(57)【要約】  本発明は、液滴アクチュエータにおける液滴分配のための構造および方法の非限定的な実施例を提供する。本発明の液滴アクチュエータ構造および方法は、先行技術の液滴アクチュエータに勝る多くの利点を呈する。各種実施形態において、本発明の構造および方法は、既存の液滴アクチュエータと比較して、とりわけ、改良された効率、スループット、スケーラビリティおよび／または液滴均一性を提供する。さらに、実施形態によっては、液滴アクチュエータは、流体および／または液滴をロードおよび／またはアンロードする改良された方法のための構成を提供する。さらに他の実施形態では、液滴アクチュエータは、多数の流体リザーバを実質的に同時におよび／または実質的に経時的にロードするための流体をロードする構成を提供する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴アクチュエータ上に複数の液滴を形成する方法であって、前記方法は以下を含む：
（ａ）底部基板を含む液滴アクチュエータを提供するステップであって、以下を含む：
（ｉ）１つ以上の液滴オペレーションを行うために構成される液滴オペレーション電極；
（ｉｉ）各開口部が前記液滴オペレーション電極の１つ以上の電極にほぼ隣接する、複数の開口部を含む前記電極の周囲を囲む周囲バリア；および
（ｉｉｉ）前記周囲バリアの外部で、前記複数の開口部を通して前記１つ以上の電極の近辺内に流体を流すために配置される流体経路；
（ｂ）前記流体経路を通して、前記周囲バリアの前記開口部を通して、前記１つ以上の電極の近辺内に流体を流すステップ；および
（ｃ）前記液滴オペレーション電極の上に液滴を形成するために１つ以上の液滴オペレーションを行うステップ。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、前記流体がビーズを含む。
【請求項３】
請求項１に記載の方法において、前記流体が生体細胞を含む。
【請求項４】
液滴アクチュエータ上に複数の液滴を形成する方法であって、前記方法は以下を含む：
（ａ）１つ以上の液滴オペレーションを行うために構成される液滴オペレーション電極を含む底部基板を含む液滴アクチュエータを提供するステップ；
（ｂ）１つ以上の活性化された電極上に流体を供給するために、任意の順序で次の工程を行うステップ：
（ｉ）前記液滴オペレーション電極の少なくとも一部の上に流体を流す工程；および
（ｉｉ）１つ以上の前記液滴オペレーション電極を活性化させる工程；ならびに
（ｃ）前記活性化された液滴オペレーション電極上に液滴を残しながら、前記活性化された電極の周辺から流体を排出するステップ。
【請求項５】
請求項４に記載の方法であって、さらに以下を含む：
（ａ）前記底部基板上のチャネルに前記液滴オペレーション電極を提供するステップ；および
（ｂ）前記チャネル内へ流体を流しておよび前記チャネルから流体を引き込むための外部の圧力源を使用するステップ。
【請求項６】
請求項４に記載の方法であって、さらに以下を含む：
（ａ）前記液滴オペレーション電極のそばにより大きな液滴移送電極を提供するステップ；および
（ｂ）前記チャネル内へ流体を流しておよび前記チャネルから流体を引き込むために前記液滴移送電極を使用するステップ。
【請求項７】
請求項４に記載の方法において、前記流体がビーズを含む。
【請求項８】
請求項４に記載の方法において、前記流体が生体細胞を含む。
【請求項９】
液滴アクチュエータ上の液滴から１つ以上の下位液滴を分配する方法であって、前記方法は以下を含む：
（ａ）液滴の近辺に電極経路を提供するステップ；
（ｂ）前記電極経路に沿って配置されるスラグ内に前記液滴を形成して、前記電極経路に沿って前記スラグを移送するために、前記電極経路内の電極を活性化させるステップ；および
（ｃ）前記スラグの後端から１つ以上の下位液滴を摘み取るために、前記スラグの前記後端で前記電極経路内の電極を選択的に非活性化させるステップ。
【請求項１０】
前記電極経路がリザーバ電極によって各先端で終了される請求項９に記載の方法であって、前記方法は以下を含む：
（ａ）第１のリザーバから前記電極経路に沿って配置されるスラグ内に前記液滴を形成するために、前記電極経路内の電極を活性化させるステップ；および
（ｂ）前記スラグを第２のリザーバ内に移送する間に、前記スラグの前記後端から１つ以上の下位液滴を摘み取るために、前記スラグの前記後端で電極を選択的に非活性化させるステップ。
【請求項１１】
請求項９に記載の方法において、前記電極経路がループを含む。
【請求項１２】
請求項９に記載の方法において、前記流体がビーズを含む。
【請求項１３】
請求項９に記載の方法において、前記流体が生体細胞を含む。
【請求項１４】
請求項９に記載の方法において、前記液滴の面積が、前記活性化された電極のほぼ１つの面積である。
【請求項１５】
請求項９に記載の方法において、前記液滴の面積が、前記活性化された電極の１つの面積よりも大きい。
【請求項１６】
請求項９に記載の方法において、前記液滴の面積が、前記活性化された電極の１つの面積の少なくとも２倍大きい。
【請求項１７】
液滴アクチュエータ上の液滴から１つ以上の下位液滴を分配する方法であって、前記方法は以下を含む：
（ａ）液滴アクチュエータを提供するステップであって、以下を含む：
（ｉ）液滴オペレーションを行うために構成される電極を含む底部基板；および
（ｉｉ）間隙を形成するために前記底部基板から分離される上部基板であって、前記上部基板は以下を含む：
（１）リザーバ；および
（２）前記リザーバから前記間隙内への流体経路を形成する開口部；
ここで、前記リザーバ開口部は、流体が前記リザーバ内に供給されるときに、流体が、第２の電極に隣接している第１の電極の近辺内にもたらされるように配置され；
（ｂ）前記第１および第２の電極を活性化させて、これにより、前記リザーバから前記第１および第２の電極上に流体を流れさせるステップ；および
（ｃ）前記第１の電極を非活性化させて、前記第２の電極上に液滴を形成させて、残りの流体を実質的に前記リザーバに戻らせるステップ。
【請求項１８】
請求項１７に記載の方法において、前記流体がビーズを含む。
【請求項１９】
請求項１７に記載の方法において、前記流体が生体細胞を含む。
【請求項２０】
液滴アクチュエータ上の液滴から１つ以上の下位液滴を分配する方法であって、前記方法は以下を含む：
（ａ）液滴アクチュエータを提供するステップであって、以下を含む：
（ｉ）底部基板であって、以下を含む：
（１）液滴オペレーションを行うために構成される液滴オペレーション電極；および
（２）１つ以上の前記電極の近辺に液滴を保持するために構成される凹んだリザーバ領域；および
（ｉｉ）間隙を形成するために前記底部基板から分離される上部基板；
（ｂ）前記凹んだリザーバ領域に隣接する第１の電極、および前記第１の電極に隣接する第２の電極を活性化させて、これにより、前記リザーバから前記第１および第２の電極上に流体を流れさせるステップ；および
（ｃ）前記第１の電極を非活性化させて、前記第２の電極上に液滴を形成させて、残りの流体を実質的に前記凹んだリザーバ領域に戻らせるステップ。
【請求項２１】
請求項２０に記載の方法において、前記流体がビーズを含む。
【請求項２２】
請求項２０に記載の方法において、前記流体が生体細胞を含む。
【請求項２３】
液滴アクチュエータ上の液滴から１つ以上の下位液滴を分配する方法であって、前記方法は以下を含む：
（ａ）一組の電極を含む液滴アクチュエータを提供するステップであって、以下を含む：
（ｉ）一組の連続的により小さくなる実質的に三日月形の平面電極であって、以下のように配置される：
（１）同心に；または
（２）実質的に三日月形の電極の頂点間の中間に位置する共通軸線に沿った実質的に共通平面内に、ここで、各々連続的により小さくなる電極は次のより大きな電極に隣接して位置する；
（ｉｉ）実質的に前記三日月形の電極を有する共通平面内において、実質的に前記三日月の前記共通軸線に沿って配置される一組の平面分配電極；および
（ｉｉｉ）間隙を形成するために底部基板から分離される上部基板；
（ｂ）凹んだリザーバ領域に隣接する第１の電極、および前記第１の電極に隣接する第２の電極を活性化させて、これにより、リザーバから前記第１および第２の電極上に流体を流れさせるステップ；および
（ｃ）前記第１の電極を非活性化させて、前記第２の電極上に液滴を形成させて、残りの流体を実質的に前記凹んだリザーバ領域に戻らせるステップ。
【請求項２４】
請求項２３に記載の方法において、前記流体がビーズを含む。
【請求項２５】
請求項２３に記載の方法において、前記流体が生体細胞を含む。
【請求項２６】
底部基板を含む液滴アクチュエータであって、以下を含む：
（ａ）１つ以上の液滴オペレーションを行うために構成される液滴オペレーション電極；
（ｂ）各開口部が前記液滴オペレーション電極の１つ以上の電極にほぼ隣接する、複数の開口部を含む前記電極の周囲を囲む周囲バリア；および
（ｃ）前記周囲バリアの内部に形成され、前記複数の開口部を通して前記１つ以上の電極の近辺内に流体を流すために配置される流体経路。
【請求項２７】
液滴アクチュエータであって、以下を含む：
（ａ）液滴オペレーションを行うために構成される電極を含む底部基板；および
（ｂ）間隙を形成するために前記底部基板から分離される上部基板であって、前記上部基板は以下を含む：
（ｉ）リザーバ；および
（ｉｉ）前記リザーバから前記間隙内への流体経路を形成する開口部；
ここで、前記リザーバ開口部は、流体が前記リザーバ内に供給されるときに、前記流体が前記電極の最初の１つの近辺内にもたらされるように配置される。
【請求項２８】
液滴アクチュエータであって、以下を含む：
（ａ）底部基板であって、以下を含む：
（ｉ）液滴オペレーションを行うために構成される液滴オペレーション電極；および
（ｉｉ）１つ以上の前記液滴オペレーション電極の近辺に液滴を保持するために構成される凹んだリザーバ領域；ならびに
（ｂ）間隙を形成するために前記底部基板から分離される上部基板。
【請求項２９】
一組の連続的により小さくなる実質的に三日月形の平面電極を含む、一組の電極を含む液滴アクチュエータであって、以下のように配置される：
（ａ）同心に；または
（ｂ）実質的に三日月形の電極の頂点間の中間に位置する共通軸線に沿った実質的に共通平面内に、ここで、各々連続的により小さくなる電極は次のより大きな電極に隣接して位置する。
【請求項３０】
請求項２９に記載の液滴アクチュエータであって、以下のように配置される一組の平面分配電極をさらに含む：
（ａ）実質的に前記三日月形の電極を有する共通平面内に；および
（ｂ）実質的に前記三日月の前記共通軸線に沿って。
【請求項３１】
液滴アクチュエータ上の液滴を操作する方法であって、前記方法は以下を含む：
（ａ）液滴アクチュエータを提供するステップであって、以下を含む：
（ｉ）個別に制御可能な複数の電極アレイを含むリザーバ電極；
（ｉｉ）開口部を含む前記リザーバ電極の近辺構造；
（ｉｉｉ）前記リザーバ電極および前記開口部の双方と流体連通して位置する移送電極；および
（ｉｖ）前記開口部、移送電極、および前記リザーバ電極を通る流路；ならびに
（ｂ）前記流路を通して流体を流すステップ。
【請求項３２】
請求項３１に記載の方法であって、前記リザーバ電極上に液滴を形成するステップをさらに含む。
【請求項３３】
請求項３１に記載の方法において、前記リザーバ電極が前記移送電極よりもほぼ大きい。
【請求項３４】
請求項３１に記載の方法において、前記液滴がビーズを含む。
【請求項３５】
請求項３１に記載の方法において、前記液滴が生体細胞を含む。
【請求項３６】
請求項３１に記載の方法であって、前記開口部を通して液滴を分配するステップをさらに含む。
【請求項３７】
請求項３１に記載の方法であって、前記リザーバ電極が前記液滴の処分および形成のうちの少なくとも１つを実行するステップをさらに含む。
【請求項３８】
液滴アクチュエータ上に液滴を形成する方法であって、前記方法は以下を含む：
（ａ）液滴アクチュエータを提供するステップであって、以下を含む：
（ｉ）リザーバ電極；
（ｉｉ）開口部を含む前記リザーバ電極の近辺構造；
（ｉｉｉ）前記リザーバ電極および前記開口部の双方と流体連通して位置して、少なくとも部分的に前記開口部と重なる移送電極；および
（ｉｖ）前記開口部、移送電極、および前記リザーバ電極を通る流路；ならびに
（ｂ）前記流路を通して流体を流すステップ。
【請求項３９】
請求項３８に記載の方法であって、複数の電極を、前記リザーバ電極と流体連通し、かつ、前記移送電極の反対側の位置に位置決めするステップをさらに含む。
【請求項４０】
請求項３８に記載の方法において、前記リザーバ電極が環状である。
【請求項４１】
請求項３８に記載の方法において、前記リザーバ電極が環状であり、個別に制御可能な複数のセグメントを含む。
【請求項４２】
請求項４１に記載の方法であって、前記セグメントを円周方向に配置するステップをさらに含む。
【請求項４３】
請求項４２に記載の方法であって、前記セグメントを放射状に配置するステップをさらに含む。
【請求項４４】
請求項４３に記載の方法において、前記セグメントが矩形である。
【請求項４５】
請求項４３に記載の方法において、前記セグメントが三角形である。
【請求項４６】
請求項３８に記載の方法において、前記液滴がビーズを含む。
【請求項４７】
請求項３８に記載の方法において、前記液滴が生体細胞を含む。
【請求項４８】
請求項３８に記載の方法において、前記リザーバ電極がバンド形状である。
【請求項４９】
請求項３８に記載の方法において、前記リザーバ電極がバンド形状であり、個別に制御可能な複数のセグメントを含む。
【請求項５０】
液滴アクチュエータ上の液滴を操作する方法であって、前記方法は以下を含む：
（ａ）液滴アクチュエータを提供するステップであって、以下を含む：
（ｉ）１つ以上の液滴オペレーションを行うために構成される液滴オペレーション電極；
（ｉｉ）開口部を含む構造；および
（ｉｉｉ）前記液滴オペレーション電極および前記開口部の双方の近辺にあるリザーバ電極；ならびに
（ｂ）前記開口部、リザーバ電極、および液滴オペレーション電極を通る流路を提供するステップ。
【請求項５１】
請求項５０に記載の方法であって、前記流路を通して流体を流すステップをさらに含む。
【請求項５２】
請求項５０に記載の方法において、前記液滴がビーズを含む。
【請求項５３】
請求項５０に記載の方法において、前記液滴が生体細胞を含む。
【請求項５４】
請求項５０に記載の方法において、前記開口部が前記リザーバ電極よりも小さい。
【請求項５５】
請求項５０に記載の方法において、前記開口部が前記リザーバ電極よりも大きい。
【請求項５６】
請求項５０に記載の方法において、前記開口部が前記リザーバ電極と実質的に同じサイズである。
【請求項５７】
請求項５０に記載の方法において、前記開口部が少なくとも部分的に前記リザーバ電極と重なる。
【請求項５８】
請求項５０に記載の方法において、前記開口部が前記リザーバ電極の少なくとも約半分と重なる。
【請求項５９】
液滴アクチュエータ上の液滴を操作する方法であって、前記方法は以下を含む：
（ａ）リザーバ電極に液滴を供給するステップ；
（ｂ）前記リザーバ電極内に電極を埋め込むステップ；
（ｃ）前記埋め込まれる電極を含む電極経路に沿って配置されるスラグ内に前記液滴を形成して、前記電極経路に沿って前記スラグを移送するために、前記電極経路内の電極を選択的に活性化させるステップ；および
（ｄ）前記スラグの後端から１つ以上の下位液滴を摘み取るために、前記スラグの前記後端で前記電極経路内の電極を選択的に非活性化させるステップ。
【請求項６０】
請求項５９に記載の方法において、前記選択的な非活性化のうちの１つが、前記選択的な非活性化の別のものよりも高い頻度で達成される。
【請求項６１】
請求項５９に記載の方法において、前記液滴がビーズを含む。
【請求項６２】
請求項５９に記載の方法において、前記液滴が生体細胞を含む。
【請求項６３】
請求項５９に記載の方法であって、前記リザーバ電極のテーパー部分を選択的に活性化させるステップをさらに含む。
【請求項６４】
請求項５９に記載の方法であって、前記リザーバ電極の三角形部分を選択的に活性化させるステップをさらに含む。
【請求項６５】
請求項６４に記載の方法であって、前記リザーバ電極の複数の側面部分を選択的に活性化させるステップをさらに含む。
【請求項６６】
請求項５９に記載の方法であって、前記液滴を揺り動かすステップをさらに含む。
【請求項６７】
請求項５９に記載の方法であって、それぞれの電極の前記活性化および前記非活性化をループにすることによって前記液滴を揺り動かすステップをさらに含む。
【請求項６８】
液滴アクチュエータ上の液滴を操作する方法であって、前記方法は以下を含む：
（ａ）液滴アクチュエータを提供するステップであって、以下を含む：
（ｉ）リザーバ電極；
（ｉｉ）開口部を含む前記リザーバ電極の近辺構造；
（ｉｉｉ）それぞれが前記リザーバ電極と流体連通する複数の電極アレイ；および
（ｉｖ）前記開口部、リザーバ電極、およびそれぞれ電極アレイの各々を通る複数の流路；ならびに
（ｂ）前記流路の少なくとも１つを通して流体を流すステップ。
【請求項６９】
請求項６８に記載の方法において、少なくとも前記流路の１つを通して流体を流すステップが、前記リザーバ電極を含む少なくとも４つの流路を通して流体を流すステップをさらに含む。
【請求項７０】
請求項６８に記載の方法であって、前記流路の少なくとも１つに前記リザーバ電極と隣接して側部電極を位置決めするステップをさらに含む。
【請求項７１】
請求項６８に記載の方法であって、前記流路の少なくとも１つに前記リザーバ電極と隣接して位置する側部電極に、電極アレイの１つの電極を埋め込むステップをさらに含む。
【請求項７２】
請求項６８に記載の方法であって、前記流路の少なくとも１つに前記リザーバ電極と隣接して位置する側部電極に、前記開口部が重なるステップをさらに含む。
【請求項７３】
請求項６８に記載の方法であって、前記リザーバ電極を実質的に囲むために、複数の流路の一部を含む複数のプラットホームを含む分配電極を位置決めするステップをさらに含む。
【請求項７４】
請求項６８に記載の方法において、前記流体がビーズを含む。
【請求項７５】
請求項６８に記載の方法において、前記流体が生体細胞を含む。
【請求項７６】
液滴アクチュエータ上の液滴を操作する方法であって、前記方法は以下を含む：
（ａ）複数の流路と流体接続する開口部を含む構造を含む液滴アクチュエータを提供するステップ；および
（ｂ）前記複数の流路を通して流体を流すステップ。
【請求項７７】
請求項７６に記載の方法であって、前記複数の流路を通して流体をシリアルに流すステップをさらに含む。
【請求項７８】
請求項７６に記載の方法であって、前記複数の流路を通して流体をパラレルに流すステップをさらに含む。
【請求項７９】
請求項７６に記載の方法であって、前記複数の流路内に、各々が前記開口部と流体連通する複数の他の開口部をそれぞれ位置決めするステップをさらに含む。
【請求項８０】
請求項７６に記載の方法であって、前記複数の流路内に、各々が前記開口部と流体連通する複数の流体リザーバをそれぞれ位置決めするステップをさらに含む。
【請求項８１】
請求項７６に記載の方法において、前記流体がビーズを含む。
【請求項８２】
請求項７６に記載の方法において、前記流体が生体細胞を含む。
【請求項８３】
液滴アクチュエータ上の液滴を操作する方法であって、前記方法は以下を含む：
（ａ）液滴アクチュエータを提供するステップであって、以下を含む：
（ｉ）複数の他の開口部と流体連通する開口部を含む構造；
（ｉｉ）前記他の開口部の各々とそれぞれ流体連通する複数の流体リザーバ；
（ｉｉｉ）前記流体リザーバとそれぞれ流体連通する複数の電極；および
（ｉｖ）前記開口部、前記他の開口部、前記リザーバ、および前記電極を通る複数の流路；ならびに
（ｂ）前記複数の流路を通して流体を流すステップ。
【請求項８４】
請求項８３に記載の方法であって、前記複数の流路を通して流体をシリアルに流すステップをさらに含む。
【請求項８５】
請求項８３に記載の方法であって、前記複数の流路を通して流体をパラレルに流すステップをさらに含む。
【請求項８６】
