JP2023511519A - デジタルマイクロ流体システム、カートリッジ、および集積型屈折率センシングを含む方法 - Google Patents
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Abstract
デジタルマイクロ流体（ＤＭＦ）システム、ＤＭＦカートリッジ、および集積型屈折率（ＲＩ）センシングを含む方法が開示されている。デジタルマイクロ流体ＤＭＦシステムおよびＤＭＦカートリッジは、例えば、ＤＭＦカートリッジの液滴操作ギャップに直接的にＲＩセンサー（またはセンサー表面）を含み得る。デジタルマイクロ流体ＤＭＦシステムは、例えば、ＤＭＦカートリッジ、１つ以上の照明源、１つ以上の光学測定デバイス、およびコントローラを含み得る。さらに、集積型ＲＩセンシングを含むＤＭＦシステムおよびＤＭＦカートリッジを使用する方法が提供される。
Description
本出願は、２０２０年１月２２日に出願された米国特許出願第６２／９６４，４３１号に対し優先権を主張し、これは、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本発明は一般に、光センシング（感知）技術に関し、より具体的には、デジタルマイクロ流体（ＤＭＦ：digital microfluidic）システム、カートリッジ、および集積型（integrated）屈折率（ＲＩ）センシングを利用する方法に関する。
デジタルマイクロ流体では、光センシングの使用がよく知られている。光センシング法は、連続フローのマイクロ流体に集積されている。ＤＭＦデバイスからの光刺激（optical stimuli）を測定するための従来の方法は、刺激を捕捉するために自由空間光学を利用する。自由空間光学は迷光の問題に悩まされている。これらの問題を解決するためにレンズ、フィルター、および／または他の同様の光学的な構成要素を使用すると、システムのコストが上昇し得る。個別の液滴を処理しているＤＭＦデバイスで光センシングを実施するには、新しいアプローチが必要とされる。
本開示は、器機と共に使用するためのカートリッジ、ならびに器機に機能的に結合されたカートリッジを含むシステムを提供する。機能的結合としては、例えば、電気的結合、無線電子的結合、および／または光結合があり得る。
カートリッジはデジタルマイクロ流体を利用する。デジタルマイクロ流体は、通常、カートリッジの液滴操作ギャップ内の液滴に対して液滴操作を実施するように動作する複数のエレクトロウェッティング電極を含む。
カートリッジは屈折率センサーを利用する。屈折率センサーは、一般に、１つ以上のエレクトロウェッティング電極に近接した液滴操作ギャップに露出され得る。この構成では、１つ以上のエレクトロウェッティング電極の上に存在する液滴が、屈折率センサーに接触する。１つ以上のエレクトロウェッティング電極および屈折率センサーの配置は、液滴調査部位（droplet interrogation site）を規定する。
屈折率センサーは、カートリッジのトッププレート上に取り付けることができる、例えば、トッププレートのギャップに面する側面内に集積する、または該側面上に取り付けることができる。屈折率センサーは、液滴操作ギャップに取り付けることができる。液滴操作ギャップは、ほぼ平行な平面内におけるトッププレートおよびボトムプレートによって規定することができる。一例では、ボトムプレートはエレクトロウェッティング電極を含む。屈折率センサーは、液滴操作ギャップに取り付けることができ、またほぼ平行な平面に対して直角であるセンサー面を有することができる。屈折率センサーは、導波路を含むおよび／または導波路の先端として設けることができる。
カートリッジは、複数の液滴調査部位を含み得る。調査部位の部分集合は、並列的にまたは逐次的に操作され得る。調査部位のサブセットは、並列的にまたは順次に操作され得る。調査部位はそれぞれ、同一検体の集合または異なる検体の集合に対して調査することができる。調査部位はそれぞれ、単一の検体または複数の検体を調査することができる。
本開示は、カートリッジおよび器機を含むシステムを提供する。該器機は、カートリッジを制御し、カートリッジからデータ（光学データまたは温度データなど）を収集するための電子機器およびその他の構成要素と、電子的な結合、測定および制御をもたらすためにカートリッジを取り付ける手段と、を含む。システムは、１つ以上の液滴調査部位を照明するように構成された１つ以上の照明源を含むことができる。１つ以上の照明源は、カートリッジおよび／または器機上に存在し得る。
システムは、１つ以上の液滴調査部位からの光を感知するように構成された１つ以上の光学測定デバイスを含み得る。１つ以上の光学測定デバイスは、カートリッジおよび／または器機上に存在し得る。液滴調査部位に対する照明源および光学測定デバイスの配置は、透過モードにおける動作のために選択され得る。液滴調査部位に対する照明源および光学測定デバイスの配置は、反射モードにおける動作のために選択され得る。システムは、複数の液滴調査部位をスキャン（走査）するように構成された走査型光学測定デバイスを含み得る。
本開示は、本開示のシステムを使用して検定（assay）を実行する方法を提供する。該方法は、例えば、エレクトロウェッティングを介した液滴操作を使用して、液滴操作ギャップにサンプル液滴を装荷するステップを備えることができる。該方法は、サンプル液滴に対して１つ以上のサンプル処理ステップを実行して、分析準備が整った液滴を生成するステップを備えることができる。該方法は、液滴調査部位で分析準備が整った液滴の屈折率分析を実行するステップを備えることができる。
以上、発明の要旨を一般用語で説明してきたが、ここからは添付の図面を参照して説明し、これら図面は必ずしも縮尺どおりには描かれていない。
集積型ＲＩセンシングを含むＤＭＦシステムの例のブロック図である。
ＤＭＦシステムのＤＭＦカートリッジの一部の例の側面図であり、また図中、ＲＩセンサーは、その中の上部基板に集積されている。
ＤＭＦシステムのＤＭＦカートリッジの一部の例の側面図であり、また図中、ＲＩセンサーは、その中の上部基板に集積されている。
ＤＭＦシステムのＤＭＦカートリッジの一部の例の側面図であり、また図中、ＲＩセンサーは、その中の上部基板に集積されている。
ＤＭＦシステムのＤＭＦカートリッジの一部の別例の平面図であり、図中、ＲＩセンサーは、その中の下部基板に集積されている。
ＤＭＦシステムのＤＭＦカートリッジの一部の別例の側面図であり、また図中、ＲＩセンサーは、その中の液滴操作ギャップに集積されている。
