CN116367913A - 用于高通量液滴形成的流动聚焦装置、系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了用于生成和收集液滴的装置、系统及其使用方法。装置使用通道(0102)的流动聚焦布置来产生液滴。本发明还提供了增加液滴形成的多路装置。

Description

用于高通量液滴形成的流动聚焦装置、系统和方法

技术领域

本发明提供了用于液滴形成的装置、系统和方法。例如，本发明的装置、系统和方法可以用于形成包含颗粒的液滴(例如乳液)(例如，包含数个单颗粒的液滴)，或者用于混合液体，例如在液滴形成之前混合液体。

背景技术

许多生物医学应用依赖于对与液滴中的一种或多种试剂结合的样品进行高通量测定。例如，在研究和临床这两类应用中，使用目标特异性试剂的高通量基因检测能够在药物发现、生物标志物发现和临床诊断及其他过程中提供关于样品的信息。

用于产生和收集液滴的改进的装置、系统和方法将是有益的。

发明内容

本发明的一个方面提供了一种用于产生液滴的装置，该装置包括流动路径，此流动路径包括：a)一个或多个样品入口；b)一个或多个试剂入口；c)一个或多个油入口；d)一个或多个收集储器；e)第一样品通道和第二样品通道，其各自与一个或多个样品入口流体连通；f)第一试剂通道和第二试剂通道，其各自与一个或多个试剂入口流体连通；g)第一油通道、第二油通道、第三油通道和第四油通道，其与一个或多个油入口流体连通；h)第一相交部，第一试剂通道和第一样品通道在所述第一相交部处相交；i)第二相交部，第二试剂通道和第二样品通道在所述第二相交部处相交；j)第一液滴通道和第二液滴通道，其中第一液滴通道与第一相交部和一个或多个收集储器流体连通，并且第二液滴通道与第二相交部和一个或多个收集储器流体连通；k)第三相交部，第一油通道和第二油通道与第一液滴通道在所述第三相交部处相交，其中所述第三相交部以流体方式设置在第一相交部与一个或多个收集储器之间；以及l)第四相交部，第三油通道和第四油通道与第二液滴通道在所述第四相交部处相交，其中所述第四相交部以流体方式设置在第二相交部与一个或多个收集储器之间。

在一些实施方案中，一个或多个样品入口包括第一样品入口和第二样品入口，一个或多个试剂入口包括第一试剂入口，一个或多个油入口包括第一油入口，并且一个或多个收集储器包括第一收集储器和第二收集储器。第一样品通道与第一样品入口流体连通，第二样品通道与第二样品入口流体连通，第一液滴通道与第一收集储器流体连通，并且第二液滴通道与第二收集储器流体连通。

在一些实施方案中，一个或多个样品入口包括第一样品入口，一个或多个试剂入口包括第一试剂入口，一个或多个油入口包括第一油入口和第二油入口，并且一个或多个收集储器包括第一收集储器。第一油通道和第三油通道与第一油入口流体连通，并且第二油通道和第四油通道与第二油入口流体连通。

在某些实施方案中，该装置还包括第三样品通道和第四样品通道，其各自与一个或多个样品入口流体连通，其中第三样品通道在第一相交部处与第一试剂通道相交，并且第四样品通道在第二相交部处与第二试剂通道相交。在具体实施方案中，一个或多个样品入口包括第一样品入口和第二样品入口，一个或多个试剂入口包括第一试剂入口和第二试剂入口，一个或多个油入口包括第一油入口，并且一个或多个收集储器包括第一收集储器和第二收集储器。第一样品通道和第三样品通道与第一样品入口流体连通，第二样品通道和第四样品通道与第二样品入口流体连通，第一试剂通道与第一试剂入口流体连通，第二试剂通道与第二试剂入口流体连通，第一液滴通道与第一收集储器流体连通，并且第二液滴通道与第二收集储器流体连通。在其他实施方案中，一个或多个样品入口包括第一样品入口和第二样品入口，一个或多个试剂入口包括第一试剂入口和第二试剂入口，一个或多个油入口包括第一油入口，并且一个或多个收集储器包括第一收集储器。第一样品通道和第三样品通道与第一样品入口流体连通，第二样品通道和第四样品通道与第二样品入口流体连通，第一试剂通道与第一试剂入口流体连通，并且第二试剂通道与第二试剂入口流体连通。

在一些实施方案中，一个或多个试剂入口包括第一试剂入口和第二试剂入口，一个或多个样品入口包括第一样品入口和第二样品入口，第一试剂通道与第一试剂入口流体连通，第一样品通道与第一样品入口流体连通，第二试剂通道与第二试剂入口流体连通，第二样品通道与第二样品入口流体连通，并且第一油通道至第四油通道中的一者或多者设置在第一试剂入口与第二试剂入口之间以及/或者第一样品入口与第二样品入口之间。在一些实施方案中，一个或多个收集储器包括第一收集储器和第二收集储器。第一液滴通道与第一收集储器流体连通，并且第二液滴通道与第二收集储器流体连通。在另一个实施方案中，第三样品通道与第一样品入口流体连通，并且第四样品通道与第二样品入口流体连通。第三样品通道在第一相交部处与第一试剂通道相交，第四样品通道在第二相交部处与第二试剂通道相交；并且第三样品通道和第四样品通道设置在第一试剂入口与第二试剂入口之间。在一些实施方案中，该装置还包括油废料储器和一个或多个油废料通道，其中每个油废料通道与油废料储器流体连通，并且与一个或多个收集储器流体连通。

在一些实施方案中，一个或多个收集储器包括第一收集储器和第二收集储器，第一液滴通道与第一收集储器流体连通，第二液滴通道与第二收集储器流体连通，并且第一油通道至第四油通道中的一者或多者设置在第一收集储器与第二收集储器之间。

在一些实施方案中，一个或多个样品通道和/或一个或多个试剂通道中的至少一者包括一个或多个整流器。在某些实施方案中，一个或多个样品通道和/或一个或多个试剂通道中的至少一者包括漏斗。

本发明的另一个方面提供了一种产生液滴的方法。该方法包括：(a)提供包括流动路径的装置，该流动路径包括：i)一个或多个样品入口；ii)一个或多个试剂入口；iii)一个或多个油入口；iv)一个或多个收集储器；v)第一样品通道和第二样品通道，其各自与一个或多个样品入口流体连通；vi)第一试剂通道和第二试剂通道，其各自与一个或多个试剂入口流体连通；vii)第一油通道、第二油通道、第三油通道和第四油通道，其与一个或多个油入口流体连通；viii)第一相交部，第一试剂通道和第一样品通道在所述第一相交部处相交；ix)第二相交部，第二试剂通道和第二样品通道在所述第二相交部处相交；x)第一液滴通道和第二液滴通道，其中第一液滴通道与第一相交部和一个或多个收集储器流体连通，并且第二液滴通道与第二相交部和一个或多个收集储器流体连通；xi)第三相交部，第一油通道和第二油通道与第一液滴通道在所述第三相交部处相交，其中所述第三相交部以流体方式设置在第一相交部与一个或多个收集储器之间；以及xii)第四相交部，第三油通道和第四油通道与第二液滴通道在所述第四相交部处相交，其中所述第四相交部以流体方式设置在第二相交部与一个或多个收集储器之间。该方法还包括：(b)使来自一个或多个样品入口的一种或多种第一流体流过第一样品通道和第二样品通道，使来自一个或多个试剂入口的一种或多种第二流体流过第一试剂通道和第二试剂通道，以及使一种或多种第三流体流过第一油通道、第二油通道、第三油通道和第四油通道；其中一种或多种第一流体中的一种第一流体与一种或多种第二流体中的一种第二流体独立地在第一相交部和第二相交部处结合，然后在第三相交部和第四相交部处的第三流体中产生液滴；以及(c)在一个或多个收集储器中收集这些液滴。

在该方法的一些实施方案中，该装置的一个或多个样品入口包括第一样品入口和第二样品入口，该装置的一个或多个试剂入口包括第一试剂入口，该装置的一个或多个油入口包括第一油入口，并且该装置的一个或多个收集储器包括第一收集储器和第二收集储器。第一样品通道与第一样品入口流体连通，第二样品通道与第二样品入口流体连通，第一液滴通道与第一收集储器流体连通，并且第二液滴通道与第二收集储器流体连通。在此类实施方案中，步骤(b)包括使来自第一样品入口和第二样品入口的一种或多种第一流体流过第一样品通道和第二样品通道，使来自第一试剂入口的一种第二流体流过第一试剂通道和第二试剂通道，以及使来自第一油入口的一种第三流体流过第一油通道、第二油通道、第三油通道和第四油通道；并且步骤(c)包括在第一收集储器和第二收集储器中收集这些液滴。

在该方法的一些实施方案中，该装置的一个或多个样品入口包括第一样品入口，该装置的一个或多个试剂入口包括第一试剂入口，该装置的一个或多个油入口包括第一油入口和第二油入口，并且该装置的一个或多个收集储器包括第一收集储器。第一油通道和第三油通道与第一油入口流体连通，并且第二油通道和第四油通道与第二油入口流体连通。步骤(b)还包括使来自第一样品入口的一种第一流体流过第一样品通道和第二样品通道，使来自第一试剂入口的一种第二流体流过第一试剂通道和第二试剂通道，以及使来自第一油入口和第二油入口的一种或多种第三流体流过第一油通道、第二油通道、第三油通道和第四油通道。

在该方法的一些实施方案中，该装置还包括第三样品通道和第四样品通道，其各自与一个或多个样品入口流体连通，其中第三样品通道在第一相交部处与第一试剂通道相交，并且第四样品通道在第二相交部处与第二试剂通道相交。然后，步骤(b)还包括使来自一个或多个样品入口的一种或多种第一流体流过第三样品通道和第四样品通道，以及使来自一个或多个试剂入口的一种或多种第二流体流过第三试剂通道和第四试剂通道。在具体实施方案中，该装置的一个或多个样品入口包括第一样品入口和第二样品入口，该装置的一个或多个试剂入口包括第一试剂入口和第二试剂入口，该装置的一个或多个油入口包括第一油入口，并且该装置的一个或多个收集储器包括第一收集储器和第二收集储器。第一样品通道和第三样品通道与第一样品入口流体连通，第二样品通道和第四样品通道与第二样品入口流体连通，第一试剂通道与第一试剂入口流体连通，第二试剂通道与第二试剂入口流体连通，第一液滴通道与第一收集储器流体连通，并且第二液滴通道与第二收集储器流体连通。然后，步骤(b)还包括使来自第一样品入口和第二样品入口的一种或多种第一流体流过第一样品通道、第二样品通道、第三样品通道和第四样品通道，使来自第一试剂入口和第二试剂入口的一种或多种第二流体流过第一试剂通道和第二试剂通道，以及使来自第一油入口的一种第三流体流过第一油通道、第二油通道、第三油通道和第四油通道；并且步骤(c)包括在第一收集储器和第二收集储器中收集这些液滴。在某些实施方案中，该装置的一个或多个样品入口包括第一样品入口和第二样品入口，该装置的一个或多个试剂入口包括第一试剂入口和第二试剂入口，该装置的一个或多个油入口包括第一油入口，并且该装置的一个或多个收集储器包括第一收集储器。第一样品通道和第三样品通道与第一样品入口流体连通，第二样品通道和第四样品通道与第二样品入口流体连通，第一试剂通道与第一试剂入口流体连通，并且第二试剂通道与第二试剂入口流体连通。然后，步骤(b)还包括使来自第一样品入口和第二样品入口的一种或多种第一流体流过第一样品通道、第二样品通道、第三样品通道和第四样品通道，使来自第一试剂入口和第二试剂入口的一种或多种第二流体流过第一试剂通道和第二试剂通道，以及使来自第一油入口的一种第三流体流过第一油通道、第二油通道、第三油通道和第四油通道。

在该方法的一些实施方案中，该装置的一个或多个试剂入口包括第一试剂入口和第二试剂入口，并且一个或多个样品入口包括第一样品入口和第二样品入口。第一试剂通道与第一试剂入口流体连通，第一样品通道与第一样品入口流体连通，第二试剂通道与第二试剂入口流体连通，第二样品通道与第二样品入口流体连通，并且第一油通道至第四油通道中的一者或多者设置在第一试剂入口与第二试剂入口之间以及/或者第一样品入口与第二样品入口之间。然后，步骤(b)还包括使来自第一样品入口和第二样品入口的一种或多种第一流体流过第一样品通道和第二样品通道，以及使来自第一试剂入口和第二试剂入口的一种或多种第二流体流过第一试剂通道和第二试剂通道。在一些实施方案中，该装置的一个或多个收集储器包括第一收集储器和第二收集储器。第一液滴通道与第一收集储器流体连通，并且第二液滴通道与第二收集储器流体连通。然后，步骤(c)还包括在第一收集储器和第二收集储器中收集这些液滴。在某些实施方案中，该装置还包括与第一样品入口流体连通的第三样品通道和与第二样品入口流体连通的第四样品通道。第三样品通道在第一相交部处与第一试剂通道相交，第四样品通道在第二相交部处与第二试剂通道相交，并且第三样品通道和第四样品通道设置在第一试剂入口与第二试剂入口之间。然后，步骤(b)还包括使来自第一样品入口和第二样品入口的一种或多种第一流体流过第三样品通道和第四样品通道，以及使来自第一试剂入口和第二试剂入口的一种或多种第二流体流过第三试剂通道和第四试剂通道。在一些实施方案中，该装置还包括油废料储器和一个或多个油废料通道，其中每个油废料通道与油废料储器流体连通，并且与一个或多个收集储器流体连通。然后，步骤(c)还包括在油废料储器中收集油。

在该方法的一些实施方案中，该装置的一个或多个收集储器包括第一收集储器和第二收集储器，第一液滴通道与第一收集储器流体连通，并且第二液滴通道与第二收集储器流体连通；其中第一油通道至第四油通道中的一者或多者设置在第一收集储器与第二收集储器之间。然后，步骤(c)还包括在第一收集储器和第二收集储器中收集这些液滴。

在该方法的一些实施方案中，一个或多个样品通道和/或一个或多个试剂通道中的至少一者包括一个或多个整流器，并且步骤(b)包括使一种或多种第一流体和/或一种或多种第二流体流过一个或多个整流器。在一些实施方案中，该装置的一个或多个样品通道和/或一个或多个试剂通道中的至少一者包括漏斗，并且步骤(b)包括使一种或多种第一流体和/或一种或多种第二流体流过漏斗。在一些实施方案中，第一流体包括多个生物颗粒，并且在步骤(c)中收集的至少一部分液滴包括多个生物颗粒中的至少一个。在某些实施方案中，一种或多种第一流体包括多个珠粒，并且在步骤(c)中收集的至少一部分液滴包括多个珠粒中的至少一个。

本发明的另一个方面提供了一种用于产生液滴的系统。该系统包括(a)包括流动路径的装置，该流动路径包括：i)一个或多个样品入口；ii)一个或多个试剂入口；iii)一个或多个油入口；iv)一个或多个收集储器；v)第一样品通道和第二样品通道，其各自与一个或多个样品入口流体连通；vi)第一试剂通道和第二试剂通道，其各自与一个或多个试剂入口流体连通；vii)第一油通道、第二油通道、第三油通道和第四油通道，其与一个或多个油入口流体连通；viii)第一相交部，第一试剂通道和第一样品通道在所述第一相交部处相交；ix)第二相交部，第二试剂通道和第二样品通道在所述第二相交部处相交；x)第一液滴通道和第二液滴通道，其中第一液滴通道与第一相交部和一个或多个收集储器流体连通，并且第二液滴通道与第二相交部和一个或多个收集储器流体连通；xi)第三相交部，第一油通道和第二油通道与第一液滴通道在所述第三相交部处相交，其中所述第三相交部以流体方式设置在第一相交部与一个或多个收集储器之间；以及xii)第四相交部，第三油通道和第四油通道与第二液滴通道在所述第四相交部处相交，其中所述第四相交部以流体方式设置在第二相交部与一个或多个收集储器之间；(b)设置在第一样品通道和第二样品通道中的一种或多种第一流体；(c)设置在第一试剂通道和第二试剂通道中的一种或多种第二流体；(d)设置在第一油通道、第二油通道、第三油通道和第四油通道中的一种或多种第三流体；以及(e)任选地，一个或多个样品入口和/或一个或多个试剂入口中的颗粒，以及一个或多个收集储器中的液滴。一种或多种第一流体和一种或多种第二流体在一种或多种第三流体中是不可混溶的，并且该系统被配置为在一种或多种第三流体中产生一种或多种第一流体和一种或多种第二流体的液滴。

在该系统的一些实施方案中，该装置的一个或多个样品入口包括第一样品入口和第二样品入口，该装置的一个或多个试剂入口包括第一试剂入口，该装置的一个或多个油入口包括第一油入口，并且该装置的一个或多个收集储器包括第一收集储器和第二收集储器。第一样品通道与第一样品入口流体连通，第二样品通道与第二样品入口流体连通，第一液滴通道与第一收集储器流体连通，并且第二液滴通道与第二收集储器流体连通。

在该系统的一些实施方案中，该装置的一个或多个样品入口包括第一样品入口，该装置的一个或多个试剂入口包括第一试剂入口，该装置的一个或多个油入口包括第一油入口和第二油入口，并且该装置的一个或多个收集储器包括第一收集储器；其中第一油通道和第三油通道与第一油入口流体连通，并且第二油通道和第四油通道与第二油入口流体连通。

在该系统的一些实施方案中，该装置还包括第三样品通道和第四样品通道，其各自与一个或多个样品入口流体连通。第三样品通道在第一相交部处与第一试剂通道相交，第四样品通道在第二相交部处与第二试剂通道相交；并且一种或多种第一流体设置在第一样品通道和第二样品通道中。在某些实施方案中，该装置的一个或多个样品入口包括第一样品入口和第二样品入口，该装置的一个或多个试剂入口包括第一试剂入口和第二试剂入口，该装置的一个或多个油入口包括第一油入口，并且该装置的一个或多个收集储器包括第一收集储器和第二收集储器。第一样品通道和第三样品通道与第一样品入口流体连通，第二样品通道和第四样品通道与第二样品入口流体连通，第一试剂通道与第一试剂入口流体连通，第二试剂通道与第二试剂入口流体连通，第一液滴通道与第一收集储器流体连通，并且第二液滴通道与第二收集储器流体连通。在具体实施方案中，该装置的一个或多个样品入口包括第一样品入口和第二样品入口，该装置的一个或多个试剂入口包括第一试剂入口和第二试剂入口，该装置的一个或多个油入口包括第一油入口，并且该装置的一个或多个收集储器包括第一收集储器。第一样品通道和第三样品通道与第一样品入口流体连通，第二样品通道和第四样品通道与第二样品入口流体连通，第一试剂通道与第一试剂入口流体连通，并且第二试剂通道与第二试剂入口流体连通。

在该系统的一些实施方案中，该装置的一个或多个试剂入口包括第一试剂入口和第二试剂入口，一个或多个样品入口包括第一样品入口和第二样品入口，第一试剂通道与第一试剂入口流体连通，第一样品通道与第一样品入口流体连通，第二试剂通道与第二试剂入口流体连通，第二样品通道与第二样品入口流体连通；并且第一油通道至第四油通道中的一者或多者设置在第一试剂入口与第二试剂入口之间以及/或者第一样品入口与第二样品入口之间。在一些实施方案中，该装置的一个或多个收集储器包括第一收集储器和第二收集储器。第一液滴通道与第一收集储器流体连通，并且第二液滴通道与第二收集储器流体连通。在某些实施方案中，该装置还包括与第一样品入口流体连通的第三样品通道和与第二样品入口流体连通的第四样品通道。第三样品通道在第一相交部处与第一试剂通道相交，并且第四样品通道在第二相交部处与第二试剂通道相交。第三样品通道和第四样品通道设置在第一试剂入口与第二试剂入口之间；并且该系统还包括设置在第一样品通道和第二样品通道中的一种或多种第一流体。在一些实施方案中，该装置还包括油废料储器和一个或多个油废料通道，其中每个油废料通道与油废料储器流体连通，并且与一个或多个收集储器流体连通。

在一些实施方案中，该装置的一个或多个收集储器包括第一收集储器和第二收集储器，第一液滴通道与第一收集储器流体连通，并且第二液滴通道与第二收集储器流体连通。第一油通道至第四油通道中的一者或多者设置在第一收集储器与第二收集储器之间。

在一些实施方案中，一个或多个样品通道和/或一个或多个试剂通道中的至少一者包括一个或多个整流器。在一些实施方案中，该装置的一个或多个样品通道和/或一个或多个试剂通道中的至少一者包括漏斗。在一些实施方案中，一个或多个样品入口中的颗粒包括生物颗粒。在一些实施方案中，一个或多个试剂入口中的颗粒包括凝胶珠粒。在一些实施方案中，该装置包括多个流动路径。

在本文所述任何方面的某些实施方案中，样品通道和试剂通道除非特别描述不与任何其他通道相交。

装置可以通过包括多个流动路径和/或各种入口和通道(例如并排布置，如本公开中所举例说明的)来被多路使用。

在本文所述的任何方面，在某些实施方案中，相邻的入口和通道可以彼此流体连通。特别地，相邻的入口或收集储器可以通过槽或连接通道连接。原本没有流体连通的相邻入口也可以能够通过同一个压力出口来控制，如本文所述。

本发明还提供了使用本文所述的任何装置或系统来产生液滴的方法。

应当理解，尽管通道、储器和入口在本文中被标记为“样品”和“试剂”，但是每个通道、储器和入口在使用期间均可以用于样品或试剂。在某些实施方案中，样品通道、样品储器和样品入口可以用作试剂通道、试剂储器和试剂入口。在某些实施方案中，试剂通道、试剂储器和试剂入口可以用作样品通道、样品储器和样品入口。

