CN117693681A - 用于确定至少一种液体的性质的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

描述了用于确定至少一种液体的性质的方法和用于进行所述方法的评估系统。所述方法包括提供至少第一液体和第二液体，这些液体中的至少一种包括可检测的标记物；将第一液体的一部分和第二液体的一部分连续地供给到通道中，以提供第一液体部分和第二液体部分之间的界面接触；通过读出位于界面区域处的多个体积份的第一液体部分和第二液体部分的标记物的强度来获得信号行，所述界面区域包括第一液体部分和第二液体部分之间的界面，并由信号行确定性质，其中所述确定基于在所述界面区域处获得的信号行的信号扰动或没有信号扰动。

Description

用于确定至少一种液体的性质的方法和系统
技术领域
本发明涉及用于确定至少一种液体的性质的方法，所述至少一种液体的性质诸如第一液体和第二液体的液-液相相互作用的特征性质、样品液体的化学性质和/或其成分的化学性质的性质。本发明还涉及评估系统。
背景技术
存在许多不同的用于检查液体的技术，用以确定液体的物理性质或化学性质。这些已知技术中的许多需要相对大的样品或者是相对耗时的。
已经提供了许多微流体测试系统以减少所需的液体量，诸如侧向流系统和毛细流测试装置。这样的测试一般需要预先设计包括各种化学品，诸如固定的化学品或试剂的测试装置。这样的装置的示例例如在US2019/0118181中公开，其中可需要少至25μL。
US2002/0090644公开了一种用于确定介质中存在样品分析物颗粒或其浓度的方法和装置，其包括：用于使含有分析物颗粒的第一介质与含有能够与所述分析物颗粒结合的结合颗粒的第二介质接触的机构；其中所述分析物颗粒或结合颗粒中的至少一种能够扩散到含有所述分析物颗粒或结合颗粒中的另一种的介质中；以及用于检测存在扩散的颗粒的机构。所述装置可以例如包括用于使第一介质和第二介质处于相邻层流中的T形流动装置。
US9,310,359公开了一种使用流动诱导的分散分析(Flow Induced DispersionAnalysis，FIDA)进行分散分析，用以量化分析物，诸如例如抗原、毒素、核苷酸(DNA、RNA)等的方法。对于单一物质的压力驱动的流动，FIDA对应于先前观察到的管或细毛细管中压力驱动的流动的泰勒分散。
PEDERSEN,ME.et al.Flow—Induced Dispersion Analysis(FIDA)for ProteinQuantification and Characterization.Methods in Molecular Biology,ClinicalApplications of Capillary Electrophoresis,08March 2019,pages 109-123描述了流动诱导的分散分析(FIDA)实现在自然条件下对蛋白质的表征和定量。FIDA是基于当配体选择性地与靶蛋白相互作用时对配体尺寸变化的测量。未结合的配体具有相对小的表观流体动力学半径(尺寸)，其在分析物存在下由于与分析物结合而增大。相互作用的Kd可以在滴定实验中获得，并且对未知样品中的表观配体尺寸的测量形成了用于确定分析物浓度的基础。表观分子尺寸通过在熔融石英毛细毛细管中的泰勒分散分析(Taylor dispersionanalysis，TDA)来测量。描述了用样品填充毛细管，随后将选择性结合指示剂注射到窄指示剂区，随后通过流体动力学压力使选择性结合指示剂与样品一起移动。指示剂因此被分散、与样品混合，并朝向检测器移动。随着指示剂与样品混合，指示剂的整个部分的单峰(除了噪声)变得更宽。因为峰的形状将在结合后改变，检测到的指示剂峰揭示了样品是否含有分析物。
仍然需要新的和可靠的技术用于确定液体的性质，其不需要大量的液体并且其可以相对快速地进行。
发明的公开内容
本发明的目的是提供一种用于确定至少一种液体的性质的相对快速和可靠的方法，其中所需的液体部分可以相对小。
在一个实施方案中，目的是提供一种用于确定至少一种液体的性质的相对简单的方法，所述方法相对快速且经济可行。
在一个实施方案中，目的是提供一种用于确定至少一种液体的性质的相对简单的方法，所述方法不需要使用特意设计的测试盒和/或昂贵的试剂。
在一个实施方案中，目的是提供一种用于确定两种液体之间的液-液相相互作用的特征性质的相对快速且可靠的方法，其中所需的液体部分可以相对小。
在一个实施方案中，目的是提供一种用于确定样品液体的化学性质的相对快速和可靠的方法，所述化学性质诸如液体的成分的浓度、稳定性或其他特性。
这些和其他目的已经通过如权利要求中所限定的和如本文以下所述的发明或其实施方案解决。
已经发现，本发明或其实施方案具有许多另外的优点，根据以下描述所述另外的优点对于技术人员而言将是清楚的。
短语“分子相互作用”是指分子之间以及一个或多个分子内的任何非共价相互作用。
短语“相互作用和/或反应”包括液体或其成分之间的共价和非共价的任何相互作用或反应。
术语“成分(element)”在本文中用于指各种液体的任何成分，其包括包含至少一种分子，诸如有机分子或无机分子的物质的任何离子部分、离子。成分可以例如包含聚集体、簇、复合物或包含这些中的一种或多种的任何组合。术语“成分”和“颗粒”可以互换使用。
术语“结合配偶体”在本文中用于指能够与成分非共价相互作用的任何分子或分子组。
术语“标记物”在本文中用于指能够被读取器装置检测到的任何内在或外在标记物。在一个实施方案中，标记物包含成分、成分组、部分和/或包含这些中的一种或多种的任何组合，其中标记物能够被读取器装置直接检测和/或在受到外部和/或内部来源的影响之后被读取器装置检测。
术语“读取器装置”指能够检测信号，诸如光学信号和/或电化学信号的任何检测器或检测器系统。
术语“物质”用于指定不可数的，即不为明显物品的形式的任何物质。物质可以包括组分和/或成分的均匀或不均匀混合物。
术语“缓冲液”指在使用缓冲液的情况下抵抗pH值变化的水溶液。有利地，缓冲液包含弱酸及其盐或弱碱及其盐的水溶液。
除非另有说明，否则缓冲液的pH值是在20℃下确定的。
术语“测试”和“试验”可互换使用。
术语“平衡”和“化学平衡”可互换使用。
术语“信号行”在本文中用于指通过沿通道的长度确定的强度读取获得的多个信号。
强度读数可以是同时读数、连续读数和/或在时间范围Tf内获得的读数，所述时间范围Tf诸如多达约24小时、诸如多达约10小时、诸如多达约5小时、诸如多达约1小时的时间范围Tf。
术语“成分”和“组分”可互换使用。
应该强调的是，当在本文中使用时，术语“包含(comprises)/包含(comprising)”应被解释为开放性术语，即它应被理解为指定存在具体陈述的(多个)特征，诸如(多个)要素、(多个)单元、(多个)整数、(多个)步骤、(多个)组分及其(多个)组合，但是不排除一个或多个其他陈述的特征的存在或添加。
提及“一些实施方案”或“一个实施方案”意味着结合这样的(多个)实施方案描述的具体的(多个)特征、(多个)结构或(多个)特性包括在所公开主题的至少一个实施方案中。因此，短语“在一些实施方案中”或“在一个实施方案中”在整个说明书各处的出现不一定指相同的(多个)实施方案。此外，技术人员将理解，在权利要求所限定的本发明的范围内，具体特征、结构或特性可以以任何合适的方式组合。
术语“基本上”在本文应该理解为指包括普通的产品差异和公差。
在整个说明书或权利要求书中，除非上下文另有说明或要求，单数包括复数。
本文描述的本发明的所有特征和本发明的实施方案，包括范围和优选范围，可以在本发明的范围内以各种方式组合，除非有不组合这样的特征的特定原因。
已经发现，用于确定至少一种液体的性质的方法和系统可以非常快地并且通过使用非常小体积的液体部分来提供非常精确的确定。另外，所述方法不需要特意设计的盒和许多特征。
发明人已经观察到，在流动诱导的分散分析(FIDA)中获得的信号可能具有一个或多个信号扰动，即与主信号分离并且超过噪声水平的信号尖峰。令人惊讶地发现，这样的信号扰动可以被应用于确定经历分析的一种或多种液体的性质。
本发明的方法包括：
·提供至少第一液体和第二液体，其中第一液体和/或第二液体的至少一种的组分包含可检测的标记物；
·将液体供给到通道中，其包括将第一液体的一部分和第二液体的一部分连续地供给到通道中，以提供第一液体部分和第二液体部分之间的界面接触；
·通过读出位于界面区域处的多个体积份的第一液体部分和第二液体部分的标记物的强度来获得信号行，所述界面区域包括第一液体部分和第二液体部分之间的界面，以及
