[0002] 本申请要求2012年11月27日提交的美国临时申请序列号61/730,336的权益，该申请通过引用以其全部内容结合在此。
背景技术
[0003] 目前，
生物样品的加工具有许多关键缺点。这些包括需要相对较大体积的反应体积—导致高
试剂成本；高消耗成本；以及劳动密集型方案和方法，这些方案和方法非常容易交叉污染。出于这些原因，目前不能确保生物化学过程内每个单独样品的完全控制和分离。
[0004] 对于许多生物化学过程应用—细胞筛选、
免疫测定、核酸/核糖核酸样品提取、核酸分离/纯化、核酸扩增、用于测序的核酸文库制备—并且不限于这些，体积大小、化学成本、消耗成本、人工成本以及反应效率的限制是明显的。
[0005] 在药物研究和开发中，化合物筛选可以用于评估靶药物对细胞群体的作用。将细胞在溶液中与感兴趣的靶化合物组合，其中可选择包括用于
加速相互作用的一种化学刺激物。典型地将细胞暴露于该化合物持续长达48小时，并且然后分析以便测试某些细胞
蛋白质表达(例如，细胞因子测量)和/或经由RT-PCR产生基因表达谱。目前，这种类型的测试典型地在96/384孔板类型中发生，该96/384孔板类型需要高达1.5毫升的细胞悬浮液。
[0006] 核酸样品提取和纯化/分离是从细胞内容物(例如，血液或组织样品)释放和分离遗传物质典型地需要的步骤。这需要将细胞悬浮在过量的缓冲液中以便执行溶解，该溶解使细胞壁破裂以便暴露核酸。取决于样品类型/来源，可能需要对核酸进行纯化以便减少/消除影响进一步分析的干扰化合物。执行核酸纯化的典型方法涉及通过膜/柱离心以便促进DNA结合，之后再悬浮于适合的缓冲液中以用于进一步分析。另一种常用方法是引入核酸可以结合的
磁珠悬浮液。
磁场的作用然后可以用于在除去抑制性内容物时固定珠粒。之后，一种适合的缓冲液典型地用于使感兴趣的核酸再悬浮以便产生不具有抑制性化合物的分析备用样品。该方法典型地在需要数十微升的起始样品的96孔或384孔板中执行。
[0007] 文库制备是这样的一种方法：制备基因组核酸以用于经由下一代测序进行分析。目前，下一代平台使用稍微不同的方法如焦
磷酸测序(pyrosequencing)、合成测序或连接测序。然而，大多数平台需要在测序之前制备核酸。典型的步骤包括
片段化(超声处理、雾化或剪切)，接着DNA修复和末端精修(end polishing)(平端或A突出端)，以及最后平台特异性衔接子连接。即使对于当今技术
水平测序仪，也需要一个相对较高的靶分子局部浓度以便准确地测序。为了简化特定工作流，自动化机械必须克服与使旨在于修饰和扩增核酸内容物的一系列过程自动化和微型化相关的挑战。该生物化学过程通常在96或384静态孔板中执行，其中典型体积在从10微升至200微升的范围内。
[0008] 另一种为焦磷酸测序的生物化学过程使相对较高浓度的核酸与引物包被的珠粒混合。核酸附接并且在珠粒上形成一个克隆集落。然后使用基于乳化的PCR来扩增该克隆集落。测序机器包括大量皮升体积孔，这些皮升体积孔大到足够用于测序所需的单个珠粒以及相关酶。焦磷酸测序使用
荧光素酶以便产生光作为读出，并且测序机器针对每个添加的核苷酸对孔进行拍照。在该过程中的关键难题之一是用引物有效包被珠粒。使用当前技术，一定百分比的珠粒不能适当地包被有引物化学物质，从而导致较差的反应效率。使用现今技术来改进珠粒的包被效率将需要不能承受的试剂成本的增加。
[0009] 在核酸连接内，出现了类似的生物化学加工问题。核酸连接已经成为现代分子生物学研究中用于产生重组核酸序列的重要工具。例如，核酸连接酶与限制酶一起用于将核酸片段(经常是基因)插入到质粒中以用于在遗传工程中使用。核酸连接是分子生物学中相对常见的技术，其中短DNA链可以通过在一个特定
