CN114902024A - 基于荧光团扩散的组合物和方法 - Google Patents

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Abstract

本公开提供用于检测样品中的分析物的方法，其中将所述样品与乳液液滴或凝胶珠一起引入分析室中。在另一个方面，本公开提供用于配制乳液液滴或凝胶珠的设计，使得它们可用于以大规模并行方式检测分析物。含有特定荧光粒子组合的制剂允许对每个荧光粒子的身份进行光学测定。这些组合基于粒子荧光发射波长、荧光激发波长和粒子计数。

Description

基于荧光团扩散的组合物和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2019年11月15日提交的美国临时专利申请序列号62/935,766、2020年5月8日提交的美国临时专利申请序列号63/022,324以及2020年7月15日提交的美国临时专利申请序列号63/052,310的优先权，出于所有目的将这些申请全部通过引用以其全文并入本文。
技术领域
本公开提供用于检测分析物及其结合相互作用的方法，和用于所述方法的制剂(例如，包含乳液液滴和/或凝胶珠的制剂)的设计。
背景技术
复杂生物介质的样品(例如，血液)含有可用于诊断疾病的特定组分。尽管伴随着更大浓度的类似组分的存在，但是需要可靠地测量这些特定组分的浓度。这些作为“分析物”的特定组分可以包括蛋白质、小分子或核酸。通常通过使用与分析物结合的互补性组分来实现测量。互补性组分被称为“分析物结合试剂”。分析物和分析物结合试剂对的示例是抗原和抗体。
用于测量特定组分的分析物浓度的方法是已知的。然而，在目前无法检测的浓度下的这些分析物中的一些可能具有生物学意义，这需要具有高固有的灵敏度和特异性的新技术。此外，培养基的复杂性增加了假阳性和假阴性的风险，这可以通过用于疾病标志物诊断的新技术来改善。此外，新疾病标志物的发现和新药物疗法的发现是将受益于改进方法的研究领域。本公开解决了这些和其他的需求。
发明内容
本公开提供用于检测样品中的分析物的方法，其中将所述样品与乳液液滴一起引入分析室中。液滴含有具有可以与分析物结合的表面结合试剂的荧光粒子。将液滴在分析室内破乳，并然后试剂与分析物结合。荧光粒子的扩散率由结合而减弱。受控相位或空间图案的荧光激发光穿过分析室，并且荧光发射光穿出分析室。将荧光发射光成像。随着荧光粒子扩散进和扩散出高电场区域，荧光将发生变化。荧光的变化是荧光粒子扩散率的函数，并因此提供关于分析物存在的信息。相反地，当明确提供分析物时，这些方法也可用于确定不同候选试剂群体中是否发生结合。
本公开的关键特征是它允许使用来源于简单小瓶的大规模试剂文库，其中试剂到荧光发射行为的标测是通过对荧光粒子的扩散扩展星座状群体成像来实现的。在另一个方面，本公开提供用于配制乳液液滴或凝胶珠的设计，使得它们可用于以大规模并行方式检测分析物。含有特定荧光粒子组合的制剂允许对每个荧光粒子的身份进行光学测定。这些组合基于粒子荧光发射波长、荧光激发波长和粒子计数。
在一些实施方案中，本文公开了用于对分析物进行分析的方法，其包括：使(i)第一组合物与(ii)第二组合物接触，所述第一组合物包含液相和所述液相中的样品，所述第二组合物包含液体基质和包封在所述液体基质中的制剂，其中所述制剂包含多个荧光构建体和附接到所述荧光构建体中的一者或多者的分析物相互作用试剂；并且将所述液相和所述制剂合并，使得样品中的分析物与附接到所述荧光构建体中的所述一者或多者的所述分析物相互作用试剂相互作用，以产生可检测信号，其中对所述可检测信号进行分析，以检测样品中的分析物的存在或不存在、量或浓度和/或活性。在一些实施方案中，分析物相互作用试剂是分析物结合试剂。
在任一前述实施方案中，在所述合并步骤期间，所述液相和所述制剂可以融合成单一流体。在任一前述实施方案中，样品中的分析物可以与所述分析物相互作用试剂特异性结合。
在任一前述实施方案中，样品中的分析物和所述分析物相互作用试剂可以参与反应，例如由所述分析物、由所述分析物相互作用试剂和/或由所述样品和/或所述制剂中的剂催化的酶促反应。
在任一前述实施方案中，多个荧光构建体可以包含一种或多种荧光粒子、一种或多种荧光小分子、一种或多种荧光肽或蛋白质、一种或多种荧光染料或它们的任何组合。
在任一前述实施方案中，制剂可以包含一种或多种聚合物粒子，所述一种或多种聚合物粒子各自包含一种或多种荧光粒子、一种或多种荧光小分子、一种或多种荧光肽或蛋白质、一种或多种荧光染料或它们的任何组合。
在任一前述实施方案中，多个荧光构建体可以包括一个或多个荧光半导体纳米粒子。在任一前述实施方案中，多个荧光构建体可以包含一个或多个量子点。
在任一前述实施方案中，分析物相互作用试剂可以直接附接到所述荧光构建体中的所述一者或多者。
在任一前述实施方案中，分析物相互作用试剂可以例如经由接头或共同的结合配偶体间接附接到所述荧光构建体中的所述一者或多者。
在任一前述实施方案中，分析物相互作用试剂可以共价地或非共价地附接到所述荧光构建体中的所述一者或多者。
在任一前述实施方案中，荧光构建体中的所述一者或多者中的每一者可以具有与其附接的一种或多种分析物相互作用试剂，或仅所述荧光构建体中的所述一者或多者的子集具有与其附接的一种或多种分析物相互作用试剂。
在任一前述实施方案中，第二组合物可以包含或是例如液体基质和制剂的乳液，或所述第二组合物可以包含或是除乳液之外的组合物。
在任一前述实施方案中，制剂可以包含水性液滴或是水性液滴。
在任一前述实施方案中，制剂可以包含或是例如呈凝胶珠形式的凝胶。在一些实施方案中，凝胶包含多个荧光构建体，并且能够释放所述多个荧光构建体，例如在熔化或以其他方式分解凝胶时(例如，如通过使用酶促消化进行的凝胶的解聚)。
在任一前述实施方案中，液相可以是水，并且制剂可以溶于水和/或可与水混溶，或液体基质可以与水不混溶或基本上不混溶。
在任一前述实施方案中，液体基质可以包含脂质、油、烃流体、碳氟化合物(fluorocarbon)流体、碳氯化合物(chlorocarbon)流体、碳溴化合物(bromocarbon)流体、碳碘化合物(iodocarbon)流体、有机硅流体或它们的混合物。
在任一前述实施方案中，液体基质可以选自由以下组成的组：脂质、油、烃流体、碳氟化合物流体、碳氯化合物流体、碳溴化合物流体、碳碘化合物流体、有机硅流体以及它们的混合物。
在任一前述实施方案中，液相和制剂的合并可以在分析室中进行。
在任一前述实施方案中，合并步骤可以包括分别合并第一组合物和制剂的相邻流。
在任一前述实施方案中，合并步骤可以包括分别合并第一组合物和制剂的横向流。
在任一前述实施方案中，合并步骤可以包括分别合并第一组合物和制剂的垂直流。
在任一前述实施方案中，合并步骤可以包括分别合并第一组合物和制剂的倾斜流。
在任一前述实施方案中，合并步骤可以包括分别合并第一组合物和制剂的相对流。
在任一前述实施方案中，合并步骤可以包括分别合并第一组合物和制剂的同心流。
在任一前述实施方案中，第一组合物和/或制剂可以包含一种或多种破乳剂。
在任一前述实施方案中，第一组合物和/或制剂可以包含一种或多种胶凝剂。
在任一前述实施方案中，第一组合物和/或制剂可以包含一种或多种粘度增强剂。
在任一前述实施方案中，第一组合物可以是第一乳液，其包含在第一液体基质中作为经乳化液滴的所述液相，并且所述第二组合物的所述液体基质可以是第二液体基质。
在任一前述实施方案中，第一液体基质和第二液体基质可以相同或不同。
在任一前述实施方案中，第一液体基质和第二液体基质可以独立地选自由以下组成的组：脂质、油、烃流体、碳氟化合物流体、碳氯化合物流体、碳溴化合物流体、碳碘化合物流体、有机硅流体以及它们的任何适合的组合。
在任一前述实施方案中，合并步骤可以包括向所述第一组合物和/或所述第二组合物施加电场。
在任一前述实施方案中，第一组合物和所述第二组合物可以分别包含带相反电荷的表面活性剂，并且合并步骤可以包括使带相反电荷的表面活性剂彼此接触。
在任一前述实施方案中，合并步骤可以包括向所述第一组合物和/或所述第二组合物中施加破乳剂，或合并步骤可以不包括施加破乳剂。
在任一前述实施方案中，合并步骤可以包括向第一组合物和/或第二组合物施加热。
在任一前述实施方案中，合并步骤可以包括向第一组合物和/或第二组合物施加凝胶解聚剂。
在任一前述实施方案中，可检测信号可以是荧光信号。
在任一前述实施方案中，可检测信号可以由激发光诱导，所述激发光包括非偏振光、基本上由其组成或由其组成。
在任一前述实施方案中，可检测信号可以由激发光诱导，所述激发光包括线性偏振光、基本上由其组成或由其组成。
在任一前述实施方案中，可检测信号可以由激发光诱导，所述激发光包括圆偏振光、基本上由其组成或由其组成。
在任一前述实施方案中，可检测信号可以由激发光诱导，所述激发光包括椭圆偏振光和/或余摆线偏振光、基本上由其组成或由其组成。
在任一前述实施方案中，可检测信号可以由激发光诱导，所述激发光包括单一波长的光、基本上由其组成或由其组成。
在任一前述实施方案中，可检测信号可以由激发光诱导，所述激发光包括多色光、基本上由其组成或由其组成。
在任一前述实施方案中，可检测信号可以由激发光诱导，所述激发光包括非相干光、基本上由其组成或由其组成。
在任一前述实施方案中，可检测信号可以由激发光诱导，所述激发光包括相干光、基本上由其组成或由其组成。
在任一前述实施方案中，可检测信号可以由激发光诱导，所述激发光包括连续光、基本上由其组成或由其组成。
在任一前述实施方案中，可检测信号可以由激发光诱导，所述激发光包括脉冲光、基本上由其组成或由其组成。
在任一前述实施方案中，可检测信号可以由激发光诱导，所述激发光包括以单一入射角施加的光、基本上由其组成或由其组成。
在任一前述实施方案中，可检测信号可以由激发光诱导，所述激发光包括以一组入射角施加的光、基本上由其组成或由其组成。
在任一前述实施方案中，方法可以包括向经合并的组合物施加外部电场，其中所述外部电场足以引起经合并的组合物内荧光构建体的电泳运动。在一些实施方案中，外部电场包括以下项、基本上由以下项组成或由以下项组成：(i)在恒定方向上施加的恒定电场；(ii)在恒定方向上施加的脉冲电场；和/或(iii)在恒定方向上施加的振荡电场。
在任一前述实施方案中，外部电场可以包括以下项、基本上由以下项组成或由以下项组成：(i)在多个方向之间切换的恒定电场；(ii)在多个方向之间切换的脉冲电场；和/或(iii)在多个方向之间切换的振荡电场。
在任一前述实施方案中，方法可以包括向经合并的组合物施加力，从而减少或消除分析物分子和荧光构建体之间的非特异性相互作用。
在任一前述实施方案中，方法可以包括向经合并的组合物施加声波，其中所述声波任选地包括高频音波，例如超声波。
在任一前述实施方案中，方法可以包括向经合并的组合物施加荧光激发光。在一些实施方案中，荧光激发光是在以下各项中使用的荧光激发光：共聚焦显微术、结构化照明显微术(SIM)、随机光学重构显微术(STORM)、点扫描双光子显微术、扫描线角投影显微术(SLAPMi)、重影成像(GI)和/或稀疏约束重影成像(GISC)。
在任一前述实施方案中，方法可以包括允许所述荧光发射光被具有不同于基质的折射率的液滴折射或内反射，从而产生可以去卷积以识别荧光团位置的图像图案。
在一些方面，本文公开了用于对分析物进行分析的方法，其包括：使(i)第一组合物与(ii)第二组合物接触，所述第一组合物包含液相和所述液相中的样品，所述第二组合物包含液体基质和包封在所述液体基质中的制剂，其中所述制剂包含多个荧光构建体和附接到所述荧光构建体中的一者或多者的分析物相互作用试剂；在分析室中将所述液相和所述制剂合并，使得样品中的分析物与附接到所述荧光构建体中的所述一者或多者的所述分析物相互作用试剂相互作用；引导激发光通过分析室以引起荧光构建体的荧光，其中所述荧光取决于激发光的局部相位角内的荧光构建体位置；在每种制剂内的荧光构建体在经合并的组合物中扩散时，检测和/或测量荧光发射；基于扩散期间荧光发射波长的图案，确定在每种制剂内存在的每种分析物相互作用试剂的身份，其中荧光发射的随机行为的变化提供对样品中分析物的存在或不存在、量和/或活性的指示。在一些实施方案中，激发光具有受控的相位和波长。在任一前述实施方案中，激发光可以是或包括驻波。
在任一前述实施方案中，激发光可以是相干的，并且控制所述相干激发光的相位，使得所述激发光的波峰和波谷移动经过所述荧光构建体，足以引起所述荧光构建体的荧光的相应振荡。
在任一前述实施方案中，激发光可以是椭圆偏振相干激发光，并且可控制所述激发光的椭圆率，使得所述激发光的波峰和波谷移动经过所述荧光构建体，足以引起所述荧光构建体的荧光的相应振荡。
在任一前述实施方案中，激发光可以具有受控的空间图案和/或受控的波长。在一些实施方案中，激发光作为图案化的空间阵列被施加在整个所述分析室上，使得所述光强度对于所述分析室内的不同点有所不同，当所述荧光构建体在所述分析室内的不同点之间移动时，足以引起所述荧光构建体的荧光变化。
在任一前述实施方案中，激发光的图案化的空间阵列可在整个所述分析室上移动，使得光强度随时间和对于在所述分析室内的不同点有所不同，足以引起所述荧光构建体的荧光变化。
在任一前述实施方案中，检测和/或测量荧光发射可以包括检测和/或测量荧光发射的量值。
在任一前述实施方案中，可以在每种制剂已经与所述液相合并的地方的附近确定在扩散期间所述荧光发射波长的图案。
在任一前述实施方案中，在所述合并步骤期间，所述液相和所述制剂可以融合成单一流体。
在任一前述实施方案中，样品中的分析物可以与所述分析物相互作用试剂特异性结合。
在任一前述实施方案中，样品中的分析物和所述分析物相互作用试剂可以参与反应，例如由所述分析物、由所述分析物相互作用试剂和/或由所述样品和/或所述制剂中的剂催化的酶促反应。
在任一前述实施方案中，多个荧光构建体可以包含一种或多种荧光粒子、一个或多个荧光小分子、一种或多种荧光肽或蛋白质、一种或多种荧光染料或它们的任何组合。
在任一前述实施方案中，制剂可以包含一种或多种聚合物粒子，所述一种或多种聚合物粒子各自包含一种或多种荧光粒子、一种或多种荧光小分子、一种或多种荧光肽或蛋白质、一种或多种荧光染料或它们的任何组合。
在任一前述实施方案中，多个荧光构建体可以包括一个或多个荧光半导体纳米粒子。
在任一前述实施方案中，多个荧光构建体可以包含一个或多个量子点。
在任一前述实施方案中，分析物相互作用试剂可以直接附接到所述荧光构建体中的所述一者或多者。
在任一前述实施方案中，分析物相互作用试剂可以例如经由接头或共同的结合配偶体间接附接到所述荧光构建体中的所述一者或多者。
在任一前述实施方案中，分析物相互作用试剂可以非共价地附接到所述荧光构建体中的所述一者或多者。
在任一前述实施方案中，分析物相互作用试剂可以共价地附接到所述荧光构建体中的所述一者或多者。
在任一前述实施方案中，荧光构建体中的所述一者或多者中的每一者可以具有与其附接的一种或多种分析物相互作用试剂。
在任一前述实施方案中，荧光构建体中的所述一者或多者的子集可以具有与其附接的一种或多种分析物相互作用试剂。
在任一前述实施方案中，第二组合物可以包含或是例如液体基质和制剂的乳液。
在任一前述实施方案中，制剂可以包含水性液滴或是水性液滴。
在任一前述实施方案中，第二组合物可以包含或是除乳液之外的组合物。
在任一前述实施方案中，制剂可以包含或是例如呈凝胶珠形式的凝胶。在一些实施方案中，凝胶包含多个荧光构建体，并且能够释放所述多个荧光构建体，例如，在熔化或以其他方式分解凝胶时(例如，如通过使用酶促消化进行的凝胶的解聚)。
在任一前述实施方案中，液相可以是水，并且所述制剂可以溶于水和/或可与水混溶。
在任一前述实施方案中，液体基质可以与水不混溶的基本上不混溶。
在任一前述实施方案中，液体基质可以包含脂质、油、烃流体、碳氟化合物流体、碳氯化合物流体、碳溴化合物流体、碳碘化合物流体、有机硅流体或它们的混合物。
在任一前述实施方案中，液体基质可以选自由以下组成的组：脂质、油、烃流体、碳氟化合物流体、碳氯化合物流体、碳溴化合物流体、碳碘化合物流体、有机硅流体以及它们的混合物。
在任一前述实施方案中，液相和制剂的合并可以在分析室中进行。
在任一前述实施方案中，合并步骤可以包括分别合并第一组合物和制剂的相邻流。
在任一前述实施方案中，合并步骤可以包括分别合并第一组合物和制剂的横向流。
在任一前述实施方案中，合并步骤可以包括分别合并第一组合物和制剂的垂直流。
在任一前述实施方案中，合并步骤可以包括分别合并第一组合物和制剂的倾斜流。
在任一前述实施方案中，合并步骤可以包括分别合并第一组合物和制剂的相对流。
在任一前述实施方案中，合并步骤可以包括分别合并第一组合物和制剂的同心流。
在任一前述实施方案中，第一组合物和/或制剂可以包含一种或多种破乳剂。
在任一前述实施方案中，第一组合物和/或制剂可以包含一种或多种胶凝剂。
在任一前述实施方案中，第一组合物和/或制剂可以包含一种或多种粘度增强剂。
在任一前述实施方案中，第一组合物可以是第一乳液，其包含在第一液体基质中作为经乳化液滴的所述液相，并且所述第二组合物的所述液体基质可以是第二液体基质。
在任一前述实施方案中，第一液体基质和第二液体基质可以相同或不同。
在任一前述实施方案中，第一液体基质和第二液体基质可以独立地选自由以下组成的组：脂质、油、烃流体、碳氟化合物流体、碳氯化合物流体、碳溴化合物流体、碳碘化合物流体、有机硅流体以及它们的任何适合的组合。
在任一前述实施方案中，合并步骤可以包括向所述第一组合物和/或所述第二组合物施加电场。
在任一前述实施方案中，第一组合物和所述第二组合物可以分别包含带相反电荷的表面活性剂，并且所述合并步骤包括使带相反电荷的表面活性剂彼此接触。
在任一前述实施方案中，合并步骤可以包括向所述第一组合物和/或所述第二组合物施加破乳剂。
在任一前述实施方案中，合并步骤可以不施加破乳剂。
在任一前述实施方案中，合并步骤可以包括向第一组合物和/或第二组合物施加热。
在任一前述实施方案中，合并步骤可以包括向第一组合物和/或第二组合物施加凝胶解聚剂。
在任一前述实施方案中，可检测信号可以是或包括荧光信号。
在任一前述实施方案中，可检测信号可以由激发光诱导，所述激发光包括非偏振光、基本上由其组成或由其组成。
在任一前述实施方案中，可检测信号可以由激发光诱导，所述激发光包括线性偏振光、基本上由其组成或由其组成。
在任一前述实施方案中，可检测信号可以由激发光诱导，所述激发光包括圆偏振光、基本上由其组成或由其组成。
在任一前述实施方案中，可检测信号可以由激发光诱导，所述激发光包括椭圆偏振光和/或余摆线偏振光、基本上由其组成或由其组成。
在任一前述实施方案中，可检测信号可以由激发光诱导，所述激发光包括单一波长的光、基本上由其组成或由其组成。
在任一前述实施方案中，可检测信号可以由激发光诱导，所述激发光包括多色光、基本上由其组成或由其组成。
在任一前述实施方案中，可检测信号可以由激发光诱导，所述激发光包括非相干光、基本上由其组成或由其组成。
在任一前述实施方案中，可检测信号可以由激发光诱导，所述激发光包括相干光、基本上由其组成或由其组成。
在任一前述实施方案中，可检测信号可以由激发光诱导，所述激发光包括连续光、基本上由其组成或由其组成。
在任一前述实施方案中，可检测信号可以由激发光诱导，所述激发光包括脉冲光、基本上由其组成或由其组成。
在任一前述实施方案中，可检测信号可以由激发光诱导，所述激发光包括以单一入射角施加的光、基本上由其组成或由其组成。
在任一前述实施方案中，可检测信号可以由激发光诱导，所述激发光包括以一组入射角施加的光、基本上由其组成或由其组成。
在任一前述实施方案中，方法可以包括向经合并的组合物施加外部电场，其中所述外部电场足以引起经合并的组合物内荧光构建体的电泳运动。在一些实施方案中，外部电场包括在恒定方向上施加的恒定电场、基本上由其组成或由其组成。
在任一前述实施方案中，外部电场可以包括在恒定方向上施加的脉冲电场、基本上由其组成或由其组成。
在任一前述实施方案中，外部电场可以包括以下项、基本上由以下项组成或由以下项组成：(i)在恒定方向上施加的振荡电场；(ii)在多个方向之间切换的恒定电场；(iii)在多个方向之间切换的脉冲电场；和/或(iv)在多个方向之间切换的振荡电场。
在任一前述实施方案中，分析物可以包含蛋白质部分，并且所述分析物相互作用试剂可以包含蛋白质结合剂，例如抗体。
在任一前述实施方案中，分析物可以包含多核苷酸序列，并且所述分析物相互作用试剂可以包含能够与所述多核苷酸序列杂交的序列，例如与所述多核苷酸序列互补的序列。在一些实施方案中，方法还包括例如使用分析室的温度控制装置和/或使用聚焦光的量子点的靶向局部加热来使杂交的序列解链和/或退火。
在任一前述实施方案中，方法可以包括使用章动透明窗口和/或旋转棱镜在光学检测器的整个表面上移动每个荧光构建体的图像。
在一些方面，本文公开了用于配制一组水性液滴的方法，其包括配制悬浮在与水不混溶的液体基质中的每个水性液滴，以含有具有荧光发射颜色组合的多个荧光构建体，具有每种荧光发射颜色的荧光构建体具有一定的计数，并且每个荧光构建体具有与其附接的零种、一种或多种试剂，其中所述试剂的身份对其所附接的荧光构建体的颜色具有特异性和/或对每个水性液滴内荧光构建体的颜色和计数的组合具有特异性。在一些实施方案中，方法还包括将所述水性液滴组收集到容器中。
在任一前述实施方案中，液体基质可以与水不混溶。
在任一前述实施方案中，液体基质可以选自由以下组成的组：脂质、油、烃流体、碳氟化合物流体、碳氯化合物流体、碳溴化合物流体、碳碘化合物流体、有机硅流体和其任何合适的组合或混合物。
在任一前述实施方案中，可以将液体基质配制成凝胶。
在任一前述实施方案中，液体基质可以在低温下玻璃化。
在任一前述实施方案中，液体基质可以在低温下固化。
在任一前述实施方案中，液体基质可以具有与悬浮或包封在所述液体基质中的水性液滴相匹配的折射率。
在任一前述实施方案中，液体基质可以具有与悬浮或包封在所述液体基质中的水性液滴的折射率相比更高或更低的折射率。
在任一前述实施方案中，液体基质可以是非牛顿的。
在任一前述实施方案中，液体基质可以是剪切稀化的。
在任一前述实施方案中，液体基质可以是剪切增稠的。
在任一前述实施方案中，液体基质可以具有高粘度。
在任一前述实施方案中，液体基质可以具有低粘度。
在任一前述实施方案中，液体基质可以具有与悬浮或包封在所述液体基质中的水性液滴相匹配的密度。
在任一前述实施方案中，液体基质可以具有与悬浮或包封在所述液体基质中的水性液滴的密度相比更小的密度。
在任一前述实施方案中，液体基质可以具有与悬浮或包封在所述液体基质中的水性液滴相比更高的密度。
在任一前述实施方案中，这些荧光构建体可以选自由以下组成的组：量子点；荧光蛋白；荧光分子；含有量子点、荧光蛋白或荧光分子的聚合物粒子；各自通过化学键系统与另一个荧光粒子连接的荧光粒子；以及各自通过化学键系统与磁性粒子连接的荧光粒子。
在任一前述实施方案中，荧光构建体可以包含与其表面结合的一种或多种分析物结合试剂。
在任一前述实施方案中，水性液滴可以含有一个或多个磁性粒子。
在任一前述实施方案中，可以用一种或多种表面活性剂稳定水性液滴。
在任一前述实施方案中，荧光构建体可以经由连接物与荧光粒子和/或磁性粒子连接。
在任一前述实施方案中，水性液滴组可以含有荧光构建体发射颜色和计数的不同组合。
在一些实施方案中，本文公开了用于配制一组凝胶珠的方法，其包括配制在凝胶基质中的每个凝胶珠，所述凝胶基质能够通过物理或化学方法来去除，其中每个凝胶珠含有具有荧光发射颜色组合的多个荧光构建体，具有每种荧光发射颜色的荧光构建体具有一定的计数，并且每个荧光构建体具有与其附接的零种、一种或多种试剂，其中所述试剂的身份对其所附接的荧光构建体的颜色具有特异性和/或对每个凝胶珠内荧光构建体的颜色和计数的组合具有特异性。在一些实施方案中，方法还包括将所述凝胶珠组收集到容器中。
在任一前述实施方案中，这些荧光构建体可以选自由以下组成的组：量子点；荧光蛋白；荧光分子；含有量子点、荧光蛋白或荧光分子的聚合物粒子；各自通过化学键系统与另一个荧光粒子连接的荧光粒子；和各自通过化学键系统与磁性粒子连接的荧光粒子。
在任一前述实施方案中，荧光构建体可以包含与其表面结合的一种或多种分析物结合试剂。
在任一前述实施方案中，凝胶珠可以含有一个或多个磁性粒子。
在任一前述实施方案中，荧光构建体可以经由连接物与荧光粒子和/或磁性粒子连接。
在任一前述实施方案中，凝胶珠组可以含有荧光构建体发射颜色和计数的不同组合。
在任一前述实施方案中，方法可以包括在升高的温度下熔化所述凝胶。
在任一前述实施方案中，方法可以包括通过一种或多种酶来对所述凝胶解聚。
在任一前述实施方案中，方法可以包括通过一种或多种化学剂来对所述凝胶解聚。
在任一前述实施方案中，方法可以包括通过光来对所述凝胶解聚。
在任一前述实施方案中，凝胶珠组可以含有荧光构建体发射颜色和计数的不同组合。
在任一前述实施方案中，所述方法可以包括向包含凝胶形成单体、光催化剂和多个荧光构建体的组合物施加光，从而选择性地催化所述凝胶形成单体的聚合，以便于形成包含所述多个荧光构建体的子集的凝胶珠。
在一些方面，本文公开了一种组合物，所述组合物包含通过前述实施方案中任一项所述的方法配制的所述一组水性液滴和/或凝胶珠。
在任一前述实施方案中，水性液滴中的每个可以任选地含有防冻剂，例如乙二醇或甘油，例如以允许进行冷冻储存。
在一些实施方案中，本文公开了用于对分析物进行分析的方法，其包括：使(i)第一组合物与(ii)第二组合物接触，所述第一组合物包含第一液体基质和包封在第一液体基质中的样品，所述第二组合物包含第二液体基质和包封在第二液体基质中的制剂，其中所述制剂包含多个荧光构建体和附接到所述荧光构建体中的一者或多者的分析物相互作用试剂；以及将所述样品与所述制剂合并，使得所述样品中的分析物与附接到所述荧光构建体中的所述一者或多者的所述分析物相互作用试剂相互作用，以产生可检测信号，其中所述分析物任选地位于所述第一液体基质和所述样品之间的边界处，其中对所述可检测信号进行分析，以分析所述样品中分析物的存在或不存在、量或浓度和/或活性。在一些实施方案中，第一液体基质和所述样品具有相同或基本上相同的折射率。
在任一前述实施方案中，第一液体基质和第二液体基质可以相同或不同。在任一前述实施方案中，样品可以是溶液，并且所述分析物可以位于所述第一液体基质和所述样品之间的边界处。在任一前述实施方案中，在将所述样品与所述制剂合并之后，所述样品和所述制剂可保持包封在所述第一液体基质中和/或所述第二液体基质中。
在任一前述实施方案中，方法可以还包括向所述多个荧光构建体施加激发光，并且所述可检测信号包括来自所述多个荧光构建体的荧光发射，其中所述激发光包括简单的紫外光或脉冲紫外光。在任一前述实施方案中，方法可以还包括分析所述多个荧光构建体的扩散度，所述分析包括分析所述可检测信号。在任一前述实施方案中，方法可以还包括分析所述多个荧光构建体的扩散度随温度升高和/或温度降低的变化。在任一前述实施方案中，可以分析扩散度的变化以提供指示所述分析物和所述分析物相互作用试剂之间相互作用的解链温度。
在任一前述实施方案中，第一组合物可以包含第一油和包封在所述第一油中的水性样品，并且所述第二组合物可以包含第二油和包封在所述第二油中的水性制剂。在任一前述实施方案中，水性制剂可以包含多个量子点和附接到所述量子点中的一者或多者的分析物结合试剂。在任一前述实施方案中，水性样品和所述水性制剂可以形成保持包封在油中的经合并的水性组合物，并且所述经合并的水性组合物及其包封油可以具有相同或基本上相同的折射率。
在任一前述实施方案中，方法可以还包括检测包封在油中的多个量子点的扩散度随温度升高和/或温度降低的变化。
在一些实施方案中，本文公开了用于对细胞进行分析的方法，其包括：使(i)第一组合物与(ii)第二组合物接触，所述第一组合物包含第一液体基质和包封在第一液体基质中的样品，其中所述样品包含单细胞，所述第二组合物包含第二液体基质和包封在所述第二液体基质的制剂，其中所述制剂包含多个荧光构建体和附接到所述荧光构建体中的一者或多者的分析物相互作用试剂，其中：(a)所述单细胞在所述样品中裂解以释放一种或多种细胞组分或(b)所述单细胞在所述样品中不裂解，并且在所述第二组合物中任选地提供细胞裂解剂；以及将所述样品与所述制剂合并，使得细胞组分与附接到所述荧光构建体中的所述一者或多者的所述分析物相互作用试剂相互作用，以产生可检测信号，其中对所述可检测信号进行分析，以分析所述单细胞中所述细胞组分的存在或不存在、量或浓度和/或活性。在一些实施方案中，方法包括分析来自细胞群体的多个单细胞，并且将第一单细胞中所述细胞组分的存在或不存在、量或浓度和/或活性与第二单细胞中的所述细胞组分的存在或不存在、量或浓度和/或活性进行比较，以推断所述细胞群体中的细胞异质性。
在一些实施方案中，本文公开了用于对分析物进行分析的方法，其包括：使第一乳液和第二乳液与样品接触，其中：所述第一乳液包含包封在第一液体基质中的第一制剂，其中所述第一制剂包含第一多个荧光构建体和附接到所述荧光构建体中的一者或多者的第一试剂，以及第一游离剂；所述第二乳液包含包封在第二液体基质中的第二制剂，其中所述第二制剂包含第二多个荧光构建体和附接到所述荧光构建体中的一者或多者的第二试剂，以及第二游离剂；并且所述样品包含分析物，其中所述第一试剂和所述第二试剂能够与所述分析物结合；并且将所述第一乳液和所述第二乳液破乳以允许所述第一多个荧光构建体和所述第二多个荧光构建体以及所述第一游离剂和所述第二游离剂在样品中扩散，其中允许所述第一多个荧光构建体中的至少一者和/或所述第二多个荧光构建体中的至少一者在所述第一游离剂和所述第二游离剂的存在下与所述分析物相互作用，以产生可检测信号，其中对所述可检测信号进行分析，以分析样品中分析物的存在或不存在、量或浓度和/或活性，和/或所述第一试剂和所述第二游离剂与所述分析物之间的第一关系，和/或所述第二试剂和所述第一游离剂与所述分析物之间的第二关系。在一些实施方案中，第一关系是所述第一试剂和所述第二游离剂与所述分析物之间的协同结合效应，和/或所述第二关系是所述第二试剂和所述第一游离剂与所述分析物之间的协同结合效应。在任一前述实施方案中，第一关系可以是所述第一试剂和所述第二游离剂与所述分析物之间的变构结合效应，和/或所述第二关系可以是所述第二试剂和所述第一游离剂与所述分析物之间的变构结合效应。
在一些实施方案中，本文公开了用于标测与蛋白质的相互作用的方法，其包括：使(i)第一组合物与(ii)第二组合物接触，所述第一组合物包含第一液体基质和包封在所述第一液体基质中的样品，其中所述样品包含蛋白质，所述第二组合物包含第二液体基质和包封在第二液体基质中的制剂，其中所述制剂包含多个荧光构建体和附接到所述荧光构建体中的一者或多者的分析物相互作用试剂；以及将所述样品与所述制剂合并，使得所述样品中的蛋白质与附接到所述荧光构建体中的所述一者或多者的所述分析物相互作用试剂相互作用，以产生可检测信号，其中对所述可检测信号进行分析，以分析所述分析物相互作用试剂和所述蛋白质之间的相互作用。在一些实施方案中，分析物相互作用试剂包含柔性接头以减少或避免与蛋白质相互作用的空间位阻，任选地其中所述分析物相互作用试剂包含一种或多种树枝状聚合物。在任一前述实施方案中，样品中的蛋白质可以在用于控制对流和/或减缓扩散的弱胶凝剂的存在下与分析物相互作用试剂相互作用。在任一前述实施方案中，方法可以用于蛋白质表面标测。
在一些实施方案中，本文公开了产生乳液液滴群体的方法，其包括：在包含与第一乳液液滴、第二乳液液滴和第三乳液液滴不混溶的液体基质的室中，将各自包含一个或多个第一荧光构建体的第一乳液液滴群体、各自包含一个或多个第二荧光构建体的第二乳液液滴群体和第三乳液液滴以任何合适的顺序混合；将第一乳液液滴群体和第二乳液液滴群体与第三乳液液滴合并以在所述室中的所述液体基质中形成经合并的乳液液滴，其中第一荧光构建体和第二荧光构建体以限定比率存在于所述经合并的乳液液滴中；将经合并的乳液液滴分成第四乳液液滴群体，其中群体中至少90％的第四乳液液滴以限定比率包含第一荧光构建体和第二荧光构建体，从而产生第四乳液液滴群体。在一些实施方案中，所述第一乳液液滴、所述第二乳液液滴和所述第三乳液液滴是水性液滴，其中所述水性液滴任选地包含防冻剂，例如乙二醇或甘油。
在任一前述实施方案中，第一荧光构建体和/或所述第二荧光构建体可以包含量子点。在任一前述实施方案中，方法可以还包括混合所述经合并的乳液液滴的内容物的步骤。在任一前述实施方案中，所述第一荧光构建体和所述第二荧光构建体可以均匀分布在所述经合并的乳液液滴内。在任一前述实施方案中，所述合并步骤可以包括将所述第一乳液液滴、所述第二乳液液滴和所述第三乳液液滴破乳。
在任一前述实施方案中，群体中至少95％的所述第四乳液液滴可以所述限定比率包含所述第一荧光构建体和所述第二荧光构建体。在任一前述实施方案中，群体中至少99％的所述第四乳液液滴可以所述限定比率包含所述第一荧光构建体和所述第二荧光构建体。在任一前述实施方案中，群体中所述第四乳液液滴中的每个可以所述限定比率包含所述第一荧光构建体和所述第二荧光构建体。
在一些实施方案中，本文公开了用于对分析物进行分析的方法，其包括：使第一乳液液滴、第二乳液液滴和第三乳液液滴接触，其中：所述第一乳液液滴包含包封在第一液体基质中的第一制剂，其中所述第一制剂包含第一多个荧光构建体和附接到所述荧光构建体中的一者或多者的试剂；所述第二乳液液滴包含包封在第二液体基质中的第二制剂，其中所述第二制剂包含第二多个荧光构建体和游离剂S；并且所述第三乳液液滴包含包封在第三液体基质中的第三制剂，其中所述第三制剂包含游离剂R；并且将所述第一乳液液滴、所述第二乳液液滴和所述第三乳液液滴融合以允许所述第一多个荧光构建体和所述第二多个荧光构建体和游离剂S和R在经融合的乳液液滴中扩散，其中所述试剂与游离剂R在游离剂S的存在下相互作用以产生可检测信号，其中所述可检测信号指示在试剂、游离剂R和游离剂S之间的相互作用。在一些实施方案中，第一液体基质、所述第二液体基质和/或所述第三液体基质是相同的。在任一前述实施方案中，所述第一制剂、所述第二制剂和所述第三制剂可以是水性的，所述第一多个荧光构建体和所述第二多个荧光构建体可以是量子点，并且所述第二多个荧光构建体可能不与游离剂S或游离剂R相互作用。在任一前述实施方案中，游离剂R可以是所述试剂的受体，并且游离剂S可以是R和所述受体之间结合的协同分子。在任一前述实施方案中，例如通过激光脉冲，所述融合可以是可控的。