·由信号行确定第一液体和第二液体中的至少一个的性质。
所述确定是基于对在界面区域处获得的信号行的一个或多个信号扰动或没有信号扰动的观察。
如下面将进一步解释的，一个或多个信号扰动的尺寸(高度以及宽度)、一个或多个信号扰动的形状以及这样的一个或多个信号扰动的位置可应用于确定(多种)液体的性质。
如从下面的描述中将明确的，所述方法可以高度灵活地应用于获得对性质的单次确定或用于对一种或多种液体进行一系列确定，其更详细地描述了(多种)液体的性质，诸如用于以N维，诸如以二维或三维或更多维生成相图。
第一液体和第二液体原则上可以是在至少一个方面不同的任何液体。
信号的信号行包括从沿着通道的长度的第一液体部分和第二液体部分的体积份读出的强度信号，其中体积份位于包括界面的界面区域处。
发明人已经发现，可以在界面区域处检测一个或多个尖峰状强度信号形式的信号扰动，并且基于这些信号扰动，可以确定第一液体、第二液体的一种或多种性质和/或诸如第一液体和第二液体之间的关系的特征性质的一种或多种性质。
据信，第一液体部分和第二液体部分之间的接触可导致界面区域处的干扰现象，诸如界面区域处的位移、液滴的形成和/或小体积份的聚集，这取决于液体部分的性质。例如由界面区域处的位移、液滴的形成和/或小体积份的聚集提供的这样的干扰可以导致一个或多个信号扰动，所述一个或多个信号扰动超过噪声水平并且可与由标记物的主要部分提供的主信号区分开。
信号扰动可以是强度不连续的形式，诸如强度尖峰。
在一个实施方案中，这可以通过标记物的读数来确定，其中获得界面区域处的强度读数行，并且所述强度读数行将显示基线，并且根据液体的一种或多种性质，可以以一个或多个强度尖峰的形式显示相对于基线的强度不连续。
观察到的尖峰可以指示界面区域处的干扰现象，例如由小液滴的形成，例如液-液相效应的形成引起的界面区域处的干扰现象，所述液-液相效应诸如分离、分层、冷凝物形成、变性产物、反应产物等。可以由信号行直接读出发生一些化学或物理效应，这从而可以使所述方法甚至更快并且例如适合液体的筛选。
便利地，确定一种或多种性质的方法可以至少部分地基于信号行处存在或不存在强度尖峰。另外，这样的强度尖峰的数量、形状、距离和高度可被应用于非常精确和快速的确定。
为了确保用于使干扰现象发生的期望的时间，从建立第一液体部分和第二液体部分之间的界面接触起的接触时间Tc之后进行读出。
接触时间Tc可优选为至少1秒，诸如至少约0.5分钟，诸如至少约1分钟，诸如至少约2分钟，诸如多达约5小时，诸如多达约1小时，诸如多达约0.5小时，诸如5秒至20分钟。
接触时间Tc可根据液体部分和待确定的一种或多种性质的类型来选择。如果在第一接触时间Tc之后提供一行信号的第一组读数没有显示任何强度尖峰的迹象，则可获得第二或另外的信号行的读数，直到显示强度尖峰或直到例如基于先前确定所考虑的一种或多种性质的经验估计将没有强度尖峰形成。已经发现，如果第一液体部分和第二液体部分之间建立界面接触起25小时内没有形成强度尖峰，则可以预期将没有强度尖峰形成。
界面区域具有沿着通道的长度确定的长度，并且包括界面。界面区域长度可以为至少约1mm，诸如至少约0.2cm，诸如至少约0.5cm，诸如约1cm至约5m，诸如约2cm至约1m。
可以根据通道的内部尺寸和接触时间Tc以及根据液体部分和待确定的一种或多种性质的类型来选择界面区域长度。
在一个实施方案中，信号行包括强度读数行，其包括至少约10个强度读数，诸如至少约50个强度读数，诸如至少约100个强度读数，诸如至少约500个强度读数，诸如至少约1000个强度读数。强度读数越多，可观察到强度尖峰可越快，并且(多个)确定可越精确。
沿界面区域长度的强度信号行的读出包括强度读数行，所述强度读数行每cm界面区域长度包括至少约10个强度读数，诸如每cm界面区域长度包括至少约50个强度读数，诸如至少约100个强度读数，诸如至少约500个强度读数，诸如至少约1000个强度读数。
一种或多种性质的确定可以包括确定相对于基线的一个或多个强度不连续。优选地，一种或多种性质的确定包括确定存在或不存在相对于基线的(多个)强度尖峰，诸如(多个)强度尖峰的高度、宽度和/或形状和/或(多个)强度尖峰的数量和/或频率。
性质的确定可以包括确定由一个或多个体积份(volume fragment)提供的一个或多个强度不连续(信号扰动)，所述一个或多个体积份具有的体积是所述第一液体的部分和所述第二液体的部分中的任何一个的25％或更小，诸如15％或更小，诸如10％或更小，诸如5％或更小。
在一个实施方案中，性质的确定包括确定从标记物获得的信号的一个或多个强度尖峰形式的一个或多个强度不连续。有利地，强度尖峰具有总强度，其代表从供给至通道的第一液体的部分和第二液体的第二部分的标记物获得的信号的总强度的高达10％，诸如高达5％，诸如高达3％。
由此，强度尖峰形式的信号扰动可容易地与由标记物的主要部分提供的主信号区分开。
便利地，标记物的主要部分，例如50％或更多提供主要的单峰信号。
有利地，从标记物获得的信号可以是光学信号，所述光学信号为由标记物发射或反射的波长范围的强度和/或由标记物吸收的强度的形式，所述标记物诸如在紫外/可见波长范围，例如约190nm至约700nm中工作的标记物。
在一个实施方案中，性质的确定包括确定相对于基线的一个或多个信号扰动。优选地，性质的确定包括确定存在或不存在相对于基线的一个或多个强度尖峰，其中，所检测的(多个)尖峰的其他参数也可以应用于确定性质，诸如(多个)强度尖峰的高度和/或宽度和/或形状、(多个)强度尖峰的数量和/或频率。
可通过获得信号的基线行来确定基线，其包括读出多个体积份的第一液体部分和第二液体部分的标记物的强度，包括读取总共来自可检测的标记物的至少50％的信号，诸如来自标记物的至少70％，诸如至少90％，诸如至少99％的信号，并且生成省略局部峰的最佳拟合连续曲线。
通常，基线包括代表标记物的大部分，例如50％或更多的强度的单峰。
在一个实施方案中，获得信号的基线行包括获得信号行，并且其中尖峰被确定为偏离基线的局部峰。
在一个实施方案中，强度尖峰的强度是背景噪声的至少2倍，优选为背景噪声的至少3倍，诸如至少5倍。
便利地，强度尖峰可具有至少2、优选至少3、诸如至少5或更高的信/噪比。
在一个实施方案中，强度尖峰的尖峰高度值可以优选超过基线至少2倍的背景噪声，优选至少3倍、诸如至少5倍的背景噪声。
所述方法可包括在至少一部分接触时间T内使第一液体部分和第二液体部分保持为非流动状态，和/或在至少一部分接触时间T内使第一液体部分和第二液体部分在通道内流动。
在一个实施方案中，所述方法包括例如通过使用包括图像采集装置，诸如照相机，优选数字照相机的读取器装置来同时进行强度读数行的多次强度读取。
在一个实施方案中，所述方法包括例如通过使用读取器装置来获取作为时间的函数的强度读数行的多个强度读数，所述读取器装置包括电子检测器，诸如光电倍增管(PMT)、电荷耦合检测器(CCD)光敏电阻和/或光电二极管，例如雪崩光电二极管。
有利地，在多达约24小时的时间范围内，优选地在多达约10小时的时间范围Tf内，诸如在多达约5小时的时间范围内，诸如在多达约1小时的时间范围内，诸如在多达约0.5小时的时间范围内，在多达约0.2小时的时间帧内获取强度读数行。可以由第一强度信号的获取时间到偏离信号行的基线的最后强度信号的获取时间来确定时间范围Tf。
液体可以是水性液体、有机液体或其混合物。
便利地，第一液体和第二液体在测试温度下，优选在约5℃至约90℃范围内，诸如在约10℃至约50℃范围内的温度下为液态。
有利地，第一液体部分和/或第二液体部分在将其供给至通道时为单相液体部分，优选地，第一液体部分和第二液体部分中的每一个在将其供给至通道时为单相液体部分。由此，可以减少噪声的形成，这可以得到更精确的确定。
有利地，所应用的读取器装置可以包括光学读取器，诸如上述光学读取器，诸如包括一个或多个光敏电阻和/或光电二极管的读取器或具有至少大约10/秒的帧速率的数字读取器。
在一个实施方案中，第一液体和第二液体在至少一种化学和/或物理性质上彼此不同。
在一个实施方案中，第一液体和第二液体在至少一种化学性质上彼此不同。这样的至少一种化学性质的实例包括
·存在/不存在至少一种成分，诸如化学物质、(分子)/溶剂，
·至少一种成分，诸如化学物质、(分子)/溶剂的浓度，
·至少一种成分，诸如化学物质、(分子)/溶剂的反应性，
·至少一种成分，诸如化学物质、(分子)/溶剂的稳定性，
·pH值，
·离子强度，
·解离的盐的浓度，或
·包含一种或多种前述化学性质的组合。
在一个实施方案中，第一液体和第二液体在至少一种物理性质上彼此不同。这样的至少一种物理性质的实例包括
