CN107249743A - 数字微流控稀释设备、系统及相关方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了用于稀释样品的示例性方法、设备、系统。一种示例性方法包括在多个电极的第一电极上沉积第一流体液滴。第一电极具有第一面积。第一流体液滴具有与第一面积相关联的第一体积。该示例性方法包括在所述多个电极的第二电极上沉积第二流体液滴。第二电极具有第二面积。第二流体液滴具有与第二面积相关联的第二体积。第二体积不同于第一体积。该示例性方法包括通过选择性活化第一电极或第二电极中的至少一个以使得第一流体液滴或第二流体液滴之一与第一流体液滴或第二流体液滴中的另一者合并来形成组合液滴。

Description

数字微流控稀释设备、系统及相关方法
相关申请
本专利要求依据35 U.S.C. § 119(e)于2014年12月31日提交的美国临时专利申请号62/098,679的权益，其经此引用以其全文并入本文。
技术领域
本公开总体上涉及电极阵列，更特别涉及数字微流控稀释设备、系统和相关方法。
背景技术
根据装置的分析灵敏度范围，分析装置通常要求在一定浓度水平内稀释样品，如生物流体。数字微流控能够操控流体的离散体积，包括电动移动、混合和分裂（splitting）设置在两个表面之间的间隙中的流体液滴，其中至少一个表面包括涂覆有疏水性和/或介电材料的电极阵列。使用数字微流控装置进行的稀释通常是连续稀释，其涉及将样品液滴与具有基本相等体积的稀释剂液滴合并并分裂组合液滴以实现稀释比。连续稀释通常产生大且难以操控的液滴，由此增加了稀释过程中的不精确性。连续稀释对于可以实现的稀释比也是有限的，并需要合并和分裂液滴以获得目标稀释比的重复步骤。
附图概述
图1是现有技术中已知的示例性数字微流控芯片的侧视图。
图2是现有技术中已知的示例性连续稀释过程的图。
图3A是经由本文中公开的示例性方法创建并耦接至分析器的示例性底部基材上的第一示例性电极图案的顶视图。图3B是包括图3A的第一示例性电极图案的数字微流控芯片的侧视图。
图4是经由本文中公开的示例性方法创建并耦接至分析器的示例性底部基材上的第二示例性电极图案的顶视图。
图5A是在示例性底部基材上的第三示例性电极图案的顶视图，图5B是作为使用本文中公开的方法和系统进行的示例性稀释过程的耦接至分析器的图5A的示例性底部基材的顶视图。
图6是用于图案化电极的示例性处理系统的框图，所述示例性处理系统可用于实施本文中公开的实例。
图7是用于进行稀释的示例性处理系统的框图，所述示例性处理系统可用于实施本文中公开的实例。
图8是用于创建电极图案的示例性方法的流程图，所述示例性方法可用于实施本文中公开的实例。
图9是用于稀释样品的示例性方法的流程图，所述示例性方法可用于实施本文中公开的实例。
图10是可用于本文中公开的实例的处理器平台的图。
所述图没有按照比例绘制。更确切地说，为了阐明多个层和区域，层的厚度在附图中可能放大。尽可能地，相同的附图标记在附图和所附书面说明书通篇中用于指代相同或相似的部件。
发明详述
本文中公开了涉及使用数字微流控装置稀释样品的方法、系统和设备。分析装置，如用于免疫测定分析的那些，通常具有灵敏度范围，这代表可以通过测定法准确测量的样品中物质的最小量。分析装置的灵敏度范围通常需要将使用该装置分析的样品（包括例如生物流体样品，如血液、血浆、血清、唾液、汗液等等）稀释以满足落在灵敏度范围内的浓度目标。例如，对于0.05的稀释比（10/(10+200)）或大约20×稀释，10微升（µL）的样品可能需要用200微升的稀释剂来稀释。
数字微流控或基于液滴的分析提供了电操控液滴以分裂、合并和/或转移该液滴作为各种分析的一部分，所述分析包括例如DNA测序和蛋白质分析。数字微流控装置可以包括被用于接收液滴的间隙分隔的两个表面。所述表面中的至少一个包括由疏水性材料或介电材料涂覆或隔绝的电极阵列。图1显示了现有技术中已知的示例性数字微流控芯片或液滴致动器100，其包括第一或顶部基材102和第二或底部基材104。底部基材104与顶部基材102分隔以形成具有高度x的间隙106。在示例性微流控芯片100中，顶部基材102包括第一非导电基材108（例如塑料）和第二导电基材110（例如金属，如金，或非金属导体）。在一些实例中，第二导电基材110形成单电极（例如接地电极）。疏水性和/或介电材料涂覆第二导电基材110以形成第一疏水性和/或介电层112。在另一些实例中，数字微流控芯片100不包括顶部基材102。
在示例性数字微流控芯片100中，底部基材104包括第二非导电基材114和至少一个由导电基材118形成的电极116。至少一个电极116形成电极阵列120。疏水性和/或介电材料涂覆电极阵列118以形成第二疏水性和/或介电层122。可以通过经由电源（例如电压源）向电极（例如电极阵列118的（一个或多个）电极116）选择性施加电位以便按照例如电润湿或介电泳过程影响疏水性表面和/或介电表面的润湿性质在疏水性和/或介电层112、120的表面上操控设置在间隙106中的液滴124。
设置在数字微流控装置100中的液滴124的体积由间隙106的高度x和在第一底部基材104上图案化的电极阵列118中的（一个或多个）电极116的面积来决定。由于经由电润湿对涂覆电极阵列的疏水性表面的润湿性质的改变和/或作为介电泳的一部分在涂覆电极区域的介电表面上施加的力的改变，经由施加电位来活化（一个或多个）电极116导致液滴106的样品流体覆盖活化的电极。由于数字微流控芯片100的间隙高度x保持不变，设置在间隙106中的液滴122的体积取决于电极阵列118的（一个或多个）电极116的面积。
采用数字微流控操控液滴可以用作在特定浓度范围内稀释样品的稀释过程的一部分。用于使用数字微流控稀释样品的已知方法和系统包括连续稀释，其中样品液滴与体积基本相等的稀释剂液滴重复合并并分裂（例如经由在覆盖电极阵列的疏水性表面和/或介电表面上操控液滴）以获得具有特定稀释比的液滴。连续稀释需要合并和分裂液滴的重复序列以获得稀释因子（例如相对于稀释剂体积的最终体积）。例如，为了获得8的稀释因子，合并和分裂过程必须实施3遍。例如，图2是使用例如图1的数字微流控芯片100的已知连续稀释过程200的图。在连续稀释过程200中，样品液滴 202设置在电极阵列206的第一电极204上。稀释剂液滴208设置在电极阵列206的第二电极210上。在图2中，第一电极204和第二电极210具有基本相同的面积。因此，假定样品液滴202和稀释剂液滴208设置在其中的间隙（例如图1的间隙106）的高度恒定，样品液滴202和稀释剂液滴208具有基本相同的体积。
如图2中所示，连续稀释过程200包括通过例如向第一电极204和第二电极210施加电位以移动液滴202、208来合并样品液滴202和稀释剂液滴208。合并液滴202、208形成了样品浓度为样品液滴202的一半的第一稀释液滴212。为了实现进一步的稀释比，连续稀释过程200包括分裂第一稀释液滴212（例如通过选择性活化电极阵列206的一个或多个电极）以形成第二和第三稀释液滴214、216。第二和第三稀释液滴214、216可以与附加的稀释剂液滴合并并分裂以获得该样品的目标浓度。
样品液滴与稀释剂液滴的重复合并产生了大的液滴，其通常难以在数字微流控芯片中操控，并且不容易使其自身的样品与稀释剂有效混合。此外，连续稀释常常导致误差在整个稀释过程中传播。例如，如果组合的样品/稀释剂液滴没有在第一序列处均匀地分裂成两半，在该分裂后获得的液滴中样品/稀释剂比将偏离。随着连续稀释序列持续进行，将这些液滴与附加量的稀释剂合并并进一步分裂该液滴将放大样品稀释比中的误差。在电操控液滴的过程中，由于表面张力效应造成液滴表面积的改变可能进一步导致不精确的稀释曲线。
对于可以实现的稀释比，连续稀释也是有限的。例如，连续稀释仅可以通过2 n 的因子来实现，其中n是液滴必须与稀释剂合并并分裂的次数（例如为了获得4的稀释因子，需要两个合并样品液滴与稀释剂并分裂该液滴的序列）。因此，连续稀释不能实现例如3、5、6等等的稀释因子。此外，使用连续稀释仅能实现整数的稀释因子。
本文中公开了基于二元序列（binary sequence）创建具有作为单位电极的分数的表面积的电极的方法和系统。本文中公开的示例性二元体系涉及数字2的幂级数（例如21、22、23、24、25……2 n ）。本文中公开的示例性体系也从数字1开始，并反映了数字1倍增的级数，以使得该二元体系为1、2、4、8、16、32、64…n…系列。创建本文中公开的电极涉及在具有基本均匀的面积的电极阵列中图案化电极，使得第一或标准单位电极可以以基于数学函数计算的二元序列表示为具有“1”的电极尺寸，如2 n ，其中n= 0。在示例性二元序列2 n 中，其中n的范围为n = 0至n = 6并假定间隙高度恒定，单位电极被指定为64的相对体积（即考虑到恒定间隙高度和单位电极的相对面积，沉积在单位电极上的液滴被视为具有64的相对体积）。在这一实例中，后续的电极经图案化，具有作为单位电极面积的分数的面积。例如，在二元序列中表示为“2”的电极（例如21）相对于单位电极将具有1/2的电极尺寸和32的体积（即考虑到恒定间隙高度和电极尺寸，沉积在电极上的液滴被认为具有32的相对体积）。因此，在本文中公开的示例性方法和系统中，基于单位电极面积的分数创建电极，其提供了设置在该电极上的液滴的相关相对体积。