温度(取决于所使用的方案，通常为16℃–25℃)下，为连接酶的一种酶的作用来连接在一起。为了将多于两个的短DNA链序列连接在一起，例如，在一个合成遗传序列的构建中，不可能组合所有的DNA链，然后执行连接。这将产生随机序列，在这些随机序列中，一条链的末端将被连接到一个不正确的链的起始端上。这种不正确的序列或取向在一个合成构建的基因中将是不希望的，在该合成构建的基因中，遗传密码的顺序是至关重要的。为了正确地执行技术，必须首先连接相邻序列的成对组合以便产生正确的取向。然后这些
配对的合成构建体可以按正确的取向连接以便产生更长的合成构建体。该过程涉及大量且复杂的化学加工和操作。这可能是一项相当劳动密集型的过程，或者如果使用当今液体处理执行，则会导致较大的消耗成本且遭受静态孔板和移液管抽吸的已知死体积损失。此外，使用当今液体处理技术，较小体积的混合和控制受到抽吸和操作相对较小体积的能
力的限制。核酸连接中使用的典型体积是10–200微升，其中核酸链长度在50–200个
碱基对之间。
[0010] 聚合酶链式反应(PCR)已被广泛用于扩增用于分子生物学中的许多应用的靶向DNA和cDNA。PCR技术扩增一段DNA的单个或一些拷贝，从而产生一个特定DNA序列的数千至数十亿个拷贝。现代PCR仪器在从5–200微升范围的反应体积中进行PCR过程。在较小体积中进行PCR的最大障碍之一是难以用手动移液管操作较小体积的成分试剂。较大体积尺寸是
现有技术分配和混合子微升体积的较差能力的直接结果。此外，对于基于流动系统的下一代
微流体技术，这些仍然受所分配的起始体积对比生物化学过程所需的实际样品量的限制。这些
微流体系统在生物化学过程期间还受限于样品的规定的方案控制。这些系统典型地依赖于微尺度流体通道网络来输送和混合子微升体积。这些技术的一些主要缺点包括：(1)一次性使用或有限使用微流体消耗品以便防止污染；(2)缺乏对每个单独样品的动态控制，即，不能在生物化学过程中的任何点处输送和/或混合任何单独样品；以及(3)系统的封闭式体系结构导致仪器不能处理来自反应的气泡脱气的出现。
[0011] 具体而言，数字聚合酶链式反应(dPCR)的当前方法通过以下方式来执行：将一个初始样品分成多个较小体积样品，直到一个DNA模板保留在每个子体积中。对含有DNA的阳性子体积的数目进行计数，可以计算原始体积中的起始拷贝数目。典型地，这涉及用于产生一个样品体积的多个连续稀释步骤，其中在统计上每个反应体积一个DNA靶标。在统计上，可以对总体积的一个子集进行测试以便确定初始拷贝数目，从而允许减少PCR反应的总数目。然而，对于稀有靶标检测，需要对体积的一个较大子集进行测试，以便提高统计精确度。这导致了更多数量的空白体积和更大的测试体积—从而导致使用更多的化学过程、时间、仪器、样品处理、以及加工步骤。
[0012] dPCR的另一种方法是凭借在基于油的载体中产生测试体积的乳液。该方法致力于减少所需仪器的数量和获得结果所需的时间。首先，在载体油中，将靶样品稀释并乳化到足够小的体积中，该足够小的体积具有每个液滴少于一个拷贝的统计分布。这个较大体积然后可以作为单个样品体积进行处理，并且使用PCR方案进行加工。然而，这种方法一般限于终点检测。需要呈流式细胞仪形式的另外的仪器，从而能够检测流过一个
传感器的每个液滴的靶标存在。流式细胞仪典型地是昂贵的；可能要求特定的流体介质并且仅允许终点检测。终点检测的限制包括需要后加工步骤；更长时间来获得结果；特异性以及需要更多仪器。基于乳化的PCR方法的另一挑战是所需的