·温度，
·粘度，
·沸点，
·电导率，
·表面张力，(亲水性/疏水性)，或
·包含一种或多种前述物理性质的组合。
在优选的实施方案中，确定至少一种液体的性质包括根据信号行确定第一液体和第二液体的液-液相相互作用的特征性质。
短语“特征性质”是指不依赖于样品的量并且在给定条件下液-液相相互作用独有的化学和/或物理性质。
特征性质的实例包括凝固点/熔点、沸点/冷凝点、密度、粘度和溶解度。
有利地，这样的特征性质可包括液-液相分离(LLPS)、液-液混合或液-液相反应。
如上文所解释的，液-液相相互作用可以通过小液滴形成物，诸如pL(皮升)、fL(飞升)或甚至aL(渺升(attolitre))液滴形成物，例如在界面区域处的条纹状液滴形成物的形成来反映。
有利地，液-液相相互作用的特征性质可以包括以下特征性质：第一液体和第二液体之间的相分离和/或混合能力、第一液体和第二液体之间的界面区域处形成梯度的能力、第一液体和第二液体之间的界面区域处形成聚集的能力、第一液体和第二液体的(多种)成分之间反应的能力、第一液体和第二液体之间的界面区域处完全或部分降解和/或改变第一液体和第二液体的成分的结构的能力或其任何组合。
在一个实施方案中，液-液相系统的特征性质包括：
·液-液相分离，
·液-液相分层，
·液-液相冷凝物形成，
·液-液相变/临界点/图，和/或
·等温/非等温相互作用。
第一液体和第二液体可以例如包含相同的组分，但是组分浓度不同，诸如溶解的盐的离子浓度不同。
通过进行多个确定并改变浓度差，可以绘制第一液体和第二液体的界面相互作用的整个图。
通过进行多个确定并改变温度，可以绘制作为温度的函数的第一液体和第二液体的界面相互作用的整个图。
在一个实施方案中，第一液体和第二液体中的主要液体包含蛋白质，并且第一液体和第二液体中的次要液体在以下方面中的一个或多个不同于主要液体：
·pH值，
·蛋白质的反应物的存在或浓度，
·一种或多种选定的离子(例如来自溶解的盐，诸如Na+/Cl-)的存在或浓度，和/或
·主要液体中不存在蛋白质或其浓度。
有利地，第一液体和第二液体中的至少一种包含缓冲体系。优选地，至少主要液体包含缓冲体系，更优选地，主要液体和次要液体都包含缓冲体系。因此，第一液体和第二液体的pH值的控制更简单，并且意外的pH变化可以不改变或影响所确定的信号。次要液体的缓冲体系可以与主要液体的缓冲体系相同或不同。
在一个实施方案中，确定至少一种液体的性质包括确定样品液体的化学性质。样品液体可以作为第一液体和第二液体中的一种提供，其中第一液体和第二液体中的另一种作为用于测试样品液体的测试液体提供。
因此，所述方法可以便利地用于确定样品，诸如可以是完全或部分未知的样品的性质。
确定样品液体的化学性质可以例如包括确定选自以下的化学性质：
·存在/不存在至少一种成分，诸如化学物质，(分子)/溶剂，
·至少一种成分，诸如化学物质、(分子)/溶剂的浓度，
·至少一种成分，诸如化学物质、(分子)/溶剂的反应性，
·至少一种成分，诸如化学物质、(分子)/溶剂的稳定性，
·pH值，
·离子强度，和/或
·包含这些中的一种或多种的组合。
因此，所述方法可以例如应用于天然流体的样品，诸如生物流体或废水(例如来自化工厂)的样品的检查。
在一个实施方案中，确定样品液体的化学性质包括确定与样品液体中的目标成分相关的化学性质或与怀疑存在于样品液体中的目标成分相关的化学性质。便利地，这样的目标成分可以是靶蛋白。
本发明的方法可以例如应用于诊断过程。在仅非常少量的液体样品可用的情况下，这可能是特别有益的。
在一个实施方案中，确定样品液体的化学性质包括确定样品液体的一种或多种成分相对于测试液体的一种或多种组分和/或相对于暴露于样品液体和测试液体之间的界面区域处的pH值的反应性。
信号行的强度尖峰的形成和结构可以揭示反应是否发生以及反应发生的程度。
在一个实施方案中，确定样品液体的化学性质包括确定靶蛋白的稳定性性质，其中测试液体具有不同的pH值和/或较高浓度的一种或多种选定的离子，诸如胍鎓离子。
例如，可以确定样品液体是否包含一种或多种在液体的pH值下将变性或降解的成分。
例如，可以使用在另一种/其它(多个)pH值下的测试液体重复所述测试。
在一个实施方案中，确定样品液体的化学性质包括确定靶蛋白的变性性质和/或聚集性质，其中测试液体具有与样品液体组分不同的pH值，诸如4或更小、或8或更高的pH值。
在一个实施方案中，第一液体和第二液体中的至少一种包含蛋白质，诸如抗体(单克隆或多克隆)、纳米抗体、抗原、酶和/或激素；核苷酸；核苷；核酸，诸如RNA、DNA、PNA或其任何片段和/或包含这些中的至少一种的任何组合。优选地，第一液体和第二液体中的至少一种包含蛋白质，诸如靶蛋白，其中所述蛋白质是生物蛋白质(天然存在的)，诸如酶或抗体。
合适的生物蛋白质的实例包括IgG、IgM、IgA或IgD。
IgG是血液中的主要抗体。它是唯一可以通过胎盘的同种型，从母体转移的IgG保护新生儿直到出生后一周。IgG广泛分布到血液和组织，并保护身体。
IgM由5种抗体组成。IgM在初始免疫系统中具有关键作用。它被分布到血液。
分泌的IgA由两种抗体组成。其分布至血清、鼻涕、唾液、乳汁和肠液。母乳保护新生儿的胃肠道免受细菌和病毒感染(母体免疫)。
IgD存在于B细胞表面上，并且在诱导抗体产生中起作用。
IgE被认为与对寄生虫的免疫反应有关，并且最近已知其是过敏诸如花粉症的关键因素。
有利地，第一液体和第二液体中的至少一种包含天然液体、生物液体、包含蛋白质的流体、有机溶剂和/或无机溶剂。
原则上，可以应用任何液体。然而，优选的是，至少一种液体包含有机成分。在用于第一液体和/或用于第二液体的液体的量被限制为相对少的量的情况下或者在要进行许多试验的情况下，本发明的方法是特别有利的。在一个实施方案中，本发明的方法被用作高通量试验，例如用于筛选大量液体。
有利地，第一液体和第二液体中的至少一种包含生物液体。生物液体可以例如从活生物体获得，诸如从动物、人类或植物获得。生物样品可以是从活生物体获得的液体的部分、浓缩物、稀释物或衍生物。
生物液体可以是例如来自人类或动物的样品，优选选自唾液、尿液、血液、细胞液、脑脊液、细胞外液、其组合及其部分。
可以预处理样品以形成第一液体或第二液体。便利地，预处理可包括稀释、添加缓冲体系、过滤和/或添加标记物，优选地生物液体形成样品液体的一部分或构成样品液体。
可检测的标记物可以结合到成分，诸如目标成分，或者其可以是第一液体和/或第二液体的成分，诸如目标成分的固有部分。
有利地，可检测的标记物可以包含位于第一液体和第二液体之一内的标记物分子。在一个实施方案中，标记物可以能够附着或结合到第一液体和第二液体中的另一个内的成分或怀疑在第一液体和第二液体中的另一个内的成分。
在一个实施方案中，可检测的标记物包含位于第一液体和第二液体之一内的标记物分子，并且在受诸如与第一液体和第二液体中的另一个的相互作用的影响时，可检测的标记物能够附着或结合到第一液体和第二液体之一内的成分或怀疑在第一液体和第二液体之一内的成分。
在一个实施方案中，标记物是内在标记物和/或外在标记物。
在一个实施方案中，标记物对第一液体和第二液体的成分的构象变化，诸如第一液体和第二液体之一内的大分子的结构形状的变化，诸如蛋白质和/或复合物的构象变化敏感。
在一个实施方案中，标记物根据成分的构象及其变化，诸如根据结合/解离和/或结构的变化而改变信号，诸如波长或强度。
有利地，标记物是优选地在紫外/可见波长范围，优选从约190nm至约700nm内工作的光学上可读的标记物，诸如光吸收标记物和/或荧光标记物。
有利地，所述方法在例如通过温度控制提供的恒定温度下进行。
另外，期望除了为了使样品在通道中流动而施加的压力差之外，压力保持恒定。
在试验期间或之前，液体部分优选不应经历使单个液体部分处于非平衡状态的任何温度跃变和/或压力跃变。
在一个实施方案中，将液体供给到通道中包括将第一液体的另外部分供给到通道中和/或将第二液体的另外部分供给到通道中，以提供至少一个第一液体和第二液体之间的另外的界面接触。
因此，可以在同一试验中检查液体之间的若干界面或界面区域。这使得所述方法甚至更加有效。原则上，所述方法可以包括将N份液体供给到通道中，其中相邻的液体部分在至少一种化学和/或物理性质上彼此不同，并且其中多个液体部分，诸如至少每个第二液体部分包含标志物，使N份液体部分在通道内层流，通过读出液体部分之间的各个界面处的体积份的各个标记物获得强度信号行，并且确定多个液体部分的各种性质。
在一个实施方案中，数字N为100或更大。在一个实施方案中，数字N为至少3，诸如至少4，诸如至少5。
