方并且 被配置成刺穿该可刺穿的底部结构8以将试剂或样品6、6'从井状结构5释放到间隙12内。 在图2所描绘的盒的实施例中，刺穿元件13位于间隙12的区域内并且靠近周围边沿9'。 刺穿元件13此处附着到周围边沿9'上和/或板状结构2'的主体2的下表面4上。优选 地，刺穿元件13位于井状结构5或者吸入凹部下方并且被配置成当由液滴操纵系统40的 促动元件41促动时刺穿至少可刺穿的底部结构8。促动元件41优选地由引导通道45来引 导其移动。
[0088] 优选地，盒1包括至少一个光纤21，其使光进入到间隙12中的小滴23 (此处仅以 虚线指示）和/或引导光远离间隙12中的小滴23。在图2中，所谓的顶部读取系统以光纤 21指示。利用这种光学系统，源自光源（未图示）的激发光可以直接到小滴23内，样品材 料在小滴23中。如果样品材料包括荧光团，这个荧光团将发射荧光，然后荧光将被光学顶 部读取系统和连接到光学顶部读取系统的检测器检测到。因此，在图2所示的实施例中的 顶部读取系统被配置成向样品发送激发光并且接收由样品发射的荧光。优选地，光纤21整 合到盒1的主体2内。如在图1中已经示出的那样，基板42还包括电线，电线联结个别电 极44与该系统40的中央控制单元43。
[0089] 图3示出了穿过根据第三实施例的框架结构盒1的竖直截面图，具有跨主体2的 整个高度上的中央开口 14。盒1包括多个井状结构5和工作膜10,工作膜10由间隔件9 接触，间隔件9被配置为单独周围元件9"。盒1几乎与液滴操纵系统40的电极阵列20接 触。
[0090] 这个盒1包括工作膜10,当盒1的工作膜10放置于所述电极阵列20上时，利用电 极阵列20来操纵液滴中的样品。这个盒1还包括主体2,该主体2优选地包括基本上平坦 的下表面4。根据第三实施例，主体2被配置为框架结构2〃，具有跨主体2的整个高度延伸 的中央开口 14。主体2包括上表面3、下表面4和多个井状结构5,井状结构5被配置成在 其中保持试剂6或样品6'。
[0091] 主体2的框架结构2〃的下表面4并不是完全平坦的：主体2包括向下延伸的外部 部分53。作为具有呈单独周围元件9〃形式的完全平坦间隔件9的替代，此实施例包括单独 周围元件9〃，单独周围元件9〃根据主体2的下表面向下弯曲。
[0092] 适应盒1的这种特殊下表面的基板42包括相对于电极44的表面水平48偏移的 表面49使得主体2、2'、2〃或者盒1的间隔件9 (工作膜10附着于其上）的至少一部分可 以移动超过电极44的表面水平48以拉伸在电极44上的工作膜10。
[0093] 优选地，主体2的材料为惰性塑料材料，其不可渗透液体并且并不吸收或干扰包 含于井状结构5中的液体或样品。用于将主体2注射模制为图1的框架结构2"的相同塑 料材料也优选地用于生产此实施例的框架结构2〃。
[0094] 这个盒1还包括可柔性变形的顶部结构7,可柔性变形的顶部结构7不可渗透液体 并且被配置成密封井状结构5的顶侧。优选地并且如所描绘的那样，可柔性变形的顶部结 构7被配置为柔性箔，柔性箔对应于图1中的柔性箔。
[0095] 这个盒1还包括可刺穿的底部结构8,可刺穿的底部结构8不可渗透液体并且被配 置成密封井状结构5的底侧。优选地并且如所描绘的那样，可刺穿底部结构8被配置为可 刺穿的覆盖层19。这个覆盖层19被配置为可刺穿的箔，其密封地附着到框架结构2"的下 表面4上使得覆盖层19闭合在与工作膜10相对侧部上的间隙12。优选地，覆盖层19的下 表面基本上与框架结构2〃的下表面4齐平。
[0096] 优选地，覆盖层19是导电的并且至少在朝向间隙12的表面上是疏水性的。覆盖 层也可被选择成使得覆盖层19的材料是导电的并且疏水的材料，例如PTFE。在导电覆盖层 19的此情况下，盒1优选地包括电接地连接54,电接地连接54连接到覆盖层19并且可以 附着到用于液滴操纵的系统40的接地电位源。
[0097] 这个盒1还包括位于主体2、2〃下表面4下方的工作膜10。工作膜10不可渗透液 体并且包括疏水性上表面11，通过电湿润技术，小滴将在疏水性上表面11上移动。如关于 图1和2所描述的工作膜10以及额外电介质层的所有实施例也优选地用于在图3中所描 绘的盒。