在本文所述任何方面的实施方案中，与同一个样品入口或试剂入口流体连通的两个或更多个样品通道或试剂通道可以具有基本上相等的长度，例如以维持基本上相等的流体阻力。例如，一个样品通道或试剂通道可以是与同一个样品入口或试剂入口流体连通的另一个样品通道或试剂通道长度的至少85％，例如该另一个通道长度的至少90％、95％、99％或100％，并且不大于该另一个通道长度的150％，例如至多115％、110％、105％或101％。替代性地，与同一个样品入口或试剂入口流体连通的两个或更多个样品通道或试剂通道可以具有基本上相等的流体阻力。例如，一个样品通道或试剂通道可以具有与同一个样品入口或试剂入口流体连通的另一个样品通道或试剂通道的流体阻力的至少85％，例如该另一个通道的流体阻力的至少90％、95％、99％或100％，并且不大于与同一个样品入口或试剂入口流体连通的另一个样品通道或试剂通道的流体阻力的115％，例如该另一个通道的流体阻力的至多110％、105％、101％或100％。

应当理解，本文所述的所有装置、方法和系统可以通过使入口和储器的尺寸和间隔适当地形成为根据多孔板的行或列的线性序列而适于与多孔板布局相容，并且本文所述的多个流动路径中的任何一个或其组合可以根据该多孔板布局来布置。

应当理解，本文所述的所有方法都可以产生包括非生物颗粒和/或生物颗粒(例如，细胞或细胞核)的液滴。在本发明的任何方面，第一液体和/或第三液体可以是水性的，并且第二液体可以是油。在本发明的任何方面，第一液体和/或第三液体可以包括样品(例如生物颗粒，例如细胞、细胞核或其微粒组分)或颗粒。例如，第一液体或第三液体可以包括细胞，而另一种液体可以包括颗粒。细胞/细胞核和颗粒能够以任何方式，例如1:1、1:2、1:3，或者以作为液滴分布的平均值的非整数比例在液滴中组合。在一些实施方案中，液滴包括以1:1比例组合的颗粒和细胞/细胞核。

在本发明的任何方面，可以省略一个或多个收集储器。例如，收集储器可以用出口(例如，连接到管道或另一个通道的出口)代替，以将液滴输送离开该装置。

定义

在值被描述为范围的情况下，应当理解，此类公开内容包括此类范围内的所有可能子范围的公开内容，以及落入此类范围内的具体数值，而不论具体数值或具体子范围是否被明确陈述。

如本文所用，术语“约”是指所列举值的±10％。

术语“衔接物”、“衔接子”和“标签”可以同义地使用。可以通过任何方法(包括连接、杂交或其他方法)将衔接物或标签偶联至要“标记”的多核苷酸序列。

如本文所用，术语“条形码”一般是指传达或能够传达关于分析物的信息的标签或标识符。条形码可以是分析物的一部分。条形码可以是连接至分析物(例如，核酸分子)的标签或该标签加上分析物的内在特性(例如，分析物或末端序列的大小)的组合。条形码可以是独特的。条形码可以具有多种不同的形式。例如，条形码可包括多核苷酸条形码；随机核酸和/或氨基酸序列；以及合成核酸和/或氨基酸序列。条形码能够以可逆或不可逆方式附接到分析物。条形码可以在样品测序之前、期间和/或之后加入例如脱氧核糖核酸(DNA)或核糖核酸(RNA)样品的片段中。条形码可以允许实时鉴定和/或量化各个测序读段。

如本文所用，术语“载体”通常是指不是生物颗粒的颗粒。该颗粒可以是固体或半固体颗粒。该颗粒可以是珠粒，诸如凝胶珠粒。凝胶珠粒可以包括聚合物基质(例如，通过聚合或交联形成的基质)。聚合物基质可以包括一种或多种聚合物(例如，具有不同官能团或重复单元的聚合物)。聚合物基质中的聚合物可以是随机排列的，例如在随机共聚物中，和/或具有有序结构，例如在嵌段共聚物中。交联可以经由共价、离子或诱导相互作用或者物理缠结。珠粒可以是大分子。珠粒可以由结合在一起的核酸分子形成。珠粒可以经由分子(例如，大分子)诸如单体或聚合物的共价或非共价组装形成。此类聚合物或单体可以是天然的或合成的。此类聚合物或单体可以是或包括例如核酸分子(例如，DNA或RNA)。珠可以由聚合材料形成。珠粒可以是磁性的或非磁性的。珠粒可以是刚性的。珠粒可以是柔性的和/或可压缩的。珠粒可以是可破坏的或可溶解的。珠粒可以是覆盖有包含一种或多种聚合物的涂层的固体颗粒(例如，基于金属的颗粒，包括但不限于氧化铁、金或银)。此类涂层可以是可破坏的或可溶解的。

如本文所用，术语“生物颗粒”一般是指来源于生物样品的离散生物系统。生物颗粒可以是病毒。生物颗粒可以是细胞或细胞的衍生物。生物颗粒可以是来自细胞的细胞器。来自细胞的细胞器的实例包括但不限于细胞核、内质网、核糖体、高尔基氏体、内质网、叶绿体、胞吞囊泡、胞吐囊泡、液泡和溶酶体。生物颗粒可以是来自细胞群的稀有细胞。生物颗粒可以是任何类型的细胞，包括但不限于原核细胞、真核细胞、细菌、真菌、植物、哺乳动物或其他动物细胞类型、支原体、正常组织细胞、肿瘤细胞或无论从单细胞生物体还是多细胞生物体衍生的任何其他细胞类型。生物颗粒可以是细胞的成分。生物颗粒可以是或可以包括DNA、RNA、细胞器、蛋白质，或它们的任何组合。生物颗粒可以是或可以包括基质(例如，凝胶或聚合物基质)，该基质包含细胞或来自细胞的一种或多种成分(例如，细胞珠粒)，诸如来自细胞的DNA、RNA、细胞器、蛋白质或它们的任何组合。生物颗粒可以获自受试者的组织。生物颗粒可以是硬化的细胞。此类硬化细胞可以包括或可以不包括细胞壁或细胞膜。生物颗粒可以包括细胞的一种或多种成分，但是可以不包括细胞的其他成分。此类成分的一个实例是细胞核或细胞的另一种细胞器。细胞可以是活细胞。活细胞可以能够进行培养，例如，当被包封在凝胶或聚合物基质中时能够进行培养，或者当包含凝胶或聚合物基质时能够进行培养。

如本文所用，术语“倾斜的”是指相对于水平面成小于90°角的表面。

如本文所用，术语“围绕……径向设置”是指在将第三元件当作参照物的情况下，两个元件相对于彼此的以下位置：该相对位置使得这两个元件之间的角度至少为5.0°(例如，至少为8°、至少为10°、至少为15°、至少为20°、至少为30°、至少为40°、至少为50°、至少为60°、至少为70°、至少为80°、至少为90°、至少为100°、至少为110°、至少为120°、至少为130°、至少为140°、至少为150°、至少为160°、至少为170°，或180°)。在一些情况下，两个或更多个元件之间的角度介于约5°与约180°之间(例如，介于约10°与约40°之间、介于约30°与约70°之间、介于约50°与约90°之间、介于约70°与约110°之间、介于约90°与约130°之间、介于约110°与约150°之间、介于约130°与约170°之间，或者介于约135°与约180°之间)。在一些情况下，两个或更多个元件基本上成一直线，即，在径向5°内。

如本文所用，术语“流动路径”是指供液体从至少一个入口流到至少一个出口的通道和其他结构的路径。流动路径可以包括分支，并且可以例如通过公共入口或连接通道连接到相邻的流动路径。

如本文所用，术语“流体连接”是指至少两个装置元件(例如，通道、储器等)之间的直接连接，其允许流体在此类装置元件之间移动，而无需穿过中间元件。

如本文所用，术语“以流体方式设置在……与……之间”是指一个元件在另外两个元件之间的位置使得流体可以在一个流动方向上流过这三个元件。

如本文所用，术语“漏斗”是指以下通道部分：其具有入口、与入口流体连通的出口，以及在该入口与该出口之间具有大于出口的相应横截面尺寸(例如，宽度)的至少一个横截面尺寸(例如，宽度)的部分。本发明的漏斗可以是圆锥形或梨形的(例如，具有为等腰梯形或六边形的平面内纵向横截面)。本发明的漏斗可以具有例如为梯形(例如等腰梯形)的平面内纵向横截面，其中该梯形的两条底边中较短的一条底边对应于漏斗出口。替代性地，本发明的漏斗可以具有例如为六边形(例如，对应于在其底边中的较长底边处融合的两个梯形的六边形，其中其底边中的较短底边对应于漏斗的入口和出口)的平面内纵向横截面。例如，在具有为六边形的平面内纵向横截面的漏斗中，一个梯形的腿可以比另一个梯形的腿长(例如，至少长50％、至少长100％、至少长200％、至少长300％、至少长400％，或者至少长500％；例如，长1000％以下)。梯形的腰可以是直的或弯曲的。梯形的顶点可以是尖的或倒圆的。优选地，漏斗在入口与出口之间具有两个横截面尺寸(例如，宽度和深度)，这两个横截面尺寸大于出口的对应横截面尺寸(例如，宽度和深度)中的每一者。优选地，在漏斗内，最大漏斗宽度和最大漏斗深度位于距入口相同的距离处。优选地，最大深度和/或最大宽度离漏斗入口比离漏斗出口更近。漏斗可以是整流器或微型整流器。整流器是这样的漏斗：其长度(即，从入口到出口的距离)是漏斗出口宽度、漏斗出口深度、漏斗入口宽度和漏斗入口深度中较小者的至少10倍(例如，至少20倍或至少25倍)。通常，整流器的长度是漏斗出口宽度、漏斗出口深度、漏斗入口宽度和漏斗入口深度中较小者的1,500％至4,000％(例如，1,500％至3,000％、2,000％至3,000％，或2,500％至3,000％)。微型整流器是这样的漏斗：其长度(即，从入口到出口的距离)是漏斗出口宽度、漏斗出口深度、漏斗入口宽度和漏斗入口深度中较小者的10倍以下。通常，微型整流器的长度是漏斗出口宽度、漏斗出口深度、漏斗入口宽度和漏斗入口深度中较小者的500％至1,000％。

如本文所用，术语“基因组”一般是指来自受试者的基因组信息，该基因组信息可以是例如受试者的遗传信息的至少一部分或全部。基因组可以在DNA中或RNA中编码。基因组可以包含(编码蛋白质的)编码区以及非编码区。基因组可以包含生物体中所有染色体一起的序列。例如，人类基因组具有总共46个染色体。所有这些染色体一起的序列可以构成人类基因组。

如本文所用，术语“栅栏”是指通道或漏斗的部分堵塞，其在通道或漏斗的侧面之间在该堵塞周围保持流体连通。栅栏的非限制性实例是桩、屏障和它们的组合。桩或一排桩是具有高度、宽度和长度且其中高度是最大尺寸的栅栏。例如，桩可以是圆柱形的。屏障是具有高度、宽度和长度且其中宽度或长度是最大尺寸的栅栏。例如，屏障可以是梯形的。在一些实施方案中，桩具有与桩设置在其中的通道或漏斗相同的高度。在某些实施方案中，屏障具有与屏障设置在其中的通道或漏斗相同的宽度。在具体实施方案中，屏障具有与屏障设置在其中的漏斗相同的长度。

如本文所用，术语“与……流体连通”是指至少两个装置元件(例如，通道、储器等)之间的连接，其允许流体在穿过或不穿过一个或多个中间装置元件的情况下在此类装置元件之间移动。

如本文所用，术语“大分子成分”一般是指包含在生物颗粒内或来自生物颗粒的大分子。大分子成分可以包含核酸。在一些情况下，生物颗粒可以是大分子。大分子成分可以包括DNA或DNA分子。大分子成分可以包括RNA或RNA分子。RNA可以是编码的或非编码的。RNA可以是例如信使RNA(mRNA)、核糖体RNA(rRNA)或转运RNA(tRNA)。RNA可以是转录物。RNA分子可以是(i)成簇的规则间隔短回文(CRISPR)RNA分子(crRNA)或(ii)单向导RNA(sgRNA)分子。RNA可以是长度小于200个核酸碱基的小RNA，或长度大于200个核酸碱基的大RNA。小RNA可以包括5.8S核糖体RNA(rRNA)、5S rRNA、转运RNA(tRNA)、微RNA(miRNA)、小干扰RNA(siRNA)、小核仁RNA(snoRNA)、与Piwi蛋白相互作用的RNA(piRNA)、tRNA衍生的小RNA(tsRNA)和小rDNA衍生的RNA(srRNA)。RNA可以是双链RNA或单链RNA。RNA可以是环状RNA。大分子成分可以包括蛋白质。大分子成分可以包括肽。大分子成分可以包括多肽或蛋白质。该多肽或蛋白质可以是细胞外或细胞内的多肽或蛋白质。大分子成分也可以包括代谢物。本领域技术人员将会知道这些和其他合适的大分子成分(也称为分析物)(参见美国专利号10,011,872和10,323,278，以及PCT公开号WO/2019/157529，其中每一者均全文以引用方式并入本文)。

如本文所用，术语“分子标签”一般是指能够结合于大分子成分的分子。分子标签能够以高亲和力与大分子成分结合。分子标签能够以高特异性与大分子成分结合。分子标签可以包含核苷酸序列。分子标签可以包含寡核苷酸或多肽序列。分子标签可以包含DNA适体。分子标签可以是或包含引物。分子标签可以是或包含蛋白质。分子标签可以包含多肽。分子标签可以是条形码。

如本文所用，术语“油”通常是指与水不可混溶的液体。油可以具有高于或低于水的密度和/或高于或低于水的粘度。

如本文所用，术语“细胞的微粒组分”是指来源于细胞或其片段并且至少一种尺寸为0.01μm(例如，至少0.01μm、至少0.1μm、至少1μm、至少10μm，或至少100μm)的离散生物系统。例如，细胞的微粒组分可以是细胞器，诸如细胞核、外显子组、脂质体、内质网(例如，糙面或光面)、核糖体、高尔基氏体、叶绿体、胞吞囊泡、胞吐囊泡、液泡、溶酶体或线粒体。

如本文所用，术语“样品”一般是指受试者的生物样品。生物样品可以是核酸样品或蛋白质样品。生物样品可以来源另一种样品。样品可以是组织样品，诸如活检样品、芯针活检样品、针抽吸物或细针抽吸物。样品可以是液体样品，诸如血液样品、尿液样品或唾液样品。样品可以是皮肤样品。样品可以是颊拭子。样品可以是血浆或血清样品。样品可以包含生物颗粒，例如细胞、细胞核或病毒，或者它们的群体，或者样品可以替代性地不含生物颗粒。无细胞样品可以包含多核苷酸。可以从身体样品分离多核苷酸，该身体样品可以选自由血液、血浆、血清、尿液、唾液、粘膜分泌物、痰、粪便和泪液组成的组。

如本文所用，术语“测序”一般是指用于确定一个或多个多核苷酸中的核苷酸碱基的序列的方法和技术。这些多核苷酸可以是例如核酸分子，诸如脱氧核糖核酸(DNA)或核糖核酸(RNA)，包括其变体或衍生物(例如，单链DNA)。测序可以由当前可用的各种系统执行，诸如但不限于

Pacific Biosciences/>

Oxford/>

或Life Technologies(ION/>

)生产的测序系统。作为替代，测序可以使用核酸扩增、聚合酶链反应(PCR)(例如，数字PCR、定量PCR或实时PCR)或等温扩增来进行。此类系统可以提供与受试者(例如，人类)的遗传信息相对应的多个原始遗传数据，如这些系统从受试者提供的样品所生成的。在一些实例中，此类系统提供测序读段(本文中也称为“读段”)。读段可以包括与已被测序的核酸分子的序列相对应的一连串核酸碱基。在一些情况下，本文所提供的系统和方法可以与蛋白质组信息一起使用。

如本文所用，术语“受试者”一般是指动物诸如哺乳动物(例如，人类)或禽(例如，鸟)，或其他生物体诸如植物。受试者可以是脊椎动物、哺乳动物、小鼠、灵长类动物、猿或人。动物可以包括但不限于农场动物、运动动物和宠物。受试者可以是健康或无症状的个体、患有或疑似患有疾病(例如，癌症)或易患该疾病的个体或需要治疗或疑似需要治疗的个体。受试者可以是患者。

术语“基本上线性地”意指可以画出通过一些元件的单条直线。该术语不要求这些元件相对于可以画出的这条线居中。

如本文关于液滴或颗粒形成所用的术语“基本上静止”，通常是指当连续相中形成的液滴或颗粒的运动是被动运动(例如，由分散相与连续相之间的密度差引起)时的状态。

所谓“槽连接”或类似的用语，是指单个流体室(即槽)与被连接的元件流体连通。因此，槽中的单个体积的液体在槽所连接的元件之间被分开，但不必相等。此外，槽可以被设置成能够由一个或多个压力源控制。

附图说明

图1是具有一个油入口0101、两个样品入口0103、一个试剂入口0104和两个收集储器0108的多路流动路径的示意图。

图2是具有两个油入口0201、一个样品入口0203、一个试剂入口0204和一个收集储器0208的多路流动路径的示意图。

图3A和图3B是具有一个油入口0301、两个样品入口0303、两个试剂入口0304和两个收集储器0308的多路流动路径的示意图。

图4是具有一个油入口0401、两个样品入口0403、两个试剂入口0404和一个收集储器0408的多路流动路径的示意图。

图5A至图5C是具有一个油入口0501、两个样品入口0503、两个试剂入口0504以及一个(图5A和图5B)或两个(图5C)收集储器0508的多路流动路径的示意图。

图6A至图6D是具有一个油入口0601、两个样品入口0603、两个试剂入口0604以及一个(图6A至图6B)或两个(图6C至图6D)收集储器0608的多路流动路径的示意图。图6B和图6D至图6E还包括油废料储器609。

图7是具有一个油入口0701、一个样品入口0703、一个试剂入口0704和一个收集储器0708的多路流动路径的示意图。

图8A是可以设置在例如样品通道或试剂通道的近侧端部处的示例性漏斗的顶视图。漏斗包括更靠近漏斗入口的两排桩作为栅栏，以及更靠近漏斗出口的单排桩(在这种情况下，为单个桩)。

图8B是图8A所示的示例性漏斗的透视图。

图8C是可以设置在例如样品通道或试剂通道的近侧端部处的示例性漏斗的顶视图。该漏斗包括屏障，该屏障具有设置在屏障顶部的一排桩作为栅栏。

图8D是图8C所示的示例性漏斗的透视图。

图9A是可以设置在例如样品通道或试剂通道的近侧端部处的示例性漏斗的顶视图。该漏斗包括屏障，该屏障具有设置在屏障顶部的一排桩作为栅栏。这些桩的桩长度大于桩宽度。

图9B是图9A所示的示例性漏斗的透视图。

图9C是可以设置在例如样品通道或试剂通道的近侧端部处的示例性漏斗的顶视图。该漏斗包括屏障，该屏障具有设置在屏障顶部的一排桩作为栅栏。这些桩的桩长度大于桩宽度。

图9D是图9C所示的示例性漏斗的透视图。

图10A是可以设置在例如样品通道或试剂通道的近侧端部处的示例性漏斗的顶视图。该漏斗包括屏障，该屏障具有沿屏障顶部的曲线设置的一排桩作为栅栏。

图10B是图10A所示的示例性漏斗的透视图。

图10C是可以设置在例如样品通道或试剂通道的近侧端部处的示例性漏斗的顶视图。该漏斗包括屏障，该屏障具有设置在屏障顶部的一排桩作为栅栏。这些桩的桩长度大于桩宽度。

图10D是图10C所示的示例性漏斗的透视图。

图10E是可以设置在例如样品通道或试剂通道的近侧端部处的示例性漏斗的顶视图。该漏斗包括具有沿曲线设置的一排桩的屏障。这些桩的桩长度大于桩宽度。该漏斗还包括斜面。

图10F是图10E所示的示例性漏斗的透视图。

图11A是示例性的一系列捕集部的顶视图。在该附图中，通道1100包括两个捕集部1107。实心填充箭头指示通过包括一系列捕集部的通道的液体流动方向。

图11B是包括捕集部的通道的侧视横截面图。捕集部具有长度(L)和深度(h)。在运作过程中，可能由液体携带的气泡能够被空气浮力托起，因而从液体流中去除。

图11C是包括捕集部的通道的侧视横截面图。捕集部具有长度(L)和深度(h+50)。在运作过程中，可能由液体携带的气泡能够被空气浮力托起，因而从液体流中去除。

图12A是示例性人字形混合器的顶视图。这种人字形混合器可以用于在通道中提供单个混合循环。人字形混合器包括横向延伸跨过通道的沟槽。在该图中，um代表微米。

图12B是图12A所示的示例性人字形混合器部分的侧视横截面图。在该图中，um代表微米。

图12C是包括由图12A所示的人字形混合器组装而成的二十个混合循环的示例性人字形混合器的顶视图。

图13A是收集储器的侧视横截面图。

图13B是包括倾斜侧壁的收集储器的侧视横截面图。

图14A至图14C是包括倾斜侧壁的示例性收集储器的侧视横截面图。

图15是包括倾斜侧壁、斜圆锥形状和逐渐变细至狭缝的圆锥的示例性收集储器的侧视横截面示意图。

图16是包括倾斜侧壁和狭缝，以及具有突出部的狭缝的示例性收集储器的侧视横截面示意图。

图17是示例性收集储器或样品入口的侧视横截面示意图。

图18是示例性收集储器或样品入口的侧视横截面示意图。

具体实施方式

本发明提供了用于有效地产生和收集液滴的装置、系统和方法。例如，本发明的装置和方法可能有益于在受约束区域中产生和收集大量液滴或以高频率产生液滴。

本发明的装置、试剂盒、系统和方法可以提供多个液滴，其中大多数液滴被不多于一个相同类型的颗粒占据。在一些情况下，少于25％的已被占据的液滴包含多于一个相同类型的颗粒，并且在许多情况下，少于20％的已被占据的液滴具有多于一个相同类型的颗粒。在一些情况下，少于10％或者甚至少于5％的已被占据的液滴包括多于一个相同类型的颗粒。在一些情况下，本发明的装置、试剂盒、系统和方法可以提供多个液滴，其中大多数液滴被不多于一个一种类型的颗粒(例如珠粒)和一个另一种类型的颗粒(例如生物颗粒)占据。