液滴アクチュエータ上の液滴を操作する方法であって、前記方法は以下を含む：
（ａ）リザーバ電極に液滴を供給するステップ；
（ｂ）前記リザーバ電極内に電極を埋め込むステップ；
（ｃ）前記埋め込まれる電極の近辺に前記液滴を保持するために、前記埋め込まれる電極を選択的に活性化させるステップ；および
（ｄ）前記リザーバ電極から前記液滴の他の部分を排出するステップ。
【請求項８７】
請求項８６に記載の方法であって、前記リザーバ電極に埋め込まれる別の電極をさらに含み、前記別の埋め込まれる電極は、前記他の部分が排出される間、前記液滴の別の部分を保持するように構成される。
【請求項８８】
請求項８６に記載の方法において、前記液滴がビーズを含む。
【請求項８９】
請求項８６に記載の方法において、前記液滴が生体細胞を含む。
【請求項９０】
液滴アクチュエータの液滴内の磁気ビーズを分散させる方法であって、前記方法は以下を含む：
（ａ）液滴アクチュエータを提供するステップであって、以下を含む：
（ｉ）前記液滴を移送するように構成される複数の移送電極；および
（ｉｉ）前記複数の移送電極の一部にある磁界；
（ｂ）前記磁界から離れる方向に前記複数の移送電極に沿って前記液滴を移送するステップ；および
（ｃ）前記磁界に向かう方向に前記複数の移送電極に沿って前記液滴を移送するステップ。
【請求項９１】
請求項９０に記載の方法において、前記ビーズが抗体を含む。
【請求項９２】
請求項９０に記載の方法であって、前記液滴を分割するステップをさらに含む。
【請求項９３】
請求項９２に記載の方法であって、前記磁界の存在下で前記液滴を分割するステップをさらに含む。
【請求項９４】
請求項９２に記載の方法であって、前記磁界の不在下で前記液滴を分割するステップをさらに含む。
【請求項９５】
請求項９２に記載の方法であって、前記磁界を発する磁石の端部近辺の間に前記液滴を分割するステップをさらに含む。
【請求項９６】
請求項９２に記載の方法であって、前記磁界の存在下で得られた分割液滴を再結合するステップをさらに含む。
【請求項９７】
請求項９２に記載の方法であって、別の磁界の存在下で得られた分割液滴を再結合するステップをさらに含む。
【請求項９８】
請求項９２に記載の方法であって、前記磁界の不在下で得られた分割液滴を再結合するステップをさらに含む。
【請求項９９】
請求項９２に記載の方法であって、前記磁界を発する磁石の端部近辺の間に得られた分割液滴を再結合するステップをさらに含む。
【請求項１００】
請求項９２に記載の方法であって、少なくとも１つの前記分割液滴を、前記磁界から離れる方向に前記複数の移送電極に沿って移送するステップをさらに含む。
【請求項１０１】
請求項９２に記載の方法であって、少なくとも１つの前記分割液滴を、前記磁界に向かう方向に前記複数の移送電極に沿って移送するステップをさらに含む。
【請求項１０２】
請求項９２に記載の方法であって、少なくとも１つの前記分割液滴を、別の磁界に向かう方向に前記複数の移送電極に沿って移送するステップをさらに含む。
【請求項１０３】
請求項９２に記載の方法であって、１つの分割液滴を、前記複数の移送電極に沿って他の分割液滴から離れる方向に移送するステップをさらに含む。
【請求項１０４】
請求項９２に記載の方法であって、得られた複数の分割液滴を、前記複数の移送電極に沿って反対方向に移送するステップをさらに含む。
【請求項１０５】
請求項９０に記載の方法において、磁石の列のうちの少なくとも１つの磁石を使用して前記磁界を発生するステップをさらに含む。
【請求項１０６】
請求項９０に記載の方法において、磁石の複数の列のうちの少なくとも１つの磁石を使用して前記磁界を発生するステップをさらに含む。
【請求項１０７】
請求項９０に記載の方法において、ステップ（ｂ）および（ｃ）を繰り返すステップをさらに含む。
【請求項１０８】
液滴アクチュエータ内の磁気ビーズを含む液滴を操作する方法であって、前記方法は以下を含む：
（ａ）液滴アクチュエータを提供するステップであって、以下を含む：
（ｉ）前記液滴を移送するように構成される複数の移送電極；および
（ｉｉ）前記複数の移送電極の一部にある磁界；ならびに
（ｂ）前記磁界を選択的に最小化するために、前記液滴アクチュエータに磁気遮蔽材料を位置決めするステップ。
【請求項１０９】
請求項１０８に記載の方法において、前記磁気遮蔽材料を位置決めするステップが、エムユーメタル（Ｍｕ  ｍｅｔａｌ）を使用するステップをさらに含む。
【請求項１１０】
請求項１０８に記載の方法において、前記磁気遮蔽材料を位置決めするステップが、ニッケルおよび鉄を使用するステップをさらに含む。
【請求項１１１】
請求項１０８に記載の方法であって、前記磁界を発生する磁石および前記複数の移送電極をレーン内に配置するステップをさらに含む。
【請求項１１２】
請求項１１１に記載の方法であって、前記液滴アクチュエータに複数のレーンを位置決めするステップをさらに含む。
【請求項１１３】
請求項１１２に記載の方法であって、前記それぞれのレーンから発する前記磁界の影響を最小化するために、前記磁気遮蔽材料を位置決めするステップをさらに含む。
【請求項１１４】
液滴アクチュエータの液滴内の粒子を再懸濁する方法であって、前記方法は以下を含む：
（ａ）液滴アクチュエータを提供するステップであって、以下を含む：
（ｉ）液滴を操作するように構成される複数の個別に制御可能なリザーバ電極；および
（ｉｉ）前記複数のリザーバ電極と流体連通する複数の移送電極；ならびに
（ｂ）前記液滴内で前記粒子を再懸濁させるために、前記複数のリザーバ電極を個別に作動させるステップ。
【請求項１１５】
請求項１１４に記載の方法において、前記粒子がビーズを含む。
【請求項１１６】
請求項１１４に記載の方法において、前記粒子が生体細胞を含む。
【請求項１１７】
請求項１１４に記載の方法において、前記複数のリザーバ電極を個別に作動させるステップが、前記リザーバ電極をランダムに活性化および非活性化するステップをさらに含む。
【請求項１１８】
請求項１１４に記載の方法において、前記複数のリザーバ電極を個別に作動させるステップが、前記リザーバ電極を交互にまたは同時に活性化および非活性化するステップをさらに含む。
【請求項１１９】
液滴アクチュエータの液滴内の粒子を再懸濁する方法であって、前記方法は以下を含む：
（ａ）液滴アクチュエータを提供するステップであって、以下を含む：
（ｉ）液滴を操作するように構成されるリザーバ電極；および
（ｉｉ）前記リザーバ電極と流体連通する複数の移送電極；
（ｂ）前記リザーバ電極上の前記液滴から前記液滴のスラグを切り離すステップ；および
（ｃ）前記リザーバ電極で前記液滴を有する前記スラグを再結合するステップ。
【請求項１２０】
請求項１１９に記載の方法であって、前記スラグを前記複数の移送電極に沿って移送するステップをさらに含む。
【請求項１２１】
請求項１１９に記載の方法であって、ステップ（ｂ）および（ｃ）を繰り返すステップをさらに含む。
【請求項１２２】
請求項１１９に記載の方法において、前記粒子がビーズを含む。
【請求項１２３】
請求項１１９に記載の方法において、前記粒子が生体細胞を含む。
【請求項１２４】
液滴アクチュエータの液滴内の粒子を再懸濁する方法であって、前記方法は以下を含む：
（ａ）液滴アクチュエータを提供するステップであって、以下を含む：
（ｉ）液滴を操作するように構成されるリザーバ電極；および
（ｉｉ）前記リザーバ電極と流体連通する複数の移送電極；ならびに
（ｂ）前記液滴を揺り動かすために、交流電源からの電圧を前記リザーバ電極全体に選択的に適用するステップ。
【請求項１２５】
請求項１２４に記載の方法において、前記粒子がビーズを含む。
【請求項１２６】
請求項１２４に記載の方法において、前記粒子が生体細胞を含む。
【請求項１２７】
液滴アクチュエータ内の磁気ビーズを含む液滴を操作する方法であって、前記方法は以下を含む：
（ａ）液滴アクチュエータを提供するステップであって、以下を含む：
（ｉ）前記液滴を移送するように構成される複数の移送電極；および
（ｉｉ）前記複数の移送電極の一部にある磁界；ならびに
（ｂ）前記磁界を選択的に最小化するために、複数の磁石を位置決めするステップ。
【請求項１２８】
請求項１２７に記載の方法であって、磁界が望まれる場所を決定するステップをさらに含む。
【請求項１２９】
請求項１２７に記載の方法において、前記複数の磁石を位置決めするステップが、前記場所で前記磁界を可能にするように前記複数の磁石を配置するステップをさらに含む。
【請求項１３０】
請求項１２７に記載の方法であって、磁界が望まれない場所を決定するステップをさらに含む。
【請求項１３１】
請求項１２７に記載の方法において、前記複数の磁石を位置決めするステップが、前記複数のうちの１つの磁石のＮ極を前記複数のうちの別の１つの磁石のＳ極に隣接して配置するステップをさらに含む。
【請求項１３２】
請求項１２７に記載の方法において、前記磁界は、液滴オペレーション中に前記磁気ビーズを実質的に静止状態に保つ程度に充分に強い。
【請求項１３３】
請求項１２７に記載の方法において、前記磁界は、液滴オペレーション中に前記磁気ビーズが移動されることを可能にする程度に充分に弱い。
【請求項１３４】
液滴アクチュエータの液滴内の磁気ビーズを分配する方法であって、前記方法は以下を含む：
（ａ）液滴アクチュエータを提供するステップであって、以下を含む：
（ｉ）上部基板および底部基板；
（ｉｉ）少なくとも１つの磁界が選択的に変更可能な、前記上部基板および底部基板の近辺にそれぞれある複数の磁界；および
（ｉｉｉ）前記上部基板の面および底部基板の面の少なくとも１つに沿って位置する複数の移送電極；
（ｂ）前記上部基板の面と底部基板の面との間に前記液滴を位置決めするステップ；および
（ｃ）前記磁界の少なくとも１つを選択的に変えるステップ。
【請求項１３５】
請求項１３４に記載の方法において、前記磁界の少なくとも１つを変えるステップは、前記上部基板の面および底部基板の面の少なくとも１つの近辺で電磁石を活性化するステップをさらに含む。
【請求項１３６】
請求項１３４に記載の方法において、前記磁界の少なくとも１つを変えるステップは、前記磁界を活性化するステップをさらに含む。
【請求項１３７】
請求項１３４に記載の方法において、前記磁界の少なくとも１つを変えるステップは、前記磁界を非活性化するステップをさらに含む。
【請求項１３８】
請求項１３４に記載の方法において、前記磁界の少なくとも１つを変えるステップは、前記上部基板の面および底部基板の面の１つのみの近辺で電磁石を活性化するステップをさらに含む。
【請求項１３９】
請求項１３４に記載の方法であって、前記上部基板の面の近辺に位置する複数の電磁石の少なくとも１つを選択的に活性化するステップをさらに含む。
【請求項１４０】
請求項１３４に記載の方法であって、前記上部基板の面の近辺に位置する複数の電磁石の少なくとも１つを選択的に非活性化するステップをさらに含む。
【請求項１４１】
請求項１３４に記載の方法であって、前記底部基板の面の近辺に位置する複数の電磁石の少なくとも１つを選択的に活性化するステップをさらに含む。
【請求項１４２】
請求項１３４に記載の方法であって、前記底部基板の面の近辺に位置する複数の電磁石の少なくとも１つを選択的に非活性化するステップをさらに含む。
【請求項１４３】
請求項１３４に記載の方法において、前記磁界の少なくとも１つを変えるステップは、前記少なくとも１つの磁界を発する磁石の位置を物理的に変えるステップをさらに含む。
【請求項１４４】
請求項１３４に記載の方法において、前記液滴が生体細胞を含む。
【請求項１４５】
請求項１３４に記載の方法であって、前記磁界の１つを活性化して他を活性化しないステップをさらに含む。
【請求項１４６】
液滴アクチュエータの磁気ビーズを含む液滴を分割する方法であって、前記方法は以下を含む：
（ａ）液滴アクチュエータを提供するステップであって、以下を含む：
（ｉ）前記液滴を移送するように構成される複数の移送電極；および
（ｉｉ）前記複数の移送電極にある磁界；
（ｂ）前記磁界を使用して前記磁気ビーズを静止させるステップ；および
（ｃ）前記磁気ビーズが実質的に静止状態にとどまりながら、前記液滴を第１および第２の液滴に分割するために、前記複数の移送電極を使用するステップ。
【請求項１４７】
請求項１４６に記載の方法であって、親水性パッチを使用して前記液滴の一部を実質的に静止させるステップをさらに含む。
【請求項１４８】
請求項１４６に記載の方法であって、前記磁界を発生するために磁石を使用するステップをさらに含む。
【請求項１４９】
請求項１４６に記載の方法であって、前記液滴アクチュエータのガスケット内に磁石を埋め込むステップをさらに含む。
【請求項１５０】
請求項１４６に記載の方法であって、前記液滴アクチュエータのガスケットの近辺に磁石を位置決めするステップをさらに含む。
【請求項１５１】
請求項１４６に記載の方法であって、前記液滴を分割するために物理的障壁を使用するステップをさらに含む。
【請求項１５２】
請求項１４６に記載の方法であって、前記液滴を分割するために磁化された物理的障壁を使用するステップをさらに含む。
【請求項１５３】
液滴アクチュエータの磁気ビーズを含む液滴を分割する方法であって、前記方法は以下を含む：
（ａ）液滴アクチュエータを提供するステップであって、以下を含む：
（ｉ）複数のうちの１つの移送電極の長さの少なくとも２倍の長さを有する１つの細長い電極を含み、前記液滴を移送するように構成される複数の移送電極；および
（ｂ）前記細長い電極を使用して前記液滴を分割するステップ。
【請求項１５４】
請求項１５３に記載の方法において、前記細長い電極を使用するステップは、分割型電極を使用するステップをさらに含む。
【請求項１５５】
請求項１５３に記載の方法において、前記細長い電極を使用するステップは、複数のストリップを使用するステップをさらに含む。
【請求項１５６】
請求項１５３に記載の方法において、前記細長い電極を使用するステップは、長くて短いテーパー電極セグメントを使用するステップをさらに含む。
【請求項１５７】
請求項１５３に記載の方法であって、前記細長い電極にテーパーをつけるステップをさらに含む。
【請求項１５８】
請求項１５３に記載の方法において、前記細長い電極を使用するステップは、インターロック式の電極セグメントを使用するステップをさらに含む。
【請求項１５９】
請求項１５３に記載の方法において、前記細長い電極が少なくとも３つの移送電極の距離に及ぶ。
【請求項１６０】
請求項１５３に記載の方法において、前記液滴がビーズを含む。
【請求項１６１】
請求項１５３に記載の方法において、前記液滴が生体細胞を含む。
【請求項１６２】
液滴アクチュエータの磁気ビーズを含む液滴を分割する方法であって、前記方法は以下を含む：
（ａ）液滴アクチュエータを提供するステップであって、以下を含む：
（ｉ）複数のセグメントの行（ｃｏｌｕｍｎ）および列（ｒｏｗ）の少なくとも１つを有する１つの分割型電極を含み、前記液滴を移送するように構成される複数の移送電極；および
（ｂ）前記分割型電極を使用して前記液滴を分割するステップ。
【請求項１６３】
請求項１６２に記載の方法において、前記液滴がビーズを含む。
【請求項１６４】
請求項１６２に記載の方法において、前記液滴が生体細胞を含む。
【請求項１６５】
上澄を検出する方法であって、前記方法は以下を含む：
（ａ）複数のビーズから過剰の非結合抗体を除去するステップ；
（ｂ）前記ビーズに化学発光基質を加えるステップ；および
（ｃ）前記上澄を検出するステップ。
【請求項１６６】
請求項１６５に記載の方法であって、前記複数のビーズを分析するステップをさらに含む。
【請求項１６７】
請求項１６５に記載の方法であって、前記化学発光基質を前記複数のビーズで培養するステップをさらに含む。
【請求項１６８】
請求項１６５に記載の方法であって、前記複数のビーズを静止させるステップをさらに含む。
【請求項１６９】
請求項１６５に記載の方法であって、前記複数のビーズの上澄をリリースするために化学処理を使用するステップをさらに含む。
【請求項１７０】
請求項１６９に記載の方法において、前記上澄をリリースするステップは、複数のビーズの抗体−抗原−酵素をリリースするために化学処理を使用するステップをさらに含む。
【請求項１７１】
請求項１６５に記載の方法であって、液滴アクチュエータの移送電極を使用して前記上澄を含む液滴を分割および再結合するステップをさらに含む。
【請求項１７２】
請求項１６５に記載の方法であって、前記上澄を液滴アクチュエータの検出回路へ移送するために、前記液滴アクチュエータの移送電極を使用するステップをさらに含む。
【請求項１７３】
請求項１６５に記載の方法において、前記ビーズに化学発光基質を加えるステップは、液滴アクチュエータの移送電極を使用して、それぞれ前記ビーズおよび前記化学発光基質を含む複数の前記液滴を結合するステップをさらに含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
１．政府関与
本発明は、米国国立衛生研究所によって与えられるＤＫ０６６９５６−０２の下で、政府サポートによって作られた。米国政府は、本発明の特定の権利を有する。
【０００２】
２．関連特許出願
本出願は、２００７年４月１０日出願の「液滴マイクロアクチュエータのための液滴分配方法（Ｄｒｏｐｌｅｔ  ｄｉｓｐｅｎｓｉｎｇ  ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  ｄｒｏｐｌｅｔ  ｍｉｃｒｏａｃｔｕａｔｏｒｓ）」と題する米国特許出願第６０／９１０，８９７号、および、２００７年１０月１７日出願の「液滴アクチュエータのための液滴分配設計および方法（Ｄｒｏｐｌｅｔ  ｄｉｓｐｅｎｓｉｎｇ  ｄｅｓｉｇｎｓ  ａｎｄ  ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  ｄｒｏｐｌｅｔ  ａｃｔｕａｔｏｒｓ）」と題する米国特許出願第６０／９８０，２０２号に対する優先権を主張し、それらの全開示が参照により本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【０００３】
３．背景
液滴アクチュエータは、多種多様な液滴オペレーションを行うために用いられる。液滴アクチュエータは、その液滴オペレーション面上で液滴オペレーションを行うために構成される電極と関連する基板を概して含み、そして、液滴オペレーションが遂行される間隙を形成するために液滴オペレーション面に対して一般に平行して配置される第２の基板を含んでもよい。間隙は、液滴アクチュエータ上の液滴オペレーションに委ねられる流体と混ざらない充填流体で、概して満たされる。液滴アクチュエータ上で遂行されてもよい液滴オペレーションの中には、流体源からの滴の分配がある。液滴アクチュエータ上の液滴分配への改良されたアプローチのための技術が必要である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
４．発明の簡単な記述
本発明は、液滴アクチュエータ上で複数の液滴を形成する方法を提供する。この方法は、例えば、液滴アクチュエータを提供することを伴ってもよい。さまざまな基本的な液滴アクチュエータ構造は、本明細書に記述されおよび／または公知技術である。これらは、本発明の固有の方法を実行するために本明細書に記述されるように修正されてもよい。一実施形態において、本発明の修正された液滴は、以下を有する底部基板を含む：（ｉ）１つ以上の液滴オペレーションを行うために構成される液滴オペレーション電極；（ｉｉ）各開口部が液滴オペレーション電極の１つ以上の電極にほぼ隣接する、複数の開口部を含む電極の周囲を囲む周囲バリア；および（ｉｉｉ）周囲バリアの外部において、複数の開口部を通して１つ以上の電極の近辺内に流体を流すために配置される流体経路。液滴オペレーション電極上に液滴を形成するために、流体経路を通して、周囲バリアの開口部を通して、１つ以上の電極の近辺内に流体を流すことによって、そして、１つ以上の液滴オペレーションを行うことによって、液滴は分配されてもよい。
【０００５】
