JP5894272B2 - 液滴アクチュエーターにおける試薬保存 - Google Patents

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Description

１ 政府の権利
本発明は、米国保健福祉省により付与されたＨＧ００４３５４に基づく政府の援助を受けてなされたものである。米国政府は本発明に一定の権利を有する。
２ 背景
液滴アクチュエーターは、通常、液滴操作を行うための表面または間隙を形成するように構成された１つ以上の基板を含む。１つ以上の基板は液滴操作を行うための液滴操作表面または間隙をなし、液滴操作を行うために配置された電極を含んでいてもよい。液滴操作基板または基板間の液滴操作間隙は、液滴を形成する液体と混和しない充填流体で被覆または充填されていてもよい。
液滴アクチュエーターは、デジタルマイクロ流体工学の自由度が高く広範であることにより高速かつ高感度な多機能検査装置が提供されるポイントオブケア検査などの分子診断検査をはじめとした様々な用途に用いられる。ポイントオブケア検査では、診断装置は通常、診断検査に必要な測定試薬が予めセットされた状態で提供される。そのため、液滴アクチュエーターにおいて測定試薬を保存する方法が必要とされる。
３ 定義
以下の用語は、本明細書では以下に示された意味を有する。
１つ以上の電極に対して「活性化する」とは、１つ以上の電極の電気的状態の変化に影響を及ぼすことを意味し、液滴の存在下では、これにより液滴操作が行われる。電極の活性化は、交流電流または直流電流により達成され得る。適したいずれの電圧を用いてもよい。例えば、約１５０Ｖより大きい、または約２００Ｖより大きい、または約２５０Ｖより大きい、または約２７５Ｖ〜約３７５Ｖ、または約３００Ｖの電圧を用いて電極を活性化してもよい。交流電流を用いる場合、いずれの適した周波数を用いてもよい。例えば、約１Ｈｚ〜約１００Ｈｚ、または約１０Ｈｚ〜約６０Ｈｚ、または約２０Ｈｚ〜約４０Ｈｚ、または約３０Ｈｚの周波数を有する交流電流を用いて電極を活性化してもよい。
液滴アクチュエーターにおけるビーズに関して「ビーズ」は、液滴アクチュエーター上の液滴または液滴アクチュエーターに近接する液滴に相互作用し得る何らかのビーズまたは粒子を意味する。ビーズは、球、略球、卵形、ディスク形、立方体、不定形および他の３次元形状等の多種多様な形状であってもよい。ビーズは、例えば、液滴アクチュエーター上の液滴内で液滴操作を受けてもよく、またそうでなければ、液滴アクチュエーター上の液滴が液滴アクチュエーター上のおよび／または液滴アクチュエーター外のビーズに接触できるように、液滴アクチュエーターに対して構成されてもよい。ビーズは、液滴中、液滴操作間隙中、または、液滴操作表面上に供給されてもよい。ビーズは、液滴操作間隙の外部のリザーバ内に設けられてもよく、または液滴操作表面から離れた場所に位置するリザーバ内に設けられてもよい。当該リザーバは、ビーズを含む液滴を液滴操作間隙または液滴操作表面に運ぶことができる流体通路に連結していてもよい。ビーズは、例えば、樹脂、およびポリマーを含む多種多様な材料を用いて製造されてもよい。ビーズは、例えば、マイクロビーズ、マイクロ粒子、ナノビーズおよびナノ粒子を含むいずれの適した大きさであってもよい。いくつかの場合、ビーズは、磁気応答性であり、他の場合ではビーズはそれほど磁気応答性ではない。磁気応答性ビーズでは、磁気応答性材料が実質的にビーズの全てを構成していてもよく、ビーズの一部を構成していてもよく、またはビーズの一部のみを構成していてもよい。ビーズの残部は、とりわけ、ポリマー材料、コーティング、および測定試薬を付着させることができる部分を含んでいてもよい。好適なビーズの例は、フローサイトメトリーマイクロビーズ、ポリスチレンマイクロ粒子およびポリスチレンナノ粒子、機能化ポリスチレンマイクロ粒子および機能化ポリスチレンナノ粒子、被覆ポリスチレンマイクロ粒子および被覆ポリスチレンナノ粒子、シリカマイクロビーズ、蛍光マイクロスフェアおよび蛍光ナノスフェア、機能化蛍光マイクロスフェアおよび機能化蛍光ナノスフェア、被覆蛍光マイクロスフェアおよび被覆蛍光ナノスフェア、着色ダイマイクロ粒子および着色ダイナノ粒子、磁気マイクロ粒子および磁気ナノ粒子、超常磁性マイクロ粒子および超常磁性ナノ粒子（例えば、ＤＹＮＡＢＥＡＤＳ（登録商標）粒子、CA、CarlsbadのInvitrogen Group社から入手可能）、蛍光マイクロ粒子および蛍光ナノ粒子、被覆磁気マイクロ粒子および被覆磁気ナノ粒子、強磁性マイクロ粒子および強磁性ナノ粒子、被覆強磁性マイクロ粒子および被覆強磁性ナノ粒子、および２００５年１１月２４日に公開された題名「Multiplex flow assays preferably with magnetic particles as solid phase」の米国特許出願公開第２００５０２６０６８６号明細書；２００３年７月１７日に公開された題名「Encapsulation of discrete quanta of fluorescent particles」の米国特許出願公開第20030132538号明細書；２００５年６月２日に公開された題名「Multiplexed Analysis of Clinical Specimens Apparatus and Method」の米国特許出願公開第20050118574号明細書；２００５年１２月１５日に公開された題名「Microparticles with Multiple Fluorescent Signals and Methods of Using Same」の米国特許出願公開第20050277197号明細書；２００６年７月２０日に公開された題名「Magnetic Microspheres for use in Fluorescence-based Applications」の米国特許出願公開第20060159962号明細書に記載のビーズを含み、当該明細書のビーズならびに磁気応答性材料および磁気応答性ビーズに関する教示を参照して、その開示全体が本明細書に援用される。ビーズは、生体分子と、または、生体分子と結合して錯体を形成し得る他の物質と、予備結合してもよい。ビーズは、抗体、タンパク質もしくは抗原、ＤＮＡ／ＲＮＡプローブまたは所望の標的への親和性を有する何らかの他の分子と予備結合してもよい。磁気応答性ビーズおよび／または非磁気応答性ビーズを固定するためのおよび／またはビーズを用いた液滴操作手順を実行するための液滴アクチュエーター技術の例が、以下に記載されており、その開示全体が参照により本明細書に援用される：２００６年１２月１５日に出願された題名「Droplet-Based Particle Sorting」の米国特許出願第11/639,566号；２００８年３月２５日に出願された題名「Multiplexing Bead Detection in a Single Droplet」の米国特許出願第６１／０３９,１８３号；２００８年４月２５日に出願された題名「Droplet Actuator Devices and Droplet Operations Using Beads」の米国特許出願第61/047,789号；２００８年８月５日に出願された題名「Droplet Actuator Devices and Methods for Manipulating Beads」の米国特許出願第61/086,183号；２００８年２月１１日に出願された題名「Droplet Actuator Devices and Methods Employing Magnetic beads」の国際特許出願第PCT/US2008/053545号；２００８年３月２４日に出願された題名「Bead-based Multiplexed Analytical Methods and Instrumentation」の国際特許出願第PCT/US2008/058018号；２００８年３月２３日に出願された題名「Bead Sorting on a Droplet Actuator」の国際特許出願第PCT/US2008/058047号；および２００６年１２月１１日に出願された題名「Droplet-based Biochemistry」の国際特許出願第PCT/US2006/047486号。本発明の複数の態様でビーズ特性を用いてもよい。複数の態様に適した特性を有するビーズの例は、斯かるビーズから放出される信号を検出および解析する方法と同様に、以下の文献に見出すことができる：２００８年１２月１１日に公開された題名「Systems and Methods for Multiplex Analysis of PCR in Real Time」の米国特許出願公開第20080305481号明細書；２００８年６月２６日に公開された題名「Methods and Systems for Dynamic Range Expansion」の米国特許出願公開第20080151240号明細書；２００７年９月６日に公開された題名「Methods, Products, and Kits for Identifying an Analyte in a Sample」の米国特許出願公開第20070207513号明細書；２００７年３月２２日に公開された題名「Methods and Systems for Image Data Processing」の米国特許出願公開第20070064990号明細書；２００６年７月２０日に公開された題名「Magnetic Microspheres for use in Fluorescence-based Applications」の米国特許出願公開第20060159962号明細書；２００５年１２月１５日に公開された題名「Microparticles with Multiple Fluorescent Signals and Methods of Using Same」の米国特許出願公開第20050277197号明細書；および２００５年６月２日に公開された題名「Multiplexed Analysis of Clinical Specimens Apparatus and Method」の米国特許出願公開第20050118574号明細書。
