用于液滴产生和/或流体操纵的系统和方法与流程

相关申请

本申请要求美国临时专利申请No.61/540194的优先权，该美国临时专利申请No.61/540194的申请日为2011年9月28日，标题为“Systems and Methods for Droplet Production and/or Fluidic Manipulation”，申请人为Sperling等，该文献的全部内容结合在本申请中，作为参考。

政府资助

得到本发明多个方面的研究至少部分由National Science Foundation赞助，授予号为DMR-1006546和DMR-0820484。美国政府在本发明中有某些权利。

技术领域

本发明通常涉及用于操纵流体和/或制造液滴的系统和技术。

背景技术：

微流体学是涉及在非常小的尺度上控制流体流的技术领域。微流体装置通常包括非常小的槽道，流体在该槽道内流动，该槽道能够分支，或者以其它方式布置成使得流体能够相互组合、能够将流体转移至不同位置、引起在流体之间的层流、稀释流体等。主要的努力集中到“芯片实验室”的微流体技术，其中，研究人员试图在非常小的尺度上在“芯片”或微流体装置上执行已知的化学或生物反应。另外，在宏观尺度上不需要知道的新技术利用微流体学来发展。

例如，操纵流体以便形成合适形状的流体流、不连续的流体流、液滴、颗粒、分散液等(目的是流体传送、产品制造、分析等)是相对良好研究的技术。例如，高度单分散的液滴(小于100微米直径)已经利用通常称为流动聚焦的技术来产生。在该技术中，迫使流体从毛细管中出来进入液体池中，其中，管定位在小孔上面，且通过该孔的外部液体收缩流使得气体聚焦至细射流，该细射流随后通过毛细管不稳定性而破碎成等尺寸的液滴。类似的结构能够用于产生在空气中的液体液滴。

不过，尽管有这些进步，还需要改进在产生液滴中有用的技术。

技术实现要素：

本发明通常涉及用于操纵流体和/或制造液滴的系统和技术。在一些示例中，本发明的主题涉及相互关联的产品、对于特殊问题的可选方案和/或一个或多个系统和/或物品的多个不同用途。

在一个方面，本发明通常涉及一种方法。在一组实施例中，该方法包括以下操作：提供微流体装置，该微流体装置包括多个液滴制造单元，其中，基本各液滴制造单元可以与不同液滴流体源和公共载体流体源流体连通；向基本全部的不同液滴流体源施加基本相同的压力和/或压力降，以便使得液滴流体从不同液滴流体源运动到微流体装置中；以及在该微流体装置中产生包括多个液滴的组，其中，该组的基本各液滴可以包括只来自该不同液滴流体源中的一个的液滴流体。在一些实施例中，该组的多个液滴可以包含在来自公共载体流体源的载体流体内。

在另一组实施例中，方法包括以下操作：提供微流体装置，该微流体装置包括多个流体单元，其中，基本各流体单元与不同第一流体源和公共第二流体源流体连通；向基本全部的不同第一流体源施加基本相同的压力和/或压力降，以便使得第一流体从不同第一流体源运动到微流体装置中；以及在该微流体装置的基本各流体单元中产生多个第一和第二流体的混合物。在一些示例中，该多个混合物中的基本各混合物包括只来自不同第一流体源中的一个的第一流体和来自公共第二流体源的第二流体。

在另一组实施例中，本发明涉及一种物品。根据一组实施例，该物品包括微流体装置，该微流体装置包括多个液滴制造单元。在一些示例中，基本各液滴制造单元与不同液滴流体源和公共载体流体源流体连通。在一些示例中，液滴制造单元定位成大约9mm、大约4.5mm或大约2.25mm的重复间距。

在另一组实施例中，物品包括微流体装置，该微流体装置包括多个液滴制造单元。在一些实施例中，基本各液滴制造单元与不同液滴流体源和公共载体流体源流体连通。在某些示例中，至少一个液滴制造单元包括：进口，用于从不同液滴流体源中的一个接收液滴流体，其中，该进口通过第一微流体槽道而与微流体槽道的交叉部流体连通；以及第二微流体槽道，该第二微流体槽道从该交叉部伸出，其中，该第二微流体槽道与公共载体流体源流体连通。在一些示例中，第一或第二微流体槽道中的至少一个具有在液滴制造单元内的长度，该长度大于液滴制造单元的最大尺寸的两倍。

在还一组实施例中，物品包括微流体装置，该微流体装置包括多个液滴制造单元。在一些实施例中，基本各液滴制造单元与不同液滴流体源和公共载体流体源流体连通。在一些实施例中，至少一个液滴制造单元包括：进口，用于从不同液滴流体源中的一个接收液滴流体，其中，该进口通过第一微流体槽道而与微流体槽道的交叉部流体连通；以及第二微流体槽道，该第二微流体槽道从该交叉部伸出，其中，该第二微流体槽道与公共载体流体源流体连通。在一些示例中，第一或第二微流体槽道中的至少一个有第一部分和第二部分，该第二部分与第一部分基本反平行。

在另一组实施例中，物品包括：微流体装置，该微流体装置包括多个液滴制造单元；增压流体，该增压流体与基本全部的不同液滴流体源流体连通；以及压力源，该压力源能够改变增压流体的压力。在一些实施例中，基本各液滴制造单元与不同液滴流体源和公共载体流体源流体连通。

在还一组实施例中，物品包括微流体装置，该微流体装置包括多个流体单元。在一些示例中，基本各流体单元与不同第一流体源和公共载体第二流体源流体连通。在某些实施例中，至少一个流体单元包括：进口，用于从不同第一流体源中的一个接收第一流体，其中，该进口通过第一微流体槽道而与微流体槽道的交叉部流体连通；以及第二微流体槽道，该第二微流体槽道从该交叉部伸出，其中，该第二微流体槽道与公共第二流体源流体连通。在一些实施例中，第一或第二微流体槽道中的至少一个具有在流体单元内的长度，该长度大于流体单元的最大尺寸的两倍。

在还一组实施例中，物品大致涉及一种微流体装置，该微流体装置包括多个流体单元，其中，基本各流体单元与不同第一流体源和公共第二流体源流体连通。在一些实施例中，至少一个流体单元包括：进口，用于从不同第一流体源中的一个接收第一流体，其中，该进口通过第一微流体槽道而与微流体槽道的交叉部流体连通；以及第二微流体槽道，该第二微流体槽道从该交叉部伸出，其中，该第二微流体槽道与公共第二流体源流体连通。在一些实施例中，第一或第二微流体槽道中的至少一个有第一部分和第二部分，该第二部分与第一部分基本反平行。

根据还一组实施例，物品可以大致涉及一种微流体装置，该微流体装置包括：多个流体单元，其中，基本各流体单元与不同第一流体源和公共第二流体源流体连通；增压流体，该增压流体与基本全部的不同第一流体源流体连通；以及压力源，该压力源能够改变增压流体的压力。

根据另一方面，本发明包括制造这里所述的一个或多个实施例的方法，例如多个液滴，它可以包括不同的液滴流体源。在还一方面，本发明包括使用这里所述的一个或多个实施例的方法，例如多个液滴，它可以包括不同的液滴流体源。

当结合附图考虑时，通过下面对本发明各种非限定实施例的详述将清楚本发明的其它优点和新特征。当本说明书与被本文通过参考结合的文件包含冲突和/或不一致的公开内容时，则以本说明书为准。如果被本文通过参考结合的两篇或更多的文件相互之间包括冲突和/或不一致的公开内容，则以有效日期在后的文件为准。

附图说明

下面将参考附图通过示例介绍本发明的非限定实施例，附图是示意性的，将并不按比例画出。在附图中，所示的各相同或几乎相同的部件通常由单个标号表示。为了清楚，当图示并不是本领域普通技术人员理解本发明所必须时，并不是每个部件在每个图中都标号，也不是本发明各实施例的每一个部件都标号。附图中：

图1A-1B表示了根据本发明的某些实施例用于制造液滴的装置；

图2表示了本发明另一实施例中的流体单元；

图3A-3B表示了在本发明还一实施例中的、包括多个液滴制造单元的微流体装置；以及

图4A-4B表示了根据本发明另一实施例的另外液滴制造单元。

具体实施方式

本发明通常涉及用于操纵流体和/或制造液滴的系统和技术。在某些方面，本发明通常涉及液滴产生。液滴可以由来自不同源的流体形成。在一组实施例中，本发明涉及一种微流体装置，该微流体装置包括多个液滴制造单元和/或其它流体单元，在一些示例中，这些液滴制造单元和/或其它流体单元可以基本相同。在某些实施例中，基本各流体单元可以与不同的第一流体源和公共的第二流体源流体连通。在一个方面，基本相同压力可以施加给基本全部的不同流体源，这可以用于使得流体从不同源进入微流体装置内。在一些示例中，流体可以在流体单元内相互作用，例如通过反应，或者用于在微流体装置中产生液滴。在一些示例中，液滴可以用于例如形成液滴库。

下面参考图1介绍本发明一个方面的一个非限定示例。在该图中，微流体系统10包括多个液滴流体源21、22、23、24和25，各液滴流体源21、22、23、24和25容纳液滴流体31、32、33、34和35。尽管这里只表示了5个液滴流体源，但这只是解释，在本发明的其它实施例中，可以有其它数目的液滴流体源。作为非限定示例，可以有6、24、96、384或1536个液滴流体源。

在各液滴流体源中的液滴流体可以各自相同或不同。例如，可以在各液滴流体源21、22、23、24和25中存在一种或一种以上类型的液滴流体。在一些示例中，液滴流体能够基本相同，除了一些或全部液滴流体源可以包含不同粒种(species)。作为非限定示例，液滴流体源21、22、23、24和25等可以包含相同的液滴流体，除了包含不同粒种和/或不同浓度的相同粒种外。在图1中，在各液滴流体源中的液滴流体画上不同阴影线，以便帮助识别。