在一些实施方案中，本文公开了包含第一乳液液滴、第二乳液液滴和第三乳液液滴的组合物，其中：所述第一乳液液滴包含包封在第一液体基质中的第一制剂，其中所述第一制剂包含第一多个荧光构建体和附接到所述荧光构建体中的一者或多者的试剂；所述第二乳液液滴包含包封在第二液体基质中的第二制剂，其中所述第二制剂包含第二多个荧光构建体和游离剂S；并且所述第三乳液液滴包含包封在第三液体基质中的第三制剂，其中所述第三制剂包含游离剂R；其中所述试剂能够在游离剂S的存在下与游离剂R相互作用，以产生指示所述试剂、所述游离剂R和所述游离剂S之间的相互作用的可检测信号。
在任一前述实施方案中，第二多个荧光构建体可以是各自具有特别厚或薄的壳的量子点，所述壳降低或增强其扩散率，足以允许与具有相同颜色但其上附接有试剂的量子点进行区分。
在一些实施方案中，本文公开了用于对分析物进行分析的方法，其包括：使第一乳液液滴、第二乳液液滴和第三乳液液滴接触，其中：所述第一乳液液滴包含包封在第一液体基质中的第一制剂，其中所述第一制剂包含第一多个荧光构建体和附接到所述荧光构建体中的一者或多者的试剂；所述第二乳液液滴包含包封在第二液体基质中的第二制剂，其中所述第二制剂包含包封第二多个荧光构建体的一个或多个凝胶珠，以及游离剂S；并且所述第三乳液液滴包含包封在第三液体基质中的第三制剂，其中所述第三制剂包含游离剂R；并且将所述第一乳液液滴、所述第二乳液液滴和所述第三乳液液滴融合以允许所述第一多个荧光构建体、所述一个或多个凝胶珠和所述游离剂S和游离剂R在经融合的乳液液滴中扩散，其中每个凝胶珠中的所述第二多个荧光构建体不扩散到凝胶珠外部，其中所述试剂在游离剂S的存在下与游离剂R相互作用以产生可检测信号，并且其中所述可检测信号指示所述试剂、所述游离剂R和所述游离剂S之间的相互作用。
在一些实施方案中，本文公开了包含第一乳液液滴、第二乳液液滴和第三乳液液滴的组合物，其中：所述第一乳液液滴包含包封在第一液体基质中的第一制剂，其中所述第一制剂包含第一多个荧光构建体和附接到所述荧光构建体中的一者或多者的试剂；所述第二乳液液滴包含包封在第二液体基质中的第二制剂，其中所述第二制剂包含包封第二多个荧光构建体的一个或多个凝胶珠，以及游离剂S；并且所述第三乳液液滴包含包封在第三液体基质中的第三制剂，其中所述第三制剂包含游离剂R，其中在每个凝胶珠中的所述第二多个荧光构建体不扩散到所述凝胶珠的外部，其中所述试剂能够在游离剂S的存在下与游离剂R相互作用，以产生指示所述试剂、所述游离剂R和所述游离剂S之间的相互作用的可检测信号。
在任一前述实施方案中，接触步骤可以还包括使所述第一乳液液滴、所述第二乳液液滴和/或所述第三乳液液滴与第四乳液液滴接触，其中所述第四乳液液滴包含包封在第四液体基质中的第四制剂，其中所述第四制剂包含第三多个荧光构建体和包封第四多个荧光构建体的一个或多个凝胶珠。
在任一前述实施方案中，接触步骤可以还包括使所述第一乳液液滴、所述第二乳液液滴、所述第三乳液液滴和/或所述第四乳液液滴与第五乳液液滴接触，其中所述第五乳液液滴包含包封在第五液体基质中的第五制剂，其中所述第五制剂包含第五多个荧光构建体。
在任一前述实施方案中，第一液体基质、所述第二液体基质、所述第三液体基质、所述第四液体基质和/或所述第五液体基质可以是相同的。在任一前述实施方案中，所述第一制剂、所述第二制剂、所述第三制剂、所述第四制剂和/或所述第五制剂可以是水性的，所述第一多个荧光构建体、所述第二多个荧光构建体、所述第三多个荧光构建体、所述第四多个荧光构建体和/或所述第五多个荧光构建体可以是量子点，并且所述凝胶珠可能不与游离剂S或游离剂R相互作用。在任一前述实施方案中，游离剂R可以是试剂的受体，并且游离剂S可以是用于R和受体之间结合的协同分子。在任一前述实施方案中，例如通过激光脉冲，所述融合可以是可控的。
附图说明
为了更好地理解本公开，现在仅通过示例的方式，参考附图将描述根据本公开的方法。
图1是示例性分析室的示意图，其中水性样品流过所述分析室，并且荧光激发光穿过所述分析室。
图2是具有样品入口和样品出口的示例性平坦光学室的示意图。可以通过样品入口将样品作为油基质中的大液滴添加，其中所述大液滴在室内被挤压成薄饼形状。薄饼形状的液滴与油基质一起可以占据室内腔的全部或部分。试剂乳液可以通过室底部的一个或多个孔注入内腔。荧光激发光从底部穿过室，并且从室上方检测来自荧光发射的可见光。
图3是示例性分析室的示意图，其中一组水性样品穿过所述室，并且荧光激发光穿过所述室。
图4是示例性乳液液滴被扫掠过分析室，并然后破乳成荧光粒子的星座状群体的示意图。
图5是分析室的代表性相机图像的示意图，示出了两种不同的乳液液滴被扫掠过分析室，并然后被破乳成荧光粒子的星座状群体。
图6是示例性光学室的侧视图的示意图，示出了乳液液滴被扫掠过所述室，并然后被破乳以与大样品液滴融合(例如，如结合图2所述)，并扩展成所述大样品液滴中的荧光粒子的星座状群体。例如，在扩展期间，来自乳液液滴的蓝色量子点上的蛋白质H与大样品液滴中的分析物结合。电场的弱脉冲可用于使液滴破乳，允许量子点扩散到大样品液滴中。来自每个乳液液滴的量子点形成量子点的扩展星座状群体，并且可以通过添加弱胶凝剂引入静摩擦来减轻层流分布。
图7是示例性光学室的顶视图的示意图，示出了两种类型的乳液液滴(3个红色、1个绿色和4个蓝色的A型，以及具有4个红色、1个黄色和2个蓝色的B型)被扫掠过所述室，并然后被破乳以与样品融合，每一种都扩展成所述样品中的荧光粒子的星座状群体。来自A型乳液液滴的蓝色量子点涂覆有蛋白质H，而来自B型乳液液滴的蓝色量子点涂覆有蛋白质C。样品中的分析物与蛋白质H结合，但不与蛋白质C结合。在扩展期间，分析物与来自A型乳液液滴的蓝色量子点结合，但不与来自B型乳液液滴的蓝色量子点结合。
图8是具有用于多路分析的多通道的示例性室的示意图，例如，用于协同小分子组合。可以将所述乳液液滴以受控的节奏注入单独的通道中。
图9是示例性乳液液滴被扫掠过分析室，并然后破乳成荧光粒子的星座状群体的示意图，其中样品本身呈大液滴的形式，并且分析物(例如，表面活性剂分析物)被浓缩在水性样品液滴和与水不混溶的基质之间的界面处。
图10是示例性光学室的侧视图的示意图，示出了乳液液滴被扫掠过所述室，并然后被破乳以与大样品液滴融合(例如，如结合图2所述)，并扩展成所述大样品液滴中的荧光粒子的星座状群体。例如，在扩展期间，来自乳液液滴的蓝色量子点上的蛋白质H与样品中的表面活性剂分析物结合，其中在水性样品液滴和与水不混溶的基质之间的界面上对所述表面活性剂分析物进行浓缩。电场的弱脉冲可用于使液滴破乳，允许量子点扩散到大样品液滴中。来自每个乳液液滴的量子点形成量子点的扩展星座状群体，并且可以通过添加弱胶凝剂引入静摩擦来减轻层流分布。
图11是用于测量来自示例性分析室的荧光发射光的示例性光学系统的示意图。
图12是用于测量来自示例性分析室的荧光发射光的示例性光学系统的示意图，其中SLAPMi图像数据由相机收集，并且随时间跟踪每个星座状群体中每个量子点的布朗运动。示出了一个液滴星座状群体的示例性图，并且在相机图像中存在许多同时出现的液滴星座状群体。在示例性图中，对于在13、16、23和28s处的蓝色量子点已经发生了结合事件，给出了动力学或浓度的测量，而对于红色或绿色量子点的数据没有显示结合事件。因为这些蓝色量子点与4个蓝色+3个红色+1个绿色(图7中的A型乳液液滴)的液滴相关联，表明这些蓝色量子点涂覆有蛋白质H，因此在蛋白质H和样品中的分析物之间发生结合。
图13是示例性章动盘以及在不存在和存在章动盘的情况下预期的相机图像的示意图。
图14是穿过分析室的示例性相干的荧光激发光的示意图。
图15是穿过分析室的示例性空间图案化的荧光激发光的示意图。
图16是含有5种不同水性液滴制剂的水性液滴的示例性小瓶的示意图。
图17是包含在油基质中的水性液滴的试剂乳液的示例性小瓶的示意图，其中每个液滴含有特定比例的量子点颜色的特定组合。
图18显示可以例如用抗体进行功能化的示例性量子点，以及产生含有量子点的乳液液滴的示例性方法。
图19显示连接到树枝状聚合物的示例性量子点。
图20示出了用于试剂乳液合成的示例性方法，其利用针对定制乳液液滴组合物的二元乳液融合。
图21显示了使用本文公开的示例性室作为制备室的用于批量制备试剂乳液的示例性方法。
图22显示了检测表面活性剂分析物的示例性方法，其中在使用电场脉冲融合液滴之前，将乳液液滴引入室以接触样品液滴。
图23显示了检测表面活性剂分析物的示例性方法，其中静电吸引融合了乳液液滴和样品液滴。
图24示出了将量子点的经测量的随机扩散行为与化合物的浓度相关联的示例性方法，其包括样品中和相邻液滴中已经扩展成重叠星座状群体的分子。
图25A显示示例性荧光偏振测定(FPA)的结果，其中未结合的量子点快速旋转，导致荧光发射具有随机化的偏振(例如，缔合之后解离)，而结合的量子点旋转较慢，导致荧光发射具有保留的偏振(例如，缔合之后缔合)。
图25B显示示例性热位移测定的结果，其中在观察附接到分析物(例如蛋白质)的量子点时，光学室的温度可以逐渐上升。扩散度随着温度的升高而平稳上升。一旦分析物开始熔化，平滑上升显示在特定温度下下降。样品中存在的化合物可以增加解链温度，表明一种或多种化合物与量子点的结合。
图25C显示示例性荧光淬灭测定的结果。含有重原子的化合物与量子点结合，使量子点荧光淬灭。
图26将本文公开的示例性方法与现有技术进行比较。
图27显示了使用游离量子点标记乳液液滴的示例性方法。
图28显示了使用游离量子点和微珠(例如凝胶珠)标记乳液液滴的示例性方法。
图29显示了模拟中的90个量子点的预期图像，其中每个星座状群体中十个量子点的九个星座状群体缓慢向外扩散。模拟了量子点与磷酸二酯酶的结合相互作用。
图30显示了在图29中所示的模拟期间的示例性分子缔合和/或解离事件。
图31是用于测量来自示例性分析室的荧光发射光的示例性光学系统的示意图。可以使用旋转棱镜(例如，如在Risley棱镜扫描仪中)来代替衍射光栅(例如，如图12中所示)。
图32示出了使用Risley棱镜扫描仪的示例性相机图像。
具体实施方式
本公开所选实施方案将被单独概述，并然后将对根据本公开的各种实施方案的方法进行描述。实施方案和示例旨在说明本公开，并且不应被解释为对本公开的限制。
本申请中提及的所有出版物，包括专利文献、科学文章和数据库，出于所有目的都通过引用的方式以其全文并入，所达到的程度如同每个单独的出版物都通过引用的方式单独并入一样。如果本文提出的定义与通过引用并入本文的专利、申请、公开的申请和其他出版物中提出的定义相反或不一致，则本文提出的定义优先于通过引用本文本文的定义。
在一些实施方案中，本文提供适用于疾病标志物诊断、发现疾病标志物、发现药物疗法和/或评估药物疗法的方法。在一方面，本文提供用于检测与分析物结合试剂相互作用的分析物的方法。
在一些实施方案中，本文公开的测定、组合物和方法包括在不同步骤中使用非均相测定形式或均相测定形式，或两种测定形式的组合。非均相测定形式使用暴露于溶剂化样品的分析物结合试剂的固定表面，而均相测定形式使用完全溶剂化的分析物结合试剂和样品。
在不脱离本公开内容的真实范围和精神的情况下，以下示例性测定的各个方面可以包括在当前公开的测定组合物和方法中或从其中排除。包括或排除的具有以下示例性测定的各个方面的此类实施方案旨在落入本公开的范围内。
一种示例性测定涉及使用电极，其中分析物与电极表面特异性结合，所述电极表面已经用与包含在样品中的分析物结合的试剂衍生化。这种结合相互作用以允许确定分析物存在或浓度的方式改变了电极的电子传输行为。
第二示例性测定是酶联免疫吸附测定(ELISA)。ELISA使用涂覆有一系列不同分析物结合试剂的固定表面，所述表面通常暴露于经标记的样品30至120分钟，冲洗，并然后扫描结合的标记。这些标记可以是荧光的、放射性的、磁性的或具有一些其他可检测的特性。对于荧光标志物，可以通过使固定表面透明并使用渐逝场来避免冲洗，例如，如专利申请US2015/0010903A1中所述。
第三示例性测定是表面等离子共振(SPR)，例如Biacore使用的。SPR使用涂覆有一系列不同分析物结合试剂的固定表面，所述表面暴露于样品几分钟，然后扫描表面等离子体共振。来自阵列的全内反射产生反射角的定量变化，例如，如在美国专利号7,3732,55、7,262,866、7,081,958、7,012,694、6,999,175、6,775,003、6,714,303、6,589,798、6,493,097、6,127,183、5,965,456和5,641,640中所述。
第四示例性测定是均相测定。这些包括凝集测定和荧光共振能量转移(FRET)测定。此外，存在差示扫描荧光测定法(DSF)，例如由ThermaFluor使用的。DSF使用嵌入蛋白质的疏水性中心的疏水性荧光染料，随着温度升高和蛋白质分子熔化，所述蛋白质暴露于水性溶剂中。这种暴露使荧光染料不淬灭。与蛋白质结合的试剂会影响熔点，并因此影响荧光不淬灭的温度。这为结合相互作用提供分析信号，例如，如在美国专利号6,214,293、6,036,920和6,020,141中所述。
第五示例性测定涉及使用均具有荧光性和磁性、并且可以与分析物结合的粒子，例如，如在美国专利号9,658,219中所述，其中允许所述粒子与分析物结合，将所述粒子磁性固定在含有渐逝波的表面上，并通过光学衰减或荧光进行检测。
第六示例性测定涉及使用可以与特定分析物结合的衍生荧光量子点，例如如在美国专利号9,664,667中所述，其中允许所述量子点与分析物结合，将所述量子点放置在含有渐逝波的表面附近，并通过光学测量单独检测。每个量子点的布朗运动导致它按某种扩散速率随机进出渐逝场。这种运动在粒子的荧光强度上产生相应的变化。光学跟踪提供对量子点扩散速率的测量。扩散速率受结合相互作用的影响，其中结合相互作用倾向于增加量子点的有效大小并降低其扩散速率。组合的地址空间受到量子点的不同颜色的有限数量的限制。通过使用由不同量子点组成的非均相结构，可以获得更大的地址空间。此类非均相结构难以用均匀的组合物和扩散率合成，例如，如由Yu,Wan,等人(2009)所述。荧光带变宽，荧光量子产率降低，并且较大的尺寸降低了结合相互作用测量的灵敏度。除了使用此类非均相结构之外，对如何扩大地址空间的描述并不明显。此外，对如何测量在结合相互作用期间扩散率的转变的描述并不明显。最后，对如何测量结合相互作用的缔合和解离常数的描述并不明显。
第七示例性测定涉及使用水性乳液以含有样品并将其输送到测量装置，例如，如在日本科学技术机构的专利公开WO2002/068104(包括美国专利号7,268,167、7,772,287、7,717,615和7,375,140)和专利公开WO2005/089921(包括美国专利号8,741,192)中所述。
第八示例性测定涉及使用水性乳液以测量抗生素与协同化合物对抗多种细菌的有效性，例如，如由Kulesa,Kehe,等人(2018)所述。液滴的随机对被包含在室中，使用电场刺激融合，并然后随着时间的推移观察各个所得经融合的液滴的经捕获的细菌的行为。液滴被一组量子点标记，这允许识别每个液滴中存在的抗生素、化合物和细菌。这需要使用室的固定阵列，每个室包含液滴的随机对，以实现液滴的二元配对。相反，本公开避免了对固定阵列的要求，而是使用没有对包含的二元相互作用。这允许具有液滴随机阵列的更简单的分析室，例如，如在本文提供的实施例中所述。
第九示例性测定涉及使用共聚焦显微术。这种方法使用点照明和光学共轭平面中的针孔。这消除了离焦光，在确定小物体的位置时提供更高的分辨率和更大的准确性。
第十示例性测定涉及使用结构化照明显微术(SIM)。这种方法使用干涉图案来产生莫尔(moiré)图案。在确定小物体的位置时，对调制的图像进行数学去卷积，以产生更高的分辨率和更高的准确度。
第十一示例性测定涉及使用随机光学重构显微术(STORM)。这种方法使用非常低强度的照明来随机激活荧光团，从而允许单个荧光团的暂时分离。当确定小物体的位置时，将一组图像组合以产生更高的分辨率和更高的准确度。
第十二示例性测定涉及使用点扫描双光子显微术。这种方法扫描整个样品上的强光的短脉冲，其中光的波长大于荧光团激发所需的波长。在高强度下，两个光子可以同时进入荧光团，使有效能量加倍，并使荧光团发出荧光。这种方法能够在散射样品中进行高分辨率成像。
第十三示例性测定涉及使用扫描线角投影显微术(SLAPMi)。这是对点扫描双光子显微术的改进，其中激发的焦线以多个角度施加，类似于计算机断层摄影方法。该方法允许非常快速地生成图像，同时保持散射样品内的高分辨率，例如，如由Kazemipour,Novak,等人和WO2018208687A1中所述。
第十四示例性测定涉及使用荧光淬灭剂进行竞争性蛋白质结合。产生一组量子点，其中溴酚蓝结合到表面上，每种颜色的量子点对溴酚蓝具有不同的结合强度。溴酚蓝的溴原子产生一种重原子效应，其淬灭相关量子点的荧光。样品蛋白质的添加将竞争性地从量子点的亚群中吸附溴酚蓝分子。然后使游离的量子点具有增强的荧光。然后使用线性判别分析以确定样品蛋白质的结合强度，例如，如由Xu,Zhang,等人(2016)所述。石墨烯也可用于荧光淬灭，例如，如由Chou,De,等人(2012)所述。
存在使用已经用分子荧光团标记的样品寡核苷酸的方法。在本公开中，不需要荧光团，因为扩散率是分析信号。然而，样品寡核苷酸可以用重原子(如溴)来标记，而不是荧光团。如果标记附接到寡核苷酸的近端，那么它可以部分淬灭量子点荧光。这种淬灭将提供额外的分析数据。
第十五示例性测定涉及使用噬菌体展示。产生了具有随机突变的噬菌体的混合群体，其具有外部表达的随机蛋白质。将这种混合物施加在板上，所述板具有附贴其上的样品蛋白质阵列。一些噬菌体将附着在样品蛋白质上。将多余的噬菌体洗去，并且对经结合的剩余物进行DNA测序。DNA序列编码将与样品蛋白结合的蛋白质。
第十六示例性测定是悬浮阵列技术(SAT)。产生微球体珠的混合群体，各自以特定的强度比率含有量子点发射颜色的组合，并且涂覆有特定试剂(例如，抗原或寡核苷酸)。当施加荧光激发光时，荧光发射颜色和振幅的图案提供对每个珠的识别，从而提供对其试剂涂层的识别。当与样品一起孵育时，特定的样品分子与特定珠结合试剂的结合；随后的洗涤和与荧光分子的孵育步骤产生分子夹层，并且通过流式细胞术来表征珠群体，所述流式细胞术通过量子点荧光来鉴定珠结合试剂和通过荧光分子荧光来鉴定结合的发生。这种方法由Bio-Rad公司和其他公司在商业上使用，并被称为Luminex xMAP技术和Bio-Plex技术。
在一方面，本文提供用于检测与分析物结合试剂相互作用的分析物的方法，其包括：(a)提供第一液体，其中所述第一液体包含样品的一部分，例如可以将生物样品与缓冲液混合和/或用缓冲液稀释以形成所述第一液体；(b)提供在(i)包含第二液体的液体液滴和(ii)液体基质之间形成的乳液，其中所述液体液滴包含具有附接到所有或一组荧光构建体的分析物结合试剂的多个荧光构建体。在一些实施方案中，第一液体和所述第二液体均是水性的，并且所述液体液滴是水性液滴。在一些实施方案中，方法还包括使所述第一液体与所述水性液滴接触从而在允许所述第一液体和所述第二液体融合成单一流体的条件下形成所述第一液体和所述第二液体的组合。在一些实施方案中，方法还包括检测由所述分析物与所述分析物结合试剂的结合相互作用产生的信号，所述信号提供对分析物的存在或不存在、量或浓度、和/或特性或活性(例如，结合活性)的指示。在任一前述实施方案中，乳液包含液体基质中的多个液体液滴。
用于形成混合液滴和微流体液滴产生和操纵的方法是已知的，参见，例如，US 9,364,803和US 2019/0060861，并且可以结合本文公开的一个或多个实施方案来使用。
用于乳液液滴的受控融合和样品分析的方法描述于以下文献中：于2018年11月16日提交的、题为“Methods for the Detection of Analyte Concentrations and BindingInteractions”的美国临时申请号62/768,743；于2018年11月16日提交的、题为“Methodsfor Controlled Merging of Emulsion Droplets”的美国临时申请号62/768,754；和于2019年11月15日提交的、题为“Compositions and Methods for Controllably MergingEmulsion Droplets and Sample Analysis”的美国序列号16/685,376，出于全部目的将这些申请的内容通过引用以其全文并入本文中。图20示出了用于试剂乳液合成的示例性方法，其利用针对定制乳液液滴组合物的二元乳液融合。每个原始液滴可以含有特定的试剂，或可以含有单细胞，例如，已经被裂解或有待被裂解的细胞。在一些实施方案中，提供二元乳液液滴，并且含有两种不同的染料(例如，荧光染料)。
在一些实施方案中，使用包括受控融合乳液液滴的方法产生含有量子点、荧光染料和/或试剂的各种组合的乳液液滴。在一些实施方案中，使用不同的静电充电和/或不同的表面活性剂来组装二元乳液液滴。在一些实施方案中，方法包括使(i)包含在第一液体基质中的第一水性液滴的第一乳液与(ii)包含在第二液体基质中的第二水性液滴的第二乳液在允许所述第一水性液滴与所述第二水性液滴融合以形成经融合的液滴的条件下接触，其中所述融合是受控的并且通过如下方法提供：(i)包含第一氧化还原物质和含有第一电解质的第一液体基质的所述第一水性液滴，包含第二氧化还原物质和含有第二电解质的所述第二液体基质的所述第二水性液滴，其中所述第一水性液滴和所述第二水性液滴各自与电极接触，从而引起所述水性液滴和所述电极之间的电荷转移；(ii)用第一带电荷的表面活性剂稳定的第一乳液，和用与所述第一带电荷的表面活性剂带相反电荷的第二带电荷的表面活性剂稳定的第二乳液；(iii)使所述第一乳液与阳性电极接触足以引起所述第一水性液滴的静电充电，并且使所述第二乳液与阴性电极接触足以引起所述第二水性液滴的静电充电；和/或(iv)包含第一磁性粒子的所述第一水性液滴，包含第二磁性粒子的所述第二水性液滴，其中施加外部磁场以在所述第一磁性粒子和所述第二磁性粒子之间产生吸引力。
在一些实施方案中，本文提供对液滴进行静电充电的方法，例如从而产生带负电或带正电的液滴，用于与带相反电荷的液滴融合，例如如图20所示。在一些实施方案中，使用内径或尺寸与液滴的内径或尺寸大致相同的管或通道。例如，乳液可以流过管或通道。在一些实施方案中，管或通道是(或含有)带电的疏水性导体，并且电荷可以转移到通过的液滴，而不会损坏液滴。对于两个这样的(带相反电荷的)通道，乳液液滴流立即被送入不导电的Y形装置，从而使带相反电荷的液滴聚结成二元对。由于离子吸引力大于静电排斥力，可能会发生对导体的静电吸附。在一些实施方案中，将胶凝剂添加至油基质，并且将两个带相反电荷的通道冷却从而使所述油基质胶凝，以便于帮助将液滴推离导电电极，随后在Y下加热。可以通过使用试剂(例如，聚异丁烯和聚二甲硅氧烷)使油胶凝。
本文还提供产生乳液液滴群体的方法，其包括：在包含与所述第一乳液液滴、所述第二乳液液滴和所述第三乳液液滴不混溶的液体基质的室中，将各自包含一个或多个第一荧光构建体的第一乳液液滴群体、各自包含一个或多个第二荧光构建体的第二乳液液滴群体和第三乳液液滴(例如，如图21所示，包含试剂R的大液滴)以任何合适的顺序混合；将所述第一乳液液滴群体和所述第二乳液液滴群体与所述第三乳液液滴合并，以在所述室中的所述液体基质中形成经合并的乳液液滴，其中所述第一荧光构建体和所述第二荧光构建体以限定比率存在于所述经合并的乳液液滴中；将所述经合并的乳液液滴分成第四乳液液滴群体，其中所述群体中至少90％的所述第四乳液液滴以限定比率包含所述第一荧光构建体和所述第二荧光构建体，从而产生第四乳液液滴群体。可以使用弱电脉冲来打破室内的乳液，并将所述第一乳液液滴、所述第二乳液液滴和所述第三乳液液滴合并。可以将经合并的乳液液滴的内容物混合，使得所述第一荧光构建体和/或所述第二荧光构建体，例如，量子点可以均匀地分布在经合并的乳液液滴中。从统计学上来说，从经合并的乳液液滴产生的基本上所有的第四乳液液滴都以限定比率含有呈第一荧光构建体和第二荧光构建体。在一些实施方案中，群体中至少99％的所述第四乳液液滴以所述限定比率包含所述第一荧光构建体和所述第二荧光构建体。
在一些实施方案中，本文提供用于检测与分析物结合试剂相互作用的分析物的方法，其包括使(i)第一液体与(ii)乳液接触，所述第一液体包含样品的一部分；所述乳液在包含第二液体的液体液滴和液体基质之间形成，其中所述液体液滴包含具有附接到所有或一组荧光构建体的分析物结合试剂的多个荧光构建体。在一些实施方案中，第一液体和所述第二液体均是水性的，并且所述液体液滴是水性液滴。在一些实施方案中，方法还包括在允许所述第一液体和所述第二液体融合成单一流体的条件下形成所述第一液体和所述第二液体的组合。例如，所述方法可以包括打破乳液以允许所述液体液滴融合成所述第一液体。在一些实施方案中，乳液包含悬浮或包封在所述液体基质中的多个液体液滴。在一些实施方案中，方法还包括检测由所述分析物与所述分析物结合试剂的结合相互作用产生的信号，所述信号提供对分析物的存在或不存在、量或浓度、和/或特性或活性(例如，结合活性)的指示。
在一些实施方案中，本文提供用于检测与分析物结合试剂相互作用的分析物的方法，所述方法包括：(a)提供包含分析物的第一液体；(b)提供在(i)包含第二液体的试剂液滴和(ii)与水不混溶的主体基质之间形成的乳液，其中所述试剂液滴包含多个荧光构建体，所述多个荧光构建体具有附接到所有或一组荧光构建体的分析物结合试剂；(c)在分析室中将所述第一液体和所述试剂液滴混合在一起，并允许所述第一液体和所述试剂液滴融合成单一流体；(d)在所述混合之后，引导具有受控相位的激发光通过所述分析室，足以引起所述荧光构建体中的一者或多者的荧光，其中所述荧光取决于所述激发光的局部相位角内的荧光构建体位置；和(e)在所述混合步骤之后，检测荧光发射和/或测量所述荧光发射的量值。在一些实施方案中，方法还包括根据例如在每个液滴与所述第一液体融合的位置的附近荧光发射波长的图案，确定每个试剂液滴内存在的每种分析物结合试剂的身份。在一些实施方案中，荧光发射量值的随机行为的变化提供对分析物的存在或不存在、量或浓度、和/或特性或活性(例如，结合活性)的指示。
在一些实施方案中，本文提供用于检测与分析物结合试剂相互作用的分析物的方法，其包括在分析室中使第一液体与乳液接触，所述第一液体包含分析物，所述乳液在(i)包含第二液体的试剂液滴和(ii)与水不混溶的主体基质之间形成，其中所述试剂液滴包含具有附接到所有或一组荧光构建体的分析物结合试剂的多个荧光构建体。在一些实施方案中，方法还包括允许所述第一液体和所述试剂液滴融合成单一流体。例如，所述方法可以包括打破乳液以允许所述试剂液滴融合成所述第一液体。在一些实施方案中，方法还包括在所述混合之后引导具有受控相位的激发光通过所述分析室，足以引起所述荧光构建体中的一者或多者的荧光，其中所述荧光取决于所述激发光局部相位角内的荧光构建体位置。在一些实施方案中，方法还包括在所述混合步骤之后检测荧光发射和/或测量荧光发射的量值。在一些实施方案中，方法还包括根据例如在每个液滴与所述第一液体融合的位置的附近荧光发射波长的图案，确定每个试剂液滴内存在的每种分析物结合试剂的身份。在一些实施方案中，荧光发射量值的随机行为的变化提供对分析物的存在或不存在、量或浓度、和/或特性或活性(例如，结合活性)的指示。
在一些实施方案中，本文提供用于检测样品中的分析物和分析物结合试剂之间的相互作用的方法，其中所述方法包括：(a)提供包含分析物的第一液体；(b)提供在(i)包含第二液体的试剂液滴和(ii)与水不混溶的主体基质之间形成的乳液，其中所述试剂液滴包含具有附接到所有或一组荧光构建体的分析物结合试剂的多个荧光构建体；(c)在分析室中将所述第一液体和所述试剂液滴混合在一起，并允许所述第一液体和所述试剂液滴融合成单一流体；(d)在所述混合之后引导激发光的受控的空间图案通过所述分析室，足以引起所述荧光构建体中的一者或多者的荧光，其中所述荧光取决于所述激发光的局部空间图案内的荧光构建体位置；和(e)在所述混合步骤后，检测荧光发射和/或测量荧光发射的量值。在一些实施方案中，方法还包括根据例如在每个液滴与所述第一液体融合的位置的附近荧光发射波长的图案，确定每个试剂液滴内存在的每种分析物结合试剂的身份。在一些实施方案中，荧光发射量值的随机行为的变化提供对分析物的存在或不存在、量或浓度、和/或特性或活性(例如，结合活性)的指示。
在一些实施方案中，本文提供用于检测与分析物结合试剂相互作用的分析物的方法，其包括在分析室中使第一液体与乳液接触，所述第一液体包含分析物，所述乳液在(i)包含第二液体的试剂液滴和(ii)与水不混溶的主体基质之间形成，其中所述试剂液滴包含具有附接到所有或一组荧光构建体的分析物结合试剂的多个荧光构建体。在一些实施方案中，方法还包括允许所述第一液体和所述试剂液滴融合成单一流体。例如，所述方法可以包括打破乳液以允许所述试剂液滴融合成所述第一液体。在一些实施方案中，方法还包括在所述混合之后引导激发光的受控的空间图案通过所述分析室，足以引起所述荧光构建体中的一者或多者的荧光，其中所述荧光取决于所述激发光的局部空间图案内的荧光构建体位置。在一些实施方案中，方法还包括在所述混合步骤之后检测荧光发射和/或测量荧光发射的量值。在一些实施方案中，方法还包括根据例如在每个液滴与所述第一液体融合的位置的附近荧光发射波长的图案，确定每个试剂液滴内存在的每种分析物结合试剂的身份。在一些实施方案中，荧光发射量值的随机行为的变化提供对分析物的存在或不存在、量或浓度、和/或特性或活性(例如，结合活性)的指示。
在一些方面，本文公开的方法使用含有一种或多种分析物与水性试剂液滴的乳液混合的样品液体。例如，每个水性试剂液滴可以包含一种或多种分析物结合试剂。在一些方面，所述样品液体含有有待通过本文公开的方法分析的一种或多种分析物。样品液体可以呈经乳化液滴形式。在一些方面，所述试剂液滴各自含有一个或多个荧光构建体，例如荧光团或含有荧光团的粒子。在一些实施方案中，荧光构建体中的一者或多者包含能够与一种或多种分析物结合的试剂。在一些实施方案中，试剂附接到一个或多个荧光构建体的表面上。例如，试剂可以共价地或非共价地附接到表面上，并且试剂可以直接附接到表面上或例如经由接头间接附接到表面上。
在一些方面，在使所述样品液体所述试剂液滴在分析室内接触后，可以将所述样品液体和所述试剂液滴内的所述液体合并，例如融合成一种均质的液体。在一些实施方案中，在液体合并时，允许含有一种或多种分析物相互作用(例如，分析物结合)试剂的荧光构建体与一种或多种分析物相互作用，例如，可以发生结合相互作用。在一些方面，施加激发光来照射液体混合物，产生荧光发射，对每个荧光构建体的荧光发射进行连续监测和跟踪。在一些方面，对于来自相同试剂液滴的所有荧光构建体，连续监测和跟踪荧光发射。
在一些实施方案中，激发光的相位或空间图案是受控的，使得激发光的电场和磁场矢量在整个分析室中不均匀。当在混合液体中布朗运动移动荧光构建体(例如，荧光粒子，例如量子点)时，其荧光将随着局部电场矢量和磁场矢量的量值而变化。在一些方面，移动受到与分析物的结合相互作用的影响，并因此影响荧光发射的量值的随机行为。在一些方面，在混合之后荧光发射量值的随机行为的转变构成了对分析物的测量，例如，分析物的存在或不存在、量或浓度、和/或特性或活性(例如，结合活性)。
在一些实施方案中，试剂的身份由与每个液滴相关联的荧光波长的图案来确定。在一些实施方案中，在混合之后，液滴内的荧光构建体开始通过样品液体向外扩散。在一些方面，这种向外扩散形成了缓慢扩大的局部荧光构建体星座状群体，例如量子点。在一些方面，荧光构建体的扩大的星座状群体展开并允许检测单个荧光构建体。在一些方面，液滴内的荧光构建体群体足够大，以允许对单个液滴及因此其相关一种或多种试剂进行独特的识别。在一些方面，液滴内的荧光粒子群体允许通过光学系统或检测算法单独区分荧光构建体。
在一些实施方案中，本文公开了用于对分析物进行分析的方法，例如用于检测样品中的分析物的存在或不存在、量和/或活性。在一些实施方案中，方法包括使(i)第一组合物与(ii)第二组合物接触，所述第一组合物包含液相和所述液相中的样品，所述第二组合物包含液体基质和包封在所述液体基质中的制剂，其中所述制剂包含多个荧光构建体和附接到所述荧光构建体中的一者或多者的分析物相互作用试剂。在一些实施方案中，方法还包括例如在允许所述液相和所述制剂融合成单一流体的条件下，将所述液相和所述制剂进行合并。在一些实施方案中，方法还包括允许样品中的分析物与附接到所述荧光构建体中的所述一者或多者的所述分析物相互作用试剂相互作用。在一些实施方案中，样品中的分析物和分析物相互作用试剂之间的相互作用产生可检测信号。在一些实施方案中，分析可检测信号，例如用于检测样品中的分析物的存在或不存在、量和/或活性。
本文所使用的小节标题仅出于组织性目的并且不解释为限制所描述的主题。
I.基于试剂扩散分析样品的方法
在一些实施方案中，使待分析的水性样品与乳液接触，其中乳液由含有荧光粒子的水的液滴形成，所述荧光粒子可以与样品中的一种或多种分析物结合。在一些实施方案中，接触在分析室中进行。在分析室内，将乳液液滴和水性样品融合，允许所述荧光粒子与样品中的一种或多种分析物结合。在一些实施方案中，将荧光激发光施加到经融合的混合物中。测量荧光发射的特征，例如，以提供一种或多种分析物的浓度和/或结合相互作用的读数，这可以提供关于生物样品例如用于患者癌症检测的液体活检样品的有用信息。
在一些实施方案中，在分析室中将水性样品与多个试剂液滴混合。水性样品可以含有有待分析的分析物。试剂液滴可以各自含有一个或多个荧光粒子，所述荧光粒子中的至少一个附接到能够与样品中的一种或多种分析物相互作用的试剂。例如，所述一个或多个荧光粒子可以各自具有涂覆有一种或多种分析物结合试剂的表面。
