CN101437616A - 用于化学、生物化学、生物和物理分析、反应、测定等的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于进行化学、生物化学实验，生物和物理分析，反应和测定的装置和方法，其中采用一种反应单元，在一种优选的具体实施方式中，该反应单元包括：毛细作用反应室、非毛细管作用区域和底部结构，其可以利用毛细管作用来单独地定量吸取并将液体保持在反应室中。多单元板，其包括在平板架上的多个反应单元，可以连同贮藏板、绒垫、以及液体输送导向器一起用来进行平行实验。

Description

用于化学、生物化学、生物和物理分析、反应、测定等的装置和方法

技术领域

本发明涉及用于进行化学、生物化学实验、生物和物理分析、反应和测定的装置和方法。本发明还涉及用于平行处理和分析化学、生物化学或生物样品的装置和方法。本发明进一步涉及用于化学、生物化学或生物样品的取样、输送、分配、储存、稀释以及提取的装置和方法。

背景技术

小型化是现代分析科学和技术的发展趋势，因为对于生物技术和制药工业来说，它意味着不仅使用更少有限的样品、宝贵的化合物和昂贵的试剂，而且对于某些类型的测定(其依赖于反应孔或管的容积与表面积的比率)来说，如酶联免疫吸附测定(ELISA)，可以增加敏感性和减少温育时间。但使用微孔平板的小型化分析***将在定量液体输送进出微孔方面引起困难和问题，即使在自动操作的情况下。现有的管吸操作(管移，pipetting)、压电小滴分配、开口销分配、以及微喷的液体处理技术，由于显著的喷射和气泡截留，可以容易地引起相邻孔的污染并引起样品体积的损失。

不同类型的高通量筛选测定和技术已由小生物技术公司到国际制药大公司大规模地用于发现和开发新的治疗性药剂。经常在多孔平板中以减少的体积进行这些测定，以便降低成本和节省有用的样品。目前，96孔、384孔、或1536孔规格的多孔平板主要用于高通量筛选测定。由于在测定程序中涉及多个管吸步骤，所以在96孔规格中人工进行高通量测定是非常冗长的并且可以容易地引入人为管吸错误(pipetting mistake)。虽然自动化测定***能够增加各种各样的生物化学和分子生物学试验如酶活性、受体结合、大分子相互作用、蛋白质表达、以及蛋白质折叠和装配的高通量筛选能力，但小生物技术公司可能买不起极其昂贵的自动机械***(roboticsystem)并且甚至大型制药公司也不值得购买极其昂贵的自动机械***来进行仅为有限的筛选。到现在为止，关于需要分离步骤的小型化测定如ELISA并没有显著的进步。

多路检测技术也是现代分析技术的趋势，其允许同时从一个单个样品检测各种分析物。这种技术特别可用于诊断、临床研究以及途径鉴定(pathway identification)。虽然蛋白质微阵列技术可以满足多路检测要求，但仍然存在某些技术困难。例如，它不能设计用于高通量和人工操作。对于所有分析物，反应条件是相同的。此外，自动化操作和蛋白质芯片的极高成本将是广泛应用的不可克服的障碍。

在全球爆发禽流感的前夕，急需低成本、易使用、耐用、快速、以及高通量的微测定***，其能够通过测定如ELISA来试验大量的样品，以监测、防止和控制传染病疫情(epidemic situation)。医院、生物技术和制药工业、研究院和大学、农业、食品和饮料业也欢迎这样的技术。

发明目的

鉴于上述缺点，本发明的目的是提供一种装置和方法，用于以减少的体积进行化学、生物化学、生物和物理实验的分析、反应和测定。

本发明的另一个目的是提供用于容易地将液体定量地输送进出反应室的装置和方法。

本发明的又一个目的是提供用于容易地将液体平行、定量地输入或输出反应室的装置和方法。

本发明的又一个目的是提供用于容易地定量采集化学、生物化学或生物样品的装置和方法。

本发明的又一个目的是提供用于容易地定量液体转移化学、生物化学或生物样品的装置和方法。

本发明的又一个目的是提供用于定量化学、生物化学或生物样品的储存的装置和方法。

本发明的又一个目的是提供用于容易地稀释化学、生物化学或生物样品的装置和方法。

本发明的又一个目的是提供用于容易地提取化学、生物化学或生物样品的装置和方法。

本发明的又一个目的是提供用于进行化学、生物化学或生物样品的多路检测的装置和方法。

本发明的又一个目的是提供装置和方法，其用于在和自动操作具有相同或类似准确度和速度的情况下，人工高通量处理和分析化学、生物化学或生物样品。

发明内容

将少量液体定量地输入和/或输出微孔以用于实验或应用时所面临的困难是进一步小型化分析、反应和测定***以及进一步增加高通量能力的瓶颈。为了解决该问题，本发明提供了这样的装置和方法，其便于液体输送，以进行化学、生物化学、生物和物理分析、反应和测定的低体积实验。本发明还包括这样的装置和方法，借此能以平行处理和分析方式进行许多化学、生物化学、生物或物理实验。本发明进一步包括用于定量取样、输送、分配、储存、稀释和提取化学、生物化学或生物样品的装置和方法。

总的来说，根据本发明，在称作反应单元的一种装置中进行实验。在一种具体实施方式中，反应单元包括一个毛细反应室，基于毛细管作用，其能够单独地定量吸取液体和/或将定量液体保持在内部。反应室通常由反应单元主体形成并且通常具有开放结构(敞形结构)以在液体输送期间允许液体和空气通过。

当注视反应单元的截面时，有可能区分封闭反应室和开口反应室。封闭反应室在其主体上没有另外的开放结构，只有在两端用于液体和空气通过的开放结构，而开口反应室在其主体上具有至少一个附加的开放结构。在一些具体实施方式中，反应室相通于反应单元的非毛细管作用区域，其不允许液体保留在内部，但具有至少用于空气通过的开放结构。在某些具体实施方式中，反应单元的一个底部结构可以连接于反应室以作为至少用于液体通过的通道。

反应单元中的反应室和/或非毛细管作用区域和/或底部结构的不同构造适合于供本发明使用。它们可以沿它们的轴并以与反应单元的主轴成从平行至垂直的任何角度进行纵向延伸。在一种优选的具体实施方式中，它们均沿反应单元的主轴进行纵向延伸。

在一种具体实施方式中，反应单元具有这样的构造，其允许光束通过反应单元的除样品外没有物体的内部空间。

取决于应用领域，反应室、非毛细管作用区域或底部结构可以具有圆形、三角形、正方形、长方形、或其组合的截面。在一种具体实施方式中，反应室至少部分地具有一个粗糙表面以增加表面积和/或液体附着，从而当从反应室排空液体时在表面上形成液体薄层。