管41、42、43、44和45插入各液滴流体源21、22、23、24和25中。这些管可以有相同或不同的尺寸和直径。来自源21、22、23、24和25的液滴流体流过管41、42、43、44和45进入容纳于微流体装置58中的多个液滴制造单元51、52、53、54和55内。流体可以利用任意合适的技术而进入微流体装置58中。例如，泵(例如注射泵)可以用于将流体泵送至微流体装置58中，或者流体能够通过毛细作用而吸入其中。在一组实施例中，使用外部压力；如图1中所示，多个液滴流体源21、22、23、24和25通向周围环境15中，在一些实施例中，周围环境的压力可以增加(例如相对于微流体装置58内的压力，从而液滴流体由压力差驱动至微流体装置58内)。例如，微流体装置58可以容纳于压力腔室中，在压力腔室中的压力可以进行控制，以便控制流体从液滴流体源21、22、23、24和25传送至微流体装置58中。

微流体装置58还包含槽道66，该槽道66与载体流体62的源64流体连通。载体流体62通过微流体装置58内的槽道66而流向液滴制造单元51、52、53、54和55等。尽管在该示例中只表示了一个槽道66，但是这只是示例，在其它实施例中，可以有多于一个这样的槽道与载体流体62的源64流体连通。来自源64的载体流体62可以使用与上述类似的技术而进入微流体装置58内；例如，一个或多个泵能够用于传送载体流体，或者流体可以通过毛细作用来流动。在另一示例中，如图1中所示，在周围环境16和微流体装置58内的压力之间的压力差可以用于使得载体流体62朝着液滴制造单元51、52、53、54和55等运动。周围环境16可以与包围多个液滴流体源21、22、23、24和25等的环境15相同。例如，包围环境16的压力可以与环境15的压力相同(或者为不同压力)。另外，在一些实施例中，用于使得载体流体62进入微流体装置58的技术可以与用于使得液滴流体31、32、33、34和35等进入微流体装置的技术相同或不同。作为非限定示例，压力可以用于使得液滴流体31、32、33、34和35进入微流体装置58中，同时泵(例如注射泵)可以用于使得载体流体62进入微流体装置58中。

在液滴制造单元51、52、53、54和55内可以产生多个液滴71、72、73、74和75，从而液滴流体31、32、33、34和35形成由公共载体流体62包围的离散液滴。如图1中所示，液滴收集在微流体装置58内的收集器槽道77中。尽管在图中表示了一个收集器槽道，但这只是示例，在其它实施例中，可以使用多个收集器槽道。例如，在一些实施例中，一些或全部液滴制造单元可以有单独的收集器槽道，例如通向公共容器和/或多个容器，例如在一些示例中为分开的容器。在一些实施例中，由各个液滴制造单元制造的液滴能够混合在一起，如图中所示，尽管在其它实施例中，液滴可以保持分离。在该图中，液滴在收集器槽道77内组合，以便形成包含在公共载体流体内的多个液滴，其中，该多个液滴可以相同或不同。在一些示例中，液滴也可以随机地混合在一起。然后，该多个液滴从收集器槽道77收集，用于多种用途，例如如图所示通过在收集器槽道77的出口处收集液滴79。

如上所述，在多个实施例中，多个液滴制造单元51、52、53、54和55用于将液滴流体和载体流体组合在一起，以便形成由载体流体包围或包含的液滴流体液滴。下面参考图1B来示例说明通过液滴制造单元来产生这种液滴的方法的非限定示例。其它示例在下面更详细介绍。

在图1B中，液滴流体105(例如从与液滴流体源流体连通的管中出现，如前所述)在进口108处(例如从纸张的平面外)进入液滴制造单元100。如这里所示，进口108为基本圆形，尽管其它形状也可以。然后，液滴流体105通过槽道102而离开进口108。载体流体115(例如从与载体流体源流体连通的槽道中出现)也进入液滴制造单元100。在该示例中，载体流体115从液滴制造单元100的顶部通过进口118而进入槽道119中。在交叉部117处，槽道119分成两个槽道111、112，各槽道111、112沿不同方向绕进口105流动，最终在交叉部130处与来自进口108的槽道102相交。在交叉部130处，载体流体流和液滴流体流导致形成液滴流体的液滴135，该液滴135由载体流体包围。然后，液滴135可以通过出口槽道138和出口139而离开。

如上所述，本发明的多个方面大致涉及用于制造液滴的方法和系统和/或例如在微流体系统中操纵流体的方法。在某些实施例中，来自一个或多个第一流体源的一种或多种流体能够与来自一个或多个第二流体源的一种或多种第二流体组合或混合，例如在流体单元中。可以有一个或多个流体单元存在于微流体装置中，且在一些实施例中，流体单元可以基本相同。例如，在一些示例中，来自一个或多个液滴流体源的一种或多种液滴流体能够与来自一个或多个载体流体源的一种或多种载体流体组合，以便产生包含在载体流体内的液滴。流体可以在一个或多个液滴制造单元内组合，该液滴制造单元例如包含在微流体装置中，且在一些示例中，液滴制造单元可以基本相同。

一个或多个第二流体源(例如载体流体或其它合适流体)可以用于本发明的多个实施例中。例如，可以有2、3、4、5、6等个流体源。在一些示例中，公共流体源用于将流体供给基本所有流体单元；例如，公共载体流体源能够用于将载体流体供给在微流体装置内的基本全部液滴制造单元。流体源能够布置在微流体装置中，或者定位在微流体装置外部。例如，公共流体源可以包括一个或多个容器，例如小瓶、安瓿、烧杯、瓶、长颈瓶、微孔板(microwell plate)、吸液管等。当使用一个以上容器时(例如通过多个公共流体源)，容器可以独立地相同或不同。

也可以有一个或多个第一流体源。例如，如前所述，液滴能够使用一个或多个液滴流体源来产生，例如当在希望产生液滴库时。存在的流体源可以独立地相同或不同。例如，在一个实施例中，在多个流体源内的流体可以各自基本相同；在另一实施例中，在流体源内的各流体可以不同或可区分。不过，在某些实施例中，一些(但不是全部)流体源基本相同，例如当需要双重、三重等的某种流体时。在一些实施例中，一些或全部流体源可以基本相同，除了存在包含于一些或全部流体中的一种或多种粒种。例如，不同流体源可以包括不同粒种和/或不同浓度的相同粒种(和/或它们的任意组合)。例如，在一些实施例中，基本各不同流体源包含相同溶剂；例如，不同流体源可以包含相同溶剂但是不同粒种，和/或多个浓度的相同粒种(和/或它们的任意组合)。

可以有任意数目的流体源。例如，可以有2个或更多、3个或更多、4个或更多、5个或更多、6个或更多、10个或更多、15个或更多、20个或更多、24个或更多、30个或更多、35个或更多、40个或更多、45个或更多、50个或更多等的流体源。在一个实施例中，有2n x 3n或更多的流体源，其中，n是正整数，例如n可以是1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16等。

流体源可以存在于任意合适形式。例如，流体源可以包括一个或多个容器，例如小瓶、安瓿、烧杯、瓶、长颈瓶、微孔板、吸液管等，或者这些和/或其它合适容器的任意组合。当使用一个以上容器时，容器可以独立地相同或不同。在一组实施例中，例如流体可以容纳于微孔板的一个或多个微孔中，微孔板例如ANSI微孔板。很多这样的ANSI微孔板为本领域普通技术人员已知，典型地，ANSI微孔板将包含2n x 3n个孔，其中，n是正整数。因此，例如，可以有6、24、96、384、1536等个液滴流体源，例如在ANSI微孔板形式中。不过，应当知道，并不必须使用ANSI微孔板的所有孔，在微孔板上的一些微孔可以保留空着或者并不用作装置的流体源。因此，例如，能够使用微孔板上的大约1/2、大约1/3、大约1/4、大约2/3或者任意其它合适分数的微孔。

在另一方面中，流体源可以与一个或多个流体单元流体连通，例如液滴制造单元。例如，一个或多个管、槽道等能够定位在流体源和一个或多个流体单元之间，且当存在多于一个流体单元时，与流体源的各流体连通可以独立地相同或不同。根据一些实施例，流体单元可以用于使得第一流体(例如来自第一流体源)和第二流体(例如来自第二流体源)混合或反应。例如，如后面更详细所述，流体单元可以用作液滴制造单元，该液滴制造单元能够用于使得来自第一流体源的第一流体(或液滴流体)与来自第二流体源的第二流体(或载体流体)组合，以便产生液滴流体包含在载体流体内的液滴。

可以有任意数目的这种流体单元，例如在微流体装置中。在一些示例中，在微流体装置中可以有与ANSI微孔板上的微孔相同数目的流体单元，例如微流体装置将与该ANSI微孔板连接(例如，用作流体源的ANSI微孔板)。因此，在一组实施例中，在装置中可以有2n x3n个流体单元，其中n是正整数，例如可以有6、24、96、384、1536等个流体单元。不过，在其它实施例中，可以只使用ANSI微孔板的一部分。因此，例如在装置中的流体单元的数目能够是在微孔板上的微孔数目的大约1/2、大约1/3、大约1/4、大约2/3或者任意其它合适分数。还在其它实施例中，在微流体装置中可以有任意数目的流体单元。例如，在微流体装置中可以有1、2、3、4、5、6、8、10、12、15、20、25、30、35、40、50、60、75、100、200、300等个流体单元。