別の実施形態において、液滴アクチュエータ上に複数の液滴を形成する方法は、１つ以上の活性化された電極上に流体を供給するステップ、および、活性化された液滴オペレーション電極上に液滴を残したまま、活性化された電極の周囲から流体を排出するステップ、を含む。流体は、例えば、（ｉ）液滴オペレーション電極の少なくとも一部の上へ流体を流すステップ、および（ｉｉ）１つ以上の液滴オペレーション電極を活性化するステップによって、活性化された電極上に供給されもよい。
【０００６】
別の実施形態は、液滴アクチュエータ上の液滴から１つ以上の下位液滴を分配する方法に関し、この方法は以下を含む：（ｉ）液滴の近辺に電極経路を提供するステップ；（ｉｉ）電極経路に沿って配置されるスラグ内に液滴を形成して、電極経路に沿ってスラグを移送するために、電極経路内の電極を活性化させるステップ；および（ｉｉｉ）スラグの後端から１つ以上の下位液滴を摘み取るために、スラグの後端で電極経路内の電極を選択的に非活性化させるステップ。
【０００７】
さらに別の実施形態は、液滴アクチュエータ上の液滴から１つ以上の下位液滴を分配する方法に関し、この方法は以下を含む：（ｉ）液滴の近辺に電極経路を提供するステップ；（ｂ）電極経路に沿って配置されるスラグ内に液滴を形成して、電極経路に沿って前記スラグを移送するために、電極経路内の電極を活性化させるステップ；および（ｃ）スラグの後端から１つ以上の下位液滴を摘み取るために、スラグの後端で電極経路内の電極を選択的に非活性化させるステップ。
【０００８】
別の態様において、液滴アクチュエータ上の液滴から１つ以上の下位液滴を分配する方法は、以下を含む液滴アクチュエータを使用する：（ｉ）液滴オペレーションを行うために構成される電極を含む底部基板；および（ｉｉ）間隙を形成するために底部基板から分離される上部基板であって、上部基板は以下を含む：（１）リザーバ；および（２）リザーバから間隙内への流体経路を形成する開口部。リザーバ開口部は、流体がリザーバ内に供給されるときに、流体が、第２の電極に隣接している第１の電極の近辺内にもたらされるように配置される。この方法は、（ａ）第１および第２の電極を活性化させて、これにより、リザーバから第１および第２の電極上に流体を流れさせるステップ；および（ｂ）第１の電極を非活性化させて、第２の電極上に液滴を形成させて、残りの流体を実質的にリザーバに戻らせるステップ、を含む。
【０００９】
本発明はまた、液滴アクチュエータ上の液滴から１つ以上の下位液滴を分配する方法を提供し、この液滴アクチュエータは、液滴オペレーションを行うために構成される液滴オペレーション電極、および１つ以上の電極の近辺に液滴を保持するために構成される凹んだリザーバ領域を有する、底部基板を含む。液滴アクチュエータは、間隙を形成するために底部基板から分離される上部基板を含んでもよい。この方法は、（ａ）凹んだリザーバ領域に隣接する第１の電極、および第１の電極に隣接する第２の電極を活性化させて、これにより、リザーバから第１および第２の電極上に流体を流れさせるステップ、および（ｂ）第１の電極を非活性化させて、第２の電極上に液滴を形成させて、残りの流体を実質的に前記凹んだリザーバ領域に戻らせるステップ、を含む。
【００１０】
別の態様において、本発明は液滴アクチュエータ上の液滴から１つ以上の下位液滴を分配する方法を提供し、この液滴アクチュエータは一組の電極を有し、この一組の電極は、一組の連続的により小さくなる実質的に三日月形の平面電極であって、同心に、実質的に三日月形の電極の頂点間の中間に位置する共通軸線に沿った実質的に共通平面内に配置される平面電極を有し、ここで、各々連続的により小さくなる電極は次のより大きな電極に隣接して位置する。液滴アクチュエータは、実質的に三日月形の電極を有する共通平面内において、実質的に三日月の共通軸線に沿って配置される一組の平面分配電極を含んでもよい。場合によっては、液滴アクチュエータは、間隙を形成するために底部基板から分離される上部基板を含む。この方法は、一般に、（ａ）凹んだリザーバ領域に隣接する第１の電極、および第１の電極に隣接する第２の電極を活性化させて、これにより、リザーバから第１および第２の電極上に流体を流れさせるステップ、および（ｃ）第１の電極（または三日月形の電極と終端の活性化された電極との中間の電極）を非活性化させて、第２の電極上に液滴を形成させて、残りの流体を実質的に凹んだリザーバ領域に戻らせるステップ、に関わる。
【００１１】
本発明のさらなる態様は、底部基板を有する液滴アクチュエータであり、底部基板は、（ａ）１つ以上の液滴オペレーションを行うために構成される液滴オペレーション電極、（ｂ）各開口部が液滴オペレーション電極の１つ以上の電極にほぼ隣接する、複数の開口部を含む電極の周囲を囲む周囲バリア、および（ｃ）周囲バリアの内部に形成され、複数の開口部を通して１つ以上の電極の近辺内に流体を流すために配置される流体経路、を有する。
【００１２】
本発明の別の液滴アクチュエータは、（ａ）液滴オペレーションを行うために構成される電極を含む底部基板、および（ｂ）間隙を形成するために底部基板から分離される上部基板、を含み、上部基板は、（ｉ）リザーバ、および（ｉｉ）リザーバから間隙内への流体経路を形成する開口部、を含み、ここで、リザーバ開口部は、流体がリザーバ内に供給されるときに、流体が電極の最初の１つの近辺内にもたらされるように配置される。
【００１３】
さらに別の態様は、液滴アクチュエータに関し、液滴アクチュエータは、（ａ）以下を含む底部基板：（ｉ）液滴オペレーションを行うために構成される液滴オペレーション電極；および（ｉｉ）１つ以上の液滴オペレーション電極の近辺に液滴を保持するために構成される凹んだリザーバ領域；ならびに（ｂ）間隙を形成するために底部基板から分離される上部基板、を有する。
【００１４】
さらなる液滴アクチュエータの実施形態は、一組の連続的により小さくなる実質的に三日月形の平面電極を含む、一組の電極を含み、この平面電極は、同心に、または、実質的に三日月形の電極の頂点間の中間に位置する共通軸線に沿った実質的に共通平面内に、ここで、各々連続的により小さくなる電極は次のより大きな電極に隣接して位置するように、配置される。
【００１５】
別の方法の態様において、本発明は、液滴アクチュエータ上の液滴を操作する方法を提供し、この方法は以下を含む：（ａ）液滴アクチュエータを提供するステップであって、以下を含む：（ｉ）個別に制御可能な複数の電極アレイを含むリザーバ電極；（ｉｉ）開口部を含むリザーバ電極の近辺構造；（ｉｉｉ）リザーバ電極および開口部の双方と流体連通して位置する移送電極；および（ｉｖ）開口部、移送電極、およびリザーバ電極を通る流路；ならびに（ｂ）流路を通して流体を流すステップ。
【００１６】
本発明の別の方法は、液滴アクチュエータ上に液滴を形成する方法に関し、この方法は以下を含む：（ａ）液滴アクチュエータを提供するステップであって、以下を含む：（ｉ）リザーバ電極；（ｉｉ）開口部を含むリザーバ電極の近辺構造；（ｉｉｉ）リザーバ電極および開口部の双方と流体連通して位置して、少なくとも部分的に開口部と重なる移送電極；および（ｉｖ）開口部、移送電極、およびリザーバ電極を通る流路；ならびに（ｂ）流路を通して流体を流すステップ。
【００１７】
本発明による液滴アクチュエータ上の液滴を操作するさらに別の方法は、以下を含む：（ａ）液滴アクチュエータを提供するステップであって、以下を含む：（ｉ）１つ以上の液滴オペレーションを行うために構成される液滴オペレーション電極；（ｉｉ）開口部を含む構造；および（ｉｉｉ）液滴オペレーション電極および開口部の双方の近辺にあるリザーバ電極；ならびに（ｂ）開口部、リザーバ電極、および液滴オペレーション電極を通る流路を提供するステップ。
【００１８】
本発明はまた、液滴アクチュエータ上の液滴を操作する方法を提供し、この方法は以下のステップを含む：（ａ）リザーバ電極に液滴を供給するステップ；（ｂ）リザーバ電極内に電極を埋め込むステップ；（ｃ）埋め込まれる電極を含む電極経路に沿って配置されるスラグ内に液滴を形成して、電極経路に沿ってスラグを移送するために、電極経路内の電極を選択的に活性化させるステップ；および（ｄ）スラグの後端から１つ以上の下位液滴を摘み取るために、スラグの後端で電極経路内の電極を選択的に非活性化させるステップ。
【００１９】
さらに別の態様において、液滴アクチュエータ上の液滴を操作する方法は以下を含む：（ａ）液滴アクチュエータを提供するステップであって、以下を含む：（ｉ）リザーバ電極；（ｉｉ）開口部を含むリザーバ電極の近辺構造；（ｉｉｉ）それぞれがリザーバ電極と流体連通する複数の電極アレイ；および（ｉｖ）開口部、リザーバ電極、およびそれぞれアレイの各々を通る複数の流路；ならびに（ｂ）流路の少なくとも１つを通して流体を流すステップ。
【００２０】
本発明はまた、液滴アクチュエータ上の液滴を操作する方法を提供し、この方法は以下を含む：（ａ）複数の流路と流体接続する開口部を含む構造を含む液滴アクチュエータを提供するステップ；および（ｂ）複数の流路を通して流体を流すステップ。
【００２１】
別の態様において、本発明は、液滴アクチュエータ上の液滴を操作する方法を提供し、この方法は以下を含む：（ａ）液滴アクチュエータを提供するステップであって、以下を含む：（ｉ）複数の他の開口部と流体連通する開口部を含む構造；（ｉｉ）他の開口部の各々とそれぞれ流体連通する複数の流体リザーバ；（ｉｉｉ）流体リザーバとそれぞれ流体連通する複数の電極；および（ｉｖ）開口部、他の開口部、リザーバ、および電極を通る複数の流路；ならびに（ｂ）複数の流路を通して流体を流すステップ。
【００２２】
本発明は、液滴アクチュエータ上の液滴を操作する方法を提供し、この方法は以下を含む：（ａ）  リザーバ電極に液滴を供給するステップ；（ｂ）リザーバ電極内に電極を埋め込むステップ；（ｃ）埋め込まれる電極の近辺に液滴を保持するために、埋め込まれる電極を選択的に活性化させるステップ；および（ｄ）リザーバ電極から液滴の他の部分を排出するステップ。
【００２３】
液滴アクチュエータの液滴内の磁気ビーズを分散させる別の方法は、以下を含む：（ａ）液滴アクチュエータを提供するステップであって、以下を含む：（ｉ）液滴を移送するように構成される複数の移送電極；および（ｉｉ）複数の移送電極の一部にある磁界；（ｂ）磁界から離れる方向に複数の移送電極に沿って液滴を移送するステップ；ならびに（ｃ）磁界に向かう方向に複数の移送電極に沿って液滴を移送するステップ。
【００２４】
本発明は、液滴アクチュエータ内の磁気ビーズを含む液滴を操作する方法を提供し、この方法は以下を含む：（ａ）液滴アクチュエータを提供するステップであって、以下を含む：（ｉ）液滴を移送するように構成される複数の移送電極；および（ｉｉ）複数の移送電極の一部にある磁界；ならびに（ｂ）磁界を選択的に最小化するために、液滴アクチュエータに磁気遮蔽材料を位置決めするステップ。
【００２５】
本発明はまた、液滴アクチュエータの液滴内の粒子を再懸濁する方法を提供し、この方法は以下を含む：（ａ）液滴アクチュエータを提供するステップであって、以下を含む：（ｉ）液滴を操作するように構成される複数の個別に制御可能なリザーバ電極；および（ｉｉ）複数のリザーバ電極と流体連通する複数の移送電極；ならびに（ｂ）液滴内で粒子を再懸濁させるために、複数のリザーバ電極を個別に作動させるステップ。
【００２６】
本発明は、液滴アクチュエータの液滴内の粒子を再懸濁する方法を提供し、この方法は以下を含む：（ａ）液滴アクチュエータを提供するステップであって、以下を含む：（ｉ）液滴を操作するように構成されるリザーバ電極；および（ｉｉ）リザーバ電極と流体連通する複数の移送電極；（ｂ）リザーバ電極上の液滴から液滴のスラグを切り離すステップ；および（ｃ）リザーバ電極で液滴を有するスラグを再結合するステップ。
【００２７】
さらに、本発明は、液滴アクチュエータの液滴内の粒子を再懸濁する方法を提供し、この方法は以下を含む：（ａ）液滴アクチュエータを提供するステップであって、以下を含む：（ｉ）液滴を操作するように構成されるリザーバ電極；および（ｉｉ）リザーバ電極と流体連通する複数の移送電極；ならびに（ｂ）液滴を揺り動かすために、交流電源からの電圧をリザーバ電極全体に選択的に適用するステップ。
【００２８】
別の態様において、本発明は、液滴アクチュエータ内の磁気ビーズを含む液滴を操作する方法を提供し、この方法は以下を含む：（ａ）液滴アクチュエータを提供するステップであって、以下を含む：（ｉ）液滴を移送するように構成される複数の移送電極；および（ｉｉ）複数の移送電極の一部にある磁界；ならびに（ｂ）磁界を選択的に最小化するために、複数の磁石を位置決めするステップ。
【００２９】
さらに別の態様において、本発明は、液滴アクチュエータの液滴内の磁気ビーズを分配する方法を提供し、この方法は以下を含む：（ａ）液滴アクチュエータを提供するステップであって、以下を含む：（ｉ）上部基板および底部基板；（ｉｉ）少なくとも１つの磁界が選択的に変更可能な、上部基板および底部基板の近辺にそれぞれある複数の磁界；および（ｉｉｉ）上部基板の面および底部基板の面の少なくとも１つに沿って位置する複数の移送電極；（ｂ）上部基板の面と底部基板の面との間に液滴を位置決めするステップ；および（ｃ）磁界の少なくとも１つを選択的に変えるステップ。
【００３０】
本発明はまた、液滴アクチュエータの磁気ビーズを含む液滴を分割する方法を提供し、この方法は以下を含む：（ａ）液滴アクチュエータを提供するステップであって、以下を含む：（ｉ）液滴を移送するように構成される複数の移送電極；および（ｉｉ）複数の移送電極にある磁界；（ｂ）磁界を使用して磁気ビーズを静止させるステップ；および（ｃ）磁気ビーズが実質的に静止状態にとどまりながら、液滴を第１および第２の液滴に分割するために、複数の移送電極を使用するステップ。
【００３１】
さらに、本発明は、液滴アクチュエータの磁気ビーズを含む液滴を分割する方法を提供し、この方法は以下を含む：（ａ）液滴アクチュエータを提供するステップであって、以下を含む：（ｉ）複数のうちの１つの移送電極の長さの少なくとも２倍の長さを有する１つの細長い電極を含み、液滴を移送するように構成される複数の移送電極；および（ｂ）細長い電極を使用して液滴を分割するステップ。
【００３２】
本発明はまた、液滴アクチュエータの磁気ビーズを含む液滴を分割する方法を提供し、この方法は以下を含む：（ａ）液滴アクチュエータを提供するステップであって、以下を含む：（ｉ）複数のセグメントの行（ｃｏｌｕｍｎ）および列（ｒｏｗ）の少なくとも１つを有する１つの分割型電極を含み、液滴を移送するように構成される複数の移送電極；および（ｂ）分割型電極を使用して液滴を分割するステップ。
【００３３】
さらに、本発明は、上澄を検出する方法であって、前記方法は以下を含む：（ａ）複数のビーズから過剰の非結合抗体を除去するステップ；（ｂ）ビーズに化学発光基質を加えるステップ；および（ｃ）上澄の成分を検出するステップ。
【００３４】
本発明のこれらのおよび他の態様は、以下に続く説明および請求項から明らかである。
【００３５】
５．定義
本明細書で使用しているように、以下の用語は示される意味を有する。
【００３６】
１つ以上の電極に関する「活性化」は、液滴オペレーションに結びつく１つ以上の電極の電気的状態の変化を生じさせることを意味する。
【００３７】
液滴アクチュエータ上のビーズに関する「ビーズ」は、液滴アクチュエータ上の液滴、または液滴アクチュエータの近辺における液滴と相互に作用することができる任意のビーズまたは粒子を意味してもよい。ビーズは、多種多様な形状（例えば、球形、ほぼ球形、卵形、円盤形、立方体、および他の三次元形状）のいずれかでもよい。ビーズは、例えば、液滴アクチュエータ上の液滴内を移送されるか、さもなければ、液滴アクチュエータ上の液滴が、液滴アクチュエータ上および／または液滴アクチュエータ外のビーズと接触するようにもたらされることができるようにして、液滴アクチュエータに関して構成されることができてもよい。ビーズは、例えば樹脂およびポリマーを含む、多種多様な材料を使用して製造されることができる。ビーズは、例えばマイクロビーズ、マイクロ粒子、ナノビーズ、およびナノ粒子を含む、任意の適切なサイズでもあってもよい。場合によっては、ビーズは磁気的に応答し、他の場合には、ビーズは有意に磁気的に応答しない。磁気的に応答するビーズのために、磁気的に応答する材料は、ビーズの実質的に全てまたはビーズの一成分のみを構成してもよい。ビーズの剰余は、とりわけ、高分子材料、コーティング、および分析試薬の添付ができるようにする部分を含んでもよい。適切な磁気的に応答するビーズの例は、２００５年１１月２４日公開の「好ましくは固相としての磁気的粒子を有する複合フロー分析（Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ  ｆｌｏｗ  ａｓｓａｙｓ  ｐｒｅｆｅｒａｂｌｙ  ｗｉｔｈ  ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｐａｒｔｉｃｌｅｓ  ａｓ  ｓｏｌｉｄ  ｐｈａｓｅ）」と題する米国特許公開第２００５−０２６０６８６号に記述され、磁気的に応答する材料およびビーズに関するその教示のためにそれらの全開示が参照により本明細書に組み込まれる。ビーズは、それに付着した生体細胞の１以上の個体群を含んでもよい。場合によっては、生体細胞は、実質的に純粋な個体群である。他の場合には、生体細胞は、別々の細胞群（例えば、相互に作用する細胞群）を含む。
【００３８】
「分配する」、「分配」等は、より大きい流体量から液滴が形成される液滴オペレーションを意味する。いくつかの実施形態において、液滴は、液滴オペレーション基板上の電極の上に形成される。より大きい流体量は、例えば、連続流体源、液滴アクチュエータと関連した流体経路および／またはリザーバまで達している比較的大きい流体量、または液滴アクチュエータ面と関連した液滴源でもよい。より大きい流体量は、液滴アクチュエータ上にロードされるか、液滴アクチュエータ上に部分的にロードされるか、さもなければ、分配オペレーションを遂行するために電極の充分近辺にある液滴アクチュエータと関連してロードされてもよい。
【００３９】
「液滴」は、充填流体によって少なくとも部分的に囲まれている液滴アクチュエータ上の液体の量を意味する。例えば、液滴は、充填流体によって完全に囲まれていてもよく、または、充填流体および液滴アクチュエータの１つ以上の面に囲まれていてもよい。液滴は、多種多様な形状になってもよく、非限定的な例は、ほぼ円盤形状、スラグ形状、切り詰めた球体形状、楕円体形状、球体形状、部分的に圧縮された球体形状、半球体形状、卵形状、円筒形状、および、液滴オペレーション中に形成されるさまざまな形状（例えば、組み合わせまたは分割、あるいは液滴アクチュエータの１つ以上の面でこれらの形状が接触する結果として形成される）を含んでもよい。
【００４０】
「液滴オペレーション」は、液滴アクチュエータ上の液滴の任意の操作を意味する。液滴オペレーションは、例えば、以下を含んでもよい：液滴アクチュエータ内へ液滴をロードすること；液滴源から１つ以上の液滴を分配すること；液滴を２つ以上の液滴に分割するか、分離するか、分けること；１つの場所から任意の方向の別の場所へ液滴を移送すること；２つ以上の液滴を単一の液滴に組み合わせるかまたは結合すること；液滴を薄めること；液滴を混合すること；液滴を揺り動かすこと；液滴を変形させること；液滴を適所に保持すること；液滴を暖めること；液滴を加熱すること；液滴を蒸発させること；液滴を冷やすこと；液滴の処分；液滴アクチュエータ外へ液滴を移送すること；本明細書において記述される他の液滴オペレーション；および／または前述の任意の組合せ。用語「組み合わせる」、「組み合わせ」、「結合する」、「結合」等は、２つ以上の液滴からの１つの液滴の作成を記述するために用いる。この種の用語が２つ以上の液滴に関して使われるときに、２つ以上の液滴の組合せが結果として１つの液滴になるのに充分な、液滴オペレーションの任意の組合せが使用されてもよいことを理解すべきである。例えば、「液滴Ａを液滴Ｂと組み合わせる」は、液滴Ａを静止液滴Ｂと接触するまで移送すること、液滴Ｂを静止液滴Ａと接触するまで移送すること、または、液滴ＡおよびＢを互いにするまで移送すること、によって達成されることができる。用語「分割」、「分離」および「分ける」は、結果として生じる液滴のサイズ（すなわち、結果として生じる液滴のサイズは、同じでありえるか、別々でありえる）、または、結果として生じる液滴の個数（結果として生じる液滴の個数は、２、３、４、５、またはそれより多くてもよい）に関して、いかなる特定の結果も意味することを意図されない。用語「混合」は、液滴内での１つ以上の成分のより均質の分配に結果としてなる液滴オペレーションをいう。液滴オペレーションを「ロード」することの例には、微小分析ロード、圧力支援ロード、ロボットによるロード、受動的なロード、およびピペットロードが含まれる。
