸收来自接收腔704的液体的空间。吸收区域740可以大致上位于相对应的接收腔704或接入开口710的下方。相应的过滤体726(或吸收区域740)的厚度限定在外表面738和过滤表面730之间，且可以配置为具有用于吸收区域740的指定体积。在一些实施例中，吸收区域740的体积小于接收腔704的体积。然而，在其他实施例中，吸收区域740的体积大于或等于接收腔704的体积。

在某些实施例中，过滤体726具有指定的形状，且相对于彼此定位，以允许过滤体726插入多阱板(未示出)的相对应的阱中。在这样的实施例中，多阱板可以支撑相分离装置700，并将相分离装置700保持在基本上固定的位置。如下文所述，多阱板的阱(未示出)还可以提供空间，用于接收完全流经过滤体726的任何液体。

图29是相分离装置700的平面图。图30是包含相分离装置700的组件750的侧视图。组件750也可以被称为相分离组件。组件750还包含离散的支承结构752，其配置为保持相分离装置700。在图示的实施例中，支承结构752包含可旋转地彼此联接的盖754和基部756。盖754配置为沿着操作侧708延伸，且基部756配置为沿着安装侧736或安装侧736的至少一部分延伸。支承结构752可以配置为增加相分离装置700的结构一体性(例如，强度)，使得相分离装置700在转移(例如，运输)、储存和/或使用期间不易断裂。在图示的实施例中，盖754和基部756沿着铰链757可旋转地联接。当支承结构752处于关闭位置时(如图30所示)，盖754和基部756可以形成过盈配合(例如，卡扣配合)，使得盖754和基部756不易不经意地分离。

在一些实施例中，支承结构752配置为在转移或运输期间保持相分离装置750，但是允许相分离装置750在使用前被移除。例如，盖754和/或基部756可以是可分离的。然而，在其他实施例中，支承结构752还可以在相分离装置750的使用期间使用。例如，盖754可以包含可选的通道或开口756(由虚线表示)，其定位为与接收腔704对准。可选地，基部756可以包含开口758，其允许过滤体726延伸穿过。在这样的实施例中，过滤体726可以定位在多阱板的阱内，其中基部756将定位在多阱板和相分离装置700之间。在其他实施例中，基部756可以接收过滤体726，并将过滤体726封闭在由基部756限定的公共腔内。在这样的实施例中，可能需要在使用相分离装置700之前移除基部756。替代地，相分离装置700可以在过滤体726设置在公共腔内时使用。如果第二液体离开过滤体726的外表面，则腔可以接收第二液体。

图31是系统800的示意图。系统800配置为在不混溶的液体中制备感兴趣的生物(或化学)物质，并分离不混溶的液体，使得感兴趣的物质可以用于指定的测定或其他过程。在特定的实施例中，系统800配置为自动地制备用于SBS测序的库。然而，在其他实施例中，系统800可以用于产生用于其他应用的生物或化学物质。

系统800包含第一装置802、流体系统804和第二装置806。流体系统804流体连接第一装置802和第二装置806。在图示的实施例中，第一装置802和第二装置806分别是DF装置802和相分离装置806。DF装置802配置为制备感兴趣的物质。例如，一种或多种液体的液滴可以例如通过由DF装置802进行的电润湿操作来控制。DF装置802包含开口808，从开口808可以移除液体混合物810。液体混合物810包含第一液体812和第二液体814。第一液体812和第二液体814是上文所述的不混溶的液体。在图示的实施例中，第一液体812是水溶液(例如，极性液体)，且第二液体814是填充液体(例如，非极性液体)。可选地，液体混合物810可以包含附加的液体，其可以或可以相对于第一液体812和/或第二液体814不混溶。

流体系统804配置为从开口808自动移除液体混合物810，并将液体混合物810沉积到相分离装置806的接收腔816中。液体混合物810的移除或沉积可以根据预定的计划或者操作顺序来进行。例如，液体混合物810可以不被移除，直到指定量的第一液体812已经由DF装置802制备。相分离装置806可以与本文所述的相分离装置类似或相同。

流体系统804包含一个或多个阀以及一个或多个泵。对(多个)阀和(多个)泵的控制可以是自动化的，使得流体系统804将液体混合物810输送到接收腔816，而无需用户的移液，并且根据预定的计划。尽管未示出，系统800可以包含系统控制器(例如，处理器或多个处理器)，其控制DF装置802、(多个)阀和(多个)泵的操作。系统控制器还可以控制分析系统的操作。

在图示的实施例中，流体系统804包含流体线820、控制阀822和泵824。如图所示，流体线820是流体连接开口806和控制阀822的单个导管。然而，应当理解，流体线820可以包含多个互连的导管(例如，MEMS装置、其他阀的管、流动通道、等等)。控制阀822可以配置为在不同的状态或位置之间移动。控制阀822可以一个或全部不同的状态下与泵824流体连通。例如，在第一状态，控制阀822流体连接泵824和流体线820，使得泵824能够从DF装置802抽取液体混合物810并进入流体系统804的储存线826。储存线826在控制阀822和泵824之间延伸，并流体连接泵824和控制阀822。泵824配置为产生负压，以将指定的体积抽取(或拉)到储存线826中。