図７Ａ、図７Ｂおよび図７Ｃは、それぞれ、集積型ＲＩセンシングの複数のチャネルを含むＤＭＦシステムのＤＭＦカートリッジの例の上面図ならびに第１および第２の断面図である。
図８Ａ、図８Ｂおよび図８Ｃは、それぞれ、集積型ＲＩセンシングの複数のチャネルを含むＤＭＦシステムのＤＭＦカートリッジの別例の上面図ならびに第１および第２の断面図である。
集積型ＲＩセンシングの複数のチャネルを調査するための走査型光学測定デバイスおよび背面点灯照明を含むＤＭＦシステムの例の斜視図である。
その基板に集積されたＬＥＤ光源を含むＤＭＦシステムのＤＭＦカートリッジの一部の例の側面図であり、また図中、ＬＥＤ光源はバックライトの一例である。
前面点灯照明および集積型ＲＩセンシングを含むＤＭＦシステムの例の側面図である。
集積型ＲＩセンシングを含むＤＭＦシステムおよび／またはＤＭＦカートリッジを使用する方法の例のフロー図である。
本開示は、デジタルマイクロ流体（ＤＭＦ：digital microfluidic）システム、ＤＭＦカートリッジ、および集積型屈折率（ＲＩ）センシングを含む方法を提供する。デジタルマイクロ流体（ＤＭＦ）システムは、例えば、ＤＭＦカートリッジ、１つ以上の照明源、１つ以上の光学測定デバイス、およびコントローラを含み得る。さらには、１つ以上のＲＩセンサーを、ＤＭＦカートリッジの液滴操作ギャップ内に直接的に設けることができる。
いくつかの実施形態において、ＤＭＦシステム、ＤＭＦカートリッジ、および方法は、ＤＭＦカートリッジの上部基板に、下部基板に、上部基板および下部基板の両方に、ならびに／または上部基板と下部基板との間に、１つ以上のＲＩセンサーを設けることができる。これらの実施形態において、下部基板は、エレクトロウェッティング電極を含み得る。いくつかの例では、下部基板のみがエレクトロウェッティング電極を含む。
いくつかの実施形態において、ＤＭＦシステム、ＤＭＦカートリッジ、および方法は、ＲＩセンサーへの光の結合を支援するための光学要素を設けることができる。ＲＩセンサーと共に使用し得る光学素子の例としては、１つ以上のレンズ、プリズム、格子（グレーティング）、光源、アパーチャ、光ファイバー、ミラー、またはそれらの任意な組み合わせが挙げることができるが、これらに限定されない。
いくつかの実施形態において、本開示は、ＲＩセンサーに励起光を供給するための１つ以上の照明源と、ＲＩセンサーからの放出光を受光および処理するための１つ以上の光学測定デバイスと、を提供することができる。
いくつかの実施形態において、本開示は、ＲＩセンシングの複数のチャネルを支持するための複数のＲＩセンサーを提供することができる。
いくつかの実施形態において、本開示は、集積型ＲＩセンシングの複数のチャネルを調査するための走査光学測定デバイスを提供することができる。
いくつかの実施形態において、本開示は、集積型ＲＩセンシングにバックライト（または背面点灯照明）、フロントライト（または前面点灯照明）、またはバックライトおよびフロントライトの両方を提供することができる。
さらに、本開示は、ＤＭＦシステムの使用方法を提供し、集積型ＲＩセンシングが含まれたＤＭＦカートリッジを提供する。
図１は、集積型ＲＩセンシングを含むＤＭＦシステム１００の例のブロック図である。ＤＭＦシステム１００は、例えば、検体の分析のためのプラズモン共鳴（ＰＲ）システムおよび／または局在表面プラズモン共鳴（ＬＳＰＲ）システムとすることができる。分析（analysis）とは、例えば、検体の検出、同定、定量化、もしくは測定、ならびに／または結合反応速度および熱力学のような他の物質に対する検体との相互作用を意味することができる。例示的な検体としては、以下に限定しないが、小分子、タンパク質、ペプチド、原子、イオンがあり得る。例えば、ＤＭＦシステム１００を使用して、受容体などの巨大分子に対するリガンドの結合反応速度を測定することができる。
ＤＭＦシステム１００は、ＲＩベースのセンサーとデジタルマイクロ流体との集積化を特徴とする。例えば、ＤＭＦシステム１００は、ＤＭＦカートリッジ１１０を含み得る。ＤＭＦカートリッジ１１０は、例えば、液滴の合体、分割、分注、および希釈などの液滴操作を一般的に実行するためのＤＭＦ能力を備える液滴アクチュエータデバイスとすることができる。これらＤＭＦ能力の１つの用途は、サンプル調製である。ただし、ＤＭＦ能力は、廃棄物の除去または稼働相互間におけるフラッシングのような他のプロセスに使用することもできる。ＤＭＦカートリッジ１１０は、１つ以上の検出スポット１５８を含むことができ、各検出スポット１５８には、ＲＩセンサー１３０を設けることができる。ＤＭＦカートリッジ１１０、検出スポット１５８、およびＲＩセンサー１３０の詳細を、以下に図２～図１１につき示し、また説明する。
ＤＭＦシステム１００は、コントローラ１５０、ＤＭＦインターフェース１５２、照明源１５４、および光学測定デバイス１５６をさらに含むことができる。コントローラ１５０は、ＤＭＦカートリッジ１１０、照明源１５４、および光学測定デバイス１５６などの、ＤＭＦシステム１００の様々なハードウェアの構成要素に電気的に結合することができる。例えば、コントローラ１５０は、ＤＭＦインターフェース１５２を介してＤＭＦカートリッジ１１０に電気的に結合することができ、ＤＭＦインターフェース１５２は、例えば、ＤＭＦカートリッジ１１０に機械的および電気的に接続するためのプラグ接続可能なインターフェースとすることができる。ＤＭＦカートリッジ１１０、コントローラ１５０、ＤＭＦインターフェース１５２、照明源１５４、および光学測定デバイス１５６は共に、ＤＭＦ器機１０５を形成する。
コントローラ１５０は、例えば、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、パーソナルコンピュータ、マイクロプロセッサ、または他のプログラム可能なデータ処理装置とすることができる。コントローラ１５０は、ソフトウェア命令の保存、解釈および／または実行などの処理能力の提供、ならびにＤＭＦシステム１００の全体的な動作を制御するのに役立つ。コントローラ１５０は、これらデバイスのデータおよび／または電力の局面を制御するように構成およびプログラムすることができる。例えば、コントローラ１５０は、電極をアクティブ化／非アクティブ化することによって、ＤＭＦカートリッジ１１０内の液滴操作を制御する。一般に、コントローラ１５０は、ＤＭＦシステム１００の任意な機能に対して使用することができる。例えば、コントローラ１５０は、プリンタ製造業者が自身のブランドのインクカートリッジをチェックする方法と同様の方法でＤＭＦカートリッジ１１０を認証するために使用することができ、コントローラ１５０は、ＤＭＦカートリッジ１１０が有効期限を過ぎていないことを検証するために使用することができ、コントローラ１５０は、その目的のためのプロトコルを実行することによってＤＭＦカートリッジ１１０の清浄度を確認するために使用することができる、等々である。カートリッジの認証は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＮＦＣ、またはその他のＲＦＩＤベースのプロトコルなどのプロトコルを使用してワイヤレスで行うことができる。