例如，从成本角度和/或效率角度来看，也可能希望避免产生过多数量的空液滴。因此，至多约95％、90％、85％、80％、75％、70％、65％、60％、55％、50％、45％、40％、35％、30％、25％、20％、15％、10％、5％或更小百分比的所生成液滴可以未被占据。在一些情况下，可以引导一种或多种颗粒和/或液体在该装置中的流动，使得在许多情况下，不多于约50％的所生成液滴、不多于约25％的所生成液滴或不多于约10％的所生成液滴未被占据。可以实现未被占据的液滴的上述范围，同时仍然提供上述单独占据率中的任何一者。例如，在许多情况下，本发明的装置、试剂盒、系统和方法产生相同类型的多重占据率小于约25％、小于约20％、小于约15％、小于约10％并且在许多情况下小于约5％的液滴，同时未被占据的液滴少于约50％、少于约40％、少于约30％、少于约20％、少于约10％、少于约5％或更小百分比。

本发明的装置、试剂盒、系统和方法可以提供溶解成分(例如，裂解试剂)基本上均匀分布的液滴。在需要细胞裂解受控的应用中，本发明的装置、系统和方法也可以用于减少细胞过早裂解(例如，在通道中降低细胞裂解的程度)。例如，两种部分未混合液体的结合料流通过在通道相交部处混合两种液体而形成。不希望受理论束缚，包括混合器(例如，被动混合器)的本发明的装置、试剂盒、系统和方法可以在液滴形成之前将液体(例如，第三液体和第四液体或第三液体和第一液体)预混合，从而降低可能引起细胞过早裂解的溶解成分(例如，裂解试剂)局部高浓度。

除此之外或替代性地，在样品通道中包括漏斗可以通过减少从样品进入样品通道的碎屑量来提高分布均匀性。特别地，碎屑量的这种减少可以减少通道相交部处的压力波动，从而提高通道相交部处液体间混合比的一致性。因此，在样品通道中包括漏斗可以减少液滴之间的含量变化。

除此之外或替代性地，在通道(例如，样品、试剂或液滴通道)中包括捕集部可以通过从液体流中去除气泡来减小通道相交部处的压力波动，由此提高均匀性。另外，通过从液体流中去除气泡还可以提高颗粒间距的均匀性。因此，在通道中包括捕集部可以减少液滴之间的含量变化。

装置和系统

本发明的装置或系统包括具有深度、宽度、近侧端部和远侧端部的通道。近侧端部与液体源流体连通或被构造成与液体源流体连通，其中液体源例如与装置成一整体或联接到装置(例如通过管道)的储器。远侧端部与相交部流体连通，例如流体连接到相交部，该远侧端部与其他通道的远侧端部和/或近侧端部在该相交部处相交。

该装置包括一个或多个流动路径，这些流动路径包括试剂通道和样品通道、油通道和液滴通道。试剂通道和样品通道在液滴通道处相交，液滴通道进而与油通道相交。样品通道和/或试剂通道的近侧端部与一个或多个样品和/或试剂入口或储器流体连通，例如流体连接到一个或多个样品和/或试剂入口或储器。油通道的近侧端部与一个或多个油入口或储器流体连通，例如流体连接到一个或多个油入口或储器。液滴通道的远侧端部与收集储器流体连通，例如流体连接到收集储器。

当一种或多种液体(例如样品和试剂液体的组合)经由液滴通道流入相交部时，来自油通道的油在液体周围流动，导致液体分裂形成多个液滴，这些液滴经由液滴通道流入收集储器。这种布置是交叉结型流动聚焦相交部的一个实施方案。可以用于本发明中的其他相交部的实例在美国专利号9,694,361和美国专利号10,725,027中有所描述，这些美国专利中的相交部以引用方式并入本文。相交部的实例还包括例如T型结、Y型结、通道内通道结、交叉(或“X”形)结和流动聚焦结。

通道的深度和宽度可以相同，或者一者可以大于另一者，例如宽度大于深度，或者深度大于宽度。在一些实施方案中，深度和/或宽度介于约0.1μm与1000μm之间。在一些实施方案中，通道的深度和/或宽度为1μm至750μm、1μm至500μm、1μm至250μm、1μm至100μm、1μm至50μm，或3μm至40μm。在某些实施方案中，通道的深度和/或宽度为10μm至100μm。在一些情况下，当宽度和长度不同时，宽度与深度之比为例如0.1至10，例如0.5至2或大于3，诸如3至10、3至7，或3至5。通道的宽度和深度在其长度上可以是恒定不变的，也可以不是恒定不变的。漏斗可以用于控制颗粒(例如珠粒)流动，例如以提供均匀间隔开的颗粒(例如珠粒)。在一些情况下，试剂通道可以包括一个或多个漏斗，每个漏斗具有漏斗近侧端部、漏斗远侧端部、漏斗宽度和漏斗深度，并且每个漏斗近侧端部具有漏斗入口，每个漏斗远侧端部具有漏斗出口。在一些情况下，试剂通道包括1个至5个(例如，1个至4个、1个至3个、1个至2个，或1个)漏斗。例如，试剂通道可以包括1个、2个、3个、4个或5个漏斗。在一些情况下，至少一个漏斗是微型整流器。在一些情况下，至少一个漏斗是整流器。例如，试剂通道可以包括1个、2个或3个整流器，以及1个、2个或3个微型整流器。

在一些情况下，样品通道可以包括一个或多个漏斗，每个漏斗具有漏斗近侧端部、漏斗远侧端部、漏斗宽度和漏斗深度，并且每个漏斗近侧端部具有漏斗入口，每个漏斗远侧端部具有漏斗出口。在一些情况下，样品通道包括1个至5个(例如，1个至4个、1个至3个、1个至2个，或1个)漏斗。例如，样品通道可以包括1个、2个、3个、4个或5个漏斗。在一些情况下，至少一个漏斗是微型整流器。在一些情况下，至少一个漏斗是整流器。例如，样品通道可以包括1个、2个或3个整流器，以及1个、2个或3个微型整流器。

一个或多个漏斗可以包括栅栏(例如，一个漏斗中有1个、2个或3个栅栏)。栅栏可以是一排桩、一个屏障，或它们的组合。栅栏可以设置在漏斗内的任何位置，例如，更靠近漏斗入口、更靠近漏斗出口，或位于漏斗中部。通常，当漏斗中包括多排桩时，至少包括两排桩。桩的直径可以为40μm至100μm(例如，50μm至100μm、60μm至100μm、70μm至100μm、80μm至100μm、90μm至100μm、40μm至90μm、50μm至90μm、60μm至90μm、70μm至90μm、80μm至90μm、40μm至80μm、50μm至80μm、60μm至80μm、70μm至80μm、40μm至70μm、50μm至70μm，或60μm至70μm)。桩的宽度可以为40μm至100μm(例如，50μm至100μm、60μm至100μm、70μm至100μm、80μm至100μm、90μm至100μm、40μm至90μm、50μm至90μm、60μm至90μm、70μm至90μm、80μm至90μm、40μm至80μm、50μm至80μm、60μm至80μm、70μm至80μm、40μm至70μm、50μm至70μm，或60μm至70μm)。桩可以具有桩长度和桩宽度，并且桩长度可以大于桩宽度(例如，桩长度可以至少比桩宽度大10％、25％、50％、75％、100％、150％、200％或300％；例如，桩长度可以比桩宽度大10％至1000％、10％至900％、10％至800％、10％至700％、10％至600％、50％至1000％、50％至900％、50％至800％、50％至700％、50％至600％、100％至1000％、100％至900％、100％至800％、100％至700％、100％至600％、200％至1000％、200％至900％、200％至800％、200％至700％，或200％至600％)。各个桩可以间隔开一定距离，该距离的大小被确定成允许至少一个颗粒穿过这排桩(例如，单个桩之间的距离可以是颗粒直径的100％至500％)。例如，各个桩之间的距离可以至少与漏斗所配置用于的颗粒直径相同(例如，是该颗粒直径的100％至1000％、该颗粒直径的100％至900％、该颗粒直径的100％至800％、该颗粒直径的100％至700％、该颗粒直径的100％至600％，或该颗粒直径的100％至500％)。例如，各个桩可以彼此间隔开50μm至100μm(例如，60μm至100μm、70μm至100μm、80μm至100μm、90μm至100μm、50μm至90μm、60μm至90μm、70μm至90μm、80μm至90μm、50μm至80μm、60μm至80μm、70μm至80μm、50μm至70μm、60μm至70μm，或50μm至60μm)。屏障的高度可以在该屏障与相对的漏斗壁之间留出空间，该空间的大小被确定成允许颗粒穿过该空间(例如，屏障与漏斗壁之间的高度可以是颗粒直径的50％至400％)。例如，屏障与漏斗壁之间的高度可以是漏斗所配置用于的颗粒直径的至少50％(例如，该颗粒直径的至少60％、至少70％、至少80％、至少90％、至少100％；例如，该颗粒直径的400％以下、300％以下、200％以下)。屏障的高度可以是漏斗所配置用于的颗粒直径的至少100％(例如，该颗粒直径的至少200％、至少300％、至少400％、至少500％、至少600％或至少700％；该颗粒直径的800％以下、700％以下、600％以下、500％以下、400％以下、300％以下、200％以下)。屏障的高度可以为至少20μm(例如，至少30μm、至少40μm、至少50μm，或至少60μm)。例如，屏障的高度可以为20μm至70μm(例如，30μm至70μm、40μm至70μm、50μm至70μm、60μm至70μm、20μm至60μm、30μm至60μm、40μm至60μm、50μm至60μm、20μm至50μm、30μm至50μm、40μm至50μm、20μm至40μm、30μm至40μm，或20μm至30μm)。

样品通道能够以任何合适的角度与试剂通道相交，例如相对于试剂通道的中心线介于5°与135°之间，诸如介于75°与115°之间，或者介于85°与95°之间。液滴通道能够以任何合适的角度与油通道相交，例如相对于油通道的中心线介于5°与135°之间，诸如介于75°与115°之间，或者介于85°与95°之间。液滴通道能够以任何合适的角度与样品通道和/或试剂通道相交，例如相对于样品通道或试剂通道的中心线介于5°与135°之间，诸如介于75°与115°之间，或者介于85°与95°之间。可以类似地存在附加的通道，以允许引入另外的液体或相同液体的附加流动。多个通道可以在试剂通道的同一侧或不同侧与试剂通道相交。在一些情况下，被配置为引导包含多个颗粒的液体的通道可以包括在该通道的一个或多个表面中的一个或多个沟槽，用于将多个颗粒朝向相交部引导。例如，这种引导可以增加所生成的液滴的单独占据率。附加通道可以具有上文针对样品通道、试剂通道、液滴通道或油通道所论述的任何结构特征。

装置可以包括多个流动路径，例如，以增加液滴形成的速率。一般来讲，通过增大装置中的液滴通道和油通道的相交部的数量，通量可以显著增加。例如，假设液体流速基本上相同，具有五个相交部的装置生成的液滴可以是只具有一个相交部的装置生成的液滴的五倍。装置具有的相交部可以与液体源(例如储器)的尺寸实际所允许的相交部一样多。例如，该装置可以具有至少约2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个、20个、30个、40个、50个、60个、70个、80个、90个、100个、150个、200个、250个、300个、350个、400个、450个、500个、600个、700个、800个、900个、1000个、1500个、2000个或更多个相交部。包括多个相交部可能需要包括横穿但不相交的通道，例如，流动路径在不同的平面中。多个流动路径可以与单独的源储器/入口(例如，样品入口和/或试剂入口)和/或单独的相交部流体连通，例如流体连接到单独的源储器/入口和/或单独的相交部。在其他实施方案中，两个或更多个通道与同一个流体源流体连通，例如流体连接到同一个流体源，例如，其中多个试剂通道从单个上游入口或通道分支。替代性地或除此之外，通过增大样品液体和/或试剂液体的流速，可以增加液滴形成。在一些情况下，通过在单个装置中设置多个单一液滴形成流动路径，例如平行液滴形成流动路径，可以增加液滴形成的通量。

本发明的装置、试剂盒、系统和方法可以包括混合器。来自两个相交通道的两种不同液体在某个相交部处结合，混合器可以设置在该相交部的下游。任何样品通道、试剂通道和/或液滴通道均可以包括混合器，例如被动混合器(例如，混沌平流混合器)。混合器可以设置在样品通道与试剂通道之间的相交部的下游，例如在液滴通道中。

可以设置在本发明的装置和系统中的混合器在本领域中是已知的。混合器的非限制性实例包括人字形混合器、连通槽混合器、改进的交错人字形混合器、波形壁通道混合器、棋盘式混合器、具有横截面增大的腔室的交替喷射混合器、蛇形层压微混合器、双层微通道混合器、连通槽微混合器和SAR混合器。混合器的非限制性实例在以下文献中有所描述：Suh和Kang，Micromachines,1:82-111,2010；Lee等人，Int.J.Mol.Sci.,12:3263-3287,2011；以及Lee等人，Chem.Eng.J.,288:146-160,2016。典型地，混合器的大小可以被确定成容纳从中穿过的颗粒(例如生物颗粒，诸如细胞、细胞核或其微粒组分)。混合器的长度可以为2mm至15mm(例如，2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、11mm、12mm、13mm、14mm，或15mm)。

替代性地或除此之外，该装置可以在通道中包括一个或多个捕集部。捕集部能够以允许空气浮力将任何气泡从液体流中排除的构造设置在通道中。因此，捕集部的深度通常大于捕集部设置在其中的通道的深度。本领域技术人员将认识到，术语“深度”和“高度”可以互换使用，以表示相同的尺寸。

一般来讲，液滴形成包括两种液相。这两种液相可以是例如水相和油相。在液滴形成期间，形成多个离散体积的液滴。

离散的液滴可以被润湿微通道的载送流体(例如，油)封装。在T型结中，分散相和连续相从“T”的两个分支注入。分散相的液滴由于流体-流体界面处的剪切力和界面张力而产生。与通道壁具有较低界面张力的相是连续相。为了在流动聚焦构造中生成液滴，连续相(例如，油)通过两个外部通道注入，分散相(例如，结合的样品和试剂流体流)通过中央通道注入窄孔口中。流动聚焦液滴形成体系结构的一个实例是交叉结，在此处，另一个通道为分散相和连续相的结合流提供出口。本领域技术人员将会知道用于产生液滴的其他几何设计。产生液滴的方法在以下文献中公开：Song等人，Angew.Chem.45:7336-7356,2006；Mazutis等人，Nat.Protoc.8(5):870-891,2013；美国专利号9,839,911；美国专利公开号2005/0172476、2006/0163385和2007/0003442；PCT专利公开号WO 2009/005680和WO 2018/009766。

该装置还可以包括用于液体试剂的储器。例如，该装置可以包括用于在试剂通道或样品通道中流动的液体的储器和/或用于收集的储器。类似地，可以存在用于在附加通道(诸如与液滴通道相交的油通道)中流动的液体的储器。单个储器还可以连接到装置中的多个通道，例如，当要在该装置中的两个或更多个不同位置处引入相同的液体时(例如，与液滴通道相交的两个油通道，或者与第二液滴通道相交的第三油通道和第四油通道)。还可以包括废料储器(例如，油废料储器)或溢流储器，以在形成液滴时收集废料或溢流，例如以容纳过量的油，例如以允许使用比例如一个或多个收集储器中所能够容纳的油更多的油。油废料储器可以例如通过一个或多个油废料通道连接到一个或几个收集储器。油废料储器可以起到防止或减少油回推的作用，例如回推到形成液滴的结处。替代性地，该装置可以被配置为与液体源配合，该液体源可以是外部储器，诸如小瓶、管或袋。类似地，该装置可以被配置为与容纳储器的独立部件配合。储器可以具有任何合适的尺寸，例如，以容纳10μL至500mL，例如10μL至300mL、25μL至10mL、100μL至1mL、40μL至300μL、1mL至10mL，或者10mL至50mL。当存在多个储器时，每个储器可以具有相同或不同的尺寸。

在一些情况下，储器(例如油储器、收集储器、样品储器和/或试剂储器)可以容纳约10μL至约1ml，例如约10μL至约500μL、约10μL至约750μL、约10μL至约50μL、约40μL至约80μL、约20μL至约100μL、约70μL至约100μL、约90μL至约120μL、约110μL至约150μL、约140μL至约190μL、约180μL至约220μL、约210μL至约250μL、约240μL至约280μL、约270μL至约340μL、约330μL至约345μL、约340μL至约375μL、约370μL至约420μL、约410μL至约470μL，或约460μL至约500μL。在一些情况下，这些储器可以容纳约480μL、约340μL、约280μL、约220μL、约110μL或约80μL。通常，收集储器的容积等于或大于其中的液体将全部流入该收集储器中的样品储器、试剂储器和油储器(或它们的一部分)的容积。图13至图18描绘了示例性的装置储器设计。

在一些情况下，这些储器被填充到介于容积的20％与98％之间，例如，约20％、21％、22％、23％、24％、25％、26％、27％、28％、29％、30％、31％、32％、33％、34％、35％、36％、37％、38％、39％、40％、41％、42％、43％、44％、45％、46％、47％、48％、49％、50％、51％、52％、53％、54％、55％、56％、57％、58％、59％、60％、61％、62％、63％、64％、65％、66％、67％、68％、69％、70％、71％、72％、73％、74％、75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％或98％。在一些情况下，这些储器被填充到介于容积的20％与35％之间、介于容积的30％与45％之间、介于容积的40％与55％之间、介于容积的50％与65％之间、介于容积的60％与75％之间、介于容积的70％与85％之间、介于容积的80％与95％之间，或者介于容积的90％与98％之间。

替代性地或除此之外，储器(例如油储器、收集储器、样品储器和/或试剂储器)可以包括倾斜侧壁，其倾斜角度介于89.5°与4°之间，例如介于85°与5°之间，例如为约89°、88°、87°、86°、85°、84°、83°、82°、81°、80°、79°、78°、77°、76°、75°、74°、73°、72°、71°、70°、69°、68°、67°、66°、65°、64°、63°、62°、61°、60°、59°、58°、57°、56°、55°、54°、53°、52°、51°、50°、49°、48°、47°、46°、45°、44°、43°、42°、41°、40°、39°、38°、37°、36°、35°、34°、33°、32°、31°、30°、29°、28°、27°、26°、25°、24°、23°、22°、21°、20°、19°、18°、17°、16°、15°、14°、13°、12°、11°、10°、9°、8°、7°、6°或5°。在一些情况下，该侧壁的倾斜角度介于85°与70°之间、介于75°与60°之间、介于65°与50°之间、介于55°与48°之间、介于50°与43°之间、介于46°与44°之间、介于44°与35°之间、介于37°与25°之间、介于30°与15°之间，或者介于20°与5°之间。在某些实施方案中，侧壁可以在各种竖直高度处以两个或更多个角度倾斜。在其他实施方案中，侧壁在一部分高度上是倾斜的，在一部分高度上是垂直的。例如，该侧壁可以在高度的5％至100％上倾斜，例如，在高度的5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％、20％、21％、22％、23％、24％、25％、26％、27％、28％、29％、30％、31％、32％、33％、34％、35％、36％、37％、38％、39％、40％、41％、42％、43％、44％、45％、46％、47％、48％、49％、50％、51％、52％、53％、54％、55％、56％、57％、58％、59％、60％、61％、62％、63％、64％、65％、66％、67％、68％、69％、70％、71％、72％、73％、74％、75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％或100％上倾斜。

在一些情况下，该侧壁可以在以下范围内倾斜：介于100％与85％之间、介于100％与75％之间、介于100％与50％之间、介于90％与75％之间、介于80％与65％之间、介于70％与55％之间、介于60％与45％之间、介于50％与35％之间、介于50％与5％之间、介于40％与25％之间、介于30％与15％之间，或介于20％与5％之间。当侧壁以两个或更多个角度倾斜时，倾斜部分可以具有相同的竖直高度或不同的竖直高度。例如，对于两个倾斜部分，较高的成角部分可以介于侧壁倾斜部分的5％至95％之间，例如5％至75％之间、5％至50％之间、5％至25％之间、50％至95％之间、50％至75％之间、75％至95％之间、25％至75％之间、25％至50％之间，或40％至60％之间。

替代性地或除此之外，储器(例如油储器、收集储器、样品储器和/或试剂储器)可以包括倾斜侧壁、狭缝，以及具有突出部的狭缝，这些突出部位于储器与通道之间的界面处，即，用于使狭缝的开口扩大。在一些实施方案中，倾斜侧壁是斜圆锥形状、逐渐变细至狭缝的圆锥，或逐渐变细至在储器与通道之间的界面处具有突出部的狭缝的圆锥。图13至图18描绘了示例性的装置储器设计。

储器(例如油储器、收集储器、样品储器、废料储器和/或试剂储器)的竖直高度可以介于1mm与20mm之间，例如，为1mm至5mm、1mm至10mm、1mm至15mm、5mm至10mm、5mm至15mm、10mm至22mm、2mm至7mm、7mm至13mm、12mm至18mm，或者至少5mm、至少10mm或至少15mm。