在一些实施方案中，水性样品可以以在不混溶的基质中的样品液滴的形式存在。在一些实施方案中，样品液滴的表面包含表面活性剂或用表面活性剂处理。在一些实施方案中，试剂液滴是或包含在与水不混溶的主体基质内的乳液，或水性基质内的凝胶珠。在一些实施方案中，试剂液滴表面可以用表面活性剂稳定。当表面活性剂用于水性样品和试剂液滴时，在一些实施方案中，两种表面活性剂可以带有相同的电荷、相反的电荷或不带电荷。
在一些实施方案中，表面活性剂是或包含两亲分子，所述两亲分子含有极性亲水性基团和非极性疏水性基团。极性亲水性基团可以被阳离子部分带正电、被阴离子部分带负电、是非离子的或两性的。阳离子表面活性剂的示例包括苯扎氯铵、苄索氯铵、西曲溴铵、硬脂氯铵、四甲基氢氧化铵和通佐溴胺(thonzonium bromide)。阴离子表面活性剂的示例包括烷基硫酸钠、烷基苯磺酸盐、氯代硫脂、全氟烷基磺酸、磷脂和硫脂。非离子表面活性剂的实例包括烷基多苷、烷基葡糖苷、鲸蜡醇、单硬脂酸甘油酯、麦芽糖苷、壬苯醇醚、聚山梨醇酯和山梨醇硬脂酸酯。两性表面活性剂的实例包括亚氨基丙酸盐、亚氨基乙酸盐、月桂基甜菜碱、甜菜碱柠檬酸盐、羟甲基甘氨酸钠、月桂基两性乙酸钠和(羧甲基)二羟甲基氢氧化铵。两性表面活性剂还被称为两性离子表面活性剂。
在一些实施方案中，乳液被一种或多种表面活性剂稳定，因为它们的液滴具有排斥其他液滴的相似表面电荷，从而使液滴的聚结最小化。在一些实施方案中，表面活性剂自组装到每个液滴的表面上，使得表面活性剂分子的极性亲水性基团朝向液滴，并且表面活性剂分子的非极性疏水性基团远离试剂液滴。
在一些实施方案中，水性样品表面或试剂液滴表面充满蛋白质，所述蛋白质可作为膜蛋白存在于细胞中。此类蛋白质具有延伸到细胞膜磷脂双层中的疏水性组分。在一些实施方案中，此类蛋白质被认为是表面活性剂。
在一些实施方案中，乳液的试剂液滴悬浮在主体基质中。在一些实施方案中，每种乳液的主体基质是与水不混溶的液体或液晶。主体基质的示例是脂质、油、烃流体、碳氟化合物流体、碳氯化合物流体、碳溴化合物流体、碳碘化合物流体、有机硅流体和它们的混合物。可商购的碳氟化合物流体包括Fluorinert FC-40、Fluorinert FC-43、Fluorinert FC-70、Fluorinert FC-75、Fluorinert FC-3283和全氟萘烷。在一些实施方案中，选择主体基质，使得其折射率接近水性样品的折射率，从而使分析室中的光学畸变最小化。在一些实施方案中，选择主体基质，使得其在低温下形成凝胶或玻璃化，以增强长期储存的稳定性。
在一些实施方案中，试剂液滴相对于其主体基质的密度强加液滴的重力驱动运动，例如，向上漂浮或向下下沉，这倾向于将液滴压紧在一起并降低乳液稳定性。在一些实施方案中，重力驱动的移动被布朗运动减轻，使得乳液稳定性提高。在一些实施方案中，本文公开的方法包括促进试剂液滴的布朗运动，以便减轻试剂液滴的重力驱动的运动。
在一些实施方案中，使用已知的方法，通过在流动池内将缓慢流动的水性组合物(例如，水性介质)与快速流动的与水不混溶的组合物(例如，与水不混溶的介质)合并来形成乳液。在一些实施方案中，该方法产生在与水不混溶的主体基质中的具有高度均匀大小的水性液滴。还可以形成由水性液滴内与水不混溶的液滴组成的次级乳液，所述与水不混溶的液滴本身在与水不混溶的主体基质内。此类乳液方法在商业上进行，例如由日本科学技术机构进行。等效凝胶珠的生产在商业上进行，例如由Luminex公司生产的xTAG和MagPlex微球体。
在一些实施方案中，水性组合物包含多个荧光粒子，例如所得水性液滴包含荧光粒子。在一些实施方案中，水性组合物中荧光粒子的浓度被设定为使得在统计上在每个水性液滴中存在少量的荧光粒子群体，其中荧光粒子的数量大致已知。在一些实施方案中，可以实施对所得液滴的基于荧光的分类，以产生含有更受控的荧光粒子群体的液滴群体。次级乳液的内部与水不混溶的液滴还可以包含荧光粒子。
在一些实施方案中，水性组合物含有具有一组已知荧光发射光谱(例如，颜色)的荧光粒子的混合物，每个荧光粒子在水性组合物中具有已知的浓度。可以将所得液滴收集到所得乳液中。
在一些实施方案中，水性组合物含有具有已知浓度的已知单一荧光发射光谱(例如，颜色)的荧光粒子。在一些实施方案中，将许多此类水性组合物用于产生单独的乳液。然后，可以将两种或更多种单独乳液融合，例如，可以将来自每种单独乳液的单个液滴融合成较大液滴。可以将较大液滴收集到所得乳液中。
在一些实施方案中，在所得乳液的每个液滴中荧光构建体(例如，粒子)群体包含具有不同荧光构建体计数的不同发射波长的组合。例如，可以制造液滴，每个具有大约6个发射红色光的荧光粒子、9个发射绿色光的荧光粒子、和3个发射蓝色光的荧光粒子。在一些实施方案中，不同的粒子群体独特地标记液滴，并且共同地不同发射波长和不同荧光构建体计数的组合提供大的地址空间。
在一些实施方案中，每个液滴中荧光构建体(例如，粒子)群体足够大，以确保在制造期间每个液滴中荧光粒子的数量在统计上一致，但又足够小，以允许光学检测系统区分各个荧光构建体(例如，粒子)。荧光构建体(例如，粒子)的示例包括量子点、碳点、绿色荧光蛋白(GFP)分子、荧光素分子、商业染料Alexa Fluor 405和商业染料Alexa Fluor 647。
在一些实施方案中，荧光构建体是量子点，其通常具有被保护层包围的半导体核心，并且直径通常约为5nm。在一些实施方案中，可以与分析物结合的试剂层被固定在一个或多个量子点的外表面上。典型的蛋白质分析物的直径大小范围从10nm至50nm。因此，典型地，蛋白质分析物与荧光构建体(例如，粒子，如量子点)的附接会在荧光构建体的流体动力学性质上产生大的变化。
在一些实施方案中，本文合成并使用了具有流星锤(bola)结构的荧光粒子。这些荧光粒子典型地包含通过柔性连接物(例如，同质流星锤)或通过荧光粒子连接的两个荧光粒子，和通过柔性连接物(例如，异质流星锤)连接的磁性粒子。使用这种流星锤结构的示例是用于荧光共振能量转移(FRET)分析。在一些实施方案中，使用柔性连接物，并且所述柔性连接物展示出在水性样品中与核酸的结合相互作用，其中结合相互作用影响连接物的柔性，并且从而影响荧光粒子的活动性。在一些实施方案中，具有异质流星锤的磁场用于控制异质流星锤中荧光粒子的移动，例如通过在荧光激发光的路径内和路径外以圆周运动拖动荧光粒子。其他类型的荧光构建体，例如荧光蛋白、荧光分子和含有量子点、荧光蛋白、荧光分子及其组合的聚合物球，可以用于本文公开的方法或组合物中。
总的来说，量子点的激发光谱相当宽，这意味着一种激发光可以用于激发各种各样的量子点，从而产生不同颜色的荧光。通常，紫外光用于量子点激发。不受任何特定理论的束缚，荧光构建体的激发可以由激发光的电场矢量产生。
图18显示了可以例如用抗体功能化的示例性量子点。含有量子点的水性溶液样品可以穿过通道，在所述通道中，与水不混溶的基质(例如，油)流截断水性溶液流以产生含有量子点的乳液液滴。树枝状聚合物量子点是已知的，并且树枝状聚合物(例如，PAMAM树枝状聚合物)可以连接到功能化的量子点，如图19所示。合成PAMAM树枝状聚合物的方法是已知的。参见，例如，Hong等人.,Langmuir 2005,21,4257-4261。
如果使用近红外双光子荧光激发，并且如果样品含有单体和光催化剂，那么聚焦紫外光的施加可以用于在光学室内形成聚合凝胶珠，从而捕获特定的量子点用于以后的收集。SLAPMi技术使用近红外双光子荧光激发，并且可以大减少复杂生物样品中出现的图像散射。双光子激发也给出了比用紫外光的标准激发更好的粒子定位，并且消除了背景荧光。此外，光学技术可以按1000个样品/秒收集数据。
量子点具有胺或羧基表面，可用于附接蛋白质或寡核苷酸。
由于量子点的密度比水大得多，所以短暂应用超声波会使每个量子点周围的水振荡，这可以松开非特异性结合的材料，但不会松开靶标。
在一些方面，使用量子点代替凝胶珠具有若干个优点。例如，仅一个分子需要附接到量子点上才能检测到它的扩散特性，而凝胶珠需要具有许多结合到其表面的分析物。这使得该方法更快、更灵敏。此外，使用每种颜色的多个量子点意味着多次测量。正如布朗运动图所示，结合发生了几次，它们一起给出了结合动力学的更清晰的测量。使用SLAPMi光学器件能够在1000Hz下测量结合。最后，分析物不需要标记，因为量子点的扩散行为就是分析信号。
对于弱结合的分析物，布朗运动的图形也可能显示偶然的解离事件，这由特定量子点的扩散率的突然上升来指示。这是结合相互作用的快速、实时的度量。
当被荧光激发源照射时，量子点可以表现出荧光发射的随机闪烁(光致发光间歇)。这一现象已被广泛研究，并且现有文献表明这可能是由于高激发功率导致局部电场、非辐射俄歇复合和/或表面陷阱诱导复合。在一些实施方案中，通过调整量子点表面的化学性质来减少这种闪烁，例如Thomas,Ghimire等人(2018)的工作。在一些实施方案中，通过使用梯度合金量子点来减少这种闪烁，例如Zhang,Wang,等人(2019)的工作。在一些实施方案中，通过使用厚壳来减少这种闪烁，例如Reid,McBride,等人(2018)的工作。
在一些实施方案中，使用荧光淬灭测定检测本文公开的随机星座状群体扩散度。含有与量子点结合的重原子的化合物可能导致量子点荧光的淬灭。固有量子点闪烁可能干扰荧光淬灭分析，并且如本文所公开的，若干种技术可用于限制固有量子点闪烁。
因为在每个液滴或凝胶珠内可以使用多个量子点，所以可以简单地从数据分析中排除那些闪烁的量子点，仅使用在测量期间不闪烁的剩余量子点。
通常，量子点的发射光谱相对较窄，并且取决于半导体组合物和量子点的物理尺寸。在室温下，在可见光范围内，单个量子点典型地具有约10至15nm宽的荧光发射光谱带(例如，颜色)。
具有合计颜色为30至50nm宽的量子点是可商购的。在这些示例中，每个荧光发射光谱带(例如，颜色)的30至50nm宽意味着当使用量子点粒子时，仅约9个发射光谱带可以被光谱区分。因此对于每个仅含有一个荧光粒子的经融合的液滴的集合，在所述集合中仅九种样品和试剂的组合可以被同时明确地识别。在这些示例中，荧光粒子用作具有仅九种组合的地址空间的标记。
在一些实施方案中，本公开包括经融合的液滴，所述液滴含有以各种计数的多种发射颜色的量子点，并且地址空间比每个仅含有一个荧光粒子的液滴大得多。例如，经融合的液滴可以含有6个经试剂标记的红色量子点、9个未经标记的绿色量子点和3个未经标记的蓝色量子点。
在一些实施方案中，对于九种可能的颜色和每种颜色的三种可能的量值，地址空间变成r(n！/(r！(n–r)！)，对于r＝1至n，其中n＝9×3＝27的总和。这给出了总共2,359,296种组合。
n＝9×3
Figure BDA0003721496860000481
如果使用不止一个试剂标签，则可能有更大的数量。
通过使用具有不同荧光寿命的荧光粒子，以及使用可以测量荧光寿命的光学检测系统，可以进一步增加地址空间的大小。通过在荧光粒子上使用在结合相互作用期间引起荧光淬灭的化学剂，可以进一步增加地址空间的大小。通过在荧光粒子上使用引起荧光激发光的一些波长的吸收的化学剂(除了试剂分子之外),可以进一步增加地址空间的大小。如果荧光激发光被限制在这样的波长，此类化学剂会减少荧光。此类化学剂可以是具有带通、带阻、陷波、高通或低通吸收光谱的染料。通过使用具有受控波长的荧光激发光，可以区分具有相同发射波长但不同染料涂层的荧光粒子。例如，当荧光激发光在350nm和450nm之间切换时，可以基于荧光强度，对具有350nm吸收染料涂层的红色量子点和具有450nm吸收染料涂层的第二红色量子点进行区分。
在一些实施方案中，可以通过流入薄层分析室的一组流来实现水性样品与试剂液滴的乳液的混合。在一些实施方案中，分析室的尺寸使得其内部体积具有远小于长度和宽度的高度，呈具有顶部面和底部面以及薄边缘的薄片性状。在一些实施方案中，分析室的壁被处理成为疏水性的。在一些实施方案中，分析室的壁包括化学结合的表面，或者油或其他与水不混溶的液体(例如乳液主体基质)的薄涂层。
在一些实施方案中，水性样品流入分析室的一端，并且当它通过分析室并从相对端流出时，它展开成薄层。例如，如图1所示，水性样品3流入分析室1，扩散到平坦区域，并然后在出口4离开。来自分析室一侧的荧光激发光2穿过分析室，并且荧光发射5在另一侧离开分析室。可以将含有量子点的乳液液滴引入室，例如，如图2中所示。
在一些实施方案中，使一组水性样品流入分析室的多个入口。例如，如图3所示，使一组水性样品3流入分析室1，流过薄层区域，并然后在出口4离开。来自分析室一侧的荧光激发光2穿过分析室，并且荧光发射5在另一侧离开分析室。分析室可以包括多个单独的室或通道，其各自具有在图3中显示的单独的入口和单独的出口。
在一些实施方案中，在使乳液或凝胶珠流入分析室之前，使水性样品流入分析室。在一些实施方案中，在使乳液或凝胶珠流入分析室之后，使水性样品流入分析室。在一些实施方案中，使水性样品和乳液或凝胶珠同时流入分析室。在一些实施方案中，当使乳液或凝胶珠流入室时，水性样品流过分析室，例如，通过入口进入室，并且通过出口离开室。在一些实施方案中，乳液液滴或凝胶珠铺展或以其他方式分布在分析室的整个内表面上，以便于基于乳液液滴或凝胶珠的荧光团的扩散的后续分析，例如，乳液或凝胶珠可以在一个或多个方向上被水性样品扫掠过。在一些实施方案中，当使乳液液滴或凝胶珠流入室时或之后，可以向室施加外力，以便于将乳液液滴或凝胶珠分布在室的内表面上。在一些实施方案中，重力可用于分布乳液液滴或凝胶珠。例如，分析室可以被摇动、旋转、倾斜或以其他方式移动或搅动。
在一些实施方案中，将与水不混溶的基质(例如，碳氟化合物油)泵入分析室的入口端，导致水性样品被推动通过分析室并从远端离开。在一些实施方案中，将弱胶凝剂添加至水性样品，以便于使通过分析室的层流最小化。在一些实施方案中，试剂乳液液滴或凝胶珠在重力和弱胶凝剂的帮助下随着样品流被扫掠。
分析室可以包括基本上平坦的刚性基底，乳液液滴或凝胶珠位于所述基底上或组装其上。在某些实施方案中，基底对于用于激发和检测各种标记(例如，荧光染料、量子点、等离子体共振粒子、纳米簇或其任何合适的组合)的激发和发射波长的辐射是透明的，例如在大约400-900nm之间。材料(例如，玻璃、塑料、石英等)是合适的。可以将乳液液滴或凝胶珠粘附基底上，并且可以任选地使用多种方法中的任何一种附着到基底上。基底可以涂覆有或不涂覆增强粘附或结合的物质，例如，硅烷、聚赖氨酸、等。在将乳液液滴或凝胶珠融合到待分析的样品中之前，基底可以具有孔或凹陷以容纳乳液液滴或凝胶珠。在各种实施方案中，出于此目的可以使用凸起的屏障或掩模。
在一些实施方案中，当水性样品穿过分析室时，使乳液流流入分析室一面的孔中。例如，如图4所示，当水性样品3流过分析室1时，使乳液或凝胶珠5流入分析室。每个乳液液滴或凝胶珠形成凸起6，向下扫掠分析室1的长度，并在一片水性样品3(很像地毯下的小球)下被捕获，将乳液液滴压到非常接近水性样品。乳液液滴(例如，凸起6)可以是通过一薄层与水不混溶的基质(例如，油)与水性样品分离的水性液滴。在这个阶段，荧光粒子(以及任何与之相关的分析物相互作用试剂)被捕获在乳液液滴内，并且不接触水性样品。将经扫掠的凸起7破乳成荧光粒子的小星座状群体8。该星座状群体向外扩散到更大的星座状群体9。一些荧光粒子可以与水性样品中的分析物分子4组合，影响荧光粒子的扩散率。在此过程期间，引导荧光激发光2通过分析室1。
在一些实施方案中，瞬时强电场的施加用于刺激破乳，其中将乳液液滴与水性样品融合，允许试剂荧光粒子与样品分析物相互作用。还可以使用其他方法来引起破乳，例如通过使用添加至样品或与水不混溶的主体基质中的带相反电荷的表面活性剂或破乳剂。在一些实施方案中，电场的施加用于引起经融合的水性样品和乳液液滴的组分的电泳运动。
在一些实施方案中，使用具有多种不同乳液的多个孔。在一些实施方案中，将多个孔充分间隔开，使得乳液液滴不相互作用。
在一些实施方案中，分析室被成形为使得水性样品流形成穿过它的长蜿蜒路径。这为有待被观察的荧光粒子提供延长的持续时间。可以在不同的时间添加不同乳液，使得乳液液滴被间隔开。
在一些实施方案中，分析室包括用于使多种水性样品同时流动的多个入口。这些流可以被屏障分开。可以使乳液液滴流入两个水性样品入口之间的连接处。
在一些实施方案中，乳液液滴可以含有凝胶化的流体。凝胶化的流体在插入分析室后可以被熔化或酶促解聚。在一些实施方案中，可以使用含有荧光粒子的凝胶珠来代替乳液液滴。在一些实施方案中，在凝胶熔化或酶促解聚之后释放荧光粒子。可替代地，乳液液滴及其与水不混溶的主体基质可以被悬浮在水性基质中的凝胶珠代替，其中荧光粒子在凝胶熔化或凝胶的酶促解聚之后释放。
在一些实施方案中，水性样品以在不混溶的基质中的样品液滴的形式存在，例如，如图6或图9所示。一些分析物可以集中在样品液滴和与水不混溶的基质之间的表面界面处。在这种情况下，荧光粒子的扩散可能很大程度上被限制在表面界面的二维平面上。在一些实施方案中，荧光粒子的扩散行为从三维运动到二维运动的变化指示了荧光粒子和分析物之间的结合。此类分析物的示例包括细胞膜蛋白。
图9示出了例如，当水性样品3存在于分析室时，可使乳液液滴或凝胶珠5流入分析室1。每个乳液液滴或凝胶珠形成凸起6，并且这些凸起可以被向下扫掠分析室的长度，或以其他方式在室的表面上彼此铺展开。乳液液滴或凝胶珠可以在一片水性样品3下被捕获，同样很像地毯下的小球。在一些实施方案中，将乳液液滴或凝胶珠压得非常接近水性样品。乳液液滴(例如，凸起6)可以是通过一薄层与水不混溶的基质(例如，油)与水性样品分离的水性液滴。在这个阶段，荧光粒子(以及任何与之相关的分析物相互作用试剂)被捕获在乳液液滴内，并且不接触水性样品。然后，例如在施加电脉冲后，可以使经扫掠的凸起7破乳，使得与水不混溶的基质的薄间隙破裂，从而允许每个水性液滴融合到水性样品中。每个水性液滴中的荧光粒子(以及任何与之相关的分析物相互作用试剂)不再被与水不混溶的基质限制，并且可以在水性样品中扩散以形成荧光粒子的小星座状群体8。该星座状群体向外扩散到更大的星座状群体9。一些荧光粒子可以与水性样品中的分析物分子4组合，影响荧光粒子的扩散率。如图4所示，分析物分子4可以集中在水性样品3和与水不混溶的基质之间的界面处。在此过程的至少一部分中，引导荧光激发光2通过分析室1。例如，可以在小星座状群体8扩展为更大星座状群体9的期间使用荧光激发光，其中一个或多个乳液液滴的荧光粒子的全部或子集被捕获，并且它们的荧光发射特征被记录和/或分析。
在一些实施方案中，构建分析室，使得可以将荧光激发光施加到经融合的水性样品和乳液液滴上。施加荧光激发光，使其进入分析室的表面，通过经融合的水性样品和乳液液滴，并从其他表面排出。
在一些实施方案中，分析室内的表面可以被纹理化以改变通过分析室的流体流动，或者改变分析室内液滴的移动。例如，可以在表面上制造凹槽，以确保液滴沿着特定路径移动。
在一些实施方案中，水性样品通过分析室的流速是恒定的。在其他实施方案中，水性样品通过分析室的流速随时间变化。例如，水性样品通过分析室的流速可以是脉冲的。
在一些实施方案中，向分析室施加声波，例如，高频音波(如超声波)。例如，可以使用声驻波来引起水性样品及其含有的荧光粒子的受控振荡(或空化)，从而改变荧光粒子的扩散特性。如果荧光粒子的密度明显不同于水性样品的密度，这可能特别明显。通过快速移动荧光粒子周围的环境，有可能区分非特异性吸附到荧光粒子上的弱结合组分。在一些方面，该方法包括在分析室的整个宽度上施加声波，从而给予量子点一定程度的非随机运动，这有助于区分随机扩散率波动和快速交替的缔合和解离行为。
在一些实施方案中，与水相比，量子点的密度显著更大，例如，量子点可以含有PbS或CdS。在一些实施方案中，对量子点施加超声处理(例如超声波处理)，使它们比布朗运动振动更多，并且这种振动可以去除非特异性结合的材料。提升超声功率可以指示与量子点结合的强度。
在一些实施方案中，磁场被施加到分析室。例如，被制造成含有磁性粒子的试剂微滴可以通过施加的磁场在受控的方向上被牵引。
在一些实施方案中，荧光粒子可以与淬灭剂弱结合，所述淬灭剂可以竞争性地吸附到样品蛋白质上，导致荧光粒子的荧光增加。
在一些实施方案中，荧光激发光是非偏振的。在一些实施方案中，荧光激发光是线性、圆形、椭圆偏振或余摆线偏振的。通过分析室的传播模式可以是横向电磁(TEM)、横向电(TE)、横向磁(TM)或其混合。
在一些实施方案中，荧光激发光是相干的。在其他实施方案中，荧光激发光是连续的或脉冲的。荧光激发光可以按各种入射角被施加到分析室。在一些实施方案中，荧光激发光包括红外光、基本上由其组成或由其组成。在一些实施方案中，红外光的使用意味着光学散射被减少或最小化，从而允许精确的量子点定位。
在一些实施方案中，荧光激发光在空间上是均匀的。在其他实施方案中，荧光激发光被空间图案化。荧光激发光可以由单一频率组成，或者由多个频率组成，或者作为频率梳。光学频率梳可用于提供红外、可见光和紫外光中的等距离频率标记，并可将未知的光学频率与无线电或微波频率参考联系起来。产生频率梳的方法是本领域已知的，例如，如美国专利号7,982,944中所公开的。
在一些实施方案中，以类似于共聚焦显微术的方式施加荧光激发光。在一些实施方案中，以类似于结构化照明显微术(SIM)的方式施加荧光激发光。在一些实施方案中，以类似于随机光学重构显微术(STORM)的方式施加荧光激发光。在一些实施方案中，以类似于点扫描双光子显微术的方式施加荧光激发光。在一些实施方案中，以类似于扫描线角投影显微术(SLAPMi)的方式施加荧光激发光。在一些实施方案中，以类似于重影成像(GI)或稀疏性约束重影成像(GISC)的方式施加荧光激发光。在一些实施方案中，根据上述技术使用荧光激发光有助于在诸如生物样品的散射介质内快速且精确地定位荧光粒子。
在一些实施方案中，荧光发射光被具有不同于基质的折射率的液滴折射或内反射，从而产生可以去卷积以识别荧光团位置的图像图案。
在一些实施方案中，水性样品对于荧光激发光是透明的。在一些实施方案中，激发光引起荧光粒子的荧光，并且在所有方向上发射荧光。在一些实施方案中，通过使用吸收激发光频率的滤光器，或者通过优先反射激发光频率的反射表面，来去除杂散激发光。
在一些实施方案中，构建分析室，使得荧光发射可以发射到光学系统。例如，如图11中所示，分析室1含有在水性样品3内的荧光粒子。荧光激发光2被引导通过分析室，导致荧光粒子产生荧光发射光。透镜4将来自荧光粒子的荧光发射光聚焦到衍射光栅5上。另一个透镜6将来自的衍射光栅5的光聚焦到相机7上。衍射光栅的使用是任选的。
在一些实施方案中，当乳液液滴首先与水性样品融合时，其荧光粒子彼此接近。如果乳液液滴含有例如大约6个发红色光的荧光粒子、9个发绿色光的荧光粒子和3个发蓝色光的荧光粒子，那么相机可以沿着由衍射光栅产生的线观察到明亮红色的斑点、非常明亮绿色的斑点和暗淡蓝色的斑点。在施加瞬时强电场以刺激破乳后，荧光粒子可以从乳液液滴中释放出来，并且可以例如当水性样品不流动时，通过布朗运动随机地移动。当单个荧光粒子在水性样品中向外扩散时，它们最终会行进一段足以让相机分辨它们的距离，从而可以跟踪荧光粒子的单个强度。在一些实施方案中，随着扩散的继续，荧光粒子的移动和荧光强度随着时间被跟踪，使得相机观察正在扩展的星座状群体。
在一些实施方案中，星座状群体的光谱组成和相对颜色强度提供用于识别原始乳液液滴的手段，并因此识别其含有的一种或多种分析物结合试剂。
在一些实施方案中，将大量不同的乳液液滴融合到水性样品中，其中每个液滴可以被相机识别。例如，乳液液滴源可以是含有大量乳液液滴文库的小瓶，其中每个液滴都具有其含有的一种或多种特定分析物结合试剂的荧光发射光谱组成和相对颜色强度的独特组合。在一些实施方案中，将这些液滴随机融合到水性样品中，并且观察每个液滴的扩散星座状群体，提供对液滴中存在的一种或多种分析物结合试剂的识别。图5中示出了一组相机图像的代表。例如，分析室含有流动的水性样品2，其携带有两种不同的乳液液滴3。当两个乳液液滴被水性样品携带时，它们被破乳化以形成荧光粒子的两个密集的星座状群体4。荧光粒子缓慢向外扩散，将两个星座状群体展开以形成扩展的星座状群体5。样品中分析物8的分子与荧光粒子6结合。这些星座状群体持续扩展，最终在7中彼此重叠。对每个荧光粒子的连续光学跟踪允许识别它来自哪个乳液液滴，并因此识别其分析物结合试剂的身份。
在一些实施方案中，激发光在空间上是均匀的，并且荧光粒子的随机扩散导致每个荧光粒子的荧光发射位置的相应随机变化。
在一些实施方案中，激发光在空间图案中被结构化，并且荧光粒子进入和离开高激发光强度区域的随机扩散导致每个荧光粒子的荧光发射的相应随机变化。
在一些实施方案中，荧光粒子与分析物结合试剂化学缔合，并且任选地共价键合。在一些实施方案中，荧光粒子的随机运动受到与分析物的结合相互作用的影响。例如，结合相互作用可以增加对荧光粒子的流体动力阻力。
在一些实施方案中，通过结合相互作用引起的荧光粒子随机运动的变化导致荧光发射位置和/或量值的随机行为的变化。在一些实施方案中，在每个液滴破乳(或凝胶解聚)事件之后，荧光发射位置和/或量值的随机行为的程度构成了用于分析物与试剂的结合相互作用的光学检测信号。在一些实施方案中，当荧光粒子不结合时，比较具有给定发射颜色的所有荧光粒子中随机行为的程度以建立随机行为的相对基线。
在一些实施方案中，荧光粒子向分析物的一侧的附接产生不对称几何形状，从而影响随机运动。在一些实施方案中，在统计上，运动不是纯粹随机的，而是受到不对称几何形状的约束。除了布朗运动的量值之外，可以使用各种统计方法来区分结合的荧光粒子的随机运动和具有对称几何形状的未结合的荧光粒子的随机运动。
在一些实施方案中，可以通过荧光发射量值的随机行为变化的存在来确定分析物的存在。在一些实施方案中，可以通过荧光发射量值的随机行为变化所需的时间来确定样品中分析物的浓度。在一些实施方案中，可以通过荧光粒子的比例来确定样品中分析物的浓度，所述荧光粒子显示出荧光发射量值的随机行为的变化。通常，当样品中的分析物处于足够低的浓度并且不是所有的荧光粒子都结合分析物分子时，这种情况适用。
在一些实施方案中，由荧光粒子上结合位点的饱和度来确定分析物的浓度，这可以通过将荧光发射量值的随机行为的经测量的变化与荧光发射量值的随机行为的预期的变化进行比较来确定。
在一些实施方案中，通过改变水性样品的浓度，例如通过稀释初始样品以提供各种浓度的经稀释的样品，来确定分析物和试剂之间结合相互作用的缔合和解离常数。例如，对于分析物浓度连续变小的一系列测量，结合相互作用(如随机运动所示)连续变小。由于处于平衡状态的结合相互作用取决于浓度，结合相互作用相对于浓度的图产生了缔合和解离常数。
在一些实施方案中，通过测量荧光发射量值随时间的随机行为的变化来确定在分析物和试剂之间结合相互作用的缔合和解离常数。例如，本文公开了包括允许缔合发生持续一段时间，随后解离持续一段时间，之后再次缔合的方法。在一些实施方案中，在缔合和解离期间，荧光发射量值随时间的随机行为指示分析物浓度、结合强度和/或结合动力学。
在一些实施方案中，扩展的星座状群体扩展到足以在分析室中与其他星座状群体重叠。在这个阶段之后，每个荧光粒子的独特识别将更加复杂，但是可以通过随时间跟踪荧光粒子和/或应用统计技术来管理。
例如，当星座状群体扩展时，每个荧光粒子将由其星座状群体群体来识别。最终，被识别的荧光粒子可能随机地与来自另一个星座状群体的被识别的相同颜色的荧光粒子重叠，并然后继续从重叠处扩散开。可以使用统计技术来辨别哪个粒子来自哪个星座状群体，并因此辨别哪个初始乳液液滴。对于两种荧光粒子中的每一种，存在其观察到的扩散性行为有50％的可能性是由于一种分析物结合试剂，并且另外50％的可能性是由于另一种分析物结合试剂。然而，由于存在每种类型的多个粒子，可以将经模糊识别的荧光粒子的扩散性行为与该类型的其他粒子进行比较，并且将概率分配给可能的身份。
用于单个粒子跟踪的组合物和方法是已知的。参见，例如，Zhang等人.,“QuantumDot Based Biotracking and Biodetection,”Anal.Chem.2019,91,532-547。在这些方法中，荧光团(例如，量子点、荧光蛋白或金纳米点)附接到分子上，然后荧光团在细胞膜上或细胞内被其分子随机拖动，以便于观察和研究细胞运输过程。研究人员已经发现，与分子荧光团相比，大量子点和金纳米点具有预期的空间和惰性效应。
在某些方面，本文公开的组合物和方法不同于已知的单粒子跟踪技术。例如，如本文所公开的，量子点的扩散率用于测量结合相互作用的存在和/或强度，并且量子点的身份源于它们与它们的乳液液滴和扩展星座状群体内的其他量子点的缔合。
在一些实施方案中，在制造水性液滴的期间，提供与荧光粒子的特定计数相关联的一定程度的随机性。例如，当试图制造具有6个发红色光荧光粒子、9个发绿色光荧光粒子和3个发蓝色光荧光粒子的水性液滴时，可能存在一些具有5个发红色光荧光粒子、9个发绿色光荧光粒子和4个发蓝色光荧光粒子的水性液滴。只要这些水性液滴的身份不模糊，它们仍然可以通过分析算法而使用。如果它们的身份是不明确的，那么来自与那些水性液滴相关的荧光粒子的光学数据可以被排除在分析之外。
在一些实施方案中，将弱胶凝剂添加至水性样品，以便于使通过分析室的层流最小化。层流通常倾向于铺展荧光粒子的星座状群体。在多种水性样品经由多个入口流入分析室的情况下，将胶凝剂用于抑制多种水性样品的对流混合。
在一些实施方案中，将粘度增强剂添加至水性样品，以便于减缓分析室中荧光粒子的扩散。粘度增强剂的示例包括甘油、聚乙二醇和聚乙烯醇。
在一些实施方案中，将非牛顿剂添加至水性样品，以进一步改变分析室中荧光粒子的扩散。这包括剪切稀化剂和/或剪切增稠剂。
在一些实施方案中，将电场施加到分析室。经融合的水性样品的带电组分(例如荧光粒子和蛋白质分子)然后可以经受导致确定性运动(不同于非确定性的随机运动)的力。这被称为电泳运动。如果电场是振荡的，那么这些带电的组分还将振荡。在一些实施方案中，这种振荡对于辨别非特异性结合相互作用是有用的。在一些实施方案中，非特异性结合是弱的，而分析物结合是强的，并且荧光粒子的振荡可以暂时地抖落弱结合的组分。这可以在荧光发射量值的随机行为中观察到。
在一些实施方案中，由于静电相互作用，用于刺激破乳的瞬时强电场导致荧光粒子位置的瞬时移动。在一些实施方案中，信号可用于分析，因为它取决于荧光粒子的净电荷。
每个相机图像是在图像曝光时间内到达的光的集合。在一些实施方案中，如果荧光粒子的扩散运动比曝光时间慢，那么荧光发射光在每个相机图像中形成一组小的聚焦点，并且这些点在一系列相机图像上的移动给出了关于荧光粒子扩散运动的信息。
如果荧光粒子的扩散运动比曝光时间快，则荧光发射光在每个相机图像中形成一组大的模糊斑点；在曝光期间，每个荧光粒子的小聚焦点追溯随机路径，该路径模糊成大斑点，难以通过一系列相机图像进行分析。在一些实施方案中，为了捕捉更快的运动，使用章动盘。例如，如图13所示，使荧光发射光4穿过具有垂直轴2的章动盘1。垂直轴2围绕第二轴3旋转，并且出射光5被赋予平移。代替在相机焦平面上产生一个点的每个荧光粒子，所述点必须在一组曝光中被光学跟踪，所述点在曝光期间被章动盘快速地以圆形(或其他图案)移动。代替在相机图像中形成一组大的模糊斑点6，这些点的随机运动在相机图像中被拉伸成近似圆形7，其中与圆形的偏离指示曝光期间发生的随机运动。这样，更多的像素被用于测量来自每个荧光粒子的荧光发射光，从而允许更高的时间分辨率。在一些实施方案中，使用更高灵敏度的相机来补偿由于章动盘的使用而减少的光子率/像素。
在一些实施方案中，本文公开的方法包括实施主动系统反馈，其中插入到分析室中的水性液滴群体基于由较早的水性液滴获得的测量结果而改变。例如，测定水性液滴的初始群体以指示分析物与某类试剂的结合，并将水性液滴的第二群体插入分析室中以便于探测该类试剂的细节。
II.包括试剂扩散的光学分析的方法。
各种方法可用于荧光构建体扩散的光学分析，所述荧光构建体可以结合或不结合样品中的分析物。
在一些实施方案中，本文公开的光学方法包括荧光激发方法，其包括使用紫外(UV)光来提供简单UV照射、结构化的UV照射、驻波和/或脉冲/偏振光的方法。在一些实施方案中，本文公开的光学方法包括使用近IR双光子荧光激发。例如，具有短脉冲的高强度激光可以用于在散射样品中提供更好的精度，和/或更少的背景荧光。
在一些实施方案中，本文公开的光学方法包括荧光成像方法。在一些情况下，使用具有章动盘的简单CCD，其中点源(例如，量子点)分布为圆形以获得更高的速度，例如，如图13所述。在一些实施方案中，本文公开的成像方法包括扫描线角投影显微术(SLAPMi)、例如，如在Kazemipour等人.,“Kilohertz frame-rate two-photon tomography,”NatureMethods 16(8),778-786(2019)中公开的。在一些实施方案中，本文公开的成像方法包括重影成像，例如，如在Li等人.,“Single-frame wide-field nanoscopy based on ghostimaging via sparsity constraints,”Optica 6(12),1515-1523(2019)中公开的。在一些实施方案中，本文公开的光学方法包括光学位置跟踪。
可以使用本文公开的激发、成像和/或光学位置跟踪方法的任何合适的组合。在光学测量期间，两种或更多种光学技术之间切换以获取操作者需要的数据可能是有利的。
在一个方面，本文公开了包括使有待分析的水性样品与乳液接触的方法，其中所述乳液包含含有荧光构建体(例如，荧光粒子)的水的液滴，所述荧光构建体能够与水性样品中的一种或多种分析物结合。在一些实施方案中，接触在分析室中进行，所述分析室被配置用于荧光构建体的光学分析，包括在液滴与水性样品融合之前和/或之后荧光构建体的扩散。在一些实施方案中，分析室被配置成允许乳液液滴与水性样品融合。在一些实施方案中，以受控的相位角施加荧光激发光。在一些实施方案中，测量荧光的特征以提供各种分析物的浓度和结合相互作用数据，这可以提供关于生物样品的有用信息。
在一些实施方案中，荧光激发光是或包括驻波，其中光波的波峰和波谷形成一系列具有相等电场量值的平行平面，间隔一个波长。在一些实施方案中，荧光激发光被垂直引导通过分析室，并且分析室含有具有相等电场量值的多个平行平面。例如，如图14所示，相干荧光激发光2被引导通过分析室1，产生一组具有最大电场量值的平面4，因为每个光子波3与所有其他的光子波处于同相位。