本文中还公开了使用基于二元序列图案化的电极稀释样品的示例性方法和系统。使用不同尺寸的电极，与不同尺寸的电极相关的样品液滴和稀释剂液滴可以选择性合并以获得导致特定稀释比的样品液滴与稀释剂液滴的组合。通过选择性活化相对于单位电极具有分数面积的特定电极，由此活化相应的相对体积，可以实现各种稀释比。使用本文中公开的方法和系统创建的稀释比不限于特定的整数、整数因子等等，而是可以包括可能来自于与不同尺寸的电极相关联的相对体积的组合的任何稀释比。此外，不同于连续提高液滴体积并分裂液滴，使用所公开的示例性方法实施的稀释涉及从活化的电极收集液滴，将该液滴从较大体积的样品或稀释剂选择性夹断或分割。与连续稀释相比，收集夹断的液滴而不是反复合并与分裂液滴降低了表面张力效应，并提高了效率和精度。例如，在连续稀释中，由于分裂液滴的不精确性（例如无法基于稀释剂和样品流体体积验证第一液滴的分离精确度），分裂第一液滴以获得具有80%稀释剂与20%样品流体的比的第二液滴可能导致具有例如75%稀释剂与25%样品流体之比的第二液滴。反之，如本文中公开的那样收集稀释剂与样品流体的夹断部分提供了具有更精确的稀释比的液滴，因为与分裂液滴相比，选择性收集具有相关体积的夹断部分以构建稀释液滴，并由此基本上消除了不精确的时机。
本文中公开的用于稀释流体的示例性方法包括在多个电极的第一电极上沉积第一流体液滴。第一电极具有第一面积。第一流体液滴具有与第一面积相关的第一体积。该示例性方法包括在所述多个电极的第二电极上沉积不同于第一流体液滴的第二流体液滴。第二电极具有第二面积。第二流体液滴具有与第二面积相关的第二体积。第二体积不同于第一体积。该示例性方法还包括通过选择性活化第一电极或第二电极中的至少一个以使得第一流体液滴或第二流体液滴之一与另外的第一流体液滴或第二流体液滴合并来形成组合液滴。
在一些实例中，该方法包括在所述多个电极的第三电极上分配第三流体液滴。第三流体液滴基本上与第一流体液滴或第二流体液滴之一相同。在一些实例中，该方法包括选择性活化第一电极和第三电极，并基于该活化在第一电极上捕获第三流体液滴的一部分以形成第一组合液滴。
在一些实例中，第二电极的第二面积是第一电极的第一面积的分数。
在一些实例中，第一电极的第一面积与第二电极的第二面积基本相同。
在一些实例中，该方法包括活化所述多个电极的第二电极或第三电极中的一个或多个以便将第二流体液滴移动至第三电极，其中第三流体液滴设置在第三电极上。第三流体液滴不同于第二流体液滴。第二流体液滴与第三流体液滴形成第二组合液滴。在此类实例中，该方法包括活化第一电极或第三电极中的至少一个并在第一电极上使第二组合液滴与第一流体液滴合并以形成第一组合液滴。同样，在一些实例中，第三电极具有不同于第二面积的第三面积。第三面积是第一面积的分数。在此类实例中，第三流体液滴的体积不同于第一流体液滴与第二流体液滴的体积。
在一些实例中，该方法包括通过活化第一电极来混合第一组合液滴。
在一些实例中，该方法包括基于第一体积和第二体积来计算第一组合液滴的稀释比。
在一些实例中，该方法包括将第一组合液滴转移到分析器。
本文中公开的另一示例性方法包括在第一基材上图案化第一电极，第一电极具有第一面积。该示例性方法包括在第一基材上图案化第二电极。第二电极具有第二面积。第二面积是第一面积的分数。该示例性方法还包括基于第一面积和第一基材与第二基材之间的间隙的高度将第一电极与第一体积相关联。该示例性方法包括基于第二面积和间隙的高度将第二电极与第二体积相关联，其中第一电极与第二电极分别基于第一面积和第一体积与第二面积和第二以二元序列表示。
在一些实例中，该方法包括在第一基材上图案化第三电极。第三电极具有第三面积。第三面积是第一面积的分数。图案化第三电极包括在第三电极与第一电极之间嵌套第二电极。
在一些实例中，该方法包括在第一基材上图案化第三电极。第三电极具有第三面积。第三面积是第一面积的分数。图案化第三电极包括基于第一面积的尺寸、第二面积的尺寸和第三面积的尺寸按顺序布置第一电极、第二电极和第三电极。
在一些实例中，该方法包括用疏水性材料或介电材料中的至少一种涂覆第一电极和第二电极。
在一些实例中，该方法包括使用激光器或光刻打印机中的一种或多种在第一基材上创建第一电极和第二电极。
在一些实例中，该方法包括相对于第一电极的第一面积计算多个电极的二元序列。
本文中还公开了一种包括电极阵列的示例性系统，所述电极阵列包括包含第一电极和第二电极的多个电极，要设置在第一电极上的样品的第一样品液滴，和要设置在第二电极上的第一稀释剂液滴。第一样品液滴具有不同于第一稀释剂液滴的体积。该示例性系统还包括计算器以便计算样品的稀释比。该示例性系统包括电源以选择性活化第一电极或第二电极中的至少一个以便基于该稀释比组合样品液滴和稀释剂液滴。
在一些实例中，该电极阵列进一步包括第三电极，要设置在第三电极上的第二样品液滴或第二稀释剂液滴之一，第二样品液滴或第二稀释剂液滴之一具有不同于第一样品液滴或第一稀释剂液滴的体积。在此类实例中，电源基于相应的体积选择性活化第一电极以及第二电极或第三电极中的至少一个。
在一些实例中，该系统包括分配器以便将稀释剂分配到电极阵列中的第三电极上。在一些此类实例中，电源活化第二电极和第三电极以形成稀释剂液滴。
本文中还公开了包括第一基材和第二基材的示例性设备。第二基材与第一基材间隔开。在该示例性设备中，电极图案经设置在第一基材上。该电极图案包括多个电极，所述多个电极包括具有第一面积的第一电极。所述多个电极的其它电极各自具有相对于第一面积的相应面积。对于该电极图案，各电极以二元序列表示。
本文中还公开了一种示例性方法，其包括选择性活化具有第一面积的第一电极、具有第二面积的第二电极和具有第三面积的第三电极。第一面积大于第二面积和第三面积且第二面积大于第三面积。具有第一体积的第一液滴设置在第一电极上，具有第二体积的第二液滴设置在第二电极上，并且具有第三体积的第三液滴设置在第三电极上。第一液滴、第二液滴或第三液滴中的至少一个包括稀释剂，并且第一液滴、第二液滴或第三液滴中的至少一个包括样品。选择性活化导致第一液滴、第二液滴或第三液滴中的至少一个相对于其它的液滴移动。该示例性方法包括基于选择性活化合并第一液滴、第二液滴和第三液滴以形成组合液滴，其中基于第一体积、第二体积和第三体积稀释组合液滴的样品。
在一些实例中，由非整数稀释因子稀释该样品。
在一些实例中，该方法包括通过选择性活化第一电极和第四电极将第一液滴分配在第一电极上，其中具有大于第一体积的第四体积的第四液滴经设置在第四电极上，第四液滴的一部分要分布到第一电极上。
在一些实例中，合并第一液滴、第二液滴与第三液滴包括经由选择性活化移动靠近第二电极的第一液滴。该示例性方法包括基于选择性活化来分割第二液滴的一部分，并组合第一液滴与第二液滴的这部分。在一些实例中，该方法包括将包含第二液滴的这部分的第一液滴移动至第三电极，并基于选择性活化来分割第三液滴的一部分。在此类实例中，该方法包括将第三液滴的这部分与第一液滴和第二液滴的这部分组合以形成组合液滴。同样，在一些实例中，该方法包括经由选择性活化使组合液滴返回至第一电极。
本文中公开的一种示例性设备包括第一基材和第二基材。第二基材与第一基材间隔开。该示例性设备包括设置在第一基材上的电极图案。该电极图案包括多个电极，所述多个电极包括具有第一面积的第一电极、具有相对于第一面积的第一分数面积的第二电极、和具有相对于第一面积的第二分数面积的第三电极。第一面积、第一分数面积和第二分数面积各自不同。
在一些实例中，第一分数面积是第一面积的二分之一。同样地，在一些实例中，第二分数面积是第一面积的四分之一。
在一些实例中，电极图案进一步包括具有相对于第一面积的第三分数面积的第四电极。在一些实例中，第三分数面积基本上等于第一分数面积或第二分数面积之一。
在一些实例中，电极图案进一步包括具有相对于第一面积的第四分数面积的第五电极。
同样，在一些实例中，第一面积与设置在第一电极上的第一液滴的第一体积相关联，第一分数面积与设置在第二电极上的第二液滴的第二体积相关联，第二分数面积与设置在第三电极上的第三液滴的第三体积相关联。在此类实例中，第二和第三体积是基于电极图案相对于第一体积的分数体积。在一些实例中，第二体积基本上等于第一体积的二分之一。
现在转向附图，图3A是示例性电极阵列300的顶视图，所述示例性电极阵列300包括基于二元序列在第一或底部基材316上图案化的具有相对面积的第一电极302、第二电极304、第三电极306、第四电极308、第五电极310、第六电极311、第七电极312和第八电极314。如下文中将要公开的那样，第五电极310与第六电极311基本上尺寸相同。电极阵列300可以由底部基材316的导电材料形成。该导电材料可以包括例如金、银、铜或非金属导体如导电聚合物。如图3B中所示，电极阵列300可以是包括底部基材316和第二或顶部基材320的数字微流控芯片318的一部分。
电极阵列300可用于在通过分析器322（例如免疫测定分析器）分析样品之前稀释样品。在一些实例中，电极阵列300和分析器322经设置在分析装置内，电极阵列300位于该装置的不同于分析器322的部分。这样的布置允许在用于通过分析器322分析的制剂中在一定浓度内稀释样品。
电极阵列300的第一至第八电极302、304、306、308、310、311、312、314通过将电极设计图案化到底部基材上来形成。第一至第八电极302、304、306、308、310、311、312、314的图案化可以使用一种或多种技术来进行，包括但不限于光刻法、激光烧蚀（例如通过经由激光广域爆破（broad field blasting）基材或由激光将图案迭代刻蚀（iterative etching）到基材中，由此将底部基材暴露于激光以形成电极图案）、喷墨打印和用于创建（例如打印）电极的其它方法。电极设计图案包括描绘第一至第八电极302、304、306、308、310、311、312、314轮廓的线条和间隙。