收集储器可以容纳不断循环的油，这种不断循环是例如使用桨式混合器、传送系统或磁力搅拌棒实现的。替代性地，收集储器可以容纳一种或多种化学反应试剂，该试剂可以在液滴上提供涂层以确保隔离，例如聚合反应，例如热引发或光引发的聚合反应。

除上文论述的部件之外，本发明的装置还可以包括附加部件。例如，通道可以包括过滤器，以防止碎屑进入装置。在一些情况下，本文所述的微流体系统可以包括一个或多个液体流动单元，以引导一种或多种液体(诸如样品液体和/或试剂液体和/或油)的流动。在一些情况下，液体流动单元可以包括压缩机，以在上游位置处提供正压，从而引导液体从上游位置流向下游位置。在一些情况下，液体流动单元可以包括泵，以在下游位置处提供负压，从而引导液体从上游位置流向下游位置。在一些情况下，液体流动单元可以包括压缩机和泵两者，其各自处于不同的位置。在一些情况下，液体流动单元可以包括位于不同位置处的不同装置。液体流动单元可以包括致动器。装置还可以包括各种阀，以控制液体沿通道的流动，或者以允许液体或液滴从装置引入或移除。合适的阀在本领域中是已知的。可用于本发明装置的阀包括隔膜阀、电磁阀、夹管阀，或它们的组合。阀能够以手动方式、电动方式、磁力方式、液压方式、气动方式或通过这些方式的组合来控制。该装置还可以包括一体式液体泵，或者能够连接到泵，以允许泵入样品通道或试剂通道以及任何其他需要流动的通道。压力泵的实例包括注射器、蠕动泵、隔膜泵和真空源。其他泵可以采用离心力或电动力。替代性地，液体运动可以通过重力、毛细作用或表面处理来控制。在单个装置中可以采用多个泵和多种促使液体运动的机制。该装置还可以包括一个或多个通气孔以允许压力均衡，以及一个或多个过滤器以从液体中去除微粒或其他不想要的组分。该装置还可以包括一个或多个入口和/或出口，例如，用于引入液体和/或移除液滴。此类附加部件可以由可操作地耦接到该装置(例如，通过与该装置集成、物理连接(以机械方式或电气方式)，或者通过有线或无线连接)的一个或多个控制器或计算机来启动或监控。

在一些情况下，流体可以包括悬浮颗粒。这些颗粒可以是珠粒、生物颗粒、细胞、细胞核、细胞珠粒，或它们的任何组合(例如，珠粒和细胞或细胞核的组合，或者珠粒和细胞珠粒的组合，等等)。所生成的离散液滴可以包含颗粒，诸如当一个或多个颗粒悬浮在被推进到第二流体中的一定体积的第一流体中时。替代性地，所生成的离散液滴可以包含多于一个颗粒。另选地，所生成的离散液滴可以不包含任何颗粒。例如，在一些情况下，所生成的离散液滴可以包含一个或多个生物颗粒，其中样品通道中的第一流体包含多个生物颗粒。

液滴或颗粒可以首先形成在、添加到或收集在较大的容积中，例如储器中，然后经受单元操作，诸如捕获、保持、孵育、反应、破乳、分选和/或检测。该方法可以包括检测液滴，例如，在液滴形成时或当液滴穿过下游的后续区域时。该装置还可以包括附加区域(例如储器)来进行操纵，例如保持、孵育、反应或破乳化。

多路装置

本发明的装置可以具有多路设计。多路设计包括以下装置：其在单个样品入口和/或试剂入口下游具有液滴通道和油通道的多个相交部，具有样品入口和相交部的多个平行流动路径，以及它们的组合。流动路径(例如通道、入口、储器、漏斗、过滤器和相交部等)可以是本文所述的任何流动路径。多路装置中的入口可以包括允许引入流体的简单开口，或者入口可以是容纳待分配的一定体积流体的腔室或储器(例如，对应于如本文所述的油储器，或者样品储器、试剂储器或收集储器)。

在一个实施方案中，这些多路装置包括一个或多个样品入口、一个或多个试剂入口、一个或多个油入口，以及一个或多个收集储器。一个或多个样品入口、一个或多个试剂入口、一个或多个油入口和一个或多个收集储器被布置为通过通道流体连通。来自样品入口的通道与来自试剂入口的通道在与液滴通道的相交部处相交。从样品入口和试剂入口流出的流体在液滴通道中结合。来自油入口的两个通道在第二相交部处与液滴通道相交。样品流体和试剂流体结合后的液滴在第二相交部处形成。来自入口的单个通道可以分裂成两个或更多个分支，其中每个分支可以与另一个通道(或分支)相交。多路装置可以包括多个多路流动路径。每个多路流动路径可以在流体上不同于其他流动路径，或者可以流体连接到其他流动路径。例如，多个流动路径可以共用一个收集储器。在某些实施方案中，单个试剂入口经由不同的试剂通道或不同的试剂通道分支将试剂从不同的样品入口输送到与样品通道的相交部。替代性地或除此之外，样品入口、油入口和/或试剂入口可以通过槽连接(参见例如图6E)。在流动路径共用公共入口、出口或储器的情况下，这些流动路径可以围绕该公共入口、出口或储器径向设置。在一些情况下，本文所述的装置包含介于1个与30个之间的流动路径(例如，至少2个、至少4个、至少8个，或者1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个、11个、12个、13个、14个或15个流动路径)。在一些情况下，本文所述装置的特征可以在于连接入口或收集储器的槽，例如，槽可以连接相同和/或不同流动路径的介于1个与30个之间的入口或收集储器(例如，多个流动路径的至少2个、至少4个、至少8个或者1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个、11个、12个、13个、14个或15个入口或收集储器)。

对于包括多个多路流动路径的多路装置，可以在不同的流动路径中引入相同或不同的样品，并且/或者可以在不同的流动路径中引入相同或不同的试剂。对于包括流动路径的装置，其中这些流动路径包括多个样品入口或试剂入口，可以在这些入口中引入相同或不同的样品和/或试剂。

不同流动路径的组合可以组合在单个多路装置中。多路装置还可以包括公共入口，其可以是油入口、样品入口、试剂入口或收集储器。在此类装置中，附加入口可以设置在公共入口周围。

相同类型的入口和/或收集储器可以基本上线性地布置，例如，以便于通过多通道移液器从装置输送或移除流体。线性布置在被采用时还允许更紧凑的槽设计。

多路装置可以包括由至少一个公共壁包围的多个入口，并且具有分隔壁，该分隔壁的至少一部分比这一个公共壁短。这种布置允许单个压力源控制两个不同入口中的流体流动。

多路装置可以包括多路流动路径，该多路流动路径具有：i)连接通道，其与两个或更多个油入口、样品入口或试剂入口或者两个或更多个油通道、样品通道或试剂通道流体连通；或者ii)一个油通道、样品通道或试剂通道，其在一段距离上与另一个油通道、样品通道或试剂通道结合，之后分裂成两个单独的油通道、样品通道或试剂通道，如本文所述。

用于产生液滴的多路装置可以包括：a)一个或多个样品入口；b)一个或多个试剂入口；c)一个或多个油入口；d)一个或多个收集储器；e)第一样品通道和第二样品通道，其各自与一个或多个样品入口流体连通；f)第一试剂通道和第二试剂通道，其各自与一个或多个试剂入口流体连通；g)第一油通道、第二油通道、第三油通道和第四油通道，其与一个或多个油入口流体连通；h)第一相交部，第一试剂通道和第一样品通道在所述第一相交部处相交；i)第二相交部，第二试剂通道和第二样品通道在所述第二相交部处相交；j)第一液滴通道和第二液滴通道，其中第一液滴通道与第一相交部和一个或多个收集储器流体连通，并且第二液滴通道与第二相交部和一个或多个收集储器流体连通；k)第三相交部，第一油通道和第二油通道与第一液滴通道在所述第三相交部处相交，其中所述第三相交部以流体方式设置在第一相交部与一个或多个收集储器之间；以及l)第四相交部，第三油通道和第四油通道与第二液滴通道在所述第四相交部处相交，其中所述第四相交部以流体方式设置在第二相交部与一个或多个收集储器之间，并且前提是一个或多个样品入口包括至少两个样品入口，或者一个或多个试剂入口包括至少两个试剂入口。

样品通道的最大横截面尺寸可以为250μm，例如约1μm、约5μm、约10μm、约20μm、约30μm、约40μm、约50μm、约60μm、约70μm、约80μm、约90μm、约100μm、约105μm、约110μm、约115μm、约120μm、约125μm、约130μm、约135μm、约140μm、约145μm、约150μm、约155μm、约160μm、约165μm、约170μm、约175μm、约180μm、约185μm、约190μm、约195μm、约200μm、约205μm、约210μm、约215μm、约220μm、约225μm、约230μm、约235μm、约240μm、约245μm、约247μm、约248μm、约249μm，例如介于约1μm至约20μm之间、介于约10μm至约30μm之间、介于约20μm至约40μm之间、介于约30μm至约50μm之间、介于约40μm至约60μm之间、介于约50μm至约70μm之间、介于约60μm至约80μm之间、介于约70μm至约90μm之间、介于约80μm至约100μm之间、介于约90μm至约110μm之间、介于约100μm至约120μm之间、介于约110μm至约130μm之间、介于约120μm至约140μm之间、介于约130μm至约150μm之间、介于约140μm至约160μm之间、介于约150μm至约170μm之间、介于约160μm至约180μm之间、介于约170μm至约190μm之间、介于约180μm至约200μm之间、介于约190μm至约210μm之间、介于约200μm至约220μm之间、介于约210μm至约230μm之间、介于约220μm至约240μm之间，或者介于约230μm至约245μm之间。在一些情况下，试剂通道的最大横截面尺寸为约250μm，例如约1μm、约5μm、约10μm、约20μm、约30μm、约40μm、约50μm、约60μm、约70μm、约80μm、约90μm、约100μm、1约05μm、约110μm、约115μm、约120μm、约125μm、约130μm、约135μm、约140μm、约145μm、约150μm、约155μm、约160μm、约165μm、约170μm、约175μm、约180μm、约185μm、约190μm、约195μm、约200μm、约205μm、约210μm、约215μm、约220μm、约225μm、约230μm、约235μm、约240μm、约245μm、约247μm、约248μm、约249μm，例如介于约1μm至约20μm之间、介于约10μm至约30μm之间、介于约20μm至约40μm之间、介于约30μm至约50μm之间、介于约40μm至约60μm之间、介于约50μm至约70μm之间、介于约60μm至约80μm之间、介于约70μm至约90μm之间、介于约80μm至约100μm之间、介于约90μm至约110μm之间、介于约100μm至约120μm之间、介于约110μm至约130μm之间、介于约120μm至约140μm之间、介于约130μm至约150μm之间、介于约140μm至约160μm之间、介于约150μm至约170μm之间、介于约160μm至约180μm之间、介于约170μm至约190μm之间、介于约180μm至约200μm之间、介于约190μm至约210μm之间、介于约200μm至约220μm之间、介于约210μm至约230μm之间、介于约220μm至约240μm之间，或者介于约230μm至约245μm之间。在一些情况下，试剂通道的最大横截面尺寸介于约10μm与约150μm之间、介于约50μm与约150μm之间、介于约80μm与约200μm之间，或者介于约100μm与约250μm之间。

有利的是，本发明的多路使用装置可以与和多孔板(例如，96孔板、384孔板或1536孔板)联用的设备相容。根据多孔板的行或列将本文所述多路使用装置的入口和储器的大小和间隔设定成线性序列允许使用多通道移液器来填充入口或排空收集储器，从而提高这些步骤的效率。在另一个优点中，根据多孔板的行或列将多路使用装置的大小和间隔设定成线性序列允许与机器人实验室自动化集成，其中机器人实验室自动化诸如机器人板处理器、采样器、分析器以及适于多孔板操作的其他高通量系统。本发明的多路使用装置可以被设置成适合96孔板、384孔板或1536孔板的设计。虽然优选的是，多路使用装置的入口和储器基本上线性地布置，以便最大化地将流动路径填充到多孔板的区域中，但是如本文所述的非线性流动路径，以及入口和储器的其他非线性布置也可能适于与多孔板形式相配合。在一些实施方案中，多孔板形式中可能存在的流动路径的数量是多孔板的孔数量除以流动路径中的储器和入口的总和，前提是储器和入口基本上线性地布置。例如，对于具有基本上线性地布置的三个入口和一个收集储器的流动路径，在96孔板形式中，流动路径的数量为24。在一些情况下，本文所述的多路使用装置包含介于1个与24个之间的流动路径(例如，多达12个、多达13个、多达16个、多达19个或多达24个)。在一些情况下，本文所述的多路使用装置包含介于1个与96个之间的流动路径(例如，多达36个、多达40个、多达48个、多达57个或多达96个)。在一些情况下，本文所述的多路使用装置包含介于1个与384个之间的流动路径(例如，多达144个、多达164个、多达192个、多达230个或多达288个)。其他阵列中的多个流动路径的布置也在本发明的范围内。

表面特性

装置的表面可以包括决定装置的物理特性的材料、涂层或表面纹理。特别地，通过本发明装置的液体流动可以由装置的表面特性(例如，液体接触表面的润湿性)来控制。在一些情况下，装置的一部分(例如，入口、通道或储器)可以具有润湿性适于促进液体流动(例如，在通道中)或协助液滴形成(例如，在通道中)(例如，如果形成液滴的话)的表面。

润湿性是液体保持与固体表面接触的能力，其可以作为水接触角的函数来测量。材料的水接触角可以通过本领域已知的任何合适的方法来测量，诸如静态静滴法、悬滴法、动态静滴法、动态Wilhelmy法、单纤维Wilhelmy法、单纤维弯月面法和Washburn方程毛细上升法。每个表面的润湿性可能适合于产生液滴。一种装置可以包括表面具有第一润湿性的通道，该通道与表面具有第二润湿性的另一个通道或储器流体连通(例如，流体连接到该另一个通道或储器)。每个表面的润湿性可能适合于在第二液体中产生第一液体的液滴。在该非限制性实例中，载运第一液体的通道的表面可以具有适合于第一液体润湿该通道表面的第一润湿性。例如，当第一液体基本上与水可混溶(例如，第一液体是水性液体)时，表面材料或涂层可以具有约95°或更小(例如，90°或更小)的水接触角。此外，在该非限制性实例中，其他通道的表面可以具有第二润湿性，使得第一液体从其去润湿。例如，当第二液体基本上与水不可混溶(例如，第二液体是油)时，所使用的材料或涂层可以具有约70°或更大(例如，90°或更大、95°或更大，或者100°或更大)的水接触角。例如，用于产生不同润湿性的材料或涂层的水接触角将相差5°至150°。

例如，该装置载运水相的部分(例如，通道)可以具有亲水或比该装置的另一部分更亲水的表面材料或涂层，例如包括水接触角小于或等于约90°的材料或涂层，并且/或者该装置的其他部分可以具有疏水或比通道更疏水的表面材料或涂层，例如包括水接触角大于70°(例如大于90°、大于95°、大于100°(例如95°至120°或100°至150°))的材料或涂层。在某些实施方案中，该装置的一部分可以包括减少或防止被水相润湿的材料或表面涂层。该装置可以被设计成在整个装置上具有单一类型的材料或涂层。替代性地，该装置可以具有材料或涂层不同的分离区域。

除此之外或替代性地，该装置载运或接触油相的部分(例如，通道或外部)可以具有疏水、亲氟或者比该装置接触水相的部分更疏水或更亲氟的表面材料或涂层，例如包括水接触角大于或等于约90°的材料或涂层。替代性地或除此之外，该装置容纳连续相的部分可以具有连续相不会将其润湿的表面材料或涂层，例如包括接触角大于70°(例如大于90°、大于95°、大于100°、大于110°(例如95°至180°或100°至120°))的材料或涂层。该装置可以被设计成在整个装置上具有单一类型的材料或涂层。替代性地，该装置可以具有材料或涂层不同的分离区域。表面纹理也可以用于控制流体流动。

装置表面特性可以是天然表面的特性(即，用于制造装置的基体材料的表面特性)或表面处理的特性。表面处理的非限制性实例包括例如表面涂层和表面纹理。在一种方法中，装置表面特性可归因于装置部分中存在的一个或多个表面涂层。疏水涂层可以包括含氟聚合物(例如

玻璃处理)、硅烷、硅氧烷、硅酮或本领域已知的其他涂层。其他涂层包括由前体气相沉积的那些，其中前体诸如：二十一烷基-1,1,2,2-四氢十二烷基二甲基三(二甲基氨基硅烷)、二十烷基-1,1,2,2-四氢十二烷基三氯硅烷(C12)、十七氟-1,1,2,2-四氢癸基三氯硅烷(C10)、九氟-1,1,2,2-四氢己基三(二甲氨基)硅烷、3,3,3,4,4,5,5,6,6-九氟己基三氯硅烷、十三氟-1,1,2,2-四氢辛基三氯硅烷(C8)、双(十三氟-1,1,2,2-四氢辛基)二甲基甲硅烷氧基甲基氯硅烷、九氟己基三乙氧基硅烷(C6)、十二烷基三氯硅烷(DTS)、二甲基二氯硅烷(DDMS)或10-十一碳烯基三氯硅烷(V11)、五氟苯基丙基三氯硅烷(C5)。亲水涂层包括聚合物，诸如多糖、聚乙二醇、聚胺和聚羧酸。亲水表面也可以通过对某些材料进行氧等离子体处理来产生。

可以通过将金属氧化物沉积到装置的表面上来形成带涂层的表面。可用于对表面加涂层的示例金属氧化物包括但不限于Al₂O₃、TiO₂、SiO₂，或它们的组合。可用于表面改性的其他金属氧化物在本领域中是已知的。金属氧化物可以通过标准沉积技术沉积到表面上，这些标准沉积技术包括但不限于原子层沉积(ALD)、物理气相沉积(PVD)(例如溅射)、化学气相沉积(CVD)或激光沉积。用于对表面加涂层的其他沉积技术(例如基于液体的沉积)在本领域中是已知的。例如，Al₂O₃原子层可以通过使其与三甲基铝(TMA)和水接触而沉积在表面上。

在另一种方法中，装置表面特性可能可归因于表面纹理。例如，表面可以具有纳米纹理，例如表面具有纳米表面特征，诸如改变表面润湿性的锥体或柱体。纳米纹理化表面可以是亲水的、疏水的或超疏水的，例如，具有大于150°的水接触角。示例性的超疏水材料包括氧化锰聚苯乙烯(MnO₂/PS)纳米复合材料、氧化锌聚苯乙烯(ZnO/PS)纳米复合材料、沉淀碳酸钙、碳纳米管结构和二氧化硅纳米涂层。超疏水涂层还可以包括低表面能材料(例如，固有疏水材料)和表面粗糙度(例如，使用激光烧蚀技术、等离子体蚀刻技术，或者通过图案化掩模中的开孔来蚀刻材料的光刻技术)。低表面能材料的实例包括氟碳材料，例如聚四氟乙烯(PTFE)、氟化乙烯丙烯(FEP)、乙烯四氟乙烯(ETFE)、乙烯氯三氟乙烯(ECTFE)、全氟烷氧基烷烃(PFA)、聚(氯三氟乙烯)(CTFE)、全氟烷氧基烷烃(PFA)和聚(偏二氟乙烯)(PVDF)。其他超疏水表面在本领域中是已知的。

在一些情况下，亲水或更亲水的材料或涂层的水接触角小于或等于约90°，例如小于80°、70°、60°、50°、40°、30°、20°或10°，例如90°、85°、80°、75°、70°、65°、60°、55°、50°、45°、40°、35°、30°、25°、20°、15°、10°、9°、8°、7°、6°、5°、4°、3°、2°、1°或0°。在一些情况下，疏水或更疏水的材料或涂层的水接触角为至少70°，例如至少80°、至少85°、至少90°、至少95°或至少100°(例如约100°、101°、102°、103°、104°、105°、106°、107°、108°、109°、110°、115°、120°、125°、130°、135°、140°、145°或约150°)。

亲水或更亲水的材料或涂层与疏水或更疏水的材料或涂层之间的水接触角的差值可以为5°至150°，例如5°至80°、5°至60°、5°至50°、5°至40°、5°至30°、5°至20°、10°至75°、15°至70°、20°至65°、25°至60°、30至50°、35°至45°，例如5°、6°、7°、8°、9°、10°、15°、20°、25°、30°、35°、40°、45°、50°、55°、60°、65°、70°、75°、80°、85°、90°、95°、100°、110°、120°、130°、140°或150°。

上面的论述以水接触角为中心。应当理解，在本发明的装置和方法中采用的液体可以不是水，甚至可以不是水性的。因此，液体在装置表面上的实际接触角可以不同于水接触角。此外，当材料或涂层未结合到本发明的装置中时，可以在该材料或涂层上进行对该材料或涂层的水接触角的测定。

颗粒

本发明包括具有颗粒(例如，用于分析)的装置、系统和试剂盒。例如，被构造为具有分析物部分(例如，条形码、核酸、结合分子(例如，蛋白质、肽、适体、抗体或抗体片段)、酶、底物等)的颗粒可以被包括在含有分析物的液滴中，以修饰分析物和/或检测分析物的存在或浓度。在一些实施方案中，颗粒是合成颗粒(例如珠粒，例如凝胶珠粒)。

例如，液滴可以包含一个或多个分析物部分，例如唯一标识符，诸如条形码。分析物部分(例如条形码)可以在液滴形成之前、之后或在液滴形成的同时引入液滴中。将分析物部分(例如，条形码)递送到特定液滴允许随后将各个样品(例如，生物颗粒)的特征归因于该特定液滴。分析物部分(例如条形码)可以例如在核酸(例如寡核苷酸)上经由任何合适的机制递送到液滴。分析物部分(例如加条形码的核酸(例如寡核苷酸))可以经由载体(诸如颗粒，例如珠粒)引入液滴中。在一些情况下，分析物部分(例如加条形码的核酸(例如寡核苷酸))可以最初与颗粒(例如珠粒)缔合，然后在施加刺激时释放，该刺激允许分析物部分(例如核酸(例如寡核苷酸))从颗粒解离或释放。