「液滴」は、液滴アクチュエーターにおけるある容量の液体を意味する。通常、液滴は充填流体により少なくとも部分的に境界をつけられる。例えば、液滴は充填流体に完全に覆われていてもよいし、または充填流体および液滴アクチュエーターの１つ以上の表面により境界をつけられてもよい。他の例として、液滴は、充填流体、液滴アクチュエーターの１つ以上の表面、および／または大気により境界をつけられてもよい。さらに別の例として、液滴は、充填流体および大気により境界をつけられてもよい。液滴は、例えば、水性もしくは非水性であってもよいし、または水性成分および非水性成分を含む混合物またはエマルションであってもよい。液滴は、多種多様な形状を取ってもよい；液滴の形状の例はこれらに限定されないが、以下の形状を含む：略ディスク形、ガラス玉形、平頭球形、楕円体、球形、一部偏平な球、半球、卵形、円筒形、斯かる形状の組み合わせ、および混合もしくは分割等の液滴操作の間に形成される様々な形状、または斯かる形状が液滴アクチュエーターの１つ以上の表面と接触する結果形成される様々な形状。本発明の方法を用いた液滴操作を施してもよい液滴流体の例については、２００６年１２月１１日に出願された題名「Droplet-Based Biochemistry」の国際特許出願第PCT/US06/47486号を参照されたい。様々な実施形態で、液滴は、全血、リンパ液、血清、血漿、汗、涙、唾液、痰、脳脊髄液、羊水、精液、膣排泄物、漿液、滑液、心膜液、腹水、胸膜液、濾出液、滲出液、嚢胞液、胆汁、尿、胃液、腸液、糞試料、単細胞または複数細胞を含む液体、細胞小器官を含む液体、流動組織、流動有機体、多細胞生物を含む液体、生物学的スワブ、および生物学的洗浄剤等の生物学的サンプルを含んでいてもよい。さらに、液滴は、水、脱イオン水、食塩水、酸性溶液、塩基性溶液、清浄液および／またはバッファー等の試薬を含んでいてもよい。液滴内容物の他の例は、生化学的な手順用の試薬等、核酸増幅手順、親和性に基づく測定手順、酵素測定手順、配列決定手順、および／または生物学的流体の分析手順等の試薬を含む。
「液滴アクチュエーター」は、液滴操作をするための装置を意味する。液滴アクチュエーターの例は、以下を参照されたい：２００５年６月２８日に発行されたPamulaらによる題名「Apparatus for Manipulating Droplets by Electrowetting-Based Techniques」の米国特許第6,911,132号明細書；２００６年１月３０日に出願されたPamulaらによる題名「Apparatuses and Methods for Manipulating Droplets on a Printed Circuit Board」の米国特許出願第11/343,284号明細書；２００６年１２月１１日に出願されたPollackらによる題名「Droplet-Based Biochemistry」の国際特許出願第PCT/US2006/047486号；Shenderovによる２００４年８月１０日に発行された題名「Electrostatic Actuators for Microfluidics and Methods for Using Same」の米国特許第6,773,566号明細書、および２０００年１月２４日に発行された題名「Actuators for Microfluidics Without Moving Parts」の米国特許第6,565,727号明細書；Kimおよび／またはShahらによる２００３年１月２７日に出願された題名「Electrowetting-driven Micropumping」の米国特許出願第10/343,261号明細書、２００６年１月２３日に出願された題名「Method and Apparatus for Promoting the Complete Transfer of Liquid Drops from a Nozzle」の米国特許出願第11/275,668号明細書、２００６年１月２３日に出願された題名「Small Object Moving on Printed Circuit Board」の米国特許出願第11/460,188号明細書、２００９年５月１４日に出願された題名「Method for Using Magnetic Particles in Droplet Microfluidics」の米国特許出願第12/465,935号明細書、および２００９年４月３０日に出願された題名「Method and Apparatus for Real-time Feedback Control of Electrical Manipulation of Droplets on Chip」の米国特許出願第12/513,157号明細書；２００９年６月１６日に発行されたVelevによる題名「Droplet Transportation Devices and Methods Having a Fluid Surface」の米国特許第7,547,380号明細書；２００７年１月１６日に発行されたSterlingらによる題名「Method, Apparatus and Article for Microfluidic Control via Electrowetting, for Chemical, Biochemical and Biological Assays and the Like」の米国特許第7,163,612号明細書；BeckerおよびGascoyneらによる２０１０年１月５日に発行された題名「Method and Apparatus for Programmable fluidic Processing」の米国特許第7,641,779号明細書、および２００５年１２月２０日に発行された題名「Method and Apparatus for Programmable fluidic Processing」の米国特許第6,977,033号明細書；Decreらによる２００８年２月１２日に発行された題名「System for Manipulation of a Body of Fluid」の米国特許第7,328,979号明細書；Yamakawaらによる２００６年２月２３日に公開された題名「Chemical Analysis Apparatus」の米国特許出願公開第20060039823号明細書；Wuによる２００８年１２月３１日に公開された題名「Digital Microfluidics Based Apparatus for Heat-exchanging Chemical Processes」の国際特許公開第WO/2009/003184号明細書；Fouilletらによる２００９年７月３０日に公開された題名「Electrode Addressing Method」の米国特許公開第20090192044号明細書；Fouilletらによる２００６年５月３０日に発行された題名「Device for Displacement of Small Liquid Volumes Along a Micro-catenary Line by Electrostatic Forces」の米国特許第7,052,244号明細書；Marchandらによる２００８年５月２９日に公開された題名「Droplet Microreactor」の米国特許出願公開第20080124252号明細書；Adachiらによる２００９年１２月３１日に公開された題名「Liquid Transfer Device」の米国特許出願公開第20090321262号明細書；Rouxらによる２００５年８月１８日に公開された題名「Device for Controlling the Displacement of a Drop Between two or Several Solid Substrates」の米国特許出願公開第20050179746号明細書；Dhindsaらによる題名「Virtual Electrowetting Channels: Electronic Liquid Transport with Continuous Channel Functionality」のLab Chip、１０号、第８３２〜８３６頁、２０１０年；これらの優先権文献と共に、これらの内容を参照して、その開示全体が本明細書に援用される。所定の液滴アクチュエーターは、基板間に間隙を有するように配置された１つ以上の基板と、１つ以上の基板に結合し（例えば、重ね、取り付け、かつ／あるいは埋め込まれ）、１つ以上の液滴操作を行うよう配置された電極とを含む。例えば、所定の液滴アクチュエーターは、基部（または底部）基板、前記基板に結合した液滴操作電極、前記基板および／または電極の頂部の１つ以上の誘電体層、ならびに任意に前記基板、誘電体層および／または液滴操作表面を形成する電極の頂部の１つ以上の疎水性層を含む。一般に液滴操作間隙と称される間隙により液滴操作表面から分離した頂部基板を設けてもよい。頂部および／または底部基板上における電極の様々な配列が、上記参考特許および出願において検討されており、本明細書の記述では特定の新規な電極配列が説明されている。液滴操作の間、液滴が、アースまたは参照電極と連続的または頻繁な接触を保つことが好適である。アースまたは参照電極は、間隙で、間隙に面した頂部基板、間隙に面した底部基板に結合してもよい。両方の基板上に電極を設ける場合、電極を制御またはモニターするための液滴アクチュエーター機器に電極を結合するための電気的な接触は、１つまたは両方の基板に結合してもよい。場合によっては、一方の基板上の電極を、他方の基板に電気的に結合することにより、一方の基板のみを液滴アクチュエーターに接続させる。一実施形態では、導電性材料（例えば、エポキシ、NJ、HackensakのMaster Bond社から入手可能なMASTER BOND（商標）Polymer System EP79等）が、一方の基板上の電極と、他方の基板上の電気路との間の電気的接続をもたらす；例えば、頂部基板上のアース電極は、斯かる導電性材料により底部基板上の電気路に結合してもよい。複数の基板を用いる場合、スペーサーを基板間に設けることにより基板間の間隙の高さを決定し、分配リザーバを規定してもよい。スペーサーの高さは、例えば、約５μｍ〜約６００μｍ、または約１００μｍ〜約４００μｍ、または約２００μｍ〜約３５０μｍ、または約２５０μｍ〜約３００μｍ、または約２７５μｍであってもよい。スペーサーは、例えば、頂部基板または底部基板を形成する突起層、および／または頂部基板と底部基板の間に挿入された材料として形成してもよい。液体が通って液滴操作間隙に供給され得る流体通路を形成するために、１つ以上の開口部を１つ以上の基板に設けてもよい。１つ以上の開口部は、場合によっては、１つ以上の電極との相互作用のために配列してもよく、例えば、開口部を通った液体が１つ以上の液滴操作電極と十分近接し、液体を用いた液滴操作電極により液体操作が行われるように配列してもよい。場合によっては、基部（または底部）基板および頂部基板を、１つの一体化した部材として形成してもよい。