在一些示例中，当存在多于一个流体单元时，流体单元可以相同或者至少基本相同，例如忽略方位、旋转、偏转、平移等。例如在流体单元相同或至少基本相同的实施例中，流体单元能够定位在任意合适的重复间距处。作为非限定示例，在ANSI微孔板用作流体源的某些实施例中，流体单元能够定位在大约9mm、大约4.5mm、大约2.25mm的重复间距，或者在通常存在于ANSI微孔板中的任何其它重复间距。

在一组实施例中，流体单元(例如液滴制造单元)能够包括在交叉部相交的多个槽道，例如微流体槽道。在一些示例中，在流体单元内的该多个槽道中的一些或全部为基本平面的，例如没有在流体单元内一个槽道在另一槽道上面的“桥接件”或者非接触相交，且在一些示例中，整个流体单元可以基本为平面的。

作为示例，在一组实施例中，流体单元可以包括保持第一流体(例如液滴流体)的第一槽道和保持第二流体(例如载体流体)的第二槽道，它们在交叉部相交。交叉部也可以包括离开该交叉部的出口槽道。因此，如这里所述，在通过出口槽道离开交叉部之前，在第一槽道内的流体可以与在第二槽道内的流体相互作用。例如，流体可以混合、反应、形成液滴等。

在本发明的其它实施例中也能够有其它结构。例如，可以有多于一个槽道，该槽道将一种或多种流体送至交叉部(例如载体流体和/或液滴流体)，和/或可以有来自交叉部的多于一个出口槽道。当有容纳流体的多于一个槽道时，槽道可以与一个或多于一个流体源(例如第一流体(例如液滴流体)源和/或第二流体(例如载体流体)源)流体连通。作为非限定示例，如图1B中所示，在交叉部130处，容纳液滴流体105的槽道102与槽道111和112相交，各槽道111和112容纳载体流体115。液滴流体105从液滴流体源产生，该液滴流体105通过进口108进入液滴制造单元100。在该图中，在各槽道111和112中的载体流体115基本相同，因为这些槽道各自与容纳载体流体115(例如从公共载体流体源产生)的槽道119流体连通，该载体流体115通过进口118进入液滴制造单元100。不过，在其它实施例中，能够有多于一个流体，例如由不同槽道承载和/或从不同进口和/或流体源(例如一个或多个载体流体源)产生。在该图中，当来自槽道111和112的流体进入交叉部130时，它们使得来自槽道102的流体破碎成单个的离散液滴135，该液滴135通过出口槽道138离开交叉部130至出口139。

在某些实施例中，如上所述，流体单元可以包括交叉部，在该交叉部处，第一液滴流体与第二载体流体相互作用，以便形成一个或多个液滴。液滴制造单元的交叉部(在该交叉部处，载体流体和液滴流体相互作用以便形成液滴)能够有允许形成液滴的任意合适结构，且液滴可以通过任意合适的机理来形成。例如，液滴可以通过在液滴流体和/或载体流体内产生电荷或偶极矩来形成，液滴可以通过改变槽道尺寸(这样能够使得流体形成各个液滴)而产生，等等。合适技术的其它示例包括本领域普通技术人员已知的流动聚焦(例如在滴落和/或喷射条件下)、机械技术和/或电技术。而且，用于在交叉部单元处形成液滴的技术的其它非限定示例在以下文献中公开：Link等的美国专利申请No.11/246911，申请日为2005年10月7日，标题为“Formation and Control of Fluidic Species”，2006年7月27日公开为美国专利申请公开No.2006/0163385；Stone等的美国专利No.7708949，授权日为2010年5月4日，标题为“and Apparatus for Fluid Dispersion”；或者Link等的美国专利申请No.11/360845，申请日为2006年2月23日，标题为“Electronic Control of Fluidic Species”，2007年1月4日公开为美国专利申请公开No.2007/0003442，各文献的全部内容都结合在本申请中，作为参考。在多个实施例中，多个液滴可以在液滴制造单元中产生，例如如图1B中所示。在某些实施例中，这样形成的液滴可以单分散，例如如这里所述。

作为非限定示例，根据一组实施例，液滴流体流可以通过引入一种或多种载体流体而压缩或“挤压”，例如使用流动聚焦技术。载体流体能够至少与液滴流体基本不混溶，这可以使得液滴流体流浓缩或“破碎”，以便形成单个或离散的液滴。在一些(但并不是全部)实施例中，尺寸限制可以用于方便液滴形成，例如在Stone等的美国专利No.7708949中公开(授权日为2010年5月4日，标题为“and Apparatus for Fluid Dispersion”)。尺寸限制可以有任意合适形状，例如环形孔。在一些实施例中，尺寸限制为无阀；例如，尺寸限制可以是孔，该孔不能在打开状态和关闭状态之间转换，通常为固定尺寸。不过，在其它实施例中，尺寸限制并不需要或并不必须，例如在图1B所示的实施例中。

不过，应当知道，流体单元并不需要只局限于液滴制造单元。在其它实施例中，除了或代替形成液滴，在一个或多个流体单元内可以进行其它作用。作为非限定示例，两种流体可以在流体单元内会合(例如在例如这里所述的结构中，或者在任意其它结构中，进入流体单元的第一流体和进入流体单元的第二流体能够在该流体单元内物理接触)和混合。流体可以有任意可混溶程度(例如，从可混溶至不可混溶)。例如，第一流体可以在流体单元内由第二流体稀释(或者相反)，或者第一流体和第二流体可以至少部分不可混溶，并在出口槽道内形成不同相(例如不需要通过产生液滴)。作为另一示例，当第一流体和第二流体接触时可以产生反应；例如，第一流体可以与第二流体反应，包含于第一流体内的粒种可以与第二流体和/或包含于第二流体内的另一粒种反应，等等。

在流体单元内在交叉部处相交的槽道可以以任意合适角度来相交。如图1B中所示，在一些实施例中，角度为直角，尽管在其它实施例中，可以有其它角度。在一组实施例中，容纳第一流体的槽道在交叉部处与容纳第二流体的槽道相交。相交角度可以为大约90°或任意其它合适角度。在一些实施例中，槽道可以在交叉部处以彼此大约180°相交，或者相对彼此的任意其它合适的角度，例如，当存在容纳第二流体(例如载体流体)的多于一个槽道时。交叉部的出口槽道可以相对于进入交叉部的任意进口槽道为大约90°、大约180°或者任意其它合适角度。在一些示例中，槽道可以在T形接头、Y形接头和X形接头等处相交。

如上所述，在交叉部相交的槽道可以与流体单元的一个或多个进口流体连通，该进口再可以与一个或多个流体源流体连通。在本发明的一些实施例中，例如在进口和交叉部(在该交叉部处，流体相互作用或者产生液滴)之间使用相对较长槽道。并不希望由任何理论来界定，例如更长的槽道可以用于本发明的一些实施例中，以便控制在不同流体单元之间的流阻，例如，使得在不同流体单元之间的流阻的最大份额通过其中的槽道长度来控制，因此通过控制槽道的长度，在不同流体单元之间的流阻的变化性可以降低。在一些示例中，更长的槽道能够用于降低暂时事件(例如由于流体通过进口进入流体单元而引起)影响流体单元内的液滴产生的能力。

例如，在一组实施例中，在流体单元(例如液滴制造单元)内的至少一个槽道的长度可以比流体单元的最大尺寸(例如能够完全容纳于该流体单元内的最长直线)的约两倍更大。在某些情况下，甚至更长的槽道可以存在于流体单元内，例如大于流体单元的最大尺寸的大约2.5倍、大约3倍、大约4倍、大约5倍、大约6倍、大约8倍、或者大约10倍。在某些实施例中，这些槽道可以通过在流体单元内“缠绕”或“折叠”槽道而存在。例如，槽道可以有蛇形流动通路，其中，槽道有第一部分和第二部分，该第二部分与第一部分基本反平行(即相对于流体流动)。在图2中，例如各槽道102、111和112折叠成蛇形流动通路。例如，槽道110包括：第一部分，该第一部分有向下部分(即相对于纸页)；第二基本反平行的向上部分；第三向下部分等。不过，也能够有其它缠绕方向。作为特殊示例，在该图中，槽道102包括具有向左部分、向右部分、向上部分和向下部分(即相对于纸页)的多个部分。另外，应当知道，槽道不需要有蛇形流动通路。例如，槽道可以包括螺旋形部分、随机定向部分或者任意其它合适的形状。还有，在液滴制造单元内的其它槽道并不必须有在流体单元内的、至少比流体单元的最大尺寸大两倍的长度。

流体单元可以包括一个、两个、三个或更多进口和/或出口。例如，流体单元可以包括用于将第一流体引入流体单元内的第一进口和用于将第二流体引入流体单元内的第二进口。在一些示例中，多于一个进口能够存在于流体单元中。例如，如图2中所示，流体单元100(例如液滴制造单元)可以有用于流体地引入载体流体的两个进口，例如进口113和114，分别与槽道111和112流体连通。作为另一示例，可以有用于将液滴流体引入流体单元内的多于一个进口。也可以有一个或多于一个出口。在图2的示例中，只有一个出口133从流体单元出来。

在一组实施例中，流体单元的进口可以基本沿中心地定位在流体单元内。例如，进口能够包括流体单元的几乎形心。在某些实施例中，基本沿中心定位的进口与流体源流体连通，例如如图1B中所示的进口105。在一些实施例中，进口为基本圆形。在一些示例中，进口可以与管流体连通，该管与流体源流体连通。例如，流体源可以定位在微流体装置的外部，管可以用于将流体从流体源传送给流体单元的进口。例如，在液滴产生于流体单元中的实施例中，流体源可以是液滴流体源。