当液体部分已经在通道的整个长度中通过时，根据液体的类型，它可以被收集在废物容器中或简单地被处理掉。
在一个实施方案中，将液体供给到通道中包括供给至少一种另外的液体的另外部分，其中至少一种另外的液体至少在化学和/或物理性质方面不同于第一液体和第二液体。
通道可以由包括通道的管，诸如玻璃管或聚合物管提供，所述玻璃管或聚合物管优选具有防止液体部分的不期望的湍流的尺寸。便利地，通道可以是微流体通道，诸如具有约1mm或更小，诸如约0.5mm或更小，诸如约0.1mm或更小，诸如约75μm或更小的最大内部尺寸的微流体通道。通道可以具有任何横截面形状，诸如矩形、圆形或椭圆形。实际上，最简单的是应用圆形通道，诸如玻璃或聚合物的毛细管。便利地，通道可以对于标记物的至少一个波长是透明的，以实现光学读出。
在一个实施方案中，通道沿着至少长度段，诸如沿着其整个长度具有相等的(多个)内部尺寸。由此，速度将易于调节，并且通道可以易于制造。
在一个实施方案中，通道具有渐变的通道长度段，诸如变窄的通道长度段和/或变宽的通道长度段。
有利地，通道的内表面可以是亲水的，其中所施加的液体部分是亲水性液体，诸如含水液体。例如，可以通过将亲水性涂层施加到内表面来提供亲水性内表面。便利地，涂层可以相对较薄，诸如多达10个分子层，诸如多达5个分子层的厚度。
液体部分可以在相同或不同的压力下，诸如至少50毫巴的一个或多个压力下供给到通道。液体部分可以在相同或不同的压力下，诸如在一个或多个压力下供给到通道，以在每个液体部分多达约5分钟的时间段内，诸如每个液体部分1秒至2分钟的时间段内，将各个液体部分中的每一个填充到通道中。
在一个实施方案中，所述方法包括设定第一液体部分和第二液体部分在被供给至通道后，在接触时间Tc的至少一部分期间，诸如在整个接触时间Tc期间处于非流动状态。
在一个实施方案中，所述方法包括设定第一液体部分和第二液体部分在进行强度读取的时间范围Tf的至少一部分期间，诸如在进行强度读取的整个时间范围Tf期间处于非流动状态。
该实施方案使得通道相对较短，诸如几厘米，例如5cm或更长。在一个实施方案中，可以应用例如5至20cm的短长度的一次性管。在一个或多个液体部分包含或被怀疑包含有毒或其它危险成分的情况下，这可能是有益的。
有利地，所述方法包括使第一液体部分和第二液体部分在通道内流动。
在一个实施方案中，使第一液体部分和第二液体部分在通道内流动包括使液体部分经历层流持续至少约10秒，诸如至少约30秒，诸如至少约1分钟，诸如至少约2分钟。优选地，所述方法包括使第一液体部分和第二液体部分在通道内层流，持续至少约10秒，诸如至少约30秒，诸如至少约1分钟，诸如至少约2分钟的时间段。
有利地，使第一液体部分和第二液体部分在通道内流动包括使液体部分经历从约0.1cm/min至约50cm/秒，诸如从约1cm/min至约25cm/秒，诸如从约5cm/min至约10cm/秒，诸如从约10cm/min至约5cm/秒的流速。
在一个实施方案中，所述方法包括在至少一部分读出之前和/或期间调节流速。在观察到的尖峰非常紧密的情况下，在至少一部分强度读取期间降低流速可能是有益的。
因此，在一个实施方案中，只要没有观察到强度尖峰，速度就保持在选定速度以上，并且在观察到第一强度尖峰的时刻，速度降到选定速度或选定速度以下。由此，可以加速试验，同时在液-液界面区域处的读出期间保持期望的速度。
在一个实施方案中，所述方法包括降低液体部分的流速和/或使液体部分经历流动停止，诸如当两次或更多次连续读取的读数强度相差超过阈值时暂时流动停止。
在一个实施方案中，所述方法包括使液体部分的流动暂时流动停止。例如，在要观察或确定一种成分从一种液体部分到另一种液体部分的扩散性质的情况下，这可能是有益的。
有利地，读出多个体积份的第一液体部分和第二液体部分的标记物包括在通道的一个或多个读取位置处读出。便利地，(多个)读取位置可以是固定的(多个)读取位置。由此，读取器保持静止和不动，这已经显示出提供非常精确的读出。
有利地，当体积份位于并经过通道的(多个)读取位置时，进行在第一液体部分和第二液体部分之间的界面处的体积份的至少一次读取。
优选地，读出包括当各个体积份经过通道的至少一个读取位置时，从液体部分的不同体积份进行连续读取或随时间读取。
在一个实施方案中，所述方法还包括获取位于通道的图像获取长度段中的液体部分的一部分的图像，其中图像获取长度段位于至少一个读取位置的下游。成像的液体部分的部分可以优选地包括先前在至少一个读取位置处读取的体积份，并且其中两次或更多次连续读取的读数强度相差超过阈值。这可以通过计算先前读取的体积份到达图像获取长度段的时间来提供。
有利地，所应用的照相机可以是高像素数字显微镜照相机，诸如CCD照相机、CMOS照相机等。
本发明还包括用于根据本文所述的方法确定至少一种液体的性质的评估系统。所述评估系统包括：
·至少两个母容器，用于容纳至少第一液体和第二液体，
·通道，
·读取器装置，用于从位于所述通道中的液体读出标记物信号，
·移取和泵装置，用于从所述各个母容器移取液体部分，并用于将所述各个液体部分连续供给到所述通道中，以提供所述液体部分之间的界面接触，以及
·计算机系统，其被编程用于控制系统的元件，用于进行如上所述的方法。
在一个实施方案中，评估系统是如在共同待决申请PCT/DK2021/050079中描述的设备，区别在于所述评估系统的计算机系统被编程为进行如上所述的和如权利要求中要求保护的方法。另外，在一个实施方案中，评估系统可以没有任何条件跃变装置。
在一个实施方案中，容器如PCT/DK2021/050079中所述。
在一个实施方案中，通道和泵装置如PCT/DK2021/050079中所述。
在一个实施方案中，读取器装置如PCT/DK2021/050079中所述。
在一个实施方案中，c移取装置如PCT/DK2021/050079中所述。
有利地，在第一液体和第二液体已经被施加到各个母容器中之后，计算机系统被编程用于进行本文所述的方法。
有利地，读取器装置可以包括光学读取器。光学读取器优选地定位成在一个或多于一个的通道读出位置由通道读出。
有利地，在读出期间，光学读取器可以是固定的(不可移动的)。
通道可以具有用于将液体部分供给到通道中的入口。有利地，通道读出位置位于距入口沿通道的长度确定的选定距离处。便利地，入口和读出位置之间的距离可以为至少约2cm，诸如至少约5cm，诸如0.1至1m。在距离非常长的情况下，试验时间可能相对较长。非常短的距离，诸如小于2cm，可能导致不太精确的确定。
有利地，通道可以如上所述。
优选地，评估系统可以被配置用于在诸如如上所述的相同或不同的压力下将液体部分供给到通道。
有利地，移取和泵装置被配置用于在相同或不同的压力下，诸如至少50毫巴的一个或多个压力下，将液体部分供给到通道，优选地以在多达约10分钟，诸如从5秒至5分钟的时间段期间，将各个液体部分中的每一个填充到通道中。
有利地，移取和泵装置被配置用于使所述第一液体部分和所述第二液体部分在所述通道内以约0.1cm/min至约50cm/秒，诸如约1cm/min至约25cm/秒，诸如约5cm/min至约10cm/秒，诸如约10cm/min至约5cm/秒的速度流动。
在一个实施方案中，其中评估系统被配置用于通过读出位于通道中的多个体积份的标记物的强度来获得信号行。优选地，评估系统可被配置用于当各个体积份通过通道的至少一个读取位置时，由通道中流动的不同体积份的液体部分进行连续的强度读取。
便利地，评估系统可以被配置用于降低液体部分的流速和/或使液体部分经历流动停止，诸如当两个或更多个连续读取的读数强度相差超过阈值时的暂时流动停止，例如如上所述的。
在一个实施方案中，评估系统包括照相机，所述照相机被布置用于获取位于通道的图像获取长度段中的液体的图像，例如如上所述的。
包括范围和优选范围的(多个)发明及其实施方案的所有特征可以在本发明的范围内以各种方式组合，除非存在不组合这样的特征的特定原因。
实施例和附图的简述
下面结合实例和实施方案并参考附图进一步说明本发明。附图是示意性的，并且可以不按比例绘制。给出实施例和实施方案仅仅是为了说明本发明，而不应该解释为限制本发明的范围。
图1图示说明本发明的评估系统的实施方案，其适合确定如本文所述的至少一种液体的性质。
图2图示说明管的一段通道的特写侧视图，第一液体部分和第二液体部分已经被供给到所述管的一段通道中。
图3a图示说明管的一段通道的特写侧视图，第一液体部分、第二液体部分和第三液体部分已经被供给到所述管的一段通道中。
图3b图示说明管的一段通道的放大侧视图，第一液体部分、第二液体部分以及第三液体部分已经被供给到所述管的一段通道中，并且其中已经图示说明估计的平均混合梯度。
