CN114729950A - 阵列液滴操纵 - Google Patents

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Abstract

在一个示例中，一种装置可以包括控制器，该控制器通信地耦合到液滴分配器以将流体沉积在包括多个液滴操纵电极的数字微流体(DMF)阵列上，该控制器用于：从所述多个液滴操纵电极中选择第一液滴操纵电极，经由所述液滴分配器将第一流体体积分配在所述第一液滴操纵电极上；将所述液滴分配器定位在所选择的第一液滴操纵电极上方；以及将第一流体体积沉积到所选择的第一液滴操纵电极上。

Description

阵列液滴操纵
背景技术
数字微流体系统可被用于通过操纵流体液滴来执行各种化学、生物和生化过程。沉积在微流体系统上的流体可以在跨电极的路径上移动和操纵。在一些系统中，对液滴的操纵包括液滴移动通过系统的各个部分，以及利用热、磁场等对液滴进行处理。
附图说明
图1是根据本公开的用于阵列液滴操纵的一个示例性计算设备和数字微流体阵列。
图2是根据本公开的用于阵列液滴操纵的一个示例性液滴分配器和数字微流体阵列。
图3是根据本公开的用于阵列液滴操纵的另一示例性液滴分配器和数字微流体阵列。
图4是根据本公开的包括用于阵列液滴操纵的盖的一个示例性液滴分配器和数字微流体阵列。
图5是根据本公开的包括用于阵列液滴操纵的盖的另一示例性液滴分配器和数字微流体阵列。
图6是根据本公开的阵列液滴操纵的框图。
图7是根据本公开的阵列液滴操纵的框图。
图8是表示根据本公开的处理资源的功能图的一个示例，该处理资源与具有写入在其上的用于阵列液滴操纵的指令的存储器资源通信。
具体实施方式
数字微流体(DMF)系统可用于实施多种分析过程，其可包括流体操纵。DMF系统可以包括电极的DMF阵列，其可被用于操纵液滴以通过物理移动流体液滴穿过DMF阵列来执行分析过程。一些分析过程涉及流体操纵，诸如施加热量、施加磁场、混合流体等。一些分析过程涉及感测流体的各种属性。分析过程的流体操纵可以通过DMF阵列中的元件如加热电路、传感电路等来实现。一些DMF系统被制造为印刷电路板(PCB)，其中，上述电路被实现为PCB上的迹线。
当流体在DMF阵列上移动时，分析过程中使用的试剂可能会易于被污染。对于在分析过程期间发生的反应，不同液滴形式的试剂被集合(例如，合并)在一起以聚结和混合从而引发反应。如本文所用的，术语“合并”是指第一流体与另一流体组合。液滴可以被分裂，因此分析过程的产物可被用于进一步的(潜在组合的)反应。液滴可以在DMF上采取从第一电极移动到后续电极的特定路径。沿特定路径移动液滴可以防止其它液滴采取该特定路径。这可以限制DMF阵列的路径数量(例如，电极数量)，其可以被液滴使用而没有污染的风险。此外，由于一些试剂可能更可能引起污染和/或具有腐蚀性，所以可通过合并液滴和试剂而混合在一起的试剂数量和类型可能会受到限制。
本公开涉及利用耦合到液滴分配器(例如，喷墨打印头)的计算设备来将流体体积从耦合到液滴分配器的贮液器沉积到DMF阵列的液滴操纵电极上。如本文所用，术语“贮液器”是指一种能够在容器内包含试剂的容器。计算设备可以包括控制器，以将液滴分配器与DMF阵列的液滴操纵电极对准，并沉积包括在所耦合的贮液器中的试剂。如本文所用，术语“液滴操纵电极”是指一种DMF阵列的电极，其可改变和/或操纵沉积在DMF阵列的电极上的液滴和/或流体体积。
液滴分配器可配备有传感器(例如，照相机、光谱仪、照度检测、温度传感器等)。液滴分配器可以使用传感器来确定分析过程期间的反应结果，将液滴分配液滴操纵电极对准，和/或确定沉积在液滴操纵电极上的试剂的状态(例如，确定分析过程的完成)。液滴分配器可以被对准以将液滴沉积到现存液滴上、沉积到没有现存液滴的液滴操纵电极上和/或沉积到疏水流体上。通过检测(通过计算设备和/或控制器)DMF阵列的电容变化，液滴分配器可与液滴操纵电极对准。
本发明的示例包括将液滴从液滴分配器动态地施加到DMF阵列上。例如，分析过程可以响应于试剂被沉积在液滴操纵电极上而被启动，并且基于分析过程的结果，控制器可以将液滴分配器与不同的液滴操纵电极对准以从不同的贮液器沉积不同的试剂。
在另一示例中，计算设备可以避免基于第一分析过程的结果启动另一分析过程和/或避免将液滴分配器与不同的液滴操纵电极对准。使用液滴分配器递送试剂至DMF阵列可通过降低污染风险和增加可用于进行分析过程的试剂种类来增加在单独的阵列上执行的分析过程的数量。增加在单独的阵列上执行的分析过程的数量可以提供更有效的DMF阵列，降低成本，并提供更多各种各样的分析过程。
本文中的图遵循编号惯例，其中，第一位对应于附图图号且其余数字标识附图中的元件或组件。在本文的各个附图中示出的元件可以能够被添加、交换和/或消除，以便提供本公开的多个附加示例。另外，附图中提供的元件的比例和相对尺度旨在说明本公开的示例，而不应在限制意义上进行理解。
如本文所使用，尤其相对于附图中的参考数字，诸如“N”、“M”及“P”等的指示符指示任何数量的特定特征，因此可包括所述指示。还应理解，本文所用的术语仅是为了描述特定示例的目的，而不是用于进行限制。如本文所用，单数形式“一”、“一个”和“该”可包括单数和复数指代物，除非上下文另外明确指出。