如果合适的话，反应室成一定形状/具有一定的几何形状以增加光接收面积，例如，通过锥形反应室。表面几何形状可以被成形为使得由反应室内部的分析物产生的光信号被引向开放结构。还可能使整个或部分反应单元包括一层材料，其用来减少光信号损失和/或减少光污染和/或产生消光和/或阻止化学相互作用以及其它目的。

在一些具体实施方式中，非毛细管作用区域或底部结构或两者还可以作为一种导光装置，用来限定反应单元中的光路。

在一种具体实施方式中，非毛细管作用区域的几何形状可以将入射光引导到反应室或将来自反应室的光信号引导到检测器。

在一种具体实施方式中，可以将内置透镜安装在非毛细管作用区域的顶部，其中透镜聚焦于反应室。

在一些具体实施方式中，反应单元可以具有多于一个的毛细反应室。

在一种具体实施方式中，整个或部分反应单元可以由任何种类的固体材料制成，其中上述固体材料可以允许或不允许特定分子，例如蛋白质、核酸、以及脂质，或生物制剂，如病毒、微生物、以及细胞，或小人造颗粒，结合到反应室表面上。可替代地，至少部分反应室表面被物理或化学处理以能够或不能吸收特定分子或生物制剂或小人造颗粒。

在一种具体实施方式中，反应室内部包含多孔材料，例如，用于特定分子或生物制剂的凝胶、珠、烧结玻璃、或粒状物质。

在一种具体实施方式中，反应室包括至少一个任何形式的电极。

在一种具体实施方式中，反应室包括至少一个内置光导纤维。

在一种具体实施方式中，反应室包括至少一个内置微超声装置。

在一种具体实施方式中，反应室包括至少一个任何种类的内置传感器。

在实验或应用中，用根据本发明的反应单元来处理液体的方法包括但不限于以下处理步骤：

在一种具体实施方式中，通过用液体接触反应单元的底部开放结构来进行定量满载以将液体吸入反应室。

在一种具体实施方式中，在定量满载期间，施加机械振动处理。

在一种具体实施方式中，通过在一个非润湿表面上用所期望量的液体接触开放结构，定量部分加载也是可能的，其不足以完全装满反应室。

在一种具体实施方式中，当液体的总量不超过反应室的容积时，通过重复上述定量部分加载步骤，多个定量加载也是可能的。

可替代地，可以通过将所期望量的液体管吸到非毛细管作用区域或通过直接管吸到反应室中来进行定量满载或部分加载。

在一种具体实施方式中，反应室中的液体总量可以通过下述方式来排空：利用毛细管作用，其中反应单元的开放结构接触这样的干或湿材料，该材料对于液体具有比反应室更强的毛细管作用(例如，在可以使用水溶液滤纸的情况下)以吸出液体；利用气压以迫使液体到达非毛细管作用区域并利用一种装置例如吸液管进行吸取；利用真空；利用离心作用；或利用气流或压力来直接排出液体。

在一种具体实施方式中，通过迫使液体到达非毛细管作用区域和从非毛细管作用区域吸取所期望的量或通过一种液体输送装置例如吸液管从反应室直接吸取，可以从反应单元除去定量部分量的液体。

在另一种具体实施方式中，通过将液体输送到可润湿表面上(通过点样)可以从反应单元除去定量部分量的液体。

在一种具体实施方式中，为了完全和定量地更换第一液体，可以在反应单元的底部开口接触第二液体的表面时，将第二液体加入到反应室的具有一个或多个容积的非毛细管作用区域。第二液体将从反应室排出第一液体以更换以前的液体。

在一种具体实施方式中，为了部分和定量地更换第一液体，可以在反应单元的底部开口接触第一液体的表面时，将所期望体积的第二液体加入到非毛细管作用区域。第二液体将从反应室排出相同量的第一液体。

在一种具体实施方式中，为了混合反应室中的液体，可以施加气压的振荡通过反应单元的开放结构。气压的振荡将迫使反应单元中的液体振荡。例如，液体首先移向非毛细管作用区域，然后返回其初始位置。

在另一种具体实施方式中，一定频率的机械或声波可以用来混合液体。

在又一种具体实施方式中，包含多个内置电极或内置微超声装置的反应单元可以用来迫使分子在反应室中移动，以便混合液体。

A.多单元板

根据本发明，用于进行平行实验的装置，多单元板或板条(strip)包括多个如上所述的反应单元，这些反应单元结合至或连接至板体(plate body)。一般地，反应单元至少部分地从板体突出。优选地，每个反应单元的主轴垂直于板体的平面(planner)。多单元板(以例如2，...，96、384、1536或更大的规格)被适配为与贮藏板(reserviorplate)一起使用，例如用于液体输送的常规96孔规格平板和绒垫(waste pad)。在一种具体实施方式中，多单元板可以包括支架，例如，以侧壁形式或其它方式的支架。该支架可以具有导向结构，其匹配于在贮藏板和绒垫上的结构以将多单元板排列在仅一个定向，用于无错误的液体输送。在一些具体实施方式中，反应单元和板体具有匹配结构以使反应单元能够连接到板体上和/或从板体拆下。

B.贮藏板

根据本发明，连同多单元板一起使用的用于液体输送的所述装置的贮藏板包括在板体内的单孔或多个更小的孔或槽。在平板的边缘可以存在导向结构，其匹配于多单元板上的结构以使每个反应单元可以进入孔或槽，从而仅在一个定向输送液体。

C.绒垫

如果合适的话，可预见有待同反应单元、并对应地同多单元板一同使用的一个绒垫能够从至少一个反应室除去液体。该绒垫包括至少一层液体吸收材料，其提供比反应室更大的毛细管效应，从而有可能除去液体。该底座在其主体边缘可以具有与多单元板上的结构相匹配的导向结构，用于使每个反应单元在一个定向上与该垫接触。

D.液体输送导向器

如果合适的话，可预见液体输送导向器可以促进将液体从贮藏板输送到多单元板或从多单元板输送到绒垫，消除定向误差以及防止反应单元受损。它大致包括底座，该底座具有壳体结构以支持贮藏板或绒垫，以及上部多单元板夹架(保持器，holder)，其可以沿着固定于底座上的支架向下移动。该夹架具有开口，以当它移向底座时允许在多单元板上的每个反应单元的底部接触在该贮藏板的孔中的溶液或该绒垫的吸收层。

E.低容积全谱小池适配器(adaptor)

