用于微流体筛选的方法和系统

本申请要求2019年10月10日提交的美国临时申请号62/913,624和2019年12月27日提交的美国临时申请号62/954,348的权益，两者均通过引用以其全文并入本文中。

背景技术

药物开发通常需要大量测试和分析，以确定特定化学物质如何影响细胞和其他生物组分。因此，专注于呈现特定化学物质和生物组分之间关联关系的装置和特定方法对于药物开发商(例如制药公司)是不可或缺的组成部分。

发明内容

本文提供了用于使用微流体系统和编码的效应子进行高通量测定的系统和方法。本文所述的系统和方法可用于以高通量方式进行几乎任何测定，并提供关于各种效应分子对生物系统的效应的详细信息。本文提供的系统和方法利用编码的效应子，其使得用户易于确定所述效应子中的哪一种对生物样品有影响。

其他系统具有各种缺点，包括无法在筛选期间在不同单元操作中定制以目标浓度添加试剂。本文所述的系统和方法解决了这些缺点。例如，本文所述的方法和系统实现在筛选程序中在不同步骤以特定浓度引入试剂。在一些实例中，以界定的浓度添加试剂使得在整个筛选的文库能够施用均匀剂量的效应子。这之所以可以在筛选中实现减少的假阳性，是因为低效价但高负载的效应子可以在整个文库筛选中以均匀的浓度对样品进行给药。在一些实例中，试剂的可定制性添加实现对筛选命中的轻易反卷积，而无需对在筛选中引发阳性或阴性响应的效应子进行物理分选的步骤。

另一方面是在基于微流体的筛选中监测生物样品而不利用由样品发射的光(例如荧光)的方法。与通过其他方法可获得的相比，这些方法可以提供关于正在分析的样品的更详细信息。本文进一步提供了用于将来自样品的遗传或细胞信息掺入至编码的效应子中的方法和系统。与通过其他方法可获得的相比，该掺入步骤可以实现对与效应子接触的细胞或其他生物样品的反应进行改进的分析。在另一方面，将样品中编码的信息(例如DNA条形码)从该样品中掺入至编码中，以便可确定多种效应子的协同益处。这可用于进行基于小分子片段的筛选以生成化合物先导物。

本文提供的方法提供了优于现用于药物筛选的现有DNA编码文库的优势。在一些实施方案中，本文所附的方法是功能性“基于活性”的测定，而不仅仅是“基于亲和力”的测定：它们实现筛选功能性测定。在一些实施方案中，本文的方法不限于测试候选药物是否与疾病靶标结合。相反，本文的方法可以能够测试候选药物是否发挥对抗该疾病靶标的功能。此类功能可以包括抑制、破坏蛋白质-蛋白质相互作用或激活酶或变构袋。

在一些实例中，本文提供的方法可以在单一测定中在复杂环境(例如细胞溶解物、细胞或其他多组分混合物)中进行筛选。在一些实施方案中，功能活性测试是与混合物中的所有其他组分正交并且特异性地测试目标靶标的功能活性。本文提供的筛选模态为多样化。此类模态可以筛选效价、选择性、毒性、易患性或对药物发现活动至关重要的其他关键指标。本文提供的方法可以以比其他方法低1000倍的操作成本实现速度和多样性。在一些实例中，速度、低试剂需求和出色的验证率实现快速迭代筛选潜在的无限组化学多样性化合物。灵活性和速度实现在针对单一靶标的许多不同的测定或形式中测试或筛选化合物，实现对条件进行多次采样、容易“重新启动”、快速“命中先导物”开始和“立即”验证文库设计。

在一些实例中，本文提供的方法不需要高测序深度，因此降低了分析成本。此外，本文公开的方法可以实现对每个化学步骤的产率定量，以便提供归一化的剂量-响应曲线和可能的定量分析。

在一些实例中，本文提供的方法使得需要有机溶剂的DNA损伤性化学，或在编码的珠粒的合成中以其他方式可能损伤DNA的条件得以采用。例如，构建小分子所需的一些化学可能降解或导致DNA变得不可扩增，从而无法再读取DNA条形码信息。在一些实例中，通过提供与支架高水平结合的DNA编码来克服该挑战。在一些实施方案中，支架包含与支架结合的1000万或更多个编码。此外，在一些实施方案中，需要存在少至10个编码以检测阳性命中。

本文提供了用于细胞表型筛选的方法。可以对直接在液滴内的细胞测试和探测各种不同表型。例如，可以对整个文库筛选针对特定细胞类型的毒性，或可以对整个文库筛选其在其天然细胞环境中影响特定疾病靶标的能力，或可以对整个文库筛选其影响靶标小组(转录组、蛋白质小组等)的能力。这之所以成为可能，是因为小分子可以从珠粒中释放出来，然后它可以细胞内地穿透细胞(或影响细胞外靶标)并影响特定的疾病靶标

本文还提供了用于归一化编码的效应子的筛选结果的方法。确定筛选结果的其他方法失利于假阴性结果的高比率，其中效应子显示出对抗靶样品的效价，但由于在筛选期间对编码的破坏或在编码的效应子的合成期间编码的低丰度，所以该“命中”在随后的分析中被错过。本文提供了用于在已经进行筛选之后归一化存在的编码量的方法，以便将由于有效效应子的低丰度编码而导致的假阴性结果最小化。

本文还提供了用于进行本文提供的方法的装置。在一些实例中，本文提供的方法在微流体装置上或在微流体通道中进行。

本文还提供了用于使用编码的文库进行高通量筛选的装置。这些装置可以实现使用单个编码的效应子将靶样品(在一些实例中为单个细胞)固定在空间中的固定位置。此类装置可以实现针对细胞筛选单一化合物以确定期望效果，而无需原位创建将每个单独的样品/效应子组合分隔开的封装件。

在一些实施方案中，本文公开了一种用于筛选编码的效应子的方法，该方法包括：a)在封装件中提供至少一个细胞和支架，其中该支架包含通过可光裂解型接头而与该支架结合的编码的效应子和编码该效应子的核酸；b)裂解该可光裂解型接头以从该支架释放该编码的效应子；以及c)检测来自液滴的信号，其中该信号由该编码的效应子和该至少一个细胞之间的相互作用产生。在一些实施方案中，裂解该可光裂解型接头将预定量的该编码的效应子释放至液滴中。在一些实施方案中，该可光裂解型接头是使用电磁辐射进行裂解。在一些实施方案中，裂解该可光裂解型接头包括将该封装件暴露于来自光源的光。在一些实施方案中，该光的光强度为约0.01J/cm

在一些实施方案中，本文公开了一种用于筛选编码的效应子的系统，该系统包括：a)一个或多个细胞；b)支架，其中编码的效应子通过可裂解型接头而与该支架结合，其中编码该效应子的核酸与该支架结合；以及c)微流体装置，该微流体装置被配置成：i)接收该一个或多个细胞和支架；ii)将该一个或多个细胞和支架封装在封装件内；iii)从该编码的效应子裂解该可裂解型接头以在该封装件内释放预定量的编码的效应子；iv)将该编码的效应子与该一个或多个细胞一起温育一时间段；v)检测来自该封装件的信号，其中该信号由该编码的效应子和一个或多个细胞之间的相互作用产生；以及vi)基于该信号的检测对该封装件进行分选。在一些实施方案中，该可裂解型接头是可光裂解型接头。在一些实施方案中，该微流体装置还包括用于分选该封装件的第一收集管和第二收集管，其中1)如果该信号处于或高于预定阈值，则将该封装件置于第一收集管中，或2)如果该信号低于预定阈值，则将该封装件置于第二收集管中。在一些实施方案中，该系统还包括波形脉冲发生器，以通过电场梯度、通过声音、通过隔膜、通过改变微流体通道的几何学、或通过改变该微流体装置的微流体通道的压力，将该封装件移动至该第一收集管或第二收集管。在一些实施方案中，基于检测通过记录液滴的一系列图像测量的该一个或多个细胞的形态变化，或检测由分子信标或探针发射的荧光来检测该信号。在一些实施方案中，该时间段由当该封装件通过该微流体装置的微流体通道行进时的停留时间来控制。

本文公开了一种用于扩增引物以最大化细胞核酸捕获的方法，该方法包括：a)提供包含核酸编码的支架以及一个或多个细胞、扩增混合物和切口酶的封装件，其中核酸编码与该核酸编码的支架结合；b)溶解该一个或多个细胞以释放一种或多种细胞核酸；c)用该切口酶对该核酸编码进行切口，从而产生编码的核酸引物；d)经由切口位点和扩增混合物而扩增该编码的核酸引物；和e)用该编码的核酸引物标记释放的细胞核酸。在一些实施方案中，特异性位点包含特异性核苷酸序列。在一些实施方案中，扩增该编码的核酸引物包括1)产生从该切口位点延伸的该核酸编码的拷贝，和2)对该核酸编码的拷贝进行切口以产生另一种编码的核酸引物。在一些实施方案中，扩增该编码的核酸引物包括同时1)产生从该切口位点延伸的核酸编码的拷贝，和2)置换该核酸编码的拷贝以产生另一种编码的核酸引物。在一些实施方案中，该扩增混合物包含扩增酶，从而该扩增酶使得该核酸编码的拷贝能够同时产生和置换。在一些实施方案中，该扩增酶包含聚合酶。在一些实施方案中，每个核酸编码均包含捕获位点，该捕获位点指定靶细胞编码或靶细胞核酸以标记释放的细胞核酸。

本说明书中提及的所有出版物、专利和专利申请均通过引用并入本文中，其程度如同每个单独的出版物、专利或专利申请被具体地且单独地指示通过引用并入。

附图说明

本公开的新颖性特征在所附权利要求中具体地阐述。将通过参考阐述说明性实施方案的以下具体实施方式和附图获得对本公开的特征和优点的更好理解，在所述说明性实施方案中利用了本公开的原理，在附图中：

图1提供了与核酸编码一起与珠粒结合的核酸编码的效应子的描述。

图2A显示了使用与珠粒结合的核酸编码的效应子进行筛选的示例性工作流程。

图2B显示了使用微流体装置进行筛选的示例性工作流程。

图2C显示了用于封装测定筛选的示例性工作流程。

图2D显示了使用皮量级注射(pico-injection)进行封装测定筛选的示例性工作流程。

图3示出了用于扩增引物以最大化细胞核酸捕获的示例性方法。

图4显示了用于根据本文提供的方法进行筛选的示例性微流体装置。

图5显示了用于根据本文提供的方法进行筛选的示例性微流体装置。

图6显示了用于根据本文提供的方法进行筛选的示例性微流体装置。

图7显示了用于根据本文提供的方法进行筛选的示例性微流体装置。

图8显示了专门设计的IC芯片及其相关开发工作流程的概览。

图9A提供以本文所述的方法和系统提供的示例性微流体装置的描述。

图9B提供了本文提供的示例性微流体装置的特定剖面的描述。

图9C显示了本文提供的示例性微流体装置的图片

图10提供了图9A中提供的微流体装置的另一个示例性描述。

图11提供了与本文所述的方法和系统一起使用的另一个示例性微流体装置的描述。

图12A提供了与经荧光团修饰的编码的效应子附接的珠粒的文库描述。

图12B提供了在暴露于UV光时从珠粒释放的经荧光团染料修饰的编码的效应子的描述。

图12C提供了来自图12B的释放的编码的效应子-荧光团的描述。

图12D提供了本文所述的微流体装置的裂解区的描述。

图12E显示了UV光和校准流体之间的相关性的描述。

图12F显示了用于共焦激光和PMT发射捕获的示例性装置的描述。

图13A显示了使用100mV UV光测量的荧光团染料的强度峰。

图13B显示了与使用100mV UV光的荧光团染料的强度峰对应的液滴图。

图14A显示了使用600mV UV光测量的荧光团染料的强度峰。

图14B显示了与使用600mV UV光的荧光团染料的强度峰对应的液滴图。

图15A提供了UV功率和荧光团染料的PMT计数之间的已知相关性。

图15B提供了与UV功率暴露相比编码的效应子-荧光团的分布强度值的直方图。

图16提供了本文所述的微流体装置中UV约束的示例性数据。

图17A-图17B显示了被激活用于光裂解的示例性分子。

图18显示了在图9A中显示的微流体装置中均匀温育的示例性数据。图19显示了在图11中显示的微流体装置中均匀温育的示例性数据。

图20显示了图9A的微流体装置，和沿着测定流动路径的各种检测器点。

图21显示了在本文所述的微流体装置中沿着测定流动路径的特定位置的示例性检测。

图22A-图22B显示了与本文所述的微流体装置一起使用的示例性荧光检测装置，以及相关部件的描述。

图23A提供了在0s的温育时间对荧光团染料的原始强度水平的检测。

图23B提供了对来自图23A的强度水平的实时平滑的检测。

图24A提供了在1333s的温育时间对荧光团染料的原始强度水平的检测。

图24B提供了对来自图24A的强度水平的实时平滑的检测。

图25显示了在测定的温育期间荧光团染料的测量强度峰增加。

图26A显示了与TR1-TAMRA荧光团附接的示例性珠粒。

图26B显示了在TR1-TAMRA已从珠粒释放之后检测到的示例性强度峰。

图27A显示了与TR3抑制剂附接的示例性珠粒。

图27B显示了与TR3抑制剂在其已从珠粒释放后的活性对应的示例性受抑制强度。

图27C显示了基于TR3抑制剂浓度增加，组织蛋白酶D活性的示例性变化。

图28A提供了显示出低于抑制阈值的强度的珠粒的分选示意图的示例性描述。

图28B显示了高于阳性分选阈值的TR1-TAMRA的检测到的示例性强度峰。

图28C显示了低于阳性分选阈值的TR3抑制剂抑制的示例性强度峰。

图28D显示了用于分选封装件的示例性装置。

具体实施方式

筛选方法和系统

本文提供了用于以高通量、低材料方式针对样品筛选各种效应子的方法和系统。在一些实施方案中，所述系统和方法利用编码的效应子来探测来自样品的各种响应。在一些实施方案中，编码的效应子是其结构可以通过测量相应编码的特性来测量的分子。通常，将样品与效应子一起在封装件中温育。响应于与效应子的相互作用，而后可以检测到某种类型的信号。基于该信号，可以确定效应子在诱导特定响应方面对样品具有效力。在一些实施方案中，本文所述的系统和方法利用小封装件，例如液滴。在一些实例中，每个单独的封装件均在小体积中对效应子和样品进行测定。可以在同一实验中同时针对样品筛选此类效应子的大型文库，从而为进行筛选提供高通量方法。然后可以对从样品中产生期望信号的效应子进行分选，并且可以测量效应子的编码以反卷积哪些效应子在测定中是有效的。

编码的效应子

本文提供的系统和方法利用编码的效应子。在一些实施方案中，编码的效应子是已经与编码连接的效应子，从而确定编码的特性使研究人员可易于确定效应子的结构。效应子可以是正在研究其对样品的效应的任何类型的分子或物质。在一些实施方案中，效应子是化合物、蛋白质、肽、酶、核酸或任何其他物质。在一些实例中，编码使得用户可通过确定编码的特性来确定效应子的结构。因此，每个编码部分具有可测量的特性，当测量时，该特性可用于确定被编码的效应子的结构。可以使用许多不同的编码形式，包括但不限于核酸和肽。当编码形式是核酸时，核酸序列可以提供关于其相应效应子结构的信息。在一些实例中，编码的效应子通过编码中使用的分子类型来描述。例如，“核酸编码的效应子”包括由核酸编码的效应子。

在一些实例中，效应子及其相应的编码与支架结合。这可以使得效应子/编码配对在空间上保持连接。在一些实例中，当将编码的效应子置于溶液或其他环境中时，配对之间的连接未丢失。许多材料可以用作支架，这是因为能够结合效应子和编码二者的任何材料均可以实现保持该配对在空间上连接的期望目标。

可以使用各种用于制备与支架连接的编码的效应子的方法。在一些实施方案中，这些方法使用正交、相容的方法在平行合成方案中产生效应子及其编码。这有时被称为“拆分和合并合成”(split and pool synthesis)。仅出于说明目的，用于制备含有效应子和编码的支架的示例性非限制性工作流程描述如下：将第一效应子亚单元附接在支架的附接点处。然后洗涤支架以从支架移除未反应的和过量的试剂。然后将第一编码亚单元附接在支架上的另一个附接点处，并进行洗涤步骤。在此之后，然后将第二效应子亚单元附接至第一效应子亚单元，随后进行另一洗涤步骤。然后，将第二编码亚单元附接至第一编码亚单元上，随后进行洗涤步骤。将该过程根据需要重复多次，以制备期望的效应子和相应编码。该过程可以在大规模平行规模上以小体积重复，从而以低成本和少量试剂制备化合物的大型文库。在一些实例中，预先合成的化合物被负载至含有编码的支架上。编码可以被预先合成并负载至支架上，或者使用类似于上述拆分和合并合成的方法而被直接合成到支架上。在一些实例中，每个支架包含独特效应子及其相应编码的多个拷贝。

与珠粒连接的核酸编码的效应子的一个实例在图1中显示。珠粒连接的编码的效应子100包含珠粒101。附接在一个位置的是核酸编码102，在本实例中该核酸编码与支架共价附接。核酸编码包含编码亚单元A、B和C。编码亚单元对应于构成效应子103的效应子亚单元A、B和C。效应子103通过接头104而与珠粒101连接。接头104可以是可裂解型接头，此类接头可被电磁辐射裂解(可光裂解型)或可被裂解试剂选择性地裂解(可化学裂解型)。可裂解型接头可用于从珠粒或其他支架中释放效应子，以使得效应子可与样品相互作用。

在一些实施方案中，支架还包含效应子和/或其编码中的杂质。在一些实例中，效应子及其相应编码的杂质由于在筛选期间，在珠粒、效应子或编码组合的制造期间，或在储存期间的损坏而发生。在一些实施方案中，由于用于合成编码的效应子的方法中的缺陷，所以存在效应子及其相应编码的杂质。在一些实施方案中，如本文所述的支架可以包含单个编码子、编码及其杂质或其组合。在一些实施方案中，至少5％、至少10％、至少20％、至少30％、至少40％、至少50％、至少60％、至少70％、至少80％、至少90％、至少95％或至少99％的与支架附接的效应子包含相同的结构。在一些实施方案中，至少5％、至少10％、至少20％、至少30％、至少40％、至少50％、至少60％、至少70％、至少80％、至少90％、至少95％或至少99％的与支架附接的编码包含相同的结构。

筛选系统部件和方法

本文提供了用于使用封装件对样品筛选编码的效应子的方法和系统。在一些实施方案中，用于对样品筛选编码的效应子的方法和系统能够以高通量方式进行。在一些实施方案中，本文提供的方法和系统实现使用小体积、最小量的试剂和少量被筛选的效应子来筛选编码的效应子大型文库。在一些实施方案中，本文提供的方法和系统实现针对样品均匀地给药文库中的效应子。在一些实施方案中，本文描述的方法和系统实现以高通量方式测量细胞特征。在一些实施方案中，本文提供的方法和系统测量来自针对编码的效应子筛选的细胞的基因组、代谢组和/或蛋白质组数据。在一些实施方案中，本文提供的方法和系统实现针对待确定的特定样品使用多种效应子的协同效应。在一些实施方案中，本文提供的方法和系统实现筛选突变蛋白质文库以获得期望活性或活性改善。

利用与支架结合的单个编码的效应子进行筛选的非限制性示例工作流程在图2A中显示。与支架结合的核酸编码的效应子被目标靶标(在这种情况下为细胞)封装。在步骤1中，然后在封装件内从珠粒裂解效应子(在这种情况下是药物)。在步骤2中，使效应子可与细胞相互作用。如果药物对细胞具有期望的效果，则报告信号表明该药物是阳性命中。如果没有检测到报告信号，则该药物的结果为阴性。在步骤3中，基于检测到的信号对阳性和阴性结果进行分选。在筛选结束时，在步骤4中，对已合并在一起的阳性命中进行测序(在核酸编码的情况下)以揭示哪些效应子具有期望效果。在步骤5中，该信息随后可用于指导进一步文库的合成或识别先导分子以供进一步开发。

图2B显示了微流体装置上效应子筛选的另外示例性、非限制性工作流程。在所示的示例性工作流程中，将与珠粒结合的核酸编码的效应子置于入口中并与附加水流合并，在一些实施方案中，该水流含有待测试的样品。合并的流体被驱动通过“挤出区”或“液滴形成区”，其中珠粒和样品被封装在与水性流体不混溶的运载流体中。然后在效应子裂解区从珠粒裂解效应子，在一些实施方案中，这利用光源来裂解可光裂解型接头。然后使含有裂解的效应子的封装件可继续沿装置的流动路径流动通过温育区，在一些实施方案中，该温育区含有加宽或扩大的腔室以控制装置上的流速或停留时间。当封装件行进通过温育区时，如果释放的效应子具有期望活性，则产生可检测的信号。然后在装置的检测区中检测该信号。在一些实施方案中，该可检测的信号是荧光信号，但是可以使用任何可检测的信号。然后在检测区测量或检测该信号，在一些实施方案中，该检测区配备有光源(例如激光器或LED)和与分选装置(例如介电电泳电极或任何其他分选机构)耦合的检测器(例如光电倍增管(PMT)、电荷耦合器件(CCD)或光电二极管)。在一些实施方案中，检测区包括询问区，其与传感器或传感器阵列耦合。基于信号，封装件被分选至废物出口或命中出口。筛选完成后，对命中的编码(例如通过PCR或乳液PCR)进行扩增并对编码(例如通过下一代测序)进行测序。然后可以对已测序的编码进行解码，以显示具有期望活性的效应子。在一些实施方案中，每个珠粒还包含珠粒本身独有的条形码(独立于效应子)。因此，在一些实施方案中，可能确定是否选择携带相同效应子的多个珠粒作为多个封装件内的命中物。

示例性、非限制性液滴测定筛选工作流程在图2C中显示。将包含探针底物的珠粒缓冲液和与珠粒结合的核酸编码的效应子与包含疾病靶标(例如蛋白质，例如酶)的测定缓冲液合并。然后在不混溶的运载流体中形成包含探针底物、携带核酸编码的效应子的珠粒和疾病靶标的封装件。然后将效应子从珠粒中释放并使其可与疾病靶标相互作用。然后将样品在延迟线(或配置成将封装件温育期望时间的任何此类合适的通道或储器)内温育。在该实施方案中，探针底物被疾病靶标裂解。一经裂解，例如由于探针底物的FRET相互作用，就观察到底物荧光特性的变化。如果疾病靶标被效应子抑制，则探针底物将不被裂解。在期望的温育时间后，在(例如通过激光器或LED)激发后(例如通过PMT、CCD或光电二极管)测量封装件的荧光，并基于结果对封装件(例如通过电泳或介电电泳)进行分选。图2D显示了类似的工作流程，但包括添加底物检测试剂的附加步骤(例如，通过皮量级注射或液滴合并)以实现检测已与疾病靶标发生反应或未与其发生反应的底物。在一些实施方案中，在皮量级注射位点采用电极以使封装件的界面不稳定，从而促进皮量级注射的流体掺入封装件中。

本文提供了用于使用封装件对样品筛选编码的效应子的方法和系统，其中样品和编码的效应子被封装。在一些实施方案中，通过将包含编码的效应子的第一溶液与包含样品的第二溶液混合来封装编码的效应子和样品。在一些实施方案中，将第一溶液和第二溶液与油混合在一起。在一些实施方案中，将第一溶液和第二溶液与油混合而形成乳液，其中第一溶液和第二溶液混合而形成液滴。在一些实施方案中，封装件在微流体装置中形成。在一些实施方案中，封装步骤包括在微流体通道的T形接合部合并第一溶液和第二溶液。在一些实施方案中，创建封装件包括在微流体装置中汇聚水流。可以通过多种方法来创建封装件，其中任何方法均可以与本文所述的方法相容。在一些实施方案中，在微流体装置上形成封装件。在一些实施方案中，封装件流过微流体装置。

在一些实施方案中，本文提供了用于筛选编码的效应子文库的方法和系统。在一些实施方案中，对于本文所述的任何方法或系统，编码的效应子文库包含至少约1、1,000、10,000、100,000、250,000、1,000,000或10,000,000种独特编码的效应子。在一些实施方案中，多种支架(如本文所述)被封装在多个封装件(如本文所述)中，样品在微流体通道中。在一些实施方案中，多个支架(例如，珠粒)与独特编码的效应子文库结合。在一些实施方案中，每个支架与一种或多种独特编码的效应子结合。在一些实施方案中，独特编码的效应子文库包含至少约250,000种独特编码的效应子。在一些实施方案中，独特编码的效应子文库包含约1种独特编码的效应子至约10,000,000种独特编码的效应子。在一些实施方案中，独特编码的效应子文库包含约1种独特编码的效应子至约1,000种独特编码的效应子、约1种独特编码的效应子至约10,000种独特编码的效应子、约1种独特编码的效应子至约100,000种独特编码的效应子、约1种独特编码的效应子至约250,000种独特编码的效应子、约1种独特编码的效应子至约1,000,000种独特编码的效应子、约1种独特编码的效应子至约10,000,000种独特编码的效应子、约1种独特编码的效应子至约200种独特编码的效应子、约1,000种独特编码的效应子至约10,000种独特编码的效应子、约1,000种独特编码的效应子至约100,000种独特编码的效应子、约1,000种独特编码的效应子至约250,000种独特编码的效应子、约1,000种独特编码的效应子至约1,000,000种独特编码的效应子、约1,000种独特编码的效应子至约10,000,000种独特编码的效应子、约1,000种独特编码的效应子至约200种独特编码的效应子、约10,000种独特编码的效应子至约100,000种独特编码的效应子、约10,000种独特编码的效应子至约250,000种独特编码的效应子、约10,000种独特编码的效应子至约1,000,000种独特编码的效应子、约10,000种独特编码的效应子至约10,000,000种独特编码的效应子、约10,000种独特编码的效应子至约200种独特编码的效应子、约100,000种独特编码的效应子至约250,000种独特编码的效应子、约100,000种独特编码的效应子至约1,000,000种独特编码的效应子、约100,000种独特编码的效应子至约10,000,000种独特编码的效应子、约100,000种独特编码的效应子至约200种独特编码的效应子、约250,000种独特编码的效应子至约1,000,000种独特编码的效应子、约250,000种独特编码的效应子至约10,000,000种独特编码的效应子、约250,000种独特编码的效应子至约200种独特编码的效应子、约1,000,000种独特编码的效应子至约10,000,000种独特编码的效应子、约1,000,000种独特编码的效应子至约200种独特编码的效应子、或约10,000,000种独特编码的效应子至约200种独特编码的效应子，包括其中的增量。在一些实施方案中，独特编码的效应子文库包含约1种独特编码的效应子、约1,000种独特编码的效应子、约10,000种独特编码的效应子、约100,000种独特编码的效应子、约250,000种独特编码的效应子、约1,000,000种独特编码的效应子、约10,000,000种独特编码的效应子、或约200种独特编码的效应子。在一些实施方案中，独特编码的效应子文库包含至少约1种独特编码的效应子、约1,000种独特编码的效应子、约10,000种独特编码的效应子、约100,000种独特编码的效应子、约250,000种独特编码的效应子、约1,000,000种独特编码的效应子、或约10,000,000种独特编码的效应子。在一些实施方案中，独特编码的效应子文库包含至多约1,000种独特编码的效应子、约10,000种独特编码的效应子、约100,000种独特编码的效应子、约250,000种独特编码的效应子、约1,000,000种独特编码的效应子、约10,000,000种独特编码的效应子、或约200种独特编码的效应子。

在一些实施方案中，每种独特编码的效应子都用相应编码进行编码。在一些实施方案中，至少一个编码包含核酸编码。在一些实施方案中，至少一种编码的效应子通过可裂解型接头而与各自的支架结合。在一些实施方案中，可裂解型接头包含可光裂解型接头或可化学裂解型接头(例如，通过与试剂接触而被裂解的接头)。在一些实施方案中，编码的效应子和相应的珠粒之间的一个或多个可光裂解型接头被裂解。在一些实施方案中，裂解可光裂解型接头从珠粒中释放相应的编码的效应子。在一些实施方案中，释放的编码的效应子与各自封装件内的相应样品相互作用。在一些实施方案中，编码的效应子和样品之间的相互作用产生信号。在一些实施方案中，信号被配置成被检测。在一些实施方案中，基于从每个封装件检测到的相应信号对多个封装件进行分选。在一些实施方案中，基于未从每个封装件检测到的相应信号对多个封装件进行分选。在一些实施方案中，与具有检测到的信号的封装件相关的编码被条形码化，作为对封装件进行分选的替代方案。在一些实施方案中，与不具有检测到的信号的封装件相关的编码被条形码化，作为对封装件进行分选的替代方案。在一些实施方案中，在微流体装置上形成封装件。在一些实施方案中，封装件流过微流体装置。

本文提供了用于使用封装件对样品筛选编码的效应子的方法和系统，其中从封装件检测信号。在一些实施方案中，信号由效应子和样品之间的相互作用产生。在一些实施方案中，用检测器检测信号。在一些实施方案中，检测信号包括提供封装件通过微流体通道。在一些实施方案中，检测信号包括提供封装件通过配备有检测器的微流体通道。在一些实施方案中，检测器被配置用于检测信号。

本文提供的方法和系统的信号可以是能够在封装件中检测的任何信号。在一些实施方案中，信号是电磁辐射、热辐射、样品的目测变化或其组合。在一些实施方案中，电磁辐射是荧光或发光。在一些实施方案中，电磁辐射在可见光谱中。在一些实施方案中，信号是电磁辐射的吸光度。

本文提供了用于使用封装件对样品筛选编码的效应子的方法和系统，其中对封装件进行分选。在一些实施方案中，基于信号检测对封装件进行分选。在一些实施方案中，任选地基于信号检测对封装件进行分选。

可替代的信号检测

本文提供了用于筛选编码的效应子的方法和系统，其中可以使用各种可替代的信号检测方法和系统来识别由效应子产生的或封装件内的活性。在一些实施方案中，信号是热辐射。在一些实施方案中，使用红外相机来检测热辐射。在一些实施方案中，热辐射是样品发射的热辐射的变化。在一些实施方案中，热辐射的变化是由于样品中的代谢活性所致。在一些实施方案中，热辐射的变化包括样品中代谢活性的变化。在一些实施方案中，热辐射的变化包括由于效应子对样品的效应而导致的样品中代谢活性的变化。在一些实施方案中，对样品的效应是代谢活性的变化。在一些实施方案中，检测信号包括通过检测热辐射的变化来检测样品中代谢活性的变化。在一些实施方案中，样品是细胞并且信号是热辐射。

在一些实施方案中，与未和效应子一起封装的样品相比，该样品显示出热辐射发射的变化。在一些实施方案中，热辐射的变化是热辐射发射的至少10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％或100％。在一些实施方案中，相对于未经效应子处理的样品，热辐射的变化是热辐射发射的至少10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％或100％。在一些实施方案中，相对于未经效应子处理的样品，热辐射的变化是热辐射发射的至少2倍、3倍、4倍、5倍、6倍、7倍、8倍、9倍或10倍。

在一些实施方案中，信号是发光。在一些实施方案中，检测信号包括在一时间段期间监测封装件。在一些实施方案中，检测信号包括在一时间段内监测来自样品的发光。在一些实施方案中，将一时间段内的发光积分。在一些实施方案中，将至少1分钟、至少5分钟、至少30分钟、至少4小时或至少12小时的时间段内的发光积分。在一些实施方案中，将至多1分钟、至多5分钟、至多30分钟、至多4小时或至多12小时的时间段内的发光积分。在一些实施方案中，在封装件行进的距离上将发光积分。在一些实施方案中，在封装件通过微流体通道行进的距离上将发光积分。在一些实施方案中，在封装件通过微流体通道行进至少1μm、至少10μm、至少50μm、至少100μm、至少250μm、至少500μm、至少1mm、至少10mm或至少100mm的距离上将发光积分。在一些实施方案中，在封装件通过微流体通道行进至多1μm、至多10μm、至多50μm、至多100μm、至多250μm、至多500μm、至多1mm、至多10mm或最多100mm的距离上将发光积分。

来自样品的信号可以是样品的形态或目测变化，其可以通过对封装件进行成像来测量。在一些实施方案中，检测信号包括记录封装件中样品的图像。在一些实施方案中，检测信号包括记录封装件中样品的一系列图像。在一些实施方案中，检测信号包括记录封装件中样品的一系列图像并将样品的一系列图像叠加。在一些实施方案中，检测信号包括检测通过记录封装件的一系列图像测量的样品的形态或目测变化。