稳定性和对每个液滴的控制。液滴合并或分裂将另外的统计误差引入到加工中。
[0013] 当今的移液和液体处理系统不能加工针对上文所讨论的应用中的每一个的100％给定起始体积。对于移液管来说，液体存储系统(静态塑料孔板)和该系统内的机械致动两者均防止样品的完全抽吸。静态板中的这种损失或死体积可以通过表面润湿特征和几何形状来解决，这两者当前技术都不能解决。
[0014] 在流动系统中，在生物化学过程期间或结束时收集单独生物样品被证明对于现有技术而言是非常具有挑战性的。典型的连续流动系统包括
泵和贮液器，这些泵和贮液器通常使得临界流体的容易取回(特别是在微尺度下)是技术上困难的。此外，在流动系统内，系统的初始起动是耗时的、昂贵的，并且如果操作不当会导致测试的严重失效，从而需要重复测试生物样品。
[0015] 现有生物化学加工的另一个缺点是不能使用于纳米升和亚纳米升体积的生物化学过程自动化。每个单独样品的输送、混合或取回不能通过现有自动化技术来执行。
[0016] 在更普遍的化学加工如通用微量化学中，在少量流体的操作是必要的情况下，人们可以清楚地看到当前技术在静态孔板中或该系统内剩余的废弃流体的体积中的限制。这是当前技术缺乏分配和控制较小体积的能力的结果，该能力是越来越复杂的分子生物学技术和提高效率的需要所要求的。
[0017] 基因分型是用于确定物种的成员之间的遗传变异的一种广泛使用的方法。单核苷酸多态性(SNP)是一种特定类型的DNA序列变异，并且SNP的确定可以深入了解各种
疾病的病因。SNP还可用于预测表型差异。SNP基因分型是靶向SNP的特
定子集方面的一种强有力工具，这些特定子集已被鉴定为提供相关表型信息。各种方法如PCR和瓣状内切核酸酶(flap endonuclease)测定可用于SNP的高通量基因分型，但受到与标准液体处理实践相关的限制，如较大反应体积及其相关成本，和热循环所需的时间，使用SBS孔板所固有的死体积，以及通过使用大量孔板和尖头的消耗成本。
[0018] 因此，本
发明涉及提供改进的样品处理以便克服至少一些上述问题。
发明内容
[0019] 披露了用于制备和处理液体样品的装置、系统以及方法。具体而言，本发明解决了许多上述问题，例如，通过提供以下各项：文库制备的自动化；在每个步骤处的体积可恢复性；减小的样品处理体积；减少的样品处理过程，即，用于加工步骤的板之间的减少的移动；减少方案试剂的使用；用于加工的非一次性、无污染平台；独立加工板或芯片的一个连续流；每个热芯片或板的灵活方案，即，针对不同芯片独立地制定热循环和试剂方案的能力；允许高通量的可容易地缩放的芯片/板技术；以及用于使每个样品中的核苷酸序列拷贝的数目标准化的一个标准化步骤的可能性。
附图说明
[0020] 图1示意性地示出了一个毛细管系统。
[0021] 图2是包括一个空气护套的一个毛细管系统的照片。
[0022] 图3示意性地示出了一个可重复使用的板的一个
实施例。
[0023] 图4是一个完整系统的一个实例的照片。
[0024] 图5示意性地示出了在一个完整系统上实施的一个具体方案。
具体实施方式
[0025] 毛细管计量系统
[0026] 一种用于分配水性液体的系统可以是基于毛细管作用。这种毛细管系统可以包括一个毛细管，该毛细管具有限定毛细管或管腔的一个内表面。该管还可以具有一个外表面。该外表面可以是大体上圆柱形的，包括侧面、顶部以及底部。该内表面可以包括两个区域，一个远端计量区域和一个近端限制区域。该内表面的计量区域可以是基本上亲水性的，而该内表面的限制区域可以是基本上疏水性的。整个外表面也可以是疏水性的。