根据本发明的一种具体实施方式，提供了低体积全谱小池适配器以将反应单元保持和定位在分光光度计的光路中，以便使光束可以通过反应单元。

附图说明

从下文给出的详细描述和附图，此处描述的发明将被更充分理解，其不应视为对所附权利要求中所描述的本发明的限制。

图1是反应单元以及其应用方法的图解；

图2示出了反应室的透视图；

图3是具有U形非毛细管作用区域的反应室的透视图；

图4是具有U形非毛细管作用区域的反应室的顶视图；

图5是具有U形非毛细管作用区域的反应室的横剖视图；

图6是具有开口反应室的反应单元的透视图；

图7是具有封闭反应室的反应单元的透视图；

图8是具有锥形反应室的反应单元的透视图；

图9是具有U形反应室的反应单元的透视图；

图10是包含内置透镜的反应单元的透视图；

图11是包含内置透镜的反应单元的顶视图；

图12是包含内置透镜的反应单元的横剖视图；

图13是用于多路检测的反应单元的图解，并示出两个实例的剖视图；

图14示出了自输送低容积人工吸液管；

图15是多单元板的透视图；

图16是多单元板的顶视图；

图17是多单元板的横剖视图；

图18示出了具有活塞和筒体***的液体输送阵列的图解；

图19是具有基于薄膜的***的液体输送阵列的图解；

图20是具有列规格槽孔的贮藏板的图解；

图21是具有行和网规格槽的贮藏板的顶视图；

图22是绒垫的图解；

图23是具有储存槽和绒垫条的洗涤板的顶视图；

图24是液体输送导向器的图解；

图25是低容积全谱小池适配器和小池的图解。

具体实施方式

根据本发明，反应单元1是一种用于进行实验或应用如分析、反应、测定、取样、输送、分配、储存、稀释和/或提取的装置。

图1示出反应单元及其应用的一种具体实施方式。此处示出的反应单元1是管式装置，其包括非毛细管作用区域2的上部和封闭毛细反应室3的下部。两者均沿反应单元1的主轴4纵向延伸。设计反应室3使得具有这样的半径，其使它能够使用毛细管作用来吸入足够量的液体以充满容积不小于反应单元的下部3的空间。在一种具体实施方式中，半径的范围为0.005mm至1.5mm。其它尺寸可以是合适的。

但非毛细管作用区域2的半径将不具有毛细管作用或可以具有弱毛细管作用但不足以强到抵抗重力以将液体保持在非毛细管作用区域2。可替代地，通过化学处理，非毛细管作用区域可以来源于部分反应室。在这样的设计中，在毛细管作用下，反应单元仅可以单独地吸收等于反应室的容积或反应单元下部的液体量。在底部开放结构与溶液接触以后，样品溶液可以通过底部开口5进入，并且其间空气将通过上部开口6离开反应单元。当溶液到达非毛细管作用区域2时，溶液将停止流入，因为毛细管作用不足以进一步引入液体。于是当底部开口5离开样品溶液表面时，反应单元1可以将相同量的溶液保持在反应室3中，因为反应室3中的毛细管作用强到足以抵抗使液体离开的重力。这种毛细管作用驱动的液体加载提供了一种简单、可靠以及易于使用的液体输送方法。

检测装置，例如诸如分光光度计，可以用来测量反应室3中的溶液中的分析物，在所示的具体实施方式中，来自光源26的光7通过透镜27和孔28，然后沿主轴4通过反应单元1。可以从通过检测器8获得的光密度推出分析物的浓度。在所示的具体实施方式 中，可以可选地安装黑色环形底部结构9作为导光装置来阻止光通过反应室主体10。因为除了溶液之外没有其它物体在反应单元的光路中，所以该装置可以直接用作用于扩展的光谱检测的小池(例如，从UV至红外的全光谱)。

图2示出图1中的反应单元1的透视图。如可以看到的，反应单元1包括管式毛细管作用区域3和与其相邻的非毛细管作用区域2。在两个区域之间设置有过渡区域29，在所示的具体实施方式中其为锥形。取决于应用领域，其它形状是合适的。如可以看到的，毛细管作用区域3和非毛细管作用区域2的截面均为圆形。然而，在一些具体实施方式中，反应室3的截面可以具有不同的几何图案，例如，以特别地增加室中的表面积，增加毛细管作用，增加总容积，和/或其它目的。取决于应用领域，正方形、圆形、星形、椭圆形或长方形截面可以提供最好的结果。

图3示出另一具体实施方式的透视图，图4示出相同具体实施方式的顶视图以及图5示出了沿图4的直线BB所截取的横断面图。如在图5中所最好看到的，安排在毛细管作用区域3和非毛细管作用区域2之间的过渡区域29一般为U形，其通常具有相邻于毛细管作用区域3的水平剖面。从而，液体不会保留在非毛细管作用区域内，在更平的角度下其可能倾向于发生。

根据用途，从顶部到底部的截面的尺寸可以不同。例如，如图8中的反置图所示，锥形反应室3具有内表面11，其例如通过围绕中心轴4以所期望的角度α旋转直线12所形成，优选用于检测由结合于反应室3的内表面11的分析物13所产生的荧光，这是因为与筒形相比，锥形面11可以接收更多的光。

图9示出了一种具体实施方式，其具有反置方式的一般U形反应室3。通过围绕中心轴4旋转特定曲线15而形成内表面11。这种U形设计可将由分析物14产生的更多光信号16(例如，发光或荧光)引向反应室3的更宽的开口17。

已观测到，反应室的毛细管作用的强度、反应室开口的尺寸和/或在底部的液体保留容积(其与下端的尺寸和表面特征有关)可以对液体和空气之间界面的表面形式(例如，凹面、凸面以及平面)具有某些影响。通过变化单参数或多参数可以获得不同的表面形式，以便满足不同的需要。例如，下端的尺寸是确定液体的保留容积的关键因素之一：尺寸越大，则保留容积越大。可以通过变化底部开口的尺寸和/或反应室主体在末端的厚度来改变保留容积。已经发现，当底部开口离开样品溶液时，在反应室上部开口的液体表面倾向于为凹面。如果在底部的保留容积小于将凹面转变成平面或凸面所需要的容积，则在上部开口的表面将是凹面。因此，通过改变上述两个参数可以容易地获得所期望的表面形式。例如，具有更小底部开口并且反应室主体在末端具有逐渐减少的厚度的锥形反应室将具有最小的保留容积并且在上部开口可以形成凹形液体表面，其更适合于荧光测量，因为凹形液体表面可以作为透镜以将平行入射光转向反应室的壁。在吸收度测量中，能够产生几乎平面的反应室是更合适的。

在一些优选的具体实施方式中，非毛细管作用区域2可以具有圆形、正方形或长方形的截面几何形状，并具有平面、V形或U形底部或其它组合。它还可以作为简单的光导向结构来阻止光通过反应单元主体(除了反应室之外)。例如，非光学透明材料可以用来制备或涂布整个或部分非毛细管作用区域主体。对于某些特殊用途，非毛细管作用区域2的内表面30可以具有通过围绕中心轴4旋转所期望的曲线而形成的旋转对称圆筒形或锥形。取决于形状，内表面30可以用作导光装置以将来自光源26的光7(参见图1)聚焦于反应室3或将反应室内的光信号引到检测器。可替代地或此外，内置透镜19，如示意性地示于图10至12，可以安排在非毛细管作用区域2的顶部，作为导光装置。图10以从上方的透视方式示出了反应单元1，图11示出了根据图10的反应单元1的顶视图，以及图12示出了沿根据图11的反应单元1的直线AA截取的横断面图。