图4是实施例1中获得的强度信号行的图。
图5-12是与下面描述的实施例相关的图。
图1的评估系统包括具有隔室3的设备1，隔室3包括形成通道的微流体单元4。
隔室3包括用于容纳至少第一液体和第二液体的多个母样品容器7。样品容器7被布置在支撑单元7a中。有利地，支撑单元7a包括用于将各个母样品容器7中的液体的温度控制到可选择的温度的温度控制器。隔室3包括移取装置，所述移取装置包括连接到多个移取管6的泵装置5。有利地，每个管包括针，所述针适合穿透各个母样品容器7上的覆盖膜。通过用针以它们的末端穿透母样品容器的膜，可以将各个管6手动插入期望的母样品容器。在一个实施方案中，设备1包括适合将(多个)管6插入选定的(多个)母样品容器的机器臂。
在该实施方案的变型中，移取装置包括单个移取管，所述单个移取管可以从一个母样品容器移动到另一个母样品容器，用于收集第一液体部分和第二液体部分以及任选的其他(多个)液体部分。
设备1包括进入隔室3的铰接的1b盖1a，用于提供入口。
在该实施方案中，微流体单元4是具有窄直径的管，例如如上所述的。管4连接到泵装置，使得泵可以在期望的压力差下将移取的母样品泵送到微流体单元4的通道中。
隔室3还包括形成计算机系统的一部分的计算机9。计算机适合控制设备1的元件。计算机9连接到读取器装置11，读取器装置11被定位用于从微流体单元4的通道的读取位置4b进行光学读取。
隔室3包括温度控制器8，用于控制隔室3中的温度以保持期望的温度。
废物腔室10被定位用于收集通过微流体单元4的通道的使用过的液体部分和任选的清洁流体。
在使用中，使用移取装置的管6和泵装置5从各个选定的母样品容器7移取第一液体部分和第二液体部分。
液体部分被连续地供给到微流体单元4的通道中，以在第一液体部分和第二液体部分之间提供界面接触。液体部分的供给可以在相对高的压力差下提供，以确保相对快速地进行引入。此后，液体部分以如上所述的期望的流动被朝向读取装置11泵送，所述期望的流动任选地包括一个或多个流动停止。在接触时间Tc之后，界面区域到达读取位置4b。压力和基于此的流速可以降低，例如如上所述，以使得界面区域以期望的慢速度经过读取位置4b，以确保位于界面区域处的所述第一液体部分和所述第二液体部分的体积份的期望数量的读取。当样品经过读取位置4b时，读取器装置11以期望的读取速率进行多次强度读取，例如如上所述。
作为评估系统的变型，系统包括形成计算机系统的一部分并与计算机9数据连接的个人计算机。
计算机系统被编程用于进行本文描述的方法。
图2显示具有通道的管4的一段，第一液体部分10和第二液体部分11已经被供给到所述通道中，仅看到各个液体部分10、11的一部分。第一液体部分10和第二液体部分11形成界面15，在所述界面处第一液体部分10和第二液体部分11进行界面接触。在接触时间Tc之后，形成包括界面15的界面区域13。
第一液体部分10和第二液体部分11在至少一种化学和/或物理性质方面彼此不同。
例如，第一液体部分10可包含具有过量的组分A、且没有或仅有少量B(A的摩尔含量＞组分B的摩尔含量)的缓冲液，第二液体部分11可包含具有过量的组分B、且没有或仅有少量组分A(B的摩尔含量＞A的摩尔含量)的缓冲液。例如，标记物可以是内在的、或与组分A或B之一结合。
在接触时间Tc之后，可以运用位于界面区域13的多个体积份的第一液体部分和所述第二液体部分的标记物的强度读数行。如上所述，可以由强度信号行确定是否发生相分离和发生相分离的程度。如果强度信号行显示相对于基线的强度不连续，则这表明发生了液-液相分离，并且不连续的程度，诸如强度尖峰的尺寸、形状和/或数量可以指示液-液相分离的程度。
第一液体部分10和第二液体部分11各自的缓冲液可以相同或不同，诸如磷酸盐缓冲液、PBS(磷酸盐缓冲盐水)缓冲液、tris(三(羟甲基)氨基甲烷)缓冲液、hepes((4-(2-羟乙基)-1-哌嗪乙磺酸)缓冲液等。
在一个实施方案中，图2中图示说明的装置应用于分析等温液-液相分离。
例如组分A和组分B可以是液-液相分离系统中已知的组分，诸如蛋白质、寡核苷酸(DNA、RNA等)、聚合物(葡聚糖、PEG等)、盐(在溶解条件下)，诸如Hofmeister系列或感胶离子序(lyotropic series)的盐。
在该实施例中，第一液体部分10和第二液体部分11的体积可在40nL至9μL之间。
第一液体部分10和第二液体部分11的其它实施例如上所述。
图3b显示具有通道的管24的一段，第一液体部分20、第二液体部分21和第三液体部分22已经被供给到所述通道中，显示第一液体部分20和第三液体部分22各自的仅一部分，而第二液体部分21小于第一液体部分20和第三液体部分22，并且以其通道的整个长度显示。
第一液体部分20和第二液体部分21形成第一界面25a，在该界面处第一液体部分20和第二液体部分21进行界面接触。在接触时间Tc之后，形成包括界面25a的第一界面区域23a。
第二液体部分21和第三液体部分22形成第二界面25b，在该界面处第二液体部分21和第三液体部分22进行界面接触。在接触时间Tc之后，形成包括界面25b的第二界面区域23b。
第一液体部分20、第二液体部分21和第三液体部分可以如上所述。
在一个实施方案中，第一液体部分20和第三液体部分22是相同的，并且第二液体部分21在至少一种化学和/或物理性质方面不同于第一液体部分20和第三液体部分22。
在一个实施方案中，第二液体部分21是例如针对目标成分的存在或浓度而待测试的样品液体，并且第一液体部分20和第三液体部分22是测试液体并且包含至少一种干扰目标成分的组分，例如通过与目标成分反应、通过充当目标成分的变性剂或以任何其他方式干扰来干扰目标成分的组分。
在一个实施方案中，第一液体部分20是包含组分A的缓冲液，第三液体部分22是包含组分B的缓冲液，第二液体部分21是形成第一液体部分20和第三液体部分22的液体的预混合物，即第二液体部分21是包含组分A和组分B两者的缓冲液，但浓度低于各个第一液体部分20和第三液体部分22。
例如，标记物可以是内在的或与组分A或B之一结合。
在接触时间Tc之后，可以分别运用位于第一界面区域23a和第二界面区域23b的多个体积份的标记物的强度读数行。如果强度信号行显示相对于基线的强度不连续，则这可以指示如上所述的一个或多个各个液体部分的性质。
图3b图示说明一个实施方案，其中第一液体部分20和第三液体部分22是相同的，并包含含有组分B但最初不含组分A的缓冲液，第二液体部分21是含有组分A但最初不含组分B的相同缓冲液。
在接触时间Tc之后，形成第一界面区域23a和第二界面区域23b，其中组分A和组分B都存在。在第二液体部分的中间部分21a中，组分A处于最大浓度，不存在组分B。在各个第一液体部分20和第三液体部分22各自的最远部分20a和22a中，组分B处于最大浓度，不存在组分A。
组分A的估计平均浓度用加点线(点-划)表示，组分A的浓度用虚线(划-划)表示。
实施例1
应用如图1所示的评估系统。
·制备具有以下组成的第一液体：
·Hepes缓冲液20mM，pH 7.4。
·7.5％peg(聚乙二醇)
制备具有以下组成的第二液体：
·Hepes缓冲液20mM，pH 7.4。
·20nM荧光标记的葡聚糖(fl-dex)+5％未标记的葡聚糖。
将一部分第一液体作为第一液体部分供给到管4的通道中，将一部分第二液体作为第二液体部分供给到通道中，随后将一部分第一液体作为第三液体部分供给到通道。
用于供给液体部分而施加的压力为375毫巴。
保持该压力以使液体部分流向读取器装置11，并且当第一界面区域到达读取器时，读取器在界面区域通过读取段处的通道时进行多次连续强度读取。
图4是获得的强度信号行的图。
线“数据开始”和“数据结束”指示获得的信号的顺序，即更靠近数据开始线的获得强度读数比更远离数据开始线且更靠近数据结束线的强度读数更重要。
接触时间Tc可以确定为从两个液体部分都被供给到通道时的时间直到第一界面区域到达读取器装置，例如数据开始线的时间的行进时间。
在约15.5分钟的时间范围Tf内获得强度信号行。
可以看出，在两个界面区域中都形成多个强度尖峰。显示了从大约零达到平台P并回到大约零的基线B。在第二液体部分处以及与其紧邻的部分，即在第一和第二界面区域之间，获得形成平台P的强度信号。强度尖峰被解释为表明如上所述的液滴形成形式的液-液相分离。
用作实施例1的变型的可以被检验的其它液-液相分离的实例如下：
第一液体 第二液体 溶剂
在溶剂中的葡聚糖 在溶剂中的Peg 水