图1是根据本公开的用于阵列液滴操纵的一个示例性计算设备101和数字微流体阵列110。图1示出了计算设备101形式的一个示例性装置。计算设备101可以包括诸如处理器和存储器的资源，并且控制器102可以利用计算设备101的资源来执行特定功能。控制器102可耦合到液滴分配器112。液滴分配器112可以包括多个贮液器104-1至104-P，其可以包含流体(例如，用于分析测定的试剂)以分配液滴105。液滴分配器112可以将来自贮液器104-1、104-P或两者的液滴105作为流体体积106-1、106-2、106-3和/或106-M沉积到DMF阵列110的多个液滴操纵电极108-1、108-2或108-N上。
液滴操纵电极108-1、108-2和108-N在本文中可以统称为一个或多个液滴操纵电极108。DMF阵列110的一些液滴操纵电极108没有标记有标识符，以免混淆本公开的示例。流体体积106-1、106-2、106-3和106-M在此可以统称为一个或多个流体体积106。贮液器104-1至104-P在本文中可以统称为一个或多个贮液器104。贮液器104可以各自包含相同的流体或不同的流体。例如，多个贮液器104可以耦合到液滴分配器112，其中，多个贮液器104-1至104-N中的每一个可以包含不同的流体。
流体体积106可以是由液滴分配器112沉积在液滴操纵电极108上的流体体积，或者是已经存在于液滴操纵电极108上的流体体积。例如，当DMF阵列110被制造或以其他方式制备时，特定试剂就被沉积在液滴操纵电极108上。已经存在于液滴操纵电极108上的特定试剂可以策略性地定位，使得在分析过程期间可以将其他流体体积106与它们合并。
DMF阵列110可耦合到电源(未示出以免混淆本公开的示例)。电源可用于向DMF阵列110的液滴操作电极108施加电压。DMF阵列110的液滴操纵电极108可以涂覆有膜，以使流体体积106与液滴操纵电极108电绝缘，并且为流体体积106提供低摩擦表面。如将结合图4和图5所讨论的，DMF阵列110可覆盖有电接地的盖。该电接地的盖可间断地覆盖DMF阵列110(例如，当液滴分配器112不分配流体时)，或者该盖可被穿孔以具有孔，使得液滴105可穿过该盖。
控制器102可以控制DMF阵列110、液滴分配器112或两者的移动和操作。控制器102可以是计算设备101的一个组件，诸如处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、金属可编程单元阵列(MPCA)或被配置为协调机器可读指令的执行的电路和/或逻辑的其他组合。
当控制器102指示后，液滴分配器112就可以将液滴105改变到要沉积到液滴操纵电极106上的特定体积。例如，基于分析过程，液滴105可以被液滴分配器112定制以沉积精确的体积。一些分析过程如聚合酶链式反应(例如PCR)使用了小体积(例如皮升和/或微升)。控制器102可以将液滴分配器112移动到与液滴操纵电极106对准的位置。如本文所述，液滴分配器可以配备有传感器以确定液滴分配器112与液滴操纵电极108的对准。控制器102可以使DMF阵列110和/或液滴分配器112移动以将液滴分配器与液滴操纵电极106对准。例如，液滴分配器112可以与液滴操纵电极108-1对准以沉积液滴105。控制器102和液滴分配器112可以通过测量特定液滴操纵电极108-1相对于相邻液滴操纵电极(例如，108-2)的电容来确认液滴105的位置。
液滴分配器112可以是经修改的喷墨打印头。在一个示例中，这种经修改的喷墨打印头是热喷墨(TIJ)的，其使用了加热电阻器来形成喷射气泡以推进液滴。在另一示例中，液滴分配器112(例如，经修改的喷墨打印头)是压电喷墨(PIJ)的，其使用了压电致动器来喷射液滴。
计算设备101和/或控制器102可以经由生成用于液滴操纵电极的控制信号来实施分析过程。如上所述，DMF阵列110可使DMF阵列110周围的流体体积106移动。例如，控制器102可以使流体体积106-1从第一液滴操纵电极108-1移动到第二液滴操纵电极108-2(或移动到其他液滴操纵电极108-N)。在该示例中，分析过程可以在液滴操纵电极108-1和108-2中的每一个上启动。在本文描述的一些示例中，计算设备101和/或控制器102可以基于在液滴操纵电极108上执行的分析过程的结果来确定流体体积106要在DMF阵列110上移动到何处。
DMF阵列110可以使用诸如电润湿、介电泳和/或不混溶流体流的原理来实现分析过程，该分析过程可以在液滴操纵电极108上完成。多个液滴操纵电极108可以通过利用DMF阵列110中的绝缘元件(例如，垫)来实施分析过程，所述绝缘元件是诸如加热电路、感测电路、磁场等。例如，液滴操纵电极108可以包括专用垫以对液滴105和/或流体体积106执行分析过程或以其他方式操纵。