１つ以上の参照電極を、基部（または底部）基板上および／または頂部基板上および／または間隙内に設けてもよい。参照電極配列の例が、上記参考特許および参考特許出願に開示される。様々な実施形態では、液滴アクチュエーターによる液滴の操作は、エレクトロウェッティング媒介または誘電泳動媒介またはクーロン力媒介等の電極媒介であってもよい。本発明の液滴アクチュエーターで用いてもよい、液滴操作を制御するための他の技術の例は、機械的原理（例えば、外部シリンジポンプ、空気圧膜ポンプ、振動膜ポンプ、真空装置、遠心力、圧電ポンプ／超音波ポンプおよび音響力）；電気的原理または磁気的原理（例えば、電気浸透流、動電学的ポンプ、強磁性流体プラグ、電気流体力学ポンプ、磁力を利用した引力または斥力、および電磁流体力学ポンプ）；熱力学的原理（例えば、気泡発生／相転移体積膨張）；他の種類の表面湿潤原理（例えば、エレクトロウェッティング、および光電濡れと同様に化学的な、熱的な、構造的なおよび放射性の誘起表面張力勾配）；重力；表面張力（例えば、毛細管現象）；静電力（例えば、電気浸透流）；遠心力（コンパクトディスク上に配置され、回転された基板）；磁力（例えば、振動イオンが流れを引き起こす）；電磁流体力学的な力；および真空差または加圧差等に基づき動作するもの等の、流体力学的な流体圧を誘起する装置、の使用を含む。ある実施形態では、上記技術の２つ以上の組み合わせを用いて、本発明の液滴アクチュエーターでの液滴操作を行ってもよい。同様に、上述したものの１つ以上を用いて、例えば、他の装置のリザーバから、または、液滴アクチュエーターの外部リザーバ（例えば、液滴アクチュエーター基板に結合したリザーバおよび当該リザーバから液滴操作間隙への流体通路）から、液体を液滴操作間隙内に供給してもよい。本発明の特定の液滴アクチュエーターの液滴操作表面は、疎水性材料でできていてもよく、または、液滴操作表面を疎水性とするために被覆または処理されていてもよい。例えば、いくつかの場合、液滴操作表面の一部または全部を、溶液中のポリもしくはパーフルオロ化合物、または、重合性単量体等の化合物を使用した、堆積または原位置合成等により、低界面エネルギー材料または化学的性質により誘導体化させてもよい。例として、ＴＥＦＬＯＮ（登録商標）ＡＦ（DE、Wilmington、DuPont社から入手可能）、材料のサイトップファミリーの一部、疎水性のFLUOROPEL（登録商標）ファミリーにおけるコーティングおよび超疎水性コーティング（MD、Beltsville、Cytonix社から入手可能）、シランコーティング、フルオロシランコーティング、疎水性ホスホン酸誘導体（例えば、Aculon社から販売されている商品）、およびＮＯＶＥＣ（商標）電気コーティング（MN、St. Paul、3M Company社から入手可能）、およびプラズマ化学気相成長法（ＰＥＣＶＤ）用の他のフッ素化された単量体が挙げられる。いくつかの場合、液滴操作表面は、約１０ｎｍ〜約１０００ｎｍの厚みを有する疎水性コーティングを含んでいてもよい。さらに、いくつかの実施形態では、液滴アクチュエーターの頂部基板は、導電性有機ポリマーを含み、頂部基板は、次いで、疎水性コーティングで被覆され、または、液滴操作表面を疎水性にするために他の処理をされる。例えば、プラスチック基板上に堆積される導電性有機ポリマーは、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）ポリ（スチレンスルホネート）（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）であってもよい。導電性有機ポリマー層および代替の導電層の他の例は、Pollackらによる題名「Droplet Actuator Devices and Methods」の国際特許出願第PCT/US2010/040705号明細書に記載されており、その開示全体が参照により本明細書に援用される。１つまたは両方の基板を、基板としてプリント回路基板（ＰＣＢ）、ガラス、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）被覆ガラス、および／または半導体材料を用いて作製してもよい。基板がＩＴＯ被覆ガラスの場合、ＩＴＯコーティングは、約２０ｎｍ〜約２００ｎｍの範囲が好ましく、約５０ｎｍ〜約１５０ｎｍの範囲、または約７５ｎｍ〜約１２５ｎｍ、または約１００ｎｍの厚みが好ましい。いくつかの場合、頂部基板および／または底部基板は、ポリイミド誘電体等の誘電体で被覆されたＰＣＢ基板を含み、ＰＣＢ基板は、いくつかの場合、被覆または他の処理がなされて、液滴操作表面を疎水性にしてもよい。基板がＰＣＢを含む場合、以下の材料が好適な材料の例である：ＭＩＴＳＵＩ（商標）BN-300（CA、San Jose、MITSUI Chemical America社から入手可能）；ＡＲＬＯＮ（商標）11N（CA、Santa Ana、Arlon社から入手可能）；ＮＥＬＣＯ（登録商標）N4000-6およびN5000-30/32（NY、Melville、Park Electrochemical社から入手可能）；ＩＳＯＬＡ（商標）FR406（AZ、Chandler、Isola Group社から入手可能）、特にIS620；フルオロポリマーファミリー（低バックグラウンド蛍光を有するため蛍光検出に適している）；ポリイミドファミリー；ポリエステル；ポリエチレンナフタレート；ポリカーボネート；
ポリエーテルエーテルケトン；液晶ポリマー；シクロオレフィンコポリマー（ＣＯＣ）；シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）；アラミド；ＴＨＥＲＭＯＵＮＴ（登録商標）不織布アラミド補強材（DE、Wilmington、DuPont社から入手可能）；ＮＯＭＥＸ（登録商標）ブランド繊維（DE、Wilmington、DuPont社から入手可能）；および紙。種々の材料についても、基板の誘電体部材としての使用に適している。例としては以下のものを含む：ＰＡＲＹＬＥＮＥ（商標）Ｃ（特にガラス上）およびＰＡＲＹＬＥＮＥ（商標）Ｎ（TX、Katy、Parylene Coating Services社から入手可能）等の蒸着した誘電体；ＴＥＦＬＯＮ（登録商標）ＡＦコーティング；サイトップ；ＴＡＩＹＯ（商標）ＰＳＲ４０００シリーズ、ＴＡＩＹＯ（商標）ＰＳＲおよびＡＵＳシリーズのような液体光画像形成可能なソルダーマスク（NV、Carson City、Taiyo America社から入手可能）（熱制御を含む用途に良好な熱特性）、およびＰＲＯＢＩＭＥＲ（商標）８１６５（熱制御を含む用途に良好な熱特性）（CA、Los Angels、Huntsman Advanced Materials Americas社から入手可能）等のソルダーマスク；ＶＡＣＲＥＬ（登録商標）乾燥フィルムソルダーマスク系（DE、Wilmington、DuPont社から入手可能）等の乾燥フィルムソルダーマスク；ポリイミドフィルム（例えば、ＫＡＰＴＯＮ（登録商標）ポリイミドフィルム、DE、Wilmington、DuPont社から入手可能）等のフィルム誘電体、ポリエチレン、およびフルオロポリマー（例えば、ＦＥＰ）、ポリテトラフルオロエチレン；ポリエステル；ポリエチレンナフタレート；シクロオレフィンコポリマー（ＣＯＣ）；シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）；上で列挙した他のＰＣＢ基板材料のいずれか；ブラックマトリックス樹脂；およびポリプロピレン。液滴輸送の電圧と周波数は、個別の測定手順で用いられる試薬の性能によって選択してもよい。設計パラメーターは異なっていてもよく、例えば、アクチュエーターのリザーバの数と配置、独立した電極接続の数、異なるリザーバの大きさ（体積）、磁石／ビーズ洗浄ゾーンの配置、電極サイズ、電極間の間隔、および間隙高さ（頂部基板と底部基板の間）は、個別の試薬、手順、液滴体積等の使用のために異なっていてもよい。いくつかの場合、本発明の基板は、溶液中のポリもしくはパーフルオロ化合物または重合性単量体等の化合物を使用した、堆積または原位置合成等により、低界面エネルギー材料または化学的性質により誘導体化させてもよい。例としては、浸漬またはスプレーコーティング用のＴＥＦＬＯＮ（登録商標）ＡＦコーティングおよびＦＬＵＯＲＯＰＥＬ（登録商標）コーティング、ならびにプラズマ化学気相成長法（ＰＥＣＶＤ）用の他のフッ素化された単量体が挙げられる。加えて、いくつかの場合、液滴操作表面の一部または全部は、ＰＣＢ基板からのバックグラウンド蛍光発光等のバックグラウンドのノイズを低減する物質で被覆されていてもよい。例えば、ノイズ低減コーティングは、日本の東レ株式会社から入手可能なブラックマトリックス樹脂等のブラックマトリックス樹脂を含んでもよい。液滴アクチュエーターの電極は、通常、コントローラーまたはプロセッサーにより制御され、コントローラーまたはプロセッサーは、それ自体、システムの一部として設けられ、処理機能と同様に、データおよびソフトウェアストレージならびに入力および出力機能を含んでいてもよい。試薬は、液滴アクチュエーター上であって、液滴操作間隙内、または、液滴操作間隙に流体的に結合したリザーバ内に供給されてもよい。試薬は、液滴等の液体形態でもよく、または試薬は、液滴操作間隙内または液滴操作間隙に流体的に結合したリザーバ内で再構成可能な形態で供給されてもよい。再構成可能な試薬は、通常、再構成のために液体と組み合わせることができる。本発明での使用に好適な再構成可能な試薬の例として、Meathrelらによる２０１０年６月１日に特許された題名「Disintegratable films for diagnostic devices」の米国特許第7,727,466号明細書に記載された試薬が挙げられる。