在溶剂中的溶菌酶(lysozym) 在溶剂中的盐(例如NaCl) 水
在溶剂中的溶菌酶(lysozyme) 在溶剂中的Peg 水
在溶剂中的蛋白质 在溶剂中的寡核苷酸 水
在溶剂中的抗体 在溶剂中的盐 水
在另外的变型中，第一液体和第二液体被交换和/或溶剂被缓冲液替换。
实施例2
应用如图1所示的评估系统。
制备具有以下组成的第一液体：
·Hepes缓冲液20mM，pH 7.4。
·7.5％peg(聚乙二醇)。
制备具有以下组成的第二液体：
·Hepes缓冲液20mM，pH 7.4。
·20nM荧光素+5％未标记的葡聚糖。
该实施例如实施例1进行。
图5是获得的强度信号行的图。
在约20分钟的时间范围Tf内获得强度信号行。
可以看出，在第一液体部分和第二液体部分之间的界面区域中形成多个强度尖峰。
强度信号行E2在切开部分E1中被放大。这里可以看出，强度尖峰是从基线的显著偏离。
荧光素比葡聚糖更疏水，因此将仅以有限的程度分布到在第一液体部分中形成的葡聚糖的形成液滴。
实施例3
应用如图1所示的评估系统。
·制备具有以下组成的第一液体：
·Hepes缓冲液20mM，pH 7.4。
·7.5％peg(聚乙二醇)。
制备具有以下组成的第二液体：
·Hepes缓冲液20mM，pH 7.4。
·20nM荧光标记的葡聚糖(fl-dex)+5％未标记的葡聚糖。
制备具有下列组成的第三液体：
·50％的第一液体。
·50％的第二液体。
将一部分第一液体作为第一液体部分供应到管4的通道中，将一部分第三液体作为第二液体部分供应到通道中，随后将一部分第二液体作为第三液体部分供应到通道。
用于供给液体部分而施加的压力为750毫巴。
保持该压力以使液体部分流向读取器装置11，并且当第一界面区域到达读取器时，读取器在界面区域通过读取段处的通道时进行多次连续强度读取。
图6是获得的强度信号行的图。
强度信号行E2在切开部分E1中被放大。这里可以看出，强度尖峰是从基线的显著偏离。
据信，在连续相中已经发生了混合，并且在所指示的非常窄的区域中已经形成了液滴。
实施例4
如实施例3使用不同的压力进行该实施例。所用压力为200毫巴。
图7是获得的强度信号行的图。
实施例5
如实施例3使用不同的压力进行该实施例。所用压力为100毫巴。
图8是获得的强度信号行的图。
实施例5
应用如图1所示的评估系统。
制备具有以下组成的第一液体：
·磷酸盐缓冲液，pH 7.4。
·7变性剂6M GuHCL。
制备具有以下组成的第二液体：
·磷酸盐缓冲液，pH 7.4。
·1mg/ml BSA(牛血清白蛋白)+橙染(sypro orange)
该实施例如实施例1那样进行。
图9是获得的强度信号行的图。
在约3分钟的时间范围Tf内获得强度信号行。
可以看到明显的强度尖峰，表明橙染结合到变性的蛋白质。这指示BSA被GuHCL变性，然后结合橙染。
这样的试验可应用于确定样品中是否存在BSA或另一种蛋白质和/或其浓度。
实施例6
应用如图1所示的评估系统。
制备具有以下组成的第一液体：
·10nM荧光素在pH 2.3的磷酸盐缓冲液中。
制备具有以下组成的第二液体：
·10nM荧光素在pH 7.4的磷酸盐缓冲液中。
该实施例如实施例1那样进行。
图10是获得的强度信号行的图。
荧光素是pH敏感的，并且在2-4范围内的pH值下基本上没有发射。
可以看出，在bot界面区域中存在信号强度的跃变，由此可以确定pH梯度。
实施例7
应用如图1所示的评估系统。
制备具有以下组成的第一液体：
·pH 7.4的磷酸盐缓冲液。
制备具有以下组成的第二液体：
·10nM荧光素在pH 7.4的磷酸盐缓冲液中。
该实施例如实施例6那样进行。
图10是获得的强度信号行的图。
在此可以看出没有pH跃变。
实施例8
应用如图1所示的评估系统。
制备具有以下组成的第一液体：
·200微摩尔BSA在pH2.3的磷酸盐缓冲液中。
制备具有以下组成的第二液体：
·10nM荧光素在pH 7.4的磷酸盐缓冲液中。
该实施例如实施例1那样进行，使用4000毫巴的压力。第二液体部分具有5μL的体积。
图12是获得的强度信号行的图。
可以看到许多信号强度相对于基线的不连续，指示局部液体体积份中的荧光素结合BSA。

Claims (73)

1.一种用于确定至少一种液体的性质的方法，所述方法包括：
·提供至少第一液体和第二液体，其中所述第一液体和/或第二液体的至少一种组分包含可检测的标记物；
·将液体供给到通道中，其包括将所述第一液体的一部分和所述第二液体的一部分连续地供给到通道中，以提供所述第一液体部分和所述第二液体部分之间的界面接触；
·通过读出位于界面区域处的多个体积份的所述第一液体部分和所述第二液体部分的所述标记物的强度来获得信号行，所述界面区域包括所述第一液体部分和所述第二液体部分之间的所述界面，以及
·由所述信号行确定第一液体和第二液体中的至少一个的所述性质，
其中所述确定基于在界面区域处获得的信号行的信号扰动或没有信号扰动，以及
其中在从建立所述第一液体部分和所述第二液体部分之间的所述界面接触起的接触时间Tc之后进行读出。
2.权利要求1所述的方法，其中所述接触时间Tc为至少1秒，诸如至少约0.5分钟，诸如至少约1分钟，诸如至少约2分钟，诸如多达约5小时，诸如多达约1小时，诸如多达约0.5小时，诸如5秒至20分钟。
3.权利要求1或权利要求2所述的方法，其中所述界面区域具有沿着通道的长度确定的长度，并且包括所述界面，其中界面区域长度为至少约1mm，诸如至少约0.2cm，诸如至少约0.5cm，诸如约1cm至约5m，诸如约2cm至约1m。
4.前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述信号行包括强度读数行，所述强度读数行包括至少约10个强度读数，诸如至少约50个强度读数，诸如至少约100个强度读数，诸如至少约500个强度读数，诸如至少约1000个强度读数。
5.前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述信号行包括强度读数行，所述强度读数行每cm界面区域长度包括至少约10个强度读数，诸如每cm界面区域长度包括至少约50个强度读数，诸如至少约100个强度读数，诸如至少约500个强度读数，诸如至少约1000个强度读数。
6.前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述性质的确定包括确定由一个或多个体积部分提供的一个或多个强度不连续，所述一个或多个体积部分具有所述第一液体的部分和所述第二液体的部分中的任何一个的25％或更小，诸如15％或更小，诸如10％或更小，诸如5％或更小的体积。
7.前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述性质的确定包括确定由标记物获得的信号的一个或多个强度尖峰形式的一个或多个强度不连续，其中强度尖峰具有总强度，其代表从供给至所述通道的所述第一液体的所述部分和所述第二液体的所述第二部分的标记物获得的信号的总强度的高达10％，诸如高达5％，诸如高达3％。
8.前述权利要求中任一项所述的方法，其中由标记物获得的信号是光学信号，其为由标记物发射或反射的波长范围的强度和/或由标记物吸收的强度的形式，所述标记物诸如在紫外/可见波长范围，例如约190nm至约700nm内工作的标记物。
9.前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述性质的确定包括确定相对于基线的一个或多个信号扰动，优选地，所述性质的确定包括确定相对于所述基线存在或不存在(多个)强度尖峰，诸如(多个)强度尖峰的高度和/或宽度和/或形状、(多个)强度尖峰的数量和/或频率。
10.权利要求9所述的方法，其中所述方法包括通过获得信号的基线行确定基线，其包括读出多个体积份的所述第一液体部分和所述第二液体部分的所述标记物的强度，包括读取总共至少50％的来自可检测的标记物的信号，诸如至少70％，诸如至少90％，诸如至少99％的来自标记物的信号，并且生成省略局部峰的最佳拟合连续曲线。
11.权利要求10所述的方法，其中获得信号的基线行包括获得信号行，并且其中尖峰被确定为偏离基线的局部峰。
12.权利要求7-11中任一项所述的方法，其中强度尖峰具有背景噪声的至少2倍，优选背景噪声的至少3倍，诸如至少5倍的强度。
13.权利要求7-12中任一项所述的方法，其中强度尖峰具有超过基线背景噪声的至少2倍、优选背景噪声的至少3倍、诸如至少5倍的尖峰高度值。