在创建第一至第八电极302、304、306、308、310、311、312、314之后，用疏水性和/或介电材料涂覆电极阵列300以便经由例如该材料的固化形成如图3B中所示的疏水性和/或介电层324。在一些实例中，电极阵列300由底部基材316的一部分构成。例如，电极阵列300可以使用卷对卷（roll-to-roll）组装件形成，以使得在底部基材316移动通过该组装件时在底部基材316上形成多个电极阵列。在此类实例中，在图案化电极设计和/或在（一个或多个）电极阵列300上沉积疏水性和/或介电材料之后，将底部基材316切割成离散的部分，各部分包括电极阵列300。美国申请系列号14/687,398公开了数字微流控芯片的制造实例，并经此引用以其全文并入本文。
第一至第八电极302、304、306、308、310、311、312、314的相应面积由二元序列图案化。作为一个实例，由基于函数2 n （其中n=0至6显示在图3的电极阵列300中）计算的二元序列创建电极阵列300的第一至第八电极302、304、306、308、310、311、312、314。在电极阵列300中，第一电极302是由二元序列中的数字“1”所表示的标准或单位电极（例如20 = 1）。第一电极302被指定1的相对电极尺寸。在一些实例中，第一电极靠近分析器322。如下文中将进一步公开的那样（例如结合图5），使用第一至第八电极302、304、306、308、310、311、312、314产生的稀释液滴向第一电极302移动以便转移至分析器322。
遵循二元序列，第二电极304由二元序列中的数字“2”表示（例如21= 2）。第二电极304具有相对于第一电极302的面积为1/2的电极尺寸或面积。类似地，第三电极306由二元序列中的数字“4”表示（例如22= 4），并具有相对于第一电极302的面积为1/4的电极尺寸或面积。第四至第八电极308、310、311、312、314以二元的表示如上文公开的那样继续进行（例如第四电极308由二元序列中的数字“8”表示，并具有1/8的相对电极面积）。
例如，第一或单位电极302可以具有1.65 mm2的面积。遵循2 n 的二元序列，第二电极304具有0.825 mm2的表面积（例如第一电极302的面积的1/2），第三电极306具有0.4125 mm2的表面积（例如第一电极302的面积的1/4），第四电极308具有0.20625 mm2的表面积（例如第一电极302的面积的1/8）。由此，基于二元序列图案化电极提供了表面积为单位电极的分数的电极。
第一至第八电极302、304、306、308、310、311、312、314各自按照二元序列指定相对体积。由此，设置在第一至第七电极各自上的液滴被认为具有液滴沉积在其上的电极的相对体积。例如，使用基于函数2 n （其中n=0至6）计算的二元序列，第一至第七电极302、304、306、308、310、312、314分别由序列中的数字1、2、4、8、16、32和64表示。第一电极302（二元序列中的“1”）被指定64的相对体积，假定图3B的底部基材316与第二或顶部基材320之间的间隙326的恒定高度x。第二电极304被指定32的相对体积，第三电极306被指定16的相对体积，以此类推，第七电极314被指定1的相对体积。下表1显示了示例性电极阵列300中第一至第七电极302、304、306、308、310、312、314在二元序列中的表示与相应的相对电极尺寸和相对体积之间的关系。
表1：示例性电极阵列300的二元序列
示例性电极阵列300的电极 二元序列 # 相对电极尺寸/面积 与电极相关联的相对体积
第一电极302 1 1 64
第二电极304 2 1/2 32
第三电极306 4 1/4 16
第四电极308 8 1/8 8
第五电极310 16 1/16 4
第六电极311 16 1/16 4
第七电极312 32 1/32 2
第八电极314 64 1/64 1
如表1中所示，二元序列提供了第一至第八电极302、304、306、308、310、311、312、314的相应电极面积或尺寸与体积之间的比例关系。第二至第八电极304、306、308、310、311、312、314各自的面积是第一电极302的面积的分数。此外，第一至第八电极302、304、306、308、310、311、312、314各自基于其在二元序列中的表示被指定相对体积。设置在二元序列中的电极上的液滴可以被认为具有对应于该电极的相对体积的体积。
电极阵列300可以包括比第一至第八电极302、304、306、308、310、311、312、314更多或更少的电极。在一些实例中，电极阵列包括一个或多个相应的第一至第八电极302、304、306、308、310、311、312、314中的至少两个。如图3中所示，第五电极310与第六电极311的尺寸基本相同，由此具有相同的面积和相应的体积（例如第五电极310和第六电极311各自具有1/16的面积和4的相对体积）。样品液滴可以设置在第五电极310上，稀释剂液滴可以设置在第六电极311上。如下文中将要公开的那样，这样的布置能够创建各种稀释比，因为具有基本相同体积的样品液滴和稀释剂液滴可用于计算不同的稀释比。此外，二元序列不限于表1中所述的示例性二元序列。更确切地说，在相对面积和由此在相对体积方面，电极之间的关系可以基于所选的二元序列而不同。
电极阵列300的第一至第八电极302、304、306、308、310、311、312、314的布置不限于图3中显示的布置。更确切地说，可以基于一个或多个因素来设计电极阵列的电极的图案，所述因素包括在基材上的可用空间和/或可以影响数字微流控芯片的性能的因素，如电极之间的间隔。图4显示了包括第一电极402、第二电极404、第三电极406和第四电极408的示例性电极阵列400。第二至第四电极404、406、408各自按照电极阵列400的二元序列具有作为第一电极402（例如单位电极）的分数的面积。如图4中所示，第一至第四电极402、404、406、408在底部基材410上以嵌套配置图案化，使得第二至第四电极404、406、408至少部分围绕第二至第四电极404、406、408中的一个或多个其它电极。图4的图案可用于例如节约底部基材410上的空间，举例而言，与电极阵列400和分析器322相关联的分析装置的尺寸。在创建电极的图案或设计时，考虑保持按照二元序列的电极面积比。除了图3和4中显示的图案之外，也可以使用其它图案，包括例如对称图案、不对称图案、不规则图案、互锁图案、重复图案和/或（一个或多个）图案、（一个或多个）阵列和/或矩阵的任意组合。
电极阵列300的第一至第八电极302、304、306、308、310、311、312、314和电极阵列400的第一至第四电极402、404、406、408的形状不限于图3和4中显示的形状。更确切地说，可以基于一个或多个因素来设计电极形状，所述因素包括基材上的可用空间和/或可以影响该数字微流控芯片的性能的因素，如电极之间的间隔、由电极产生的电场和通过电极操控的液滴的尺寸等等。例如，在一些实例中，一个或多个电极可以是方形、圆形、椭圆形、三角形、菱形、星形、不规则形状、与一个或多个其它电极互锁的形状和/或任何其它合适的形状或形状的组合。
在操作中，二元序列允许通过选择性组合设置在电极阵列的各电极上的稀释剂液滴和样品液滴来创建稀释比。为了在第一至第八电极302、304、306、308、310、311、312、314的一个或多个上沉积或分布稀释剂液滴和样品液滴，任选靠近第一至第八电极302、304、306、308、310、311、312、314设置一个或多个储池电极或基础电极（reservoir or baseelectrodes）328、330。例如，第一储池电极328可以覆盖有样品流体的预分配液滴，第二储池电极330可以覆盖有稀释剂流体的预分配液滴，样品和稀释剂流体各自的体积大于第一至第八电极302、304、306、308、310、311、312、314的体积。一个或多个更大的样品和/或稀释剂液滴可以经由下文中结合图7讨论的分配装置分配到储池电极328、330上。同样，尽管在图3中，第一和第二基础电极330、328显示与电极阵列300相邻，第一和第二基础电极330、328可以位于包括电极阵列300的分析系统中的其它位置（例如并非与电极阵列300相邻的位置）。
为了在例如第五电极310上沉积样品流体，将第一储池电极328和第五电极310活化，使得第一储池电极328上的样品流体被牵引到第五电极310上。将第一储池电极328去活化可以导致夹断（例如分离、分裂或分割）从第一储池电极328到第五电极310的样品流体。在一些实例中，将来自第一储池电极328的样品流体沉积到第一至第八电极302、304、306、308、310、311、312、314中的一个或多个上包括选择性活化和去活化第一储池电极328与第一至第八电极302、304、306、308、310、311、312、314以便将样品流体从第一储池电极328牵引到较小的电极上并使（一个或多个）样品流体液滴移动至一个或多个电极302、304、306、308、310、311、312、314。在其中第一储池电极328并非邻近电极阵列300定位的实例中，样品液滴可以从第一储池328的位置（经由电操控）移动至电极阵列300。
类似地，为了在例如第一电极302和第三电极306上沉积或分布稀释剂流体，将第一至第八电极302、304、306、308、310、311、312、314选择性活化和去活化以便从第二储池330牵引稀释剂流体并夹断或分割稀释剂以覆盖第一电极302和第三电极306。稀释剂流体可以包括能够充当稀释剂的任何液体，包括例如试剂稀释剂。同样，在其中第二储池电极330并非邻近电极阵列300定位的实例中，稀释剂液滴可以从第一储池330的位置（经由电操控）移动至电极阵列300。
在一些实例中，沉积在第一至第八电极302、304、306、308、310、311、312、314上的样品和/或稀释剂流体具有比与电极相关的体积更大的体积（例如略微更大或不显著地更大的体积），以使样品和/或稀释剂流体悬突在一个或多个电极之上（例如液滴延伸到相邻电极上）。如将在下文中所述，液滴的这样的悬突可用于促进合并液滴的部分以形成稀释的液滴。