コントローラ１５０は、処理ユニットを入力デバイスに接続する１つ以上の入力インターフェースを含むことができる。入力インターフェースにより、ＤＭＦシステム１００のユーザーがコマンドをプロセッサーに通信することを可能にする。そのような例示的なコマンドの１つは、プログラムコードの実行である。入力デバイスは、キーボード、マウスデバイス、音声起動システム、タッチスクリーン、および／または当業者に知られている他の適切なデバイスの形態をとることができる。
いくつかの実施形態において、コントローラ１５０は、グラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）などの、処理ユニットを出力デバイスに接続する１つ以上の出力インターフェースを含むことができる。これにより、ＤＭＦシステム１００は、実験結果などの様々な処理操作の結果をユーザーに通信することが可能となる。ソフトウェア命令は、コントローラ１５０のメモリユニットに保存することができ、従来の半導体ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）または当技術分野で知られている他の形態のメモリを含むことができる、および／または、ソフトウェア命令は、ハードドライブ、ＵＳＢドライブ、読み取り／書き込みＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ、テープドライブ、フラッシュドライブ、光学ドライブなどの１つ以上のコンピュータ可読記憶媒体にプログラムコードの形式で保存することができる。これらの命令は、入力デバイスを介してＤＭＦシステム１００とユーザーとの相互作用に応答して実行することができる。
さらに、いくつかの実施形態において、ＤＭＦカートリッジ１１０は、容量性フィードバックセンシングを含むことができる。つまり、液滴の位置および体積を検出できる容量センサーからの信号である。さらに、他の実施形態においては、ＤＭＦカートリッジ１１０は、液滴の位置および体積の光学的測定値を提供するカメラを含むことができ、この測定値は、コントローラ１５０をトリガーして、液滴を適切な位置に再経路付けすることができる。
さらに、いくつかの実施形態において、ＤＭＦカートリッジ１１０は、コントローラ１５０を介して個別に制御され得る加熱ゾーン（図示せず）を含むことができる。例えば、加熱ゾーンを設けるために、加熱バーおよび／または抵抗性加熱要素などの加熱デバイスを、ＤＭＦカートリッジ１１０に関連して位置決めすることができる。
さらに、ＤＭＦ器機１０５はネットワークに接続することができる。例えば、コントローラ１５０は、ネットワーク１６２を介してネットワーク化されたコンピュータ１６０と通信することができる。ネットワーク化されたコンピュータ１６０は、例えば、任意の集中型サーバーまたはクラウドサーバーとすることができる。ネットワーク１６２は、例えば、インターネットに接続するためのローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）またはワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）とすることができる。
ＤＭＦシステム１００では、照明源１５４および光学測定デバイス１５６は、照明源１５４が検出スポット１５８を照明することができ、かつ、光学測定デバイス１５６が検出スポット１５８からの光を検出し得るように、ＤＭＦカートリッジ１１０の検出スポット１５８および／またはＲＩセンサー１３０に関連して配置することができる。照明源１５４は、例えば、白色発光ダイオード（ＬＥＤ）、ハロゲン電球、アークランプ、白熱光源、蛍光源、レーザーなどであるがこれらに限定されない、可視範囲（波長４００～８００ｎｍ）の光源とすることができる。照明源１５４は、白色光源に限定されない。照明源１５４は、ＤＭＦシステム１００で有用である任意な色の光とすることができる。照明源１５４は、単色または多色とすることができる。照明源１５４は、コヒーレントまたはインコヒーレントとすることができる。照明源１５４は、極めて迅速に強度を調整できるように変調し得る。照明源１５４はまた、輝度を調節するために、光検出器などの１つ以上のセンサーを含むことができる。照明源１５４はまた、入射光の品質を保証するために追加のフィルターを含むことができる。さらに、照明源１５４は、複数の個別の発光素子の組み合わせとすることができる。これら素子は、同じ波長または異なる波長でアクティブになり得る。照明源１５４は、ＤＭＦカートリッジ１１０の検出スポット１５８に励起光１３２を供給する。
光学測定デバイス１５６は、例えば、光強度の読み取り値を得るために使用される任意の光学変換器デバイスとすることができる。光学測定デバイス１５６は、ＤＭＦカートリッジ１１０の各検出スポット１５８で、ＲＩセンサー１３０からの放出光１３４を受け取り、処理する。光学測定デバイス１５６は、例えば、電荷結合デバイス、光検出器、光電子増倍管、分光計、フォトダイオードアレイ、カメラ、ハイパースペクトルイメージャ、またはそれらの任意の組み合わせとすることができる。さらに、光学測定デバイス１５６は、ＲＩ変化の検出を支援および強化するための光学フィルターを含むことができる。光学測定デバイス１５６は、相関器などの閉ループ制御を使用して照明源１５４の制御を可能にする追加の構成要素を含むことができる。
さらに、ＤＭＦシステム１００は、１つの照明源１５４および１つの光学測定デバイス１５６のみに限定されない。ＤＭＦシステム１００は、ＤＭＦシステム１００および／またはＤＭＦカートリッジ１１０において必要とされる任意の検出操作を支持するために、複数の照明源１５４および／または複数の光学測定デバイス１５６を含むことができる。照明源１５４は、複数の同一ソースまたは複数の異なるソースとすることができる。光学測定システム１５６は、複数の同一ソースまたは複数の異なるソースとすることができる。