反应单元1的整个或部分内表面可以具有高反射表面涂层以避免由于通过主体而损失光信号，从而将更多的光引导到在开口处的检测器。例如，如图9所示，光学透明主体10的外表面20可以具有一层银或其它合适材料。由反应室中的分析物14产生的光辐射16最终仅可以从上部更宽开口17和下部开口5逃逸。于是检测器(此处未详细示出)可以俘获来自这些开口的光信号16。反射表面还可以具有一层用于其它目的等的保护涂层，用于保护反射层，避免光污染等。例如，当反应室的表面具有铝层时，其它材料的覆盖层可以避免试剂直接与铝表面接触。

可以对反应单元的表面进行化学和/或物理处理，以基于特定应用或测定程序(例如，非均匀测定如ELISA或均匀测定)允许靶分子的选择性结合或非结合。通过引入期望材料的表面层，层中分子的功能域将通过共价键或非共价键如离子键、疏水相互作用、或金属键与靶分子相互作用，或将保护靶分子免于结合。例如，反应室的表面涂布有一层抗体，则样品中的相应抗原将结合于抗体并在从反应室除去样品溶液以后保留在表面上。在各种具体实施方式中，优选地，反应单元的外表面或其部分可以进行化学处理以形成非润湿表面，用于避免流体滴的形成。例如，疏水外表面将更适合于在水溶液中进行的反应或测定。

通过使用粗糙表面修饰(未详细示出)，反应室3可以大大地增加其表面积，以致更多靶分子能够与其连接。反应室的粗糙表面修饰还可以增加液体保留并在由亲水或疏水材料制成的反应室的表面上形成液体薄层。该液体层将便于液体流入尤其由疏水材料制成的反应室中并还将保护结合的分子免于快速干燥。

反应单元1通常由固体材料制成，如金属、玻璃、塑料(例如，聚苯乙烯、聚丙烯、丙烯酸酯或聚碳酸酯)、橡胶或其它材料。在一些用途中，反应室和非毛细管作用区域可以由不同的材料(任何种类的差异，例如，组成、结构、颜色等)制成或由一种材料制成并用另一种材料对它们之一进行处理，因为它们具有不同的功能并需要满足不同的要求如毛细管作用的特点、化学耐性等。例如，反应单元的整个主体可以由疏水塑料制成，而反应室表面可以用亲水聚合物涂布，该亲水聚合物包含其上可以附着蛋白质或寡核苷酸的功能域。

用于制造反应单元的常规技术包括显微机械加工、放电加工(EDM)、或化学腐蚀。可替代地，可以利用聚合物或树脂来铸造反应单元。还可以通过将不同部件组装在一起或将两个半反应单元熔合在一起来制造反应单元。例如，为了铸造在反应室的主体内包含银层的反应单元，可以将在外表面上具有银层的所期望的空心管固定在反应单元的铸模内。理想地选择空心管和聚合物的化学性质，使得在外侧空心管和待铸造的树脂或聚合物之间形成永久结合。于是空心管的内表面将形成反应室。以这样的方式，许多不同装置如电极、光导纤维等可以容易地引入到反应单元中。

根据本发明的不同用途，反应单元可以具有结合了另外的特征、结构、以及装置的不同形式。图13示出了用于多路检测的反应单元1的侧视图(图13a)和顶视图(图13b和13c)。反应单元1包括几个反应室3，每个包含抗体22。通过以彼此平行的方式来安排反应室。在加载包含多种抗原的样品以后，反应室中的抗体22将从样品溶液仅俘获其靶抗原。借助于另外的试剂，包含它们的靶抗原的反应室可以产生光信号，其可以由装置例如CCD照像机加以记录。

示意性地示于附图中的反应单元1的具体实施方式可以包含任何种类的电极(未详细示出)，其适用于反应室来检测与化学反应、分子相互作用、细胞活性等有关的电信号。例如，它可以检测电化学反应如氧化还原反应。这样的反应单元还可以用来迫使液体流动和带电荷分子移动，以升高温度，在反应室内诱导电致化学发光等。例如，施加交变电场可以迫使带电荷分子在反应室内来回移动，以促进分子扩散、加速反应或混合溶液。电渗流动现象也可以用来混合溶液。微超声装置(未详细示出)也可以结合到反应单元中，用于混合溶液、加速反应、升高温度等。根据本发明的一种具体实施方式，光导纤维(未详细示出)可以加入反应室，例如，以产生消光，其然后可以激发结合于固定在光导纤维表面上的分子的荧光团标记分子，用于荧光检测。光导纤维还可以用作光导装置来引导光进入和/或离开反应室，用于测量光密度、荧光、发光等。反应单元1可以用作用于色谱法、电泳等的装置。例如，可以在反应室中填充多孔材料，用于色谱法和合成。为了避免从反应室的底部开口损失多孔材料，可以使用具有微孔的底部结构。

图14以透视方式示出了具有根据本发明的反应单元1的吸液管40。以剖视图方式示出了吸液管40和反应单元1，使得它们的内部是可见的。反应单元1可以用于液体输送装置，例如低容积吸液管，其中反应单元(作为吸液管的顶端)可以利用毛细管作用从贮液器单独定量地吸取液体并且然后分配装置可以将液体推到接收容器。待输送的液体量是由反应单元中反应室的容积所限定的。吸液管40包括：a)护罩31，汽缸(cylinder)32，其包括两个缸头和开放结构33(开口)，其中一端位于护罩31内而另一端从护罩伸出以形成吸液管顶端夹架34，活塞35(其在汽缸内的上限和下限之间移动)，当活塞位于上限时，汽缸的内部空间还通过汽缸上的开放结构33与大气相通，而当活塞向下移动并通过开放结构时，汽缸内部空间中的空气仅可以通过吸液管顶端夹架34的开放结构，从而将吸液管顶端中的液体分配到接收容器，以及柱塞36(其驱动活塞)；b)易处理吸液管顶端(反应单元1)，其可以连接于顶端夹架的末端以单独地吸取以及保留待输送的液体。此顶端可以从顶端夹架除去，加以处理，以及用新顶端更换。吸液管可以被构造成通过吸液管的自动或人工启动来输送液体。自动操作吸液管可以包括电动机，用于驱动柱塞在吸液管汽缸内移动活塞，以进行液体输送。人工操作吸液管需要吸液管使用者将力施加于柱塞头(38)，通常用拇指，以驱动活塞。