为了使用图3的电极阵列300的第一至第八电极302、304、306、308、310、311、312、314来获得例如20的稀释比，将样品液滴设置在具有如表1中所示的4的相对体积的第五电极310上。同样，将稀释剂液滴设置在第一电极302（具有64的相对体积）、第四电极308（具有8的相对体积）和第六电极311（具有4的相对体积）上。操控设置在第一电极302上的稀释剂液滴以收集、与其组合或拾取设置在较小体积电极上的样品与稀释剂流体。为了收集设置在较小体积电极上的样品和/或稀释剂液滴或其部分，操控或牵引出第一电极302的稀释剂液滴（例如经由电极阵列300的选择性活化）以拾取来自相应的第四电极308、第五电极310和第六电极311的流体。例如，第一电极302的稀释剂液滴移动（例如经由选择性电操控）至第四电极308。第一电极302的稀释剂液滴和第四电极308的稀释剂液滴接触，以使得第四电极308的较小体积稀释剂液滴合并到较大的稀释剂液滴中。在另一些实例中，选择性活化第四电极308（和/或电极阵列300的其它电极）可以导致设置在第四电极308上的稀释剂液滴的一部分与设置在第四电极308上的稀释剂液滴的剩余部分夹断或分割。夹断的部分可以被第一电极302的稀释剂液滴收集（例如作为液滴接触的结果）。在进一步的实例中，设置在第四电极308上的液滴移动（例如跳跃）至电极（或电极之间）以便被第一电极302的稀释剂液滴收集。而且，在一些实例中，在样品和/或稀释剂流体从第四、第五和第六电极308、310、311（和/或电极阵列300的其它电极）上夹断或移动并被第一电极302的稀释剂液滴收集之后，样品和/或稀释剂流体的一部分残留在较小体积的电极上。
当第一电极302的原始稀释剂液滴通过该液滴与其它样品和稀释剂液滴组合而生长时，在电极阵列的电极上操控该液滴可以淹没较小的电极（例如组合液滴的体积大于较小电极如第五电极310的体积）。但是，经由第一电极302的较大体积稀释剂液滴收集较小体积的样品与稀释剂液滴防止具有小体积的液滴（如与第八电极314相关的液滴）因操控小尺寸的液滴在电极之间移动的限制而滞留或不能接合其它液滴。用较大体积的液滴淹没较小的电极能够通过跨越一个或多个电极牵引出较大体积液滴以拾取较小体积来收集较小体积的液滴。同样，在较小的电极上沉积较大体积（例如不显著地更大的体积）的流体导致流体悬突在该电极之上（例如延伸到相邻电极上）。在可以操控液滴例如移动至相邻电极或通过邻近的另一电极的活化被夹断一部分时，该悬突防止液滴滞留。在其中所选的体积被分割或夹断之后，液滴或液滴的部分残留在较小电极上的实例中，样品和/或稀释剂的其它液滴可以通过收集剩余部分（基本上如上文中对于由第一电极302的稀释剂液滴收集液滴所述那样）用于清理电极阵列300的电极。
在通过第一电极302的稀释剂液滴收集较小体积的样品与稀释剂液滴之后，所得的组合液滴被拉回（例如经由电极阵列300的电极的选择性电活化）至第一电极302。在一些实例中，组合液滴的体积大于与第一电极302相关的体积。在此类实例中，组合液滴悬突在第一电极302之上（例如延伸到相邻电极如第二电极304上）。如上文公开的那样，淹没该电极的悬突液滴与标准液滴相比能够增强对液滴的操控。组合液滴可以通过活化第一电极302并去活化电极阵列300的其它电极来集中在第一电极302上。
所得的组合液滴包括来自第一电极302、第四电极308和第六电极311的稀释剂体积以获得76（64+8+4）的相对稀释剂体积。所得的组合液滴还包括具有4的体积的第五电极310的样品液滴。因此，所得的组合液滴具有0.05（4/(4+76)）的稀释比，或大约20×的稀释因子（例如1份样品，19份稀释剂）。由此，基于二元序列创建具有电极阵列的装置（所述电极阵列包括具有不同面积和相关体积的电极）使得本文中公开的示例性设备、系统和方法能够通过使用电极阵列的电极的不同组合来产生或实现多种稀释比。
图5A是在示例性底部基材上的第三示例性电极图案的顶视图，图5B是耦接至分析器的图5A的示例性底部基材的顶视图。图5A和5B一起图示使用基于二元序列创建的不同尺寸电极的示例性稀释过程500。如图5A和5B中所示，底部基材501包括具有多个电极的电极阵列502，包括第一电极504、第二电极506、第三电极508、和第四电极510、第五电极512和第六电极514。作为一个实例，第一至第六电极504、506、508、510、512、514可以通过二元序列来表示（例如上文中结合图3和表1所描述的函数2 n ）。在示例性电极阵列502中，第一电极504和第二电极506是单位电极，使得第一电极504和第二电极506在二元序列中各自由“1”表示，并具有相应的1的相对面积。同样如图5A和5B中所示，第三至第六电极508、510、512、514具有作为第一电极504和第二电极506的面积的分数的相应面积。作为一个实例，在电极阵列502中，第三电极508具有1/2的相对面积，第四电极510具有1/16的相对面积（例如对应于表1的二元序列中的数字“2”和“16”）。疏水性和/或介电材料涂覆第一至第六电极504、506、508、510、512、514以形成疏水性和/或介电层515。
稀释过程500包括准备阶段516（图5A）。作为一个实例，图5显示，在准备阶段516的过程中，稀释剂液滴518沉积在电极阵列502的第一电极504上（例如稀释剂液滴设置在涂覆第一电极504的疏水性和/或介电层515上）。稀释剂液滴518的相对体积基于二元序列对应于与第一电极504相关联的相对体积（例如在表1的二元序列中64的相对体积）。附加的稀释剂液滴可以沉积在电极阵列502的一个或多个其它电极上。在一些实例中，稀释剂液滴设置在单位电极上，使得获自示例性稀释过程500的稀释包括与单位电极相关联的相对体积的稀释剂。
同样，在示例性电极阵列502中，第一样品液滴520沉积在第三电极508上（例如第一样品液滴520设置在涂覆第三电极508的疏水性和/或介电层515上），并且第二样品液滴522设置在第四电极510上（例如第二样品液滴516设置在涂覆第四电极510的疏水性和/或介电层515上）。第一样品液滴518具有基于二元序列对应于第三电极508的相对体积的相对体积（例如表1的二元序列中32的相对体积），并且第二样品液滴522具有基于二元序列对应于第四电极510的相对体积的相对体积（例如表1的二元序列中4的相对体积）。附加的和/或更小的样品液滴可以沉积在电极阵列502的一个或多个电极上。
在稀释样品的准备中，为了在相应的第一、第三和第四电极504、508、510上沉积稀释剂液滴518、第一样品液滴520和第二样品液滴522，将数字微流控技术用于从一个或多个较大的样品和/或稀释剂液滴中夹断液滴518、520、522。所述液滴可以如结合图3的电极阵列300所描述的那样从一个或多个储池电极沉积到电极上（例如稀释剂的液滴经由第一电极504和/或电极阵列502的其它电极的活化从储池电极上的较大的稀释剂液滴中夹断或分割到第一电极504上）。在另一些实例中，如下文中所述，第一或第二电极504、506充当储池电极，减小体积的液滴从该电极输送到电极阵列502的较小电极（例如在其中储池电极并非相邻于电极阵列500定位，且样品和稀释剂流体从分析装置中的其它地方移动至电极阵列500的实例中）。一个或多个较大的样品和/或稀释剂液滴可以经由如下文中结合图7讨论的分配装置分配到电极阵列502上。
例如，为了通过夹流（pinching）在第四电极510上沉积第二样品液滴522，将体积大于与第四电极510相关的体积的样品液滴放置在电极阵列502的电极（如第二电极506）上。通过施加电位将第二电极506和第四电极510通电。响应该电位，第二电极506保持和/或拉回参比样品液滴。在与第二电极506拉回参比样品液滴的几乎同时，第四电极510的活化导致参比样品液滴的一部分覆盖第四电极510，以使参比样品液滴的一部分被第四电极510夹断或捕获，形成第二样品液滴522。以这样的方式，生成具有对应于第四电极510的相对体积的相对体积的第二样品液滴522。在一些实例中，第二样品液滴522悬突（overhang），或具有比第四电极510更大的体积以便于第二样品液滴522的操控。上面公开的夹断或液滴分割过程可用于在电极阵列502中沉积稀释剂液滴518和/或第一样品液滴520。电源提供电位以夹断液滴，并且此类电源通过一个或多个控制器来实施，如结合图6所公开的那样。
在准备阶段516中，可以通过将电极阵列502的电极选择性通电以夹断一个或多个具有更大体积的液滴的部分来生成具有已知体积的稀释剂和/或样品液滴。夹断液滴提供了沉积在电极阵列502的特定电极（例如第一、第三和第四电极504、508、510）处的减小体积的样品和/或稀释剂流体。将电极选择性通电以便在电极阵列502的电极上沉积液滴，其根据二元序列基于电极的相关联的相对体积用于实现预定的稀释比。