ＤＭＦシステム１００および／またはＤＭＦ器機１０５の構成要素（例えば、照明源１５４および光学測定デバイス１５６）は、ＤＭＦカートリッジ１１０の検出スポット１５８および／またはＲＩセンサー１３０に光学的に結合することができ、また減結合（decoupling）することもできる。この光学的な結合／減結合（coupling/decoupling）は、例えば、光ファイバコネクタ、光ファイバカプラ、および／または自由空間光カプラとすることができる。
ＤＭＦシステム１００、ＤＭＦ器機１０５、および／またはＤＭＦカートリッジ１１０において、ＲＩセンサー（またはセンサー表面）１３０は、液滴のＲＩを調査する任意な方法を意味する。ＲＩセンサー１３０は、例えば、表面の形態とすることができる、または溶液に溶解されたコロイド粒子の形態とすることができる。ＲＩセンシング表面の例としては、以下に限定しないが、表面プラズモン共鳴、局在表面プラズモン共鳴、フォトニック結晶、薄膜干渉フィルター、回折格子、等々が挙げられる。
いくつかの実施形態において、ＲＩセンサー１３０は、表面の選択性を高めるために、ＲＩセンシング表面の上部に追加の表面（図示せず）を含めることができる。選択的表面は、液滴からの刺激をセンサー表面に直接的に集中させる目的を果たす。選択的表面の例としては、以下に限定しないが、抗体、アプタマー、ポリマー、または化学基が挙げることができる。
図２、図３および図４は、図１に示されるＤＭＦシステム１００のＤＭＦカートリッジ１１０における一部の例の側面図を示し、図中、少なくとも１つのＲＩセンサー１３０がその中の上部基板に集積されている。この例では、ＤＭＦカートリッジ１１０は、液滴操作ギャップ１１６によって分離された下部基板１１２および上部基板１１４を含むことができる。さらに、液滴操作電極１２０（例えば、エレクトロウェッティング電極）の配置は、下部基板１１２上で為すことができる。ＤＭＦカートリッジ１１０は、液滴操作電極１２０における任意のラインまたは経路を含むことができる。サンプル液滴１４０は、液滴操作ギャップ１１６内および特定の液滴操作電極１２０上に存在することができる。
一例では、下部基板１１２は、白色光（または任意な色彩光）に対してほぼ透明性を示す材料とすることができる。例えば、下部基板１１２は、ガラス、プラスチック、または熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）として知られているポリマー類で形成することができる。別の例では、下部基板１１２は、ほぼ透明であるプリント回路基板（ＰＣＢ）とする、または光透過を可能にする穴または開口を含むＰＣＢとすることができる。下部基板１１２と同様に、上部基板１１４は、白色光（または任意な色彩光）に対してほぼ透明性を示す材料で形成することができる。例えば、上部基板１１４は、ガラス、プラスチック、またはＴＰＥで形成することができる。さらに、上部基板１１４の内面は、透明導電層（例えば、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、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ン酸塩（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ））、または他の同様の透明もしくは非透明（例えば、不透明）導電性コーティングなどの導電層１１８でコーティングすることができる。他の実施形態において、ＤＭＦカートリッジ１１０のすべての領域は、ほぼ透明な基板および／またはコーティングもしくは層を含む必要はない。例えば、基板および／またはコーティングもしくは層は、検出領域を除いて、透明、半透明、および／または不透明でなくてよい。
「上部（top）」、「下部（bottom）」、「～の上方（over）」、「～の下方（under）」、「～内（in）」、および「～上（on）」という用語は、ＤＭＦカートリッジの上部基板および下部基板の相対位置のように、ＤＭＦカートリッジの構成要素の相対位置について明細書全体にわたり使用される。ＤＭＦカートリッジは、空間内におけるその向きに関係なく機能することが理解されよう。したがって、本開示の範囲から逸脱することなく、「上部（top）」、「下部（bottom）」等々は、「第１」、「第２」等々に置き換えることができる。
ＤＭＦカートリッジ１１０において、液滴操作ギャップ１１６は、液滴操作を介して任意な関心対象液体、例えば、以下に限定しないが、液体試薬、緩衝液、サンプル流体等々を処理するための空間とすることができる。ギャップの高さ（例えば、上部基板１１４と下部基板１１２との間の間隔）は、例えば、数１００ミクロンとすることができる。液滴操作電極１２０は、エレクトロウェッティングを介して液滴操作を実施するために使用することができる。「液滴操作（droplet operations）」とは、ＤＭＦデバイスまたはカートリッジ上における任意な液滴操作を意味する。液滴操作としては、例えば、デジタル流体工学デバイス内への液滴装荷、ソース液滴からの１つ以上の液滴分注、１つの液滴を２つ以上の液滴への分割、分離若しくは分裂（dividing）、液滴をある場所から別の場所への任意な方向での輸送、２つ以上の液滴を１つの液滴への合体若しくは結合、液滴希釈、液滴混合、液滴攪拌、液滴変形、液滴の所定位置での保持、液滴インキュベート、液滴加熱、液滴蒸発、液滴冷却、液滴廃棄、液滴アクチュエータからの液滴輸送、本明細書に記載した他の液滴操作；および／または上述した操作の任意な組み合わせを挙げることができる。さらに、液滴操作ギャップ１１６で生起するプロセスの温度を制御するために、ペルチェヒートポンプ（Peltier heat pump）のような温度制御素子（図示せず）を、ＤＭＦカートリッジ１１０と組み合わせて使用することができる。
ここで図２を参照して説明すると、ＤＭＦシステム１００のＤＭＦカートリッジ１１０が示され、図中、ＲＩセンサー１３０は、液滴操作ギャップ１１６に対面している上部基板１１４の表面上に設けられる。したがって、ＲＩセンサー１３０は、サンプル液滴１４０内で／サンプル液滴１４０と共に直接相互作用し、それにより、検出スポット１５８を形成することができる。ＲＩセンサー１３０は、上部基板１１４上に堆積されて、上部基板１１４上にＲＩセンシング表面を形成するＲＩ層とすることができる。ＲＩセンサー１３０は、基板の疎水性表面を妨げないように十分に小さく設計することができる。さらに、疎水性層（図示せず）を、センシングフィルムの一部として、ＲＩセンサー１３０上に設けることができる。ＲＩセンサー１３０（センシング面）の調査は、図１に示される照明源１５４および光学測定デバイス１５６を使用して行うことができる。同様に、ＲＩセンサー１３０は、下部基板１１２上に堆積されて、下部基板１１２上にＲＩセンシング表面を形成するＲＩ層とすることができる。ＲＩセンサー１３０は、同様に、基板の疎水性表面を妨げないように十分に小さく設計することができる。さらに、ＲＩセンシング表面は、より容易に光学的に探査され得るように、エレクトロウェッティング電極（上部基板１１４および／または下部基板１１２のいずれに設けられるかにかかわらず）間に適合するよう設計することができる。