在一些实施方案中，样品(例如一个或多个细胞)的形态变化可以通过成像传感器用高速快门捕捉透照光来检测，其中复合视频帧提供了多个全细胞图像，这可有助于确定形状。在一些实施方案中，样品(例如一个或多个细胞)的形态变化可以通过成像传感器从高频脉冲光源捕获透照光，增加时间分辨率并锐化细胞的周边进行检测。在一种表现形式中，形态变化可以通过来自通过激光片激发区的细胞的荧光发射来检测。在一些实施方案中，发射由雪崩光电二极管(APD)或电荷耦合检测器(CCD)在像素的一维阵列中捕获，按时间分箱，然后重新拼接成复合荧光显微镜图像。

在一些实施方案中，检测信号包括记录样品的图像，其中样品是细胞。在一些实施方案中，记录细胞的图像提供关于细胞形态、有丝分裂阶段、表达的蛋白质水平、细胞组分水平、细胞健康或其组合的信息。在一些实施方案中，封装件包含检测剂。在一些实施方案中，检测剂是嵌入染料。在一些实施方案中，嵌入染料是溴化乙锭、碘化丙锭、结晶紫、dUTP-缀合探针、DAPI(4',6-二脒基-2-苯基吲哚)、7-AAD(7-氨基放线菌素D)、Hoechst 33258、Hoechst 33342、Hoechst34580、其组合或其衍生物。在一些实施方案中，检测剂突出显示细胞的不同区域。在一些实施方案中，检测剂突出显示特定的细胞器。在一些实施方案中，细胞器是线粒体、高尔基体、内质网、细胞核、核糖体、细胞膜、核仁、脂质体、脂质囊泡、溶酶体或液泡。在一些实施方案中，细胞器是线粒体。在一些实施方案中，细胞器是细胞核。

在一些实施方案中，检测信号包括检测靶核酸的存在。在一些实施方案中，封装件还包含分子信标。在一些实施方案中，分子信标与样品的靶核酸序列的部分互补。在一些实施方案中，该方法还包括将分子信标添加至封装件中。在一些实施方案中，通过分子信标来检测靶核酸。在一些实施方案中，封装件还包含探针和聚合酶。在一些实施方案中，封装件还包含TaqMan探针和Taq聚合酶。在一些实施方案中，该方法还包括将TaqMan探针和Taq聚合酶添加至封装件中。在一些实施方案中，TaqMan探针与靶核酸序列的部分互补。在一些实施方案中，将TaqMan探针和Taq聚合酶同时添加至封装件中。在一些实施方案中，顺序添加TaqMan探针和Taq聚合酶。在一些实施方案中，信号是由分子信标发射的荧光。在一些实施方案中，信号是由TaqMan探针发射的荧光。在一些实施方案中，信号是由分子信标或TaqMan探针发射的荧光。

各种分子信标可以与本文所述的方法和系统一起使用。通常，分子信标包含与目标互补核酸结合的核酸结合区。分子信标通常可以具有二级结构，其中当核酸结合区不与目标互补核酸结合时，荧光团和猝灭剂接近。在核酸结合区与目标互补核酸结合时，荧光团和猝灭剂可以在空间上分离，从而可以检测到荧光信号。因此，检测到的荧光量可用于定量样品中存在的目标核酸的量。在一些实施方案中，使用抑制剂，其中效应子和样品之间的活性抑制或限制荧光信号的强度。

在一些实施方案中，组合使用两种或更多种信号检测方法来检测信号。在一些实施方案中，检测信号包括检测样品的形态变化以及检测由分子信标或探针发射的荧光。例如，在一些实施方案中，来自封装件(例如，液滴)中的分子信标的荧光发射可以通过PMT或雪崩光电二极管(APD)来测量。在一些实施方案中，通过透照的同时图像捕获可以识别封装件(例如，液滴)中的其他特征，例如编码的效应子和细胞。在一些实施方案中，这些信息流一起确定在分选接合部的结果。

在一些实施方案中，检测靶核酸的存在包括扩增靶核酸。在一些实施方案中，通过等温扩增方法来扩增靶核酸。在一些实施方案中，等温扩增方法是环介导的等温扩增(LAMP)、链置换扩增(SDA)、解旋酶依赖性扩增(HAD)、重组酶聚合酶扩增(RPA)、滚环复制(RCA)或切口酶扩增反应(NEAR)。在一些实施方案中，封装件还包含用于等温扩增靶核酸的试剂。在一些实施方案中，该方法包括将用于等温扩增的试剂添加至封装件中。在一些实施方案中，用于等温扩增的试剂对靶核酸序列具有特异性。

在一些实施方案中，靶核酸是DNA。在一些实施方案中，靶核酸是细胞DNA。在一些实施方案中，靶核酸是基因组DNA。在一些实施方案中，靶核酸是RNA。在一些实施方案中，RNA是mRNA、核糖体RNA、tRNA、非蛋白质编码RNA(npcRNA)、非信使RNA、功能性RNA(fRNA)、长链非编码RNA(lncRNA)、前体mRNA或初级miRNA(pri-miRNA)。在一些实施方案中，靶核酸是mRNA。

支架和珠粒

使用封装件对样品筛选编码的效应子的示例性实施方案包括使用支架。在一些实施方案中，效应子与支架结合。在一些实施方案中，支架充当固体支持物并使编码的效应分子在空间上与其编码保持连接。在一些实施方案中，支架是具有实现连接一个或多个分子的多个附接点的结构。在一些实施方案中，编码的效应子与支架结合。在一些实施方案中，支架是固体支持物。在一些实施方案中，支架是珠粒、纤维、纳米纤维支架、分子笼、树枝状聚合物或多价分子组装体。

在一些实施方案中，支架是珠粒。在一些实施方案中，珠粒是聚合物珠粒、玻璃珠粒、金属珠粒或磁珠粒。在一些实施方案中，珠粒是聚合物珠粒。在一些实施方案中，珠粒是玻璃珠粒。在一些实施方案中，珠粒是金属珠粒。在一些实施方案中，珠粒是磁珠粒。

本文提供的方法中使用的珠粒可以由任何材料制成。在一些实施方案中，珠粒是聚合物珠粒。在一些实施方案中，珠粒包含聚苯乙烯芯。在一些实施方案中，珠粒是用聚乙二醇衍生的。在一些实施方案中，珠粒是用聚乙二醇接枝的。在一些实施方案中，聚乙二醇含有用于附接其他官能团(例如效应子或编码)的反应性基团。在一些实施方案中，反应性基团是氨基或羧酸酯基团。在一些实施方案中，反应性基团位于聚乙二醇链的末端。在一些实施方案中，珠粒是

附接至珠粒的聚乙二醇(PEG)可以是任何尺寸。在一些实施方案中，PEG多达20kDa。在一些实施方案中，PEG多达5kDa。在一些实施方案中，PEG为约3kDa。在一些实施方案中，PEG为约2至3kDa。

在一些实施方案中，PEG基团通过烷基键而附接至珠粒。在一些实施方案中，PEG基团通过烷基键而附接至聚苯乙烯珠粒。在一些实施方案中，珠粒是

在一些实施方案中，珠粒包含通过烷基键而附接至珠粒的PEG，并且珠粒包含两个双功能种类。在一些实施方案中，珠粒包括珠粒外表面上的表面修饰，其与珠粒内部部分中的反应位点呈正交受保护。在一些实施方案中，珠粒包含可裂解型和不可裂解型配体。在一些实施方案中，珠粒是

用于本文所述的系统和方法中的珠粒可以是任何尺寸。在一些实施方案中，珠粒的直径为至多10nm、至多100nm、至多1μm、至多10μm或至多100μm。在一些实施方案中，珠粒的直径为至少10nm、至少100nm、至少1μm、至少10μm或至少100μm。在一些实施方案中，珠粒的直径为约10μm至约100μm。

在一些实施方案中，效应子与支架共价结合。在一些实施方案中，效应子与支架非共价结合。在一些实施方案中，效应子通过离子相互作用而与支架结合。在一些实施方案中，效应子通过疏水相互作用而与支架结合。

可裂解型接头和效应子释放

可裂解型接头可用于将效应子附接至支架。在一些实施方案中，效应子通过可裂解型接头而与支架结合。在一些实施方案中，可裂解型接头可通过电磁辐射、酶、化学试剂、热、pH调节、声音或电化学反应性而裂解。在一些实施方案中，可裂解型接头可通过电磁辐射而裂解。在一些实施方案中，可裂解型接头可通过电磁辐射(例如UV光)而裂解。在一些实施方案中，可裂解型接头是可光裂解型接头。在一些实施方案中，可光裂解型接头可通过电磁辐射而裂解。在一些实施方案中，可光裂解型接头可通过暴露于光而裂解。在一些实施方案中，光包括UV光。在一些实施方案中，可裂解型接头可通过裂解试剂而裂解。在一些实施方案中，可裂解型接头必须首先被激活，从而能够被裂解。在一些实施方案中，可裂解型接头通过与试剂相互作用而被激活。

在一些实施方案中，可裂解型接头是二硫键。在一些实施方案中，可裂解型接头是二硫键并且可裂解试剂是还原剂。在一些实施方案中，还原剂是二硫化物还原剂。在一些实施方案中，二硫化物还原剂是膦。在一些实施方案中，还原剂是2-巯基乙醇、2-巯基乙胺、三(2-羧乙基)膦(TCEP)、二硫苏糖醇、其组合或其衍生物。

在一些实施方案中，可裂解型接头和裂解试剂是双正交试剂。双正交(Bioorthogonal)试剂是相互选择性反应但与其他生物组分没有显著反应性的试剂组合。此类试剂使得与反应混合物的其他组分的交叉反应性最小，由此使得脱靶事件较少。

在一些实施方案中，可裂解型接头是取代的反式-环辛烯。在一些实施方案中，可裂解型接头是取代的反式-环辛烯并且裂解试剂是四嗪。在一些实施方案中，可裂解型接头如结构

在一些实施方案中，可裂解型接头包含与醚键附接至相同碳的叠氮基团。在一些实施方案中，可裂解型接头具有结构

在一些实施方案中，可裂解型接头被过渡金属催化剂裂解。在一些实施方案中，裂解试剂是过渡金属催化剂。在一些实施方案中，过渡金属催化剂是钌金属复合物。在一些实施方案中，可裂解型接头是O-烯丙型烯烃。在一些实施方案中，可裂解型接头具有结构

在一些实施方案中，控制从支架裂解的效应子的数量。在一些实施方案中，通过控制用于裂解可裂解型接头的刺激量来控制从支架裂解的效应子的数量。在这种情况下，“刺激”是用于特异性裂解可裂解型接头的任何方法或化学品。在一些实施方案中，刺激是与裂解试剂的化学反应。在一些实施方案中，刺激是电磁辐射。在一些实施方案中，刺激是pH变化。在一些实施方案中，pH变化是酸化。在一些实施方案中，pH变化是碱化。

在一些实施方案中，本文所述的方法包括用裂解试剂裂解可裂解型接头。在一些实施方案中，该方法包括将裂解试剂添加至包含通过可裂解型接头而与支架结合的效应子的封装件中。在一些实施方案中，该方法包括将裂解试剂添加至包含通过可裂解型接头而与支架结合的编码的封装件中。

在一些实施方案中，从支架裂解的效应子的数量通过控制裂解试剂的浓度来控制。在一些实施方案中，裂解试剂的浓度在含有与支架结合的编码的效应子的封装件中被控制。在一些实施方案中，用于裂解可裂解型接头的化学试剂的浓度为至少100pM、至少500pM、至少1nM、至少10nM、至少100nM、至少1μM、至少10μM、至少100μM、至少1mM、至少10mM、至少100mM、或至少500mM。在一些实施方案中，用于裂解可裂解型接头的裂解试剂的浓度为至多100pM、至多500pM、至多1nM、至多10nM、至多100nM、至多1μM、至多10μM，至多100μM、至多1mM、至多10mM、至多100mM、或至多500mM。

在一些实施方案中，将裂解试剂添加至多个封装件中。在一些实施方案中，添加至多个封装件中的裂解试剂的浓度在单独的多个封装件之间基本均匀。在一些实施方案中，在多个封装件中用于裂解可裂解型接头的裂解试剂的浓度在每个单独的封装件中至少10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％或90％相同。在一些实施方案中，在多个封装件中用于裂解可裂解型接头的裂解试剂的浓度在每个单独的多个封装件之间相差不超过2倍、3倍、4倍、5倍、6倍、7倍、8倍、9倍、10倍、15倍、20倍、50倍或100倍。

在一些实施方案中，通过皮量级注射将裂解试剂添加至封装件中。在一些实施方案中，封装件通过包括皮量级注射位点的微流体通道。在一些实施方案中，对皮量级注射进行定时，以使得皮量级注射的速率与封装件通过皮量级注射位点的速率相匹配。在一些实施方案中，至少80％、85％、90％、95％、98％或99％的通过皮量级注射位点的封装件接受皮量级注射。在一些实施方案中，皮量级注射的体积比通过的液体小至少2倍、至少5倍、至少10倍、至少20倍、至少30倍、至少50倍、至少100倍、至少500倍、或至少1000倍。在一些实施方案中，裂解试剂通过液滴合并而被添加至封装件中。

一些实施方案中，裂解试剂从储备溶液添加至封装件中。在一些实施方案中，储备溶液的浓度比封装件中期望的最终浓度高至少2X、5X、10X、20X、30X、50X、100X、500X或1000X。

在一些实施方案中，本文所述的方法和系统包括裂解在编码的效应子和支架之间的可光裂解型接头。在一些实施方案中，本文所述的方法和系统包括将封装件暴露于电磁辐射，该封装件包括通过可光裂解型接头而与支架结合的效应子。在一些实施方案中，本文所述的方法和系统包括将封装件暴露于光(例如，UV光)，该封装件包含通过可光裂解型接头而与支架结合的效应子。在一些实施方案中，使用微流体装置将封装件暴露于光。

在一些实施方案中，可光裂解型接头通过暴露于光(例如，UV光)而被裂解。在一些实施方案中，通过控制暴露于UV光的强度和/或持续时间来控制从支架释放的效应分子数量的浓度。在一些实施方案中，本文所述的封装件(例如，液滴)暴露于的光(例如，UV光)的光强度为至少约0.1J/cm

在一些实施方案中，本文所述的封装件(例如，液滴)暴露于的光(例如，UV光)为至少约5mV。在一些实施方案中，本文所述的封装件(例如，液滴)暴露于的光(例如，UV光)为约5mV至约10,000mV。在一些实施方案中，本文所述的封装件(例如，液滴)暴露于的光(例如，UV光)为约100mV、200mV、400mV、600mV、800mV、1000mV、1250mV、1500mV、2000mV、4000mV、5000mV。在一些实施方案中，封装件(例如，液滴)暴露于的光是校准量的光。

在一些实施方案中，可裂解型接头被电磁辐射裂解。在一些实施方案中，从支架释放的效应分子数量的浓度通过控制电磁辐射的强度或持续时间来控制。

任何合适的光反应性或可光裂解型接头可用作通过电磁辐射(例如，暴露于UV光)而裂解的可裂解型接头。可通过电磁辐射而裂解的接头的非限制性列表包括(i)邻硝基苄氧基接头，(ii)邻硝基苄氨基接头，(iii)α-取代的邻硝基苄基接头，(iv)邻硝基藜芦基接头，(v)苯乙酰基接头，(vi)对烷氧基苯乙酰基接头，(vii)安息香接头，(viii)新戊酰基接头，和(ix)其他光不稳定性接头。可光裂解型接头的其他实例在Photolabile linkers forsolid-phase synthesis,ACS Comb Sci.2018Jul 9；20(7):377–99中描述，其通过引用并入本文中。在一些实施方案中，可裂解型接头是邻硝基苄氧基接头、邻硝基苄氨基接头、α-取代的邻硝基苄基接头、邻硝基藜芦基接头、苯乙酰基接头、对烷氧基苯乙酰基接头、安息香接头或新戊酰基接头。

在一些实施方案中，可光裂解型接头需要首先通过暴露于试剂而被激活，然后才能通过暴露于电磁辐射(例如，UV光)而被裂解。在一些实施方案中，释放的效应子的期望数量可以通过选择性地将试剂暴露于封装件(例如，液滴)来进一步控制。在一些实施方案中，提供需要在通过暴露于UV光而被裂解之前被激活的可光裂解型接头使得能够改进珠粒处理、合成、储存和制备，这是因为通过入射UV暴露而最小化或消除编码的效应子释放。图17A提供了被配置成在与试剂相互作用时被转化而使其被激活以进行UV光裂解的示例性分子(参考：J.AM.CHEM.SOC.2003,125,8118-8119；10.1021/ja035616d)。如图所示，叠氮基团在功能上降低可光裂解型接头部分的敏感性，从而使得接头更稳定，因此有利于在环境光照下处理和储存。如图17A所示，叠氮化物可以在经试剂处理(HOF-CH3CN)时被转化而产生光敏性硝基-苄基基序(中间描绘的分子)，其中可以校准产物可光裂解型接头以便在UV暴露时释放已知量的效应子。图17B提供了另一种示例性分子，其被配置成在与试剂相互作用时被转化，从而它被激活以进行UV光裂解(参考：J.Comb.Chem.2000,2,3,266–275)。如图所示，苯硫酚酯为化合物(R)提供了稳定的共价接头。苯硫酚的特异性氧化(在中间分子中显示)可以产生“激活”的接头部分。氧化步骤的动力学控制可以实现定量“激活”以指定化合物释放。在一些实施方案中，碱处理通过消除而引起接头断裂，从而产生游离酸化合物，或随后脱羧仅产生化合物。

在一些实施方案中，可裂解型接头被酶裂解。在一些实施方案中，可裂解型接头被蛋白酶、核酸酶或水解酶裂解。在一些实施方案中，可裂解型接头是肽。在一些实施方案中，可裂解型接头是可裂解的核酸序列。在一些实施方案中，可裂解型接头是碳水化合物。在一些实施方案中，从支架裂解的效应分子的数量通过控制酶的浓度来控制。在一些实施方案中，效应分子从支架上裂解的速率通过控制酶的浓度来控制。

在一些实施方案中，该方法包括裂解可裂解型接头。在一些实施方案中，该方法包括用裂解试剂裂解可裂解型接头。在一些实施方案中，裂解试剂通过皮量级注射添加至封装件中。在一些实施方案中，通过皮量级注射将裂解试剂以配置成释放预定量的效应子的浓度添加至封装件中。在一些实施方案中，通过皮量级注射将裂解试剂以配置成释放期望量的效应子的浓度添加至封装件中。

在一些实施方案中，本文所述的方法包括首先激活可裂解型接头以使可裂解型接头能够被裂解。在一些实施方案中，在激活可裂解型接头时，可使用本文所述的方法(例如通过光裂解、与酶相互作用、使用裂解试剂等)裂解可裂解型接头。在一些实施方案中，可裂解型接头通过与激活试剂相互作用而被激活。在一些实施方案中，该方法包括将激活试剂添加至包含与支架结合的效应子的封装件中。在一些实施方案中，该方法包括将激活试剂添加至包含与支架结合的编码的封装件中。在一些实施方案中，激活试剂包括本文所述的任何试剂作为裂解试剂。在一些实施方案中，激活试剂包括二硫化物还原剂。在一些实施方案中，激活试剂包括四嗪。

在一些实施方案中，激活试剂通过皮量级注射而添加至封装件中。在一些实施方案中，封装件通过包括皮量级注射位点的微流体通道。在一些实施方案中，对皮量级注射进行定时，以使得皮量级注射的速率与封装件通过皮量级注射位点的速率相匹配。在一些实施方案中，至少80％、85％、90％、95％、98％或99％的通过皮量级注射位点的封装件接受皮量级注射。在一些实施方案中，皮量级注射的体积比通过的液滴小至少2倍、至少5倍、至少10倍、至少20倍、至少30倍、至少50倍、至少100倍、至少500倍、或至少1000倍。在一些实施方案中，通过液滴合并将激活试剂添加至封装件中。

在一些实施方案中，用于激活可裂解型接头的激活试剂的浓度为至多100皮摩尔(pM)、至多500pM、至多1纳摩尔(nM)、至多10nM、至多100nM、至多1微摩尔(□M)、至多10□M、至多100□M、至多1毫摩尔(mM)、至多10mM、至多100mM、或至多500mM。

在一些实施方案中，将激活试剂从储备溶液添加至封装件中。在一些实施方案中，储备溶液的浓度比封装件中期望的最终浓度高至少2X、5X、10X、20X、30X、50X、100X、500X或1000X。

在一些实施方案中，将效应子从支架释放。在一些实施方案中，从支架释放效应子使效应子可在溶液中自由移动。这种自由移动可以使效应子可与被询问的样品或靶标相互作用。在一些实施方案中，将这些效应子以受控方式释放。这种受控方式可以实现预定和/或已知剂量的效应子从支架释放。由于可以测量剂量响应，这种过程可以实现改进对来自筛选的命中的定量和分析。此外，在筛选的效应子文库之间释放已知量的效应子可以消除样品集产生的偏倚。当单独的支架具有在文库支架之间不同量的效应子附接时，使用编码的支架在文库筛选中可能出现偏倚。例如，一个支架可以含有10个拷贝的效应分子，而另一个支架可以含有1000个拷贝的效应分子。因此，针对样品或靶标筛选的不同浓度的效应子可能被释放，从而难以确定单独的效应子的效力。通过从筛选中的每个支架释放均匀量的效应子，在整个筛选上采用均匀的剂量，消除较低效价、较高浓度效应子产生的偏倚。

在一些实施方案中，效应子被释放至期望浓度。在一些实施方案中，效应子在封装件内被释放至期望浓度。在一些实施方案中，期望浓度为至少100pM、至少500pM、至少1nM、至少10nM、至少100nM、至少1μM、至少10μM、至少100μM、至少1mM、至少10mM、至少50mM、至少100mM或至少250mM。在一些实施方案中，期望浓度为至多100pM、至多500pM、至多1nM、至多10nM、至多100nM、至多1μM、至多10μM、至多100μM、至多1mM、至多10mM、至多50mM、至多100mM或至多250mM。

在一些实施方案中，效应子被释放至预定浓度。在一些实施方案中，效应子在封装件内被释放至预定浓度。在一些实施方案中，预定浓度为至少100pM、至少500pM、至少1nM、至少10nM、至少100nM、至少1μM、至少10μM、至少100μM、至少1mM、至少10mM、至少50mM、至少100mM或至少250mM。在一些实施方案中，预定浓度为至多100pM、至多500pM、至多1nM、至多10nM、至多100nM、至多1μM、至多10μM、至多100μM、至多1mM、至多10mM、至多50mM、至多100mM或至多250mM。

在一些实施方案中，效应分子在多个封装件中从支架释放。在一些实施方案中，在多个封装件中从支架释放的效应分子的浓度在封装件之间是均匀的。在一些实施方案中，在多个封装件中从支架释放的效应分子的浓度在封装件之间是基本均匀的。在一些实施方案中，在多个封装件中从支架释放的效应分子的浓度在每个单独的封装件中至少10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％或90％相同。

在一些实施方案中，在多个封装件中从支架释放的效应分子的浓度在每个单独的多个封装件之间相差不超过2倍、3倍、4倍、5倍、6倍、7倍、8倍、9倍、10倍、15倍、20倍、50倍或100倍。

在一些实施方案中，本文所述的方法包括将封装件温育一时间段。在一些实施方案中，该方法包括将封装件温育一时间段以使效应子和样品相互作用。在一些实施方案中，将封装件温育一时间段以使效应子和样品反应。在一些实施方案中，该时间段是至少1毫秒、1秒、1分钟、至少10分钟、至少1小时、至少4小时或至少24小时。在一些实施方案中，该时间段是至多1分钟、至多10分钟、至多1小时、至多数小时或至多24小时。在一些实施方案中，在从支架释放效应子之后测量温育时间。

在一些实施方案中，该时间段由封装件行进通过微流体通道的停留时间控制。在一些实施方案中，停留时间由流量阀、微流体通道的几何学、微流体通道的长度、通过从微流体通道移除封装件或其组合来控制。

本文提供的方法和系统的效应子可以是任何类型的分子。在一些实施方案中，效应子是生化、化学或生物部分。在一些实施方案中，效应子是细胞、蛋白质、肽、小分子、小分子片段或核酸。效应子是能够与靶标相互作用的任何分子。术语“效应子”用于广泛地涵盖其对样品的效应正在被询问的任何部分。

在一些实施方案中，效应子具有实现与支架附接的柄部。柄部是反应性官能团，其可用于将效应子附接至支架上的附接位点。该柄部可以是能够形成键的任何官能团。柄部可以包括但不限于巯基、CLICK化学试剂、氨基、羧酸酯基或许多其他基团。

在一些实施方案中，效应子由单独的亚单元构成。可以使用各种化学反应将这些单独的亚单元连接起来以形成完整的效应子。在一些实施方案中，迭代化学过程用于产生效应子，类似于固相肽合成中使用的方法。类似的方法可用于创建非肽效应子，其中进行第一反应以连接两个亚单元，对连接的两个亚单元进行第二反应以激活连接的亚单元，然后附接第三亚单元，以此类推。可以采用任何类型的这种迭代化学合成方案来产生在本文提供的方法和系统中使用的效应子。

在一些实施方案中，效应子引发来自被询问的靶标的响应。引发的响应可以采取任何形式，并取决于被询问的样品。作为非限制性实例，当样品包含细胞时，响应可以是表达模式的变化、细胞凋亡、特定分子的表达或细胞形态变化。作为另一个非限制性实例，当样品包含蛋白质时，效应子可以抑制蛋白质活性、增强蛋白质活性、改变蛋白质折叠或测量蛋白质活性。

在一些实施方案中，效应子是蛋白质。在一些实施方案中，蛋白质可以是天然存在的或突变的蛋白质。在一些实施方案中，蛋白质是天然存在的蛋白质的片段。在一些实施方案中，蛋白质是抗体。在一些实施方案中，蛋白质是抗体片段。在一些实施方案中，蛋白质是酶。在一些实施方案中，蛋白质是重组蛋白质。在一些实施方案中，蛋白质是信号传导蛋白、酶、结合蛋白、抗体或抗体片段、结构蛋白、储存蛋白或转运蛋白，或其任何突变体

在一些实施方案中，效应子是肽。在一些实施方案中，效应子是非天然肽。在一些实施方案中，效应子是聚合物。在一些实施方案中，肽的长度为5个氨基酸至50个氨基酸。在一些实施方案中，肽的长度为5个氨基酸至10个氨基酸、5个氨基酸至15个氨基酸、5个氨基酸至20个氨基酸、5个氨基酸至30个氨基酸、5个氨基酸至50个氨基酸、10个氨基酸至15个氨基酸、10个氨基酸至20个氨基酸、10个氨基酸至30个氨基酸、10个氨基酸至50个氨基酸、15个氨基酸至20个氨基酸、15个氨基酸至30个氨基酸、15个氨基酸至50个氨基酸、20个氨基酸至30个氨基酸、20个氨基酸至50个氨基酸、或30个氨基酸至50个氨基酸。在一些实施方案中，肽的长度为5个氨基酸、10个氨基酸、15个氨基酸、20个氨基酸、30个氨基酸或50个氨基酸。在一些实施方案中，肽包含至少5个氨基酸、10个氨基酸、15个氨基酸、20个氨基酸或30个氨基酸。在一些实施方案中，肽包含至多10个氨基酸、15个氨基酸、20个氨基酸、30个氨基酸或50个氨基酸。在一些实施方案中，肽包含非天然氨基酸。在一些实施方案中，肽包含非肽区。在一些实施方案中，肽是环肽。在一些实施方案中，肽具有模拟蛋白质的二级结构。

在一些实施方案中，效应子是化合物。在一些实施方案中，化合物是有机分子。在一些实施方案中，化合物是无机分子。在一些实施方案中，用作效应子的化合物包含有机和无机原子。在一些实施方案中，化合物是药物样小分子。在一些实施方案中，化合物是有机化合物。在一些实施方案中，化合物包含一种或多种无机原子，例如一种或多种金属原子。在一些实施方案中，效应子是小分子。在一些实施方案中，效应子是大分子。

在一些实施方案中，化合物是通过将多个化学单体彼此连接而合成的完整化学品。在一些实施方案中，效应子是合成后负载至珠粒上的预合成化合物。

在一些实施方案中，所述化合物是小分子片段。小分子片段是尺寸小且分子量低的有机小分子。在一些实施方案中，小分子片段的分子量(MW)小于500道尔顿(Da)、小于400Da、小于300Da、小于200Da或小于100Da。

在一些实施方案中，效应子是效应核酸。在一些实施方案中，效应核酸的长度为5个核苷酸至50个核苷酸。在一些实施方案中，效应核酸的长度为5个核苷酸至10个核苷酸、5个核苷酸至15个核苷酸、5个核苷酸至20个核苷酸、5个核苷酸至30个核苷酸、5个核苷酸至50个核苷酸、10个核苷酸至15个核苷酸、10个核苷酸至20个核苷酸、10个核苷酸至30个核苷酸、10个核苷酸至50个核苷酸、15个核苷酸至20个核苷酸、15个核苷酸至30个核苷酸、15个核苷酸至50个核苷酸、20个核苷酸至30个核苷酸、20个核苷酸至50个核苷酸、或30个核苷酸至50个核苷酸。在一些实施方案中，效应核酸包含5个核苷酸、10个核苷酸、15个核苷酸、20个核苷酸、30个核苷酸或50个核苷酸。在一些实施方案中，效应核酸包含至少5个核苷酸、10个核苷酸、15个核苷酸、20个核苷酸或30个核苷酸。在一些实施方案中，效应核酸的长度为至多10个核苷酸、15个核苷酸、20个核苷酸、30个核苷酸或50个核苷酸。在一些实施方案中，效应核酸包含非天然核苷酸。在一些实施方案中，核酸是适体。在一些实施方案中，效应核酸包含DNA、RNA或其组合。

酶进化筛选

本文的方法和系统还可用于筛选具有各种活性的效应蛋白。在这些实施方案中，效应子是蛋白质。可以通过将编码用于表达蛋白质的质粒或其他核酸与支架连接来筛选蛋白质的各种突变变体。这方面所指的“编码(coding)”是指遗传密码，并且“编码(encoding)”是指阐明蛋白质结构的可替代的策略。在一些实例中，每个核酸具有特定突变蛋白独有的条形码，可以对其测序以揭示其中的突变，而无需对整个质粒或编码该蛋白的其他核酸进行全序列读取。因此，条形码作为其自身的编码来描绘蛋白质的结构和序列，而不依赖于完整的编码序列。在这方面，可以在基于封装件的测定中针对具有本文提供的组分的样品筛选突变蛋白质文库。

在非限制性实例中，封装含有编码目标蛋白的核酸的支架。然后可以使用表达系统，例如任何体外转录/翻译系统，在封装件中表达蛋白质。在一些实施方案中，可以将一种或多种检测试剂添加至封装件中，对于所述检测试剂，蛋白质可以表现出某种期望活性。在一些实例中，这些检测试剂可能在蛋白质表达期间存在或可能之后被添加。这些检测试剂可用于评估任何期望活性，包括蛋白质结合、酶活性，或检测试剂可能能够探测蛋白质结构。在一些实施方案中，每种检测试剂包含一种或多种化学化合物或分子，其与所表达的蛋白质(例如，目标酶)可以结合在一起。在一些实施方案中，提供了至少两种检测试剂，其各自包括分子探针，以便表达的蛋白质(例如，酶)可以将来自各自检测试剂的分子探针结合在一起。在一些实施方案中，提供至少两种检测试剂，其各自包含一种或多种化学化合物，以便表达的蛋白质(例如，酶)可以将来自各自检测试剂的一种或多种化学化合物结合在一起。在一些实施方案中，蛋白质与分子探针或化学化合物的结合导致产生信号。在一些实施方案中，蛋白质与分子探针或化学化合物的结合是导致产生信号的某种期望活性。

如果封装件中的蛋白质具有某种期望活性，则该活性可以导致产生信号。该信号可以是本文所述的任何信号。在一些实施方案中，信号是由于两种目标分子的连接而产生的荧光信号。在一些实施方案中，目标分子具有与它们附接的FRET配对，或与它们附接的荧光团/猝灭剂配对，或由于两个部分彼此接近而导致信号变化的任何其他类型的部分。在一些实施方案中，由于目标分子之间形成键，而使这两个部分彼此接近。然后可以检测到产生的信号，表明被筛选的蛋白质具有期望活性。然后可以基于可检测的信号(例如信号存在、不存在或水平)对封装件进行分选。在一些实施方案中，编码的效应子是蛋白质并且编码包括条形码化的核酸，其进一步编码蛋白质的表达。

