DE202011110979U1 - System zum Bilden von Emulsionen - Google Patents

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Abstract

System (50) zur Erzeugung von Tröpfchen, umfassend: eine Vorrichtung (152), die eine Vielzahl umfasst von: Probenwells (170), die so konfiguriert sind, dass sie ein probenhaltiges Fluid (208) aufnehmen, Ölphasenwells (168), die so konfiguriert sind, dass sie Ölphasenfluid (206) aufnehmen, und Tröpfchenwells (172), wobei die Vorrichtung auch ein Kanalnetzwerk umfasst, das einen ersten Kanal (214), wenigstens einen zweiten Kanal (210, 212) und einen dritten Kanal (216), die in einem Tröpfchenerzeugungsbereich (198) aufeinander treffen, aufweist; einen Halter (150) für die Vorrichtung (152); und ein Instrument (52), das so konfiguriert ist, dass es eine Anordnung, die die Vorrichtung (152) und den Halter (150) umfasst, funktionell aufnimmt und Druck ausübt, um probenhaltiges Fluid (208) aus den Probenwells (170) über den ersten Kanal (214) in den Tröpfchenerzeugungsbereich (198), Ölphasenfluid (206) aus den Ölphasenwells (168) über den wenigstens einen zweiten Kanal (210, 212) in den Tröpfchenerzeugungsbereich (198) und probenhaltige Tröpfchen (209) über den dritten Kanal (216) aus dem Tröpfchenerzeugungsbereich (198) in die Tröpfchenwells (172) zu treiben.

Description

  • Querverweise auf Prioritätsanmeldungen
  • Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der folgenden früheren Anmeldungen: vorläufige US-Patentanmeldung mit der laufenden Nr. 61/409,106, eingereicht am 1. November 2010; vorläufige US-Patentanmeldung mit der laufenden Nr. 61/409,473, eingereicht am 2. November 2010; und vorläufige US-Patentanmeldung mit der laufenden Nr. 61/410,769, eingereicht am 5. November 2010. Jede dieser vorläufigen Patentanmeldungen ist hier in ihrer Gesamtheit für sämtliche Zwecke durch Verweis einbezogen.
  • Querverweise auf weitere Dokumente
  • In diese Anmeldung sind die folgenden Dokumente in ihrer Gesamtheit für sämtliche Zwecke einbezogen: US-Patent Nr. 7,041,481 , erteilt am 9. Mai 2006; US-Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2010/0173394 A1, veröffentlicht am 8. Juli 2010; US-Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2011/0217712 A1, veröffentlicht am 8. September 2011; PCT-Patentanmeldung Nr. WO 2011/120024 , veröffentlicht am 29. September 2011; und Joseph R. Lakowicz, PRINCIPLES OF FLUORESCENCE SPECTROSCOPY, (2. Ausgabe 1999).
  • Einleitung
  • Viele biochemische Anwendungen beruhen auf Probenuntersuchungen mit hohem Durchsatz. Zum Beispiel kann in der Forschung und bei klinischen Anwendungen mit genetischen Tests mit hohem Durchsatz unter Verwendung von targetspezifischen Reagenzien eine akkurate und präzise Quantifizierung von Nucleinsäure-Targets unter anderem für die Arzneimittelforschung, den Biomarker-Nachweis und die klinische Diagnostik geboten werden.
  • Emulsionen sind vielversprechend bei der Revolutionierung von Untersuchungen mit hohem Durchsatz. Mit Emulgierungstechniken kann eine große Anzahl von wässrigen Tröpfchen geschaffen werden, die als unabhängige Reaktionskammern für biochemische Reaktionen dienen. Zum Beispiel kann eine wässrige Probe (z. B. 20 Mikroliter) in Tröpfchen (z. B. 20.000 Tröpfchen von jeweils einem Nanoliter) unterteilt werden, um die Durchführung eines individuellen Tests an jedem der Tröpfchen zu ermöglichen.
  • Wässrige Tröpfchen können in Öl schwimmen, um eine Wasser-in-Öl-Emulsion (W/O) zu schaffen. Die Emulsion kann mit einem Tensid stabilisiert werden, um eine Koaleszenz von Tröpfchen während des Erwärmens, Kühlens und Transports zu verringern, wodurch ermöglicht wird, dass eine thermische Wechselbeanspruchung erfolgt. Entsprechend sind Emulsionen zum Durchführen einer Einzelkopie-Amplifikation von Nucleinsäure-Target-Molekülen in Tröpfchen unter Verwendung der Polymerase-Kettenreaktion (polymerase chain reaction – PCR) verwendet worden. Digitale Untersuchungen werden durch die Möglichkeit zum Nachweisen des Vorhandenseins einzelner Moleküle eines Targets in Tröpfchen ermöglicht.
  • Bei einer beispielhaften tröpfchenbasierten digitalen Untersuchung wird eine Probe bei einer Grenzverdünnung eines Targets (d. h. einige der Tröpfchen enthalten keine Moleküle des Targets) in einen Satz von Tröpfchen unterteilt. Wenn Moleküle des Targets willkürlich zwischen den Tröpfchen verteilt sind, wird die Wahrscheinlichkeit des Auffindens von exakt 0, 1, 2, 3 oder mehr Targetmolekülen in einem Tröpfchen auf der Basis einer vorgegebenen mittleren Konzentration des Targets in den Tröpfchen durch eine Poisson-Verteilung beschrieben. Umgekehrt kann die Konzentration der Targetmoleküle in den Tröpfchen (und somit in der Probe) aus der Wahrscheinlichkeit des Auffindens einer vorgegebenen Anzahl von Molekülen in einem Tröpfchen berechnet werden.
  • Schätzwerte der Wahrscheinlichkeit des Auffindens keiner Targetmoleküle und des Auffindens eines oder mehrerer Targetmoleküle können bei der digitalen Untersuchung gemessen werden. Bei einer binären Vorgehensweise kann jedes Tröpfchen getestet werden, um zu bestimmen, ob das Tröpfchen positiv ist und mindestens ein Molekül des Targets enthält oder negativ ist und keine Moleküle des Targets enthält. Der Wahrscheinlichkeit des Auffindens keiner Moleküle des Targets in einem Tröpfchen kann sich durch den Anteil der getesteten Tröpfchen, die negativ sind (der ”negative Anteil”) genähert werden und der Wahrscheinlichkeit des Auffindens mindestens eines Targetmoleküls durch den Anteil von getesteten Tröpfchen, die positiv sind (der ”positive Anteil”). Der positive Anteil oder der negative Anteil kann dann in einem Poisson-Algorithmus zum Berechnen der Konzentration des Targets in den Tröpfchen verwendet werden. In anderen Fällen können mit der digitalen Untersuchung Daten erzeugt werden, die umfangreicher sind als bei der binären. Zum Beispiel kann bei der Untersuchung gemessen werden, wie viele Moleküle des Targets in jedem Tröpfchen vorhanden sind, und zwar mit einer Auflösung, die größer ist als negativ (0) oder positiv (> 0) (z. B. 0, 1 oder > 1 Moleküle; 0, 1, 2 oder > 2 Moleküle oder dergleichen).
  • Das Versprechen, dass die Emulgierung biomedizinische Untersuchungen revolutioniert, macht ein effizientes System zum Bilden von Emulsionen erforderlich. Bei zur Verfügung stehenden Systemen können jedoch keine Proben effizient verwendet werden – ein wesentlicher Teil der Probe kann nicht in die Emulsion eingebracht werden und kann stattdessen vergeudet statt getestet werden. Ferner können die Systeme gar nicht oder zumindest nicht ausreichend automatisiert werden, um dem Benutzer freie Zeit für andere Aufgaben während der Emulsionsbildung zu gewähren. In einigen Fällen können die Systeme dadurch nicht benutzerfreundlich sein, dass sie wesentliches Geschick und eine Ausbildung zur erfolgreichen Durchführung erforderlich machen. Ferner können die Systeme keine adäquaten Sicherungen zum Minimieren einer Kreuzkontaminierung von Proben bieten.
  • Es wird ein besseres System zum Bilden von Emulsionen benötigt.
  • Zusammenfassender Überblick über die Erfindung
  • Mit der vorliegenden Offenbarung wird ein System, einschließlich Verfahren, Vorrichtungen und Kits, zum Bilden von Emulsionen bereitgestellt. Das System kann ein Instrument und einen Mikrofluidik-Chip, der in dem Instrument aufgenommen ist, aufweisen. Das Instrument kann einen Druck auf voraussichtliche Emulsionsphasen, die in dem Chip gehalten sind, ausüben, um das Bilden und Auffangen von Emulsionen in dem Chip anzutreiben. Bei einigen Ausführungsformen kann das Instrument das Ausüben von Druck auf den Chip unterbrechen, wenn eine Änderung des Drucks, die eine vordefinierte Bedingung erfüllt, von dem Instrument detektiert wird. Die Änderung kann anzeigen, dass ein Endpunkt der Tröpfchenerzeugung erreicht worden ist.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • 1 zeigt eine Ansicht eines beispielhaften Systems zum Bilden von Emulsionen, das ein Instrument aufweist, welches als Emulgierungseinrichtung dient, mit dem Instrument in einer geschlossenen Konfiguration, gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung.
  • 2 zeigt eine weitere Ansicht des Systems von 1 mit dem Instrument in einer offenen Konfiguration, bei der eine Mikrofluidik-Kassette offengelegt ist, die in einem Aufnahmebereich des Instruments sitzt, gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung.
  • 3 zeigt eine schematische Ansicht des Systems von 1 und 2.
  • 4 zeigt eine Draufsicht der Kassette und des Aufnahmebereichs von 2 mit Darstellung eines Mikrofluidik-Chips und eines Einsatzes der Kassette, gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung.
  • 5 zeigt eine Draufsicht der Kassette und des Aufnahmebereichs von 4 mit einem Dichtungsring, der an dem Einsatz der Kassette angebracht ist und Wells des Chips bedeckt.
  • 6 zeigt eine Explosionsansicht des Chips von 4.
  • 7 zeigt eine Draufsicht des Chips von 6 im Wesentlichen entlang der Linie 7-7 von 6.
  • 8 zeigt eine Schnittansicht des Chips von 6 im Wesentlichen entlang der Linie 8-8 von 7.
  • 9 zeigt eine etwas schematische Unteransicht einer einzelnen Emulsionsbildungseinheit des Chips von 6, gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung.
  • 10 zeigt eine Unteransicht eines oberen Elements des Chips von 6 im Wesentlichen entlang der Linie 10-10 von 6.
  • 11 zeigt eine weniger schematische Unteransicht der einzelnen Emulsionsbildungseinheit von 9.
  • 12 zeigt eine Draufsicht des Einsatzes von 4 mit dem Einsatz in einer offenen Konfiguration, die ermöglicht, dass der Chip in den Einsatz geladen und aus diesem entfernt wird, gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung.
  • 13 zeigt eine Explosionsansicht des Einsatzes von 12 im Wesentlichen von oben und von der Seite des Einsatzes.
  • 14 zeigt eine Draufsicht des Aufnahmebereichs des Instruments von 2 wie in 4, jedoch ohne Kassette.
  • 15 zeigt eine Schnittansicht der Kassette und des Aufnahmebereichs von 5 und 14 im Wesentlichen entlang der Linie 15-15 von 5.
  • 16 zeigt eine schematische Ansicht der Fluidikbaugruppe und des Chips des Systems von 1 mit einem Verteiler der Fluidikbaugruppe in Fluidkommunikation mit dem Chip.
  • 17 zeigt ein etwas schematisches Ablaufschema mit Darstellung einer beispielhaften Bildung und Konzentrierung einer Emulsion mit dem System von 1, gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung.
  • 18 zeigt eine Draufsicht von ausgewählten Aspekten des Systems von 1 und 5, nämlich der Fluidik- und der Antriebsbaugruppe des Instruments und der Kassette, die in dem Instrument sitzt, wobei der Verteiler der Fluidikbaugruppe operativ mit der Kassette zusammengreift.
  • 19 zeigt eine Teil-Draufsicht von ausgewählten Aspekten des Instruments und der Kassette von 18.
  • 20 zeigt eine Schnittansicht des Verteilers, Chips und Dichtungsrings von 19 im Wesentlichen entlang der Linie 20-20 von 19.
  • 21 zeigt eine Seitenansicht von ausgewählten Aspekten des Systems von 1 und 2 mit dem Verteiler in einer eingefahrenen und angehobenen Konfiguration, die erlaubt, dass die Kassette in das Instrument geladen und aus diesem entfernt wird, gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung.
  • 22 zeigt eine Seitenansicht von ausgewählten Aspekten des Systems von 1 und 2 wie in 21, jedoch mit dem Verteiler in einer ausgefahrenen und abgesenkten Konfiguration, in der der Verteiler operativ mit der Kassette zusammengreift, gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Mit der vorliegenden Offenbarung wird ein System, einschließlich Verfahren, Vorrichtungen und Kits, zum Bilden von Emulsionen bereitgestellt. Das System kann ein Instrument und einen Mikrofluidik-Chip, der in dem Instrument aufgenommen ist, aufweisen. Das Instrument kann einen Druck auf voraussichtliche Emulsionsphasen, die in dem Chip gehalten sind, ausüben, um das Bilden und Auffangen von Emulsionen in dem Chip anzutreiben. Bei einigen Ausführungsformen kann das Instrument das Ausüben von Druck auf den Chip unterbrechen, wenn eine Änderung des Drucks, die eine vordefinierte Bedingung erfüllt, von dem Instrument detektiert wird. Die Änderung kann anzeigen, dass ein Endpunkt der Tröpfchenerzeugung erreicht worden ist.
  • Es ist ein beispielhaftes Verfahren zur Emulsionsbildung vorgesehen. Bei dem Verfahren kann ein Druck auf einen Mikrofluidik-Chip, der voraussichtliche Emulsionsphasen hält, ausgeübt werden, um eine Tröpfchenbildung und ein Auffangen von Emulsionen in dem Chip anzutreiben. Der Druck kann hinsichtlich einer Änderung, die eine vordefinierte Bedingung erfüllt, überwacht werden. Das Ausüben des Drucks kann unterbrochen werden, wenn die Änderung detektiert wird.
  • Es ist ein weiteres beispielhaftes Verfahren zur Emulsionsbildung vorgesehen. Bei dem Verfahren kann ein Druck auf einen Mikrofluidik-Chip, der voraussichtliche Emulsionsphasen in Eingabebehältern hält, ausgeübt werden, um die Phasen zur Tröpfchenbildung und zum Auffangen als Emulsionen in Ausgabebehältern durch Kanäle des Chips zu treiben. Das Ausüben von Druck kann unterbrochen werden, nachdem Luft einer Flüssigkeit aus einem oder mehreren der Eingabebehälter in einen oder mehrere der Kanäle gefolgt ist und bevor ein signifikantes Volumen von Luft in die Ausgabebehälter eintritt, wie z. B. bevor die Luft sämtliche der Emulsionen, die in den Ausgabebehältern aufgefangen sind, erreicht hat.
  • Es ist noch ein weiteres beispielhaftes Verfahren zur Emulsionsbildung vorgesehen. Bei dem Verfahren kann ein Druck auf einen Mikrofluidik-Chip, der Proben und mindestens eine kontinuierliche Phase hält, ausgeübt werden, um die Bildung von Tröpfchen und das Auffangen von Emulsionen in dem Chip anzutreiben. Das Ausüben von Druck kann unterbrochen werden, wenn mindestens ungefähr 80 Volumen-% jeder der Proben in Tröpfchen umgewandelt worden sind.
  • Es ist noch ein weiteres beispielhaftes Verfahren zur Emulsionsbildung vorgesehen. Bei dem Verfahren können voraussichtliche Emulsionsphasen in Wells eines Mikrofluidik-Chips ausgegeben werden. Der Chip kann in einem Aufnahmebereich eines Instruments angeordnet sein. Ein Betätigungssignal kann in das Instrument eingegeben werden. Das Betätigungssignal kann bewirken, dass das Instrument einen Druck auf den Chip ausübt, um das Bilden und Auffangen von Emulsionen in dem Chip parallel anzutreiben, und das Ausüben von Druck unterbricht, wenn ein Endpunkt der Emulsionsbildung erreicht worden ist.
  • Es ist noch ein weiteres beispielhaftes Verfahren zur Emulsionsbildung vorgesehen. Bei dem Verfahren kann ein Druck auf einen Mikrofluidik-Chip, der voraussichtliche Emulsionsphasen hält, ausgeübt werden, um die Tröpfchenbildung und das Auffangen von Emulsionen in dem Chip anzutreiben. Eine Überwachung kann mit mindestens einem Sensor durchgeführt werden. Der Sensor kann einen Aspekt der Flüssigkeit, die in dem Chip enthalten ist, und/oder eines Fluidvolumens, das mit der Flüssigkeit in Kontakt steht, hinsichtlich einer Änderung überwachen, die anzeigt, dass ein Endpunkt der Tröpfchenerzeugung erreicht worden ist. Das Ausüben des Drucks kann unterbrochen werden, wenn die Änderung detektiert wird.
  • Es ist noch ein weiteres beispielhaftes Verfahren zur Emulsionsbildung vorgesehen. Bei dem Verfahren können eine erste Phase und eine unmischbare zweite Phase durch einen Tröpfchenerzeuger und einen Strömungsweg, der den Tröpfchenerzeuger mit einem Behälter verbindet, entlang vorwärtsgetrieben werden, so dass eine Emulsion aus Tröpfchen einer ersten Phase, die in der zweiten Phase angeordnet sind, in dem Behälter aufgefangen wird. Die Emulsion kann konzentriert werden. Zum Beispiel kann ein Volumenanteil der zweiten Phase in der aufgefangenen Emulsion dadurch verkleinert werden, dass die zweite Phase selektiv gegensinnig den Strömungsweg entlang aus dem Behälter ausgetrieben wird.
  • Es ist noch ein weiteres beispielhaftes Verfahren zur Emulsionsbildung vorgesehen. Bei dem Verfahren kann ein Gasunter- oder -überdruck in einem Reservoir erzeugt werden. Eine Fluidkommunikation kann zwischen dem Reservoir und einem Mikrofluidik-Chip, der voraussichtliche Emulsionsphasen hält, hergestellt werden. Die Fluidkommunikation kann aufrechterhalten werden, während durch den erzeugten Druck eine Tröpfchenbildung und ein Auffangen von Emulsionen in dem Chip angetrieben werden, ohne dass der erzeugte Druck durch eine Pumpe modifiziert wird.
  • Es ist ein weiteres beispielhaftes Verfahren zur Emulsionsbildung vorgesehen. Bei dem Verfahren können ein erster Mikrofluidik-Chip und ein erster Dichtungsring, der eine Vielzahl von Öffnungen definiert, in einem Aufnahmebereich des Instruments angeordnet sein, wobei der erste Dichtungsring mit dem ersten Chip verbunden ist. Ein Druck kann mit einem Instrument über die Öffnungen auf den ersten Mikrofluidik-Chip ausgeübt werden, um eine Tröpfchenbildung und ein Auffangen von Emulsionen in dem ersten Chip anzutreiben. Der erste Chip und der erste Dichtungsring können aus dem Aufnahmebereich entfernt werden. Das Anordnen, Ausüben und Entfernen können mit einem zweiten Mikrofluidik-Chip und einem zweiten Dichtungsring wiederholt werden, oder der erste Chip und/oder der erste Dichtungsring können wiederverwendet werden.
  • Es ist ein beispielhaftes System zur Emulsionsbildung vorgesehen. Das System kann einen Mikrofluidik-Chip umfassen, der so konfiguriert ist, dass er voraussichtliche Emulsionsphasen hält. Das System kann ferner ein Instrument umfassen, das eine Fluidikbaugruppe mit einem Drucksensor aufweist. Das Instrument kann so konfiguriert sein, dass es mit der Fluidikbaugruppe einen Druck auf den Chip ausübt, um eine Tröpfchenerzeugung und ein Auffangen von Emulsionen in dem Chip anzutreiben. Das Instrument kann ferner so konfiguriert sein, dass es den Druck mit dem Drucksensor hinsichtlich einer Änderung überwacht, die anzeigt, dass ein Endpunkt der Tröpfchenerzeugung erreicht worden ist, und das Ausüben des Drucks unterbricht, wenn die Änderung von dem Drucksensor detektiert wird.
  • Es ist ein beispielhafter Kit zur Verwendung mit einem Instrument vorgesehen. Der Kit kann jede Kombination unter anderem aus einem oder mehreren Mikrofluidik-Chips, einem oder mehreren Dichtungsringen, einem oder mehreren Einsätzen zum Halten der Chips und/oder der Dichtungsringe, ein Volumen einer kontinuierlichen Phase, das in einem Behälter angeordnet ist und zum Bilden einer Vielzahl von Emulsionen in einem Chip ausreicht, Reagenzien zum Hinzufügen zu den wässrigen Proben, um eine Emulgierungs- und/oder Amplifikationsreaktion zu ermöglichen, und Anweisungen zum Verwenden von Kitkomponenten mit dem Instrument zum Antreiben einer Emulsionsbildung in einem Chip aufweisen.
  • Das hier offenbarte Emulsionsbildungssystem bietet wesentliche Vorteile gegenüber anderen Vorgehensweisen zum Bilden von Emulsionen. Die Vorteile können unter anderem umfassen (1) eine vollständigere Integration jeder Probe in eine Emulsion (d. h. es wird weniger Probe vergeudet), (2) die Fähigkeit, jede Emulsion durch gegensinniges Strömenlassen der kontinuierlichen Phase nach dem Auffangen der Emulsion zu konzentrieren, (3) einstufige Betätigung des Instruments nach dem Laden des Chips, (4) Einschließung einer Probe durch einen Chip und einen Dichtungsring, die beide wegwerfbar sind, (5) entfernbarer und wiederverwendbarer Einsatz zum Halten des Chips und des Dichtungsrings, (6) die Fähigkeit zum Überwachen von Strömung und/oder Druck innerhalb eines Bereichs oder um einen Sollwert herum, um unter anderem zu ermöglichen, monodisperse Emulsionen und/oder hochgleichförmige Volumen von dispergierten und kontinuierlichen Phasen oder jeder Kombination daraus zu liefern.
  • Diese und weitere Aspekte der vorliegenden Offenbarung werden in den folgenden Abschnitten beschrieben: (I) Überblick über ein beispielhaftes Emulsionsbildungssystem mit einem Instrument und einer Kassette, (II) beispielhafte Kassette, (III) beispielhafter Mikrofluidik-Chip, (IV) beispielhafter Einsatz, (V) beispielhafte Sitzkonfiguration für eine Kassette in dem Instrument, (VI) beispielhafte Struktur und Operation einer Fluidikbaugruppe für das Instrument, (VII) beispielhafte Struktur und Operation einer Antriebsbaugruppe für das Instrument und (VIII) ausgewählte Ausführungsformen.
  • I. Überblick über ein beispielhaftes Emulsionsbildungssystem mit einem Instrument und einer Kassette
  • In diesem Abschnitt ist ein beispielhaftes Emulsionsbildungssystem 50 beschrieben, das ein Instrument 52 und eine Mikrofluidik-Kassette 54 aufweist; siehe 1 bis 3.
  • 1 und 2 zeigen das Instrument 52 jeweils in einer geschlossenen und einer offenen Konfiguration. Das Instrument kann als Emulgierungseinrichtung oder -vorrichtung beschrieben werden, die unter anderem jede Kombination aus Fluidstrom, Tröpfchenerzeugung, Emulsionsbildung, Auffangen der Emulsion und Emulsionskonzentrierung in der Kassette 54 antreibt. Das Instrument kann einen Sitz 56 (austauschbar als Sitzbereich, Aufnahmebereich oder Ladestelle bezeichnet) bilden, an dem die Kassette zur Interaktion mit dem Instrument operativ angeordnet sein kann.
  • 3 zeigt eine schematische Ansicht des Instruments 52 und der Kassette 54 des Systems 50, wobei die Kassette 54 mit dem Sitz 56 zusammengreift. Das Instrument 52 kann mit einer Fluidikbaugruppe 58 und einer Antriebsbaugruppe 60 ausgestattet sein. Die Fluidikbaugruppe 58 kann jeder Mechanismus oder jeder Satz von Mechanismen sein, der unter anderem ein Fluid, generell ein Gas und/oder eine Flüssigkeit, in dem Instrument 52 und der Kassette 54 enthält, freigibt, leitet, antreibt, überwacht, regelt, steuert und/oder detektiert. Die Antriebsbaugruppe 60 kann jeder Mechanismus oder jeder Satz von Mechanismen sein, der eine relative Bewegung eines oder mehrerer Teile des Instruments relativ zueinander und/oder relativ zu der Kassette (oder umgekehrt) antreibt. In einigen Fällen kann die Fluidikbaugruppe manuell mit der Kassette in Eingriff gebracht werden.
  • Die Fluidikbaugruppe kann mindestens eine Druckquelle 62, wie z. B. eine oder mehrere Pumpen 64, 66, aufweisen. Jede Druckquelle kann eine Quelle für Überdruck und/oder Unterdruck sein (d. h. ein Druck, der jeweils größer oder kleiner als der Atmosphärendruck ist). Zum Beispiel kann die Fluidikbaugruppe eine Vakuumpumpe 64 aufweisen, die so konfiguriert ist, dass sie eine Quelle für Unterdruck ist, der auf die Kassette ausgeübt wird. Alternativ oder zusätzlich kann die Fluidikbaugruppe eine Überdruckpumpe 66 aufweisen, die so konfiguriert ist, dass sie eine Quelle für Überdruck ist, der auf die Kassette ausgeübt wird. In einigen Fällen kann die gleiche Pumpe (z. B. eine reversible Pumpe) eine Quelle für Unterdruck und Überdruck sein, der zu unterschiedlichen Zeiten auf die Kassette ausgeübt wird. In einigen Fällen können sowohl ein Unter- als auch ein Überdruck gleichzeitig auf die Kassette (und insbesondere auf einen Chip derselben) ausgeübt werden. Beispielhafte Pumpen, die geeignet sein können, umfassen Membranpumpen, Spritzenpumpen, Rotationspumpen etc.