[0027] 当使该毛细管的一端(在此标记为远端)与一种水性样品相
接触时，该样品通过毛细作用被吸入到管腔中。但毛细作用将仅在一定程度上起作用，即水性样品包含于该管腔的一个亲水性(即可润湿)区段内。当足够的水性样品被吸入到该管腔中以至于计量区域被完全填充时，毛细作用将停止吸入额外的样品液体，因为没有更多可润湿表面可供用于水性样品。以此方式，可以利用毛细作用来精确地计量所希望量的水性液体。对于具有恒定截面面积的一个管腔，通过毛细作用被吸入的液体的体积将等于该计量区段的长度乘以该管腔的截面面积。
[0028] 在一些实施例中，可以如下构造该计量区域和该限制区域。一定长度的毛细管道可以涂覆有一种疏水性
聚合物或完全由该疏水性聚合物形成，该疏水性聚合物是例如一种氟
碳聚合物，如聚四氟乙烯(PTFE)。然后使一种
蚀刻溶液穿过该管的内部管腔，从而剥离PTFE表面附近的含氟
原子的PTFE涂层。通过该过程，氟原子典型地被剥离至几埃的深度。所得到的蚀刻PTFE表面是亲水性的。然后将该管清洗并且切割至一定长度以便形成具有所希望的内部体积的一个计量区域。然后将管道的该内部蚀刻的、内部亲水性区段附接到疏水性管道的一个区段上以便形成整个毛细管。在一些实施例中，聚合物如聚酰亚胺可以用于形成该毛细管。
[0029] 在一些实施例中，该毛细管是由一种玻璃衬底形成的。玻璃是天然亲水性的，因此在衬底是玻璃而不是例如一种天然疏水性聚合物的情况下，
表面处理不是形成该计量区域所必须的。该外表面和限制区域可以通过用一种疏水性材料(如上文提及的聚合物)涂覆玻璃来形成。
[0030] 使该管的外表面，尤其是该管的远端具有疏水性的一种益处是水性样品将不会粘附到这种材料上。疏水性外表面因此保护该系统免于用来自一种不同的水性样品的液滴污染一种水性液体样品。将该管的远端插入到一种水性样品中将导致液体被吸入到亲水性计量区域中，但是不会粘附到疏水性区域上。
[0031] 除了一个毛细管之外，一个毛细管系统还可以包括与该管的近端处于流体联通的一个压力源。该压力源可以提供正气压，或者可以使用另一种气体或液体，但空气是优选的。施加
正压可以用于驱使一种水性样品离开毛细管。发现最低正气压，在该最低正气压下，水被完全驱逐出毛细管，并且在此之后必须准确且精确地进行控制。当存在并行使用的多个毛细管时，该正压必须均匀地分布。找出用于将该正压施加到毛细管上的最短时间，以便允许所有水性样品被驱逐出，并且使压力立即中和以便防止一旦水被驱逐出毛细管空气就通过毛细管被吹出。所施加的正压和时间然后必须用于进行样品分配测试，其中对样品体积准确度和精确度、样品分裂和对CLC的干扰进行研究。之后调整正压和时间以便在这些参数内获得对CLC而言最佳的样品分配。该系统还可以包括一个毛细管
控制器，该毛细管控制器被编程来在所希望的时间施加正压，这样使得水性样品被分配在一个预定
位置处。该位置可以例如是一个复合液体池的一个稳定部位，其中封装流体的一个等分试样可以准备接收水性样品。应注意，虽然正压可以用于将水性液体驱逐出管腔，但是不需要
负压来将液体吸入到管腔中，因为液体是通过毛细作用被吸入的。
[0032] 在一个实施例中，在一个后水性样品之后，分配一个工序以用于确保所有剩余样品被从毛细管中除去，并且将毛细管洗涤和干燥准备用于下一个水性样品抽吸和分配循环。将毛细管从分配位置移动，并且下降到一个负压气流中，其中一个高正压吹过该毛细管以便确保水从毛细管的内部空腔完全排空。负气流捕获任何剩余的被吹出的水性样品，并且还对毛细管的外表面进行干燥。负气流然后被过滤以便包含任何否则可能通过空气传播的污染物。之后洗涤溶液被毛细管从一个贮液器抽吸出，并且分配到负压气流中以便确保毛细管的