[0098] 这个盒1还包括周围间隔件9,周围间隔件9位于主体2、2'、2〃的下表面4下方 并且将工作膜10连接到覆盖层19和主体2、2'、2〃。这个盒1还包括在覆盖层19与工作 膜10的疏水性上表面11之间的间隙12。这个间隙12由周围间隔件9限定。此处，周围间 隔件9被配置为单独周围元件9〃，单独周围元件9〃包围间隙12的区域（与图1相比较）。 如所描绘的那样，工作膜10优选地附着到框架结构2'的单独周围元件9"。
[0099] 优选地并且如所需要那样大和多地，盒1包括中间间隔件15,中间间隔件15位于 间隙12的区域内并且附着覆盖层19的下表面和/或工作膜10的疏水性上表面11上。这 些中间间隔件15优选地具有与单独周围元件9〃相同的高度并且优选地限定相同的间隙尺 寸。
[0100] 这个盒1还包括多个刺穿元件13,刺穿元件13位于井状结构5下方和吸入凹部下 方并且被配置成刺穿覆盖层19以将试剂或样品6、6'从井状结构5或吸入凹部释放到间隙 12内。在图3所描绘的盒的实施例中，刺穿元件13的定位与图1所示相似。优选地，刺穿 元件13由液滴操纵系统40的促动元件41来促动。促动元件41优选地由引导通道45来 引导其移动。
[0101] 此处，框架结构2〃的中央开口 14被配置为从主体2e2〃的上表面3到下表面4 的通孔。此处，覆盖层19形成主体2的基本上平坦下表面4。
[0102] 优选地，基板42包括至少一个光纤21以使光到间隙12中的小滴12内（此处仅 以虚线示出）和/或用于引导光远离间隙12中的小滴23。作为补充或作为替代，可优选 地在覆盖层19中在与间隙12相对的位置设置窗口 22,窗口 22与光纤21的进/出开口对 齐。因此，由图3的实施例来允许底部读取（与图1相比较）和/或顶部读取（与图2相 比较）。优选地，光纤21整合到操纵小滴的系统40的电极阵列20的基板42内。这种基板 还包括电线，电线电连接个别电极44与系统40的中央控制单元43。
[0103] 图4示出了穿过根据图3的第三实施例的框架结构盒1的竖直截面图。盒1与用 于液滴操纵系统40的电极阵列20接触。呈覆盖层19形式的可刺穿的底部结构向一个井 状结构5打开并且其内含物中的某些被压入到工作膜10与覆盖层19之间的间隙12内。
[0104] 类似于图3的基板42,基板42此处包括抵接表面47,抵接表面47相对于电极44 的表面水平48偏移使得盒1的单独周围元件9〃（工作膜10附着于其上）可以移动超过电 极44的表面水平48以额外地拉伸在电极44上的工作膜10。
[0105] 在用于液滴操纵的系统40的此优选实施例中，夹持机构52将盒1和其工作膜10 压到电极44的表面48上和基板42的表面49上。
[0106] 图5示出了根据第四实施例的框架结构盒1的竖直截面图，具有跨主体2的中央 开口 14,具有多个井状结构5和由单独周围间隔元件9"接触的工作膜10。盒1与用于液 滴操纵的系统40的电极阵列20接触。一个井状结构的可刺穿的底部结构8 (吸入凹部25) 打开并且其内含物中的某些被压入到工作膜10与覆盖层19之间的间隙12内，覆盖层19被 在此处被配置为刚性覆盖物17。用于这种刚性覆盖物的材料优选地是Mylar?，一种基于 购自杜邦的聚对苯二甲酸乙二酯的透明柔性聚酯箔。刚性覆盖物17可以在其底侧上涂布 氧化铟锡（ITO)层以向刚性覆盖物17提供导电层，导电层可以连接到用于液滴操纵的系统 40的接地电位源。这个图5还描绘了用于液滴操纵的系统40,其包括盒1和电极阵列20。
[0107] 这个盒1包括工作膜10,当盒1的工作膜10放置于电极阵列20上时，利用电极阵 列20来操纵液滴23中的样品。这个盒1还包括主体2,主体2优选地包括基本上平坦的下 表面4,基本上平坦的下表面4此处由刚性覆盖物17构成。根据第四实施例，主体2被配置 为框架结构2〃，框架结构2〃具有跨主体2的整个高度延伸的中央开口 14。主体2包括上 表面3、下表面4和多个井状结构5和吸入凹部25,吸入凹部25被配置成在其中保持试剂 6或样品6'。
[0108] 优选地，主体2的材料是惰性塑料材料，其不可渗透液体并且其并不吸收或干扰 包含于井状结构5中的液体或样品。用于将主体2注射模制为图1、图3和图4的框架结构 2〃的相同塑料材料也优选地用于生产此实施例的框架结构2〃。
[0109] 这个盒1还包括可柔性变形的顶部结构7,其不可渗透液体并且其被配置成密封 井状结构5的顶侧。优选地并且如所描绘的那样，可柔性变形的顶部结构7被配置为柔性 箔，柔性箔对应于图1、图3和图4中的柔性箔。