本文提供了用于针对样品筛选核酸编码的蛋白质的方法。在一些实施方案中，该方法包括提供包含与支架附接的核酸编码的封装件，该核酸编码包含编码条形码和用于表达编码的效应蛋白的编码部分。在一些实施方案中，封装件还包括用于产生编码的蛋白质的表达系统。在一些实施方案中，编码的蛋白质在封装件内表达。在一些实施方案中，将检测试剂引入封装件中。在一些实施方案中，检测试剂在蛋白质表达期间存在于封装件中。在一些实施方案中，如果编码的蛋白质具有某种活性，则检测试剂在与编码的蛋白质相互作用时产生信号。在一些实施方案中，测量由于这种相互作用而产生的信号。在一些实施方案中，封装件基于信号的测量进行分选。在一些实施方案中，对核酸编码进行测序。在一些实施方案中，该核酸编码通过下一代测序进行测序。

包含用于表达所编码蛋白质的编码部分的核酸编码可以是实现表达发生的任何形式。在一些实施方案中，包含用于表达编码的效应蛋白的编码部分的核酸编码是线性核酸。在一些实施方案中，包含用于表达编码的效应蛋白的编码部分的核酸编码是质粒。在一些实施方案中，包含用于表达编码的效应蛋白的编码部分的核酸编码是单链的。在一些实施方案中，包含用于表达编码的效应蛋白的编码部分的核酸编码是双链的。

在一些实施方案中，包含用于表达编码的效应蛋白的编码部分的核酸编码包含条形码。在一些实施方案中，条形码充当编码的效应蛋白的编码。在一些实施方案中，条形码位于用于表达编码的效应蛋白的编码部分的上游。在一些实施方案中，条形码位于用于表达编码的效应蛋白的编码部分的下游。在一些实施方案中，包含用于表达编码的效应蛋白的编码部分的核酸编码还包含测序引物。在一些实施方案中，测序引物位于条形码的上游。在一些实施方案中，测序引物位于条形码下游。

在一些实施方案中，效应子是核酸编码的蛋白质。在一些实施方案中，相应的核酸编码包含用于表达所编码蛋白质的编码部分。在一些实施方案中，核酸编码的蛋白质是酶或其突变体。在一些实施方案中，正在筛选酶或其突变体的酶活性。

在一些实施方案中，酶活性是氧化、还原、连接、聚合、键断裂、键形成或异构化。在一些实施方案中，酶活性是共价键形成。在一些实施方案中，酶是氨基酸脱氢酶、天然胺脱氢酶、冠瘿氨基酸脱氢酶或亚胺还原酶。在一些实施方案中，酶活性是对映体特异性活性。在一些实施方案中，酶活性是立体特异性活性。

可以使用本文提供的方法和系统来探测或筛选各种蛋白质特征。在一些实施方案中，筛选的特定特征包括酶活性、结合能力、催化活性、物理性质、抑制活性或结构。在一些实施方案中，筛选的特定特征包括结合能力。在一些实施方案中，筛选的特定特征包括催化活性。在一些实施方案中，筛选的特定特征包括物理性质。在一些实施方案中，筛选的特定特征包括抑制活性。在一些实施方案中，筛选的特定特征包括二级、三级或四级结构。

在一些实施方案中，酶活性是在来自第一检测试剂和第二检测试剂的分子探针之间形成键的能力。在一些实施方案中，酶活性包括在来自第一检测试剂和第二检测试剂的分子探针之间形成键。在一些实施方案中，酶活性是在来自第一检测试剂和第二检测试剂的一种或多种化学化合物之间形成键的能力。在一些实施方案中，酶活性包括在来自第一检测试剂和第二检测试剂的一种或多种化学化合物之间形成键。在一些实施方案中，该键是共价键。在一些实施方案中，该键是不可逆的共价键。在一些实施方案中，当来自第一和第二检测试剂的分子结合在一起时，第一检测试剂和第二检测试剂表现出荧光信号。在一些实施方案中，与来自第一检测试剂和第二检测试剂的分子探针不结合在一起时相比，当来自第一和第二检测试剂的分子探针结合在一起时，第一检测试剂和第二检测试剂表现出改变的荧光信号。在一些实施方案中，当来自第一和第二检测试剂的一种或多种化学化合物结合在一起时，第一检测试剂和第二检测试剂表现出荧光信号。在一些实施方案中，与来自第一检测试剂和第二检测试剂的一种或多种化学化合物不结合在一起时相比，当来自第一和第二检测试剂的一种或多种化学化合物结合在一起时，第一检测试剂和第二检测试剂表现出改变的荧光信号。在一些实施方案中，荧光信号是由于荧光共振能量转移(FRET)、生物发光共振能量转移(BRET)、镧系元素螯合物激发时间分辨荧光共振能量转移(LANCE TR-FRET)或放大发光邻近均相测定。在一些实施方案中，第一和第二试剂是化学化合物。

在一些实施方案中，来自第一和第二检测试剂的分子探针包含FRET配对或荧光团/猝灭剂配对。在一些实施方案中，来自第一和第二检测试剂的分子探针包含独立地选自以下中的荧光团或淬灭剂：4-(4-二甲基氨基苯基偶氮)、5-((3-氨基乙基)氨基)-1-萘磺酸、5-((2-氨基乙基)氨基)-1-萘磺酸(EDANS)、4-(二甲基氨基偶氮)苯-4-羧酸(DABCYL)和异硫氰酸荧光素(FITC)或其衍生物。在一些实施方案中，FRET配对或荧光团/猝灭剂配对包含不同的荧光团。在一些实施方案中，FRET配对是相同荧光团的重复拷贝。

在一些实施方案中，来自第一和第二检测试剂的一种或多种化学化合物包含FRET配对或荧光团/猝灭剂配对。在一些实施方案中，来自第一和第二检测试剂的一种或多种化学化合物包含独立地选自以下中的荧光团或淬灭剂：4-(4-二甲基氨基苯基偶氮)、5-((3-氨基乙基)氨基)-1-萘磺酸、5-((2-氨基乙基)氨基)-1-萘磺酸(EDANS)、4-(二甲基氨基偶氮)苯-4-羧酸(DABCYL)和异硫氰酸荧光素(FITC)或其衍生物。在一些实施方案中，FRET配对或荧光团/猝灭剂配对包含不同的荧光团。在一些实施方案中，FRET配对是相同荧光团的重复拷贝。

在一些实施方案中，形成键的能力是亚胺还原。在一些实施方案中，亚胺还原具有对映体特异性。在一些实施方案中，亚胺还原是立体特异性的。在一些实施方案中，亚胺还原有利于在与还原的亚胺键相邻的取代碳处的S-对映异构体。在一些实施方案中，亚胺还原有利于在与还原的亚胺键相邻的取代碳处的R-对映异构体。在一些实施方案中，亚胺还原是分子内反应。在一些实施方案中，亚胺还原具有非对映体特异性。

在一些实施方案中，针对样品筛选核酸编码的蛋白质文库。在一些实施方案中，该方法包括对核酸编码的蛋白质文库进行任何所述筛选，其中核酸编码的蛋白质文库包含该核酸编码的蛋白质的多种不同突变体形式。在一些实施方案中，核酸编码的蛋白质的每种突变体形式由独特的条形码编码。

本文提供的方法和系统有时包括向封装件添加检测试剂。在一些实施方案中，检测试剂通过皮量级注射而添加。在一些实施方案中，检测试剂通过液滴合并而添加。在一些实施方案中，在检测到信号之前添加检测试剂。在一些实施方案中，在检测到信号之后添加检测试剂。在一些实施方案中，检测试剂促进信号的检测。

在一些实施方案中，封装件还包含报告酶。在一些实施方案中，报告酶与另一种试剂反应以产生功能读数。在一些实施方案中，第一和第二分子探针之间的键产生抑制报告酶的新分子。

附加试剂也可用于将条形码添加至样品的核酸或编码中。在一些实施方案中，附加试剂将核酸条形码添加至封装件的一种或多种内容物。在一些实施方案中，核酸条形码被添加至编码中。在一些实施方案中，核酸条形码被添加至来自样品的核酸中。

效应子的编码

本文提供的效应子可以与编码连接。在一些实施方案中，效应子与编码连接。在一些情况下，编码使用户可通过确定编码的特性来确定效应子的结构。因此，每个编码部分具有可测量的特性，当测量时，该特性可用于确定被编码的效应子的结构。

在一些实施方案中，编码是核酸。在一些实施方案中，核酸序列提供关于效应子结构的信息。在一些实施方案中，编码包括核酸条形码。在一些实施方案中，条形码是特定效应子独有的。在一些实施方案中，编码包括测序引物。在一些实施方案中，对核酸编码的测序使用户可确定相应效应子的结构。

在一些实施方案中，编码是DNA。在一些实施方案中，编码是双链DNA。在一些实施方案中，编码是单链DNA。在一些实施方案中，编码是RNA。在一些实施方案中，编码是单链RNA。在一些实施方案中，编码是双链RNA。

在一些实施方案中，编码核酸包含至少20个核苷酸、至少40个核苷酸、至少60个核苷酸、至少80个核苷酸、至少100个核苷酸、至少200个核苷酸或至少500个核苷酸。在一些实施方案中，编码核酸的长度包含20个核苷酸至100个核苷酸。在一些实施方案中，编码核酸的长度为20个核苷酸至40个核苷酸、20个核苷酸至60个核苷酸、20个核苷酸至80个核苷酸、20个核苷酸至100个核苷酸、40个核苷酸至60个核苷酸、40个核苷酸至80个核苷酸、40个核苷酸至100个核苷酸、60个核苷酸至80个核苷酸、60个核苷酸至100个核苷酸、或80个核苷酸至100个核苷酸。在一些实施方案中，编码核酸包含约20个核苷酸、约40个核苷酸、约60个核苷酸、约80个核苷酸或约100个核苷酸。在一些实施方案中，编码核酸包含至少20个核苷酸、40个核苷酸、60个核苷酸或80个核苷酸。在一些实施方案中，编码核酸的长度为至多40个核苷酸、60个核苷酸、80个核苷酸或100个核苷酸。

在一些实施方案中，编码由编码相应效应子亚单元的单独的亚单元构成。因此，整个编码可以指定哪些单独的亚单元已被连接或组合以形成效应子。在一些实施方案中，每个亚单元可以包含多达5、10、15、20、25、30、40、50或更多个单独的核苷酸。完整的编码序列可以包含任何数量的这些单独的亚单元。在一些实施方案中，完整编码序列包含1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或更多个编码亚单元。这些编码亚单元可以使用许多已知方法而连接在一起，包括酶促连接、无模板合成、模板化聚合酶延伸、化学连接、重组或固相核酸合成技术。

在一些实施方案中，编码是分子量条形码。在一些实施方案中，分子量条形码的分子量为至少1,000、至少5,000、至少10,000或至少15,000道尔顿。在一些实施方案中，分子量条形码是肽。在一些实施方案中，分子量条形码肽包含5个氨基酸至10个氨基酸、5个氨基酸至15个氨基酸、5个氨基酸至20个氨基酸、5个氨基酸至30个氨基酸、5个氨基酸至50个氨基酸、10个氨基酸至15个氨基酸、10个氨基酸至20个氨基酸、10个氨基酸至30个氨基酸、10个氨基酸至50个氨基酸、15个氨基酸至20个氨基酸、15个氨基酸至30个氨基酸、15个氨基酸至50个氨基酸、20个氨基酸至30个氨基酸、20个氨基酸至50个氨基酸、或30个氨基酸至50个氨基酸。在一些实施方案中，分子量条形码肽包含5个氨基酸、10个氨基酸、15个氨基酸、20个氨基酸、30个氨基酸或50个氨基酸。在一些实施方案中，分子量条形码肽包含至少5个氨基酸、10个氨基酸、15个氨基酸、20个氨基酸或30个氨基酸。在一些实施方案中，肽包含至多10个氨基酸、15个氨基酸、20个氨基酸、30个氨基酸或50个氨基酸。在一些实施方案中，分子量条形码肽包含非天然氨基酸。

在一些实施方案中，编码被负载至支架上。在一些实施方案中，支架包含高负载的编码。在一些实施方案中，支架包含约1,000,000个拷贝至约50,000,000个拷贝的编码。在一些实施方案中，支架包含约1,000,000个拷贝至约2,000,000个拷贝、约1,000,000个拷贝至约5,000,000个拷贝、约1,000,000个拷贝至约10,000,000个拷贝、约1,000,000个拷贝至约15,000,000个拷贝、约1,000,000个拷贝至约20,000,000个拷贝、约1,000,000个拷贝至约50,000,000个拷贝、约2,000,000个拷贝至约5,000,000个拷贝、约2,000,000个拷贝至约10,000,000个拷贝、约2,000,000个拷贝至约15,000,000个拷贝、约2,000,000个拷贝至约20,000,000个拷贝、约2,000,000个拷贝至约50,000,000个拷贝、约5,000,000个拷贝至约10,000,000个拷贝、约5,000,000个拷贝至约15,000,000个拷贝、约5,000,000个拷贝至约20,000,000个拷贝、约5,000,000个拷贝至约50,000,000个拷贝、约10,000,000个拷贝至约15,000,000个拷贝、约10,000,000个拷贝至约20,000,000个拷贝、约10,000,000个拷贝至约50,000,000个拷贝、约15,000,000个拷贝至约20,000,000个拷贝、约15,000,000个拷贝至约50,000,000个拷贝、或约20,000,000个拷贝至约50,000,000个拷贝的编码。在一些实施方案中，支架包含约1,000,000个拷贝、约2,000,000个拷贝、约5,000,000个拷贝、约10,000,000个拷贝、约15,000,000个拷贝、约20,000,000个拷贝或约50,000,000个拷贝的编码。在一些实施方案中，支架包含至少约1,000,000个拷贝、约2,000,000个拷贝、约5,000,000个拷贝、约10,000,000个拷贝、约15,000,000个拷贝或约20,000,000个拷贝。在一些实施方案中，支架包含至多约2,000,000个拷贝、约5,000,000个拷贝、约10,000,000个拷贝、约15,000,000个拷贝、约20,000,000个拷贝或约50,000,000个拷贝的编码。

在一些实施方案中，编码是包含条形码序列的核酸。在一些实施方案中，编码包含DNA条形码。在一些实施方案中，每个珠粒有至少1个DNA条形码，每个珠粒有DNA条形码的至少10个拷贝，每个珠粒有DNA条形码的至少100个拷贝、至少1,000个拷贝、至少100,000个拷贝、至少100万个拷贝、或至少1000万个拷贝。在一些实施方案中，支架包含每个珠粒DNA条形码的至少1000万个拷贝。

在一些实施方案中，DNA条形码用于识别支架。在一些实例中，支架是珠粒。在一些实例中，识别珠粒仅需要1000万个DNA条形码中的1个DNA条形码。在一些实例中，识别珠粒仅需要1000万个DNA条形码中的5个DNA条形码、10个DNA条形码、20个DNA条形码、50个DNA条形码、100个DNA条形码、1000个DNA条形码、10,000个DNA条形码、100,000个DNA条形码或100万个DNA条形码。

样品

任何类型的样品均可以与本文提供的方法和系统一起使用。在一些实施方案中，样品是生物样品。在一些实施方案中，样品包含一个或多个细胞、一种或多种蛋白质、一种或多种酶、一种或多种核酸、一种或多种细胞溶解物、或一种或多种组织提取物。

在一些实施方案中，样品是细胞。在一些实施方案中，细胞是真核细胞。在一些实施方案中，细胞是原核细胞。在一些实施方案中，细胞是哺乳动物细胞。在一些实施方案中，细胞是细菌细胞。在一些实施方案中，细胞是人细胞。在一些实施方案中，细胞是癌细胞。在一些实施方案中，细胞是SH-SY5Y，人神经母细胞瘤；Hep G2，人类高加索人肝细胞癌；293(也称为HEK 293)，人胚胎肾；RAW 264.7，小鼠单核巨噬细胞；HeLa，人宫颈上皮样癌；MRC-5(PD 19)，人胎肺；A2780，人卵巢癌；CACO-2，人类高加索人结肠腺癌；THP 1，人单核细胞白血病；A549，人类高加索人肺癌；MRC-5(PD 30)，人胎肺；MCF7，人类高加索人乳腺癌；SNL76/7，小鼠SIM品系胚胎成纤维细胞；C2C12，小鼠C3H肌成肌细胞；Jurkat E6.1，人白血病T细胞淋巴母细胞；U937，人类高加索人组织细胞淋巴瘤；L929，小鼠C3H/结缔组织；3T3 L1，小鼠胚胎；HL60，人类高加索人早幼粒细胞白血病；PC-12，大鼠肾上腺嗜铬细胞瘤；HT29，人类高加索人结肠腺癌；OE33，人类高加索人食管癌；OE19，人类高加索人食管癌；NIH 3T3，小鼠Swiss NIH胚胎；MDA-MB-231，人类高加索人乳腺癌；K562，人类高加索人慢性粒细胞白血病；U-87MG，人胶质母细胞瘤星形细胞瘤；MRC-5(PD 25)，人胎肺；A2780cis，人卵巢癌；B9，小鼠B细胞杂交瘤；CHO-K1，仓鼠中国卵巢；MDCK，犬可卡犬肾；1321N1，人脑星形细胞瘤；A431，人鳞状细胞癌；ATDC5，小鼠129畸胎癌AT805衍生；RCC4 PLUS VECTOR ALONE，肾细胞癌细胞系RCC4，用空表达载体pcDNA3稳定转染，赋予新霉素抗性；HUVEC(S200-05n)，人预筛选的脐静脉内皮细胞(HUVEC)；新生儿；Vero，猴非洲绿肾；RCC4 PLUS VHL，pcDNA3-VHL稳定转染的肾细胞癌细胞系RCC4；Fao，大鼠肝癌；J774A.1，小鼠BALB/c单核巨噬细胞；MC3T3-E1，小鼠C57BL/6颅盖；J774.2，小鼠BALB/c单核巨噬细胞；PNT1A，人青春期后前列腺正常，用SV40永生化；U-2OS，人骨肉瘤；HCT 116，人结肠癌；MA104，猴非洲绿肾；BEAS-2B，人支气管上皮，正常；NB2-11，大鼠淋巴瘤；BHK 21(克隆13)，仓鼠叙利亚肾；NS0，小鼠骨髓瘤；Neuro 2a，小鼠白化神经母细胞瘤；SP2/0-Ag14，小鼠x小鼠骨髓瘤，非生育；T47D，人乳腺肿瘤；1301，人T细胞白血病；MDCK-II，犬可卡犬肾；PNT2，人前列腺正常，用SV40永生化；PC-3，人类高加索人前列腺腺癌；TF1，人红白血病；COS-7，猴非洲绿肾，SV40转化；MDCK，犬可卡犬肾；HUVEC(200-05n)，人脐静脉内皮细胞(HUVEC)；新生儿；NCI-H322，人类高加索人支气管肺泡癌；SK.N.SH，人类高加索神经母细胞瘤；LNCaP.FGC，人类高加索人前列腺癌；OE21，人类高加索人食管鳞状细胞癌；PSN1，人胰腺癌；ISHIKAWA，人类亚洲人子宫内膜腺癌；MFE-280，人类高加索人子宫内膜腺癌；MG-63，人骨肉瘤；RK 13，兔肾，BVDV阴性；EoL-1细胞，人嗜酸性粒细胞白血病；VCaP，人前列腺癌转移；tsA201，人胚胎肾，SV40转化；CHO，仓鼠中国卵巢；HT 1080，人纤维肉瘤；PANC-1，人类高加索胰腺；Saos-2，人原发性成骨肉瘤；成纤维细胞生长培养基(116K-500)，成纤维细胞生长培养基试剂盒；ND7/23，小鼠神经母细胞瘤x大鼠神经元杂交体；SK-OV-3，人类高加索人卵巢腺癌；COV434，人卵巢颗粒瘤；Hep 3B，人肝细胞癌；Vero(WHO)，猴非洲绿肾；Nthy-ori 3-1，人甲状腺滤泡上皮；U373 MG(乌普萨拉)，人胶质母细胞瘤星形细胞瘤；A375，人恶性黑色素瘤；AGS，人类高加索人胃腺癌；CAKI 2，人类高加索人肾癌；COLO 205，人类高加索人结肠腺癌；COR-L23，人类高加索人肺大细胞癌；IMR 32，人类高加索人神经母细胞瘤；QT 35，鹌鹑日本纤维肉瘤；WI 38，人类高加索人胎肺；HMVII，人阴道恶性黑色素瘤；HT55，人结肠癌；TK6，人淋巴母细胞，胸苷激酶杂合子；SP2/0-AG14(AC-FREE)，小鼠x小鼠杂交瘤非分泌，无血清，无动物组分(AC)；AR42J，或大鼠外分泌胰腺肿瘤，或其任何组合

在一些实施方案中，样品是蛋白。在一些实施方案中，样品是重组蛋白。在一些实施方案中，样品是突变蛋白。在一些实施方案中，样品是酶。在一些实施方案中，样品是突变酶。在一些实施方案中，酶是蛋白酶、水解酶、激酶、重组酶、还原酶、脱氢酶、异构酶、合成酶、氧化还原酶、转移酶、裂合酶、连接酶或其任何突变体。

在一些实施方案中，样品是单个细胞。在一些实施方案中，样品是2个或更多个细胞。在一些实施方案中，样品是至少2个、至少3个、至少4个、至少5个、至少10个、至少100个、至少1000个或至少10000个细胞。

在一些实施方案中，细胞包含转染的核酸。在一些实施方案中，细胞包含稳定整合的核酸。

离子通道筛选

在一些实施方案中，细胞包含离子通道。在一些实施方案中，离子通道是细胞内源的。在一些实施方案中，离子通道是细胞非内源的。在一些实施方案中，离子通道是突变离子通道。在一些实施方案中，离子通道包含突变。在一些实施方案中，突变使离子通道对光刺激敏感。在一些实施方案中，光刺激是电磁辐射刺激。在一些实施方案中，光刺激是可见光刺激。

在一些实施方案中，该方法包括刺激离子通道。刺激离子通道可以包括激活或灭活离子通道。在一些实施方案中，离子通道通过电刺激、光刺激或化学刺激来刺激。在一些实施方案中，刺激是电刺激。在一些实施方案中，电刺激包括将电场递送至离子通道。在一些实施方案中，电刺激由电极进行。在一些实施方案中，电刺激由微流体装置上的电极进行。在一些实施方案中，电极在微流体装置的流动路径内。在一些实施方案中，电极在封装件的流动路径内。在一些实施方案中，电极在微流体装置的流动路径之外。在一些实施方案中，电极在封装件的流动路径之外。

在一些实施方案中，本文提供了用于筛选离子通道调节剂的方法。在一些实施方案中，离子通道调节剂是抑制剂。在一些实施方案中，离子通道调节剂是激动剂。在一些实施方案中，该方法包括提供封装件。在一些实施方案中，封装件包括表达离子通道蛋白的细胞。在一些实施方案中，封装件包括电压传感器探针组。在一些实施方案中，封装件包括编码的效应子及其相应编码。在一些实施方案中，封装件包括表达离子通道蛋白的细胞、电压传感器探针组和编码的效应子及其相应编码。在一些实施方案中，该方法包括刺激细胞的离子通道。在一些实施方案中，该方法包括检测来自该电压传感器探针组的至少一个成员的信号。在一些实施方案中，该方法包括对封装件进行分选。在一些实施方案中，该方法包括基于信号的存在、不存在、水平或变化对封装件进行分选。在一些实施方案中，该方法包括测量编码的特性以确定效应子的识别性。在一些实施方案中，编码是核酸并且为确定效应子的识别性而测量的特性是编码的核酸序列。

离子通道蛋白可以是任何此类蛋白。在一些实施方案中，离子通道蛋白包含钠、钙、氯、质子或钾离子通道蛋白。在一些实施方案中，离子通道蛋白包括钠离子通道蛋白。在一些实施方案中，离子通道蛋白包括钾离子通道蛋白。在一些实施方案中，离子通道蛋白包括钙离子通道蛋白。在一些实施方案中，离子通道蛋白包含氯离子通道蛋白。在一些实施方案中，离子通道蛋白包括质子离子通道蛋白。

在一些实施方案中，离子通道蛋白包含电压门控离子通道蛋白。可以使用任何电压门控离子通道蛋白。在一些实施方案中，电压门控离子通道蛋白包含钠、钙、氯、质子或钾电压门控离子通道蛋白。在一些实施方案中，电压门控离子通道蛋白包含电压门控钙离子通道蛋白。在一些实施方案中，电压门控离子通道蛋白包含电压门控钠离子通道蛋白。在一些实施方案中，电压门控离子通道蛋白包含电压门控钾离子通道蛋白。在一些实施方案中，电压门控离子通道蛋白包含电压门控氯离子通道蛋白。在一些实施方案中，电压门控离子通道蛋白包含电压门控质子离子通道蛋白。

在一些实施方案中，离子通道蛋白是细胞内源的。在一些实施方案中，离子通道蛋白是外源离子通道蛋白。在一些实施方案中，离子通道蛋白通过载体而掺入细胞中。在一些实施方案中，离子通道蛋白通过添加载体而在细胞中稳定表达。在一些实施方案中，将编码离子通道蛋白的基因瞬时转染到细胞中。在一些实施方案中，将编码离子通道的基因稳定掺入细胞中。在一些实施方案中，离子通道蛋白是过度表达的。

在一些实施方案中，电压门控离子通道蛋白包括电压门控钙通道蛋白(VGCC)。可以使用任何VGCC或其任何突变体、片段或缀合物。在一些实施方案中，VGCC包括L型钙通道(例如Ca

在一些实施方案中，离子通道蛋白包括电压门控钠通道蛋白(Na

在一些实施方案中，离子通道蛋白包括电压门控钾通道蛋白(VGKC)或其任何突变体、片段或缀合物。可以使用任何VGKC蛋白。VGKC蛋白可以具有任何α亚单元。在一些实施方案中，VGKC包括延迟整流钾通道(例如K

在一些实施方案中，离子通道蛋白包含电压门控氯离子通道蛋白。可以使用任何电压门控氯离子通道蛋白。在一些实施方案中，电压门控氯离子通道蛋白来自CLCN家族(例如CLCN1、CLCN2、CLCN3、CLCN4、CLCN5、CLCN6、CLCN7、CLCNKA、CLCNKB)。在一些实施方案中，电压门控氯离子通道蛋白来自上皮氯离子通道家族(例如CLCA1、CLCA2、CLCA3或CLCA4)。在一些实施方案中，电压门控氯离子通道蛋白来自氯离子细胞内通道(CLIC)家族(例如CLIC1、CLIC2、CLIC3、CLIC4、CLIC5或CLIC6)。

在一些实施方案中，离子通道蛋白包括电压门控质子通道。可以使用任何电压门控质子通道蛋白。在一些实施方案中，电压门控质子通道包括电压门控氢通道1蛋白。

在一些实施方案中，离子通道蛋白包括通道视紫红质或其任何突变体、片段或缀合物。在一些实施方案中，其中通道视紫红质是ChrimsonR或其任何突变体、片段或缀合物。在一些实施方案中，通道视紫红质是包含K176R突变、S267M突变、Y268F突变、Y261F突变或其任何组合的ChrimsonR突变体。

该电压传感器探针组可以包括任何合适的探针。在一些实施方案中，该电压传感器探针组包括FRET配对。在一些实施方案中，该电压传感器探针组包括电压敏感性氧杂菁(oxonol)、荧光香豆素或两者。在一些实施方案中，该电压传感器探针组包括电压敏感性氧杂菁。在一些实施方案中，该电压传感器探针组包含荧光香豆素。在一些实施方案中，该电压传感器探针组包含DiSBAC化合物、香豆素磷脂或其任何组合或衍生物。在一些实施方案中，该电压传感器探针组包括DiSBAC化合物。在一些实施方案中，该电压传感器探针组包括香豆素磷脂。该电压传感器组包括DiSBAC

封装件还可以包含电压测定背景抑制化合物。在一些实施方案中，电压测定背景抑制化合物包含VABSC-1。

在一些实施方案中，刺激是光刺激。在一些实施方案中，光刺激是电磁辐射。在一些实施方案中，光刺激是可见光。在一些实施方案中，光刺激是UV、VIS或近红外辐射。在一些实施方案中，光刺激是UV辐射。在一些实施方案中，光刺激是可见光。在一些实施方案中，光刺激是近红外辐射。

在一些实施方案中，用于光刺激的光的波长为约660nm。在一些实施方案中，用于光刺激的光的波长为约100nm至约1,000nm。在一些实施方案中，用于光刺激的光的波长为约100nm至约200nm、约100nm至约400nm、约100nm至约450nm、约100nm至约500nm、约100nm至约550nm、约100nm至约600nm、约100nm至约650nm、约100nm至约700nm、约100nm至约750nm、约100nm至约800nm、约100nm至约1,000nm、约200nm至约400nm、约200nm至约450nm、约200nm至约500nm、约200nm至约550nm、约200nm至约600nm、约200nm至约650nm、约200nm至约700nm、约200nm至约750nm、约200nm至约800nm、约200nm至约1,000nm、约400nm至约450nm、约400nm至约500nm、约400nm至约550nm、约400nm至约600nm、约400nm至约650nm、约400nm至约700nm、约400nm至约750nm、约400nm至约800nm、约400nm至约1,000nm、约450nm至约500nm、约450nm至约550nm、约450nm至约600nm、约450nm至约650nm、约450nm至约700nm、约450nm至约750nm、约450nm至约800nm、约450nm至约1,000nm、约500nm至约550nm、约500nm至约600nm、约500nm至约650nm、约500nm至约700nm、约500nm至约750nm、约500nm至约800nm、约500nm至约1,000nm、约550nm至约600nm、约550nm至约650nm、约550nm至约700nm、约550nm至约750nm、约550nm至约800nm、约550nm至约1,000nm、约600nm至约650nm、约600nm至约700nm、约600nm至约750nm、约600nm至约800nm、约600nm至约1,000nm、约650nm至约700nm、约650nm至约750nm、约650nm至约800nm、约650nm至约1,000nm、约700nm至约750nm、约700nm至约800nm、约700nm至约1,000nm、约750nm至约800nm、约750nm至约1,000nm、或约800nm至约1,000nm。在一些实施方案中，用于光刺激的光的波长为约100nm、约200nm、约400nm、约450nm、约500nm、约550nm、约600nm、约650nm、约700nm、约750nm、约800nm、或约1,000nm。在一些实施方案中，用于光刺激的光的波长为至少约100nm、约200nm、约400nm、约450nm、约500nm、约550nm、约600nm、约650nm、约700nm、约750nm、或约800nm。在一些实施方案中，用于光刺激的光的波长为至多约200nm、约400nm、约450nm、约500nm、约550nm、约600nm、约650nm、约700nm、约750nm、约800nm、或约1,000nm。

在一些实施方案中，用于光刺激的光强度为约500mJ/s/cm

在一些实施方案中，光刺激的频率为约10Hz。在一些实施方案中，光刺激的频率为约1Hz至约100Hz。在一些实施方案中，光刺激的频率为约1Hz至约2Hz、约1Hz至约5Hz、约1Hz至约10Hz、约1Hz至约20Hz、约1Hz至约50Hz、约1Hz至约100Hz、约2Hz至约5Hz、约2Hz至约10Hz、约2Hz至约20Hz、约2Hz至约50Hz、约2Hz至约100Hz、约5Hz至约10Hz、约5Hz至约20Hz、约5Hz至约50Hz、约5Hz至约100Hz、约10Hz至约20Hz、约10Hz至约50Hz、约10Hz至约100Hz、约20Hz至约50Hz、约20Hz至约100Hz、或约50Hz至约100Hz。在一些实施方案中，光刺激的频率为约1Hz、约2Hz、约5Hz、约10Hz、约20Hz、约50Hz或约100Hz。在一些实施方案中，光刺激的频率为至少约1Hz、约2Hz、约5Hz、约10Hz、约20Hz或约50Hz。在一些实施方案中，光刺激的频率为至多约2Hz、约5Hz、约10Hz、约20Hz、约50Hz、约100Hz、约150Hz或约200Hz。