ＤＭＦカートリッジ１１０は、液滴操作を介して、検出スポット１５８へ、および検出スポット１５８から液滴を移動させるために使用することができる。ＲＩセンサー１３０の液滴操作ギャップ１１６内、およびサンプル液滴１４０の経路内への直接的な集積化は、光学的調査技術の局在化を可能にする。図２は、ＲＩセンサー１３０およびサンプル液滴１４０に送達されている励起光１３２を示す。ＲＩセンサー１３０（センシング面）の調査は、透過、反射および／またはエバネッセントモードで実施することができる。
改めて言うと、ＲＩセンサー１３０は、サンプル液滴１４０などの液滴のＲＩを調査する任意な方法を意味する。ＲＩセンサー１３０は、例えば、表面の形態とすることができる、または、溶液に溶解されたコロイド粒子の形態とすることができる。ＲＩセンシング表面の例としては、以下に限定しないが、表面プラズモン共鳴、局在表面プラズモン共鳴、フォトニクス結晶、薄膜干渉フィルター、回折格子、等々を挙げることができる。さらに、ＲＩセンサー１３０は、表面の選択性を高めるために、ＲＩセンシング表面の上部に追加の表面を含むことができる。選択的表面は、液滴からの刺激をセンサー表面に直接的に集中させる目的を果たす。選択的表面の例としては、以下に限定しないが、抗体、アプタマー、ポリマー、または化学基を挙げることができる。
ＲＩセンサー１３０への光の結合を支援するために、他の光学要素をＤＭＦカートリッジ１１０に設けることができる。ＲＩセンサーと共に使用し得る光学素子の例としては、以下に限定しないが、１つ以上のレンズ、プリズム、格子、光源、アパーチャ、光ファイバー、ミラー、またはそれらの任意な組み合わせを挙げることができる。
一例では、図３は、ＲＩセンサー１３０と組み合わせて設置されたレンズ１４２を示す。レンズ１４２は、励起光１３２の経路に取り付けられる。例えば、励起光１３２は、最初にレンズ１４２を通過し、次いで上部基板１１４を通過し、その後にＲＩセンサー１３０まで／を通過するように、レンズ１４２は、ＲＩセンサー１３０側とは反対側の上部基板１１４の側面に取り付けられる。
別の例では、図４は、ＲＩセンサー１３０と組み合わせて設置されたプリズム１４４を示す。プリズム１４４は、励起光１３２の経路に取り付けられる。例えば、励起光１３２が最初にプリズム１４４を通過し、次いで上部基板１１４を通過し、その後にＲＩセンサー１３０まで／を通過するように、プリズム１４４は、ＲＩセンサー１３０側とは反対側の上部基板１１４の側面に取り付けられる。
図２、図３および図４は、上部基板１１４上にあるＲＩセンサー１３０を示すが、他の実施形態において、ＲＩセンサー１３０は、下部基板１１２上にあってもよい。例えば、ＲＩセンサー１３０は、液滴操作ギャップ１１６に面する下部基板１１２の表面上に堆積させることができる。ＤＭＦカートリッジ１１０では、下部基板１１２は、液滴操作を実施するための活性液滴操作電極１２０を含む基板とすることができるが、該下部基板１１２は、液滴操作中の液滴ピンニングを回避するように配置されているとはいえ、センシング面も含むことができる。
例えば、図５は、下部基板１１２に集積されたＲＩセンサー１３０の実施例の平面図である。この実施例では、ＲＩセンサー１３０ａおよびＲＩセンサー１３０ｂが設けられる。ＲＩセンサー１３０ａは、周囲の液滴操作電極１２０にいかなる変更も加えることなく、液滴操作電極１２０間の空間に適合するのに十分小さいサイズである。対照的に、ＲＩセンサー１３０ｂは、液滴操作電極１２０に変更を加えること無くしては、液滴操作電極１２０間の空間に適合するのに十分なサイズではない。したがって、４つの周囲の液滴操作電極１２０のそれぞれは、ＲＩセンサー１３０ｂをはめ込むためのクリアランスを与える隅部の切り欠きを必要とする。
さらに別の例では、図６は、下部基板１１２と上部基板１１４との間の液滴操作ギャップ１１６に設けられ、かつＤＭＦカートリッジ１１０の平面にほぼ平行である導波路層１４６を示す。この例では、ＲＩセンサー１３０は、液滴操作ギャップ１１６内にある導波路層１４６の先端に設けられる。一例では、導波路層１４６は光ファイバーとすることができる。この構成は、サイドエントリーＲＩセンサーと称することができる。励起光１３２は、導波路層１４６を介してＲＩセンサー１３０に向かう。次いで、放出光１３４は、同じ導波路層１４６を通って戻される。この実施例では、ＲＩセンサー１３０（センシング面）の調査は、反射モードで実施することができる。測定はまた、エバネッセントモードで行うことができる。１つまたは複数のエバネッセント波ベースの屈折率センサー（例えば、ファイバーブラッグ格子（Fiber Bragg gratings）、マッハツェンダー干渉計、ファブリペローエタロン（Fabry Perot etalons））を、導波路に沿って配置することができる。これらセンサーは独立して読み取ることができ、したがって複数のセンサーによる同時捕捉が可能である。
さらに、図２～図６は、エレクトロウェッティング法（例えば、液滴操作電極１２０を使用する）を介して液滴を取扱い操作するものとしてＤＭＦカートリッジ１１０を説明しているが、これは単なる例示である。他の実施形態において、液滴は、以下に限定しないが、光学的方法、磁気的方法、熱毛細管法、弾性表面波法、誘電泳動などの他の電気的方法、等々、およびそれら方法の任意な組み合わせといったような他の方法を介してＤＭＦカートリッジ１１０内で取扱い操作することができる。
操作中、照明源１５４からの励起光１３２は、ＲＩセンサー１３０に向かう。ＲＩセンサー１３０は、調査されている液滴（例えば、サンプル液滴１４０）に入射光を導く。次いで、放出光１３４は、処理のための光学測定デバイス１５６に戻される。改めて言うと、ＲＩセンサー１３０（センシング面）の調査は、透過、反射および／またはエバネッセントモードで実施することができる。