荧光激发光的驻波可以由来自激光器的相干光在谐振腔内产生。可替代地，单个电场平面可以由在分析室表面的渐逝波产生。如果分析室1含有荧光粒子，那么在平行平面处或附近处的那些粒子6将发出最大荧光，而在所述平面(在波节处)之间的那些粒子5将发出最小荧光。不受任何特定理论的束缚，荧光粒子的荧光强度取决于其局部电场的量值。在一些实施方案中，荧光粒子随时间随机扩散，进出平行平面。当它们这样做时，它们的荧光强度显示出相应的变化。因此，每个荧光粒子的荧光强度提供表征荧光粒子扩散行为的光学检测信号。
在一些实施方案中，每个粒子的荧光颜色与其相邻粒子的荧光颜色一起用于识别每个荧光粒子表面上的分析物结合试剂。在一些实施方案中，荧光粒子及其相邻的荧光粒子被追溯到相同的乳液液滴，所述乳液液滴可以在多个乳液液滴中被唯一地识别，并且乳液液滴的身份指示与每个荧光粒子相关联的分析物结合试剂的身份。
在一些实施方案中，当分析物结合试剂与样品中的分析物结合时，荧光粒子表现出影响光学检测信号的经改变的扩散特性。在一些实施方案中，随时间监测每个荧光粒子的荧光强度提供对发生的结合相互作用的测量。
在一些实施方案中，相干荧光激发光的相位角在测定期间移动，导致平行平面通过分析室移动。在这种情况下，除了荧光粒子移动经过平行平面之外，平行平面也将移动经过荧光粒子。可以通过一种或多种机制来实现相干荧光激发光的相位角的移动。例如，通过物理改变荧光激发光源和分析室之间的距离，使用干涉测量法，改变分离荧光激发光源和分析室的介质的组成，通过使用椭圆偏振荧光激发光，或者通过混合两种或更多种波长的相干荧光激发光以形成拍频。
在一些实施方案中，相位角的受控移动提供测量优势。例如，它可以为快速检测提供增加的测量速度。它可以产生荧光强度的已知频率的振荡，所述振荡可以用于区分样品的荧光背景。
在另一个方面，本文公开了包括使待分析的水性样品与乳液接触的方法，其中所述乳液包含含有荧光构建体(例如，荧光粒子)的水的液滴，所述荧光构建体能够与水性样品中的一种或多种分析物结合。在一些实施方案中，接触在分析室中进行，所述分析室被配置用于荧光构建体的光学分析，包括在液滴与水性样品融合之前和/或之后荧光构建体的扩散。在一些实施方案中，分析室被配置成允许乳液液滴与水性样品融合。在一些实施方案中，以受控的空间图案施加荧光激发光。在一些实施方案中，测量荧光的特征以提供各种分析物的浓度和结合相互作用数据，这可以提供关于生物样品的有用信息。
在一些实施方案中，荧光激发光形成空间图案，其中光波形成一系列具有相等电场量值的区域。如果这种荧光激发光被垂直引导通过分析室，那么分析室将含有这种相等电场量值的图案。例如，如图9所示，空间图案化的荧光激发光2被引导通过分析室1，产生一组最大电场量值的区域4。不受任何特定理论的束缚，荧光粒子的荧光强度取决于其局部电场的量值。在含有荧光粒子的分析室1中，在区域4处或其附近的荧光粒子6将发荧光，并且在区域之间的那些粒子5将不发荧光。
可以通过使用结构光来产生空间图案化的荧光激发光，其中图案投射通过分析室。图案可以由掩模、微机电系统(MEMS)或数字微镜装置(DMD)产生。图案可以由栅格、一组线、一组点或任何可用于获得光学测量的几何阵列组成。
空间图案化的荧光激发光可以由旋转偏振器旋转，以产生旋转偏振光。因此，图案的边缘将改变电场矢量的量值，在边缘处的荧光粒子的荧光发射强度也相应改变。
在一些实施方案中，荧光粒子随时间随机扩散，进出所述区域。当它们这样做时，它们的荧光强度显示出相应的变化。因此，每个荧光粒子的荧光强度提供表征荧光粒子扩散行为的光学检测信号。每个粒子的荧光颜色与其相邻粒子的荧光颜色一起可以用于识别每个荧光粒子表面上的分析物结合试剂。如果分析物结合试剂与样品中的分析物结合，那么荧光粒子将具有改变的扩散特性，从而影响光学检测的信号。从而随着时间的推移监测每个荧光粒子的荧光强度提供对发生的结合相互作用的测量。
在一些实施方案中，使荧光激发光的区域在测定期间移动，导致区域移动穿过分析室。在这种情况下，除了荧光粒子移动经过所述区域之外，所述区域也将移动经过荧光粒子。所述区域的移动可以通过一种或多种机制来实现。例如，通过对掩模位置的机械控制，或者通过对MEMS或DMD的电子控制。另一个示例是使用旋转反射器或折射器快速扫描整个区域上的点，例如在共聚焦显微术中使用的。又另一个示例是使用折射器的旋转反射器来改变穿过分析室的荧光激发光的角度。
在一些实施方案中，通过MEMS或DMD的电子控制来主动跟踪特定的荧光粒子。荧光粒子的光学确定位置可以用于确保只有荧光粒子处或其周围的区域被照亮。这可以允许更高的照明强度，但更高的照明强度会使分析室过热。
在一些实施方案中，特定的荧光粒子由光镊主动控制。这可以通过聚焦激光束以使其焦点位于荧光粒子处或其附近处来实现。如果荧光粒子是电介质，它将被吸引到激光束的焦点，那里的电场最强。此外，激发和荧光过程中涉及的光子动量将转移到荧光粒子，从而影响其运动。
在显微术领域中通常使用的光学技术可以用来改善关于每个荧光粒子的位置信息。例如，共聚焦显微术、结构化照明显微术和随机光学重构显微术是提高图像分辨率的技术。
在一些实施方案中，区域的受控移动提供测量优势。例如，它可以提供对检测有用的增加的测量速度。另外，它可以产生荧光强度的已知频率的振荡，所述振荡可以用于区分样品的荧光背景。
III.组合物和制剂。
在具体的实施方案中，本文提供乳液液滴和/或凝胶珠的组合物和制剂。例如，在与水不混溶的基质中水性液滴的乳液被配制成具有不同的组成。水性液滴可以包含量子点或其他荧光粒子、磁性粒子、溶解的电解质或其他小分子、蛋白质或其他大分子以及表面活性剂。在其他示例中，水性基质中的凝胶珠被配制成具有不同的组成。凝胶珠可以含有量子点或其他荧光粒子、磁性粒子和蛋白质或其他大分子。可以将形成珠的凝胶设计成通过熔化或酶促解聚来去除。
在一些实施方案中，将单色量子点群体化学处理，使得量子点的表面被试剂(例如，特定蛋白质)涂覆(衍生)。用其他单色量子点群体和其他蛋白质重复该过程，产生大量的量子点群体。例如，对于多种量子点颜色，可能存在100个发红色光量子点(各自涂覆有独特的蛋白质)的小瓶，加上100个发黄色光量子点(各自涂覆有独特的蛋白质)的小瓶，等等。在一些实施方案中，这可以在微流体装置内进行。
在一些实施方案中，将发红色光量子点的特定小瓶的等分试样与不同大小的发黄色光量子点的特定小瓶的等分试样混合，以产生具有已知比率的发红色光和发黄色光量子点的水性混合物，每种颜色类型在其表面上具有已知的蛋白质涂层。在一些实施方案中，这可以在微流体装置内进行。
在一些实施方案中，使用已知的方法，通过在流动池内将缓慢流动的水性混合物与快速流动的与水不混溶的组合物(例如，与水不混溶的介质)合并来形成乳液。在一些实施方案中，该方法产生在与水不混溶的主体基质中的具有高度均匀大小的水性液滴。
在一些实施方案中，所得乳液含有具有已知比率的发射第一颜色(例如，红色)量子点和发射第二颜色(例如，黄色)量子点的液滴，每种颜色类型在其表面上具有已知的蛋白质涂层。将示例性乳液液滴组合物示出在图16和图17中。
在一些实施方案中，使用本文公开的预备室制备含有具有已知比率的发射不同颜色的量子点的乳液，例如，如图21所示和实施例13所述。在一些实施方案中，并行产生具有限定量子点含量的乳液液滴的单独群体，并且可以以任何合适的比率合并，例如，用于本文公开的分析室。
在一些实施方案中，通过将凝胶珠添加到水性混合物中，然后添加有机溶剂以使凝胶珠溶胀，从而形成凝胶珠。这允许量子点迁移到凝胶珠中。随后除去有机溶剂减少了溶胀，并将量子点捕获在凝胶珠内。
在一些实施方案中，所得凝胶珠具有已知比率的发射第一颜色(例如，红色)量子点和发射第二颜色(例如，黄色)量子点，每种颜色类型在其表面上具有已知的蛋白质涂层。
使用水性乳液以含有水性样品作为液滴，并将其输送至测量装置的方法在本领域中是已知的，并且可用于本公开。在WO2002/068104、US 7,268,167、US 7,772,287、US 7,717,615、和US 7,375,140、WO2005/089921和US 8,741,192中描述了乳液的示例性方法，出于所有目的将所有这些文献通过引用以其全文并入本文中。在US 7645868、US 8624014、US7718262、US 8283037、US 8568881、US 8968874、US 9376613及其外国对应专利中描述了凝胶珠的示例性方法，出于所有目的将所有这些文献通过引用以其全文并入本文中。某些技术方法关于乳液或凝胶珠的组合物是非特异性的。例如，在这些方法中，非特异性乳液或凝胶珠不能通过例如唯一可识别的地址标签或条形码来彼此区分。因此，对于提供一般非特异性制剂所不具备的新功能性的制剂存在需要。
在一些实施方案中，本文所述的设计适用于含有在大地址空间内识别的试剂的水性液滴(和凝胶珠)的特定制剂，其中所述试剂可用于在疾病标志物诊断中检测分析物、发现疾病标志物、发现药物疗法以及评估药物疗法。通过将荧光粒子的不同荧光发射颜色以及这些粒子的不同计数结合，地址空间变大，从而有效地增加了地址空间的大小。附接到荧光粒子上的是用于检测分析物的试剂。单个荧光粒子的连续的光学跟踪允许将荧光粒子行为标测到其识别上。
大量不同的水性液滴(或凝胶珠)可以包含在一个小瓶中，同时直接用于分析仪器中。大的地址空间允许明确的标测，尽管在相同颜色的荧光粒子上存在不同的试剂。小瓶内的试剂文库可以根据需要被制造、储存和分配。
例如，在一小瓶水性液滴内，水性液滴的亚群体X可以含有大约6个发红色光荧光粒子(涂覆有试剂A)、9个发绿色光荧光粒子(涂覆有试剂B)和3个发蓝色光荧光粒子(涂覆有试剂C)。
水性液滴的另一个亚群体Y可以含有大约6个发红色光荧光粒子(涂覆有试剂D)、12个发黄色光荧光粒子(涂覆有试剂E)和3个发蓝色光荧光粒子(涂覆有试剂F)。
又另一个水性液滴的亚群体Z可以含有大约6个发红色光荧光粒子(涂覆有试剂G)、9个发绿色光荧光粒子(涂覆有试剂H)和6个发蓝色光荧光粒子(涂覆有试剂I)。
最终，水性液滴的小瓶可以含有许多的这些亚群体。荧光发射颜色和计数的组合提供大的地址空间，可以将试剂唯一地标测到它们的荧光粒子。
在使用期间，水性液滴被破乳，释放出内部荧光粒子，与它们附近可能存在的任何分析物相互作用。
通过在水性液滴小瓶的使用期间光学跟踪所有荧光粒子，可以保持每种试剂的身份。在该示例中，水性液滴的小瓶含有具有与试剂A附接的发红色光荧光粒子、与试剂D附接的发红色光荧光粒子和与试剂G附接的发红色光荧光粒子的液滴。通过将每个荧光粒子与其原始液滴缔合，实现发红色光荧光粒子向与所述荧光粒子附接的特定试剂(A、D或G)的明确的标测，所述原始液滴具有荧光发射颜色和荧光粒子计数的独特组合。从破乳开始的连续跟踪实现了这种缔合。
在使用期间每个荧光粒子的光学行为提供了与分析物检测相关的信号。
通过一起检测光学轨迹和光学行为，测量信号和与所述信号相关联的试剂的标识，从而允许表征测试中的样本。
此类组合物及其制剂可广泛应用于复杂生物介质的疾病标志物诊断。此外，此类设计也可用于疾病标志物发现、药物发现和药物评价，其中样品是已知的且不太复杂。这些设计相对于现有设计的一个很大的优点是，本文公开的设计很容易扩展到任意大的并行化，而没有限制于固定板阵列。这些设计还不受pH或其他溶液特性的影响，可用于不透明的样品，并且可以使用极少量的样品容量，其中运输损失最小。
本文公开的设计可用于检测分析物和分析物结合试剂之间的结合相互作用的存在、不存在或程度，以及确定样品中分析物的存在、不存在或量(例如，浓度)的方法中。
这些设计在用于发现和表征在已知分析物和已知分析物结合试剂之间的结合相互作用的方法中是有用的，并且在用于诊断生物样品中分析物的存在的方法中是有用的。用于执行这些任务的当前方法存在多种缺陷，例如分析速度、阵列大小的限制、对大样品体积的要求以及分析物处理损失。本文描述的设计允许解决这些限制中的许多限制的方法，并提供检测分子间相互作用和测量各种类型的分析物(包括具有临床意义和/或诊断相关性的分析物)的新方法。使用乳液代替固定的阵列板允许形成任意大小的阵列，允许样品体积小，并避免样品接触可能吸附分析物的管道表面。这种使用发生在短时间范围内，在此期间可以监测结合相互作用过程。
其中这些设计有用的一个特定领域是生物技术，用于蛋白质相互作用的测量。在每个生物系统中都使用极大量的蛋白质，它们在一个复杂的网络中相互作用，这个网络取决于许多因素。疾病扭曲了这个网络，增加或去除了组分和相互作用路径。对这些系统的理解允许对受试者(例如人患者)的疾病进行早期诊断，以及通过药物疗法对系统进行化学修复的方法。这些系统中数量最多且最稳定的蛋白质已被部分研究，但仍需进一步研究。向医学研究人员的全部技能中增加新的和更强大的工具，例如使用本文所述设计的方法，将加深对蛋白质网络的理解，并允许开发新的诊断学和新的药物疗法。
IV.使用方法。
这些方法有用的一个特定领域是在生物技术中用于测量蛋白质相互作用。在每个生物系统中都使用极大量的蛋白质，它们在一个复杂的网络中相互作用，这个网络取决于许多因素。疾病扭曲了这个网络，增加或去除了组分和相互作用路径。对这些系统的理解允许对的疾病进行早期诊断，以及通过药物疗法对系统进行化学修复的方法。这些系统中数量最多且最稳定的蛋白质已被部分研究，但仍需进一步研究。向医学研究人员的全部技能中增加新的和更强大的工具(例本文所述的方法)，将加深对蛋白质网络的理解，并允许开发新的诊断学和新的药物疗法。
本文公开的方法广泛适用于复杂生物介质的疾病标志物诊断。此外，此类方法也可用于疾病标志物发现、药物发现和药物评价，其中样品是已知的且不太复杂。这些方法相对于现有方法的一个很大的优点是，本文公开的方法很容易扩展到任意大的并行化，而没有限制于固定板阵列。这些方法还不受pH或其他溶液特性的影响，可用于不透明的样品，并且可以使用极少量的样品容量，其中运输损失最小。
本文公开的方法可用于检测分析物和分析物结合试剂之间的结合相互作用的存在、不存在或程度，以及确定样品中分析物的存在、不存在或量(例如，浓度)。
这些方法对于发现和表征在已知分析物和已知分析物结合试剂之间的结合相互作用是有用的，并且对于诊断生物样品中分析物的存在是有用的。用于执行这些任务的当前方法存在多种缺陷，例如分析速度、阵列大小的限制、对大样品体积的要求以及分析物处理损失。本文描述的方法解决了这些限制中的许多限制，并提供检测分子间相互作用和测量各种类型的分析物(包括具有临床意义和/或诊断相关性的分析物)的新方法。使用乳液代替固定的阵列板允许形成任意大小的阵列，允许样品体积小，并避免样品接触可能吸附分析物的管道表面。这种混合发生在短时间范围内，在此期间可以监测结合相互作用过程。
在一些实施方案中，本文公开的方法和组合物可用于研究两种或更多种剂之间的协同作用。在一些方面，提供方法和组合物来研究可药用靶标。大多数人蛋白质相互作用目前被认为是不可药用的，包括癌症蛋白质(如KRas)和蛋白质降解物(如E3泛素连接酶)。可以使用目前公开的组合物和方法，例如在宽的平坦的表面上，通过提供干预分子(如小分子或抗体)来测定此类蛋白质-蛋白质相互作用，所述干预分子在一些变型中减少/破坏和/或在其他变型中促进/增强蛋白质-蛋白质相互作用。在一些方面，提供方法和组合物来研究变构相互作用，例如，其中蛋白质-蛋白质相互作用被远端位点处的小效应分子破坏。在一些方面，提供用于单细胞分析的方法和组合物。例如，可以为每个液滴提供单个裂解的细胞，其中与液滴中存在的所有细胞组分的结合提供对相互作用的更真实的测量。此外，通过观察群体中的单个单细胞，可以提供细胞群体异质性的量度。
在一些实施方案中，本文公开的方法和组合物可用于基于蛋白质标测和/或活性的蛋白质谱分析。在一些方面，本文提供用于基于蛋白质标测和/或活性的蛋白质谱分析的探针试剂盒，其包含树枝状聚合物涂覆的量子点(QD)。在一些实施方案中，QD拴系的探针包含可与蛋白质中各种几何形状(例如结合/反应口袋和/或空腔)的基序相互作用的柔性部分。在一些实施方案中，本文公开的方法和组合物不依赖质谱法使用。在一些实施方案中，人工智能可用于推断蛋白质的可能形状，并建议探针的潜在设计。
在一些实施方案中，本文公开的方法和组合物可用于研究弱相互作用。例如，蛋白质附近的小分子可以在与蛋白质的缔合和解离状态之间快速跳跃，并且可以使用本文公开的方法和组合物来研究这些过渡性相互作用。
V.定义
除非另有定义，否则本文使用的所有技术术语、符号和其他技术和科学术语或术语学旨在具有与所要求保护的主题所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。在一些情况下，为了清楚和/或便于参考的目的，本文定义了具有通常所理解的含义的术语，并且将此类定义并入本文不应必然理解为表示与本领域通常所理解的含义相比具有实质性的区别。将本文提及的所有专利、申请、公开的申请和其他出版物通过引用以其整体并入。如果本节中提出的定义与通过引用并入本文的专利、申请或其他出版物中提出的定义相反或以其他方式不一致，则本节中提出的定义优先于通过引用并入本文的定义。
除非上下文另外明确指出，否则如本文所用，单数形式“一个(种)”和“所述”包括多个指示物。例如，“一个(种)”表示“至少一个(种)”或“一个或多个(一种或多种)”。应当理解，本文描述的方面和变化包括“由方面和变化组成”和/或“基本上由方面和变化组成”。
贯穿本公开内容，所要求保护的主题的各个方面以范围形式呈现。应该理解的是，范围形式的描述仅仅是为了方便以及简洁，不应该被理解为对要求保护的主题范围的不灵活的限制。因此，范围的描述应当被认为是具有确切披露的所有可能的子范围以及该范围内的单独数值。例如，在提供数值范围的情况下，应当理解，在该范围的上限和下限之间的每个中间值以及在该规定范围内的任何其他规定值或中间值都涵盖在要求保护的主题内。这些较小范围的上下限可独立地包含于较小范围中，并且也涵盖于所要求保护的主题中，受所述范围内任何具体排除的限值的约束。在指定范围包括界限中的一个或两个的情况下，排除那些包括的界限中的一个或两个的范围也包含在本发明内。无论范围的宽度如何，这都适用。
如本文所用，术语“约”是指容易知道的各个值的通常的误差范围。本文中对“约”一个值或参数的提及包括(并且描述)针对所述值或参数本身的变型的实施方案。例如，提及“约X”的描述包括对“X”的描述。在某些实施方案中，“约X”是指X的±25％、±10％、±5％、±2％、±1％、±0.1％或±0.01％的值。
如本文所用，组合物是指两种或更多种产物、物质或化合物(包括细胞)的任何混合物。它可以是溶液、悬浮液、液体、粉末、糊状物、水性溶液、非水性溶液或它们的任何组合。
如本文所用，“受试者”可以包括哺乳动物，例如人或其他动物，并且通常是人。
在本申请中，术语“分析物”可以包括复杂生物介质(如血液)的特定组分，并且可以由蛋白质、小分子或核酸组成。术语“分析物”还可以指在浓度、存在、大小或结合相互作用特征方面待测量的分子种类。术语“分析物”还可以指细菌或病毒。术语“分析物”还可以指在浓度、存在、大小或结合相互作用特征方面待测量的分子种类。术语“分析物”还可以指细菌或病毒。术语“分析物”还可以指与水性液滴和与水不混溶的主体基质之间，或者水性液滴和次级乳液的内部与水不混溶的液滴之间的界面结合的分子种类。术语“分析物”还可以指寡核苷酸或细胞，例如血细胞或细菌，其可以通过成像方法检测。
在本申请中，术语“分析物结合试剂”可以包括与分析物结合或相互作用的组分，通常具有高选择性和高亲和力。
在本申请中，术语“粒子”是指原子的集合，例如荧光的或磁性的，或两者都有。典型地，粒子是在描述它的上下文中基本上不溶解的固体。
在本申请中，包含液滴的“絮凝”是指将多于两种的液滴粘在一起，通常形成大的无定形物质。
在本申请中，术语“电场矢量”可以包括折射率转变附近的渐逝波的电场分量。
在本申请中，术语“随机”可以包括非确定性行为，以及含有一定程度的确定性行为的非确定性行为。
在本申请中，术语“结合相互作用”可以包括在特定条件下具有特定缔合常数和特定解离常数的分析物和试剂的组合。它还可以指试剂和细菌或病毒之间的相互作用。结合相互作用的发生可以通过检测本文所述的各种信号来观察。
如本文所用的“信号”或“测量信号”可以包括任何可检测的发射或可观察的变化。示例包括荧光发射、颜色变化或尺寸或外观的变化。在每种情况下，可以如本文所述或者使用本领域已知的技术和装置(例如，CCD、CMOS、相机等)来检测信号。
在本申请中，术语“电场矢量”可以包括激发光的光子的电场分量。
在本申请中，术语“磁场矢量”可以包括激发光的光子的磁场分量。
如本文所用，术语“荧光染料”和“荧光团”可以包括吸收限定激发波长的光能并且发射不同波长下光能的部分。在一些示例中，可以根据被称为“组合多色编码”的标记方案使用荧光团的组合，该标记方案描述于美国专利号6,632,609和Speicher,等人.,NatureGenetics,12:368-375,1996中。
如本文所用，“光谱可分辨的”是指在操作条件下，可以基于它们的光谱特征，特别是荧光发射波长来区分标记(例如，荧光团，如量子点)。例如，一种或多种荧光团的身份可以与最大光发射强度的不同波长相关，或者可能与不同波长的强度比相关。用于检测和识别标记的标记的一种或多种光谱特性在本文中被称为“颜色”。应当理解，标记通常是基于特定的光谱特性来识别的。
在本申请中，通过光子波的电场矢量对荧光机制的描述不是排他性的。光子波可以诱发荧光粒子的荧光的其他机制被包括在内。
在本申请中，术语“旋转偏振”可以包括其偏振面围绕透射轴旋转的光波。例如，旋转偏振光可以由旋转偏振器产生。
在本申请中，术语“随机”可以包括非确定性行为，以及含有一定程度的确定性行为的非确定性行为。
在本申请中，术语“章动”可以包括光学元件的运动，其改变角度或者将光线偏移与运动成比例的量。例如，具有垂直轴绕第二轴旋转(扫出圆锥形状)的透明平盘表现出章动运动。平行于第二轴穿过圆盘的光线将与章动运动成比例地偏移。
在本申请中，术语“扩散度”可以包括一个或多个特定粒子的扩散特性。
在本申请中，术语“碳氟化合物流体”、“碳氯化合物流体”、“碳溴化合物流体”和“碳碘化合物流体”可以包括液体卤化碳化合物，并且包括可以形成流体或溶液的固体卤化碳化合物。
以下列举的实施方案代表了本公开的选定方面。虽然这些通常被描述为‘包括’特定的特征和/或步骤，本公开还包括‘基本上由特定的特征和/或步骤组成的’的相应实施方案和‘由特定的特征和/或步骤组成的’实施方案。
VI.示例性实施方案
所提供的实施方案中是：
1.一种检测样品中的分析物存在的方法，其包括：
a.提供第一液体，其中所述第一液体包含所述样品的一部分；
b.提供包含在液体基质中的水性液滴的第二液体的乳液，其中所述水性液滴包含荧光粒子的集合，所述荧光粒子具有附接到一组其表面的分析物结合试剂；
c.在允许所述第一液体和所述第二液体融合成单一流体的条件下使所述第一液体与所述水性液滴接触以形成所述第一液体和所述第二液体的组合；并且
检查由所述分析物与所述分析物结合试剂的结合相互作用产生的信号。
2.如实施方案1所述的方法，其中所述水性液滴包含荧光标记或荧光粒子。在一些此类实施方案中，一个或多个水性液滴包含荧光粒子，例如量子点、荧光蛋白或荧光分子；或含有量子点、荧光蛋白或荧光分子的聚合物粒子，并且该荧光粒子因此存在于水性液滴中。在一些此类实施方案中，分析物结合试剂与所述量子点缔合或结合。
3.如实施方案1-2中任一项所述的方法，其中所述水性液滴是凝胶珠。
4.如实施方案1-3中任一项所述的方法，其中所述水性液滴不是乳液。
5.如实施方案1-4中任一项所述的方法，其中所述液体基质与水不混溶。第一液体基质可以选自脂质、油、烃流体、碳氟化合物流体、碳氯化合物流体、碳溴化合物流体、碳碘化合物流体、有机硅流体和它们的混合物。
6.如实施方案1-5中任一项所述的方法，其中所述第一液体和所述水性液滴的混合在分析室中进行。
7.如实施方案1-6中任一项所述的方法，其中使所述第一液体与所述水性液滴接触包括将以下项进行混合：
a.所述第一液体和所述水性液滴的相邻流；或
b.所述第一液体和所述水性液滴的横向流；或
c.所述第一液体和所述水性液滴的垂直流；或
d.所述第一液体和所述水性液滴的倾斜流；或
e.所述第一液体和所述水性液滴的相对流；或
f.所述第一液体和所述水性液滴的同心流。
8.如实施方案1-7中任一项所述的方法，其中使所述第一液体与所述水性液滴接触包括将所述第一液体和包含至少一种破乳剂的所述水性液滴的流进行混合。
9.如实施方案1-8中任一项所述的方法，其中使所述第一液体与所述水性液滴接触包括将所述第一液体和包含至少一种表面活性剂的所述水性液滴的流进行混合。
10.如实施方案1-9中任一项所述的方法，其中使所述第一液体与所述水性液滴接触包括将所述第一液体和包含至少一种胶凝剂的所述水性液滴的流进行混合。
11.如实施方案1-10中任一项所述的方法，其中使所述第一液体与所述水性液滴接触包括将所述第一液体和包含至少一种粘度增强剂的所述水性液滴的流进行混合。
12.如实施方案1-11中任一项所述的方法，其中所述第一液体可以作为第一乳液以液体基质内经乳化液滴的形式存在。液体基质可以选自脂质、油、烃流体、碳氟化合物流体、碳氯化合物流体、碳溴化合物流体、碳碘化合物流体、有机硅流体和它们的混合物。
13.如实施方案1-12中任一项所述的方法，其中使所述第一液体与所述水性液滴接触包括使用以下方式将水性相融合成经融合的液体：
a.施加电场；或
b.对所述第一液体和所述第二乳液使用带相反电荷的表面活性剂；或
c.使用破乳剂；或
d.不使用破乳因素；或
e.施加热；或
f.施加凝胶解聚剂。
14.如实施方案1-13中任一项所述的方法，其中在所述经融合的液体中通过所述分析物与分析物结合试剂的结合产生的信号是荧光信号。
15.如实施方案1-14中任一项所述的方法，其中所述信号由激发光诱导，所述激发光具有至少一种选自由以下组成的组的特性：
a.非偏振的；
b.线性偏振的；
c.圆偏振的；
d.椭圆偏振的；
e.余摆线偏振的；
f.单一波长；
g.多波长；
h.非相干的；
i.相干的；
j.连续的；
k.脉冲的；
l.以单一入射角施加的；以及
m.以一组入射角施加的。
16.如实施方案1-15中任一项所述的方法，其中向所述经融合的液体以选自由以下组成的组的方式施加外部电场：
a.在恒定方向上的恒定电场；
b.在恒定方向上的脉冲电场；
c.在恒定方向上的振荡电场；
d.在多个方向之间切换的恒定电场；
e.在多个方向之间切换的脉冲电场；和
f.在多个方向之间切换的振荡电场,
足以引起在所述经融合的液体内粒子的电泳运动。
17.一种用于检测与分析物结合试剂相互作用的分析物的方法，其包括：
a.提供包含所述分析物的第一液体；
b.提供第二液体的乳液，所述第二液体的乳液包含与水不混溶的主体基质内的水性试剂液滴，其中所述试剂液滴含有荧光粒子的集合，所述荧光粒子具有附接到一组其表面的分析物结合试剂；
c.在分析室中将所述第一液体和所述试剂液滴混合在一起，并允许所述第一液体和所述试剂液滴融合成单一流体；
d.在所述混合之后引导具有受控相位和波长的激发光通过所述分析室，足以引起所述荧光粒子的荧光，其中所述荧光取决于所述激发光的局部相位角内的荧光粒子位置；
e.在所述混合过程后，检测和/或测量所述荧光发射的量值；
f.根据在每个液滴与所述第一液体融合处的附近荧光发射波长的图案，确定每个试剂液滴内存在的每种分析物结合试剂的身份；并且
其中荧光发射量值的随机行为的变化提供对分析物的存在、浓度和/或结合相互作用的指示。
18.如实施方案17所述的方法，其中所述水性液滴包含荧光标记或荧光粒子。在一些此类实施方案中，一个或多个水性液滴包含荧光粒子，例如量子点、荧光蛋白或荧光分子；或含有量子点、荧光蛋白或荧光分子的聚合物粒子，并且该荧光粒子因此存在于水性液滴中。在一些此类实施方案中，分析物结合试剂与所述量子点缔合或结合。
19.如实施方案17-18中任一项所述的方法，其中所述水性液滴是凝胶珠。
20.如实施方案17-19中任一项所述的方法，其中所述水性液滴不是乳液。
21.如实施方案17-20中任一项所述的方法，其中所述液体基质与水不混溶。第一液体基质可以选自脂质、油、烃流体、碳氟化合物流体、碳氯化合物流体、碳溴化合物流体、碳碘化合物流体、有机硅流体和它们的混合物。
22.如实施方案17-21中任一项所述的方法，其中所述第一液体和所述水性液滴的混合在分析室中进行。
23.如实施方案17-22中任一项所述的方法，其中使所述第一液体与所述水性液滴接触包括将以下项进行混合：
a.所述第一液体和所述水性液滴的相邻流；或
b.所述第一液体和所述水性液滴的横向流；或
c.所述第一液体和所述水性液滴的垂直流；或
d.所述第一液体和所述水性液滴的倾斜流；或
e.所述第一液体和所述水性液滴的相对流；或
f.所述第一液体和所述水性液滴的同心流。
24.如实施方案17-23中任一项所述的方法，其中使所述第一液体与所述水性液滴接触包括将所述第一液体和包含至少一种破乳剂的所述水性液滴的流进行混合。
25.如实施方案17-24中任一项所述的方法，其中使所述第一液体与所述水性液滴接触包括将所述第一液体和包含至少一种表面活性剂的所述水性液滴的流进行混合。
26.如实施方案17-25中任一项所述的方法，其中使所述第一液体与所述水性液滴接触包括将所述第一液体和包含至少一种胶凝剂的所述水性液滴的流进行混合。
27.如实施方案17-26中任一项所述的方法，其中使所述第一液体与所述水性液滴接触包括将所述第一液体和包含至少一种粘度增强剂的所述水性液滴的流进行混合。
28.如实施方案17-27中任一项所述的方法，其中所述第一液体可以作为第一乳液以液体基质内经乳化液滴的形式存在。所述液体基质可以选自脂质、油、烃流体、和碳氟化合物流体、碳氯化合物流体、碳溴化合物流体、碳碘化合物流体、有机硅流体和它们的混合物。
29.如实施方案17-28中任一项所述的方法，其中使所述第一液体与所述水性液滴接触包括使用以下方式将水性相融合成经融合的液体：
a.施加电场；或
b.对所述第一液体和所述第二乳液使用带相反电荷的表面活性剂；或
c.使用破乳剂；或
d.不使用破乳因素；或
e.施加热；或
f.施加凝胶解聚剂。
30.如实施方案17-29中任一项所述的方法，其中在所述经融合的液体中通过所述分析物与分析物结合试剂的结合产生的信号是荧光信号。
31.如实施方案17-30中任一项所述的方法，其中所述信号由激发光诱导，所述激发光具有至少一种选自由以下组成的组的特性：
a.非偏振的；
b.线性偏振的；
c.圆偏振的；
d.椭圆偏振的；
e.余摆线偏振的；
f.单一波长；
g.多波长；
h.非相干的；
i.相干的；
j.连续的；
k.脉冲的；
l.以单一入射角施加的；以及
m.以一组入射角施加的。
32.如实施方案17-31中任一项所述的方法，其中控制所述相干激发光的相位，使得所述光波的波峰和波谷移动经过所述荧光粒子，足以引起所述荧光粒子的荧光的相应振荡。
33.如实施方案17-32中任一项所述的方法，其中控制所述椭圆偏振相干激发光的椭圆率，使得所述光波的波峰和波谷移动经过所述荧光粒子，足以引起所述荧光粒子的荧光的相应振荡。
34.如实施方案17-33中任一项所述的方法，其中章动透明窗口和/或旋转棱镜在所述光学检测器的整个表面上移动每个荧光粒子的图像。
35.如实施方案17-34中任一项所述的方法，其中向所述经融合的液体以选自由以下组成的组的方式施加外部电场：
a.在恒定方向上的恒定电场；
b.在恒定方向上的脉冲电场；
c.在恒定方向上的振荡电场；
d.在多个方向之间切换的恒定电场；
e.在多个方向之间切换的脉冲电场；和
f.在多个方向之间切换的振荡电场,
足以引起在所述经融合的液体内粒子的电泳运动。
36.一种用于检测样品中的分析物和分析物结合试剂之间的相互作用的方法，其中所述方法包括：
a.提供包含所述分析物的第一液体；
b.提供第二液体的乳液，所述第二液体的乳液包含与水不混溶的主体基质内的水性试剂液滴，其中所述试剂液滴含有荧光粒子的集合，所述荧光粒子具有附接到一组其表面的分析物结合试剂；
c.在分析室中将所述第一液体和所述试剂液滴混合在一起，并允许所述第一液体和所述试剂液滴融合成单一流体；
d.在所述混合之后引导具有受控的空间图案和波长的激发光通过所述分析室，足以引起所述荧光粒子的荧光，其中所述荧光取决于所述激发光的局部空间图案内的荧光粒子位置；
e.在所述混合过程后，检测和/或测量所述荧光发射的量值；
f.根据在每个液滴与所述第一液体融合处的附近荧光发射波长的图案，确定每个试剂液滴内存在的每种分析物结合试剂的身份；和；
其中荧光发射量值的随机行为的变化提供对分析物的存在、浓度和/或结合相互作用的指示。
37.如实施方案36所述的方法，其中所述水性液滴包含荧光标记或荧光粒子。在一些此类实施方案中，一个或多个水性液滴包含荧光粒子，例如量子点、荧光蛋白或荧光分子；或含有量子点、荧光蛋白或荧光分子的聚合物粒子，并且该荧光粒子因此存在于水性液滴中。在一些此类实施方案中，分析物结合试剂与所述量子点缔合或结合。
38.如实施方案36-37中任一项所述的方法，其中所述水性液滴是凝胶珠。
39.如实施方案36-38中任一项所述的方法，其中所述水性液滴不是乳液。
40.如实施方案36-39中任一项所述的方法，其中所述液体基质与水不混溶。第一液体基质可以选自脂质、油、烃流体、碳氟化合物流体、碳氯化合物流体、碳溴化合物流体、碳碘化合物流体、有机硅流体和它们的混合物。
41.如实施方案36-40中任一项所述的方法，其中所述第一液体和所述水性液滴的混合在分析室中进行。
42.如实施方案36-41中任一项所述的方法，其中使所述第一液体与所述水性液滴接触包括将以下项进行混合：
a.所述第一液体和所述水性液滴的相邻流；或
b.所述第一液体和所述水性液滴的横向流；或
c.所述第一液体和所述水性液滴的垂直流；或
d.所述第一液体和所述水性液滴的倾斜流；或
e.所述第一液体和所述水性液滴的相对流；或
f.所述第一液体和所述水性液滴的同心流。
43.如实施方案36-42中任一项所述的方法，其中使所述第一液体与所述水性液滴接触包括将所述第一液体和包含至少一种破乳剂的所述水性液滴的流进行混合。
44.如实施方案36-43中任一项所述的方法，其中使所述第一液体与所述水性液滴接触包括将所述第一液体和包含至少一种表面活性剂的所述水性液滴的流进行混合。