  • Ein Fluid kann in der Fluidikbaugruppe mittels jedes geeigneten Fluidbehälters 68, wie z. B. einer oder mehrerer Leitungen 70 (z. B. Rohren), mindestens eines Verteilers 72, einer oder mehrerer Kammern oder jeder Kombination daraus aufgenommen sein. In jedem Fall bieten die Fluidbehälter eine Kassetten-Schnittstellenstruktur 74 (wie z. B. einen Verteiler 72), die einen oder mehrere Anschlüsse 76 für die Fluidkommunikation mit der Kassette aufweist. Mit anderen Worten kann ein Druck, der aus der Druckquelle stammt, über die Anschlüsse 76 der Schnittstellenstruktur 74 auf die Kassette ausgeübt werden.
  • Ein Strom von Fluid durch die Fluidikbaugruppe kann von einem oder mehreren Ventilen 78–84 geregelt werden. Jedes Ventil kann ein Ein-/Aus-Ventil 78, 80 oder ein Ventil sein, das kontinuierlich einstellbar ist. In einigen Fällen kann das Ventil ein kontinuierlich einstellbares Ventil 82, 84 sein, das in einem Druckregler 86, 88 enthalten ist, der einen Sollwert des Drucks erreicht und diesen aufrechterhält. Das Ventil kann jede geeignete Anzahl von Verbindungen zu Pumpen, Leitungen, Anschlüssen und/oder Entlüftungsöffnungen bieten, wie z. B. unter anderem ein Zwei-, Drei- oder Vierwegeventil.
  • Ein Druck in der Fluidikbaugruppe kann an jeder geeigneten Position innerhalb derselben von einem oder mehreren Drucksensoren 90–94 gemessen werden. Die Drucksensoren können einen Endpunkt-Drucksensor 90 aufweisen, der so konfiguriert ist, dass er Druckveränderungen detektiert, die mit den Anschlüssen 76 in Zusammenhang stehen und aus einer Luftansaugung durch Kanäle der Kassette 54 resultieren. Die Sensoren können ferner oder alternativ Drucksensoren 92, 94 aufweisen, die jeweils in die Druckregler 86, 88 eingebaut sind.
  • Die Antriebsbaugruppe 60 kann so konfiguriert sein, dass sie eine relative Bewegung, die von einem Doppelpfeil bei 100 anzeigt ist, des Verteilers 72 (und/oder der Anschlüsse 76) und der Kassette 54 (und/oder dem Sitz 56) antreibt. Die Antriebsbaugruppe kann zur Emulsionsbildung zuerst den Verteiler (und/oder die Anschlüsse) und die Kassette zusammenbringen, und zwar in abdichtenden Zusammengriff miteinander, um den Verteiler/die Anschlüsse und die Kassette fluidisch zu verbinden (d. h. eine Fluidkommunikation zwischen diesen herzustellen). Dann kann die Antriebsbaugruppe den Verteiler/die Anschlüsse und die Kassette voneinander trennen, um den abdichtenden Zusammengriff zu lösen und die Fluidkommunikation abzubrechen. In jedem Fall kann die Antriebsbaugruppe eine Bewegung des Verteilers/der Anschlüsse, der Kassette (und/oder des Sitzes) oder einer Kombination daraus parallel oder seriell antreiben.
  • Die Antriebsbaugruppe kann mit einer oder mehreren Krafterzeugungsvorrichtungen, wie z. B. einem oder mehreren Motoren 100, 102 ausgestattet sein. Jeder Motor kann unter anderem ein Drehmotor oder ein Linearmotor sein. In einigen Fällen kann der Motor 100 oder eine andere Krafterzeugungsvorrichtung eine horizontale Bewegung (des Verteilers/der Anschlüsse und/oder der Kassette/des Sitzes) antreiben und kann der Motor 102 oder eine andere Krafterzeugungsvorrichtung eine vertikale Bewegung (des Verteilers/der Anschlüsse und/oder der Kassette/des Sitzes) antreiben. In einigen Fällen werden der Verteiler/die Anschlüsse und/oder die Kassette/der Sitz nur vertikal relativ zueinander angetrieben.
  • Jeder Motor kann über einen Antriebsstrang, der eine oder mehrere Verbindungen 108, 109 aufweist, die ein oder mehrere Zahnstangen, Zahnräder, Riemenscheiben, Kabel, Leitspindeln und/oder dergleichen aufweisen können, mit einem jeweiligen Schlitten 104, 106 verbunden sein. Jeder Schlitten kann jede geeignete Kombination aus Komponenten der Fluidikbaugruppe 58 und/oder einen Zugang des Instruments (siehe unten) tragen und/oder halten. Zum Beispiel können ein oder mehrere Schlitten den Verteiler 72/die Anschlüsse 76 tragen und/oder können ein oder mehrere Schlitten die Kassette 54 (und den Sitz 56) tragen. In einigen Fällen können beide Schlitten den Verteiler 72/die Anschlüsse 76 tragen oder können beide die Kassette 54 (und den Sitz 56) tragen. Bei weiteren Beispielen kann ein Schlitten den Verteiler 72/die Anschlüsse 76 tragen und kann ein weiterer Schlitten die Kassette 54 (und den Sitz 56) tragen.
  • Die Antriebsbaugruppe 60 kann ferner mit einem oder mehreren Sensoren 110 ausgestattet sein, die zum Beispiel Positionssensoren, wie z. B. Dreh- oder Linearkodierer, sein können. Die Positionssensoren können die Position und/oder Geschwindigkeit der einen oder der mehreren Antriebsbaugruppen-Komponenten, wie z. B. unter anderem der Motoren und/oder der Schlitten, messen.
  • Das Instrument 52 kann jede Anzahl von weiteren Sensoren, wie z. B. Kassettensensoren 114, 116 und/oder Endpunktsensoren 117, umfassen. Jeder der Sensoren 114, 116, 117 kann unter anderem der Kassette 54, dem Sitz 56 und/oder dem Verteiler 72/den Anschlüssen 76 zugeordnet sein. Jeder zusätzliche Sensor kann ein optischer Sensor, ein elektrischer Sensor oder dergleichen sein. Der Sensor kann einen Aspekt der Kassette selbst, eine Flüssigkeit, die in der Kassette gehalten ist, und/oder ein Fluid in Kontakt mit der Flüssigkeit detektieren. Zum Beispiel kann jeder Sensor detektieren, ob eine Komponente der Kassette in das Instrument geladen ist oder nicht, ob ein Fluid korrekt in die Kassette geladen worden ist oder nicht, ob eine Emulsion gebildet worden ist oder nicht, ob eine Flüssigkeit aus einem Behälter der Kassette aufgebraucht worden ist oder nicht oder dergleichen. Weitere Aspekte der Endpunktsensoren 117 werden nachstehend in Abschnitt VI beschrieben.
  • Das Instrument kann einen Prozessor 120 aufweisen, der so programmiert ist, dass er eine Operation anderer Instrumentenkomponenten steuert und koordiniert. Der Prozessor kann jede geeignete Kombination aus elektronischen Vorrichtungen oder Komponenten sein oder aufweisen, die Signale senden und empfangen und wahlweise Daten in analoger und/oder digitaler Form verarbeiten. Der Prozessor kann unter anderem mit der Fluidikbaugruppe 58, der Antriebsbaugruppe 60, den Sensoren 114–117 und einer Benutzerschnittstelle 112 in Kommunikation stehen. Entsprechend kann der Prozessor so konfiguriert sein, dass er jede Kombination von Pumpen 64, 66, Druckreglern 86, 88, Ventilen 78, 80, Motoren 100, 102 und dergleichen steuert.
  • Die Benutzerschnittstelle 122 kann jeden Mechanismus oder Satz von Mechanismen zum Empfangen von Eingaben durch einen Benutzer und/oder Übermitteln von Ausgaben an einen Benutzer aufweisen. Die Schnittstelle kann jede geeignete Eingabevorrichtung(en), wie z. B. eine Taste, einen Hebel, einen Knopf, eine Maus, einen Joystick, ein Keypad, ein Touchscreen, eine Tastatur, einen Datenanschluss etc., aufweisen. Die Schnittstelle kann ferner oder alternativ jede geeignete Ausgabevorrichtung(en), wie z. B. eine oder mehrere Zustandsleuchten, eine Anzeige oder einen Bildschirm, einen Drucker, einen Datenanschluss und/oder dergleichen, aufweisen.
  • 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Benutzerschnittstelle 122. Die Benutzerschnittstelle kann eine einzelne Eingabevorrichtung, nämlich eine Taste 124, die an einer Außenseite des Instruments, in diesem Fall an einem Zugang 126, vorgesehen ist, aufweisen. Die Taste 124 (oder eine andere Benutzersteuerung) kann mit einem Schalter 128 verbunden sein, der durch Drücken der Taste betätigt wird. Das Drücken der Taste bei geschlossenem Zugang, wie in 1, kann dem Prozessor signalisieren, den Zugang über die Antriebsbaugruppe zu öffnen (und/oder zu entriegeln). Das Drücken der Taste bei offenem Zugang, wie in 2, kann dem Prozessor signalisieren, den Zugang über die Antriebsbaugruppe zu schließen (und wahlweise zu verriegeln). In einigen Fällen kann der Prozessor ohne weitere Benutzereingabe oder -teilnahme fortfahren, um eine Sequenz von Operationen durch die Antriebsbaugruppe und die Fluidikbaugruppe zu initiieren und zu steuern, die eine Emulsionsbildung und wahlweise eine Emulsionskonzentrierung in der Kassette bewirken.
  • Die Benutzerschnittstelle des Instruments 52 kann ferner eine oder mehrere Anzeigeleuchten 130–136 aufweisen, die einen Zustand des Instruments an den Benutzer übermitteln. Zum Beispiel kann die Anzeigeleuchte 130 durch die Taste 124 zu sehen sein. Weitere Anzeigeleuchten 132–136 können von einem Körper oder Gehäuse 138 des Instruments gehalten werden. Die Anzeigeleuchten können einen Zustand übermitteln, wie z. B. (a) Emulsionsbildung wird durchgeführt, (b) Kassette sitzt nicht in dem Instrument, (c) Kassette ist eingesetzt, (d) Dichtungsring fehlt, (e) Zugang ist verriegelt oder dergleichen.
  • 1 und 2 zeigen jeweils das Instrument 52 in einer geschlossenen Konfiguration und einer offenen Konfiguration. Das Gehäuse 138 und der Zugang 126 bilden gemeinsam eine Kammer 140, in der der Sitz 56 angeordnet sein kann. Die Position des Zugangs 126 kann die geschlossene oder die offene Konfiguration des Instruments bestimmen. Zum Beispiel wird hier der Zugang 126 in die Kammer 140 zurückgezogen, um einen Zugriff auf den Sitz 56 zu erlauben. Mit anderen Worten kann sich der Zugang translatorisch bewegen, wenn das Instrument geöffnet wird, um die Größe der Kammer 140 zu verkleinern, so dass der Sitz 56 außerhalb statt innerhalb der Kammer angeordnet ist. Der Zugang 126 kann als Sperre dienen, die interne Komponenten des Instruments schützt. Auf diese Weise können elektronische, fluidische und mechanische Komponenten des Instruments 52 (z. B. Fluidikbaugruppe 58, Antriebsbaugruppe 60, Prozessor 120 etc.) im Wesentlichen für den Benutzer unzugänglich bleiben und vor Reinigungsmitteln, wie z. B. Bleichmittel, die zum Minimieren der Möglichkeit einer Kreuzkontamination zwischen Chips/Experimenten verwendet werden, geschützt werden. Bei weiteren Beispielen kann sich der Zugang schwenkend oder sowohl schwenkend als auch translatorisch zwischen der offenen und der geschlossenen Konfiguration bewegen.
  • II. Beispielhafte Kassette
  • In diesem Abschnitt wird eine beispielhafte Mikrofluidik-Kassette 54 beschrieben, die über eine Schnittstelle mit dem Instrument 52 verbunden ist; siehe 4 und 5.
  • 4 und 5 zeigen die Kassette 54, die von einem Sitz 56 des Instruments 52 gehalten wird und mit diesem in Zusammengriff steht. Die Kassette kann jede Vorrichtung oder Baugruppe sein, die so konfiguriert ist, dass sie operativ und lösbar mit dem Instrument 52 zusammengreift. Die Kassette kann so konfiguriert sein, dass sie leicht von dem Instrument 52 aufgenommen und aus diesem entfernt werden kann und mit anderen Kassetten austauschbar ist. Zum Beispiel kann ein Benutzer einen Satz von Kassetten verwenden, von denen jede austauschbar in dem Sitz 56 angeordnet sein kann für eine serielle Emulsionsbildung mit den Kassetten. Die Kassette 54 kann einen Einsatz 150, einen Mikrofluidik-Chip 152 (siehe 4) und einen Dichtungsring 154 (siehe 5) aufweisen.
  • Der Einsatz 150, der auch als Chiphalter bezeichnet wird, kann so konfiguriert sein, dass er den Chip hält und positioniert und in einigen Fällen den Chip reversibel mit dem Einsatz verriegeln kann. Der Einsatz kann wiederverwendbar sein, da der Einsatz nicht mit Flüssigkeit in Kontakt kommt, die in den Mikrofluidik-Chip 152 geladen und in diesem angetrieben wird. (Das Instrument kann ebenfalls mit keiner Flüssigkeit in Kontakt kommen.)
  • Der Einsatz kann jede geeignete Größe und Form aufweisen. Zum Beispiel kann der Einsatz einen größeren Raum einnehmen als der Chip, z. B. breiter und/oder länger sein als der Chip, um eine Handhabung durch den Benutzer zu vereinfachen. Ferner oder zusätzlich kann der Einsatz den Chip von der unteren Fläche des Einsatzes anheben. Der Einsatz kann somit (oder kann nicht) eine größere Höhe aufweisen als der Chip. Der Einsatz kann so geformt sein, dass er mit dem Sitz zusammengefügt wird. Zum Beispiel kann der Sitz 56 zumindest im Wesentlichen komplementär zu dem Einsatz sein, wie z. B. eine zumindest im Wesentlichen einsatzförmige Vertiefung 156 aufweisen, die in einem Boden 158 der Kammer des Instruments ausgebildet ist. Die Vertiefung 156 kann Eckwandregionen 160 aufweisen, die eine horizontale Bewegung des Einsatzes einschränken. Ferner kann die Vertiefung eine oder mehrere geneigte Wandregionen 162 aufweisen, die es für den Benutzer einfacher machen, den Einsatz zu greifen, wenn der Einsatz manuell in der Vertiefung platziert und/oder aus der Vertiefung entfernt wird. Bei weiteren Beispielen kann der Sitz 56 von dem Boden 158 nach oben vorstehen. In jedem Fall können der Einsatz 150 und der Sitz 56 so konfiguriert sein, dass der Einsatz in nur einer Orientierung eingesetzt werden kann, um das Ausüben von Druck auf die falschen Teile (z. B. die falsche Reihe von Wells) des Mikrofluidik-Chips durch das Instrument 52 zu vermeiden. Bei der dargestellten Ausführungsform weist der Einsatz 150 im Wesentlichen eine Trapezform auf.
  • Mit dem Einsatz 150 kann ferner ein Dichtungsring 154 an der Kassette angebracht werden (siehe 4 und 5). Zum Beispiel kann an dem Einsatz eine Vielzahl von Vorsprüngen ausgebildet sein, wie z. B. Haken 164 oder Stifte, die so konfiguriert sind, dass sie in Durchlässen 166 des Dichtungsrings aufgenommen werden (siehe 5).
  • In dem Mikrofluidik-Chip 152 kann eine Vielzahl von Wells 168–172, die als Eingabebehälter für voraussichtliche Emulsionsphasen und Ausgabebehälter für aufgefangenen Emulsionen dienen, ausgebildet sein (siehe 4). Der Chip wird nachstehend in Abschnitt III genauer beschrieben.
  • 5 zeigt den Dichtungsring 154, der an dem Einsatz 150 angebracht ist. Der Dichtungsring kann nur einmal für die Emulsionsbildung verwendet werden (d. h. ein Wegwerfdichtungsring) oder kann mehr als einmal verwendet werden (d. h. ein wiederverwendbarer Dichtungsring). Der Dichtungsring kann eine im Wesentlichen planare Folie 174 aufweisen, die aus einem form-anpassbaren oder elastischen Material gebildet ist, wie z. B. einem Elastomer (z. B. Silikonkautschuk). Die Folie kann so bemessen sein, dass sie zumindest einen Teil des Chips bedeckt, wie z. B. zumindest eine geeignete Anzahl von Wells des Chips bedeckt. Durch das zumindest teilweise Bedecken der Wells kann ein unbeabsichtigtes Einleiten von Verunreinigungen in die Wells und/oder eine Kreuzkontamination zwischen Wells begrenzt werden.
  • Die Folie kann Durchlässe 166 an entgegengesetzten Enden und/oder Seiten der Folie und ein Array von Öffnungen 176 (austauschbar als Durchgangslöcher bezeichnet), die entsprechend den Wells 168, Wells 170 und/oder Wells 172 des Chips 152 angeordnet sind, definieren (siehe auch 4). Zum Beispiel können die Öffnungen 176 die gleiche Beabstandung aufweisen wie die Wells und können mit jeder Anzahl von Wells (z. B. koaxial) ausrichtbar sein, so dass jeder der Wells 168, jeder der Wells 170 und/oder jeder der Wells 172 von einer anderen Öffnung überlappt wird. Jede Öffnung kann (oder kann nicht) im Durchmesser kleiner sein als der (Innen-)Durchmesser eines überlappenden Wells. Entsprechend kann jede der Öffnungen nur einen Well überlappen oder kann groß genug sein, um zwei oder mehr Wells zu überlappen (z. B. unter anderem eine Reihe oder eine Spalte von Wells zu überlappen). Die Öffnung kann während der Emulsionsbildung und/oder der Emulsionskonzentrierung als Entlüftungsöffnung dienen und/oder kann eine Fluidkommunikation zwischen Anschlüssen des Instruments und Wells auf dem Chip schaffen. Wenn der Dichtungsring operativ auf dem Chip angeordnet ist und mit diesem in Zusammengriff steht, kann der Dichtungsring so konfiguriert sein, dass er eine Umfangsabdichtung mit jedem beliebigen der Wells des Chips bilden kann, wie z. B jedem der Wells 168, 170 und/oder 172. Beispielhafte Größen für die Öffnungen 176 umfassen einen Durchmesser unter anderem von ungefähr 0,2, 0,5, 1, 2, 3 oder 5 mm oder weniger als ungefähr der Hälfte des Außen- oder Innendurchmessers jedes entsprechenden Wells.
  • Der Dichtungsring kann ein von dem Chip getrenntes Stück sein oder kann einstückig mit dem Chip ausgebildet sein. Bei einer einstückigen Ausbildung kann der Dichtungsring im Wesentlichen dauerhaft an den Behältern des Chips angebracht sein, so dass die Behälter und der Dichtungsring nicht voneinander getrennt werden können, ohne dass der Chip beschädigt wird (d. h. der Chip hat eine unitäre Struktur, die einen Dichtungsring aufweist). Der Dichtungsring kann zusammen mit den Behältern des Chips geformt werden oder kann separat ausgebildet werden und dauerhaft an dem Chip angebracht werden, wie z. B. mit einem Kleber, durch Verbonden oder dergleichen. In einigen Fällen kann der Dichtungsring als eine Vielzahl von voneinander beabstandeten Ringen aus einem elastomeren Material, die auf der oberen Fläche der gewünschten Behälter des Chips, wie z. B. an jedem der Ausgabewells, angeordnet sind und/oder dauerhaft an diesem angebracht sind, ausgebildet sein. Jeder Ring kann mit einem Behälter des Chips koaxial sein.
  • Der Dichtungsring kann ein dünnes Blatt oder eine Lage von Filterpapier aufweisen. Das Filterpapier kann unter anderem auf der elastischen Folie angeordnet sein und/oder kann sandwichartig zwischen einem Paar von elastischen Folien angeordnet sein, um das Filterpapier einzukapseln. In jedem Fall kann das Filterpapier jede der Öffnungen der Folie überlappen/bedecken. Das Filterpapier kann eine Porengröße aufweisen, die so gewählt ist, dass sie ein Einsaugen von Feststoffen in den Verteiler und/oder ein Eintreten derselben aus der Umgebung und/oder dem Verteiler in die Behälter des Chips verringert. Das Filterpapier kann eine Kontamination verringern. Die Porengröße kann so gewählt sein, dass ein Luftstrom, eine Entlüftung und/oder ein Druck in dem Chip und dem Instrument nicht wesentlich oder negativ beeinflusst werden. Das Filterpapier kann so gewählt sein, dass es hydrophob oder oleo-/hydrophil ist, um eine Kontamination jeweils mit hydrophilen/wässrigen oder oleo-/hydrophoben Fluiden und/oder ein Durchlaufen derselben in den Verteiler zu minimieren.
  • III. Beispielhafter Mikrofluidik-Chip
  • In diesem Abschnitt wird ein beispielhafter Mikrofluidik-Chip 152 beschrieben, der in der Kassette 54 zum Bilden und Auffangen von einer oder mehreren Emulsionen verwendet werden kann; siehe 6 bis 11.
  • Der Ausdruck ”Chip” in der vorliegenden Offenbarung beschreibt jede Vorrichtung zum Halten und Handhaben von Fluiden, wie z. B. voraussichtlichen und tatsächlichen Emulsionsphasen. Die Vorrichtung kann nicht (oder kann) eine elektrische und/oder elektronische Struktur aufweisen. Die Ausdrücke ”Mikrofluidik-Chip” und ”Mikrofluidik-Vorrichtung” sind austauschbar. Der Ausdruck ”Mikrofluidik” bedeutet, dass der Chip/die Vorrichtung mindestens einen Kanal mit einer charakteristischen Abmessung (z. B. Durchmesser, Breite und/oder Tiefe) von weniger als einem Millimeter definiert. Ein Mikrofluidik-Chip ist anderweitig nicht hinsichtlich der Größe, Form oder Funktionalität begrenzt, außer wenn dies ausdrücklich spezifiziert ist.
  • 6 zeigt eine Explosionsansicht des Chips 152. Der Chip kann nur einmal für die Emulsionsbildung verwendet werden (d. h. ein Wegwerfchip) oder kann mehr als einmal verwendet werden (d. h. ein wiederverwendbarer Chip). Der Chip kann aus einem oberen Element 180 und einem unteren Abdichtungselement 182 gebildet sein. Das obere und das untere Element können im Wesentlichen irreversibel aneinander angebracht sein, wie z. B. durch Verbonden und/oder mit einem Kleber. Mit anderen Worten kann der Chip eine unitäre (einteilige) Struktur aufweisen, was bedeutet, dass der Chip nicht in zwei oder mehr Stücke getrennt werden kann, ohne dass der Chip beschädigt wird, wie z. B. durch Schneiden, Brechen, Reißen, Schmelzen, Auflösen etc. Das obere Element 180 kann eine untere Region oder ein Basisteil 184 und eine Vielzahl von rohrförmigen Vorsprüngen 186 bilden, die von dem Basisteil nach oben vorstehen. Jeder rohrförmige Vorsprung kann laterale Seitenwände 188 eines der Wells 168–170 bilden. Das untere Element 182, das eine Materialfolie oder ein Film im Wesentlichen ohne besondere Merkmale sein kann oder nicht sein kann, kann eine untere Fläche 190 des oberen Elements 180 abdichten. Zum Beispiel kann das untere Element 182 eine untere Wand jedes der Wells 168–172 und jedes Kanals bilden (siehe unten).
  • 7 und 8 zeigen jeweils eine Draufsicht und eine Schnittansicht des Chips 152. Der Chip kann eine Vielzahl von Behältern 192, wie z. B. Kammern, Wells 168–172 oder dergleichen, zum Halten von Emulsionsphasen bereitstellen. Ein Teilsatz von Behältern, wie z. B. Eingabewells 168, 170 (auch als Einlasswells bezeichnet), kann Eingabereservoirs 194, 196 zum Aufnehmen und Halten von voraussichtlichen Emulsionsphasen und zum Zuführen der Emulsionsphasen zu einem oder mehreren Tröpfchenerzeugern 198 des Chips bereitstellen. Ein weiterer Teilsatz von Behältern 192, wie z. B. Ausgabewells 172 (auch als Auslasswells bezeichnet), kann Ausgabebehälter zum Aufnehmen und Auffangen einer oder mehrerer Emulsionen aus den Tröpfchenerzeugern 198 bereitstellen.
  • Der Chip 152 kann eine oder eine Vielzahl von Emulsionsbildungseinheiten 200 bereitstellen, von denen jede einen Tröpfchenerzeuger 198 aufweist (siehe 7). Die Einheiten 200 können im Wesentlichen identisch miteinander sein. Die Emulsionsbildungseinheiten können in Fluidisolation zueinander stehen, so dass es kein gemeinsames Nutzen oder Mischen von Emulsionsphasen zwischen den Einheiten gibt, oder können ein Eingabereservoir (wie z. B. für eine kontinuierliche Phase) gemeinsam nutzen. In jedem Fall können die Einheiten zum Bilden einer entsprechenden Vielzahl von separaten Emulsionen verwendet werden, die in den Ausgabebehältern (z. B. den Wells 172) aufgefangen werden.
  • Die Behälter 190, die als Wells 168–172 strukturiert sind, können jede geeignete Anordnung aufweisen. Die Wells können in Reihen und Spalten angeordnet sein. In einigen Fällen kann jede Spalte (oder Reihe) Teil einer anderen Emulsionsbildungseinheit 200 sein. Die Wells können entsprechend einer standardmäßigen Well-zu-Well-Beabstandung einer Mikroplatte voneinander beabstandet sein, wie von American National Standards Institute (ANSI) im Auftrag von Society for Biomolecular Screening veröffentlicht worden ist. Zum Beispiel können die Wells in jeder Reihe eine Mittenbeabstandung von unter anderem ungefähr 18, 9, 4,5, 2,25 oder 1,125 Millimetern aufweisen. Die Wells derselben Emulsionsbildungseinheit (z. B. die Wells einer Spalte) können oder können nicht eine Beabstandung aufweisen, die einer standardmäßigen Mikroplattenwell-Beabstandung entspricht.