ＤＭＦシステム１００、ＤＭＦ器機１０５、および／またはＤＭＦカートリッジ１１０では、１つ以上のＲＩセンサー１３０を読み取るための複数の異なる基本設計概念（architectures）が可能である。その実施例を、図７Ａ～図１１につき以下に示す。
ここで図７Ａ、図７Ｂ、および図７Ｃにつき説明すると、これらは、集積型ＲＩセンシングの複数のチャネルを含むＤＭＦシステム１００のＤＭＦカートリッジ１１０の実施例における、それぞれの上面図ならびに第１および第２の断面図である。例えば、ＤＭＦシステム１００は、集積型ＲＩセンシングのＸ個以上のチャネルを含むことができる（例えば、Ｘ＝２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１２、２０、３０、４０、または５０）。この実施例では、ＤＭＦカートリッジ１１０は、複数のＲＩセンサー１３０を含み、各ＲＩセンサー１３０は、ＲＩセンシングチャネルに相関している。
例えば、複数のＲＩセンサー１３０（例えば、ＲＩセンサー１３０Ａ、１３０Ｂ、１３０Ｃ、１３０Ｄ、１３０Ｅ）は、ＤＭＦカートリッジ１１０内のラインに沿って配置される。図７Ａに示されるように、アパーチャ１７０は、複数のＲＩセンサー１３０のラインに交差して範囲が渡り及ぶ。アパーチャ１７０は、例えば、図７Ｂおよび図７Ｃに示されるように、ＤＭＦカートリッジ１１０の下部基板１１２に設けられる。したがって、照明は、アパーチャ１７０を通して、および複数のＲＩセンサー１３０のラインを横切って照射され得る。アパーチャ１７０は、下部基板１１２が光学的に透明でない実施形態において必要とされ得る。
図７Ｂおよび図７Ｃは、図７Ａの線Ａ－Ａに沿って取られた断面図である。図７Ｂは、照明源１５４がＤＭＦカートリッジ１１０の上部基板１１４側に配置され、光学測定デバイス１５６が下部基板１１２側に配置される構成を示す。この実施例では、アパーチャ１７０は、放出光１３４が下部基板１１２を通過して光学測定デバイス１５６に到達するための開口部を提供する。これとは対照的に、図７Ｃは、光学測定デバイス１５６がＤＭＦカートリッジ１１０の上部基板１１４側に配置され、照明源１５４が下部基板１１２側に配置される構成を示す。この実施例では、アパーチャ１７０は、励起光１３２が下部基板１１２を通過して照明源１５４に到達するための開口部を提供する。
図７Ｂおよび図７Ｃに示されるいずれかの構成において、光学測定デバイス１５６は、アパーチャ１７０によって設けられた開口部を通して、ＲＩセンサー１３０Ａ、１３Ｂ、１３０Ｃ、１３０Ｄ、１３０Ｅをサンプリングすることができる。光学測定デバイス１５６は、例えば、ライン走査ハイパースペクトルイメージャ（line-scan hyperspectral imager）（例えば、ハイパースペクトル撮像（ＨＳＩ）カメラ）とすることができ、したがって、個別のセンサースポットのそれぞれからのスペクトルを独立して同時捕捉することを可能にする。別の例では、光学測定デバイス１５６は、その視野を変更し得る素子（例えば、走査ミラーまたは空間光変調器）を含むことができ、したがって、各チャネルに対する捕捉の経時的分離を可能にする。
ここで図８Ａ、図８Ｂ、および図８Ｃにつき説明すると、これらはそれぞれ、集積型ＲＩセンシングの複数のチャネルを含むＤＭＦシステム１００のＤＭＦカートリッジ１１０の別の実施例の、上面図ならびに第１および第２の断面図である。この構成は、アパーチャ１７０が個々の光ファイバー１７２で置き換えられていることを除いて、図７Ａ、図７Ｂ、および図７Ｃに示したものとほぼ同一である。例えば、光ファイバー１７２Ａ、１７２Ｂ、１７２Ｃ、１７２Ｄ、１７２Ｅは、各々、ＲＩセンサー１３０Ａ、１３Ｂ、１３０Ｃ、１３０Ｄ、１３０Ｅに相関する。
この例では、光ファイバー１７２は、図８Ｂおよび図８Ｃに示したように、下部基板１１２を通して導入される下部エントリーファイバーとすることができる。各ＲＩセンサー１３０は、光ファイバー１７２の先端に層を形成する。それぞれの光ファイバー１７２は、いずれか１つまたは複数の光学測定デバイス１５６（図８Ｂ）もしくは照明源１５４（図８Ｃ）に付随することができる。複数の光ファイバー１７２は、任意なパターンで配置してよい（一列に並べる必要はない）。
図８Ｂおよび図８Ｃは、透過モードでの動作を示しているが、別の実施例では、複数の光ファイバー１７２は、反射モードで調査することができる（励起光１３２および放出光１３４が同一方向に結合され、また読み取られる）。さらに、図８Ａ、図８Ｂ、および図８Ｃは、下部基板１１２に設置された複数の光ファイバー１７２を示すが、別の実施例では、複数の光ファイバー１７２を上部基板１１４に設置することができる。
ここで図９につき説明すると、これは、集積型ＲＩセンシングの複数のチャネルを調査するための走査型光学測定デバイスおよび背面点灯照明を含むＤＭＦシステム１００の実施例の斜視図である。例えば、ＤＭＦシステム１００は、走査型光学測定デバイス１５６’およびバックライト照明源１５４’を含むことができる。一実施例では、走査型光学測定デバイス１５６’は、一列に配列された１つまたは複数のＲＩセンサー１３０からデータを取得するライン走査ハイパースペクトルイメージャ（例えば、ハイパースペクトル撮像（ＨＳＩ）カメラ）とすることができる。ＲＩセンサー１３０は、バックライト照明源１５４’と走査型光学測定デバイス１５６’との間に配置される（したがって、背面点灯構成で配置される）。この構成では、ＲＩセンサー１３０のラインは、走査型光学測定デバイス１５６’に配置されたスリットを用いて「遠隔で」スキャンすることができる。
一例では、バックライト照明源１５４’は、ＤＭＦカートリッジ１１０内に集積されたＬＥＤの形態とすることができる、または遠隔照明源の形態とすることができる。例えば、図１０は、ＤＭＦカートリッジ１１０の下部基板１１２に設置されたＬＥＤ光源１７４を示す。
ここで図１１につき説明すると、これは、フロントライト付き照明および集積型ＲＩセンシングを含むＤＭＦシステム１００の実施例の側面図である。例えば、ＤＭＦシステム１００のこの構成では、測定は、同軸照明（すなわち、光学測定デバイス側と同じ側のＲＩセンサー１３０の照明）を使用して実施される。一例では、光学測定デバイス１５６は、走査型光学測定デバイス１５６’とすることができる。一実施例では、照明源１５４は、光学測定デバイス１５６の集光光学系（collection optics）の周りに配置された光源の形態とすることができる。別の実施例では、照明源１５４は、完全に同軸の照明を可能にするビームスプリッター１７６の形態とすることができる。システムの性能を最大化するために、明視野撮像および拡散撮像などの他の照明技術が使用され得る。