示例性稀释过程500还包括稀释阶段524（图5B），其中用稀释剂液滴518稀释第一和第二样品液滴520、522以形成稀释的液滴526。为了形成稀释的液滴526，将第一和第二样品液滴520、522与稀释剂液滴518组合。在示例性稀释过程500的稀释阶段526中，通过选择性活化电极阵列502的第一至第六电极504、506、508、510、512、514以合并和混合液滴，由此组合样品液滴与稀释剂液滴518、520、522。例如，第一电极504、第三电极508、第四电极510和第五电极512被激活以使得第一电极504的稀释剂液滴518在第三、第四和第五电极508、510、512之上和/或附近移动。例如，稀释剂液滴518移动到第三或第四电极508、510中的一个或多个上并收集所有或基本上所有第一和/或第二样品液滴520、522（例如经由液滴接触）。在另一些实例中，经由电极504、508、510、512中的一个或多个的活化在第三和第四电极508、510上电操控稀释剂液滴518和样品液滴520、522导致第一和第二样品液滴520、522的样品流体被夹断（例如与液滴的剩余部分分割）。夹断的样品流体与稀释剂液滴518合并或被稀释剂液滴518收集（例如经由液滴接触）。电操控稀释剂液滴518与第一和第二样品液滴520、522改变了设置在电极阵列502的疏水性和/或介电层515上的液滴518、520、522的表面张力性质，由此合并该液滴，并使得液滴（例如稀释剂液滴518）在电极阵列502中移动。以这样的方式，稀释剂液滴518拾取来自第一和第二样品液滴520、522的样品流体以构建稀释的液滴526。样品流体在第三和第四电极508、510上的任何剩余部分可以通过经由另一样品和/或稀释剂液滴收集该剩余部分来移除。
稀释剂液滴514与第一和第二样品液滴可以以不同于上文公开的方式在电极阵列中合并。在一些实例中，第一和第二样品液滴520、522可以合并在一起以形成组合的样品液滴（例如通过向第三电极508、第四电极510或第五电极512中的一个或多个选择性施加电极电位以便将第二样品液滴522从第四电极510移动至第三电极508）。组合的样品液滴可以在稀释阶段524的过程中被一个或多个稀释剂液滴拾取。在另一些实例中，设置在第一至第六电极504、506、508、510、512、514中的一个或多个上的两个或更多个稀释剂液滴经由选择性电极活化来合并以形成向其中添加一个或多个样品液滴的组合的稀释剂液滴。
可以例如经由一个或多个预先确定的算法实施电极的选择性活化，从而在准备阶段516的过程中夹断样品和/或稀释剂流体的部分并且在稀释阶段524的过程中移动样品和/或稀释剂液滴以形成稀释剂液滴526。所述（一个或多个）算法可以根据例如液滴在电极阵列502中的位置、所需稀释比、组合液滴的方案（例如所有样品液滴体积在被稀释剂液滴拾取前是否首先合并在一起）等等指示应当被活化的电极。如结合图6所公开的那样，该算法可以通过一个或多个控制器来实施。
在示例性稀释过程500中，当样品和/或稀释剂液滴在电极阵列502中移动并被其它样品和/或稀释剂液滴拾取时，液滴的样品流体与稀释剂流体混合。例如，当稀释剂液滴518拾取第一样品液滴520时，第一样品液滴520的样品流体与稀释剂液滴518的稀释剂流体混合。可以通过经由施加至例如第一电极504的电位操控组合的稀释剂液滴518和第一样品液滴520，以便基本均匀地混合样品与液滴流体，由此实施稀释剂液滴518与第一样品液滴520的进一步混合。
在示例性稀释过程500中，稀释剂液滴518、第一样品液滴520和第二样品液滴522合并以形成稀释的液滴526。基于二元序列，根据与第一电极504、第三电极508和第四电极510相关联的相对体积，稀释的液滴526具有基于样品液滴和稀释剂液滴518、520、522的体积的稀释比。例如，参考上表1，可以实现0.33的稀释比（例如来自具有32的相关体积的第二电极的样品体积和来自第一电极的64的稀释剂体积提供了等于.33的稀释比((32)/(32+64))或3×稀释）。如上文结合图3公开的那样，在其中稀释的液滴526具有与第二电极506相关的体积相比更大的体积的实例中，稀释的液滴526悬突于第二电极506之上。为了在第二电极506上集中稀释的液滴526，可以将第二电极506活化和/或可以将电极阵列502的其它电极去活化。在稀释阶段524中，选择性收集稀释的液滴518以及第一和第二样品液滴520、522以形成稀释的液滴526，而不是进行三次重复的合并与分裂样品和稀释剂液滴。
如图5A和5B中所示，稀释的液滴526从第一电极504移动至第二电极506（例如经由第一电极504和/或第二电极506的选择性活化）以使稀释的液滴靠近分析器322定位。稀释的液滴526从第二电极506移动至分析器322以便分析（例如经由电操控稀释的液滴526和/或经由收集/分配装置如移液管）。作为示例性稀释过程500的结果，稀释的液滴526具有在分析灵敏度范围内的样品浓度以便通过分析器322进行分析。
图6是用于根据二元序列图案化电极的示例性处理系统600的框图。示例性处理系统600包括用于控制在基材（例如图3、4、5A和5B的底部基材316、410、501）上图案化电极阵列中的电极的工具的控制器602。
例如，示例性处理系统600包括计算器驱动器604。在一些实例中，示例性处理系统600包括一个或多个计算器驱动器604。计算器驱动器604通信地耦接至一个或多个计算器606。计算器驱动器604控制由计算器606实施的关于衍生自用于创建在基材上的电极阵列中的电极图案（例如图3、4、5A和5B的电极阵列300、400、502的电极）的数学函数的二元序列的计算。例如，对于给定的二元序列，（一个或多个）计算器606确定要在电极阵列中创建的各个电极的相对电极尺寸或面积。（一个或多个）计算器606根据相对面积计算电池的尺寸。（一个或多个）计算器606还根据电极的相对面积和要在其上创建电极的底部基材上的可用空间来确定电极阵列的电极之间的间隔和电极的布局选择（例如图4中显示的嵌套布局）。（一个或多个）计算器驱动器604还可以控制涉及电极设计图案特性的其它计算，如描绘各电极轮廓的线条的长度以及通过计算器606进行此类计算的速度。另外，示例性处理器608按照二元序列方案来运行（一个或多个）计算器驱动器604，并由此运行（一个或多个）计算器606。
示例性处理系统600包括一个或多个图案化工具驱动器610。（一个或多个）图案化工具驱动器610通信地耦接至一个或多个图案化工具612。（一个或多个）图案化工具612按照由（一个或多个）计算器606根据二元序列确定的电极设计特性在底部基材上图案化一个或多个电极。（一个或多个）图案化工具612可以是例如激光器或光刻打印机。制造工具的其它实例包括喷墨打印机。（一个或多个）图案化驱动器610控制（一个或多个）图案化工具612将图案打印到底部基材上的速率、在其上形成图案的底部基材上的表面积尺寸和/或在底部基材移动通过例如辊组装件时（一个或多个）图案化工具612在底部基材上打印图案的频率。（一个或多个）图案化工具612可以在基材如纸张或塑料上打印图案。同样，示例性处理器608按照电极图案化方案来运行（一个或多个）图案化工具驱动器610，并由此运行（一个或多个）图案化工具612。
示例性处理系统600还包括疏水性/介电材料打印机驱动器614。在一些实例中，示例性处理系统包括一个或多个疏水性/介电材料打印机驱动器614。在所示的实例中，（一个或多个）疏水性/介电材料打印机驱动器通信地耦接至一个或多个疏水性/介电材料打印机616。（一个或多个）疏水性/介电材料打印机驱动器614控制例如通过（一个或多个）疏水性/介电材料打印机616施加到底部基材上以涂覆电极阵列的电极（例如图3、4、5A和5B的电极阵列300、400、501的电极）的疏水性和/或介电材料的厚度、宽度和/或图案。（一个或多个）疏水性/介电材料打印机驱动器614还可以控制将疏水性和/或介电材料施加到基材上的速率。在一些实例中，（一个或多个）疏水性/介电材料打印机616通过向基材施加热和/或紫外光来固化疏水性和/或介电材料以形成疏水性和/或介电层（例如图5A和5B的疏水性和/或介电层515）。在此类实例中，（一个或多个）疏水性/介电材料打印机驱动器614还控制施加到基材上的热和/或紫外光的强度、暴露于热和/或紫外光的基材区域的尺寸、暴露于热和/或紫外光的持续时间等等。此外，示例性处理器608按照疏水性和/或介电材料施加方案运行（一个或多个）疏水性/介电材料打印机驱动器614，并由此运行（一个或多个）疏水性/介电材料打印机616。
示例性处理系统600还包括可以存储与示例性系统600的运行相关的信息的数据库618。该信息可以包括例如关于二元序列的信息（例如创建二元序列的数学函数）；电极的相对尺寸或面积；电极的相关联的相对体积；电极的布置；要经由电极制造（例如打印）工具在基材上创建的（一个或多个）电极图案；要施加到基材上的疏水性材料、介电材料和/或（一种或多种）其它材料的性质等等。
示例性处理系统600还包括用户界面，如例如图形用户界面（GUI）620。操作者或技术人员经由界面620与处理系统600互动，以提供例如与计算器606的运行相关的指令，如用于创建二元序列的数学函数、装置参数、所需稀释比和/或分析器灵敏度值或范围，以及电极阵列的尺寸；要通过（一个或多个）图案化工具612在基材上打印的图案；要通过（一个或多个）疏水性和/或介电材料打印机616施加的疏水性和/或介电材料等等。界面626还可以由操作者用于获得与已经完成和/或正在进行的任何电极图案化状态相关的信息，检查参数如电极图案化过程的速度和对齐，和/或进行校准。
在所示实例中，处理系统组件602、604、608、610、614、618经由通信链路622通信地耦接至示例性处理系统600的其它组件。通信链路622可以是使用任何过去、现在或未来的通信协议（例如蓝牙、USB 2.0、USB 3.0等等）的任何类型的有线连接（例如数据总线、USB连接等等）和/或任何类型的无线通信（例如射频、红外线等等）。而且，示例性系统600的组件可以集成在一个装置中，或分布在两个或更多个装置上。
图7是使用基于二元序列图案化的电极阵列的电极（例如图3、4、5A和5B的电极阵列300、400、502的电极）进行稀释的示例性处理系统700的框图。示例性处理系统700包括用于控制进行稀释的工具的控制器702。