14.前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法包括在至少一部分所述接触时间T内使所述第一液体部分和所述第二液体部分保持在非流动状态，和/或在至少一部分所述接触时间T内使所述第一液体部分和所述第二液体部分在所述通道内层流。
15.前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述信号行包括强度读数行，其中所述方法包括例如通过使用包括图像采集装置，诸如照相机的读取器装置来同时进行所述强度读数行的多次所述强度读取。
16.前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述信号行包括强度读数行，其中所述方法包括例如通过使用读取器装置来进行作为时间的函数的所述强度读数行的多次所述强度读取，所述读取器装置包括电子检测器，诸如光电倍增管(PMT)、电荷耦合检测器(CCD)光敏电阻，和/或光电二极管，例如雪崩光电二极管。
17.前述权利要求中任一项所述的方法，其中在多达约24小时的时间范围内，优选地在多达约10小时的时间范围Tf内，诸如在多达约5小时的时间范围内，诸如在多达约1小时的时间范围内，诸如在多达约0.5小时的时间范围内，在多达约0.2小时的时间范围内获取所述强度读数行。
18.前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第一液体和所述第二液体在至少一种化学和/或物理性质上彼此不同。
19.前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第一液体部分和所述第二液体部分中的至少一个在将其供给至通道时为单相液体部分，优选地，所述第一液体部分和所述第二液体部分中的每一个在将其供给至通道时为单相液体部分。
20.前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第一液体和所述第二液体在至少一种化学性质上彼此不同，所述化学性质优选地选自
·存在/不存在至少一种成分，诸如化学物质，
·至少一种成分，诸如化学物质的浓度，
·至少一种成分，诸如化学物质的反应性，
·至少一种成分，诸如化学物质的稳定性，
·pH值，
·离子强度，
·解离的盐的浓度，或
·包含一种或多种前述化学性质的组合。
21.前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第一液体和所述第二液体在至少一种物理性质上彼此不同，所述物理性质优选地选自
·温度，
·粘度，
·沸点，
·电导率，
·表面张力，或
·包含一种或多种前述物理性质的组合。
22.前述权利要求中任一项所述的方法，其中确定至少一种液体的性质包括由所述信号行确定第一液体和第二液体的液-液相相互作用和/或反应的特征性质，诸如液-液相分离(LLPS)、液-液混合或液-液相反应的特征性质。
23.权利要求22所述的方法，其中所述特征性质包括以下特征性质：第一液体和第二液体之间的相分离和/或混合能力、第一液体和第二液体之间的界面区域处形成梯度的能力、第一液体和第二液体之间的界面区域处形成聚集的能力、第一液体和第二液体的(多种)成分之间的反应能力、完全或部分降解和/或改变第一液体和第二液体之间的界面区域处的第一液体和第二液体的成分的结构的能力或其任何组合。
24.权利要求22或236所述的方法，其中所述第一液体和所述第二液体包含相同的组分，但浓度不同，诸如溶解的盐的离子的浓度不同。
25.权利要求22-24中任一项所述的方法，其中所述第一液体和所述第二液体之一的形式的主要液体包含蛋白质，并且所述第一液体和所述第二液体中的另一种的形式的次要液体在pH值、所述蛋白质的反应物的存在或浓度、选定的一种或多种离子的存在或浓度、主要液体中所述蛋白质不存在或浓度方面不同于所述主要液体。
26.权利要求22-25中任一项所述的方法，其中所述第一液体和所述第二液体中的至少一种包含缓冲体系，优选地，至少所述主要液体包含缓冲体系，更优选地，所述主要液体和所述次要液体两者都包含缓冲体系，其中所述次要液体的缓冲体系可以与所述主要液体的缓冲体系相同或不同。
27.前述权利要求中任一项所述的方法，其中确定至少一种液体的性质包括确定样品液体的化学性质，所述样品液体作为第一液体和第二液体之一提供，其中第一液体和第二液体中的另一种作为用于测试样品液体的测试液体提供。
28.权利要求27所述的方法，其中确定所述样品液体的化学性质包括确定选自以下的化学性质：
·存在/不存在至少一种成分，诸如化学物质，
·至少一种成分，诸如化学物质的浓度，
·至少一种成分，诸如化学物质的反应性，
·至少一种成分，诸如化学物质的稳定性，
·pH值，
·离子强度和/或
·包含这些中的一种或多种的组合。
29.权利要求27或28所述的方法，其中确定样品液体的化学性质包括确定与样品液体中的目标成分相关的化学性质或与怀疑存在于样品液体中的目标成分相关的化学性质，优选地，所述目标成分是靶蛋白。
30.权利要求27-29中任一项所述的方法，其中确定样品液体的化学性质包括确定样品液体的一种或多种成分相对于测试液体的一种或多种组分和/或相对于暴露于样品液体和测试液体之间的界面区域处的pH值的反应性。
31.权利要求27-30中任一项所述的方法，其中确定所述样品液体的化学性质包括确定靶蛋白的稳定性性质，其中所述测试液体具有不同的pH值和/或较高浓度的一种或多种选定的离子，诸如胍鎓离子。
32.权利要求27至31中任一项所述的方法，其中确定所述样品液体的化学性质包括确定靶蛋白的变性性质和/或聚集性质，其中测试液体具有与样品液体组分不同的pH值，诸如4或更小、或8或更高的pH值。
33.前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第一液体和所述第二液体中的至少一种包含蛋白质，诸如抗体(单克隆或多克隆)、纳米抗体、抗原、酶和/或激素；核苷酸；核苷；核酸，诸如RNA、DNA、PNA或其任何片段和/或包含这些中的至少一种的任何组合，优选地，其中所述第一液体和所述第二液体中的至少一种包含蛋白质，诸如靶蛋白，其中所述蛋白质是生物蛋白质(天然存在的)，诸如酶或抗体。
34.前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第一液体和所述第二液体中的至少一种包含天然液体、生物液体、包含蛋白质的流体、有机溶剂和/或无机溶剂。
35.前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第一液体和所述第二液体中的至少一种包含生物液体，优选从活生物体获得的生物液体，优选从动物、人类或植物获得的生物液体。
36.前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述生物液体是来自人类或动物的样品，优选选自唾液、尿液、血液、细胞液、脑脊液、细胞外液、其组合及其片段。
37.权利要求27-36中任一项所述的方法，其中所述样品经预处理以形成所述第一液体或所述第二液体，其中所述预处理优选地包括稀释、添加缓冲体系、过滤和/或添加标记物，优选地，生物液体形成样品液体的一部分或构成样品液体。
38.前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述可检测的标记物结合到所述第一液体和/或所述第二液体的成分或为所述第一液体和/或所述第二液体的成分的固有部分，诸如结合到目标成分。
39.前述权利要求1-37中任一项所述的方法，其中所述可检测的标记物包含位于所述第一液体和所述第二液体之一内的标记物分子，并且能够附着或结合到所述第一液体和所述第二液体中的另一个内的成分或怀疑在所述第一液体和所述第二液体中的另一个内的成分。
40.前述权利要求1-37中任一项所述的方法，其中所述可检测的标记物包含位于所述第一液体和所述第二液体之一内的标记物分子，并且在所述第一液体和所述第二液体中的另一个的影响下，所述可检测的标记物能够附着或结合到所述第一液体和所述第二液体之一内的成分或怀疑在所述第一液体和所述第二液体之一内的成分。
41.前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述标记物是内在标记物和/或外在标记物。
42.前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述标记物对所述第一液体和所述第二液体的成分的构象变化敏感，优选地，所述标记物根据成分的构象及其变化，诸如根据结合/解离和/或结构的变化而改变信号，诸如波长或强度。