45.如实施方案36-44中任一项所述的方法，其中使所述第一液体与所述水性液滴接触包括将所述第一液体和包含至少一种胶凝剂的所述水性液滴的流进行混合。
46.如实施方案36-45中任一项所述的方法，其中使所述第一液体与所述水性液滴接触包括将所述第一液体和包含至少一种粘度增强剂的所述水性液滴的流进行混合。
47.如实施方案36-46中任一项所述的方法，其中所述第一液体可以作为第一乳液以液体基质内经乳化液滴的形式存在。液体基质可以选自脂质、油、烃流体、碳氟化合物流体、碳氯化合物流体、碳溴化合物流体、碳碘化合物流体、有机硅流体和它们的混合物。
48.如实施方案36-47中任一项所述的方法，其中使所述第一液体与所述水性液滴接触包括使用以下方式将水性相融合成经融合的液体：
a.施加电场；或
b.对所述第一液体和所述第二乳液使用带相反电荷的表面活性剂；或
c.使用破乳剂；或
d.不使用破乳因素；或
e.施加热；或
f.施加凝胶解聚剂。
49.如实施方案36-48中任一项所述的方法，其中在所述经融合的液体中通过所述分析物与分析物结合试剂的结合产生的信号是荧光信号。
50.如实施方案36-49中任一项所述的方法，其中所述信号由激发光诱导，所述激发光具有至少一种选自由以下组成的组的特性：
a.非偏振的；
b.线性偏振的；
c.圆偏振的；
d.椭圆偏振的；
e.余摆线偏振的；
f.单一波长；
g.多波长；
h.非相干的；
i.相干的；
j.连续的；
k.脉冲的；
l.以单一入射角施加的；以及
m.以一组入射角施加的。
51.如实施方案36-50中任一项所述的方法，其中所述激发光作为图案化的空间阵列被施加在整个所述分析室上，使得所述光强度对于所述分析室内的不同点有所不同，当所述荧光粒子移动时，足以引起所述荧光粒子的荧光变化。
52.如实施方案36-51中任一项所述的方法，其中使激发光的所述图案化的空间阵列在整个所述分析室上移动，使得光强度对于在所述分析室内的不同点和时间有所不同，足以引起所述荧光粒子的荧光变化。
53.如实施方案36-52中任一项所述的方法，其中章动透明窗口和/或旋转棱镜在所述光学检测器的表面上移动每个荧光粒子的图像。
54.如实施方案36-53中任一项所述的方法，其中向所述经融合的液体以选自由以下组成的组的方式施加外部电场：
a.在恒定方向上的恒定电场；
b.在恒定方向上的脉冲电场；
c.在恒定方向上的振荡电场；
d.在多个方向之间切换的恒定电场；
e.在多个方向之间切换的脉冲电场；和
f.在多个方向之间切换的振荡电场,
足以引起在所述经融合的液体内粒子的电泳运动。
55.一种用于配制一组水性液滴的设计，其包括：
a.提供悬浮所述水性液滴的、与水不混溶的液体基质；
b.将每个水性液滴配制成含有具有特定荧光发射颜色组合的荧光粒子；
c.将每个水性液滴配制成含有具有每种荧光发射颜色的特定计数的荧光粒子；
d.将每个荧光粒子配制成具有与其附接的零种、一种或多种试剂，其中所述试剂的身份对其粒子的颜色具有特异性，并且对含有它的水性液滴内的颜色和计数的组合具有特异性；和
将水性液滴收集到容器中用于储存。
56.如实施方案55所述的方法，其中所述液体基质与水不混溶。第一液体基质可以选自脂质、油、烃流体、碳氟化合物流体、碳氯化合物流体、碳溴化合物流体、碳碘化合物流体、有机硅流体和它们的混合物。
57.如实施方案55-56中任一项所述的方法，其中所述液体基质被配制成具有选自由以下组成的组的特征：
a.凝胶；
b.在低温下玻璃化；
c.在低温下固化；
d.折射率与它所悬浮的水性液滴的折射率相匹配；
e.折射率高于它所悬浮的水性液滴的折射率；
f.折射率低于它所悬浮的水性液滴的折射率；
g.非牛顿的；
h.剪切稀化的；
i.剪切增稠的；
j.增加的粘度；
k.降低的粘度；
l.密度与它所悬浮的水性液滴的密度相匹配；
m.密度小于它所悬浮的水性液滴的密度；
n.密度大于它所悬浮的水性液滴的密度。
58.如实施方案55-57中任一项所述的方法，其中所述荧光粒子可以选自由以下组成的组：
a.量子点；
b.荧光蛋白；
c.荧光分子；
d.含有量子点、荧光蛋白或荧光分子的聚合物粒子；
e.各自通过化学键系统与另一个荧光粒子连接的荧光粒子；
f.各自通过化学键系统与磁性粒子连接的荧光粒子。
59.如实施方案55-58中任一项所述的方法，其中可以将所述荧光粒子配制成具有与其表面结合的分析物结合试剂。
60.如实施方案55-59中任一项所述的方法，其中可以将所述水性液滴配制成含有一个或多个磁性粒子。
61.如实施方案55-60中任一项所述的方法，其中用一种或多种表面活性剂稳定所述水性液滴。
62.如实施方案55-61中任一项所述的方法，其中可以将荧光粒子配制成经由连接物与另一个荧光粒子或磁性粒子连接。
63.如实施方案55-62中任一项所述的方法，其中所述一组水性液滴含有荧光粒子发射颜色和荧光粒子计数的不同组合。
64.一种用于配制一组凝胶珠的设计，其包括：
a.提供悬浮凝胶珠的水性基质；
b.提供可通过物理或化学方法去除的凝胶基质；
c.将每个凝胶珠配制成含有具有特定荧光发射颜色组合的荧光粒子；
d.将每个凝胶珠配制成含有具有每种荧光发射颜色的特定计数的荧光粒子；
e.将每个荧光粒子配制成具有与其附接的零种、一种或多种试剂，其中所述试剂的身份对其粒子的颜色具有特异性，并且对含有它的凝胶珠内的颜色和计数的组合具有特异性；和
将所述凝胶珠收集到容器中用于储存。
65.如实施方案64所述的方法，其中所述液体基质与水不混溶。第一液体基质可以选自脂质、油、烃流体、碳氟化合物流体、碳氯化合物流体、碳溴化合物流体、碳碘化合物流体、有机硅流体和它们的混合物。
66.如实施方案64-65中任一项所述的方法，其中所述液体基质被配制成具有选自由以下组成的组的特征：
a.凝胶；
b.在低温下玻璃化；
c.在低温下固化；
d.折射率与它所悬浮的水性液滴的折射率相匹配；
e.折射率高于它所悬浮的水性液滴的折射率；
f.折射率低于它所悬浮的水性液滴的折射率；
g.非牛顿的；
h.剪切稀化的；
i.剪切增稠的；
j.增加的粘度；
k.降低的粘度；
l.密度与它所悬浮的水性液滴的密度相匹配；
m.密度小于它所悬浮的水性液滴的密度；
n.密度大于它所悬浮的水性液滴的密度。
67.如实施方案64-66中任一项所述的方法，其中所述荧光粒子可以选自由以下组成的组：
a.量子点；
b.荧光蛋白；
c.荧光分子；
d.含有量子点、荧光蛋白或荧光分子的聚合物粒子。
68.如实施方案64-67中任一项所述的方法，其中可以将所述荧光粒子配制成具有与其表面结合的分析物结合试剂。
69.如实施方案64-68中任一项所述的方法，其中可以将所述凝胶珠配制成含有一个或多个磁性粒子。
70.如实施方案64-69中任一项所述的方法，其中可以将荧光粒子配制成经由连接物与另一个荧光粒子或磁性粒子连接。
71.如实施方案64-70中任一项所述的方法，其中将所述凝胶珠配制成具有选自由以下组成的组的特征：
a.在升高的温度下熔化所述凝胶；
b.通过酶来对所述凝胶解聚；
c.通过化学剂来对所述凝胶解聚；
d.通过光来对所述凝胶解聚。
72.如实施方案64-71中任一项所述的方法，其中所述一组凝胶珠含有荧光粒子发射颜色和荧光粒子计数的不同组合。
VII.参考文献
1.Walt et al.，Patent US 9,664,667 B2(priority date Apr 2012).
2.Gammon et al.，“Fine Structure Splitting in the Optical Spectra ofSingle GaAs Quantum Dots“，Phys.Rev.Letters 1996，76，3005.
3.Pouya et al.，“Single Quantum Dot Imaging of Fluid Flow NearSurfaces”，Experiments in Fluids 2005，39，784-786.
4.A.Kulesa，et al.，“Combinatorial Drug Discovery in NanoliterDroplets”，Proceedings of the National Academy of Sciences，115(26)6685-6690，26Jun 2018.
5.Patent Family WO2002/068104(including U.S.patents 7268167，7772287，7717615，and 7375140)and Patent Family WO2005/089921(including U.S.patent8741192)of the Japan Science and Technology Agency.
6.S.Hohng and T.Ha：“Near-Complete Suppression of Quantum Dot Blinkingin Ambient Conditions”，J.Am.Chem.Soc.Comm.2004，126，1324-1325.
7.P.Frantsuzov and R.Marcus：“Explanation of quantum dot blinkingwithout the long-lived trap hypothesis”，Phys.Rev.B 2005，72，155321.
8.P.Bharadwaj and L.Novotny：“Robustness of Quantum Dot Power-LawBlinking”，Nano.Lett.2011，11，2137-2141.
9.F.D.Stefani，et al，“Quantification of phootinduced and spontaneousquantum-dot luminescence blinking”，Physical Review B 2005，72，125304.
10.Choe，et al.，“Real-time Monitoring of Colloidal Nanoparticles usingLight Sheet Dark-field Microscopy Combined with Microfluidic ConcentrationGradient Generator”，Bull.Korean Chem.Soc.2014，35，365.
11.I.V.Fedosov，et al.，“Measurements of the Diffusive Coefficient ofNanoparticles by Selective Plane Illumination Microscopy”，Optics andSpectroscopy 2009，107，846-852.
12.M.Friedrich，et al.，“Detection of Single Quantum Dots in ModelSystems with Sheet Illumination Spectroscopy”，J.Fluoresc.2018，27，29-39.
13.L.Gardini，et al.，“3D tracking of single nanoparticles and quantumdets in living cells by out-of-focus imaging with diffraction patternrecognition”，Nature Scientific Reports 2015，5，16088.
14.J.S.Guasto，P.Huang，and K.S.Breuer：“Statistical particle trackingvelocimetry using molecular and quantum dot tracer particles”，Exp.Fluids2006，41，869-880.
15.A.S.Karakoti，et al.，“Surface functionalization of quantum dots forbiological applications”，Advances in Colloid and Interface Science，2015，215，28-45.
16.A.M.Keller，et al.，“Multicolor Tree-Dimensional Tracking forSingle-Molecule Fluorescence Resonance Energy Transfer Measurements”，Anal.Chem.2018，90，6109-6115.
17.O.Kovtun，et al.：“Single quantum dot tracking illuminatesneuroscience at the nanoscale”，Chemical Physics Letters 2018，706，741-752.
18.S.Labreque，et al.，：“Hyperspectral multiplex single-particletracking of differentreceptor subtypes labeled with quantum dots in liveneurons”，J.Biomed.Opt.2016，21，046008.
19.J.Lee，X.Feng，o.Chen，M.Bawendi，and J.Huang：“Stable，small，specific，low-valency quantum dots for single-molecule imaging”，Nanoscale 2018，10，4406.
20.H.Li，R.Sadr，and M.Yoda：“Multilayer nano-particle imagevelocimetry”，Experiments in Fluids 2006，41，185-194.
21.F.Ma，C-C.Li，and C-Y.Zhang：“Development of quantum dot-basedbiosensors：principles and applications”，J.Mater.Chem.B 2018，6，6173.
22.K.Ming，J.Kim，M.J.Biondi，A.Syed，K.Chen，A.Lam，M.Ostrowski，A.Rebbapragada，J.J.Feld，and W.C.W.Chan：“Integrated Quantum Dot BarcodeSmartphone Optical Device for Wireless Multiplexed Diagnosis of InfectedPatients”，ACS Nano 2015，9，3060-3074.
23.H.Ranchon，V.Picot，and A.Bancaud：“Metrology of confined flows usingwide field nanoparticle velocimetry”，Nano Scientific Reports，2015，5，10128.
24.B.S.Schuster，et al.，“Particle tracking in drug and gene deliveryresearch：State-of-the-art applications and methods”，Advanced Drug DeliveryReviews 2015，91，70-91.
25.S.T.Wereley and C.D.Meinhart：“Recent Advances in Micro-ParticleImage Velocimetry”，Annu.Rev.Fluid Mech.2010，42，557-576.
26.S.J.Williams，C.Park，and S.T.Wereley：“Advances and applications onmicrofluidic velocimetry techniques”，Microfluid Nanofluid 2010，8，709-726.
27.Q.Xu，Y.Zhang，B.Tang，and C-Y.Zhang：“Multicolor Qnantum Dot-BasedChemical Nose for Rapid and Array-Free Differentiation of Multiple Proteins”，Anal.Chem.2016，88，2051-2058.
28.M.U.Zahid，L.Ma，S.J.Lim，and A.M.Smith：“Single quantum dot trackinareveals the impact of nanoparticle surface on intracellular state”，NatureCommunications 2018，9，1830.
29.L-J.Zhang，L.Xia，H-Y.Xie，Z-L.Zhang，and D-W.Panf：“Quantum Dot BasedBiotracking and Biodetection”，Anal.Chem.2019，91，532-547.
30.S.S.Chou，et al.，“Nanoscale Graphene Oxide(nGO)as ArtificialReceptors：Implications for Biomolecular Interactions and Sensing”，J.Am.Chem.Soc.2012，134，16725-16733.
31.X.Yu，J.Wan，Y.Shan，K.Chen，and X.Han：“A Facile Approach toFabrication of Bifunctional Magnetic-Optical Fe3O4@ZnS Microspheres”，Chem.Mater.2009，21，4892-4898.
32.E.M.Thomas，et al.，“Blinking Suppression in Highly Excited CdSe/ZnSQuantum Dots by Electron Transfer under Large Positive Gibbs(Free)EnergyChange”，ACS Nano 2018，12，9，9060-9069.
33.Zhang，et al.，“Se/S Ratid-Dependent Properties and Application ofGradient-Alloyed CdSe1-xSx Quantum Dots：Shell-free Structure，Non-blinkingPhotoluminescence with Single-Exponential Decay，and Efficient QLEDs”，ACSApplied Materials&Interfaces 2019，v.11，no.6，pp.6238-6247.
34.Reid et al.，“Chemical Structure,Ensemble and Single-ParticleSpectroscopy of Thick-Shell InP-ZnSe Quantum Dots”,Nano.Lett.2018，18，2，709-716.&Interfaces 2019，v.11，no.6，pp.6238-6247.
35.Kazemipour，et al.，“Kilohertz frame-rate two-photon tomography”，bioRxiv 28 Jun 2018.
36.Gu et al.，“Electrically controlled mass transport intomicrofluidic droplets from nanodroplet carriers with application incontrolled nanoparticle flow synthesis”,Lab on a Chip 2018.
37.Sesen et al.，“Droplet control technologies for microfluidic highthroughput screening(uHTS)”，Lab on a Chip 2017.
38.Anand et al.，“Electrocoalescence of a pair of conducting drops inan insulating oil”,Journal of Fluid Mechanics 2019.
39.Orlin Velev and Ketan Bhatt,“On-chip micromanipulation andasscmbly of colloidal particles by clectric fields”，Soft Matter 2006.
40.Hayat et al.，“Fast Activc Merging of Microdroplets in MicrofluidicChambers Driven by Photo-Isomerisation of Azobenzene Based Suffactants”,Biosensors 2019,9，129.
41.W.Li，“Single-frame wide-field nanoscopy based on ghost imaging viasparsity constraints”，Optica 2019，6，1515.
42.McCarthy et al.，“Polarized evanescent waves reveal trochoidaldichroism”，PNAS 2020，117(28)，16143.
43.Daniel et al.，“Innovative molecular-based fluorescentnanoparticles for multicolor single particle tracking in cells”,J.Phys.D：Appl.Phys.49(2016)084002.
44.Chen et al.，“Characteristic rotational behaviors of rod-shapedcargo revealed by automated five-dimensional single particle tracking”，NatureCommunications 8 887.
45.Gardini et al.，“3D tracking of single nanoparticles and quantumdots in living cells by out-of-focus imaging with diffraction patternrecognition”，Scientific Reports 5(2015)16088
46.Zhang et al.，“Quantum Dot Based Biotracking and Biodetection”，Anal.Chem.91(2019)532.
47.Zahid et al.，“Single quantum dot tracking reveals the impact ofnanoparticle surface on intracellular state”，Nature Communications 9(2018)1830.
48.Abraham et al.，“Limitations of Qdot labeling compared to directly-conjugated probes for single particle tracking of B cell receptor mobility”，Scientific Reports 7(2017)11379.
49.von Diezmann et al.，“Three-Dimensional Localization of SingleMolecules for Super-Resolution Imaging and Single-Particle Tracking”，Chem.Rev.117(2017)7244.
VIII.实施例
包括这些以下实施例仅出于说明的目的而非旨在限制本公开的范围。
实施例1：用于疾病标志物检测和/或分析的方法和组合物。
从冷藏库中选择一小瓶试剂乳液，并将其安装在台式仪器中。这种试剂乳液含有在碳氟化合物油中的各种类型的水性液滴。一种类型(称为亚群体X)含有大约6个发红色光量子点(涂覆有抗原A)、9个发绿色光量子点(涂覆有抗原B)和3个发蓝色光量子点(涂覆有抗原C)。另一种类型(称为亚群体Y)含有大约6个发红色光量子点(涂覆有抗原D)、12个发黄色光量子点(涂覆有抗原E)和3个发蓝色光量子点(涂覆有抗原F)。又另一种类型(称为亚群体Z)含有大约6个发红色光量子点(涂覆有抗原G)、9个发绿色光量子点(涂覆有抗原H)和6个发蓝色光量子点(涂覆有抗原I)。小瓶可能含有数千种此类独特的类型，并形成一个可以与各种疾病标志物结合的抗原文库。
将血液血浆的样品与弱胶凝剂混合，并且还添加至台式仪器。该血液血浆需要检测抗体A的存在，所述抗体A与抗原A结合。抗体A是天然产生的疾病标志物。
台式仪器形成在碳氟化合物油中的血液血浆的大液滴，并且将所述液滴泵送至平坦的宽的分析室的入口端。同时，将试剂乳液通过入口端附近的一系列小孔泵送至分析室的平坦侧。试剂乳液液滴在血液血浆的大液滴下面被捕获，就像地毯下面的小球。将碳氟化合物油泵送至分析室的入口端，导致血液血浆样品液滴被推动通过分析室并从远端排出。在重力和弱胶凝剂的帮助下，试剂乳液液滴被扫掠带走。
电场的短暂脉冲导致碳氟化合物油(试剂乳液液滴和血液血浆之间)的薄间隙破裂，使乳液破乳。每个液滴内的量子点现在可以自由扩散到血液血浆中。
量子点作为紧密的团簇开始了它们的扩散之旅，它们被一起限制在液滴中。慢慢地，量子点开始向外扩散，形成不断扩大的星座状群体。
最终，来自X型液滴的红色量子点遇到了血液血浆中的抗体A分子。发生结合相互作用，形成总和大小的结构。抗体与量子点具有相同的大小尺度，处于10纳米直径的范围内，因此结合作用通常会使大小加倍，并且扩散率减半以上。其他量子点不与任何存在的分子强烈结合，因此它们的扩散率保持恒定。量子点与非特异性吸附分子的弱结合倾向于降低量子点的扩散率。为了消除或减少非特异性结合，然后施加高频声波，这引起每个量子点周围的溶液环境的振动或空化(因为与水相比，量子点的密度显著更大)。X型–抗体A结构保持完整，但弱结合的非特异性吸附结构被震开，并恢复其量子点的原始扩散性。仅X型–抗体A结构具有减半的扩散率。
在破乳和量子点扩散期间，强烈的红外光脉冲作为一组焦线投射通过分析室，所述焦线类似于用于扫描线角投影显微术的焦线。双光子激发的荧光发射光由相机收集，并且将断层摄影算法应用于光学数据以重建量子点的移动。红外光的使用意味着光学散射(由于血液血浆中的大成分)被减少或最小化，从而允许精确的量子点定位。
对每个量子点的关于移动的数据进行分析。每个量子点随时间在x、y和z方向上呈现随机运动，运动的量值取决于扩散率。观察到量子点中的一些具有初始高扩散率，但随后逐步降低扩散率。其他量子点保持高扩散率。在该实施例中，仅那些自X型液滴跟踪的红色量子点(由其6个红色、9个绿色和3个蓝色量子点的独特特征识别)具有扩散率的阶跃变化，指示血液血浆样品中抗体A的存在。
在某些测量此类结合相互作用的参考方法中，抗体A与抗原A结合可能需要几十分钟。这是由于以下若干个因素：1)抗原A附着在固定表面上，因此仅抗体A可以自由地向抗原A扩散；2)许多抗体A分子必须与一组附着的抗原A分子结合以提供信号；和3)一些相互作用具有缓慢的结合动力学的可能性。缓慢结合动力学可能是由复杂的拟合引起的，而这种拟合对于随机运动分子的位置和取向来说是不可能的。在本文公开的此实施例中，抗体A和抗原A都可以朝向彼此扩散，一个附接到红色量子点的抗体A(涂覆有抗原A)足以提供信号，并且存在6个单独的红色量子点，这增加了与样品中抗体A分子结合相互作用的可能性。因此，代替需要几十分钟的孵育时间来允许结合相互作用发生，使用本文公开的方法的孵育时间大大减少。
Luminex xMAP技术中的悬浮阵列技术(Bio-Rad公司)的商业方法使用珠，每个珠具有荧光发射颜色和振幅的图案，以提供对每个珠的识别，从而提供对每个珠上的试剂涂层的识别。在该专利申请中，使用具有荧光发射颜色和振幅的图案的液滴来提供每个液滴的识别。然而，存在以下基本的差异：1)该实施例的液滴未涂覆有试剂，而液滴的量子点涂覆有试剂；2)液滴在完整时不被识别，而是通过随时间跟踪其组分量子点来识别；3)在本实施例中消除了对洗涤步骤和形成分子夹层的需要；以及4)本实施例不需要使用荧光配体来确定结合的发生。因此，本实施例公开的组合物和方法，例如基于随机星座状群体扩散度的组合物和方法提供优于悬浮阵列技术的许多优点，例如较短的孵育时间、不需要洗涤、不需要形成分子夹层、不需要代表额外成本的荧光配体，例如，如图26所示。
实施例2：用于多重标志物检测和/或分析的方法和组合物。
基本上如实施例1中所述，组合物和方法也用于包括高通量标志物检测和/或分析的多重分析。代替只检测血液血浆中的抗体A，测试样品中分别与抗原A至抗原I结合的抗体A至抗体I的不存在/存在、量或活性。抗体A至抗体I中的每一种是一种或多种疾病或病症的标志物。
抗原和抗体之间的特异性结合导致扩散率大约减半。因为跟踪和分析每个量子点的运动，形成特异性抗原/抗体复合物的一部分的量子点表现出最初的高扩散率(在结合之前)，然后在结合之后逐步达到较低的扩散率，并且即使在减少或消除非特异性吸附之后也保持较低的扩散率。不与抗体结合的量子点保持高扩散率。仅非特异性结合抗体的量子点的扩散率可能会降低，但在降低或消除非特异性吸附后会恢复到高扩散率。
在这个实施例中，只要一些量子点可追溯到它们所来自的一个或多个液滴，就可以进行多重检测和分析。例如，对追溯到X型液滴的红色量子点扩散率的阶跃变化(由其6个红色、9个绿色和3个蓝色量子点的独特特征识别)的观察表明血液血浆样品中抗体A的存在，而对跟踪到X型液滴的绿色量子点的恒定高扩散率的观察表明抗体B在样品中的存在。同样，对追溯到Y型液滴的红色量子点扩散率的阶跃变化(由其6个红色、12个黄色和3个蓝色量子点的独特特征识别)的观察表明抗体D在血液血浆样品中的存在，而对追溯到Z型液滴的红色量子点恒定高扩散率(由其6个红色、9个绿色和6个蓝色量子点的独特特征识别)的观察表明抗体G在样品中的不存在。还可以量化每种分析物抗体的量或浓度。
实施例3：用于药物发现的组合物和方法。
从冷藏库中选择一小瓶试剂乳液，并将其安装在台式仪器中。这种试剂乳液含有在碳氟化合物油中的各种类型的水性液滴。一种类型(称为亚群体X)含有大约6个发红色光量子点(涂覆有配体A)、9个发绿色光量子点(涂覆有配体B)和3个发蓝色光量子点(涂覆有配体C)。另一种类型(称为亚群体Y)含有大约6个发红色光量子点(涂覆有配体D)、12个发黄色光量子点(涂覆有配体E)和3个发蓝色光量子点(涂覆有配体F)。又另一种类型(称为亚群体Z)含有大约6个发红色光量子点(涂覆有配体G)、9个发绿色光量子点(涂覆有配体H)和6个发蓝色光量子点(涂覆有配体I)。小瓶可含有数千种此类独特的类型，并形成候选药物的筛选文库。
将药物靶标(受体R)溶液样品与弱胶凝剂混合，并且还添加至台式仪器。针对候选药物的大筛选文库，例如，配体A至配体I，测试该药物靶标，以筛选特异性靶向受体R的配体。
台式仪器形成在碳氟化合物油中的药物靶标溶液的大液滴，并且将所述液滴泵送至平坦的宽的分析室的入口端。同时，将试剂乳液通过入口端附近的一系列小孔泵送至分析室的平坦侧。试剂乳液液滴在药物靶标溶液的大液滴下面被捕获，就像地毯下面的小球。将碳氟化合物油泵送至分析室的入口端，导致药物靶标溶液液滴被推动通过分析室并从远端排出。在重力和弱胶凝剂的帮助下，试剂乳液液滴被扫掠带走。
电场的短暂脉冲导致碳氟化合物油(试剂乳液液滴和药物靶标溶液之间)的薄间隙破裂，使乳液破乳。每个液滴中的量子点现在可以自由扩散到药物靶标溶液中。
量子点作为紧密的团簇开始了它们的扩散之旅，它们被一起限制在液滴中。慢慢地，量子点开始向外扩散，形成不断扩大的星座状群体。
最终，特定的量子点遇到药物靶标溶液中的药物靶标分子，并发生结合相互作用，形成总和大小的结构。如果药物靶标与量子点具有相同的大小尺度，处于10纳米直径的范围内，则结合相互作用将使大小加倍，并且扩散率减半以上。其他量子点将具有恒定的扩散率。
在破乳和量子点扩散期间，紫外光的图案作为一组紧密间隔的平行光束投射通过分析室。荧光发射光由相机收集。当量子点在平行光束中随机扩散进出时，它们的荧光会相应地起伏。
对每个量子点的关于荧光强度的数据进行分析。每个量子点随时间在x、y和z方向上呈现随机运动，并且x方向(垂直于平行光束)上的运动的量值取决于扩散率。观察到量子点中的一些具有初始高扩散率，但随后逐步降低扩散率。其他量子点保持高扩散率。跟踪过去时间上的阶跃变化的量子点，可以发现，例如，它们都是源自Y型液滴的蓝色量子点(由其6个红色、12个黄色、和3个蓝色量子点的独特特征识别)。这表明配体F与药物靶标具有结合相互作用，并且作为靶向受体R的配体可能是详细研究的良好候选物。
实施例4：通过提取用于解除淬灭的组合物和方法。
合成了一小瓶量子点，并将其安装在台式仪器中。将这些量子点涂覆有溴酚蓝。发红色光量子点涂覆有带有弱键的溴酚蓝，发黄色光量子点涂覆有带有中等键的溴酚蓝，并且发蓝色光量子点涂覆有带有强键的溴酚蓝。小瓶含有数百万个此类量子点。溴酚蓝由于溴原子的存在而产生重原子效应，这降低了量子点的荧光效率。
还将候选药物(来自筛选文库)在游离溶液中的溶液添加至台式仪器中。
台式仪器将候选药物泵送至平坦的宽分析室的入口端。同时，将量子点通过入口端附近的一系列小孔泵送至分析室的平坦侧。将水泵送至分析室的入口端，导致候选药物和量子点被推动通过分析室并从远端排出。
量子点扩散到整个候选药物溶液中。