在一些实施例中，管可以使得流体源与流体单元的进口流体连接。管可以不需要是微流体装置的整体部分，而是可以从液滴制造单元或微流体装置向外伸出。管自身并不必须是微流体的，尽管在一些情况下它能够是微流体的。例如在一组实施例中，管可以相对较长。管能够由任意合适材料形成，例如：聚合物，如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚醚醚酮(PEEK)、氟化乙烯丙烯(FEP)等；玻璃或钢(例如皮下注射管)。在具有多于一个流体单元的实施例中，可以有多个这样的管。在一些实施例中，基本各管使得不同流体源中的一个与一个流体单元流体连接。在一些示例中，多个管中的至少一些管基本相互平行。例如，管可以布置成排，各排从多个流体单元向外延伸，从而管能够插入或者以其它方式与不同流体源相接。这样，不同流体可以通过该排管而引入多个流体单元。不过，在其它实施例中，多于一个管可以用于与给定流体源流体连接。因此，例如一个流体源可以与两个、三个、四个等管流体连通，这些管再与两个、三个、四个等流体单元流体连通。

在一些实施例中，微流体装置能够包括一个或多个过滤器。在一些示例中，该过滤器能够用于至少部分有助于从进入装置的流体中除去任何不希望的颗粒的至少一部分。在一些示例中，过滤器成一体地形成于微流体装置内，或者在一些实施例中形成于流体单元内。例如，过滤器可以定位在微流体装置的进口处和/或流体单元的进口处。在一些示例中，在微流体装置内可以有多于一个过滤器。例如，基本各流体单元能够包含一个或多个过滤器。

这种过滤器的非限定示例可以在图2中通过分别在进口113、114和105附近的过滤器141、142和145来看见。过滤器能够用于除去颗粒物质(例如灰尘、颗粒、污物、碎屑、细胞残余物、蛋白质集合体、脂质体、胶状颗粒、不可溶材料、其它不能辨认的颗粒等)，否则这些颗粒物质可能引起槽道的阻塞或堵塞。颗粒可以存在于通过过滤器的流体中。例如，颗粒可以留在过滤器中，并防止通过。应当知道，即使当一些颗粒存在于过滤器内并堵塞一些通道，过滤器还可以有效地使得流体通过和过滤另外的颗粒，只要一些通道存在为通过过滤器并用于流体流动。

在一些实施例中，微流体过滤器能够包括多个柱。该柱可以布置成任意合适形状。例如，柱可以定位在进口处或附近。柱可以为任意合适的尺寸、形状和/或数目，并以任意合适的布置而定位在过滤器内。当存在多于一个柱时，该柱可以独立地为相同或不同的形状和/或尺寸。在柱之间的间隙的尺寸能够选择为使得各间隙的尺寸为过滤器尺寸或者槽道(流体可以在离开过滤器后在该槽道中流过)截面距离尺寸的大约1％、大约2％、大约3％、大约5％、大约10％、大约15％、大约20％、大约30％、大约40％、大约50％、大约60％、大约70％、大约80％或者大约90％。

用于柱的形状的非限定示例包括但不局限于矩形、正方形、圆形、椭圆形、梯形、泪滴形、三角形等。在一些实施例中，柱的长度可以明显大于柱的宽度，或者柱的宽度可以明显大于柱的长度。过滤器可以包括大约5个、大约6个、大约7个、大约8个、大约9个、大约10个、大约11个、大约12个、大约15个、大约20个或更多的柱。柱可以布置成线性结构和/或其它结构，包括多行柱(矩形排列、交错等)或者随机布置的柱。在一些示例中，柱可以与任意合适的槽道表面相连(例如槽道的底部、顶部和/或壁)。在一些示例中，柱可以布置成三维结构。在一些示例中，微流体槽道的高度可以变化，和/或柱的高度可以变化。

根据本发明的某些方面，流体单元(例如液滴制造单元)能够包含在微流体装置中，该微流体装置可以包括一层或多层，一些层或全部层可以确定流体单元。例如，微流体装置可以有位于不同高度处、具有多个高度等的槽道。当使用多于一层时，这些层可以使用等离子体粘接或其它合适的技术来装配或粘接在一起，以便产生微流体装置。在一些实施例中，一层或多层可以有一个或多个匹配的凸起和/或凹入部分，它们对齐以便合适对齐这些层，例如成锁和钥匙的形式。例如，第一层可以有凸起(具有任意合适形状)，第二层可以由相应的凹入部分，该凹入部分能够接收凸起，从而使得两层合适地相互对齐。

作为由多层形成的微流体装置的非限定示例，如图3中所示，图中表示了包括96个基本相同液滴制造单元的装置。应当知道，液滴制造单元只是在图3中通过示例来表示，在其它实施例中，其它流体单元可以用于例如代替液滴制造单元和/或附加上液滴制造单元。在该示例中，基本相同的液滴制造单元中的一半具有图2中所示的液滴制造单元的结构，而另一半具有该液滴制造单元的基本镜像的结构。该结构能够使得两个相邻的液滴制造单元(具有彼此镜像结构)共用进入的载体流体。不过应当知道，本发明并不只局限于具有镜像结构的液滴制造单元的装置，因为该附图只是示例。例如，在多个实施例中，全部液滴制造单元可以相同，或者可以有任意数目或类型的旋转、偏转、平移等。在一些示例中，也可以有具有基本不同结构的液滴制造单元，例如如这里所述。

在一些实施例中，在微流体装置内能够有一个或多个槽道，一些或全部槽道可以在某些示例中基本平行，用于将流体(例如来自公共流体源)分配至基本各液滴制造单元，和/或用于收集从基本各流体单元出现的液滴或其它产品(例如混合物、反应产物等)。在一些示例中，槽道可以包括微流体槽道。

作为非限定示例，在图3A中，载体流体能够通过槽道161而进入微流体装置100，以便通过基本平行槽道162、163、164和165来分配。如上所述，图3只是通过示例表示了液滴制造单元。对于各槽道，载体流体可以流入位于各槽道的各侧的多个液滴制造单元中的一个内。另外，图3中表示了基本平行的槽道172、173、174和175用于收集由液滴制造单元产生的液滴。收集在这些槽道中的液滴流向公共槽道171，该液滴再离开微流体装置100，从而例如产生液滴库，或者用于其它用途，如这里所述的用途。

在图3B中表示了该装置的示意侧视图。如这里所示，微流体装置100包括三层181、182和183。该装置包括确定于层182和183之间的多个液滴制造单元191、192、193等，各液滴制造单元191、192、193等与离开装置100的管201、202、203等连接。槽道211、212、213等和槽道221、222、223等确定于液滴制造单元之间，该槽道211、212、213等能够将载体流体运送给液滴制造单元，该槽道221、222、223等能够运送由液滴制造单元产生的液滴。确定于层181和182之间的槽道230可以用于使得载体流体运动至各槽道211、212、213等(如图所示)，或者运送液滴离开液滴制造单元(未示出)。

另一结构在图4中表示。在图4A中，进入进口108的流体105流过槽道102至T形接头155，该T形接头155分成槽道151和152。各槽道151和152再分别在接头158和159处与槽道111和112相交。槽道111和112运送载体流体，该载体流体可以从一个或多于一个源产生。图4B表示了图4A的放大图。如图4B中所示，在槽道111和151以及槽道112和152的接头处产生两组液滴。液滴可以通过一个或多个出口133而离开进入收集槽道172中。这样的结构可以例如有利地提供关于槽道堵塞的冗余，或者增加液滴产生速率。另外，应当知道，在本发明的其它实施例中，可以使用其它结构，例如有用于在液滴制造单元内产生液滴的附加接头。

本发明的某些方面涉及使用一种或多种流体。如上所述，术语“流体”通常是指将流动和将与它的容器的轮廓相符的物质，即液体、气体、粘弹性流体等。通常，流体是不能承受静态剪切应力的材料，且当施加剪切应力时，流体经历连续和永久性的变形。流体可以有允许流动的任意合适粘性。当存在两种或更多种流体时，各流体可以由本领域普通技术人员通过考虑在流体之间的关系而在基本任意流体(液体、气体等)中独立地选择。

在一些示例中，可以使用两种或更多种流体。应当知道，流体可以有任意程度的混溶性，例如在从可混溶至不可混溶的范围。在一些示例中，两种流体可以至少基本不可混溶。例如，如前所述，在一组实施例中，载体流体可以是油(或者载体流体可以基本不混溶于水中)，而液滴流体可以是亲水性的(或者液滴流体可以基本混溶于水中)。不过在其它实施例中，载体流体可以是亲水性的，而液滴流体可以是憎水性的，或者基本不可混溶于水中。这里，当在产生液滴的温度和条件下一种流体不溶于另一流体中的水平为至少10％(重量)时，两种流体不可混溶或不混溶。在一个实施例中，两种流体可以选择为在形成液滴的时限中不可混溶。

应当知道，这里使用的术语“油”只是指大致更憎水的流体，且基本不可混溶于水中，如本领域已知。因此，在一些实施例中，油可以包括烃，但是在其它实施例中，油可以包括其它憎水性流体。憎水性液体的非限定示例包括但不局限于：硅酮油、矿物油、氟碳油(例如octadecafluorodecahydronaphthalene或者1-(1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6-全氟环己基undecafluorocyclohexyl)乙醇)、烃油(例如十六烷)、有机溶剂等。

亲水性液体是至少在某些条件下(例如周围条件(1大气压25℃))通常为基本溶于水的液体。亲水性液体的示例包括但不局限于：水和包括水的其它水溶液，例如细胞或生物介质、盐水溶液等；以及其它亲水性液体，例如酒精、二甲基亚砜(DMSO)等。另外的非限定示例包括盐溶液、缓冲剂溶液、包含颗粒的水悬浮液等。