【００４１】
磁気的に応答するビーズに関する「静止」は、ビーズが液滴内の位置で、または、液滴アクチュエータ上の充填流体内の位置で、実質的に制止されることを意味する。例えば、一実施形態において、静止されたビーズは、実質的に全てのビーズを有する１つの液滴と、実質的にビーズが欠如する１つの液滴とを得る、液滴の分割オペレーションの実行を許可する位置において充分に制止される。
【００４２】
「磁気的に応答する」は、磁界に対して応答することを意味する。「磁気的に応答するビーズ」は、磁気的に応答する材料を含むか、または磁気的に応答する材料から成る。磁気的に応答する材料の例には、常磁性体、強磁性体、フェリ磁性体、およびメタ磁性体が含まれる。好適な常磁性体の例としては、Ｆｅ３Ｏ４、ＢａＦｅ１２Ｏ１９、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｍｎ２Ｏ３、Ｃｒ２Ｏ３およびＣｏＭｎＰのような、鉄、ニッケルおよびコバルトが金属酸化物と同様に挙げられる。
【００４３】
磁気的に応答するビーズを洗うことに関する「洗う」は、磁気的に応答するビーズと接触する１つ以上の物質の量および／または濃度を減少させるか、または、磁気的に応答するビーズと接触する液滴から磁気的に応答するビーズにさらされること、を意味する。物質の量および／または濃度の減少は、一部分でもよく、実質的に全部でもよく、または全部でもよい。物質は、多種多様な物質の任意のものでもよく、例としては、さらなる分析のための目標物質、および不必要な物質（例えばサンプル、汚染物質および／または過剰な試薬の成分）を含む。いくつかの実施形態において、洗うオペレーションは、磁気的に応答するビーズと接触する、物質の初期量および初期濃度を含む初期の液滴から開始する。洗うオペレーションは、様々な液滴オペレーションを用いて進行してもよい。洗うオペレーションは、磁気的に応答するビーズを含む液滴であって、物質の初期量および／または初期濃度よりも少ない物質の総量および／または総濃度を有する液滴、を得てもよい。他の実施形態は、本明細書において他で記述され、さらに他の実施形態は、現在の開示からみて直ちに明らかである。
【００４４】
液滴アクチュエータは空間における位置に関係なく機能的であるので、用語「上部」および「底部」は、便宜のためのみに液滴アクチュエータの上部および底部基板に関する説明の全体にわたって使われる。
【００４５】
与えられたコンポーネント（例えば層、領域または基板）が、本明細書において、他のコンポーネントの「上」に配置されるかまたは形成されるとして称される場合、その与えられたコンポーネントは、他のコンポーネントの直接上に存在することができ、あるいは、介在コンポーネント（例えば１つ以上のコーティング、層、中間層、電極または接触）が存在することもできる。用語「配置され」、「形成され」は、与えられたコンポーネントが他のコンポーネントに関してどのように配置または位置されるかについて記述するために、取り換えて使用されることがさらに理解される。それ故、用語「配置され」、「形成され」は、材料の移送、堆積または製作の特定の方法に関するいかなる限定も導入することを意図されない。
【００４６】
液体が、いかなる形態でも（例えば、液滴または連続ボディか、移動しているか静止しているにせよ）、電極、アレイ、マトリックスまたは面の「上に」、「に」、または「の上に」あるとして記述される場合には、この種の液体は、電極／アレイ／マトリックス／面と直接接触していることができ、または、液体と電極／アレイ／マトリックス／面との間に配置される１つ以上の層またはフィルムと接触していることもできる。
【００４７】
液滴が、液滴アクチュエータ「上に」または「上にロードされて」あるとして記述される場合には、液滴上に１つ以上の液滴オペレーションを行うために液滴アクチュエータを用いることを容易にする方法で液滴アクチュエータ上に液滴が配置され、液滴からの信号の属性の検出を容易にする方法で液滴アクチュエータ上に液滴が配置され、および／または、液滴アクチュエータ上での液滴オペレーションのために液滴が委ねられる、ことを理解すべきである。
【００４８】
さらに、用語「上部」および「底部」または「水平」および「垂直」が、図の部分に関して時々使われる。これらの用語は、図の領域に関して使われて、本発明の実際の要素の空間における方向を制限することを意図されない。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
６．図面の簡単な説明
【図１Ａ】図１Ａは、流体が複数の開口部を通って液滴オペレーション電極の近辺に流れ込む、液滴アクチュエータの液滴分配部分の上面図を示す。
【図１Ｂ】図１Ｂは、流体が複数の開口部を通って液滴オペレーション電極の近辺に流れ込む、液滴アクチュエータの液滴分配部分の上面図を示す。
【図１Ｃ】図１Ｃは、流体が複数の開口部を通って液滴オペレーション電極の近辺に流れ込む、液滴アクチュエータの液滴分配部分の上面図を示す。
【図２Ａ】図２Ａは、液滴を形成するために流体が活性電極全体を流れておよび／または活性電極から格納される、液滴アクチュエータの液滴分配部分の上面図を示す。
【図２Ｂ】図２Ｂは、液滴を形成するために流体が活性電極全体を流れておよび／または活性電極から格納される、液滴アクチュエータの液滴分配部分の上面図を示す。
【図２Ｃ】図２Ｃは、液滴を形成するために流体が活性電極全体を流れておよび／または活性電極から格納される、液滴アクチュエータの液滴分配部分の上面図を示す。
【図３】図３は、液滴を形成するために流体が活性電極全体を流れておよび／または活性電極から格納される、液滴アクチュエータにおける別の実施形態の液滴分配部分の上面図を示す。
【図４Ａ】図４Ａは、液滴を形成するために液滴オペレーションを用いて液滴が電極全体を移送される、液滴アクチュエータの一部の液滴分配構成の上面図を示す。
【図４Ｂ】図４Ｂは、液滴を形成するために液滴オペレーションを用いて液滴が電極全体を移送される、液滴アクチュエータの一部の液滴分配構成の上面図を示す。
【図４Ｃ】図４Ｃは、液滴を形成するために液滴オペレーションを用いて液滴が電極全体を移送される、液滴アクチュエータの一部の液滴分配構成の上面図を示す。
【図４Ｄ】図４Ｄは、液滴を形成するために液滴オペレーションを用いて液滴が電極全体を移送される、液滴アクチュエータの一部の液滴分配構成の上面図を示す。
【図５】図５は、液滴を形成するために液滴オペレーションを用いて液滴が電極全体を移送される、液滴アクチュエータの一部の別の液滴分配構成の上面図を示す。
【図６Ａ】図６Ａは、液滴アクチュエータのセグメントの側面図であり、電子ぬれ（ｅｌｅｃｔｒｏｗｅｔｔｉｎｇ）、重力および毛管力を用いて大きい液滴から小さい液滴を形成する液滴分配プロセスを示す。
【図６Ｂ】図６Ｂは、液滴アクチュエータのセグメントの側面図であり、電子ぬれ、重力および毛管力を用いて大きい液滴から小さい液滴を形成する液滴分配プロセスを示す。
【図６Ｃ】図６Ｃは、液滴アクチュエータのセグメントの側面図であり、電子ぬれ、重力および毛管力を用いて大きい液滴から小さい液滴を形成する液滴分配プロセスを示す。
【図７Ａ】図７Ａは、液滴の分配を容易にするために減少した間隙高さを用いる、液滴アクチュエータの一部の側面図を示す。
【図７Ｂ】図７Ｂは、液滴の分配を容易にするために減少した間隙高さを用いる、液滴アクチュエータの一部の側面図を示す。
【図７Ｃ】図７Ｃは、液滴の分配を容易にするために減少した間隙高さを用いる、液滴アクチュエータの一部の側面図を示す。
【図８】図８は、流体リザーバ内の液体の量を変化させることを効率的に扱うための、液滴アクチュエータの一部の液滴分配構成の上面図を示す。
【図９Ａ】図９Ａは、流体リザーバ内の液体の量を変化させることを効率的に扱うための、液滴アクチュエータの一部の別の液滴分配構成の上面図を示す。
【図９Ｂ】図９Ｂは、流体リザーバ内の液体の量を変化させることを効率的に扱うための、液滴アクチュエータの一部の別の液滴分配構成の上面図を示す。
【図１０】図１０は、流体リザーバ内の液体の量を変化させることを効率的に扱うための、液滴アクチュエータの一部のさらに別の液滴分配構成の上面図を示す。
【図１１Ａ】図１１Ａは、流体リザーバ内の液体の量を変化させることを効率的に扱うための、液滴アクチュエータの一部の別の液滴分配構成の上面図を示す。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、流体リザーバ内の液体の量を変化させることを効率的に扱うための、液滴アクチュエータの一部の別の液滴分配構成の上面図を示す。
【図１１Ｃ】図１１Ｃは、流体リザーバ内の液体の量を変化させることを効率的に扱うための、液滴アクチュエータの一部の別の液滴分配構成の上面図を示す。
【図１２Ａ】図１２Ａは、流体リザーバ内の液体の量を変化させることを効率的に扱うための、液滴アクチュエータの一部のさらに別の液滴分配構成の上面図を示す。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、流体リザーバ内の液体の量を変化させることを効率的に扱うための、液滴アクチュエータの一部のさらに別の液滴分配構成の上面図を示す。
【図１２Ｃ】図１２Ｃは、流体リザーバ内の液体の量を変化させることを効率的に扱うための、液滴アクチュエータの一部のさらに別の液滴分配構成の上面図を示す。
【図１３Ａ】１３Ａは、液滴アクチュエータの電極アレイを示す図であり、液滴が複数の方向において対角線的に分配される液滴分配プロセスを示す。
【図１３Ｂ】１３Ｂは、液滴アクチュエータの電極アレイを示す図であり、液滴が複数の方向において対角線的に分配される液滴分配プロセスを示す。
【図１３Ｃ】１３Ｃは、液滴アクチュエータの電極アレイを示す図であり、液滴が複数の方向において対角線的に分配される液滴分配プロセスを示す。
【図１４】図１４は、流体をローディング／アンローディングするための開口部に関連して、液滴アクチュエータのリザーバ液滴分配構成の上面図を示す。
【図１５Ａ】図１５Ａは、流体をローディングおよび／またはアンローディングするための開口部に関連して示される、液滴アクチュエータのリザーバ液滴分配構成の一例の上面図を示す。
【図１５Ｂ】図１５Ｂは、流体をローディングおよび／またはアンローディングするための開口部に関連して示される、液滴アクチュエータのリザーバ液滴分配構成の他の例の上面図を示す。
【図１５Ｃ】図１５Ｃは、流体をローディングおよび／またはアンローディングするための開口部に関連して示される、液滴アクチュエータのリザーバ液滴分配構成の他の例の上面図を示す。
【図１５Ｄ】図１５Ｄは、流体をローディングおよび／またはアンローディングするための開口部に関連して示される、液滴アクチュエータのリザーバ液滴分配構成の他の例の上面図を示す。
【図１５Ｅ】図１５Ｅは、流体をローディングおよび／またはアンローディングするための開口部に関連して示される、液滴アクチュエータのリザーバ液滴分配構成の他の例の上面図を示す。
【図１５Ｆ】図１５Ｆは、流体をローディングおよび／またはアンローディングするための開口部に関連して示される、液滴アクチュエータのリザーバ液滴分配構成の他の例の上面図を示す。
【図１６Ａ】図１６Ａは、液滴アクチュエータの流体リザーバに関連して、開口部の特定の例の上面図を示す。
【図１６Ｂ】図１６Ｂは、液滴アクチュエータの流体リザーバに関連して、開口部の特定の例の上面図を示す。
【図１６Ｃ】図１６Ｃは、液滴アクチュエータの流体リザーバに関連して、開口部の特定の例の上面図を示す。
【図１７】図１７は、液滴アクチュエータの一部の液滴分配構成の上面図であり、液滴分配のプロセスを示す。
【図１８】図１８は、図１７の液滴分配構成および液滴分配プロセスの別の図である。
【図１９】図１９は、液滴アクチュエータの一部の別の液滴分配構成の上面図であり、液滴分配の別のプロセスを示す。
【図２０Ａ】図２０Ａは、図１７の液滴分配構成の別の上面図であり、液滴アクチュエータにおいて液滴を揺り動かすおよび／または流体リザーバを満たすプロセスを示す。
【図２０Ｂ】図２０Ｂは、図１７の液滴分配構成のさらに別の上面図であり、液滴アクチュエータにおいて流体を揺り動かすプロセスを示す。
【図２１Ａ】図２１Ａは、液滴アクチュエータの一部の液滴分配構成の上面図であり、液滴アクチュエータにおいて１Ｘサイズの液滴の分配プロセスを示す。
【図２１Ｂ】図２１Ｂは、図２１Ａの液滴分配構成の別の上面図であり、液滴アクチュエータにおいて２Ｘサイズの液滴の分配プロセスを示す。
【図２２Ａ】図２２Ａは、液滴アクチュエータの一部の２つの目的を兼ねた液滴分配構成の上面図であり、液滴アクチュエータにおける液滴分配プロセスを示す。
【図２２Ｂ】図２２Ｂは、図２２Ａの２つの目的を兼ねた液滴分配構成の別の上面図であり、液滴アクチュエータにおける液滴分配プロセスを示す。
【図２３Ａ】図２３Ａは、液滴アクチュエータにおいて単一のリザーバから複数の方向へ液滴を分配するための液滴分配構成の一例の上面図を示す。
【図２３Ｂ】図２３Ｂは、液滴アクチュエータにおいて単一のリザーバから複数の方向へ液滴を分配するための液滴分配構成の別の例の上面図を示す。
【図２３Ｃ】図２３Ｃは、液滴アクチュエータにおいて単一のリザーバから複数の方向へ液滴を分配するための液滴分配構成のさらに別の例の上面図を示す。
【図２４Ａ】図２４Ａは、単一の開口部を用いて流体を複数の流体リザーバに平行して分配するための液滴アクチュエータの一部の上面図を示す。
【図２４Ｂ】図２４Ｂは、図２４ＡのＡ−Ａ線に沿ってとられた液滴アクチュエータの縦断面図を示す。
【図２５Ａ】図２５Ａは、単一の開口部を用いて流体を複数の流体リザーバに連続して分配するための液滴アクチュエータの一部の上面図を示す。
【図２５Ｂ】図２５Ｂは、図２５ＡのＢ−Ｂ線に沿ってとられた液滴アクチュエータの縦断面図を示す。
【図２６Ａ】図２６Ａは、より大きなリザーバ電極に埋め込まれる液滴形成電極を含む液滴アクチュエータの液滴分配構成の一例の上面図を示す。
【図２６Ｂ】図２６Ｂは、より大きなリザーバ電極に埋め込まれる液滴形成電極を含む液滴アクチュエータの液滴分配構成の一例の上面図を示す。
【図２６Ｃ】図２６Ｃは、より大きなリザーバ電極に埋め込まれる複数の液滴形成電極を含む液滴アクチュエータの液滴分配構成の一例の上面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
７．記述
本発明は、改良された液滴アクチュエータおよび、この液滴アクチュエータを製作し使用する方法を提供する。本発明のさまざまな態様は、既存の液滴アクチュエータと比較して改良された液滴分配を提供する。改良された液滴分配は、例えば、改良された効率、処理能力、拡張性および／または液滴均一性を提供する態様を含んでもよい。他の態様は、既存の液滴アクチュエータと比較して、液滴アクチュエータからの液滴の改良されたアンローディングを提供する。本明細書に記述される本発明のさまざまな態様は、液滴アクチュエータに個別に、または、他の態様と任意に組合せて、提供されてもよい。
【００５１】
７．１液滴分配構造および方法
図１Ａ、１Ｂおよび１Ｃは、液滴分配構成１００を示している、液滴アクチュエータの液滴オペレーション面１２９の領域のさまざまな実施形態の上面図を示す。図示の実施形態は、とりわけ、複数の液滴を実質的に同時に分配するのに役立つ。構成１００は、流体リザーバ１２８を含む。流体リザーバ１２８は、壁１１０によって、液滴オペレーション面１２９を形成する基板によって、そして、オプションの上部基板（図示せず）によって、定義される。適切な状況の下でリザーバ１２８から液滴オペレーション面１２９上に液体１２６を流すことができる流体経路を提供する構成である限り、多種多様な構成の任意のものが使用可能であることはいうまでもない。
【００５２】
流体リザーバ１２８の壁１１０は、複数の開口部１１４を含んでもよい。各開口部１１４は、リザーバ１２８から液滴オペレーション面１２９への流体経路を提供する。いくつかの実施形態において、開口部１１４と関連する壁１１０、上部基板（図示せず）、および／または底部基板１２９の表面は、開口部１１４を通る液体１２６の流れを阻害するために、充分に疎水性の性質でもよい。テフロン（登録商標）コーティングのような疎水コーティングが、この目的を達成するために使用可能である。他の実施態様において、流れは、開口部を充分に小さく保つことによって、および／または開口部に近接して流れの物理的な障害を備えることによって、阻害されてもよい。流れの阻害は、流体をリザーバ１２８の内部に向けて強制すること（例えば、圧力源および／または負圧源を使用すること）によって、克服されてもよい。
【００５３】
図１Ａに示すように、液滴分配オペレーションが、流体リザーバ１２８の３つの側部に起きてもよい。流体リザーバ１２８は、その３つの側部に液滴が分配されることができるように、液滴オペレーション面１２９上に本質的に突出する。分配オペレーションにおいて、液体１２６は、開口部１１４を通って、電極１１８の近辺の内部に向けて強制される。液体１２６が電極１１８の近辺にあるとき、電極１１８が、液滴分配オペレーションを行うために用いられてもよい。図１Ｂは、中央に位置するリザーバ１２８から液滴が複数の方向に分配される代替の装置を示す。図１Ｃは、リザーバ１２８から液滴が単一の方向に向けて平行に分配される別の実施形態を示す。
【００５４】
１つ以上の電極１１８が、液滴オペレーション面および／または上部基板（あるときに）に関連して設けられてもよい。電極１１８は、液滴オペレーション面１２９についての１つ以上の液滴オペレーション（例えば、液滴オペレーション面１２９についての液滴の分配）を行うために構成される。
【００５５】
オペレーションでは、特定の圧力レベルで、液体１２６が、開口部１１４を通過することなく流体リザーバ１２８を充填する。より高い特定の圧力レベルで、電極１１８が１つ以上の液滴オペレーションを容易にすることができるように、液体１２６は、開口部１１４を通って電極１１８を有する充分近辺の内部に向けて流れる。
【００５６】
一実施形態において、１つ以上の電極１１８が活性化されるときに、リザーバ１２８の液体１２６は流体の液滴を電極１１８上に残すために格納されてもよい。この実施形態において、圧力源１３０は、流体リザーバ１２８内の所定量の液体１２６を押し出すためにおよび引き戻すために必要な力を提供する。例えば、液体１２６の供給は、可変圧力源である圧力源１３０を介して作用される圧力状態に保たれてもよい。
【００５７】
別の実施形態において、電極１１８に隣接した追加電極は、液体１２６を液滴オペレーション面上へさらに延長するように活性化されてもよい。中間電極（例えば電極１１８）は、追加電極上で液滴の形成を生じさせるために非活性化されてもよい。場合によっては、液滴形成は圧力源からの圧力の変更によって改良されることができるけれども、この実施形態で示すように、液滴形成を容易にするうえで、圧力源からの圧力の変更を必要としなくてもよい。
【００５８】
図１Ｂおよび１Ｃは、図１Ａに示される実施形態と同様の実施形態を示す。図１Ｂに示すように、流体が液滴オペレーション面上で複数の方向に分配されることができるように、流体リザーバ１２８は液滴オペレーション面内に設けられてもよい。特に図示された実施形態において、液滴は、中心の流体源から４つの方向に放射状に分配されることができる。他の実施形態では、液滴は、中心の流体源から２、３、４、５、６、７、８、９、１０、２０、３０、４０、５０またはより多くの方向に放射状に分配されてもよい。他の実施形態は、中心の流体源からの分配を許容するが、しかし、中心の流体源と関連して分配パスが必ずしも放射状に向きを定められるわけではない。さらに、図１Ｃに示すように、流体リザーバ１２８は、その片側上に液滴が分配されるように、液滴オペレーション面１２９と並んで伸びてもよい。