专用垫的示例包括具有嵌入式硅集成电路的电极传感器，用于反应监测和/或确定样品(例如，液滴105和/或流体体积106)浓度；具有用于细胞裂解、热循环和分析过程(例如反应)控制的集成电路控制的加热器；用于流体感测、化学分析、光学检测等的直接硅接触；DMF等分垫，其具有局部多路分离器以分配液滴，用于多个分析过程、加热和另外的光学感测；和/或具有嵌入的磁体的DMF垫，其用于磁性颗粒阱中，该磁性颗粒捕集器可用于脱氧核糖核酸(DNA)分离等用途。在DMF阵列110上可以使用专用垫的组合，使得流体体积106可在DMF阵列周围移动以执行各种分析过程。
分析过程的示例可包括DNA分离和/或提取、聚合酶链式反应(PCR)(包括PCR变种，诸如数字PCR、液滴数字PCR、定量实时PCR等)、基于细胞的多重测定(例如细胞培养、转化测定、热激载体转化等)、化学合成/分析等。虽然本文讨论了特定的分析过程，但是也可以实施其他分析过程。
分析过程中使用的一些试剂可能是腐蚀性的、反应性的、高度易受污染的或以其它方式难以操纵的。例如，一些分析过程包括挥发性试剂(例如，甲醇、乙醇、乙酸酯等)，其可以快速蒸发，特别是当以小体积和/或加热使用时。出于这些原因，分配一定体积的挥发性试剂(例如丙酮)可以确保预期流体体积106沉积在预期的液滴操纵电极108上。其它试剂可能容易被DMF阵列110的表面吸附(例如，蛋白质吸附)或污染。在这些示例中，当这些试剂用于分析过程中时，在某个时间和/或位置沉积这些试剂可能是有益的。
在一个示例中，控制器102可以通信地耦合到液滴分配器112，以将流体沉积在包括多个液滴操纵电极108的DMF阵列110上。如本文所使用的，“通信地耦合”是指设备之间的各种有线和/或无线连接，使得数据和/或信号可以在设备之间的各种方向上进行传送。控制器102和/或计算设备101可以将与DMF阵列110的操作相关的控制信号发送到液滴分配器112和/或DMF阵列110。控制器102和/或计算设备101可以从DMF阵列110、液滴分配器112、贮液器104和/或液滴操纵电极108接收信息。在一些示例中，控制器102将经由被发送到多个液滴操纵电极108中的至少一些的控制信号的生成来实施分析过程。
例如，控制器102可以从多个液滴操纵电极108中选择第一液滴操纵电极108-1，在其上经由液滴分配器112分配第一流体体积106-1。第一流体体积106-1可来自第一贮液器104-1。第一贮液器104-1中包含的流体可以是分析过程中包括的试剂。控制器102和/或计算设备101可以将液滴分配器112定位在所选择的第一液滴操纵电极108-1上方，并且将第一流体体积106-1沉积到所选择的第一液滴操纵电极108-1上。在一些示例中，控制器102可以使DMF阵列110移动到液滴分配器112下方的位置，使得液滴分配器112与目标液滴操纵电极(例如，108-1)对准。在其他示例中，控制器102和/或计算设备101可以使DMF阵列110和液滴分配器112移动到使液滴分配器112与目标液滴操纵电极(例如，108-1)对准的位置。
控制器102和/或计算设备101可以检测和/或接收表示来自液滴操纵电极108的检测的信号。如本文所使用的，术语“信号”指的是可以由控制器102和/或计算设备101发送和接收的电指示。例如，在分析过程期间，第一液滴操纵电极108-1可以产生可以由控制器102和/或计算设备101检测为信号的一个结果。控制器102和/或计算设备101可以响应于分析过程产生的该结果而生成控制信号。
例如，控制器102可以响应于来自第一液滴操纵电极108-1的检测而生成控制信号以使液滴分配器112移动到多个液滴操纵电极108中的第二液滴操纵电极108-2上方的不同位置。控制器102可以基于由该分析过程产生的结果生成控制信号以将液滴分配器112移动到第二液滴操纵电极108-2上方的不同位置。基于该结果，控制器102和/或计算设备101可以生成控制信号以使液滴分配器112将第二流体体积106-2沉积到第二液滴操纵电极108-2上。控制器102和/或计算设备101可以响应于该检测，使第一液滴操纵电极108-1上的第一流体体积106-1与第二液滴操纵电极108-2合并，其中，第一流体体积106-1和第二流体体积106-2是不同的流体。不同的流体可以是包括在相应的贮液器104中的不同的试剂。
如本文所述，在一些示例中，DMF阵列110使用技术(例如，电润湿)沿DMF阵列110上的特定路径移动流体体积(例如，第一流体体积106-1)。例如，在分析过程期间，第一流体体积106-1可以从液滴操纵电极108-1移动以与流体体积106-M合并。流体体积106的合并可以允许流体体积106合起来以在分析过程期间产生结果。基于该分析过程的结果，控制器102和/或计算设备101可以确定将流体体积106移动到哪里和/或是否定位液滴分配器112和/或DMF阵列110以沉积来自贮液器104的液滴105。在一些示例中，控制器102和/或计算设备101可以移动液滴分配器112以在没有来自第一液滴操纵电极108-1的检测的情况下与不同的位置对准。
例如，控制器102和/或计算设备101可以发送控制信号，以在没有来自第一液滴操纵电极108-1的检测的情况下，使液滴分配器112移动到多个液滴操纵电极108中的第二液滴操纵电极108-2上方的不同位置，并且使第一液滴操纵电极108-1上的第一流体体积106-1移动到第二液滴操纵电极108-1。在该示例中，第一液滴操纵电极108-1可能已经利用了分析过程(例如，热、磁场等)处理了第一流体体积106-1，并且在没有检测的情况下，控制器102和/或计算设备101可以将第一流体体积106-1移动到第二液滴操纵电极108-2，以继续分析过程。