「液滴操作」は、液滴アクチュエーター上での液滴の何らかの操作を意味する。液滴操作は、例えば、以下を含む：液滴アクチュエーターへの液滴の装填；液滴源からの１または複数の液滴の分配；一の液滴を２以上の液滴とする分割（splitting）、分離（separating）または分割（dividing）；一の位置からいずれかの方向の他の位置への液滴の輸送；２以上の液滴を単一の液滴にする混成（merging）または結合（combining）；液滴の希釈；液滴の混合（mixing）；液滴の撹拌；液滴の変形；適所での液滴の保持；液滴の保温；液滴の加熱；液滴の気化；液滴の冷却；液滴の廃棄；液滴の液滴アクチュエーター外への輸送；本明細書に記載の他の液滴操作；および／または上記の組み合わせ。用語「混成させる」、「混成」、「結合する」、「結合」等は、２以上の液滴から１の液滴を生成することを記載するために用いる。２以上の液滴に関して斯かる用語を使用するときは、２以上の液滴の結合により１の液滴とするのに十分な何らかの液滴操作の組み合わせを用いてもよいことを理解されたい。例えば、「液滴Ａと液滴Ｂとの混成」は、液滴Ａを静止した液滴Ｂと接触するように輸送すること、液滴Ｂを静止した液滴Ａと接触するように輸送すること、または液滴ＡおよびＢを互いに接触するように輸送することにより達成される。用語「分割」、「分離」および「分割」は、生成する液滴の体積（すなわち、生成する液滴の体積は同じかまたは異なり得る）または生成する液滴の数（生成する液滴の数が２，３，４，５またはそれ以上であってもよい）に関して何ら特定の結果を意味することを意図したものではない。用語「混合（mixing）」は、液滴中で１つ以上の構成要素をより均一に分布させる液滴操作をいう。液滴操作の「装填」の例として、微小透析装填、圧力補助装填、ロボット装填、受動装填、およびピペット装填が挙げられる。液滴操作は、電極媒介されてもよい。いくつかの場合、液滴操作は、表面上の親水性領域および／または疎水性領域の使用により、および／または物理的障害により、さらに促進される。液滴操作の例については、「液滴アクチュエーター」という定義の下で、引用された上記特許および特許出願文献を参照されたい。インピーダンスまたは静電容量検知または画像化技術を、液滴操作の結果を決定または確認するために用いることがあってもよい。斯かる技術の例は、Sturmerらによる２００８年８月２１日に公開された題名「Capacitance Detection in a Droplet Actuator」の国際特許公開第WO/2008/101194号明細書に記載されており、その開示全体が参照により本明細書に援用される。一般的に言えば、検知または画像化技術は、特定の電極に液滴が存在するか否かを確認するのに用いることが可能である。例えば、ある液滴分配操作後の、目的電極における分配された液滴の存在により、その液滴分配操作が効果的であったことが確認される。同様に、測定手順の適当な工程の検出場所に液滴が存在することにより、前の一連の液滴操作が検出用液滴を良好に生成したことを確認することができる。液滴輸送時間は、かなり早くてもよい。例えば、様々な実施形態において、一の電極から隣の電極までの液滴の輸送は、約１秒、または約０．１秒、または約０．０１秒、または約０．００１秒を超えてもよい。一実施形態では、電極は直流モードで動作するが、画像化のために交流モードに切り替えられる。エレクトロウェッティング領域に類似する液滴の専有領域について液滴操作を行うことが有用である。換言すると、１倍、２倍、３倍の液滴が、それぞれ、１、２、および３個の電極を用いて効果的に制御されて操作される。仮に、液滴の専有領域が所定時間に液滴操作を行うために利用可能な電極の数よりも大きい場合、液滴の大きさと電極の数との差は、通常１以下であるべきであり、換言すると、２倍の液滴が１個の電極を用いて効果的に制御され、３倍の液滴が２個の電極を用いて効果的に制御される。液滴がビーズを含む場合、液滴の大きさが、液滴を輸送する等、液滴を制御する電極の数と等しいと有益である。
「充填流体」は、液滴アクチュエーターの液滴操作基板に関連する流体を意味し、ここで流体は十分に液滴相に対し非混和性であるため液滴相が電極媒介の液滴操作に供される。例えば、液滴アクチュエーターの間隙は、通常、充填流体で充填される。充填流体は、例えば、シリコーンオイルまたはヘキサデカン充填流体等の低粘性オイルであってもよい。充填流体は、液滴アクチュエーターの間隙全体を充填していてもよいし、または液滴アクチュエーターの１つ以上の表面を被覆していてもよい。充填流体は、導電性または非導電性であってもよい。充填流体は、例えば、界面活性剤または他の添加剤が添加されていてもよい。例えば、添加剤を選択して、液滴操作を改良してもよいし、および／または、液滴からの試薬もしくは目標物質の損失、微小液滴の形成、液滴間の相互汚染、液滴アクチュエーター表面の汚染、液滴アクチュエーター材料の劣化等を低減してもよい。界面活性剤の添加を含む充填流体の組成は、個別の測定手順で用いられる試薬の性能、および、液滴アクチュエーターの材料との効果的な相互作用または非相互作用、により選択してもよい。本発明での使用に適した充填流体および充填流体の配合の例は、Srinivasanらによる２０１０年３月１１日に公開された題名「Droplet Actuators、Modified Fluids and Methods」の国際特許公開第WO/2010/027894号明細書および２００９年２月１２日に公開された題名「Use of Additives for Enhancing Droplet Operations」の国際特許公開第WO/2009/021173号明細書；Sistaらによる２００８年８月１４日に公開された題名「Droplet Actuator Devices and Methods Employing Magnetic beads」の国際特許公開第WO/2008/098236号明細書；およびMonroeらによる２００７年５月１７日に出願された題名「Electrowetting Devices」の米国特許出願公開第20080283414号明細書に記載されており、本明細書で引用された他の特許および特許出願文献と同様に、その開示全体が参照により本明細書に援用される。
磁気応答性ビーズに関して「固定する」は、ビーズが液滴アクチュエーター上の液滴中または充填流体中の位置に実質的に拘束されることを意味する。例えば、一実施形態では、固定されたビーズは、液滴中で位置に実質的に拘束され、液滴分割操作の実行が可能となり、実質的に全てのビーズを有する１の液滴と、実質的にビーズを欠く１の液滴とを生ずる。
「磁気応答性」は、磁場に対する応答性を意味する。「磁気応答性ビーズ」は、磁気応答性材料を含むかまたは磁気応答性材料から構成される。磁気応答性材料の例として、常磁性材料、強磁性材料、フェリ磁性材料、およびメタ磁性材料が挙げられる。好適な常磁性材料の例として、鉄、ニッケル、およびコバルトとともに、Ｆｅ３Ｏ４、ＢａＦｅ１２Ｏ１９、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｍｎ２Ｏ３、Ｃｒ２Ｏ３、およびＣｏＭｎＰ等の金属酸化物が挙げられる。
「リザーバ」は液体を保持、保存、または供給するよう構成された密閉容器または部分密閉容器を意味する。本発明の液滴アクチュエーターシステムは、オンカートリッジリザーバおよび／またはオフカートリッジリザーバを含んでもよい。オンカートリッジリザーバは、（１）液滴操作間隙内または液滴操作表面上のリザーバである、オンアクチュエーターリザーバ、（２）液滴アクチュエーターカートリッジ上で液滴操作間隙の外にあり、液滴操作表面と接触しないリザーバである、オフアクチュエーターリザーバ、または（３）オンアクチュエーター領域およびオフアクチュエーター領域を有する、ハイブリッドリザーバであってもよい。オフアクチュエーターリザーバの一例として、頂部基板内のリザーバが挙げられる。オフアクチュエーターリザーバは通常、液体を、オフアクチュエーターリザーバからオンアクチュエーターリザーバのような液滴操作間隙に供給するために配置した開口または流体通路に流体連通している。オフカートリッジリザーバは、液滴アクチュエーターカートリッジを構成せず、液滴アクチュエーターカートリッジの一部に液体を供給するリザーバであってもよい。例えば、オフカートリッジリザーバは、動作中に液滴アクチュエーターカートリッジを結合させるシステムまたはドッキングステーションの一部であってもよい。同様に、オフカートリッジリザーバは、オンカートリッジリザーバ内もしくは液滴操作間隙内に強制的に流体を供給するために用いる試薬保存容器またはシリンジであってもよい。オフカートリッジリザーバを用いるシステムは、通常、流路手段を含み、これにより液体をオフカートリッジリザーバからオンカートリッジリザーバ内または液滴操作間隙内に移す。
液滴および／または液滴中の磁気応答性ビーズに関して、本明細書で用いられる「磁石の磁場への輸送」、「磁石への輸送」等は、液滴中の磁気応答性ビーズを実質的に引き付けることができる磁場領域への輸送についての言及を意図している。同様に、液滴および／または液滴中の磁気応答性ビーズに関して、本明細書で用いられる「磁石または磁場から離れる輸送」、「磁石の磁場外への輸送」等は、液滴または磁気応答性ビーズが磁場から完全に除去されるか否かに関わらず、液滴中の磁気応答性ビーズを実質的に引き付けることができる磁場領域から離れる輸送についての言及を意図している。本明細書に記載の斯かる場合のいずれにおいても、液滴は磁場の所望の領域へ向けてまたは領域から離れるよう輸送されてもよく、かつ／あるいは磁場の所望の領域が液滴へ向けてまたは遠ざけて移動されてもよいことが理解されるだろう。磁場「内部に（within）」または磁場「内に（in）」ある電極、液滴、または磁気応答性ビーズ等への言及は、電極が、液滴を磁場の所望の領域へまたは領域外へ輸送できる態様で電極が設けられている状況、または液滴または磁気応答性ビーズが、磁場の所望の領域に位置している状況の記載を意図しており、いずれの場合も、所望の領域内の磁場は、液滴中のいずれかの磁気応答性ビーズを実質的に引き付けることができる。同様に、磁場「外の（outside of）」または磁場「から離れた（away from）」電極、液滴、または磁気応答性ビーズ等への言及は、電極が、液滴を磁場の特定の領域から離れて輸送できる態様で電極が設けられている状況、または液滴または磁気応答性ビーズが、磁場の特定の領域から離れて位置している状況の記載を意図しており、いずれの場合においても、斯かる領域の磁場は、液滴中のいずれの磁気応答性ビーズも実質的に引き付けることができないか、または、斯かる領域におけるいずれの残余の引力も、当該領域で行われる液滴操作の有効性を低減しない。本発明の様々な態様では、システム、液滴アクチュエーター、またはシステムの他の構成要素は、１つ以上の永久磁石（例えば、単一の円筒状もしくは棒磁石またはHalbach配列等の斯かる磁石の配列）、または、電磁石もしくは電磁石の配列等の磁石を含み、磁気応答性ビーズまたはチップの他の構成要素と相互作用する磁場を形成してもよい。斯かる相互作用は、例えば、保存中、もしくは液滴操作中の液滴内の磁気応答性ビーズを実質的に固定すること、もしくは動きもしくは流れを抑制すること、または液滴外へ磁気応答性ビーズの引き出しを含む。