流体(例如载体流体或液滴流体)可以使用任意合适机理而从流体源传送给微流体装置。例如，泵、重力、毛细作用、表面张力、电渗、离心力、真空或低于大气压的压力等可以用于将流体从流体源传送至装置内的一个或多个槽道中。泵的非限定示例包括注射泵、蠕动泵、增压流体源等。在一些方面，来自不同流体源的流体可以通过向基本全部的不同流体源施加基本相同的压力和/或压力降(例如从压力源至离开装置的出口或收集器槽道来测量)而传送给流体单元，以便使得流体从不同流体源运动至微流体装置中。例如，对于液滴制造单元，来自不同液滴流体源的流体可以通过向基本全部的不同的液滴流体源施加基本相同的压力和/或压力降而传送给液滴制造单元。

例如使用注射器、活塞、或者其它机械装置，和/或通过向基本全部的不同流体源施加增压流体，压力可以直接施加给基本全部的不同流体源。施加的压力可以是恒定压力、恒定压力降(例如从压力源至装置的出口)、和/或控制为使得流体进入装置的流速保持基本恒定的压力。在一些实施例中，压力也可以大于大气压力或者小于大气压力(例如真空)。例如，第一压力可以施加给基本全部的不同流体源，和/或第二压力可以施加在装置的出口处，以便迫使在装置内的流体运动。第一压力通常大于第二压力。在多个实施例中，第一压力和第二压力可以各自大于大气压力、各自小于大气压力、一个可以大于大气压力和一个小于大气压力、一个可以处于大气压力和另一个为较大或较小压力，等等。

在一些实施例中，不同流体源可以通向包含公共增压流体(例如空气或水)的公共环境。增压流体可以选择为能够保持与在不同流体源内的流体基本分离。在一组实施例中，增压流体可以是处于不同相的流体(例如气体如空气、氮气、CO₂等，例如当在不同流体源中的流体为液体时)，和/或增压流体可以选择为与在不同流体源内的流体基本不可混溶，例如当流体都是液体时。例如，当在不同流体源内的流体含水时，可以使用与含水流体基本不可混溶的油。与含水流体基本不可混溶和因此能够使用的油的示例如这里所述。在一些实施例中，增压流体可以与运载流体基本相同，该运载流体用于运送在液滴制造单元内产生的液滴，尽管在其它实施例中，流体可以并不是基本相同。

下面再参考图1介绍这种系统的非限定示例。在该图中，表示了多个液滴流体源21、22、23、24和25，各自容纳液滴流体31、32、33、34和35。再有，五个源只是在该图中通过示例来表示，在其它实施例中也可以存在其它数目的液滴流体源。这些液滴流体源各自可以通向公共环境15。在某些实施例中，公共环境15能够包含气体例如空气、氩气、氮气、CO₂等。例如，微流体系统10可以容纳于压力腔室中，该压力腔室包含公共环境15。压力腔室可以选择为能够在其中基本保持压力，例如大于或小于大气压力的压力。在压力腔室中的压力可以例如使用压力调节器、泵、或者能够改变压力的其它合适压力源来控制。市场上可获得很多这样的压力源和压力腔室。通过控制公共环境15的压力(该压力作用在多个液滴流体源21、22、23、24和25的每一个上)，可以控制作用在这些多个液滴流体源的每一个上的压力，例如使得施加在基本全部的不同液滴流体源上的压力都基本相同。

在某些实施例中，用于将第二流体(例如载体流体)从第二流体源传送至微流体装置内的压力可以与用于将流体从上述不同流体源传送的压力相同或不同。在一些示例中，用于传送第二流体的压力可以独立于用于传送该其它流体的压力来控制。可以使用相同或不同的机构来控制基本每种流体的压力。例如，用于传送第二流体的压力可以使用注射器、活塞或者其它机械装置、通过向第二流体施加增压流体等来施加或控制。

在一些示例中，施加给这些源中的任意一个或多个(例如施加给第二流体和/或一个或多个不同的第一流体源)的压力可以根据在微流体装置内产生的多个液滴来控制。例如，当在微流体装置内的液滴制造单元中产生的液滴太大或太小时，当产生太多或太少液滴时，当产生太多或太少特定类型的液滴时，相关压力可以相应地改变以校正该问题。作为其它示例，压力可以根据在流体单元内产生的流体(例如第一和第二流体)的相关量、在流体单元内产生的反应的量或程度等来控制。任意合适的技术可以用于确定这些流体，例如荧光成像、显微镜检查(例如光显微镜检查)、激光散射等。

在本发明的某些方面，一种或多种流体(例如进入流体单元的第一和/或第二流体)可以包含另外的实体或粒种，例如其它化学、生物化学或生物实体(例如在流体中溶解或悬浮)、细胞、颗粒、气体、分子、药剂、药物、DNA、RNA、蛋白质、香料、反应剂、生物杀灭剂、杀真菌剂、防腐剂、化学药剂等。例如，一个或多个细胞和/或一个或多个细胞类型能够容纳于流体内，例如用于包封在液滴内，用于与另外的粒种等反应。

在本发明的某些方面，一组液滴可以在微流体装置内产生。该组液滴可以包括在微流体装置内产生的一些或全部液滴。例如，在微流体装置内产生的液滴的至少大约30％、至少大约40％、至少大约50％、至少大约60％、至少大约70％、至少大约80％、至少大约90％、或者大约100％可以形成一组液滴。在一些示例中，该组液滴可以有特定或特殊特征，例如单分散、包括来自相同或不同液滴流体源的液滴流体，包含不同粒种和/或在不同浓度的相同粒种等。在一些示例中，可以有其它液滴存在，并不是该组的一部分，具有不同特征。不过，在其它实施例中，可以没有这样的液滴，且在微流体装置内产生的全部液滴形成该组液滴。

例如，在本发明的一些方面，可以产生单分散组的液滴，例如在一个或多个液滴制造单元中。流体液滴的形状和/或尺寸能够例如通过测量液滴的平均直径或其它特征尺寸来确定。多个或一系列液滴的“平均直径”是各液滴的平均直径的算术平均值。本领域普通技术人员能够例如使用激光散射、显微镜检查或者其它已知技术来确定多个或一系列液滴的平均直径(或者其它特征尺寸)。在非球形液滴中，单个液滴的平均尺寸是具有与非球形液滴相同体积的完美球体的直径。在一些示例中，液滴(和/或多个或一系列液滴)的平均直径例如可以小于大约1mm、小于大约500微米、小于大约200微米、小于大约100微米、小于大约75微米、小于大约50微米、小于大约25微米、小于大约10微米或者小于大约5微米。在某些示例中，平均直径也可以为至少大约1微米、至少大约2微米、至少大约3微米、至少大约5微米、至少大约10微米、至少大约15微米、或者至少大约20微米。

在一些实施例中，单分散组的液滴可以有总体平均直径和直径分布，以使得不超过大约5％、不超过大约2％、或者不超过大约1％的颗粒的直径小于大约90％(或者小于大约95％、或者小于大约99％)和/或大于大约110％(或者大于大约105％、或者大于大约101％)的多个颗粒的总体平均直径。在一些实施例中，多个液滴可以有总体平均直径和直径分布，以使得液滴的截面直径的变化系数小于大约10％、小于大约5％、小于大约2％、在大约1％和大约10％之间、在大约1％和大约5％之间、或在大约1％和大约2％之间。变化系数能够由本领域普通技术人员来确定，并可以确定为除以平均值的标准偏差。

在一些实施例中，液滴可以以相对较高速率在装置内产生。例如，在单个液滴制造单元的装置内的液滴产生可以在大约100Hz和5000Hz(液滴/秒)之间。在一些示例中，液滴产生速率可以为至少大约100Hz、至少大约200Hz、至少大约300Hz、至少大约500Hz、至少大约750Hz、至少大约1000Hz、至少大约2000Hz、至少大约3000Hz、至少大约4000Hz、至少大约5000Hz、至少大约7500Hz、至少大约10000Hz等。在一些实施例中，在装置内产生液滴的总体速率将等于这些速率乘以液滴制造单元的数目(例如6、24、96、384或者1536等)。

在一些实施例中，在装置内产生的液滴体积可以相对较高。例如，液滴产生的体积速率可以为至少大约1ml液滴每秒(即确定在每秒的基础上在微流体装置内产生的全部液滴的总体积)，在一些示例中，液滴产生的体积速率可以为至少大约2ml液滴每秒、至少大约3ml液滴每秒、至少大约5ml液滴每秒、至少大约10ml液滴每秒、至少大约20ml液滴每秒、至少大约30ml液滴每秒、至少大约50ml液滴每秒等。液滴可以根据本发明的特定实施例在“滴落”或“喷射”状态下产生。

另外，通过在一些示例中平行使用多个装置，能够方便以更高速率或制造更大数量的液滴。例如，在一些实施例中，相对大量的装置(例如这里所述的装置)可以平行地使用，例如至少大约10个装置、至少大约30个装置、至少大约50个装置、至少大约75个装置、至少大约100个装置、至少大约200个装置、至少大约300个装置、至少大约500个装置、至少大约750个装置、或者至少大约1000个装置或更多装置可以平行地操作。在某些示例中，装置可以包括不同的槽道、孔、微流体装置等。根据用途，装置可以共同控制或单独控制，并可以设有公共或单独的流体源。例如，这些系统的示例还在Romanowsky等的国际专利申请No.PCT/US2010/000753中介绍，该国际专利申请No.PCT/US2010/000753的申请日为2010年3月12日，标题为“Scale-up of Microfluidic Devices”，在2010年9月16日公开为WO2010/104597，该文献的全部内容结合在本申请中，作为参考。