在一些实施方案中，刺激是化学刺激。在一些实施方案中，化学刺激包括使离子通道与毒素接触。在一些实施方案中，毒素是离子通道毒素。在一些实施方案中，通过皮量级注射将毒素添加至封装件中。在一些实施方案中，通过有条件的皮量级注射将毒素添加至封装件中。在一些实施方案中，化学刺激包括使离子通道与离子通道毒素接触。在一些实施方案中，离子通道毒素包括藜芦定、OD-1或另一种离子通道毒素，或它们的任何组合。在一些实施方案中，离子通道毒素包括藜芦定。在一些实施方案中，离子通道毒素包括OD-1。

在一些实施方案中，离子通道毒素通过皮量级注射、液滴融合或通过包含封装件的微流体装置的预先布置的结构而添加至封装件中。在一些实施方案中，离子通道毒素通过皮量级注射而添加至封装件中。在一些实施方案中，离子通道毒素通过液滴融合而添加至封装件中。在一些实施方案中，离子通道毒素通过包含封装件的微流体装置的预先布置的结构而添加至封装件中。

离子通道可以通过电刺激来刺激。在一些实施方案中，刺激离子通道由至少一个电极进行。在一些实施方案中，至少一个电极在封装件的流动路径中。在一些实施方案中，至少一个电极在封装件的流动路径之外。在一些实施方案中，通过非接触式电极进行电刺激以产生电场、介电电泳力或嵌入的金属接触式电极。在一些实施方案中，电刺激由非接触式电极进行以产生电场。在一些实施方案中，电刺激通过介电电泳力进行。在一些实施方案中，电刺激由嵌入式金属接触式电极进行。

在一些实施方案中，电刺激由包含封装件的微流体装置的几何学决定。在一些实施方案中，电刺激的频率为约10Hz。在一些实施方案中，电刺激的频率为约1Hz至约100Hz。在一些实施方案中，电刺激的频率为约1Hz至约2Hz、约1Hz至约5Hz、约1Hz至约10Hz、约1Hz至约20Hz、约1Hz至约50Hz、约1Hz至约100Hz、约2Hz至约5Hz、约2Hz至约10Hz、约2Hz至约20Hz、约2Hz至约50Hz、约2Hz至约100Hz、约5Hz至约10Hz、约5Hz至约20Hz、约5Hz至约50Hz、约5Hz至约100Hz、约10Hz至约20Hz、约10Hz至约50Hz、约10Hz至约100Hz、约20Hz至约50Hz、约20Hz至约100Hz、或约50Hz至约100Hz。在一些实施方案中，电刺激的频率为约1Hz、约2Hz、约5Hz、约10Hz、约20Hz、约50Hz或约100Hz。在一些实施方案中，电刺激的频率为至少约1Hz、约2Hz、约5Hz、约10Hz、约20Hz或约50Hz。在一些实施方案中，电刺激的频率为至多约2Hz、约5Hz、约10Hz、约20Hz、约50Hz、约100Hz、约150Hz或约200Hz。

离子通道的刺激可以进行多次，或仅进行单次。在一些实施方案中，细胞的离子通道被刺激约1次至约20次。在一些实施方案中，细胞的离子通道被刺激约1次至约2次、约1次至约3次、约1次至约5次、约1次至约7次、约1次至约10次、约1次至约20次、约2次至约3次、约2次至约5次、约2次至约7次、约2次至约10次、约2次至约20次、约3次至约5次、约3次至约7次、约3次至约10次、约3次至约20次、约5次至约7次、约5次至约10次、约5次至约20次、约7次至约10次、约7次至约20次、或约10次至约20次。在一些实施方案中，细胞的离子通道被刺激约1次、约2次、约3次、约5次、约7次、约10次或约20次。在一些实施方案中，细胞的离子通道被刺激至少约1次、约2次、约3次、约5次、约7次或约10次。在一些实施方案中，细胞的离子通道被刺激至多约2次、约3次、约5次、约7次、约10次或约20次。在一些实施方案中，离子通道被刺激单次。在通过添加离子通道毒素或其他离子通道抑制剂发生刺激的实施方案中，离子通道毒素仅需要在单个步骤中添加。

在一些实施方案中，本文提供了用于刺激离子通道的方法。在一些实施方案中，该方法包括在封装件中提供细胞。在一些实施方案中，该方法包括通过电刺激、光刺激或化学刺激来刺激细胞的离子通道。在一些实施方案中，该方法包括通过捕获封装件中细胞的图像来检测来自细胞的信号。

在一些实施方案中，该方法包括检测来自该电压传感器探针组的至少一个成员的信号。在一些实施方案中，信号是电磁辐射。在一些实施方案中，电磁辐射是发光或荧光。在一些实施方案中，电磁辐射是荧光。在一些实施方案中，电磁辐射是由于FRET相互作用而发射的。在一些实施方案中，与没有编码的效应子的相同封装件相比，信号是电磁辐射的增加、减少或变化。在一些实施方案中，与刺激离子通道之前的封装件相比，信号是电磁辐射的增加、减少或变化。

在一些实施方案中，该方法包括基于信号的存在、不存在、水平或变化对封装件进行分选的步骤。在一些实施方案中，该方法还包括测量编码的特性以确定效应子的识别性。

在一些实施方案中，样品是蛋白。在一些实施方案中，样品是重组蛋白。在一些实施方案中，样品是突变蛋白。在一些实施方案中，样品是酶。在一些实施方案中，样品是突变酶。在一些实施方案中，酶是蛋白酶、水解酶、激酶、重组酶、还原酶、脱氢酶、异构酶、合成酶、氧化还原酶、转移酶、裂合酶、连接酶或其任何突变体。

样品还可以包含编码靶蛋白表达和靶蛋白本身的核酸。这些样品核酸可以被条形码化。核酸上条形码的存在可以实现条形码转移至效应子的核酸编码，其与靶蛋白和编码靶蛋白表达的核酸共同封装。这继而实现确定哪些效应子组合被封装在一起并对靶蛋白产生协同效应。此类方法可用于进行基于片段的筛选，以识别进一步药物发现中的目标先导分子。

基于片段的筛选和酶进化方法

在一些实施方案中，样品是靶蛋白和编码靶蛋白表达的核酸。在一些实施方案中，编码靶蛋白表达的核酸还包含条形码区。在一些实施方案中，编码靶蛋白表达的核酸与支架结合。在一些实施方案中，来自编码靶蛋白的核酸的条形码可以转移至效应子的核酸编码。在一些实施方案中，样品靶蛋白和编码靶蛋白表达的核酸与体外转录/翻译系统共同封装。在一些实施方案中，体外转录/翻译系统用于扩增靶蛋白。

在一些实施方案中，将两种或更多种核酸编码的效应子及其相应核酸编码物引入包含靶蛋白和编码靶蛋白表达的核酸的封装件中。在一些实施方案中，将条形码转移至编码效应子的核酸。在一些实施方案中，将封装件温育一时间段以使得两种或更多种效应子与靶蛋白相互作用。在一些实施方案中，信号由两种或更多种效应子与靶蛋白的相互作用产生。在一些实施方案中，基于信号的测量对封装件进行分选。在一些实施方案中，对现在包含来自编码靶蛋白的核酸的条形码的核酸编码进行测序。在一些实施方案中，测序实现识别对靶蛋白具有效力的效应子的组合。

在一些实施方案中，由核酸编码的靶蛋白是信号传导蛋白、酶、结合蛋白、抗体或抗体片段、结构蛋白、储存蛋白或转运蛋白。在一些实施方案中，靶蛋白是酶。在一些实施方案中，靶蛋白是胰蛋白酶、巨噬细胞金属弹性蛋白酶12(MMP-12)、细胞外信号相关激酶1(ERK1)或细胞外信号调节激酶2(EKR2)。

在其中样品是靶蛋白和编码靶蛋白表达的核酸的实施方案中，核酸可以包含与编码效应子的核酸互补的序列。这种互补性可用于将条形码扩增至编码效应子的核酸上。在其中样品是靶蛋白和编码靶蛋白表达的核酸的实施方案中，核酸可以含有启动子序列。在一些实施方案中，启动子序列实现在条形码已转移后扩增核酸序列和/或编码效应子的核酸序列。

体外转录/翻译系统是可以从编码蛋白质的核酸表达蛋白质而不需要任何活组织或细胞的系统。在一些实施方案中，体外转录/翻译系统用于在封装件内表达靶蛋白。在一些实施方案中，体外转录/翻译系统用于在封装件内将靶蛋白表达至靶浓度。在一些实施方案中，体外转录/翻译系统用于在封装件内扩增靶蛋白。在一些实施方案中，体外转录/翻译系统用于在封装件内将靶蛋白扩增至期望浓度。

封装件

封装件可以是指在更大的系统内形成隔室。在优选的实施方案中，封装件是微流体通道内的液滴。在一些实施方案中，封装件是液滴、乳液、大孔、微孔、气泡或微流体约束。一旦形成封装件，封装件内部的任何部件均可以保留在封装件中直至封装件被破坏或损坏。在一些实施方案中，本文使用的封装件在至少4小时、至少12小时、至少1天、至少2天、至少3天或至少1周期间保持稳定。在一些实施方案中，封装件在待进行的筛选的持续时间内是稳定的，从而在封装件之间不发生试剂混合。

在一些实施方案中，封装件是液滴。在一些实施方案中，液滴的体积为至多1皮升、至多10皮升、至多100皮升、至多1纳升、至多10纳升、至多100纳升或至多1微升。在一些实施方案中，液滴的体积为至少1皮升、至少10皮升、至少100皮升、至少1纳升、至少10纳升、至少100纳升或至少1微升。在一些实施方案中，液滴为约200皮升至约10纳升。

在一些实施方案中，液滴是较大油体中的水性液滴。在一些实施方案中，液滴被置于油乳液中。在一些实施方案中，油包括硅油、氟硅油、烃油、矿物油、石蜡油、卤代油、氟烃油或其任何组合。在一些实施方案中，油包括硅油。在一些实施方案中，油包括氟硅油。在一些实施方案中，油包括烃油。在一些实施方案中，油包括矿物油。在一些实施方案中，油包括石蜡油。在一些实施方案中，油包括卤代油。在一些实施方案中，油包括氟烃油。

在其中存在多个封装件的实施方案中，每个单独的封装可以是任何尺寸。在一些实施方案中，每个封装件的尺寸大致相同。在一些实施方案中，每个封装件在多个封装件内的平均尺寸封装件的5％、10％、15％、20％或25％之内。在一些实施方案中，至少80％、85％、90％或95％的封装件在多个封装件内的平均尺寸封装件的约5％、10％、15％、20％或25％之内。

封装件可以通过任何方法形成。在一些实施方案中，通过使水流流入不混溶的运载流体中而形成封装件。在一些实施方案中，水流在微流体通道的接合部流入不混溶的运载流体中。在一些实施方案中，接合部是T形接合部。在一些实施方案中，接合部是两个垂直微流体通道的汇合处。接合部可以是任何数量的微流体通道的汇合处。接合部可以是任何角度。水流可以通过两个或更多个水流的上游接合部形成。在一些实施方案中，样品溶液和效应子溶液在水流接合部的上游与不混溶的运载流体汇合。

可以通过调节各种参数来控制液滴的尺寸。这些参数包括两个微流体通道的接合部的几何学、两个流的流速、所用油的类型、表面活性剂的存在、施加至流动流上的压力或其任何组合。

在一些实施方案中，封装件中存在单个编码的效应子。在一些实施方案中，封装件中存在包含编码的效应子及其编码的单个支架。在一些实施方案中，封装件中存在多个支架，每个支架包含不同的编码的效应子及其各自编码。

在一些实施方案中，封装件包括生物样品。在一些实施方案中，封装件包括单个细胞。在一些实施方案中，封装件包括一个或多个细胞。在一些实施方案中，封装件包括核酸。在一些实施方案中，封装件包括蛋白质。在一些实施方案中，封装件包括。

本文提供的方法和系统可以包括分选步骤。分选步骤可以以各种方式完成。从未命中效应子中分选“命中”效应子的一种方式是在空间上将命中与未命中物理分离。这可以以各种方式实现。在一些实施方案中，对封装件进行分选包括将封装件提供通过微流体通道。在一些实施方案中，微流体通道配备有检测器。在一些实施方案中，如果满足“命中”标准，则将“命中”效应子置于一个收集器皿中，并且将“未命中”效应子置于另一个收集器皿中。如本文所述，在一些实施方案中，此类“命中”效应子基于存在或不存在由与效应子(或另一组分)和样品、试剂或其组合的相互作用产生的信号进行分选。在一些实施方案中，分选是基于检测到的信号水平。在一些实施方案中，分选是基于存在检测到的信号。在一些实施方案中，分选是基于不存在信号。

在一些实施方案中，通过基于活性的筛选来完成对液滴的分选。基于活性的分选是通过基于检测液滴通过微流体芯片上的检测区时发出的响应进行分选的能力来完成的。例如，某些小分子抑制特定的酶，其可以通过检测该抑制的基于活性的测定来筛选。因此，分选是基于酶的“活性”，从而筛选出在功能上抑制该酶而不是简单地与该酶结合的小分子。这是更相关的筛选，并且更类似于活性筛选的传统HTS筛选。

在一些实施方案中，对封装件进行分选包括如果信号处于或高于预定阈值，则将封装件(例如，液滴)置于第一收集管中。在一些实施方案中，对封装件进行分选包括如果信号低于预定阈值，则将液滴置于第二收集管中。在一些实施方案中，对封装件进行分选包括如果信号处于或高于预定阈值，则将液滴置于第一收集管中，或如果信号低于预定阈值，则将液滴置于第二收集管中。在一些实施方案中，对封装件进行分选包括将封装件置于两个或更多个收集管或箱中。在一些实施方案中，将“命中”效应子或阳性“命中”储存在两个或更多个收集管或箱中。在一些实施方案中，“命中”效应子或阳性“命中”基于测量的信号或活性进行分选。

图26A至28C描绘了基于两种类型的检测信号对液滴进行分选。图26A-B描绘了使用附接有荧光团TR1-TAMRA的珠粒，其在从珠粒释放时提供可检测的强度水平(图26B)。相反，图27A-B描述了使用附接有抑制剂TR3的珠粒，其在释放时抑制或最小化检测到的荧光强度(图27B)。图27C描绘了组织蛋白酶D活性随TR3抑制剂浓度的增加而降低。图28A提供了基于满足某个抑制阈值对液滴进行分选的示例性描述，其中对于那些表现出低于某个阈值的荧光强度水平的液滴将是“阳性”命中，而那些表现出高于阈值的荧光强度水平的液滴将是“阴性”命中。图28C提供了这种抑制活性的示例性阈值水平。在一些实施方案中，用于分选的阈值将基于待测量的最小荧光强度水平(例如，通过使用TAMRA荧光团而发生)。图28B提供了这种荧光检测活性的示例性阈值水平。图28D提供了在本文所述的方法或系统中使用的装置的示例性图示。

在一些实施方案中，对封装件进行分选包括使用波形脉冲发生器通过电场梯度、通过声音、通过隔膜，通过改变微流体通道的几何学、或通过改变微流体通道的压力，将封装件移动至收集管。在一些实施方案中，波形脉冲发生器通过电场梯度来移动封装件。在一些实施方案中，波形脉冲发生器通过声音来移动封装件。在一些实施方案中，波形脉冲发生器通过隔膜来移动封装件。在一些实施方案中，波形脉冲发生器改变微流体通道的几何学。在一些实施方案中，波形脉冲发生器改变微流体通道的压力。

可以使用用于确定哪些效应子具有期望效果的各种方法。在一些实例中，对“命中”效应子的物理分选用于确定哪些效应子具有期望效果。在一些实例中，使用将可检测标记选择性地添加至包含“命中”效应子的封装件中。在一些实例中，可检测标记用于通过将可检测标记与编码连接来确定哪些效应子具有期望效果。例如，将核酸条形码添加至效应子的核酸编码中可以完成对“命中”效应子施加标签，从而可通过测序来确定。如果用核酸条形码仅对“命中”效应子编码加标签，则可以在随后的测序步骤中挑选出这些样品，因为缺乏期望活性的效应子将缺少条形码。条形码可以另外包含独特的引物序列以实现仅扩增“命中”效应子编码。通过这种方式，所有封装件均可以合并在一起，无论活性或效力如何，仍可以确定产生的命中。

条形码非分选方法

在本文提供的一些实施方案中，该方法不包括物理分选步骤。在这些实施方案中，哪些效应子对样品具有期望效果的反卷积以不同的方式完成。在一些实施方案中，该方法还包括向封装件添加附加试剂的步骤，该附加试剂将条形码添加至编码中。在一些实施方案中，该方法还包括将附加试剂添加至封装件中的步骤，该附加试剂将条形码添加至核酸编码中。在一些实施方案中，附加试剂通过使条形码退火至编码、将条形码与编码连接、或将条形码扩增至编码上来将条形码添加至编码中。在一些实施方案中，附加试剂包括标签核酸，该标签核酸包含与核酸编码上的序列互补的序列，其用作核酸编码和条形码的引物。在一些实施方案中，附加试剂包括将条形码添加至核酸编码的酶。

在一些实施方案中，本文提供了用于筛选编码的效应子而无需物理分选步骤的方法。在一些实施方案中，该方法包括在封装件中提供样品、核酸编码的效应子和核酸编码。在一些实施方案中，在封装件中检测信号。在一些实施方案中，信号由效应子和样品之间的相互作用产生。在一些实施方案中，基于信号的检测、不存在或水平将第一加帽混合物添加至液滴中。在一些实施方案中，第一加帽混合物将第一核酸帽添加至核酸编码中。在一些实施方案中，将第二加帽混合物添加至封装件中。在一些实施方案中，仅当第一加帽混合物未添加至封装件中时才添加第二加帽混合物。在一些实施方案中，第一核酸帽和第二核酸帽具有不同的序列。在一些实施方案中，仅第一核酸帽或仅第二核酸帽被添加至核酸编码。

当添加至核酸编码时，第一和第二核酸帽可以具有不同的意义并指示不同的事物。在一些实施方案中，第一核酸帽指示效应子具有期望活性。在一些实施方案中，期望活性导致信号高于预定阈值。在一些实施方案中，期望活性导致信号低于预定阈值。在一些实施方案中，期望活性导致存在信号。在一些实施方案中，期望活性导致不存在信号。

在一些实施方案中，第二核酸帽指示效应子缺乏期望活性。在一些实施方案中，缺乏期望活性导致信号低于预定阈值。在一些实施方案中，缺乏期望活性导致信号高于预定阈值。在一些实施方案中，缺乏期望活性导致信号不存在。在一些实施方案中，缺乏期望活性导致存在信号。

可以通过各种方法将核酸帽添加至核酸编码。在一些实施方案中，核酸帽通过连接、杂交、核酸编码的延伸或其组合而被添加至核酸编码。在一些实施方案中，核酸帽通过连接而被添加至核酸编码。在一些实施方案中，核酸帽通过杂交而被添加至核酸编码。在一些实施方案中，核酸帽通过核酸编码的延伸而被添加至核酸编码。在一些实施方案中，通过化学交联核酸而将核酸帽添加至核酸编码。在一些实施方案中，核酸帽通过与补骨脂素的化学交联而被添加至核酸编码。在一些实施方案中，核酸帽的互补序列位于核酸编码的末端以实现添加核酸帽。在一些实施方案中，核酸帽包含条形码序列。

在一些实施方案中，加帽混合物包括用于将核酸帽添加至编码中的附加试剂。在一些实施方案中，附加试剂包括酶。在一些实施方案中，酶是聚合酶、连接酶、限制酶或重组酶。在一些实施方案中，酶是聚合酶。

核酸的珠粒捕获

除了从可检测信号测量活性外，还可以通过将样品中的核酸掺入至编码，从筛选收集附加信息。在一些实施方案中，该方法包括将一种或多种核酸从样品转移至编码。核酸从样品转移至编码使得可确定关于样品的大量信息，以及关于效应子对样品的效应的信息，特别是当样品是细胞时。核酸从样品转移可以实现通过定量靶mRNA的量来定量表达的蛋白质，并提供关于细胞的整体蛋白质组和基因组数据。该数据可以被收集并与未接受指定效应子剂量的细胞进行比较

在一方面，本文提供了用于在核酸编码的效应子筛选中检测样品核酸的方法。在一些实施方案中，该方法包括在封装件中提供一个或多个细胞、核酸编码的效应子和核酸编码。在一些实施方案中，将封装件温育一时间段以实现效应子和细胞相互作用。在一些实施方案中，如本文所述，效应子和细胞之间的相互作用产生信号。在一些实施方案中，该时间段足以实现响应于效应子而在细胞中发生转录和/或翻译的改变。在一些实施方案中，该方法包括将细胞核酸转移至核酸编码。在一些实施方案中，细胞核酸通过在细胞核酸已经转移后对核酸编码进行测序来定量。以这种方式，细胞的表达指纹可以响应于效应子的处理而产生。如本文所述，在一些实施方案中，该方法还包括检测通过效应子与一个或多个细胞之间的相互作用产生的信号，以及基于信号检测来分选封装件。

为了释放细胞核酸，可以溶解细胞。在一些实施方案中，该方法还包括溶解细胞的步骤。在一些实施方案中，溶解细胞包括将溶解缓冲液添加至封装件中。在一些实施方案中，溶解缓冲液通过皮量级注射而添加。在一些实施方案中，溶解缓冲液包含盐。在一些实施方案中，溶解缓冲液包含去污剂。在一些实施方案中，去污剂是SDS、Triton或Tween。在一些实施方案中，溶解缓冲液包含引起细胞溶解的化学物质。

可以将任何类型的细胞核酸转移至核酸编码。在一些实施方案中，该方法包括将一种或多种细胞核酸从样品转移至核酸编码。在一些实施方案中，核酸是mRNA。在一些实施方案中，核酸是表达目标蛋白质的mRNA。在一些实施方案中，核酸是基因组DNA。在一些实施方案中，核酸作为抗体-DNA构建体而被添加。在一些实施方案中，添加的核酸是邻近连接产物。在一些实施方案中，添加的核酸是邻近延伸产物。在一些实施方案中，多种不同的细胞核酸被附接至核酸编码。

在一些实施方案中，转移至编码的核酸包括与编码上的序列互补的序列。这可以实现样品核酸与编码核酸通过各种方法而连接。这些方法包括但不限于将细胞内容物退火、连接、化学交联或扩增至编码效应子的核酸上。在一些实施方案中，核酸编码包括与待转移至编码的目标核酸互补的序列。该互补序列实现核酸与编码杂交，进而实现编码与细胞核酸的延伸，反之亦然。

在一些实施方案中，将附加试剂添加至封装件中以促进核酸转移至编码。在一些实施方案中，附加试剂包括促进核酸转移的酶。在一些实施方案中，用于将核酸转移至编码的试剂在封装步骤期间被添加。在一些实施方案中，用于将核酸转移至编码的试剂在温育步骤期间被添加。在一些实施方案中，用于将核酸转移至编码的试剂在温育步骤之后被添加。

在一些实施方案中，促进核酸转移的附加试剂包括酶。在一些实施方案中，酶是聚合酶、连接酶、限制酶或重组酶。在一些实施方案中，酶是聚合酶。在一些实施方案中，附加试剂包括化学交联剂。在一些实施方案中，化学交联剂是补骨脂素。

将试剂添加至封装件

本文描述的方法和系统可以包括将一种或多种试剂添加至封装件中。在一些实施方案中，可以在筛选期间通过皮量级注射而将附加试剂添加至封装件中。在一些实施方案中，通过皮量级注射添加附加试剂。在一些实施方案中，通过皮量级注射位点的每个封装件都接受皮量级注射。在一些实施方案中，至少80％、至少85％、至少90％、至少95％、至少97％、至少98％或至少99％的通过皮量级注射位点的封装件接受皮量级注射。在一些实施方案中，至少80％的通过皮量级注射位点的封装件接受皮量级注射。在一些实施方案中，至少85％的通过皮量级注射位点的封装件接受皮量级注射。在一些实施方案中，至少90％的通过皮量级注射位点的封装件接受皮量级注射。在一些实施方案中，至少95％的通过皮量级注射位点的封装件接受皮量级注射。在一些实施方案中，至少97％的通过皮量级注射位点的封装件接受皮量级注射。在一些实施方案中，至少98％的通过皮量级注射位点的封装件接受皮量级注射。在一些实施方案中，至少99％的通过皮量级注射位点的封装件接受皮量级注射。

在一些实施方案中，以与封装件通过皮量级注射位点相同的频率进行皮量级注射。在一些实施方案中，以与封装件通过皮量级注射位点基本上相同的频率进行皮量级注射。在一些实施方案中，封装件通过皮量级注射位点的频率通过监测封装件来确定。在一些实施方案中，封装件通过皮量级注射位点的频率通过监测流动中的封装件来确定。在一些实施方案中，通过实时拍摄图像来监测封装件。在一些实施方案中，用检测器监测封装件。

在一些实施方案中，皮量级注射是有条件的。有条件的皮量级注射可能仅在满足特定条件后发生。在一些实施方案中，有条件的皮量级注射仅在检测到信号时发生。在一些实施方案中，如果检测到信号，则通过皮量级注射来注射试剂。在一些实施方案中，如果检测到信号，则通过皮量级注射将试剂添加至封装件中。在一些实施方案中，信号必须高于预定阈值。

在一些实施方案中，用于筛选编码的效应子的方法包括提供包括样品和一个或多个支架的封装件，其中支架包括：通过可裂解型接头而与支架结合的编码的效应子和编码效应子的核酸；通过皮量级注射或液滴合并将一种或多种试剂添加至封装件中；裂解可裂解型接头以释放预定量的效应子；检测来自封装件的一个或多个信号，其中该信号由编码的效应子和样品之间的相互作用产生；以及基于信号检测分选封装件。

在一些实施方案中，添加至封装件中的一种或多种试剂包括一种或多种荧光团、一种或多种抗体、一种或多种化学化合物或其任何组合。

分选封装件后

在基于目标信号的检测的分选步骤或条形码化步骤之后，对结果进行反卷积以确定哪些效应子针对靶样品显示目标活性。在一些实施方案中，本文所述的方法包括确定哪些编码存在于基于信号检测分选的样品中的步骤。在其中编码是核酸的一些实施方案中，本文所述的方法还包括对编码进行测序的步骤。在一些实施方案中，通过下一代测序对编码进行测序。在一些实施方案中，将序列与参考进行比较以确定哪些效应子在筛选中显示出目标活性。

在一些实施方案中，对核酸编码进行测序包括在编码仍附接于支架时对编码进行测序。在一些实施方案中，对核酸编码进行测序包括从支架裂解核酸编码。在一些实施方案中，对核酸编码进行测序包括在测序之前从支架裂解核酸编码。在一些实施方案中，从支架裂解核酸编码包括用裂解试剂裂解可裂解型接头。在一些实施方案中，从支架裂解核酸编码包括用电磁辐射裂解可裂解型接头。在一些实施方案中，本文所述的任何可裂解型接头和裂解试剂均对此目的奏效。在一些实施方案中，切口酶或限制酶可用于裂解。在一些实施方案中，酶促、化学试剂、光裂解可用于裂解编码。

在一些实施方案中，核酸编码包括测序引物。测序引物实现易于扩增核酸编码。在包含编码的效应子文库的一些实施方案中，每个编码的测序引物均相同。在包括编码的效应子文库的一些实施方案中，测序引物在编码之间不同。在一些实施方案中，测序引物在编码的上游。在一些实施方案中，测序引物在编码的下游。

在一些实施方案中，本文提供的方法使用微流体装置进行。微流体装置可以进行封装步骤。此外，微流体装置可配备有皮量级注射器和使本文提供的方法得以进行的其他部件。在一些实施方案中，皮量级注射器沿着限定通过微流体装置的流动路径的微流体通道处于适当位置。在一些实施方案中，将皮量级注射器定位成以便在进行本文提供的方法时在期望时间添加试剂。

在一些实施方案中，本文提供的方法和系统利用编码的效应子文库。编码的效应子文库包括多种不同的效应子，其各自由已知的编码模态独特编码，例如上述那些。文库可能包含任何数量的编码的效应子。在一些实施方案中，文库包含至少10

在一些实施方案中，编码的效应子文库与支架连接。这些支架可称为“支架编码的文库”。支架编码的文库包含与支架连接的多种编码的效应分子。支架充当固体支持物，并使编码的效应分子在空间中与其编码保持连接。在一些实施方案中，文库包含至少10

本文描述的用于单个编码的效应子的任何方法或系统可以被编码的效应子文库利用。在一些实施方案中，本文提供了筛选编码的效应子文库的方法，该方法包括将本文先前描述的任何方法与编码的效应子文库一起使用。

在一些实施方案中，编码的效应子文库包含多种不同的编码的效应子。在一些实施方案中，文库包含基本上相同的效应子或支架编码的效应子的多个拷贝。

微流体装置

本文提供的方法和系统可以在微流体装置上进行。装置架构和方法可以以各种方式完成。根据本公开的分析器或分选器装置包括至少一个分析单元，该分析单元具有在液滴挤出区与主通道呈连通的入口区(例如，用于将样品的液滴引入主通道中)，在主通道或液滴挤出区的全部或部分内或与其重合的检测区，以及与检测区相联的检测器。在某些实施方案中，该装置可以具有两个或更多个液滴挤出区。例如，在设置分析单元的实施方案中，在第一液滴挤出区处具有与主通道呈连通的第一入口区，在第二液滴挤出区(例如，第一液滴挤出区的下游)处具有与主通道呈连通的第二入口区，依此类推。

在一些实施方案中，本文所述的微流体装置被配置成约5Hz至约200Hz的液滴产生频率。在一些实施方案中，本文描述的微流体装置被配置成约5Hz至约15Hz、约5Hz至约25Hz、约5Hz至约50Hz、约5Hz至约80Hz、约5Hz至约100Hz、约5Hz至约150Hz、约5Hz至约200Hz、约15Hz至约25Hz、约15Hz至约50Hz、约15Hz至约80Hz、约15Hz至约100Hz、约15Hz至约150Hz、约15Hz至约200Hz、约25Hz至约50Hz、约25Hz至约80Hz、约25Hz至约100Hz、约25Hz至约150Hz、约25Hz至约200Hz、约50Hz至约80Hz、约50Hz至约100Hz、约50Hz至约150Hz、约50Hz至约200Hz、约80Hz至约100Hz、约80Hz至约150Hz、约80Hz至约200Hz、约100Hz至约150Hz、约100Hz至约200Hz、或约150Hz至约200Hz的通量，包括其中的增量。在一些实施方案中，本文所述的微流体装置被配置成约5Hz、约15Hz、约25Hz、约50Hz、约80Hz、约100Hz、约150Hz或约200Hz的液滴产生频率。在一些实施方案中，本文所述的微流体装置被配置成至少约5Hz、约15Hz、约25Hz、约50Hz、约80Hz、约100Hz或约150Hz的液滴产生频率。在一些实施方案中，本文所述的微流体装置被配置成至多约15Hz、约25Hz、约50Hz、约80Hz、约100Hz、约150Hz或约200Hz的液滴产生频率。

该装置的分选器实施方案还具有与主通道和分支通道呈连通的辨别区或分支点，以及响应于检测器的流量控制。可以有多个检测区和检测器，它们独立地或一起工作，例如，以分析样品或封装件的一种或多种特性。分支通道可以各自通向出口区和井或储器。还可以有多个入口区，其各自将不同样品(例如细胞、病毒体或分子(例如酶或底物分子))的液滴引入主通道中。一个或多个入口区中的每一个也可以与井或储器连通。

当每个液滴进入检测区时，检查其预定特征或活性(即，使用检测器)并产生相应信号，例如，指示“是”该特征或活性存在，或“否”不存在。信号可以定性地或定量地对应于特征。即，信号的量可以被测量并且可以对应于特征或活性存在的程度。例如，信号的强度可以指示分子的大小，或由细胞表达的酶的效价或量，或阳性或阴性反应，例如一个分子与另一个分子的结合或杂交，由酶催化的底物的化学反应，或酶的激活或抑制，或任何其他类型的响应。响应于该信号，可以收集数据和/或可以激活流动控制以将液滴转向至一个或另一个分支通道中。因此，可以根据在检测区由相应检查产生的信号，在辨别区将液滴内的样品分选至合适的分支通道中。在一些实施方案中，使用对分子、细胞、病毒或其他样品特征的光学检测，例如直接或通过使用与选择用于分选的特征相关的报告子。然而，也可以采用其他检测技术。