  • Die Wells 168–172 können jede geeignete Größe und Form aufweisen. Zum Beispiel kann jeder der Wells in einer Reihe mit den anderen im Wesentlichen identisch sein, die gleiche Größe, Form und das gleiche Volumen aufweisen. Wells aus anderen Reihen und/oder in derselben Spalte können unterschiedliche Größen, Formen und/der Volumen aufweisen. Die Wells können so konfiguriert sein, dass sie eine Abdichtung bilden, wenn sie neben einem auf geeignete Weise ausgebildeten Dichtungsring angeordnet sind. Insbesondere kann die obere Fläche jedes Wells im Wesentlichen planar sein. Die oberen Flächen von Wells können koplanar sein, um das Ausbilden einer Abdichtung mit einem im Wesentlichen planaren Dichtungsring zu ermöglichen. Bei der dargestellten Ausführungsform sind die Wells 172 am größten, weisen die Wells 168 eine Zwischengröße auf und sind die Wells 170 am kleinsten. Jeder Well kann sich in Richtung eines Basisteils 202 des Chips verjüngen (siehe 8). Die Wells einer Reihe und/oder sämtliche Wells können die gleiche Höhe aufweisen, um eine planare obere Fläche 204 des Chips zu bilden. Die obere Fläche kann mit dem Dichtungsring 154 zusammengreifen (siehe z. B. 5).
  • 9 zeigt eine etwas schematische Unteransicht einer einzelnen Emulsionsbildungseinheit 200 des Chips 152. Die Eingabereservoirs 194, 196 (d. h. Wells 168, 170) können voraussichtliche Emulsionsphasen halten und zuführen, wie z. B. eine Ölphase 206 und eine wässrige Probe 208. Der Auffangbehälter 192 (d. h. Well 172) kann eine Emulsion 209 aufnehmen und auffangen, die von dem Tröpfchenerzeuger 198 aus der Ölphase 206 und der Probe 208 gebildet ist. Die Reservoirs und der Auffangbehälter können über Kanäle 210–216, die sich an dem Tröpfcherzeuger 198 schneiden, fluidisch miteinander verbunden sein. Die Kanäle können einen oder ein Paar von Öleinlasskanälen 210, 212, einen Probeneinlasskanal 214 und einen Emulsionsauslasskanal 216 aufweisen. Bei einigen Ausführungsformen kann sich jeder der Öleinlasskanäle 210, 212 aus einem anderen Eingabereservoir erstrecken. Bei einigen Ausführungsformen kann die Emulsionsbildungseinheit nur einen Öleinlasskanal aufweisen. Beispielhafte Emulsionsphasen und weitere beispielhafte Konfigurationen unter anderem für Tröpfchenerzeuger, Kanäle, Eingabereservoirs und Auffangbehälter, die für den Chip 152 geeignet sein können, sind in den oben bei den Querverweisen aufgeführten Patentschriften beschrieben, die hier durch Verweis einbezogen sind, insbesondere in der US-Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2010/0173394 A1, veröffentlicht am 8. Juli 2010; US-Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2011/0217712 A1, veröffentlicht am 8. September 2011; und der PCT-Patentanmeldung Nr. WO 2011/120024 , veröffentlicht am 29. September 2011.
  • 10 und 11 zeigen weniger schematische Unteransichten von Emulsionsbildungseinheiten 200 (10) oder eine der Einheiten (11) des Chips 152 bei Nichtvorhandensein des unteren Elements 182 (siehe auch 6). Die Kanäle 210–216 und der Tröpfchenerzeuger 198 jeder Einheit 200 können vorwiegend in der unteren Fläche 190 des oberen Elements 180 ausgebildet sein, wobei nur eine untere Wand jedes Kanals und des Tröpfchenerzeugers von dem unteren Element 182 gebildet ist. Bei weiteren Ausführungsformen kann zumindest ein Teil des einen oder der mehreren Kanäle und/oder des Tröpfchenerzeugers jeder Einheit 200 in der oberen Fläche des unteren Elements 182 ausgebildet sein.
  • Die Kanäle 210–216 können unterschiedliche Querschnittgrößen (d. h. Durchmesser/Breiten und/oder Tiefen) und/oder Längen aufweisen und/oder können entlang jedes Kanals in der Größe variieren. Die Querschnittgröße(n) und die Längen können so ausgewählt sein, dass unter anderem ein gewünschter Strömungswiderstand und somit ein gewünschtes Verhältnis von Emulsionsphasen, die durch den Tröpfchenerzeuger 198 strömen, geboten wird, Tröpfchen mit der gewünschten Größe gebildet werden, die Tröpfchenstabilisierung nach der Tröpfchenbildung verstärkt wird, mindestens ein Lufteinschluss 218 in einem Einlasskanal (z. B. Probeneinlasskanal 214) gebildet ist oder jede Kombination daraus vorgesehen ist.
  • Bei Ausführungsbeispielen bilden die Kanäle 210–216 ein Kanalnetz, das die Wells einer Emulsionsbildungseinheit miteinander verbindet. Das Kanalnetz kann eine engere/flachere Region 220 für einen größeren Strömungswiderstand und eine breitere/tiefere Region 222 hinter der Region 220 für die Tröpfchenbildung und -stabilisierung aufweisen. Mit anderen Worten kann sich die Querschnittgröße des Kanalnetzes in Richtung des Auffangbehälters der Einheit vergrößern. Die Region 222 kann vor dem Tröpfchenerzeuger 198 für jeden der Einlasskanäle beginnen und sich von dem Tröpfchenerzeuger über den Auslasskanal 216 erstrecken. Jeder Kanal kann sich in einer Richtung parallel zu der Tiefenachse des Kanals verjüngen. Zum Beispiel kann sich jeder Kanal in Richtung des oberen (oder des unteren) Teils des Chips verjüngen. In einigen Fällen kann jeder Kanal eine trapezförmige Querschnittform aufweisen und/oder eine Tiefe und eine Breite aufweisen, die ungefähr gleich sind. Bei Ausführungsbeispielen, die nur zur Veranschaulichung gedacht sind, können Kanalteile der Region 220 unter anderem eine Tiefe und eine Breite von ungefähr 50–100 oder 60–80 Mikrometern aufweisen, können Kanalteile der Region 222 unter anderem eine Breite und eine Tiefe von ungefähr 80–150 oder 90–120 Mikrometern aufweisen und kann der Tröpfchenerzeuger unter anderem ein Volumen von ungefähr 0,1–10 Nanolitern aufweisen. Weitere Aspekte von Kanalformen und -größen, die für den Chip geeignet sein können, sind in den oben bei den Querverweisen aufgeführten Patentschriften beschrieben, die hier durch Verweis einbezogen sind, insbesondere in der PCT-Patentanmeldung Nr. WO 2011/120024 , veröffentlicht am 29. September 2011.
  • IV. Beispielhafter Einsatz
  • In diesem Abschnitt wird ein beispielhafter Einsatz 150 der Kassette 54 zum Halten des Mikrofluidik-Chips und des Dichtungsrings beschrieben; siehe 12 und 13. Weitere Aspekte des Einsatzes sind oben in dem Abschnitt II (siehe z. B. 4 und 5) beschrieben.
  • 12 zeigt den Einsatz 150 in einer offenen oder Aufnahmekonfiguration (vergleiche 4). Der offene Einsatz bildet einen Aufnahmebereich 230, der so bemessen ist, dass er den Chip 152 von oberhalb des Einsatzes aufnimmt. Der Aufnahmebereich kann einen Träger oder zentralen Teil 234, der den Chip trägt, und ein Paar von Haltern 236, 238 mit einer einstellbaren Beabstandung aufweisen. Der Träger 234 (und/oder die Halter) kann eine oder mehrere Öffnungen 239 zum Zusammenfügen mit dem Sitz 56 des Instruments 52 (siehe Abschnitt V) definieren. Der Träger kann so konfiguriert sein, dass er eine niveaugleiche Präsentation des Chips gegenüber dem Verteiler sicherstellt, um eine feste gleichförmige Abdichtung über sämtliche Behälter, die mit dem Verteiler in Kontakt stehen, herzustellen. Ein beispielhaftes Material für den Träger ist nichtrostender Stahl.
  • Der Einsatz kann mit einem optischen Element 240 ausgestattet sein, das reflektierend oder anderweitig optisch detektierbar sein kann. Das optische Element kann sich auf einer Fläche des Einsatzes, wie z. B. einer nach oben, nach unten oder zur Seite weisenden Fläche, befinden. Bei Ausführungsbeispielen ist das optische Element auf einem Boden 242 des Aufnahmebereichs angeordnet.
  • Der Einsatz kann ferner oder alternativ mit einem Kontaktelement 244 (siehe auch 13) ausgestattet sein, das elektrisch leitend sein kann. Bei Ausführungsbeispielen ist das leitende Element 244 auf einer Unterseite des Einsatzes angeordnet, wie z. B. auf einer unteren Fläche des Trägers 234 (und/oder eines der Halter 236, 238). Das leitende Element kann zum Detektieren verwendet werden, ob der Einsatz an Ort und Stelle in dem Aufnahmebereich sitzt.
  • Die Halter 236, 238 können eine Haltestruktur für den Chip 152 und den Dichtungsring 154 bilden. Zum Beispiel kann jeder Halter eine hinterschnittene Wand 246, 248 bieten, die in der Lage ist, über eine Region des Basisteils 202 des Chips 152 vorzustehen und diese zu überlappen (siehe z. B. auch 7 und 8). Jede Wand 246, 248 kann Kerben 250 definieren, die in der Lage sind, eine Spalte aus Wells 168–172 aufzunehmen, welche nahe einem Ende des Chips angeordnet sind. Ferner kann jeder Halter einen oder mehrere Vorsprünge, wie z. B. Haken 164 oder Stifte, zum Aufnehmen des Dichtungsrings bereitstellen.
  • 13 zeigt eine Explosionsansicht des Einsatzes 150. Der Träger 234 kann laterale Spuren 252 bilden, die es dem Träger ermöglichen, gleitend mit jedem Halter 236, 238 zusammengefügt zu werden. Federbelastete Stifte 254, 256 können eine Trennung des Trägers von den Haltern, nachdem diese zusammengefügt worden sind, einschränken. Die Halter 236, 238 können von einem oder mehreren Vorspannelementen, wie z. B. Federn 258, die die Halter auseinanderdrücken, in Richtung der offene Konfiguration von 12 vorgespannt werden. Die Halter können in einer geschlossenen Konfiguration mittels eines Befestigungsmechanismus 260, der auf einer oder beiden Seiten der Halter ausgebildet ist, zusammengedrückt und aneinander befestigt werden. Zum Beispiel kann der Befestigungsmechanismus einen Ansatz 262 eines Halters aufweisen, der in einem Schlitz 264 des anderen Halters aufgenommen ist. Der Befestigungsmechanismus auf jeder Seite kann durch Drücken eines jeweiligen Knopfs 266, der mit dem Ansatz 262 operativ gekoppelt ist, freigegeben werden. Bei einigen Ausführungsformen kann der Einsatz durch Zusammendrücken des Einsatzes an den Knöpfen geöffnet werden. Der (die) Knopf (Knöpfe) kann (können) unter anderem mittig oder außermittig platziert sein.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann der Einsatz angelenkte Klemmen aufweisen, die den Chip an den Enden (oder Seiten) des Einsatzes an dem Träger befestigen, mit Halterwänden entlang der oberen und der unteren Seite, das heißt, keine Knöpfe oder Befestigungsteile am oberen und am unteren Teil. Die Klemmen können mit Merkmalen (z. B. Kerben 250) hergestellt sein, die mit den Formen der Außenflächen der Wells auf der linken und der rechten Seite des Chips in dem Einsatz zwecks einer weiteren Einschränkung der Bewegung und einer Klemmeffizienz übereinstimmen.
  • V. Beispielhafte Sitzkonfiguration für eine Kassette in dem Instrument
  • In diesem Abschnitt werden eine beispielhafte Sitzkonfiguration für die Kassette in dem Instrument und Sensoren des Instruments, die die Sitzkonfiguration detektieren können, beschrieben; siehe 14 und 15.
  • 14 zeigt den Sitz 56 des Instruments 52 ohne Kassette 54 (vergleiche 4). Der Sitz 56 kann eine Plattform 280 aufweisen, die einen oder mehrere Stifte 282 zum Zusammenfügen mit dem Einsatz 150 bereitstellt. Die Plattform 280 kann ferner Elektroden 284 des Kassettensensors 114 (siehe auch 3) zum Detektieren eines Kontakts des Sitzes 56 mit dem Einsatz bereitstellen.
  • 15 zeigt eine Schnittansicht der Kassette 54 und des Sitzes 56, wobei die Kassette operativ in dem Instrument 52 angeordnet ist. Das Gehäuse 138 des Instruments kann einen äußeren Gehäuseteil 286, eine Basisplatte 288 und einen inneren Gehäuseteil 290 aufweisen. Der innere Gehäuseteil kann zumindest teilweise die Kammer 140 des Instruments definieren (siehe z. B. 1 und 2) und kann zumindest einen Teil des Sitzes 56 bilden. Die Plattform 280 kann mit Befestigungsteilen 292 an dem Gehäuse, wie z. B an der Basisplatte 288, gesichert sein.
  • Der Einsatz 150 der Kassette kann mit der Plattform 280 zusammengefügt werden. Der Einsatz kann eine Ausnehmung 294 definieren, die einen Körper der Plattform aufnimmt, und/oder es können Stifte 282 der Plattform in den Öffnungen 239 des Einsatzes aufgenommen sein. Das Kontaktelement 244 kann mit den Elektroden 284 zusammengreifen, wodurch es dem Instrument ermöglicht wird, zu detektieren, dass der Einsatz durch Zusammengriff mit dem Sitz 56 korrekt in dem Instrument positioniert ist.
  • Der Kassettensensor 116 (siehe 3) kann angrenzend an die Kassette positioniert sein, wie z. B. von dem Verteiler 72 oberhalb der Kassette getragen werden, um das optische Element 240 des Einsatzes zu detektieren. Der Sensor 116 kann eine Lichtquelle zum Beleuchten des optischen Elements mit einfallendem Licht und einen Fotosensor zum Detektieren von Licht, das von dem optischen Element reflektiert wird, aufweisen. Der Chip 152 kann ausreichend lichtdurchlässig sein, um ein Durchlaufen von einfallendem und reflektiertem Licht zu erlauben. Im Gegensatz dazu kann der Dichtungsring 154 ausreichend lichtundurchlässig sein, um ein Durchlaufen des einfallenden Lichts zu blockieren, ohne dass das einfallende Licht wesentlich zu dem Fotosensor zurück reflektiert wird. Entsprechend kann durch die Verwendung der Kassettensensoren 114, 116 das Instrument bestimmen, ob der Einsatz in das Instrument geladen ist und in diesem sitzt, und wenn es in diesem sitzt, ob der Dichtungsring vorhanden ist.
  • VI. Beispielhafte Struktur und Operation einer Fluidikbaugruppe für das Instrument
  • In diesem Abschnitt werden eine beispielhafte Struktur der Fluidikbaugruppe 58 des Instruments 52 und eine beispielhafte Operation der Fluidikbaugruppe an der Kassette 54 zum Bilden und Konzentrieren von Emulsionen beschrieben; siehe 16 bis 20.
  • 16 zeigt eine schematische Ansicht der Fluidikbaugruppe 58, die über eine Schnittstelle über die Kassetten-Schnittstellenstruktur 74, nämlich den Verteiler 72 mit den Anschlüssen 76, operativ mit dem Chip 152 verbunden ist. Jeder Anschluss kann mit einem oder mehreren Wells 172 des Chips 152 fluidisch verbunden sein. Ein Druck kann mit einem Unterdruckteil 300 und einem Überdruckteil 302 der Fluidikbaugruppe auf den Chip ausgeübt werden. Zum Beispiel kann ein Unterdruck zuerst mittels des Unterdruckteils 300 ausgeübt werden, um einen Satz von Emulsionen zu bilden, die in den Wells 172 aufgefangen werden. Dann können die Emulsionen durch Ausüben eines Überdrucks mittels des Überdruckteils 302 konzentriert werden. In einigen Fällen kann der Überdruck auf den Chip ausgeübt werden, um die Emulsionsbildung anzutreiben. Zum Beispiel kann ein Überdruck auf die Eingabewells 168, 170 ausgeübt werden, um die Erzeugung von Tröpfchen und das Auffangen von Emulsionen anzutreiben. In einigen Fällen können sowohl ein Unterdruck als auch ein Überdruck auf den Chip ausgeübt werden, um die Emulsionsbildung anzutreiben. Zum Beispiel kann ein Unterdruck auf die Eingabewells 172 ausgeübt werden und kann zur gleichen Zeit ein Überdruck auf mindestens einen Teilsatz der Eingabewells (wie z. B. jeden der Wells 168 oder jeden der Wells 170) ausgeübt werden. Auf diese Weise kann ein erster Druckabfall zwischen den Öleingabewells und den Ausgabewells hervorgerufen werden und kann ein zweiter Druckabfall zwischen dem Probeneingabewells und den Ausgabewells hervorgerufen werden. Die Größen der Druckabfälle können so gesetzt oder eingestellt sein, dass gewünschte relative und/oder absolute Strömungsraten für die Ölphase und die Probe erreicht werden.
  • Jeder der Druckteile 300, 302 kann eine jeweilige Pumpe 64 oder 66 und einen jeweiligen Druckregler 86 oder 88 aufweisen. (In einigen Fällen kann eine Pumpe mit zwei Reglern verwendet werden, z. B. mit einem weiteren Ventil, das zwischen der Pumpe und den Reglern vorgesehen ist.) Die Pumpe kann als Quelle für Unter- und Überdruck für den Druckteil dienen, und der Druckregler kann den Pegel des Unter- oder des Überdrucks in einem Reservoir oder einer Region des Druckteils einstellen, um den Pegel des Drucks einzustellen, der auf den Chip 152 ausgeübt wird. Bei einigen Ausführungsformen kann die Pumpe jedoch fluidisch von dem Chip isoliert sein und/oder kein Fluid pumpen, wenn der Druck auf den Chip ausgeübt wird. Mit anderen Worten kann die Pumpe als Druckquelle verwendet werden, um einen Über- oder Unterdruck in einem Reservoir herzustellen, und dann kann der erzeugte Druck ohne weitere Beteiligung der Pumpe von dem Reservoir auf den Chip ausgeübt werden.
  • Jeder Druckregler kann ein jeweiliges Ventil 82 oder 84, einen jeweiligen Drucksensor 92 oder 94 und eine Steuervorrichtung 304 oder 306 (z. B einen Proportional-(P-)Regler, einen (PI-)Proportional-Integral-Regler, einen Proportional-Integral-Differenzial-(PID-)Regler oder dergleichen) aufweisen. Jeder Druckregler kann eine Rückkopplungsschleife bilden. Die Steuervorrichtung kann einen Wert für einen Solldruck empfangen und kann das Ventil des Reglers auf der Basis von Signalen, die aus dem Sensor empfangen werden, betätigen, um den Solldruck zu erreichen und aufrechtzuerhalten. Der Sensor des Druckreglers kann einen Druck an einer Position detektieren, die dem Chip fluidisch näher ist (oder der Pumpe fluidisch näher ist) als das Ventil des Reglers.
  • Jeder Druckteil kann ferner ein erstes Druckreservoir aufweisen, das fluidisch zwischen der Pumpe und dem Druckregler angeordnet ist. Das erste Reservoir kann eine Kammer sein und/oder kann eine Leitung 312 oder 314 sein, die für eine Fluidkommunikation zwischen einer Pumpe und ihrem jeweiligen Regler sorgt. Die Leitungen 312, 314 oder die ersten Reservoirs können (oder können nicht) einen wesentlichen größeren Durchmesser und/oder Volumen aufweisen als jede Kombination aus Leitungen 316–322, die fluidisch näher an dem Chip angeordnet sind. Zum Beispiel kann der Innendurchmesser von einer der beiden oder von beiden Leitungen 312, 314 oder einem anderen der ersten Reservoirs mindestens ungefähr 2-, 5- oder 10-mal der Innendurchmesser jeder der Leitungen 316–322 und insbesondere der Leitungen 318, 320 sein. Ferner oder alternativ kann das Volumen von einer der beiden oder von beiden Leitungen 312, 314 und eines anderen der ersten Reservoirs mindestens ungefähr 10-, 20-, 50- oder 100-mal das Volumen jeder Kombination der Leitungen 316–322 und insbesondere der Leitungen 318, 320 sein.
  • Der Druckteil kann ferner oder alternativ ein zweites Druckreservoir aufweisen, das fluidisch zwischen dem Druckregler und dem Chip angeordnet ist. Das zweite Reservoir kann eine Kammer sein und/oder kann eine Leitung 316 oder 322 sein, die für eine Fluidkommunikation zwischen dem Druckregler und einem Ventil 78 und/oder 80 sorgt, das fluidisch zwischen dem Druckregler und dem Chip angeordnet ist. Wenn sowohl das erste als auch das zweite Reservoir in einem Druckteil vorhanden sind, kann (oder kann nicht) das erste Reservoir ein wesentlich größeres Volumen als das zweite Reservoir aufweisen, wie z. B. mindestens ungefähr 2-, 5-, 10-, 20- oder 50-mal das Volumen des zweiten Reservoirs. Die Leitungen 316, 322 oder die zweiten Reservoirs können wiederum (oder können nicht) einen wesentlich größeren Durchmesser und/oder Volumen aufweisen als jede Kombination aus den Leitungen 318, 320, die fluidisch näher an dem Chip angeordnet sind. Zum Beispiel kann der Innendurchmesser einer der beiden oder von beiden Leitungen 316, 322 oder jedes anderen zweiten Reservoirs mindestens ungefähr 2-, 5- oder 10-mal größer sein als der Innendurchmesser von Leitungen, die fluidisch näher an dem Chip angeordnet sind, und insbesondere der Leitungen 318, 320. Ferner oder alternativ kann das Volumen einer der beiden oder von beiden Leitungen 316, 322 oder jedes anderen zweiten Reservoirs mindestens ungefähr 10-, 20-, 50- oder 100-mal größer sein als das Volumen der Fluidikbaugruppe, die fluidisch zwischen einer der beiden Leitungen und dem Chip angeordnet ist, wie z. B. das Volumen, das von den Leitungen 318, 320 umschlossen ist.
  • Die Verwendung von isolierbaren Druckreservoirs ermöglicht, dass ein Reservoir mit einem Über- oder Unterdruck aus der Pumpe und/oder einem größeren Reservoir geladen wird. Der Druck kann (z. B. kurz) in dem Reservoir isoliert von der Pumpe, dem Chip und/oder einem angrenzenden Reservoir gespeichert werden. Der gespeicherte Druck kann dann gemeinsam mit einem weiteren Reservoir und/oder dem Chip verwendet werden, ohne dass die Größe des gespeicherten Drucks wesentlich abnimmt, falls sich das Volumen, in dem der Druck gespeichert wird, nicht wesentlich erhöht, wenn der gespeicherte Druck in Fluidkommunikation mit einem weiteren Volumen des Druckteils gebracht wird.
  • Die Fluidikbaugruppe 58 kann in Reaktion auf ein Signal zum Bilden von Emulsionen wie folgt betätigt werden. Die Vakuumpumpe 64 kann eingeschaltet werden. Die Leitung 312 (d. h. ein erstes Reservoir) kann auf einen Unterdruck geladen werden, wie z. B. ungefähr –7 psi (~ –48 kPa (Kilopascal). Die Pumpe 64 kann (oder kann nicht) ausgeschaltet werden. Ein Rückschlagventil in der oder angrenzend an die Pumpe kann einen Verlust an Unterdruck aus dem ersten Reservoir durch die Pumpe verhindern. Der Unterdruckregler 86 kann einen Unterdruck in der Leitung 316 (d. h. einem zweiten Reservoir) entsprechend einem Sollwert erzeugen, wie z. B. einen Unterdruck von weniger als ungefähr –10 psi (~ –69 kPa) (z. B. ungefähr –0,5 bis –4,5 psi (~ –3,4 bis –31,5 kPa). Eines oder beide der Ventile 78, 80 können so eingestellt sein, dass sie für eine Fluidkommunikation zwischen den Leitungen 316–320 und dem Verteiler 72 sorgen, so dass der Unterdruck auf die Wells 172 ausgeübt wird. Der Unterdruck kann bei inaktivierter Pumpe ausgeübt werden, das heißt, wenn die Pumpe ausgeschaltet ist (kein Fluid pumpt) und/oder nicht fluidisch mit dem Chip verbunden ist. Der Druckregler kann den Druck, der auf den Chip ausgeübt wird, nachdem die Fluidkommunikation mit dem Chip hergestellt worden ist, weiter steuern, oder der Druckregler kann auch ausgeschaltet und/oder fluidisch isoliert werden. Der Endpunktsensor 90 kann den Druck, der auf den Chip ausgeübt wird, durch Detektieren eines entsprechenden Drucks in der Fluidikbaugruppe, wie z. B. in dem Verteiler 74 und/oder nahe den Anschlüssen 76, überwachen, um es dem Instrument zu ermöglichen, zu bestimmen, wann das Ausüben von Unterdruck abzubrechen ist. Der Druck, der von dem Sensor 90 detektiert wird, kann äquivalent zu dem ausgeübten Druck sein oder kann sich von dem ausgeübten Druck um ein Druckdifferenzial unterscheiden, das von einem Widerstand gegen den Fluidstrom zwischen dem Chip und dem Drucksensor hervorgerufen wird. Um das Ausüben von Unterdruck zu unterbrechen, kann das Ventil 78 so eingestellt werden, dass es die Leitungen 318, 320 und die Anschlüsse 76 fluidisch von der Leitung 316 isoliert, während es die Leitungen und die Anschlüsse fluidisch mit einer Entlüftungsöffnung 324 verbindet.
  • Der detektierte Druck (z. B. an dem Verteiler) kann zum Aufrechterhalten eines vordefinierten Druckbereichs eines ausgeübten Drucks (z. B. +/–0,05, +/–0,075, +/–0,1, +/–0,25, +/–0,5 psi etc.) verwendet werden. Eine Steuerung dieses Drucks am Punkt der Emulsionserzeugung kann den Grad an Monodispersität der gebildeten Emulsion beeinflussen. Eine engere Steuerung des Drucks kann zu einer höheren Monodispersität (gleichförmigeren Emulsionströpfchengröße) führen.