集積型ＲＩセンシングを含むＤＭＦシステム１００の別の実施形態において、ＤＭＦシステム１００は、線形光学変換器（例えば、線形光学測定デバイス１５６）を含む。この実施例では、ＲＩセンサー１３０または線形光学変換器の視野のいずれかが、スキャンされているラインに対して垂直な方向に移動される（したがって、プッシュ空間データ（pushroom data）取得を可能にする）。これにより、ＤＭＦシステム１００は、ライン走査システムを使用して２次元画像を取得することができる。この実施例は、先の実施形態と組み合わせられ得、それにより、任意の２Ｄパターンにおけるセンサー表面の分布を可能にする。
集積型ＲＩセンシングを含むＤＭＦシステム１００のさらに別の実施形態において、ＤＭＦシステム１００は、ＲＩセンサー１３０の２Ｄ画像およびスペクトル分解画像を同時に取得することができる空間スペクトル光学変換器（例えば、空間スペクトル光学測定デバイス１５６）を含む。このことは、２Ｄセンサー表面からの任意なリアルタイムデータ取得を可能にする。これは、背面点灯照明または前面点灯照明と組み合わせることができる。
ここで図１２につき説明すると、これは、集積型ＲＩセンシングを含むＤＭＦシステム１００および／またはＤＭＦカートリッジ１１０を使用する方法２００の実施例のフロー図である。方法２００は、限定しないが、以下のステップを含むことができる。
ステップ２１０で、集積型ＲＩセンシングを含むＤＭＦシステムおよび／またはＤＭＦカートリッジを準備する。例えば、ＤＭＦカートリッジ１１０の液滴操作ギャップ１１６に集積型ＲＩセンサー１３０を含むＤＭＦシステム１００および／またはＤＭＦカートリッジ１１０を、例えば、図２～図１１に示されるように準備する。
ステップ２１５で、処理される液滴は、ＤＭＦカートリッジのセンシング領域に輸送される。例えば、ここで図２～図１１につき説明すると、処理されるサンプル液滴１４０は、液滴操作を使用して、ＤＭＦカートリッジ１１０の検出スポット１５８に輸送され得るが、ここで、検出スポット１５８は、ＲＩセンサー１３０にある。
ステップ２２０で、光センシング操作は、集積型ＲＩセンシングを使用してＤＭＦカートリッジ内で実施される。例えば、ここで図２～図１１につき説明すると、光センシング操作は、ＤＭＦカートリッジ１１０の液滴操作ギャップ１１６、照明源１５４、および光学測定デバイス１５６に集積型ＲＩセンサー１３０を使用して、ＤＭＦカートリッジ１１０において実施される。操作中、照明源１５４からの励起光１３２は、ＲＩセンサー１３０に向かう。ＲＩセンサー１３０は、調査されている液滴（例えば、サンプル液滴１４０）に入射光を導く。次いで、放出光１３４は、処理のために光学測定デバイス１５６に戻される。ＲＩセンサー１３０（センシング面）の調査は、透過、反射および／またはエバネッセントモードで実施することができる。
要約として、またここで再び図１～図１１につき説明すると、ＤＭＦシステム１００、ＤＭＦカートリッジ１１０、および／または方法２００は、局所的な光学的調査技術を可能にするために、使い捨てカートリッジ（例えば、ＤＭＦカートリッジ１１０）に直接的に集積されたＲＩセンサー１３０を用いる。従来の方法と比較して、ＤＭＦシステム１００、ＤＭＦカートリッジ１１０、および／または方法２００におけるデジタルマイクロ流体とＲＩセンシングとの集積化が、局所的な光学的調査技術を可能にする。
長年の特許法の慣習に従い、「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」という用語は、特許請求の範囲を含め、本出願で使用される場合、「１つまたは複数（one or more）」を指す。したがって、例えば、「対象物（a subject）」への言及は、文脈が明らかに反対である場合（例えば、複数の対象物）等々を除いて、複数の対象物を含む。
本明細書および特許請求の範囲を通じて、「備える（“comprise”, “comprises”, & “comprising”）」という用語は、文脈上別段の必要がある場合を除いて、非排他的な意味で使用される。同様に、「含む（include）」という用語とその文法上の変形は、リスト内の項目の記載が、リストされた項目に置き換えられたり追加されたりし得る他の同様の項目を除外しないように、非限定的であることを意図する。
本明細書および添付の特許請求の範囲の目的のために、特に明記しない限り、量、サイズ、寸法、比率、形状、配合、パラメータ、パーセンテージ、数量、特性、および明細書および特許請求の範囲で使用される他の数値を表すすべての数値は、すべての場合において「約（about）」という用語によって（たとえ「約」という用語が、値、量または範囲で明示的に表示されない場合があっても）修飾されると理解されるべきである。したがって、反対が示されない限り、以下の明細書および添付の特許請求の範囲に記載されている数値パラメータは、正確でないし、正確である必要はないが、対象物によって得られることを求められる所望の特性に応じて、公差、変換係数、四捨五入、測定誤差など、および当業者に知られている他の要因を反映して、必要に応じて概算値および／またはより大きい若しくは小さいものとすることができる。例えば、値に言及する場合の「約」という用語は、特定された量から、いくつかの実施形態では±１００％、いくつかの実施形態では±５０％、いくつかの実施形態では±２０％、いくつかの実施形態では±１０％、いくつかの実施形態では±５％、いくつかの実施形態では±１％、いくつかの実施形態では±０．５％、およびいくつかの実施形態では±０．１％の変動を包含することを意味することができ、そのような変動は、開示された方法を実施するため、または開示された組成物を使用するために適切である。
本開示は、ハードウェア、ソフトウェア、またはそれらの組み合わせを使用して実装することができ、および１つ以上のコンピュータシステムまたは他の処理システムに実装することができる。一態様では、本開示は、本明細書に記載の機能を実行することができる１つ以上のコンピュータシステムを企図する。
さらに、「約（about）」という用語は、１つ以上の数値または数値範囲に関連して使用される場合、範囲内のすべての数値を含むそのようなすべての数値を指し、また、記載された数値の上下の境界を拡張することによってその範囲を修飾することを意味すると理解されるべきである。エンドポイントによる数値範囲の記載は、その範囲内（例えば、１～５の列挙は、１、２、３、４、および５、ならびにその分数値、例えば１.５、２.２５、３.７５、４.１などを含む）およびその範囲内の任意の範囲に含まれるすべての数値、例えば、その小数部を含む整数を含む。