储存线826配置为在其中具有指定体积的液体混合物810。在将指定体积的液体混合物810抽取到储存线826中之后，可以控制控制阀822以从第一状态改变为第二状态。例如，控制阀822可以旋转，使得阀端口838从与流体线820流体连通移动到与流体系统804的沉积线830流体连通。沉积线830包含喷嘴844，其设置在接收腔816内或其附近。在第二状态，控制阀822流体连接储存线826和沉积线830。喷嘴844具有出口832，其定位为将液体混合物810沉积到接收腔816中。更具体地，当控制阀822处于第二状态，泵824可以产生正压，其驱动液体混合物810通过出口832并进入接收腔816。当液体混合物810沉积到接收腔816中时，相分离装置802可以分离第一液体812和第二液体814。例如，如上文所述，第二液体814可以被吸收到相分离装置802的多孔膜中，使得第一液体812保留在接收腔816内。

可选地，系统800可以包含下游线840，其配置为在指定的时间段后，或当满足指定的状态(例如，已经实现第一液体812的指定体积)时，从接收腔814抽取第一液体812。例如，下游线840的喷嘴842可以与泵(未示出)流体连通，所述泵产生负压，以将第一液体812抽取到下游线840中。第一液体812可以被引导通过流体网，以将第一液体812输送到指定的空间，例如分析系统内。在示范性实施例中，分析系统是SBS系统。

在一些实施例中，系统800配置为在从接收腔804回收第一液体812之前，重复地将液体混合物810的体积沉积到接收腔804中。在这样的实施例中，多种液体可以聚集在接收腔804内。这些液体可以例如抵抗流入多孔膜。不流入多孔膜的液体可以相对于彼此可混溶或不混溶。接收腔804中的液体可以随后通过流体线840被移除。

图32是根据实施例的包含相分离装置700的盒组件900的分解图。图33是当完全构成时的盒组件900的透视图。盒组件900可以被称为相分离组件。盒组件900包含离散的支承结构或子组件902，其配置为保持相分离装置700。支承结构902可以增加相分离装置700的结构完整性(例如，强度)，使得相分离装置700在转移(例如，运输)、储存和/或使用期间不易断裂。在图示的实施例中，支承结构902包含盖904和基部906。当完全组装时，盖904沿着操作侧708定位，且基部906沿着安装侧736定位(图32)。盖904和/或基部906可以包括刚性材料，例如塑料和/或金属。

在图示的实施例中，盖904和基部906配置为彼此联接，相分离装置700在其之间。盖904、相分离装置700和基部906可以具有三明治状配置。基部906包含基部壁910，其限制基部906的保持腔912，保持腔912配置为接收相分离装置700和盖904。基部906还可以包含基部壁架911(图32)，其定位在保持腔912内。相分离装置700可以配置为搁置在基部壁架911上，使得过滤体726(图32)在操作期间悬浮在保持腔912内。替代地，过滤体726可以接合基部906的限定保持腔912的内部底表面。

基部壁910可以围绕相分离装置700和盖904的相对应的周界。基部906和盖904配置为形成摩擦接合(例如，过盈配合或卡扣配合)，且可以包含用于彼此联接的互补特征。在图32所示的实施例中，盖904包含凸部或腿部914，且基部906包含槽916，槽916的尺寸和形状设定为接收凸部914。在相分离装置700定位在保持腔912内之后，盖904可以安装在基部906上，相分离装置700在其之间。当盖904被安装时，凸部914可以接合基部壁910，且向内偏转。在凸部914插入槽916之后，凸部914可以向外弯曲。如图所示，凸部914可以包含接合基部904的夹紧特征918。夹紧特征918可以防止盖904在操作或运输期间从相分离装置700无意地移除。

如图32所示，盖904包含通道或开口930，其定位为与接收腔704对准。保持腔912可以包含腔通道922、924，腔通道922、924由分隔壁923分隔开，并形成保持腔912的部分。腔通道922、924中的每一个的尺寸和形状可以设定为接收过滤体726的相对应的行或列。在一些实施例中，流入相分离装置700的多孔膜的液体可以被允许离开过滤体726，并汇聚在保持腔912内。

在一些实施例中，盒组件900是一次使用后弃置的单次使用物品。在其他实施例中，离散的支承结构902的基部906和盖904可以是可分离的，使得支承结构902可以与其他相分离装置700重新使用。

图34和图35图示了相应的系统的示意图，其中乳液液滴汇聚在相分离装置的公共接收腔内。图34图示了系统950，其包含第一流体系统952和第二流体系统954，以及定位为分别从流体系统952、954接收第一液体混合物和第二液体混合物的相分离装置956。流体系统952、954可以与流体系统804(图31)相似或相同。

流体系统952、954的每一个包含相对应的出口958。相分离装置956定位为使得相分离装置956的接收腔960在其中接收相对应的液体混合物。液体混合物可以包含水滴或乳液液滴。液体混合物可以分离，使得第一液体(例如，液态液体)在接收腔960内汇聚在一起，以形成液体池962。液体混合物的第二液体可以是相同或不同的液体，且可以流入相分离装置956。尽管没有示出，系统950可以可选地包含下游线，其配置为自动地移除液体池962。在一些实施例中，相分离装置956可以联接到搅动装置(例如，摇晃器、振动器、等等)，其可以搅动相分离装置956，以促进打破水滴和/或允许水滴彼此结合。在一些实施例中，液体池962可以经受某些条件(例如，热能或其他反应物)，以允许在接收腔958内发生指定的反应。尽管在图34中仅示出了单个接收腔960，但应当理解，流体系统952、954可以将液体混合物的液滴沉积到多个接收腔中。