净化。
[0033] 图1和图2示出了这种系统的示例性实施例。
[0034] 该毛细管系统还可以包括一个空气护套，该空气护套由该毛细管的一个外部施加的气流组成。外部施加的气流降低了一种水性样品将附接到任何外部亲水性区域上的可能性。
[0035] 该毛细管系统还可以包括用于使该毛细管在位置之间移动的一个
致动器。致动器可以由毛细管控制器控制，该毛细管控制器可以被编程为使该致动器移动该管。一种典型的程序可以首先使该管的远端移动成与一种水性样品相接触，以便将该水性样品吸入到该管中，然后移动毛细管，这样使得该远端邻近一个分配位置，如一个稳定特征结构或一个现有复合液体池(下文称为“CLC”)，并且最后将足够的正压施加到该管的近端上以便使该水性样品从该管的远端喷出。
[0036] 在一个具体实施例中，毛细管的内径是约200至250m，优选221或230m，并且外径是约800m。可以选择任何体积的水溶液以便被吸入到系统中。特定毛细管可以被设计成吸入从约10纳升至约10000纳升，并且具体地是约500纳升。
[0037] 在另一个实施例中，对于来自单个控制器的多毛细管计量—多个具有由单个远端计量区域组成的内表面的毛细管被安排在一个空腔内，由此提供一个限制区域。
[0038] 在另一个实施例中，压力控制器可变地控制毛细管计量体积。处理的管被切割至一个给定长度并且基于该管的半径，这之后给出一个设定最大体积。远端计量区域内的体积使用组件内的气压来进行控制。该气压用于分配，然而在该实施例中，在毛细管内维持一个受控的恒定压力，从而提供亲水性远端计量区域内的体积控制。这是通过对于一个给定体积，使压力与毛细作用力平衡来实现的。流体将毛细作用至一定高度，该高度由压力匹配。改变压力，则体积改变。对于一种给定流体和管半径，这都在总毛细高度内。
[0039] 在另一个实施例中，一个毛细管计量系统可以包括多个毛细管。所有毛细管的近端可以与单个压力
导管处于流体联通，并且该压力导管与压力源处于流体联通。以此方式，单个压力源可以用于施加单个正压以便从所有多个毛细管同时分配液体。类似地，单个压力源可以施加单个正压以便平衡所有多个毛细管中的毛细作用力。
[0040] 可重复使用的CLC板
[0041] 如先前所解释，CLC是用于进行生物样品加工，如片段化和条形编码、核酸扩增、以及靶核酸的检测的有用环境。这种加工，无论是在一个CLC中进行还是在一个一次性托盘中的一个孔中进行，典型地要求样品的精确热控制，以及添加和除去液体如试剂的能力。无论是否使用一个一次性托盘，该系统都必须包括某种机构，该某种机构用于在样品进展经过该过程时改变该样品的环境。在历史上，这有时已经涉及将样品从一个容器转移至另一个容器(具有伴随的污染
风险)，或将一个封闭式容器从一个地方移动至另一个地方以便使样品暴露于与一个特
定位置相关的活动(具有伴随的机械复杂性)。这类系统典型地使用一次性板以便减少污染。但是一次性板具有缺点，例如，所使用的每一个一次性物品对消费者而言都具有成本。一种不会引入污染问题的可重复使用的板能够解决这些问题。
[0042] 诸如一个可重复使用的板的一种装置可以在用于加工包括在一个CLC中的一种样品的一种系统中使用。该板/装置可以包括一个基底或容器部分，该基底或容器部分被设定大小和成形为包括载液浴。该载液可以具有上面可以形成CLC的一个自由表面。该容器可以是高导热性的，例如，