因为流体粘性能够影响液滴形成，因此在一些示例中，在流体液滴中的任意流体的粘性可以通过添加或除去组分(例如稀释剂，该稀释剂能够有助于调节粘性)来调节。例如，在一些实施例中，液滴流体和运载流体的粘性相等或基本相等。在其它实施例中，运载流体可以有与液滴流体明显不同的粘性。粘性的明显不同意味着在两种流体之间的粘性差能够在统计学上很明显的基础上测量。

在多个方面，液滴可以用于任意合适的用途。例如，在一些实施例中，通过使用这里所述的方法和装置，能够产生具有一致尺寸的液滴和/或液滴浓度的一组液滴。例如，在一些实施例中，可以产生包含多种粒种的颗粒群体。在某些示例中，单个液滴能够用于提供特定量的药物。另外，化合物或药物的组合可以在液滴中储存、输送或传送。因此，在一些实施例中，可以产生多个液滴，一些或全部液滴包含化合物、药物和/或其它粒种。

在另一组实施例中，在装置中产生的液滴可以用于确定库。库可以包含都基本相同尺寸的液滴(或者在一些示例中为不同尺寸)。在一些实施例中，液滴能够有基本相同组分(例如相同溶剂)，但是容纳于液滴内的粒种不同。库的其它非限定示例已经在前面介绍。例如，库的第一组成部分可以包括包含第一粒种的液滴，库的第二组成部分可以包括包含第二粒种、处于不同浓度的第一粒种、第一粒种和第二粒种等的液滴。这种库例如可以用于多种用途，例如核酸排序用途、筛选化验、高生产率筛选等。在一些实施例中，组分可以包括至少大约5个、至少大约8个、至少大约10个、至少大约20个、至少大约50个、至少大约64个、至少大约100个、至少大约128个、至少大约200个、至少大约500个、至少大约1000个、至少大约4096个、至少大约10000个、至少大约50000个等的可相互区分的粒种。作为非限定示例，库可以包含作为粒种的多种蛋白质、核酸、细胞、酶、抗体、药物、药剂等。粒种的其它示例在本文中介绍。

在一些实施例中，作为非限定示例，库能够包括对于具有特定长度的一组核酸排序的每一种可能排序。在其它实施例中，库可以包括具有特定长度的所有可能排序的至少大约30％、至少大约50％、至少大约80％、至少大约85％、至少大约90％、至少大约95％、或者至少大约100％。

本发明的特定方面大致涉及包含槽道的装置，例如上面所述的装置。在一些示例中，一些或全部槽道可以是微流体槽道。在装置内能够有任意数目的槽道，包括微流体槽道，且槽道可以布置成任意合适的结构。槽道可以都相互连接，或者能够有多于一个槽道网络。槽道可以单独地为直的、曲线形、弯曲等。在一些示例中，在装置中可以有相对大量和/或相对较大长度的槽道。例如，在一些实施例中，在装置内的槽道当加在一起时能够有至少大约100微米、至少大约300微米、至少大约500微米、至少大约1mm、至少大约3mm、至少大约5mm、至少大约10mm、至少大约30mm、至少大约50mm、至少大约100mm、至少大约300mm、至少大约500mm、至少大约1m、至少大约2m、或者至少大约3m的总长度。作为另一示例，装置能够有至少1个槽道、至少3个槽道、至少5个槽道、至少10个槽道、至少20个槽道、至少30个槽道、至少40个槽道、至少50个槽道、至少70个槽道、至少100个槽道等。

在一些实施例中，在装置内的至少一些槽道是微流体槽道。这里使用的“微流体装置”是指包括至少一个流体槽道的装置，该流体槽道的截面尺寸小于大约1mm，即为微流体槽道。“槽道”的截面尺寸垂直于在槽道内的净流体流方向来测量。因此，例如在装置中的一些或全部流体槽道能够有小于大约2mm的最大截面尺寸，且在某些示例中，小于大约1mm。在一组实施例中，在装置中的全部流体槽道为微流体，和/或具有不超过大约2mm或大约1mm的最大截面尺寸。在某些实施例中，流体槽道可以局部由单个部件(例如蚀刻基质或模制单元)来形成，例如作为在装置内的层的一部分。当然，在本发明的其它实施例中，更大的槽道、管、腔室、储存器等能够用于储存流体和/或将流体传送给多个元件或系统。

在装置内的槽道能够有任意截面形状(圆形、椭圆形、三角形、不规则形状、正方形或者矩形等)，并能够被覆盖或未覆盖。在它被完全覆盖的实施例中，槽道的至少一部分能够有完全封闭的截面，或者整个槽道可以沿它的整个长度完全被封闭，除了它的进口和/或出口或开口。槽道还可以有至少2:1的长宽比(长度比平均截面尺寸)，更通常为至少3:1、4:1、5:1、6:1、8:1、10:1、15:1、20:1或更大。开口槽道通常将包括这样的特征，该特征方便控制流体输送，例如结构特征(细长凹入部分)和/或物理或化学特征(憎水性相对于亲水性)或者其它可能在流体上施加力(例如包含力)的特征。在槽道内的流体可以局部或完全充满槽道。在使用开口槽道的一些示例中，流体可以保持在槽道内，例如使用表面张力(即凹形或凸形弯液面)。

槽道可以为任意尺寸，例如与净流体流垂直的最大尺寸小于大约5mm或2mm，或者小于大约1mm、小于大约500微米、小于大约200微米、小于大约100微米、小于大约60微米、小于大约50微米、小于大约40微米、小于大约30微米、小于大约25微米、小于大约10微米、小于大约3微米、小于大约1微米、小于大约300nm、小于大约100nm、小于大约30nm、或小于大约10nm。在一些示例中，槽道的尺寸选择为使得流体能够自由地流过装置或基质。槽道的尺寸也可以选择为例如允许流体在槽道内的特定体积或线性流速。当然，槽道的数目和槽道的形状能够通过本领域普通技术人员已知的任意方法来变化。在一些示例中，可以使用多于一个槽道。例如，可以使用两个或更多槽道，其中，它们定位成彼此相邻或接近、定位成彼此相交等。

在某些实施例中，在装置内的一个或多个槽道可以有小于大约10cm的平均截面尺寸。在某些示例中，槽道的平均截面尺寸小于大约5cm、小于大约3cm、小于大约1cm、小于大约5mm、小于大约3mm、小于大约1mm、小于大约500微米、小于大约200微米、小于大约100微米、小于大约50微米、或者小于大约25微米。“平均截面尺寸”在与槽道内的净流体流垂直的平面中测量。当槽道为非圆形时，平均截面尺寸可以采取具有与槽道的截面面积相同面积的圆的直径。因此，槽道可以有任意合适的截面形状，例如圆形、椭圆形、三角形、不规则形状、正方形、矩形、四边形等。在一些实施例中，槽道的尺寸设置成允许容纳在槽道内的一种或多种流体产生层流。

槽道还可以有任意合适的截面长宽比。“截面长宽比”是对于槽道的截面形状的、在该截面形状上相互垂直的两个测量值的最大可能比率(较大比较小)。例如，槽道可以有小于大约2:1、小于大约1.5:1或者(在一些示例中)大约1:1(例如对于圆形或正方形截面形状)的截面长宽比。在其它实施例中，截面长宽比可以相对较大。例如，截面长宽比可以为至少大约2:1、至少大约3:1、至少大约4:1、至少大约5:1、至少大约6:1、至少大约7:1、至少大约8:1、至少大约10:1、至少大约12:1、至少大约15:1、或者至少大约20:1。

如上所述，槽道能够在装置内布置成任意合适的结构。可以使用不同的槽道结构，例如，用于在槽道内操纵流体、液滴和/或其它粒种。例如，在装置内的槽道可以布置成产生液滴(例如离散液滴、单乳剂、双重乳剂或者其它多重乳剂等)、使得流体和/或液滴或容纳于其中的其它粒种混合、筛选或拣选流体和/或液滴或者容纳于其中的其它粒种、分裂或分开流体和/或液滴、引起反应产生(例如在两种流体之间、在由第一流体承载的粒种和第二流体之间、或者在由两种流体承载的两种粒种之间产生)等。

用于操纵流体、液滴和/或其它粒种的系统的非限定示例在下面公开。合适操纵系统的附加示例也能够在以下文献中可见：Link等的美国专利申请No.11/246911，申请日为2005年10月7日，标题为“Formation and Control of Fluidic Species”，2006年7月27日公开为美国专利申请公开No.2006/0163385；Stone等的美国专利申请No.11/024228，申请日为2004年12月28日，标题为“Method and Apparatus for Fluid Dispersion”，目前为2010年5月4日授权的美国专利No.7708949；Weitz等的美国专利申请No.11/885306，申请日为2007年8月29日，标题为“Method and Apparatus for Forming Multiple Emulsions”，2009年5月21日公开为美国专利申请No.2009/0131543；以及Link等的美国专利申请No.11/360845，申请日为2006年2月23日，标题为“Electronic Control of Fluidic Species”，2007年1月4日公开为美国专利申请公开No.2007/0003442；各文献的全部内容都结合在本申请中，作为参考。作为非限定示例，在微流体装置中的一种或多种流体可以与其它流体(例如包含反应剂、粒种等)组合、稀释、反应等，例如在形成液滴之前和/或之后。

根据本发明的某些方面，多种材料和方法能够用于形成装置或部件，例如这里所述的装置或部件，例如槽道，如微流体槽道、腔室等。例如，多个装置或部件能够由固体材料形成，其中，槽道可通过微机械加工、膜沉积处理如旋涂和化学气相沉积、激光制造、光刻技术、蚀刻方法(包括湿化学法或等离子体处理)等来形成。例如见Scientific American，248：44-55，1983(Angell等)。