因为吸取体积只由顶端本身来决定，所以该液体输送装置并不需要非常精确的、昂贵的、复杂的以及难以制造的活塞和汽缸单元。此外，该装置将是精确的，无需校准，没有人为输送体积差异，需要更少的手指移动，没有温度引起的吸液体积变化(起因于热手)等。此外，该装置可以用于不挥发流体以及高度挥发流体，因为在待输送液体两侧的气压将总是在吸取位置保持相同。对于不挥发流体可以不需要在汽缸壁上具有开放结构，这是因为由顶端吸取的微量流体将不会在汽缸内形成足够高的压力来干扰顶端定量地吸取流体。现有的吸液管还可以用作分配装置。

因为反应单元可以吸取和保持定量液体，所以它可以用作用于取样、输送、分配、稀释、提取、储存等的装置。对于稀释和提取，例如如图6所示的开口毛细管作用反应室可以是优选的装置，因为通过主体10中的开放结构23(间隙)，反应室中的液体可以彼此直接接触。为了实现规定的稀释，反应单元中的定量的第一溶液可以容易地与孔或管中的所期望体积的第二溶液混合。对于提取，两种液体应是彼此不溶的并且反应单元应产生足够强的毛细管作用以将它们之一保持在反应室中。在提取过程中，反应室中的液体将停留在那里并且不应被另一种液体取代。例如，亲水反应单元可以用于吸取亲水样品溶液，然后可以浸入容器中的所期望的疏水溶剂中，以进行提取。在两种溶液之间发生分析物的再分配并将最终达到平衡。

如示意性地示于图7的封闭反应室3是适宜的用于直接储存样品的装置。为了防止储存的冷冻样品(例如，生物样品、化合物等)落下，可以如此设计反应室，使得底部具有比顶部更小的尺寸，例如V或U形。可替代地，具有更小尺寸或不同截面的底部结构可以用来保持样品。另外，底部结构可以由疏水材料制成并且被设计成开放结构的尺寸足够大，以允许亲水液体通过但将避免溶液接触底部密封膜，因为非润湿底部结构将不会吸引溶液来充满其空间(由于液体的表面张力)。

微型传感器还可以适合于反应室，用来测量温度、pH、靶分子等。

随着纳米技术的发展，越来越多的新的和有用的装置也可以适合于本发明。

多单元板

根据本发明，任何类型的上述用途的平行实验可以在多单元板上的多个反应单元中进行。图15示出了多单元板39的透视图，图16示出了顶视图以及图17示出了沿图16的线AA的横剖视图。多个反应单元1结合在板体41中。每个反应单元1的轴4通常垂直于板体41。多单元板适合于连同贮藏板，例如96孔规格(未详细示出)板和绒垫一起使用，用于液体输送。在板体的边缘处，可以有伸出支架(未详细示出)，其足够高以避免反应单元的底部接触其上定位有多单元板的表面。支架可以包括导向结构(未详细示出)，其匹配贮藏板和绒垫以使多单元板在所期望的定向对准贮藏板和绒垫，用于无错误的液体输送。

多单元板可以由任何固体材料制成，例如但不限于金属、塑料以及玻璃。多单元板框架(没有反应单元的多单元板)和反应单元可以分开制造，然后组装在一起。数字的结构可以用来将反应单元固定于多单元板框架上的开口中。例如，在一种具体实施方式中，使用了螺杆和螺母结构并且平板架作为反应单元的固定架(rack)。这种设计可能更适合于取样、储存、稀释、输送等。还可以通过铸造来整体制造多单元板框架和反应单元。在一些情况下，部分反应单元可以和板体一起制造，然后组装在一起。例如，非毛细管作用区域可以制造在一个板体中而反应单元的其余部分连同多单元板框架一起制造。

稀释平板

根据本发明，稀释平板是多单元板的特别应用，来使稀释更容易和快速。在一种具体实施方式中，具有限定体积的稀释单元(或反应单元)可以基于要求以所期望的规格固定于板体。例如，在每列从A至H的稀释单元具有1、2、3、4、5、6、7、以及8微升的体积。使用列规格的有槽贮藏板并且每个样品位于每个有槽孔中。每列中的稀释单元将吸取一系列量的每种样品。然后可以例如通过离心作用将样品输送到有孔贮藏板，其中在每列从A至H的孔将得到1、2、3、4、5、6、7、以及8微升样品。以这样的方式，在测定中，可以容易地从标准或样品一步完成标准和样品的一系列稀释，而没有许多管吸步骤。

液体输送阵列装置

根据本发明的图18所示的具体实施方式，液体输送阵列装置包括：a)多个在阵列板体52内的汽缸51，其中一端从主体伸出以形成用于吸液管顶端的夹架53；b)多个活塞54，其一侧固定于驱动板体55而另一侧包括可以在汽缸内移动的开槽(狭槽，slot)56；c)多个可以连接于夹架的定量液体自输送吸液管顶端57。当传动板(驱动板)处于液体吸取位置时，活塞的开槽使通孔的内部空间相通于大气，以使连接的顶端可以单独地从容器吸取定量的液体而没有影响气压(否则会在汽缸内部增加)。当在开槽处于汽缸内以后传动板进一步推动活塞时，可以将液体分配到接收容器中。

基于薄膜的***可以用作上述活塞和汽缸***以产生正压力。图19是液体输送阵列装置的图解，其利用正压力气体来将液体从顶端输送到接收多孔平板。该装置包括阵列台板131，其具有多个通孔132，其中下端形成吸液管顶端夹架133，弹性膜134(其附着于底部台板135)，该底部台板包括和阵列台板相同规格的开口136和具有气体入口/出口137的驱动力发生器。当处于吸取位置时，阵列台板的上部通孔末端并不接触膜，因此通孔还与在上端的大气相通。当处于周期中所示的分配位置时，阵列台板和驱动力发生器被装配在一起并且其间的膜将紧密接触阵列台板的上部以密封通孔132的上端。然后允许加压气体流入驱动力发生器中以推动开口136的膜133弯向阵列台板的通孔132，从而将液体排出顶端138。借助于加压气体箱或泵可以获得加压气体。这种基于薄膜的***还可以在它们用作阵列台板131和顶端138时直接用于从多单元板或稀释平板中排出液体。

贮藏板

贮藏板可以具有许多类型如多个孔、槽、网状槽或大平面孔。这些平板可以由各种各样的固体材料，作为举例但不限于金属、玻璃、或塑料而制成。平板的表面可以进行化学处理以避免试剂的结合或根据用途排出溶液。液体贮藏板的尺寸将允许每个反应单元的底部开口接触贮藏板的孔中的溶液。可以有引导功能结构，其匹配多单元板的支架上的结构，用于引导反应单元进入相应的位置如孔或槽。