图35是根据实施例形成的系统970的示意图。系统970可以类似于进行数字PCR的系统，或使用微流体装置产生乳液液滴的其他系统，且可选地，结合乳液液滴以进行指定的反应。这样的实施例可以包含流动通道的网络，其中非极性液体流经一个或多个通道，且水溶液(或溶液)流经一个或多个其他通道。通道彼此交叉以形成乳液液滴。这样的技术和相关的系统更详细地描述于以下文献：US 2009/0239308 A1；US 2009/0131543 A1；US 2010/0173394 A1；US 2010/0137163 A1；US 2013/0099018 A1；US 2013/0323732 A1；US 2014/0272996 A1；US 2014/0216579 A1；和US 2014/0256595 A1，其各自的全部内容通过引用并入本文。

例如，系统970包含具有多个流体通道的流体网络980，流体通道包含第一通道组972和第二通道组974。第一通道组972包含配置为形成乳液液滴973的多个交叉通道。乳液液滴973可以包含例如用于进行PCR的反应物的混合物。第二通道组974包含配置为形成乳液液滴975的多个交叉通道。乳液液滴975可以包含例如基因组DNA。DNA可以分散在水溶液978内，使得乳液液滴975平均包含单个核酸片段。然而，应当理解，乳液液滴973、975可以包含其他类型的反应物(例如，试剂、酶)和/或样品。

如图所示，通过流体网络980的液体的流动配置为使得乳液液滴973通常仅结合一种乳液液滴975以形成组合液滴982。随着组合液滴982流过系统970，组合液滴可以经受指定的条件和/或与含有其他反应物的液滴组合。在流体网络980的端部，下游通道984可以引导组合液滴982进入相分离装置988的接收腔986。在一些实施例中，单个组合液滴982可以被引导进入接收腔986。在其他实施例中，多个组合液滴982可以汇聚在接收腔986内。可选地，来自另一流体网络的第二下游线(未示出)可以以上述关于图34所述的相似的方式将组合液滴引导到接收腔984中。可选地，下游线(未示出)可以设置在接收腔986内，且配置为将汇聚的液体的流动引导到测定方案的另一阶段。

应当理解，包含图16-26所示的实施例的本文所述的特定实施例旨在是说明性的而不是限制性的。例如，图16-26中所示的一个或多个尺寸可以增加或减小，而一个或多个尺寸保持相同。作为另一示例，尺寸可以相对于彼此成比例地增加或减小，使得维持尺寸比率。角度可以增加或减小。相应地，可以进行修改以使实施例适应于特定应用。

在一个实施例中，提供一种方法。所述方法包含提供相分离装置，所述相分离装置包含具有过滤表面的多孔膜。所述过滤表面具有形成接收腔的非平面轮廓。所述方法还包含将液体混合物沉积到所述多孔膜的接收腔中。所述液体混合物包含相对于彼此不混溶的的极性液体和非极性液体。沿着所述接收腔的所述过滤表面配置为阻止所述极性液体流过所述过滤表面，且允许所述非极性液体流入所述多孔膜。所述方法还包含允许所述非极性液体流入所述多孔膜。当所述非极性液体流入所述多孔膜时，所述极性液体在所述接收腔内形成液滴。

在一个方面，所述极性液体可以比所述非极性液体稠密。

在另一方面，所述过滤表面可以是疏水的。

在另一方面，所述多孔膜可以是疏水的。

在另一方面，所述过滤表面可以接触位于所述接收腔的不同深度的所述液体混合物。

在另一方面，所述接收腔可以具有凹形。

在另一方面，所述接收腔可以是圆锥体的。

在另一方面，所述过滤表面的至少一部分可以具有曲率半径。

在另一方面，所述过滤表面的大部分可以具有以线性速率改变所述接收腔的深度的斜率。

在另一方面，所述接收腔可以具有表示所述接收腔的最大深度的底部。所述底部可以位于所述接收腔的中心。

在另一方面，所述接收腔可以具有表示所述接收腔的最大深度的底部。所述过滤表面可以具有从所述接收腔的底部到接入开口增加的斜率。

在另一方面，所述接收腔可以具有代表所述接收腔的最大深度的底部。所述过滤表面可以围绕延伸穿过所述底部的腔轴线旋转对称。

在另一方面，所述接收腔可以具有由腔边缘限定的接入开口。所述接收腔的最大深度可以小于所述接入开口的最大直径。可选地，所述最大直径与所述最大深度的横纵比可以为1.5：1以上。可选地，所述最大直径与所述最大深度的横纵比可以为2：1以上。

在另一方面，所述接收腔可以具有由腔边缘限定的接入开口。所述接收腔的最大深度可以大于所述接入开口的最大直径。可选地，所述最大直径与所述最大深度的横纵比可以为1：2以下。可选地，所述最大直径与所述最大深度的横纵比可以为1：3以下。

在另一方面，所述液滴可以相对于所述过滤表面形成接触角。所述接触角可以等于或大于60°。可选地，所述接触角可以等于或大于65°。可选地，所述接触角可以等于或大于70°。可选地，所述接触角可以等于或大于75°。可选地，所述接触角可以等于或大于80°。可选地，所述接触角可以等于或大于85°。

在另一方面，所述液滴可以具有具有凸形轮廓的外部表面。

在另一方面，所述多孔膜可以包含定位在所述接收腔附近的吸收区域。所述吸收区域的体积可以大于所述接收腔的体积。

在另一方面，所述多孔膜可以限定在所述过滤表面和外表面之间。所述外表面可以允许所述非极性液体流出所述多孔膜。

在另一方面，所述多孔膜可以包含聚四氟乙烯(PTFE)。可选地，所述多孔膜可以基本上由聚四氟乙烯(PTFE)组成。可选地，所述多孔膜可以由聚四氟乙烯(PTFE)组成。