例如，控制器102可以使液滴分配器112将第二流体体积106-2沉积到第二液滴操纵电极108-2上的第一流体体积106-1(其已经移动到第二液滴操纵电极108-2)上，其中，第一流体体积106-1和第二流体体积108-2是不同的流体。这样，控制器102和/或计算设备101可以动态地控制流体体积106。换句话说，在第一液滴操纵电极108-1上执行的第一分析过程的结果可以确定在另一液滴操纵电极108-2上执行的第二分析过程。
虽然在图1的示例中讨论了液滴操纵电极108-1和108-2，但是在相同的时间段期间，其他液滴操纵电极(例如，108-N)可以与其他流体体积(例如，106-M)一起使用。换句话说，在一段时间期间，DMF阵列110上可出现多个分析过程。
图1描述了动态使用耦合到多个贮液器104的液滴分配器112(例如，打印头)，所述贮液器可分别包含用于分析过程中的试剂。分配来自包括在液滴分配器112中的贮液器104的液滴105可以通过从贮液器104分配特定试剂来增加分析过程的量。
图2是根据本公开的用于阵列液滴操纵的一个示例性液滴分配器212和数字微流体阵列210。图2示出了可类似于图1的计算设备101的计算设备201，其耦合到可类似于控制器202的控制器202，以及可类似于图1的液滴分配器112的液滴分配器212。尽管为了不模糊本公开的示例而未在图2中示出，但是液滴分配器212可以包括包含流体(例如，试剂)的贮液器(例如，图1的贮液器104)。液滴分配器212可以将可类似于图1的液滴105的液滴205分配到耦合到可类似于图1的DMF阵列110的DMF阵列210的可类似于图1的液滴操纵电极108的液滴操纵电极208-1和208-N上。可以将与图1的流体体积106类似的流体体积206沉积在液滴操纵电极208上。
可选地，如虚线所示，液滴操纵电极206可被疏水流体214覆盖。在一些示例中，疏水液体214可以是一种油(例如，矿物油)。在该示例中，疏水流液体14可以减少液滴205和/或流体体积206的蒸发速率，这可以使尺寸和浓度在分析过程的测试和评估期间保持相对稳定。
图2所示的示例示出了液滴操纵电极208-1上的流体体积206。控制器202和/或计算设备201可以将控制信号发送到DMF阵列210以启动液滴操纵电极208-1上的分析过程。基于分析过程的结果，控制器202和/或计算设备201可以对准液滴分配器212以将液滴205沉积到流体体积206上。在一些示例中，控制器202和/或计算设备201可以避免使DMF阵列210将该流体体积206移动到不同的液滴操纵电极(例如，208-N)。在该示例中，液滴操纵电极208-1可以包括与液滴操纵电极208-N的功能(例如，磁场、液滴划分等)不同的功能(例如，热、化学感测等)。基于液滴操纵电极208-1上的分析过程的结果，控制器202和/或计算设备201可以确定避免将该流体体积206移动到不同的液滴操纵电极208-N。
图3是根据本公开的用于阵列液滴操纵的一个示例性液滴分配器312和数字微流体阵列310。图3示出了可类似于图1的计算设备101的计算设备301，其耦合到可类似于控制器302的控制器302，以及可类似于图1的液滴分配器112的液滴分配器312。尽管为了不妨碍本公开的示例而未在图3中示出，但是液滴分配器312可以包括包含流体(例如，试剂)的贮液器(例如，图1的贮液器104)。液滴分配器312可以将可类似于图1的液滴105的液滴305分配到耦合到可类似于图1的DMF阵列110的DMF阵列310的可类似于图1的液滴操纵电极108的液滴操纵电极308-1和308-N上。可以将可类似于图1的流体体积106的流体体积306沉积在液滴操纵电极308上。
可选地，如虚线所示，液滴操纵电极306可被疏水流体314覆盖。在一些示例中，疏水液体314可以是一种油(例如，矿物油)。在该示例中，疏水液体314可以减少液滴305和/或流体体积306的蒸发速率，这可以使尺寸和浓度在测试和评估期间保持相对稳定。
图3所示的示例示出了液滴操纵电极308-1上的流体体积306。控制器302和/或计算设备301可以将控制信号发送到DMF阵列310以启动液滴操纵电极308-1上的分析过程。基于分析过程的结果，控制器302和/或计算设备301可以对准液滴分配器312以将液滴305沉积到不同的液滴操纵电极308-N上，其中，不同的液滴操纵电极308-N不具有现有流体体积。控制器302和/或计算设备301可以发送控制信号以将该流体体积306移动到不同的液滴操纵阵列308-N上，如箭头309所指示的。这样，液滴305和该流体体积306可以合并。在该示例中，液滴操纵电极308-1可以包括与液滴操纵电极308-N的功能(例如，磁场)不同的功能(例如，加热)。基于液滴操纵电极308-1上的分析过程的结果，控制器302和/或计算设备301可以确定将该流体体积306移动到不同的液滴操纵电极308-N。