颗粒(例如珠粒)可以是多孔的、无孔的、中空的(例如微胶囊)、固体的、半固体的、半流体的、流体的，以及/或者前述性质的组合。在一些情况下，颗粒(例如珠粒)可以是可溶解的、可破裂的和/或可降解的。在一些情况下，颗粒(例如珠粒)可能是不可降解的。在一些情况下，颗粒(例如珠粒)可以是凝胶珠粒。凝胶珠粒可以是水凝胶珠粒。凝胶珠粒可以由分子前体(诸如聚合物或单体物类)形成。半固体颗粒(例如珠粒)可以是脂质体珠粒。固体颗粒(例如珠粒)可以包含金属，其中金属包括氧化铁、金和银。在一些情况下，颗粒(例如珠粒)可以是二氧化硅珠粒。在一些情况下，颗粒(例如珠粒)可以是刚性的。在其他情况下，颗粒(例如珠粒)可以是柔性的和/或可压缩的。

颗粒(例如珠粒)可以包含天然材料和/或合成材料。例如，颗粒(例如珠粒)可以包含天然聚合物、合成聚合物，或天然聚合物和合成聚合物两者。天然聚合物的实例包括蛋白质和糖，诸如脱氧核糖核酸、橡胶、纤维素、淀粉(例如，直链淀粉、支链淀粉)、蛋白质、酶、多糖、蚕丝、聚羟基链烷酸酯、壳聚糖、葡聚糖、胶原、角叉菜胶、卵叶车前子、阿拉伯树胶、琼脂、明胶、虫胶、梧桐胶、黄原胶、玉米糖胶、瓜尔胶、刺梧桐胶、琼脂糖、藻酸、藻酸盐或它们的天然聚合物。合成聚合物的实例包括丙烯酸、尼龙、硅酮、氨纶(spandex)、粘胶人造丝、聚羧酸、聚乙酸乙烯酯、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸酯、聚乙二醇、聚氨酯、聚乳酸、二氧化硅、聚苯乙烯、聚丙烯腈、聚丁二烯、聚碳酸酯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚(氯三氟乙烯)、聚(环氧乙烷)、聚(对苯二甲酸乙二醇酯)、聚乙烯、聚异丁烯、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚(甲醛)、聚甲醛、聚丙烯、聚苯乙烯、聚(四氟乙烯)、聚(乙酸乙烯酯)、聚(乙烯醇)、聚(氯乙烯)、聚(偏二氯乙烯)、聚(偏二氟乙烯)、聚(氟乙烯)，和/或它们的组合(例如，共聚物)。珠粒也可以由除聚合物之外的材料形成，所述材料包括脂质、胶束、陶瓷、玻璃陶瓷、材料复合物、金属、其他无机材料等。

在一些情况下，颗粒(例如珠粒)可以包含分子前体(例如，单体或聚合物)，这些分子前体可以经由分子前体的聚合来形成聚合物网络。在一些情况下，前体可以是能够经历进一步聚合(例如，经由化学交联键)的已经聚合的物类。在一些情况下，前体可以包括丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺单体、寡聚物或聚合物中的一种或多种。在一些情况下，颗粒(例如珠粒)可以包含预聚物，这些预聚物是能够进一步聚合的低聚物。例如，可以使用预聚物制备聚氨酯珠粒。在一些情况下，颗粒(例如珠粒)可以包含可以进一步聚合在一起的单独的聚合物。在一些情况下，可以经由不同前体的聚合来生成颗粒(例如珠粒)，使得它们包含混合的聚合物、共聚物和/或嵌段共聚物。在一些情况下，颗粒(例如珠粒)可以包含聚合物前体(例如单体、低聚物、线型聚合物)、寡核苷酸、引物和其他实体之间的共价键或离子键。在一些情况下，共价键可以是碳-碳键或硫醚键。

交联可以是永久的或可逆的，这取决于所使用的特定交联剂。可逆交联可以允许聚合物在适当的条件下线性化或解离。在一些情况下，可逆交联也可以允许结合于珠粒表面的材料的可逆连接。在一些情况下，交联剂可以形成二硫键。在一些情况下，形成二硫键的化学交联剂可以是胱胺或经修饰的胱胺。

颗粒(例如珠粒)可以具有均匀的尺寸或不均匀的尺寸。在一些情况下，颗粒(例如珠粒)的直径可以至少为约1微米(μm)、5μm、10μm、20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm、250μm、500μm、1mm，或更大的值。在一些情况下，颗粒(例如珠粒)的直径可以小于约1μm、5μm、10μm、20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm、250μm、500μm、1mm，或更小的值。在一些情况下，颗粒(例如珠粒)的直径可以在约40μm至75μm、30μm至75μm、20μm至75μm、40μm至85μm、40μm至95μm、20μm至100μm、10μm至100μm、1μm至100μm、20μm至250μm或者20μm至500μm的范围内。用于产生液滴的颗粒(例如珠粒，例如凝胶珠粒)的尺寸通常与试剂通道和/或样品通道的横截面(宽度或深度)近似。在一些情况下，凝胶珠粒大于样品通道的宽度和/或深度，例如至少是样品通道的宽度和/或深度的1.5倍、2倍、3倍或4倍。

在某些实施方案中，颗粒(例如珠粒)可以作为具有相对单分散的尺寸分布的一群或多个颗粒(例如珠粒)来提供。在可能期望在液滴内提供相对一致量的试剂的情况下，维持相对一致的颗粒(例如珠粒)特征(诸如尺寸)可以有助于整体的一致性。特别地，本文所述的颗粒(例如珠粒)可以具有其横截面尺寸的变异系数小于50％、小于40％、小于30％、小于20％并且在一些情况下小于15％、小于10％、小于5％或更小百分比的尺寸分布。

颗粒可以具有任何合适的形状。颗粒(例如珠粒)形状的实例包括但不限于球形、非球形、椭圆形、长方形、无定形、圆形、圆柱形，以及它们的变型。

注入或以其他方式引入液滴中的颗粒(例如珠粒)可以包含可释放地、可裂解或可逆地附接的分析物部分(例如条形码)。注入或以其他方式引入液滴中的颗粒(例如珠粒)可以包含可活化的分析物部分(例如条形码)。注入或以其他方式引入液滴中的颗粒(例如珠粒)可以是可降解的、可破裂的或可溶解的颗粒，例如可溶解的珠粒。

通道内的颗粒(例如珠粒)能够以基本上规则的流动剖面(例如，以规则的流速)流动。此类规则的流动剖面可以允许液滴在形成时包括单个颗粒(例如珠粒)和单个细胞、单个细胞核或其他生物颗粒。此类规则的流动剖面可以允许液滴具有大于群体的5％、10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％的双重占据率(例如，液滴具有至少一个珠粒和至少一个细胞、细胞核或其他生物颗粒)。在一些实施方案中，液滴具有大于群体的5％、10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％的1:1双重占据率(即，液滴具有恰好一个颗粒(例如珠粒)和恰好一个细胞、一个细胞核或其他生物颗粒)。例如在美国专利公开号2015/0292988中提供了此类规则流型和可以用于提供此类规则流型的装置，该美国专利公开全文以引用方式并入本文。

如上文所论述的，分析物部分(例如条形码)可以可释放地、可裂解地或可逆地附接到颗粒(例如珠粒)，使得分析物部分(例如条形码)可以通过裂解条形码分子与颗粒(例如珠粒)之间的键联而释放或可释放，或可以通过颗粒(例如珠粒)本身的降解而释放，从而允许条形码被其他试剂接近或可被其他试剂接近，或两者兼而有之。可释放的分析物部分(例如条形码)有时可以被称为可活化的分析物部分(例如可活化的条形码)，因为它们一旦释放就可用于反应。因此，例如，可活化的分析物部分(例如，可活化的条形码)可以通过从颗粒(例如珠粒(或本文所述的其他合适类型的液滴))释放分析物部分(例如，条形码)而被活化。在所描述的方法和系统的上下文中也设想了其他可活化的构型。

作为对颗粒(例如珠粒)与缔合部分(诸如含有条形码的核酸(例如寡核苷酸))之间的可裂解键的补充或替代，颗粒(例如珠粒)可以是自发地或在暴露于一种或多种刺激(例如，温度变化、pH变化、暴露于特定化学物类或化学相，暴露于光、还原剂等)时可降解的、可破裂的或可溶解的。在一些情况下，颗粒(例如珠粒)可以是可溶解的，使得当暴露于特定化学物类或环境变化(诸如温度变化或pH变化)时，颗粒(例如珠粒)的材料组分降解或溶解。在一些情况下，凝胶珠粒可以在升高的温度和/或碱性条件下降解或溶解。在一些情况下，颗粒(例如珠粒)可以是可热降解的，使得当颗粒(例如珠粒)暴露于适当的温度变化(例如热)时，颗粒(例如珠粒)降解。与物类(例如核酸，例如寡核苷酸，例如加条形码的寡核苷酸)结合的颗粒(例如珠粒)的降解或溶解可以导致该物类从颗粒(例如珠粒)释放。根据上文的公开内容将会知道，颗粒(例如珠粒)降解可以指代结合或夹带的物类从颗粒(例如珠粒)上离解，伴随和不伴随物理颗粒(例如珠粒)自身的结构降解。例如，夹带的物类可以通过例如由于化学环境改变导致的渗透压差而从颗粒(例如珠粒)释放。举例来说，由于渗透压差引起的颗粒(例如珠粒)孔径改变通常可以在没有颗粒(例如珠粒)本身结构降解的情况下发生。在一些情况下，由于颗粒(例如，珠粒或脂质体)的渗透溶胀而引起的孔径增加可以允许颗粒内夹带的物类释放。在其他情况下，颗粒的渗透收缩可以由于孔径缩小而致使颗粒(例如珠粒)更好地保留夹带的物类。

可以将可降解的颗粒(例如珠粒)引入液滴中，使得当施加适当的刺激时，颗粒(例如珠粒)在液滴内降解并且任何相关联的物类(例如核酸、寡核苷酸，或它们的片段)在液滴内释放。游离物类(例如核酸、寡核苷酸，或它们的片段)可以与液滴中包含的其他试剂相互作用。例如，可以将包含胱胺且经由二硫键连接至条形码序列的聚丙烯酰胺珠粒与还原剂在油包水乳液的液滴内组合。在液滴内，还原剂可以破坏各种二硫键，导致颗粒(例如珠粒)降解并且条形码序列释放到液滴的水性内环境中。在另一个实例中，在碱性溶液中加热包含颗粒(例如珠粒)结合的分析物部分(例如，条形码)的液滴也可以引起颗粒(例如珠粒)降解，以及附接的条形码序列释放到液滴的水性内环境中。

任何合适数量的分析物部分(例如，分子标签分子(例如，引物、加条形码的寡核苷酸等))可以与颗粒(例如珠粒)缔合，使得分析物部分(例如，分子标签分子(例如引物，例如加条形码的寡核苷酸等))在从颗粒释放后以预定义浓度存在于液滴中。可以选择这种预定义浓度以促进用于在液滴内生成测序文库的某些反应，例如扩增。在一些情况下，引物的预定义浓度可能受到产生携带寡核苷酸的颗粒(例如珠粒)的方法的限制。

可以包括附加试剂作为颗粒的一部分(例如分析物部分)，并且/或者可以将附加试剂包括在溶液中或分散在液滴中，例如，以活化、介导或以其他方式参与反应(例如，分析物与分析物部分之间的反应)。

生物样品

本发明的液滴可以包含生物颗粒(例如细胞、细胞核或其微粒组分，例如细胞器，诸如细胞核或线粒体)和/或其大分子成分(例如，细胞/细胞核的组分(例如，细胞内或细胞外蛋白质、核酸、聚糖或脂质)或细胞产物(例如，分泌产物))。来自生物颗粒的分析物(例如其组分或产物)可以被认为是生物分析物。在一些实施方案中，生物颗粒(例如细胞、细胞核或其产物)包含在液滴中，例如与一个或多个具有分析物部分的颗粒(例如珠粒)一起。在一些实施方案中，生物颗粒(例如细胞、细胞核以及/或者它们的组分或产物)可以被包裹在凝胶内，诸如经由包含生物颗粒和能够聚合或胶凝的前体的液滴的聚合。

还可以处理生物样品以提供用于本文所述的方法和系统的细胞珠粒。细胞珠粒可以是生物颗粒和/或一种或多种其大分子成分，这些大分子成分诸如经由包含生物颗粒和能够被聚合或胶凝的前体的液滴的聚合而包封在凝胶或聚合物基质内部。聚合物前体(如本文所述)可以经受足以使前体聚合或胶凝的条件，从而在生物颗粒周围形成聚合物或凝胶。细胞珠粒可以包含生物颗粒(例如，细胞或细胞的细胞器)或生物颗粒的大分子成分(例如，RNA、DNA、蛋白质等)。细胞珠粒可以包含单个生物颗粒或多个生物颗粒，或者生物颗粒或生物颗粒的衍生物。例如，在裂解和洗涤细胞之后，可以将细胞裂解物中的抑制组分洗掉，并且大分子成分可以结合为细胞珠粒。本文所公开的系统和方法可以适用于包含生物颗粒的细胞珠粒(和/或液滴或其他分区)和包含生物颗粒的大分子成分的细胞珠粒(和/或液滴或其他分区)。细胞珠粒可以是或包括在基质(诸如聚合物基质)中、在基质内或包裹在基质中的细胞、细胞核、细胞衍生物、细胞材料和/或来源于细胞的材料。在一些情况下，细胞珠粒可以包含活细胞。在一些情况下，活细胞当被包封在凝胶或聚合物基质中时可以能够进行培养，或者当包含凝胶或聚合物基质时可以能够进行培养。在一些情况下，聚合物或凝胶对某些组分可以是可扩散渗透的，而对其他组分(例如，大分子成分)可以是不可扩散渗透的。应当理解，用于生成和利用细胞珠粒的其他技术也可以用于本发明，参见例如美国专利号10,590,244和10,428,326，以及美国专利公开号2019/0233878，以上专利中的每一者均据此全文以引用方式并入本文。

就封装的生物颗粒(例如，细胞、细胞核或其微粒组分)而言，生物颗粒可以被包含在含有裂解试剂的液滴中，以便在该液滴内释放生物颗粒的内容物(例如，含有一种或多种分析物(例如，生物分析物)的内容物)。在此类情况下，裂解剂可以在将生物颗粒引入相交部中的同时或在即将把生物颗粒引入相交部中之前与生物颗粒悬浮液接触。裂解剂的实例包括生物活性试剂，例如用于裂解不同细胞类型(例如革兰氏阳性或阴性细菌、植物、酵母、哺乳动物等)的裂解酶，诸如溶菌酶、无色肽酶、溶葡萄球菌素、labiase、立枯丝核菌裂解酶(kitalase)、溶壁酶和可从例如Sigma-Aldrich,Inc.(St Louis,MO)获得的多种其他裂解酶，以及其他可商购获得的裂解酶。除此之外或替代性地，其他裂解剂可以包含在具有生物颗粒(例如，细胞、细胞核或其微粒组分)的液滴中，以引起生物颗粒的内容物释放到这些液滴中。例如，在一些情况下，可以使用基于表面活性剂的裂解溶液裂解细胞，但是对于其中表面活性剂可能干扰稳定乳液的基于乳液的体系而言，这些溶液可能不太理想。在某些情况下，裂解溶液可以包含非离子表面活性剂，诸如TritonX-100和Tween 20。在一些情况下，裂解溶液可以包含离子型表面活性剂，诸如十二烷基肌氨酸钠和十二烷基硫酸钠(SDS)。在一些实施方案中，裂解溶液是低渗的，从而通过渗透压休克使细胞裂解。电穿孔、热、声或机械细胞破坏也可以用于某些情况，例如形成基于非乳液的液滴，诸如封装生物颗粒，其可以作为液滴形成的补充或替代，其中在细胞破坏后包封物的任何孔径足够小，以保留所需大小的核酸片段。

除了裂解剂之外，其他试剂也可以包含在具有生物颗粒的液滴中，包括例如DNA酶和RNA酶失活剂或抑制剂，诸如蛋白酶K、螯合剂(诸如EDTA)，以及用于去除或以其他方式降低不同细胞裂解物组分对后续核酸处理的负活性或影响的其他试剂。此外，就封装的生物颗粒(例如，细胞、细胞核或其微粒组分)而言，可以使生物颗粒暴露于适当的刺激，以从液滴内的颗粒(例如，珠粒或微胶囊)释放生物颗粒或其内容物。例如，在一些情况下，化学刺激物可以连同封装的生物颗粒一起包含在液滴中，以允许封装基质降解以及细胞/细胞核或其内容物释放到更大的液滴中。在一些情况下，该刺激物可以与本文别处描述的用于从其相应的颗粒(例如珠粒)释放分析物部分(例如寡核苷酸)的刺激物相同。在替代性方面，这可以是不同且非重叠的刺激物，以便允许封装的生物颗粒在与分析物部分(例如，寡核苷酸)释放到同一液滴中的时间不同的时间释放到液滴中。

附加试剂(诸如核酸内切酶)也可以与生物颗粒一起包括在液滴中，以使生物颗粒的DNA、DNA聚合酶和用于扩增生物颗粒的核酸片段的dNTP片段化，并且将条形码分子标签附接到扩增的片段。其他试剂还可以包括逆转录酶(包括具有末端转移酶活性的酶)、引物和寡核苷酸以及可用于模板转换的转换寡核苷酸(本文也称为“转换寡核苷酸”或“模板转换寡核苷酸”)。在一些情况下，模板转换可以用于增加cDNA的长度。在一些情况下，模板转换可以用于将预定义的核酸序列补加至cDNA。在模板转换的实例中，cDNA可以由模板(例如细胞mRNA)的逆转录生成，其中具有末端转移酶活性的逆转录酶可以以不依赖模板的方式向cDNA添加附加核苷酸，例如多聚C。转换寡核苷酸可以包括与附加核苷酸互补的序列，例如多聚G。cDNA上的附加核苷酸(例如，多聚C)可以与转换寡核苷酸上的附加核苷酸(例如，多聚G)杂交，由此逆转录酶可以将转换寡核苷酸用作模板以进一步延伸cDNA。模板转换寡核苷酸可以包含杂交区和模板区。杂交区可以包含能够与靶标杂交的任何序列。在一些情况下，如先前所述，杂交区包含一系列G碱基，以与cDNA分子的3’末端的悬垂C碱基互补。该系列G碱基可以包括1个G碱基、2个G碱基、3个G碱基、4个G碱基、5个G碱基或超过5个G碱基。模板序列可以包含要掺入到cDNA中的任何序列。在一些情况下，模板区包含至少1个(例如，至少2个、3个、4个、5个或更多个)标签序列和/或功能序列。转换寡核苷酸可以包含脱氧核糖核酸；核糖核酸；经修饰的核酸，包括2-氨基嘌呤、2,6-二氨基嘌呤(2-氨基-dA)、倒位dT、5-甲基dC、2’-脱氧肌苷、Super T(5-羟基丁炔-2’-脱氧尿苷)、Super G(8-氮杂-7-脱氮鸟苷)、锁核酸(LNA)、解锁核酸(UNA，例如UNA-A、UNA-U、UNA-C、UNA-G)、Iso-dG、Iso-dC、2’氟代碱基(例如，氟代C、氟代U、氟代A和氟代G)或任何组合。

在一些情况下，转换寡核苷酸的长度可以为2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、102、103、104、105、106、107、108、109、110、111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、121、122、123、124、125、126、127、128、129、130、131、132、133、134、135、136、137、138、139、140、141、142、143、144、145、146、147、148、149、150、151、152、153、154、155、156、157、158、159、160、161、162、163、164、165、166、167、168、169、170、171、172、173、174、175、176、177、178、179、180、181、182、183、184、185、186、187、188、189、190、191、192、193、194、195、196、197、198、199、200、201、202、203、204、205、206、207、208、209、210、211、212、213、214、215、216、217、218、219、220、221、222、223、224、225、226、227、228、229、230、231、232、233、234、235、236、237、238、239、240、241、242、243、244、245、246、247、248、249、250个核苷酸或更长。

在一些情况下，转换寡核苷酸的长度可以为至少约2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、102、103、104、105、106、107、108、109、110、111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、121、122、123、124、125、126、127、128、129、130、131、132、133、134、135、136、137、138、139、140、141、142、143、144、145、146、147、148、149、150、151、152、153、154、155、156、157、158、159、160、161、162、163、164、165、166、167、168、169、170、171、172、173、174、175、176、177、178、179、180、181、182、183、184、185、186、187、188、189、190、191、192、193、194、195、196、197、198、199、200、201、202、203、204、205、206、207、208、209、210、211、212、213、214、215、216、217、218、219、220、221、222、223、224、225、226、227、228、229、230、231、232、233、234、235、236、237、238、239、240、241、242、243、244、245、246、247、248、249或250个核苷酸或更长。

在一些情况下，转换寡核苷酸的长度可以为至多2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、102、103、104、105、106、107、108、109、110、111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、121、122、123、124、125、126、127、128、129、130、131、132、133、134、135、136、137、138、139、140、141、142、143、144、145、146、147、148、149、150、151、152、153、154、155、156、157、158、159、160、161、162、163、164、165、166、167、168、169、170、171、172、173、174、175、176、177、178、179、180、181、182、183、184、185、186、187、188、189、190、191、192、193、194、195、196、197、198、199、200、201、202、203、204、205、206、207、208、209、210、211、212、213、214、215、216、217、218、219、220、221、222、223、224、225、226、227、228、229、230、231、232、233、234、235、236、237、238、239、240、241、242、243、244、245、246、247、248、249或250个核苷酸。