在另一方面，所述多孔膜可以具有10μm和50μm之间的孔隙尺寸。

在另一方面，所述多孔膜可以具有20μm和40μm之间的孔隙尺寸。

在另一方面，所述多孔膜可以具有40％和70％之间的孔隙率。

在另一方面，所述多孔膜可以具有50％和65％之间的孔隙率。

在另一方面，至少75％的所述非极性液体可以在30秒内从所述接收腔被移除。

在另一方面，至少85％的所述非极性液体可以在30秒内从所述接收腔被移除。

在另一方面，至少95％的所述非极性液体可以在30秒内从所述接收腔被移除。

在另一方面，至少98％的所述非极性液体可以在30秒内从所述接收腔被移除。

在另一方面，至少85％的所述非极性液体可以在20秒内从所述接收腔被移除。

在另一方面，至少85％的所述非极性液体可以在10秒内从所述接收腔被移除。

在另一方面，至少85％的所述非极性液体可以在5秒内从所述接收腔被移除。

在另一方面，将所述液体混合物沉积到所述接收腔中包含沉积测量的体积。

在另一方面，当将所述液体混合物沉积到所述接收腔中时，所述极性液体和所述非极性液体中的每一个可以具有相对应的体积。所述非极性液体的相对应的体积大于所述极性液体的相对应的体积。

在另一方面，所述非极性液体的相对应的体积与所述极性液体的相对应的体积的比率可以为至少2：1。

在另一方面，所述非极性液体的相对应的体积与所述极性液体的相对应的体积的比率可以为至少5：1。

在另一方面，所述非极性液体的相对应的体积与所述极性液体的相对应的体积的比率可以为至少10：1。

在另一方面，所述液滴可以位于所述接收腔的中心。

在另一方面，所述方法还包括从所述接收腔移除所述液滴。可选地，所述被移除的液滴的至多25％的体积是所述非极性液体。可选地，所述被移除的液滴的至多10％的体积是所述非极性液体。可选地，所述被移除的液滴的至多5％的体积是所述非极性液体。

在另一方面，允许所述非极性液体流入所述多孔膜不包含移动所述相分离装置以促进所述非极性液体流入所述多孔膜。

在另一方面，允许所述非极性液体流入所述多孔膜不包含搅动所述相分离装置或产生向心力以使所述非极性液体流入所述多孔膜。

在另一方面，允许所述非极性液体流入所述多孔膜包含移动所述相分离装置以促进所述非极性液体流入所述多孔膜。

在另一方面，允许所述非极性液体流入所述多孔膜包含搅动所述相分离装置或产生向心力中的至少一个，以使所述非极性液体流入所述多孔膜。

在另一方面，所述相分离装置包含多个所述接收腔，且沉积所述液体混合物的步骤可以包含将所述液体混合物沉积到每个所述接收腔中。

在另一方面，所述接收腔可以包含第一接收腔和第二接收腔。所述第一接收腔中的所述液体混合物的极性液体与所述第二接收腔中的所述液体混合物的极性液体可以不同。替代地，所述极性液体可以具有相同或基本上相同的组分。

在另一方面，所述多孔膜的过滤表面可以形成每个所述接收腔。

在另一方面，所述相分离装置的高度可以大于所述相分离装置的宽度或长度。

在另一方面，所述相分离装置包含管，且所述多孔膜的尺寸和形状设定为插入所述管中。

在另一方面，所述方法还可以包含，在沉积所述液体混合物之前，从数字流体(DF)装置移除所述液体混合物。

在另一方面，所述方法还可以包含利用DF装置产生生物样品。所述生物样品可以在所述液体混合物的极性液体内。可选地，所述生物样品可以包含片段化核酸的库。

在另一方面，所述方法还可以包含从所述接收腔移除所述液滴，并使用所述液滴进行指定的生化反应。

在另一方面，提供所述相分离装置包含定向所述相分离装置，使得重力将所述液体混合物保持在所述接收腔内。

在一个实施例中，提供一种相分离装置，其包含具有过滤表面的多孔膜。所述过滤表面可以具有形成接收腔的非平面轮廓。所述过滤表面配置为允许极性液体流入所述多孔膜，且允许非极性液体流入所述多孔膜。

在一个方面，所述过滤表面可以是疏水的。

在另一方面，所述多孔膜可以是疏水的。

在另一方面，所述过滤表面的形状可以设定为接触位于不同深度的所述液体混合物。

在另一方面，所述接收腔可以具有凹形。

在另一方面，所述接收腔可以是圆锥体。

在另一方面，过滤表面的至少一部分可以具有曲率半径。

在另一方面，过滤表面的大部分可以具有以线性速率改变所述深度的斜率。

在另一方面，所述接收腔可以具有由腔边缘限定的接入开口。所述接收腔的最大深度可以小于所述接入开口的最大直径。

在另一方面，所述最大直径与所述最大深度的横纵比为1.5：1以上。可选地，所述最大直径与所述最大深度的横纵比为2：1以上。

在另一方面，所述接收腔可以具有由腔边缘限定的接入开口。所述接收腔的最大深度可以大于所述接入开口的最大直径。可选地，所述最大直径与所述最大深度的横纵比为1：2以下。可选地，所述最大直径与所述最大深度的横纵比为1：3以下。

