[发明专利]用于生物分析中的数字测定的微流控设备和方法

权利要求书

1.在介质上电润湿(EWOD)设备中执行数字生物测定的方法，包括以下步骤：

将含有生物实体和测定试剂的样品池输入到EWOD设备中；

通过用EWOD设备执行电润湿操作，将所述样品池分割成用于数字生物测定的分割区；

测量每个分割区的体积；

改变所述分割区的条件以启动所述数字生物测定，其中所述改变的条件导致生物实体执行生物过程以产生产物物质；和

通过以下步骤执行所述数字生物测定：

实时测量每个分割区的分割区性质和体积，其中所述分割区性质表示由各自分割区内的任何生物实体或多个实体的生物过程产生的产物物质；

基于所测量的分割区性质和体积，确定每个分割区中的所述产物物质的浓度；和

基于所确定的所述产物物质的浓度，通过包含在每个分割区中的生物实体的数量对所述分割区进行分类。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述EWOD设备包括集成的阻抗感测电路，并且基于由所述阻抗感测电路所感测的阻抗来确定每个分割区的体积。

3.根据权利要求1-2任一项所述的方法，其中，所述分割区性质包括由所述EWOD设备的光学传感器测量的光学性质。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述光学性质是来自光源的光的分割区的荧光或吸收，其中所述光源将光发射到所述EWOD设备上。

5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其中，改变所述分割区的条件以启动所述生物测定，包括温度的变化、额外化学组分的添加、光活化或电化学活化中的至少一种。

6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，进一步包含绘制所述分割区性质的时间依赖性变化，以确定每个分割区中所述产物物质的相对浓度，并计数每个分割区中的生物实体的数量。

7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其中，对所述分割区进行分类包括：将所述分割区性质没有显示变化的分割区视为具有零个生物实体；将具有最慢分割区性质增长率的那些分割区视为具有一个生物实体；将具有下一个最慢的分割区性质增长率的那些分割区视为具有两个生物实体；将具有下一个最慢的分割区性质增长率的那些分割区视为具有三个生物实体；并且将具有下一个最慢的分割区性质增长率的那些分割区视为具有四个或更多个生物实体。

8.根据权利要求6-7任一项所述的方法，进一步包含估计所述样品池中的所述生物实体的初始浓度。

9.根据权利要求1-8任一项所述的方法，进一步包含确定何时达到分割区性质阈值的分割区的速率下降到零，并且在达到所述分割区性质阈值的分割区的速率下降到零之后对所述分割区进行分类。

10.根据权利要求1-9任一项所述的方法，进一步包含记录每个分割区的分割区历史，包括从其生成所述分割区的所述样本池的体积，从所述样本池生成所述分割区的次序，以及每个分割区随时间的体积。

11.根据权利要求1-10任一项所述的方法，其中，分割所述样本池包含：执行分割过程的至少一次迭代，直到所述样本池的足够部分被分割，其中每次迭代包含：

执行电润湿操作以从样品池中取出多个样品液滴；

用所述EWOD设备上的感测系统测量每个样品液滴的体积；

计算平均液滴体积，并没定液滴体积相对于平均液滴体积的可接受变动范围；

执行电润湿操作，以便在EWOD设备的测定区域内将在所述可接受范围内的分割区进行隔离；和

执行电润湿操作，以便将在所述可接受范围之外的分割区合并回到所述样品池中。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述感测系统包括在所述EWOD设备中集成的阻抗感测电路，并且基于由所述阻抗感测电路所感测的阻抗来确定每个样品液滴的体积。