【００５９】
図２５Ａおよび２５Ｂ（後述する）の実施形態が、図１に示される実施形態の他の態様であることはいうまでもない。図１において、リザーバ１２８は、通常、液滴オペレーション面１２９と同じ平面位置に置かれる。対照的に、図２５Ａおよび２５Ｂでは、流体源は、液滴オペレーション面と関連して実質的に異なる平面に位置する。図２５Ａおよび２５Ｂにおける流体源が、他の実施形態では液滴オペレーション面１２９と実質的に同じ平面に位置してもよいこともまた注意すべきである。
【００６０】
図２Ａ、２Ｂおよび２Ｃは、液滴アクチュエータの一部の液滴分配構成２００の上面図を示す。図示の実施形態は、とりわけ、元になる流体２２６から複数の液滴を分配することに役立つ。液滴は、例えば、液滴オペレーション面２２９上に分配されてもよい。
【００６１】
場合によっては、流体リザーバが実質的に全ての液滴オペレーション面２２９を表わすことができると認められるけれども、図２Ａに示すように、構成２００は流体リザーバ２２８を含む。図２Ａに示すように、流体リザーバ２２８は、壁２１０によって、液滴オペレーション面２２９を形成する基板によって、そして、オプションの上部基板（図示せず）によって、定義される。パスまたは図示するように電極２１８のアレイ２１４は、壁２１０によって定義される流体リザーバ２２８のエリア内で、液滴オペレーション面２２９と関連していて、および／または上部基板（図示せず）と関連している。他の電極２２２が流体リザーバの外側に設けられてもよく、場合によっては、流体リザーバが実質的に全ての液滴オペレーション面を占めてもよい。電極アレイ２１４は、各電極を個別に制御してもよく、または、特定の電極のセットを個別に制御してもよい、Ｎ×Ｍ個の電極のアレイとして図示される。もちろん、代替の実施形態では、パスまたは電極の他のパターンが充分であり、例えば、図２Ｂおよび２Ｃを参照。
【００６２】
分配された液滴２３４を使用して次の液滴オペレーションを行うために、電極アレイ２１４によって供給される液滴オペレーション電極２２２の配置が含まれてもよい。液滴オペレーション電極２２２は、さまざまなパスまたはアレイにおいて設けられてもよい。
【００６３】
流体リザーバ２２８は、液滴が分配されることができる量の液体２２６で充填されるかまたは部分的に充填されてよい。液滴は、流体リザーバ２２８の充填された領域内に活性電極を備えることによって分配される。液体２２６が格納されるときに、液滴は活性電極上にとどまる。図示の具体例において、圧力源２３０は、流体リザーバ２２８内の所定量の液体２２６を押し出すためのおよび引き戻すための力を提供する。例えば、圧力源２３０は、可変圧力源でもよい。より多くの圧力源のうちの１つが、必要に応じて使われてもよい。
【００６４】
オペレーションにおいて、液体２２６が電極アレイ２１４の一部または電極アレイ２１４の実質的に全てをカバーするように、液体２２６が流体リザーバ２２８内に流れ込んでもよい。液体２２６は、それから格納されてもよく、さもなければ移送電極２２２から除去されてもよい。液体２２６を格納する前に、選択された電極２１８が活性化されてもよく、その結果、液滴２３４は活性電極２１８上に保持される。一実施形態において、他の全ての電極２１８を含めて電極アレイが活性化されると、結果として液滴アレイが形成される。液体２２６の格納またはさもなければ除去の結果として、液滴が活性電極２１８上に取り残される。形成に応じて、液滴２３４は、電極２１８およびまたはリザーバ２２８の外部の他の電極２２２を使用する液滴オペレーションに委ねられてもよい。
【００６５】
図２Ｂおよび２Ｃは、図２Ａに示される配置に代わる配置の実施形態を示す。図２Ｂは、電極２１８がアレイよりもむしろパスに設けられている配置を示す。図２Ｃは、多重壁２１８が電極２１８の個々のパスを切り離す配置を示す。
【００６６】
図３は、液滴アクチュエータの一部の液滴分配構成３００の上面図を示す。液滴形成電極２１８全体に所定量の液体２２６を移動させるためのエネルギー源として、圧力機構（例えば圧力源２３０）が電子ぬれ機構に交換されるかまたは電子ぬれ機構で補充されることを除いて、液滴分配構成３００は、図２の液滴分配構成２００と実質的に同様である。図示の例では、図３に示すように、一連の流れ電極３１０（例えば、流れ電極３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃ、３１０ｄ、３１０ｅおよび３１０ｆ）が、電極アレイ２１４の外側縁に配置される。流れ電極３１０は、液滴２３４の形成プロセスにおいて、液滴形成電極２１８全体に所定量の液体２２２を移動させるための電子ぬれ機構を提供する。各電極３１０は、液滴オペレーション電極２１８の面積と比較して、例えば、数倍（例えば２倍、３倍、４倍、５倍、６倍、またはそれ以上）大きくてもよい。
【００６７】
オペレーションにおいて、流れ電極３１０は、液滴形成電極２１８全体に液体２２６を引き込むために活性化される。液滴形成電極２１８のいくらかは活性化される。流れ電極３１０は、それから非活性化されて、液体２２６を格納させて、そして、活性化した液滴形成電極上に液滴２３４を残す。
【００６８】
図４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、および４Ｄは、液滴アクチュエータの一部の液滴分配構成４００の上面図であり、（図２および３に示される流れの引込み格納方式と比較して）液体の一方向の流れとして液滴を分配する液滴分配プロセスを図示する。液滴分配構成４００は、リザーバ電極４１０を含んでもよく、そのリザーバ電極は、一実施形態において、元になる流体リザーバの電極でもよい。液滴分配構成４００はまた、リザーバ電極４１４を含んでもよく、そのリザーバ電極は、一実施形態において、転送先の流体リザーバの電極でもよい。液滴分配構成４００は、リザーバ電極４１０とリザーバ電極４１４との間に配置される一組の移送電極４１８をさらに含む。他の実施形態では、リザーバ電極および転送先の電極の一方または双方は、例えば、移送電極４１８のような１つ以上の液滴オペレーション電極と置き換えられてもよい。
【００６９】
図４Ａは、リザーバ電極４１０のみが活性化され、したがって、所定量の液体４２２の実質的に全てがリザーバ電極４１０に存在する、液滴分配プロセスの第１ステップの実施例を示す。液体４２２は、液滴オペレーションに委ねられる液滴が分配されることができる液体である。
【００７０】
図４Ｂは、リザーバ電極４１０が活性化されたままであり、そして、移送電極４１８およびリザーバ電極４１４が活性化される、液滴分配プロセスの第２ステップの実施例を示す。その結果、所定量の液体４２２は、リザーバ電極４１０から、すべての移送電極４１８全体に、そしてリザーバ電極４１４まで伸びる。この際、リザーバ電極４１０から始まる量の流体は、実質的に、リザーバ電極４１０、移送電極４１８およびリザーバ電極４１４全体に広がる。追加の流体が、リザーバ４２２と関連した外部の流体源（図示せず）から、間隙内に引き込まれてもよい。液体４２２の実質的に連続した「スラグ」は、したがって、リザーバ電極４１０からリザーバ電極４１４まで形成される。
【００７１】
図４Ｃは、リザーバ電極４１０が非活性化されて、他の全ての移送電極４１８のみが活性化され、そして、リザーバ電極４１４が活性化される、液滴分配プロセスの第３ステップの実施例を示す。液体４２２のスラグが足形を変えて、そして、移送電極４１８全体をリザーバ電極４１４の方へ移動するにつれて、液滴（例えば液滴４２６）は、移送電極４１８の活性化されている各々の上に取り残される。理想的には、リザーバ電極４１０が非活性化されるのに続いて、一連をなす１つ以上の中間の移送電極４１８が順番に非活性化していき、そして、活性電極の各々で後置の液体から液滴４２６を順次形成する。
【００７２】
図４Ｄは、一定数の液滴４２６を形成した後に、リザーバ電極４１４が活性化したままであり、そして、（液滴４２６ａおよび４２６ｂを除外する）残りの量の液体４２２がリザーバ電極４１４に集められる、液滴分配プロセスの第４ステップの実施例を示す。図４Ｄは、例えば、活性化している特定の移送電極４１８上に形成される液滴４２６ａおよび液滴４２６ｂを示す。もちろん、電極４１８のうちのどれが活性化したままに保たれ、そして、どれが非活性化されるかに依存して、多種多様な液滴配置が可能である。
【００７３】
図５は、液滴アクチュエータの一部の液滴分配構成５００の別の実施例の上面図を示す。図４に示す実施形態のように、この実施形態は、液体の移動するスラグの終端から液滴を分配する。液滴分配構成５００は、電極５１０のパスを含んでもよい。図示するように、パスはループ状に配置されるが、しかし、液体のスラグが移送されることができるパスを形成する任意の配置が適切である。液体５１８の「スラグ」は、液滴オペレーションに委ねられる液滴が形成されてもよいようにして準備される。電極は、液体５１８のスラグを電極５１０のループのまわりに移送するために活性化される。液体５１８のスラグが移動する結果として、特定の電極５１０（例えば他の全ての電極５１０）は活性化したままであってもよく、それによって、スラグが後置の活性電極から移送され離され続けるにつれて、これらの特定の電極５１０上に液滴５２２を形成する。ループ実施形態において、さらなる液滴オペレーションのための液体５１８および液滴５２２をループに運び込みおよびループから運び出すために、移送電極５１４が使用されてもよい。
【００７４】
図６Ａ、６Ｂ、および６Ｃは、液滴アクチュエータ６００のセグメントの側面図（縦断面図）を示し、大きい液滴から小さい液滴を形成する液滴分配プロセスを示す。液滴アクチュエータ６００は、間隙によって上部基板６１８から分離される底部基板６１４を含んでもよい。電極６２２および１つ以上の移送電極６２６は、底部基板６１４と関連していてもよい。流体リザーバ６３０または他の流体源は、上部基板６１８と関連していてもよい。流体リザーバ６３０は、例えば、底部基板６１４および上部基板６１８間の間隙に通じているウェル（縦坑）でもよく、またはさもなければその間隙に延びている流体経路を含んでもよい。液滴６３４は、流体リザーバ６３０内に収容されてもよく、そこから液滴は分配されてもよい。
【００７５】
図６Ａは、液滴分配プロセスの第１ステップの実施例を示す。液滴６３４は、流体リザーバ６３０内に実質的に収容される。電子ぬれを使用しないで、およびすべての電極が非活性化しているときに、液体供給液滴６３４は、流体リザーバ６３０の実質的にウェル内にとどまる。
【００７６】
図６Ｂは、液体供給液滴６３４を流体リザーバ６３０から流れ出させて、そして電極６２２および移送電極６２６上に流れさせるため、液滴アクチュエータ６００の間隙に充分な圧力差を生成するために、電極６２２および隣接する移送電極６２６双方が活性化される、液滴分配プロセスの第２ステップの実施例を示す。
【００７７】
図６Ｃは、電極６２２が非活性化されて、そして、隣接する移送電極６２６が活性化されたままである、液滴分配プロセスの第３ステップの実施例を示す。毛管力は、移送電極６２６上に形成された液滴６３８を残したままで、液体供給液滴６３４を流体リザーバ６３０に戻らせる。
【００７８】
図７Ａ、７Ｂ、および７Ｃは、液滴アクチュエータ７００の一部の側面図および液滴分配プロセスを示す。液滴分配プロセスは、電子ぬれを他の力（例えば表面張力および／または毛管力）と組み合わせて利用することによって、元の液滴から下位の液滴を形成する。液滴アクチュエータ７００は、間隙７３２によって上部基板７１８から分離される底部基板７１４を含んでもよい。上部基板７１８および底部基板７１４は、間隙７３２に面する液滴オペレーション面７１６を確立する。電極７２２および、移送電極７２６のような１つ以上の液滴オペレーション電極は、底部基板７１４と関連していてもよい。
【００７９】
流体リザーバ７３０は、液滴アクチュエータの液滴オペレーション領域の間隙７３２の高さと比較して増加した間隙高さの、上部基板７１８および底部基板７１４間の領域を提供することによって、形成されてもよい。図示の実施形態では、流体リザーバを形成する間隙７３０は、底部基板７１４内のみの特徴、上部基板７１８内のみの特徴、または、底部基板７１４および上部基板７１８の組合せ内での特徴によって、形成されてもよい。あるいは、流体リザーバ７３０は、間隙７３０の高さが上部基板７１８および底部基板７１４以外の基板または構造によって確立される、上部基板７１８および底部基板７１４と境を接する別構造によって、形成されてもよい。例えば、リザーバまたは他の流体源は、上部基板７１８および底部基板７１４に接してもよく、そして、液滴アクチュエータの液滴オペレーション面に液体を供給するための流体源および流体経路を提供してもよい。液体供給液滴７３４は、間隙７３０内に収容されてもよく、そこから、液滴オペレーションに委ねられる液滴が分配されてもよい。間隙７３０またはその代替物によって形成されるリザーバは、それ自身が外部の液体供給源と流体連通にて接続されてもよい。
【００８０】
図７Ａは、液滴分配プロセスの第１ステップを示す。液体供給液滴７３４は、提供されて、そして、電極７２２の近辺の流体リザーバ７３０内に実質的に収容される。電極７２２が非活性化されているとき、液体供給液滴７３４は実質的に流体リザーバ７３０内にとどまる。
【００８１】
図７Ｂは、液滴分配プロセスの第２ステップの実施例を示す。電極７２２および隣接する電極７２６の双方は、液体供給液滴７３４を間隙７３２内に流入させて電極７２２および移送電極７２６上に流すために活性化される。
【００８２】
図７Ｃは、液滴分配プロセスの第３ステップの実施例を示す。電極７２２は非活性化され、そして、隣接する移送電極７２６は活性化されたままである。移送電極７２６上に液滴７３８を残したままで、一部の液体供給液滴７３４は流体リザーバ７３０に戻る。
【００８３】
図８は、液滴アクチュエータの一部の液滴分配構成８００の上面図を示す。液滴分配構成８００は、単一の液滴オペレーション基板または、間隙によって分離される液滴アクチュエータの２つの基板間、に関連して形成されてもよい流体リザーバ８１０を含む。流体リザーバ８１０内には、その中の所定量の液体についてのオペレーションを効率的に実行するための１つ以上の電極が配置されてもよい。液体の所定量は、可変である。一実施例において、流体リザーバ８１０は、流体リザーバ８１０のエリア内に電極８１４、電極８１８および電極８２２を含んでもよい。リザーバを液滴オペレーション面の残りの部分から切り離した状態で、流体リザーバ８１０の境界として役立つために、バリア８２４が設けられてもよい。バリア８２４は、一組の液滴オペレーション電極８３０を供給する隣接する電極８２６の近辺内に液体が流入することができる開口部８５０を含む。
【００８４】
電極８１４、電極８１８および電極８２２は、例えば、図８に示すように、流体リザーバ８１０の開口部で幅が最も広く、そして、流体リザーバ８１０の開口部の反対側で幅が最も狭い、同心の三日月形状をした個別制御式の電極でもよい。図示するように、リザーバ電極は、実質的に完全な円から形成される。しかしながら、角度が導入されてもよく、そして、電極の厚さが電極８２６近辺で最も厚く、電極８２６から概して遠い位置で最も狭いような、様々な形状が採用されてもよいことはいうまでもない。例えば、電極８２６および移送電極８３０を経た液滴分配プロセスに起因して、流体リザーバ８１０内の液体（図示せず）の量が変化するにつれて、１つ以上の特定の電極８１４、８１８および８２２は、液体についての最も効率的なオペレーションのために活性化される。より多量の液体を電極８２６の近辺内に流入させるために、３つ全部の電極が活性化されてもよい。より少量のために、リザーバ電極８１４および８１８が一緒に活性化されてもよい。もっと少量のために、リザーバ８１４が単独で活性化されてもよい。その結果、所定量の液体が、効率的に電極８２６の近辺内に持ち込まれることができる。一旦電極８２６の近辺において、電極８２６および電極８３０を使用して、例えば、液滴オペレーション面上に液体を流れさせるために電極の列を活性化させることによって、そして、液滴オペレーション面上の１つ以上の電極の上に下位液滴を発生するために１つ以上の中間の電極を非活性化させることによって、下位液滴を分配するための液滴オペレーションが実行されてもよい。
【００８５】
図９Ａおよび９Ｂは、図８に示される構成８００と類似している、別の液滴分配構成９００の上面図を示す。液滴分配構成９００は、単一の基板または、間隙によって分離される液滴アクチュエータの２つの基板間に形成されてもよい流体リザーバ９１０を含む。１つ以上のリザーバ電極９２２および／または９１４が、流体リザーバ９１０内に配置される。
【００８６】
一実施例において、流体リザーバ９１０は、中心のＨ字形状のリザーバ電極９２２を含んでもよく、それは図９Ｂにも図示される。Ｈ字形状の電極は、接続用セグメント９２２ｃによって（端点以外の位置で）接続される２つの概して平行したセグメント９２２ａ／９２２ｂを含む。図示するように、２つの概して平行したセグメント９２２ａ／９２２ｂは、接続用セグメント９２２ｃに対して一般に直角で配置される。しかしながら、それに代えて、鈍角または鋭角が採用されてもよいことはいうまでもない。接続用セグメント９２２ｃは、端点、２つの間隙ＡおよびＢ（図９Ｂ参照）が形成される（Ｈ字形状の電極の上部の１つの間隙Ａおよび底部の１つの間隙Ｂ）のとは別の位置で、２つの概して平行したセグメント９２２ａ／９２２ｂを接続する。液滴分配電極９２６のような１つ以上の液滴オペレーション電極は、これらの間隙のどちらかにはめ込み（インセット）されてもよい。代替の実施形態において、接続用セグメント９２２ｃは、液滴分配電極に近い端点で２つの概して平行したセグメント９２２ａ／９２２ｂを接続して、それによって、Ｈ字形状のリザーバ電極よりむしろＵ字形状のリザーバ電極を形成する。一実施形態において、Ｈ字形状の電極は、第１および第２の間隙（ＡおよびＢ）および、このうちの１つの間隙に配置される液滴オペレーション電極９２４を有して設けられる。液滴分配電極９２６は、分配される液滴を使用して液滴オペレーションを行うために構成される追加の液滴オペレーション電極９３０と関連していてもよい。
【００８７】
流体リザーバ９１０は、また、２つのＬ字形状の電極９１４および９１８を含んでもよい。Ｌ字形状の１つの電極９１８は、垂直軸に沿って像を映してもよく、すなわち、「Ｌ．」の鏡像でもよい。Ｌ字形状の電極９１４および９１８の各々は、長いセグメント９１４ａ／９１８ａおよび、より短いセグメント９１４ａ／９１４ｂを含む。長いセグメント９１４ａ／９１８ａは、いくつかの実施形態では、対応するより短いセグメント９１４ａ／９１４ｂに対して直角に配置されてもよい。２つのＬ字形状の電極は、それらが単体の電極として機能するように、互いに電気的に結合されてもよい。Ｌ字形状の電極９１４および鏡像のＬ字形状の電極９１８は、互いに向き合ってその間に間隙Ｄを形成する水平セグメント９１４ｂ／９１８ｂによって位置合わせをしてもよい。この配置はまた、Ｌ字形状の電極９１４／９１８の水平垂直部分間に、間隙Ｃを提供する。一実施形態において、Ｌ字形状の電極は、鏡像のＬ字形状の電極と一緒に設けられ、２つのＬ字形状の電極の水平部分は互いに位置合わせされて、その間に間隙を形成するために切り離され、そして、その間隙に液滴オペレーション電極が配置される。液滴分配電極９２６は、分配される液滴を使用して液滴オペレーションを行うために構成される追加の液滴オペレーション電極９３０と関連していてもよい。
【００８８】
別の実施形態では、Ｌ字形状の電極は、鏡像のＬ字形状の電極と一緒に設けられ、２つのＬ字形状の電極の水平部分は互いに位置合わせされて、その間に間隙を形成するために切り離される。Ｈ字形状の電極は、Ｌ字形状の電極の垂直部分間の間隙において設けられ、Ｈ字形状の電極の隙間は、通常、Ｌ字形状の電極の水平部分間の間隙に合わせられる。第１の液滴オペレーション電極は、Ｌ字形状の電極の水平部分間の間隙に合わせられるＨ字形状の電極の間隙において、少なくとも部分的に設けられる。第２の液滴オペレーション電極は、Ｌ字形状の電極の水平部分によって形成される間隙において、少なくとも部分的に設けられる。