「好ましくは（preferably）」、「一般的に（commonly）」、および「典型的に（typically）」のような用語は、請求される実施形態の範囲を制限するため、または特定の特徴が請求される実施形態の構造もしくは機能にとって重要もしくは必須であることを意味するために本明細書で使用されるものではない。これらの用語は、本開示の特定の実施形態で利用される場合もされない場合もある代替または追加の特徴を強調することを意図している。
「ほぼ（substantially）」という用語は、本明細書では、任意の定量的比較、値、測定、または他の表現に起因し得る固有の不確実性の程度を表すために、および、問題となる対象物の基本的な機能に変化をもたらすことなく定量的表現が記載された参照から変化し得る程度を表すために使用される。
「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」という用語は、特許請求の範囲を含めて、本出願で使用される場合、「１つまたは複数」を指す。したがって、例えば、「対象物（a subject）」への言及は、文脈が明らかに反対である場合（例えば、複数の主題）等々を除いて、複数の対象物を含む。
「備える（“comprise”, “comprises”, & “comprising”）」、および「含む（“include”, “includes”, “including”）」という用語は、非限定的であることが意図されており、リスト内の項目の記載は、リストされた項目に置き換えられたり追加されたりし得る他の同様の項目を除外するものではない。
本開示の範囲および精神から逸脱することなく、本開示の開示された方法、組成物および使用の様々な修正および変形が当業者に自明であろう。本開示は、特定の好ましい態様または実施形態に関連して開示されてきたが、請求される本開示は、そのような特定の態様または実施形態に過度に限定されるべきではないことを理解されたい。
Claims (21)
- 器機と共に使用するためのカートリッジであって、
前記カートリッジの液滴操作ギャップ内の液滴に対して液滴操作を実施するように動作する複数のエレクトロウェッティング電極を含むデジタルマイクロ流体と、
１つ以上のエレクトロウェッティング電極に近接した前記液滴操作ギャップに露出された屈折率センサーであって、該１つ以上のエレクトロウェッティング電極の上に存在する液滴が該屈折率センサーに接触することができ、該１つ以上のエレクトロウェッティング電極および該屈折率センサーの配置が液滴調査部位を規定するものである、屈折率センサーと、
を備える、カートリッジ。 - 請求項１に記載のカートリッジにおいて、前記カートリッジは、トッププレートを含み、かつ、前記屈折率センサーは、トッププレートに取り付けられている、カートリッジ。
- 請求項１に記載のカートリッジにおいて、前記屈折率センサーは、前記液滴操作ギャップに取り付けられている、カートリッジ。
- 請求項１に記載のカートリッジにおいて、前記液滴操作ギャップは、ほぼ平行な平面内のトッププレートおよびボトムプレートによって規定され、かつ、前記屈折率センサーは、前記液滴操作ギャップに取り付けられ、該ほぼ平行な平面に対して直交するセンサー面を有する、カートリッジ。
- 請求項１～４のいずれか一項に記載のカートリッジにおいて、前記屈折率センサーは導波路の先端として設けられる、カートリッジ。
- 請求項１～５のいずれか一項に記載のカートリッジにおいて、さらに、Ｘ個以上（Ｘ≧２）の屈折率センシングチャネルを備える、カートリッジ。
- 請求項１～６のいずれか一項に記載のカートリッジにおいて、さらに、Ｘ本以上（Ｘ≧２）の光ファイバーを備える、カートリッジ。
- 請求項１～５のいずれか一項に記載のカートリッジにおいて、さらに、Ｘ個以上（Ｘ≧１０）の屈折率センシングチャネルを備える、カートリッジ。
- 請求項１～５または８のいずれか一項に記載のカートリッジにおいて、さらに、Ｘ個以上（Ｘ≧５０）の屈折率センシングチャネルを備える、カートリッジ。
- 請求項１～９のいずれか一項に記載のカートリッジにおいて、さらに、前記屈折率センサーおよび前記液滴操作ギャップ側とは反対側に取り付けられたレンズを備える、カートリッジ。
- システムであって、
請求項１～１０のいずれか一項に記載のカートリッジと、並びに
前記カートリッジを制御するための電子機器を含み、かつ、電子的結合および制御をもたらすよう該カートリッジを取り付ける手段、を含む器機と、
を備える、システム。 - 請求項１１に記載のシステムにおいて、さらに、１つ以上の液滴調査部位を照明するように構成された１つ以上の照明源を備える、システム。
- 請求項１１または１２に記載のシステムにおいて、さらに、１つ以上の液滴調査部位からの光を検出するように配置された１つ以上の光学測定デバイスを備える、システム。
- 請求項１１～１３のいずれか一項に記載のシステムにおいて、さらに、透過モードで動作するように液滴調査部位に関して配置された照明源および光学測定デバイスを備える、システム。
- 請求項１１～１４のいずれか一項に記載のシステムにおいて、さらに、反射モードで動作するように液滴調査部位に関して配置された照明源および光学測定デバイスを備える、システム。
- 請求項１１～１５のいずれか一項に記載のシステムにおいて、さらに、複数の液滴調査部位をスキャンするように構成された走査型光学測定デバイスを備える、システム。
- 請求項１１～１６のいずれか一項に記載のシステムにおいて、前記照明源は前記カートリッジに集積されている、システム。
- 請求項１１～１７のいずれか一項に記載のシステムにおいて、前記照明源は、前記カートリッジに集積された発光ダイオードを含む、システム。
- 請求項１１～１８のいずれか一項に記載のシステムにおいて、前記照明源は同軸照明源を含む、システム。
- 請求項１１～１９のいずれか一項に記載のシステムを準備するステップと、
液滴操作ギャップにサンプル液滴を装荷するステップと、
前記サンプル液滴に対して１つ以上のサンプル処理ステップを実行して、分析準備が整った液滴を生成するステップと、
液滴調査部位で分析準備が整った液滴の屈折率分析を実行するステップと、
を備える、方法。 - 請求項２０に記載の方法において、１つ以上の前記装荷ステップ、または１つ以上の前記サンプル処理ステップは、エレクトロウェッティングを介した液滴操作を使用して実行される、方法。
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