复合材料、陶瓷、以及金属，特别是
铝，这样使得施加到该容器上的热量将均匀地分布在所有载液中并且进入CLC。该板可以包括一个冷却区域，该冷却区域被配置为可操作地附接到一个热电模
块、一个流体冷却系统或一个强制
对流冷却系统上。该板还可以包括与该容器热接触的一个加热元件。该加热元件可以是，例如电连接到一个控制器上的一个蚀刻箔加热器，该控制器被编程为激活该加热元件以便在CLC中产生所希望的热循环。该板还可以包括具有稳定特征结构的一个托盘，这些稳定特征结构被配置为使一个CLC在载液的自由表面上稳定。在一些实施例中，该板可以包括用于将载流供应至该容器的一个入口，以便补充可能在使用过程中
蒸发的载液。
[0043] 可替代地，该加热元件可以是一根电
导线，该电导线通过使
电流穿过该导线来激活。该导线可以是用一种材料(例如，PTFE)电绝缘的，该材料还可以用于形成这些稳定特征结构。在该实施例中，加热元件不需要与该容器直接热接触；热量将通过电绝缘的稳定特征结构更直接地传递到CLC中。稳定特征结构可以与导线的绝缘体整合，并且可以由相同的材料形成。可替代地，这些稳定特征结构可以附接到导线上，和/或可能由与绝缘体不同的一种材料制成。这种实施例还可以包括或不包括一个托盘，该托盘包括这些稳定特征结构。该加热元件可以被并入到托盘中或者可以设置为该板的一个单独元件。
[0044] CLC可以形成在这种可重复使用的板上，在此之后，该CLC中的样品液体的加工可以发生，而无需将该CLC从其在板上的位置不断移动。在一些实施例中，这种板是通过一个更大的样品加工系统移动的，而无需使CLC不断移位或使样品液体从封装液体内部暴露。当与允许样品液体被暴露的任何方法相比，这具有减少污染的明显优点。复合液体池的封装避免了样品与板的接触，从而允许板被重复使用而无需担心污染，并且不存在每次运行后更换板的成本。将加热元件并入到板中允许精确控制样品液体中的温度。这种特定的元件组合具有各种各样的益处。
[0045] 图3中示意性地示出了这种板的一个实例。其他元件安排也是可行的。在一些情况下，可能有益的是使加热元件定位成尽可能地靠近稳定特征结构，CLC典型地定位在这些稳定特征结构中。因为应该控制的是CLC内的样品的温度，所以将加热元件定位为尽可能地靠近CLC可以降低
能量消耗并且提高效率，同时还减少载液的蒸发。
[0046] 该板还可以被安排成允许直接视线检查从每个稳定特征结构附近发出的荧光。在CLC的加工包括基于荧光的检测或一些其他电磁观测或询问来推断一个靶核苷酸序列的存在的情况下，可能有用的是维持从一个检测器至每个稳定特征结构的清楚视线，在该每个稳定特征结构中可以容纳一个CLC。
[0047] 该板可以被配置成允许完整的CLC光学询问，其中从一个检测器至一个CLC的视线通过该板来维持。光学检测方法包括但不限于荧光、吸光度、拉曼(Raman)、干涉测量法以及影相术(shadow-graphy)。
[0048] 该板还可以包括一个盖，该盖被设定大小和成形为与容器配合，以便用该板封闭这些CLC和稳定特征结构。该盖可以是由一个自动致动器可打开和可关闭的，或者可以手动操作。该盖可以将载液密封到该容器中以便抑制载液的蒸发。该盖可以抵靠容器进行部分密封，或者它可以是基本上气密的，从而维持一种压力密封。该盖对任何特别希望的光
波长可以是透明的，以便允许对CLC的电磁询问。一个加热元件可以被包括在盖中。
[0049] 该板可以用于按照下文处理CLC中的样品。一种载液浴可以沉积在容器中，以便产生一个自由表面以用于CLC的形成或移动。然后，一个CLC可以形成在或移动到该自由表面上，并且在一个稳定特征结构处稳定。CLC可以具有先前所披露的形式，其中一种样品液体由载液的自由表面上的一种封装液体