最终，特定的量子点遇到候选药物分子，并且发生结合相互作用，从量子点中提取或替换溴酚蓝。这使得量子点不淬灭，并允许它发出更亮的荧光。
对每个量子点的关于荧光强度的数据进行分析。每个量子点随时间呈现出荧光。观察到量子点中的一些具有初始低荧光，但随后逐步达到更高的荧光。其他量子点将正好保持低荧光。阶跃变化表明候选药物分子已经成功地与特定量子点相互作用。
在该实施例中，如果候选药物已经引起发红色光和发黄色光的量子点具有增加的荧光，但不引起发蓝色光的量子点具有增加的荧光，那么这表明候选药物可以取代弱键合和中等强度键合的溴酚蓝，但不能取代强键合的溴酚蓝。这提供关于候选药物和最初用于结合溴酚蓝的量子点表面化学之间的结合强度的信息。
实施例5：淬灭剂标记的寡核苷酸。
从冷藏库中选择一小瓶试剂乳液，并将其安装在台式仪器中。这种试剂乳液含有在碳氟化合物油中的各种类型的水性液滴。一种类型(称为亚群体X)含有大约6个发红色光量子点(涂覆有寡核苷酸A)、9个发绿色光量子点(涂覆有寡核苷酸B)和3个发蓝色光量子点(涂覆有寡核苷酸C)。另一种类型(称为亚群体Y)含有大约6个发红色光量子点(涂覆有寡核苷酸D)、12个发黄色光量子点(涂覆有寡核苷酸E)和3个发蓝色光量子点(涂覆有寡核苷酸F)。又另一种类型(称为亚群体Z)含有大约6个发红色光量子点(涂覆有寡核苷酸G)、9个发绿色光量子点(涂覆有寡核苷酸H)和6个发蓝色光量子点(涂覆有寡核苷酸I)。小瓶可以含有数千种此类独特的类型，并形成寡核苷酸文库，所述文库可以与样品中存在的各种寡核苷酸杂交。
从细胞集合中提取DNA片段以产生含有寡核苷酸的样品。用荧光淬灭试剂(如含有重原子的试剂)标记这些寡核苷酸，并且还将样品添加至台式仪器中。测试该样品中可以与寡核苷酸A杂交的寡核苷酸A*的存在，例如，A*可以是寡核苷酸A的互补序列。
台式仪器将样品泵送至平坦的宽分析室的入口端。同时，将试剂乳液通过入口端附近的一系列小孔泵送至分析室的平坦侧。试剂乳液液滴漂浮在样品顶部。将水泵送至分析室的入口端，导致样品被推动通过分析室并从远端排出。在重力的帮助下，试剂乳液液滴被扫掠带走。
电场的短暂脉冲导致乳液破乳。每个液滴中的量子点现在可以自由扩散到样品中。
量子点作为紧密的团簇开始了它们的扩散之旅，它们被一起限制在液滴中。慢慢地，量子点开始向外扩散，形成不断扩大的星座状群体。
最终，来自X型液滴的红色量子点遇到了样品中的寡核苷酸A*分子。寡核苷酸A和寡核苷酸A*之间发生杂交，形成具有淬灭剂与量子点连接的结构。在双链寡核苷酸的情况下，可以任选地使用寡核苷酸的解链和退火。
解链和退火所需的加热和冷却可以通过对分析室的温度控制来进行，或者通过使用聚焦光对特定量子点的靶向局部加热来进行。
在破乳和量子点扩散期间，紫外光投射通过分析室，并且收集荧光发射光并应用2D光谱。
对每个量子点的关于位置和荧光发射颜色的数据进行分析。一些量子点由于附接的淬灭剂而具有降低的荧光强度。在该实施例中，仅那些自X型液滴跟踪的红色量子点(由其6个红色、9个绿色和3个蓝色量子点的独特特征识别)具有降低的荧光强度，指示寡核苷酸A*的存在。
升高温度导致解链，提供关于寡核苷酸A*和寡核苷酸A之间互补程度的额外信息，因为解链温度由荧光强度的恢复来指示。
优选淬灭剂位于样品寡核苷酸的将最靠近量子点的末端。
任选地，样品可以含有具有光催化剂的单体。将具有适当波长的聚焦光施加到特定量子点上可以导致含有量子点的凝胶珠的形成。因此产生的凝胶珠可以通过凝胶珠管理的标准方法(例如过滤)分离出来。
实施例6：磁性标记的寡核苷酸。
从冷藏库中选择一小瓶试剂乳液，并将其安装在台式仪器中。这种试剂乳液含有在碳氟化合物油中的各种类型的水性液滴。一种类型(称为亚群体X)含有大约6个发红色光量子点(涂覆有寡核苷酸A)、9个发绿色光量子点(涂覆有寡核苷酸B)和3个发蓝色光量子点(涂覆有寡核苷酸C)。另一种类型(称为亚群体Y)含有大约6个发红色光量子点(涂覆有寡核苷酸D)、12个发黄色光量子点(涂覆有寡核苷酸E)和3个发蓝色光量子点(涂覆有寡核苷酸F)。又另一种类型(称为亚群体Z)含有大约6个发红色光量子点(涂覆有寡核苷酸G)、9个发绿色光量子点(涂覆有寡核苷酸H)和6个发蓝色光量子点(涂覆有寡核苷酸I)。小瓶可以含有数千种此类独特的类型，并形成寡核苷酸文库，所述文库可以与样品中存在的各种寡核苷酸杂交。
从细胞集合中提取DNA片段以产生含有寡核苷酸的样品。用磁性粒子标记这些寡核苷酸，并还将样品添加至台式仪器中。测试该样品中可以与寡核苷酸A杂交的寡核苷酸A*的存在，例如，A*可以是寡核苷酸A的互补序列。
台式仪器将样品泵送至平坦的宽分析室的入口端。同时，将试剂乳液通过入口端附近的一系列小孔泵送至分析室的平坦侧。试剂乳液液滴漂浮在样品顶部。将水泵送至分析室的入口端，导致样品被推动通过分析室并从远端排出。在重力的帮助下，试剂乳液液滴被扫掠带走。
电场的短暂脉冲导致乳液破乳。每个液滴中的量子点现在可以自由扩散到样品中。
量子点作为紧密的团簇开始了它们的扩散之旅，它们被一起限制在液滴中。慢慢地，量子点开始向外扩散，形成不断扩大的星座状群体。
最终，来自X型液滴的红色量子点遇到了样品中的寡核苷酸A*分子。寡核苷酸A和寡核苷酸A*之间发生杂交，形成具有磁性粒子与量子点连接的结构。在双链寡核苷酸的情况下，可以任选地使用寡核苷酸的解链和退火。
在破乳和量子点扩散期间，紫外光的驻波作为一组紧密间隔的电场振幅的平行平面投射通过分析室。荧光发射光由相机收集。当量子点在平行平面中随机扩散进出时，它们的荧光会相应地起伏。
通过分析室施加振荡磁场。那些具有经连接的磁性粒子的量子点通过紫外光的驻波以非随机路径被牵引。
对每个量子点的关于荧光强度的数据进行分析。每个量子点随时间在x、y和z方向上呈现随机运动，并且z方向(垂直于平行平面)上的运动的量值取决于扩散率并被磁性牵引。观察到量子点中的一些具有初始随机荧光强度，但随后在荧光强度上具有额外的非随机振荡。其他量子点保持随机扩散率。跟踪过去时间上的阶跃变化的量子点，可以发现，例如，它们都是源自X型液滴的红色量子点(由其6个红色、9个绿色、和3个蓝色量子点的独特特征识别)。这表明寡核苷酸A*存在于初始DNA样品中。
前述五个实施例的组分可根据测量情况结合使用。
实施例7：用于热位移测定的方法和组合物。
制备乳液流，并注入台式仪器。该乳液含有在碳氟化合物油中的各种类型的水性液滴，所述碳氟化合物油与水性液滴具有相同的折射率。一种类型(称为亚群体X)含有在游离溶液中的大约6个发红色光量子点(涂覆有药物靶受体A)、9个发绿色光量子点(未涂覆的)、3个发蓝色光量子点(未涂覆的)和配体U。另一种类型(称为亚群体Y)含有在游离溶液中的大约6个发红色光量子点(涂覆有受体A)、12个发黄色光量子点(未涂覆的)、3个发蓝色光量子点(未涂覆的)和配体V。又另一种类型(称为亚群体Z)含有在游离溶液中的大约6个发红色光量子点(涂覆有受体A)、9个发绿色光量子点(未涂覆的)、6个发蓝色光量子点(未涂覆的)并且没有配体。小瓶可含有数千种此类独特的类型，并形成例如用于候选药物的筛选文库。
台式仪器将乳液泵送至平坦的宽分析室的入口端。每个水性液滴内的量子点在水性液滴的体积内随机扩散。在一些水性液滴中，游离溶液中的配体能够结合受体A。在一些情况下，小配体的结合对附接的量子点的扩散性质具有可忽略的影响。
在量子点扩散期间，紫外光(例如偏振紫外光的脉冲)投射通过分析室。在一些情况下，使用与水性液滴(RI＝1.33)具有相同折射率的的油(例如全氟萘烷，RI＝1.31)。由于碳氟化合物油和水性液滴的折射率相同或基本上相同，所以不存在或几乎不存在边界折射。
荧光发射光由相机(或一组相机)收集，作为源自量子点的荧光点源的集合。当荧光点源在每个液滴中随机扩散时，相机记录下这些荧光点源的位置(并且从而记录量子点的位置)。水性液滴具有足够的尺寸，使得量子点充分分散以进行单独检测。典型地，焦平面中的分离距离为至少500nm。此外，相机记录荧光点光源的定时和偏振。将例如时间分辨荧光(TRF)的技术用于仅从激发后的短暂时间窗收集荧光，以便于提供针对样品基质的背景荧光的区分。可以将例如荧光偏振测定(FPA)，如荧光偏振免疫测定(FPIA)的技术用于收集偏振数据，以提供关于量子点旋转速度的信息。快速自旋的(未结合的)量子点发出具有随机偏振的荧光，而缓慢自旋的(结合的)量子点发出具有一定程度的激发偏振的荧光。例如，如图25A所示，将脉冲偏振荧光激发用于区分快速自旋的(未结合的)量子点与缓慢自旋的(结合的)量子点，未结合的量子点快速旋转，导致荧光发射具有随机偏振(例如，缔合后解离)，而结合的量子点旋转较慢，导致荧光发射具有保留的偏振(例如，缔合后缔合)。
在量子点扩散期间，分析室的温度缓慢升高。量子点的扩散速率和旋转与温度成比例增加。在特定温度以上，受体A开始熔化(展开)。这对附接的红色量子点的扩散特性具有显著的影响。游离溶液中配体与受体A的结合有助于将受体A保持在一起并提高解链温度。典型的热位移测定(TSA)需要另外的成分，一种可淬灭染料。测量扩散(而不是荧光强度)避免了对可淬灭染料的需要。
对每个量子点的关于荧光位置和偏振的数据进行分析。每个量子点随时间在x、y和z方向上呈现随机运动，并且在x和y方向上的光学检测的运动的量值取决于扩散率。同样，每个量子点随时间展现出随机旋转，并且旋转速度取决于扩散率。随着温度的升高，每个量子点的扩散率以上升的斜率平滑增加。然而，随着受体A开始熔化，平滑上升的斜率显示出扩散率的下降，标志着熔化温度，例如，如图25B所示。跟踪扩散率相对于温度的关系用于检测和/或分析例如在配体和受体之间的一种或多种结合相互作用。在一个示例中，Y型液滴内的所有红色量子点(由其6个红色、12个黄色和3个蓝色量子点的独特特征识别)具有83.3℃℃的解链温度，并且Z型液滴内的所有红色量子点(由其6个红色、9个绿色和6个蓝色量子点的独特特征识别)具有79.8℃的解链温度。3.5℃的温度差异指示配体V(在Y型液滴内的游离溶液)与药物靶受体A(在发红色光量子点上)具有结合相互作用，而Z型液滴在游离溶液中不包含配体，并作为对照，从而将配体V识别为用于详细研究的良好候选物。在另一个示例中，X型液滴内的红色量子点(由其6个红色、9个绿色和3个蓝色量子点的独特特征识别)具有解链温度Tm1；Y型液滴内的红色量子点(由其6个红色、12个黄色和3个蓝色量子点的独特特征识别)具有解链温度Tm2；并且Z型液滴内的红色量子点(由其6个红色、9个绿色和6个蓝色量子点的独特特征识别)具有解链温度Tm3。将温度差异Tm1-Tm3和Tm2-Tm3进行比较，以确定相比配体V(在Y型液滴内的游离溶液)，配体U(在X型液滴内的游离溶液)与药物靶受体A具有更强还是更弱的结合相互作用。
实施例8：用于单细胞探寻的方法和组合物。
制备乳液流，并注入台式仪器。该乳液含有在碳氟化合物油中的各种类型的水性液滴，所述碳氟化合物油与水性液滴具有相同的折射率。一种类型(称为亚群体X)含有大约6个发红色光量子点(涂覆有抗体A)、9个发绿色光量子点(涂覆有抗体B)、3个发蓝色光量子点(涂覆有抗体C)、单一细胞和裂解酶。另一种类型(称为亚群体Y)含有大约6个发红色光量子点(涂覆有抗体D)、12个发黄色光量子点(涂覆有抗体E)、3个发蓝色光量子点(涂覆有抗体F)、单一细胞和裂解酶。又另一种类型(称为亚群体Z)含有大约6个发红色光量子点(涂覆有抗体G)、9个发绿色光量子点(涂覆有抗体H)、6个发蓝色光量子点(涂覆有抗体I)、单一细胞和裂解酶。对于任何亚群体X、Y或Z液滴，可将液滴制造成包含单细胞，然后将裂解酶添加至液滴。可替代地，可将液滴制造成包含裂解酶，然后将单个细胞添加至液滴。小瓶可含有数千种此类独特的类型，并形成例如诊断性试剂的文库。
台式仪器将乳液泵送至平坦的宽分析室的入口端。每个水性液滴内的量子点在水性液滴的体积内随机扩散。
裂解酶使每个液滴内的细胞破裂，例如在细胞/裂解酶接触时，以释放一种或多种细胞组分。特定量子点遇到细胞组分，并且发生结合相互作用，形成总和大小的结构。对于与量子点具有相同的大小尺度的细胞组分，处于10纳米直径的范围内，则结合相互作用将使大小加倍，并且扩散率减半以上，而不结合细胞组分的量子点具有恒定的扩散率。
在量子点扩散过程期间，紫外光投射通过分析室。在一些情况下，使用与水性液滴(RI＝1.33)具有相同折射率的的油(例如全氟萘烷，RI＝1.31)。由于碳氟化合物油和水性液滴的折射率相同或基本上相同，所以不存在或几乎不存在边界折射。
荧光发射光由相机收集，作为源自量子点的荧光点源的集合。当荧光点源在每个液滴中随机扩散时，相机记录下这些荧光点源的位置(并且从而记录量子点的位置)。水性液滴具有足够的尺寸，使得量子点充分分散以进行单独检测。典型地，焦平面中的分离距离至少需要至少500nm。在一些情况下，这是通过在分析室内将液滴压平成薄饼形状来实现的。
对每个量子点的关于荧光位置的数据进行分析。每个量子点随时间在x、y和z方向上呈现随机运动，并且在x和y方向上的光学检测的运动的量值取决于扩散率。观察到量子点中的一些具有初始高扩散率，但随后逐步降低扩散率。其他量子点保持高扩散率。跟踪过去时间上的阶跃变化的量子点用于检测和/或分析例如在抗体和细胞组分之间的一种或多种结合相互作用。在一个示例中，Y型液滴内的蓝色量子点(由其6个红色、12个黄色和3个蓝色量子点的独特特征识别)具有初始高扩散率，但随后逐步降低扩散率，表明蓝色量子点上的抗体F与在Y型液滴内裂解的特定细胞的一种或多种组分具有结合相互作用。在一些情况下，Y型微滴的每个液滴包封细胞群体的单细胞，并且比较Y型液滴组内所有蓝色量子点的行为提供关于细胞群体异质性的信息。
实施例9：用于表面活性剂分析物的方法和组合物。
制备乳液流，并注入台式仪器。该乳液含有在碳氟化合物油中的各种类型的水性液滴，所述碳氟化合物油与水性液滴具有相同的折射率。一种类型(称为亚群体X)含有大约6个发红色光量子点(涂覆有药物靶受体A)、9个发绿色光量子点(涂覆有药物靶受体B)、3个发蓝色光量子点(涂覆有药物靶受体C)和吸附在液滴壁上的表面活性剂配体U。另一种类型(称为亚群体Y)含有大约6个发红色光量子点(涂覆有受体A)、12个发黄色光量子点(涂覆有受体D)、3个发蓝色光量子点(涂覆有受体C)、和吸附在液滴壁上的表面活性剂配体V。又另一种类型(称为亚群体Z)含有大约6个发红色光量子点(涂覆有受体A)、9个发绿色光量子点(涂覆有受体B)、6个发蓝色光量子点(涂覆有受体C)，并且没有配体。小瓶可含有数千种此类独特的类型，并形成例如候选药物的筛选文库。
台式仪器将乳液泵送至平坦的宽分析室的入口端。每个水性液滴内的量子点在水性液滴的体积内随机扩散。特定的量子点在液滴壁上遇到表面活性剂配体分子，并且配体与可用的受体结合。由于配体具有垂直于壁的可忽略的活动性，这对于附接的量子点的扩散性质具有显著的影响。
例如，图22示出了可以使用光学室的窄通道例如在开口上方来捕获样品液滴，可以将通过所述开口将一个或多个乳液液滴引入以接触样品液滴。施加电场的弱脉冲以将乳液液滴与小样品液滴融合，从而允许量子点扩散到样品液滴中。可以使用与水性样品具有相同折射率的油，例如，可以使用全氟萘烷(RI＝1.31)和矿物油。量子点扩散到样品液滴的壁上，并粘附到液滴壁上的表面活性剂分析物上，并且检测结合事件。
图23示出了可以通过开口将乳液液滴引入到油基质中，并且静电吸引将乳液液滴和样品液滴融合，从而允许量子点扩散到样品液滴中。量子点扩散到样品液滴的壁上，并粘附到液滴壁上的表面活性剂分析物上，并且检测结合事件。
在量子点扩散过程期间，紫外光投射通过分析室。在一些情况下，使用与水性液滴(RI＝1.33)具有相同折射率的的油(例如全氟萘烷，RI＝1.31)。由于碳氟化合物油和水性液滴的折射率相同或基本上相同，所以不存在或几乎不存在边界折射。
荧光发射光由相机收集，作为源自量子点的荧光点源的集合。当荧光点源在每个液滴中随机扩散时，相机记录下这些荧光点源的位置(并且从而记录量子点的位置)。在一些情况下，水性液滴具有足够的尺寸，使得量子点充分分散以进行单独检测。典型地，焦平面中的分离距离为至少500nm，并且可以通过在分析室内将液滴压平成薄饼形状来实现。
对每个量子点的关于荧光位置的数据进行分析。每个量子点随时间在x、y和z方向上呈现随机运动，并且在x和y方向上的光学检测的运动的量值取决于扩散率。观察到量子点中的一些具有初始高扩散率，但随后逐步降低扩散率。其他量子点保持高扩散率。跟踪过去时间上的阶跃变化的量子点用于检测和/或分析例如受体和表面活性剂配体之间的一种或多种结合相互作用。在一个示例中，源自Y型液滴的蓝色量子点(由其6个红色、12个黄色和3个蓝色量子点的独特特征识别)具有初始高扩散率，但随后逐步降低扩散率(例如，而X型或Z型的蓝色量子点不表现出逐步降低到较低的扩散率)，表明受体C与表面活性剂配体V具有结合相互作用，并且配体V可能是用于详细研究的良好候选物。
实施例10：用于协同或同素异形药物发现的组合物和方法。
从冷藏库中选择一小瓶试剂乳液，并将其安装在台式仪器中。这种乳液含有在碳氟化合物油中的各种类型的水性液滴。一种类型(称为亚群体X)含有在游离溶液中的大约6个发红色光量子点(涂覆有抗原A)、9个发绿色光量子点(涂覆有抗原B)、3个发蓝色光量子点(涂覆有抗原C)和配体U。另一种类型(称为亚群体Y)含有在游离溶液中的大约6个发红色光量子点(涂覆有抗原D)、12个发黄色光量子点(涂覆有抗原E)、3个发蓝色光量子点(涂覆有抗原F)和配体V。又另一种类型(称为亚群体Z)含有在游离溶液中的大约6个发红色光量子点(涂覆有抗原G)、9个发绿色光量子点(涂覆有抗原H)、6个发蓝色光量子点(涂覆有抗原I)和配体W。抗原A、B、C、D、E、F、G、H和I是与抗体K特异性结合的候选物。小瓶可含有数千种此类独特的类型，并形成例如候选药物的筛选文库。
将抗体K溶液样品(任选地与弱胶凝剂混合)添加至台式仪器中。针对候选药物组合的大筛选文库，例如，抗原A至抗原I与配体V至配体W，测试该抗体的协同作用或同素异形性，以筛选产生与抗体K结合的组合。
台式仪器形成在碳氟化合物油中的抗体K溶液的大液滴，并且将所述液滴泵送至平坦的宽的分析室的入口端。同时，将乳液通过入口端附近的一系列小孔泵送至分析室的平坦侧。乳液液滴在抗体K溶液的大液滴下面被捕获，就像地毯下面的小球。将碳氟化合物油泵送至分析室的入口端，导致抗体K溶液液滴被推动通过分析室并从远端排出。在重力和弱胶凝剂的帮助下，乳液液滴被扫掠带走。
电场的短暂脉冲导致碳氟化合物油(乳液液滴和抗体K溶液之间)的薄间隙破裂，使乳液液滴破乳。每个液滴中的量子点现在可以自由扩散到抗体K溶液中。
量子点作为紧密的团簇开始了它们的扩散之旅，它们被一起限制在液滴中。慢慢地，量子点开始向外扩散，形成不断扩大的星座状群体。此外，各种配体也向外扩展，其中浓度下降和重叠。这导致每个量子点在其直接环境中经历配体的独特组合。
特定的量子点在药物靶标溶液中遇到抗体K分子以及活化配体，并且发生结合相互作用，形成总和大小的结构。对于与量子点具有相同的大小尺度的药物靶标，处于10纳米直径的范围内，结合相互作用使大小加倍，并且扩散率减半以上，而确实经历结合相互作用的量子点具有恒定的扩散率。
在破乳和量子点扩散期间，紫外光投射通过分析室。荧光发射光由相机收集，作为源自量子点的荧光点源的集合。当荧光点源随机扩散时，相机记录下这些荧光点源的位置(并且从而记录量子点的位置)。
对每个量子点的关于荧光位置的数据进行分析。每个量子点随时间在x、y和z方向上呈现随机运动，并且在x和y方向上的运动的量值取决于扩散率。量子点中的一些保持高扩散率。观察到其他量子点具有初始高扩散率，但随后逐步降低扩散率。跟踪过去时间上的阶跃变化的量子点，可以发现，例如表现出扩散率阶跃下降的蓝色量子点源自Y型液滴(由其6个红色、12个黄色和3个蓝色量子点的独特特征识别)，并且靠近来自Z型液滴的星座状群体。这表明抗原F(来自群体Y液滴)在配体W(来自群体Z液滴)的存在下，与抗体K具有结合相互作用，并且配对抗原F加配体W对于与抗体K的协同或变构相互作用可以是详细研究的良好候选物。由于配体具有已知的组成，因此直接计算它们的扩散率并因此生成它们在分析室内随时间的预期浓度图。在一些示例中，添加弱胶凝剂以使对流和扩散速率最小化。
例如，如图24所示，可以测定协同分子组合。扩散系数是已知的，因此经测量的绿色量子点的随机扩散行为(由箭头标识)可以与化合物的浓度相关联，包括样品中和相邻液滴中已经扩展成重叠星座状群体的分子。
实施例11：用于蛋白质标测的组合物和方法。
从冷藏库中选择一小瓶试剂乳液，并将其安装在台式仪器中。这种乳液含有在碳氟化合物油中的各种类型的水性液滴。一种类型(称为亚群体X)含有大约6个发红色光量子点(涂覆有配体A覆盖尖端的树枝状聚合物)、9个发绿色光量子点(涂覆有配体B覆盖尖端的树枝状聚合物)和3个发蓝色光量子点(涂覆有配体C覆盖尖端的树枝状聚合物)。另一种类型(称为亚群体Y)含有大约6个发红色光量子点(涂覆有配体D覆盖尖端的树枝状聚合物)、12个发黄色光量子点(涂覆有配体E覆盖尖端的树枝状聚合物)和3个发蓝色光量子点(涂覆有配体F覆盖尖端的树枝状聚合物)。又另一种类型(称为亚群体Z)含有大约6个发红色光量子点(涂覆有配体G覆盖尖端的树枝状聚合物)、9个发绿色光量子点(涂覆有配体H覆盖尖端的树枝状聚合物)和6个发蓝色光量子点(涂覆有配体I覆盖尖端的树枝状聚合物)。小瓶可含有数千种此类独特的类型，并形成蛋白质探针的筛选文库。
树枝状聚合物的使用对于减少或避免空间位阻是有用的，但不是严格必要的，因为可以使用其他部分(如柔性接头)。
将蛋白K溶液样品(任选地与弱胶凝剂混合以控制对流或减缓扩散)添加至台式仪器中。测试蛋白质与配体(例如配体A至配体I)的相互作用以标测蛋白质K的表面。
台式仪器形成在碳氟化合物油中的蛋白K溶液的大液滴，并且将所述液滴泵送至平坦的宽的分析室的入口端。同时，将试剂乳液通过入口端附近的一系列小孔泵送至分析室的平坦侧。乳液液滴在蛋白质K溶液的大液滴下面被捕获，就像地毯下面的小球。将碳氟化合物油泵送至分析室的入口端，导致蛋白K溶液液滴被推动通过分析室并从远端排出。在重力和弱胶凝剂的帮助下，乳液液滴被扫掠带走。
电场的短暂脉冲导致碳氟化合物油(乳液液滴和蛋白K溶液之间)的薄间隙破裂，使乳液液滴破乳。每个液滴中的量子点现在可以自由扩散到蛋白K溶液中。
量子点作为紧密的团簇开始了它们的扩散之旅，它们被一起限制在液滴中。慢慢地，量子点开始向外扩散，形成不断扩大的星座状群体。最终，特定的量子点遇到蛋白K溶液中的白质K分子，并发生结合相互作用，形成总和大小的结构。例如，如果蛋白质K与量子点具有相同的大小尺度，处于10纳米直径的范围内，则结合相互作用将使大小加倍，并且扩散率减半以上。不经历结合相互作用的量子点具有恒定的扩散率。
在破乳和量子点扩散期间，紫外光投射通过分析室。荧光发射光由相机收集，作为源自量子点的荧光点源的集合。当荧光点源随机扩散时，相机记录下这些荧光点源的位置(并且从而记录量子点的位置)。
对每个量子点的关于荧光位置的数据进行分析。每个量子点随时间在x、y和z方向上呈现随机运动，并且在x和y方向上的光学检测的运动的量值取决于扩散率。量子点中的一些保持高扩散率。观察到其他量子点具有初始高扩散率，但随后逐步降低扩散率。跟踪过去时间上的阶跃变化的量子点，发现，例如表现出扩散率阶跃下降的蓝色量子点源自Y型液滴(由其6个红色、12个黄色和3个蓝色量子点的独特特征识别)。这表明配体F与蛋白质K具有结合相互作用。由于配体位于树枝状聚合物的顶端，它具有探测蛋白K表面特征的基本自由，而没有空间位阻。可以通过扩散率阶跃变化的定时来检测和表征强(持久)和弱(短暂)相互作用。将关于哪些配体相互作用和不相互作用的信息与配体的已知结构相结合，以组装蛋白K表面的图。
实施例12：用于大液滴测定的方法和组合物。
制备乳液流，并注入台式仪器。该乳液含有在碳氟化合物油中的各种类型的水性液滴，所述碳氟化合物油与水性液滴具有相同的折射率。一种类型(称为亚群体X)含有在游离溶液中的大约6个发红色光量子点(涂覆有药物靶受体A)、9个发绿色光量子点(涂覆有药物靶受体B)、3个发蓝色光量子点(涂覆有药物靶受体C)和配体U。另一种类型(称为亚群体Y)含有在游离溶液中的大约6个发红色光量子点(涂覆有药物靶受体D)、12个发黄色光量子点(涂覆有药物靶受体E)、3个发蓝色光量子点(涂覆有药物靶受体F)和配体V。又另一种类型(称为亚群体Z)含有在游离溶液中的大约6个发红色光量子点(涂覆有药物靶受体G)、9个发绿色光量子点(涂覆有药物靶受体H)、6个发蓝色光量子点(涂覆有药物靶受体I)和配体W。小瓶可含有数千种此类独特的类型，并形成候选药物的筛选文库。
台式仪器将乳液泵送至平坦的宽分析室的入口端。每个水性液滴内的量子点在水性液滴的体积内随机扩散。最终，特定的量子点遇到配体，并发生结合相互作用，形成总和大小的结构。如果配体与量子点具有相同的尺寸尺度，处于10纳米直径的范围内，则结合相互作用将使大小加倍，并且扩散率减半以上，而没有经历结合相互作用的量子点具有恒定的扩散率。
在量子点扩散过程期间，紫外光投射通过分析室。由于碳氟化合物油和水性液滴的折射率相同或基本上相同，所以不存在或几乎不存在边界折射。荧光发射光由相机收集，作为源自量子点的荧光点源的集合。当荧光点源在每个液滴中随机扩散时，相机记录下这些荧光点源的位置(并且从而记录量子点的位置)。在一些情况下，水性液滴具有足够的尺寸，使得量子点充分分散以进行单独检测。典型地，焦平面中的分离距离为至少500nm。这可以通过在分析室内将液滴压平成薄饼形状来实现。
对每个量子点的关于荧光位置的数据进行分析。每个量子点随时间在x、y和z方向上呈现随机运动，并且在x和y方向上的光学检测的运动的量值取决于扩散率。量子点中的一些保持高扩散率。观察到其他量子点具有初始高扩散率，但随后逐步降低扩散率。跟踪过去时间上的阶跃变化的量子点，发现，例如表现出扩散率阶跃下降的蓝色量子点源自Y型液滴(由其6个红色、12个黄色和3个蓝色量子点的独特特征识别)。这表明配体V与受体F具有结合相互作用，并且可能是详细研究的良好候选物。
实施例13：用于液滴制备的组合物和方法。
提供产生受控乳液组合物的方法。还提供与制备乳液的受控组合物相关的预备室和试剂。例如，如图21所示，含有特定种类的量子点的水性溶液样品可以穿过通道，在所述通道中，与水不混溶的基质(例如，油)流截断水性溶液流以产生含有特定种类的量子点的乳液液滴，例如，每个含有一个红色量子点的乳液液滴。可以使用标准的液滴产生装置，例如流动聚焦装置。可以以类似的方式，优选并行地，单独地产生其他乳液液滴，例如以提供每个含有两个蓝色量子点的乳液液滴群体，和每个含有三个紫罗兰色量子点的乳液液滴群体。可以在使用之前储存这些试剂乳液。
从冷藏库中选择一组小瓶试剂乳液，并将其安装在台式仪器中。这些乳液含有在碳氟化合物油中的各种类型的水性液滴。一种类型(称为小瓶X)含有带有发红色光量子点(涂覆有抗体A)的液滴。另一种类型(称为小瓶Y)含有带有发蓝色光量子点(涂覆有抗体B)的液滴。又另一种类型(称为小瓶Z)含有带有发紫罗兰色光量子点(涂覆有抗体C)的液滴。
将试剂R在游离溶液中的样品添加台式仪器。
台式仪器形成在碳氟化合物油中的试剂R溶液的大液滴，并且将液滴泵送至平坦的宽的预备室的入口端(类似于其他示例的分析室)。同时，将每种乳液通过入口端附近的一系列小孔泵送至预备室的平坦侧。乳液液滴在试剂R溶液的大液滴下面被捕获，就像地毯下面的小球。注意到乳液液滴可以是任意大小的，并且不一定在大液滴之下；乳液液滴可能与大液滴相邻，而不是在大液滴下面。将碳氟化合物油泵送至预备室的入口端，导致试剂R溶液液滴被推动通过预备室并从远端排出。在重力和预备室表面上的凹槽的帮助下，乳液液滴被扫掠带走，以限制乳液液滴的迁移，使其停留在大液滴的下面。
控制每种乳液进入预备室的流速，以在大液滴下提供受控总数的红色、蓝色和紫罗兰色量子点。
电场的短暂脉冲导致碳氟化合物油(乳液液滴和试剂R溶液之间)的薄间隙破裂，使乳液液滴破乳。每个液滴中的量子点现在可以自由扩散到试剂R溶液中。含有量子点的大液滴现在具有红色(抗体A)、蓝色(抗体B)和紫罗兰色(抗体C)量子点以及试剂R的受控组成，尽管不是在均匀的混合物中。
大液滴被排出预备室的远端。通过标准微流体方法将大液滴的内容物混合，例如通过迂回路径或湍流路径。
使大液滴进入标准的液滴产生装置，例如流动聚焦装置。这从大液滴中形成了小液滴的大群体，它们都具有相同的组成，例如，其中每个小液滴含有一个红色量子点、两个蓝色量子点和三个紫罗兰色量子点。将这些小液滴收集并储存在小瓶中备用，例如在其他实施例中描述的分析室中。可以以类似的方式，优选并行地使用本文所述的预备室来单独产生其他乳液液滴，例如以提供每个含有一个黄色量子点、一个绿色量子点、一个深蓝色量子点和三个红色量子点的乳液液滴群体；以及每个含有一个绿色量子点、一个橙色量子点、两个黄色量子点和两个深蓝色量子点的乳液液滴群体。这些群体可以在分析室中分开储存和使用，或者可以以限定的比例混合，用于储存和/或使用，如在其他实施例中所述。
根据产生小液滴群体的需要，预备室可以被设计成与其他预备室平行或依序。
实施例14：利用经乳化的靶标进行药物发现的组合物和方法。
基本上如实施例3中所述，组合物和方法还与经乳化的药物靶标一起使用。
从冷藏库中选择一小瓶试剂乳液，并将其安装在台式仪器中。该试剂乳液含有在碳氟化合物油中的各种类型的水性液滴，任选地含有调整折射率以紧密匹配水性液滴的添加剂。如图27所示，一种类型(称为亚群体X)含有大约1个发红色光量子点(涂覆有配体A)、1个发橙色光量子点(涂覆有配体B)、和6个发蓝色光量子点(涂覆有配体C)。另一种类型(称为亚群体Y)含有大约4个发红色光量子点(涂覆有配体D)、2个发橙色光量子点(涂覆有配体E)和2个发蓝色光量子点(涂覆有配体F)。又另一种类型(称为亚群体Z)含有大约5个发红色光量子点(涂覆有配体G)、1个发橙色光量子点(涂覆有配体H)和2个发蓝色光量子点(涂覆有配体I)。小瓶可含有数千种此类独特的类型，并形成候选药物的筛选文库。水性液滴可以任选地含有防冻剂，例如乙二醇或甘油，以允许进行冷冻储存。
还将药物靶标(受体R)溶液的乳液添加至台式仪器。该靶乳液含有在碳氟化合物油中的水性液滴，所述碳氟化合物油任选地含有调整折射率以紧密匹配水性液滴的添加剂。针对候选药物的大筛选文库，例如，配体A至配体I，测试该药物靶标，以筛选特异性靶向受体R的配体。
从冷藏库中选择一小瓶协同乳液，并且还任选地将其添加至台式仪器。这种协同乳液含有在碳氟化合物油中的各种类型的水性液滴，所述碳氟化合物油任选地含有调整折射率以紧密匹配水性液滴的添加剂(例如碳溴化合物或碳碘化合物化合物)。如图27所示，一种类型(称为亚群体χ)含有大约1个发黄色光量子点、4个发绿色光量子点和2个发紫色光量子点以及协同候选物α。另一种类型(称为亚群体ψ)含有大约5个发绿色光量子点、2个发紫色光量子点以及协同候选物β。又另一种类型(称为亚群体Ω)含有大约3个发绿色光量子点、4个发紫色光量子点以及协同候选物γ。小瓶可含有数千种此类独特的类型，并形成协同候选物的筛选文库。水性液滴可以任选地含有防冻剂，例如乙二醇或甘油，以允许进行冷冻储存。因为这些量子点将不用于结合相互作用，所以它们可以被配制成具有特别厚或薄的壳，这降低或增强了它们的扩散性，足以允许区别相同颜色的涂覆配体的量子点。这将允许地址空间的大量增加。例如，涂覆有配体A的发红色光量子点可以在光学上与没有涂层的非常厚的带壳的发红色光量子点区分开。
台式仪器将来自两个或三个乳液源中的液滴泵送至平坦的宽分析室的入口端。乳液液滴随机散布在平坦的絮凝阵列中。将碳氟化合物油泵送至分析室的入口端，导致乳液液滴被推动通过分析室并从远端排出。
对液滴进行成像，以基于量子点组成确定每个液滴的化学组成。执行计算以确定如果融合，哪些接触的液滴将提供最有用的信息。
如Hayat等人.,Biosensors 2019,9,129所述，两个接触的液滴之间的聚焦激光的短暂脉冲导致碳氟化合物油的薄间隙破裂，将液滴对融合成所得的较大液滴。每个源液滴的内容物现在可以自由地混合在所得的较大液滴中。碳氟化合物油、表面活性剂或水性液滴的组成可以被定制以提高激光脉冲融合液滴的功效。激光可以是结构化的或脉冲化的，以提高激光脉冲融合液滴的功效。分析室的厚度可以循环，以重新分布液滴，用于实现最佳接触。
例如，如果将X型液滴、χ型液滴和靶液滴融合，将产生含有大约1个发红色光量子点(涂覆有配体A)、1个发橙色光量子点(涂覆有配体B)、6个发蓝色光量子点(涂覆有配体C)、1个发黄色光量子点、4个发绿色光量子点、2个发紫色光量子点、协同候选物α和受体R的所得的较大液滴。
所得的较大液滴内的量子点在其体积内自由扩散。
最终，特定的量子点在协同候选物的存在下遇到药物靶标分子，并发生结合相互作用，形成总和大小的结构。如果药物靶标与量子点具有相同的大小尺度，处于10纳米直径的范围内，则结合相互作用将使大小加倍，并且扩散率减半以上。其他量子点将具有恒定的扩散率。
在量子点扩散期间，结构化的近红外光投射通过分析室。由双光子激发产生的荧光发射光由相机收集。当量子点随机扩散到所产生的较大液滴中时，它们的荧光位置相应地改变。
对每个量子点的关于荧光位置的数据进行分析。每个量子点随时间在x、y和z方向上呈现随机运动，并且在x和y方向上的光学检测的运动的量值取决于扩散率。量子点中的一些保持高扩散率。观察到其他量子点具有初始高扩散率，但随后逐步降低扩散率。跟踪过去时间上的阶跃变化的量子点，发现，例如，表现出扩散率阶跃下降的蓝色量子点源自X型液滴(由其1个红色、1个橙色和6个蓝色量子点的独特特征识别)，并与χ型液滴(由其1个黄色、4个绿色和2个紫色量子点的独特特征识别)融合。这表明在协同候选物α的存在下，配体C与受体R具有结合相互作用，并且可能是用于详细研究的良好候选物。
实施例15：利用凝胶珠进行药物发现的组合物和方法。
基本上如实施例14中所述，组合物和方法还与游离量子点和含有量子点的凝胶珠的混合物一起使用。使用游离量子点(例如，具有配体涂层)和凝胶珠(含有仅用于识别液滴的量子点)的混合物允许非常大的地址空间。