一旦细胞或细胞核的内容物释放到它们相应的液滴中，就可以在这些液滴内进一步处理其中包含的大分子组分(例如，生物颗粒的大分子成分，诸如RNA、DNA或蛋白质)。

如上所述，各个生物颗粒(例如，细胞、细胞核或其微粒组分)的大分子组分(例如，生物分析物)可以具有唯一标识符(例如，条形码)，使得在表征那些大分子组分时，此时来自细胞/细胞核异质群体的组分可能已经混合并且散布或溶解在共同液体中，任何给定的组分(例如，生物分析物)可以追溯到从其获得该组分的生物颗粒(例如，细胞或细胞核)。通过将独特标识符特异性地分配给单独生物颗粒或生物颗粒群来提供将特征归属于单独生物颗粒或生物颗粒群的能力。可以为各个生物颗粒(例如，细胞、细胞核或其微粒组分)或生物颗粒(例如，细胞、细胞核或其微粒组分)的群体分配或关联例如核酸条形码形式的唯一标识符，以便用这些唯一标识符为生物颗粒的大分子组分(因此其特征)加标签或进行标记。然后，这些独特标识符可以用于将生物颗粒的组分和特征归属于单独生物颗粒或生物颗粒群。如本文的系统和方法中所述，这可以通过形成包括具有唯一标识符的各个生物颗粒或生物颗粒组的液滴(经由颗粒，例如珠粒)来实现。

在一些方面，以寡核苷酸的形式提供独特标识符，所述核酸分子包含核酸条形码序列，所述核酸条形码序列可以与单独生物颗粒的核酸内容物连接或以其他方式相关联，或与生物颗粒的其他组分连接，特别是与这些核酸的片段连接。将寡核苷酸分隔开，使得在给定液滴中的寡核苷酸之间，其中所含有的核酸条形码序列相同，但在不同液滴之间，寡核苷酸可以具有并且确实具有不同的条形码序列，或者至少代表给定分析中所有液滴上的大量不同条形码序列。在一些方面，仅一个核酸条形码序列可以与给定液滴相关联，但在一些情况下，可以存在两个或更多个不同的条形码序列。

核酸条形码序列可以在寡核苷酸序列内包含6个至约20个或更多个核苷酸。在一些情况下，条形码序列的长度可以为6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20个核苷酸或更长。在一些情况下，条形码序列的长度可以为至少6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20个核苷酸或更长。在一些情况下，条形码序列的长度可以为至多6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20个核苷酸或更短。这些核苷酸可以是完全连续的，即在相邻核苷酸的单段中，或者它们可以被分成两个或更多个被1个或更多个核苷酸分开的单独子序列。在一些情况下，分开的条形码子序列的长度可以为约4至约16个核苷酸。在一些情况下，条形码子序列可以为4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16个核苷酸或更长。在一些情况下，条形码子序列可以为至少4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16个核苷酸或更长。在一些情况下，条形码子序列可以为至多4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16个核苷酸或更短。

液滴中的分析物部分(例如，寡核苷酸)也可以包括在处理来自包含在液滴中的生物颗粒的核酸时有用的其他功能序列。这些序列包括例如靶向或随机/通用扩增引物序列，以用于扩增来自液滴内各个生物颗粒的基因组DNA，同时附接相关联的条形码序列、测序引物或引物识别位点、杂交或探测序列，例如用于鉴定这些序列的存在或者用于下拉加条形码的核酸或许多其他潜在功能序列中的任何一个。

也可以采用形成含有寡核苷酸的液滴的其他机制，包括例如使两个或更多个液滴(其中一个液滴包含寡核苷酸)聚结，或者将寡核苷酸微分散到液滴(例如微流体系统内的液滴)中。

在一个实例中，提供了颗粒(例如珠粒)，其各自包括大量可释放地附接到珠粒的上述加条形码的寡核苷酸，其中附接到特定珠粒的所有寡核苷酸将包括相同的核酸条形码序列，但是在所使用的珠粒群体中代表了大量不同的条形码序列。在一些实施方案中，水凝胶珠粒(例如具有聚丙烯酰胺聚合物基质的珠粒)用作寡核苷酸进入液滴的固体载体和递送媒介物，因为它们能够携带大量寡核苷酸分子，并且可以被构造成在暴露于特定刺激时释放那些寡核苷酸，如本文别处所述。在一些情况下，珠粒群体将提供多样的条形码序列文库，该文库包括至少约1,000个不同的条形码序列、至少约5,000个不同的条形码序列、至少约10,000个不同的条形码序列、至少约50,000个不同的条形码序列、至少约100,000个不同的条形码序列、至少约1,000,000个不同的条形码序列、至少约5,000,000个不同的条形码序列或至少约10,000,000个不同的条形码序列或更多。此外，每个珠粒可以具有大量附着的寡核苷酸分子。特别地，各个珠粒上包含条形码序列的寡核苷酸分子的数目可以为至少约1,000个寡核苷酸分子、至少约5,000个寡核苷酸分子、至少约10,000个寡核苷酸分子、至少约50,000个寡核苷酸分子、至少约100,000个寡核苷酸分子、至少约500,000个寡核苷酸分子、至少约1,000,000个寡核苷酸分子、至少约5,000,000个寡核苷酸分子、至少约10,000,000个寡核苷酸分子、至少约50,000,000个寡核苷酸分子、至少约100,000,000个寡核苷酸分子，并且在一些情况下至少约十亿个寡核苷酸分子，或更多个寡核苷酸分子。

此外，当珠粒群体包含在液滴中时，所得的液滴群体也可以包括多样的条形码文库，该条形码文库包括至少约1,000个不同的条形码序列、至少约5,000个不同的条形码序列、至少约10,000个不同的条形码序列、至少约50,000个不同的条形码序列、至少约100,000个不同的条形码序列、至少约1,000,000个不同的条形码序列、至少约5,000,000个不同的条形码序列，或至少约10,000,000个不同的条形码序列。此外，群体中的每个液滴可以包含至少约1,000个寡核苷酸分子、至少约5,000个寡核苷酸分子、至少约10,000个寡核苷酸分子、至少约50,000个寡核苷酸分子、至少约100,000个寡核苷酸分子、至少约500,000个寡核苷酸分子、至少约1,000,000个寡核苷酸分子、至少约5,000,000个寡核苷酸分子、至少约10,000,000个寡核苷酸分子、至少约50,000,000个寡核苷酸分子、至少约100,000,000个寡核苷酸分子，并且在一些情况下至少约十亿个寡核苷酸分子。

在一些情况下，可能期望将多个不同的条形码掺入给定的液滴内，这些条形码附接到液滴内的单个或多个颗粒(例如珠粒)。例如，在一些情况下，混合但已知的条形码序列组可以在随后的处理中为鉴定提供更大的保证，例如，通过向给定液滴提供更强的条形码地址或归属，作为对来自给定液滴的输出的重复确认或独立确认。

在施加特定刺激时，寡核苷酸可以能够从颗粒(例如珠粒)释放。在一些情况下，该刺激可以是光刺激，例如通过光不稳定键的裂解，由此释放寡核苷酸。在其他情况下，可以使用热刺激，其中颗粒(例如珠粒)环境的温度升高将导致键断裂，或者寡核苷酸从颗粒(例如珠粒)的其他释放。在还有其他情况下，使用化学刺激物来裂解寡核苷酸与珠粒的键联，或以其他方式导致寡核苷酸从颗粒(例如珠粒)释放。在一种情况下，此类组合物包括上述用于封装生物颗粒的聚丙烯酰胺基质，并且可以通过暴露于还原剂(诸如二硫苏糖醇(DTT))而降解以释放附接的寡核苷酸。

本文所述的液滴可以包含一个或多个生物颗粒(例如，细胞、细胞核或其微粒组分)、一个或多个携带条形码的颗粒(例如珠粒)，或者至少包含一个生物颗粒和一个携带条形码的颗粒(例如珠粒)两者。在一些情况下，液滴可以是未被占据的，既不包含生物颗粒也不包含携带条形码的颗粒(例如珠粒)。如前所述，通过控制在相交部处结合的每种液体的流动特性，以及控制相交部的几何形状，可以优化液滴形成，以在所生成的液滴内实现所需的颗粒(例如珠粒、生物颗粒或两者)占据水平。

试剂盒和系统

本发明的装置能够以试剂盒和系统的形式与各种外部部件(例如，泵、储器或控制器)、试剂(例如分析物部分)、液体、颗粒(例如珠粒)和/或样品组合。

方法

本文所述的用于生成例如具有均匀且可预测的内容物的液滴并且具有高通量的方法可以用于极大地提高单细胞/细胞核应用和/或接收基于液滴的输入的其他应用的效率。此类单细胞/细胞核应用和其他应用通常可能能够处理一定范围的液滴尺寸。这些方法可以用于生成用作微型化学反应器的液滴，其中化学反应物的体积很小(约数pL)。

本发明的方法包括允许一种或多种试剂流体从一个或多个试剂入口经由一个或多个试剂通道流动、一种或多种样品流体从一个或多个样品入口经由一个或多个样品通道(例如，第一样品通道和第二样品通道)流动，以及一种或多种油从一个或多个油入口经由一个或多个油通道(例如，第一油通道、第二油通道、第三油通道和第四油通道)流到一种或多种试剂流体和一种或多种样品流体独立地在第一相交部和第二相交部处结合的位置，然后流过液滴通道到达与两个油通道的相交部，在此处，结合的试剂流体和样品流体的液滴在油中形成，之后在一个或多个收集储器中收集这些液滴。

多种应用需要评估生物颗粒群内不同生物颗粒或生物体类型的存在和定量，包括例如微生物组分析和表征、环境测试、食品安全性测试、例如在污染物溯源中的流行病学分析等。

本文所述的方法可以允许产生包含单个颗粒(例如珠粒)和/或单个生物颗粒(例如细胞、细胞核或其微粒组分)并具有均匀且可预测的液滴含量的一个或多个液滴。本文所述的方法可以允许产生包含单个颗粒(例如珠粒)和/或单个生物颗粒(例如细胞、细胞核或其微粒组分)并具有均匀且可预测的液滴尺寸的一个或多个液滴。这些方法还可以允许产生包含单个生物颗粒(例如细胞、细胞核或其微粒组分)和多于一个颗粒(例如珠粒)的一个或多个液滴、包含多于一个生物颗粒(例如细胞、细胞核或其微粒组分)和单个颗粒(例如珠粒)的一个或多个液滴，以及/或者包含多于一个生物颗粒(例如细胞、细胞核或其微粒组分)和多于一个颗粒(例如珠粒)的一个或多个液滴。这些方法还可以允许增加液滴形成的通量。

混合器可以用于混合两种流体料流，例如在液滴形成之前混合。混合两种流体对于控制流体料流和由此类流体料流形成的液滴的含量均匀性是有利的。例如，一种流体(例如，样品流体)和另一种流体(例如，试剂流体)可以在两个通道的相交部(例如，样品通道和试剂通道的相交部)处结合。一种流体可以包含生物颗粒(例如细胞、细胞核或其微粒组分)，另一种流体可以包含试剂。通过使用混合器，两种流体可以快速混合，从而降低裂解试剂的局部高浓度。因此，可以减少或消除生物颗粒裂解，直到液滴形成。

在本文所述的方法中，漏斗(例如整流器)可以用于控制颗粒(例如珠粒)流动，例如以提供均匀间隔开的颗粒(例如珠粒)。均匀间隔开的颗粒可以用于形成包含单个颗粒的液滴。

这些液滴可以包括在非水性连续相(诸如油相)内的水性液体分散相。用于在非水性(例如油)连续相中产生稳定液滴的乳液体系在例如美国专利号9,012,390中有详细描述，该专利全文以引用方式并入本文用于所有目的。替代性地或除此之外，液滴可以包括例如具有内部液体中心或核心与其周围的外部屏障的微囊泡。在一些情况下，液滴可以包括能够将材料夹带和/或保持在其基质内的多孔基质。在例如美国专利申请公开号2014/0155295中描述了多种不同的容器，该美国专利申请公开全文以引用方式并入本文以用于所有目的。液滴可以被收集在基本上静止的液体体积中，例如，利用所形成液滴的浮力将它们移出初生液滴的路径(向上或向下，具体取决于液滴和连续相的相对密度)。替代性地或除此之外，所形成的液滴可以主动地移出初生液滴的路径，例如使用连续相(例如，液体料流或温和搅拌的液体)的温和流动。

将载体(例如颗粒(例如，携带加条形码的寡核苷酸的珠粒)或生物颗粒(例如，细胞、细胞核或其微粒组分))分配到离散的液滴通常可以通过将水性液体中的颗粒(例如珠粒)的流动料流引入非水性液体的流动料流或非流动储器中，使得生成液滴来完成。在一些情况下，可以通过提供具有特定浓度或频率的颗粒(例如珠粒)的水性料流来控制所得液滴的占据率(例如，每个液滴中的颗粒(例如珠粒)数量)。在一些情况下，还可以通过相对于给定颗粒(例如珠粒)的直径调节相交部处的一个或多个几何特征(诸如载运颗粒(例如珠粒)的流体通道的宽度)来控制所得液滴的占据率。

在需要包含单个颗粒(例如珠粒)的液滴的情况下，可以选择液体的相对流速，使得平均起来，每个液滴包含少于一个颗粒(例如珠粒)，以确保那些已被占据的液滴主要被单独占据。在一些实施方案中，可以选择液体的相对流速，使得大多数液滴被占据，例如，仅允许小百分比的液滴未被占据。可以控制流动和通道体系结构，以确保被单独占据的液滴具有期望的数量、未被占据的液滴小于一定水平，并且/或者被多重占据的液滴小于一定水平。

可以操作本文所述的方法，使得大多数已被占据的液滴在每个已被占据的液滴中包括不超过一个生物颗粒。在一些情况下，进行该液滴形成过程，使得少于25％的已被占据的液滴包含多于一个生物颗粒(例如，被多重占据的液滴)，并且在许多情况下，少于20％的已被占据的液滴具有多于一个生物颗粒。在一些情况下，少于10％或者甚至少于5％的已被占据的液滴在每个液滴中包括多于一个生物颗粒。

一种或多种流体的流动可以使得液滴包含单个颗粒(例如珠粒)。在某些实施方案中，包含单个颗粒的液滴的收率为至少80％，例如至少85％、至少86％、至少87％、至少88％、至少89％、至少90％、至少91％、至少92％、至少93％、至少94％、至少95％、至少96％、至少97％、至少98％或至少99％。

应当理解，上述占据率也适用于包括生物颗粒(例如，细胞、细胞核或其微粒组分，或者掺入细胞珠粒中)和珠粒(例如，凝胶珠粒)两者的液滴。已被占据的液滴(例如，至少约10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％、95％或99％的已被占据的液滴)可以包括珠粒和生物颗粒两者。通道(例如试剂通道)内的颗粒(例如珠粒)能够以基本上规则的流动剖面(例如，以规则的流速；例如，由一个或多个漏斗控制的流动剖面)流动，以提供在形成时具有单个颗粒(例如珠粒)和单个细胞/细胞核或其他生物颗粒(例如，在细胞珠粒内)的液滴。此类规则的流动剖面可以允许液滴具有大于5％、10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％的双重占据率(例如，液滴具有至少一个珠粒和至少一个生物颗粒(例如细胞或细胞核)，例如在细胞珠粒内)。在一些实施方案中，液滴具有大于5％、10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％的1:1双重占据率(即，液滴具有恰好一个颗粒(例如珠粒)和恰好一个生物颗粒(例如细胞或细胞核)，例如在细胞珠粒内)。例如在美国专利公开号2015/0292988中提供了此类规则流型和可以用于提供此类规则流型的装置，该美国专利公开全文以引用方式并入本文。

在一些情况下，附加颗粒可以用于将附加试剂输送到液滴。在此类情况下，将不同的颗粒(例如珠粒)从不同的珠粒源(例如，容纳不同的相关试剂)通过不同的通道入口引入共同通道(例如，在相交部近侧或在相交部上游)中可能是有利的。在此类情况下，可以控制每个不同颗粒(例如珠粒)源进入通道或流体连接的流量和/或频率，以提供来自每个源的颗粒(例如珠粒)的期望比率，同时任选地确保将此类颗粒(例如珠粒)的期望配对或组合形成为具有期望数量的生物颗粒的液滴。

本文所述的液滴可以具有小体积，例如小于约10微升(μL)、5μL、1μL、900皮升(pL)、800pL、700pL、600pL、500pL、400pL、300pL、200pL、100pL、50pL、20pL、10pL、1pL、500纳升(nL)、100nL、50nL，或更小的值。例如，液滴的总体积可以小于约1000pL、900pL、800pL、700pL、600pL、500pL、400pL、300pL、200pL、100pL、50pL、20pL、10pL、1pL，或更小的值。在液滴还包含载体(例如颗粒，诸如珠粒)的情况下，应当理解，液滴内的样品液体体积可以小于上述体积的约90％，小于上述体积(例如分配液体的上述体积)的约80％、约70％、约60％、约50％、约40％、约30％、约20％或约10％，例如为上述体积的1％至99％、5％至95％、10％至90％、20％至80％、30％至70％，或40％至60％，例如1％至5％、5％至10％、10％至15％、15％至20％、20％至25％、25％至30％、30％至35％、35％至40％、40％至45％、45％至50％、50％至55％、55％至60％、60％至65％、65％至70％、70％至75％、75％至80％、80％至85％、85％至90％、90％至95％，或95％至100％。

可以生成任何合适数量的液滴。例如，在本文所述的方法中，可以生成多个液滴，包括至少约1,000个液滴、至少约5,000个液滴、至少约10,000个液滴、至少约50,000个液滴、至少约100,000个液滴、至少约500,000个液滴、至少约1,000,000个液滴、至少约5,000,000个液滴、至少约10,000,000个液滴、至少约50,000,000个液滴、至少约100,000,000个液滴、至少约500,000,000个液滴、至少约1,000,000,000个液滴或更多个液滴。此外，多个液滴可以包括未被占据的液滴(例如空液滴)和已被占据的液滴两者。

要分散成液滴的流体可以从一个或多个入口输送到液滴通道和相交部。替代性地，要分散成液滴的一种或多种流体通过在装置中结合两种或更多种流体而原位形成。例如，要分散的流体可以通过将包含一种或多种试剂的一种流体与包含一种或多种试剂的一种或多种其他流体结合而形成。在这些实施方案中，混合这些流体料流可以引起化学反应。例如，当采用颗粒时，具有使颗粒破裂的试剂的流体可以与颗粒结合，例如，在紧邻液滴通道和油通道的相交部的上游。在这些实施方案中，颗粒可以是细胞或细胞核，其可以与裂解试剂(诸如表面活性剂)结合。当采用颗粒(例如珠粒)时，颗粒(例如珠粒)可以溶解或化学降解，例如通过改变pH(酸或碱)、氧化还原电位(例如添加氧化剂或还原剂)、酶活性、盐或离子浓度，或者其他机制。

结合的流体以足以在相交部处的油中产生液滴的流速输送通过液滴通道。结合流体的较快流速通常增加液滴产生的速率；然而，在足够高的速率下，流体将会形成射流，该射流可能不会分解为液滴。通常，通过通道的结合流体的流速可以介于约0.01μL/min至约100μL/min之间，例如介于0.1μL/min至50μL/min之间、介于0.1μL/min至10μL/min之间，或者介于1μL/min至5μL/min之间。在一些情况下，结合流体的流速可以介于约0.04μL/min与约40μL/min之间。在一些情况下，结合流体的流速可以介于约0.01μL/min与约100μL/min之间。替代性地，结合流体的流速可以小于约0.01μL/min。替代性地，结合流体的流速可以大于约40μL/min，例如45μL/min、50μL/min、55μL/min、60μL/min、65μL/min、70μL/min、75μL/min、80μL/min、85μL/min、90μL/min、95μL/min、100μL/min、110μL/min、120μL/min、130μL/min、140μL/min、150μL/min，或更大的值。在较低的流速(诸如约小于或等于10μL/min的流速)下，液滴半径可能不取决于第一液体的流速。替代性地或除此之外，对于任何前面提到的流速，液滴半径可以与结合流体的流速无关。

流过通道的流体的雷诺数(Re)可以为约0.01至约100，例如0.1至50、0.1至10或1至5。在一些情况下，Re可以为约1至约10，例如约1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3、3.1、3.2、3.3、3.4、3.5、3.6、3.7、3.8、3.9、4、4.1、4.2、4.3、4.4、4.5、4.6、4.7、4.8、4.9、5.0、5.1、5.2、5.3、5.4、5.5、5.6、5.7、5.8、5.9、6.0、6.1、6.2、6.3、6.4、6.5、6.6、6.7、6.8、6.9、7.0、7.1、7.2、7.3、7.4、7.5、7.6、7.7、7.8、7.9、8.0、8.1、8.2、8.3、8.4、8.5、8.6、8.7、8.8、8.9、9.0、9.1、9.2、9.3、9.4、9.5、9.6、9.7、9.8或9.9。

本发明装置中单个通道的典型液滴形成速率介于0.1Hz至10,000Hz之间，例如介于1Hz至1000Hz之间，或者介于1Hz至500Hz之间。使用多个液滴通道可以通过增加形成位置的数量来增加液滴形成的速率。