  • Die Überdruckpumpe 66 kann dann eingeschaltet werden, und die Leitung 314 (d. h. ein erstes Reservoir) kann auf einen Überdruck geladen werden, wie z. B. ungefähr 5–8 psi (~34 bis 55 kPa). Die Pumpe 66 kann (oder kann nicht) ausgeschaltet werden. Ein Rückschlagventil in der oder angrenzend an die Pumpe kann einen Verlust an Überdruck aus dem ersten Reservoir durch die Pumpe verhindern. Der Überdruckregler 88 kann einen Überdruck stromabwärts in der Leitung 322 (d. h. einem zweiten Reservoir) entsprechend einem Sollwert erzeugen, wie z. B. einen Überdruck von weniger als ungefähr 10 psi (~69 kPa) (z. B. ungefähr 0,5 bis 10 psi (~3,4 bis 69 kPa)). Das Ventil 80 (und/oder das Ventil 78) kann so eingestellt sein, dass es für eine Fluidkommunikation zwischen den Leitungen 320, 322 und dem Verteiler 72 sorgt, so dass der Überdruck auf die Wells 172 ausgeübt wird. Der Überdruck kann bei inaktivierter Pumpe ausgeübt werden, das heißt, wenn die Pumpe ausgeschaltet ist und/oder nicht fluidisch mit dem Chip verbunden ist. Der Druckregler kann den Druck, der auf den Chip ausgeübt wird, nachdem die Fluidkommunikation mit dem Chip hergestellt worden ist, weiter steuern, oder der Druckregler kann auch abgeschaltet werden. Um das Ausüben von Überdruck zu unterbrechen, kann das Ventil 80 so eingestellt werden, dass es die Leitung 320 und die Anschlüsse 76 fluidisch von der Leitung 322 isoliert, während es die Leitung 320 und die Anschlüsse 76 fluidisch mit der Entlüftungsöffnung 324 verbindet.
  • Die Leitungen, die die Druckregler flankieren (z. B. die Leitungen 312, 314, 316 und/oder 322) können als Reservoirs dienen, wie oben beschrieben worden ist. Jedes Reservoir kann ein Volumen aufweisen, das wesentlich größer ist als das Volumen der Leitungen 318 und/oder 320 und der Kanäle des Verteilers, so dass das Reservoir nach der Inaktivierung der Pumpe, das heißt, wenn die Pumpe von den nachgeschalteten Leitungen isoliert und/oder ausgeschaltet ist, einen Druck auf den Chip ausüben kann. Durch Ausüben von Druck auf den Chip mit einem gespeicherten Unterdruck und/oder Überdruck (z. B. als Gasvolumen mit einem Über- oder Unterdruck in den Leitungen 312 und/oder 316 und 314 und/oder 322 gespeichert) statt mittels eines aktiven Pumpens kann ein gleichförmigerer und reproduzierbarerer Druck ausgeübt werden, der zu einer besseren Emulsionsbildung führen kann.
  • 17 zeigt ein Ablaufschema mit Darstellung einer beispielhaften Bildung und Konzentrierung einer Emulsion mittels eines Emulsionsbildungssystems 50. Die Abläufe, die in dem Ablaufschema dargestellt sind, können in jeder geeigneten Reihenfolge und Kombination durchgeführt werden.
  • Der Mikrofluidik-Chip 152 kann gewählt werden, wie bei 340 angezeigt ist. Der Chip kann mit dem Einsatz 150 zusammengebaut und wahlweise mit dem Einsatz verriegelt werden.
  • Die voraussichtlichen Emulsionsphasen 206, 208 können jeweils zu den Wells 168 und den Wells 170 des Chips ausgegeben werden, wie durch einen Pfeil bei 342 angezeigt ist, um eine phasengeladene Konfiguration 344 des Chips zu produzieren. Die gleiche voraussichtliche Emulsionsphase 206 (z. B. eine voraussichtliche kontinuierliche Phase, wie z. B. eine Ölphase, die Tensid(e) aufweist) kann an jeden der Wells 168 des Chips ausgegeben werden, und die gleichen oder unterschiedliche voraussichtliche Phasen 208 (z. B. voraussichtliche dispergierte Phasen, wie z. B. unterschiedliche wässrige Proben) können zu jedem der Wells 170 des Chips ausgegeben werden. Bei einigen Ausführungsformen können die wässrigen Lösungen Salze, Tensid(e) und biologische Komponenten, wie z. B. unter anderem Enzyme, Proteine, dNTPs und/oder andere Polymerase-Kettenreaktions-Bestandteile enthalten. Das Ausgeben von Phasen in jeden der Wells 168 und/oder in jeden der Wells 170 kann parallel (wie z. B. mit einer Mehrkanalpipette) oder seriell durchgeführt werden. In einigen Fällen kann mindestens ungefähr zweimal das Volumen der Ölphase 206 relativ zu der Probenphase 208 in den Wells angeordnet sein. Bei Ausführungsbeispielen, die nur zur Veranschaulichung gedacht sind, können ungefähr 10–200 Mikroliter der Ölphase 206 in jedem der Wells 168 und ungefähr 5–100 Mikroliter der Probenphase 208 in jedem der Wells 170 angeordnet sein. In jedem Fall können (oder können nicht) die Wells 172 an diesem Punkt leer sein. Weitere Aspekte von voraussichtlichen Emulsionsphasen, die zum Bilden von Emulsionen geeignet sind, sind in den oben unter den Querverweisen aufgeführten Patentschriften beschrieben, die hier durch Verweis einbezogen sind, insbesondere die US-Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2011/0217712 A1, veröffentlicht am 8. September 2011.
  • Der Unterdruck (”–P”) kann an den Wells 172 auf den Chip ausgeübt werden, wie durch einen Pfeil bei 346 angezeigt ist. Der Dichtungsring 154 kann auf dem Chip angeordnet sein, der Verteiler 72 kann mit dem Dichtungsring zusammengreifen, und der Unterdruck kann über den Unterdruckteil 300 der Fluidikbaugruppe des Instruments an den Wells 172 auf den Chip 152 ausgeübt werden. Eine Emulsion 348 aus Tröpfchen 350, die aus der Phase 208 gebildet ist und in der kontinuierlichen Phase 206 angeordnet ist, kann an jedem Tröpfchenerzeuger hergestellt und in jedem Well 172 aufgefangen werden, um eine Phasenverarbeitungskonfiguration 352 zu produzieren, bei der sämtliche der Wells 168, 170 immer noch ausreichend Fluid für eine weitere Emulsionsbildung enthalten. Die Tröpfchen 350 können in der kontinuierlichen Phase schwimmen (oder sinken) und können somit nach oben schweben (oder nach unten sinken) und sich in einer oberen (oder unteren) Region der Emulsion akkumulieren. Bei weiteren Beispielen kann der Überdruck, der auf die Wells 168, 170 ausgeübt wird, die Emulsionsbildung antreiben.
  • Der Endpunktsensor 90 kann einen Druck des Unterdruckteil 300 überwachen, wenn eine Emulsionsbildung erfolgt, wie z. B. bei der Konfiguration 352. Die Verwendung eines Endpunktsensors ermöglicht, dass ein Großteil (mehr als der Hälfte) jeder Probe in eine Emulsion umgewandelt wird. Der Sensor 90 überwacht generell einen Druck in oder nahe dem Verteiler, um eine Änderung des Drucks nachzuweisen, die anzeigt, dass die Flüssigkeit (Phase 206 und/oder 208) aus einem oder mehreren der Wells 168, 170 aufgebraucht ist (d. h. einer der Eingabewells ist leer). Die Änderung kann eine vordefinierte Bedingung erfüllen, die einer Druckänderung entspricht, welche eine Luftansaugung aus einem Well (168 oder 170) in einen oder mehrere Kanäle, durch einen Tröpfchenerzeuger, in und/oder durch einen Ausgabewell (172), in den Verteiler oder jede Kombination daraus anzeigt. Zum Beispiel kann die Veränderung ein Abfall des Pegels des Vakuums sein, der zumindest über eine vordefinierte Zeitdauer, zumindest auf einen vordefinierten Pegel, zumindest mit einer vordefinierten Rate oder Beschleunigung, jeder Kombination daraus oder dergleichen auftritt. In einigen Fällen kann der Drucksensor die Druckänderung, die eine Luftansaugung anzeigt, detektieren, wenn nur einer der Eingabewells 168, 170 leer ist. Generell sind die Wells so geladen, dass die Probenwells zuerst leer werden, so dass dann, wenn alles andere gleich ist, ein Probenwell, der mit dem kleinsten Volumen der Probe geladen ist, bestimmen kann, wann der Endpunkt der Tröpfchenerzeugung eintritt.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann ein alternativer oder zusätzlicher Endpunktsensor 117 in dem Instrument oder dem Einsatz vorgesehen sein (siehe 3). Der Endpunktsensor kann einen Aspekt eines Fluids (Flüssigkeit und/oder Gas) in dem Chip und/oder eines Fluids, das mit einem Fluid auf dem Chip in Kontakt steht, detektieren und/oder überwachen. In einigen Fällen kann der Endpunktsensor einen Aspekt eines Fluids detektieren, das in einem oder mehreren Behältern/Wells des Chips, wie z. B. Probenbehältern/-wells des Chips, angeordnet ist. Zum Beispiel kann der Endpunktsensor den Aspekt für mindestens einen oder jeden der Probenbehälter/-wells, mindestens einen oder jeden der Ölbehälter/-wells, mindestens einen oder jeden der Emulsionsbehälter/-wells oder jede Kombination daraus detektieren.
  • Der Endpunktsensor kann eine Wärmekapazität des Fluids, das in einem oder mehreren Behältern/Wells des Chips angeordnet ist, detektieren. Die Wärmekapazität kann einen höheren Wert aufweisen, wenn die Flüssigkeit in den Behältern/Well vorhanden ist, und kann sich dann wesentlich ändern, wenn die Flüssigkeit durch Luft ersetzt wird, das heißt, wenn die Flüssigkeit aus einem Behälter/Well geleert wird. In einigen Fällen kann der Endpunktsensor eine Vielzahl von Hitzdrahtsensoren aufweisen, die so konfiguriert sind, dass sie eine Wärmekapazität des Fluids in jedem der Probenwells, jedem der Ölwells und/oder jedem der Ausgabewells des Chips erfassen.
  • Der Endpunktsensor kann ein optischer Sensor sein, der eine optische Charakteristik detektiert, die sich ändert, wenn der Endpunkt erreicht ist. Zum Beispiel kann der optische Sensor Brechungsindex, Fluoreszenz (wenn z. B. Fluorophor vorhanden ist und/oder zu mindestens einer der voraussichtlichen Emulsionsphasen hinzugefügt ist), Absorptionsvermögen, Streuung, Reflexionsvermögen oder dergleichen eines Fluids (Flüssigkeit und/oder Gas) in einem oder mehreren Eingabe- (oder Ausgabe-)Behältern/Wells des Chips detektieren. Wenn sich das Fluid in dem Behälter/Well ändert (z. B. Flüssigkeit austritt und Gas eintritt oder umgekehrt), ändert sich die optische Charakteristik, bis eine Änderung, die eine vordefinierte Bedingung erfüllt, eingetreten ist (z. B. ändert sich der Brechungsindex, wenn Luft die Flüssigkeit in einem Ausgabebehälter/-well ersetzt, nimmt die Fluoreszenzintensität bis auf einen vordefinierten Pegel ab, wenn ein Fluorophor in einer voraussichtlichen Emulsionsphase aus einem Eingabewell geleert wird (oder sich in einem Ausgabewell akkumuliert) oder dergleichen). In einigen Fällen kann der Endpunktsensor einen optischen Detektor aufweisen, der so konfiguriert ist, dass er eine optische Charakteristik für jeden Probenwell, jeden Ölwell und/oder jeden Ausgabewell des Chips überwacht, um eine Änderung in einem oder mehreren der Wells, die eine vordefinierte Bedingung erfüllt, zu detektieren.
  • In jedem Fall bewirkt die Detektion der Änderung, dass das Instrument das Ausüben eines Unterdrucks auf die Wells 172 abbricht, was durch einen Pfeil bei 354 angezeigt und in der Konfiguration 356 dargestellt ist. Ein leerer Well 170 ist bei 358 angezeigt, und Luftblasen 360, die sich durch die Emulsion 348 nach oben bewegen, sind dargestellt.
  • Das Ausüben von Druck kann an jedem geeigneten Endpunkt unterbrochen werden. In einigen Fällen kann das Ausüben von Druck unterbrochen werden, wenn mehr als 50% oder mindestens ungefähr im Durchschnitt 60%, 70%, 80% oder 90% jeder Probe in Tröpfchen umgewandelt worden sind. In einigen Fällen kann das Ausüben von Druck unterbrochen werden, nachdem Luft einer Flüssigkeit in mindestens einen Kanal, ein Kanalnetz und/oder einen Tröpfchenerzeuger des Chips gefolgt ist, jedoch bevor die Luft der Flüssigkeit in sämtliche der Ausgabebehälter (z. B. jeden der Wells 172) des Chips gefolgt ist.
  • In einigen Fällen kann das Instrument das Ausüben von Druck auf den Chip während der Emulsionsbildung unterbrechen, wenn der detektierte Druck nicht innerhalb eines vordefinierten Bereichs von Solldrücken liegt. Dadurch kann ein wichtiger Steuerprozess geboten werden, der zweckdienlich ist, wenn monodispergierte Tröpfchen benötigt werden.
  • Nach dem Unterbrechen der Emulsionsbildung kann die aufgefangene Emulsion 348 in einer Ruhe- oder Packungskonfiguration 362 bei Atmosphärendruck verbleiben, wie durch einen Pfeil bei 364 angezeigt ist. Während dieser Warteperiode kann ermöglicht werden, dass die Tröpfchen 350 sich selbst oben in der Emulsion enger zusammenpacken, um eine eng gepackte Anordnung 366 von Tröpfchen zu produzieren. Es kann ermöglicht werden, dass die Tröpfchen über jede geeignete Zeitperiode, wie z. B. unter anderem mindestens ungefähr 1, 5, 10, 30 oder 60 Sekunden, nach oben schweben und sich enger zusammenpacken. Ein unterer im Wesentlichen tröpfchenfreier Teil 368 der kontinuierlichen Phase kann in der unteren Region der Emulsion produziert werden. In einigen Fällen können sich die Tröpfchen am unteren Teil des Behälters zusammenpacken, wenn die Tröpfchen dichter sind als die kontinuierliche Phase.
  • Ein Überdruck kann auf die Wells 172 (oder ein Unterdruck auf die Wells 168, 170) ausgeübt werden, wie von einem Pfeil bei 370 angezeigt und bei der Konfiguration 372 dargestellt ist. Der Überdruck kann die kontinuierliche Phase 206 relativ zu der Phase 208 und/oder den Tröpfchen 350 aus der Emulsion 348 selektiv gegensinnig den Strömungsweg zwischen jedem Ausgabewell 172 und Eingabewell 168, 170 entlang antreiben. Folglich kann das entfernte Volumen 374, 376 der Phase 206 in den Wells 168 und/oder 170 aufgefangen werden und kann die Emulsion 348 stärker konzentriert werden (d. h. der Volumenanteil von Tröpfchen in den Wells 172 kann erhöht werden und der Volumenanteil der kontinuierlichen Phase kann verkleinert werden). Der Überdruck kann über eine voreingestellte Zeitdauer ausgeübt werden. Alternativ kann der Überdruck über eine Zeitdauer ausgeübt werden, die mit einem Algorithmus auf der Basis der Zeitdauer, während der ein Unterdruck auf die Wells 172 ausgeübt worden ist, bestimmt wird. Zum Beispiel kann der Überdruck über eine Zeitdauer ausgeübt werden, die proportional zu der Dauer der Emulsionsbildung ist. Der Druck, mit dem die Emulsion konzentriert wird, kann konstant (z. B. ein einzelner Druck) oder rampenförmig (d. h. ein Druckgradient) in einem oder mehreren Zeitschritten sein.
  • 18 zeigt eine Draufsicht von ausgewählten Aspekten des Systems 50, wobei die Kassette 54 in dem Instrument 52 sitzt und der Verteiler 72 operativ mit der Kassette zusammengreift. Der äußere Gehäuseteil 286 ist in einem Phantomumriss gezeigt. Sämtliche Komponenten sind an der Basisplatte 288 angebracht und/oder werden von dieser getragen.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Fluidikbaugruppe 58 von 16 ist hier genauer gezeigt. Unter anderem kann die linke Seite des Instruments einen Unterdruckteil 300 bereitstellen und kann die rechte Seite einen Überdruckteil 302 bereitstellen, oder umgekehrt. Die Pumpen 64, 66 können nahe dem hinteren Teil des Instruments montiert sein, und jede kann fluidisch mit der Leitung 312 oder 314 und mit einer jeweiligen Entlüftungsöffnung 390, 392 verbunden sein. Die Pumpen können mit einer Vibrationsisolierung montiert sein (z. B. über elastomere Isolierscheiben). Die Ventile 78, 80 können so an dem Schlitten 104 der Antriebsbaugruppe 60 montiert sein, dass die Ventile in Reaktion auf den Betrieb des Motors 100 in dem Instrument vor- und zurückbewegt werden können. Die Leitungen 316–322 können auf die mit Bezug auf 16 beschriebene Weise mit den Ventilen 78, 80 und den Druckreglern 86, 88 verbunden sein.
  • Bei der Antriebsbaugruppe 60 können die Motoren 100, 102 jeweils zum Antreiben einer Vorwärts-und-Rückwärts- und Auf-und-Ab-Bewegung des Verteilers 72 verwendet werden. Der Motor 100 kann den Verteiler parallel zu einer horizontalen Verfahrachse 394 antreiben, die von einer Spur oder Führung 396 (z. B. einer linearen Führung) definiert wird. Der Schlitten 104 kann zwecks einer Bewegung entlang der Achse 394 gleitfähig mit der Führung 396 verbunden sein und kann unter anderem die Ventile 78, 80, den Verteiler 72, den Motor 102, die Leitspindel-Verbindung 109, vertikale Schienen 400, 402, den Zugang zu dem Instrument, den Endpunkt-Drucksensor 90, ausgewählte Elektroniken oder jede Kombination daraus tragen. Der Motor 100 kann den Schlitten 104 über eine Zahnstangen-und-Ritzel-Verbindung 108 antreiben. Der Motor 102 kann den Verteiler 72 über die Leitspindel-Verbindung 109 vertikal die Schienen 400, 402 entlang antreiben.
  • Sensoren können zum Steuern der horizontalen und/oder vertikalen Position des Verteilers verwendet werden. Sensoren, wie z. B. optische Flags, können zum Steuern der Position der horizontalen Bewegung platziert werden. Sensoren können ferner zum Steuern der z-Position oder der vertikalen Verteilerposition verwendet werden. Die Verwendung dieser Sensoren kann das Ausrichtung des Verteilers mit dem Chip und/oder den Wells erleichtern. Wenn dies nicht geschieht, kann eine Betriebsstörung auftreten, zum Beispiel aufgrund einer Druckleckage, die durch eine schlechte Ausrichtung zwischen den Öffnungen in dem Dichtungsring und den Anschlüssen in dem Verteiler hervorgerufen wird. Der Vertikalsensor kann zum Beispiel nahe einer der Schienen 400, 402 platziert werden.
  • 19 zeigt weitere Aspekte des Vertikalantriebsteils der Antriebsbaugruppe 60. Der Motor 102 kann operativ mit einer Leitspindel 404 der Verbindung 109 verbunden sein. Durch den Betrieb des Motors kann die Leitspindel 404 ausgefahren oder eingefahren werden, wodurch der Verteiler 72 jeweils abgesenkt oder angehoben wird. Drehgelenke 406, 408 der Verbindung 109 koppeln eine Nettohorizontalbewegung der Spindel 404 in die Vertikalbewegung des Verteilers ein. Die Schienen 400, 402 können als Stäbe strukturiert sein, die in entsprechenden Bohrungen 410, 412, welche von dem Verteiler 72 definiert sind, aufgenommen sind. Der Verteiler kann die Stäbe entlang (d. h. vertikal) gleiten, eine laterale Bewegung zu den Stäben hin kann jedoch eingeschränkt sein.
  • In dem Verteiler 72 können Fluidverbindungen nahe dem oberen Teil des Verteilers gebildet sein. Zum Beispiel kann der Verteiler über jeweilige Kopplungen 414, 416 fluidisch mit anderen Teilen der Fluidikbaugruppe 58 und dem Endpunktsensor 90 verbunden sein.
  • 20 zeigt eine Schnittansicht des Verteilers 72, Chips 152 und Dichtungsrings 154 durch die Verteilerkanäle 430–436 und die Anschlüsse 76, eine Reihe von Dichtungsringöffnungen 176 und Wells 172. Der Hauptkanal 430 des Verteilers kann eine Vielzahl von Verzweigungspunkten aufweisen, die Seitenkanäle 432 bilden, welche sich von dem Hauptkanal erstrecken, um die Anschlüsse 76 zu bilden. Jeder Anschluss kann sich von einer unteren oder Bodenfläche 438 des Verteilers, die mit dem Dichtungsring 154 in Kontakt kommt, in den Verteiler erstrecken, um eine Perimeterabdichtung um jeden Anschluss 76 und jede Öffnung 176 herum zu bilden. Der Dichtungsring wiederum dichtet den Perimeter des Wells 172 ab. Folglich kann der Hauptkanal 430 fluidisch mit jedem Well 172 verbunden sein.
  • Der Verteiler kann jeden geeigneten Seitenkanal bereitstellen, in dem die Anschlüsse 76 gebildet sind. Der Verteiler kann die gleiche Anzahl von Seitenkanälen und (Anschlüssen) wie Wells 172 bereitstellen, zum Beispiel acht bei der gezeigten Darstellung. Die Seitenkanäle können im Wesentlichen identisch miteinander sein, um für den gleichen Druckabfall durch jeden Seitenkanal zu sorgen. Bei weiteren Beispielen kann der Verteiler die gleiche Anzahl von Seitenkanälen (oder Anschlüssen) wie Wells 168, 170 bereitstellen, wobei die Seitenkanäle mit dem gleichen Hauptkanal oder jeweils fluidisch getrennten Hauptkanälen kommunizieren. In jedem Fall kann jeder Seitenkanal jeden geeigneten Durchmesser aufweisen. Bei einigen Beispielen kann der Seitenkanal einen Durchmesser aufweisen, der wesentlich kleiner ist als der Durchmesser des Hauptkanals und/oder der Öffnungen 176. Zum Beispiel kann der Seitenkanal einen Durchmesser aufweisen, der mindestens ungefähr 2-, 3-, 4- oder 5-mal kleiner ist als derjenige des Hauptkanals und/oder der Öffnungen. Jeder Seitenkanal mit einem relativ kleinen Durchmesser und einer ausreichenden Länge kann so konfiguriert sein, dass für einen wesentlichen Druckabfall zwischen dem Hauptkanal 430 und dem Well 172 gesorgt wird, wenn ein Unter- oder Überdruck über den Verteiler auf die Wells 172 ausgeübt wird.
  • Der Hauptkanal kann ferner über Kanäle 434, 436 mit einem Sensoranschluss 440 und einem Druckanschluss 442 kommunizieren. Der Sensoranschluss kann mit der Kopplung 414 zusammengreifen (siehe 19), um eine Fluidkommunikation zwischen dem Hauptkanal und dem Drucksensor 90 zu ermöglichen. Der Druckanschluss kann mit der Kopplung 416 zusammengreifen (siehe 19), um das Ausüben eines Unter- oder Überdrucks über die Anschlüsse 76 auf den Chip 152 zu ermöglichen. Der Hauptkanal kann an seinen gegenüberliegenden Enden mittels Stopfen 444 abgedichtet sein.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann der Verteiler ermöglichen, dass eine Emulsionsbildung unabhängig für jede Emulsion gestartet und gestoppt werden kann. Der Verteiler kann ein Ventil an jedem Anschluss aufweisen, so dass jeder Anschluss, der einem anderen Tröpfchenerzeuger entspricht, individuell gesteuert werden kann. Mit anderen Worten kann bei jedem Tröpfchenerzeuger ein Druck individuell statt bei oder zusätzlich zu sämtlichen Anschlüssen/Tröpfchenerzeugern gleichzeitig ausgeübt werden. Jeder Anschluss/Tröpfchenerzeuger kann seinen eigenen Sensor zum Detektieren einer Änderung (Druck, optisch etc.), die einen Endpunkt der Tröpfchenerzeugung anzeigt, aufweisen. Somit kann jeder Tröpfchenerzeuger unabhängig betätigt und unabhängig abgefragt werden.
  • VII. Beispielhafte Struktur und Betrieb einer Antriebsbaugruppe für das Instrument
  • In diesem Abschnitt werden eine beispielhafte Struktur und ein Betrieb der Antriebsbaugruppe 60 des Instruments 52 beschrieben; siehe 21 und 22.
  • 21 zeigt den Verteiler 72 und den Zugang 126 (in einem Phantomumriss) in einer eingefahrenen Konfiguration (siehe z. B. 2), in der das Instrument 52 zum Laden und Herausnehmen der Kassette 54 offen ist. Der Verteiler kann relativ zu seiner voraussichtlichen Zusammengreifposition mit dem Dichtungsring 154 angehoben sein.
  • 22 zeigt den Verteiler 72 und den Zugang 126 in einer ausgefahrenen Konfiguration, in der das Instrument 52 geschlossen ist (die Kassette 54 für den Benutzer nicht zugänglich ist) und sich der Verteiler 72 in einer abgesenkten Position in Zusammengriff mit dem Dichtungsring 154 befindet.
  • Bei der Operation der Antriebsbaugruppe 60 kann es sich um das Antreiben der Bewegung des Verteilers 72 und des Zugangs 126 zwischen den in 21 und 22 gezeigten Konfigurationen handeln. Sowohl der Verteiler 72 als auch der Zugang 126 können von dem Schlitten 104 getragen werden. Entsprechend können durch das horizontale Laufen des Schlittens 104 auf einem linearen Weg die Spur 396 entlang sowohl der Verteiler als auch der Zugang in dem Instrument vorwärts- und rückwärtsbewegt werden. Die Bewegung des Schlittens 104 kann von dem Motor 100 angetrieben werden (siehe z. B. 18). Der Schlitten 104 und der Motor 100 können durch eine Zahnstangen-und-Ritzel-Verbindung 108 miteinander verbunden sein, die von einer Zahnstange 460, welche mit einem Zahnrad (Ritzel 462) zusammengreift, gebildet sein kann. Die Zahnstange 460 kann an dem Schlitten 104 montiert sein, und das Zahnrad 462 kann durch den Betrieb des Motors 100 gedreht werden. Nachdem der Verteiler in eine Position über dem Dichtungsring 154 gefahren worden ist, kann der Motor 102 betrieben werden, um die Leitspindel 404 der Verbindung 109 zum Absenken des Verteilers 72 in Zusammengriff mit dem Dichtungsring 154 zu drehen.