用于样品流动和混合的各种通道可以在单个芯片上进行微加工，并且可以定位在芯片上的任何位置作为检测和辨别或分选点，例如，用于动力学研究。本公开的多个分析单元可以组合在一个装置中。根据本公开应用的微加工消除了在常规凝胶电泳或流式细胞动力学研究中出现的死时间，并且实现了更好的时间分辨率。此外，单个芯片上的线性通道阵列，即多路复用系统，可以通过使用光电倍增管(PMT)阵列对不同通道进行并行分析而同时检测和分选样品。这种布置可用于提高通量或用于连续样品富集，并且可适用于为微流体装置提供超过常规流式分选器所允许的容量的非常高的通量。循环系统可以与本公开的这些和其他特征配合使用。微流体泵和阀是控制流体和样品流量的一种方式。参见，例如，美国专利申请序列号60/186,856。

微加工允许其他技术在单个芯片上与流式细胞术集成或联合，例如PCR、使用光镊/细胞捕获来移动细胞、通过电穿孔来转化细胞、μTAS和DNA杂交。用于检测报告子的病毒(或细胞)特征的检测器和/或滤光器也可以直接制造在芯片上。

本公开的装置可以被微加工成在入口区处具有样品溶液储器或井，其通常与入口通道呈流体连通。储器可以促进将分子或细胞引入装置和每个分析单元的样品入口通道中。入口区可以具有开口，例如在微加工芯片的底板中，以允许样品进入装置中。入口区还可以包含连接器，该连接器适配成接收合适的管件，例如液相色谱或HPLC管，样品可以通过该管件供应。这种布置促进在正压下引入样品溶液，以便在液滴挤出区获得期望压力。

本公开的装置可以具有附加入口区，其在液滴挤出区上游的位置处与主通道呈直接连通，流体的加压流或“流”通过其被引入主通道中。在一些实施方案中，该流体是与样品的溶剂或流体不可混溶的流体。例如，在一些实施方案中，流体是非极性溶剂，例如癸烷(例如，十四烷或十六烷)，并且样品(例如，细胞、病毒体或分子)溶解或悬浮于水溶液中，以便样品的水性液滴在液滴挤出区被引入非极性溶剂的加压流中。

基板和流动通道可以以各种方式实现。本公开的典型分析单元包括主入口，该主入口是主通道的部分并且直接与主通道供给或连通，连同在位于主入口下游的液滴挤出区处与主通道连通的一个或多个样品入口(每个不同的样品入口可在不同液滴挤出区处与主通道连通)。液滴挤出区通常包括介于样品入口和主通道之间的接合部，以便样品的加压溶液(即，包含样品(例如细胞、病毒体或分子)的流体)以液滴的形式被引入主通道中。在一些实施方案中，样品入口与主通道相交，以便加压样品溶液以垂直于通过主通道的流体流的角度被引入主通道中。例如，在一些实施方案中，样品入口和主通道在T形接合部相交；即，样品入口与主通道垂直(90度)。然而，样品入口可以以任何角度与主通道相交，并且不需要以垂直于该流的角度将样品流体引入主通道中。在一些实施方案中，相交通道之间的角度在约60度至约120度的范围内。具体的示例性角度为45、60、90和120度。在一些实施方案中，相交通道之间的角度在约5度至约60度的范围内。在一些实施方案中，相交通道之间的角度在约5度至约60度的范围内。在一些实施方案中，相交通道之间的角度在约5至约10、约5至约15、约5至约20、约5至约25、约5至约30、约5至约40、约5至约50、约5至约60、约10至约15、约10至约20、约10至约25、约10至约30、约10至约40、约10至约50、约10至约60、约15至约20、约15至约25、约15至约30、约15至约40、约15至约50、约15至约60、约20至约25、约20至约30、约20至约40、约20至约50、约20至约60、约25至约30、约25至约40、约25至约50、约25至约60、约30至约40、约30至约50、约30至约60、约40至约50、约40至约60、或约50至约60度的范围内。在一些实施方案中，相交通道之间的角度在约5度、约10度、约15度、约20度、约25度、约30度、约40度、约50度或约60度的范围内。在一些实施方案中，相交通道之间的角度在至少约5、约10、约15、约20、约25、约30、约40或约50的范围内。在一些实施方案中，相交通道之间的角度在至多约10度、约15度、约20度、约25度、约30度、约40度、约50度或约60度的范围内。在一些实施方案中，相交通道之间的角度在约120度至约175度的范围内。在一些实施方案中，相交通道之间的角度在约120至约130、约120至约140、约120至约150、约120至约160、约120至约170、约120至约175、约130至约140、约130至约150、约130至约160、约130至约170、约130至约175、约140至约150、约140至约160、约140至约170、约140至约175、约150至约160、约150至约170、约150至约175、约160至约170、约160至约175、或约170至约175度的范围内。在一些实施方案中，相交通道之间的角度在约120度、约130度、约140度、约150度、约160度、约170度或约175度的范围内。在一些实施方案中，相交通道之间的角度在至少约120度、约130度、约140度、约150度、约160度或约170度的范围内。在一些实施方案中，相交通道之间的角度在至多约130度、约140度、约150度、约160度、约170度或约175度的范围内。

液滴挤出区或液滴形成区还可以包括携带不混溶的运载流体的两个微流体通道，该运载流体被引入在主微流体通道的相对侧。在一些实施方案中，两个微流体通道是基本上共线性。在一些实施方案中，这样的接合部类似于X形。在一些实施方案中，主微流体通道包括样品或测定流体。

主通道进而在另一个接合部或“分支点”处与两个或更多个分支通道呈连通，形成例如T形或Y形。可以根据需要使用其他形状和通道几何学。在分选实施方案中，在接合部处或其周围的区域也可以称为辨别区或分选区。辨别区的精确边界不是必需的，但是优选的。

检测区可以在主通道的部分内、与该部分连通或重合，该部分在液滴挤出区处或下游处，并且在分选实施方案中，在辨别区或分支点处或上游处。检测区的精确边界不是必需的，但是优选的。辨别区可以位于检测区的紧邻下游，或者它可以隔开与分子大小、通道尺寸和检测系统相一致的合适距离。应当理解，通道可以具有任何合适的形状或横截面(例如，管状或带槽的)，并且可以以任何合适的方式布置，只要流动可以从入口引导至出口并且从一个通道引导至另一个通道。

本公开的通道可以经微加工，例如通过使用常规光刻技术或使用称为“软光刻”的微加工技术蚀刻硅芯片。这些和其他微加工方法可用于提供廉价的小型化装置，并且在软光刻的情况下，可以提供具有有益特性的坚固装置，例如改进的柔韧性、稳定性和机械强度。当采用光学检测时，本文提供的装置还可提供来自分子或细胞(包括病毒体)悬浮液和腔室材料的最小光散射。在一些实施方案中，本文提供的装置相对廉价且易于设置。它们也可以是一次性的，这大大减轻了凝胶电泳(用于分子)以及将颗粒灭菌和永久吸附到传统FACS机器的流动室和通道(用于细胞、病毒体和其他颗粒悬浮液)中的许多问题。

本公开的微加工装置可以由硅微芯片或硅弹性体制成。在一些实施方案中，芯片的尺寸是典型微芯片的尺寸，范围在每边约0.5cm至约5cm，厚度为约1微米至约1cm。该装置可以包含具有主通道的至少一个分析单元，其具有液滴挤出区和重合检测区。该装置还可以包含至少一个入口区(其可以包含入口通道)和一个或多个出口区(其可以在每个区域中与分支通道呈流体连通)。在分选实施方案中，至少一个检测区与至少一个辨别区协作以通过检测器产生的信号而使流动转向。应当理解，“区”和“通道”彼此呈流体连通，因此可以重叠；即，区或通道开始或结束的位置可能没有明确的边界。微加工装置可以是透明的并且可以覆盖有具有透明特性的材料，例如玻璃盖玻片，以允许例如通过光学装置例如光学显微镜来检测报告子。

检测区的尺寸受所研究样品的性质的影响，具体地受所研究的分子或细胞(包括病毒体)的大小的影响。例如，病毒可以具有约20nm至约500nm的直径，但是一些非常大的病毒可能达到约2000nm的长度(即，与一些细菌细胞一样大或更大)。相比之下，生物细胞通常大很多倍。例如，哺乳动物细胞可以具有约1至50微米，更典型地为10至30微米的直径，但是一些哺乳动物细胞(例如，脂肪细胞)可以大于120微米。植物细胞通常为10至100微米。

用于检测分子和细胞(包括病毒体)的检测区具有足够大的横截面积，以使期望分子可通过而相对于携带它的流动未显著减慢。为了避免“瓶颈”和/或湍流，并促进单行流动，通道尺寸，特别是在检测区中，通常应该是每边或直径至少约两倍于或至少约五倍于将通过它的最大分子、细胞或液滴的直径。

对于在主通道的流动内在封装件中(即，由液滴挤出区沉积)的颗粒(例如，细胞，包括病毒体)或分子，装置的通道可以是圆形的，直径为约2至100微米。在一些实施方案中，装置的圆形通道的直径为约60微米，或在错流区或液滴挤出区处为约30微米。这种几何学有助于液滴在通道中有序流动。类似地，分析装置中的检测区的体积可以在约10飞升(fl)至5000fl、约40或50fl至约1000或2000fl的范围内，或近似于约200fl。在一些实施方案中，装置的通道，特别是入口与液滴挤出区连接的通道，为约2至50微米，或约30微米。

在一个实施方案中，这些尺寸的液滴倾向于符合通道的尺寸和形状，同时保持它们各自的体积。因此，随着液滴从较宽的通道移动到较窄的通道，它们变得更长更细，反之亦然。在一些实施方案中，液滴的长度是它们宽度的至少约四倍。可以设想为菱形形状的这种液滴构造平滑且良好地流过通道。在更窄的通道中产生的更长的液滴提供更高的剪切力，意味着液滴可以更容易地(即使用更少的力)从流中剪切或断开。液滴也可能倾向于粘附在通道表面，由此可减慢或阻滞流动，或产生湍流。当液滴相对于通道尺寸足够大以脱离时，液滴粘附性被克服。因此，不同尺寸的液滴(如果有)可以组合而形成具有所谓的临界质量或体积的均匀液滴，从而产生平滑或层状液滴流。比它们的宽度长的液滴，例如比它们的宽度长约四倍的液滴，通常具有克服通道粘附性并自由移动通过微流体装置的能力。因此，在具有60微米通道的示例性实施方案中，典型的自由流动液滴为约60微米宽和240微米长。可以根据需要部分地通过改变通道尺寸，例如通道宽度来影响液滴尺寸和流动特性。

在一些实施方案中，本文提供的装置产生圆形的单分散液滴。在一些实施方案中，液滴的直径小于微通道的直径；即，小于60μm。单分散液滴可能是特别优选的，例如，在高通量装置和期望以高频产生液滴的其他实施方案中。

为了防止样品(例如，细胞、病毒体和其他颗粒或分子)或其他材料粘附到通道的侧面，通道(和盖玻片，如果使用)可以具有使粘附性最小化的涂层。这种涂层可以是制造该装置的材料所固有的，或者它可以在通道的结构方面已经被微加工之后被施加。“TEFLON”是具有合适表面特性的涂层的实例。可替代地，通道可以涂有表面活性剂。

可以使用的表面活性剂的非限制性实例包括但不限于，表面活性剂，例如基于山梨聚糖的羧酸酯(例如，“Span”表面活性剂，Fluka Chemika)，包括山梨聚糖单月桂酸酯(Span20)、山梨聚糖单棕榈酸酯(Spa n 40)、山梨聚糖单硬脂酸酯(Span60)和山梨聚糖单油酸酯(Span80)。可以使用的非离子型表面活性剂的其他非限制性实例包括聚氧乙烯化烷基酚(例如壬基酚、对十二烷基酚和二壬基酚)、聚氧乙烯化直链醇、聚氧乙烯化聚氧丙二醇、聚氧乙烯化硫醇、长链羧酸酯(例如，天然脂肪酸的甘油酯和聚甘油酯、丙二醇、山梨醇、聚氧乙烯化山梨醇酯、聚乙二醇酯等)和链烷醇胺(例如，二乙醇胺-脂肪酸缩合物和异丙醇胺-脂肪酸缩合物)。另外，还可以使用离子型表面活性剂，例如十二烷基硫酸钠(SDS)。

可以覆盖和密封包含微加工流动通道和其他部件的硅基板，包括使用透明盖，例如，薄玻璃或石英，但是可以使用其他透明或不透明的覆盖材料。当使用外部辐射源或检测器时，检测区可以用透明的覆盖材料覆盖，以允许光通向细胞。例如，与“PYREX”盖玻片的阳极结合可以通过在H

转换和流量控制可以通过各种方式完成。本公开的一些实施方案使用压力驱动流量控制，例如，利用阀门和泵来操纵细胞病毒体、颗粒、分子、酶或试剂在一个或多个方向上和/或进入微流体装置的一个或多个通道中的流动。然而，其他方法也可以单独使用或与泵和阀门组合使用，例如电渗流控制、电泳和介电电泳。在本公开的某些实施方案中，流动沿一个“向前”方向移动，例如，从主入口区通过主通道和分支通道到达出口区。在其他实施方案中，流动方向是可逆的。根据本公开的这些技术的应用提供了用于分析或分选的更快速和准确的装置和方法，例如，因为分选发生在可以放置在检测区处或紧接之后放置的辨别区处或之中。这提供了分子或细胞行进的更短距离，它们可以更快速地移动并且具有更少的湍流，并且可以更容易地单行(即一次一个)移动、检查和分选。在可逆的实施方案中，可以避免潜在的分选错误，例如通过在将一个或多个细胞不可反转地提交到特定分支通道之前，通过反转和减慢流动以重新读取或采用分子、细胞或病毒体(或其多个)。

不受任何理论的束缚，认为电渗透在含有离子的流中产生移动，例如通过在两个或更多个电极之间施加电压差或电荷梯度来制备液体(例如缓冲液)。流可以携带中性(不带电)分子或细胞(包括病毒体)。电渗透特别适用于快速改变流动的过程、方向或速度。电泳被认为使流体中的带电物体向一个或多个带相反电荷的电极移动，并背离一个或多个带相同电荷的电极移动。在本公开的水相与油相合并的实施方案中，水性液滴封装件被油封装或彼此分离。在一些实施方案中，油相不是电导体并且可以使封装件从电渗场绝缘。在这些实施方案中，如果油被改性以携带电场或对电场起反应，或者如果油被替代为与水不可混溶但不使水相从电场绝缘的另一相，则可以使用电渗透来驱动封装件的流动。

介电电泳产生介电物体，它们没有净电荷，但具有相对于彼此带正电或带负电的区域。在存在封装件(包括液滴和/或颗粒，例如细胞或病毒体)的情况下，交替的非均匀电场导致封装件和/或颗粒变得电极化并因此经受介电电泳力。根据颗粒和悬浮介质的介电极化率，介电颗粒将向高场强区域或低场强区域移动。例如，活细胞和病毒体的极化率取决于它们的组成、形态和表型，并且高度依赖于所施加电场的频率。因此，不同类型和不同生理状态的细胞和病毒体通常具有明显不同的介电特性，这可以为细胞分离提供基础，例如通过不同的介电电泳力。同样，封装件(包括液滴)的极化率也取决于它们的尺寸、形状和组成。例如，含有盐的液滴可以被极化。单个封装件的单独操作需要尺寸接近封装件的场差异(不均匀性)。

操作还取决于封装件和/或颗粒与悬浮介质的介电常数(介电特性)。因此，聚合物颗粒、活细胞和病毒体在水中在高场频下表现出负介电电泳。例如，乳胶球在0.5MV/m场(20微米电极间隙为10V)中经受的介电电泳力预期为3.4微米乳胶球的0.2皮牛顿(pN)至15微米的15pN微米乳胶球。这些值大部分大于球体在流中经受的流体动力(3.4微米球体为约0.3pN，15微米球体为约1.5pN)。因此，单个细胞或颗粒的操作可以在流动流体中完成，例如在细胞分选装置中，使用介电电泳。使用传统的半导体技术，可以将电极微加工到基板上以控制本公开的微加工分选装置中的力场。介电电泳特别适用于作为电导体的移动物体。交流电流可用于防止离子永久对准。兆赫频率适用于提供净对准、吸引力和相对长距离的移动。

辐射压力也可以在本公开中用于偏转和移动物体，例如包含在其中的封装件、液滴和颗粒(分子、细胞、病毒体等)，具有聚焦的光束，例如激光。还可以通过在装置的一个或多个通道之间或在本公开的方法中提供压力差或梯度来获得和控制流动。

在一些实施方案中，分子、细胞或病毒体(或含有分子、细胞或病毒体的液滴)可以通过直接机械切换来移动，例如，使用开关阀或挤压通道。也可以使用压力控制，例如，通过升高或降低输出井来改变芯片上通道内的压力。不同的切换和流量控制机制可以组合在一个芯片或一个装置中，并且可以根据需要独立工作或一起工作。

分选的检测和辨别可以通过多种方式完成。检测器可以是用于在分子、细胞或病毒体通过检测区时对其进行询问的任何装置或方法。通常，分子、细胞或病毒体(或含有此类颗粒的液滴)将根据可直接或间接检测的预定特征进行分析或分选，并且检测器被选择或适配用于检测该特征。一种检测器是光学检测器，例如显微镜，其可以与计算机和/或其他图像处理或增强装置耦合以使用已知技术处理由显微镜产生的图像或信息。例如，可以通过大小或分子量来分析和/或分选分子。可以通过酶催化底物的化学反应的程度来分析和/或分选酶(相反，可以通过酶催化的化学反应性水平来分析和/或分选底物)。细胞和病毒体可以根据它们是否含有或产生特定蛋白质进行分选，方法是使用光学检测器检查每个细胞或病毒体，以获得该蛋白质的存在或数量的光学指示。蛋白质本身可以是可检测的，例如通过特征荧光，或者它可以被标记或与当期望蛋白质存在或以至少阈值量存在时产生可检测信号的报告分子结合。使用本公开的技术可以识别或测量的特征的种类或数量没有限制，包括但不限于细胞或病毒体的表面特征和细胞内特征，只要能够充分识别和检测或测量用于分选的一个或多个特征，以区分具有期望特征的细胞与不具有期望特征的细胞。例如，本文所述的任何标记或报告子可用作分析和/或分选分子或细胞(包括病毒体)的基础，即检测待收集的分子或细胞。

在一些实施方案中，当样品(或包含它们的封装件)通过装置中的检测窗口或“检测区”时，基于来自与其结合或连接的光学可检测报告子的信号强度分析和/或分离样品。在一些实施方案中，基于来自可检测报告子的信号强度分析和/或分离样品。具有处于选定阈值或选定范围内的报告分子的量或水平的分子或细胞或病毒体被转移至装置的预定出口或分支通道中。报告信号可以通过显微镜收集并通过光电倍增管(PMT)测量。计算机将PMT信号数字化并通过阀门动作或电渗电位控制流量。可替代地，可以记录或定量信号作为报告子和/或其相应特征或标记的量度，例如，为了评估的目的，而不必继续对分子或细胞进行分选。

在一个实施方案中，芯片安装在倒置光学显微镜上。使用聚焦在通过检测区的分子(例如DNA、蛋白质、酶或底物)或细胞上的激光束激发报告子而产生荧光。荧光报告子包括例如罗丹明、荧光素、德克萨斯红、Cy 3、Cy 5、藻胆蛋白、绿色荧光蛋白(GFP)、YOYO-1和PicoGreen等。在分子指纹图谱应用中，报告标记任选地是荧光标记的单核苷酸，例如荧光素-dNTP、罗丹明-dNTP、Cy3-dNTP等；其中dNTP代表dATP、dTTP、dUTP或dCTP。报告子也可以是化学修饰的单核苷酸，例如生物素-dNTP。在其他实施方案中，报告分子可以是荧光或化学标记的氨基酸或抗体(当由细胞或病毒表达或展示时，其与特定抗原或其片段结合)。

因此，在本公开的一方面，装置可以基于所选细胞标志物的表达水平分析和/或分选细胞或病毒体，例如具有与其结合的可检测报告分子的细胞表面标志物，其方式类似于目前使用荧光激活细胞分选(FACS)机器所采用的方式。细胞内的蛋白质或其他特征，不一定出现在细胞表面，也可以被识别并用作分选的基础。在本公开的另一方面，该装置可以确定通过检测区的分子例如多核苷酸或多肽(包括酶和其他蛋白质)或其片段的大小或分子量。可替代地，该装置可以确定报告者指示的一些其他特征的存在或程度。如有需要，可以基于该分析对细胞、病毒体或分子进行分选。可以从出口通道收集分选的细胞、病毒体或分子并根据需要使用。

为了检测报告基因或确定分子、细胞或病毒体是否具有期望特征，检测区可以包括用于刺激具有该特性的报告子以发射可测量的光能的装置，例如，光源例如激光、激光二极管、高强度灯(例如，汞灯)等。在使用灯的实施方案中，通道可以在除检测区之外的所有区域中对光掩蔽。在使用激光的实施方案中，激光可以设置为扫描来自不同分析单元的一组检测区。此外，激光二极管可以微加工至包含分析单元的同一芯片中。可替代地，可以将激光二极管并入第二芯片(即，激光二极管芯片)中，该第二芯片与微加工分析或分选器芯片相邻放置，使得来自二极管的激光照射在检测区上。

在一些实施方案中，集成半导体激光器和/或集成光电二极管检测器包括在检测区附近的硅晶片上。这种设计具有紧凑性和用于激发和/或发射辐射的更短光路的优点，从而使失真最小化。

分选方案可以以多种方式完成。根据本公开，分子(例如DNA、蛋白质、酶或底物)或颗粒(即细胞，包括病毒体)基于与分子或颗粒相关联的特征、标志物或报告子的检测或测量在微观尺寸的流动流中动态分选。更具体地，将包含分子、细胞或病毒体样品的溶液(例如水溶液或缓冲液)的封装件通过液滴挤出区引入在主通道中的流体流(例如，非极性流体，例如癸烷或其他油)。然后在流动流中分析和/或分选单个液滴封装件，从而分选包含在液滴内的分子、细胞或病毒体。

主通道中的流动流通常是但不一定是连续的，并且可以停止和启动、反转或改变速度。在分选之前，可以将不含样品分子、细胞或病毒体的液体引入样品入口区(例如入口井或通道)并引导通过液滴挤出区，例如通过毛细作用，以水合和备用装置。同样，缓冲剂或油也可以被引入与主通道直接连通的主入口区，以净化装置(例如，或“死”空气)并备用。如有需要，可以调节或平衡压力，例如，通过向出口区添加缓冲剂或油。

液滴挤出区的压力也可以通过调节主入口和样品入口的压力来调节，例如，将加压注射器送入这些入口。通过控制液滴挤压区油和水源之间的压力差，可以调节产生的液滴的大小和周期性。可替代地，可以将阀置于液滴挤出区或与其连接的样品入口处或与其重合，以控制溶液流入液滴挤出区，从而控制液滴的尺寸和周期性。周期性和液滴体积也可能取决于通道直径、流体粘度和剪切压力。

液滴形成液体通常是水性缓冲溶液，例如超纯水(例如，18兆欧电阻率，例如通过柱色谱获得)、10mM Tris HCl和1mM EDTA(TE)缓冲液、磷酸盐缓冲盐水(PBS)或醋酸盐缓冲液。可以使用与待分析和/或分选的分子、细胞或病毒体群生理相容的任何液体或缓冲液。通过主通道并在其中形成液滴的流体优选地是一种与液滴形成流体不混溶的流体。在一些实施方案中，通过主通道的流体是非极性溶剂，例如癸烷(例如，十四烷或十六烷)或另一种油。

本公开中使用的流体可以包含添加剂，例如降低表面张力的试剂(表面活性剂)。示例性表面活性剂包括Tween、Span、氟化油和其他相对于水可溶于油的试剂。表面活性剂可以帮助控制或优化液滴大小、流动和均匀性，例如通过降低将液滴挤出或注入相交通道所需的剪切力。这可能影响液滴体积和周期性，或液滴破裂进入相交通道的速率或频率。

本公开的通道可以由硅弹性体(例如RTV)、氨基甲酸乙酯组合物或由硅-氨基甲酸乙酯复合材料形成，例如可从Polymer Technology Group(Berkeley，CA)获得的那些，例如PurSil

还提供了本公开的实施方案，其中存在将样品的液滴引入主通道的两个或更多个液滴形成区。例如，第一液滴挤出区可以将第一样品的液滴引入主通道中的流体(例如油)流中，并且第二液滴挤出区可以将第二样品的液滴引入主通道中的流体流中，等等。任选地，第二液滴挤出区在第一液滴挤出区的下游(例如，约30μm)。在一个实施方案中，引入两个或更多个不同液滴挤出区的流体包括相同的流体或相同类型的流体(例如，不同的水溶液)。例如，在一个实施方案中，含有酶的水溶液的液滴在第一液滴挤出区被引入主通道，并且含有酶底物的水溶液液滴在第二液滴挤出区被引入主通道。可以控制通过不同挤出区引入液滴，例如，使得液滴结合(例如，使酶催化底物的化学反应)。可替代地，在不同液滴挤出区引入的液滴可以是不同流体的液滴，其可以是相容的或不相容的。例如，不同的液滴可以是不同的水溶液，或者在第一液滴挤出区引入的液滴可以是一种流体(例如，水溶液)的液滴，而在第二液滴挤出区引入的液滴可以是另一种流体(例如，酒精或油)。

液滴中支架、分子、细胞或病毒体的浓度(即数量)可以有效地影响分选，因此可以进行优化。特别是，样品浓度应足够稀释，以使大多数液滴仅包含单个支架、分子、细胞或病毒体，而一个液滴包含两个或更多个分子、细胞或病毒体的统计机会很小。在一些实施方案中，样品浓度应该使得单个细胞被单个支架封装。这是为了确保对于大多数测量，在每个液滴通过检测区时测量的报告基因水平对应于单个分子、细胞或病毒体，而不是两个或更多个分子、细胞或病毒体。此外，确保单个细胞或病毒体仅用单个编码效应子支架封装可确保阳性“命中”与正确的效应子正确相关。

管理这种关系的参数是液滴的体积和样品溶液中分子、细胞或病毒体的浓度。液滴将包含两个或更多个支架、分子、细胞或病毒体的概率(P≦2)可以表示为

P≦2＝1-{1+[病毒体]×V}×e-[病毒体]×V

其中“[病毒体]”是分子、细胞或病毒体的浓度，以每立方微米(μm3)的分子、细胞或病毒体数为单位，V是液滴的体积，以μm3为单位。

应当理解，可以通过降低样品溶液中支架、分子、细胞或病毒体的浓度来最小化P≦2。然而，降低样品溶液中分子、细胞或病毒体的浓度也导致通过装置处理的溶液体积增加，并可能导致更长的运行时间。因此，希望将液滴中多个分子、细胞或病毒体的存在减至最少(从而提高分选的准确性)并减少样品的体积，从而允许在合理的时间内以包含可接受浓度的分子、细胞或病毒体的合理体积分选样品。

最大容许P≦2取决于分选样品的期望“纯度”。在这种情况下，“纯度”是指分选的分子、细胞或病毒体中具有期望特性(例如，展示特定抗原、在特定大小范围内或为特定类型的分子、细胞或病毒体)的部分。分选样品的纯度与P≦2成反比。例如，在不需要或不期望高纯度的应用中，相对高的P≦2(例如，P≦2＝0.2)可能是可接受的。对于大多数应用，保持P≦2在或低于约0.1，或保持在或低于约0.01，可提供令人满意的结果。

将在合适的运载流体(例如上述液体或缓冲液)中包含分子、细胞或病毒体的混合物或群体的样品溶液供应到样品入口区，并且在液滴挤出区处引入样品溶液的液滴，进入通过主通道的流动。流动的力和方向可以通过用于控制流动的任何所需方法来控制，例如通过压差、通过阀作用或通过电渗流(例如，由入口和出口通道处的电极产生)。这允许细胞移动到一个或多个期望的分支通道或出口区中。

根据本公开的“向前”分选算法包括其中来自液滴挤出区的液滴流过装置到预定分支或出口通道(其可以称为“废物通道”)的实施方式，直至液位液滴内的分子、细胞或病毒体的可测量报告基因的50％高于预设阈值。此时，流动被转向以将液滴(以及其中包含的支架、分子、细胞和/或病毒体)递送至另一个通道。例如，在电渗透实施方案中，其中切换几乎是瞬时的并且通量受到最高电压的限制，电压被临时改变以将选择的液滴转移至另一个预定的出口通道(可以称为“收集通道”)。分选，包括同步检测报告分子和分流，可以通过各种方法控制，包括计算机或微处理器控制。用于在微流体装置中分选的不同算法可以通过不同的计算机程序来实现，例如在常规FACS装置中使用的程序。例如，可编程卡可用于控制切换，例如可从National Instruments,Austin,Tex.Algorithms获得的Lab PC 1200卡。作为分选程序的算法可以使用C++、LAB VIEW或任何合适的软件进行编程。

“可逆”分选算法可以用来代替“向前”模式，例如在切换速度可能受到限制的实施方案中。例如，可以使用压力切换方案来代替电渗流，并且不需要高电压，并且对于更长的运行可能更加稳健。然而，机械约束可能导致流体切换速度成为限速。在压力切换方案中，当在液滴内检测到目标分子或细胞或病毒体时，停止流动。当流动停止时，包含分子、细胞或病毒体的液滴可能经过接合部或分支点，并成为废物通道的部分。在这种情况下，可以使用可逆实施例。该系统可以以较慢(可切换)的速度向后运行(例如，从废物到入口)，然后将液滴切换到不同的分支或收集通道。此时，可能被错误分选的液滴(以及其中的分子、细胞或病毒体)被“保存”，并且该装置可以再次以正向高速运行。这种“可逆”分选方法不适用于标准FACS机器。FACS机器主要对无法返回腔室的气溶胶液滴进行分选，以重新定向。气溶胶液滴分选器几乎是不可逆转的。可逆分选对于识别稀有(例如，在分子进化和癌症细胞学鉴定中)或数量很少的分子、细胞或病毒体特别有用，它们可能由于任何流体装置固有的误差范围而被误导。本公开的装置的可逆性质允许减少这种可能的错误。

此外，“可逆”分选方法允许对包含在单个液滴中的分子、细胞或病毒体进行多次时程测量。这实现在不同时间对相同分子、细胞或病毒体进行观察或测量，因为在将细胞重定向到不同通道之前，流动再次将细胞反转回检测窗口。因此，可以比较或确认测量结果，并且可以检查特性随时间的变化，例如在动力学研究中。

当试图以与支架、分子、细胞或病毒体总数的比例非常低的情况下分离样品中的支架、分子、细胞或病毒体时，可以实施不受固有切换速度限制的分选算法的装置。因此，液滴以可能的最高静态(非切换)速度从入口通道流向废液通道。非期望的液滴(即包含非期望的分子、细胞或病毒体)可以以尽可能高的速度被引导至废物通道中，当检测到含有期望分子、细胞或病毒体的液滴时，可以减慢流动然后反转，将液滴引导回检测区，从那里可以重新定向(即完成有效切换)。因此，液滴(以及其中包含的分子、细胞或病毒体)可以以尽可能高的静态速度流动。

本文提供了用于控制变量(例如温度、pH和浓度)的方法。这可以通过将两股水流汇合形成液滴来实现，例如，第一水流将包含液滴中期望的组分“A”的浓度的2X，并且第二水流将包含液滴中期望的组分“B”的浓度的2X，因此，当流合并时，它们将形成“A”和“B”的1X溶液。也可以使用与不同浓度的试剂汇合的不同比例的水流来达到样品、支架和/或试剂的期望最终浓度。通过了解每个水流中组分的浓度来控制液滴中的浓度。这个概念可以应用于pH值、盐、浓度等。对于温度控制，可以使用透明台将芯片加热至期望温度。

包含液滴的流体和携带液滴的流体(即水性和非极性流体)均可以具有相对低的雷诺数，例如10-2。雷诺数表示流体的密度和速度与其在给定长度通道中的粘度之间的反比关系。更粘稠、密度更低、在更短距离上移动更慢的流体将具有更低的雷诺数，并且更容易在没有湍流的情况下转向、停止、启动或反转。由于体积小、速度慢，微加工流体系统通常处于低雷诺数状态(Re<<1)。在这种情况下，引起湍流和二次流的惯性效应可以忽略不计；粘性效应主导动力学。这些条件有利于分选，并且由本公开的微加工装置提供。因此，本公开的微加工装置任选地以低或非常低的雷诺数操作。