以相应于多单元板上的反应单元的规格安排在贮藏板上的孔。孔应足够大，以便反应单元的伸出部分可以进入其中。因此，反应单元的底部开口可以接触孔中的液体以将定量的液体吸入反应室中。

贮藏板的有槽孔应具有这样的尺寸和规格，其允许反应单元的底部开口接触槽中的液体。槽规格和长度设计成用于不同的用途，以减少吸液时间。图20是全长列规格的有槽贮藏板的具体实施方式。槽61足够长以允许在多单元板一列中的所有反应单元可以进入相同槽。在平板的边缘存在导向结构62，其匹配多单元板的支架上的结构，用于引导反应单元进入相应的槽并且在每列中的反应单元将得到相同的样品。如果如图21所示的全长行规格的有槽贮藏板用来逐行(row-wise)引入不同的检测试剂，则每行中的反应单元将接收相同的检测试剂。以这样的方式，可以用多种不同试剂同时试验一种样品。图22所示的网状有槽贮藏板是用于有槽贮藏板的特殊情况，其用于用相同溶液装满所有反应单元。虽然它可以由大平面有孔贮藏板代替，但网状槽型平板需要更少的溶液来进行液体输送。

绒垫

图22示出了绒垫的一种具体实施方式。该绒垫包括底座71，吸收层72，其具有非常强的吸收液体的能力，以及表面层73，其保护底层并允许液体通过。吸收层位于由底座上的壁状结构74所形成的空间中。通过框架结构75来固定上面的表面层。可以存在导向结构62，其匹配在多单元板的支架上的结构，用于引导反应单元在所期望的定向接触表面层。

在其它变型中，底座可以包括在吸收层下面的***(排水)结构，以及开口以允许连接于一种装置如真空泵，从而从吸收层吸出液体，进而例如在顶部装载的情况下当需要除去大量液体时保持该层发挥作用。

图23示出了绒垫的一种具体实施方式，其中绒垫被设计成多个条形垫片76，其相邻具有槽状容器77，以进一步方便一些步骤，例如重复洗涤反应室。可以存在导向结构62，其匹配多单元板上的结构，以引导反应单元进入达到相应的位置如槽或条形垫片。因此，可以在相同的平板上来实施装满反应室和除去洗涤缓冲液。

液体输送导向器

根据本发明的一种具体实施方式，图24中的液体输送导向器包括底座81，其具有三侧壁结构82以在底座上安装贮藏板或绒垫，以及上部多单元板夹架83，其可以由孔84引导并沿着固定于底座81上的支架85向下移动。多单元板夹架83包括槽结构86，其允许多单元板沿着槽结构滑进和滑出。多单元板夹架的开放结构87使多单元板上的每个反应单元的底部(当移向底座时)可以接触贮藏板的孔中或绒垫的吸收层中的溶液。弹簧结构88安装在底座和夹架之间并具有两个功能。一个功能是防止夹架太靠近底座移动而损害多单元板，而另一个功能是将夹架推回到其原始位置，使得贮藏板或绒垫可以滑进和滑出底座。

低容积全谱小池适配器

根据本发明的一种具体实施方式，如图25所示的低容积全谱小池适配器91可以连同毛细管小池92或反应单元一起使用，作为常规分光光度计的超微小池。该适配器包括V形槽93和杠杆94，其中弹簧95在通道96中。通过V形槽和杠杆可以将毛细管小池的位置主体(position-body)97固定在通道中。因此，毛细管98被如此定位使得当适配器放入分光光度计的小池夹架中时光将从一端到另一端纵向通过毛细管。通过改变毛细管的长度或控制样品的装载体积可以改变光路的长度。毛细管小池适合于全谱检测，这是因为它在两端是开放的。

B.应用方法

根据本发明，用于进行实验的方法包括：a)提供一种装置，即所述的反应单元，如上所述，其适合于在毛细管作用下，通过底部开放结构，单独地将定量液体吸入并保持在反应室中；b)定量地将样品、试剂、缓冲液等输入和/或输出反应室；c)检测光谱信号、光密度、荧光、发光、电位、电导率、pH、温度等。基于不同用途，可能需要重复某些步骤一次或多次。

为了将定量液体输入或输出反应单元，可以用如下方法进行。

为了反应室的定量满载，可以简单地降低反应单元直到底部开放结构(9)在液体的表面以下。在毛细管作用下，液体将自发地流入反应室(3)，并且在液体前沿达到反应室和非毛细管作用区域(2)之间的位置以后将停止流动，这是因为反应室和非毛细管作用区域的尺寸和/或几何形状和/或表面特性足够不同，以致毛细管作用慢慢减弱。流入反应单元的液体量等于反应室的容积并且当底部开放结构离开液体的表面时此液体量将保持在反应室中。

已观察到，反应室的表面可能需要用液体预浸湿以形成一个液体薄层，以便完全加载反应室，其取决于反应室的尺寸、几何形状、表面特性以及材料。在装载液体的过程中，引入机械振动处理可以克服部分填充反应室。例如，有时由疏水材料例如聚苯乙烯制成的反应室由于不完全预浸湿而不能完全装满。因此机械振动可以用来迫使液体流入反应室并浸湿它通过的表面。由于毛细力，液体将最终装满反应室。为了在有限时间内完全装载完全干燥的由亲水材料(如玻璃)制成的反应室，机械振动处理也可能是关键的。

通过使底部开放结构接触在非润湿表面或孔上的所期望量的液体，其不足以完全装满反应室，来进行定量部分加载。此外，当液体总量不超过反应室的容积时，可以通过重复上述定量部分加载步骤来进行多次定量部分加载。

可替代地，将定量液体加入非毛细管作用区域(顶部装载)或反应室还可以用于完全和部分装载。此外，反应室可以包含干试剂。从而在样品引入到反应室中以后可以立即开始反应而没有许多部分装载步骤。

借助于毛细管作用并通过反应单元的开放结构(9)直接接触干或湿吸收材料的表面可以排空反应室中的液体总量，其中吸收材料具有比反应室强得多的毛细管作用，例如，用于水溶液的滤纸。可替代地，可以通过改变气压以迫使液体进入非毛细管作用区域以及通过一种装置例如吸液管进行吸取，来除去液体。真空、离心作用或加压空气也可以将液体排出反应单元。

通过气压变化以迫使液体进入非毛细管作用区域和从容器吸取所期望的量或通过液体输送装置例如吸液管从反应室直接吸取确定的量，可以从反应单元除去定量部分量的液体。可替代地，可以借助于通过点样将液体输送到可润湿表面上来从反应单元中除去定量液体。通过选择表面材料的期望的湿润性，可以控制每次点样的输送量。