  • VII. Ausgewählte Ausführungsformen
  • In diesem Abschnitt werden ausgewählte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung in Form einer Reihe von mit Buchstaben bezeichneten Paragraphen beschrieben. Diese Ausführungsformen dürfen nicht als Einschränkung des Gesamtumfangs der vorliegenden Offenbarung verstanden werden.
    • A. Verfahren zur Emulsionsbildung, das umfasst: (i) Ausüben eines Drucks auf einen Mikrofluidik-Chip, der voraussichtliche Emulsionsphasen hält, um eine Tröpfchenbildung und ein Auffangen von Emulsionen in dem Chip anzutreiben; (ii) Überwachen des Drucks hinsichtlich einer Änderung, die eine vordefinierte Bedingung erfüllt; und (iii) Unterbrechen des Ausübens des Drucks, wenn die Änderung detektiert wird.
    • B. Verfahren gemäß Paragraph A, wobei der Chip Ausgabebehälter, die die Emulsionen auffangen, und Eingabebehälter aufweist, die die voraussichtlichen Emulsionsphasen halten, und wobei der Druck einen Überdruck, der zumindest auf einen Teilsatz der Eingabebehälter ausgeübt wird, einen Unterdruck, der auf die Ausgabebehälter ausgeübt wird, oder sowohl einen Überdruck, der zumindest auf einen Teilsatz der Eingabebehälter ausgeübt wird, als auch einen Unterdruck, der auf die Ausgabebehälter ausgeübt wird, umfasst.
    • C. Verfahren gemäß Paragraph A oder B, wobei der Chip Eingabewells zum Halten der voraussichtlichen Emulsionsphasen und Ausgabewelle zum Auffangen der Emulsionen bereitstellt.
    • D. Verfahren gemäß einem der Paragraphen A bis C, wobei der Druck mit einer Gasphase ausgeübt wird, die mit der Flüssigkeit, welche vollständig in dem Chip enthalten ist, in Kontakt steht.
    • E. Verfahren gemäß einem der Paragraphen A bis D, wobei die Gasphase aus Luft gebildet ist.
    • F. Verfahren gemäß einem der Paragraphen A bis E, wobei der Druck ein erster Druck ist, der mit einem Instrument, das einen Drucksensor aufweist, ausgeübt wird, und wobei der Drucksensor den ersten Druck durch Detektieren eines zweiten Drucks, der dem ersten Druck entspricht, überwacht.
    • G. Verfahren gemäß Paragraph F, wobei das Instrument eine Fluidikbaugruppe mit einem Verteiler aufweist, der eine Vielzahl von Anschlüssen bereitstellt, durch die der erste Druck auf den Chip ausgeübt wird, wobei der zweite Druck in einer Region der Fluidikbaugruppe detektiert wird, die fluidisch mit den Anschlüssen verbunden ist, und wobei die Anschlüsse einen Widerstand gegen den Fluidstrom bieten, durch den eine Größe des ersten Drucks relativ zu dem zweiten Druck verringert wird.
    • H. Verfahren gemäß Paragraph G, wobei der Verteiler einen Hauptkanal und eine Vielzahl von Seitenkanälen aufweist, die von dem Hauptkanal abzweigen, wobei die Seitenkanäle Anschlüsse bilden und wobei der zweite Druck stärker dem ersten Druck in dem Hauptkanal als in den Seitenkanälen entspricht.
    • I. Verfahren gemäß einem der Paragraphen A bis H, wobei Luft, die der Flüssigkeit in einen oder mehrere Kanäle des Chips folgt, die Änderung des Drucks bewirkt.
    • J. Verfahren gemäß Paragraph I, wobei die voraussichtlichen Emulsionsphasen von einer Vielzahl von Eingabewells des Chips gehalten werden und wobei die Änderung des Drucks bereits auftritt, wenn nur einer der Eingabewells leer ist.
    • K. Verfahren gemäß einem der Paragraphen A bis J, wobei die voraussichtlichen Emulsionsphasen von Eingabebehältern gehalten werden, wobei durch das Ausüben des Drucks die Phasen durch Kanäle des Chips getrieben werden zur Tröpfchenbildung und zum Auffangen von Emulsionen in Ausgabebehältern des Chips und wobei das Ausüben des Drucks unterbrochen wird, nachdem Luft einer Flüssigkeit aus einem oder mehreren der Eingabebehälter in einen oder mehrere der Kanäle gefolgt ist und bevor die Luft sämtliche der Emulsionen erreicht hat, die in den Ausgabebehältern aufgefangen sind.
    • L. Verfahren gemäß einem der Paragraphen A bis K, wobei die voraussichtlichen Emulsionsphasen eine Vielzahl von Proben aufweisen und wobei das Ausüben des Drucks unterbrochen wird, wenn mindestens ungefähr 80 Volumen-% jeder der Proben in Tröpfchen umgewandelt worden sind.
    • M. Verfahren gemäß einem der Paragraphen A bis L, wobei der Druck mit einer Fluidikbaugruppe ausgeübt wird, die mit einem Dichtungsring, der eine Vielzahl von Öffnungen definiert, zusammengreift, und wobei die Öffnungen für eine Fluidkommunikation zwischen dem Chip und der Fluidikbaugruppe sorgen.
    • N. Verfahren gemäß Paragraph M, das ferner einen Schritt des Verbindens des Dichtungsrings mit dem Chip vor dem Ausüben des Drucks umfasst.
    • O. Verfahren gemäß Paragraph M, wobei der Chip eine Vielzahl von Eingabewells und eine Vielzahl von Ausgabewells aufweist und wobei der Dichtungsring so mit dem Chip verbunden ist, dass jeder der Eingabewells und/oder jeder der Ausgabewells zumindest teilweise von dem Dichtungsring bedeckt ist.
    • P. Verfahren gemäß Paragraph O, wobei jeder der Eingabewells und jeder der Ausgabewells nur teilweise von dem Dichtungsring bedeckt ist.
    • Q. Verfahren gemäß einem der Paragraphen A bis P, wobei der Druck von einem Instrument ausgeübt wird, das ferner einen Schritt des Anbringen des Chips an einem Einsatz und einen Schritt des Anordnens des Chips, der an dem Einsatz angebracht ist, in einem Aufnahmebereich des Instruments vor dem Ausüben des Drucks umfasst.
    • R. Verfahren gemäß Paragraph Q, das ferner den Schritt des Anbringens eines Dichtungsrings an dem Einsatz so, dass Öffnungen des Dichtungsrings Wells des Chips überlappen, umfasst.
    • S. Verfahren gemäß einem der Paragraphen A bis R, wobei der Druck aus einer Pumpe stammt und wobei der Druck ausgeübt wird, während die Pumpe fluidisch von dem Chip isoliert ist, kein Fluid pumpt oder sowohl fluidisch von dem Chip isoliert ist als auch kein Fluid pumpt.
    • T. Verfahren gemäß einem der Paragraphen A bis S, das ferner einen Schritt des Erzeugens eines Unter- oder Überdrucks in einem Reservoir umfasst, wobei der Schritt des Ausübens von Druck umfasst (1) einen Schritt des Herstellens einer Fluidkommunikation zwischen dem Reservoir und dem Chip und (2) einen Schritt des Aufrechterhaltens der Fluidkommunikation, während durch den erzeugten Druck eine Tröpfchenbildung und ein Auffangen von Emulsionen in dem Chip ohne Modifikation des erzeugten Drucks mittels einer Pumpe angetrieben wird.
    • U. Verfahren gemäß Paragraph T, wobei das Reservoir eine Leitung ist.
    • V. Verfahren gemäß Paragraph U, wobei die Leitung einen Druckregler fluidisch mit einem Ventil verbindet.
    • W. Verfahren gemäß einem der Paragraphen A bis V, das ferner umfasst: (1) Anordnen des Chips in einem Aufnahmebereich eines Instruments; (2) Ausgeben der voraussichtlichen Emulsionsphasen in Wells des Chips; und (3) Eingeben eines Betätigungssignals in das Instrument, wobei das Betätigungssignal bewirkt, dass das Instrument den Druck auf den Chip ausübt, um das parallele Bilden und Auffangen von Emulsionen in dem Chip anzutreiben und das Ausüben des Drucks zu unterbrechen, wenn ein Endpunkt der Emulsionsbildung erreicht worden ist.
    • X. Verfahren gemäß einem der Paragraphen A bis W, wobei die Emulsionen in Ausgabebehältern des Chips aufgefangen werden, und das ferner einen Schritt des Konzentrierens der Emulsionen durch selektives Treiben einer kontinuierlichen Phase einer Emulsion aus jedem der Ausgabebehälter umfasst.
    • Y. Verfahren gemäß Paragraph X, wobei der Druck ein Unterdruck ist und wobei der Schritt des Konzentrierens durch Ausüben eines Überdrucks auf den Chip durchgeführt wird.
    • Z. Verfahren gemäß Paragraph X, wobei der Schritt des Ausübens eines Drucks über eine erste Zeitdauer durchgeführt wird und wobei der Schritt des Konzentrierens durch Ausüben eines Drucks über eine zweite Zeitdauer, die auf der ersten Zeitdauer basiert, durchgeführt wird.
    • A1. Verfahren gemäß Paragraph Z, wobei die zweite Zeitdauer proportional zu der ersten Zeitdauer ist.
    • B1. Verfahren gemäß einem der Paragraphen A bis Z und A1, wobei der Chip ein erster Mikrofluidik-Chip ist, und das ferner umfasst: (i) Anordnen des ersten Mikrofluidik-Chips und eines ersten Dichtungsrings, der eine Vielzahl von Öffnungen definiert, in einem Aufnahmebereich eines Instruments, wobei der erste Dichtungsring mit dem ersten Chip verbunden ist; (ii) Entfernen des ersten Chips und des ersten Dichtungsrings aus dem Aufnahmebereich nach dem Schritt des Unterbrechens des Ausübens des ersten Drucks; und (iii) Wiederholen der Schritte des Anordnens, Ausübens, Unterbrechens und Entfernens mit einem zweiten Mikrofluidik-Chip und einem zweiten Dichtungsring.
    • C1. Verfahren gemäß Paragraph B1, wobei der erste Chip und der erste Dichtungsring Einwegteile sind und nach dem Entfernen aus dem Aufnahmebereich des Instruments entsorgt werden.
    • D1. Verfahren zur Emulsionsbildung, das umfasst: (i) Ausüben von Druck auf einen Mikrofluidik-Chip, der voraussichtliche Emulsionsphasen in Eingabebehältern hält, um die Phasen zur. Tröpfchenbildung und zum Auffangen als Emulsionen in Ausgabebehältern des Chips durch Kanäle des Chips zu treiben; und (ii) Unterbrechen des Ausübens des Drucks, nachdem Luft einer Flüssigkeit aus einem oder mehreren der Eingabebehälter in einen oder mehrere der Kanäle gefolgt ist und bevor die Luft sämtliche der Emulsionen, die in den Ausgabebehältern aufgefangen sind, erreicht hat.
    • E1. Verfahren gemäß Paragraph D1, wobei der Druck mindestens ein erster Druck ist, der mit einem Instrument, das eine Fluidikbaugruppe mit einem Drucksensor aufweist, ausgeübt wird, wobei der Drucksensor einen zweiten Druck in der Fluidikbaugruppe detektiert und wobei das Instrument das Ausüben des ersten Drucks unterbricht, wenn der zweite Druck eine Änderung zeigt, die eine vordefinierte Bedingung erfüllt.
    • F1. System zur Emulsionsbildung, das umfasst: (i) einen Mikrofluidik-Chip, der so konfiguriert ist, dass er voraussichtliche Emulsionsphasen hält; und (ii) ein Instrument, das eine Fluidikbaugruppe mit einem Drucksensor aufweist, wobei das Instrument so konfiguriert ist, dass es mit der Fluidikbaugruppe einen Druck auf den Chip ausübt, um eine Tröpfchenerzeugung und ein Auffangen von Emulsionen in dem Chip anzutreiben, den Druck mit einem Drucksensor hinsichtlich einer Änderung überwacht, die anzeigt, dass ein Endpunkt der Tröpfchenerzeugung erreicht worden ist, und das Ausüben des Drucks unterbricht, wenn die Änderung von dem Drucksensor detektiert worden ist.
    • G1. System gemäß Paragraph F1, das ferner einen Dichtungsring aufweist, der eine Vielzahl von Öffnungen definiert, die so konfiguriert sind, dass sie für eine Fluidkommunikation zwischen dem Chip und der Fluidkibaugruppe sorgen, so dass der Druck von der Fluidikbaugruppe ausgeübt werden kann.
    • H1. System gemäß Paragraph G1, wobei der Chip eine Vielzahl von Wells aufweist und wobei der Dichtungsring so konfiguriert ist, dass er so mit dem Chip zusammengreift, dass jeder Well von einer anderen Öffnung des Dichtungsrings überlappt wird.
    • I1. System gemäß einem der Paragraphen F1 bis H1, wobei der Chip Eingabewells aufweist, die mittels Kanälen mit Ausgabewells verbunden sind, wobei das Instrument so konfiguriert ist, dass es das Ausüben des Drucks unterbricht, nachdem Luft einer Flüssigkeit aus einem oder mehreren der Eingabewells in einen oder mehrere der Kanäle gefolgt ist und bevor die Luft sämtliche Emulsionen, die in den Ausgabewells aufgefangen sind, erreicht.
    • J1. System gemäß einem der Paragraphen F1 bis I1, wobei das Instrument so konfiguriert ist, dass es ein Betätigungssignal von einem Benutzer empfängt, nachdem der Chip, der die Emulsionsphasen hält, in dem Instrument aufgenommen worden ist, und wobei das Betätigungssignal bewirkt, dass das Instrument ohne weitere Benutzereingabe oder -teilnahme den Druck ausübt, den Druck überwacht und das Ausüben des Drucks unterbricht.
    • K1. System gemäß einem der Paragraphen F1 bis J1, wobei die Fluidikbaugruppe eine Pumpe aufweist, die als Druckquelle dient, und wobei der Druck von dem Instrument ausgeübt wird, während die Pumpe fluidisch von dem Chip isoliert ist, kein Fluid pumpt oder sowohl fluidisch von dem Chip isoliert ist als auch kein Fluid pumpt.
    • L1. Verfahren zur Emulsionsbildung, das umfasst: (i) Ausüben eines Drucks auf einen Mikrofluidik-Chip, der voraussichtliche Emulsionsphasen und mindestens eine kontinuierliche Phase hält, um eine Tröpfchenbildung und ein Auffangen von Emulsionen in dem Chip anzutreiben; und (ii) Unterbrechen des Ausübens des Drucks, wenn mindestens 80 Volumen-% jeder der Proben in Tröpfchen umgewandelt worden sind.
    • M1. Verfahren zur Emulsionsbildung, das umfasst: (i) Ausgeben von voraussichtlichen Emulsionsphasen in Wells eines Mikrofluidik-Chips; (ii) Anordnen des Chips in einem Aufnahmebereich eines Instruments; und (iii) Eingeben eines Betätigungssignals in das Instrument, wobei das Betätigungssignal bewirkt, dass das Instrument einen Druck auf den Chip ausübt, um das parallele Bilden und Auffangen von Emulsionen in dem Chip anzutreiben, und das Ausüben von Druck unterbricht, wenn ein Endpunkt der Emulsionsbildung erreicht worden ist.
    • N1. Verfahren gemäß Paragraph M1, das ferner einen Schritt des Verbindens des Chips mit einem Dichtungsring vor dem Schritt des Anordnens umfasst.
    • O1. Verfahren gemäß Paragraph M1 oder N1, wobei der Chip eine Vielzahl von Wells aufweist und wobei der Dichtungsring so mit dem Chip verbunden ist, dass die Wells in dem Chip zumindest teilweise von dem Dichtungsring bedeckt sind.
    • P1. Verfahren gemäß Paragraph N1, das ferner einen Schritt des Verbindens des Chips mit einem Einsatz vor dem Schritt des Anordnens umfasst, wobei der Einsatz als Halter für den Chip dient.
    • Q1. Verfahren gemäß Paragraph P1, wobei der Einsatz mit dem Dichtungsring zusammengreift, um den Dichtungsring an dem Einsatz anzubringen.
    • R1. Verfahren zur Emulsionsbildung, das umfasst: (i) Ausüben eines Drucks auf einen Mikrofluidik-Chip, der voraussichtliche Emulsionsphasen hält, um eine Tröpfchenbildung und ein Auffangen von Emulsionen in dem Chip anzutreiben; (ii) überwachen eines Aspekts einer Flüssigkeit, die von dem Chip gehalten wird, und/oder eines Fluidvolumens, das mit der Flüssigkeit in Kontakt steht, mittels mindestens eines Sensors hinsichtlich einer Änderung, die anzeigt, dass ein Endpunkt für die Tröpfchenerzeugung erreicht worden ist; und (iii) Unterbrechen des Ausübens des Drucks, wenn die Änderung detektiert wird.
    • S1. Verfahren gemäß Paragraph R1, wobei die voraussichtlichen Emulsionsphasen Proben und Volumen einer oder mehrerer kontinuierlicher Phasen aufweisen, wobei der Schritt des Unterbrechens auf einem oder mehreren Signalen aus einem Sensor basiert, der einen Aspekt einer oder mehrerer der Proben, eines oder mehrerer der Volumen, des Fluids, das mit der Flüssigkeit in Kontakt steht, die auf dem Chip gehalten wird, oder eine Kombination daraus überwacht.
    • T1. Verfahren gemäß Paragraph R1 oder S1, wobei der Chip in einer Kassette aufgenommen ist, die einen Dichtungsring aufweist, der über dem Chip angeordnet ist, wobei eine Druckausübung mit einem Instrument durchgeführt wird, und das ferner einen Schritt des Entfernens der Kassette als Einheit aus dem Instrument, nachdem das Ausüben des Drucks unterbrochen worden ist, umfasst.
    • U1. Verfahren zum Bilden einer Emulsion, das umfasst: (i) Antreiben einer ersten Phase und einer unmischbaren zweiten Phase durch einen Tröpfchenerzeuger und vorwärts einen Strömungsweg entlang, der den Tröpfchenerzeuger mit einem Behälter verbindet, so dass eine Emulsion aus Tröpfchen einer ersten Phase, die in der zweiten Phase angeordnet sind, in dem Behälter aufgefangen wird; und (ii) Verkleinern eines Volumenanteils der zweiten Phase in der aufgefangenen Emulsion durch selektives Treiben der zweiten Phase aus dem Behälter gegensinnig den Strömungsweg entlang.
    • V1. Verfahren gemäß Paragraph U1, wobei der Tröpfchenerzeuger durch einen Schnittpunkt mindestens eines Einlasskanals für jede jeweilige Phase und eines Auslasskanals zum Transportieren der Emulsion gebildet ist, und wobei sich der Auslasskanal von dem Tröpfchenerzeuger zu einer unteren Region des Behälters erstreckt.
    • W1. Verfahren gemäß Paragraph U1 oder V1, wobei die erste Phase eine wässrige Phase ist, die Nucleinsäure aufweist, wobei die zweite Phase eine Ölphase ist und wobei die Emulsion ein Mittel von ungefähr zwei Genomäquivalenten oder weniger der Nucleinsäure pro Tröpfchen aufweist.
    • X1. Verfahren gemäß einem der Paragraphen U1 bis W1, wobei der Schritt des Antreibens einen Schritt des Ausüben eines Unterdrucks auf den Behälter zum Saugen der ersten und der zweiten Phase in den Behälter umfasst.
    • Y1. Verfahren gemäß einem der Paragraphen U1 bis X1, wobei der Schritt des Verkleinern eines Volumenanteils der zweiten Phase einen Schritt des Ausübens eines Überdrucks auf den Behälter zum Drücken der zweiten Phase aus dem Behälter umfasst.
    • Z1. Verfahren gemäß einem der Paragraphen U1 bis Y1, wobei die Tröpfchen der ersten Phase in der zweiten Phase schweben, und das ferner einen Schritt des Ermöglichens des Bildens eines im Wesentlichen tröpfchenfreien Volumens der zweiten Phase in der aufgefangenen Emulsion unter den Tröpfchen nach dem Schritt des Antreibens und vor dem Schritt des Verkleinerns des Volumenanteils umfasst.
    • A2. Verfahren gemäß einem der Paragraphen U1 bis Z1, wobei der Schritt des Antreibens über eine erste Zeitdauer durchgeführt wird und wobei der Schritt des Verkleinerns eines Volumenanteils über eine zweite Zeitdauer, die auf der ersten Zeitdauer basiert, durchgeführt wird.
    • B2. Verfahren gemäß Paragraph A2, wobei die zweite Zeitdauer proportional zu der ersten Zeitdauer ist.
    • C2. Verfahren gemäß einem der Paragraphen U1 bis Z1, A2 und B2, das ferner einen Schritt des Ladens der ersten Phase in ein erstes Reservoir und der zweiten Phase in ein zweites Reservoir umfasst, wobei bei dem Schritt des Antreibens die erste Phase und die zweiten Phase jeweils aus dem ersten Reservoir und dem zweiten Reservoir zu dem Tröpfchenerzeuger gedrückt werden und wobei der Schritt des Verkleinern des Volumenanteils einen Schritt des Treibens zumindest eines Teils der zweiten Phase in das erste Reservoir, das zweite Reservoir oder sowohl das erste Reservoir als auch das zweite Reservoir umfasst.
    • D2. Verfahren gemäß Paragraph C2, wobei der Behälter und jedes Reservoir ein Well sind.
    • E2. Verfahren gemäß einem der Paragraphen U1 bis Z1 und A2 bis D2, wobei der Schritt des Antreibens parallel mit einem Mikrofluidik-Chip durchgeführt wird, der eine Vielzahl von Tröpfchenerzeugern und eine Vielzahl von Behältern aufweist, die Emulsionen auffangen, welche von den jeweiligen Tröpfchenerzeugern hergestellt werden, und wobei der Schritt des Verkleinerns eines Volumenanteils parallel an jeder der aufgefangenen Emulsionen durchgeführt wird.
    • F2. Verfahren gemäß Paragraph E2, wobei der Schritt des Antreibens und der Schritt des Verkleinerns eines Volumenanteils jeweils mit einem Druck durchgeführt werden, der mittels desselben Verteilers auf den Chip übertragen wird.
    • G2. System zur Emulsionsbildung, das umfasst: (i) ein Instrument, das eine Fluidikbaugruppe mit einer Druckquelle aufweist; und (ii) einen Mikrofluidik-Chip, der einen Tröpfchenerzeuger, einen Behälter und jeweilige Reservoirs aufweist, die so konfiguriert sind, dass sie eine erste Phase und eine unmischbare zweite Phase halten, wobei das Instrument so konfiguriert ist, dass es den Chip aufnimmt und einen Druck aus der Fluidikbaugruppe auf den Chip ausübt, um die erste und die zweite Phase durch den Tröpfchenerzeuger und zu dem Behälter zu treiben, so dass eine Emulsion aus Tröpfchen der ersten Phase, die in der zweiten Phase angeordnet sind, von dem Tröpfchenerzeuger gebildet und in dem Behälter aufgefangen wird, und ferner so konfiguriert ist, dass es einen Volumenanteil der zweiten Phase in der aufgefangenen Emulsion durch selektives Treiben der zweiten Phase aus dem Behälter und in mindestens eines der Reservoirs verkleinert.
    • H2. System gemäß Paragraph G2, wobei die Druckquelle eine Vakuumpumpe aufweist und wobei der Druck, der auf den Chip ausgeübt wird, ein Unterdruck ist, der auf den Behälter ausgeübt wird, so dass die erste Phase und eine zweite Phase aus den Reservoirs in den Behälter gesaugt werden.
    • I2. System gemäß Paragraph G2 oder H2, wobei die Druckquelle eine erste Pumpe und eine zweite Pumpe aufweist, wobei die erste Pumpe einen Unterdruck erzeugt und die zweite Pumpe einen Überdruck erzeugt und wobei der Unterdruck und der Überdruck seriell auf den Chip ausgeübt werden, wobei der Überdruck vor oder nach dem Unterdruck ausgeübt wird.
    • J2. System gemäß Paragraph I2, wobei der Unterdruck, der von der ersten Pumpe erzeugt wird, bewirkt, dass die Emulsion gebildet und aufgefangen wird, und wobei der Überdruck, der von der zweiten Pumpe erzeugt wird, bewirkt, dass der Volumenanteil der zweiten Phase verkleinert wird.
    • K2. System gemäß einem der Paragraphen G2 bis J2, wobei ein erster Druck über eine erste Zeitdauer auf den Chip ausgeübt wird, um die Emulsion zu bilden und aufzufangen, wobei ein zweiter Druck über eine zweite Zeitdauer auf den Chip ausgeübt wird, um einen Volumenanteil der zweiten Phase in der aufgefangenen Emulsion zu verkleinern, und wobei das Instrument so konfiguriert ist, dass es die zweite Zeitdauer auf der Basis der ersten Zeitdauer bestimmt.
    • L2. System gemäß einem der Paragraphen G2 bis K2, das ferner einen Dichtungsring aufweist, der über dem Chip angeordnet ist, wobei der Chip eine Vielzahl von Tröpfchenerzeugern und Behältern zum Aufnehmen von Emulsionen aus den jeweiligen Tröpfchenerzeugern aufweist und wobei die Fluidikbaugruppe einen Verteiler aufweist, der operativ mit dem Dichtungsring zusammengreift, um eine Fluidkommunikation zwischen der Fluidikbaugruppe und dem Chip herzustellen.
    • M2. System gemäß Paragraph L2, wobei der Verteiler eine Vielzahl von Anschlüssen aufweist und wobei jeder Anschluss eine Fluidkommunikation jeweils mit einem anderen der Behälter bereitstellt, wenn der Verteiler mit dem Dichtungsring zusammengreift.