在一方面，本文提供了设计用于基于液滴的编码文库筛选的微流体装置。在一些实施方案中，该装置包括第一微流体通道，该第一微流体通道包括水性流体。在一些实施方案中，该装置包括第二微流体通道，该第二微流体通道包括与水流不混溶的流体。在一些实施方案中，该装置包括第一微流体通道与第二微流体通道呈流体连通所在的接合部。在一些实施方案中，第一和第二微流体通道的接合部限定了装置平面。在一些实施方案中，接合部被配置成在来自第二微流体通道的流体内形成水性流体的液滴。在一些实施方案中，第二微流体通道被配置成继续经过接合部，从而限定测定流动路径。在一些实施方案中，

在一些实施方案中，该装置包括第三微流体通道。第三微流体通道可以在第一和第二微流体通道的接合部上游与第一微流体通道呈流体连通。该第三微流体通道可用于在液滴形成之前将附加的水性流体与第一水性流体混合，从而在液滴形成之前不久混合不同组的试剂。

第一和第二微流体通道的接合部被配置成产生封装在第二微流体通道的不混溶流体中的水性液滴。该接合部可以是任何配置。在一些实施方案中，接合部是T形接合部。在一些实施方案中，接合部呈斜角。在一些实施方案中，接合部还包括补充微流体通道。在一些实施方案中，补充微流体通道包括与水流不混溶的第二流体。在一些实施方案中，与水流不混溶的第二流体与来自第二微流体通道的与水流不混溶的流体相同。在一些实施方案中，与水流不混溶的第二流体不同于来自第二微流体通道的与水流不混溶的流体。在一些实施方案中，第二微流体通道和补充微流体通道位于第一微流体通道的相对侧。在一些实施方案中，第二微流体通道和补充微流体通道被配置成同时添加它们各自的与水流不混溶的流体。

在接合部之后，第二微流体通道的流动路径可以沿相同的轨迹继续至少短距离。液滴形成后，接合部下游的通道形成测定流动路径。测定流动路径是微流体通道的路径，其中在液滴中进行筛选测定。随着液滴沿该测定流动路径继续，可以在液滴上按顺序进行附加单元操作，从而在液滴内发生具有可检测读数的测定。在一些实施方案中，测定流动路径包括裂解区。在一些实施方案中，测定流动路径包括检测区。在一些实施方案中，测定流动路径包括分选区。在一些实施方案中，测定流动路径包括刺激区。

测定流动路径可以是任何形状。在一些实施方案中，测定流动路径充当温育区，以便在期望的时长内进行测定。在一些实施方案中，测定流动路径包括蛇形路径区。蛇形路径区可以包括多条曲线或转弯。此类路径使延伸的流动路径能够嵌入小尺寸的装置上。此外，流动路径的曲线可用于定向各种检测器、刺激器、分选器或其他部件，以最小化背景信号、串扰或各种输入在液滴沿路径行进时的渗漏。在一些实施方案中，这是通过沿蛇形路径的曲线或转弯定向单元操作的各种输入来实现的。这使得可以沿流动路径行进的输入量最小化。例如，将光源配置成在沿流动路径的曲线或转弯的位置处输入光，最小化沿路径传播并到达液滴而不是发射靶标的光。

蛇形路径区可以是任何长度的微流体装置并且可以包括任何数量的曲线或转弯。在一些实施方案中，蛇形流动路径区包括约10条至约100条曲线。在一些实施方案中，蛇形流动路径区包括约10条曲线至约20条曲线、约10条曲线至约30条曲线、约10条曲线至约40条曲线、约10条曲线至约50条曲线、约10条曲线至约100条曲线、约20条曲线至约30条曲线、约20条曲线至约40条曲线、约20条曲线至约50条曲线、约20条曲线至约100条曲线、约30条曲线至约40条曲线、约30条曲线至约50条曲线、约30条曲线至约100条曲线、约40条曲线至约50条曲线、约40条曲线至约100条曲线、或约50条曲线至约100条曲线。在一些实施方案中，蛇形流动路径区包括约10条曲线、约20条曲线、约30条曲线、约40条曲线、约50条曲线或约100条曲线。在一些实施方案中，蛇形流动路径区包括至少约10条曲线、约20条曲线、约30条曲线、约40条曲线或约50条曲线。在一些实施方案中，蛇形流动路径区包括至多约20条曲线、约30条曲线、约40条曲线、约50条曲线或约100条曲线。

在一些实施方案中，测定流动路径包括布置在测定流动路径内的一个或多个腔室。在一些实施方案中，一个或多个腔室包括入口和出口微流体通道。在一些实施方案中，入口微流体通道位于上游位置，并且出口微流体通道位于腔室的下游位置。在一些实施方案中，入口微流体通道和出口微流体通道充当腔室之间的连接通道。在一些实施方案中，行进通过测定流动路径的每个液滴行进通过一个或多个腔室。在一些实施方案中，腔室被配置成在液滴流过测定流动路径时调节液滴的流速。在一些实施方案中，腔室被配置成在液滴流过测定流动路径时调节液滴的停留时间。在一些实施方案中，一个或多个腔室不包括入口和出口微流体通道(例如，腔室之间没有连接通道)。在一些实施方案中，一个或多个腔室彼此连接。在一些实施方案中，一个或多个腔室被布置为形成蛇形测定流动路径。

在选择期望的腔室和测定流动路径几何学时，可以考虑附加的设计考虑。例如，不混溶的运载流体的特性可以影响腔室或通道几何学对于在装置上进行的特定测定的适用性。例如，具有高粘度的不混溶运载流体对装置上的流动产生更大的阻力，因此与利用相当长的窄通道或腔室的装置流动路径几何学相容性较低。然而，加宽装置上的通道或腔室可以增加通过腔室或通道的液滴的离散度，从而对于行进通过装置的各个液滴的温育时间产生大差异。因此，在一些实施方案中，装置优选地使用低粘度不混溶的运载流体，例如3-乙氧基全氟(2-甲基己烷)来操作。在一些实施方案中，该装置被设计为用特定不混溶运载流体来优化特性，例如停留时间、适度的流动压力和离散率。在一些实施方案中，该装置被设计为用具有低粘度的低密度(例如小于1.00g/mL)不混溶的运载流体来获得最佳性能。在一些实施方案中，该装置被设计为以3-乙氧基全氟(2-甲基己烷)作为不混溶的运载流体来获得最佳性能。

在一些实施方案中，腔室被配置成防止液滴在行进通过流动路径时被截留。在其中使用比水性液滴更大密度的运载流体(例如3-乙氧基全氟(2-甲基己烷))的实施方案中，随着液滴和运载流体流过装置，水性液滴可能上升至加宽的、加高的腔室的顶部并被截留在腔室中。为了抵消这一点，在一些实施方案中，腔室和入口和/或出口微流体通道被配置成在腔室和连接通道之间的通道高度上仅有小差异。在一些实施方案中，腔室和出口通道之间的高度不变，直至通道的宽度沿流动路径变窄之后才改变。通过仅在通道宽度变窄之后才调整高度，液滴更容易沿所需路径流动而不被截留。

在一些实施方案中，腔室的高度仅略大于连接通道的高度。在一些实施方案中，腔室的高度是连接通道的高度的约1.1×至约3×。在一些实施方案中，腔室的高度是连接通道的高度的约3×至约2.5×、约3×至约2×、约3×至约1.9×、约3×至约1.8×、约3×至约1.7×、约3×至约1.6×、约3×至约1.5×、约3×至约1.4×、约3×至约1.3×、约3×至约1.2×、约3×至约1.1×、约2.5×至约2×、约2.5×至约1.9×、约2.5×至约1.8×、约2.5×至约1.7×、约2.5×至约1.6×、约2.5×至约1.5×、约2.5×至约1.4×、约2.5×至约1.3×、约2.5×至约1.2×、约2.5×至约1.1×、约2×至约1.9×、约2×至约1.8×、约2×至约1.7×、约2×至约1.6×、约2×至约1.5×、约2×至约1.4×、约2×至约1.3×、约2×至约1.2×、约2×至约1.1×、约1.9×至约1.8×、约1.9×至约1.7×、约1.9×至约1.6×、约1.9×至约1.5×、约1.9×至约1.4×、约1.9×至约1.3×、约1.9×至约1.2×、约1.9×至约1.1×、约1.8×至约1.7×、约1.8×至约1.6×、约1.8×至约1.5×、约1.8×至约1.4×、约1.8×至约1.3×、约1.8×至约1.2×、约1.8×至约1.1×、约1.7×至约1.6×、约1.7×至约1.5×、约1.7×至约1.4×、约1.7×至约1.3×、约1.7×至约1.2×、约1.7×至约1.1×、约1.6×至约1.5×、约1.6×至约1.4×、约1.6×至约1.3×、约1.6×至约1.2×、约1.6×至约1.1×、约1.5×至约1.4×、约1.5×至约1.3×、约1.5×至约1.2×、约1.5×至约1.1×、约1.4×至约1.3×、约1.4×至约1.2×、约1.4×至约1.1×、约1.3×至约1.2×、约1.3×至约1.1×、或约1.2×至约1.1×。在一些实施方案中，腔室的高度为约3×、约2.5×、约2×、约1.9×、约1.8×、约1.7×、约1.6×、约1.5×、约1.4×、约1.3×、约1.2×或约1.1×。在一些实施方案中，腔室的高度是连接通道的高度的至少约3×、约2.5×、约2×、约1.9×、约1.8×、约1.7×、约1.6×、约1.5×、约1.4×、约1.3×或约1.2×。在一些实施方案中，腔室的高度是连接通道的高度的至多约2.5×、约2×、约1.9×、约1.8×、约1.7×、约1.6×、约1.5×、约1.4×、约1.3×、约1.2×或约1.1×。在一些实施方案中，腔室的高度是连接通道的高度的约1.1×至约1.8×。在一些实施方案中，腔室的高度是连接通道的高度的约1.4×至约1.8×。在一些实施方案中，腔室的高度是连接通道的高度的约1.1×。在一些实施方案中，腔室的高度是连接通道的高度的约1.2×。在一些实施方案中，腔室的高度是连接通道的高度的约1.3×。在一些实施方案中，腔室的高度是连接通道的高度的约1.4×。在一些实施方案中，腔室的高度是连接通道的高度的约1.5×。在一些实施方案中，腔室的高度是连接通道的高度的约1.6×。在一些实施方案中，腔室的高度是连接通道的高度的约1.7×。在一些实施方案中，腔室的高度是连接通道的高度的约1.8×。在一些实施方案中，腔室的高度是连接通道的高度的约1.9×。在一些实施方案中，腔室的高度是连接通道的高度的约2×。

在一些实施方案中，腔室的高度为约50微米至约120微米。在一些实施方案中，腔室的高度为约120微米至约100微米、约120微米至约90微米、约120微米至约80微米、约120微米至约70微米、约120微米至约60微米、约120微米至约50微米、约100微米至约90微米、约100微米至约80微米、约100微米至约70微米、约100微米至约60微米、约100微米至约50微米、约90微米至约80微米、约90微米至约70微米、约90微米至约60微米、约90微米至约50微米、约80微米至约70微米、约80微米至约60微米、约80微米微米至约50微米，约70微米至约60微米、约70微米至约50微米、或约60微米至约50微米。在一些实施方案中，腔室的高度为约120微米、约100微米、约90微米、约80微米、约70微米、约60微米，或约50微米。在一些实施方案中，腔室的高度为至少约120微米、约100微米、约90微米、约80微米、约70微米或约60微米。在一些实施方案中，腔室的高度为至多约100微米、约90微米、约80微米、约70微米、约60微米或约50微米。在一些实施方案中，腔室的高度为约80微米。

在一些实施方案中，腔室的高度为约300微米至约1,000微米。在一些实施方案中，腔室的高度为约1,000微米至约750微米、约1,000微米至约600微米、约1,000微米至约500微米、约1,000微米至约450微米、约1,000微米至约400微米、约1,000微米至约350微米，约1,000微米至约300微米、约750微米至约600微米、约750微米至约500微米、约750微米至约450微米、约750微米至约400微米、约750微米至约350微米、约750微米微米至约300微米，约600微米至约500微米、约600微米至约450微米、约600微米至约400微米、约600微米至约350微米、约600微米至约300微米、约500微米至约450微米、约500微米微米至约400微米，约500微米至约350微米、约500微米至约300微米、约450微米至约400微米、约450微米至约350微米、约450微米至约300微米、约400微米至约350微米、约400微米微米至约300微米、或约350微米至约300微米。在一些实施方案中，腔室的高度为约1,000微米、约750微米、约600微米、约500微米、约450微米、约400微米、约350微米或约300微米。在一些实施方案中，腔室的高度为至少约1,000微米、约750微米、约600微米、约500微米、约450微米、约400微米或约350微米。在一些实施方案中，腔室的高度为至多约750微米、约600微米、约500微米、约450微米、约400微米、约350微米或约300微米。在一些实施方案中，腔室的高度为约500微米。

在一些实施方案中，连接通道的宽度为约50微米至约120微米。在一些实施方案中，连接通道的宽度为约120微米至约100微米、约120微米至约90微米、约120微米至约80微米、约120微米至约70微米、约120微米至约60微米，约120微米至约50微米、约100微米至约90微米、约100微米至约80微米、约100微米至约70微米、约100微米至约60微米、约100微米至约50微米、约90微米至约80微米、约90微米至约70微米、约90微米至约60微米、约90微米微米至约50微米、约80微米至约70微米、约80微米至约60微米、约80微米至约50微米、约70微米至约60微米、约70微米至约50微米、或约60微米至约50微米。在一些实施方案中，连接通道的宽度为约120微米、约100微米、约90微米、约80微米、约70微米、约60微米或约50微米。在一些实施方案中，连接通道的宽度为至少约120微米、约100微米、约90微米、约80微米、约70微米或约60微米。在一些实施方案中，连接通道的宽度为至多约100微米、约90微米、约80微米、约70微米、约60微米或约50微米。在一些实施方案中，连接通道的宽度为约80微米。

在一些实施方案中，连接通道的高度为约35微米至约75微米。在一些实施方案中，连接通道的高度为约75微米至约65微米、约75微米至约55微米、约75微米至约50微米、约75微米至约45微米、约75微米至约40微米、约75微米至约35微米、约65微米至约55微米、约65微米至约50微米、约65微米至约45微米、约65微米至约40微米、约65微米至约35微米、约55微米至约50微米、约55微米至约45微米、约55微米微米至约40微米、约55微米至约35微米、约50微米至约45微米、约50微米至约40微米、约50微米至约35微米、约45微米至约40微米、约45微米至约35微米、或约40微米至约35微米。在一些实施方案中，连接通道的高度为约75微米、约65微米、约55微米、约50微米、约45微米、约40微米或约35微米。在一些实施方案中，连接通道的高度为至少约75微米、约65微米、约55微米、约50微米、约45微米或约40微米。在一些实施方案中，连接通道的高度为至多约65微米、约55微米、约50微米、约45微米、约40微米或约35微米。在一些实施方案中，连接通道的高度为约50微米。

在一些实施方案中，腔室被配置成在液滴通过装置时降低液滴的流速。在一些实施方案中，由于相对于腔室上游的微流体通道，腔室的横截面积增加而降低了流速。例如，与腔室上游的微流体通道相比具有10×横截面积的腔室的通过腔室的流速为与通过上游微流体通道的流速相比的流速的10％。在一些实施方案中，通过腔室的流速为通过腔室上游的微流体通道的流速的约1％至约25％。在一些实施方案中，通过腔室的流速为通过腔室上游的微流体通道的流速的约25％至约20％、约25％至约15％、约25％至约12％、约25％至约10％、约25％至约8％、约25％至约5％、约25％至约3％、约25％至约1％、约20％至约15％、约20％至约12％、约20％至约10％、约20％至约8％、约20％至约5％、约20％至约3％、约20％至约1％、约15％至约12％、约15％至约10％、约15％至约8％、约15％至约5％、约15％至约3％、约15％至约1％、约12％至约10％、约12％至约8％、约12％至约5％、约12％至约3％、约12％至约1％、约10％至约8％、约10％至约5％、约10％至约3％、约10％至约1％、约8％至约5％、约8％至约3％、约8％至约1％、约5％至约3％、约5％至约1％、或约3％至约1％。在一些实施方案中，通过腔室的流速为通过腔室上游的微流体通道的流速的约25％、约20％、约15％、约12％、约10％、约8％、约5％、约3％或约1％。在一些实施方案中，通过腔室的流速为至少约25％、约20％、约15％、约12％、约10％、约8％、约5％或约3％。在一些实施方案中，通过腔室的流速为通过腔室上游的微流体通道的流速的至多约20％、约15％、约12％、约10％、约8％、约5％、约3％或约1％。在一些实施方案中，通过腔室的流速为通过腔室上游的微流体通道的流速的约10％。在一些实施方案中，通过腔室上游的微流体通道的流速在装置的不同点处变化。在此类实施方案中，用于与腔室进行流速比较的流速是液滴形成接合部(例如具有最小横截面积的微流体通道部分)之后的最快流速。

在一些实施方案中，腔室被配置成使得在微流体装置上形成的液滴具有基本相同的行进通过装置的停留时间。在一些实施方案中，微流体装置被配置成使得在装置上形成的液滴具有基本相同的行进通过装置的停留时间。在一些实施方案中，这通过离散率进行测量。离散率根据下式计算：6σ/T

图18提供了描述使用如图9A和10描绘的微流体装置的温育期的均匀性水平的示例性数据集。具体地，向入口101、102提供两个水性输入，其中一个水性输入包含缓冲溶液和荧光团(“荧光团溶液”)，而另一个水性输入仅包含缓冲溶液(“缓冲溶液”)。提供荧光团溶液和缓冲溶液，其具有偏移约3％的设定点压力，以至一种溶液将以比另一种更高的浓度流过测定流动通道。最初，缓冲溶液具有较高的压力，之后切换设定点压力，以便荧光团溶液以较高的压力提供。如图18所示，第一时间段的PMT计数小于100rfu，之后突然增加。数据集之间的离散度计算为仅1.7％，σ为3.19。因此，这显示了温育期的均匀水平，因为荧光团溶液提供了2％离散度内的检测信号，并且在切换浓度时没有明显滞后。因此，这与沿测定流动路径以相对均匀的速率移动的封装相关。图19提供了使用来自图11的微流体装置的类似分析，其中在切换到较低压力之前，最初为荧光团溶液提供较高压力。计算得出数据点之间的离散度略高，为4.52％，σ为7.25。因此，这类似地显示了温育期间的均匀性水平，因为荧光团溶液提供的检测信号具有小于5％的离散度。

在一些实施方案中，该装置还包括一个或多个收集室。在一些实施方案中，一个或多个收集室被配置成接收通过测定流动路径的多个液滴的子集。在一些实施方案中，收集室被配置成将子集温育一延长的时间段。在一些实施方案中，收集室被配置成延长多个液滴子集的停留时间。

在一些实施方案中，该装置还包括沿该装置的流动路径定位的一个或多个分流器。分流器可以定位在装置的任何位置。分流器可用于各种用途。在一些实施方案中，使用分流器将附加的不混溶运载流体插入微流体通道中以影响液滴间距。在一些实施方案中，分流器用于将运载流体的液滴从微流体装置转移。在一些实施方案中，在装置的启动中使用分流器。在一些实施方案中，在装置的平衡中使用分流器。在一些实施方案中，该装置是平衡的

在一些实施方案中，测定流动路径包括第一分流器。在一些实施方案中，第一分流器位于测定流动路径的上游区域。在一些实施方案中，第一分流器位于测定流动路径的蛇形区的上游。在一些实施方案中，第一分流器位于一个或多个腔室的上游。在一些实施方案中，第一分流器在使用装置的平衡阶段期间打开。在一些实施方案中，运载流体在装置的平衡阶段期间以与正常操作相反的方向流过装置并允许通过第一分流器离开装置。在一些实施方案中，水性液滴同时被引入第一分流器上游的微流体装置中，并允许通过第一分流器离开装置。在一些实施方案中，一旦装置上的输入流体的压力已经被调整至期望水平以根据期望运行系统(例如流速、压力、液滴大小、液滴间距等)，分流器就关闭。

在一些实施方案中，第一分流器被配置成使得液滴绕过测定流动路径的至少一部分。在一些实施方案中，替代流动路径耦合至第一分流器。替代流动路径可以具有任何特性并且可以用于以任何方式影响测定流动路径。例如，替代流动路径可用于改变微流体装置上液滴的温育时间或停留时间，添加附加试剂流(例如液滴合并接合部或皮量级注射位点)，或完全离开装置温育液滴。

裂解区可以包括用于释放通过可裂解型接头与珠粒连接的效应子的机构。在一些实施方案中，裂解区包括皮量级注射位点或液滴合并位点以引入试剂从而从支架裂解效应子。在一些实施方案中，裂解区包括配置成从布置在测定流动路径内的支架裂解效应子的光源。在一些实施方案中，光源是UV光源。在一些实施方案中，光源是波导。在一些实施方案中，光源是光缆。在一些实施方案中，光源是配置成从布置在测定流动路径内的支架裂解效应子的光源。在一些实施方案中，光源被配置成具有与装置平面基本平行的光轴。在一些实施方案中，光源照射在测定流动路径中的曲线处通过的液滴。在一些实施方案中，光源被配置成具有基本垂直于装置平面的光轴。在一些实施方案中，光源通过安装在装置上的柱而与裂解区的微流体通道对准。在一些实施方案中，光源被配置成在覆盖通过裂解区的微流体通道的多个部分的区域上发射光。在一些实施方案中，裂解区包括蛇形流动路径。

裂解区可以在沿微流体装置的任何点，这取决于装置上使用的测定的需要。在一些实施方案中，裂解区在检测区、分选区和刺激区的上游。在一些实施方案中，裂解区在检测区的上游。在一些实施方案中，裂解区在分选区的上游。在一些实施方案中，裂解区在刺激区的上游。在一些实施方案中，裂解区在检测区和分选区的上游。

在一些实施方案中，该装置包括位于裂解区的上游和下游的微流体通道上的附加入口和出口。在一些实施方案中，入口和出口位于紧接在裂解区之前和紧接其后。

在一些实施方案中，这些入口和出口被配置成实现对裂解区进行校准。校准实现控制通过裂解区的样品暴露于光的量的装置之间的可变性。这种可变性可能来自装置的各种参数的微小变化，包括光源与装置的耦合。暴露强度时间和持续时间的可变性可能导致从微珠中释放的化合物量的可变性，由此可能导致最终筛选测定读数错误。

在一些实施方案中，入口和出口用于校准程序。在一些实施方案中，校准程序包括使包含荧光染料的溶液流过裂解区。图12D提供了本文所述的微流体装置的裂解区的示例性描述，其中示出了用于将封装件(例如，液滴)暴露于光的校准入口和UV波导。在一些实施方案中，校准通道填充有UV敏感性荧光团以测量裂解区中的UV强度。在一些实施方案中，UV波导将来自UV LED耦合光纤的光引导至受限区域中。在一些实施方案中，然后基于被测量的校准染料来设置UV LED功率。图12E提供了将校准染料与给定曝光(BD Horizon

在一些实施方案中，使用如本文所述的微流体装置将编码的效应子-荧光团珠粒引入封装件(例如，液滴)中。图12A提供了带有用荧光团修饰的编码的效应子的珠粒的示例性溶液，其中该溶液可以包含珠粒文库。如图12B所示，效应子-荧光团可以通过可光裂解型或k可光促裂解型(pro-photo-cleavable)接头连接。在一些实施方案中，将编码的荧光团珠粒以约200pL体积引入液滴中。在一些实施方案中，将液滴引入裂解区并暴露于UV光。如图12B所示，当暴露于UV光时，效应子被释放(即裂解可光裂解型接头)，以便效应子从珠粒释放(图12C)。然后，如本文所述，液滴继续流过微流体装置，直至到达微流体装置的“询问区”，其中液滴受到激光激发(例如，共焦激光激发，图12F)，从而激发释放的效应子-荧光团。然后由PMT检测器收集来自编码的效应子-荧光团的发射，如图13A和14A所示(由PMT2Smooth表示)，分别代表基于暴露于100mV和600mV光的效应子释放，从而测量释放的效应子-荧光团浓度。图13B和14B分别提供了基于暴露于100mV和600mV光的每个液滴测量的峰发射，绘制为随时间变化的热图以观察信号的稳定性。如图所示，增加UV LED功率增加暴露，从而能够控制释放的效应子-荧光团的最终浓度。图15B提供了具有压缩液滴图(例如，来自图13B和14B)的直方图，以描绘正态分布的强度值。中值与已知的荧光团浓度校准相关(例如，图15A)，以确定UV释放后效应子-荧光团的最终浓度。因此，使用校准流体测量的发射强度可以与所得的效应子释放浓度相关联，从而提供预测的定量释放。

检测区配置有检测器，该检测器能够检测待在装置上进行的测定的任何期望读数。在一些实施方案中，检测区包括荧光计。在一些实施方案中，荧光计包括光电倍增管检测器、光源、激发滤光片和发射滤光片。在一些实施方案中，荧光计被配置成具有基本平行于装置平面的光轴。在一些实施方案中，荧光计被配置成具有基本垂直于装置平面的光轴。在一些实施方案中，荧光计在测定流动路径中的曲线处照射通过的液滴。在一些实施方案中，检测区包括共焦检测和激光扫描。在一些实施方案中，检测区包括共焦激光扫描装置，如图22A-B中所示(提供装置的顶视图)。图12F提供了通过共焦激光扫描进行封装件检测的示例性示意图。在一些实施方案中，检测区包括激光扫描。在一些实施方案中，检测区包括荧光。在一些实施方案中，检测区包括本文所述的检测方式的任何组合。

在一些实施方案中，检测区包括用于将激发光发射至检测区中的物镜或光纤。在一些实施方案中，检测区包括物镜、光纤或电荷耦合装置，其被配置成聚集来自检测区的发射。在一些实施方案中，单个物镜被配置成引导激发并聚集来自检测区的发射。在一些实施方案中，被配置成聚集来自检测区的发射的物镜(其可以与激发物镜相同)是倒置物镜。在一些实施方案中，被配置成聚集来自检测区的发射的物镜(其可以与激发物镜相同)被配置成聚集、准直和引导发射的光通过光纤。在一些实施方案中，光纤耦合至配置成定量发射的检测器。在一些实施方案中，配置成定量发射的检测器是光电倍增管、电荷耦合装置或光电二极管。

在一些实施方案中，检测区能够在芯片上移动。在一些实施方案中，检测区包括未耦合至装置的激发光源。在一些实施方案中，检测区包括不与装置耦合的物镜。在一些实施方案中，具有不耦合至装置的检测区的光源或检测器实现基于测定需要而调整系统。例如，可以调整系统以增加或减少检测和分选之间的时间。此外，可以调整系统，以便在装置上进行筛选测定之前，可以使用单个光源来校准和初始化装置。

在一些实施方案中，检测区被配置成检测两个或更多个波长的荧光。这实现检测多种荧光探针的丰度。在一些实施方案中，被测定的液滴可以包含对照荧光团和测定荧光团。测定荧光团给出测定的读数，例如检测的阳性或阴性结果。可以检测和定量对照荧光团，如果存在。在一些实施方案中，将对照荧光团以已知浓度置于第一微流体通道的水性流体中。当包含第一微流体通道的水性流体的液滴到达检测区时，检测到的对照荧光团荧光的量可用于定量液滴的大小。这可用于归一化测定荧光团读数的结果。在一些实施方案中，检测区被配置成测量两个或更多个测定荧光团。

在一些实施方案中，该装置包括单个检测区。在一些实施方案中，检测区在裂解区的下游。在一些实施方案中，检测区在刺激区的下游。在一些实施方案中，检测区在分选区的上游。

在一些实施方案中，该装置包括多个检测区。当装置包括多个检测区时，可以将它们置于装置上的任何位置。在一些实施方案中，检测区被配置成与另一个区域连通。例如，检测区可以与分选区连通以实现基于信号检测进行分选。在一些实施方案中，检测区被配置成与皮量级注射器连通。当检测区与皮量级注射器连通时，仅当满足某些条件(例如存在或不存在信号)时，才可以选择性地添加试剂或其他测定组分。

在一些实施方案中，该装置包括刺激区。在一些实施方案中，刺激区包括用于刺激离子通道的一个或多个激励器。当装置被配置成进行离子通道调制测定时，激励器可以采用任何刺激离子通道的方法。在一些实施方案中，刺激区包括用于刺激离子通道的一个或多个激励器。在一些实施方案中，用于刺激离子通道的一个或多个激励器包括至少一个光源、至少一个电极或至少一个配备有离子通道毒素的皮量级注射位点。在一些实施方案中，一个或多个激励器包括至少一个光源。在一些实施方案中，一个或多个激励器包括至少一个电极。在一些实施方案中，一个或多个激励器包括用于离子通道毒素的注射位点。

在一些实施方案中，一个或多个激励器包括至少一个电极。可以使用能够将电磁电流传送到封装件的任何类型的电极。在一些实施方案中，电极沿测定流动路径的壁放置并且将电场递送至通过的流。在一些实施方案中，电场被脉冲化以匹配液滴通过电极的频率。

在一些实施方案中，一个或多个激励器包括在测定流动路径的相对壁上的一对电极，以便当液滴通过这对电极时，液滴接触电极，从而使得电流流过液滴。在一些实施方案中，该装置包括如此配置的多对电极。在一些实施方案中，刺激区包括约1对至约20对如此配置的电极。在一些实施方案中，刺激区包括约1对至约2对、约1对至约3对、约1对至约5对、约1对至约7对、约1对至约10对、约1对至约20对、约2对至约3对、约2对至约5对、约2对至约7对、约2对至约10对、约2对至约20对、约3对至约5对、约3对至约7对、约3对至约10对、约3对至约20对、约5对至约7对、约5对至约10对、约5对至约20对、约7对至约10对、约7对至约20对、或约10对至约20对如此配置的电极。在一些实施方案中，刺激区包括约1对、约2对、约3对、约5对、约7对、约10对或约20对如此配置的电极。在一些实施方案中，刺激区包括至少约1对、约2对、约3对、约5对、约7对或约10对如此配置的电极。在一些实施方案中，刺激区包括至多约2对、约3对、约5对、约7对、约10对或约20对如此配置的电极。

在微流体装置上可以采用任何数量的激励器。在一些实施方案中，刺激区包括约1个激励器至约20个激励器。在一些实施方案中，刺激区包括约1个激励器至约2个激励器、约1个激励器至约3个激励器、约1个激励器至约5个激励器、约1个激励器至约7个激励器、约1个激励器至约10个激励器、约1个激励器至约20个激励器、约2个激励器至约3个激励器、约2个激励器至约5个激励器、约2个激励器至约7个激励器、约2个激励器至约10个激励器、约2个激励器至约20个激励器、约3个激励器至约5个激励器、约3个激励器至约7个激励器、约3个激励器至约10个激励器、约3个激励器至约20个激励器、约5个激励器至约7个激励器、约5个激励器至约10个激励器、约5个激励器至约20个激励器、约7个激励器至约10个激励器、约7个激励器至约20个激励器、或约10个激励器至约20个激励器。在一些实施方案中，刺激区包括约1个激励器、约2个激励器、约3个激励器、约5个激励器、约7个激励器、约10个激励器或约20个激励器。在一些实施方案中，刺激区包括至少约1个激励器、约2个激励器、约3个激励器、约5个激励器、约7个激励器或约10个激励器。在一些实施方案中，刺激区包括至多约2个激励器、约3个激励器、约5个激励器、约7个激励器、约10个激励器或约20个激励器。

在一些实施方案中，该装置包括多个刺激区。刺激区可以以任何方向分布在整个微流体装置中。在一些实施方案中，刺激区在裂解区的下游。在一些实施方案中，刺激区在检测区的上游。在一些实施方案中，刺激区在分选区的上游。