在一组实施例中，这里所述的装置的多种结构和部件能够由聚合物形成，例如弹性体聚合物，如聚二甲基硅氧烷(“PDMS”)、聚四氟乙烯(“PTFE”或)等。例如，根据一个实施例，微流体槽道可以通过使用PDMS或其它软光刻技术单独制造流体系统来实施(适合该实施例的软光刻技术的详细说明在以下参考文献中介绍，Younan Xia和George M.Whitesides的参考文献的标题为“Soft Lithography”，出版在Annual Review of Material Science,1998第28卷中，第153-184页；George M.Whitesides、Emanuele Ostuni、Shuichi Takayama、Xingyu Jiang和Donald E.Ingber的参考文献的标题为“Soft Lithography in Biology and Biochemistry”，出版在Annual Review of Biomedical Engineering,2001第3卷中，第335-373页，各文献的全部内容都结合在本申请中，作为参考)。

可能合适聚合物的其它示例包括但不局限于：聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、环烯烃共聚物(COC)、聚四氟乙烯、氟化聚合物、硅酮例如聚二甲基硅氧烷、聚偏氯乙烯、二苯并环丁烯(“BCB”)、聚酰亚胺、聚酰亚胺的氟化衍生物等。也考虑了包括上述聚合物的组合、共聚物或者混合物。装置还可以由复合材料形成，例如聚合物和半导体材料的复合材料。

在一些实施例中，装置的多个结构或部件由聚合物和/或柔性和/或弹性体材料来制造，并能够方便地由可硬化的流体来形成，从而方便通过模制(例如复制模制、注射模制、铸塑模制、热模压印等)来制造。可硬化流体基本能够是能够引起固化或自发固化成固体的任意流体，该固体能够容纳和/或输送预计用于流体网络中和与流体网络一起使用的流体。在一个实施例中，可硬化的流体包括聚合物液体或液体聚合物前体(即“预聚物”)。合适的聚合物液体能够包括例如加热至高于它们的熔点的热塑性聚合物、热固性聚合物、蜡、金属或者它们的混合物或复合材料。作为另一示例，合适的聚合物液体可以包括一种或多种聚合物在合适溶剂中的溶液，该溶液在除去溶剂时形成固体聚合物材料，例如通过蒸发而除去。能够例如从熔融状态固化或者通过溶剂蒸发而固化的这种聚合物材料为本领域普通技术人员公知。多种聚合物材料(其中许多是弹性体)很合适，也适用于形成模具或母模(mold master)(用于一个或两个母模由弹性体材料构成的实施例)。这种聚合物的非限定示例包括普通类别的硅酮聚合物、环氧类聚合物和丙烯酸酯类聚合物。环氧类聚合物的特征在于存在通常称作环氧基、1，2-环氧化物或环氧乙烷的三元环醚基团。例如，除了基于芳族胺、三嗪和脂环族主链的化合物，还可以使用双酚A的二缩水甘油基醚。另一示例包括公知的酚醛清漆(Novolac)聚合物。适用于本发明的硅酮弹性体的非限定示例包括由前驱体形成的硅酮弹性体，该前驱体包括氯硅烷如甲基氯硅烷、乙基氯硅烷、苯基氯硅烷等。

在某些实施例中使用硅酮聚合物，例如硅酮弹性体聚二甲基硅氧烷。PDMS聚合物的非限定示例包括Dow Chemical Co.，Midland，MI所售的商标为Sylgard的PDMS聚合物，特别是Sylgard182、Sylgard184和Sylgard186。包括PDMS的硅酮聚合物具有简化本发明各种结构的制备的多个有利特性。例如，这种材料廉价、易获得，并且能够由预聚合液体通过加热固化而被固化。例如，PDMS通常可以通过使预聚合液体暴露在例如大约65℃至大约75℃的温度下例如大约一小时而固化。还有，硅酮聚合物如PDMS可以是弹性体，因此可以用于形成在本发明的某些实施例中必需的、具有相对高的长宽比的非常小的特征结构。在该方面，柔性(例如弹性体的)模具或母模可能很有利。

由硅酮聚合物如PDMS形成结构例如微流体结构或槽道的一个优点是这种聚合物能够被氧化，例如通过暴露于含氧等离子体如空气等离子体中，从而使得被氧化的结构在其表面包含能够交联到其它被氧化的硅酮聚合物表面或者交联到多种其它聚合物和非聚合物材料的被氧化表面上的化学基团。因此，结构能够制造，然后氧化和基本上不可逆地密封到其它硅酮聚合物表面，或者密封到与被氧化的硅酮聚合物表面反应的其它基体的表面，而不需要单独的粘合剂或其它密封装置。在大部分示例中，密封能够简单地通过使被氧化的硅酮表面与另一个表面接触来完成，而不需要施加辅助压力以形成密封。也就是，被预氧化的硅酮表面用作对合适匹配表面的接触粘合剂。具体地说，除了可以对自身不可逆密封外，被氧化的硅酮如被氧化的PDMS也可以对不是其本身的一定范围被氧化材料不可逆地密封，包括例如玻璃、硅、氧化硅、石英、氮化硅、聚乙烯、聚苯乙烯、玻璃碳和环氧聚合物，它们以与PDMS表面相似的方式(例如通过暴露于含氧等离子体)被氧化。适用于本发明的氧化和密封方法以及整体模制技术在本领域中介绍，例如在题为“Rapid Prototyping of Microfluidic Systems and Polydimethylsiloxane”，Anal.Chem.，70：474-480，1998(Duffy等)的论文中，该文献的全部内容结合在本申请中，作为参考。

由氧化硅酮聚合物形成槽道或其它结构(或内部流体接触表面)的另一优点是这些表面能够有比普通弹性体聚合物的表面大得多的亲水性(在这些位置中希望有亲水性的内表面)。因此，这些亲水性槽道表面能够更容易由水溶液充装和润湿(与包括普通的未氧化弹性体聚合物或其它憎水性材料的结构相比)。

在一些(但并不是全部)实施例中，槽道的一个或多个壁或部分可以例如由涂覆材料来涂覆，该涂覆材料包括光敏涂覆材料。在某些情况下，涂覆材料能够用于控制和/或改变槽道的壁的憎水性。在一些实施例中，提供了溶胶-凝胶，该溶胶-凝胶能够形成为在基体上的涂层，基体例如槽道的壁，如微流体槽道。在一些示例中，溶胶-凝胶的一个或多个部分能够进行反应，以便改变它的憎水性。例如，溶胶-凝胶的一部分可以暴露于光，例如紫外光，这能够在溶胶-凝胶中引起能改变它的憎水性的化学反应。溶胶-凝胶可以包括光引发剂，该光引发剂在暴露于光中时产生基团。也可选择，光引发剂与在溶胶-凝胶内的硅烷或其它材料结合。这样产生的基团可以用于引起在溶胶-凝胶的表面上产生凝结或聚合反应，从而改变表面的憎水性。在一些示例中，多个部分可以例如通过控制暴露于光中(例如使用掩模)而进行反应或留下未反应。

下面的文献被本文通过参考结合：Link等的美国专利申请No.11/246911，申请日为2005年10月7日，标题为“Formation and Control of Fluidic Species”，2006年7月27日公开为美国专利申请公开No.2006/0163385；Stone等的美国专利No.7708949，授权日为2010年5月4日，标题为“and Apparatus for Fluid Dispersion”；Link等的美国专利申请No.11/360845，申请日为2006年2月23日，标题为“Electronic Control of Fluidic Species”，2007年1月4日公开为美国专利申请公开No.2007/0003442；Weitz等的美国专利申请No.11/885306，申请日为2007年8月29日，标题为“Method and Apparatus for Forming Multiple Emulsions”，2009年5月21日公开为美国专利申请No.2009/0131543；Romanowsky等的国际专利申请No.PCT/US2010/000753，申请日为2010年3月12日，标题为“Scale-up of Microfluidic Devices”，在2010年9月16日公开为WO2010/104597；Weitz等的国际专利申请No.PCT/2010/054050，申请日为2010年10月26日，标题为“Droplet Creation Techniques”；以及Weitz等的国际专利申请No.PCT/US2009/005184，申请日为2009年9月17日，标题为“Creation of Libraries of Droplets and Related Species”，在2010年3月25日公开为WO2010/033200。还有，Sperling等的美国临时专利申请No.61/540194(申请日为2011年9月28日，标题为“Systems and Methods for Droplet Production and/or Fluidic Manipulation”)也整个结合在本申请中，作为参考。

下面的示例将示例说明本发明的某些实施例，但并不解释本发明的整个范围。

示例1

该示例表示了根据本发明一个实施例的装置的制造。

用于库产生和液滴检测的微流体装置通过软光刻而在PDMS中制造。典型的装置包括两层或三层可热固的硅橡胶的PDMS(聚二甲基硅氧烷，Sylgard 184，Dow Corning)(市场上可获得)。

3英寸(1英寸＝2.54cm)的硅晶片旋涂有SU-8系列光致抗蚀剂或层叠有TMMF(Tokyo Kogyo Co Ltd)干膜抗蚀剂。在UV曝光和显影之后，用于分配槽道和引导孔的较厚层施加在晶片上，该晶片再通过UV光进行曝光和显影。母板(master)置于有盖培养皿中，并由PDMS(Sylgard，固化剂:基料＝1:10)来铸造。在65℃下固化之后，PDMS从母板剥离，并冲出通孔。在通过异丙酮清洁之后，要粘接在一起的两个平板的表面通过氧等离子体来激活，并相互接触。在65℃下焙烤之后，PDMS平板不可逆地粘接。