图4是根据本公开的用于阵列液滴操纵的一个示例性液滴分配器412和包括盖416的数字微流体阵列410。图4示出了可类似于图1的计算设备101的计算设备401，其耦合到可类似于控制器402的控制器402，以及可类似于图1的液滴分配器112的液滴分配器412。尽管为了不妨碍本公开的示例而未在图4中示出，但是液滴分配器412可以包括包含流体(例如，试剂)的贮液器(例如，图1的贮液器104)。液滴分配器412可将类似于图1的液滴105的液滴405分配到可类似于图1的液滴操纵电极108的液滴操纵电极408-1和408-N上，其耦合到可类似于图1的DMF阵列110的DMF阵列410。可以将与图1的流体体积106类似的流体体积406沉积在液滴操纵电极408上。
DMF阵列410可被盖覆盖。该盖414可以接地并用作接地电极。在一些示例中，该盖416可以在液滴405沉积之间间断地使用，如结合图2和3所示的示例性DMF阵列210和310。在另一示例中，该盖可以穿孔。
例如，如图4所示，盖416包括孔418。如本文所用，术语“孔”是指穿过诸如盖416的物体的开口。该孔可以是盖中的开口，使得液滴418可以穿过该盖416。
可选地，液滴操纵电极406可被疏水流体414覆盖。在一些示例中，疏水液体414可以是一种油(例如，矿物油)。在该示例中，疏水液体414可以减少液滴405和/或流体体积406的蒸发速率，这可以使尺寸和浓度在测试和评估期间保持相对稳定。
图4所示的示例包括在液滴操纵电极408-1上的流体体积406。控制器402和/或计算设备401可以将控制信号发送到DMF阵列410以启动在液滴操纵电极408-1上的分析过程。基于分析过程的结果，控制器402和/或计算设备401可以对准液滴分配器412以将液滴405沉积到该流体体积406上。在一些示例中，控制器402和/或计算设备401可以避免使DMF阵列410将该流体体积406移动到不同的液滴操纵电极(例如，408-N)。在该示例中，液滴操纵电极408-1可以包括与液滴操纵电极408-N的功能(例如磁场)不同的功能(例如加热)。基于液滴操纵电极408-1上的分析过程的结果，控制器402和/或计算设备401可以确定避免将该流体体积406移动到不同的液滴操纵电极408-N。例如，如果第一液滴操纵电极上的分析过程不具有预期结果，则控制器402可以确定添加试剂(例如，液滴405)并且再次尝试该分析过程。
图5是根据本公开的用于阵列液滴操纵的另一示例性液滴分配器512和包括盖516的数字微流体阵列510。图5示出了可类似于图1的计算设备101的计算设备501，其耦合到可类似于控制器502的控制器502，以及可类似于图1的液滴分配器112的液滴分配器512。尽管为了不妨碍本公开的示例而未在图5中示出，但是液滴分配器512可以包括包含流体(例如，试剂)的贮液器(例如，图1的贮液器104)。液滴分配器512可以将可类似于图1的液滴105的液滴505分配到耦合到可类似于图1的DMF阵列110的DMF阵列510的可类似于图1的液滴操纵电极108的液滴操纵电极508-1和508-N上。可以将可与图1的流体体积106类似的流体体积506沉积在液滴操纵电极508上。
DMF阵列510可被盖覆盖。该盖514可以接地并用作接地电极。在一些示例中，盖516可以在液滴505沉积之间间断地使用，如结合图2和3所示的示例性DMF阵列210和310。在另一示例中，该盖可被穿孔。
例如，如图5所示，盖516包括孔518。该孔可以是盖中的开口，使得液滴518可以横穿该盖516。可选地，液滴操纵电极506可被疏水流体514覆盖。在一些示例中，疏水液体514可以是一种油(例如，矿物油)。在该示例中，疏水液体514可以减少液滴505和/或流体体积506的蒸发速率，这可以使尺寸和浓度在测试和评估期间保持相对稳定。
图5所示的示例包括在液滴操纵电极508-1上的流体体积506。控制器502和/或计算设备501可以将控制信号发送到DMF阵列510以启动在液滴操纵电极508-1上的分析过程。基于分析过程的结果，控制器502和/或计算设备501可以对准液滴分配器512以将液滴505沉积到该流体体积506上。
在一些示例中，在液滴505穿过孔518以产生第二流体体积之前，该流体体积506可以移动到不同的液滴操纵电极508-N。控制器502和/或计算设备501可以使DMF阵列510将所述流体体积506移动到不同的液滴操纵电极(例如508-N)，如箭头509所示。在该示例中，计算设备501和/或控制器502可以在液滴分配器512将第二流体体积沉积到不同的液滴操纵电极508-N上之前，使第一液滴操纵电极508-1上的该流体体积506移动到不同的液滴操纵电极508-N。在该示例中，第二流体体积可以来自于从不同贮液器沉积的液滴505，并且横穿盖514以将第二流体体积沉积到第一流体体积506上，以用于另一分析过程。
在图5所示的示例中，液滴操纵电极508-1可以包括与液滴操纵电极508-N的功能(例如，磁场)不同的功能(例如，加热)。基于液滴操纵电极508-1上的分析过程的结果，控制器502和/或计算设备501可以确定将该流体体积506移动到不同的液滴操纵电极508-N。例如，如果第一液滴操纵电极上的分析过程不具有预期结果，则控制器502和/或计算设备501可以确定添加试剂(例如，液滴505)并且再次尝试分析过程。