从冷藏库中选择一小瓶试剂乳液，并将其安装在台式仪器中。这种试剂乳液含有在碳氟化合物油中的各种类型的水性液滴。如图28所示，一种类型(称为亚群体X)含有大约1个发红色光量子点(涂覆有配体A)、1个发橙色光量子点(涂覆有配体B)和6个发蓝色光量子点(涂覆有配体C)。另一种类型(称为亚群体Y)含有大约4个发红色光量子点(涂覆有配体D)、2个发橙色光量子点(涂覆有配体E)和2个发蓝色光量子点(涂覆有配体F)。又另一种类型(称为亚群体Z)含有大约2个发红色光量子点(涂覆有配体G)；1个发橙色光量子点(涂覆有配体H)；1个发蓝色光量子点(涂覆有配体I)；和含有60％黄色量子点、20％蓝色量子点和20％紫色量子点的凝胶珠。小瓶可含有数千种此类独特的类型，并形成候选药物的筛选文库。
此类凝胶珠是可商购的，并且在一些情况下是通过化学膨胀空的凝胶珠，在游离量子点的存在下浸泡，然后化学去膨胀凝胶珠以将量子点固定在其中而形成的。
凝胶珠内的量子点不会彼此随机扩散，并因此可以在光学上与游离量子点区分开。多种类型的凝胶珠可以在同样的液滴中使用，该液滴还含有具有表面涂覆有配体的游离量子点，这提供巨大的地址空间。
还将药物靶标(受体R)溶液的乳液添加至台式仪器。该靶乳液含有在碳氟化合物油中的水性液滴。针对候选药物的大筛选文库，例如，配体A至配体I，测试该药物靶标，以筛选特异性靶向受体R的配体。
从冷藏库中选择一小瓶协同乳液，并且还任选地将其添加至台式仪器。这种协同乳液含有在碳氟化合物油中的各种类型的水性液滴。如图28所示，一种类型(称为亚群体χ)含有如下凝胶珠：其含有60％绿色量子点、20％黄色量子点、和20％紫色量子点，以及协同候选物α。另一种类型(称为亚群体ψ)含有如下凝胶珠：其含有60％黄色量子点、20％紫色量子点、20％绿色量子点，以及协同候选物β。又另一种类型(称为亚群体Ω)含有如下凝胶珠：含有60％黄色量子点、20％紫色量子点和20％蓝色量子点的凝胶珠；含有50％红色量子点、25％紫色量子点、和25％黄色量子点以及协同候选物γ的凝胶珠。小瓶可含有数千种此类独特的类型，并形成协同候选物的筛选文库。
台式仪器将来自两个或三个乳液源中的液滴泵送至平坦的宽分析室的入口端。乳液液滴随机散布在平坦的絮凝阵列中。将碳氟化合物油泵送至分析室的入口端，导致乳液液滴被推动通过分析室并从远端排出。
对液滴进行成像，以基于量子点组成确定每个液滴的化学组成。执行计算以确定如果融合，哪些接触的液滴将提供最有用的信息。
两个接触的液滴之间的聚焦激光的短暂脉冲导致碳氟化合物油的薄间隙破裂，将液滴对融合成所得的较大液滴。每个源液滴的内容物现在可以自由地混合在所得的较大液滴中。碳氟化合物油、表面活性剂或水性液滴的组成可以被定制以提高激光脉冲融合液滴的功效。激光可以是结构化的或脉冲化的，以提高激光脉冲融合液滴的功效。分析室的厚度可以循环，以重新分布液滴，用于实现最佳接触。
例如，如果将X型液滴、χ型液滴和靶液滴融合，将产生含有大约1个发红色光量子点(涂覆有配体A)；1个发橙色光量子点(涂覆有配体B)；6个发蓝色光量子点(涂覆有配体C)；含有60％绿色量子点、20％黄色量子点和20％紫色量子点的凝胶珠；协同候选物α；和受体R的所得的较大液滴。
所得的较大液滴内的量子点在其体积内自由扩散。捕获在凝胶珠内的量子点被限制在一起扩散。
最终，特定的量子点在协同候选物的存在下遇到药物靶标分子，并发生结合相互作用，形成总和大小的结构。如果药物靶标与量子点具有相同的大小尺度，处于10纳米直径的范围内，则结合相互作用将使大小加倍，并且扩散率减半以上。其他量子点将具有恒定的扩散率。
在量子点扩散期间，结构化的近红外光投射通过分析室。由双光子激发产生的荧光发射光由相机收集。当量子点随机扩散到所产生的较大液滴中时，它们的荧光位置相应地改变。
对每个量子点的关于荧光位置的数据进行分析。每个量子点随时间在x、y和z方向上呈现随机运动，并且在x和y方向上的光学检测的运动的量值取决于扩散率。量子点中的一些保持高扩散率。观察到其他量子点具有初始高扩散率，但随后逐步降低扩散率。跟踪过去时间上的阶跃变化的量子点，发现，例如，表现出扩散率阶跃下降的蓝色量子点源自X型液滴(由其1个红色、1个橙色和6个蓝色量子点的独特特征识别)，并且与χ型液滴(由其含有60％绿色、20％黄色和20％紫色量子点的凝胶珠的独特特征识别)融合。这表明在协同候选物α的存在下，配体C与受体R具有结合相互作用，并且可能是用于详细研究的良好候选物。
实施例16：模拟量子点和磷酸二酯酶之间的结合相互作用。
模拟十个量子点的九个星座状群体缓慢向外扩散，以分析它们与磷酸二酯酶的结合相互作用。每个量子点的表面组成通过星座状群体内量子点组的图案和计数来识别。每个量子点表面的缔合和解离特性源自其随时间的随机运动。图29示出了在特定时间点(4.365s)处的预期图像。对量子点扩散度的分析揭示了如图30所示的分子缔合和解离事件。
实施例17：用于活细胞探寻的方法和组合物。
基本上如实施例8中所述，在测量期间，组合物和方法还与活细胞一起使用，而不是裂解细胞。
制备乳液流，并注入台式仪器。该乳液含有在碳氟化合物油中的各种类型的水性液滴，所述碳氟化合物油与水性液滴具有相同的折射率。一种类型(称为亚群体X)含有大约6个发红色光量子点(涂覆有抗体A)、9个发绿色光量子点(涂覆有抗体B)、3个发蓝色光量子点(涂覆有抗体C)、单一细胞和裂解酶。另一种类型(称为亚群体Y)含有大约6个发红色光量子点(涂覆有抗体D)、12个发黄色光量子点(涂覆有抗体E)、3个发蓝色光量子点(涂覆有抗体F)、单一细胞和裂解酶。又另一种类型(称为亚群体Z)含有大约6个发红色光量子点(涂覆有抗体G)、9个发绿色光量子点(涂覆有抗体H)、6个发蓝色光量子点(涂覆有抗体I)、单一细胞和裂解酶。对于任何亚群体X、Y或Z液滴，可将液滴制造成包含单细胞。可替代地，可将液滴被制造成仅包含单细胞。小瓶可含有数千种此类独特的类型，并形成例如诊断性试剂的文库。
台式仪器将乳液泵送至平坦的宽分析室的入口端。每个水性液滴内的量子点在水性液滴的体积内随机扩散。
对于既包含量子点又包含细胞的液滴，量子点可以进入细胞内部或结合到外表面，例如，如在Daniel等人.,J.Phys.D:Appl.Phys.49(2016)084002；Chen等人.,NatureCommunications 8:887；Gardini等人.,Scientific Reports 5(2015)16088；Zhang等人.,Anal.Chem.91(2019)532；Zahid等人.,Nature Communications 9(2018)1830；Abraham等人.,Scientific Reports 7(2017)11379；以及von Diezmann等人.,Chem.Rev.117(2017)7244中所述。
特定量子点遇到细胞组分，并且发生结合相互作用，形成总和大小的结构。对于与量子点具有相同的大小尺度的细胞组分，处于10纳米直径的范围内，则结合相互作用将使大小加倍，并且扩散率减半以上，而不结合细胞组分的量子点具有恒定的扩散率。此外，如果细胞蛋白质具有两个不同的表位，并且存在两种不同颜色的具有匹配互补位的量子点，那么只要量子点分开超过淬灭距离，就会形成具有两种颜色一起扩散的结构；这对于区分非特异性结合是有用的。
在量子点扩散过程期间，紫外光投射通过分析室。在一些情况下，使用与水性液滴(RI＝1.33)具有大约相同折射率的油(例如全氟萘烷，RI＝1.31)。由于碳氟化合物油和水性液滴的折射率相同或基本上相同，所以不存在或几乎不存在边界折射。
荧光发射光由相机收集，作为源自量子点的荧光点源的集合。当荧光点源在每个液滴中随机扩散时，相机记录下这些荧光点源的位置(并且从而记录量子点的位置)。水性液滴具有足够的尺寸，使得量子点充分分散以进行单独检测。典型地，焦平面中的分离距离至少需要至少500nm。在一些情况下，这是通过在分析室内将液滴压平成薄饼形状来实现的。
对每个量子点的关于荧光位置的数据进行分析。每个量子点随时间在x、y和z方向上呈现随机运动，并且在x和y方向上的光学检测的运动的量值取决于扩散率。观察到量子点中的一些具有初始高扩散率，但随后逐步降低扩散率。其他量子点保持高扩散率。跟踪过去时间上的阶跃变化的量子点用于检测和/或分析例如在抗体和细胞组分之间的一种或多种结合相互作用。在一个示例中，Y型液滴内的蓝色量子点(由其6个红色、12个黄色和3个蓝色量子点的独特特征识别)具有初始高扩散率，但随后逐步降低扩散率，表明蓝色量子点上的抗体F与在Y型液滴内裂解的特定细胞的一种或多种组分具有结合相互作用。在一些情况下，Y型微滴的每个液滴包封细胞群体的单细胞，并且比较Y型液滴组内所有蓝色量子点的行为提供关于细胞群体异质性的信息。
实施例18：利用波束偏转进行药物发现的组合物和方法。
基本上如实施例14中所述，组合物和方法也与光学器件一起使用，所述光学器件以一种图案偏转光束以提高位置精度。
从冷藏库中选择一小瓶试剂乳液，并将其安装在台式仪器中。该试剂乳液含有在碳氟化合物油中的各种类型的水性液滴，任选地含有调整折射率以紧密匹配水性液滴的添加剂。如图27所示，一种类型(称为亚群体X)含有大约1个发红色光量子点(涂覆有配体A)、1个发橙色光量子点(涂覆有配体B)、和6个发蓝色光量子点(涂覆有配体C)。另一种类型(称为亚群体Y)含有大约4个发红色光量子点(涂覆有配体D)、2个发橙色光量子点(涂覆有配体E)和2个发蓝色光量子点(涂覆有配体F)。又另一种类型(称为亚群体Z)含有大约5个发红色光量子点(涂覆有配体G)、1个发橙色光量子点(涂覆有配体H)和2个发蓝色光量子点(涂覆有配体I)。小瓶可含有数千种此类独特的类型，并形成候选药物的筛选文库。水性液滴可以任选地含有防冻剂，例如乙二醇或甘油，以允许进行冷冻储存。
还将药物靶标(受体R)溶液的乳液添加至台式仪器。该靶乳液含有在碳氟化合物油中的水性液滴，所述碳氟化合物油任选地含有调整折射率以紧密匹配水性液滴的添加剂。针对候选药物的大筛选文库，例如，配体A至配体I，测试该药物靶标，以筛选特异性靶向受体R的配体。
从冷藏库中选择一小瓶协同乳液，并且还任选地将其添加至台式仪器。这种协同乳液含有在碳氟化合物油中的各种类型的水性液滴，所述碳氟化合物油任选地含有调整折射率以紧密匹配水性液滴的添加剂(例如碳溴化合物或碳碘化合物化合物)。如图27所示，一种类型(称为亚群体χ)含有大约1个发黄色光量子点、4个发绿色光量子点和2个发紫色光量子点以及协同候选物α。另一种类型(称为亚群体ψ)含有大约5个发绿色光量子点、2个发紫色光量子点以及协同候选物β。又另一种类型(称为亚群体Ω)含有大约3个发绿色光量子点、4个发紫色光量子点以及协同候选物γ。小瓶可含有数千种此类独特的类型，并形成协同候选物的筛选文库。水性液滴可以任选地含有防冻剂，例如乙二醇或甘油，以允许进行冷冻储存。因为这些量子点将不用于结合相互作用，所以它们可以被配制成具有特别厚或薄的壳，这降低或增强了它们的扩散性，足以允许区别相同颜色的涂覆配体的量子点。这将允许地址空间的大量增加。例如，涂覆有配体A的发红色光量子点可以在光学上与没有涂层的非常厚的带壳的发红色光量子点区分开。
台式仪器将来自两个或三个乳液源中的液滴泵送至平坦的宽分析室的入口端。乳液液滴随机散布在平坦的絮凝阵列中。将碳氟化合物油泵送至分析室的入口端，导致乳液液滴被推动通过分析室并从远端排出。
对液滴进行成像，以基于量子点组成确定每个液滴的化学组成。执行计算以确定如果融合，哪些接触的液滴将提供最有用的信息。
如Hayat等人.,Biosensors 2019,9,129所述，两个接触的液滴之间的聚焦激光的短暂脉冲导致碳氟化合物油的薄间隙破裂，将液滴对融合成所得的较大液滴。每个源液滴的内容物现在可以自由地混合在所得的较大液滴中。碳氟化合物油、表面活性剂或水性液滴的组成可以被定制以提高激光脉冲融合液滴的功效。激光可以是结构化的或脉冲化的，以提高激光脉冲融合液滴的功效。可以将两个以上的液滴融合在一起，以探索涉及多种组分的协同相互作用。分析室的厚度可以循环，以重新分布液滴，用于实现最佳接触。
例如，如果将X型液滴、χ型液滴和靶液滴融合，将产生含有大约1个发红色光量子点(涂覆有配体A)、1个发橙色光量子点(涂覆有配体B)、6个发蓝色光量子点(涂覆有配体C)、1个发黄色光量子点、4个发绿色光量子点、2个发紫色光量子点、协同候选物α和受体R的所得的较大液滴。
所得的较大液滴内的量子点在其体积内自由扩散。
最终，特定的量子点在协同候选物的存在下遇到药物靶标分子，并发生结合相互作用，形成总和大小的结构。如果药物靶标与量子点具有相同的大小尺度，处于10纳米直径的范围内，则结合相互作用将使大小加倍，并且扩散率减半以上。其他量子点将具有恒定的扩散率。
在量子点扩散过程期间，紫外光投射通过分析室。在一些情况下，使用与水性液滴(RI＝1.33)具有大约相同折射率的油(例如全氟萘烷，RI＝1.31)。由于碳氟化合物油和水性液滴的折射率相同或基本上相同，所以不存在或几乎不存在边界折射。
荧光发射光被光束偏转装置偏转，所述光束偏转装置例如压电驱动的可移动反射镜或Risley棱镜扫描仪(例如，旋转棱镜)。光可以偏转成不同的图案，例如圆形、椭圆形、利萨茹形(Lissajous)或螺旋图(spirograph)。光束偏转的使用将光子分布到多个像素上，这可以提供比量子点作为点源的简单直接成像更高的位置精度。当使用Risley棱镜扫描仪时，可以使用两个楔形棱镜来产生光束与其光轴的角度偏差，以产生连续的圆形扫描图案或离散的光束指向。使用旋转棱镜，圆半径(例如，如图32中的示例性相机图像所示)可以用单个相机提供对量子点颜色的识别。
荧光发射光由相机收集，作为源自量子点的重叠圆圈(或其他图案)的集合。当圆圈在每个液滴中随机扩散时，图像分析算法确定圆圈的中心(从而确定量子点的位置)。
在不使用光束偏转设备的情况下，从荧光粒子发射的光子将被聚焦到特定的像素中，并且像素的位置给出了荧光粒子的位置。位置的精度将由像素大小和光学放大系数决定。与此相反，使用光束偏转设备，光子将流入像素的圆形线，而不是仅仅一个像素(每帧旋转一次)，生成具有多个重叠圆形线的图像(每个荧光粒子一个圆)。由于像素的圆形线是比单个像素大得多的数据集，这允许算法通过与完美的圆形线模型拟合来计算更精确的中心位置。通过使用棱镜，圆半径也提供了对荧光粒子颜色的识别。这个概念可以进一步扩展到其他图案，例如椭圆形、利萨茹形或螺旋图，用于每个相机帧的更长像素线，并因此提高测量速度。此外，可以进行光学校准：光学系统将产生不完美的圆形线，但是如果这些线在实验之前被测量，它们可以被用作经验模型(而不是数学上完美的圆形模型)，所述模型可以被提取圆心的算法使用。
荧光激发光可以是结构化的。例如，可以按不同的频率和相位照射分析室的不同区域，使得圆周边具有相应的频率和相位。由于圆是重叠的，这可以允许图像分析算法更好地提取和区分圆。
对每个量子点的关于荧光位置的数据进行分析。每个量子点随时间在x、y和z方向上呈现随机运动，并且在x和y方向上的光学检测的运动的量值取决于扩散率。量子点中的一些保持高扩散率。观察到其他量子点具有初始高扩散率，但随后逐步降低扩散率。跟踪过去时间上的阶跃变化的量子点，发现，例如，表现出扩散率阶跃下降的蓝色量子点源自X型液滴(由其1个红色、1个橙色和6个蓝色量子点的独特特征识别)，并与χ型液滴(由其1个黄色、4个绿色和2个紫色量子点的独特特征识别)融合。这表明在协同候选物α的存在下，配体C与受体R具有结合相互作用，并且可能是用于详细研究的良好候选物。
实施例19：利用液滴透镜作用进行药物发现的组合物和方法。
基本上如实施例14中所述，所述组合物和方法还与乳液液滴一起使用，所述乳液液滴作为一组透镜。
从冷藏库中选择一小瓶试剂乳液，并将其安装在台式仪器中。该试剂乳液含有在碳氟化合物油中的各种类型的水性液滴，任选地含有调整折射率以紧密匹配水性液滴的添加剂。如图27所示，一种类型(称为亚群体X)含有大约1个发红色光量子点(涂覆有配体A)、1个发橙色光量子点(涂覆有配体B)、和6个发蓝色光量子点(涂覆有配体C)。另一种类型(称为亚群体Y)含有大约4个发红色光量子点(涂覆有配体D)、2个发橙色光量子点(涂覆有配体E)和2个发蓝色光量子点(涂覆有配体F)。又另一种类型(称为亚群体Z)含有大约5个发红色光量子点(涂覆有配体G)、1个发橙色光量子点(涂覆有配体H)和2个发蓝色光量子点(涂覆有配体I)。小瓶可含有数千种此类独特的类型，并形成候选药物的筛选文库。水性液滴可以任选地含有防冻剂，例如乙二醇或甘油，以允许进行冷冻储存。
还将药物靶标(受体R)溶液的乳液添加至台式仪器。该靶乳液含有在碳氟化合物油中的水性液滴，所述碳氟化合物油任选地含有调整折射率以不同于水性液滴的添加剂。针对候选药物的大筛选文库，例如，配体A至配体I，测试该药物靶标，以筛选特异性靶向受体R的配体。
从冷藏库中选择一小瓶协同乳液，并且还任选地将其添加至台式仪器。这种协同乳液含有在碳氟化合物油中的各种类型的水性液滴，所述碳氟化合物油任选地含有调整折射率以紧密匹配水性液滴的添加剂(例如碳溴化合物或碳碘化合物化合物)。如图27所示，一种类型(称为亚群体χ)含有大约1个发黄色光量子点、4个发绿色光量子点和2个发紫色光量子点以及协同候选物α。另一种类型(称为亚群体ψ)含有大约5个发绿色光量子点、2个发紫色光量子点以及协同候选物β。又另一种类型(称为亚群体Ω)含有大约3个发绿色光量子点、4个发紫色光量子点以及协同候选物γ。小瓶可含有数千种此类独特的类型，并形成协同候选物的筛选文库。水性液滴可以任选地含有防冻剂，例如乙二醇或甘油，以允许进行冷冻储存。因为这些量子点将不用于结合相互作用，所以它们可以被配制成具有特别厚或薄的壳，这降低或增强了它们的扩散性，足以允许区别相同颜色的涂覆配体的量子点。这将允许地址空间的大量增加。例如，涂覆有配体A的发红色光量子点可以在光学上与没有涂层的非常厚的带壳的发红色光量子点区分开。
台式仪器将来自两个或三个乳液源中的液滴泵送至平坦的宽分析室的入口端。乳液液滴随机散布在平坦的絮凝阵列中。将碳氟化合物油泵送至分析室的入口端，导致乳液液滴被推动通过分析室并从远端排出。
对液滴进行成像，以基于量子点组成确定每个液滴的化学组成。执行计算以确定如果融合，哪些接触的液滴将提供最有用的信息。
如Hayat等人.,Biosensors 2019,9,129所述，两个接触的液滴之间的聚焦激光的短暂脉冲导致碳氟化合物油的薄间隙破裂，将液滴对融合成所得的较大液滴。每个源液滴的内容物现在可以自由地混合在所得的较大液滴中。碳氟化合物油、表面活性剂或水性液滴的组成可以被定制以提高激光脉冲融合液滴的功效。激光可以是结构化的或脉冲化的，以提高激光脉冲融合液滴的功效。可以将两个以上的液滴融合在一起，以探索涉及多种组分的协同相互作用。分析室的厚度可以循环，以重新分布液滴，用于实现最佳接触。
例如，如果将X型液滴、χ型液滴和靶液滴融合，将产生含有大约1个发红色光量子点(涂覆有配体A)、1个发橙色光量子点(涂覆有配体B)、6个发蓝色光量子点(涂覆有配体C)、1个发黄色光量子点、4个发绿色光量子点、2个发紫色光量子点、协同候选物α和受体R的所得的较大液滴。
所得的较大液滴内的量子点在其体积内自由扩散。
最终，特定的量子点在协同候选物的存在下遇到药物靶标分子，并发生结合相互作用，形成总和大小的结构。如果药物靶标与量子点具有相同的大小尺度，处于10纳米直径的范围内，则结合相互作用将使大小加倍，并且扩散率减半以上。其他量子点将具有恒定的扩散率。
在量子点扩散过程期间，紫外光投射通过分析室。使用具有较高或较低折射率的碳氟化合物油作为水性液滴(RI＝1.33)。由于碳氟化合物油和水性液滴的折射率不同，所以存在显著的液滴边界折射。
荧光发射光被液滴边界折射，其中液滴充当球面透镜。
荧光发射光由一组相机收集，作为源自量子点的不同焦距处出现的点的集合。液滴内量子点的小的x,y(平面)运动将被液滴透镜放大，从而在整个相机图像上产生大的运动。使用棱镜在一组具有不同焦平面的相机之间分布荧光发射光将允许收集不同z(轴)位置处的量子点的数据。
对每个量子点的关于荧光位置的数据进行分析。每个量子点随时间在x、y和z方向上呈现随机运动，并且在x和y方向上的光学检测的运动的量值取决于扩散率。量子点中的一些保持高扩散率。观察到其他量子点具有初始高扩散率，但随后逐步降低扩散率。跟踪过去时间上的阶跃变化的量子点，发现，例如，表现出扩散率阶跃下降的蓝色量子点源自X型液滴(由其1个红色、1个橙色和6个蓝色量子点的独特特征识别)，并与χ型液滴(由其1个黄色、4个绿色和2个紫色量子点的独特特征识别)融合。这表明在协同候选物α的存在下，配体C与受体R具有结合相互作用，并且可能是用于详细研究的良好候选物。
本发明在范围上不旨在限制于具体公开的实施方案，提供这些实施方案来说明本发明的各个方面。根据本文的描述和教导，对所述组合物和方法的各种修改将变得显而易见。在不脱离本公开的真实范围和精神的情况下，可以实施这些变化，并且这些变化旨在落入本公开的范围内。

Claims (218)

1.一种用于对分析物进行分析的方法，其包括：
使(i)第一组合物与(ii)第二组合物接触，所述第一组合物包含液相和所述液相中的样品，所述第二组合物包含液体基质和包封在所述液体基质中的制剂，其中所述制剂包含多个荧光构建体和附接到所述荧光构建体中的一者或多者的分析物相互作用试剂；以及
将所述液相和所述制剂合并，使得所述样品中的分析物与附接到所述荧光构建体中的所述一者或多者的所述分析物相互作用试剂相互作用，以产生可检测信号，
其中对所述可检测信号进行分析，以分析所述样品中分析物的存在或不存在、量或浓度和/或活性。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述分析物相互作用试剂是分析物结合试剂。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中在所述合并步骤期间，所述液相和所述制剂融合成单一流体。
4.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其中所述样品中的所述分析物能够与所述分析物相互作用试剂特异性结合。
5.如权利要求1-4中任一项所述的方法，其中所述样品中的所述分析物和所述分析物相互作用试剂能够参与反应，例如由所述分析物、由所述分析物相互作用试剂和/或由所述样品和/或所述制剂中的剂催化的酶促反应。
6.如权利要求1-5中任一项所述的方法，其中所述多个荧光构建体包含一种或多种荧光粒子、一种或多种荧光小分子、一种或多种荧光肽或蛋白质、一种或多种荧光染料或它们的任何组合。
7.如权利要求1-6中任一项所述的方法，其中所述制剂包含一种或多种聚合物粒子，所述一种或多种聚合物粒子各自包含一种或多种荧光粒子、一种或多种荧光小分子、一种或多种荧光肽或蛋白质、一种或多种荧光染料或它们的任何组合。
8.如权利要求1-7中任一项所述的方法，其中所述多个荧光构建体包含一个或多个荧光半导体纳米粒子。
9.如权利要求1-8中任一项所述的方法，其中所述多个荧光构建体包含一个或多个量子点。
10.如权利要求1-9中任一项所述的方法，其中所述分析物相互作用试剂直接附接到所述荧光构建体中的所述一者或多者。
11.如权利要求1-9中任一项所述的方法，其中所述分析物相互作用试剂例如经由接头或共同的结合配偶体间接附接到所述荧光构建体中的所述一者或多者。
12.如权利要求1-11中任一项所述的方法，其中所述分析物相互作用试剂共价地或非共价地附接到所述荧光构建体中的所述一者或多者。
13.如权利要求1-12中任一项所述的方法，其中所述荧光构建体中的所述一者或多者中的每一者具有与其附接的一种或多种分析物相互作用试剂，或仅所述荧光构建体中的所述一者或多者的子集具有与其附接的一种或多种分析物相互作用试剂。
14.如权利要求1-13中任一项所述的方法，其中所述第二组合物包含或是例如所述液体基质和所述制剂的乳液。
15.如权利要求1-14中任一项所述的方法，其中所述制剂包含水性液滴或是水性液滴，其中所述水性液滴任选地包含防冻剂，例如乙二醇或甘油。
16.如权利要求1-13中任一项所述的方法，其中所述第二组合物不包含乳液或不是乳液。
17.如权利要求1-16中任一项所述的方法，其中所述制剂包含或是例如呈凝胶珠形式的凝胶。
18.如权利要求17所述的方法，其中所述凝胶包含所述多个荧光构建体，并且能够释放所述多个荧光构建体，例如在熔化或以其他方式分解所述凝胶(例如，如通过使用酶促消化进行的凝胶解聚)时。
19.如权利要求1-18中任一项所述的方法，其中所述液相是水，并且所述制剂可溶于水和/或可与水混溶。
20.如权利要求1-19中任一项所述的方法，其中所述液体基质与水不混溶或基本上不混溶。
21.如权利要求1-20中任一项所述的方法，其中所述液体基质包括脂质、油、烃流体、碳氟化合物流体、碳氯化合物流体、碳溴化合物流体、碳碘化合物流体、有机硅流体或它们的混合物。
22.如权利要求1-21中任一项所述的方法，其中所述液体基质选自由以下组成的组：脂质、油、烃流体、碳氟化合物流体、碳氯化合物流体、碳溴化合物流体、碳碘化合物流体、有机硅流体以及它们的混合物。
23.如权利要求1-22中任一项所述的方法，其中所述液相和所述制剂的所述合并在分析室中进行。
24.如权利要求1-23中任一项所述的方法，其中所述合并步骤包括分别合并所述第一组合物和所述制剂的相邻流。
25.如权利要求1-24中任一项所述的方法，其中所述合并步骤包括分别合并所述第一组合物和所述制剂的横向流。
26.如权利要求1-25中任一项所述的方法，其中所述合并步骤包括分别合并所述第一组合物和所述制剂的垂直流。
27.如权利要求1-26中任一项所述的方法，其中所述合并步骤包括分别合并所述第一组合物和所述制剂的倾斜流。
28.如权利要求1-27中任一项所述的方法，其中所述合并步骤包括分别合并所述第一组合物和所述制剂的相对流。
29.如权利要求1-28中任一项所述的方法，其中所述合并步骤包括分别合并所述第一组合物和所述制剂的同心流。
30.如权利要求1-29中任一项所述的方法，其中所述第一组合物和/或所述制剂包含一种或多种破乳剂。
31.如权利要求1-30中任一项所述的方法，其中所述第一组合物和/或所述制剂包含一种或多种胶凝剂。
32.如权利要求1-31中任一项所述的方法，其中所述第一组合物和/或所述制剂包含一种或多种粘度增强剂。
33.如权利要求1-32中任一项所述的方法，其中所述第一组合物是第一乳液，其包含在第一液体基质中作为经乳化液滴的所述液相，并且所述第二组合物的所述液体基质是第二液体基质，其中所述经乳化液滴任选地包含防冻剂，例如乙二醇或甘油。
34.如权利要求1-33中任一项所述的方法，其中所述第一液体基质和所述第二液体基质是相同的。
35.如权利要求1-33中任一项所述的方法，其中所述第一液体基质和所述第二液体基质是不同的。
36.如权利要求1-35中任一项所述的方法，其中所述第一液体基质和所述第二液体基质独立地选自由以下组成的组：脂质、油、烃流体、碳氟化合物流体、碳氯化合物流体、碳溴化合物流体、碳碘化合物流体、有机硅流体以及它们的任何适合的组合。
37.如权利要求1-36中任一项所述的方法，其中所述合并步骤包括向所述第一组合物和/或所述第二组合物施加电场。
38.如权利要求1-37中任一项所述的方法，其中所述第一组合物和所述第二组合物分别包含带相反电荷的表面活性剂，并且所述合并步骤包括使所述带相反电荷的表面活性剂彼此接触。
39.如权利要求1-38中任一项所述的方法，其中所述合并步骤包括向所述第一组合物和/或所述第二组合物施加破乳剂。
40.如权利要求1-38中任一项所述的方法，其中所述合并步骤不包括施加破乳剂。
41.如权利要求1-40中任一项所述的方法，其中所述合并步骤包括向所述第一组合物和/或所述第二组合物施加热。
42.如权利要求1-41中任一项所述的方法，其中所述合并步骤包括向所述第一组合物和/或所述第二组合物施加凝胶解聚剂。
43.如权利要求1-42中任一项所述的方法，其中所述可检测信号是荧光信号。
44.如权利要求1-43中任一项所述的方法，其中所述可检测信号由激发光诱导，所述激发光包括非偏振光、基本上由其组成或由其组成。
45.如权利要求1-44中任一项所述的方法，其中所述可检测信号由激发光诱导，所述激发光包括线性偏振光、基本上由其组成或由其组成。
46.如权利要求1-45中任一项所述的方法，其中所述可检测信号由激发光诱导，所述激发光包括圆偏振光、基本上由其组成或由其组成。
47.如权利要求1-46中任一项所述的方法，其中所述可检测信号由激发光诱导，所述激发光包括椭圆偏振光和/或余摆线偏振光、基本上由其组成或由其组成。
48.如权利要求1-47中任一项所述的方法，其中所述可检测信号由激发光诱导，所述激发光包括单一波长的光、基本上由其组成或由其组成。
49.如权利要求1-48中任一项所述的方法，其中所述可检测信号由激发光诱导，所述激发光包括多色光、基本上由其组成或由其组成。
50.如权利要求1-49中任一项所述的方法，其中所述可检测信号由激发光诱导，所述激发光包括非相干光、基本上由其组成或由其组成。
51.如权利要求1-50中任一项所述的方法，其中所述可检测信号由激发光诱导，所述激发光包括相干光、基本上由其组成或由其组成。
52.如权利要求1-51中任一项所述的方法，其中所述可检测信号由激发光诱导，所述激发光包括连续光、基本上由其组成或由其组成。
53.如权利要求1-52中任一项所述的方法，其中所述可检测信号由激发光诱导，所述激发光包括脉冲光、基本上由其组成或由其组成。
54.如权利要求1-53中任一项所述的方法，其中所述可检测信号由激发光诱导，所述激发光包括以单一入射角施加的光、基本上由其组成或由其组成。
55.如权利要求1-54中任一项所述的方法，其中所述可检测信号由激发光诱导，所述激发光包括以一组入射角施加的光、基本上由其组成或由其组成。
56.如权利要求1-55中任一项所述的方法，其包括向所述经合并的组合物施加外部电场，其中所述外部电场足以引起所述经合并的组合物内所述荧光构建体的电泳运动。
57.如权利要求56所述的方法，其中所述外部电场包括以下项、基本上由以下项组成或由以下项组成：(i)在恒定方向上施加的恒定电场；(ii)在恒定方向上施加的脉冲电场；和/或(iii)在恒定方向上施加的振荡电场。
58.如权利要求56或57所述的方法，其中所述外部电场包括以下项、基本上由以下项组成或由以下项组成：(i)在多个方向之间切换的恒定电场；(ii)在多个方向之间切换的脉冲电场；和/或(iii)在多个方向之间切换的振荡电场。
59.如权利要求1-58中任一项所述的方法，其包括向所述经合并的组合物施加力，从而减少或消除所述分析物分子和所述荧光构建体之间的非特异性相互作用。
60.如权利要求1-59中任一项所述的方法，其包括向所述经合并的组合物施加声波，其中所述声波任选地包括高频音波，例如超声波。
61.如权利要求1-60中任一项所述的方法，其包括向所述经合并的组合物施加荧光激发光。
62.如权利要求61所述的方法，其中所述荧光激发光是在以下各项中使用的荧光激发光：共聚焦显微术、结构化照明显微术(SIM)、随机光学重构显微术(STORM)、点扫描双光子显微术、扫描线角投影显微术(SLAPMi)、重影成像(GI)和/或稀疏约束重影成像(GISC)。
63.一种用于对分析物进行分析的方法，其包括：
使(i)第一组合物与(ii)第二组合物接触，所述第一组合物包含液相和所述液相中的样品，所述第二组合物包含液体基质和包封在所述液体基质中的制剂，其中所述制剂包含多个荧光构建体和附接到所述荧光构建体中的一者或多者的分析物相互作用试剂；
在分析室中将所述液相和所述制剂合并，使得所述样品中的分析物与附接到所述荧光构建体中的所述一者或多者的所述分析物相互作用试剂相互作用；
引导激发光通过所述分析室以引起所述荧光构建体的荧光，其中所述荧光取决于所述激发光的局部相位角内的荧光构建体位置；
当每种制剂内所述荧光构建体在所述经合并的组合物中扩散时，检测和/或测量荧光发射；
基于扩散期间荧光发射波长的图案来确定每种制剂中存在的每种分析物相互作用试剂的身份，
其中所述荧光发射的随机行为的变化提供所述样品中所述分析物的存在或不存在、量和/或活性的指示。
64.如权利要求63所述的方法，其中所述激发光具有受控相位和波长。
65.如权利要求63或64所述的方法，其中所述激发光是驻波。
66.如权利要求63-65中任一项所述的方法，其中所述激发光是相干的，并且控制所述相干激发光的相位，使得所述激发光的波峰和波谷移动经过所述荧光构建体，足以引起所述荧光构建体的荧光的相应振荡。
67.如权利要求63-65中任一项所述的方法，其中所述激发光是椭圆偏振相干激发光，并且控制所述激发光的椭圆率，使得所述激发光的波峰和波谷移动经过所述荧光构建体，足以引起所述荧光构建体的荧光的相应振荡。
68.如权利要求63所述的方法，其中所述激发光具有受控的空间图案和波长。
69.如权利要求68所述的方法，其中所述激发光作为图案化的空间阵列被施加在整个所述分析室上，使得所述光强度对于所述分析室内的不同点有所不同，当所述荧光构建体在所述分析室内的不同点之间移动时，足以引起所述荧光构建体的荧光变化。
70.如权利要求68或69所述的方法，其中所述激发光的图案化的空间阵列在整个所述分析室上移动，使得光强度随时间和对于在所述分析室内的不同点有所不同，足以引起所述荧光构建体的荧光变化。
71.如权利要求63-70中任一项所述的方法，其中所述检测和/或测量荧光发射包括检测和/或测量荧光发射的量值。
72.如权利要求63-71中任一项所述的方法，其中在每种制剂已经与所述液相合并的地方的附近确定在扩散期间所述荧光发射波长的所述图案。
73.如权利要求63-72中任一项所述的方法，其中在所述合并步骤期间，所述液相和所述制剂融合成单一流体。
74.如权利要求63-73中任一项所述的方法，其中所述样品中的所述分析物能够与所述分析物相互作用试剂特异性结合。
75.如权利要求63-74中任一项所述的方法，其中所述样品中的所述分析物和所述分析物相互作用试剂能够参与反应，例如由所述分析物、由所述分析物相互作用试剂和/或由所述样品和/或所述制剂中的剂催化的酶促反应。
76.如权利要求63-75中任一项所述的方法，其中所述多个荧光构建体包含一种或多种荧光粒子、一种或多种荧光小分子、一种或多种荧光肽或蛋白质、一种或多种荧光染料或它们的任何组合。