可以由第二液体完全和定量地替换第一液体。当反应单元的底部开口(5)接触第二液体的表面时，可以将具有反应室的至少一个容积的第二液体加入非毛细管作用区域(2)。第二液体将从反应室排出第一液体，以更换以前的溶液。

为了部分和定量地更换第一液体，可以在反应单元的底部开口接触第一液体的表面时将期望体积的第二液体加入非毛细管作用区域。第二液体将从反应室排出相同量的第一液体。

为了混合反应室中的液体，可以对反应单元的开放结构施加气压振荡。该气压振荡将迫使在反应单元中的液体振荡。例如，液体首先移向非毛细管作用区域，然后返回到其初始位置。可替代地，交变电场也可以用来迫使分子在包括电极的反应单元中来回移动，以混合液体。包括微超声装置的反应单元也可以用来混合液体。此外，机械振动混合器或声波发生器也可以用于上述目的。

多个检测装置(例如，分光光度计、荧光分光光度计、CCD照像机、电度表等)可以用来记录反应室中的信号。内置装置如电极、光导纤维等可以便于信号检测。

在另一种具体实施方式中，用于进行高通量实验的方法包括：a)如上所述，提供具有多个反应单元的多单元板，其中单元装置适合于在毛细管作用下并通过底部开放结构将定量液体单独地吸收到并保持在反应室中；b)借助于其它装置如液体贮藏板、绒垫以及可任选的液体输送导向器将样品、试剂、缓冲液等定量地输入和/或输出反应室；c)检测光谱信号、光密度、荧光、发光、电位、电导率、pH、温度等。基于不同用途，可能需要重复某些步骤一次或多次。

借助于多单元板与液体贮藏板或绒垫之间的侧壁支架上的导向结构或利用液体输送导向器(如果没有这样的可用结构)，可以非常容易地借助于毛细管作用并通过将反应单元浸入它们相应的液体贮藏板的孔或槽以一个正确定向将液体加载入反应单元中，或通过用绒垫的表面接触反应单元的底部以从反应单元除去液体。重复上述步骤或多个部分装载，可以容易地将样品和不同试剂定量地加入到反应单元中，用于反应、分析或测定。

槽平板优选用于多个样品的多路检测。例如，在列规格平板中的每个有槽孔包含来自每位患者的样品，而在行规格平板中的每个有槽孔具有用于每种特定分析物的试剂。因此，在每列中的反应单元将装载有相同样品，然后样品可以逐行与每种特定试剂进行反应。以这样的方式，每种样品可以同时获得多个结果。

板式读出器、CCD照像机或许多其它检测装置可以用来读取来自多单元板的信号。

在一种进一步的具体实施方式中，用于进行取样、输送、稀释、提取以及储存的方法包括：a)提供一种装置，该装置具有一个或多个反应单元，如前所述，其适合于在毛细管作用下并通过底部开放结构将定量液体单独地吸取并保持在反应室中；b)将液体样品定量地吸入反应室中，其中反应室可任选地具有其它装置如液体贮藏板和液体输送导向器；c)分配或引到表面或膜上或引入孔板中，用于液体输送或用于稀释。

由于反应单元还是定量毛细管作用液体处理装置，所以它使得取样、输送、稀释以及储存更容易，其是起因于反应单元和液体贮藏板的特点和各种各样的变化。例如，通过将反应单元开放结构浸入样品，可以简单地完成样品的定量吸取。然后通过直接接触可以将样品分配到表面上或通过离心作用可以将样品引入孔中，用于稀释或储存或其它用途。借助于开口反应室，可以仅需要搅拌孔中的反应单元，来进行稀释或提取。反应单元还可以直接用于储存样品，可任选地借助于密封膜或盖。

C.潜在应用

根据一种具体实施方式，本发明提供了一种高通量的平行和/或多个实验平台，其可以用于低容积测定，以通过毛细管作用便于液体输送步骤以及促进反应并且可以用于生物、生物化学、化学或物理分析、反应以及测定的实验。它还提供了装置和方法，用于生物、生物化学或化学样品的取样、储存、输送、提取以及稀释。

虽然有许多种分析、反应和测定，但它们可以基本上分为两种类型：均相和多相。均相分析、反应和测定可以仅通过吸取反应组分的溶液(顺序地或预混合)在反应单元中进行。多相分析、反应和测定则涉及不同相的反应组分。例如，在固相测定中，可以将反应组分之一固定在反应室的表面上。固定的反应组分通常与反应溶液中的其它靶组分相互作用。某些反应组分(如果它们一起存在于反应室中)将产生信号，然后可以由本技术领域已知的检测方法之一进行检测。开口反应单元有利于某些多相反应，其中两相是例如液体和液体或液体和气体，因为在开口反应室中的试剂具有更大的表面积来接触在另一相中的其它试剂。

可以使用多单元板来进行免疫测定。例如在ELISA中，将蛋白质样品加载到反应单元中。4℃时过夜或37℃时几小时的温育将使蛋白质可以通过物理相互作用而固定于反应室的表面。可替代地，可以通过化学反应如羟基丁二酰亚胺基团(其结合蛋白质上的胺部分)来固定蛋白质。在通过多次洗涤除去未结合的蛋白质以后，例如乳粉溶液被用来阻断可以进一步吸收蛋白质的区域。然后酶标记检测抗体代替乳粉溶液，并且它将结合于反应室表面上的靶蛋白质。在通过反应室的多次洗涤完全除去游离的酶标记检测抗体以后，将加载底物溶液，用于所结合的酶标记检测抗体的显色。微孔平板读出器在底物或产物具有最大吸收的波长处读出光密度。

借助于电致化学发光技术的夹层ELISA也可以在包含电极的反应单元中进行，其中电极中的工作电极涂布有链抗生物素蛋白。通过随后加载和除去相应试剂或样品并在其间洗涤而将样品中的分析物夹在生物素化俘获抗体和钌化(ruthenylated)检测抗体之间。通过在有三丙胺(TPA)存在的情况下施加电位，结合于链抗生物素蛋白的免疫复合物将产生电致化学发光信号，其可以由光电倍增管(PMT)读出器俘获。

荧光偏振(FP)是众所周知的用于研究生物相互作用的技术并且经常用于潜在新药物靶的高通量筛选(HTS)。它可以容易地适合于多单元板，用于进行筛选。例如，可以在反应单元中进行FP测定，其中利用CyDye-标记配体来与试验化合物竞争受体。在CyDye-标记配体结合于受体以后，由于受体的更慢旋转，PF值会增加。当试验化合物能够在CyDye-标记配体的相同结合位点结合于受体时，它将和CyDye-标记配体竞争位点并引起PF值降低，其是由于形成更少的CyDye-标记配体和受体复合物。因此，在将CyDye-标记配体、受体以及试验化合物加载到多单元板以后，在板的每个反应单元中的PL值(通过利用荧光偏振读出器测得)反映了试验化合物与受体的结合能力。