这些方法可以用于产生直径在1μm至500μm(例如，1μm至250μm、5μm至200μm、5μm至150μm，或12μm至125μm)范围内的液滴。

分散的液体可以是水性的，连续相可以是油(或者反过来)。油的实例包括全氟化油、矿物油和硅油。例如，氟化油可以包括用于稳定所得液滴(例如，抑制所得液滴随后的聚结)的含氟表面活性剂。特别有用的液体和含氟表面活性剂的实例在例如美国专利号9,012,390中有所描述，该专利全文以引用方式并入本文用于所有目的。具体的实例包括氢氟醚，诸如HFE 7500、7300、7200或7100。合适的液体是US 2015/0224466和US 62/522,292中描述的那些，这些专利的液体据此以引用方式并入。在一些情况下，液体包括附加组分，诸如颗粒，例如细胞(或细胞核)或凝胶珠粒。如上文所论述的，流体可以包括用于进行各种反应(诸如核酸扩增、裂解或珠粒溶解)的试剂。分散的液相或连续相可以包括稳定或以其他方式影响液滴或液滴内的组分的附加组分。此类附加组分包括表面活性剂、抗氧化剂、防腐剂、缓冲剂、抗生素、盐、离散剂、酶、纳米颗粒和糖。

液滴一旦形成，就可以被操纵，例如运输、检测、分类、保持、孵育、反应或反乳化。

本发明的装置、系统、组合物和方法可以用于各种应用，诸如处理来自单个细胞或单个细胞核的单种分析物(例如生物分析物，例如RNA、DNA或蛋白质)或多种分析物(例如生物分析物，例如DNA和RNA、DNA和蛋白质、RNA和蛋白质，或者RNA、DNA和蛋白质)。例如，生物颗粒(例如细胞、细胞核或病毒)可以在液滴中形成，并且来自生物颗粒(例如细胞或细胞核)的一种或多种分析物(例如生物分析物)可以被修饰或检测(例如，被分析物部分结合、标记或以其他方式修饰)用于后续处理。多种分析物可以来自单个细胞或细胞核。该过程可以实现例如对细胞(或细胞核)或其群体的蛋白质组、转录组和/或基因组分析(例如，对细胞(或细胞核)或其群体同时进行蛋白质组、转录组和/或基因组分析)。

本发明的方法可以包括将样品和/或颗粒添加到装置中，例如，(a)通过将样品液体或者其组分或浓缩物移液到样品储器(例如样品入口)中，以及/或者(b)通过将液体载体(例如水性载体)和/或颗粒移液到颗粒储器(例如样品入口)中。在一些实施方案中，该方法包括在将样品液体或者其组分或浓缩物添加(例如移液)到样品储器中之前，首先将液体载体(例如水性载体)和/或颗粒添加(例如移液)到颗粒储器中。在一些实施方案中，添加到颗粒储器中的液体载体包括裂解试剂。

样品储器和/或颗粒储器可以在适于维持或促进其内容物活性的条件下孵育，直到液滴形成启动或开始。

本文还提供了单细胞/细胞核核酸测序的方法，其中细胞/细胞核的异源群体可以通过它们各自的基因表达例如相对于该群体的其他细胞/细胞核来表征。本文论述的和本领域已知的为细胞或细胞核加条形码的方法可以是本文提供的单细胞/细胞核核酸测序方法的一部分。在加条形码之后，对已经加条形码的核酸转录物进行测序，并且可以根据已知方法对序列进行处理、分析和储存。在一些实施方案中，这些方法能够生成包含异源群体内的任何单细胞/单细胞核的基因表达数据的基因组文库。

替代性地，本文所述方法提供的将单细胞、单细胞核或其微粒组分隔离在液滴中的能力使得应用能够超出基因组表征的范围。例如，包含单细胞、单细胞核或其微粒组分的液滴可以允许单细胞/细胞核被可检测地标记，以提供相对蛋白质表达数据。抗体与蛋白质的结合可以发生在反应液滴内，随后可以根据已知方法分析细胞/细胞核的结合抗体，以生成蛋白质表达文库。可以采用本领域已知的其他方法来表征异源群体内的细胞。在一个实例中，在形成液滴之后，可以进行的后续操作可以包括形成扩增产物、纯化(例如，经由固相可逆固定(SPRI))、进一步加工(例如，剪切、连接功能序列和后续扩增(例如，经由PCR))。这些操作可以成批进行(例如，在液滴外部)。使用本发明的方法形成的液滴的示例性用途是进行核酸扩增，例如聚合酶链反应(PCR)，其中进行扩增所必需的试剂包含在第一流体内。在液滴是乳液中的液滴的情况下，可以破坏乳液，然后将液滴的内容物合并，以供附加操作使用。可以连同携带条形码的珠粒一起包括在液滴中的附加试剂可以包括用于封闭核糖体RNA(rRNA)的寡核苷酸和用于消化来自细胞的基因组DNA的核酸酶。另选地，可以在附加处理操作期间应用rRNA去除剂。通过这种方法生成的构建体的构型可以帮助在测序期间最小化(或避免)多聚T序列的测序和/或对多核苷酸序列的5’端进行测序。可以对扩增产物(例如第一扩增产物和/或第二扩增产物)进行测序以进行序列分析。在一些情况下，可以使用部分发夹式测序扩增(PHASE)方法进行扩增。

装置制造方法

本发明的微流体装置可以用多种常规方式中的任何一种来制造。例如，在一些情况下，装置包括分层结构，其中第一层包括平坦表面，在该平坦表面中设置有一系列通道或沟槽，这些通道或沟槽对应于成品装置中的通道网络。第二层包括在一侧上的平坦表面和限定在相对表面上的一系列储器，其中储器作为通道连通到平坦层，使得当第二层的平坦表面与第一层的平坦表面配合时，限定在第二层中的储器定位成与第一层上的通道的末端液体连通。替代性地，储器和连接的通道均可以制造成单个零件，其中储器设置在该结构的第一表面上，且储器的开孔贯穿到该结构的相对表面。通道网络被制造成该第二表面中的一系列沟槽和特征。然后在第二表面之上提供薄的层压层，以密封和提供通道网络的最终壁和储器的底表面。

这些分层结构可以全部或部分地由聚合物材料制成，其中聚合物材料诸如聚乙烯或聚乙烯衍生物，诸如环烯烃共聚物(COC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚甲醛、聚醚醚酮、聚碳酸酯、聚苯乙烯等，或者它们可以全部或部分地由无机材料制成，其中无机材料诸如硅或其他基于二氧化硅的材料，例如玻璃、石英、熔融二氧化硅、硼硅酸盐玻璃、金属、陶瓷，以及它们的组合。聚合物装置部件可以使用多种工艺中的任何一种来制造，这些工艺包括软光刻、压花技术、显微机械加工，例如激光加工，或者在一些方面包括层部件的注塑成型，这些层部件包括限定的通道以及其他结构，例如储器、集成的功能部件等。在一些方面，包括储器和通道的结构可以使用例如注塑成型技术来制造，以产生聚合结构。在此类情况下，层压层可以通过现成的方法粘附至模制的结构化零件，这些方法包括热层压、基于溶剂的层压、声波焊接等。

应当理解，由无机材料组成的结构也可以使用已知技术制造。例如，可以使用标准光刻技术将通道和其他结构微加工到表面中或者蚀刻到表面中。在一些方面，微流体装置或其部件可以使用三维印刷技术制造，以制造装置和/或其分立部件的通道或其他结构。

表面改性方法

本发明的特征在于用于生产具有表面改性特征(例如，具有改变的水接触角的表面)的微流体装置的方法。这些方法可以用于对装置的表面进行改性，使得可以通过改变液体与表面的接触角来使液体“润湿”表面。本发明方法的一个示例性用途是制造表面带不同涂层的装置，以优化液滴形成。

要用表面涂层剂改性的装置可以在涂层工艺发生之前涂底漆，例如预处理。使微流体装置的表面与至少一种对涂底漆的表面具有亲和力的试剂接触，以产生第一水接触角大于约90°的表面，例如疏水或亲氟表面。在某些实施方案中，第一接触角大于涂底漆表面的水接触角。在其他实施方案中，第一接触角大于通道表面的水接触角。因此，该方法允许微流体装置内的表面具有不同的涂层。

表面可以通过在其上沉积金属氧化物来涂底漆。可用于对表面涂底漆的示例金属氧化物包括但不限于Al₂O₃、TiO₂、SiO₂，或它们的组合。可用于表面改性的其他金属氧化物在本领域中是已知的。金属氧化物可以通过标准沉积技术施加到表面上，这些标准沉积技术包括但不限于原子层沉积(ALD)、物理气相沉积(PVD)(例如溅射)、化学气相沉积(CVD)或激光沉积。用于对表面加涂层的其他沉积技术(例如基于液体的沉积)在本领域中是已知的。例如，Al₂O₃原子层可以通过沉积三甲基铝(TMA)和水而在表面上制备。

在一些情况下，涂层剂可以产生水接触角大于90°的表面，例如疏水或亲氟表面，或者可以产生水接触角小于90°的表面，例如亲水表面。例如，可以通过使氟硅烷(例如H₃FSi)流过涂底漆的装置表面(例如，涂覆有金属氧化物的表面)来产生亲氟表面。对装置表面涂底漆通过提供适当的表面官能团增强了涂层剂与表面的粘附。在一些情况下，用于为涂底漆表面加涂层的涂层剂可以是液体试剂。例如，当液体涂层剂用于为表面加涂层时，该涂层剂可以通过与通道、入口或储器流体连通的进料通道直接引入通道、入口或储器中。为了保持涂层剂定位在液滴源区域，例如防止涂层剂进入装置的另一部分，例如通道，装置的不会加涂层的部分可以基本上被不允许涂层剂通过的物质阻挡。例如，为了防止液体涂层剂进入通道，通道可以填充有基本上与涂层剂不可混溶的阻断液体。阻断液体可以被主动地输送通过装置的不会加涂层的部分，或者阻断液体可以是静止的。替代性地，通道可以填充有加压气体，使得压力防止涂层剂进入通道。涂层剂也可以施加到主装置外部的感兴趣区域。例如，该装置可以包括附加的储器和至少一个进料通道，该进料通道连接到感兴趣区域，使得没有涂层剂通过该装置。

实施例

应当理解，尽管通道、储器和入口在本文中被标记为“样品”和“试剂”，但是每个通道、储器和入口在使用时均可以用于样品或试剂。

实施例1

图1是多路流动路径的示意图。在该流动路径中，单个油入口0101连接到四个油通道0102。两个样品入口0103各自连接到两个样品通道0104。单个试剂入口0105连接到两个试剂通道0106。每个样品通道与试剂通道和两个液滴通道0107中的一个液滴通道相交。在样品通道和试剂通道相交之后，每个液滴通道与两个油通道相交。液滴通道各自连接到两个收集储器0108中的一个。如图所示，这些入口和收集储器可以基本上线性地布置。单个装置中可以包括多个多路流动路径。

实施例2

图2是多路流动路径的示意图。在该流动路径中，两个油入口0201各自连接到两个油通道0202。单个样品入口0203连接到两个样品通道0204。单个试剂入口0205连接到两个试剂通道0206。每个样品通道与试剂通道和液滴通道0207中的一个液滴通道相交。在样品通道和试剂通道相交之后，每个液滴通道与两个油通道相交。液滴通道各自连接到单个收集储器0208。如图所示，这些入口和收集储器可以基本上线性地布置。单个装置中可以包括多个多路流动路径。

实施例3

图3A和图3B是多路流动路径的示意图。在该流动路径中，单个油入口0301连接到四个油通道0302。两个样品入口0303各自连接到两个样品通道0304。两个试剂入口0305连接到两个试剂通道0306中的每一个。每个试剂通道与两个样品通道和两个液滴通道0307中的一个液滴通道相交。在样品通道和试剂通道相交之后，每个液滴通道与两个油通道相交。液滴通道各自连接到两个收集储器0308中的一个。如图所示，这些入口和收集储器可以基本上线性地布置。单个装置中可以包括多个多路流动路径。

实施例4

图4是多路流动路径的示意图。在该流动路径中，单个油入口0401连接到四个油通道0402。两个样品入口0403各自连接到两个样品通道0404。两个试剂入口0405各自连接到两个试剂通道0406中的一个。每个试剂通道与两个样品通道和两个液滴通道0407中的一个液滴通道相交。在样品通道和试剂通道相交之后，每个液滴通道与两个油通道相交。液滴通道各自连接到一个收集储器0408。如图所示，这些入口和收集储器可以基本上线性地布置。单个装置中可以包括多个多路流动路径。

实施例5

图5是多路流动路径的示意图。在该流动路径中，单个油入口0501连接到四个油通道0502。两个样品入口0503各自连接到两个样品通道0504中的一个。两个试剂入口0505各自连接到两个试剂通道0506中的一个。每个试剂通道与一个样品通道和两个液滴通道0507中的一个液滴通道相交。在样品通道和试剂通道相交之后，每个液滴通道与两个油通道相交。液滴通道各自连接到一个收集储器0508。四个油通道中的两个在两个样品入口与两个试剂入口之间延伸。如图所示，这些入口和收集储器可以基本上线性地布置。单个装置中可以包括多个多路流动路径。在图5B中，图5A的多路流动路径具有通过油废料通道0510连接到收集储器的油废料储器0509，例如用于收集多余的油。图5C示出了具有两个收集储器的相关实施方案。

实施例6

图6A是多路流动路径的示意图。在该流动路径中，单个油入口0601连接到四个油通道0602。两个样品入口0603各自连接到四个样品通道0604中的两个样品通道。两个试剂入口0605各自连接到两个试剂通道0606中的一个。每个试剂通道与两个样品通道和两个液滴通道0607中的一个液滴通道相交。在样品通道和试剂通道相交之后，每个液滴通道与两个油通道相交。液滴通道各自连接到一个收集储器0608。两个油通道和两个样品通道在两个试剂入口之间延伸，两个油通道在两个样品入口之间延伸。如图所示，这些入口和收集储器可以基本上线性地布置。单个装置中可以包括多个多路流动路径(诸如图6E所示的图6D的相关实施方案)。在图6B中，图6A的多路流动路径具有通过油废料通道0610连接到收集储器的油废料储器0609，例如用于收集多余的油。图6C示出了具有两个收集储器的相关实施方案。图6D示出了具有两个收集储器的另一个相关实施方案，其中两个收集储器都连接到油废料储器。图6E示出了具有图6D的十个流动路径的装置。如图6E所示，多个多路使用流动路径可以通过共用的槽(例如连接油入口的槽)连接。

实施例7

图7是多路流动路径的示意图。在该流动路径中，单个油入口0701连接到四个油通道0702。单个样品入口0703连接到两个样品通道0704。单个试剂入口0705连接到两个试剂通道0706。每个试剂通道与两个样品通道中的一个样品通道和两个液滴通道0707中的一个液滴通道相交。在样品通道和试剂通道相交之后，每个液滴通道与两个油通道相交。液滴通道各自连接到两个收集储器0708中的一个上。四个油通道中的两个油通道在两个收集储器之间延伸。如图所示，这些入口和收集储器可以基本上线性地布置。单个装置中可以包括多个多路流动路径。

实施例8

图8A至图8D和图9A至图9D示出了可以设置在本文所述的任何装置中(例如，样品通道或试剂通道中)的示例性漏斗构造。

图8A是可以设置在例如样品通道或试剂通道的近侧端部处的示例性漏斗的顶视图。漏斗包括更靠近漏斗入口的两排桩作为栅栏，以及更靠近漏斗出口的单排桩(在这种情况下，为一个桩)。图8B是图8A所示的示例性漏斗的透视图。

图9A是可以设置在例如样品通道或试剂通道的近侧端部处的示例性漏斗的顶视图。该漏斗包括屏障，该屏障具有设置在屏障顶部的一排桩作为栅栏。图9B是图9A所示的示例性漏斗的透视图。

图9C是可以设置在例如样品通道或试剂通道的近侧端部处的示例性漏斗的顶视图。该漏斗包括屏障，该屏障具有设置在屏障顶部的一排桩作为栅栏。这些桩的桩长度大于桩宽度。图9D是图9C所示的示例性漏斗的透视图。

实施例9

图10A至图10F示出了可以设置在本文所述的任何装置中(例如，样品通道或试剂通道中)的示例性漏斗构造。

图10A是可以设置在例如样品通道或试剂通道的近侧端部处的示例性漏斗的顶视图。该漏斗包括屏障，该屏障具有沿屏障顶部的曲线设置的一排桩作为栅栏。图10B是图10B所示的示例性漏斗的透视图。

图10C是可以设置在例如样品通道或试剂通道的近侧端部处的示例性漏斗的顶视图。该漏斗包括屏障，该屏障具有设置在屏障顶部的一排桩作为栅栏。这些桩的桩长度大于桩宽度。图10D是图10C所示的示例性漏斗的透视图。

图10E是可以设置在例如样品通道或试剂通道的近侧端部处的示例性漏斗的顶视图。该漏斗包括具有沿曲线设置的一排桩的屏障。这些桩的桩长度大于桩宽度。该漏斗还包括斜面。图10F是图10E所示的示例性漏斗的透视图。

实施例10

图11A至图11C示出了布置在通道中的示例性捕集部。这些捕集部可以设置在本文所述的任何装置中(例如，样品通道、试剂通道或液滴通道中)。图11A是示例性的一系列捕集部的顶视图。在该附图中，通道1100包括两个捕集部1107。实心填充箭头指示通过包括一系列捕集部的通道的液体流动方向。图11B是包括捕集部的通道的侧视横截面图。捕集部具有长度(L)和深度(h)。在运作过程中，可能由液体携带的气泡能够被空气浮力托起，因而从液体流中去除。图11C是包括捕集部的通道的侧视横截面图。捕集部具有长度(L)和深度(h+50)。在运作过程中，可能由液体携带的气泡能够被空气浮力托起，因而从液体流中去除。

实施例11

图12A至图12C示出了示例性的人字形混合器及其在通道中的布置。这些混合器可以设置在本文所述的任何装置中(例如，在样品、试剂或液滴中，优选地，设置在来自不同液体源的两种或更多种液体在其中混合的相交部之后)。图12A是示例性人字形混合器的顶视图。这种人字形混合器可以用于在通道中提供单个混合循环。人字形混合器包括横向延伸跨过通道的沟槽。在该图中，um代表微米。图12B是图12A所示的示例性人字形混合器部分的侧视横截面图。在该图中，um代表微米。图12C是包括由图12A所示的人字形混合器组装而成的二十个混合循环的示例性人字形混合器的顶视图。

实施例12

图13A示出了具有竖直侧壁的收集储器。图13B和图14A至图14C示出了包括倾斜侧壁(例如，倾斜角度介于89.5°与4°之间，例如介于85°与5°之间，例如5°≤θ≤85°的侧壁)的示例性收集储器。这些倾斜侧壁可以将收集装置(例如移液器吸头)对液滴的收集效率提高高达约20％。

实施例13

图15是包括倾斜侧壁、斜圆锥形状和逐渐变细至狭缝的圆锥的示例性储器的侧视横截面示意图。倾斜侧壁和/或斜圆锥形状和/或逐渐变细至狭缝形状的圆锥可以增加收集装置(例如移液器吸头)对液滴的收集效率。

实施例14

图16是包括倾斜侧壁和狭缝，以及具有突出部的狭缝的示例性储器的侧视横截面示意图。倾斜侧壁和/或具有或不具有突出部的狭槽形状可以增加收集装置(例如移液器吸头)对液滴的收集效率，同时还减少了抽取期间的液滴聚结。这些设计可以将储器的底部成形为将移液器吸头引导至底部，防止吸头抵靠最底部表面密封，并且/或者在吸头与最底部表面之间引入间隙，该间隙不会在乳液回收期间通过高剪切引起液滴聚结。这些设计还可以允许在不使装置倾斜的情况下高效地收集液滴。

实施例15

图17是示例性储器或入口的侧视横截面示意图。这些倾斜侧壁可以将液滴的收集效率或者样品或试剂的引入效率提高例如高达约20％。

实施例16

图18是示例性储器或入口的侧视横截面示意图。这些倾斜侧壁可以将液滴的收集效率或者样品或试剂的引入效率提高例如高达约20％。

其他实施方案

在不脱离本发明的范围和实质的情况下，所描述的本发明的各种修改和变型对于本领域技术人员将是显而易见的。尽管已经结合具体实施方案描述了本发明，但是应当理解，所要求权利的本发明不应当不适当地局限于此类具体实施方案。实际上，对本领域技术人员来说显而易见的用于实施本发明的所述模式的各种修改都在本发明的范围内。

权利要求书也包括其他实施方案。

Claims (44)

1.一种用于产生液滴的装置，包括流动路径，所述流动路径包括：

a)一个或多个样品入口；

b)一个或多个试剂入口；

c)一个或多个油入口；

d)一个或多个收集储器；

e)第一样品通道和第二样品通道，其各自与所述一个或多个样品入口流体连通；

f)第一试剂通道和第二试剂通道，其各自与所述一个或多个试剂入口流体连通；

g)第一油通道、第二油通道、第三油通道和第四油通道，其与所述一个或多个油入口流体连通；

h)第一相交部，所述第一试剂通道和所述第一样品通道在所述第一相交部处相交；

i)第二相交部，所述第二试剂通道和所述第二样品通道在所述第二相交部处相交；

j)第一液滴通道和第二液滴通道，其中所述第一液滴通道与所述第一相交部和所述一个或多个收集储器流体连通，并且所述第二液滴通道与所述第二相交部和所述一个或多个收集储器流体连通；

k)第三相交部，所述第一油通道和所述第二油通道与所述第一液滴通道在所述第三相交部处相交，其中所述第三相交部以流体方式设置在所述第一相交部与所述一个或多个收集储器之间；以及

l)第四相交部，所述第三油通道和所述第四油通道与所述第二液滴通道在所述第四相交部处相交，其中所述第四相交部以流体方式设置在所述第二相交部与所述一个或多个收集储器之间。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述一个或多个样品入口包括第一样品入口和第二样品入口，所述一个或多个试剂入口包括第一试剂入口，所述一个或多个油入口包括第一油入口，并且所述一个或多个收集储器包括第一收集储器和第二收集储器；并且其中所述第一样品通道与所述第一样品入口流体连通，所述第二样品通道与所述第二样品入口流体连通，所述第一液滴通道与所述第一收集储器流体连通，所述第二液滴通道与所述第二收集储器流体连通。