    • N2. Verfahren zur Emulsionsbildung, das umfasst: (i) Erzeugen eines Gasüber- oder -unterdrucks in einem Reservoir; (ii) Herstellen einer Fluidkommunikation zwischen dem Reservoir und einem Mikrofluidik-Chip, der voraussichtliche Emulsionsphasen hält; und (iii) Aufrechterhalten der Fluidkommunikation, während der erzeugte Druck die Tröpfchenbildung und das Auffangen der Emulsionen in dem Chip ohne Modifikation des erzeugten Drucks durch eine Pumpe antreibt.
    • O2. Verfahren gemäß Paragraph N2, wobei das Reservoir eine Leitung ist.
    • P2. Verfahren gemäß Paragraph O2, wobei die Leitung einen Druckregler mit einem Ventil verbindet.
    • Q2. Verfahren gemäß einem der Paragraphen N2 bis P2, wobei das Reservoir ein erstes Reservoir, das fluidisch zwischen einem Druckregler und einem Verteiler angeordnet ist, und ein zweites Reservoir, das fluidisch zwischen einer Pumpe und dem Druckregler angeordnet ist, aufweist und wobei der Schritt des Aufrechterhaltens einen Schritt des Einstellens einer Fluidkommunikation zwischen dem ersten und dem zweiten Reservoir mit dem Druckregler umfasst.
    • R2. Verfahren zur Emulsionsbildung, das umfasst: (i) Anordnen eines ersten Mikrofluidik-Chips und eines ersten Dichtungsrings, der eine Vielzahl von Öffnungen definiert, in einem Aufnahmebereich eines Instruments, wobei der erste Dichtungsring mit dem ersten Chip verbunden ist; (ii) Ausüben eines Drucks mit einem Instrument über die Öffnungen auf den ersten Mikrofluidik-Chip, um eine Tröpfenbildung und ein Auffangen von Emulsionen in dem ersten Chip anzutreiben; (iii) Entfernen des ersten Chips und des ersten Dichtungsrings aus dem Aufnahmebereich; und (iv) Wiederholen der Schritte des Anordnens, Ausübens und Entfernens mit einem zweiten Mikrofluidik-Chip und einem zweiten Dichtungsring.
    • S2. Verfahren gemäß Paragraph R2, wobei der erste Chip und der erste Dichtungsring miteinander verbunden werden, bevor sie in dem Aufnahmebereich angeordnet werden.
    • T2. Verfahren gemäß Paragraph R2 oder S2, das ferner einen Schritt des Aussonderns des ersten Chips und des ersten Dichtungsrings nach dem Schritt des Entfernens oder einen Schritt des Aussonderns des ersten Chips und des Wiederverwendens des Dichtungsrings als zweiten Dichtungsring umfasst.
    • U2. Verfahren gemäß einem der Paragraphen R2 bis T2, wobei der erste Chip eine Vielzahl von Wells aufweist und wobei der erste Dichtungsring, der mit dem ersten Chip verbunden ist, jeden der Wells nur teilweise bedeckt.
    • V2. Verfahren gemäß Paragraph U2, wobei jeder Well des ersten Chips von einer Öffnung des ersten Dichtungsrings überlappt wird.
    • W2. Verfahren gemäß einem der Paragraphen R2 bis V2, wobei der erste Chip eine Vielzahl von Eingabewells und eine Vielzahl von Ausgabewells aufweist und wobei jeder Eingabewell und/oder jeder Ausgabewell einen größeren Durchmesser aufweist als eine Öffnung des ersten Dichtungsrings, die einen solchen Well überlappt.
    • X2. Verfahren gemäß Paragraph W2, wobei jeder Eingabewell und/oder jeder Ausgabewell einen Rand aufweist und wobei der erste Dichtungsring so konfiguriert ist, dass er um den Umfang des Rands jedes Eingabewells und/oder jedes Ausgabewells herum eine Abdichtung bildet.
    • Y2. Verfahren gemäß einem der Paragraphen R2 bis X2, das ferner einen Schritt des Anbringens des ersten Chips an einem Einsatz, der den ersten Chip hält und den ersten Dichtungsring mit dem ersten Chip verbindet, umfasst.
    • Z2. Vorrichtung zum Bilden von Emulsionen, die umfasst: (i) einen Mikrofluidik-Chip, der eine Vielzahl von Tröpfchenerzeugern, eine Vielzahl von Eingabewells, die so konfiguriert sind, dass sie voraussichtliche Emulsionsphasen für die Tröpfchenerzeuger halten und zuführen, und eine Vielzahl von Ausgabewells, die so konfiguriert sind, dass sie Emulsionen aufnehmen und auffangen, die von den Tröpfchenerzeugern aus den Emulsionsphasen produziert worden sind, aufweist; und (ii) einen Dichtungsring, der eine Vielzahl von Öffnungen definiert und so konfiguriert ist, dass er so auf dem Chip angeordnet ist und mit diesem zusammengreift, dass jeder der Eingabewells und/oder jeder der Ausgabewells nur teilweise von dem Dichtungsring bedeckt sind.
    • A3. Vorrichtung zum Bilden von Emulsionen, die umfasst: (i) einen Mikrofluidik-Chip, der eine Vielzahl von Tröpfchenerzeugern, eine Vielzahl von Eingabewells, die so konfiguriert sind, dass sie voraussichtliche Emulsionsphasen für die Tröpfchenerzeuger halten und zuführen, und eine Vielzahl von Ausgabewells, die so konfiguriert sind, dass sie Emulsionen aufnehmen und auffangen, die von den Tröpfchenerzeugern aus den Emulsionsphasen produziert worden sind, aufweist; und (ii) einen Dichtungsring, der ein Array von Öffnungen definiert und so konfiguriert ist, dass er so auf dem Chip angeordnet ist und mit diesem zusammengreift, dass jeder Well von einer anderen Öffnung überlappt wird.
    • B3. Vorrichtung gemäß Paragraph A3, wobei jeder Well einen größeren Durchmesser aufweist als die Öffnung, die einen solchen Well überlappt.
    • C3. Vorrichtung gemäß Paragraph A3 oder B3, wobei jeder Ausgabewell einen Rand aufweist und wobei der Dichtungsring so konfiguriert ist, dass er eine Abdichtung um den Umfang des Rands herum bildet.
    • D3. Vorrichtung zum Bilden von Emulsionen, die umfasst: (i) einen Mikrofluidik-Chip, der eine Vielzahl von Tröpfchenerzeugern, eine Vielzahl von Eingabewells, die so konfiguriert sind, dass sie voraussichtliche Emulsionsphasen für die Tröpfchenerzeuger halten und zuführen, und eine Vielzahl von Ausgabewells, die so konfiguriert sind, dass sie Emulsionen aufnehmen und auffangen, die von den Tröpfchenerzeugern aus den Emulsionsphasen produziert worden sind, aufweist; und (ii) einen Dichtungsring, der ein Array von Öffnungen definiert und so konfiguriert ist, dass er so auf dem Chip angeordnet ist und mit diesem zusammengreift, dass jeder Ausgabewell, jeder Eingabewell oder jeder Ausgabewell und jeder Eingabewell von einer anderen Öffnung überlappt wird.
    • E3. Vorrichtung gemäß Paragraph D3, wobei der Dichtungsring so konfiguriert ist, dass er nur einen Teil jedes Wells, der überlappt ist, bedeckt.
    • F3. Vorrichtung gemäß Paragraph D3 oder E3, wobei der Dichtungsring so konfiguriert ist, dass er nur einen Perimeterteil jedes Wells, der überlappt ist, bedeckt.
    • G3. Vorrichtung gemäß einem der Paragraphen D3 bis F3, wobei jeder Well, der überlappt ist, einen größeren Durchmesser aufweist als die Öffnung, die einen solchen Well überlappt.
    • H3. Vorrichtung gemäß einem der Paragraphen D3 bis G3, wobei jeder Well, der von einer Öffnung überlappt wird, einen Rand aufweist und wobei der Dichtungsring so konfiguriert ist, dass er eine Abdichtung um den Umfang des Rands herum bildet.
    • I3. Vorrichtung gemäß einem der Paragraphen D3 bis H3, die ferner einen Einsatz umfasst, der den Chip aufnimmt und hält.
    • J3. Vorrichtung gemäß Paragraph I3, wobei der Einsatz eine Vielzahl von Vorsprüngen aufweist und wobei der Dichtungsring Durchlässe definiert, die so konfiguriert sind, dass sie auf den Vorsprüngen aufgenommen werden, um den Dichtungsring an dem Einsatz anzubringen, wobei die Öffnungen die Wells überlappen.
    • K3. Vorrichtung gemäß Paragraph I3, wobei der Einsatz eine verriegelte Konfiguration und eine unverriegelte Konfiguration aufweist, die jeweils ein Entfernen des Chips aus dem Einsatz einschränkt oder erlaubt.
    • L3. Vorrichtung gemäß Paragraph I3, wobei der Einsatz ein elektrisch leitendes Kontaktelement aufweist.
    • M3. Vorrichtung gemäß Paragraph L3, wobei das Kontaktelement auf einer unteren Fläche des Einsatzes angeordnet ist.
    • N3. Vorrichtung gemäß einem der Paragraphen I3 bis M3, wobei eine obere Flächenregion des Einsatzes ein optisches Element aufweist, das so konfiguriert ist, dass es Licht reflektiert, und wobei der Dichtungsring, der an dem Einsatz angebracht ist, die Lichtreflexion von dem optischen Element blockiert.
    • O3. Vorrichtung gemäß einem der Paragraphen I3 bis N3, wobei der Einsatz einen wesentlich größeren Raum einnimmt als der Chip, wahlweise einen Raumbereich einnimmt, der mindestens zweimal derjenige des Chips ist.
    • P3. Verfahren zum Bilden von Emulsionen, das umfasst: (i) Auswählen eines Dichtungsrings, der eine Vielzahl von Öffnungen definiert, und eines Mikrofluidik-Chips, der eine Vielzahl von Tröpfchenerzeugern, eine Vielzahl von Eingabewells, die so konfiguriert sind, dass sie voraussichtliche Emulsionsphasen halten und den Tröpfchenerzeugern zuführen, und eine Vielzahl von Ausgabewells aufweist; (ii) Anordnen des Dichtungsring in Zusammengriff mit dem Chip so, dass jeder Ausgabewell, jeder Eingabewell oder jeder Ausgabewell und jeder Eingabewell von einer Öffnung des Dichtungsrings überlappt wird; und (iii) Zusammengreifen des Dichtungsrings mit einer Anschluss-Schnittstelle einer Fluidikbaugruppe, die eine Pumpe aufweist, um einen Druck auf die Eingabewells, die Ausgabewells oder beide auszuüben, um die Emulsionsphasen aus den Eingabewells durch die Tröpfchenerzeuger und zu den Ausgabewells zum Auffangen als Emulsionen zu treiben.
    • Q3. Verfahren gemäß Paragraph P3, wobei die Anschluss-Schnittstelle ein Verteiler ist.
    • R3. Verfahren gemäß Paragraph P3 oder Q3, wobei jeder überlappte Well von einer anderen Öffnung überlappt wird.
    • S3. Verfahren zur Emulsionsbildung, das umfasst: (i) Ausüben eines Drucks mit Gas, um eine erste Phase und eine unmischbare zweite Phase durch einen Tröpfchenerzeuger und einen Strömungsweg entlang zu treiben, der den Tröpfchenerzeuger mit einem Behälter verbindet, so dass eine Emulsion aus Tröpfchen einer ersten Phase, die in der zweiten Phase angeordnet sind, von dem Tröpfchenerzeuger gebildet und in dem Behälter aufgefangen wird; (ii) Überwachen des Drucks hinsichtlich einer Änderung, die eine vordefinierte Bedingung erfüllt; und (iii) Abbrechen des Ausübens des Drucks, wenn die Änderung auftritt.
    • T3. Verfahren gemäß Paragraph S3, wobei der Schritt des Ausübens von Druck einen Schritt des Ausübens eines Unterdrucks auf den Behälter so, dass die erste Phase und die zweite Phase durch den Unterdruck in den Behälter gesaugt werden, umfasst.
    • U3. Verfahren gemäß Paragraph S3 oder T3, wobei bei dem Schritt des Ausübens von Druck eine parallele Tröpfchenbildung an jeweiligen Tröpfchenerzeugern und ein paralleles Auffangen einer Vielzahl von Emulsionen in separaten Behältern angetrieben werden.
    • V3. Verfahren gemäß Paragraph U3, wobei der Schritt des Ausübens von Druck mit einem Verteiler durchgeführt wird, der in Fluidkommunikation mit jedem der separaten Behälter angeordnet ist.
    • W3. Verfahren gemäß Paragraph V3, wobei die Druckänderung Luft anzeigt, die durch den Tröpfchenerzeuger und einen Strömungsweg entlang zu einem Behälter läuft.
    • X3. Verfahren gemäß einem der Paragraphen S3 bis W3, wobei der Druck ein Unterdruck ist und wobei die Änderung eine Verkleinerung der Größe des Unterdrucks umfasst.
    • Y3. Verfahren gemäß einem der Paragraphen S3 bis X3, wobei dem Tröpfchenerzeuger die erste Phase und die zweite Phase aus jeweiligen Reservoirs zugeführt wird und wobei dadurch eine Änderung bewirkt werden kann, dass mindestens eines der jeweiligen Reservoirs leer ist.
    • Z3. Verfahren gemäß einem der Paragraphen S3 bis Y3, wobei bei dem Schritt des Ausübens von Druck eine parallele Tröpfchenbildung an jeweiligen Tröpfchenerzeugern und ein paralleles Auffangen einer Vielzahl von Emulsionen in separaten Behältern angetrieben werden, wobei den Tröpfchenerzeugern eine erste und eine zweite Phase aus einer Vielzahl von Reservoirs zugeführt wird und wobei die Druckänderung anzeigt, dass eines der Reservoirs leer ist.
    • A4. Verfahren gemäß einem der Paragraphen S3 bis Z3, wobei die erste Phase eine wässrige Phase ist, die ein Nucleinsäure-Target enthält, und wobei das Target in einer mittleren Konzentration von nicht mehr als ungefähr zwei Kopien pro Tröpfchen in der Emulsion vorhanden ist.
    • B4. Verfahren gemäß einem der Paragraphen S3 bis Z3 und A4, wobei die erste Phase eine wässrige Phase ist, die genomische DNA enthält, und wobei die genomische DNA in einer mittleren Konzentration von nicht mehr als ungefähr zwei Genomäquivalenten pro Tröpfchen in der Emulsion vorhanden ist.
    • C4. System zur Emulsionsbildung, das umfasst: (i) ein Instrument, das eine Fluidikbaugruppe mit einer Druckquelle und einem Drucksensor, der einen Druck in der Fluidikbaugruppe überwacht, aufweist; und (ii) eine Kassette, die einen Chip aufweist, der einen Tröpfchenerzeuger, einen Behälter und jeweilige Reservoirs bereitstellt, die so konfiguriert sind, dass sie eine erste Phase und eine unmischbare zweite Phase halten, wobei das Instrument so konfiguriert ist, dass es die Kassette aufnimmt und einen Druck mit Gas auf den Chip ausübt, um die erste und die zweite Phase durch den Tröpfchenerzeuger und zu dem Behälter zu treiben, so dass eine Emulsion aus Tröpfchen der ersten Phase, die in der zweiten Phase angeordnet sind, von dem Tröpfchenerzeuger gebildet und in dem Behälter aufgefangen wird, und ferner so konfiguriert ist, dass es den Druck hinsichtlich einer Änderung überwacht, die eine vordefinierte Bedingung erfüllt, welche ein Aufgebrauchtsein einer Flüssigkeit aus einem Reservoir anzeigt, und das Ausüben des Drucks abbricht, wenn die Änderung auftritt.
    • D4. Einrichtung zum Antreiben einer Emulgierung von voraussichtlichen Emulsionsphasen, die von einer Kassette gehalten werden, welche eine Vielzahl von Tröpfchenerzeugern, Eingabereservoirs zum Halten der Emulsionsphasen für die Tröpfchenerzeuger und Behälter zum Auffangen von Emulsionen aufweist, wobei die Einrichtung umfasst: (i) einen Sitzbereich für die Kassette; (ii) eine Fluidikbaugruppe, die einen oder mehrere Anschlüsse aufweist; (iii) eine Antriebsbaugruppe, die dazu wirksam ist, für eine relative Bewegung zwischen den Anschlüssen und der Kassette, die in dem Sitzbereich angeordnet ist, zu sorgen; (iv) eine Benutzersteuerung; und (v) einen Prozessor, wobei ein einzelnes Betätigungssignal, das aus der Benutzersteuerung zu dem Prozessor übertragen wird, bewirkt, dass (1) die Antriebsbaugruppe eine Fluidkommunikation zwischen den Anschlüssen und der Kassette herstellt und (2) die Fluidikbaugruppe über einen Gasdruck an den Anschlüssen die voraussichtlichen Emulsionsphasen durch die Tröpfchenerzeuger und zu den Behälter zum Auffangen als Emulsionen treibt.
    • E4. Einrichtung gemäß Paragraph D4, wobei die Fluidikbaugruppe eine Vakuumpumpe aufweist und wobei die Fluidikbaugruppe durch Ausüben eines Gasunterdrucks über die Anschlüsse auf die Kassette die voraussichtlichen Emulsionsphasen zu den Tröpfchenerzeugern treibt.
    • F4. Einrichtung gemäß Paragraph D4 oder E4, wobei die Fluidikbaugruppe jeweils einen anderen Anschluss für jeden Tröpfchenerzeuger aufweist.
    • G4. Einrichtung gemäß Paragraph F4, wobei die Fluidikbaugruppe einen Verteiler aufweist, der die Anschlüsse bereitstellt, und wobei das einzelne Betätigungssignal bewirkt, dass die Antriebsbaugruppe den Verteiler in Zusammengriff mit der Kassette bewegt.
    • H4. Einrichtung gemäß Paragraph G4, wobei die Kassette einen Chip und einen Dichtungsring aufweist, wobei der Chip die Tröpfchenerzeuger, die Reservoirs und die Behälter bereitstellt und wobei der Dichtungsring eine Abdichtung an dem Perimeter jedes der Behälter, jedes der Reservoirs oder jedes der Behälter und jedes der Reservoirs bildet.
    • I4. Einrichtung gemäß Paragraph H4, wobei der Dichtungsring eine Abdichtung an einem Perimeter jedes der Behälter und mit jedem der Reservoirs bildet.
    • J4. Einrichtung gemäß Paragraph H4, wobei der Dichtungsring perforiert ist, um eine jeweilige Öffnung bereitzustellen, die jeden der Behälter, jedes der Reservoirs oder jeden der Behälter und jedes der Reservoirs entlüftet.
    • K4. Einrichtung gemäß Paragraph J4, wobei jede Öffnung einen kleineren Durchmesser aufweist als der Behälter oder das Reservoir, den/das die Öffnung entlüftet, so dass der Dichtungsring einen Großteil jedes Behälters, Reservoirs oder Behälters und Reservoirs bedeckt.
    • L4. Einrichtung gemäß einem der Paragraphen D4 bis K4, die ferner einen Zugang umfasst, wobei der Sitzbereich in einer Kammer angeordnet ist, die zum Teil von dem Zugang gebildet ist, und wobei das einzelne Betätigungssignal bewirkt, dass sich der Zugang schließt, so dass der Sitzbereich für einen Benutzer nicht zugänglich ist.
    • M4. Einrichtung gemäß einem der Paragraphen D4 bis L4, wobei die Emulsionsphasen durch Ausüben eines Über- oder Unterdrucks an den Anschlüssen angetrieben werden, wobei das einzelne Betätigungssignal ferner bewirkt, dass die Fluidikbaugruppe das Ausüben eines Gasdrucks an den Anschlüssen abbricht, wenn eine vordefinierte Bedingung, die einen Endpunkt für die Emulsionsbildung darstellt, detektiert wird.
    • N4. Einrichtung gemäß einem der Paragraphen D4 bis M4, wobei das einzelne Betätigungssignal von einem Schalter geliefert wird.
    • O4. Einrichtung gemäß Paragraph N4, wobei der Schalter durch Drücken eines Knopfs betätigt wird.
    • P4. Einrichtung gemäß einem der Paragraphen D4 bis 04, die ferner einen Sensor umfasst, der so konfiguriert ist, dass er detektiert, ob zumindest ein Teil der Kassette in dem Sitzbereich angeordnet ist oder nicht, und wobei das Instrument das Betätigungssignal nicht implementiert, wenn der Sensor detektiert, dass die Kassette nicht in dem Sitzbereich angeordnet ist.
    • Q4. Einrichtung gemäß einem der Paragraphen D4 bis P4, wobei die Kassette einen Mikrofluidik-Chip und einen Dichtungsring, der auf der Kassette angeordnet ist, aufweist, und ferner einen Sensor umfasst, der so konfiguriert ist, dass er detektiert, ob der Dichtungsring in dem Sitzbereich vorhanden ist oder nicht, wobei das Instrument das Betätigungssignal nicht implementiert, wenn der Sensor detektiert, dass der Dichtungsring nicht vorhanden ist.
    • R4. System zur Emulsionsbildung, das umfasst: (i) ein Instrument, das eine Fluidikbaugruppe aufweist, die in der Lage ist, einen Druck zu erzeugen; und (ii) eine Kassette, die einen Einsatz und einen Mikrofluidik-Chip, der so konfiguriert ist, dass er von dem Einsatz aufgenommen und gehalten wird, aufweist, wobei der Chip eine Vielzahl von Tröpfchenerzeugern, eine Vielzahl von Reservoirs, die so konfiguriert sind, dass sie voraussichtliche Emulsionsphasen für die Tröpfchenerzeuger halten und zuführen, und eine Vielzahl von Behältern aufweist, wobei das Instrument so ausgeführt ist, dass es die Kassette aufnimmt und mit der Fluidikbaugruppe einen Druck auf den Chip ausübt, um die Phasen durch die Tröpfchenerzeuger und zu den Behältern zum Auffangen als Emulsionen zu treiben.
  • Die oben dargelegte Offenbarung kann mehrere eigenständige Erfindungen mit unabhängiger Verwendbarkeit umfassen. Obwohl jede dieser Erfindungen in ihrer (ihren) bevorzugten Form(en) offenbart ist, dürfen die spezifischen Ausführungsformen derselben, wie sie hier offenbart und dargestellt sind, nicht in einem einschränkenden Sinn verstanden werden, da zahlreiche Variationen möglich sind. Der Gegenstand der Erfindungen umfasst sämtliche neuartigen und eine Neuheit darstellenden Kombinationen und Subkombinationen der verschiedenen Elemente, Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften, die hier offenbart sind. Die folgenden Patentansprüche stellen insbesondere bestimmte Kombinationen und Subkombinationen heraus, die als neuartig und als eine Neuheit darstellend angesehen werden. Erfindungen, die in anderen Kombinationen und Subkombinationen von Merkmalen, Funktionen, Elementen und/oder Eigenschaften ausgeführt sind, können in Anmeldungen beansprucht werden, die Priorität gegenüber dieser oder einer verwandten Anmeldung beanspruchen. Solche Patentansprüche, ganz gleich ob sie auf eine andere Erfindung oder die gleiche Erfindung gerichtet sind und ob ihr Umfang weiter, enger, gleich oder anders gegenüber den ursprünglichen Ansprüchen gefasst ist, werden ebenfalls als in dem Gegenstand der Erfindungen der vorliegenden Offenbarung enthalten angesehen. Ferner werden Ordinalangaben, wie z. B. erster, zweiter oder dritter, für identifizierte Elemente zum Unterscheiden zwischen den Elementen verwendet und zeigen keine spezielle Position oder Reihenfolge solcher Elemente an, sofern nicht spezifisch etwas anderes angegeben ist.
  • Verfahren zur Emulsionsbildung, das umfasst: Ausüben eines Drucks auf einen Mikrofluidik-Chip, der voraussichtliche Emulsionsphasen hält, um eine Tröpfchenbildung und ein Auffangen von Emulsionen in dem Chip anzutreiben; Überwachen des Drucks hinsichtlich einer Änderung, die eine vordefinierte Bedingung erfüllt; und Unterbrechen des Ausübens des Drucks, wenn die Änderung detektiert wird.
  • Verfahren wie vorstehend definiert, wobei der Chip Ausgabebehälter, die die Emulsionen auffangen, aufweist und wobei der Druck einen Überdruck, der auf die Ausgabebehälter ausgeübt wird, umfasst.
  • Verfahren wie vorstehend definiert, wobei der Chip Eingabebehälter aufweist, die die voraussichtlichen Emulsionsphasen halten, und wobei der Druck einen Überdruck, der auf die Eingabebehälter ausgeübt wird, umfasst.
  • Verfahren wie vorstehend definiert, wobei der Chip Eingabebehälter, die die voraussichtlichen Emulsionsphasen halten, und Ausgabebehälter, die die Emulsionen auffangen, aufweist und wobei der Druck einen Überdruck, der zumindest auf einen Teilsatz der Eingabebehälter ausgeübt wird, und einen Unterdruck, der auf die Ausgabebehälter ausgeübt wird, umfasst.
  • Verfahren wie vorstehend definiert, wobei der Chip Eingabewells zum Halten der voraussichtlichen Emulsionsphasen und Ausgabewelle zum Auffangen der Emulsionen aufweist.
  • Verfahren wie vorstehend definiert, wobei der Druck mit einer Gasphase ausgeübt wird, die mit der Flüssigkeit, welche vollständig in dem Chip enthalten ist, in Kontakt steht.
  • Verfahren wie vorstehend definiert, wobei die Gasphase aus Luft gebildet ist.
  • Verfahren wie vorstehend definiert, wobei der Druck ein erster Druck ist, der mit einem Instrument, das einen Drucksensor aufweist, ausgeübt wird, und wobei der Drucksensor den ersten Druck durch Detektieren eines zweiten Drucks, der dem ersten Druck entspricht, überwacht.
  • Verfahren wie vorstehend definiert, wobei das Instrument eine Fluidikbaugruppe mit einem Verteiler aufweist, der eine Vielzahl von Anschlüssen bereitstellt, durch die der erste Druck auf den Chip ausgeübt wird, wobei der zweite Druck in einer Region der Fluidikbaugruppe detektiert wird, die fluidisch mit den Anschlüssen verbunden ist, und wobei die Anschlüsse einen Widerstand gegen den Fluidstrom bieten, durch den eine Größe des ersten Drucks relativ zu dem zweiten Druck verringert wird.