ビーズの洗浄に関して「洗浄」は、ビーズに接触している液滴から、ビーズに接触しているまたはさらされている１つ以上の物質の量および／または濃度を低減することを意味する。物質の量および／または濃度の低減は、部分的、実質的に完全、または、完全であってもよい。物質は広範な種類の物質のいずれでもよく、例としては、さらなる分析のための標的物質、ならびに、サンプルの成分、汚染物質、および／または過剰な試薬等の不要な物質が挙げられる。いくつかの実施形態では、洗浄操作は、磁気応答性ビーズに接触した開始液滴から始まり、ここで当該液滴は、初期量および初期濃度の物質を含む。洗浄操作は、様々な液滴操作を用いて進めてもよい。洗浄操作は、磁気応答性ビーズを含む液滴を生成してもよく、ここで、当該液滴は、物質の初期量および／または初期濃度よりも少ない物質の合計量および／または濃度を有する。好適な洗浄技術の例は、Pamulaらによる２００８年１０月２１日に発行された題名「Droplet-Based Surface Modification and Washing」の米国特許第７,４３９,０１４号に記載されており、その開示全体が参照により本明細書に援用される。
用語「頂部（top）」、「底部（bottom）」、「上（over）」、「下（under）」および「上（on）」は、液滴アクチュエーターの頂部基板および底部基板の相対的位置等の液滴アクチュエーターの構成要素の相対的位置に関する説明で用いられている。液滴アクチュエーターは、空間での液滴アクチュエーターの配向に関わらず機能することが理解されよう。
いずれかの形態（例えば、動いているまたは静止している液滴もしくは連続体）の液体が、電極、アレイ、マトリックスまたは表面「上（on）」、「に（at）」、または「上（over）」にあると記載される場合、斯かる液体は、電極／アレイ／マトリックス／表面に直接接触するか、または、液体と電極／アレイ／マトリックス／表面との間に挿置される１つ以上の層もしくは膜に接触するかのいずれでもよい。
液滴が液滴アクチュエーター「上に（on）」または「に装填されて（loaded on）」あると記載されるとき、（ｉ）液滴アクチュエーターを用いて、液滴への１つ以上の液滴操作を容易にする態様で、液滴が液滴アクチュエーター上に配置されている、（ｉｉ）液滴の特性または液滴からの信号を検知するのを容易にする態様で、液滴が液滴アクチュエーター上に配置されている、および／または、（ｉｉｉ）液滴が液滴アクチュエーターで液滴操作を受けたと理解されたい。
図１は、液滴アクチュエーターの一部の例の上面図を表し、特定の液滴操作電極上の乾燥された試薬液滴の配列の一例を示す。 図２は、液滴アクチュエーターの一部の例の上面図を表し、オンアクチュエーター試薬分配電極上の乾燥された試薬液滴の一例を示す。 図３Ａ、３Ｂ、３Ｃは、液滴アクチュエーターの電極配列の一部の一例の上面図を表し、液滴アクチュエーターにおける試薬再構成手順を行う工程を示す。 図４Ａ〜４Ｅは、図３Ａの電極配列の上面図を表し、液滴アクチュエーターにおける試薬再構成手順を行う別の工程を示す。
５ 説明
本発明は、液滴アクチュエーター上の測定試薬の保存および再構成（例えば、試薬回収）の方法を提供する。一実施形態において、本発明は、液滴アクチュエーターの固体表面上で１つ以上の測定試薬を乾燥させる方法を提供する。別の実施形態において、本発明は、液滴アクチュエーター上で１つ以上の液体試薬を保存する方法を提供する。さらに別の実施形態において、本発明は、デジタルマイクロ流体液体処理手順を用いて、１つ以上の乾燥した測定試薬を液滴アクチュエーターの固体表面から回収する方法を提供する。乾燥した試薬および表面は充填流体、例えばシリコーンオイルなどで被覆されてもよい。
測定試薬は、乾燥試薬、液体試薬、および／またはそれらの組み合わせとして、液滴アクチュエーターに事前に装填され保存されてもよい。保存される試薬の最大限の安定性（例えば、１２ヶ月以上の有効期間）をもたらすよう保存形態（すなわち、乾燥試薬または液体試薬）を選択してもよい。保存形態は、特別な取り扱い、注意、または保存状態を要しないよう選択することができる。測定試薬が液滴アクチュエーターに事前に装填されており、乾燥試薬の再構成にデジタルマイクロ流体液体処理手順が用いられるため、使用者の操作は最小限となる。
一実施形態において、本発明の方法を用いることにより、ポイントオブケア（ＰＯＣ）およびサンプル応答診断検査に適した、事前装填の使い捨て液滴アクチュエーターを提供する。一例において、本発明の方法は、ＨＩＶのＰＯＣおよびサンプル応答検査用に構成された液滴アクチュエーター上の試薬保存および再構成に用いてもよい。この例において、サンプル調製、ＨＩＶ抗体の免疫測定、およびＨＩＶウイルス負荷の定量逆転写ＰＣＲ（ＲＴ-ｑＰＣＲ）のための乾燥試薬を、液滴アクチュエーターに事前装填し、保存してもよい。液体試薬、例えば洗浄バッファーおよびオイル充填流体を液滴アクチュエーター上で保存してもよい。
５．１ 液滴アクチュエーターにおける試薬保存
本発明は、液滴アクチュエーター上で試薬を保存および再構成（すなわち、試薬回収）する方法を提供する。化学試薬（例えば、サンプル調製試薬、免疫測定試薬、およびＲＴ-ｑＰＣＲ試薬）を固体表面で維持および保存するための利用可能な試薬乾燥技術を選択して液滴アクチュエーター上での使用に適応させてもよい。デジタルマイクロ流体液体処理手順を用いて乾燥試薬を回収してもよい。液体試薬（例えば、オイル充填流体、再水和バッファー、および特定測定試薬）もまた液滴アクチュエーター上で保存してもよく、再構成に先立ち、これをもって前述の試薬を被覆してもよい。試薬は、リザーバ内でまたは、液滴操作間隙または表面に続く流路内で乾燥させてもよい。試薬は、液滴操作表面、例えば液滴アクチュエーターの疎水性表面上で乾燥させてもよい。
液滴アクチュエーター上で保存される試薬は乾燥試薬、液体試薬、および／またはこれらの組み合わせであってもよく、１つ以上サンプル調製手順および／または１つ以上の測定手順を行うのに適している。一例において、１つ以上のサンプル調製手順および／または１つ以上の測定手順を行うためのすべての試薬を乾燥試薬として液滴アクチュエーター上に供給してもよい。別の例において、一つの試薬を乾燥試薬として供給し、他のすべての試薬を液体試薬として供給してもよい。
液滴アクチュエーター上でのサンプル調製は通常、１つ以上の分子アッセイの分子標的を放出させるためのサンプルの精製および／またはサンプルの溶解を含む。１つ以上の乾燥、再構成された試薬および／または乾燥試薬と液体試薬の組み合わせを用いて液滴アクチュエーターに行われうるサンプル調製手順は、血液調製（例えば、血球の凝集、赤血球の凝集、および血球の溶解）および、細胞、胞子、バクテリア、菌類、ウイルス、ａｒｍｏｒｅｄ ＲＮＡ、およびａｒｍｏｒｅｄ ＤＮＡのための様々な溶解手順を含みうるが、これらに限定されない。
１つ以上の乾燥、再構成された試薬および／または乾燥試薬と液体試薬の組み合わせを用いて液滴アクチュエーターに行われうる分子アッセイは、免疫測定法、電気化学測定法、酵素測定法、ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）測定法、および／または逆転写酵素（ＲＴ：reverse transcriptase）−ＰＣＲ測定法を含みうるが、これらに限定されない。
本発明は、液滴アクチュエーターの固体表面上の１つ以上の測定試薬を乾燥させ、当該乾燥試薬を再構成する方法を提供する。一例において、本発明の方法は、これらに限定されないが、以下の工程を含んでいてもよい。
１．液滴アクチュエーターの表面上に、１つ以上の試薬を含む水滴を堆積（付着）させる行程、
２．前記液滴を乾燥させて、液滴アクチュエーターの表面上に乾燥した組成物を生成する工程、
３．前記乾燥組成物をオイル充填流体で被覆する工程、および
４．前記オイル充填流体内の第２の水滴（すなわち、再水和液滴）を輸送して前記乾燥組成物に接触させ、それにより１つ以上の乾燥試薬を再懸濁させる工程。
液滴アクチュエーターは、例えば、間隙で分離された底部基板および頂部基板を含んでいてもよい。底部基板は、液滴操作電極（例えば、エレクトロウェッティング電極）の通路および／またはアレイならびに疎水性材料（例えばサイトップ）で被覆されうる１以上の流体リザーバ電極等の電極配列を含んでもよい。疎水性の被膜は液滴を効率的にエレクトロウェッティングするために設ける。頂部基板は、同様に疎水性材料で被覆されていてもよい単一の大きな接地基準電極を含んでもよい。１つ以上の液滴（例えば、サンプル液滴、試薬液滴）は２つの基板間の間隙内に位置してもよい。頂部および底部基板の間の間隙を充填流体、例えばオイル充填流体で充填して、液滴の蒸発を防止し、液滴操作を容易にしてもよい。好適なオイル充填流体の例として、シリコーンオイル、過フッ素化オイル、およびヘキサデカンが挙げられる。オイル充填流体の粘度は、約０．５ｃＳｔ〜約１５ｃＳｔの範囲にあってもよい。オイル充填流体は、例えば粘度が約１ｃＳｔ〜約１０ｃＳｔの範囲にあるシリコーンオイルであってもよい。一例において、オイル充填流体は、０．００５％のＳｐａｎ８５を含む７ｃＳｔのシリコーンオイルであってもよい。
一実施形態において、試薬液滴は、液滴アクチュエーター上の電極上に装填させ乾燥させてもよい。例えば、試薬液滴を、液滴アクチュエーターの特定の液滴操作電極（例えば、エレクトロウェッティング電極）上に付着させ乾燥させてもよい。液滴操作は、液滴操作表面上の液滴操作電極頂部で行われる。別の例において、試薬液滴は、液滴アクチュエーター上の１つ以上のリザーバ電極上に付着させ、乾燥させてもよい。別の実施形態において、試薬溶液は、液滴アクチュエーターのプラスチック表面に付着させてもよい。別の実施形態において、試薬溶液は、液滴操作表面または間隙に続く、液滴アクチュエーターの流路内に注入してもよい。別の実施形態において、試薬溶液は、液滴アクチュエーターの液体リザーバ内に供給してもよく、ここでリザーバは、リザーバから液滴操作表面に続くかまたは液滴操作間隙に繋がる流路に液体が流入して閉塞させる可能性なくして液体が定着して乾燥するように設計された形状または特徴をもつ。