PDMS装置的槽道高度由光致抗蚀剂的膜厚度来给出。对于该用途，典型值是对于滴剂制造器为30微米高，对于分配和收集槽道为200至400微米。第一层PDMS包含用于要封装的各试样的进口、进口过滤器和抗蚀剂(resistor)槽道、用于滴剂制造的接头阵列以及用于各两排滴剂制造器的分配和收集槽道。各滴剂制造器有它自身的试样进口，该试样进口包括0.75mm直径的通孔，大约1英寸长的、1/32英寸OD管的零件装配于其中，以便用作用于各滴剂制造器的进口管。

第二PDMS层包含分配和收集槽道的镜像图像，以便增加它们的截面和通向第三层的通路孔。第三层包含两个槽道，这两个槽道连接各分配和收集槽道以及用于油相的一个进口孔和用于乳剂的一个出口孔。不同层的PDMS单独制造，并等离子体粘接在相互顶上。

滴剂制造器阵列的尺寸适用于标准384孔板。用于各装置的基底面为4.5mm x 4.5mm。因此，8x 12＝96个滴剂制造器的阵列占据36x54mm的总面积，这有利地装配至3英寸的晶片上，该晶片通常用于快速原型制作。

示例2

该示例表示了根据本发明一个实施例的库产生方法。

用于产生在该示例中使用的液滴库的设备包括压力腔室，该压力腔室具有与装置连接的、用于油的进口和用于乳剂的出口管以及用于压缩空气的连接器。腔室的压力由与实验室的压缩空气管线连接的人工压力调节器来设置。停止阀定位在调节器和压力腔室之间，且通风阀定位在腔室上。两者都用于压力腔室的增压或通气。

油进口与容纳油和表面活性剂的储存器瓶连接，该储存器瓶通过压缩空气来增压。人工压力调节器用于设置压力，停止阀用于在并不改变储存器的压力的情况下控制流量。

试样在384孔板中制备，通常对于各孔具有30微升至70微升的容积。平行的液滴制造装置(见示例1)布置在板上，以使得进口管穿入板的孔中，从而各单个试样进入它的规定滴剂制造器。孔板(它上面有装置)布置在压力腔室中，且在腔室紧密关闭之前，在压力腔室内部的油进口和乳剂出口管与装置连接。

在典型运行中，用于油储存器和压力腔室的压力值通过压力调节器来设置，然后打开两个停止阀。这样，油流入装置中，并使得腔室增压。在腔室内部与装置出口之间的压力降驱动全部液体试样通过该装置。当全部空气已经出去且装置稳定运行时，乳剂在出口管处收集。因为所有装置都平行地运行，且各液滴制造器的出口进入相应收集槽道中，因此在出口管处收集的乳剂是全部试样的混合物。这因此产生库。

在一些示例中，要筛选的试样可以与液滴库组合，例如如上所述。一旦产生液滴库，它能够储存和用于一个或多个试验。要筛选的给定试样可以与库的全部试样混合，并可以测量化学或生物化学反应的结果。在一些示例中，通过使用液滴，恒定体积的要筛选试样能够注入库的液滴内，例如通过配对液滴和合并它们，或者通过微小注射。当液滴库是来自库的所有组成部分的液滴随机混合物时，保持Poisson统计，因此需要处理足够量的液滴，以便覆盖整个库。还有，只有通过处理更多液滴，覆盖面才能够根据需要任意增加。

示例3

该示例表示了根据本发明另一实施例的检测和数据分析。

液滴(例如上述液滴)能够在注射器中收集和储存，或者在重新注射至检测装置内之前传递给注射器。在氟化油的情况下，含水液滴具有比周围的油相低的密度。液滴作为紧密包装的乳剂而重新注射，例如当它们由于表面活性剂而被足够稳定和/或当它们紧密接触时不会合并时。

检测装置包括交叉接头，其中，紧密包装的液滴在它们进入检测槽道之前由附加的油分隔开。在单分散液滴和均匀流速的情况下，它们基本均匀地间隔开并为周期性的。

为了荧光检测，激励激光(488nm，50mW)聚焦至检测槽道内，且液滴流过。当激光撞击液滴时，在液滴内的荧光团被激励，且发出的光由显微镜的物镜(40x，0.85NA)来收集。通过一系列的分色镜和光电倍增管，各液滴的荧光信号在多个独立的槽道中被检测。来自光电倍增管的信号由执行峰值检测的FPGA卡以高达200kHz的获得速率来实时处理。峰值数据传递给计算机，数据储存在该计算机中并进行处理和可视化。在该示例中使用的所有软件都写入Labview(National Instruments)和Python(SciPy)。

对于筛选试验，一个或多个槽道能够用于检测化验的结果，且一个或多个其它槽道能够用于荧光条形码标签。例如，在包封于液滴中之前，一个或多个荧光染料以不同浓度水平添加给组成库的试样。不同浓度水平导致荧光信号的离散水平，即对于各槽道的离散强度峰值。对于两个或更多标签，例如染料对于各单个槽道以固定浓度来添加。然后，测量的强度形成在两维或更多维检测空间中的离散群。通过群集算法(例如k平均)，各单个液滴分配给群或液滴，其中，各群对应于已经包封的、包含荧光团组合的不同试样，以便提供独特的标签。例如，对于在k槽道中的N_k水平，在四个槽道各自有10个离散水平的情况下，试样的总数给出为超过N_k的结果，例如10⁴个试样。

尽管这里已经描述和举例说明了本发明的多个实施例，但本领域普通技术人员将容易想到许多实现本文中所述功能和/或获得本文中所述结果和/或一种或多种所述优点的其它措施和/或结构，每一种这样的变化和/或修改均被视为在本发明的范围内。更通常是，本领域普通技术人员应当知道，这里所述的所有参数、尺寸、材料和构造是示例性的，实际的参数、尺寸、材料和/或构造将取决于使用本发明教导的具体应用。本领域普通技术人员只利用常规实验会认识到或能确定本文所述本发明的具体实施例的许多等效情况。因此，应当知道，前述实施例仅作为示例给出，在附加权利要求书及其等效情况的范围内，本发明可以采取与具体说明和要求保护的方式不同的方式来实施。本发明涉及本文中所述的每一个单独的特征、系统、制品、材料、成套组件和/或方法。此外，两种或更多种这类特征、系统、制品、材料、成套组件和/或方法的任意组合也包括在本发明的范围内，只要这类特征、系统、制品、材料、成套组件和/或方法彼此一致。

本文所限定和使用的所有定义应理解为优先于字典中的定义、通过参考结合的文献中的定义和/或所定义术语的通常含义。

除非有明确的相反说明，否则本说明书和权利要求书中的非限定冠词“一”应当理解为指“至少一个”。

本说明书和权利要求书中用到的表述“和/或”应理解为指如此结合的要素中的“任一或二者”，即要素在一些示例中同时出现，在其它情况下分开出现。用“和/或”列举的多个要素应以相同的方式解释，即“一个或多个”要素如此结合。可选地存在不是“和/或”从句明确指出的要素的其它要素，无论它们与那些明确指出的要素相关与否。因此，作为非限定的示例，当与开放式语言如“包括”一起使用时，提及“A和/或B”在一个实施例中可以仅指A(可选地包括不是B的要素)；在另一个实施例中可以仅指B(可选地包括不是A的要素)；而在另一个实施例中可以指A和B(可选地包括其它要素)；等等。

本说明书和权利要求书中所用的“或”应理解为与上面定义的“和/或”具有相同含义。例如，当隔开列表中的各项时，“或”或“和/或”应理解为包括性的，即包括多个或列举要素的至少一个，而且包括多于一个的要素，并可选地包括另外未列出的项目。只有当明确相反定义的术语例如“仅......其中之一”或“确切地......其中之一”，或“由......组成”在权利要求书中使用时，指包括多个或列举要素的恰好一个。通常，当前面存在排他性术语如“任一”、“......其中之一”、“仅......其中之一”或“......其中确切之一”时，本文中所用的术语“或”应仅解释为表示排他性的可选择项(即“其中之一或另一个但非二者”)。“基本由......组成”用在权利要求书中时应具有如在专利法领域中所用的普通含义。

如在本说明书和权利要求书中所用的，提及一个或多个要素列表时的表述“至少一个”应理解为意指选自所列要素中的任何一个或多个要素中的至少一个要素，但不一定包括要素列表中每个明确列出的至少一个要素，也不排除要素列表中要素的任意组合。该定义还允许除了提及表述“至少一个”的要素列表内所明确指出的要素以外，其它要素也可以选择地存在，无论它们与那些明确指出的要素相关与否。因此，作为非限定的示例，“A和B中的至少一个”(或等同于“A或B中的至少一个”或等同于“A和/或B中的至少一个”)在一个实施例中可以指至少一个A，可选地包括多于一个的A，但不存在B(可选地包括B之外的要素)；在另一个实施例中可以指至少一个B，可选地包括多于一个的B，但不存在A(可选地包括A之外的要素)；而在另一个实施例中可以指至少一个A，可选地包括多于一个的A以及至少一个B，可选地包括多于一个的B(可选地包括其它要素)；等。

还应理解，除非有明确的相反说明，否则本文中要求保护的包括多于一个步骤或动作的任何方法中，该方法的这些步骤或动作的顺序并不一定限于所给出的方法的步骤或动作的顺序。

在权利要求书和以上说明书中，所有过渡用语如“包含”、“包括”、“带有”、“具有”、“含有”、“涉及”、“持有”等均应理解为开放式的，即指包括但不限于。仅过渡用语“由......组成”和“基本由......组成”分别如美国专利局专利审查程序指南第2111.03节中所规定的封闭或半封闭式的过渡用语。