【００８９】
電極９１４、電極９１８および電極９２２は、例えば、図９に示すように、サイズ、場所および形状が異なる個別に制御される電極でもよい。このように、電極９２６および移送電極９３０を経た液滴分配プロセスに起因して、流体リザーバ９１０内の液体（図示せず）の量が時間とともに変化するにつれて、１つ以上の特定の電極９１４、９１８および９２２が、液体についての最も効率的なオペレーションのために活性化される。
【００９０】
オペレーションにおいて、Ｈ字形状の電極９２２およびＬ字形状の電極９１４／９１８は、より多量の液体を液滴分配電極の近辺内に流入させるために、一緒に活性化されてもよい。さらに、Ｈ字形状の電極９２２およびＬ字形状の電極９１４／９１８は、より多量の液体を液滴分配電極９２６ｂの近辺内に流入させるために、液滴分配電極９２６ａと共に活性化されてもよい。電極９２６ｂおよび９３０は、それから、液滴を分配するために使用されてもよい。場合によっては、より少量に対して、Ｈ字形状の電極９２２またはＬ字形状の電極９１４／９１８は、液体を電極９２６ａまたは９２６ｂの近辺内に流入させるために、個別に活性化されてもよい。一旦、適切な液滴分配電極９２６ａまたは９２６ｂの近辺において、液滴分配電極９２６ａおよび／または９２６ｂならびに液滴オペレーション電極９３０を使用して、例えば、液滴オペレーション面上に液体を流れさせるために電極の列を活性化させることによって、そして、液滴オペレーション面上の１つ以上の電極の上に下位液滴を発生するために１つ以上の中間の電極を非活性化させることによって、下位液滴を分配するための液滴オペレーションが実行されてもよい。
【００９１】
図１０は、流体リザーバ内の多量の液体を変化させることを効率的に扱うための、液滴アクチュエータの一部のさらに別の液滴分配構成１０００の上面図を示す。液滴分配構成１０００は、液滴アクチュエータ基板または、間隙によって分離される液滴アクチュエータの２つの基板間に形成されてもよい流体リザーバ１０１０を含む。流体リザーバ１０１０内に、その中の液体の量（可変である）についてのオペレーションを効率的に実行するための１つ以上の電極が配置されてもよい。加えて、流体リザーバ１０１０の境界として役立つバリア１０１６の開口部は、一組の移送電極１０２２を供給する電極１０１８と隣接している。
【００９２】
一実施例において、流体リザーバ１０１０は電極アレイ１０１４を含んでもよく、それは、図１０に示すように、流体リザーバ１０１０のエリア内でアレイ状（例えばチェッカーボードパターン）に配置される複数の個別に制御される電極でもよい。電極１０１８および移送電極１０２２を経る液滴分配プロセスに起因して、流体リザーバ１０１０内の液体（図示せず）の量が時間とともに変化するにつれて、電極１０１８および１０２２が流体から液滴を分配するために使用されてもよいように、電極アレイ１０１４の特定の電極は、電極１０１８の近辺内に流体をもたらすために必要に応じて活性化される。
【００９３】
図１１Ａ、１１Ｂ、および１１Ｃは、図１０は、流体リザーバ内の多量の液体を変化させることを効率的に扱うための、液滴アクチュエータの一部のさらに別の液滴分配構成１１００の上面図を示す。液滴分配構成１１００は、液滴アクチュエータ基板または、間隙によって分離される液滴アクチュエータの２つの基板間に形成されてもよい流体リザーバ１１１０を含む。流体リザーバ１１１０内に、その中の液体のさまざまな量についての液滴分配オペレーションを実行するための１つ以上の電極１１１４が配置されてもよい。加えて、流体リザーバ１１１０の境界として役立つバリア１１１６の開口部は、一組の移送電極１１２２を供給する液滴分配電極１１１８と隣接している。
【００９４】
電極１１１４は、例えば、流体リザーバ１１１０の開口部で最も幅が広くて、流体リザーバ１１１０の開口部の反対側で最も幅が狭い、個別に制御される細長い（例えば指状の）電極でもよい。電極が活性化されるとき、液体は、液滴オペレーション電極１１１８の近辺の最も幅が広い電極端部に位置合わせされる傾向がある。電極の反対側のセットは、それらが単体の電極として作動することができるように、電気的に結合されることができる。例えば、電極Ａは、それらが一緒に活性化されおよび非活性化されるように、電気的に結合されることができる。同様に、電極Ａは、それらが一緒に活性化されおよび非活性化されるように、電気的に結合されることができる。より多量の流体を扱うために、より多くの電極１１１４が活性化されることができ、そして、より少量の流体を扱うために、より少ない電極１１１４が活性化されることができる。図示するように、電極１１１４は、揃ったペアＡ、揃ったペアＢ、および単体Ｃを含む、３つの電極を含む。もちろん、効率的な設計の便宜のみによって制限される、任意の数の電極１１４が使用されることができる。さまざまな実施形態において、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、またはそれより多くの電極１１４が設けられる。
【００９５】
１つの動作モードにおいて、電極１１１４Ａ、ＢおよびＣは、より多量の液体から液滴を分配するためのみに活性化され、電極１１１４ＢおよびＣ、または１１１４ＡおよびＢは、中間の量の液体から液滴を分配するためのみに活性化され、電極１１１４Ｃは、より少量の液体から液滴を分配するためのみに活性化される。
【００９６】
図１１Ｂは、リザーバ電極１１４が概して細長い涙の形状である関連する実施形態を示す。液滴オペレーション電極１１１８の近くに、より広い幅の端部を有して、液滴オペレーション電極の遠くに位置する先端へ向けてテーパーがついている。さらに、電極は、概してファン・タイプ・レイアウトに配置される。
【００９７】
図１１Ｃは、液滴オペレーション電極１１８が副電極に分割される別の実施形態を示す。これらの副電極は、リザーバ電極からより小さい液滴を分配するために用いられてもよい。
【００９８】
図１２Ａ、１２Ｂおよび１２Ｃは、液滴アクチュエータの一部のさらに別の液滴分配構成１２００の上面図を示す。液滴分配構成１２００は、液滴アクチュエータ基板または、間隙によって分離される液滴アクチュエータの２つの基板間に形成されてもよい流体リザーバ１２１０を含む。電極１２１４は、流体リザーバ１２１０内に配置されてもよい。バリア１２１６の開口部１２３０は、リザーバ１２１０から、液滴オペレーション面上の一組の移送電極１２２２を供給する電極１２１８上への流体経路として役立つ。
【００９９】
電極１２１４は、例えば、液滴分配オペレーションの間、液滴に引き戻しを提供する方法で延長される電極でもよく、ここで、引き戻しは、液滴が分配されている方向に対して直角または鋭角である。この例では、液滴分配オペレーションの引き戻し段階の間に電極１２１４が活性化されると、液体が電極１２１４の形状に従わせる傾向がある流体リザーバ１２１０の中の液体の量は、結果として電極１２１８および移送電極１２２２から引き離すことになる。
【０１００】
図１２Ｂは、リザーバ電極１２１４が電極１２１８に最も近くで最も厚く、そして、電極１２１８に対して近い方向にテーパーがついている、類似の構成を示す。図１２Ｂは、電極１２１８がリザーバ電極１２１４の間隙にはめ込まれる、別の類似の構成を示す。
【０１０１】
図１２Ｃを参照すると、液滴分配プロセスの実施例は、リザーバ電極１２１４、電極１２１８および電極１２２２の活性化を含み、続いて、電極１２２２上に液滴を残すために電極１２１８が非活性化される。液滴オペレーション面上により長い液滴スラグを引き寄せるために多重電極１２２２が用いられ、続いて、液滴オペレーション面上に液滴を形成するために１つ以上の中間電極が非活性化される、類似のプロセスが想定される。
【０１０２】
図１３Ａ、１３Ｂ、および１３Ｃは、液滴アクチュエータの電極アレイ１３００を示し、そして、液滴が対角線的に分配される液滴分配プロセスを示す。例えば、電極アレイ１３００は、電極１３１０（例えば電子ぬれ電極）のアレイで形成されてもよい。図１３Ａは、液滴が分配される液滴１３１４が、活性化している特定の電極１３１０上に保持されることを示す。図１３Ｂは、液滴１３１４に対して対角線にある特定の電極１３１０が活性化されてもよいことを示し、それによって、液滴１３１４から流体の指を差し出して、図１３Ｃに示すように、対角線的に位置する下位の液滴１３１８を形成させる。分配は、２つの液滴を形成する単一の対角線、および／または、複数の液滴を形成する２本の対角線でもよい。電極アレイが４つ以上の側部を有する電極を使用して形成されてもよい他の実施形態において、４つ以上の液滴が形成されてもよい。
【０１０３】
７．２流体のローディングおよびアンローディング構造および方法
図１４から２６Ｃにおいて記述される本発明の以下の実施形態において、「開口部」は、例えば、流体（例えばサンプル流体）が液滴アクチュエータ内へロードされおよび／または液滴アクチュエータからアンロードされてもよい、液滴アクチュエータの基板の開口部でもよい。さらにまた、開口部は、いかなる形状でもあってもよい。
【０１０４】
図１４は、流体をロード／アンロードするための開口部に関連して、液滴アクチュエータのリザーバ液滴分配構成１４００の上面図を示す。リザーバ液滴分配構成１４００は、間隙によって分離される液滴アクチュエータの２つの基板間に形成されてもよい流体リザーバと関連している。リザーバ液滴分配構成１４００は、多重電極で形成される電極アレイ１４１０を含む。一実施例において、電極アレイ１４１０は、３×３アレイに配列される個別に制御される電極１４１４ａ〜１４１４ｉで形成されてもよい。図１４はまた、液滴アクチュエータの基板における開口部１４１８を示す。電極アレイ１４１０を有する開口部１４１８の相互作用は、移送電極１４２２を介して容易にされてもよい。移送電極１４２２は、開口部１４１８を通して電極アレイ１４１０上へ供給される流体の移送を援助するために用いられる。この例では、図１４に示すように、開口部１４１８は、少なくとも部分的に移送電極１４２２と重なり合って配置される。加えて、電極アレイ１４１０は、電極１４２６（例えば電子ぬれ電極）の配置を供給し、それは、その上に液滴（図示せず）が分配されてもよくて、そして、それによって液滴が液滴オペレーションに委ねられてもよい。
【０１０５】
図１４のリザーバ液滴分配構成１４００の実施例において、電極アレイ１４１０は、単一電極１４２６の面積の数倍でもよい流体リザーバを提供する。図１４に示す実施例において、電極アレイ１４１０は、単一電極１４２６の面積の約９倍でもよい流体リザーバを提供する。加えて、１つの大きなリザーバ電極と比較して、リザーバ構成１４００の電極アレイ１４１０は、個別に制御される電極１４１４を介して電極１４２６上に液滴を分配するための改良された制御を提供する。液滴アクチュエータの開口部を伴う改良された制御および相互作用を提供するための、リザーバ構成の他の実施例は、図１５Ａ〜２６Ｃに関して記述される。
【０１０６】
図１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ、１５Ｄ、１５Ｅ、および１５Ｆは、流体をロードおよび／またはアンロードするための開口部に関して示される、液滴アクチュエータのリザーバ液滴分配構成のさまざまな実施例のそれぞれ上面図を示す。
【０１０７】
図１５Ａは、開口部１５１０に関して配置されるリザーバ液滴分配構成１５００を示す。特に、開口部１５１０は、リザーバ構成１５００の移送電極１５１２と少なくとも部分的に重なり合って配置される。移送電極１５１２は、開口部１５１０を通して環状（例えば、任意の設計者定義の幅の円形または卵形状）のリザーバ電極１５１４上に供給される流体の移送を援助するために用いられる。加えて、移送電極１５１２の反対側でもよい環状のリザーバ電極１５１４の側面には、電極１５１６（例えば電子ぬれ電極）が配置されて、そして、その上に、環状のリザーバ電極１５１４から液滴（図示せず）が分配されて、液滴オペレーションに委ねられてもよい。
【０１０８】
図１５Ｂは、図１５Ａの環状のリザーバ電極１５１４が分割型の環状のリザーバ電極１５２４と交換されることを除いては、図１５Ａのリザーバ液滴分配構成１５００と実質的に同様であるリザーバ液滴分配構成１５２０を示す。分割セグメントは、個別に制御されてもよいか、または、単一の電極として作動するために電気的に結合されてもよい。
【０１０９】
図１５Ｃは、図１５Ａの環状のリザーバ電極１５１４が多角形のリザーバ電極１５３４（例えば、任意の設計者定義の幅の形状の、正方形、長方形、六角形、五角形、六角形、等）と交換されることを除いては、図１５Ａのリザーバ液滴分配構成１５００と実質的に同様であるリザーバ液滴分配構成１５３０を示す。
【０１１０】
図１５Ｄは、図１５Ａの環状のリザーバ電極１５１４が分割型のバンド形状のリザーバ電極１５４４と交換されることを除いては、図１５Ａのリザーバ液滴分配構成１５００と実質的に同様であるリザーバ液滴分配構成１５４０を示す。各分割セグメントは、図１５Ａの連続した環状のリザーバ電極１５１４および／または図１５Ｃの連続したバンド形状のリザーバ電極１５３４と比較して、さらなる制御を提供するために、個別に制御されてもよい。
【０１１１】
図１５Ｅは、図１５Ａの環状のリザーバ電極１５１４が、例えば、移送電極１５１２と電極１５１４と間の車輪のスポークとして配置される一組の細長い電極１５５４と交換されることを除いては、図１５Ａのリザーバ液滴分配構成１５００と実質的に同様であるリザーバ液滴分配構成１５５０を示す。この例では、各細長い電極１５５４は、長方形の形状であり、改良された制御を提供するために個別に制御されてもよい。
【０１１２】
図１５Ｆは、図１５Ｅの長方形の形状である細長い電極１５５４が三角形の形状である一組の細長い電極１５６４と交換されることを除いては、図１５Ｅのリザーバ液滴分配構成１５５０と実質的に同様であるリザーバ液滴分配構成１５６０を示す。また、細長い電極１５６４は、例えば、移送電極１５１２と電極１５１４と間の車輪の、中心を指している三角形の突端を有するスポークとして配置される。各細長い電極１５６４は、改良された制御を提供するために個別に制御されてもよい。
【０１１３】
図１６Ａ、１６Ｂ、および１６Ｃは、液滴アクチュエータの流体リザーバ１６００に関して、特定の実施例の開口部の複数の上面図を示す。流体リザーバ１６００は、例えば、一連の電極１６１４（例えば電子ぬれ電極）を供給するリザーバ電極１６１０を含んでもよい。そして、一連の電極は、その上にリザーバ電極１６１０から液滴（図示せず）が分配されて、そして、その一連の電極によって、液滴が液滴オペレーションに委ねられてもよい。例えば、サンプル流体が液滴アクチュエータ内へロードされてもよい開口部を有するリザーバ電極（例えばリザーバ電極１６１０）の相互作用は、リザーバ電極に対する開口部の相対的な位置によってもたらされてもよい。
【０１１４】
図１６Ａは、例えば、リザーバ電極１６１０の幅の約１／３〜約１／２でもよい直径を有する開口部１６１８を示す。加えて、図１６Ａは、リザーバ電極１６１０と関連する開口部１６１８の３つの実施例の位置を示す。第１の実施例では、開口部１６１８の面積の約半分が、リザーバ電極１６１０に重なる。第２の実施例では、開口部１６１８の面積の約半分より小さい部分が、リザーバ電極１６１０に重なる。第３の実施例では、開口部１６１８の面積の実質的に全部が、リザーバ電極１６１０に重ならない。
【０１１５】
図１６Ｂは、例えば、図１６Ａの開口部１６１８の直径の約２倍でもよい直径を有する開口部１６２２を示す。加えて、図１６Ｂは、リザーバ電極１６１０と関連する開口部１６２２の３つの実施例の位置を示す。第１の実施例では、開口部１６２２の面積の約半分が、リザーバ電極１６１０に重なる。第２の実施例では、開口部１６２２の面積の約半分より小さい部分が、リザーバ電極１６１０に重なる。第３の実施例では、開口部１６２２の面積の実質的に全部が、リザーバ電極１６１０に重ならない。
【０１１６】
図１６Ｃは、例えば、図１６Ａの開口部１６１８の直径の約３倍でもよい直径を有する開口部１６２６を示す。加えて、図１６Ｃは、リザーバ電極１６１０と関連する開口部１６２６の３つの実施例の位置を示す。第１の実施例では、開口部１６２６の面積の約半分が、リザーバ電極１６１０に重なる。第２の実施例では、開口部１６２６の面積の約半分より小さい部分が、リザーバ電極１６１０に重なる。第３の実施例では、開口部１６２６の面積の実質的に全部が、リザーバ電極１６１０に重ならない。
【０１１７】
図１７は、液滴アクチュエータの一部の液滴分配構成１７００の上面図を示し、そして、液滴分配プロセスを示す。液滴分配構成１７００は、例えば、一連の電極１７１４（例えば、電子ぬれ電極１７１４ａ、１７１４ｂ、および１７１４ｃ）を供給するリザーバ電極１７１０を含んでもよい。リザーバ電極１７１０からの液滴（図示せず）は、リザーバ電極１７１０から電極１７１４上へ分配されてもよく、そして、液滴オペレーションに委ねられてもよい。
【０１１８】
図１８は、液滴分配構成１７００の別の図を示し、そして、図１７の液滴分配プロセスを示す。
【０１１９】
加えて、図１７および１８は、電極１７１４ａ、１７１４ｂおよび１７１４ｃを示す。ここで、電極１７１４ａは、リザーバ電極１７１０および、リザーバ電極１７１０の近くの開口部１７１８の範囲内に埋め込まれる。図１７および１８を参照すると、液滴分配構成１７００を経た液滴分配プロセスは、次の工程を含んでもよいが、これに限定されない。
【０１２０】
ステップ１で、リザーバ電極１７１０＝ＯＮ、電極１７１４ａ＝ＯＦＦ、電極１７１４ｂ＝ＯＦＦ、および電極１７１４ｃ＝ＯＦＦである。このステップでは、流体の量は、リザーバ電極１７１０のみの面積の実質的に全体に分配され、そして、電極１７１４ａ、１７１４ｂ、および１７１４ｃの上には流体および／または液滴は実質的に存在しない。
【０１２１】
ステップ２で、リザーバ電極１７１０＝ＯＮ、電極１７１４ａ＝ＯＮ、電極１７１４ｂ＝ＯＦＦ、および電極１７１４ｃ＝ＯＦＦである。このステップでは、電極の活性化のため、リザーバ電極１７１０からの流体が、電極１７１４ａの上に引き寄せられる。
【０１２２】
ステップ３で、リザーバ電極１７１０＝ＯＮ、電極１７１４ａ＝ＯＮ、電極１７１４ｂ＝ＯＮ、および電極１７１４ｃ＝ＯＦＦである。このステップでは、双方の電極１７１４ａおよび電極１７１４ｂの活性化のため、リザーバ電極１７１０からの流体の指が、双方の電極１７１４ａおよび電極１７１４ｂに沿って引き寄せられる。
【０１２３】
ステップ４で、リザーバ電極１７１０＝ＯＮ、電極１７１４ａ＝ＯＮ、電極１７１４ｂ＝ＯＮ、および電極１７１４ｃ＝ＯＮである。このステップでは、電極１７１４ａ、電極１７１４ｂ、および電極１７１４ｃの活性化のため、リザーバ電極１７１０からの流体の指は、電極１７１４に沿ってさらに、電極１７１４ａ、電極１７１４ｂおよび電極１７１４ｃにわたって引き寄せられる。
【０１２４】
ステップ５で、リザーバ電極１７１０＝ＯＦＦ、電極１７１４ａ＝ＯＮ、電極１７１４ｂ＝ＯＮ、および電極１７１４ｃ＝ＯＮである。このステップでは、リザーバ電極１７１０が非活性化され、そして、液滴を分配するのに適した形状になるようにリザーバ電極１７１０で流体を解放する。特に、リザーバ電極１７１０上の流体は、電極１７１４ａ、電極１７１４ｂおよび電極１７１４ｃの全体にわたる流体のスラグに向かって平衡状態に達することができる。このステップは、他のステップと比較してより高い頻度で実行されてもよい。
【０１２５】
ステップ６で、リザーバ電極１７１０＝ＯＮ、電極１７１４ａ＝ＯＮ、電極１７１４ｂ＝ＯＦＦ、および電極１７１４ｃ＝ＯＮである。このステップでは、電極１７１４ｂが非活性化され、かつ、リザーバ電極１７１０が活性化される。そして、リザーバ電極は一部のスラグをリザーバ電極１７１０に向かって引き戻して、電極１７１４ｃに液滴を残したままで電極１７１４ｂで液体のスラグを分割させる。
【０１２６】