在另一方面，所述多孔膜可以限定在所述过滤表面和外表面之间。所述外表面可以配置为允许所述非极性液体流出所述多孔膜。

在另一方面，所述多孔膜可以具有在40％和70％之间的孔隙率。

在另一方面，所述多孔膜可以具有在50％和65％之间的孔隙率。

在另一方面，所述相分离装置包含多个接收腔。

在另一方面，所述相分离装置可以包含管，且所述多孔膜的尺寸和形状可以设定为插入所述孔中。

在一个实施例中，提供一种方法，其包含提供相分离装置，所述相分离装置包含具有过滤表面的多孔膜。所述过滤表面具有形成接收腔的非平面轮廓。所述方法还包含将液体混合物沉积到所述多孔膜的接收腔中。所述液体混合物包含相对于彼此不混溶的的第一液体和第二液体。沿着所述接收腔的所述过滤表面配置为阻止所述第一液体流经所述过滤表面，且允许所述第二液体流入所述多孔膜。所述方法还包含允许所述第二液体流入所述多孔膜。当所述第二液体流入所述多孔膜时，所述第一液体在所述接收腔内形成液滴。

在一个方面，所述第一液体可以是极性液体，且所述第二液体可以是非极性液体。可选地，所述过滤表面和所述多孔膜中的至少一个是疏水的。

在另一方面，所述第一液体可以是非极性液体，且所述第二液体可以是极性液体。可选地，过滤表面和所述多孔膜中的至少一个是亲水的。

在一个实施例中，提供一种测定系统，其包含样品制备系统，所述样品制备系统配置为制备液体混合物，所述液体混合物具有相对于彼此不混溶的极性液体和非极性液体。所述测定系统还可以包含相分离装置，所述相分离装置包含具有过滤表面的多孔膜。所述过滤表面具有形成接收腔的非平面轮廓，所述接收腔配置为接收所述液体混合物。沿着所述接收腔的所述过滤表面配置为阻止所述极性液体流过所述过滤表面，且允许所述非极性液体流入所述多孔膜，使得当所述非极性液体流入所述多孔膜时，所述极性液体在所述接收腔内形成液滴。

在一个方面，所述测定系统包含流动促进装置，其配置为移动所述相分离装置以促进所述非极性液体的流动。

在一个实施例中，提供一种测定系统，其包含相分离装置，所述相分离装置包含具有过滤表面的多孔膜。所述过滤表面具有形成接收腔的非平面轮廓，所述接收腔配置为接收液体混合物。所述液体混合物具有相对于彼此不混溶的的极性液体和非极性液体。沿着所述接收腔的所述过滤表面配置为阻止所述极性液体流过所述过滤表面，且允许所述非极性液体流入所述多孔膜，使得当所述非极性液体流入所述多孔膜时，所述极性液体在所述接收腔内形成液滴。所述测定系统还包含分析系统，其配置为利用所述极性液体的液滴执行一个或多个测定方案。

在一个方面，所述测定系统还包含流动促进装置，其配置为移动所述相分离装置以促进所述非极性液体的流动。

在一个实施例中，提供一种测定系统，其包含样品制备系统，所述样品制备系统配置为制备液体混合物，所述液体混合物具有相对于彼此不混溶的第一液体和第二液体。所述测定系统还包含相分离装置，所述相分离装置包含具有过滤表面的多孔膜。所述过滤表面具有形成接收腔的非平面轮廓，所述接收腔配置为接收所述液体混合物。沿着所述接收腔的所述过滤表面配置为阻止所述第一液体流经所述过滤表面，且允许所述第二液体流入所述多孔膜，使得当所述第二液体流入所述多孔膜时，所述第一液体在所述接收腔内形成液滴。

在一个方面，所述测定系统还包含流动促进装置，其配置为移动所述相分离装置以促进所述第二液体的流动。

在一个实施例中，提供一种测定系统，其包含相分离装置，所述相分离装置包含具有过滤表面的多孔膜。所述过滤表面具有形成接收腔的非平面轮廓，所述接收腔配置为接收液体混合物。所述液体混合物具有相对于彼此不混溶的第一液体和第二液体。沿着所述接收腔的所述过滤表面配置为阻止所述第一液体流过所述过滤表面，且允许所述第二液体流入所述多孔膜，使得当所述第二液体流入所述多孔膜时，所述第一液体在所述接收腔内形成液滴。所述测定系统还包含分析系统，其配置为利用所述第一液体的液滴执行一个或多个测定方案。

在一个方面，所述测定系统包含流动促进装置，其配置为移动所述相分离装置以促进所述第二液体的流动。

如本文所使用的，以单数列举且前面带有词语“一”或“一个”的元件或步骤应当被理解为不排除所述元件或步骤的复数，除非明确地陈述了这种排除。另外，对“一个实施例”的引用不旨在被解释为排除也包括所述特征的附加实施例的存在。此外，除非另有明确地陈述，“包括”或“具有”带有特定属性的元件或多个元件可以包含附加的元件，而无论它们是否具有该属性。

应当理解，上述描述旨在为说明性的而不是限制性的。例如，上述实施例(和/或其方面)可以彼此组合使用。此外，此外，在不脱离其范围的情况下，可以进行许多修改以使特定情况或材料适应各种实施例的教导。本文所述的材料的尺寸、类型、各种部件的取向、以及各种部件的数量和位置旨在限定某些实施例的参数，而非限制性的且仅为示范性实施例。在本领域技术人员阅读上述描后，在权利要求书的精神和范围内的许多其他实施例和修改对于其将是显而易见的。因此，应当参照所附的权利要求以及这些权利要求的等同物的全部范围来确定可专利的范围。