77.如权利要求63-76中任一项所述的方法，其中所述制剂包含一种或多种聚合物粒子，所述一种或多种聚合物粒子各自包含一种或多种荧光粒子、一种或多种荧光小分子、一种或多种荧光肽或蛋白质、一种或多种荧光染料或它们的任何组合。
78.如权利要求63-77中任一项所述的方法，其中所述多个荧光构建体包含一个或多个荧光半导体纳米粒子。
79.如权利要求63-78中任一项所述的方法，其中所述多个荧光构建体包含一个或多个量子点。
80.如权利要求63-79中任一项所述的方法，其中所述分析物相互作用试剂直接附接到所述荧光构建体中的所述一者或多者。
81.如权利要求63-79中任一项所述的方法，其中所述分析物相互作用试剂例如经由接头或共同的结合配偶体间接附接到所述荧光构建体中的所述一者或多者。
82.如权利要求63-81中任一项所述的方法，其中所述分析物相互作用试剂非共价地附接到所述荧光构建体中的所述一者或多者。
83.如权利要求63-81中任一项所述的方法，其中所述分析物相互作用试剂共价地附接到所述荧光构建体中的所述一者或多者。
84.如权利要求63-83中任一项所述的方法，其中所述荧光构建体中的所述一者或多者中的每一者具有与其附接的一种或多种分析物相互作用试剂。
85.如权利要求63-83中任一项所述的方法，其中所述荧光构建体中的所述一者或多者的子集具有与其附接的一种或多种分析物相互作用试剂。
86.如权利要求63-85中任一项所述的方法，其中所述第二组合物包含或是例如所述液体基质和所述制剂的乳液。
87.如权利要求63-86中任一项所述的方法，其中所述制剂包含水性液滴或是水性液滴，其中所述水性液滴任选地包含防冻剂，例如乙二醇或甘油。
88.如权利要求63-87中任一项所述的方法，其中所述第二组合物不包含乳液或不是乳液。
89.如权利要求63-88中任一项所述的方法，其中所述制剂包含或是例如呈凝胶珠形式的凝胶。
90.如权利要求89所述的方法，其中所述凝胶包含所述多个荧光构建体，并且能够释放所述多个荧光构建体，例如在熔化或以其他方式分解所述凝胶(例如，如通过使用酶促消化进行的凝胶解聚)时。
91.如权利要求63-90中任一项所述的方法，其中所述液相是水，并且所述制剂可溶于水和/或可与水混溶。
92.如权利要求63-91中任一项所述的方法，其中所述液体基质与水不混溶或基本上不混溶。
93.如权利要求63-92中任一项所述的方法，其中所述液体基质包括脂质、油、烃流体、碳氟化合物流体、碳氯化合物流体、碳溴化合物流体、碳碘化合物流体、有机硅流体或它们的混合物。
94.如权利要求63-93中任一项所述的方法，其中所述液体基质选自由以下组成的组：脂质、油、烃流体、碳氟化合物流体、碳氯化合物流体、碳溴化合物流体、碳碘化合物流体、有机硅流体以及它们的混合物。
95.如权利要求63-94中任一项所述的方法，其中所述液相和所述制剂的所述合并在分析室中进行。
96.如权利要求63-95中任一项所述的方法，其中所述合并步骤包括分别合并所述第一组合物和所述制剂的相邻流。
97.如权利要求63-96中任一项所述的方法，其中所述合并步骤包括分别合并所述第一组合物和所述制剂的横向流。
98.如权利要求63-97中任一项所述的方法，其中所述合并步骤包括分别合并所述第一组合物和所述制剂的垂直流。
99.如权利要求63-98中任一项所述的方法，其中所述合并步骤包括分别合并所述第一组合物和所述制剂的倾斜流。
100.如权利要求63-99中任一项所述的方法，其中所述合并步骤包括分别合并所述第一组合物和所述制剂的相对流。
101.如权利要求63-100中任一项所述的方法，其中所述合并步骤包括分别合并所述第一组合物和所述制剂的同心流。
102.如权利要求63-101中任一项所述的方法，其中所述第一组合物和/或所述制剂包含一种或多种破乳剂。
103.如权利要求63-102中任一项所述的方法，其中所述第一组合物和/或所述制剂包含一种或多种胶凝剂。
104.如权利要求63-103中任一项所述的方法，其中所述第一组合物和/或所述制剂包含一种或多种粘度增强剂。
105.如权利要求63-104中任一项所述的方法，其中所述第一组合物是第一乳液，其包含在第一液体基质内作为经乳化液滴的所述液相，并且所述第二组合物的所述液体基质是第二液体基质，其中所述经乳化液滴任选地包含防冻剂，例如乙二醇或甘油。
106.如权利要求63-105中任一项所述的方法，其中所述第一液体基质和所述第二液体基质是相同的。
107.如权利要求63-105中任一项所述的方法，其中所述第一液体基质和所述第二液体基质是不同的。
108.如权利要求63-107中任一项所述的方法，其中所述第一液体基质和所述第二液体基质独立地选自由以下组成的组：脂质、油、烃流体、碳氟化合物流体、碳氯化合物流体、碳溴化合物流体、碳碘化合物流体、有机硅流体以及它们的任何适合的组合。
109.如权利要求63-108中任一项所述的方法，其中所述合并步骤包括向所述第一组合物和/或所述第二组合物施加电场。
110.如权利要求63-109中任一项所述的方法，其中所述第一组合物和所述第二组合物分别包含带相反电荷的表面活性剂，并且所述合并步骤包括使所述带相反电荷的表面活性剂彼此接触。
111.如权利要求63-110中任一项所述的方法，其中所述合并步骤包括向所述第一组合物和/或所述第二组合物施加破乳剂。
112.如权利要求63-110中任一项所述的方法，其中所述合并步骤不包括施加破乳剂。
113.如权利要求63-112中任一项所述的方法，其中所述合并步骤包括向所述第一组合物和/或所述第二组合物施加热。
114.如权利要求63-113中任一项所述的方法，其中所述合并步骤包括向所述第一组合物和/或所述第二组合物施加凝胶解聚剂。
115.如权利要求63-114中任一项所述的方法，其中所述可检测信号是荧光信号。
116.如权利要求63-115中任一项所述的方法，其中所述可检测信号由激发光诱导，所述激发光包括非偏振光、基本上由其组成或由其组成。
117.如权利要求63-116中任一项所述的方法，其中所述可检测信号由激发光诱导，所述激发光包括线性偏振光、基本上由其组成或由其组成。
118.如权利要求63-117中任一项所述的方法，其中所述可检测信号由激发光诱导，所述激发光包括圆偏振光、基本上由其组成或由其组成。
119.如权利要求63-118中任一项所述的方法，其中所述可检测信号由激发光诱导，所述激发光包括椭圆偏振光和/或余摆线偏振光、基本上由其组成或由其组成。
120.如权利要求63-119中任一项所述的方法，其中所述可检测信号由激发光诱导，所述激发光包括单一波长的光、基本上由其组成或由其组成。
121.如权利要求63-120中任一项所述的方法，其中所述可检测信号由激发光诱导，所述激发光包括多色光、基本上由其组成或由其组成。
122.如权利要求63-121中任一项所述的方法，其中所述可检测信号由激发光诱导，所述激发光包括非相干光、基本上由其组成或由其组成。
123.如权利要求63-122中任一项所述的方法，其中所述可检测信号由激发光诱导，所述激发光包括相干光、基本上由其组成或由其组成。
124.如权利要求63-123中任一项所述的方法，其中所述可检测信号由激发光诱导，所述激发光包括连续光、基本上由其组成或由其组成。
125.如权利要求63-124中任一项所述的方法，其中所述可检测信号由激发光诱导，所述激发光包括脉冲光、基本上由其组成或由其组成。
126.如权利要求63-125中任一项所述的方法，其中所述可检测信号由激发光诱导，所述激发光包括以单一入射角施加的光、基本上由其组成或由其组成。
127.如权利要求63-126中任一项所述的方法，其中所述可检测信号由激发光诱导，所述激发光包括以一组入射角施加的光、基本上由其组成或由其组成。
128.如权利要求63-127中任一项所述的方法，其包括向所述经合并的组合物施加外部电场，其中所述外部电场足以引起所述经合并的组合物内所述荧光构建体的电泳运动。
129.如权利要求128所述的方法，其中所述外部电场包括在恒定方向上施加的恒定电场、基本上由其组成或由其组成。
130.如权利要求128或129所述的方法，其中所述外部电场包括在恒定方向上施加的脉冲电场、基本上由其组成或由其组成。
131.如权利要求128-130中任一项所述的方法，其中所述外部电场包括以下项、基本上由以下项组成或由以下项组成：(i)在恒定方向上施加的振荡电场；(ii)在多个方向之间切换的恒定电场；(iii)在多个方向之间切换的脉冲电场；和/或(iv)在多个方向之间切换的振荡电场。
132.如权利要求1-131中任一项所述的方法，其中所述分析物包含蛋白质部分，并且所述分析物相互作用试剂包含蛋白质结合剂，例如抗体。
133.如权利要求1-132中任一项所述的方法，其中所述分析物包含多核苷酸序列，并且所述分析物相互作用试剂包含能够与所述多核苷酸序列杂交的序列，例如与所述多核苷酸序列互补的序列。
134.如权利要求133所述的方法，其还包括例如使用分析室的温度控制装置和/或使用聚焦光的量子点的靶向局部加热来使杂交的序列解链和/或退火。
135.如权利要求1-134中任一项所述的方法，其包括使用章动透明窗口和/或旋转棱镜在光学检测器的整个表面上移动每个荧光构建体的图像。
136.一种用于配制一组水性液滴的方法，其包括配制悬浮在与水不混溶的液体基质中的每个水性液滴，以含有具有荧光发射颜色组合的多个荧光构建体，具有每种荧光发射颜色的荧光构建体具有一定的计数，并且每个荧光构建体具有与其附接的零种、一种或多种试剂，
其中所述试剂的身份对其附接的荧光构建体的颜色具有特异性和/或对每个水性液滴内所述荧光构建体的颜色和计数的组合具有特异性。
137.如权利要求136所述的方法，其还包括将所述水性液滴组收集到容器中，其中所述经乳化液滴任选地包含防冻剂，例如乙二醇或甘油。
138.如权利要求136或137所述的方法，其中所述液体基质与水不混溶。
139.如权利要求136-138中任一项所述的方法，其中所述液体基质选自由以下组成的组：脂质、油、烃流体、碳氟化合物流体、碳氯化合物流体、碳溴化合物流体、碳碘化合物流体、有机硅流体以及它们的任何合适的组合或混合物。
140.如权利要求136-139中任一项所述的方法，其中所述液体基质被配制成凝胶。
141.如权利要求136-140中任一项所述的方法，其中所述液体基质在低温下玻璃化。
142.如权利要求136-141中任一项所述的方法，其中所述液体基质在低温下固化。
143.如权利要求136-142中任一项所述的方法，其中所述液体基质具有与悬浮在所述液体基质中的水性液滴的折射率相匹配的折射率；或其中所述液体基质具有与悬浮在所述液体基质中的水性液滴的折射率相比更高的折射率；或其中所述液体基质具有与悬浮在所述液体基质中的水性液滴的折射率相比更低的折射率。
144.如权利要求136-143中任一项所述的方法，其中所述液体基质是非牛顿的。
145.如权利要求136-144中任一项所述的方法，其中所述液体基质是剪切稀化的。
146.如权利要求136-144中任一项所述的方法，其中所述液体基质是剪切增稠的。
147.如权利要求136-146中任一项所述的方法，其中所述液体基质具有高粘度。
148.如权利要求136-146中任一项所述的方法，其中所述液体基质具有低粘度。
149.如权利要求136-148中任一项所述的方法，其中所述液体基质具有与悬浮在所述液体基质中的水性液滴相匹配的密度。
150.如权利要求136-148中任一项所述的方法，其中所述液体基质具有与悬浮在所述液体基质中的水性液滴的密度相比更小的密度。
151.如权利要求136-148中任一项所述的方法，其中所述液体基质具有与悬浮在所述液体基质中的水性液滴的密度相比更大的密度。
152.如权利要求136-151中任一项所述的方法，其中所述荧光构建体选自由以下组成的组：量子点；荧光蛋白；荧光分子；含有量子点、荧光蛋白或荧光分子的聚合物粒子；各自通过化学键系统与另一个荧光粒子连接的荧光粒子；和各自通过化学键系统与磁性粒子连接的荧光粒子。
153.如权利要求136-152中任一项所述的方法，其中所述荧光构建体包含与其表面结合的一种或多种分析物结合试剂。
154.如权利要求136-153中任一项所述的方法，其中所述水性液滴含有一个或多个磁性粒子。
155.如权利要求136-154中任一项所述的方法，其中用一种或多种表面活性剂稳定所述水性液滴。
156.如权利要求136-155中任一项所述的方法，其中所述荧光构建体经由连接物与荧光粒子和/或磁性粒子连接。
157.如权利要求136-156中任一项所述的方法，其中所述水性液滴组含有荧光构建体发射颜色和计数的不同组合。
158.一种用于配制一组凝胶珠的方法，其包括配制在凝胶基质中的每个凝胶珠，所述凝胶基质能够通过物理或化学方法来去除，其中每个凝胶珠含有具有荧光发射颜色组合的多个荧光构建体，具有每种荧光发射颜色的荧光构建体具有一定的计数，并且每个荧光构建体具有与其附接的零种、一种或多种试剂，
其中所述试剂的身份对其附接的荧光构建体的颜色具有特异性和/或对每个凝胶珠内所述荧光构建体的颜色和计数的组合具有特异性。
159.如权利要求158所述的方法，其还包括将所述凝胶珠组收集到容器中。
160.如权利要求158或159所述的方法，其中所述荧光构建体选自由以下组成的组：量子点；荧光蛋白；荧光分子；含有量子点、荧光蛋白或荧光分子的聚合物粒子；各自通过化学键系统与另一个荧光粒子连接的荧光粒子；和各自通过化学键系统与磁性粒子连接的荧光粒子。
161.如权利要求158-160中任一项所述的方法，其中所述荧光构建体包含与其表面结合的一种或多种分析物结合试剂。
162.如权利要求158-161中任一项所述的方法，其中所述凝胶珠含有一个或多个磁性粒子。
163.如权利要求158-162中任一项所述的方法，其中所述荧光构建体经由连接物与荧光粒子和/或磁性粒子连接。
164.如权利要求158-163中任一项所述的方法，其中所述凝胶珠组含有荧光构建体发射颜色和计数的不同组合。
165.如权利要求158-164中任一项所述的方法，其包括在升高的温度下熔化所述凝胶。
166.如权利要求158-165中任一项所述的方法，其包括通过一种或多种酶来对所述凝胶解聚。
167.如权利要求158-166中任一项所述的方法，其包括通过一种或多种化学剂来对所述凝胶解聚。
168.如权利要求158-167中任一项所述的方法，其包括通过光对凝胶解聚。
169.如权利要求158-168中任一项所述的方法，其中所述凝胶珠组含有荧光构建体发射颜色和计数的不同组合。
170.如权利要求158-169中任一项所述的方法，所述方法包括向包含凝胶形成单体、光催化剂和多个荧光构建体的组合物施加光，从而选择性地催化所述凝胶形成单体的聚合，以便于形成包含所述多个荧光构建体的子集的凝胶珠。
171.一种组合物，其包含通过如权利要求136-170中任一项所述配制的所述一组水性液滴和/或凝胶珠。
172.一种用于对分析物进行分析的方法，其包括：
使(i)第一组合物与(ii)第二组合物接触，所述第一组合物包含第一液体基质和包封在所述第一液体基质中的样品，所述第二组合物包含第二液体基质和包封在所述第二液体基质中的制剂，其中所述制剂包含多个荧光构建体和附接到所述荧光构建体中的一者或多者的分析物相互作用试剂；以及
将所述样品与所述制剂合并，使得所述样品中的分析物与附接到所述荧光构建体中的所述一者或多者的所述分析物相互作用试剂相互作用，以产生可检测信号，其中所述分析物任选地位于所述第一液体基质和所述样品之间的边界处，
其中对所述可检测信号进行分析，以分析所述样品中分析物的存在或不存在、量或浓度和/或活性。
173.如权利要求172所述的方法，其中所述第一液体基质和所述样品具有相同或基本上相同的折射率。
174.如权利要求172或173所述的方法，其中所述第一液体基质和所述第二液体基质是相同的。
175.如权利要求172或173所述的方法，其中所述第一液体基质和所述第二液体基质是不同的。
176.如权利要求172-175中任一项所述的方法，其中所述样品是溶液，并且所述分析物位于所述第一液体基质和所述样品之间的所述边界处。
177.如权利要求172-176中任一项所述的方法，其中在将所述样品与所述制剂合并之后，所述样品和所述制剂保持包封在所述第一液体基质中和/或所述第二液体基质中。
178.如权利要求172-177中任一项所述的方法，其还包括向所述多个荧光构建体施加激发光，并且所述可检测信号包括来自所述多个荧光构建体的荧光发射，其中所述激发光包括简单的紫外光或脉冲紫外光。
179.如权利要求172-178中任一项所述的方法，其还包括分析所述多个荧光构建体的扩散度，所述分析包括分析所述可检测信号。
180.如权利要求172-179中任一项所述的方法，其还包括分析所述多个荧光构建体的扩散度随温度升高和/或温度降低的变化。
181.如权利要求180所述的方法，其中分析扩散度的变化以提供指示所述分析物和所述分析物相互作用试剂之间相互作用的解链温度。
182.如权利要求172-181中任一项所述的方法，其中所述第一组合物包含第一油和包封在所述第一油中的水性样品，并且所述第二组合物包含第二油和包封在所述第二油中的水性制剂。
183.如权利要求182所述的方法，其中所述水性制剂包含多个量子点和附接到所述量子点中的一者或多者的分析物结合试剂。
184.如权利要求182或183所述的方法，其中所述水性样品和所述水性制剂形成保持包封在油中的经合并的水性组合物，并且所述经合并的水性组合物及其包封油具有相同或基本上相同的折射率。
185.如权利要求184所述的方法，其包括检测包封在油中的所述多个量子点的扩散度随温度升高和/或温度降低的变化。
186.一种用于分析细胞的方法，其包括：
使(i)第一组合物与(ii)第二组合物接触，所述第一组合物包含第一液体基质和包封在所述第一液体基质中的样品，其中所述样品包含单细胞，所述第二组合物包含第二液体基质和包封在所述第二液体基质中的制剂，其中所述制剂包含多个荧光构建体和附接到所述荧光构建体中的一者或多者的分析物相互作用试剂，其中：(a)所述单细胞在所述样品中裂解以释放一种或多种细胞组分或(b)所述单细胞在所述样品中不裂解，并且在所述第二组合物中任选地提供细胞裂解剂；以及
将所述样品与所述制剂合并，使得细胞组分与附接到所述荧光构建体中的所述一者或多者的所述分析物相互作用试剂相互作用，以产生可检测信号，
其中对所述可检测信号进行分析，以分析单细胞中细胞组分的存在或不存在、量或浓度和/或活性。
187.如权利要求186所述的方法，其中所述方法包括分析来自细胞群体的多个单细胞，并且将第一单细胞中所述细胞组分的存在或不存在、量或浓度和/或活性与第二单细胞中的所述细胞组分的存在或不存在、量或浓度和/或活性进行比较，以推断所述细胞群体中的细胞异质性。
188.一种用于对分析物进行分析的方法，其包括：
使第一乳液和第二乳液与样品接触，其中：
所述第一乳液包含包封在第一液体基质中的第一制剂，其中所述第一制剂包含第一多个荧光构建体和附接到所述荧光构建体中的一者或多者的第一试剂，以及第一游离剂；
所述第二乳液包含包封在第二液体基质中的第二制剂，其中所述第二制剂包含第二多个荧光构建体和附接到所述荧光构建体中的一者或多者的第二试剂，以及第二游离剂；并且
所述样品包含分析物，其中所述第一试剂和所述第二试剂能够与所述分析物结合；以及
将所述第一乳液和所述第二乳液破乳以允许所述第一多个荧光构建体和所述第二多个荧光构建体以及所述第一游离剂和所述第二游离剂在所述样品中扩散，其中允许所述第一多个荧光构建体中的至少一者和/或所述第二多个荧光构建体中的至少一者在所述第一游离剂和所述第二游离剂的存在下与所述分析物相互作用以产生可检测信号，
其中对所述可检测信号进行分析，以分析所述样品中分析物的存在或不存在、量或浓度和/或活性，和/或所述第一试剂和所述第二游离剂与所述分析物之间的第一关系，和/或所述第二试剂和所述第一游离剂与所述分析物之间的第二关系。
189.如权利要求188所述的方法，其中所述第一关系是所述第一试剂和所述第二游离剂与所述分析物之间的协同结合效应，和/或所述第二关系是所述第二试剂和所述第一游离剂与所述分析物之间的协同结合效应。
190.如权利要求188或189所述的方法，其中所述第一关系是所述第一试剂和所述第二游离剂与所述分析物之间的变构结合效应，和/或所述第二关系是所述第二试剂和所述第一游离剂与所述分析物之间的变构结合效应。
191.一种用于标测与蛋白质相互作用的方法，其包括：
使(i)第一组合物与(ii)第二组合物接触，所述第一组合物包含第一液体基质和包封在所述第一液体基质中的样品，其中所述样品包含蛋白质，所述第二组合物包含第二液体基质和包封在所述第二液体基质中的制剂，其中所述制剂包含多个荧光构建体和附接到所述荧光构建体中的一者或多者的分析物相互作用试剂；以及
将所述样品与所述制剂合并，使得所述样品中的所述蛋白质与附接到所述荧光构建体中的所述一者或多者的所述分析物相互作用试剂相互作用，以产生可检测信号，
其中对所述可检测信号进行分析，以分析所述分析物相互作用试剂和所述蛋白质之间的相互作用。
192.如权利要求191所述的方法，其中所述分析物相互作用试剂包含柔性接头以减少或避免与所述蛋白质相互作用的空间位阻，任选地其中所述分析物相互作用试剂包含一种或多种树枝状聚合物。
193.如权利要求191或192所述的方法，其中所述样品中的所述蛋白质在用于控制对流和/或减缓扩散的弱胶凝剂的存在下与分析物相互作用试剂相互作用。
194.如权利要求191-193中任一项所述的方法，其中所述方法用于蛋白质表面标测。
195.一种产生乳液液滴群体的方法，其包括：
在包含与所述第一乳液液滴、所述第二乳液液滴和所述第三乳液液滴不混溶的液体基质的室中，将各自包含一个或多个第一荧光构建体的第一乳液液滴群体、各自包含一个或多个第二荧光构建体的第二乳液液滴群体和第三乳液液滴以任何合适的顺序混合；
将所述第一乳液液滴群体和所述第二乳液液滴群体与所述第三乳液液滴合并，以在所述室中的所述液体基质中形成经合并的乳液液滴，其中所述第一荧光构建体和所述第二荧光构建体以限定比率存在于所述经合并的乳液液滴中；
将所述经合并的乳液液滴分成第四乳液液滴群体，其中所述群体中至少90％的所述第四乳液液滴以所述限定比率包含所述第一荧光构建体和所述第二荧光构建体，从而产生第四乳液液滴群体。
196.如权利要求195所述的方法，其中所述第一乳液液滴、所述第二乳液液滴和所述第三乳液液滴是水性液滴，其中所述水性液滴任选地包含防冻剂，例如乙二醇或甘油。
197.如权利要求195或196所述的方法，其中所述第一荧光构建体和/或所述第二荧光构建体包含量子点。
198.如权利要求195-197中任一项所述的方法，其还包括混合所述经合并的乳液液滴的内容物的步骤。
199.如权利要求195-198中任一项所述的方法，其中所述第一荧光构建体和所述第二荧光构建体均匀分布在所述经合并的乳液液滴内。
200.如权利要求195-199中任一项所述的方法，其中所述合并步骤包括将所述第一乳液液滴、所述第二乳液液滴和所述第三乳液液滴破乳。
201.如权利要求195-200中任一项所述的方法，其中所述群体中至少95％的所述第四乳液液滴以所述限定比率包含所述第一荧光构建体和所述第二荧光构建体。
202.如权利要求195-201中任一项所述的方法，其中所述群体中至少99％的所述第四乳液液滴以所述限定比率包含所述第一荧光构建体和所述第二荧光构建体。
203.如权利要求195-202中任一项所述的方法，其中所述群体中所述第四乳液液滴中的每一者以所述限定比率包含所述第一荧光构建体和所述第二荧光构建体。
204.一种用于对分析物进行分析的方法，其包括：
使第一乳液液滴、第二乳液液滴和第三乳液液滴接触，其中：
所述第一乳液液滴包含包封在第一液体基质中的第一制剂，其中所述第一制剂包含第一多个荧光构建体和附接到所述荧光构建体中的一者或多者的试剂；
所述第二乳液液滴包含包封在第二液体基质中的第二制剂，其中所述第二制剂包含第二多个荧光构建体和游离剂S；以及
所述第三乳液液滴包含包封在第三液体基质中的第三制剂，其中所述第三制剂包含游离剂R；以及
将所述第一乳液液滴、所述第二乳液液滴和所述第三乳液液滴融合以允许所述第一多个荧光构建体和所述第二多个荧光构建体和游离剂S和R在经融合的乳液液滴中扩散，其中所述试剂在游离剂S的存在下与游离剂R相互作用以产生可检测信号，
其中所述可检测信号指示所述试剂、所述游离剂R和所述游离剂S之间的相互作用。
205.如权利要求204所述的方法，其中所述第一液体基质、所述第二液体基质和/或所述第三液体基质是相同的。
206.如权利要求204或205所述的方法，其中所述第一制剂、所述第二制剂和所述第三制剂是水性的，所述第一多个荧光构建体和所述第二多个荧光构建体是量子点，并且所述第二多个荧光构建体不与游离剂S或游离剂R相互作用。
207.如权利要求204-206中任一项所述的方法，其中游离剂R是所述试剂的受体，并且游离剂S是用于R和所述受体之间的结合的协同分子。
208.如权利要求204-207中任一项所述的方法，其中所述融合是可控的，例如通过激光脉冲可控。
209.一种包含第一乳液液滴、第二乳液液滴和第三乳液液滴的组合物，其中：
所述第一乳液液滴包含包封在第一液体基质中的第一制剂，其中所述第一制剂包含第一多个荧光构建体和附接到所述荧光构建体中的一者或多者的试剂；
所述第二乳液液滴包含包封在第二液体基质中的第二制剂，其中所述第二制剂包含第二多个荧光构建体和游离剂S；以及
所述第三乳液液滴包含包封在第三液体基质中的第三制剂，其中所述第三制剂包含游离剂R；
其中所述试剂能够在游离剂S的存在下与游离剂R相互作用，以产生指示所述试剂、所述游离剂R和所述游离剂S之间的相互作用的可检测信号。
210.如权利要求204-209中任一项所述的方法或组合物，其中所述第二多个荧光构建体是各自具有特别厚或薄的壳的量子点，所述壳降低或增强其扩散率，足以允许与具有相同颜色但其上附接有试剂的量子点进行区分。
211.一种用于对分析物进行分析的方法，其包括：
使第一乳液液滴、第二乳液液滴和第三乳液液滴接触，其中：
所述第一乳液液滴包含包封在第一液体基质中的第一制剂，其中所述第一制剂包含第一多个荧光构建体和附接到所述荧光构建体中的一者或多者的试剂；
所述第二乳液液滴包含包封在第二液体基质中的第二制剂，其中所述第二制剂包含包封第二多个荧光构建体的一个或多个凝胶珠，以及游离剂S；以及
所述第三乳液液滴包含包封在第三液体基质中的第三制剂，其中所述第三制剂包含游离剂R；以及
将所述第一乳液液滴、所述第二乳液液滴和所述第三乳液液滴融合以允许所述第一多个荧光构建体、所述一个或多个凝胶珠和游离剂S和R在所述经融合的乳液液滴中扩散，
其中每个凝胶珠中的所述第二多个荧光构建体不扩散到所述凝胶珠的外部，
其中所述试剂在游离剂S的存在下与游离剂R相互作用，以产生可检测信号，并且
其中所述可检测信号指示所述试剂、所述游离剂R和所述游离剂S之间的相互作用。
212.如权利要求211所述的方法，其中所述接触步骤还包括使所述第一乳液液滴、所述第二乳液液滴和/或所述第三乳液液滴与第四乳液液滴接触，其中所述第四乳液液滴包含包封在第四液体基质中的第四制剂，其中所述第四制剂包含第三多个荧光构建体和包封第四多个荧光构建体的一个或多个凝胶珠。
213.如权利要求211或212所述的方法，其中所述接触步骤还包括使所述第一乳液液滴、所述第二乳液液滴、所述第三乳液液滴和/或所述第四乳液液滴与第五乳液液滴接触，其中所述第五乳液液滴包含包封在第五液体基质中的第五制剂，其中所述第五制剂包含第五多个荧光构建体。
214.如权利要求211-213中任一项所述的方法，其中所述第一液体基质、所述第二液体基质、所述第三液体基质、所述第四液体基质和/或所述第五液体基质是相同的。
215.如权利要求211-214中任一项所述的方法，其中所述第一制剂、所述第二制剂、所述第三制剂、所述第四制剂和/或所述第五制剂是水性的，所述第一多个荧光构建体、所述第二多个荧光构建体、所述第三多个荧光构建体、所述第四多个荧光构建体和/或所述第五多个荧光构建体是量子点，并且所述凝胶珠不与游离剂S或R相互作用。
216.如权利要求211-215中任一项所述的方法，其中游离剂R是所述试剂的受体，并且游离剂S是用于R和所述受体之间的结合的协同分子。
217.如权利要求211-216中任一项所述的方法，其中所述融合是可控的，例如通过激光脉冲可控。
218.一种包含第一乳液液滴、第二乳液液滴和第三乳液液滴的组合物，其中：
所述第一乳液液滴包含包封在第一液体基质中的第一制剂，其中所述第一制剂包含第一多个荧光构建体和附接到所述荧光构建体中的一者或多者的试剂；
所述第二乳液液滴包含包封在第二液体基质中的第二制剂，其中所述第二制剂包含包封第二多个荧光构建体的一个或多个凝胶珠，以及游离剂S；以及
所述第三乳液液滴包含包封在第三液体基质中的第三制剂，其中所述第三制剂包含游离剂R，
其中每个凝胶珠中的所述第二多个荧光构建体不扩散到所述凝胶珠的外部，
其中所述试剂能够在游离剂S的存在下与游离剂R相互作用，以产生指示所述试剂、所述游离剂R和所述游离剂S之间的相互作用的可检测信号。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115889400A (zh) * 2022-09-26 2023-04-04 华南师范大学 一种光催化降解pet塑料的方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11474109B2 (en) 2018-11-16 2022-10-18 Scintimetrics, Inc. Compositions and methods for controllably merging emulsion droplets and sample analysis
WO2024081284A1 (en) 2022-10-11 2024-04-18 Xilis, Inc. Integrated microfluidic system for generation of microorganospheres (mos)
CN116272708B (zh) * 2023-03-16 2023-11-14 海南医学院 一种量子点-抗体复合物微球及其制备方法、应用

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DK1948816T3 (da) * 2005-10-24 2012-04-02 Univ Johns Hopkins Forbedrede fremgangsmåder til beaming
WO2008008257A2 (en) * 2006-07-07 2008-01-17 It Au0801213 Oriented magnetic particle-fluorescence detectable moiety compositions and methods of making and using the same
EP2539462B1 (en) * 2010-02-23 2017-10-18 Christopher Gordon Atwood Methods for the detection of an analyte's diffusion rate
WO2012027747A2 (en) * 2010-08-27 2012-03-01 The Regents Of The University Of Michigan Asynchronous magnetic bead rotation sensing systems and methods
WO2012142179A2 (en) * 2011-04-11 2012-10-18 The Regents Of The University Of Michigan Magnetically induced microspinning for super-detection and super-characterization of biomarkers and live cells
GB201108259D0 (en) * 2011-05-17 2011-06-29 Cambridge Entpr Ltd Gel beads in microfluidic droplets
WO2013166024A1 (en) * 2012-04-30 2013-11-07 Tufts University Digital quantification of single molecules
GB201303507D0 (en) * 2013-02-27 2013-04-10 Hollfelder Florian Assays
JP2017531804A (ja) * 2014-10-20 2017-10-26 ゴードン アトウッド，クリストファー 蛍光部分および磁性部分を含む構築物を用いた試料の分析
GB201702938D0 (en) * 2017-02-23 2017-04-12 Univ Southampton Methods of generating and screening compartmentalised peptides libraries
US11474109B2 (en) * 2018-11-16 2022-10-18 Scintimetrics, Inc. Compositions and methods for controllably merging emulsion droplets and sample analysis

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115889400A (zh) * 2022-09-26 2023-04-04 华南师范大学 一种光催化降解pet塑料的方法
CN115889400B (zh) * 2022-09-26 2024-05-31 华南师范大学 一种光催化降解pet塑料的方法

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