它还是用固相合成方式合成微量肽或寡核苷酸的理想装置，因为合成包括多个装载、排空以及洗涤步骤。通过限定所期望试剂的装载顺序以及贮藏板，可以容易地控制在每个所涉及反应单元中的肽或寡核苷酸的长度和序列。可替代地，可以将微珠引入到反应室中以提供更大的用于合成的表面积。

由于容易进行液体处理，该装置可以用于固相酶促测定，用于化合物筛选以便消除有色化合物对结果的干扰(其经常会遇到)。固相酶促测定的步骤是1)通过物理相互作用或化学反应将酶固定于反应室的表面，2))洗去未结合的酶，3)将化合物引入到反应室中并形成酶-化合物复合物，4)洗去游离化合物，5)将底物加载到反应室中用于反应，以及6)通过使用诸如微孔读出器的装置分析酶活性。当化合物能够结合于酶并抑制酶时，酶活性将降低。

利用质谱法，该装置还可以用于化合物筛选。步骤是1)通过物理相互作用或化学反应将靶蛋白质固定于反应室的表面，2)洗去未结合的蛋白质，3)将化合物引入到反应室中并形成蛋白质-化合物复合物，4)洗去游离化合物，5)通过化学或物理处理从蛋白质-化合物复合物释放化合物，6)通过质谱法分析释放的化合物。

装置的顶部装载特点还可以用于自动操作以简化程序如洗涤步骤，其中相同的溶液需要多次输入和输出至装置。代替底部接触装载，液体处理装置例如多通道管式泵可以将洗涤缓冲液连续地引入到非毛细管作用区域以通过多个体积的洗涤缓冲液流过毛细管作用反应室而从装置洗去未结合的分析物或化合物。

已利用其具体实施方式的详细描述说明了本发明，其中具体实施方式仅是示例性的而并不用于限制本发明的范围。所描述的具体实施方式包括不同特点，并不是在本发明的所有具体实施方式中都需要所有这些特点。本发明的一些实施方式仅利用某些特点或特点的可能组合。本领域技术人员将想到所描述的本发明的具体实施方式的多种变体以及在所描述的实施方式中所说明的包括不同的特征组合的本发明的多种实施方式。有效性不应限于这些实例和具体实施方式，而应当还包括以下权利要求。

虽然已借助于其特定具体实施方式描述了本发明，但对于本领域技术人员来说，许多其它变化和改进以及其它应用将是清楚的。因此，优选的是，本发明并不是由本文所披露的具体内容加以限定，而仅由所附权利要求所限定。

Claims (25)

1.用于进行化学、生物化学、生物、物理分析、反应以及测定的实验的方法，包括以下处理步骤：

a)通过利用一个反应单元的反应室的毛细管力，将一个定量的液体加载到所述反应单元的反应室中或将一个定量的液体吸入该反应单元的反应室；

b)借助于所述反应室的毛细管力将所述液体的所述量保持在所述反应单元的所述反应室中；

c)用所述反应室中的所述液体进行作用；

d)如果必要的话，重复上述步骤中的至少一个。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述作用在于通过利用更高的毛细管力来分配液体。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，由一种吸收材料提供所述更高的毛细管力。

4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述作用在于从所述反应室分配液体是通过利用以下处理步骤组中的至少一种：离心作用、正气压、真空、点样、管吸作用。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述液体是通过一个吸液管来分配，所述吸液管包括一个通气结构以在通过利用所述反应室的毛细管力将定量液体吸入反应单元的反应室过程中允许空气自由通过。

6.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，所述作用在于分析在一个反应室内的液体。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述分析包括以下处理步骤组中的至少一种：光密度、荧光、发光、电位、电导率、pH、温度。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，在所述反应单元中的分析过程中，一个光束仅通过所述液体样品。

9.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，所述作用在于以下处理步骤组中的至少一种：分子相互作用、复合物形成、复合物解离、化学和生物反应。

10.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，所述作用在于通过开放结构与另一种液体交换反应室内的至少一种物质。

11.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，具有多个反应室的一个反应单元阵列被用来进行平行试验。

12.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，所述反应单元包括至少一个带有第一通道的反应室，所述第一通道具有一个直径以提供毛细管力将所述第一通道充满至一定长度。

13.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，在所述吸取定量液体的过程中，施加了一种机械振动以促进所述吸取。

14.根据权利要求1所述的方法，其中，通过结构来支持所述定量液体的所述吸取，所述结构将一定量的液体吸引到所述反应室的侧面，如粗糙表面、窄间隙。

15.在根据前述权利要求之一所述的方法中使用的一种反应单元，其中，所述反应单元包括一个反应室，所述反应室具有适合于通过毛细管力来吸取一定量的液体的一个管状的形状，以及一个相邻的第二室，所述第二室起到一个限定区域的作用以限定由所述反应室吸取的所述定量液体。

16.根据权利要求15所述的反应单元，其中，反应室包括一个下部孔口以吸取和释放液体，而所述第二室包括用于通气的一个上部开口。

17.根据权利要求15至16之一所述的反应单元，其中，所述反应室和所述第二室被安排为彼此同轴或彼此成一定角度。

18.根据权利要求15至17之一所述的反应单元，其中，所述反应室是以与具有一个圆柱的或圆锥的或抛物线的形状的一个内侧表面而旋转对称的。

19.根据权利要求15或18之一所述的反应单元，其中，所述反应室具有一个正方形、长方形、三角形、圆形、环形、椭圆形、星形的截面或一种组合以影响吸引所述液体的所述毛细管力。

20.根据权利要求15至19之一所述的反应单元，其中，所述反应室的内表面具有一种粗糙的表面结构以增加表面积。

21.根据权利要求15或19之一所述的反应单元，其中，反应室和所述第二室是由一个过渡区域限定。

22.根据权利要求15至21之一所述的反应单元，其中，所述反应单元具有与一个非毛细管作用区域相通的毛细管作用反应室，当装满所述反应室时液体将不会在所述毛细管作用下占据所述非毛细管作用区域，并且所述非毛细管作用区域具有开放结构以当液体输入或输出所述反应室时至少允许空气通过，和/或一个底部结构，通过所述底部结构并在所述毛细管作用下液体可以流入或流出所述反应室。

23.根据权利要求15至22之一所述的反应单元，其中，所述反应单元包括以下装置组中的至少一种：电极、光导纤维、超声装置、温度计。

24.根据权利要求15至23之一所述的反应单元，其中，所述反应单元包括以安排在一个阵列中的多个反应室，所述阵列具有至少一行和至少一列。

25.根据权利要求24所述的反应单元，其中，这些反应室具有适合于吸取不同液体容积的不同尺寸。

Images