例如，示例性处理系统700包括计算器驱动器704。示例性处理系统700可以包括一个或多个计算器驱动器704。（一个或多个）计算器驱动器704通信地耦接至一个或多个计算器706。（一个或多个）计算器驱动器704控制通过（一个或多个）计算器706进行的一种或多种算法的计算，所述计算用于确定选择性活化电极阵列中的哪些电极以基于预定的稀释比来沉积或夹断样品液滴和稀释剂液滴的体积。（一个或多个）计算器706还可以计算算法以确定选择性活化哪些电极以便在电极阵列中移动样品液滴和稀释剂液滴以形成稀释的液滴（例如图5B的稀释的液滴526）。（一个或多个）计算器驱动器704还控制由计算器706进行此类计算的速度。同样，示例性处理器708按照样品稀释计算方案运行（一个或多个）计算器驱动器704，并由此运行（一个或多个）计算器706。
示例性处理系统700包括液滴分配器驱动器710。在一些实例中，示例性处理系统700包括一个或多个液滴分配器驱动器710。（一个或多个）液滴分配器驱动器710通信地耦接至一个或多个液滴分配器712。在用于进行稀释过程的准备中（例如在图5B的准备阶段516的过程中），（一个或多个）液滴分配器712将样品流体和/或稀释剂的液滴分配到电极阵列的一个或多个电极上，如一个或多个储池电极或基础电极和/或该阵列的其它电极。通过（一个或多个）液滴分配器712分配的样品和/或稀释剂液滴的选择性部分可以被夹断，以便基于与通过图6的（一个或多个）图案化工具612创建的电极相关联的相对体积形成具有较小体积的样品和/或稀释剂液滴（例如图5A和5B的稀释剂液滴518及第一和第二样品液滴520、522）。（一个或多个）液滴分配器驱动器710控制分配的（一个或多个）液滴的尺寸、分配的（一个或多个）液滴的数量、在电极阵列中哪些电极接收所述（一个或多个）液滴等等。
在一些实例中，（一个或多个）液滴分配器驱动器710与（一个或多个）计算器驱动器704相关联地工作以便基于在稀释过程中将要使用的电极在一个或多个电极上选择性分配液滴（例如（一个或多个）液滴分配器712在靠近具有将要用于创建预定稀释比的相关联的相对体积的电极的电极上分配液滴以提高夹断过程中的效率）。同样，示例性处理器708按照液滴分配方案运行（一个或多个）液滴分配器驱动器710，并由此运行（一个或多个）液滴分配器712。
示例性处理系统700还包括电源驱动器714。在一些实例中，示例性处理系统600包括一个或多个电源驱动器714。（一个或多个）电源驱动器714通信地耦接至一个或多个电源716。（一个或多个）电源716提供电位以活化电极阵列的电极。（一个或多个）电源716可以是例如电压源。（一个或多个）电源驱动器714控制例如活化哪些电极，以及将电源施加至电极以移动和/或混合液滴的持续时间。
在一些实例中，（一个或多个）电源驱动器714与（一个或多个）计算器驱动器704相关联地工作以便向一个或多个电极选择性施加电位以夹断样品和/或流体液滴的（一个或多个）部分，从而基于由（一个或多个）计算器706识别为与用于创建稀释比的相对体积相关联的电极创建具有减小体积的样品和/或流体液滴（例如图5A和5B的稀释剂液滴518与第一和第二样品液滴520、522）。同样，在一些实例中，（一个或多个）电源驱动器714与（一个或多个）计算器驱动器704相关联地工作以便向一个或多个电极选择性施加电位，从而在稀释阶段（例如图5B的稀释阶段524）过程中移动或捕集减小体积的样品和/或稀释剂液滴以生成稀释的液滴（例如稀释的液滴526）。（一个或多个）电源驱动器按照通过（一个或多个）计算器706计算的算法控制一个或多个电极的选择性活化以实现预定的稀释比。同样，（一个或多个）示例性处理器708按照电极活化方案运行（一个或多个）电源驱动器714，并由此运行（一个或多个）电源716。
示例性处理系统700还包括数据库718，其可以存储与示例性系统700的运行相关的信息。该信息可以包括例如电极的相对体积；通过液滴分配器712分配的样品和/或稀释剂流体的量；获得稀释比的相对体积的组合；用于确定通过（一个或多个）电源716向与相应的相对体积相关的电极选择性施加电位以实现稀释比的算法；等等。
该示例性处理系统700还包括用户界面，如例如图形用户界面（GUI）720。操作者或技术人员经由界面720与处理系统700互动，以提供例如涉及以下的指令：通过计算器706计算稀释比；通过（一个或多个）液滴分配器712在用于夹断的准备阶段过程中分配样品和/或稀释剂液滴；经由（一个或多个）电源716的活化捕集和/或移动夹断的部分以生成稀释的液滴；等等。界面720还可以由操作者用于获得与已经完成和/或正在进行的任何稀释过程的状态相关的信息和/或进行校准。
在所示实例中，处理系统组件702、704、708、710、714、718经由通信链路722通信地耦接至示例性处理系统700的其它组件。通信链路722可以是使用任何过去、现在或未来的通信协议（例如蓝牙、USB 2.0、USB 3.0等等）的任何类型的有线连接（例如数据总线、USB连接等等）和/或任何类型的无线通信（例如射频、红外线等等）。而且，示例性系统700的组件可以集成在一个装置中，或分布在两个或更多个装置上。
尽管在图6和7中图解了实施与图3、4、5A和5B相关的电极创建和稀释过程的示例性方式，图6和7中图解的一个或多个要素、过程和/或装置可以以任何其它方式组合、分裂、重排、省略、消除和/或实施。此外，示例性控制器602、702；（一个或多个）示例性计算器驱动器604、704；（一个或多个）示例性计算器606、706；示例性处理器608、708；示例性图案化工具驱动器610；（一个或多个）示例性图案化工具612；（一个或多个）示例性疏水性材料打印机驱动器614；（一个或多个）疏水性材料打印机616；（一个或多个）示例性液滴分配器驱动器710；（一个或多个）示例性液滴分配器712；（一个或多个）示例性电源驱动器714；（一个或多个）示例性电源716；示例性数据库618、718；和/或，更通常地，图6和7的示例性处理系统600、700可以通过硬件、软件、固件和/或硬件、软件和/或固件的任意组合来实现。由此，例如，任何示例性控制器602、702；（一个或多个）示例性计算器驱动器604、704；（一个或多个）示例性计算器606、706；示例性处理器608、708；（一个或多个）示例性图案化工具驱动器610；（一个或多个）示例性图案化工具612；（一个或多个）示例性疏水性材料打印机驱动器614；（一个或多个）疏水性材料打印机616；（一个或多个）示例性液滴分配器驱动器710；（一个或多个）示例性液滴分配器712；（一个或多个）示例性电源驱动器714；（一个或多个）示例性电源716；示例性数据库618、718；和/或，更通常地，图6和7的示例性处理系统600、700可以通过一种或多种模拟或数字电路、逻辑电路、可编程处理器、专用集成电路（ASIC）、可编程逻辑器件（PLD）和/或现场可编程逻辑器件（FPLD）来实现。当读取本专利的任何设备或系统权利要求以覆盖纯软件和/或固件实施方式时，示例性控制器602、702；（一个或多个）示例性计算器驱动器604、704；（一个或多个）示例性计算器606、706；示例性处理器608、708；（一个或多个）示例性图案化工具驱动器610；（一个或多个）示例性疏水性材料打印机驱动器614；（一个或多个）示例性液滴分配器驱动器710；（一个或多个）示例性电源驱动器714；示例性数据库618、718；和/或，更通常地，图6和7的示例性处理系统600、700中的至少一个由此明确地定义为包括存储软件和/或固件的有形计算机可读存储设备或存储盘，如内存、数字通用光盘（DVD）、压缩盘（CD）、蓝光盘等等。再者，图6和7的示例性处理系统600、700可以结合或替代图6和7中所示那些包括一个或多个要素、方法和/或装置，和/或可以包括任何或全部所示要素、方法和装置中的多于一者。
代表用于实施图6的示例性处理系统600的示例性机器可读指令的流程图显示在图8中。代表用于实施图7的示例性处理系统700的示例性机器可读指令的流程图显示在图9中。在这些实例中，机器可读指令包括用于通过处理器（例如下文中结合图10讨论的示例性处理器平台1000中显示的处理器1012）来执行的程序。该程序可以体现在有形计算机可读存储介质如CD-ROM、软盘、硬盘、数字通用光盘（DVD）、蓝光盘或与处理器1012相关的内存上存储的软件中，但是整个程序和/或其部分可以替代地由处理器1012之外的装置来执行和/或体现在固件或专用硬件中。此外，尽管参照图8和9中显示的流程图描述了示例性程序，但也可以替代地使用实施示例性处理系统600和700的许多其它方法。例如，可以改变图框的执行顺序，和/或所述图框中的一些可以改变、消除或组合。
如上所述，图8和9的示例性方法可以使用存储在有形计算机可读存储介质如硬盘驱动器、闪存、只读存储器（ROM）、压缩盘（CD）、数字通用光盘（DVD）、缓存、随机存取存储器（RAM）和/或信息在其中存储任意持续时间（例如延长的时间段、永久地、短暂地、临时缓冲和/或缓存信息）的任何其它存储设备或存储盘上的编码指令（例如计算机和/或机器可读指令）来实施。本文中所用的术语有形计算机可读存储介质明确地定义为包括任何类型的计算机可读存储设备和/或存储盘，并排除传播信号和排除传输介质。本文中所用的“有形计算机可读存储介质”和“有形机器可读存储介质”可互换使用。此外或或者，图8和9的示例性方法可以使用存储在非暂时性计算机和/或机器可读介质如硬盘驱动器、闪存、只读存储器、压缩盘、数字通用光盘、缓存、随机存取存储器和/或信息在其中存储任意持续时间（例如延长的时间段、永久地、短暂地、临时缓冲和/或缓存信息）的任何其它存储设备或存储盘上的编码指令（例如计算机和/或机器可读指令）来实施。本文中所用的术语非暂时性计算机可读介质明确地定义为包括任何类型的计算机可读存储设备和/或存储盘，并排除传播信号和排除传输介质。如本文中所用，当短语“至少”在权利要求的前序部分中用作过渡语时，其是开放式的，与术语“包含”是开放式的方式相同。