在一些实施方案中，该装置包括附加入口，该入口被配置成将运载流体插入微流体装置的流动路径中。为了准确分选期望的液滴，液滴的最佳间距是重要的考虑因素。可影响液滴的准确分选的因素包括液滴大小、液滴平均分离度、流的总油分数、液滴的离子强度和液滴的含量。在本文提供的装置上进行的单独的测定可能需要优化间距，这是由存在附加入口所允许的。在一些实施方案中，附加入口将附加运载流体插入微流体装置的流动路径中以增加液滴的间距。在一些实施方案中，附加入口将附加运载流体插入微流体装置的流动路径中以聚集液滴。在一些实施方案中，附加运载流体是来自第二微流体通道的不混溶流体。在一些实施方案中，附加运载流体不同于来自第二微流体通道的不混溶流体。在一些实施方案中，附加入口以恒定流量运行。在一些实施方案中，附加入口以可变流量运行。在优选实施方案中，附加入口位于检测区的上游附近。在一些实施方案中，附加入口以被选择为最佳地间隔液滴的流速运行。在一些实施方案中，该装置包括两个附加入口。在一些实施方案中，该装置包括被配置成递送间隔油的第一附加入口和被配置成递送聚集油的第二附加入口。

在一些实施方案中，装置包括分选区。可以使用在装置中对液滴进行分选的任何方法。在一些实施方案中，分选区与检测区呈连通。在一些实施方案中，分选区包括分选装置，该分选装置基于对由检测区检测到的信号的存在、不存在或水平的检测来分选液滴。在一些实施方案中，分选区包括分选电极。在一些实施方案中，分选电极是电泳电极。在一些实施方案中，分选电极是介电电泳电极。在一些实施方案中，分选区包括配置用于分选的阀。在一些实施方案中，分选区包括配置用于分选的可偏转膜。在一些实施方案中，分选区包括配置用于分选的声波发生器。在一些实施方案中，分选区包括流体的入口，该入口被配置成引导通过的液滴沿分选路径向下移动。

在一些实施方案中，该装置包括完全封闭的微流体通道。在一些实施方案中，该装置包括在微流体通道的所有侧面上包围的微流体通道，除了进入该装置的任何入口和出口之外。在一些实施方案中，该装置包括被配置成封闭通道的盖玻片。在一些实施方案中，盖玻片涂有疏水材料(例如PDMS)。盖玻片可以是任何尺寸(例如5微米、10微米、15微米、20微米、30微米、40微米、50微米或更大)。

可以以任何方式实现对通过装置的流体流动的控制。在优选的实施方案中，流体的流动由装置(例如气动泵或蠕动泵)控制，该装置能够在长时间段期间和/或以连续方式将流体递送通过装置。这种泵与其他泵(例如注射泵)相比具有几个优点，包括能够在恒定压力下在长时间段期间运行系统，从而实现将材料连续进给通过装置并控制液滴行进通过装置的停留时间。在一些实施方案中，流体的流动由连续泵控制。在一些实施方案中，流体的流动由气动泵控制。在一些实施方案中，流体从离开装置的流体储器递送至装置。这使得装置可抽取(与从装置上的储器中抽取的可能情形相比)更大量的流体。递送至芯片上的任何样品流体、不混溶流体、间隔油、聚集油或其他流体均可以以这种方式递送。

在一些实施方案中，泵被配置成在至少4小时、至少8小时、至少12小时、至少16小时或至少24小时的连续时间段期间将流体递送通过装置。在一些实施方案中，泵被配置成在至少12小时的连续时间段期间将流体递送通过装置。在一些实施方案中，泵被配置成在至少24小时的连续时间段期间将流体递送通过装置。

图9A中显示了非限制性的示例性微流体装置。示例性微流体装置包括第一入口101。第一入口101被配置成接受水性流体，例如水性测定试剂。示例性微流体装置还包括第二入口102。在该实例中，第二入口102被配置成接受另一水性流体。这可以与添加至第一入口101的水性流体相同或不同。第二入口102可以被配置成接受本文提供的珠粒，或者第一入口101可以如此配置。在微流体装置的其他实例中，可能仅有单个入口流。图9A中所示的示例性微流体装置还包括与液滴形成接合部或挤出接合部104呈流体连接的用于运载流体(例如与水性流体不混溶的油)的入口103。在该实例中，入口103通过两个通道而连接至液滴形成接合部104，每个通道在水流通道的相对侧上在相同点处到达水流通道。液滴形成接合部104包括微流体通道，该微流体通道沿流动路径向下朝向裂解区106延续。接近裂解区106的是光纤波导105a，其被配置成将光递送至裂解区106的微流体通道中。光纤波导5a嵌入于装置的平面中，以至发射的光从装置平面进入裂解区106的微流体通道。同样接近裂解区106的是柱105b，其被配置成固定光纤歧管，该光纤歧管可被配置成将光从装置的平面上方发射至裂解区106的微流体通道中。105a和105b的光源可以交替使用或组合使用。该装置还包括与裂解区106呈流体连接的校准流体入口107a和校准流体出口107b。校准流体的入口107a被配置成接收和向裂解区106递送流体，该流体被配置成使裂解区内的光子暴露归一化。在通过裂解区106之后，校准流体通过校准流体出口107b离开。裂解区106经由微流体通道而与温育区109呈流体连通。在图9A的实例中，温育区109包含一系列加宽的腔室，每个腔室通过微流体通道而连接至该系列中的下一个腔室。这些腔室的配置影响在液滴形成区104形成的液滴通过装置的流速和停留时间。在一些实施方案中，腔室被配置成防止液滴在通过温育区109时被捕获。当使用比水性液滴密度更大的运载流体(例如3-乙氧基全氟(2-甲基己烷))时，这种腔室的配置尤其重要。在一些实施方案中，通过将腔室和连接通道配置成在腔室和连接通道之间的通道高度仅有小差异来实现这种期望的配置。在一些实施方案中，腔室的高度为约80μm，并且连接通道的高度为约50μm。作为有助于防止气泡滞留在装置内的另外设计特征，流动路径的高度随着液滴接近连接通道而变窄的腔室的宽度之间没有变化，从而有利于液滴从一个腔室到另一个腔室的平滑移位而未被捕获。在温育区109的任一端上配置了旁路分流器108a和108b。旁路分流器108a和108b被配置成使得耦合至分流器的流体流入或流出主微流体通道。如果流体在旁路分流器108a处转向出主微流体通道，则材料将不通过温育区109。位于温育区109下游的是运载流体入口110。运载流体入口110与装置的主微流体通道呈流体连通并且被配置成将附加不混溶的运载流体递送至主微流体通道中以根据需要分隔液滴。同样与主微流体通道呈流体连通的是运载流体入口111，其被配置成将液滴集中油递送至主微流体通道中。运载流体入口110和111的下游是检测位置116。检测位置116指示装置上的点，在该点检测到来自正在芯片上运行的测定的期望信号。检测位置116可以基于将激发光引导至通过检测位置116的样品所在的物镜或光纤和与配置成检测来自检测位置116的发射的检测器耦合的附加物镜或光纤的对准。可替代地，激发光的物镜可以被配置成也积聚发射。在一些实施方案中，激发源通过倒置物镜从检测位置116反射，其中发射被收集、柱状化并引导通过光纤，以由光电倍增管或其他检测器进行定量。在一些实施方案中，在检测位置116处对准的物镜或光纤不耦合至装置。当不耦合至装置时，检测器或发射物镜或光纤可以移动以调整装置上的检测位置116，从而调整检测和分选之间的时间。当不耦合至装置时，检测器或发射物镜也可以移动以用于装置的校准或装置的启动，从而使得单个光源可用于多种功能。运载流体入口110和111以及检测位置116的下游是辨别接合部电极112。辨别接合部电极112可以是介电电泳电极，其被配置成如果确定液滴显示期望信号则将液滴向下推进出口114，或者如果确定液滴缺乏期望信号则将液滴推进至出口115。辨别接合部电极112连接至辨别接合部接地电路，其在电路连接点113a和113b处连接至装置。图9B显示了示例性装置的分选和检测区的放大图。图9C显示了基本上如本实例中所述的微流体装置的图片。图10提供了来自图9A的微流体装置的另一个示例性描述，其中光学胶在光纤波导内显示。在一些实施方案中，光学胶有助于最小化来自光纤波导的光的散射。

图11提供了可用于本文所述的方法和系统的另一个示例性微流体装置。示例性微流体装置包含第一入口201。第一入口201被配置成接受水性流体，例如水性测定试剂。示例性微流体装置还包含第二入口202。在该实例中，第二入口202被配置成接受另一种水性流体。这可以与添加至第一入口201的水性流体相同或不同。第二入口202可以被配置成接受本文提供的珠粒，或者第一入口201可以如此配置。在一些实施方案中，示例性微流体装置还包含第三入口218。在该实例中，第三入口218被配置成接受另一种水性流体。这可以与添加至第一入口201和/或第二入口202的水性流体相同或不同。第三入口218可以被配置成接受本文提供的珠粒。在微流体装置的其他实例中，可能仅有单个入口流。在微流体装置的一些实施方案中，有四个或更多个入口。在一些实施方案中，四个或更多个入口可以是水性入口。图11中所示的示例性微流体装置还包括与液滴形成接合部或挤出接合部204呈流体连接的用于运载流体(例如与水性流体不混溶的油)的入口203。在该实例中，入口203通过两个通道而连接至液滴形成接合部204，每个通道在水流通道的相对侧上在相同点处到达水流通道。液滴形成接合部204包括微流体通道，该微流体通道沿流动路径向下朝向裂解区206延续。接近裂解区206的是UV波导205，其被配置成将光递送至裂解区206的微流体通道中。在一些实施方案中，UV波导是光纤波导。UV波导205嵌入于装置的平面中，以至发射的光从装置平面进入裂解区206的微流体通道中。在一些实施方案中，UV波导在最接近裂解区的一端包括抛物透镜。在一些实施方案中，抛物透镜被配置成在裂解区内使光呈柱状。在一些实施方案中，抛物透镜或曲面透镜使来自UV波导的光被散射的趋势最小化。在一些实施方案中，裂解区暴露于在电路平面法线上投射的UV光，将裂解化合物所在的限定区域暴露于UV。在一些实施方案中，光学胶217与UV波导一起提供。在一些实施方案中，光学胶217有助于最小化被UV波导散射的光。裂解区206附近还可以是柱(未示出)，该柱被配置成固定光纤歧管，该光纤歧管可以被配置成将光从装置的平面上方发射至裂解区206的微流体通道中。该装置还包括与裂解区206呈流体连接的校准流体入口207a和校准流体出口207b。校准流体的入口207a被配置成接收和向裂解区206递送流体，该流体被配置成使裂解区内的光子暴露归一化。在一些实施方案中，裂解区206包括蛇形流动路径。在通过裂解区206之后，校准流体通过校准流体出口207b离开。裂解区206经由微流体通道而与温育区209呈流体连通。在图11的实例中，温育区209包含一系列加宽的腔室，每个腔室通过微流体通道而连接至该系列中的下一个腔室。这些腔室的配置影响在液滴形成区204形成的液滴通过装置的流速和停留时间。在一些实施方案中，腔室被配置成防止液滴在通过温育区209时被捕获。当使用比水性液滴密度更大的运载流体(例如3-乙氧基全氟(2-甲基己烷))时，这种腔室的配置尤其重要。在一些实施方案中，腔室的高度为约30μm至约1,000μm。在一些实施方案中，腔室的高度为约50μm至约500μm。在一些实施方案中，该示例性微流体装置(图11)的腔室的深度大于来自图9A的装置中的腔室的深度。因此，在一些实施方案中，该示例性装置(图11)提供更长的温育区，因为与使用图9A中的装置相比，如果温育区的长度相同，则更大的深度将导致更快移动的液滴，从而减少停留时间。在一些实施方案中，收集室219任选地设置有该示例性微流体装置。在温育区209的任一端上配置了旁路分流器208a和208b。旁路分流器208a和208b被配置成使得耦合至分流器的流体流入或流出主微流体通道。如果流体在旁路分流器208a处转向出主微流体通道，则材料将不通过温育区209。位于温育区209下游的是运载流体入口210。运载流体入口210与装置的主微流体通道呈流体连通，并且被配置成将附加不混溶的运载流体递送至主微流体通道中，以如期望将液滴隔开。同样与主微流体通道呈流体连通的是运载流体入口211，其被配置成将液滴集中油递送至主微流体通道中。在一些实施方案中，运载流体入口210和211的下游是检测位置216。检测位置216指示装置上的点，在该点检测到来自正在芯片上运行的测定的期望信号。检测位置216可以基于将激发光引导至通过检测位置216的样品所在的物镜或光纤和与配置成检测来自检测位置216的发射的检测器耦合的附加物镜或光纤的对准。可替代地，激发光的物镜可以被配置成也积聚发射。在一些实施方案中，激发源通过倒置物镜从检测位置216反射，其中发射被积聚、柱状化并引导通过光纤，以由光电倍增管或其他检测器进行定量。在一些实施方案中，在检测位置216处对准的物镜或光纤不耦合至装置。当不与装置耦合时，可以移动检测器或发射物镜或光纤以调整装置上的检测位置216，从而调整检测和分选之间的时间。当不耦合至装置时，检测器或发射物镜也可以移动以用于装置的校准或装置的启动，从而使得单个光源可用于多种功能。运载流体入口210和211以及检测位置216的下游是辨别接合部电极212。辨别接合部电极212可以是介电电泳电极，其被配置成如果确定液滴显示期望信号则将液滴向下推进出口214，或者如果确定液滴缺乏期望信号则将液滴推进至出口215。辨别接合部电极212连接至辨别接合部接地电路，其在电路连接点213a和213b处连接至装置。

图16提供了表明向本文所述的微流体装置的裂解区发射的UV光的约束的数据集。因此，UV光不散射在整个微流体装置中，这导致附加编码的效应子在沿测定流动路径时不被释放。在一些实施方案中，将UV光靶向并约束在测定流动路径的特定区域上有助于确保释放预定量的编码的效应子。作为确认这种受约束的UV发射的示例性方法，可以用包括具有荧光团染料的封装件的测定来预填充测定流动路径。因此，许多封装件位于UV暴露区(例如，裂解区)的下游，并且预期不在微流体装置的检测点提供任何可检测信号。如图16中所描绘的，显示了1218秒的温育延迟期，其中有显示可检测信号的最小封装件，随后是具有可检测信号的不同数量的封装件。因此，发出的UV光通常被约束于微流体的裂解区，以至通过裂解区的封装件暴露于UV光，在最小散射光内进一步沿测定流动路径暴露于封装件。

图20描绘了提供使用来自图9A和10的微流体装置进行荧光测定动力学的实例。在一些实施方案中，在测定流动路径内的各种位置测量荧光，以测量在温育时编码的效应子和样品之间相互作用的进程。图21提供了用于将激光点定位在给定通道位置以测量PMT发射的描述。图23A-24B提供了在不同温育时间(PMT 1)通过测定测量的强度的图形输出。例如，图23A-B描绘了在温育期(T＝0s)开始时测量的原始信号和实时平滑强度，其中测量到非常低的计数(例如，达峰时25个计数)。相比之下，图24A-B描绘了在温育期(T＝1333s)的预分选接合部测量的原始信号和实时平滑强度(PMT 1)，其中测量到显著更高的计数(达峰时约380个计数)。图25提供了标准微孔板测定和本文所述的微流体装置之间的数据质量比较。图迹线显示了微流控装置上微孔板(左)和液滴隔室(右)内蛋白酶的动力学活性。均匀的温育时间在每个时间点提供了高重现性和均匀度，与阴性对照相比，比微孔板更好地减少差异并证明具有明显统计意义

筛选归一化方法

本文提供了用于利用编码的效应子改进筛选输出结果的方法。由于支架上效应子或编码的可变负载，所以其他方法苦于高比率的假阴性或假阳性。支架上负载的效应子或编码的量的变化可能是由于支架上的编码/效应子浓度低，或者是由于在合成、筛选过程或储存期间编码/效应子的降解。在一些实施方案中，本文所述的方法通过将支架上的编码水平扩增到均匀水平来克服该限制。因此，所有编码均以基本相同的水平存在，并且没有一个被来自更丰富编码的更高信号淹没。

此外，在一些实施方案中，本文提供的方法提供了用于确定与支架结合的效应子浓度的手段。在一些实施方案中，可以确定整个文库中的效应子负载。了解支架上的效应子负载可以实现确定在筛选中显示阳性结果的效应子是否是由于目标效应子的高效价，或者是否该特定效应子在被筛选的封装件内以高浓度存在。因此，本文提供的方法为用户提供了容易确定特定效应子如何有效的方式，并且可以有助于从效应子筛选集中移除假阳性。

本文进一步提供了扩增用于将来自样品的核酸连接至编码以优化核酸检测的引物的方法。在没有该扩增步骤的方法中，由于支架上存在低水平的编码，所以可能发生对样品释放的核酸的不完全捕获。较低水平的核酸捕获可以解释为缺乏效价。通过在筛选完成期间或之后扩增封装件内的引物，可以捕获所有样品核酸。因此，该方法改进了筛选中对核酸水平的读出。在一些实例下，这导致改进的产率和各种样品组分的表达水平的知识或从捕获样品核酸可确定的其他知识。

条形码归一化方法

本文提供了在进行筛选后归一化整个文库的核酸编码水平的方法。在核酸编码的效应子文库筛选过程中，与珠粒结合的核酸编码水平在珠粒之间可能显著不同。这可能是由于珠粒合成过程中的低合成产率，或者是由于在筛选期间或储存期间对编码本身的损坏。一些珠粒可能具有远远超过其他珠粒的与珠粒结合的编码浓度。因此，在进行筛选以确定哪些效应子有效之后对所得“命中”珠粒进行测序时，编码浓度低的效应子难以检测。这是由于在测序过程中发生的扩增反应，由此导致浓度开始较高的编码的存在量高得多。例如，在测序分析期间，从编码的效应子的合并收集中扩增编码可能产生噪声(例如，背景信号)，这是由模板切换或错误杂交引起的，它产生嵌合序列，这些序列错误地代表了真正的效应子群体。因此，需要进行令人却步大量读取才能检测出以明显低于其他编码的浓度存在的编码。出于这个原因，在筛选后归一化核酸编码水平的方法是非常令人期望和有利的，因为它实现检测在筛选中具有阳性结果的基本上所有效应子。在示例性方法中，从编码的效应子集合中每个编码的分离扩增有助于防止来自不同编码的模板由于导致嵌合序列的机制而形成。

在一些实施方案中，在多个相应的封装件中提供多种经筛选的编码的效应子和对应的支架，其中每个支架与编码相应筛选的编码的效应子的一种或多种核酸编码结合。在一些实施方案中，多个封装件被裂解。在一些实施方案中，将多个封装件内未与支架结合的内容物移除。在一些实施方案中，然后将多个支架悬浮于液体介质中。在一些实施方案中，然后将多个支架封装在多个新封装件中，其中每个新封装件封装一个或多个支架。在一些实施方案中，珠粒的核酸编码。在一些实施方案中，每个珠粒的核酸被扩增以形成相应的扩增的核酸编码。在一些实施方案中，将多个新封装件内的扩增的核酸编码限于相应新封装件内的核酸编码和试剂，从而提高代表每个编码的扩增子数量的均匀度。在一些实施方案中，扩增的核酸编码被扩增，以至每个支架的扩增的核酸编码的浓度在彼此的最低均匀度水平内。

可以对核酸编码的文库进行筛选。任何类型的筛选均可以与本文提供的方法和系统一起使用。在一些实施方案中，先前进行的筛选是本文提供的筛选方法之一。在一些实施方案中，筛选的编码的效应子已在先前筛选中进行分选。在一些实施方案中，只有来自文库筛选的“命中”效应子珠粒被包括在本方法中。在一些实施方案中，提供筛选的编码的效应子和相应的支架包括对核酸编码的文库的筛选。在一些实施方案中，筛选包括分选步骤以分离在筛选中显示阳性结果的核酸编码的效应子。

在一些实施方案中，筛选的编码的效应子和相应的支架提供在乳液中在多个封装件内。所提供的包含筛选的编码的效应子和支架的封装件可通过各种方法进行溶解。在一些实施方案中，溶解封装件包括将破乳剂、过滤或超声处理引入乳液。在一些实施方案中，溶解封装件包括将破乳剂引入乳液中。在一些实施方案中，溶解封装件包括过滤乳液。在一些实施方案中，溶解封装件包括将破乳剂引入乳液中。

任何破乳剂均可以与本文提供的方法和系统一起使用。在一些实施方案中，破乳剂是酸或盐。在一些实施方案中，破乳剂是酸。在一些实施方案中，破乳剂是硫酸或盐酸。在一些实施方案中，破乳剂是有机酸。在一些实施方案中，破乳剂是盐。在一些实施方案中，盐是氯化钠、焦磷酸钾或硫酸钠。在一些实施方案中，盐是氯化钠。在一些实施方案中，盐是焦磷酸钾。在一些实施方案中，盐是硫酸钠。

在一些实施方案中，将支架和封装件一起洗涤以移除未结合的内容物。在一些实施方案中，洗涤支架包括用洗涤缓冲液冲洗支架。在一些实施方案中，洗涤缓冲液是水性缓冲液、有机溶液或它们的混合物。在一些实施方案中，洗涤缓冲液是水性缓冲液。在一些实施方案中，缓冲剂为pH 4至pH 10。在一些实施方案中，缓冲剂为pH 5至9。在一些实施方案中，缓冲液为pH 6至pH 8。在一些实施方案中，pH为约pH 7。在一些实施方案中，洗涤缓冲液是磷酸盐缓冲液。在一些实施方案中，洗涤缓冲液是等渗缓冲液。在一些实施方案中，洗涤缓冲液是有机溶液。在一些实施方案中，有机溶液包含甲醇、乙醇、异丙醇、乙腈、苯、甲苯、二氯甲烷、乙酸乙酯、己烷、任何其他有机溶剂或它们的任何组合。在一些实施方案中，洗涤缓冲液包含变性剂。

洗涤支架可以从支架和/或位于相应封装件内将未结合的内容物移除。在一些实施方案中，至少50％、至少60％、至少70％、至少80％或至少90％的未结合内容物在一个或多个步骤期间从支架移除。在一些实施方案中，至少90％、至少95％、至少97％、至少98％或至少99％的未结合内容物在一个或多个洗涤步骤期间从支架移除。

可以进行多次洗涤。在一些实施方案中，支架经历多次洗涤和收集步骤。在一些实施方案中，在每个洗涤步骤之后通过离心或过滤来收集支架。在一些实施方案中，在每个洗涤步骤之后通过离心收集支架。在一些实施方案中，在每个洗涤步骤之后通过过滤来收集支架。在一些实施方案中，存在单次洗涤步骤。在一些实施方案中，有2个洗涤步骤。在一些实施方案中，将洗涤步骤重复3、4、5、6、7、8、9、10或更多次。

在洗涤步骤之后，在一些实施方案中，将支架悬浮于液体介质中。在一些实施方案中，液体介质是水溶液。在一些实施方案中，液体介质包括有机溶剂。在一些实施方案中，液体介质与核酸扩增相容。在一些实施方案中，液体介质包括扩增混合物。

在一些实施方案中，然后将支架封装在多个封装件中(“新封装件”)。在一些实施方案中，支架被封装在多个液滴中。在一些实施方案中，将支架重新引入乳液中。在一些实施方案中，每个新封装件包含一个或多个支架。在一些实施方案中，支架被封装，以至大部分新封装件包含一个或多个单一支架。在实施方案中，每个液滴包含扩增混合物。

在一些实施方案中，将支架封装或将支架重新引入乳液中包括将支架放置通过微流体装置。在一些实施方案中，微流体装置是微流体芯片。在一些实施方案中，通过将支架置于一锅式乳化器中，将支架重新引入乳液中。

如本文所述，在一些实施方案中，支架是固体支持物。在一些实施方案中，支架是珠粒、纤维、纳米纤维支架、分子笼、树枝状聚合物或多价分子组装体。在一些实施方案中，支架是珠粒。在一些实施方案中，珠粒是聚合物珠粒、玻璃珠粒、金属珠粒或磁珠粒。在一些实施方案中，珠粒是聚合物珠粒。在一些实施方案中，珠粒是玻璃珠粒。在一些实施方案中，珠粒是金属珠粒。在一些实施方案中，珠粒是磁珠粒。用于本文所述的系统和方法的珠粒可以是任何尺寸。在一些实施方案中，珠粒的直径为至多10nm、至多100nm、至多1μm、至多10μm或至多100μm。在一些实施方案中，珠粒的直径为至少10nm、至少100nm、至少1μm、至少10μm或至少100μm。在一些实施方案中，珠粒的直径为约10μm至约100μm。

在一些实施方案中，可以在单独的步骤中将扩增混合物添加至新封装件中。在一些实施方案中，在形成多个封装件之后添加扩增混合物。在一些实施方案中，在封装支架的同时封装扩增混合物。在一些实施方案中，在将支架重新引入乳液中后添加扩增混合物。在一些实施方案中，扩增混合物通过皮量级注射而添加。在一些实施方案中，通过液滴合并而添加扩增混合物。在一些实施方案中，在封装步骤中添加扩增混合物。

扩增混合物能够扩增新封装件中的核酸。在一些实施方案中，扩增混合物包含PCR试剂。在一些实施方案中，扩增混合物包含用于室温扩增的试剂。

在一些实施方案中，每个支架的核酸编码被扩增以形成扩增的核酸编码，从而每个支架的扩增的核酸编码的浓度在彼此的最低均匀度水平内。在一些实施方案中，最低均匀度水平包括每个新封装件中的核酸编码浓度，其中约90％的新封装件的扩增的核酸编码浓度在多个新封装件中的扩增的核酸编码平均浓度的约10％内。在一些实施方案中，最低均匀度水平包括每个新封装件中的核酸编码浓度，其中约80％的新封装件的扩增的核酸编码浓度在多个新封装件中的扩增的核酸编码平均浓度的约20％内。在一些实施方案中，最低均匀度水平包括每个新封装件中的核酸编码浓度，其中约75％的新封装件的扩增的核酸编码浓度在多个新封装件中的扩增的核酸编码平均浓度的25％内。在一些实施方案中，最低均匀度水平包括每个新封装件中的核酸编码浓度，其中约70％至约90％的新封装件的扩增的核酸编码浓度在多个新封装件中的扩增的核酸编码平均浓度的约10％至约30％内。在一些实施方案中，最低均匀度水平包括每个新封装件中的核酸编码浓度，其中约70％至约90％的含有支架的新封装件的扩增的核酸编码浓度在彼此的10倍、15倍、20倍、50倍或100倍内。

在一些实施方案中，对扩增的核酸编码进行测序导致比未经历该方法的核酸编码的文库更低的背景信号。在一些实施方案中，背景信号减少至少10％、至少20％、至少30％、至少40％或至少50％。在一些实施方案中，背景信号减少至少75％。在一些实施方案中，背景信号减少至少90％。在一些实施方案中，背景信号减少至少95％。

在一些实施方案中，较低的背景信号实现检测其在筛选前的编码浓度比文库中的平均编码浓度低100X、1000X、10000X、100000X或1000000X的核酸编码的效应子。在一些实施方案中，较低的背景信号实现检测其在筛选前的编码浓度比文库中的平均编码浓度低100X的核酸编码的效应子。在一些实施方案中，较低的背景信号实现检测其在筛选前的编码浓度比文库中的平均编码浓度低1000X的核酸编码的效应子。在一些实施方案中，较低的背景信号实现检测其在筛选前的编码浓度比文库中的平均编码浓度低10000X的核酸编码的效应子。在一些实施方案中，较低的背景信号实现检测其在筛选前的编码浓度比文库中的平均编码浓度低100000X的核酸编码的效应子。在一些实施方案中，较低的背景信号实现检测其在筛选前的编码浓度比文库中的平均编码浓度低1000000X的核酸编码的效应子。

引物扩增方法

本文提供了用于扩增引物以最大化细胞核酸捕获的方法。在本文提供的一些筛选方法中，细胞的核酸内容物被转移至各种效应子的核酸编码中。核酸编码有时与支架(例如珠粒)连接。然而，珠粒文库可以包含单独的珠粒，其在珠粒上可能具有显著不同水平的核酸编码。因此，这种珠粒不能附接显著水平的细胞核酸，或者其他珠粒能够附接显著更多水平的细胞核酸。这种差异使得难以确定细胞核酸水平差异是否是由于各种效应子的不同效应，或者是否简单地有较少的捕获位点可用于收集细胞核酸。因此，产生附加引物以用核酸编码标记细胞核酸的方法将具有显著的益处。

在一方面，本文提供了用于扩增引物以最大化细胞核酸捕获的方法。在一些实施方案中，引物是核酸编码的拷贝(编码的核酸引物)。在一些实施方案中，该方法包括将核酸编码的支架与一个或多个细胞、扩增混合物和切口酶一起封装。在一些实施方案中，切口酶靶向特异性核苷酸序列。如本文所述，核酸编码的支架与一种或多种核酸编码结合。在一些实施方案中，一种或多种核酸编码包含特异性核苷酸序列。在一些实施方案中，细胞被溶解以释放一种或多种细胞核酸。在一些实施方案中，用切口酶对核酸编码进行切口，从而产生编码的核酸引物。在一些实施方案中，切口是指编码的单链被置换。在一些实施方案中，切口酶靶向核酸编码中的特异性位点。在一些实施方案中，特异性位点包含特异性核苷酸序列。在一些实施方案中，对核酸编码进行切口产生了编码的核酸引物。在一些实施方案中，扩增编码的核酸引物。在一些实施方案中，编码的核酸引物通过切口位点和扩增混合物之间的相互作用进行扩增。在一些实施方案中，释放的细胞核酸用编码的核酸引物标记。

在一些实施方案中，扩增编码的核酸引物包括首先产生核酸编码的拷贝，其从切口位点延伸，然后对核酸编码拷贝进行切口。在一些实施方案中，扩增编码的核酸引物包括同时：1)产生核酸编码的拷贝，其从切口位点延伸，和2)置换核酸编码拷贝。

在一些实施方案中，扩增混合物包含扩增酶。在一些实施方案中，扩增酶能够实现产生核酸编码拷贝，然后进行后续切口。在一些实施方案中，切口酶能够实现对核酸编码拷贝的拷贝进行切口。在一些实施方案中，扩增酶能够实现同时产生和置换核酸编码的拷贝。在一些实施方案中，扩增酶是聚合酶。在一些实施方案中，对核酸编码拷贝的产生和切口，或核酸编码拷贝的同时产生和置换，进行重复以产生用作标记细胞核酸的引物(编码的核酸引物)的单链核酸编码群体。在一些实施方案中，编码的核酸引物等温地产生。

在一些实施方案中，每种编码的核酸引物包含捕获位点，该捕获位点指定靶细胞核酸以标记特定释放的细胞核酸。在一些实施方案中，靶核酸是靶mRNA。在一些实施方案中，靶mRNA编码目标蛋白。在一些实施方案中，切口酶能够实现增加靶mRNA捕获并用核酸编码标记。在一些实施方案中，靶mRNA捕获增加至少10％、25％、50％、100％或200％。

在一些实施方案中，多种细胞核酸用各自编码的核酸引物标记。在一些实施方案中，核酸编码的支架包含珠粒，并且编码的核酸引物包含独特的珠粒条形码和效应子编码。

图3示出了用于扩增引物以最大化细胞核酸捕获的示例性方法，如本文所述。如图3所示，在步骤1中，显示了核酸编码的支架，其中核酸编码与其结合，其中还显示多种细胞编码(例如核酸)已从溶解的细胞中释放。在一些实施方案中，核酸编码的支架和细胞编码在封装件内提供。在核酸编码上识别切口位点以及捕获位点。在一些实施方案中，切口位点对应于核酸编码中的特异性核苷酸序列。如步骤2所示，核酸编码在切口位点被切口。如图所示，在一些实施方案中，本文中的切口是指编码的单链从核酸编码的支架中置换。如图3的步骤3-4所示，扩增酶可以与切口位点相互作用，从而产生核酸编码的新拷贝(步骤4)，而先前经切口的核酸编码拷贝(编码的核酸引物)未结合并在封装件内移动，从而编码的核酸引物可以与释放的细胞编码(例如，细胞核酸)相互作用，如步骤5所示。在一些实施方案中，编码的核酸引物标记细胞编码。在一些实施方案中，编码的核酸引物的捕获位点指定靶向的细胞核酸。在一些实施方案中，酶能够进行此类标记。如步骤6所示，编码的细胞编码用编码的核酸引物标记，同时从支架上置换所产生的核酸编码的拷贝，其中该过程返回至步骤3。