試薬液滴は、１つ以上の試薬を含んでもよい。試薬液滴は、約１ナノリットル（ｎＬ）〜約３ミリリットル（ｍＬ）または約５ｎＬ〜約１ｍＬの範囲の容量であってもよい。試薬液滴は、液滴アクチュエーターの表面上で直接乾燥させるか、表面上での乾燥に先立ち、試薬安定剤および／または保護化合物と組み合わせてもよい。試薬の例として、ビーズ、タンパク質、核酸、塩、糖、および／または界面活性剤が挙げられるが、これらに限定されない。試薬の具体例として、抗体、ビーズに添加した抗体、プロテアーゼ（例えば、プロテアーゼＫ）、レクチン（例えば、Phaseolus vulgaris agglutinin）、ウイルス、胞子、バクテリア、菌、ａｒｍｏｒｅｄ ＲＮＡ、ａｒｍｏｒｅｄ ＤＮＡ、バクテリオファージ（例えば、ＭＳ２）、ポリマー（例えば、感温性ポリマー）、蛍光物質、溶解試薬、バッファー（例えば、洗浄バッファー、溶離バッファー）、界面活性剤、および／または磁気応答性ビーズが挙げられるが、これらに限定されない。
再水和液滴は、乾燥した試薬液滴を効率的に再構成するための再水和バッファーおよび界面活性剤を含んでもよい。再水和バッファーの例として、０．１％のＴｗｅｅｎ（登録商標）２０を含むＰＢＳ、０．０２％のＴｗｅｅｎ（登録商標）２０を含むＰＢＳ、および０．０２％のＴｗｅｅｎ（登録商標）２０を含む水が挙げられる。より高濃度の界面活性剤（例えば、０．１％のＴｗｅｅｎ（登録商標）２０）は、より迅速な乾燥試薬スポットの再構成を可能にする。別の例において、再水和液滴は解析対象となるサンプル流体の液滴であってもよい。様々な実施形態において、再水和液滴の容量は、約１０ピコリットル（ｐＬ）〜約１０ｍＬまたは約１００ｐＬ〜約５ｍＬまたは約５０ｎＬ〜約２ｍＬまたは約１００ｎＬ〜約０．５ｍＬの範囲であってもよい。様々な実施形態において、再水和液滴の容量と１つの電極との比は、約１ｐＬ：１電極〜約５ｍＬ：１電極または約１０ｐＬ：１電極〜約３ｍＬ：１電極または約１ｎＬ：１電極〜約１ｍＬ：１電極または約１０ｎＬ：１電極〜約０．５ｍＬ：１電極または約５０ｎＬ：１電極〜約０．３ｍＬ：１電極の範囲であってもよい。
液体保存モジュールを液滴アクチュエーターに作製中に組み込み、液体試薬、例えばオイル充填流体（例えば、０．００５％のＳｐａｎ８５を含む７ｃＳｔのオイル）および再水和バッファーの保存に用いてもよい。
５．１．１ 乾燥試薬保存
固体表面上の試薬流体を乾燥させる既存の技術を選択し、液滴アクチュエーターでの使用に適応させてもよい。一例において、オイル充填液滴アクチュエーター内の乾燥試薬を効率的に回収するために試薬乾燥技術を選択してもよい。別の例において、測定および／または液滴操作を実質的に阻害しないよう、試薬安定剤および／または保護化合物を選択してもよい。さらに別の例において、試薬乾燥技術は、異なる環境条件（例えば、運送温度、湿度等）において長期間安定性（有効期間）をもたらすよう選択してもよい。場合によっては、試薬液滴が非常に小さいために、特別な乾燥技術を必要としない。さらに別の例において、使用者の操作を不要とするため、試薬を再構成するための分配操作を自動化してもよい。
一実施形態において、本発明の方法により、試薬安定剤および／または保護化合物を添加することなく、液滴アクチュエーターの表面上の試薬溶液液滴を直接乾燥させることが可能になる。表面上で直接乾燥可能で、再水和液滴を用いた液滴操作によって再構成可能な試薬溶液の例として、磁気応答性ビーズ溶液、洗浄バッファー、溶解バッファー、溶離バッファー、ＩｇＧ（０．６ｍｇ〜１．２ｍｇ／ｍＬ）、ＢＳＡ（２０ｍｇ／ｍＬ）、ＭＳ２ファージ原液（１：１０および１：１００希釈液）、および／またはレクチン溶液（ＰＢＳ内に２００μｇ／ｍＬ）が挙げられるが、これらに限定されない。
別の実施形態において、本発明の方法は、液滴アクチュエーターにおける乾燥測定試薬の保存および放出制御のために試薬液滴水に１つ以上の安定化剤を用いる。一例において、安定化剤はポリマーであってもよい。別の例において、安定化剤は糖マトリックスであってもよい。適当な糖の例として、デキストラン、スクロース、および／またはトレハロースが挙げられる。トレハロースおよびデキストランは、乾燥試薬の調製においてタンパク質を安定化する（すなわち、酵素活性を維持する）ために一般的に用いられる２つの糖である。トレハロースはまた、ＤＮＡ二次構造およびＤＮＡ融解温度を約２℃〜３℃低減することにより逆転写（ＲＴ）−ＰＣＲ反応を高めることが分かっている。トレハロースはさらに、高温における酵素の熱安定性をもたらす。液滴アクチュエーター上での乾燥に先立ち、安定化剤（例えば、トレハロース／デキストランマトリックス）と組み合わせて再水和液滴を用いた液滴操作により再構成される試薬溶液の例として、ＭＳ２ファージ原液（１：１０および１：１００希釈液）、サンプル調製用のレクチン（ＰＢＳ内で２００μｇ／ｍＬ）、ならびに／または酵素、塩、プローブ、プライマー、および／もしくはデオキシヌクレオチドを含みうるＰＣＲマスターミックス溶液が挙げられるが、これらに限定されない。
液滴アクチュエーター上の乾燥した測定試薬の保存における糖マトリックスの使用を評価するために用いる一般的な手順の一例は以下の手順を含んだ：各試験溶液のアリコート（例えば、約０．６μＬ〜約１．５μＬ以上）を、サイトップで被覆された、液滴アクチュエーターの底部基板上の液滴操作電極（蓄積電極）に配置した。試験液は、トレハロース／デキストランマトリックスおよび試験スポットを視覚化するためのローダミン色素を含んでいた。トレハロース／デキストランマトリックス組成物の例を表１に示す。試験溶液はさらに１つ以上の測定試薬（例えば、ＲＴ−ＰＣＲマスターミックス、磁気応答性ビーズ、ＭＳ２）を含んでもよい。底部基板をオーブン内で一晩、約３５〜３７℃で保温させ、底部基板表面上で試験スポットを乾燥させた。翌日、液滴アクチュエーターを組立て、使用まで周囲条件でデシケーター内で保存した。一定期間後、オイル充填流体および再水和バッファー（例えば、水またはＰＢＳ）を液滴アクチュエーターに充填した。乾燥試薬スポットを、再水和バッファーの液滴を乾燥試薬の位置にエレクトロウェッティングさせることにより再水和した。図３を参照して再構成手順の一例を説明する。
Figure 0005894272
液滴アクチュエーター上で乾燥試薬を保存するための糖マトリックスの評価において評価されたパラメーターは、試薬液滴の容量、マイクロ流体輸送（例えば、粘度、偶発的な液滴の分裂）、および再構成時間を含むものとした。液滴操作電極に充填可能な試薬液滴の容量は、トレハロース／デキストラン糖マトリックスの組成による。例えば、４０％トレハロース／２０％デキストランを含む約１．５μＬを超える試薬溶液は、液滴アクチュエーターの通常の間隙高さ（すなわち、２７５μｍ）よりも大きいことがある。乾燥試薬の再構成後の液滴の完全性を維持するために、再構成した液滴を、２倍の液滴として蓄積電極から離れるよう輸送してもよい。再構成した液滴は、適切なデジタルマイクロ流体測定手順によって評価し、かつ／あるいは、液滴アクチュエーターから除去して適切な台上（on-bench）手順によって評価してもよい。
一例において、表１を参照して説明されるとおり、ＲＴ−ＰＣＲマスターミックスを糖マトリックスと組み合わせ、再構成および液滴アクチュエーター上でのエレクトロウェッティングを評価した。異なる濃度の酵素およびマスターミックスを含む２種類のＲＴ−ＰＣＲ原液を用いた。一方のＲＴ−ＰＣＲ原液は、１０倍の酵素および５倍のマスターミックスを含みグリセロールをほとんど含まず、第２のＲＴ−ＰＣＲ原液は２．３倍の酵素および２．３倍のマスターミックスとともにグリセロールを含んだ。１０倍酵素／５倍マスターミックス原液の希釈液を表２に示す。原液および希釈液のアリコートを、表１に示す糖マトリックスのアリコートと組み合わせた。表１を参照して説明して説明するとおり、各混合溶液の０．６μＬのアリコートを、液滴アクチュエーターの個別の液滴操作電極に配置し、図３を参照して説明する電極パルス印加手順を用いて再水和した。乾燥したＲＴ−ＰＣＲマスターミックス/糖マトリックス溶液の１８０よりも多い液滴を評価した。すべての乾燥した液滴を約３分以下で再構成した。各種の乾燥したマスターミックス溶液は、表３に示す糖含有量に基づいてほぼ同じ時間フレームで再構成した。
Figure 0005894272
Figure 0005894272
図１は、液滴アクチュエーター１００の一部の上面図であり、特定の液滴操作電極上の、乾燥された試薬液滴の配列の一例を示す。この例では、表１を参照して説明するように、試薬液滴を液滴アクチュエーター上に装填し、乾燥させた。液滴アクチュエーター１００は、間隙で分離された底部基板１１０および頂部基板（図示せず）を含んでもよい。その間隙は、シリコーンオイル等の充填流体（図示せず）で充填されてもよい。底部基板１１０は、例えば、プリント回路基板（ＰＣＢ）であってもよい。配列、例えば液滴操作電極１１２（例えば、エレクトロウェッティング電極）の通路および／またはアレイを底部基板１１０の一部として形成し、液滴操作間隙内で液滴操作を行うように配列してもよい。液滴操作は、通常、液滴操作間隙内の液滴操作電極１１２頂部で行われる。１つ以上の試薬溶液液滴１１４を特定の液滴操作電極１１２（蓄積電極）上に装填し、保存のために乾燥させてもよい。試薬溶液液滴１１４は例えば、約０．６μＬ〜約１μＬの容量であってもよい。試薬溶液液滴１１４は乾燥されるとともに、隣接する電極間に局所化した。液滴操作電極１１２の微細構成によるものと考えられる。ディボット、パターニングした表面、親水性領域、または他の要素を用いて電極頂上で直接乾燥した試薬を局所化させてもよいが、乾燥した試薬液滴が電極間に局所化しても乾燥した試薬液滴の再構成に影響を与えないものと思われる。
オンアクチュエーターリザーバ上における試薬溶液液滴の装填および乾燥も評価した。図２は、液滴アクチュエーター２００の一部の上面図を表し、オンアクチュエーター試薬分配電極上の乾燥した試薬液滴の一例を示す。液滴アクチュエーター２００は、間隙で分離された底部基板２１０および頂部基板２１２を含んでもよい。その間隙は、シリコーンオイル等の充填流体（図示せず）で充填されてもよい。底部基板２１０は、例えば、ＰＣＢであってもよい。底部基板２１０は試薬分配電極２１４を含んでもよい。試薬分配電極２１４は、複数の別個に制御される電極に区分けされていてもよい。底部基板２１０および頂部基板２１２を組み合わせた要素は、オンアクチュエーター試薬リザーバ２１６を形成する。オンアクチュエーター試薬リザーバ２１６は、例えば２つの投入口２１８（例えば、投入口２１８ａおよび２１８ｂ）を有する。そのため、投入口２１８ａおよび２１８ｂは、試薬分配電極２１４の少なくとも一部に近接する頂部基板１１２と一体化されている。ポート(例えば、投入口２１８ａおよび２１８ｂ）は液滴操作間隙に入口/出口(開口)をもたらす。液体は前記ポートを通って間隙のいずれかの部分、例えば、間隙のリザーバ領域または液滴操作通路上へ流れることが可能である。ポートを用いて間隙に充填流体を充填してもよい。ただし、多くの場合、液体を用いた１回以上の液滴操作、例えば液滴輸送、分割、および／または分配を行うために電極を用いることができるように、ポートを通って流れる試薬流体またはサンプル流体が、電極に十分近づく必要がある。
