METHOD AND APPARATUS FOR THE DISCRETIZATION AND MANIPULATION OF SAMPLE VOLUMES

• Main Authors: CHIU, DANIEL, T, COHEN, DAWN, E, JEFFRIES, GAVIN, D.M
• Format: Patent
• Language: English; French
• Published: 18.02.2010
• Subjects: INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIRCHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES; MEASURING; PHYSICS; TESTING

Embodiments of the present invention relate to methods and apparatuses for the discretization and manipulation of sample volumes that is simple, robust, and versatile. It is a fluidic device that partitions a sample by exploiting the interplay between fluidic forces, interfacial tension, channel geometry, and the final stability of the formed droplet and/or discretized volume. These compartmentalized volumes allow for isolation of samples and partitioning into a localized array that can subsequently be manipulated and analyzed. The isolation of the discretized volumes along with the device's inherent portability render our invention versatile for use in many areas, including but not limited to PCR, digital PCR, biological assays for diagnostics and prognostics, cancer diagnosis and prognosis, high throughput screening, single molecule and single cell reactions or assays, the study crystallization and other statistical processes, protein crystallization, drug screening, environmental testing, and the coupling to a wide range of analytical detection techniques for biomedical assays and measurements. The minimal fluid interconnects and simple flow geometry makes the device easy to use and implement, economical to fabricate and operate, and robust in its operations. Les modes de réalisation de la présente invention portent sur des procédés et des appareils pour la discrétisation et la manipulation de volumes d'échantillon qui sont simples, robustes et polyvalents. L'invention porte sur un dispositif fluide qui partitionne un échantillon par l'exploitation de l'influence réciproque entre des forces fluides, d'une tension interfaciale, d'une géométrie de canaux et de la stabilité finale de la gouttelette formée et/ou du volume discrétisé. Ces volumes compartimentés permettent un isolement d'échantillons et un partitionnement en un réseau localisé qui peut ultérieurement être manipulé et analysé. L'isolement des volumes discrétisés conjointement avec la portabilité inhérente du dispositif rendent notre invention polyvalente pour une utilisation dans de multiples domaines, comprenant non exclusivement la PCR, la PCR numérique, les essais biologiques pour des diagnostics et des pronostics, le diagnostic et le pronostic du cancer, le criblage à haut rendement, des réactions ou dosages à molécule unique et cellule unique, la cristallisation d'étude et d'autres processus statistiques, une cristallisation de protéine, un criblage de médicament, un essai environnemental et le couplage à une large plage de techniques de détection analytiques pour des essais biomédicaux et des mesures biomédicales. Les interconnections de fluide minimales et une géométrie d'écoulement simple rend le dispositif facile à utiliser et à mettre en oevre, économique à fabriquer et à actionner, et robuste dans ses opérations.