图6是根据本公开的阵列液滴操纵的框图629。框图629描述了包括计算设备(例如，图1的计算设备101)和液滴分配器(例如，图1的液滴分配器112)的一个示例性系统，该计算设备包括控制器(例如，图中的控制器102，所述控制器耦合到DMF阵列(例如，图1的DMF阵列110)，该DMF阵列包括多个液滴操纵电极(例如，图1的液滴操纵电极108)。该计算设备使液滴分配器与多个液滴操纵电极中的第一液滴操纵电极(例如，图1的第一液滴操纵电极108-1)对准。
例如，在框630处，控制器可以选择第一液滴操纵电极以沉积第一流体体积(例如，图1的第一流体体积106-1)。控制器可以生成与分析过程的执行相关的控制信号。控制器可以基于要执行的分析过程来选择第一液滴操纵电极。控制器可以向DMF阵列发送控制信号以启动沉积在第一液滴操纵电极上的第一流体体积的分析过程。
在框632，控制器可以通过感测检测来确定第一分析过程的结果。例如，液滴分配器可以是配备有传感器(例如，照相机、光谱仪等)以检测分析过程的结果的打印头。如果检测到结果(在636为“是”)，则控制器可以向DMF阵列发送控制信号以将第一流体体积移动到第二液滴操纵电极(例如，图1的第二液滴操纵电极108-2)。在框637，控制器可以发送控制信号，以使液滴分配器移动到不同的位置，使得其可以与第二液滴操纵电极对准。第二液滴操纵电极可以包括不同的功能和/或包括与第一流体液滴合并的现有流体体积。在该示例中，分析过程可以在第二液滴操纵电极上继续。
在框638处，控制器可使液滴分配器沉积流体体积。该流体体积可以来自第一贮液器(例如，图1的第一贮液器104-1)并且响应于液滴分配器与第二液滴操纵电极对准而被沉积。由计算设备基于与沉积在第一液滴操纵电极上的第一流体体积相对应的分析过程的结果来选择第一贮液器。在一些示例中，控制器不感测检测。
例如，控制器可以不感测检测(在框634处为“否”)。控制器可以向DMF阵列发送控制信号，以避免将第一流体体积移动到第二液滴操纵电极(例如，图1的第二液滴操纵电极108-2)。在框639处，控制器可以发送控制信号，以使液滴分配器避免移动到不同的位置，使得其可以与第二液滴操纵电极对准。在该示例中，控制器可以启动另一分析过程和/或重复初始分析过程。控制器可以基于分析过程的结果(在634处的“否”)在框640处确定沉积不同流体体积。不同的流体可来自第二贮液器(例如，图1的第二贮液器104-P)。由计算设备基于与沉积在第一液滴操纵电极上的第一流体体积相对应的分析过程的结果来选择第二贮液器。
图6描述了计算设备和/或控制器基于分析过程的结果动态地将液滴分配器与多个液滴操纵电极对准。这可以增加在相同时间段内在DMF阵列上能够启动的分析过程的数量。
图7是根据本公开的阵列液滴操纵的框图759。框图759描述了包括计算设备(例如，图1的计算设备101)和液滴分配器(例如，图1的液滴分配器112)的一个示例性系统，该计算设备包括控制器(例如，耦合到DMF阵列(例如，图1的DMF阵列110)的图中的控制器102)，该DMF阵列包括多个液滴操纵电极(例如，图1的液滴操纵电极108)。
在框750处，计算设备可以使液滴分配器与多个液滴操纵电极中的第一液滴操纵电极(例如，图1的第一液滴操纵电极108-1)对准。如本文所述，液滴分配器可以是配备有传感器的打印头，以将液滴分配器与第一液滴操纵电极对准。在框752处，控制器可以使液滴分配器沉积来自第一贮液器104-1的第一流体体积106-1。
例如，多个贮液器(例如，多个贮液器104)中的第一贮液器可以耦合到液滴分配器，该液滴分配器可以响应于液滴分配器与第一液滴操纵电极的对准而将来自第一贮液器的第一流体体积沉积在第一液滴操纵电极上。
控制器可以生成与分析过程相关的控制信号。在框754处，控制器可以发送控制信号以启动在第一液滴操纵电极上的分析过程。基于分析过程的结果，控制器可以启动其它测定液滴操作。
例如，在框762处，计算设备和/或控制器可以使液滴分配器避免移动到新位置。计算设备和/或控制器可以避免移动到新位置，因为分析过程的结果不是如预期的，或者计算设备和/或控制器已经确定没有进一步的分析过程要在第一流体体积上执行。
在另一示例中，在框756，计算设备和/或控制器可响应于分析过程的完成而分裂第一流体体积。DMF阵列可将第一流体体积的一部分移动到第二液滴操纵电极。例如，在框758处，计算设备和/或控制器可以响应于与沉积在第一液滴操纵电极上的第一流体体积相对应的分析过程(在框754处)的结果，使液滴分配器与第二液滴操纵电极(例如，第二液滴操纵电极108-2)对准。
在框760，计算设备和/或控制器可以使液滴分配器将来自第二贮液器(例如，图1的贮液器104-P)的第二流体体积(例如，图1的第二流体体积106-2)沉积到第二液滴操纵电极上。在一些示例中，每个贮液器可以分别包含不同的试剂，并且被选择，因为特定试剂可用于后续分析过程。例如，可以由计算设备和/或控制器基于与沉积在第一液滴操纵电极上的第一流体体积相对应的分析过程的结果来选择第二贮液器。