オンアクチュエーター試薬リザーバ２１６および投入口２１８ａおよび２１８ｂは、乾燥試薬液滴が再水和のためのエレクトロウェッティングを受けられるように設計される。１つ以上の試薬溶液液滴２２０を試薬分配電極２１４に装填し、保存のために乾燥させてもよい。例えば、１つの試薬溶液液滴２２０ａを、投入口２１８ａを介して試薬分配電極２１４に装填し、保存のために乾燥させてもよい。さらに、１つの試薬溶液液滴２２０ｂを、投入口２１８ｂを介して試薬分配電極２１４に装填し、保存のために乾燥させてもよい。試薬液溶液滴２２０は例えば、約２０μＬの容量であってもよい。
５．１．２ 試薬再構成手順
本発明の試薬再構成方法は、乾燥試薬の回収にデジタルマイクロ流体液体処理手順を用いる。一実施形態において、本発明の方法は、乾燥試薬液滴を回収するための水滴の操作に、エレクトロウェッティングを媒介した液滴操作を用いる。重要なことは、本発明者が、オイルを通過して乾燥試薬に接触するよう液滴を輸送することにより、乾燥試薬をオイル充填流体で被覆し、実質的に完全に再構成することが可能であることを発見したということである。
エレクトロウェッティング媒介液滴操作における液滴の電圧は、例えば、約０．５ボルト〜約１０００ボルト、約２ボルト〜約７００ボルト、約４ボルト〜約５００ボルトの範囲であってもよい。エレクトロウェッティング媒介液滴操作は、例えば、約０．１Ｈｚ〜約１００００Ｈｚ、または約１Ｈｚ〜約１０００Ｈｚ、または約２Ｈｚ〜約５００Ｈｚの範囲の周波数のＡＣ電圧を用いる。別の実施形態において、本発明の方法は誘電泳動媒介液滴操作を採用する。
本発明の試薬再構成方法は、約５０％を超える乾燥試薬液滴、約８０％を超える乾燥試薬液滴、約９０％を超える乾燥試薬液滴、約９５％を超える乾燥試薬液滴、または約９９％を超える乾燥試薬液滴を回収することを可能にする。
本発明の試薬再構成方法は、約１５分未満、約７分未満、約５分未満、または約３分未満で、実質的にすべての乾燥試薬液滴を再構成（回収）することを可能にする。
好適な実施形態において、電極パルス印加手順（すなわち、エレクトロウェッティング媒介液滴パルス印加）を用いて、乾燥試薬液滴の再構成のために水滴を操作してもよい。様々な実施形態において、パルス印加は、約１：１〜約２０：１、約５：１〜約１５：１、または約８：１〜１２：１のＯＮ／ＯＦＦパルス比であってもよい。様々な実施形態において、エレクトロウェッティング媒介パルス印加は、約１：１〜約２０：１のＯＮ／ＯＦＦパルス比でもよく、ここで各パルス印加サイクルは約１ナノ秒〜１分、約１ミリ秒〜約３０秒、または約１００ミリ秒〜約５秒である。
図３Ａ、３Ｂ、および３Ｃは、液滴アクチュエーターの電極配列３００の一部の一例の上面図を表し、液滴アクチュエーターに対し試薬再構成手順を行う工程を示す。図３Ａ〜３Ｃの本発明の方法は、電極パルス印加を用いて液滴アクチュエーター上の特定の液滴操作電極に保存された乾燥試薬を再構成する、試薬再構成手順の一例である。
電極配列３００は、液滴操作を行うよう構成された液滴操作電極３１０（例えば、エレクトロウェッティング電極）の通路および／またはアレイを含んでもよい。液滴操作は、液滴操作表面上の液滴操作電極３１０頂部で行われる。特定の液滴操作電極３１０に乾燥され濃縮した試薬液滴３１２が存在していてもよい。一例において、乾燥試薬３１２は、ＲＴ−ＰＣＲ増幅に十分な酵素、塩、プライマー対、デオキシヌクレオチド、およびプローブを含む逆転写-ポリメラーゼ連鎖反応（ＲＴ−ＰＣＲ）マスターミックス液滴であってもよい。乾燥試薬３１２は、例えば、手動での配置もしくは自動プリント装置によって所定位置に乾燥させることができる。電極パルス印加を用いた乾燥測定試薬の再構成方法の一例は、これらに限定されないが、以下の工程を含んでいてもよい。試薬液滴３１２は充填流体、例えば、シリコーンオイル充填流体などのオイル充填流体で被覆してもよい。
一工程において、図３Ａを参照すると、乾燥試薬３１２が特定の液滴操作電極３１０に存在し、再構成の準備が整っている。オイル充填流体（図示せず）は、乾燥試薬３１２を含む表面を被覆している。乾燥試薬３１２は高濃度の乾燥試薬をもたらす。再水和液滴３１４は、別の液滴操作電極３１０に存在し、液滴操作を介して乾燥試薬３１２に輸送される準備が整っている。再水和液滴３１４は、１倍液滴であってもよい。１倍液滴は、専有面積が、１つの液滴操作電極３１０の面積とほぼ等しいことを意味する。一例において、再水和液滴３１４は、サンプル液滴（図示せず）との混合および保温に先立つ乾燥試薬液滴の再構成に用いられる再水和バッファー（例えば、０．０２％のＴｗｅｅｎ（登録商標）２０を含む水）であってもよい。別の例において、再水和液滴３１４は、乾燥試薬３１２の再構成に用いるサンプル液滴であってもよい。
別の工程において、図３Ｂを参照すると、液滴操作によって、液滴操作電極３１０に沿って乾燥試薬３１２に接触するよう再水和液滴３１４を輸送する保温工程が行われる。その際、乾燥試薬３１２を再水和して反応液滴３１６を形成する。試薬液滴３１２の再水和を促進するため、試薬液滴３１２を保持する液滴操作電極３１０のパルスを繰り返しＯＮおよびＯＦＦにしてもよい。例えば、液滴操作電極３１０のパルスを約０．９秒間（例えば、３００Ｖ、３０Ｈｚ）ＯＮにし、約０．１秒間ＯＦＦにする。このパルス印加は約４０回〜約１５０回繰り返してもよい。液滴操作電極３１０のＯＮ回数を増やすとより効率的に電極をウェッティングすることが可能になり、再水和液滴が乾燥試薬を再懸濁しなければならない回数が増える。パルス印加は、また液滴内に対流を起こし、乾燥試薬液滴の再水和をさらに促進する。代替実施形態において、乾燥試薬は、従来の疎水性マイクロ流体チャネル内に供給してもよく、乾燥試薬がチャネルの表面に存在する状態で、当該チャネルに隣接して配置された電極を用いて（オイル充填流体に囲まれた）チャネル内の液滴にパルス印加し、チャネル内で試薬を再構成する。
別の工程において、図３Ｃを参照すると、乾燥試薬の再構成に十分な保温期間（例えば３分以下）の後、反応液滴３１６を、さらなる処理のために、液滴操作電極３１０に沿った液滴操作によって輸送する。さらに、反応液滴３１６を２倍液滴として輸送する。２倍液滴は、その専有面積が１つの液滴操作電極３１０の面積の約２倍であることを意味する。反応液滴３１６を２倍液滴として輸送することにより、偶発的な液滴の分裂が抑制される。
別の実施形態において、液滴往復手順（すなわち、エレクトロウェッティングを媒介した液滴往復）を用いて、乾燥試薬液滴の再構成のために水滴を操作してもよい。一例において、隣接する２つの液滴操作電極をＯＮにすることにより、乾燥試薬液滴を横切って１滴の水滴を往復させてもよい。別の例において、１つの隣接する液滴操作電極をＯＮにすることにより、乾燥試薬液滴を横切って２滴の水滴を往復させてもよい。乾燥試薬液滴を横切る液滴往復の頻度は、例えば、約１０ミリ秒毎に１回〜約２０秒毎に１回、約１００ミリ秒毎に１回〜約１５秒毎に１回、または約２００ミリ秒毎に１回〜約１０秒毎に１回の範囲であってもよい。
図４Ａ〜４Ｅは、図３Ａの電極配列３００の上面図を表し、液滴アクチュエーターに対し試薬再構成手順を行う別の工程を示す。図４Ａ〜４Ｅの本発明の方法は、水滴を前後に往復させることにより液滴アクチュエーター上の特定の液滴操作電極に保存された乾燥試薬液滴を再構成する、試薬再構成手順の一例である。電極往復を用いた乾燥測定試薬の再構成方法の一例は、これらに限定されないが、以下の工程を含んでいてもよい。
一工程において、図４Ａを参照すると、乾燥試薬３１２が特定の液滴操作電極３１０に存在し、再構成の準備が整っている。乾燥試薬３１２は高濃度の乾燥試薬をもたらす。再水和液滴３１４は、別の液滴操作電極３１０に存在し、液滴操作を介して乾燥試薬３１２に輸送される準備が整っている。再水和液滴３１４は１倍液滴であってもよい。
別の工程において、図４Ｂを参照すると、液滴操作によって、液滴操作電極３１０に沿って乾燥試薬３１２に接触するよう再水和液滴３１４が輸送される。その際、乾燥試薬３１２を再水和して反応液滴３１６を形成する。
別の工程において、図４Ｃ、４Ｄ、および４Ｅを参照すると、乾燥試薬３１２を十分に再水和させるために、乾燥試薬３１２を保持する液滴操作電極３１０上で反応液滴３１６を前後に往復させる処理が行われる。乾燥試薬３１２に隣接する２つの液滴操作電極３１０をＯＮにすることにより、反応液滴３１６を２倍液滴として往復させる。反応液滴３１６を２倍液滴として輸送することにより、偶発的な液滴の分裂を抑制する。乾燥試薬３１２を保持する液滴操作電極３１０上で反応液滴３１６を前後に往復させると、乾燥試薬３１２が再水和される。往復処理は、乾燥試薬３１２を再水和させるのに十分な回数で繰り返すことができる。かくして、反応液滴３１６のさらなる処理への準備が整う。
５．１．３ 液体試薬保存
液滴アクチュエーターにおいて、特定の他の試薬とともに再構成バッファーを液体状で保存してもよい。１つ以上の物理的構造物および／または要素を液滴アクチュエーター内に組み入れて液体試薬の格納に用いてもよい。一例において、物理的構造物および／または要素は、運送時に液体試薬を格納できるよう選択してもよい。大量の試薬流体、例えば洗浄バッファーを、独立したリザーバ（例えば、頂部基板上のリザーバ）内に保存してもよい。液体保存に適当な試薬は、有効期間研究に基づいて選択することができる。
液滴アクチュエーターに事前装填され保存された液体試薬は、液滴アクチュエーターが使用されるまでそれらが格納されるよう保護層に覆われてもよい。例えば、保護層は、液滴アクチュエーターを機器に挿入することにより保護層が破れるような脆弱層（感圧性）であってもよい。保護層が破れると、液体試薬が、例えば、液滴操作によって液体試薬が分配される特定の液滴操作電極に近づくよう放出され得る。別の例において、液体試薬は、乾燥試薬が保存される１つ以上の隣接する区画内に放出されてもよい。液体がその区画に入ると、乾燥試薬が再構成される（すなわち、再水和される）。
５．２ 応用例