  • Verfahren wie vorstehend definiert, wobei der Verteiler einen Hauptkanal und eine Vielzahl von Seitenkanälen aufweist, die von dem Hauptkanal abzweigen, wobei die Seitenkanäle Anschlüsse bilden und wobei der zweite Druck stärker dem ersten Druck in dem Hauptkanal als in den Seitenkanälen entspricht.
  • Verfahren wie vorstehend definiert, wobei Luft, die der Flüssigkeit in einen oder mehrere Kanäle des Chips folgt, die Änderung des Drucks bewirkt.
  • Verfahren wie vorstehend definiert, wobei die voraussichtlichen Emulsionsphasen von einer Vielzahl von Eingabewells des Chips gehalten werden und wobei die Änderung des Drucks bereits auftritt, wenn nur einer der Eingabewells leer ist.
  • Verfahren wie vorstehend definiert, wobei die voraussichtlichen Emulsionsphasen von Eingabebehältern gehalten werden, wobei durch das Ausüben des Drucks die Phasen durch Kanäle des Chips getrieben werden zur Tröpfchenbildung und zum Auffangen von Emulsionen in Ausgabebehältern des Chips und wobei das Ausüben des Drucks unterbrochen wird, nachdem Luft einer Flüssigkeit aus einem oder mehreren der Eingabebehälter in einen oder mehrere der Kanäle gefolgt ist und bevor die Luft sämtliche der Emulsionen erreicht hat, die in den Ausgabebehältern aufgefangen sind.
  • Verfahren wie vorstehend definiert, wobei die voraussichtlichen Emulsionsphasen eine Vielzahl von Proben aufweisen und wobei das Ausüben des Drucks unterbrochen wird, wenn mindestens ungefähr 80 Volumen-% jeder der Proben in Tröpfchen umgewandelt worden sind.
  • Verfahren wie vorstehend definiert, wobei der Druck mit einer Fluidikbaugruppe ausgeübt wird, die mit einem Dichtungsring, der eine Vielzahl von Öffnungen definiert, zusammengreift, und wobei die Öffnungen für eine Fluidkommunikation zwischen dem Chip und der Fluidikbaugruppe sorgen.
  • Verfahren wie vorstehend definiert, das ferner einen Schritt des Verbindens des Dichtungsrings mit dem Chip vor dem Ausüben des Drucks umfasst.
  • Verfahren wie vorstehend definiert, wobei der Chip eine Vielzahl von Eingabewells und eine Vielzahl von Ausgabewells aufweist und wobei der Dichtungsring so mit dem Chip verbunden ist, dass jeder der Eingabewells und/oder jeder der Ausgabewells zumindest teilweise von dem Dichtungsring bedeckt ist.
  • Verfahren wie vorstehend definiert, wobei jeder der Eingabewells und jeder der Ausgabewells nur teilweise von dem Dichtungsring bedeckt ist.
  • Verfahren wie vorstehend definiert, wobei der Druck von einem Instrument ausgeübt wird, das ferner einen Schritt des Anbringen des Chips an einem Einsatz und einen Schritt des Anordnens des Chips, der an dem Einsatz angebracht ist, in einem Aufnahmebereich des Instruments vor dem Ausüben des Drucks umfasst.
  • Verfahren wie vorstehend definiert, das ferner den Schritt des Anbringens eines Dichtungsrings an dem Einsatz so, dass Öffnungen des Dichtungsrings Wells des Chips überlappen, umfasst.
  • Verfahren wie vorstehend definiert, wobei der Druck aus einer Pumpe stammt und wobei der Druck ausgeübt wird, während die Pumpe fluidisch von dem Chip isoliert ist, kein Fluid pumpt oder sowohl fluidisch von dem Chip isoliert ist als auch kein Fluid pumpt.
  • Verfahren wie vorstehend definiert, das ferner einen Schritt des Erzeugens eines Unter- oder Überdrucks in einem Reservoir umfasst, wobei der Schritt des Ausübens von Druck umfasst (a) einen Schritt des Herstellens einer Fluidkommunikation zwischen dem Reservoir und dem Chip und (b) einen Schritt des Aufrechterhaltens der Fluidkommunikation, während durch den erzeugten Druck eine Tröpfchenbildung und ein Auffangen von Emulsionen in dem Chip ohne Modifikation des erzeugten Drucks mittels einer Pumpe angetrieben wird.
  • Verfahren wie vorstehend definiert, wobei das Reservoir eine Leitung ist.
  • Verfahren wie vorstehend definiert, wobei die Leitung einen Druckregler fluidisch mit einem Ventil verbindet.
  • Verfahren wie vorstehend definiert, das ferner umfasst: Anordnen des Chips in einem Aufnahmebereich eines Instruments; Ausgeben der voraussichtlichen Emulsionsphasen in Wells des Chips; und Eingeben eines Betätigungssignals in das Instrument, wobei das Betätigungssignal bewirkt, dass das Instrument den Druck auf den Chip ausübt, um das parallele Bilden und Auffangen von Emulsionen in dem Chip anzutreiben und das Ausüben des Drucks zu unterbrechen, wenn ein Endpunkt der Emulsionsbildung erreicht worden ist.
  • Verfahren wie vorstehend definiert, wobei die Emulsionen in Ausgabebehältern des Chips aufgefangen werden, und das ferner einen Schritt des Konzentrierens der Emulsionen durch selektives Treiben einer kontinuierlichen Phase einer Emulsion aus jedem der Ausgabebehälter umfasst.
  • Verfahren wie vorstehend definiert, wobei der Druck ein Unterdruck ist und wobei der Schritt des Konzentrierens durch Ausüben eines Überdrucks auf den Chip durchgeführt wird oder wobei der Druck ein Überdruck ist und wobei der Schritt des Konzentrierens durch Ausüben eines Unterdruck auf den Chip durchgeführt wird.
  • Verfahren wie vorstehend definiert, wobei der Schritt des Ausübens eines Drucks über eine erste Zeitdauer durchgeführt wird und wobei der Schritt des Konzentrierens durch Ausüben eines Drucks über eine zweite Zeitdauer, die auf der ersten Zeitdauer basiert, durchgeführt wird.
  • Verfahren wie vorstehend definiert, wobei die zweite Zeitdauer proportional zu der ersten Zeitdauer ist.
  • Verfahren wie vorstehend definiert, wobei der Chip ein erster Mikrofluidik-Chip ist, und das ferner umfasst: Anordnen des ersten Mikrofluidik-Chips und eines ersten Dichtungsrings, der eine Vielzahl von Öffnungen definiert, in einem Aufnahmebereich eines Instruments, wobei der erste Dichtungsring mit dem ersten Chip verbunden ist; Entfernen des ersten Chips und des ersten Dichtungsrings aus dem Aufnahmebereich nach dem Schritt des Unterbrechens des Ausübens des ersten Drucks; und Wiederholen der Schritte des Anordnens, Ausübens, Unterbrechens und Entfernens mit einem zweiten Mikrofluidik-Chip und einem zweiten Dichtungsring.
  • Verfahren wie vorstehend definiert, wobei der erste Chip und der erste Dichtungsring Einwegteile sind und nach dem Entfernen aus dem Aufnahmebereich des Instruments entsorgt werden.
  • Verfahren zur Emulsionsbildung, das umfasst: Ausüben von Druck auf einen Mikrofluidik-Chip, der voraussichtliche Emulsionsphasen in Eingabebehältern hält, um die Phasen zur Tröpfchenbildung und zum Auffangen als Emulsionen in Ausgabebehältern des Chips durch Kanäle des Chips zu treiben; und Unterbrechen des Ausübens des Drucks, nachdem Luft einer Flüssigkeit aus einem oder mehreren der Eingabebehälter in einen oder mehrere der Kanäle gefolgt ist und bevor die Luft sämtliche der Emulsionen, die in den Ausgabebehältern aufgefangen werden, erreicht hat.
  • Verfahren wie vorstehend definiert, wobei der Druck mindestens ein erster Druck ist, der mit einem Instrument, das eine Fluidikbaugruppe mit einem Drucksensor aufweist, ausgeübt wird, wobei der Drucksensor einen zweiten Druck in der Fluidikbaugruppe detektiert und wobei das Instrument das Ausüben des ersten Drucks unterbricht, wenn der zweite Druck eine Änderung zeigt, die eine vordefinierte Bedingung erfüllt.
  • System zur Emulsionsbildung, das umfasst: einen Mikrofluidik-Chip, der so konfiguriert ist, dass er voraussichtliche Emulsionsphasen hält; und ein Instrument, das eine Fluidikbaugruppe mit einem Drucksensor aufweist, wobei das Instrument so konfiguriert ist, dass es mit der Fluidikbaugruppe einen Druck auf den Chip ausübt, um eine Tröpfchenerzeugung und ein Auffangen von Emulsionen in dem Chip anzutreiben, den Druck mit einem Drucksensor hinsichtlich einer Änderung überwacht, die anzeigt, dass ein Endpunkt der Tröpfchenerzeugung erreicht worden ist, und das Ausüben des Drucks unterbricht, wenn die Änderung von dem Drucksensor detektiert worden ist.
  • System wie vorstehend definiert, das ferner einen Dichtungsring aufweist, der eine Vielzahl von Öffnungen definiert, die so konfiguriert sind, dass sie für eine Fluidkommunikation zwischen dem Chip und der Fluidkibaugruppe sorgen, so dass der Druck von der Fluidikbaugruppe ausgeübt werden kann.
  • System wie vorstehend definiert, wobei der Chip eine Vielzahl von Wells aufweist und wobei der Dichtungsring so konfiguriert ist, dass er so mit dem Chip zusammengreift, dass jeder Well von einer anderen Öffnung des Dichtungsrings überlappt wird.
  • System wie vorstehend definiert, wobei der Chip Eingabewells aufweist, die mittels Kanälen mit Ausgabewells verbunden sind, wobei das Instrument so konfiguriert ist, dass es das Ausüben des Drucks unterbricht, nachdem Luft einer Flüssigkeit aus einem oder mehreren der Eingabewells in einen oder mehrere der Kanäle gefolgt ist und bevor die Luft sämtliche Emulsionen, die in den Ausgabewells aufgefangen sind, erreicht.
  • System wie vorstehend definiert, wobei das Instrument so konfiguriert ist, dass es ein Betätigungssignal von einem Benutzer empfängt, nachdem der Chip, der die Emulsionsphasen hält, in dem Instrument aufgenommen worden ist, und wobei das Betätigungssignal bewirkt, dass das Instrument ohne weitere Benutzereingabe oder -teilnahme den Druck ausübt, den Druck überwacht und das Ausüben des Drucks unterbricht.
  • System wie oben definiert, wobei die Fluidikbaugruppe eine Pumpe aufweist, die als Druckquelle dient, und wobei der Druck von dem Instrument ausgeübt wird, während die Pumpe fluidisch von dem Chip isoliert ist, kein Fluid pumpt oder sowohl fluidisch von dem Chip isoliert ist als auch kein Fluid pumpt.
  • Verfahren zur Emulsionsbildung, das umfasst: Ausüben eines Drucks auf einen Mikrofluidik-Chip, der voraussichtliche Emulsionsphasen und mindestens eine kontinuierliche Phase hält, um eine Tröpfchenbildung und ein Auffangen von Emulsionen in dem Chip anzutreiben; und Unterbrechen des Ausübens des Drucks, wenn mindestens 80 Volumen-% jeder der Proben in Tröpfchen umgewandelt worden sind.
  • Verfahren zur Emulsionsbildung, das umfasst: Ausgeben von voraussichtlichen Emulsionsphasen in Wells eines Mikrofluidik-Chips; Anordnen des Chips in einem Aufnahmebereich eines Instruments; und Eingeben eines Betätigungssignals in das Instrument, wobei das Betätigungssignal bewirkt, dass das Instrument einen Druck auf den Chip ausübt, um das parallele Bilden und Auffangen von Emulsionen in dem Chip anzutreiben, und das Ausüben von Druck unterbricht, wenn ein Endpunkt der Emulsionsbildung erreicht worden ist.
  • Verfahren wie vorstehend definiert, das ferner einen Schritt des Verbindens des Chips mit einem Dichtungsring vor dem Schritt des Anordnens umfasst.
  • Verfahren wie vorstehend definiert, wobei der Chip eine Vielzahl von Wells aufweist und wobei der Dichtungsring so mit dem Chip verbunden ist, dass die Wells in dem Chip zumindest teilweise von dem Dichtungsring bedeckt sind.
  • Verfahren wie vorstehend definiert, das ferner einen Schritt des Verbindens des Chips mit einem Einsatz vor dem Schritt des Anordnens umfasst, wobei der Einsatz als Halter für den Chip dient.
  • Verfahren wie vorstehend definiert, wobei der Einsatz mit dem Dichtungsring zusammengreift, um den Dichtungsring an dem Einsatz anzubringen.
  • Verfahren zur Emulsionsbildung, das umfasst: Ausüben eines Drucks auf einen Mikrofluidik-Chip, der voraussichtliche Emulsionsphasen hält, um eine Tröpfchenbildung und ein Auffangen von Emulsionen in dem Chip anzutreiben; Überwachen eines Aspekts einer Flüssigkeit, die von dem Chip gehalten wird, und/oder eines Fluidvolumens, das mit der Flüssigkeit in Kontakt steht, mittels mindestens eines Sensors hinsichtlich einer Änderung, die anzeigt, dass ein Endpunkt für die Tröpfchenerzeugung erreicht worden ist; und Unterbrechen des Ausübens des Drucks, wenn die Änderung detektiert wird.
  • Verfahren wie vorstehend definiert, wobei die voraussichtlichen Emulsionsphasen Proben und Volumen einer oder mehrerer kontinuierlicher Phasen aufweisen, wobei der Schritt des Unterbrechens auf einem oder mehreren Signalen aus einem Sensor basiert, der einen Aspekt einer oder mehrerer der Proben, eines oder mehrerer der Volumen, des Fluids, das mit der Flüssigkeit in Kontakt steht, die auf dem Chip gehalten wird, oder eine Kombination daraus überwacht.
  • Verfahren wie vorstehend definiert, wobei der Chip in einer Kassette aufgenommen ist, die einen Dichtungsring aufweist, der über dem Chip angeordnet ist, wobei eine Druckausübung mit einem Instrument durchgeführt wird, und das ferner einen Schritt des Entfernens der Kassette als Einheit aus dem Instrument, nachdem das Ausüben des Drucks unterbrochen worden ist, umfasst.
  • Verfahren zum Bilden einer Emulsion, das umfasst: Treiben einer ersten Phase und einer unmischbaren zweiten Phase durch einen Tröpfchenerzeuger und vorwärts einen Strömungsweg entlang, der den Tröpfchenerzeuger mit einem Behälter verbindet, so dass eine Emulsion aus Tröpfchen einer ersten Phase, die in der zweiten Phase angeordnet sind, in dem Behälter aufgefangen wird; und Verkleinern eines Volumenanteils der zweiten Phase in der aufgefangenen Emulsion durch selektives Treiben der zweiten Phase aus dem Behälter gegensinnig den Strömungsweg entlang.
  • Verfahren wie vorstehend definiert, wobei der Tröpfchenerzeuger durch einen Schnittpunkt mindestens eines Einlasskanals für jede jeweilige Phase und eines Auslasskanals zum Transportieren der Emulsion gebildet ist und wobei sich der Auslasskanal von dem Tröpfchenerzeuger zu einer unteren Region des Behälters erstreckt.
  • Verfahren wie vorstehend definiert, wobei die erste Phase eine wässrige Phase ist, die Nucleinsäure aufweist, wobei die zweite Phase eine Ölphase ist und wobei die Emulsion ein Mittel von ungefähr zwei Genomäquivalenten oder weniger der Nucleinsäure pro Tröpfchen aufweist.
  • Verfahren wie vorstehend definiert, wobei der Schritt des Antreibens einen Schritt des Ausüben eines Unterdrucks auf den Behälter zum Saugen der ersten und der zweiten Phase in den Behälter umfasst.
  • Verfahren wie vorstehend definiert, wobei der Schritt des Verkleinern eines Volumenanteils der zweiten Phase einen Schritt des Ausübens eines Überdrucks auf den Behälter zum Drücken der zweiten Phase aus dem Behälter umfasst.
  • Verfahren wie vorstehend definiert, wobei die Tröpfchen der ersten Phase in der zweiten Phase schweben und das ferner einen Schritt des Ermöglichens des Bildens eines im Wesentlichen tröpfchenfreien Volumens der zweiten Phase in der aufgefangenen Emulsion unter den Tröpfchen nach dem Schritt des Antreibens und vor dem Schritt des Verkleinerns des Volumenanteils umfasst.
  • Verfahren wie vorstehend definiert, wobei der Schritt des Antreibens über eine erste Zeitdauer durchgeführt wird und wobei der Schritt des Verkleinerns eines Volumenanteils über eine zweite Zeitdauer, die auf der ersten Zeitdauer basiert, durchgeführt wird.
  • Verfahren wie vorstehend definiert, wobei die zweite Zeitdauer proportional zu der ersten Zeitdauer ist.
  • Verfahren wie vorstehend definiert, das ferner einen Schritt des Ladens der ersten Phase in ein erstes Reservoir und der zweiten Phase in ein zweites Reservoir umfasst, wobei bei dem Schritt des Antreibens die erste Phase und die zweite Phase jeweils aus dem ersten Reservoir und dem zweiten Reservoir zu dem Tröpfchenerzeuger gedrückt werden und wobei der Schritt des Verkleinern des Volumenanteils einen Schritt des Treibens zumindest eines Teils der zweiten Phase in das erste Reservoir, das zweite Reservoir oder sowohl das erste Reservoir als auch das zweite Reservoir umfasst.
  • Verfahren wie vorstehend definiert, wobei der Behälter und jedes Reservoir ein Well sind.
  • Verfahren wie vorstehend definiert, wobei der Schritt des Antreibens parallel mit einem Mikrofluidik-Chip durchgeführt wird, der eine Vielzahl von Tröpfchenerzeugern und eine Vielzahl von Behältern aufweist, die Emulsionen auffangen, welche von den jeweiligen Tröpfchenerzeugern hergestellt werden, und wobei der Schritt des Verkleinerns eines Volumenanteils parallel an jeder der aufgefangenen Emulsionen durchgeführt wird.
  • Verfahren wie vorstehend definiert, wobei der Schritt des Antreibens und der Schritt des Verkleinerns eines Volumenanteils jeweils mit einem Druck durchgeführt werden, der mittels desselben Verteilers auf den Chip übertragen wird.
  • System zur Emulsionsbildung, das umfasst: ein Instrument, das eine Fluidikbaugruppe mit einer Druckquelle aufweist; und einen Mikrofluidik-Chip, der einen Tröpfchenerzeuger, einen Behälter und jeweilige Reservoirs aufweist, die so konfiguriert sind, dass sie eine erste Phase und eine unmischbare zweite Phase halten, wobei das Instrument so konfiguriert ist, dass es den Chip aufnimmt und einen Druck aus der Fluidikbaugruppe auf den Chip ausübt, um die erste und die zweite Phase durch den Tröpfchenerzeuger und zu dem Behälter zu treiben, so dass eine Emulsion aus Tröpfchen der ersten Phase, die in der zweiten Phase angeordnet sind, von dem Tröpfchenerzeuger gebildet und in dem Behälter aufgefangen wird, und ferner so konfiguriert ist, dass es einen Volumenanteil der zweiten Phase in der aufgefangenen Emulsion durch selektives Treiben der zweiten Phase aus dem Behälter und in mindestens eines der Reservoirs verkleinert.
  • System wie vorstehend definiert, wobei die Druckquelle eine Vakuumpumpe aufweist und wobei der Druck, der auf den Chip ausgeübt wird, ein Unterdruck ist, der auf den Behälter ausgeübt wird, so dass die erste Phase und eine zweite Phase aus den Reservoirs in den Behälter gesaugt werden.
  • System wie vorstehend definiert, wobei die Druckquelle eine erste Pumpe und eine zweite Pumpe aufweist, wobei die erste Pumpe einen Unterdruck erzeugt und die zweite Pumpe einen Überdruck erzeugt und wobei der Unterdruck und der Überdruck seriell auf den Chip ausgeübt werden, wobei der Überdruck vor oder nach dem Unterdruck ausgeübt wird.
  • System wie vorstehend definiert, wobei der Unterdruck, der von der ersten Pumpe erzeugt wird, bewirkt, dass die Emulsion gebildet und aufgefangen wird, und wobei der Überdruck, der von der zweiten Pumpe erzeugt wird, bewirkt, dass der Volumenanteil der zweiten Phase verkleinert wird.
  • System wie vorstehend definiert, wobei ein erster Druck über eine erste Zeitdauer auf den Chip ausgeübt wird, um die Emulsion zu bilden und aufzufangen, wobei ein zweiter Druck über eine zweite Zeitdauer auf den Chip ausgeübt wird, um einen Volumenanteil der zweiten Phase in der aufgefangenen Emulsion zu verkleinern, und wobei das Instrument so konfiguriert ist, dass es die zweite Zeitdauer auf der Basis der ersten Zeitdauer bestimmt.
  • System wie vorstehend definiert, das ferner einen Dichtungsring aufweist, der über dem Chip angeordnet ist, wobei der Chip eine Vielzahl von Tröpfchenerzeugern und Behältern zum Aufnehmen von Emulsionen aus den jeweiligen Tröpfchenerzeugern aufweist und wobei die Fluidikbaugruppe einen Verteiler aufweist, der operativ mit dem Dichtungsring zusammengreift, um eine Fluidkommunikation zwischen der Fluidikbaugruppe und dem Chip herzustellen.
  • System wie vorstehend definiert, wobei der Verteiler eine Vielzahl von Anschlüssen aufweist und wobei jeder Anschluss eine Fluidkommunikation jeweils mit einem anderen der Behälter bereitstellt, wenn der Verteiler mit dem Dichtungsring zusammengreift.
  • Verfahren zur Emulsionsbildung, das umfasst: Erzeugen eines Gasüber- oder -unterdrucks in einem Reservoir; Herstellen einer Fluidkommunikation zwischen dem Reservoir und einem Mikrofluidik-Chip, der voraussichtliche Emulsionsphasen hält; und Aufrechterhalten der Fluidkommunikation, während der erzeugte Druck die Tröpfchenbildung und das Auffangen der Emulsionen in dem Chip ohne Modifikation des erzeugten Drucks durch eine Pumpe antreibt.
  • Verfahren wie vorstehend definiert, wobei das Reservoir eine Leitung ist.
  • Verfahren wie vorstehend definiert, wobei die Leitung einen Druckregler mit einem Ventil verbindet.
  • Verfahren wie vorstehend definiert, wobei das Reservoir ein erstes Reservoir, das fluidisch zwischen einem Druckregler und einem Verteiler angeordnet ist, und ein zweites Reservoir, das fluidisch zwischen einer Pumpe und dem Druckregler angeordnet ist, aufweist und wobei der Schritt des Aufrechterhaltens einen Schritt des Einstellens einer Fluidkommunikation zwischen dem ersten und dem zweiten Reservoir mit dem Druckregler umfasst.
  • Verfahren zur Emulsionsbildung, das umfasst: Anordnen eines ersten Mikrofluidik-Chips und eines ersten Dichtungsrings, der eine Vielzahl von Öffnungen definiert, in einem Aufnahmebereich eines Instruments, wobei der erste Dichtungsring mit dem ersten Chip verbunden ist; Ausüben eines Drucks mit einem Instrument über die Öffnungen auf den ersten Mikrofluidik-Chip, um eine Tröpfenbildung und ein Auffangen von Emulsionen in dem ersten Chip anzutreiben; Entfernen des ersten Chips und des ersten Dichtungsrings aus dem Aufnahmebereich; und Wiederholen der Schritte des Anordnens, Ausübens und Entfernens mit einem zweiten Mikrofluidik-Chip und einem zweiten Dichtungsring.
  • Verfahren wie vorstehend definiert, wobei der erste Chip und der erste Dichtungsring miteinander verbunden werden, bevor sie in dem Aufnahmebereich angeordnet werden.
  • Verfahren wie vorstehend definiert, das ferner einen Schritt des Aussonderns des ersten Chips und des ersten Dichtungsrings nach dem Schritt des Entfernens umfasst.
  • Verfahren wie vorstehend definiert, wobei der erste Chip eine Vielzahl von Wells aufweist und wobei der erste Dichtungsring, der mit dem ersten Chip verbunden ist, jeden der Wells nur teilweise bedeckt.
  • Verfahren wie vorstehend definiert, wobei jeder Well des ersten Chips von einer Öffnung des ersten Dichtungsrings überlappt wird.
  • Verfahren wie vorstehend definiert, wobei der erste Chip eine Vielzahl von Eingabewells und eine Vielzahl von Ausgabewells aufweist und wobei jeder Eingabewell und/oder jeder Ausgabewell einen größeren Durchmesser aufweist als eine Öffnung des ersten Dichtungsrings, die einen solchen Well überlappt.
  • Verfahren wie vorstehend definiert, wobei jeder Eingabewell und/oder jeder Ausgabewell einen Rand aufweist und wobei der erste Dichtungsring so konfiguriert ist, dass er um den Umfang des Rands jedes Eingabewells und/oder jedes Ausgabewells herum eine Abdichtung bildet.
  • Verfahren wie vorstehend definiert, das ferner einen Schritt des Anbringens des ersten Chips an einem Einsatz, der den ersten Chip hält und den ersten Dichtungsring mit dem ersten Chip verbindet, umfasst.
  • Vorrichtung zum Bilden von Emulsionen, die umfasst: einen Mikrofluidik-Chip, der eine Vielzahl von Tröpfchenerzeugern, eine Vielzahl von Eingabewells, die so konfiguriert sind, dass sie voraussichtliche Emulsionsphasen für die Tröpfchenerzeuger halten und zuführen, und eine Vielzahl von Ausgabewells, die so konfiguriert sind, dass sie Emulsionen aufnehmen und auffangen, die von den Tröpfchenerzeugern aus den Emulsionsphasen produziert worden sind, aufweist; und einen Dichtungsring, der eine Vielzahl von Öffnungen definiert und so konfiguriert ist, dass er so auf dem Chip angeordnet ist und mit diesem zusammengreift, dass jeder der Eingabewells und/oder jeder der Ausgabewells nur teilweise von dem Dichtungsring bedeckt sind.