图8描绘了代表基于二元序列在基材上创建电极图案的示例性方法800的示例性流程图。示例性方法800包括计算二元序列以便创建具有作为单位电极的分数的相对面积的电极（图框802）。要经由示例性方法800创建的各电极通过二元序列中的数字来表示。在图框802处计算二元序列包括基于该序列确定要形成的电极的数量，以及基于电极在该序列中的表示确定各电极的相对面积以及相关联的体积。在一些实例中，二元序列通过图6的计算器606来计算。计算器606可以通过图6的（一个或多个）计算器驱动器604来控制。
示例性方法800包括设计电极图案（图框804）。如上文公开的那样，二元序列的电极具有基于单位电极（例如图5A和5B的第一和第二电极504、506）的面积的相对面积。可以根据一个或多个因素在电极阵列中选择性布置电极，所述因素诸如要用于样品稀释的数字微流控芯片在分析装置中可用的尺寸和面积，以及要创建的电极的数量。电极图案可以以开放的方式设计，例如，如在图3的示例性电极阵列300中所示，或以嵌套的方式设计，如在图4的示例性电极阵列400中所示。可以设计其它电极图案以基于二元序列根据各电极的面积在电极阵列中布置电极。在一些实例中，可以使用图6的（一个或多个）计算器606和/或（一个或多个）图案化工具612中的一个或多个来设计电极图案。（一个或多个）图案化工具612可以通过图6的（一个或多个）图案化工具驱动器610来控制。
示例性方法800在图框806处继续在基材（例如图3、4、5A和5B的底部基材316、410、501）上图案化具有第一面积的单位电极。在示例性方法800中，单位电极可以通过二元序列（例如表1中的二元序列）中的数字“1”来表示。单位电极的面积用作在该图案中创建的其它电极的参比面积。可以使用一种或多种技术在基材上图案化单位电极，所述技术包括光刻法和/或激光烧蚀。在一些实例中，使用（一个或多个）图案化工具612在基材上图案化单位电极。
在示例性方法800中，在基材上图案化具有作为单位电极面积的分数的面积的第二电极（图框808）。第二电极可以是例如由二元序列中的下一数字表示的电极（例如图3的第二电极304，由表1的二元序列中的数字“2”表示，并且其面积是第一电极302的面积的一半）。在示例性方法800中，根据在图框804处设计的电极图案在基材上图案化第二电极，其确定了第二电极在该电极阵列中的位置。在一些实例中，使用（一个或多个）图案化工具612在基材上图案化第二电极。
示例性方法800包括决定是否在基材上图案化附加电极（图框810）。预定数量的电极可以根据例如电极阵列的尺寸、电极图案的布置以及要基于与电极相关联的相对体积所产生的稀释比的范围通过二元序列来表示。如果已经在基材上形成基于电极图案创建的二元序列的电极数量，示例性方法800继续至图框814，在那里施加疏水性和/或介电材料以涂覆该电极阵列的电极以形成疏水性和/或介电层（例如图5A和5B的疏水性和/或介电层515）。在一些实例中，通过图6的（一个或多个）疏水性和/或介电材料打印机616施加疏水性和/或介电材料。可以通过图6的（一个或多个）疏水性和/或介电材料打印机驱动器614控制（一个或多个）疏水性和/或介电材料打印机616。
如果要在基材上形成附加电极的话，示例性方法800继续至图框812，在那里创建其面积是单位电极面积的分数的附加电极。例如，在图框812处图案化的第一附加电极可以使具有第二分数面积的第三电极。在一些实例中，在图框808处创建的第二电极和在图框814处创建的附加电极（例如第三电极）的面积是不同的（例如第三电极由二元序列中的不同数字来表示，并由此具有不同于第二电极的相对面积）。在另一些实例中，第二电极和附加电极的相应面积基本相同。例如，在图框804处设计的电极图案可以包括一个或多个具有基本相同的相对面积的电极（例如由二元序列中的相同数字来表示）以允许在相对体积基本相同的电极上沉积样品流体和/或稀释剂的多个液滴，由此提高可以使用该电极实现的稀释比的范围。在示例性方法800中，按照在图框804处设计的电极图案在图框812处在基材上图案化附加（例如第三）电极，其确定了附加电极在电极阵列中的位置。在一些实例中，使用（一个或多个）图案化工具612在基材上图案化附加电极。
在图案化附加（例如第三）电极（图框812）之后，示例性方法800再次确定是否要图案化附加电极（图框810）。如果要图案化第二附加电极（例如第四电极）的话，示例性方法800在图框812处继续进行，并且如上文详述的那样图案化这样的电极。同样，如上文详述的那样，一旦不再图案化更多电极（图框810），添加涂层（图框814），并且示例性方法800结束。
示例性方法800能够创建具有作为单位电极或标准电极的分数且可以以二元序列表示的面积的电极。示例性方法800能够根据电极的相对面积灵活地设计电极图案。此外，示例性方法800能够形成具有不同面积或基本相同面积的多个电极。电极图案化方面的这种灵活性提供了可用于使用具有基于预定的二元序列计算的与电极相关联的体积的样品和稀释剂液滴产生一定范围的稀释比的电极阵列。
图9描绘了代表用于稀释样品的示例性方法900的示例性流程图。用于稀释样品的示例性方法900可以结合基于图8的示例性方法800形成的电极阵列的电极来实施。特别地，示例性方法900可以采用基于二元序列创建的电极来产生稀释曲线。
示例性方法900包括在电极阵列的一个或多个电极（例如图3、4、5A和5B的电极阵列300、400、501的电极）上分配一个或多个稀释剂的液滴和一个或多个样品流体的液滴（图框902）。在一些实例中，将稀释剂和/或样品流体分配到单位电极（例如图3、4、5A和5B的单位电极302、402、504、506）和/或储池电极（例如图3的储池电极328、330）上。稀释剂与样品流体的液滴可以通过图6的（一个或多个）液滴分配装置612来分配。通过图6的（一个或多个）液滴分配驱动器610来控制（一个或多个）液滴分配装置612。
在示例性方法900的图框904处，在图框902处分配的稀释剂和/或样品液滴的部分被夹断以形成相对于在图框902处分配的液滴具有减小体积的稀释剂和/或样品液滴。夹断液滴以形成体积减小的液滴可以通过选择性活化电极阵列中的一个或多个电极以使基于二元序列（例如在示例性方法800的图框802处确定的二元序列）与减小的体积相关联的电极捕集（一个或多个）更大的液滴的一部分来实施。在一些实例中，沉积在电极上的部分的体积大于与电极相关的体积，以使所述部分悬突在电极之上。
在一些实例中，图7的（一个或多个）计算器706基于将用于获得稀释比的相对体积确定应当选择性活化哪些电极以接收样品和/或稀释剂流体的夹断部分。此外，在一些实例中，（一个或多个）电源716提供电位以选择性活化电极。通过（一个或多个）计算器驱动器704控制（一个或多个）计算器706，通过图7的（一个或多个）电源驱动器714控制（一个或多个）电源716。
夹断液滴以形成体积减小的液滴能够在电极阵列中的所选电极上沉积一个或多个稀释剂液滴（例如图5A的稀释剂液滴518）和一个或多个样品液滴（例如图5A的第一和/或第二样品液滴520、522）。如上文中公开的那样，电极可以通过二元序列来表示，并根据标准单位电极被指定相对面积和相对体积。由此，沉积在该电极上的稀释剂和/或样品液滴的相对体积对应于所述液滴与之相关的电极的相对体积。
为了使用体积减小的液滴获得稀释比，示例性方法900包括基于与各电极相关联的相对体积选择性活化（一个或多个）电极（图框906）。在一些实例中，图7的（一个或多个）计算器706基于用于使用相对体积产生稀释比的一种或多种算法确定例如通过（一个或多个）电源716应当活化哪些电极。在一些实例中，同时活化一个或多个电极。在一些实例中，按顺序活化两个或更多个电极。在一些实例中，在不同的时间活化不同的电极，并且在一些实例中，一些活化时间至少部分重叠。
在图框906处选择性活化电极还通过改变例如表面张力性质电操控设置在该电极上的液滴。通过电操控液滴，稀释剂和/或样品液滴可以在电极阵列的电极之间移动。在示例性方法900中，经由活化的电极收集稀释剂和/或样品流体（例如液滴或夹断部分）（图框908）。在图框908处收集液滴可以包括例如将一个或多个样品和/或稀释剂液滴从第一电极移动至第二电极以便与一个或多个其它样品和/或稀释剂液滴合并（例如，如结合图5A公开的那样，将第一样品液滴520从第三电极508移动至第一电极504以便与稀释剂液滴518合并）或夹断液滴以合并稀释剂和/或样品流体。在一些实例中，收集多个稀释剂液滴以形成与一个或多个样品液滴合并的组合稀释剂液滴。在另一些实例中，基本同时收集稀释剂与样品液滴（例如第一稀释剂液滴可以与样品液滴合并以形成组合的样品-稀释剂液滴，其随后与第二稀释剂液滴合并）。液滴收集方案可以通过例如图7的计算器706来确定。
通过在电极阵列中收集和合并一个或多个稀释剂和/或样品液滴，生成了一个或多个包含稀释剂与样品流体的混合物的组合液滴。基于由此收集液滴的二元序列的电极，所述（一个或多个）组合液滴具有样品流体和/或稀释剂流体的已知相对体积。示例性方法900包括确定是否已经收集了相对体积的样品与稀释剂液滴以满足预定的稀释比（图框910）。如果尚未获得该稀释比，经由与可用于产生预定稀释比的相对体积相关的电极的选择性活化来收集样品和/或稀释剂液滴。
如果已经获得该稀释比，使得样品流体的浓度已经在例如用于分析该样品的分析装置的灵敏度范围内稀释，则将稀释的液滴移动至电极阵列的单位电极（例如图3、4、5A和5B的单位电极302、402、504、506）（图框912）。将稀释的液滴移动至单位电极安置该液滴以便转移至分析装置中的分析器（例如图3、4、5B的分析器322）。在一些实例中，样品和/或稀释剂液滴设置在单位电极上，使得稀释的液滴包括与单位电极相关的样品和/或稀释剂的相对体积。将稀释的液滴移动至单位电极以便转移到分析器可以通过经由例如（一个或多个）电源716向电极阵列的一个或多个电极施加电位以操控该液滴来进行。