図１９は、液滴アクチュエータの一部の別の液滴分配構成１９００の上面図を示し、そして、液滴分配プロセスを示す。液滴分配構成１９００は、中央リザーバ電極１９１０、第１側部リザーバ電極１９１２、および第２側部リザーバ電極１９１４を含んでもよい。図１９に示すように、中央リザーバ電極１９１０は、テーパー形状を有してもよい。図１９に示すように、第１側部リザーバ電極１９１２および第２側部リザーバ電極１９１４は、三角形の形状でもよく、そして、中央リザーバ電極１９１０に適合してもよい。中央リザーバ電極１９１０、第１側部リザーバ電極１９１２、および第２側部リザーバ電極１９１４の組合せは、改良された制御のためにセグメント化される、実質的に長方形または正方形のリザーバ電極を形成する。特に、セグメントは、液滴分配プロセスにおいて援助する方法で形づくられる。
【０１２７】
中央リザーバ電極１９１０の狭端部は、例えば、一連の電極１９１８（例えば電子ぬれ電極１９１８ａ、１９１８ｂおよび１９１８ｃ）を供給する。そして、一連の電極上に中央リザーバ電極１９１０から液滴が分配されて、それによって、液滴は液滴オペレーションに委ねられてもよい。より詳しくは、図１９は、電極１９１８ａ、１９１８ｂおよび１９１８ｃを示す。ここで、電極１９１８ａは、中央リザーバ電極１９１０の狭端部および、中央リザーバ電極１９１０の近くの開口部１９２２の中に埋め込まれる。図１９を参照すると、液滴分配構成１９００を経た液滴分配プロセスは、次の工程を含んでもよいが、これに限定されない。
【０１２８】
ステップ１で、中央リザーバ電極１９１０＝ＯＮ、第１側部リザーバ電極１９１２＝ＯＮ、第２側部リザーバ電極１９１４＝ＯＮ、電極１９１８ａ＝ＯＦＦ、電極１９１８ｂ＝ＯＦＦ、および電極１９１８ｃ＝ＯＦＦである。このステップでは、流体の量は、中央リザーバ電極１９１０、第１側部リザーバ電極１９１２および第２側部リザーバ電極１９１４の複合エリアの実質的に全体に分配され、そして、電極１９１８ａ、１９１８ｂおよび１９１８ｃ上には流体および／または液滴は実質的に存在しない。
【０１２９】
ステップ２で、中央リザーバ電極１９１０＝ＯＮ、第１側部リザーバ電極１９１２＝ＯＮ、第２側部リザーバ電極１９１４＝ＯＮ、電極１９１８ａ＝ＯＮ、電極１９１８ｂ＝ＯＦＦ、および電極１９１８ｃ＝ＯＦＦである。このステップでは、電極１９１８ａの活性化のため、中央リザーバ電極１９１０からの流体が、．電極１９１８ａの上に引き寄せられる。
【０１３０】
ステップ３で、中央リザーバ電極１９１０＝ＯＮ、第１側部リザーバ電極１９１２＝ＯＦＦ、第２側部リザーバ電極１９１４＝ＯＦＦ、電極１９１８ａ＝ＯＮ、電極１９１８ｂ＝ＯＮ、および電極１９１８ｃ＝ＯＦＦである。このステップでは、双方の電極１９１８ａおよび電極１９１８ｂの活性化のため、中央リザーバ電極１９１０からの流体の指が、双方の電極１９１８ａおよび電極１９１８ｂに沿って引き寄せられる。加えて、第１側部リザーバ電極１９１２および第２側部リザーバ電極１９１４が非活性化されるので、図１９に示すように、中央リザーバ電極１９１０の流体は液滴分配プロセスを援助するために適した形状になる。
【０１３１】
ステップ４で、中央リザーバ電極１９１０＝ＯＮ、第１側部リザーバ電極１９１２＝ＯＦＦ、第２側部リザーバ電極１９１４＝ＯＦＦ、電極１９１８ａ＝ＯＮ、電極１９１８ｂ＝ＯＮ、および電極１９１８ｃ＝ＯＮである。このステップでは、電極１９１８ａ、電極１９１８ｂおよび電極１９１８ｃの活性化、および第１側部リザーバ電極１９１２および第２側部リザーバ電極１９１４の非活性化のため、中央リザーバ電極１９１０からの流体の指は、電極１９１８に沿ってさらに、電極１９１８ａ、電極１９１８ｂおよび電極１７１４ｃにわたって引き寄せられる。
【０１３２】
ステップ５で、中央リザーバ電極１９１０＝ＯＮ、第１側部リザーバ電極１９１２＝ＯＮ、第２側部リザーバ電極１９１４＝ＯＮ、電極１９１８ａ＝ＯＮ、電極１９１８ｂ＝ＯＦＦ、および電極１９１８ｃ＝ＯＮである。このステップでは、電極１９１８ｂが非活性化される。そして、現在活性化されている中央リザーバ電極１９１０の力によってスラグの一部を中央リザーバ電極１９１０に向かって引き戻して、そして電極１９１８ｃに液滴を残したまま、電極１９１８ｂが電極としての役割で液体のスラグを分割させる。
【０１３３】
ステップ６で、中央リザーバ電極１９１０＝ＯＮ、第１側部リザーバ電極１９１２＝ＯＮ、第２側部リザーバ電極１９１４＝ＯＮ、電極１９１８ａ＝ＯＦＦ、電極１９１８ｂ＝ＯＦＦ、および電極１９１８ｃ＝ＯＮである。このステップでは、流体の量は、中央リザーバ電極１９１０、第１側部リザーバ電極１９１２および第２側部リザーバ電極１９１４の複合エリア全体に引き寄せられ、そして、電極１９１８ａおよび１９１８ｂ上に流体は存在しない。液滴は、電極１９１８ｃにとどまる。
【０１３４】
液滴分配構成１９００を経た液滴分配プロセスのステップ１〜６を参照すれば、リザーバ電極を完全に非活性化させる必要性は回避される。より詳しくは、中央リザーバ電極１９１０は、電極活性化シーケンス１９００のすべてのステップを通して活性化されたままであり、そして、第１側部リザーバ電極１９１２および第２側部リザーバ電極１９１４のみが順番にオン／オフされる。
【０１３５】
図２０Ａは、図１７の液滴分配構成１７００の別の上面図を示し、そして、液滴を揺り動かしておよび／または液滴アクチュエータの流体リザーバを満たすプロセスを示す。図２０Ａを参照すると、液滴分配構成１７００を介して液滴を揺り動かすプロセスは、次の工程を含んでもよいが、これに限定されない。
【０１３６】
ステップ１で、リザーバ電極１７１０＝ＯＮ、電極１７１４ａ＝ＯＮ、および電極１７１４ｂ＝ＯＦＦである。このステップでは、流体の量は、リザーバ電極１７１０および電極１７１４ａの複合エリアの実質的に全体に分配され、そして、電極１７１４ｂの上には流体は存在しない。
【０１３７】
ステップ２で、リザーバ電極１７１０＝ＯＮ、電極１７１４ａ＝ＯＦＦ、および電極１７１４ｂ＝ＯＦＦである。このステップでは、電極１７１４ａが非活性化されて、電極１７１４ａの流体がリザーバ電極１７１４ａへ引き戻され、そして、電極１７１４ｂ上に流体は実質的に存在しない。
【０１３８】
液滴分配構成１７００を介して液滴を揺り動かすプロセスは、液滴撹拌オペレーションを達成するために、ステップ１および２の間を行き来する。あるいは、ステップ１および２の間を行き来することは、開口部１７１８を介してリザーバ電極１７１０上へ供給される液体を満たすために使用されてもよい。他の液滴オペレーションが実行されているのと同時に、この液体を満たすオペレーションは実施されてもよい。
【０１３９】
図２０Ｂは、図１７の液滴分配構成１７００のさらに別の上面図を示し、そして、液滴アクチュエータ内の流体を揺り動かすプロセスを示す。液滴分配構成１７００を介して流体を揺り動かすプロセスは、次の工程を含んでもよいが、これに限定されない。
【０１４０】
ステップ１で、リザーバ電極１７１０＝ＯＮ、電極１７１４ａ＝ＯＮ、および電極１７１４ｂ＝ＯＦＦである。このステップでは、流体の量は、リザーバ電極１７１０および電極１７１４ａの複合エリアの実質的に全体に分配され、そして、電極１７１４ｂ上には流体は実質的に存在しない。
【０１４１】
ステップ２で、リザーバ電極１７１０＝ＯＮ、電極１７１４ａ＝ＯＦＦ、および電極１７１４ｂ＝ＯＦＦである。このステップでは、電極１７１４ａが非活性化されて、電極１７１４ａの流体がリザーバ電極１７１４ａへ引き戻され、そして、電極１７１４ｂ上に流体は実質的に存在しない。
【０１４２】
ステップ３で、リザーバ電極１７１０＝ＯＦＦ、電極１７１４ａ＝ＯＦＦ、および電極１７１４ｂ＝ＯＦＦである。このステップでは、リザーバ電極１７１０を非活性化させることによって、その上にある流体は開口部１７１８を通して実質的に排出されることができ、そして、それは流体リザーバのビーズ（図示せず）を分解するための機構を提供する。
【０１４３】
液滴分配構成１７００を介して流体を揺り動かすプロセスは、液滴撹拌オペレーションを達成するために、ステップ１、２および３を通って繰り返しループしてもよい。例えば、一旦ビーズ（図示せず）が流体リザーバ（例えばリザーバ電極１７１０）内へロードされると、ビーズは重力のため流体リザーバの表面上に沈殿する傾向がある。しかしながら、分析用にそれらを再懸濁するために、ビーズは、開口部１７１８を介して液滴アクチュエータ内に流体をロードし、それから開口部１７１８を通して流体を戻すことによって（例えば、ステップ３でリザーバ電極１７１０をスイッチオフすることによって）、再懸濁されることができる。この動きによって、再循環が生じて、ビーズを再懸濁する。
【０１４４】
図２１Ａは、液滴アクチュエータの一部の液滴分配構成２１００の上面図を示し、そして、液滴アクチュエータにおける１Ｘサイズ液滴の処分のプロセスを示す。液滴分配構成２１００は、液滴アクチュエータの開口部２１１８を通して１Ｘサイズの液滴２１１４を処分するための一連の電極２１１０（例えば、電子ぬれ電極２１１０ａ、２１１０ｂ、２１１０ｃおよび２１１０ｄ）を含む。この例では、開口部２１１８は、電極２１１０ｄの近くに位置する。１Ｘサイズとは、単一の電極２１１０の近似の面積に関連する液滴の近似の設置面積をいう。液滴分配構成２１００を経た１Ｘサイズ液滴の処分のプロセスは、次の工程を含むが、これに限定されない。
【０１４５】
ステップ１で、電極２１１０ａ＝ＯＮ、電極２１１０ｂ＝ＯＦＦ、電極２１１０ｃ＝ＯＦＦ、および電極２１１０ｄ＝ＯＦＦである。このステップでは、１Ｘサイズ液滴２１１４は、電極２１１０ａのみが活性化するため、電極２１１０ａに保持される。
【０１４６】
ステップ２で、電極２１１０ａ＝ＯＦＦ、電極２１１０ｂ＝ＯＮ、電極２１１０ｃ＝ＯＦＦ、および電極２１１０ｄ＝ＯＦＦである。このステップでは、電極２１１０ａが非活性化され、そして、その隣りの電極２１１０ｂが活性化される。このことは、１Ｘサイズ液滴２１１４を電極２１１０ａから電極２１１０ｂへ移動させ、これは開口部２１１８に向かう方向にある。
【０１４７】
ステップ３で、電極２１１０ａ＝ＯＦＦ、電極２１１０ｂ＝ＯＦＦ、電極２１１０ｃ＝ＯＮ、および電極２１１０ｄ＝ＯＦＦである。このステップでは、電極２１１０ｂが非活性化され、そして、その隣りの電極２１１０ｃが活性化される。このことは、１Ｘサイズ液滴２１１４を電極２１１０ｂから電極２１１０ｃへ移動させ、これは開口部２１１８に向かう方向にある。
【０１４８】
ステップ４で、電極２１１０ａ＝ＯＦＦ、電極２１１０ｂ＝ＯＦＦ、電極２１１０ｃ＝ＯＦＦ、および電極２１１０ｄ＝ＯＮである。このステップでは、電極２１１０ｃが非活性化され、そして、その隣りの電極２１１０ｄが活性化される。このことは、１Ｘサイズ液滴２１１４を電極２１１０ｃから電極２１１０ｄへ移動させ、これは開口部２１１８の近くに位置する。
【０１４９】
ステップ５で、電極２１１０ａ＝ＯＦＦ、電極２１１０ｂ＝ＯＦＦ、電極２１１０ｃ＝ＯＦＦ、および電極２１１０ｄ＝ＯＦＦである。このステップでは、電極２１１０ｄが非活性化され、それによって１Ｘサイズ液滴２１１４は、開口部２１１８を通して液滴アクチュエータから排出され（すなわち、処分され）ることができる。
【０１５０】
図２１Ｂは、図２１Ａの液滴分配構成２１００の別の上面図を示し、そして、液滴アクチュエータにおける２Ｘサイズ液滴の処分のプロセスを示す。例えば、図２１Ｂは、液滴分配構成２１００の上に２Ｘサイズの液滴２１１６を示す。２Ｘサイズとは、単一の電極２１１０の近似の面積に関連する液滴の近似の設置面積をいう。液滴分配構成２１００を経た２Ｘサイズ液滴の処分のプロセスは、次の工程を含むが、これに限定されない。
【０１５１】
ステップ１で、電極２１１０ａ＝ＯＮ、電極２１１０ｂ＝ＯＦＦ、電極２１１０ｃ＝ＯＦＦ、および電極２１１０ｄ＝ＯＦＦである。このステップでは、電極２１１０ａのみが活性化するため、２Ｘサイズ液滴２１１６は、電極２１１０ａに保持される。
【０１５２】
ステップ２で、電極２１１０ａ＝ＯＦＦ、電極２１１０ｂ＝ＯＮ、電極２１１０ｃ＝ＯＦＦ、および電極２１１０ｄ＝ＯＦＦである。このステップでは、電極２１１０ａが非活性化され、そして、その隣りの電極２１１０ｂが活性化される。このことは、２Ｘサイズ液滴２１１６を電極２１１０ａから電極２１１０ｂへ移動させ、これは開口部２１１８に向かう方向にある。
【０１５３】
ステップ３で、電極２１１０ａ＝ＯＦＦ、電極２１１０ｂ＝ＯＦＦ、電極２１１０ｃ＝ＯＮ、および電極２１１０ｄ＝ＯＦＦである。このステップでは、電極２１１０ｂが非活性化され、そして、その隣りの電極２１１０ｃが活性化される。このことは、２Ｘサイズ液滴２１１６を電極２１１０ｂから電極２１１０ｃへ移動させ、これは開口部２１１８に向かう方向にある。
【０１５４】
ステップ４で、電極２１１０ａ＝ＯＦＦ、電極２１１０ｂ＝ＯＦＦ、電極２１１０ｃ＝ＯＮ、および電極２１１０ｄ＝ＯＮである。このステップでは、電極２１１０ｃおよびその隣りの電極２１１０ｄが活性化される。このことは、２Ｘサイズ液滴２１１６の形状を変えて双方の電極２１１０ｃおよび電極２１１０ｄ全体に展開させ、そして、それは開口部２１１８の近くに位置する流体のスラグを作成する。
【０１５５】
ステップ５で、電極２１１０ａ＝ＯＦＦ、電極２１１０ｂ＝ＯＦＦ、電極２１１０ｃ＝ＯＦＦ、および電極２１１０ｄ＝ＯＮである。このステップでは、電極２１１０ｃが非活性化され、そして、電極２１１０ｄのみが活性化した状態に残る。このことは、開口部２１１８を通して液滴アクチュエータから排出され（すなわち、処分され）る２Ｘサイズ液滴２１１６の一部を解放して、そして、電極２１１０ｄでの２Ｘサイズ液滴２１１６のバランスの量を残す。
【０１５６】
ステップ６で、電極２１１０ａ＝ＯＦＦ、電極２１１０ｂ＝ＯＦＦ、電極２１１０ｃ＝ＯＦＦ、および電極２１１０ｄ＝ＯＦＦである。このステップでは、電極２１１０ｄが非活性化され、それによってステップ５からの２Ｘサイズ液滴２１１６のバランスの量は、開口部２１１８を通して液滴アクチュエータから排出され（すなわち、処分され）ることができる。
【０１５７】
図２２Ａは、液滴アクチュエータの一部の２つの目的を兼ねた液滴分配構成２２００の上面図を示し、そして、液滴アクチュエータにおける液滴分配プロセスを示す。２つの目的を兼ねた液滴分配構成２２００は、液滴アクチュエータ（図示せず）の流体リザーバとして役立つ多重電極２２１０のアレイを含む。一実施例では、図２２Ａに示すように、電極２２１０ａ〜２２１０ｉは、３×３のアレイに配置される。電極アレイ２２１０の一側に、一連の電極２２１４（例えば電極２２１４ａおよび２２１４ｂ）が配置されてもよく、それは、例えば、電子ぬれ電極であってもよい。電極２２１０および電極２２１４は、個別に制御されてもよい。例えば、電極アレイ２２１０の電極２２１４と対向する側の近くに、開口部２２１８が位置してもよい。加えて、図２２Ａは、活性化状態にあるすべての電極２２１０および電極２２１４、並びに、電極２２１０および電極２２１４の複合エリアの上に分配される流体２２２２の量を示す。
【０１５８】
図２２Ａは、液滴アクチュエータの液滴分配オペレーションの１ステップにおける２つの目的を兼ねた液滴分配構成２２００を示す。一実施例において、液滴分配プロセスは、図１７および１８に関して記述される液滴分配プロセスと実質的に同様でもよい。
【０１５９】
図２２Ｂは、図２２Ａの２つの目的を兼ねた液滴分配構成２２００の別の上面図を示し、そして、液滴アクチュエータにおける液滴の処分のプロセスを示す。図２２Ｂは、電極２２１４ａ．の上に位置する液滴２２２４を示す。この例では、液滴２２２４は、電極２２１４ａから電極２２１４ｂに、それから電極２２１０ｂに、それから電極２２１０ｅに、それから電極２２１０ｈに移送されて、そして、開口部を通して液滴アクチュエータから排出され（すなわち、処分され）る。液滴処理プロセスは、図２１Ａに関して記述される液滴処理プロセスと実質的に同様でもよい。
【０１６０】
図２２Ａおよび２２Ｂの２つの目的を兼ねた液滴分配構成２２００の態様は、同じ液滴分配構成が、液滴分配オペレーションおよび液滴処理オペレーションの双方に適していてもよいということである。
【０１６１】
図２３Ａは、液滴アクチュエータの単一のリザーバから複数の方向に液滴を分配するための液滴分配構成２３００の実施例の上面図を示す。液滴分配構成２３００は、形状が例えば正方形または長方形の中央リザーバ電極２３１０、および、複数のライン電極２３１２を含んでもよい。例えば、図２３Ａに示すように、第１のライン電極２３１２は、中央リザーバ電極２３１０の第１の側部に配置されてもよく、第２のライン電極２３１２は、中央リザーバ電極２３１０の第２の側部に配置されてもよく、第３のライン電極２３１２は、中央リザーバ電極２３１０の第３の側部に配置されてもよく、そして、第４のライン電極２３１２は、中央リザーバ電極２３１０の第４の側部に配置されてもよい。この例では、各ライン電極２３１２の第１電極２３１２は、中央リザーバ電極２３１０に埋め込まれてもよい。
【０１６２】
加えて、開口部２３１４は、中央リザーバ電極２３１０に関して実質的に中央に位置する。開口部２３１４の一部が、各ライン電極２３１２の第１電極２３１２に重なることができるように、開口部２３１４の直径は最適にサイズ設定されてもよい。このようにして、中央リザーバ電極２３１０の有無は、任意でもよい。
【０１６３】
図２３Ａの液滴分配構成２３００の態様は、それが、液滴が複数の方向（例えば、限定されないが、４つの方向）に分配されることができる単一のリザーバを提供するということである。液滴分配構成２３００の別の態様は、中心電極（例えば中央リザーバ電極２３１０）の有無が任意でもよいということである。
【０１６４】
図２３Ｂは、液滴アクチュエータの単一のリザーバから複数の方向に液滴を分配するための液滴分配構成２３２０の別の実施例の上面図を示す。液滴分配構成２３２０は、形状が例えば正方形または長方形の中央リザーバ電極２３２２、および、図２３Ａにおいて記述される複数のライン電極２３１２を供給するための複数の側部電極２３２４を含んでもよい。例えば、図２３Ｂに示すように、第１のライン電極２３１２を供給する側部電極２３２４ａは、中央リザーバ電極２３２２の第１の側部に配置されてもよく、第２のライン電極２３１２を供給する側部電極２３２４ｂは、中央リザーバ電極２３２２の第２の側部に配置されてもよく、第３のライン電極２３１２を供給する側部電極２３２４ｃは、中央リザーバ電極２３２２の第３の側部に配置されてもよく、第４のライン電極２３１２を供給する側部電極２３２４ｄは、中央リザーバ電極２３２２の第４の側部に配置されてもよい。この例では、各ライン電極２３１２の第１電極２３１２は、それぞれの側部電極２３２４の各々に埋め込まれてもよい。
【０１６５】
加えて、開口部２３１４は、中央リザーバ電極２３２２に関して実質的に中央に位置する。開口部２３１４の一部が、側部電極２３２４の各々に重なることができるように、開口部２３１４の直径は最適にサイズ設定されてもよい。このようにして、中央リザーバ電極２３２２の有無は、任意でもよい。
【０１６６】
図２３Ｂの液滴分配構成２３２０の態様は、それが、液滴が複数の方向（例えば、限定されないが、４つの方向）に分配されることができる単一のリザーバを提供するということである。液滴分配構成２３２０の別の態様は、中心電極（例えば中央リザーバ電極２３２２）の有無が任意でもよいということである。
【０１６７】
図２３Ｃは、液滴アクチュエータの単一のリザーバから複数の方向に液滴を分配するための液滴分配構成２３４０のさらに別の実施例の上面図を示す。液滴分配構成２３４０は、形状が例えば正方形、長方形、円形、六角形、または八角形の中央リザーバ電極２３４２、および、中央リザーバ電極２３４２を実質的に囲む分配電極２３４４を含んでもよい。さらにまた、分配電極２３４４の形状は、図２３Ａにおいて記述される複数のライン電極２３１２を供給するための複数のプラットホーム２３４６（図２３Ｃ参照）を有する。
【０１６８】