如在说明书中使用的，短语“在示范性实施例”等意味着所述实施例仅是一个示例。该短语并不旨在将本发明的主题限制于该实施例。本发明主题的其他实施例可以不包含所述特征或结构。在所附的权利要求中，术语“包含”和“在其中”用作相应的术语“包括”和“其中”的通俗英文等同物。此外，在以下权利要求中，术语“第一”、“第二”和“第三”等仅用作标签，并不旨在对其对象施加数字要求。另外，以下权利要求的限制并未写成手段加功能(means-plus-function)格式，且不旨在基于35U.S.C.§112(f)来解释，除非且直至这样的权利要求限制明确地使用短语“手段为”，后面是功能的陈述，而没有进一步的结构。

Claims

1.一种分离液体混合物的方法，包括：

提供相分离装置，所述相分离装置包含具有过滤表面的多孔膜，所述过滤表面具有形成接收腔的非平面轮廓；

将所述液体混合物沉积到所述多孔膜的接收腔中，所述液体混合物包含相对于彼此不混溶的极性液体和非极性液体，沿着所述接收腔的所述过滤表面配置为阻止所述极性液体流过所述过滤表面，且允许所述非极性液体流入所述多孔膜；以及

允许所述非极性液体流入所述多孔膜，当所述非极性液体流入所述多孔膜时，所述极性液体在所述接收腔内形成液滴，

其中，所述多孔膜包含定位在所述接收腔附近的吸收区域，所述吸收区域的体积大于所述接收腔的体积。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述极性液体比所述非极性液体更稠密。

3.如权利要求1所述的方法，其中，所述过滤表面是疏水的。

4.如权利要求1所述的方法，其中，所述多孔膜是疏水的。

5.如权利要求1所述的方法，其中，所述过滤表面接触位于所述接收腔的不同深度的所述液体混合物。

6.如权利要求1所述的方法，其中，所述接收腔具有凹形。

7.如权利要求1所述的方法，其中，所述接收腔是圆锥体。

8.如权利要求1所述的方法，其中，所述过滤表面的至少一部分具有曲率半径。

9.如权利要求1所述的方法，其中，所述过滤表面的大部分具有以线性速率改变所述接收腔的深度的斜率。

10.如权利要求1-9中任一项所述的方法，其中，所述接收腔具有表示所述接收腔的最大深度的底部，所述底部位于所述接收腔的中心。

11.如权利要求1-9中任一项所述的方法，其中，所述接收腔具有表示所述接收腔的最大深度的底部，所述过滤表面具有从所述接收腔的底部到接入开口增加的斜率。

12.如权利要求1-9中任一项所述的方法，其中，所述接收腔具有代表所述接收腔的最大深度的底部，所述过滤表面围绕延伸穿过所述底部的腔轴线旋转对称。

13.如权利要求1-9中任一项所述的方法，其中，所述接收腔具有由腔边缘限定的接入开口，所述接收腔的最大深度小于所述接入开口的最大直径。

14.如权利要求13所述的方法，其中，所述最大直径与所述最大深度的横纵比为1.5：1以上。

15.如权利要求13所述的方法，其中，所述最大直径与最大深度的横纵比为2：1以上。

16.如权利要求1-9中任一项所述的方法，其中，所述接收腔具有由腔边缘限定的接入开口，所述接收腔的最大深度大于所述接入开口的最大直径。

17.如权利要求16所述的方法，其中，所述最大直径与所述最大深度的横纵比为1：2以下。

18.如权利要求16所述的方法，其中，所述最大直径与所述最大深度的横纵比为1：3以下。

19.如权利要求1-9中任一项所述的方法，其中，所述液滴相对于所述过滤表面形成接触角，所述接触角等于或大于60°。

20.如权利要求1-9中任一项所述的方法，其中，所述液滴具有具有凸形轮廓的外部表面。

21.如权利要求1-9中任一项所述的方法，其中，所述多孔膜限定在所述过滤表面和外表面之间，所述外表面允许所述非极性液体流出所述多孔膜。

22.如权利要求1-9中任一项所述的方法，其中，所述多孔膜包括聚四氟乙烯。

23.如权利要求1-9中任一项所述的方法，其中，所述多孔膜具有10μm和50μm之间的孔隙尺寸。

24.如权利要求1-9中任一项所述的方法，其中，所述多孔膜具有20μm和40μm之间的孔隙尺寸。

25.如权利要求1-9中任一项所述的方法，其中，所述多孔膜具有40％和70％之间的孔隙率。

26.如权利要求1-9中任一项所述的方法，其中，所述多孔膜具有50％和65％之间的孔隙率。

27.如权利要求1-9中任一项所述的方法，其中，至少75％的所述非极性液体在30秒内从所述接收腔被移除。

28.如权利要求1-9中任一项所述的方法，其中，至少85％的所述非极性液体在30秒内从所述接收腔被移除。

29.如权利要求1-9中任一项所述的方法，其中，至少95％的所述非极性液体在30秒内从所述接收腔被移除。

30.如权利要求1-9中任一项所述的方法，其中，至少98％的所述非极性液体在30秒内从所述接收腔被移除。

31.如权利要求1-9中任一项所述的方法，其中，至少85％的所述非极性液体在20秒内从所述接收腔被移除。

32.如权利要求1-9中任一项所述的方法，其中，至少85％的所述非极性液体在10秒内从所述接收腔被移除。

33.如权利要求1-9中任一项所述的方法，其中，至少85％的所述非极性液体在5秒内从所述接收腔被移除。

34.如权利要求1-9中任一项所述的方法，其中，将所述液体混合物沉积到所述接收腔中包含沉积测量的体积。

35.如权利要求1-9中任一项所述的方法，其中，当将所述液体混合物沉积到所述接收腔中时，所述极性液体和所述非极性液体中的每一个具有相对应的体积，所述非极性液体的相对应的体积大于所述极性液体的相对应的体积。