由此，示例性方法900通过由具有相对体积的一个或多个稀释剂液滴和一个或多个样品液滴构造稀释液滴来稀释样品，所述相对体积基于使用二元序列创建的电极。不同于重复地合并和分裂样品与稀释剂流体的液滴，在示例性方法900中，选择性收集样品与稀释剂液滴以形成稀释的液滴，其包括满足预定稀释比的体积的样品和稀释剂。示例性方法900在产生稀释曲线方面提供了提高的精度，因为鉴于电极在二元序列中的表示，样品和稀释剂液滴的相对体积是已知的。示例性方法900能够通过选择性组合来自电极阵列中的电极的液滴获得各种稀释比。
图10是能够执行图8和9的指令以实现图6和7的设备的示例性处理器平台1000的框图。处理器平台1000可以是例如服务器、个人计算机、移动设备（例如手机、智能手机、平板电脑，诸如iPadTM）、个人数字助理（PDA）、互联网设备或任何其它类型的计算装置。
所示实例的处理器平台1000包括处理器1012。所示实例的处理器1012是硬件。例如，处理器1012可以通过一个或多个集成电路、逻辑电路、微处理器或来自任何所需系列或制造商的控制器来实现。
所示实例的处理器1012包括本地存储器1013（例如缓存）。所示实例的处理器1012经由总线1018与包括易失存储器1014和非易失存储器1016的主存储器通信。易失存储器1014可以通过同步动态随机访问存储器（SDRAM）、动态随机访问存储器（DRAM），RAMBUS动态随机访问存储器（RDRAM）和/或任何其它类型的随机访问存储器件来实现。非易失存储器1016可以通过闪存和/或任何其它所需类型的存储器件来实现。通过存储器控制器来控制对主存储器1014、1016的访问。
所示实例的处理器平台1000还包括接口电路1020。接口电路1020可以通过任何类型的接口标准，如以太网接口、通用串行总线（USB）和/或PCI Express接口来实现。
在所示实例中，一个或多个输入设备1022连接到接口电路1020。（一个或多个）输入设备1022允许使用者将数据和命令输入处理器1012。（一个或多个）输入设备可以通过例如音频传感器、麦克风、照相机（数码相机或摄像机）、键盘、按钮、鼠标、触摸屏、轨迹板、轨迹球、等点鼠标（isopoint）和/或语音识别系统来实现。
一个或多个输出设备1024也连接到所示实例的接口电路1020。输出设备1024可以例如通过显示器件（例如发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)、液晶显示器、阴极射线管显示器(CRT)、触摸屏、触觉输出设备、打印机和/或扬声器）来实现。因此，所示实例的接口电路1020通常包括图形驱动卡、图形驱动芯片或图形驱动处理器。
所示实例的接口电路1020还包括通信设备，诸如发射机、接收机、收发器、调制解调器和/或网络接口卡，以便于经由网络1026（例如以太网连接、数字用户线路(DSL)、电话线、同轴电缆、移动电话系统等等）与外部机器（例如任何类型的计算设备）交换数据。
所示实例的处理器平台1000还包括用于存储软件和/或数据的一个或多个大容量存储设备1028。此类大容量存储设备1028的实例包括软盘驱动器、硬盘驱动器、压缩盘驱动器、蓝光盘驱动器、RAID系统和数字通用盘（DVD）驱动器。
图8和图9的编码指令1032可以存储在大容量存储设备1028、易失存储器1014、非易失存储器1016中和/或存储在可移动的有形计算机可读存储介质如CD或DVD上。
从前文可以理解，上面公开的方法、设备和系统经由数字微流控技术来稀释样品流体，所述数字微流控技术使用基于二元序列创建的不同尺寸的电极以选择性实现目标样品浓度水平。通过二元序列表示的电极具有基于单位电极或标准电极的分数面积。假设在其上形成电极的底部基材与顶部基材之间的间隙高度恒定，二元序列中的各电极可以基于分数面积来指定相对体积。本文中公开的实例提供了含有与不同的相对体积和/或基本相同的相对体积相关联的电极的组合的电极阵列以满足各种稀释方案。此外，不同尺寸的电极可以以各种布局来布置以适应例如分析装置内的空间限制。
使用不同尺寸的电极进行稀释能够通过选择性活化与特定相对体积相关联的电极以便经由液滴的电操控来合并和混合沉积在电极上的样品与稀释剂液滴来产生一定范围的稀释比。通过合并和混合具有基于二元序列的已知相对体积的选择性样品与稀释剂液滴，本文中公开的示例性方法和系统能够灵活地生成满足各种稀释比的稀释液滴。本文中公开的实例能够从样品和稀释剂体积的组合构建稀释的液滴，而非受限于通过重复合并和分裂液滴获得的稀释因子。本文中公开的实例提供了稀释过程中的效率，因为收集来自各电极的一个液滴以形成稀释的液滴。此外，本文中公开的实例通过减少电极表面上进行的操作数量并由此降低表面张力效应和操控大液滴的难度减少了稀释过程中的误差。本文中公开的实例还提供了稀释过程中的精度，因为基于从中收集液滴的电极的相对体积，在生成稀释液滴之前，样品和/或稀释剂体积是已知的。
尽管已经在本文中公开了某些示例性方法、设备和制品，本专利的覆盖范围并不限于此。反之，本专利覆盖适当地落在本专利的权利要求范围内的所有方法、设备和制品。

Claims (21)

1.一种方法，包括：
在第一基材上图案化第一电极，所述第一电极具有第一面积；
在所述第一基材上图案化第二电极，所述第二电极具有第二面积，其中所述第二面积是所述第一面积的分数；
基于所述第一面积和所述第一基材与第二基材之间的间隙的高度将所述第一电极与第一体积相关联；和
基于所述第二面积和所述间隙的高度将所述第二电极与第二体积相关联，其中所述第一电极与所述第二电极分别基于所述第一面积和所述第一体积与所述第二面积和所述第二以二元序列表示。
2.权利要求1的方法，进一步包括在所述第一基材上图案化第三电极，所述第三电极具有第三面积，所述第三面积是所述第一面积的分数，其中图案化第三电极包括在所述第三电极与所述第一电极之间嵌套所述第二电极。
3.权利要求1的方法，进一步包括在所述第一基材上图案化第三电极，所述第三电极具有第三面积，所述第三面积是所述第一面积的分数，其中图案化所述第三电极包括基于第一面积的尺寸、第二面积的尺寸和第三面积的尺寸按顺序布置所述第一电极、所述第二电极和所述第三电极。
4.权利要求1的方法，进一步包括用至少一种疏水性或介电材料涂覆所述第一电极和所述第二电极。
5.权利要求1的方法，进一步包括使用激光器或光刻打印机中的一种或多种在所述第一基材上图案化所述第一电极和所述第二电极。
6.权利要求1的方法，进一步包括相对于第一电极的第一面积计算多个电极的二元序列。
7.一种方法，包括：
选择性活化具有第一面积的第一电极、具有第二面积的第二电极和具有第三面积的第三电极，所述第一面积大于所述第二面积和所述第三面积，且所述第二面积大于所述第三面积，
其中将具有第一体积的第一液滴设置在所述第一电极上，将具有第二体积的第二液滴设置在所述第二电极上，将具有第三体积的第三液滴设置在所述第三电极上，所述第一液滴、第二液滴或第三液滴中的至少一个包括稀释剂，并且所述第一液滴、第二液滴或第三液滴中的至少一个包括样品，并且其中选择性活化导致所述第一液滴、第二液滴或第三液滴中的至少一个相对于其它的液滴移动；和
基于所述选择性活化，合并所述第一液滴、第二液滴和第三液滴以形成组合液滴，其中基于所述第一体积、第二体积和第三体积稀释组合液滴的样品。
8.权利要求7的方法，其中由非整数稀释因子稀释所述样品。
9.权利要求7的方法，进一步包括通过选择性活化所述第一电极和第四电极将第一液滴分配在第一电极上，其中具有大于第一体积的第四体积的第四液滴经设置在所述第四电极上，所述第四液滴的一部分要分布到第一电极上。
10.权利要求7的方法，其中所述合并包括：
经由所述选择性活化来移动靠近所述第二电极的所述第一液滴；
基于所述选择性活化分割所述第二液滴的一部分；和
合并所述第一液滴与所述第二液滴的所述部分。
11.权利要求10的方法，进一步包括：
将包括所述第二液滴的所述部分的第一液滴移动至所述第三电极；
基于所述选择性活化分割所述第三液滴的一部分；和
组合所述第三液滴的所述部分与所述第一液滴和所述第二液滴的所述部分以形成组合液滴。
12.权利要求11的方法，进一步包括经由所述选择性活化使所述组合液滴返回至所述第一电极。
13.一种设备，包括：
第一基材；
第二基材，所述第二基材与所述第一基材间隔开；
设置在所述第一基材上的电极图案，所述电极图案包括多个电极，所述多个电极包括具有第一面积的第一电极、具有相对于第一面积的第一分数面积的第二电极、和具有相对于第一面积的第二分数面积的第三电极，所述第一面积、第一分数面积和第二分数面积各自不同。
14.权利要求13的设备，其中第一分数面积是第一面积的二分之一。
15.权利要求13的设备，其中第二分数面积是第一面积的四分之一。
16.权利要求13的设备，其中所述电极图案进一步包括具有相对于第一面积的第三分数面积的第四电极。
17.权利要求16的设备，其中所述电极图案进一步包括具有相对于第一面积的第四分数面积的第五电极。
18.权利要求16的设备，其中所述第三分数面积基本上等于第一分数面积或第二分数面积之一。
19.权利要求16的设备，其中所述第三分数面积不同于第一分数面积和第二分数面积。
20.权利要求13的设备，其中所述第一面积与设置在第一电极上的第一液滴的第一体积相关联，所述第一分数面积与设置在第二电极上的第二液滴的第二体积相关联，且所述第二分数面积与设置在第三电极上的第三液滴的第三体积相关联，第二体积和第三体积是基于电极图案相对于第一体积的分数体积。
21.权利要求20的设备，其中所述第二体积基本上等于所述第一体积的二分之一。
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