如上所述，DMF阵列还可以包括盖。在另一示例中，在框760处，计算设备和/或控制器可以使从第二贮液器沉积的第二流体体积横穿该盖以将第二流体体积沉积到第二液滴操纵电极上，并且计算设备和/或控制器可以使第一液滴操纵电极上的第一流体体积移动到第二液滴操纵电极以与第二液滴操纵电极上的第二流体体积合并，以便启动另一分析过程。
如上所述，在框756，计算设备和/或控制器可响应于分析过程的完成而分裂第一流体体积。例如，在框764，计算设备和/或控制器可以响应于与沉积在第一液滴操纵电极上的第一流体体积相对应的分析过程的结果(在框754)，使液滴分配器与第三液滴操纵电极(例如，液滴操纵电极108-N)对准。
在框766，计算设备和/或控制器可以使液滴分配器将来自第二贮液器的第二流体体积沉积到第三液滴操纵电极上。例如，计算设备和/或控制器可以响应于液滴分配器与第三液滴操纵电极的对准而使耦合到液滴分配器的多个贮液器中的第二贮液器在第三液滴操纵电极上沉积来自第二贮液器的第二流体体积。
在框768处，计算设备和/或控制器可以生成与第三液滴操纵电极上的新分析过程的启动有关的控制信号。例如，计算设备和/或控制器可以启动与沉积在第三液滴操纵电极上的第二流体体积相对应的新分析过程。在770，液滴分配器可以使用耦合到液滴分配器的传感器来检测结果。
计算设备和/或控制器可以避免使液滴分配器响应于新分析过程的结果而沉积来自多个贮液器的第三贮液器的第三流体体积。换句话说，计算设备和/或控制器可以结束分析过程。在框776，计算设备和/或控制器可以使液滴分配器避免移动到新位置(例如，DMF阵列上的新液滴操纵电极)。
基于来自框768的新分析过程的结果，计算设备和/或控制器在框774处可以使液滴分配器移动到新位置。在该示例中，计算设备和/或控制器可以启动新分析过程。图7描述了来自分析过程的结果如何能够确定液滴分配器如何能够将流体体积沉积在DNF阵列上。
图8是表示根据本公开的处理资源882的功能图的一个示例，该处理资源与具有写入在其上的用于阵列液滴操纵的指令886、888、890、892的存储器资源884通信。在一些示例中，处理资源882可类似于参考图1描述的控制器102。
系统880可以是服务器或计算设备(除其他外)，并且可以包括处理资源882。系统880还可以包括存储器资源884(例如，非暂时性机器可读介质)，在其上可以存储指令，诸如指令886、888、890、892。尽管以下描述涉及处理资源和存储器资源，但是这些描述也可以应用于具有多个处理资源和多个存储器资源的系统。在这样的示例中，指令可以跨多个存储器资源分布(例如，存储)，并且指令可以跨多个处理资源分布(例如，由其执行)。
存储器资源884可以是存储可执行指令的电子、磁、光或其他物理存储设备。因此，存储器资源884可以是例如非暂时性MRM，包括随机存取存储器(RAM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、存储驱动器、光盘等。存储器资源884可以被布置在控制器和/或计算设备内。在该示例中，可执行指令886、888、890和892可被“安装”在该设备上。另外和/或替代地，存储器资源884可以是例如便携式、外部或远程存储介质，其允许系统880从便携式/外部/远程存储介质下载指令886、888、890和892。在这种情况下，可执行指令可以是“安装包”的一部分。如本文所述，存储器资源884可以编码有用于阵列液滴操纵的可执行指令。
指令886在由诸如处理资源882的处理资源执行时可以包括用于根据从DMF阵列的第一液滴操纵电极接收的信号确定结果的指令，其中，该结果与在第一液滴操纵电极上执行的并由DMF阵列测量的分析过程相关。该信号可以表示由在第一液滴操纵电极上执行的分析过程所生成的数据。如本文所述，液滴分配器可以是喷墨打印头。
指令888在由诸如处理资源882的处理资源执行时可以包括响应于所确定的结果将喷墨液滴分配器与DMF阵列的第二液滴操纵电极对准的指令。所确定的结果可以是来自分析过程和/或具有多个阶段的测定的阶段的结果。在一些示例中，处理资源可以执行指令以在第二液滴操纵电极上启动另一分析过程。
指令890在由诸如处理资源882的处理资源执行时可以包括用于基于所确定的结果选择来自耦合到喷墨液滴分配器的多个贮液器中的特定贮液器的特定流体的指令。该特定流体可以是用于其它分析过程的试剂。
指令892在由诸如处理资源882的处理资源执行时可以包括将来自该特定贮液器的该特定流体体积沉积到第二液滴操纵电极上的指令。在一些示例中，处理资源还可以执行指令以确定其他分析过程的结果，并且响应于该其他分析过程的结果而避免从第二液滴操纵电极移动该特定流体体积。
以上说明书、示例和数据提供了对本公开的方法和应用以及系统和方法的使用的描述。由于在不脱离本公开的系统和方法的范围的情况下可以做出许多示例，因此本说明书仅阐述许多可能的示例配置和实现中的一些。

Claims (15)

1.一种装置，包括：
控制器，所述控制器通信地耦合到液滴分配器以将流体沉积在包括多个液滴操纵电极的数字微流体(DMF)阵列上，所述控制器用于：