例えば、図２３Ｃに示すように、分配電極２３４４の第１のプラットホーム２３４６が第１のライン電極２３１２を供給し、分配電極２３４４の第２のプラットホーム２３４６が第２のライン電極２３１２を供給し、分配電極２３４４の第３のプラットホーム２３４６が第３のライン電極２３１２を供給し、分配電極２３４４の第４のプラットホーム２３４６が第４のライン電極２３１２を供給し、分配電極２３４４の第５のプラットホーム２３４６が第５のライン電極２３１２を供給し、分配電極２３４４の第６のプラットホーム２３４６が第６のライン電極２３１２を供給し、分配電極２３４４の第７のプラットホーム２３４６が第７のライン電極２３１２を供給し、分配電極２３４４の第８のプラットホーム２３４６が第８のライン電極２３１２を供給する。この例では、各ライン電極２３１２の第１電極２３１２は、それぞれのプラットホーム２３４６の各々に埋め込まれてもよい。
【０１６９】
加えて、開口部２３１４は、中央リザーバ電極２３４２に関して実質的に中央に位置する。開口部２３１４の一部が分配電極２３４４の一部に重なることができるように、開口部２３１４の直径は最適にサイズ設定されてもよい。このようにして、中央リザーバ電極２３４２の有無は、任意でもよい。
【０１７０】
図２３Ｃの液滴分配構成２３４０の態様は、それが、液滴が複数の方向（例えば、限定されないが、８つの方向）に分配されることができる単一のリザーバを提供するということである。液滴分配構成２３４０の別の態様は、中心電極（例えば中央リザーバ電極２３４２）の有無が任意でもよいということである。
【０１７１】
図２３Ａ、２３Ｂ、および２３Ｃを参照すると、リザーバ構成の形状は、図２３Ａ、２３Ｂ、および２３Ｃのみに示される形状に限定されない。他の実施態様において、リザーバ構成の形状は、任意の数の方向に液滴を分配するのに適した任意の形状に修正されてもよい。加えて、開口部２３１４は、円形に限られない。あるいは、開口部２３１４は、リザーバ構成の形状と対応するのに適した任意の形状であってもよい。
【０１７２】
図２４Ａは、単一の開口部を使用して複数の流体リザーバに流体を平行して分配するための液滴アクチュエータ２４００の一部の上面図を示す。加えて、図２４Ｂは、図２４Ａの線Ａ−Ａに沿ってとられた液滴アクチュエータ２４００の縦断面図を示す。図２４Ａおよび２４Ｂを参照すると、液滴アクチュエータ２４００は、間隙によって上部基板２４１２から分離される底部基板２４１０を含んでもよい。一組の複数の液滴分配構成２４１４は、底部基板２４１０と関連していてもよい。一実施例において、液滴アクチュエータ２４００は、図２４Ａに示すように、液滴分配構成２４１４ａ〜２４１４ｈを含んでもよい。さらにまた、各液滴分配構成２４１４は、ライン電極２４１８（例えば電子ぬれ電極）を供給するリザーバ電極２４１６が入って形成されてもよい。
【０１７３】
液滴アクチュエータ２４００は、それぞれの流路２４２６を介して液滴分配構成２４１４のそれぞれに対応する複数の開口部２４２４に、流動的に接続される中央開口部２４２０をさらに含む。例えば、中央開口部２４２０は、流路２４２６ａ〜２４２６ｈをそれぞれ介して、開口部２４２４ａ〜２４２４ｈに流動的に接続される。加えて、開口部２４２４ａ〜２４２４ｈは、液滴分配構成２４１４ａ〜２４１４ｈにそれぞれ対応する。さらにまた、図２４Ａおよび２４Ｂに示すように、開口部２４２４ａ〜２４２４ｈの少なくとも一部は、液滴分配構成２４１４ａ〜２４１４ｈのそれぞれのリザーバ電極２４１６に各々重なってもよい。
【０１７４】
オペレーションにおいて、流体の量（例えば、サンプル流体２４２８の量）は、中央開口部２４２０を介して液滴アクチュエータ２４００内へロードされてもよい。流体２４２８はそれから、流路２４２６を通って実質的に同時に流れて、開口部２４２４ａ〜２４２４ｈを充填する。これにより、液滴分配構成２４１４ａ〜２４１４ｈに対応するそれぞれのリザーバ電極２４１６の各々に、実質的に同時に流体２４２８を供給する。
【０１７５】
任意には、流体２４２８の量は、開口部２４２４ａ〜２４２４ｈのいずれか１つを介して、液滴アクチュエータ２４００へロードされてもよい。しかしながら、この場合は、流体２４２８がわずかに別々の時間に液滴分配構成２４１４それぞれに到達することができるので、液滴分配構成２４１４ａ〜２４１４ｈは実質的に同時に流体２４２８を供給されることができない。任意には、流体２４２８の量は、その関連した開口部２４２４のみを介して特定の液滴分配構成２４１４内へロードされてもよい。例えば、液滴分配構成２４１４ｃは、開口部２４２４ｃを介してロードされるだけてもよい。
【０１７６】
他の実施形態では、開口部２４２４は、液滴アクチュエータ２４００には無い。その代わりに、流体は、中央開口部２４２０のみから供給されて、そして流路２４２６を通って液滴分配構成２４１４に流れてもよい。
【０１７７】
本発明はリザーバ電極のみに通じる流体経路に限られないので、さらに別の実施形態では、流体経路（例えば流路２４２６）は任意の種類の電極に通じてもよい。
【０１７８】
図２５Ａは、単一の開口部を使用して複数の流体リザーバに流体を連続して分配するための液滴アクチュエータ２５００の一部の上面図を示す。加えて、図２５Ｂは、図２５Ａの線Ｂ−Ｂに沿ってとられた液滴アクチュエータ２５００の縦断面図を示す。
【０１７９】
図２５Ａおよび２５Ｂを参照すると、液滴アクチュエータ２５００は、間隙によって上部基板２５１２から分離される底部基板２５１０を含んでもよい。一組の複数の液滴分配構成２５１４は、底部基板２５１０と関連していてもよい。一実施例において、液滴アクチュエータ２５００は、図２５Ａに示すように、液滴分配構成２５１４ａ〜２５１４ｃを含んでもよい。さらにまた、各液滴分配構成２５１４は、ライン電極２５１８（例えば電子ぬれ電極）を供給するリザーバ電極２５１６が入って形成されてもよい。
【０１８０】
液滴アクチュエータ２５００は、複数の液滴分配構成２５１４にそれぞれ対応する複数の開口部２５２２に、流動的に接続される流路２５２０をさらに含む。例えば、流路２５２０は、液滴分配構成２５１４ａ〜２５１４ｃにそれぞれ対応する開口部２５２２ａ〜２５２２ｃに流動的に接続される。さらにまた、図２５Ａおよび２５Ｂに示すように、開口部２５２２ａ〜２５２２ｃの少なくとも一部は、液滴分配構成２５１４ａ〜２５１４ｃのそれぞれのリザーバ電極２５１６の各々に重なってもよい。
【０１８１】
オペレーションにおいて、流体の量（例えばサンプル流体２５２８の量）は、流路２５２０を介して液滴アクチュエータ２４００内へロードされてもよい。流体２４２８はそれから、流路２５２０を通って流れて、実質的に連続して開口部２５２２ａ〜２５２２ｃに達する。これにより、液滴分配構成２５１４ａ〜２５１４ｃに対応するそれぞれのリザーバ電極２５１６の各々に実質的に経時的に流体２５２８を供給する。一実施例では、流路２５２０を介して、流体２４２８は最初に液滴分配構成２５１４ａに達し、それから液滴分配構成２５１４ｂに達し、そしてそれから液滴分配構成２５１４ｃに達してもよい。
【０１８２】
本発明はリザーバ電極のみに通じる流体経路に限られないので、別の実施形態では、流体経路（例えば流路２５２０）は任意の種類の電極に通じてもよい。
【０１８３】
図２６Ａおよび２６Ｂは、より大きなリザーバ電極に埋め込まれる液滴形成電極を含む、液滴アクチュエータの液滴分配構成２６００の実施例の上面図を示す。図２６Ａおよび２６Ｂに示すように、液滴分配構成２６００は、埋め込まれる液滴形成電極２６１４を有するリザーバ電極２６１０を含んでもよい。リザーバ電極２６１０は、例えば、液滴形成電極２６１４より面積が数倍大きくてもよい。加えて、図２６Ａおよび２６Ｂは、リザーバ電極２６１０と関連する開口部２６１８を示す。
【０１８４】
図２６Ａにおいて、リザーバ電極２６１０および液滴形成電極２６１４は、活性化される。従って、開口部２６１８を介して供給される流体（例えばサンプル流体２６２２）の量は、リザーバ電極２６１０および液滴形成電極２６１４の複合エリアの上にある。
【０１８５】
図２６Ｂにおいて、リザーバ電極２６１０は非活性化され、そして、液滴形成電極２６１４のみが活性化される。従って、リザーバ電極２６１０の上にある流体２６２２の量（図２６Ａ参照）は、液滴形成電極２６１４のみの上に液滴２６２６を残して、開口部２６１８を通って排出されてもよい。
【０１８６】
図２６Ｃは、より大きなリザーバ電極に埋め込まれる複数の液滴形成電極を含む、液滴アクチュエータの液滴分配構成２６３０の実施例の上面図を示す。図２６Ｃに示すように、液滴分配構成２６３０は、埋め込まれる複数の液滴形成電極２６３４（例えば、液滴形成電極２６３４ａ、２６３４ｂ、２６３４ｃおよび２６３４ｄ）を有するリザーバ電極２６３２を含んでもよい。リザーバ電極２６３２は、例えば、各液滴形成電極２６３４より面積が数倍大きくてもよい。加えて、図２６Ｃは、リザーバ電極２６３２の実質的に中心領域に置かれる開口部２６１８を示す。
【０１８７】
図２６Ｃにおいて、リザーバ電極２６３２は非活性化され、そして、液滴形成電極２６３４ａ、２６３４ｂ、２６３４ｃおよび２６３４ｄは活性化される。従って、リザーバ電極２６３２の上に存在し得た任意の流体の量は、液滴形成電極２６３４ａ、２６３４ｂ、２６３４ｃおよび２６３４ｄのみの上に液滴２６２６を残して、開口部２６１８を通って排出されてもよい。
【０１８８】
本発明は、図１〜２６Ａ、２６Ｂおよび２６Ｃに示される例示の実施形態に限定されない。本発明の範囲には、図１〜２６Ａ、２６Ｂおよび２６Ｃに示される例示の実施形態の任意の組合せを含めてもよい。加えて、図１〜２６Ａ、２６Ｂおよび２６Ｃに示される例示の実施形態のバリエーションは、例えば、液滴アクチュエータの液体の量を移動するためのエネルギー源として、圧力、電子ぬれ、重力効果、毛管力、およびそれらの任意の組み合わせを利用してもよい。さらにまた、例えば、図１〜２６Ａ、２６Ｂおよび２６Ｃに示される例示の実施形態のバリエーションは、任意のサイズ、形状および／または幾何形状（例えば、これに限定されない、長方形、正方形、円形、楕円形、六角形、そして八角形）の、流体リザーバ、電極および開口部を含んでもよい。
【０１８９】
７．３液滴アクチュエータ
本発明の用途に適した液滴アクチュエータ・アーキテクチャの例として、パムラ（Ｐａｍｕｌａ）らによる２００５年６月２８日発行の「電子ぬれベース技術による液滴操作装置（Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ｍａｎｉｐｕｌａｔｉｎｇ  Ｄｒｏｐｌｅｔｓ  ｂｙ  Ｅｌｅｃｔｒｏｗｅｔｔｉｎｇ−Ｂａｓｅｄ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ）」と題する米国特許第６，９１１，１３２号；２００６年１月３０日出願の「プリント回路基板上の液滴操作装置および方法（Ａｐｐａｒａｔｕｓｅｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ｍａｎｉｐｕｌａｔｉｎｇ  Ｄｒｏｐｌｅｔｓ  ｏｎ  ａ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｂｏａｒｄ）」と題する米国特許出願第１１／３４３，２８４号；双方ともシェンデロフ（Ｓｈｅｎｄｅｒｏｖ）らによる、２００４年８月１０日発行の「マイクロ流体工学のための静電アクチュエータおよびその使用方法（Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ  Ａｃｔｕａｔｏｒｓ  ｆｏｒ  Ｍｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｃｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ｕｓｉｎｇ  Ｓａｍｅ）」と題する米国特許第６，７７３，５６６号および、２０００年１月２４日発行の「部品移動のないマイクロ流体工学のためのアクチュエータ（Ａｃｔｕａｔｏｒｓ  ｆｏｒ  Ｍｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｃｓ  Ｗｉｔｈｏｕｔ  Ｍｏｖｉｎｇ  Ｐａｒｔｓ）」と題する米国特許第６，５６５，７２７号；２００６年１２月１１日に出願されたポラック（Ｐｏｌｌａｃｋ）らによる「液滴ベースの生化学（Ｄｒｏｐｌｅｔ−Ｂａｓｅｄ  Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ）」と題する国際特許出願ＰＣＴ／ＵＳ第０６／４７４８６号（それらの開示が参照により本明細書に組み込まれる）、を参照されたい。上述の通り、液滴アクチュエータは、その上で液滴オペレーションが行われる液滴オペレーション面を含む。液滴アクチュエータは、液滴オペレーションを行うために構成される電極も含む。
【０１９０】
液滴オペレーション電極は、液滴オペレーション面と関連するとして本明細書でしばしば記述されが、それらが、上部および底部基板の中間にある基板（例えば、上部および底部基板を接続する側壁またはシーラント）と同様に、上部および／または底部基板を含む液滴アクチュエータの任意の基板と関連していてもよいことが理解されるべきである。さらに、記述されるさまざまな実施形態において、上部基板はあってもなくてもよい。さまざまな実施形態では、流体を流れさせる毛管力、表面張力力、圧力源を使用するとして記述される。いうまでもなく、これらの実施形態の各々において、毛管力、表面張力力、圧力源（正たまは負の）、および／または他の力の任意の組合せが使用されてもよい。さらに、開示の全体にわたり、液滴アクチュエータは上部および底部基板を有するとして概して記述されるが、液滴が操作性のための２つの基板間に拘束されることを特に必要としない実施形態においては、単一基板で充分であることはいうまでもない。リザーバ壁によって液滴オペレーション面から切り離されるリザーバを含む実施形態において、液体は、上部板、底部板および／または、上部板と底部板との間の液滴アクチュエータの側部で決められる流体経路によって、リザーバ内に導入されてもよい。本明細書で記述されるさまざまな液滴分配プロトコルに加えて、各実施形態において、液滴は、１つ以上のリザーバ電極および２以上の液滴オペレーション電極を活性化させることによって、そして続いて、終端の活性化液滴オペレーション電極と１つ以上のリザーバ電極との中間にある１つの液滴オペレーション電極を非活性化させることによって、分配されてもよい点に留意する必要がある。本明細書において記述される実施例に関して、さまざまな実施形態において、２、３、４、５またはそれ以上の液滴オペレーション電極が活性化されてもよく、そして、終端の活性化電極または電極（複数）上に液滴を形成するために、これらの液滴オペレーション電極の中間の１つを非活性化することが続く。さらに、本明細書において記述されるさまざまな実施形態において、第１の液滴オペレーション電極は、リザーバ電極に隣接するか、部分的にリザーバ電極に埋め込まれるか、または完全にリザーバ電極に埋め込まれてもよい。
【０１９１】
７．４流体
本発明のアプローチを使用する液滴オペレーションに委ねられてもよい流体の実施例として、第７．３節の特許のリスト、特に、２００６年１２月１１日に出願された「液滴ベースの生化学（Ｄｒｏｐｌｅｔ−Ｂａｓｅｄ  Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ）」と題する国際特許出願ＰＣＴ／ＵＳ第０６／４７４８６号を参照されたい。いくつかの実施形態において、流体は、生物学的サンプル（例えば全血液、リンパ液、血清、血漿、汗、涙、唾液、痰、脳脊髄液、羊水、精液、膣分泌液、漿液、滑液、囲心腔液、腹膜液、肋膜液、漏出液、滲出液、嚢胞性液、胆汁、尿、胃液、腸液、ふん便サンプル、流動化組織、流動化有機体、生物学的スワブ、および生物学的洗浄）を含む。いくつかの実施形態において、流体は、試薬（例えば水、純水、食塩水、酸性液、基底解、清浄液および／または緩衝液）を含む。いくつかの実施形態において、流体は、試薬（例えば生化学プロトコル（例えば、核酸増幅プロトコル、親和性ベースの分析プロトコル、塩基配列決定プロトコル、および／または体液の分析のための生化学プロトコル）のための試薬）を含む。
【０１９２】
７．５充填流体
間隙は、概して充填流体で満たされる。充填流体は、例えば、低粘度油（例えばシリコンオイル）でもよい。充填流体の他の例は、２００６年１２月１１日に出願された「液滴ベースの生化学（Ｄｒｏｐｌｅｔ−Ｂａｓｅｄ  Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ）」と題する国際特許出願ＰＣＴ／ＵＳ第０６／４７４８６号において提供される。
【０１９３】
７．６高スループット液滴分配の方法例
液滴アクチュエータの高スループット液滴分配オペレーションを提供する一例の方法は、液滴オペレーションに委ねられる液滴が形成されてもよい液体の経路に、個別に制御される電極のアレイを提供する、例えば図２および３に示されるステップ（１）；特定の圧力の下で、個別に制御される電極のアレイを実質的にカバーする液体の量を提供する、例えば図２および３に示されるステップ（２）；特定の個別に制御される電極（例えば他の全ての個別に制御される電極）を活性化させるステップ（３）；個別に制御される電極のアレイの一端から始まる液体の量の格納をさせるために圧力を減らすステップ（４）；および、流体の格納に続いて、特定の活性化電極（例えば他の全ての電極）上に液滴を形成する、例えば図２および３に示されるステップ（５）；を含んでもよいが、これに限定されない。
【０１９４】
８．結論
実施形態についての前述の詳細な説明は、本発明の特定の実施形態を図示する添付図面に関連する。異なる構造およびオペレーションを有する他の実施形態は、本発明の範囲から逸脱しない。
【０１９５】
この明細書は、読者の便宜のためだけに節に分けられる。見出しは、本発明の範囲を制限するものとして解釈されてはならない。
【０１９６】
本発明のさまざまな詳細が、本発明の範囲から逸脱しないで変更されてもよいことが理解される。さらにまた、本発明が特許請求の範囲に述べられるような請求項によって定義されるように、前述の説明は、例示目的のためだけにあり、限定目的のためではない。
【図１Ａ】
2010524002.tif 000003
【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【図１５Ｄ】
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【図１５Ｅ】
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【図１５Ｆ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１６Ｃ】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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【図２３Ａ】
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【図２３Ｂ】
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【図２３Ｃ】
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【図２４Ａ】
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【図２４Ｂ】
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【図２５Ａ】
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【図２５Ｂ】
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【図２６Ａ】
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【図２６Ｂ】
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【図２６Ｃ】
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【国際調査報告】
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