本発明の方法は、ＨＩＶの混合（すなわち、サンプル応答）サンプル調製および多重検出のためのポイントオブケア（ＰＯＣ）診断装置を提供するよう用いられる。この例において、サンプル調製、ＨＩＶ抗体の免疫測定、およびＨＩＶウイルス負荷を測定するＲＴ−ＰＣＲのための乾燥試薬を液滴アクチュエーター上で保存することができる。液体試薬、例えば、洗浄バッファーおよびオイル充填流体もまた液滴アクチュエーター上で保存することができる。
５．３ システム
本発明の様々な態様を、方法、システム、コンピューターで読み取り可能な媒体、および／またはコンピュータープログラム製品として実施してもよいことが理解されるだろう。本発明の態様は、ハードウェアの実施形態、ソフトウェアの実施形態（ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコード等を含む）、または通常、本明細書で「回路」、「モジュール」または「システム」として言及する全てのソフトウェアおよびハードウェアの態様を組み合わせた実施形態を取り得る。さらに、本発明の方法は、コンピューターで使用可能なストレージ媒体でのコンピュータープログラムプロダクトの形態を取ってもよく、当該媒体は、当該媒体で実施される、コンピューターで使用可能なプログラムコードを有する。
本発明のソフトウェアの態様に、任意の好適なコンピューターで使用可能な媒体を利用してもよい。コンピューターで使用可能なまたはコンピューターで読み取り可能な媒体は、例えば、これらに限定されないが、電気的、磁気的、光学的、電磁気的、赤外線の、もしくは半導体の、システム、機器、装置、または伝搬媒体であってもよい。コンピューターで読み取り可能な媒体は、一時的および／または持続的実施形態を含んでいてもよい。コンピューターで読み取り可能な媒体のより詳細な例（非包括的なリスト）は、以下の一部または全部を含む：１つ以上の配線を有する電気的接続、ポータブルコンピューターディスケット、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリー（ＲＯＭ）、イレーザブル（消去可能）プログラマブルリードオンリーメモリー（ＥＰＲＯＭまたはフラッシュメモリー）、光ファイバー、ポータブルコンパクトディスクリードオンリーメモリー（ＣＤ−ＲＯＭ）、光学ストレージデバイス、インターネットまたはイントラネットをサポートする伝送媒体等の伝送媒体、または磁気ストレージデバイス。なお、コンピューターで使用可能なまたはコンピューターで読み取り可能な媒体は、プログラムが印刷された紙または他の好適な媒体であってもよいが、それはプログラムが、例えば、紙または他の媒体の光学スキャンを経て電子的に保存され、次いで、蓄積され、読み取られ、そうでなければ必要に応じて好適な手法で処理され、次いでコンピューターのメモリーに保存され得るからである。本文書の文脈では、コンピューターで使用可能なまたはコンピューターで読み取り可能な媒体は、指示実行システム、機器、もしくは装置により、または、指示実行システム、機器、もしくは装置に関連して使用されるプログラムを含み、保存し、通信し、伝搬し、または伝送し得るいずれの媒体であってもよい。
本発明の操作を実行するためのプログラムコードは、Java、Smalltalk、C++等のオブジェクト指向プログラム言語で書かれていてもよい。しかしながら、本発明の操作を実行するためのプログラムコードは、従来の手続型プログラム言語、例えば「Ｃ」プログラム言語または同様のプログラム言語で書かれていてもよい。プログラムコードは、プロセッサー、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、またはプログラムコードを実行する他の構成要素で実行されてもよい。プログラムコードは、単に、メモリー（上述したコンピューターで読み取り可能な媒体等）に保存されるソフトウェアアプリケーションと呼んでもよい。プログラムコードは、プロセッサー（またはプロセッサー制御装置）にグラフィカルユーザーインターフェース（「ＧＵＩ」）を生成させてもよい。グラフィカルユーザーインターフェースは、ディスプレイ装置に視覚的に生成されてもよく、さらにグラフィカルユーザーインターフェースは、可聴式要素を有していてもよい。しかしながら、プログラムコードは、コンピューター、サーバー、携帯情報端末、電話、テレビ、またはプロセッサーおよび／またはデジタル信号プロセッサーを利用する任意のプロセッサー制御装置等の任意のプロセッサー制御装置内で動作してもよい。
プログラムコードは、その場または遠隔で実行されてもよい。プログラムコードは、例えば、全体または一部がプロセッサー制御装置のローカルメモリーに保存されてもよい。しかしながら、プログラムコードは、少なくとも部分的に、プロセッサー制御装置に、遠隔で保存され、アクセスされ、およびダウンロードされてもよい。使用者のコンピューターにより、例えば、プログラムコードを全て実行してもよいし、あるいはプログラムコードを一部のみ実行してもよい。プログラムコードは、少なくとも一部が使用者のコンピューターにあるスタンドアローンソフトウェアパッケージであってもよく、かつ／あるいは、リモートコンピューターで部分的に実行されてもよいし、あるいはリモートコンピューターもしくはサーバーで全て実行されてもよい。後者の状況では、リモートコンピューターは、使用者のコンピューターに通信ネットワークを通じて接続されていてもよい。
本発明は、ネットワーク環境に関わらず適用することができる。通信ネットワークは、無線周波数ドメインおよび／またはインターネットプロトコル（ＩＰ）ドメインで動作するケーブルネットワークであってもよい。しかしながら、通信ネットワークは、インターネット（代替的に「ワールドワイドウェブ」として知られることもある）、イントラネット、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、および／または広域ネットワーク（ＷＡＮ）等の分散コンピューティングネットワークを含んでいてもよい。通信ネットワークは、同軸ケーブル、銅線、光ファイバー線、および／またはハイブリッド同軸線を含んでいてもよい。通信ネットワークは、電磁気スペクトルのいずれかの部分およびシグナリング規格（ＩＥＥＥ８０２のファミリー規格、ＧＳＭ／ＣＤＭＡ／ＴＤＭＡもしくはセルラー方式規格、および／またはＩＳＭ帯等）のいずれかを利用する無線部分を含んでいてもよい。通信ネットワークは、電力線部分を含んでいてもよく、そこで信号は電気配線を通じて伝えられる。本発明は、物理的構成部品、物理的構成、または通信規格に関わらず、いずれの無線／有線通信ネットワークに適用することが可能である。
本発明の特定の態様は、様々な方法および方法の工程を参照して記載されている。方法の各工程が、プログラムコードにより、および／または機械命令により実施され得ることが理解されるだろう。プログラムコードおよび／または機械命令により、方法で特定された機能／動作を実施するための手段を生成してもよい。
プログラムコードは、コンピューターで読み取り可能なメモリーに保存されてもよく、当該メモリーは、コンピューターで読み取り可能なメモリーに保存されたプログラムコードが、様々な方法の工程の態様を実施する指示手段を含む製品を作成または変換するように、プロセッサー、コンピューター、または他のプログラム可能なデータを処理する機器を特定の方法で機能するように指示することができる。
プログラムコードは、コンピューターまたは他のプログラム可能なデータを処理する機器に搭載され、プログラムコードが本発明の方法で規定された様々な機能／動作を実施するための工程を提供するように、プロセッサー／コンピューターが実施する処理を生成する一連の操作工程を実行させてもよい。
６ 結び
上述した、実施形態の詳細な説明は、添付の図面を参照し、当該図面は、本発明の特定の実施形態を表す。異なる構造および動作を含む他の実施形態は本発明の範囲から逸脱しない。用語「本発明」等は、本明細書で説明した出願人の発明の多くの代替態様または実施形態のいくつかの特定の例を参照して用いられ、その使用または不使用は出願人の発明の範囲または特許請求の範囲を限定することを意図しない。本明細書は、読者の便宜のみのために章で分割されている。見出しは、発明の範囲を限定するものとして解釈すべきでない。定義は本発明の記載の一部として意図されている。本発明の範囲を逸脱することなく本発明の様々な詳細を変更してもよいことが理解されるだろう。さらに、上述の記載は説明のみのためのものであり、限定を目的としたものではない。

Claims (11)

  1. １つ以上の試薬を含む液滴を提供する方法であって、
    （ａ）１つ以上の試薬を含む第１の液滴を表面に付着させる工程と、
    （ｂ）前記第１の液滴を乾燥させて、前記１つ以上の試薬を含む表面上に乾燥組成物を生成させる工程と、
    （ｃ）前記乾燥組成物をオイルで被覆する工程と、
    （ｄ）前記オイル中の第２の液滴を前記乾燥組成物に接触させ、それにより１つ以上の試薬を再懸濁させる工程と、
    を含み、
    前記表面が電極を含み、前記乾燥組成物が前記電極の上に配置され、
    前記電極が、電極アレイの構成要素であり、
    前記電極アレイが、前記表面上で液滴操作を行うよう構成され、
    工程（ｄ）がエレクトロウェッティング液滴操作で媒介される、
    方法。
  2. 前記第１の液滴がさらに、液滴アクチュエーターにおける乾燥測定試薬の保存および放出制御のための安定化剤を含む、請求項１に記載の方法。
  3. 前記安定化剤が糖を含む、請求項２に記載の方法。
  4. 前記糖が、デキストラン、スクロース、およびトレハロースからなる群より選択される請求項３に記載の方法。
  5. 前記安定化剤がポリマーを含む、請求項２〜４のいずれか１項に記載の方法。
  6. 前記第１の液滴が界面活性剤を含む、請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
  7. 前記第２の液滴が界面活性剤を含む、請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
  8. 前記表面が疎水性である、請求項１〜７のいずれかに記載の方法。
  9. 前記第２の液滴にパルス印加する工程をさらに含む、請求項１〜８のいずれかに記載の方法。
  10. 前記パルス印加が、電極により媒介される、請求項９に記載の方法。
  11. 前記パルス印加が、エレクトロウェッティングで媒介される、請求項１０に記載の方法。
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