覆盖，这三种液体都是互不混溶的。然后可以通过以一种预定模式加热和/或冷却(即，热循环)样品来加工CLC内的样品，同时可能在预定的一个或多个时间添加一种或多种试剂，以便进行一个特定加工方案。该板以及因此的CLC可以通过激活加热元件来进行加热或通过使一种冷却流体穿过一个冷却导管来进行冷却。一个冷却导管可以包括用于供应和返回冷却剂的入口和出口两者。整个过程可以在不用使CLC从其稳定特征结构移动并且不用从任何CLC除去样品液体的情况下进行。可替代地，可以将样品液体从一个CLC除去，或在某种类型的离板(off-plate)加工的工序期间，可以将全部CLC从该板除去。离板加工可以包括例如，例如通过使用磁珠来分离样品液体中的生物分子。一般而言，CLC的加工可以包括，例如，片段化和条形编码、通过PCR或其他方法进行的核酸扩增、和/或为推断CLC的样品液体中一种靶核酸的存在而观察来自一个稳定特征结构附近的一个CLC的电磁
辐射。
[0050] 如先前所提及，该板可以是可重复使用的，从而使昂贵的一次性元件最少化。重复使用板的一种方法涉及在加工之后从托盘上的任何CLC除去样品液体和封装液体。新的CLC可以通过在载液的自由表面上引入新的样品和封装液体来形成。然后，可以用新的CLC重复整个过程，从而通过加热、冷却和添加一种或多种试剂来加工在其自身的稳定特征结构上处于适当位置的CLC。这些新的CLC无需以与第一CLC相同的方式进行加工。
[0051] 在另一个实施例中，可重复使用的板是呈含有1440CLC稳定特征结构的一个PTFE盘的形式。该盘被安装到一个旋转致动器上，该旋转致动器允许它以2度的增量旋转并且安设在含有载液的一个铝浴中。可以针对所要求的不同培养时间来
修改每个旋转增量的周期。该浴具有安装到铝的下侧上的一个蚀刻箔加热器。该加热器被电连接到一个控制器上，该控制器被编程为激活该加热元件以便在CLC中产生所希望的等温条件。在PTFE盘上方的是约10mm厚的一个空气层。该空气层在3/4的盘上是用一个塑料盖绝缘的。未覆盖的区段是操作区，其中形成CLC并且发生荧光检测。
[0052] 在另一个实施例中，板中的CLC稳定特征结构包括一个区域，该区域的目的在于为截留在该CLC中的任何膨胀空气液滴提供一个释放路径。在不存在这些特征结构的情况下，截留在油界面处的空气液滴可能在热循环过程中膨胀并且将CLC驱逐出稳定特征结构。空气液滴将优先移动到这些释放路径中而不是驱逐CLC。
[0053] 整合的CLC处理系统
[0054] 一种用于制备和加工CLC的系统可以包括先前所描述的毛细管系统、可重复使用的板、以及还有一个CLC形成系统，如2011年8月3日提交的美国实用申请序列号13/147,679中详细描述的一个。如该较早申请(其已通过引用结合在此)中所描述，一个CLC形成系统可以包括一个样品液体输入、一个封装液体输入、一个液体处理系统、以及可操作地连接到该液体处理系统上的一个池形成控制器。该池形成控制器可以被编程为使液体处理系统(1)从该封装液体输入中吸取一种封装液体；(2)将所吸取的封装液体排出(a)到容器中的一种载液的一个自由表面上并且(b)接近稳定特征结构，该封装液体与该载液是不混溶的，这样使得所排出的封装液体不会与该载液混合，漂浮在该载液的顶部上，并且由该稳定特征结构固定；(3)从该样品液体输入吸取一种样品液体；并且(4)排出所吸取的样品液体，该样品液体与该封装液体和该载液是不混溶的，这样使得该样品液体不会与该封装液体或与该载液混合。在这种系统中，毛细管系统和可重复使用的板可以相对于彼此定位，这样使得致动器能够使毛细管移动到与一个稳定特征结构一致的一个分配位置上。