43.前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述标记物是优选地在紫外/可见波长范围，优选约190nm至约700nm内工作的光学可读标记物，诸如光吸收标记物和/或荧光标记物。
44.前述权利要求中任一项所述的方法，其中将液体供给到通道中包括将所述第一液体的另外部分供给到通道中和/或将所述第二液体的另外部分供给到通道中，以提供所述第一液体和所述第二液体之间的至少一个另外的界面接触。
45.前述权利要求中任一项所述的方法，其中将液体供给到通道中包括供给至少一种另外的液体的另外部分，其中所述至少一种另外的液体至少在化学和/或物理性质方面不同于所述第一液体和所述第二液体。
46.前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述通道是微流体通道，所述微流体通道具有约1mm或更小，诸如约0.5mm或更小，诸如约0.1mm或更小，诸如约75μm或更小的最大内部尺寸，优选地，所述通道具有圆形或椭圆形横截面形状。
47.前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述通道沿着至少一个长度段，诸如沿着其整个长度具有相等的(多个)内部尺寸。
48.前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述通道具有渐变的通道长度段，诸如变窄的通道长度段和/或变宽的通道长度段。
49.前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述液体部分在相同或不同的压力下，诸如至少50毫巴的一个或多个压力下被供给到所述通道，优选地以在多达约60分钟或更长，诸如约5秒至约5分钟的时段期间，将各个液体部分中的每一个填充到所述通道中。
50.前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法包括设定所述第一液体部分和所述第二液体部分在被供给至通道后，在接触时间Tc的至少一部分期间，诸如在整个接触时间Tc期间处于非流动状态。
51.前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法包括设定所述第一液体部分和所述第二液体部分在进行所述强度读取的时间范围Tf的至少一部分期间，诸如在进行所述强度读取的整个时间范围Tf期间处于非流动状态。
52.前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法包括使所述第一液体部分和所述第二液体部分在所述通道内流动。
53.权利要求52所述的方法，其中所述使所述第一液体部分和所述第二液体部分在所述通道内流动包括使液体部分经历层流持续至少约10秒，诸如至少约30秒，诸如至少约1分钟，诸如至少约2分钟，优选地，所述方法包括使所述第一液体部分和所述第二液体部分在所述通道内层流，持续至少约10秒，诸如至少约30秒，诸如至少约1分钟，诸如至少约2分钟的时间段。
54.权利要求52或权利要求53所述的方法，其中所述使所述第一液体部分和所述第二液体部分在所述通道内流动包括使液体部分经历从约0.1cm/min至约50cm/秒，诸如从约1cm/min至约25cm/秒，诸如从约5cm/min至约10cm/秒，诸如从约10cm/min至约5cm/秒的流速。
55.权利要求54所述的方法，其中所述方法包括在至少一部分读出之前和/或期间调节所述流速，优选地，所述方法包括在至少一部分强度读取期间降低流速。
56.前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法包括使所述第一液体部分和所述第二液体部分在所述通道内流动，随后使所述液体部分流动停止，诸如至少一次暂时流动停止。
57.前述权利要求中任一项所述的方法，其中读出多个体积份的所述第一液体部分和/或所述第二液体部分的所述标记物的强度包括在所述通道的至少一个读取位置处进行强度读取。
58.权利要求507所述的方法，其中所述读出包括当各个体积份通过所述通道的所述至少一个读取位置时，由不同体积份的所述液体部分进行连续读取和/或随时间读取。
59.前述权利要求52-58中任一项所述的方法，其中所述方法包括当两次或更多次连续读取的读数强度相差超过阈值时，降低所述液体部分的流速和/或使所述液体部分经历暂时流动停止。
60.前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法包括获取位于通道的图像采集长度段中的液体部分的一部分的图像，其中所述图像采集长度段优选位于所述至少一个读取位置的下游，优选地，成像的液体部分的部分包括先前在所述至少一个读取位置处经历强度读取的体积份，并且其中两次或更多次连续读取的读数强度相差超过阈值。
61.一种用于根据前述权利要求中的任一项所述的方法确定至少一种液体的性质的评估系统，所述系统包括：
·至少两个母容器，用于容纳至少第一液体和第二液体，
·通道，
·读取器装置，用于从位于所述通道中的液体读出标记物信号，
·移取和泵装置，用于从所述各个母容器移取液体部分，并用于将所述各个液体部分连续供给到所述通道中，以提供所述液体部分之间的界面接触，以及
·计算机系统，其被编程用于控制系统的元件，用于进行前述权利要求中任一项所述的方法。
62.权利要求61所述的评估系统，其中所述计算机系统被编程用于进行权利要求1-53中任一项所述的方法，施加容纳在所述各个母容器中的所述第一液体和所述第二液体。
63.权利要求61或权利要求62所述的评估系统，其中所述读取器装置包括光学读取器，所述光学读取器优选地被定位成在所述通道的至少一个读取位置处从所述通道读出。
64.权利要求61-63中的任一项所述的评估系统，其中所述通道具有用于将所述液体部分供给到所述通道中的入口，优选地，所述通道读出位置位于距所述入口沿着所述通道的长度确定的一定距离处，所述距离是至少约2cm，诸如至少约5cm，诸如0.1m至1m。
65.权利要求61-65中的任一项所述的评估系统，其中所述通道是微流体通道，所述微流体通道具有约1mm或更小，诸如约0.5mm或更小，诸如约0.1mm或更小，诸如约75μm或更小的最大内部尺寸，优选地，所述通道具有圆形或椭圆形横截面形状。
66.权利要求61-66中的任一项所述的评估系统，其中所述通道沿着至少一个长度段，诸如沿着其整个长度具有相等的(多个)内部尺寸。
67.权利要求61-67中的任一项所述的评估系统，其中所述通道具有渐变的通道长度段，诸如变窄的通道长度段和/或变宽的通道长度段。
68.权利要求61-68中的任一项所述的评估系统，其中所述移取和泵装置被配置用于在相同或不同的压力下，诸如至少50毫巴的一个或多个压力下，将所述液体部分供给到通道，优选地以在多达约10分钟，诸如从5秒至5分钟的时间段期间，将各个液体部分中的每一个填充到通道中。
69.权利要求61-69中的任一项所述的评估系统，其中所述移取和泵装置被配置用于使所述第一液体部分和所述第二液体部分在所述通道内以约0.1cm/min至约50cm/秒，诸如约1cm/min至约25cm/秒，诸如约5cm/min至约10cm/秒，诸如约10cm/min至约5cm/秒的速度流动。
70.权利要求61-69中的任一项所述的评估系统，其中所述评估系统被配置用于通过读出位于所述通道中的多个体积份的标记物的强度来获得信号行。
71.权利要求61-70中的任一项所述的评估系统，其中所述评估系统被配置用于当各个体积份通过所述通道的所述至少一个读取位置时，通过读出在所述通道中流动的多个体积份的液体部分的标记物的强度来获得信号行。
72.权利要求61-71中的任一项所述的评估系统，其中所述评估系统被配置用于当两次或更多次连续读取的读数强度相差超过阈值时，降低所述液体部分的流速和/或使所述液体部分经历流动停止。
73.权利要求61-72中的任一项所述的评估系统，其中所述评估系统包括照相机，所述照相机被布置用于获取位于所述通道的图像采集长度段中的液体的图像，其中所述图像采集长度段位于所述至少一个读取位置的下游，优选地，所述计算机系统被编程用于获取先前已经在所述至少一个读取位置处被读取的体积份的图像，并且其中两次或更多次连续读取的读数强度相差超过阈值。
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