3.根据权利要求1所述的装置，其中所述一个或多个样品入口包括第一样品入口，所述一个或多个试剂入口包括第一试剂入口，所述一个或多个油入口包括第一油入口和第二油入口，并且所述一个或多个收集储器包括第一收集储器；并且其中所述第一油通道和所述第三油通道与所述第一油入口流体连通，并且所述第二油通道和所述第四油通道与所述第二油入口流体连通。

4.根据权利要求1所述的装置，还包括第三样品通道和第四样品通道，其各自与所述一个或多个样品入口流体连通，其中所述第三样品通道在所述第一相交部处与所述第一试剂通道相交，并且所述第四样品通道在所述第二相交部处与所述第二试剂通道相交。

5.根据权利要求4所述的装置，其中所述一个或多个样品入口包括第一样品入口和第二样品入口，所述一个或多个试剂入口包括第一试剂入口和第二试剂入口，所述一个或多个油入口包括第一油入口，并且所述一个或多个收集储器包括第一收集储器和第二收集储器；并且其中所述第一样品通道和所述第三样品通道与所述第一样品入口流体连通，所述第二样品通道和所述第四样品通道与所述第二样品入口流体连通，所述第一试剂通道与所述第一试剂入口流体连通，所述第二试剂通道与所述第二试剂入口流体连通，所述第一液滴通道与所述第一收集储器流体连通，并且所述第二液滴通道与所述第二收集储器流体连通。

6.根据权利要求4所述的装置，其中所述一个或多个样品入口包括第一样品入口和第二样品入口，所述一个或多个试剂入口包括第一试剂入口和第二试剂入口，所述一个或多个油入口包括第一油入口，所述一个或多个收集储器包括第一收集储器；并且其中所述第一样品通道和所述第三样品通道与所述第一样品入口流体连通，所述第二样品通道和所述第四样品通道与所述第二样品入口流体连通，所述第一试剂通道与所述第一试剂入口流体连通，并且所述第二试剂通道与所述第二试剂入口流体连通。

7.根据权利要求1所述的装置，其中所述一个或多个试剂入口包括第一试剂入口和第二试剂入口，所述一个或多个样品入口包括第一样品入口和第二样品入口，所述第一试剂通道与所述第一试剂入口流体连通，所述第一样品通道与所述第一样品入口流体连通，所述第二试剂通道与所述第二试剂入口流体连通，所述第二样品通道与所述第二样品入口流体连通，并且其中所述第一油通道至所述第四油通道中的一者或多者设置在所述第一试剂入口与所述第二试剂入口之间以及/或者所述第一样品入口与所述第二样品入口之间。

8.根据权利要求7所述的装置，其中所述一个或多个收集储器包括第一收集储器和第二收集储器，所述第一液滴通道与所述第一收集储器流体连通，并且所述第二液滴通道与所述第二收集储器流体连通。

9.根据权利要求7或8所述的装置，还包括与所述第一样品入口流体连通的第三样品通道和与所述第二样品入口流体连通的第四样品通道；其中所述第三样品通道在所述第一相交部处与所述第一试剂通道相交，并且所述第四样品通道在所述第二相交部处与所述第二试剂通道相交；并且其中所述第三样品通道和所述第四样品通道设置在所述第一试剂入口与所述第二试剂入口之间。

10.根据权利要求6至9中任一项所述的装置，还包括油废料储器和一个或多个油废料通道，其中每个油废料通道与所述油废料储器流体连通，并且与所述一个或多个收集储器流体连通。

11.根据权利要求1所述的装置，其中所述一个或多个收集储器包括第一收集储器和第二收集储器，所述第一液滴通道与所述第一收集储器流体连通，所述第二液滴通道与所述第二收集储器流体连通，并且其中所述第一油通道至所述第四油通道中的一者或多者设置在所述第一收集储器与所述第二收集储器之间。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的装置，其中所述一个或多个样品通道和/或所述一个或多个试剂通道中的至少一者包括一个或多个整流器。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的装置，其中所述一个或多个样品通道和/或所述一个或多个试剂通道中的至少一者包括漏斗。

14.一种产生液滴的方法，包括：

a)提供包括流动路径的装置，所述流动路径包括：

i)一个或多个样品入口；

ii)一个或多个试剂入口；

iii)一个或多个油入口；

iv)一个或多个收集储器；

v)第一样品通道和第二样品通道，其各自与所述一个或多个样品入口流体连通；

vi)第一试剂通道和第二试剂通道，其各自与所述一个或多个试剂入口流体连通；

vii)第一油通道、第二油通道、第三油通道和第四油通道，其与所述一个或多个油入口流体连通；

viii)第一相交部，所述第一试剂通道和所述第一样品通道在所述第一相交部处相交；

ix)第二相交部，所述第二试剂通道和所述第二样品通道在所述第二相交部处相交；

x)第一液滴通道和第二液滴通道，其中所述第一液滴通道与所述第一相交部和所述一个或多个收集储器流体连通，并且所述第二液滴通道与所述第二相交部和所述一个或多个收集储器流体连通；

xi)第三相交部，所述第一油通道和所述第二油通道与所述第一液滴通道在所述第三相交部处相交，其中所述第三相交部以流体方式设置在所述第一相交部与所述一个或多个收集储器之间；以及

xii)第四相交部，所述第三油通道和所述第四油通道与所述第二液滴通道在所述第四相交部处相交，其中所述第四相交部以流体方式设置在所述第二相交部与所述一个或多个收集储器之间；

(b)使来自所述一个或多个样品入口的一种或多种第一流体流过所述第一样品通道和所述第二样品通道，使来自所述一个或多个试剂入口的一种或多种第二流体流过所述第一试剂通道和所述第二试剂通道，以及使一种或多种第三流体流过所述第一油通道、所述第二油通道、所述第三油通道和所述第四油通道；其中所述一种或多种第一流体中的一种第一流体与所述一种或多种第二流体中的一种第二流体独立地在所述第一相交部和所述第二相交部处结合，然后在所述第三相交部和所述第四相交部处的所述第三流体中产生液滴；以及

c)在所述一个或多个收集储器中收集所述液滴。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述装置的所述一个或多个样品入口包括第一样品入口和第二样品入口，所述装置的所述一个或多个试剂入口包括第一试剂入口，所述装置的所述一个或多个油入口包括第一油入口，所述装置的所述一个或多个收集储器包括第一收集储器和第二收集储器；其中所述第一样品通道与所述第一样品入口流体连通，所述第二样品通道与所述第二样品入口流体连通，所述第一液滴通道与所述第一收集储器流体连通，并且所述第二液滴通道与所述第二收集储器流体连通；其中步骤(b)包括使来自所述第一样品入口和所述第二样品入口的所述一种或多种第一流体流过所述第一样品通道和所述第二样品通道，使来自所述第一试剂入口的一种第二流体流过所述第一试剂通道和所述第二试剂通道，以及使来自所述第一油入口的一种第三流体流过所述第一油通道、所述第二油通道、所述第三油通道和所述第四油通道，并且其中步骤(c)包括在所述第一收集储器和所述第二收集储器中收集所述液滴。

16.根据权利要求14所述的方法，其中所述装置的所述一个或多个样品入口包括第一样品入口，所述装置的所述一个或多个试剂入口包括第一试剂入口，所述装置的所述一个或多个油入口包括第一油入口和第二油入口，所述装置的所述一个或多个收集储器包括第一收集储器；其中所述第一油通道和所述第三油通道与所述第一油入口流体连通，并且所述第二油通道和所述第四油通道与所述第二油入口流体连通；并且其中步骤(b)包括使来自所述第一样品入口的一种第一流体流过所述第一样品通道和所述第二样品通道，使来自所述第一试剂入口的一种第二流体流过所述第一试剂通道和所述第二试剂通道，以及使来自所述第一油入口和所述第二油入口的一种或多种第三流体流过所述第一油通道、所述第二油通道、所述第三油通道和所述第四油通道。

17.根据权利要求14所述的方法，其中所述装置还包括第三样品通道和第四样品通道，其各自与所述一个或多个样品入口流体连通，其中所述第三样品通道在所述第一相交部处与所述第一试剂通道相交，并且所述第四样品通道在所述第二相交部处与所述第二试剂通道相交；并且其中步骤(b)包括使来自所述一个或多个样品入口的所述一种或多种第一流体流过所述第三样品通道和所述第四样品通道，以及使来自所述一个或多个试剂入口的所述一种或多种第二流体流过所述第三试剂通道和所述第四试剂通道。

18.根据权利要求17所述的方法，其中所述装置的所述一个或多个样品入口包括第一样品入口和第二样品入口，所述装置的所述一个或多个试剂入口包括第一试剂入口和第二试剂入口，所述装置的所述一个或多个油入口包括第一油入口，所述装置的所述一个或多个收集储器包括第一收集储器和第二收集储器；其中所述第一样品通道和所述第三样品通道与所述第一样品入口流体连通，所述第二样品通道和所述第四样品通道与所述第二样品入口流体连通，所述第一试剂通道与所述第一试剂入口流体连通，所述第二试剂通道与所述第二试剂入口流体连通，所述第一液滴通道与所述第一收集储器流体连通，并且所述第二液滴通道与所述第二收集储器流体连通；其中步骤(b)包括使来自所述第一样品入口和所述第二样品入口的所述一种或多种第一流体流过所述第一样品通道、所述第二样品通道、所述第三样品通道和所述第四样品通道，使来自所述第一试剂入口和所述第二试剂入口的所述一种或多种第二流体流过所述第一试剂通道和所述第二试剂通道，以及使来自所述第一油入口的一种第三流体流过所述第一油通道、所述第二油通道、所述第三油通道和所述第四油通道；并且其中步骤(c)包括在所述第一收集储器和所述第二收集储器中收集所述液滴。

19.根据权利要求17所述的方法，其中所述装置的所述一个或多个样品入口包括第一样品入口和第二样品入口，所述装置的所述一个或多个试剂入口包括第一试剂入口和第二试剂入口，所述装置的所述一个或多个油入口包括第一油入口，并且所述装置的所述一个或多个收集储器包括第一收集储器；其中所述第一样品通道和所述第三样品通道与所述第一样品入口流体连通，所述第二样品通道和所述第四样品通道与所述第二样品入口流体连通，所述第一试剂通道与所述第一试剂入口流体连通，并且所述第二试剂通道与所述第二试剂入口流体连通；并且其中步骤(b)包括使来自所述第一样品入口和所述第二样品入口的所述一种或多种第一流体流过所述第一样品通道、所述第二样品通道、所述第三样品通道和所述第四样品通道，使来自所述第一试剂入口和所述第二试剂入口的所述一种或多种第二流体流过所述第一试剂通道和所述第二试剂通道，以及使来自所述第一油入口的一种第三流体流过所述第一油通道、所述第二油通道、所述第三油通道和所述第四油通道。

20.根据权利要求14所述的方法，其中所述装置的所述一个或多个试剂入口包括第一试剂入口和第二试剂入口，所述一个或多个样品入口包括第一样品入口和第二样品入口；其中所述第一试剂通道与所述第一试剂入口流体连通，所述第一样品通道与所述第一样品入口流体连通，所述第二试剂通道与所述第二试剂入口流体连通，所述第二样品通道与所述第二样品入口流体连通，并且所述第一油通道至所述第四油通道中的一者或多者设置在所述第一试剂入口与所述第二试剂入口之间以及/或者所述第一样品入口与所述第二样品入口之间；并且其中步骤(b)还包括使来自所述第一样品入口和所述第二样品入口的所述一种或多种第一流体流过所述第一样品通道和所述第二样品通道，以及使来自所述第一试剂入口和所述第二试剂入口的所述一种或多种第二流体流过所述第一试剂通道和所述第二试剂通道。

21.根据权利要求20所述的方法，其中所述装置的所述一个或多个收集储器包括第一收集储器和第二收集储器，所述第一液滴通道与所述第一收集储器流体连通，并且所述第二液滴通道与所述第二收集储器流体连通；并且其中步骤(c)还包括在所述第一收集储器和所述第二收集储器中收集所述液滴。

22.根据权利要求20或21所述的方法，其中所述装置还包括与所述第一样品入口流体连通的第三样品通道和与所述第二样品入口流体连通的第四样品通道；其中所述第三样品通道在所述第一相交部处与所述第一试剂通道相交，所述第四样品通道在所述第二相交部处与所述第二试剂通道相交，并且所述第三样品通道和所述第四样品通道设置在所述第一试剂入口与所述第二试剂入口之间；并且其中步骤(b)包括使来自所述第一样品入口和所述第二样品入口的所述一种或多种第一流体流过所述第三样品通道和所述第四样品通道，以及使来自所述第一试剂入口和所述第二试剂入口的所述一种或多种第二流体流过所述第三试剂通道和所述第四试剂通道。

23.根据权利要求19至22中任一项所述的方法，其中所述装置还包括油废料储器和一个或多个油废料通道，其中每个油废料通道与所述油废料储器流体连通，并且与所述一个或多个收集储器流体连通，并且步骤(c)还包括在所述油废料储器中收集油。

24.根据权利要求14所述的方法，其中所述装置的所述一个或多个收集储器包括第一收集储器和第二收集储器，所述第一液滴通道与所述第一收集储器流体连通，并且所述第二液滴通道与所述第二收集储器流体连通；其中所述第一油通道至所述第四油通道中的一者或多者设置在所述第一收集储器与所述第二收集储器之间；并且其中步骤(c)还包括在所述第一收集储器和所述第二收集储器中收集所述液滴。

25.根据权利要求14至24中任一项所述的方法，其中所述一个或多个样品通道和/或所述一个或多个试剂通道中的至少一者包括一个或多个整流器，并且步骤(b)包括使所述一种或多种第一流体和/或所述一种或多种第二流体流过所述一个或多个整流器。

26.根据权利要求14至24中任一项所述的方法，其中所述装置的所述一个或多个样品通道和/或所述一个或多个试剂通道中的至少一者包括漏斗，并且步骤(b)包括使所述一种或多种第一流体和/或所述一种或多种第二流体流过所述漏斗。

27.根据权利要求14至26中任一项所述的方法，其中所述第一流体包括多个生物颗粒，并且其中在步骤(c)中收集的所述液滴的至少一部分包括所述多个生物颗粒中的至少一个。

28.根据权利要求12至27中任一项所述的方法，其中所述一种或多种第一流体包括多个珠粒，并且其中在步骤(c)中收集的所述液滴的至少一部分包括所述多个珠粒中的至少一个。

29.一种用于产生液滴的系统，包括：

a)包括流动路径的装置，所述流动路径包括：

i)一个或多个样品入口；

ii)一个或多个试剂入口；

iii)一个或多个油入口；

iv)一个或多个收集储器；

v)第一样品通道和第二样品通道，其各自与所述一个或多个样品入口流体连通；

i)第一试剂通道和第二试剂通道，其各自与所述一个或多个试剂入口流体连通；

vii)第一油通道、第二油通道、第三油通道和第四油通道，其与所述一个或多个油入口流体连通；

viii)第一相交部，所述第一试剂通道和所述第一样品通道在所述第一相交部处相交；

ix)第二相交部，所述第二试剂通道和所述第二样品通道在所述第二相交部处相交；

x)第一液滴通道和第二液滴通道，其中所述第一液滴通道与所述第一相交部和所述一个或多个收集储器流体连通，并且所述第二液滴通道与所述第二相交部和所述一个或多个收集储器流体连通；

xi)第三相交部，所述第一油通道和所述第二油通道与所述第一液滴通道在所述第三相交部处相交，其中所述第三相交部以流体方式设置在所述第一相交部与所述一个或多个收集储器之间；以及

xii)第四相交部，所述第三油通道和所述第四油通道与所述第二液滴通道在所述第四相交部处相交，其中所述第四相交部以流体方式设置在所述第二相交部与所述一个或多个收集储器之间；

b)设置在所述第一样品通道和所述第二样品通道中的一种或多种第一流体；

c)设置在所述第一试剂通道和所述第二试剂通道中的一种或多种第二流体；

d)设置在所述第一油通道、所述第二油通道、所述第三油通道和所述第四油通道中的一种或多种第三流体；以及

e)任选地，所述一个或多个样品入口和/或所述一个或多个试剂入口中的颗粒，以及所述一个或多个收集储器中的液滴；

其中所述一种或多种第一流体和所述一种或多种第二流体在所述一种或多种第三流体中是不可混溶的；并且

其中所述系统被配置为在所述一种或多种第三流体中产生所述一种或多种第一流体和所述一种或多种第二流体的液滴。

30.根据权利要求29所述的系统，其中所述装置的所述一个或多个样品入口包括第一样品入口和第二样品入口，所述装置的所述一个或多个试剂入口包括第一试剂入口，所述装置的所述一个或多个油入口包括第一油入口，所述装置的所述一个或多个收集储器包括第一收集储器和第二收集储器；并且其中所述第一样品通道与所述第一样品入口流体连通，所述第二样品通道与所述第二样品入口流体连通，所述第一液滴通道与所述第一收集储器流体连通，所述第二液滴通道与所述第二收集储器流体连通。

31.根据权利要求29所述的系统，其中所述装置的所述一个或多个样品入口包括第一样品入口，所述装置的所述一个或多个试剂入口包括第一试剂入口，所述装置的所述一个或多个油入口包括第一油入口和第二油入口，所述装置的所述一个或多个收集储器包括第一收集储器；其中所述第一油通道和所述第三油通道与所述第一油入口流体连通，并且所述第二油通道和所述第四油通道与所述第二油入口流体连通。

32.根据权利要求29所述的系统，其中所述装置还包括第三样品通道和第四样品通道，其各自与所述一个或多个样品入口流体连通；其中所述第三样品通道在所述第一相交部处与所述第一试剂通道相交，并且所述第四样品通道在所述第二相交部处与所述第二试剂通道相交；并且还包括设置在所述第一样品通道和所述第二样品通道中的一种或多种第一流体。

33.根据权利要求32所述的系统，其中所述装置的所述一个或多个样品入口包括第一样品入口和第二样品入口，所述装置的所述一个或多个试剂入口包括第一试剂入口和第二试剂入口，所述装置的所述一个或多个油入口包括第一油入口，所述装置的所述一个或多个收集储器包括第一收集储器和第二收集储器；并且其中所述第一样品通道和所述第三样品通道与所述第一样品入口流体连通，所述第二样品通道和所述第四样品通道与所述第二样品入口流体连通，所述第一试剂通道与所述第一试剂入口流体连通，所述第二试剂通道与所述第二试剂入口流体连通，所述第一液滴通道与所述第一收集储器流体连通，并且所述第二液滴通道与所述第二收集储器流体连通。

34.根据权利要求32所述的系统，其中所述装置的所述一个或多个样品入口包括第一样品入口和第二样品入口，所述装置的所述一个或多个试剂入口包括第一试剂入口和第二试剂入口，所述装置的所述一个或多个油入口包括第一油入口，并且所述装置的所述一个或多个收集储器包括第一收集储器；并且其中所述第一样品通道和所述第三样品通道与所述第一样品入口流体连通，所述第二样品通道和所述第四样品通道与所述第二样品入口流体连通，所述第一试剂通道与所述第一试剂入口流体连通，并且所述第二试剂通道与所述第二试剂入口流体连通。

35.根据权利要求29所述的系统，其中所述装置的所述一个或多个试剂入口包括第一试剂入口和第二试剂入口，所述一个或多个样品入口包括第一样品入口和第二样品入口，所述第一试剂通道与所述第一试剂入口流体连通，所述第一样品通道与所述第一样品入口流体连通，所述第二试剂通道与所述第二试剂入口流体连通，所述第二样品通道与所述第二样品入口流体连通；并且其中所述第一油通道至所述第四油通道中的一者或多者设置在所述第一试剂入口与所述第二试剂入口之间以及/或者所述第一样品入口与所述第二样品入口之间。

36.根据权利要求35所述的系统，其中所述装置的所述一个或多个收集储器包括第一收集储器和第二收集储器，所述第一液滴通道与所述第一收集储器流体连通，并且所述第二液滴通道与所述第二收集储器流体连通。

37.根据权利要求35或36所述的系统，其中所述装置还包括与所述第一样品入口流体连通的第三样品通道和与所述第二样品入口流体连通的第四样品通道；其中所述第三样品通道在所述第一相交部处与所述第一试剂通道相交，并且所述第四样品通道在所述第二相交部处与所述第二试剂通道相交；并且其中所述第三样品通道和所述第四样品通道设置在所述第一试剂入口与所述第二试剂入口之间；并且还包括设置在所述第一样品通道和所述第二样品通道中的一种或多种第一流体。

38.根据权利要求34至37中任一项所述的系统，还包括油废料储器和一个或多个油废料通道，其中每个油废料通道与所述油废料储器流体连通，并且与所述一个或多个收集储器流体连通。

39.根据权利要求29所述的系统，其中所述装置的所述一个或多个收集储器包括第一收集储器和第二收集储器，所述第一液滴通道与所述第一收集储器流体连通，所述第二液滴通道与所述第二收集储器流体连通，并且其中所述第一油通道至所述第四油通道中的一者或多者设置在所述第一收集储器与所述第二收集储器之间。

40.根据权利要求29至39中任一项所述的系统，其中所述一个或多个样品通道和/或所述一个或多个试剂通道中的至少一者包括一个或多个整流器。

41.根据权利要求29至40中任一项所述的系统，其中所述装置的所述一个或多个样品通道和/或所述一个或多个试剂通道中的至少一者包括漏斗。

42.根据权利要求29至40中任一项所述的系统，其中所述一个或多个样品入口中的所述颗粒包括生物颗粒。

43.根据权利要求29至40中任一项所述的系统，其中所述一个或多个试剂入口中的所述颗粒包括凝胶珠粒。

44.根据权利要求29至43中任一项所述的系统，其中所述装置包括多个流动路径。

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