36.如权利要求1-9中任一项所述的方法，其中，所述非极性液体的相对应的体积与所述极性液体的相对应的体积的比率为至少2：1。

37.如权利要求1-9中任一项所述的方法，其中，所述非极性液体的相对应的体积与所述极性液体的相对应的体积的比率为至少5：1。

38.如权利要求1-9中任一项所述的方法，其中，所述非极性液体的相对应的体积与所述极性液体的相对应的体积的比率为至少10：1。

39.如权利要求1-9中任一项所述的方法，其中，所述液滴位于所述接收腔的中心。

40.如权利要求1-9中任一项所述的方法，还包括从所述接收腔移除所述液滴。

41.如权利要求40所述的方法，其中，被移除的所述液滴的至多25％的体积是所述非极性液体。

42.如权利要求40所述的方法，其中，被移除的所述液滴的至多10％的体积是所述非极性液体。

43.如权利要求40所述的方法，其中，被移除的所述液滴的至多5％的体积是所述非极性液体。

44.如权利要求1-9中任一项所述的方法，其中，允许所述非极性液体流入所述多孔膜不包含移动所述相分离装置以促进所述非极性液体流入所述多孔膜。

45.如权利要求1-9中任一项所述的方法，其中，允许所述非极性液体流入所述多孔膜不包含搅动所述相分离装置或产生向心力以使所述非极性液体流入所述多孔膜。

46.如权利要求1-9中任一项所述的方法，其中，允许所述非极性液体流入所述多孔膜包含移动所述相分离装置以促进所述非极性液体流入所述多孔膜。

47.如权利要求1-9中任一项所述的方法，其中，允许所述非极性液体流入所述多孔膜包含搅动所述相分离装置或产生向心力中的至少一个以使所述非极性液体流入所述多孔膜。

48.如权利要求1-9中任一项所述的方法，其中，所述相分离装置包含多个所述接收腔，且沉积所述液体混合物的步骤包含将所述液体混合物沉积到每个所述接收腔中。

49.如权利要求48所述的方法，其中，所述接收腔包含第一接收腔和第二接收腔，所述第一接收腔中的所述液体混合物的极性液体与所述第二接收腔中的所述液体混合物的极性液体不同。

50.如权利要求48所述的方法，其中，所述多孔膜的过滤表面形成每个所述接收腔。

51.如权利要求1-9中任一项所述的方法，其中，所述相分离装置的高度大于所述相分离装置的宽度或长度。

52.如权利要求1-9中任一项所述的方法，其中，所述相分离装置包含管，且所述多孔膜的尺寸和形状设定为插入所述管中。

53.如权利要求1-9中任一项所述的方法，还包括，在沉积所述液体混合物之前，从数字流体装置移除所述液体混合物。

54.如权利要求53所述的方法，还包括利用所述数字流体装置产生生物样品，所述生物样品在所述液体混合物的极性液体内。

55.如权利要求54所述的方法，其中，所述生物样品包含片段化核酸的库。

56.如权利要求1-9中任一项所述的方法，还包括从所述接收腔移除所述液滴，并使用所述液滴进行指定的生化反应。

57.如权利要求1-9中任一项所述的方法，其中，提供所述相分离装置包含定向所述相分离装置，使得重力将所述液体混合物保持在所述接收腔内。

58.一种包括多孔膜的相分离装置，所述多孔膜具有过滤表面，所述过滤表面具有形成接收腔的非平面轮廓，其中，所述过滤表面配置为阻止极性液体流入所述多孔膜，且允许非极性液体流入所述多孔膜，其中所述多孔膜包含定位在所述接收腔附近的吸收区域，所述吸收区域的体积大于所述接收腔的体积。