  • Vorrichtung zum Bilden von Emulsionen, die umfasst: einen Mikrofluidik-Chip, der eine Vielzahl von Tröpfchenerzeugern, eine Vielzahl von Eingabewells, die so konfiguriert sind, dass sie voraussichtliche Emulsionsphasen für die Tröpfchenerzeuger halten und zuführen, und eine Vielzahl von Ausgabewells, die so konfiguriert sind, dass sie Emulsionen aufnehmen und auffangen, die von den Tröpfchenerzeugern aus den Emulsionsphasen produziert worden sind, aufweist; und einen perforierten Dichtungsring, der ein Array von Öffnungen definiert und so konfiguriert ist, dass er so auf dem Chip angeordnet ist und mit diesem zusammengreift, dass jeder Well von einer anderen Öffnung überlappt wird.
  • Vorrichtung wie vorstehend definiert, wobei jeder Well einen größeren Durchmesser aufweist als die Öffnung, die einen solchen Well überlappt.
  • Vorrichtung wie vorstehend definiert, wobei jeder Ausgabewell einen Rand aufweist und wobei der Dichtungsring so konfiguriert ist, dass er eine Abdichtung um den Umfang des Rands herum bildet.
  • Vorrichtung zum Bilden von Emulsionen, die umfasst: einen Mikrofluidik-Chip, der eine Vielzahl von Tröpfchenerzeugern, eine Vielzahl von Eingabewells, die so konfiguriert sind, dass sie voraussichtliche Emulsionsphasen für die Tröpfchenerzeuger halten und zuführen, und eine Vielzahl von Ausgabewells, die so konfiguriert sind, dass sie Emulsionen aufnehmen und auffangen, die von den Tröpfchenerzeugern aus den Emulsionsphasen produziert worden sind, aufweist; und einen Dichtungsring, der ein Array von Öffnungen definiert und so konfiguriert ist, dass er so auf dem Chip angeordnet ist und mit diesem zusammengreift, dass jeder Ausgabewell, jeder Eingabewell oder jeder Ausgabewell und jeder Eingabewell von einer anderen Öffnung überlappt wird.
  • Vorrichtung wie vorstehend definiert, wobei der Dichtungsring so konfiguriert ist, dass er nur einen Teil jedes Wells, der überlappt ist, bedeckt.
  • Vorrichtung wie vorstehend definiert, wobei der Dichtungsring so konfiguriert ist, dass er nur einen Perimeterteil jedes Wells, der überlappt ist, bedeckt.
  • Vorrichtung wie vorstehend definiert, wobei jeder Well, der überlappt ist, einen größeren Durchmesser aufweist als die Öffnung, die einen solchen Well überlappt.
  • Vorrichtung wie vorstehend definiert, wobei jeder Well, der von einer Öffnung überlappt wird, einen Rand aufweist und wobei der Dichtungsring so konfiguriert ist, dass er eine Abdichtung um den Umfang des Rands herum bildet.
  • Vorrichtung wie vorstehend definiert, die ferner einen Einsatz umfasst, der den Chip aufnimmt und hält.
  • Vorrichtung wie vorstehend definiert, wobei der Einsatz eine Vielzahl von Vorsprüngen aufweist und wobei der Dichtungsring Durchlässe definiert, die so konfiguriert sind, dass sie auf den Vorsprüngen aufgenommen werden, um den Dichtungsring an dem Einsatz anzubringen, wobei die Öffnungen die Wells überlappen.
  • Vorrichtung wie vorstehend definiert, wobei der Einsatz eine verriegelte Konfiguration und eine unverriegelte Konfiguration aufweist, die jeweils ein Entfernen des Chips aus dem Einsatz einschränkt oder erlaubt.
  • Vorrichtung wie vorstehend definiert, wobei der Einsatz ein elektrisch leitendes Kontaktelement aufweist.
  • Vorrichtung wie vorstehend definiert, wobei das Kontaktelement auf einer unteren Fläche des Einsatzes angeordnet ist.
  • Vorrichtung wie vorstehend definiert, wobei eine obere Flächenregion des Einsatzes ein optisches Element aufweist, das so konfiguriert ist, dass es Licht reflektiert, und wobei der Dichtungsring, der an dem Einsatz angebracht ist, die Lichtreflexion von dem optischen Element blockiert.
  • Vorrichtung wie vorstehend definiert, wobei der Einsatz einen wesentlich größeren Raum einnimmt als der Chip, wahlweise einen Raumbereich einnimmt, der mindestens zweimal derjenige des Chips ist.
  • Verfahren zum Bilden von Emulsionen, das umfasst: Auswählen (a) eines Dichtungsrings, der eine Vielzahl von Öffnungen definiert, und (b) eines Mikrofluidik-Chips, der eine Vielzahl von Tröpfchenerzeugern, eine Vielzahl von Eingabewells, die so konfiguriert sind, dass sie voraussichtliche Emulsionsphasen halten und den Tröpfchenerzeugern zuführen, und eine Vielzahl von Ausgabewells aufweist; Anordnen des Dichtungsring in Zusammengriff mit dem Chip so, dass jeder Ausgabewell, jeder Eingabewell oder jeder Ausgabewell und jeder Eingabewell von einer Öffnung des Dichtungsrings überlappt wird; und Zusammengreifen des Dichtungsrings mit einer Anschluss-Schnittstelle einer Fluidikbaugruppe, die eine Pumpe aufweist, um einen Druck auf die Eingabewells, die Ausgabewells oder beide auszuüben, um die Emulsionsphasen aus den Eingabewells durch die Tröpfchenerzeuger und zu den Ausgabewells zum Auffangen als Emulsionen zu treiben.
  • Verfahren wie vorstehend definiert, wobei die Anschluss-Schnittstelle ein Verteiler ist.
  • Verfahren wie vorstehend definiert, wobei jeder überlappte Well von einer anderen Öffnung überlappt wird.
  • Verfahren zur Emulsionsbildung, das umfasst: Ausüben eines Drucks mit Gas, um eine erste Phase und eine unmischbare zweite Phase durch einen Tröpfchenerzeuger und einen Strömungsweg entlang zu treiben, der den Tröpfchenerzeuger mit einem Behälter verbindet, so dass eine Emulsion aus Tröpfchen einer ersten Phase, die in der zweiten Phase angeordnet sind, von dem Tröpfchenerzeuger gebildet und in dem Behälter aufgefangen wird; Überwachen des Drucks hinsichtlich einer Änderung, die eine vordefinierte Bedingung erfüllt; und Abbrechen des Ausübens des Drucks, wenn die Änderung auftritt.
  • Verfahren wie vorstehend definiert, wobei der Schritt des Ausübens von Druck einen Schritt des Ausübens eines Unterdrucks auf den Behälter so, dass die erste Phase und die zweite Phase durch den Unterdruck in den Behälter gesaugt werden, umfasst.
  • Verfahren wie vorstehend definiert, wobei bei dem Schritt des Ausübens von Druck eine parallele Tröpfchenbildung an jeweiligen Tröpfchenerzeugern und ein paralleles Auffangen einer Vielzahl von Emulsionen in separaten Behältern angetrieben werden.
  • Verfahren wie vorstehend definiert, wobei der Schritt des Ausübens von Druck mit einem Verteiler durchgeführt wird, der in Fluidkommunikation mit jedem der separaten Behälter angeordnet ist.
  • Verfahren wie vorstehend definiert, wobei die Druckänderung Luft anzeigt, die durch den Tröpfchenerzeuger und einen Strömungsweg entlang zu einem Behälter läuft.
  • Verfahren wie vorstehend definiert, wobei der Druck ein Unterdruck ist und wobei die Änderung eine Verkleinerung der Größe des Unterdrucks umfasst.
  • Verfahren wie vorstehend definiert, wobei dem Tröpfchenerzeuger die erste Phase und die zweite Phase aus jeweiligen Reservoirs zugeführt wird und wobei dadurch eine Änderung bewirkt werden kann, dass mindestens eines der jeweiligen Reservoirs leer ist.
  • Verfahren wie vorstehend definiert, wobei bei dem Schritt des Ausübens von Druck eine parallele Tröpfchenbildung an jeweiligen Tröpfchenerzeugern und ein paralleles Auffangen einer Vielzahl von Emulsionen in separaten Behältern angetrieben werden, wobei den Tröpfchenerzeugern eine erste und eine zweite Phase aus einer Vielzahl von Reservoirs zugeführt wird und wobei die Druckänderung anzeigt, dass eines der Reservoirs leer ist.
  • Verfahren wie vorstehend definiert, wobei die erste Phase eine wässrige Phase ist, die ein Nucleinsäure-Target enthält, und wobei das Target in einer mittleren Konzentration von nicht mehr als ungefähr zwei Kopien pro Tröpfchen in der Emulsion vorhanden ist.
  • Verfahren wie vorstehend definiert, wobei die erste Phase eine wässrige Phase ist, die genomische DNA enthält, und wobei die genomische DNA in einer mittleren Konzentration von nicht mehr als ungefähr zwei Genomäquivalenten pro Tröpfchen in der Emulsion vorhanden ist.
  • System zur Emulsionsbildung, das umfasst: ein Instrument, das eine Fluidikbaugruppe mit einer Druckquelle und einem Drucksensor, der einen Druck in der Fluidikbaugruppe überwacht, aufweist; und eine Kassette, die einen Chip aufweist, der einen Tröpfchenerzeuger, einen Behälter und jeweilige Reservoirs, die so konfiguriert sind, dass sie eine erste Phase und eine unmischbare zweite Phase halten, bereitstellt, wobei das Instrument so konfiguriert ist, dass es die Kassette aufnimmt und einen Druck mit Gas auf den Chip ausübt, um die erste und die zweite Phase durch den Tröpfchenerzeuger und zu dem Behälter zu treiben, so dass eine Emulsion aus Tröpfchen der ersten Phase, die in der zweiten Phase angeordnet sind, von dem Tröpfchenerzeuger gebildet und in dem Behälter aufgefangen wird, und ferner so konfiguriert ist, dass es den Druck hinsichtlich einer Änderung überwacht, die eine vordefinierte Bedingung erfüllt, welche ein Aufgebrauchtsein einer Flüssigkeit aus einem Reservoir anzeigt, und das Ausüben des Drucks abbricht, wenn die Änderung auftritt.
  • Einrichtung zum Antreiben einer Emulgierung von voraussichtlichen Emulsionsphasen, die von einer Kassette gehalten werden, welche eine Vielzahl von Tröpfchenerzeugern, Eingabereservoirs zum Halten der Emulsionsphasen für die Tröpfchenerzeuger und Behälter zum Auffangen von Emulsionen aufweist, wobei die Einrichtung umfasst: einen Sitzbereich für die Kassette; eine Fluidikbaugruppe, die einen oder mehrere Anschlüsse aufweist; eine Antriebsbaugruppe, die dazu wirksam ist, für eine relative Bewegung zwischen den Anschlüssen und der Kassette, die in dem Sitzbereich angeordnet ist, zu sorgen; eine Benutzersteuerung; und einen Prozessor, wobei ein einzelnes Betätigungssignal, das aus der Benutzersteuerung zu dem Prozessor übertragen wird, bewirkt, dass (1) die Antriebsbaugruppe eine Fluidkommunikation zwischen den Anschlüssen und der Kassette herstellt und (2) die Fluidikbaugruppe über einen Gasdruck an den Anschlüssen die voraussichtlichen Emulsionsphasen durch die Tröpfchenerzeuger und zu den Behälter zum Auffangen als Emulsionen treibt.
  • Einrichtung wie vorstehend definiert, wobei die Fluidikbaugruppe eine Vakuumpumpe aufweist und wobei die Fluidikbaugruppe durch Ausüben eines Gasunterdrucks über die Anschlüsse auf die Kassette die voraussichtlichen Emulsionsphasen zu den Tröpfchenerzeugern treibt
  • Einrichtung wie vorstehend definiert, wobei die Fluidikbaugruppe jeweils einen anderen Anschluss für jeden Tröpfchenerzeuger aufweist.
  • Einrichtung wie vorstehend definiert, wobei die Fluidikbaugruppe einen Verteiler aufweist, der die Anschlüsse bereitstellt, und wobei das einzelne Betätigungssignal bewirkt, dass die Antriebsbaugruppe den Verteiler in Zusammengriff mit der Kassette bewegt.
  • Einrichtung wie vorstehend definiert, wobei die Kassette einen Chip und einen Dichtungsring aufweist, wobei der Chip die Tröpfchenerzeuger, die Reservoirs und die Behälter bereitstellt und wobei der Dichtungsring eine Abdichtung an dem Perimeter jedes der Behälter, jedes der Reservoirs oder jedes der Behälter und jedes der Reservoirs bildet.
  • Einrichtung wie vorstehend definiert, wobei der Dichtungsring eine Abdichtung an einem Perimeters jedes der Behälter und mit jedem der Reservoirs bildet.
  • Einrichtung wie vorstehend definiert, wobei der Dichtungsring perforiert ist, um eine jeweilige Öffnung bereitzustellen, die jeden der Behälter, jedes der Reservoirs oder jeden der Behälter und jedes der Reservoirs entlüftet.
  • Einrichtung wie vorstehend definiert, wobei jede Öffnung einen kleineren Durchmesser aufweist als der Behälter oder das Reservoir, den/das die Öffnung entlüftet, so dass der Dichtungsring einen Großteil jedes Behälters, Reservoirs oder Behälters und Reservoirs bedeckt.
  • Einrichtung wie vorstehend definiert, die ferner einen Zugang umfasst, wobei der Sitzbereich in einer Kammer angeordnet ist, die zum Teil von dem Zugang gebildet ist, und wobei das einzelne Betätigungssignal bewirkt, dass sich der Zugang schließt, so dass der Sitzbereich für einen Benutzer nicht zugänglich ist.
  • Einrichtung wie vorstehend definiert, wobei die Emulsionsphasen durch Ausüben eines Über- oder Unterdrucks an den Anschlüssen angetrieben werden, wobei das einzelne Betätigungssignal ferner bewirkt, dass die Fluidikbaugruppe das Ausüben eines Gasdrucks an den Anschlüssen abbricht, wenn eine vordefinierte Bedingung, die einen Endpunkt für die Emulsionsbildung darstellt, detektiert wird.
  • Einrichtung wie vorstehend definiert, wobei das einzelne Betätigungssignal von einem Schalter geliefert wird.
  • Einrichtung wie vorstehend definiert, wobei der Schalter durch Drücken eines Knopfs betätigt wird.
  • Einrichtung wie vorstehend definiert, die ferner einen Sensor umfasst, der so konfiguriert ist, dass er detektiert, ob zumindest ein Teil der Kassette in dem Sitzbereich angeordnet ist oder nicht, und wobei das Instrument das Betätigungssignal nicht implementiert, wenn der Sensor detektiert, dass die Kassette nicht in dem Sitzbereich angeordnet ist.
  • Einrichtung wie vorstehend definiert, wobei die Kassette einen Mikrofluidik-Chip und einen Dichtungsring, der auf der Kassette angeordnet ist, aufweist, und ferner einen Sensor umfasst, der so konfiguriert ist, dass er detektiert, ob der Dichtungsring in dem Sitzbereich vorhanden ist oder nicht, wobei das Instrument das Betätigungssignal nicht implementiert, wenn der Sensor detektiert, dass der Dichtungsring nicht vorhanden ist.
  • System zur Emulsionsbildung, das umfasst: ein Instrument, das eine Fluidikbaugruppe aufweist, die in der Lage ist, einen Druck zu erzeugen; und eine Kassette, die einen Einsatz und einen Mikrofluidik-Chip, der so konfiguriert ist, dass er von dem Einsatz aufgenommen und gehalten wird, aufweist, wobei der Chip eine Vielzahl von Tröpfchenerzeugern, eine Vielzahl von Reservoirs, die so konfiguriert sind, dass sie voraussichtliche Emulsionsphasen für die Tröpfchenerzeuger halten und zuführen, und eine Vielzahl von Behältern aufweist, wobei das Instrument so ausgeführt ist, dass es die Kassette aufnimmt und mit der Fluidikbaugruppe einen Druck auf den Chip ausübt, um die Phasen durch die Tröpfchenerzeuger und zu den Behältern zum Auffangen als Emulsionen zu treiben.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
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    • Joseph R. Lakowicz, PRINCIPLES OF FLUORESCENCE SPECTROSCOPY, (2. Ausgabe 1999) [0002]

Claims (25)

  1. System (50) zur Erzeugung von Tröpfchen, umfassend: eine Vorrichtung (152), die eine Vielzahl umfasst von: Probenwells (170), die so konfiguriert sind, dass sie ein probenhaltiges Fluid (208) aufnehmen, Ölphasenwells (168), die so konfiguriert sind, dass sie Ölphasenfluid (206) aufnehmen, und Tröpfchenwells (172), wobei die Vorrichtung auch ein Kanalnetzwerk umfasst, das einen ersten Kanal (214), wenigstens einen zweiten Kanal (210, 212) und einen dritten Kanal (216), die in einem Tröpfchenerzeugungsbereich (198) aufeinander treffen, aufweist; einen Halter (150) für die Vorrichtung (152); und ein Instrument (52), das so konfiguriert ist, dass es eine Anordnung, die die Vorrichtung (152) und den Halter (150) umfasst, funktionell aufnimmt und Druck ausübt, um probenhaltiges Fluid (208) aus den Probenwells (170) über den ersten Kanal (214) in den Tröpfchenerzeugungsbereich (198), Ölphasenfluid (206) aus den Ölphasenwells (168) über den wenigstens einen zweiten Kanal (210, 212) in den Tröpfchenerzeugungsbereich (198) und probenhaltige Tröpfchen (209) über den dritten Kanal (216) aus dem Tröpfchenerzeugungsbereich (198) in die Tröpfchenwells (172) zu treiben.
  2. System (50) gemäß Anspruch 1, weiterhin umfassend das Abbrechen der Druckausübung.
  3. System (50) gemäß Anspruch 1 oder 2, weiterhin umfassend einen Dichtungsring (154), der so konfiguriert ist, dass er an einen Rand wenigstens eines der Wells angreift.
  4. System (50) gemäß Anspruch 3, wobei der Dichtungsring (154) auch so konfiguriert ist, dass er an den Halter (150) angreift.
  5. System (50) gemäß Anspruch 3, wobei der Dichtungsring (154) so konfiguriert ist, dass er an dem Halter (150) befestigt ist.
  6. System (50) gemäß Anspruch 5, wobei der Dichtungsring (154) so konfiguriert ist, dass er direkt an dem Halter (150) befestigt ist.
  7. System (50) gemäß Anspruch 4, wobei der Dichtungsring (154) eine Öffnung definiert und wobei der Halter (150) eine Projektion aufweist, die so konfiguriert ist, dass sie in der Öffnung aufgenommen werden kann.
  8. System (50) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der Halter (150) eine größere Aufstandsfläche aufweist als die Vorrichtung (152).
  9. System (50) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Vorrichtung (152) aus einem oberen Element (180) und einem unteren Dichtungselement (182) besteht, wobei das obere Element (180) eine planare Basis (184) bildet, von der aus eine Vielzahl von röhrenförmigen Vorsprüngen (186) nach oben ragen.
  10. System (50) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Instrument (52) eine Vertiefung (156) bildet, in der der Halter (150) so konfiguriert ist, dass er funktionell aufgenommen wird.
  11. System (50) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der Halter (150) zwischen (a) einer offenen Konfiguration, die es ermöglicht, die Vorrichtung (152) in den Halter (150) zu bringen und daraus zu entnehmen, und (b) einer geschlossenen Konfiguration, die eine Entnahme der Vorrichtung (152) aus dem Halter (150) verhindert, einstellbar ist.
  12. System (50) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der Halter (150) wenigstens eine Öffnung definiert und wobei das Instrument (52) wenigstens einen Stift umfasst, der so konfiguriert ist, dass er in die wenigstens eine Öffnung eintritt, wenn die Anordnung von dem Instrument (52) funktionell aufgenommen wird.
  13. System (50) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Instrument (52) so konfiguriert ist, dass es nachweist, ob der Halter (150) richtig in dem Instrument (52) positioniert ist.
  14. System (50) gemäß Anspruch 13, wobei das Instrument (52) so konfiguriert ist, dass es mit Hilfe einer Elektrode (284) nachweist, ob der Halter (150) richtig in dem Instrument (52) positioniert ist.
  15. System (50) gemäß Anspruch 1 oder 2, weiterhin umfassend einen Dichtungsring (154), der so konfiguriert ist, dass er auf die Vorrichtung (152) gesetzt werden kann, wobei das Instrument (52) so konfiguriert ist, dass es nachweist, ob der Dichtungsring (154) in der Vorrichtung (152) vorhanden ist, wenn die Anordnung von dem Instrument (52) funktionell aufgenommen wird.
  16. System (50) zur Erzeugung von Tröpfchen, umfassend: eine Vorrichtung (152), die eine Reihe von Probenwells (170), die jeweils so konfiguriert sind, dass sie probenhaltiges Fluid (208) aufnehmen, eine Reihe von Ölphasenwells (168), die jeweils so konfiguriert sind, dass sie Ölphasenfluid (206) aufnehmen, und eine Reihe von Tröpfchenwells (172) umfasst, wobei die Vorrichtung (152) auch ein entsprechendes Kanalnetzwerk für jeden Probenwell umfasst, wobei das Kanalnetzwerk einen Tröpfchenerzeugungsbereich (198) aufweist und den Probenwell (170) fluidisch mit einem der Ölphasenwells (168) und einem der Tröpfchenwells (172) verbindet; einen Halter (150) für die Vorrichtung (152); einen Dichtungsring (154), der so konfiguriert ist, dass er an dem Halter (150) befestigt ist, und zwar so, dass sich der Dichtungsring (154) über jeden Probenwell (170), jeden Ölphasenwell (168) und jeden Tröpfchenwell (172) erstreckt; und ein Instrument (52), das so konfiguriert ist, dass es (a) eine Anordnung, die die Vorrichtung (152), den Halter (150) und den Dichtungsring (154) umfasst, aufnimmt, (b) an dem Dichtungsring (154) angreift und (c) einen positiven Druck und/oder negativen Druck auf die Vorrichtung (152) ausübt, so dass probenhaltiges Fluid (208) aus jedem Probenwell (170) in den entsprechenden Tröpfchenerzeugungsbereich (198) fließt, Ölphasenfluid (206) aus jedem Ölphasenwell (168) in den entsprechenden Tröpfchenerzeugungsbereich (198) fließt und probenhaltige Tröpfchen (209) aus jedem Tröpfchenerzeugungsbereich (198) in den entsprechenden Tröpfchenwell (172) fließen.
  17. System (50) gemäß Anspruch 16, weiterhin umfassend das Abbrechen der Druckausübung.
  18. System (50) gemäß Anspruch 16 oder 17, wobei das Instrument (52) so konfiguriert ist, dass es negativen Druck auf jeden Tröpfchenwell (172) der Reihe von Tröpfchenwells ausübt, um die Bildung von probenhaltigen Tröpfchen (209) in jedem Tröpfchenerzeugungsbereich (198) anzutreiben.
  19. System (50) gemäß Anspruch 16 oder 17, wobei der Dichtungsring (154) eine Vielzahl von Öffnungen definiert und wobei der Halter (150) eine Vielzahl von Projektionen aufweist, die so konfiguriert sind, dass sie in der Vielzahl von Öffnungen aufgenommen werden können, um den Dichtungsring (154) direkt am Halter zu befestigen.
  20. System (50) gemäß Anspruch 16 oder 17, wobei die Vorrichtung (152) eine planare Basis (184) und eine Vielzahl von röhrenförmigen Vorsprüngen (186), die von dem planaren Basisteil (184) aus nach oben ragen, aufweist und wobei die Vorrichtung (152) so konfiguriert ist, dass sie über den planaren Basisteil (184) in dem Halter (150) gefangen ist.
  21. System (50) gemäß Anspruch 16 oder 17, wobei das Instrument (52) so konfiguriert ist, dass es nachweist, ob der Halter (150) in dem Instrument (52) aufgenommen ist.
  22. System (50) gemäß Anspruch 16 oder 17, wobei das Instrument (52) so konfiguriert ist, dass es nachweist, ob der Dichtungsring (154) vorhanden ist, nachdem die Anordnung von dem Instrument (52) aufgenommen wurde.
  23. System (50) gemäß einem der Ansprüche 16 bis 22, wobei der Dichtungsring (154) so konfiguriert ist, dass er direkt an dem Halter (150) befestigt ist.
  24. System (50) zur Bildung einer Emulsion (209), umfassend: eine Vorrichtung (152), die eine Vielzahl von Probenwells (170), die so konfiguriert sind, dass sie ein probenhaltiges Fluid (208) aufnehmen, Ölphasenwells (168), die so konfiguriert sind, dass sie Ölphasenfluid (206) aufnehmen, und Tröpfchenwells (172) umfasst, wobei die Vorrichtung (152) auch ein Kanalnetzwerk umfasst, das einen Tröpfchenerzeugungsbereich (198) umfasst, wobei das Kanalnetzwerk die Wells fluidisch miteinander verbindet; einen Halter (150), der so konfiguriert ist, dass er die Vorrichtung (152) aufnimmt; und ein Instrument (52), das so konfiguriert ist, dass es (a) eine Anordnung, die die Vorrichtung (152) und den Halter (150) umfasst, aufnimmt, (b) nachweist, ob der Halter (150) aufgenommen wurde, und (c) eine Druckdifferenz erzeugt, so dass probenhaltiges Fluid (208) aus dem Probenwell (170) in den Tröpfchenerzeugungsbereich (198) fließt, Ölphasenfluid (206) aus dem Ölphasenwell (168) in den Tröpfchenerzeugungsbereich (198) fließt und probenhaltige Tröpfchen (209) aus dem Tröpfchenerzeugungsbereich (198) in den Tröpfchenwell (172) fließen.
  25. System (50) gemäß Anspruch 24, weiterhin umfassend einen Dichtungsring (154), der so konfiguriert ist, dass er auf die Vorrichtung (152) gesetzt werden kann, wobei das Instrument (52) so konfiguriert ist, dass es nachweist, ob der Dichtungsring (154) in der Vorrichtung (152) vorhanden ist, nachdem die Anordnung aufgenommen wurde.
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