[0110] 这个盒1还包括可刺穿的底部结构8,可刺穿的底部结构8不可渗透液体并且被配 置成密封井状结构5和吸入凹部25的底侧。优选地并且如所描绘的那样，可刺穿的底部结 构8被配置为可刺穿的箔，可刺穿的箔密封地附着（例如，通过焊接）到主体2的下表面4 上。这种可刺穿的箔优选地由弹性体材料诸如橡胶或热塑性弹性体（TPE)隔膜制成。替代 地，可刺穿的底部结构8被配置成整合到板状结构2'（与图1相比较）中的主体2的可刺 穿的底部部分。在那种情况下，主体材料优选地是TPE。
[0111] 为了允许刺穿元件13刺穿可刺穿的底部结构8,刚性覆盖物17包括覆盖孔18,刺 穿元件13易于穿过覆盖孔18到达可刺穿的箔。优选地，工作膜10是柔性的使得预期不会 出现液体从间隙12的泄漏。关于图1至图4所描述的工作膜10以及额外电介质层的所有 实施例也优选地用于图5中所描绘的盒。
[0112] 适应盒1的这个平坦下表面的基板42包括表面49,表面49基本上与电极44的表 面水平48齐平使得工作膜10在电极44上拉伸。电绝缘膜、层或覆盖物50施加到电极44 的表面48和基板42的表面上。这种电绝缘膜、层或覆盖物50优选地是电介质层，其不可 移除地涂布用于液滴操纵的系统40的电极44和基板42。然而，也优选地将额外电介质层 提供为可移除的电绝缘层或覆盖物50,其能在需要时被替换。
[0113] 这个盒1的间隔件9、15对应于图1中的间隔件9、15和刺穿元件13并且限定在 工作膜10的刚性覆盖物17与工作膜10的疏水性上表面11之间的间隙。优选地，刺穿元 件13由液滴操纵的系统40的促动元件41促动。促动元件41优选地由引导通道45引导 其移动。如所描绘的那样，刚性覆盖物17具有与框架结构2〃基本上相同的延伸部并且包 括位于井状结构5下方的多个孔18。孔18的大小和形状足以允许弯曲的刺穿元件13抵接 并且刺穿井状结构5的相应可刺穿的底部结构8。
[0114] 在一替代实施例中，盒1包括刚性覆盖物17和覆盖层19(覆盖层19作为可刺穿 的底部结构8替换可刺穿的箔）。刚性覆盖物17和覆盖层19附着到框架结构2"上使得刚 性覆盖物17闭合工作膜10相对侧部上的间隙12,刚性覆盖物17的下表面与框架结构2〃 的下表面4基本上齐平。覆盖层19 (在图5中未示出）优选地放置于刚性覆盖物17与主 体2的下表面4之间。
[0115] 优选地，促动元件41被配置为柱塞，其可在引导通道45内可滑动地移动并且由搅 拌机构46搅拌。还优选地，用于搅拌促动元件41的搅拌机构46被配置为腊泵囊、螺线管 驱动或夹持机构驱动的杠杆51之一。还优选地用于搅拌这些促动元件41的搅拌机构46 被配置成夹持机构驱动的杠杆51并且夹持机构52手动驱动并且被配置成将盒1的主体2、 2'、2〃压到液滴操纵的系统40的基板42上和电极阵列20上。替代地，夹持机构52是马达 驱动的。
[0116] 图6示出了根据第三实施例或第四实施例的框架状盒1的三维顶视图，其中吸入 装置26处于被动位置。盒1的主体2、2〃优选地包括样本吸入件24,样本吸入件24包括吸 入凹部25和吸入装置26,吸入装置26至少部分地可以定位于吸入凹部25中的主动位置。 这个样本吸入件24被配置成引入口腔拭子头55或包括样品的其它材料用于研宄。
[0117] 图6还示出了在盒左侧上的主体2的横杆中多个不同大小的井状结构5用于预先 沉积试剂和其它液体如洗涤液。在主体2后部上的纵向杆中示出了很长的井状结构5,其 被配置成接收预先沉积的油。油在使样品滴进入到间隙12内之前用于填充间隙12。利用 不与通常包含在水滴中的样品混溶并且惰性的油（例如，硅油）来完全填充间隙12是可选 的。如从图6可以看出，可以根据执行特定化验的实际需要来选择井状结构5的大小。被 配置成不可渗透液体的箔的可柔性变形的顶部结构7密封井状结构5的侧部。柔性箔例如 通过激光焊接而密封地附着到框架结构2〃的上表面上。
[0118] 在主体2前部上的纵向杆中示出了用于引入体液样品（如血液、唾液等）的替代 吸入凹部25'。这个替代吸入凹部25'优选地在其顶侧被不可渗透液体的箔密封，但也可以 利用医疗注射器的针刺穿，并且是柔性的以在利用刺穿元件13从盒1的底侧刺穿了可刺穿 的底部结构8之后由活塞状促动元件推动以将样品推入到盒1的间隙12内。用于密封替 代吸入凹部25'的顶侧的箔的材料优选地是橡胶。
[0119] 在盒的右前中心，描绘了玻璃料56，玻璃料56位于通道中，向下到达主体2的下表 面4并