从所述多个液滴操纵电极中选择第一液滴操纵电极，经由所述液滴分配器将第一流体体积分配在所述第一液滴操纵电极上；
将所述液滴分配器定位在所选择的第一液滴操纵电极上方；以及
将所述第一流体体积沉积到所选择的第一液滴操纵电极上。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述控制器用于：
响应于来自所述第一液滴操纵电极的检测，使所述液滴分配器移动到所述多个液滴操纵电极中的第二液滴操纵电极上方的不同位置；以及
将第二流体体积沉积到所述第二液滴操纵电极上。
3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述控制器用于：
使所述第一液滴操纵电极上的所述第一流体体积与沉积在所述第二液滴操纵电极上的液滴合并，其中，所述第一流体体积和所述第二流体体积是不同的流体。
4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述控制器用于：
在没有来自所述第一液滴操纵电极的检测的情况下，使所述液滴分配器移动到所述多个液滴操纵电极中的第二液滴操纵电极上方的不同位置；以及
使得所述第一液滴操纵电极上的所述第一流体体积移动到所述第二液滴操纵电极。
5.根据权利要求4所述的装置，其中，所述控制器用于使所述液滴分配器将第二流体体积沉积到所述第二液滴操纵电极上的所述第一流体体积上，其中，所述第一流体体积和所述第二流体体积是不同的流体。
6.根据权利要求1所述的装置，还包括耦合到所述液滴分配器的多个贮液器，其中，所述多个贮液器中的每一个包含不同的流体。
7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述控制器用于经由被发送到所述多个液滴操纵电极中的至少一些液滴操纵电极的控制信号的生成来实施分析过程。
8.一种系统，包括：
计算设备和液滴分配器，所述计算设备耦合到数字微流体(DMF)阵列，所述数字微流体阵列包括多个液滴操纵电极，所述计算设备用于使所述液滴分配器与所述多个液滴操纵电极中的第一液滴操纵电极对准；
多个贮液器中的第一贮液器，所述第一贮液器耦合到所述液滴分配器，所述液滴分配器响应于所述液滴分配器与所述第一液滴操纵电极的对准而将来自所述第一贮液器的第一流体体积沉积在所述第一液滴操纵电极上；
所述计算设备响应于与沉积在所述第一液滴操纵电极上的所述第一流体体积相对应的分析过程的结果而使所述液滴分配器与第二液滴操纵电极对准；以及
所述多个贮液器中的第二贮液器，其耦合到所述液滴分配器，所述液滴分配器响应于所述液滴分配器与所述第二液滴操纵电极的对准而将来自所述第二贮液器的第二流体体积沉积在所述第二液滴操纵电极上。
9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述第二贮液器是由所述计算设备基于与沉积在所述第一液滴操纵电极上的所述第一流体体积对应的所述分析过程的结果来选择的。
10.根据权利要求8所述的系统，还包括位于所述DMF阵列上方的盖，其中：
从所述第二贮液器沉积的所述第二流体体积横穿所述盖以将所述第二流体体积沉积到所述第二液滴操纵电极上；以及
计算设备用于使第一液滴操纵电极上的第一流体体积移动到第二液滴操纵电极以与第二液滴操纵电极上的第二流体体积合并，以便启动另一分析过程。
11.根据权利要求8所述的系统，还包括位于所述DMF阵列上方的盖，其中：
所述计算设备用于在所述液滴分配器将所述第二流体体积沉积到所述第二液滴操纵电极上之前，使所述第一液滴操纵电极上的所述第一流体体积移动到所述第二液滴操纵电极；以及
从第二贮液器沉积的第二流体体积横穿所述盖以将第二流体体积沉积到第一流体体积上用于另一分析过程。
12.根据权利要求8所述的系统，其中，所述计算设备用于：
启动与沉积在所述第二液滴操纵电极上的所述第二流体体积相对应的新分析过程；以及
响应于所述新分析过程的结果，避免使所述液滴分配器沉积来自所述多个贮液器中的第三贮液器的第三流体体积。
13.一种非暂时性机器可读介质，包括与存储器资源通信的处理资源，所述存储器资源具有可执行以进行以下操作的指令：
根据从数字微流体(DMF)阵列的第一液滴操纵电极接收的信号确定结果，其中，所述结果与在所述第一液滴操纵电极上执行的并由所述DMF阵列测量的分析过程相关；
响应于所确定的结果，将喷墨液滴分配器与所述DMF阵列的第二液滴操纵电极对准；
基于所确定的结果，选择来自耦合到所述喷墨液滴分配器的多个贮液器中的特定贮液器的特定流体；以及
将来自所述特定贮液器的所述特定流体体积沉积到所述第二液滴操纵电极上。
14.根据权利要求13所述的介质，还包括可执行以在所述第二液滴操纵电极上启动另一分析过程的指令。
15.根据权利要求14所述的介质，还包括可执行以进行以下操作的指令：
确定所述其他分析过程的结果；以及
响应于所述其他分析过程的结果，避免从所述第二液滴操纵电极移动所述体积的所述特定流体。
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