59.如权利要求58所述的相分离装置，其中，所述过滤表面是疏水的。

60.如权利要求58所述的相分离装置，其中，所述多孔膜是疏水的。

61.如权利要求58-60中任一项所述的相分离装置，其中，所述过滤表面的形状设定为接触位于不同深度的液体混合物。

62.如权利要求58-60中任一项所述的相分离装置，其中，所述接收腔具有凹形。

63.如权利要求58-60中任一项所述的相分离装置，其中，所述接收腔是圆锥体。

64.如权利要求58-60中任一项所述的相分离装置，其中，所述过滤表面的至少一部分具有曲率半径。

65.如权利要求61所述的相分离装置，其中，所述过滤表面的大部分具有以线性速率改变所述深度的斜率。

66.如权利要求58-60中任一项所述的相分离装置，其中，所述接收腔具有表示所述接收腔的最大深度的底部，所述底部位于所述接收腔的中心。

67.如权利要求58-60中任一项所述的相分离装置，其中，所述接收腔具有表示所述接收腔的最大深度的底部，所述过滤表面具有从所述接收腔的底部到接入开口增加的斜率。

68.如权利要求58-60中任一项所述的相分离装置，其中，所述接收腔具有由腔边缘限定的接入开口，所述接收腔的最大深度小于所述接入开口的最大直径。

69.如权利要求68所述的相分离装置，其中，所述最大直径与所述最大深度的横纵比为1.5：1以上。

70.如权利要求68所述的相分离装置，其中，所述最大直径与所述最大深度的横纵比为2：1以上。

71.如权利要求58-60中任一项所述的相分离装置，其中，所述接收腔具有由腔边缘限定的接入开口，所述接收腔的最大深度大于所述接入开口的最大直径。

72.如权利要求71所述的相分离装置，其中，所述最大直径与所述最大深度的横纵比为1：2以下。

73.如权利要求71所述的相分离装置，其中，所述最大直径与所述最大深度的横纵比为1：3以下。

74.如权利要求58-60中任一项所述的相分离装置，其中，所述多孔膜限定在所述过滤表面和外表面之间，所述外表面配置为允许所述非极性液体流出所述多孔膜。

75.如权利要求58-60中任一项所述的相分离装置，其中，所述多孔膜包括聚四氟乙烯。

76.如权利要求58-60中任一项所述的相分离装置，其中，所述多孔膜具有10μm和50μm之间的孔隙尺寸。

77.如权利要求58-60中任一项所述的相分离装置，其中，所述多孔膜具有20μm和40μm之间的孔隙尺寸。

78.如权利要求58-60中任一项所述的相分离装置，其中，所述多孔膜具有40％和70％之间的孔隙率。

79.如权利要求58-60中任一项所述的相分离装置，其中，所述多孔膜具有50％和65％之间的孔隙率。

80.如权利要求58-60中任一项所述的相分离装置，其中，所述相分离装置包含多个接收腔。

81.如权利要求80所述的相分离装置，其中，所述多孔膜的过滤表面形成每个所述接收腔。

82.如权利要求58-60中任一项所述的相分离装置，其中，所述相分离装置的高度大于所述相分离装置的宽度或长度。

83.如权利要求58-60中任一项所述的相分离装置，其中，所述相分离装置包含管，且所述多孔膜的尺寸和形状设定为插入所述管中。

84.一种分离液体混合物的方法，包括：

将所述液体混合物沉积到所述多孔膜的接收腔中，所述液体混合物包含相对于彼此不混溶的第一液体和第二液体，沿着所述接收腔的所述过滤表面配置为阻止所述第一液体流过所述过滤表面，且允许所述第二液体流入所述多孔膜；以及

允许所述第二液体流入所述多孔膜，当所述第二液体流入所述多孔膜时，所述第一液体在所述接收腔内形成液滴，

85.如权利要求84所述的方法，其中，所述第一液体是极性液体，且所述第二液体是非极性液体。

86.如权利要求85所述的方法，其中，所述过滤表面和所述多孔膜中的至少一个是疏水的。

87.如权利要求84所述的方法，其中，所述第一液体是非极性液体，且所述第二液体是极性液体。

88.如权利要求85所述的方法，其中，所述过滤表面和所述多孔膜中的至少一个是亲水的。

89.一种测定系统，包括：

样品制备系统，配置为制备液体混合物，所述液体混合物具有相对于彼此不混溶的极性液体和非极性液体；以及

相分离装置，所述相分离装置包含具有过滤表面的多孔膜，所述过滤表面具有形成接收腔的非平面轮廓，所述接收腔配置为接收所述液体混合物，其中沿着所述接收腔的所述过滤表面配置为阻止所述极性液体流过所述过滤表面，且允许所述非极性液体流入所述多孔膜，使得当所述非极性液体流入所述多孔膜时，所述极性液体在所述接收腔内形成液滴，

90.如权利要求89所述的测定系统，还包括流动促进装置，其配置为移动所述相分离装置以促进所述非极性液体的流动。

91.一种测定系统，包括：

相分离装置，所述相分离装置包含具有过滤表面的多孔膜，所述过滤表面具有形成接收腔的非平面轮廓，所述接收腔配置为接收液体混合物，所述液体混合物具有相对于彼此不混溶的极性液体和非极性液体，其中沿着所述接收腔的所述过滤表面配置为阻止所述极性液体流过所述过滤表面，且允许所述非极性液体流入所述多孔膜，使得当所述非极性液体流入所述多孔膜时，所述极性液体在所述接收腔内形成液滴；以及

分析系统，配置为利用所述极性液体的液滴执行一个或多个测定方案，

92.如权利要求91所述的测定系统，还包括流动促进装置，其配置为移动所述相分离装置以促进所述非极性液体的流动。

93.一种测定系统，包括：

样品制备系统，配置为制备液体混合物，所述液体混合物具有相对于彼此不混溶的第一液体和第二液体；以及

相分离装置，所述相分离装置包含具有过滤表面的多孔膜，所述过滤表面具有形成接收腔的非平面轮廓，所述接收腔配置为接收所述液体混合物，其中沿着所述接收腔的所述过滤表面配置为阻止所述第一液体流过所述过滤表面，且允许所述第二液体流入所述多孔膜，使得当所述第二液体流入所述多孔膜时，所述第一液体在所述接收腔内形成液滴，

94.如权利要求93所述的测定系统，还包括流动促进装置，其配置为移动所述相分离装置以促进所述第二液体的流动。

95.一种测定系统，包括：

相分离装置，所述相分离装置包含具有过滤表面的多孔膜，所述过滤表面具有形成接收腔的非平面轮廓，所述接收腔配置为接收液体混合物，所述液体混合物具有相对于彼此不混溶的第一液体和第二液体，其中沿着所述接收腔的所述过滤表面配置为阻止所述第一液体流过所述过滤表面，且允许所述第二液体流入所述多孔膜，使得当所述第二液体流入所述多孔膜时，所述第一液体在所述接收腔内形成液滴；以及

分析系统，配置为利用所述第一液体的液滴执行一个或多个测定方案，

96.如权利要求95所述的测定系统，还包括流动促进装置，其配置为移动所述相分离装置以促进所述第二液体的流动。