这将允许毛细管将例如一种试剂分配到一个现有CLC中，或使样品材料沉积在一个稳定特征结构处以便形成一个CLC。相关地，该毛细管系统可以同时是该CLC形成系统的液体处理系统。同样，池形成控制器和毛细管控制器可以是单个控制器。一个实例可以见于图4中。
[0055] 可替代地，代替毛细管分配系统，可以替代地使用任何其他计量系统。作为一个实例，这种计量系统可以包括一个分配元件、一个致动器以及一个控制器。该致动器可以被配置成使该分配元件移动至一个所希望的位置。该控制器可以被编程为使(1)该致动器如此移动该分配元件，(2)该分配元件从一个液体输入吸取液体，并且(3)该分配元件分配液体。
[0056] 例如，这种系统可以用于制备用于测序的DNA文库。使用Ion Torrent Ampliseq化学产品作为一个范例，该方法可以如下进行：
[0057] (A)将10个96
节点CLC芯片以一种线性方式排列并且沿系统的一个水平中
心轴线输送。
[0058] (B)沿着该中心轴线，在多个不同的阶段进行试剂的添加/除去、热加工以及DNA纯化。在该实例中，10个阶段在图5中编号为1-10。其中发生热加工的一个阶段用一种红色背景表示。
[0059] (C)将CLC芯片1呈递至示意图最左边上的阶段1。此处该芯片保持静止，同时从微量源滴定板转移DNA。一旦DNA被转移，一个试剂分配系统(RDS)就将根据Ampliseq方案来分配引物池和主混合物。
[0060] (D)一旦完成这三个添加步骤，CLC芯片1就按时传递至(clock on to)阶段2。同时将CLC芯片2呈递至阶段1。
[0061] (E)现在在CLC芯片2中执行以上描述的阶段1动作。同时，CLC芯片1开始热加工1。
[0062] (F)一旦在阶段1和阶段2完成这些操作，就将CLC芯片按时传递至下一站。CLC芯片1处于阶段3中，CLC芯片2处于阶段2中，CLC芯片3处于阶段1中。
[0063] (G)将剩下的CLC芯片持续通过该系统进行加工，其中并行执行不同操作，直到所有芯片都通过示意图的最右侧上的阶段10。此时，960个独特的DNA文库已被创建并且成对汇集(1池＝2个CLC芯片＝192个样品)。
[0064] (H)现在将这些CLC芯片重置并返回至仪器的起始点以用于另外样品的加工。
[0065] 另一个实例是基因分型。在这种方案中，可重复使用的板被包括在一个容器或载液浴中。一个蚀刻箔加热器被电连接到一个控制器上，该控制器被编程为激活该加热元件以便在这些CLC中产生所希望的等温条件。该板包括机械稳定特征结构，这些机械稳定特征结构被配置成使一个CLC在载液的自由表面上稳定。该板具有圆盘形状并且以2度的增量旋转。一个CLC形成控制器将封装液体分配到容器中的载液的一个自由表面上。在此之后，将7.5ul的温度特异性化学品排出到该CLC中。最后，添加7.5ul的核酸样品。在经历荧光检测之前，整个CLC在设定温度下经历培养。最后除去样品，并且再次用一个CLC填充该机械稳定特征结构。
[0066] 2010年7月22日提交的美国临时申请序列号61/344,434，2011年4月1日提交的61/470,515，2011年4月1日提交的61/470,520和2012年1月25日提交的61/590,499、以及2011年8月3日提交的美国实用申请序列号13/147,679特此通过引用以其全部内容结合在此。