可以溶解细胞以释放期望的核酸并使期望的核酸可用于扩增。在一些实施方案中，封装件还包含细胞溶解缓冲液。在一些实施方案中，溶解缓冲液通过皮量级注射而添加。在一些实施方案中，溶解缓冲液包含盐。在一些实施方案中，溶解缓冲液包含去污剂。在一些实施方案中，去污剂是SDS、Triton或Tween。在一些实施方案中，溶解缓冲液包含引起细胞溶解的化学物质。在一些实施方案中，将细胞溶解缓冲液添加至封装件中。在一些实施方案中，细胞溶解缓冲液通过皮量级注射而添加至封装件中。

在一些实施方案中，封装件是液滴、乳液、大孔、微孔、气泡或微流体约束。一旦形成封装件，封装件内部的任何部件均可能保留在封装件中，直至封装件被破坏或损坏。在一些实施方案中，本文中使用的封装件在至少4小时、至少12小时、至少1天、至少2天、至少3天或至少1周期间保持稳定。在一些实施方案中，封装件在待进行筛选的持续时间期间是稳定的，从而在封装件之间不发生试剂混合。

在一些实施方案中，封装件是液滴。在一些实施方案中，液滴的体积为至多1皮升、至多10皮升、至多100皮升、至多1纳升、至多10纳升、至多100纳升或至多1微升。在一些实施方案中，液滴的体积为至少1皮升、至少10皮升、至少100皮升、至少1纳升、至少10纳升、至少100纳升或至少1微升。在一些实施方案中，液滴为约200皮升至约10纳升。

在一些实施方案中，液滴是较大油体中的水性液滴。在一些实施方案中，油充当不混溶的运载流体。在一些实施方案中，将液滴置于油乳液中。在一些实施方案中，油包括硅油、氟硅油、烃油、矿物油、石蜡油、卤代油、氟烃油或其任何组合。在一些实施方案中，油包括硅油。在一些实施方案中，油包括氟硅油。在一些实施方案中，油包括烃油。在一些实施方案中，油包括矿物油。在一些实施方案中，油包括石蜡油。在一些实施方案中，油包括卤代油。在一些实施方案中，油是氟烃油。

在一些实施方案中，扩增混合物用于扩增核酸编码以产生用于标记筛选中目标细胞核酸的另外引物。在一些实施方案中，扩增混合物是等温扩增混合物。在一些实施方案中，等温扩增混合物包含用于环介导的等温扩增(LAMP)、链置换扩增(SDA)、解旋酶依赖性扩增(HAD)、重组酶聚合酶扩增(RPA)、滚环复制(RCA)或切口酶扩增反应(NEAR)的试剂。在一些实施方案中，封装件还包含用于等温扩增靶核酸的试剂。在一些实施方案中，该方法包括将用于等温扩增的试剂添加至封装件中。在一些实施方案中，用于等温扩增的试剂靶向特异性核酸序列。在一些实施方案中，扩增混合物包含切口酶。在一些实施方案中，扩增混合物包含切口酶扩增混合物。在一些实施方案中，切口酶是核酸内切酶。在一些实施方案中，切口酶是限制酶。在一些实施方案中，扩增混合物包含逆转录酶。在一些实施方案中，扩增混合物包含扩增酶。在一些实施方案中，扩增酶包括聚合酶。

在一些实施方案中，可以在封装件内扩增特定的目标核苷酸序列。在一些实施方案中，该方法包括扩增包含特定核苷酸序列的细胞核酸以产生扩增的细胞核酸。在一些实施方案中，扩增细胞核酸通过PCR来完成。在一些实施方案中，扩增细胞核酸通过等温扩增来完成。在一些实施方案中，扩增包含特定核苷酸序列的细胞核酸。在一些实施方案中，扩增的细胞核酸用编码支架的核酸进行条形码化。

在该方法中可以使用任何类型的支架。在一些实施方案中，支架充当固体支持物并保持编码支架的核酸在空间中连接至支架。在一些实施方案中，支架是具有实现一个或多个分子的连接的多个附接点的结构。在一些实施方案中，编码支架的核酸与支架结合。在一些实施方案中，支架是固体支持物。在一些实施方案中，支架是珠粒、纤维、纳米纤维支架、分子笼、树枝状聚合物或多价分子组装体。

在一些实施方案中，支架是珠粒。在一些实施方案中，珠粒是聚合物珠粒、玻璃珠粒、金属珠粒或磁珠粒。在一些实施方案中，珠粒是聚合物珠粒。在一些实施方案中，珠粒是玻璃珠粒。在一些实施方案中，珠粒是金属珠粒。在一些实施方案中，珠粒是磁珠粒。

用于本文所述的系统和方法的珠粒可以是任何尺寸。在一些实施方案中，珠粒的直径为至多10nm、至多100nm、至多1μm、至多10μm或至多100μm。在一些实施方案中，珠粒的直径为至少10nm、至少100nm、至少1μm、至少10μm或至少100μm。在一些实施方案中，珠粒的直径为约10μm至约100μm。

支架可以包含附接至支架的效应子。在一些实施方案中，效应子通过本文所述的可裂解型接头而附接至支架。在一些实施方案中，可裂解型接头通过电磁辐射、酶、化学试剂、热、pH调节、声音或电化学反应性进行裂解。在一些实施方案中，使用电磁辐射将可裂解型接头从支架裂解。在一些实施方案中，裂解的效应子的量由暴露于电磁辐射的强度或持续时间控制。在一些实施方案中，使用裂解试剂裂解可裂解型接头。在一些实施方案中，裂解的效应子的量由封装件中裂解试剂的浓度控制。在一些实施方案中，使用酶将效应子从支架裂解。在一些实施方案中，酶是蛋白酶、核酸酶或水解酶。在一些实施方案中，效应子裂解的速率由封装件中酶的量控制。

在一些实施方案中，在本方法中扩增的编码的核酸引物用于检测和定量一个或多个细胞中的靶核酸的量，将其利用核酸编码的支架与效应子一起进行筛选。在一些实施方案中，编码的核酸引物与靶核酸杂交。

在一些实施方案中，特定核苷酸序列充当具有靶核酸的扩增引物。在一些实施方案中，靶核酸使用特定核苷酸序列，用编码支架的核酸进行条形码化。在一些实施方案中，使用已用编码支架的核酸延伸的特定核苷酸序列，用编码支架的核酸对靶核酸进行条形码化。

靶核酸可以是来自细胞的任何类型的核酸。在一些实施方案中，靶核酸是靶mRNA。在一些实施方案中，靶mRNA编码目标蛋白。在一些实施方案中，靶核酸包含多个靶mRNA。在一些实施方案中，对多个靶mRNA进行条形码化产生用效应子处理的细胞的表达指纹。在一些实施方案中，靶核酸是基因组DNA。在一些实施方案中，靶核酸是线粒体DNA。

本文提供的方法增加靶核酸捕获和用编码支架的核酸进行标记。在一些实施方案中，与没有靶向特定核苷酸序列的切口酶的方法相比，靶核酸捕获增加至少10％、25％、50％、100％或200％。在一些实施方案中，与没有靶向特定核苷酸序列的切口酶的方法相比，靶核酸标记增加至少10％、25％、50％、100％或200％。在一些实施方案中，与没有靶向特定核苷酸序列的切口酶的方法相比，靶核酸捕获增加至少5倍、至少10倍、至少50倍或至少100倍。在一些实施方案中，与没有靶向特定核苷酸序列的切口酶的方法相比，靶核酸条形码化增加至少5倍、至少10倍、至少50倍或至少100倍。

在一些实施方案中，如本文所述，用编码的核酸引物标记细胞核酸包括对细胞核酸进行条形码化。封装件还可以包含条形码化试剂。在一些实施方案中，封装件还包含条形码化试剂。在一些实施方案中，封装件还包含条形码化试剂以实现用编码的核酸引物对细胞核酸的条形码化。在一些实施方案中，封装件还包含条形码化试剂以实现用扩增的核酸对编码支架的核酸的条形码化。

条形码化试剂可以是实现不同核酸的连接的任何试剂组。在一些实施方案中，条形码化试剂包括酶或化学交联剂。在一些实施方案中，酶是聚合酶、连接酶、限制酶或重组酶。在一些实施方案中，酶是聚合酶。在一些实施方案中，附加试剂包括化学交联剂。在一些实施方案中，化学交联剂是补骨脂素。

本文所述的引物的扩增可以在任何时间进行。在一些实施方案中，上述方法可以与效应子筛选同时进行。在一些实施方案中，针对效应子筛选细胞。在一些实施方案中，效应子筛选与引物扩增方法同时发生。在一些实施方案中，本文所述的引物扩增方法发生在效应子筛选之前。在一些实施方案中，该方法用于制备用于筛选的核酸编码的支架。在一些实施方案中，细胞用于制备用于筛选的核酸编码的支架。效应子负载归一化方法

本文提供了测量支架和支架文库上的效应子负载的方法。通常，当制备与支架结合的编码的效应子文库时，与支架结合的效应子的最终浓度在各个支架之间变化显著。这是由于构建在支架上的效应子的每个合成步骤的产率不同。因此，当最终用于筛选时，不同的样品可能接受不同剂量的效应子。这可能使筛选的结果偏离，因为低效价、高丰度效应子可能淹没更高效价、低丰度效应子的信号。因此，确定文库中支架上的效应子负载的方法可以有助于避免这种结果偏差。

本文提供了测量支架上的效应子负载的方法。在一些实施方案中，该方法包括(a)将效应子亚单元附接至多个支架上的效应子附接位点。在一些实施方案中，该方法包括(b)在附接效应子亚单元的步骤之后将可检测标记附接至多个支架上的任何剩余的游离效应子附接位点。在一些实施方案中，该方法包括(c)从多个支架中移除支架子集。在一些实施方案中，该方法包括(d)测量与支架子集附接的可检测标记的量以确定成功附接至效应子附接位点的效应子亚单元的量。在一些实施方案中，该方法包括(e)任选地激活附接的效应子亚单元以产生新的效应子附接位点。在一些实施方案中，重复列出的步骤直至期望的效应子被组装。在一些实施方案中，支架还包含编码效应子的核酸。在一些实施方案中，该方法还包括在将效应子亚单元添加至支架时将核酸编码亚单元附接至与效应子亚单元对应的支架。在一些实施方案中，在附接最后的效应子亚单元之后没有激活步骤。

在一些实施方案中，附接至支架的每个效应子亚单元独立地是氨基酸、小分子片段、核苷酸或化合物。在一些实施方案中，附接至支架的每个效应子亚单元是氨基酸。在一些实施方案中，固结至支架的每个效应子亚单元是化合物。在一些实施方案中，附接至支架的每个效应子亚单元是小分子片段。在一些实施方案中，附接至支架的每个效应子亚单元是核苷酸。

效应子附接位点可以具有能够进行化学反应的任何基团。在一些实施方案中，效应子附接位点包含反应性官能团。在一些实施方案中，效应子附接位点包括氨基、羧酸酯基、醇基、酚基、炔基、醛基或酮基。在一些实施方案中，效应子附接位点包含氨基或羧酸酯基。在一些实施方案中，效应子附接位点包含双正交或CLICK化学反应基团。

编码亚单元可以包含可与效应子附接位点上的反应性官能团反应的官能团。在一些实施方案中，编码亚单元与反应性官能团形成共价键。在一些实施方案中，效应子亚单元包含与效应子附接位点互补的反应基团。

在一些实施方案中，可检测标记包含可与效应子附接位点上的反应性官能团反应的官能团。在一些实施方案中，可检测标记与反应性官能团形成共价键。在一些实施方案中，可检测标记包含与效应子附接位点互补的反应基团。

可检测标记可以是能够产生可被检测和定量的信号的任何标记。在一些实施方案中，可检测标记是荧光团。

在一些实施方案中，存在与每个效应子附接步骤相关的产率。在一些实施方案中，产率是在附接效应子亚单元的步骤之后测量游离效应子附接位点的百分比。在一些实施方案中，在附接效应子亚单元的步骤之后，至多10％、至多20％、至多30％、至多40％或至多50％的效应子附接位点是游离的。

可以移除珠粒的子集，以定量在合成期望的效应子的每个步骤中的负载。在一些实施方案中，移除多个支架的子集包括移除不超过1％、不超过2％、不超过3％、不超过5％或不超过10％的剩余支架。在一些实施方案中，移除多个支架的子集包括移除不超过1％的剩余支架。在一些实施方案中，移除多个支架的子集包括移除不超过2％的剩余支架。在一些实施方案中，移除多个支架的子集包括移除不超过3％的剩余支架。在一些实施方案中，移除多个支架的子集包括移除不超过5％的剩余支架。在一些实施方案中，移除多个支架的子集包括移除不超过10％的剩余支架。

在一些实施方案中，其中测量附接至支架子集的可检测标记的量以确定成功附接至效应子附接位点的效应子亚单元的量包括将可检测标记的测量值与没有附接任何效应子亚单元的支架上的可检测标记的测量值进行比较。在一些实施方案中，成功附接至支架子集的效应子亚单元的量表示为效应子亚单元占总附接位点的百分比。

为了开始附接效应子亚单元的新步骤，可能需要激活先前附接的效应子亚单元。在一些实施方案中，激活显露出存在新效应子附接位点。在一些实施方案中，任选地激活附接的效应子亚单元以产生新效应子附接位点包括从附接的效应子亚单元移除保护基团。在一些实施方案中，保护基团是氨基保护基团、羧酸酯保护基团、醇保护基团、苯酚保护基团、炔保护基、醛保护基或酮保护基。在一些实施方案中，保护基团是氨基保护基团。在一些实施方案中，氨基保护基团是9-芴基甲氧基羰基(Fmoc)、叔丁氧基羰基(BOC)、苄氧基羰基(Cbz)、苄基(Bz)、甲苯磺酰基(Ts)或氯甲酸三氯乙酯(Troc)。在一些实施方案中，保护基团是羧酸酯保护基团。在一些实施方案中，羧酸酯保护基团是甲酯、苄酯、叔丁酯、2,6-二取代酚酯、甲硅烷基酯或原酸酯。在一些实施方案中，保护基团是醇保护基团。在一些实施方案中，保护基团是苯酚保护基团。在一些实施方案中，保护基团是炔保护基团。在一些实施方案中，保护基团是醛保护基团。在一些实施方案中，保护基团是酮保护基团。

新效应子附接位点可以是任何合适的反应官能度。在一些实施方案中，新效应子附接位点是与先前的效应子附接位点相同的官能度。在一些实施方案中，新效应子附接位点是与先前效应子附接位点不同的官能度。

可以使用任何数量的步骤和使用任何数量的效应子亚单元来合成期望效应子。在一些实施方案中，步骤(a)-(e)被重复至少2、至少3、至少4、至少5、至少6、至少7、至少10或至少20次。在一些实施方案中，期望效应子由至少2、至少3、至少4、至少5、至少6、至少7、至少10或至少20个亚单元构成。

任何类型的支架均可以与本文提供的方法和系统一起使用。在一些实施方案中，支架是珠粒、纤维、纳米纤维支架、分子笼、树枝状聚合物或多价分子组装体。在一些实施方案中，支架是珠粒。在一些实施方案中，珠粒是聚合物珠粒、玻璃珠粒、金属珠粒或磁珠粒。在一些实施方案中，珠粒是聚合物珠粒。在一些实施方案中，珠粒是玻璃珠粒。在一些实施方案中，珠粒是金属珠粒。在一些实施方案中，珠粒是磁珠粒。

在本文提供的方法中使用的珠粒可以由任何材料制成。在一些实施方案中，珠粒是聚合物珠粒。在一些实施方案中，珠粒包含聚苯乙烯芯。在一些实施方案中，珠粒是聚乙二醇衍生的。在一些实施方案中，珠粒用聚乙二醇接枝。在一些实施方案中，聚乙二醇含有用于附接其他官能团(例如效应子或编码)的反应性基团。在一些实施方案中，反应性基团是氨基或羧酸酯基团。在一些实施方案中，反应性基团位于聚乙二醇链的末端。在一些实施方案中，珠粒是

附接至珠粒上的聚乙二醇(PEG)可以是任何尺寸。在一些实施方案中，PEG多达20kDa。在一些实施方案中，PEG多达5kDa。在一些实施方案中，PEG为约3kDa。在一些实施方案中，PEG为约2至3kDa。

在一些实施方案中，PEG基团通过烷基键而附接至珠粒。在一些实施方案中，PEG基团通过烷基键而附接至聚苯乙烯珠粒。在一些实施方案中，珠粒是

在一些实施方案中，珠粒包含通过烷基键附接至珠粒的PEG，并且珠粒包含两种双官能物质。在一些实施方案中，珠粒包括珠粒外表面上的表面修饰，其对珠粒内部部分中的反应位点正交保护。在一些实施方案中，珠粒包含可裂解型和不可裂解型配体。在一些实施方案中，珠粒是

用于本文所述的系统和方法的珠粒可以是任何尺寸。在一些实施方案中，珠粒的直径为至多10nm、至多100nm、至多1μm、至多10μm或至多100μm。在一些实施方案中，珠粒的直径为至少10nm、至少100nm、至少1μm、至少10μm或至少100μm。在一些实施方案中，珠粒的直径为约10μm至约100μm。

编码效应子的核酸用于所述方法中。编码效应子的核酸可以作为预先合成的核酸与支架结合，与效应子同时合成，或在效应子合成之前在支架上合成。在一些实施方案中，编码效应子的核酸附接至支架。在一些实施方案中，该方法还包括在将效应子亚单元添加至支架时将核酸编码亚单元附接至与效应子亚单元对应的支架。

本文所述的方法在应用于支架上的效应子文库时特别有用。在一些实施方案中，平行合成效应子文库。在一些实施方案中，效应子文库在单独的孔中合成。在一些实施方案中，使用高通量合成技术合成效应子文库。在一些实施方案中，同时合成负载效应子的支架文库。负载效应子的支架文库可以是任何尺寸。在一些实施方案中，文库包含至少10

在一些实施方案中，来自文库的效应子附接步骤的珠粒子集在检测可检测标记之前被合并。在一些实施方案中，来自文库中所有支架的珠粒子集被合并在一起。在一些实施方案中，来自文库中支架的珠粒子集的部分被合并在一起。

将合并的珠粒子集置于封装件中以进行进一步分析。封装件是指在更大的体系中形成隔室。在一些实施方案中，封装件是液滴、乳液、大孔、微孔、气泡或微流体约束。在一些实施方案中，大多数封装件包含单个支架。

在一些实施方案中，封装件是液滴。在一些实施方案中，液滴的体积为至多1皮升、至多10皮升、至多100皮升、至多1纳升、至多10纳升、至多100纳升或至多1微升。在一些实施方案中，液滴的体积为至少1皮升、至少10皮升、至少100皮升、至少1纳升、至少10纳升、至少100纳升或至少1微升。在一些实施方案中，液滴为约200皮升至约10纳升。

在一些实施方案中，液滴是较大油体中的水性液滴。在一些实施方案中，将液滴置于油乳液中。在一些实施方案中，油包括硅油、氟硅油、烃油、矿物油、石蜡油、卤代油或其任何组合。在一些实施方案中，油包括硅油。在一些实施方案中，油包括氟硅油。在一些实施方案中，油包括烃油。在一些实施方案中，油包括矿物油。在一些实施方案中，油包括石蜡油。在一些实施方案中，油包括卤代油。

在将支架置入封装件中后，可以评估与支架结合的荧光团的水平。在一些实施方案中，来自支架子集的支架根据检测到的可检测标记的量进行分箱。在一些实施方案中，每个箱包含检测到的独特范围的可检测标记。在一些实施方案中，与未负载效应子亚单元的支架相比，所述箱对应于检测到的可检测标记的0-25％、25-50％、50-75％和75-100％负载。在一些实施方案中，与未负载效应子亚单元的支架相比，所述箱对应于检测到的可检测标记的0-20％、20-40％、40-60％、60-80％和80-100％负载。在一些实施方案中，与未负载效应子亚单元的支架相比，所述箱对应于检测到的可检测标记的0-10％、10-20％、20-30％、30-40％、40-50％、50-60％、60-70％、70-80％、80-90％和90-100％负载。与本文提供的方法和系统一起使用的箱的任何组合均是可接受的。

然后可以对所述箱进行测序，以揭示哪些效应子在附接步骤中具有特定的产率。在一些实施方案中，该方法还包括对文库的编码核酸或编码核酸亚单元进行测序的步骤，以揭示哪些效应子亚单元对应于在将效应子亚单元附接至效应子附接位点的步骤中的特定产率。在一些实施方案中，每次重复步骤(a)-(e)时进行测序步骤。在一些实施方案中，收集每个独特支架的每个步骤(a)-(e)的产率以创建数据集，该数据集揭示每个支架上完整的期望效应子的负载。在一些实施方案中，收集每个独特支架的每个编码子亚单元的附接产率以创建数据集，该数据集揭示每个支架上完整的期望效应子的负载。在一些实施方案中，计算每个独特支架上期望效应子的负载。

筛选装置和使用方法

本文进一步提供了用于筛选编码的效应子的装置和使用方法。在一些实施方案中，本文提供的装置将编码的效应子锁定到位置。在一些实施方案中，被筛选的样品类似地固定在位置。通过将两者锁定到适当位置，可以将封装件破裂或与其他封装件合并的风险最小化。在一些实施方案中，完全消除了对封装件的需要。此外，对装置特定位置处的效应子结构的了解可以使用户可容易地确定哪些效应子对样品具有期望的效应。下面描述的装置与本文别处描述的任何方法相容。

核酸贴片阵列

本文提供了用于筛选编码的珠粒的阵列。该阵列可以包含散布在疏水表面上的核酸贴片。在疏水贴片上核酸贴片的定位可以使得当液体介质添加至装置中时，形成液滴而封装核酸贴片，但疏水表面保持没有介质。在一些实施方案中，每个核酸贴片被封装在其自身的液滴中。在一些实施方案中，在添加介质之后不同核酸贴片之间没有液体或流体连接。核酸贴片可能能够结合珠粒、细胞或两者。此外，该阵列还可包括表面下方的通道。通道可以具有末端，所述末端实现流体通过通道流向核酸贴片。这样的通道可以允许向核酸贴片添加试剂。

在一方面，本文提供了用于筛选编码的珠粒的阵列装置。在一些实施方案中，该装置包括疏水表面。在一些实施方案中，该装置包括核酸贴片。在一些实施方案中，核酸贴片散布在疏水表面上。在一些实施方案中，疏水性表面和核酸贴片被配置成当限制量的介质被布置在表面上时，每个核酸贴片均被介质覆盖。在一些实施方案中，核酸贴片之间的疏水表面不包含介质。

阵列装置可以包括通道。在一些实施方案中，该装置包括疏水表面下方的一个或多个通道。在一些实施方案中，通道来自网络。在一些实施方案中，通道是微流体通道。在一些实施方案中，通道是分支的。在一些实施方案中，通道包括核酸贴片内的末端。在一些实施方案中，通道包括阵列的每个核酸贴片内的末端。

通道可以配置成将液体溶液递送至核酸贴片。在一些实施方案中，通道被配置成将试剂递送至核酸贴片。在一些实施方案中，将试剂作为液体溶液递送。在一些实施方案中，液体溶液是水溶液。

通道可以是任何尺寸。在一些实施方案中，通道具有约0.1μm、约0.5μm、约1μm、约5μm、约10μm或约20μm的直径。在一些实施方案中，通道具有多达约0.1μm、多达约0.5μm、多达约1μm、多达约5μm、多达约10μm或多达约20μm的直径。在一些实施方案中，通道具有至少约0.1μm、至少约0.5μm、至少约1μm、至少约5μm、至少约10μm或至少约20μm的直径。

疏水表面可以由任何合适的疏水材料制成。在一些实施方案中，疏水表面由疏水聚合物构成。在一些实施方案中，疏水表面包括疏水聚合物。在一些实施方案中，疏水聚合物包括聚丙烯酸、聚酰胺、聚碳酸酯、聚二烯、聚酯、聚醚、聚氟烃、聚烯烃、聚苯乙烯、聚乙烯醇缩醛、聚氯乙烯、聚乙烯酯、聚乙烯醚、聚乙烯酮、聚乙烯吡啶、聚乙烯吡咯烷酮、聚硅烷、聚氟硅烷、聚全氟硅烷或其组合。在一些实施方案中，疏水聚合物包括聚氟烃。在一些实施方案中，疏水聚合物包括聚全氟烃。在一些实施方案中，疏水聚合物是氟化的。

疏水表面可以是用具有疏水特性的基团官能化的表面。在一些实施方案中，疏水表面是用疏水基团官能化的表面。在一些实施方案中，疏水基团是脂肪酸、烷基、烷氧基、芳香族基团、烷基硅烷、氟硅烷、全氟硅烷或其组合。在一些实施方案中，疏水基团是全氟硅烷。在一些实施方案中，疏水基团是脂肪酸。在一些实施方案中，疏水基团是氟化脂肪酸。在一些实施方案中，疏水基团是全氟化脂肪酸。在一些实施方案中，疏水基团是氟化的。

疏水表面可以表现出所需的结合特性。在一些实施方案中，细胞不结合至疏水表面。在一些实施方案中，细胞不在疏水表面上生长。

核酸贴片可以表现出期望的结合特性。在一些实施方案中，核酸贴片结合细胞。在一些实施方案中，核酸贴片通过非特异性相互作用而结合细胞。在一些实施方案中，核酸贴片通过特异性相互作用而结合细胞。在一些实施方案中，核酸贴片被配置成吸引介质。在一些实施方案中，单个核酸贴片被封装在介质的单个液滴中。在一些实施方案中，核酸贴片能够结合珠粒。在一些实施方案中，珠粒是核酸编码的珠粒。在一些实施方案中，核酸贴片结合珠粒。在一些实施方案中，核酸贴片包含能够与核酸编码的珠粒结合的核酸。在一些实施方案中，核酸通过结合珠粒上的互补核酸或通过结合珠粒上的另一个基团而非特异性地结合珠粒。在一些实施方案中，核酸通过结合珠粒上的互补核酸或通过结合珠粒上的另一个基团而非特异性地结合核酸编码的珠粒。

核酸贴片可以包含任何类型的核酸。在一些实施方案中，核酸贴片包含DNA、RNA、其组合。在一些实施方案中，核酸贴片包含DNA。在一些实施方案中，核酸贴片包含双链DNA。在一些实施方案中，核酸贴片包含单链DNA。在一些实施方案中，核酸贴片包含RNA。在一些实施方案中，核酸贴片包含单链RNA。在一些实施方案中，核酸贴片包含双链RNA。

核酸贴片可以是任何尺寸。在一些实施方案中，核酸贴片的尺寸多达约1μm

核酸贴片可以间隔限定的距离。在一些实施方案中，核酸贴片间隔多达约1μm、多达约10μm、多达约100μm、多达约1000μm或多达约10000μm。在一些实施方案中，核酸贴片间隔至少约1μm、至少约10μm、至少约100μm、至少约1000μm或至少约10000μm。在一些实施方案中，核酸贴片间隔约1μm、约10μm、约100μm、约1000μm或约10000μm。

核酸贴片可以任何配置布置在表面上。在一些实施方案中，核酸贴片以网格图案布置。在一些实施方案中，核酸贴片随机分布。在一些实施方案中，核酸贴片以圆形配置布置。

核酸贴片在表面上可以是任何密度。在一些实施方案中，核酸贴片的密度为至少100贴片/cm

阵列装置可以是任何尺寸。在一些实施方案中，装置的表面积为至少1cm

在一方面，本文提供了使用本文所述的阵列进行筛选的方法。在一些实施方案中，该方法包括将核酸编码的珠粒结合至阵列的核酸贴片上。在一些实施方案中，该方法包括对核酸编码的珠粒进行测序。在一些实施方案中，细胞与核酸贴片结合。在一些实施方案中，对阵列进行测定。

珠粒可以包含效应子。在一些实施方案中，珠粒包含编码的效应子。在一些实施方案中，珠粒包含核酸编码的效应子。在一些实施方案中，效应子从珠粒中释放。在一些实施方案中，效应子通过裂解可裂解型接头而释放。在一些实施方案中，可裂解型接头被电磁辐射裂解。在一些实施方案中，可裂解型接头被裂解试剂裂解。在一些实施方案中，该方法包括向核酸贴片添加裂解试剂。

在一些实施方案中，通过表面下方的通道添加试剂。在一些实施方案中，通过通道添加裂解试剂。在一些实施方案中，通过通道添加检测试剂。

对珠粒进行测序实现确定编码珠粒在空间中的位置。在一些实施方案中，对珠粒进行测序实现确定特定核酸编码的珠粒的物理位置。

可以在阵列上进行任何测定。在一些实施方案中，该测定产生可检测信号。在一些实施方案中，可检测信号是电磁辐射。在一些实施方案中，信号是荧光或发光。

核酸贴片可以结合任何数量的细胞或珠粒。在一些实施方案中，每个核酸贴片结合单个珠粒。在一些实施方案中，每个核酸贴片结合单个细胞。在一些实施方案中，每个核酸贴片结合单个珠粒和单个细胞。在一些实施方案中，每个核酸贴片结合多个珠粒。在一些实施方案中，每个核酸贴片结合多个细胞。

以下实施方案列举了本文公开的特征组合的非限制性排列。还设想了特征组合的其他排列。具体地，这些编号的实施方案中的每一个被设想为依赖于或相关于每个先前或随后编号的实施方案，而与它们列出的顺序无关。

实施方案1：一种用于筛选编码的效应子的方法，该方法包括：a)在封装件中提供样品、编码的效应子和编码；其中编码的效应子通过可裂解型接头而与支架结合；b)使用激活试剂激活可裂解型接头；c)裂解可裂解型接头以释放预定量的编码的效应子；d)检测来自封装件的信号，其中该信号由编码的效应子和样品的相互作用产生；以及e)基于信号检测对封装件进行分选。实施方案2：实施方案1的方法，其中该激活试剂以步骤(a)中的封装件提供。实施方案3：实施方案1的方法，其中将该激活试剂添加至该封装件中。实施方案4：实施方案3的方法，其中该激活试剂通过皮量级注射而添加至该封装件中。实施方案5：实施方案1的方法，其中通过液滴合并将该激活试剂添加至该封装件中，其中该封装件是液滴。实施方案6：实施方案1的方法，其中该激活试剂是二硫化物还原剂。实施方案7：实施方案1的方法，其中该激活试剂是四嗪。实施方案8：实施方案1的方法，其中用于激活可裂解型接头的激活试剂的浓度为至多100皮摩尔(pM)、至多500pM、至多1纳摩尔(nM)、至多10nM、至多100nM、至多1微摩尔(μM)、至多10μM、至多100μM、至多1毫摩尔(mM)、至多10mM、至多100mM或至多500mM。实施方案9：实施方案1的方法，其中该激活试剂是从储备溶液进行添加，其浓度比封装件中期望的最终浓度高至少2X、5X、10X、20X、30X、50X、100X、500X或1000X。实施方案10：实施方案1的方法，其中从支架释放的预定量的效应子的浓度为至少100pM、至少500pM、至少1nM、至少10nM、至少100nM、至少1μM、至少10μM、至少100μM，至少1mM、至少10mM、至少50mM、至少100mM或至少250mM。实施方案11：实施方案1的方法，其中该可裂解型接头是二硫化物或取代的反式-环辛烯。实施方案12：实施方案1的方法，其中该样品包含至少一个细胞、蛋白质、酶、核酸、细胞溶解物、组织提取物或其组合。实施方案13：实施方案12的方法，其中该样品是一个或多个细胞、蛋白质或酶。实施方案14：实施方案1的方法，其中该支架是珠粒、纤维、纳米纤维支架、分子笼、树枝状聚合物或多价分子组装体。实施方案15：实施方案14的方法，其中该支架是聚合物珠粒、玻璃珠粒、金属珠粒或磁珠粒。实施方案16：实施方案15的方法，其中珠粒的直径为约1μm至约100μm。实施方案17：实施方案15的方法，其中该珠粒的直径为约1μm至约20μm。实施方案18：实施方案1的方法，其中编码的效应子是肽、化合物、蛋白质、酶、大环化合物或核酸。实施方案19：实施方案18的方法，其中编码的效应子是非天然肽。实施方案20：实施方案18的方法，其中编码的效应子是聚合物。实施方案21：实施方案18的方法，其中该化合物是药物样小分子。实施方案22：实施方案1的方法，其中该封装件是液滴。实施方案23：实施方案22的方法，其中该液滴的体积为至多1皮升、至多10皮升、至多100皮升、至多1纳升、至多10纳升、至多100纳升或至多1微升。实施方案24：实施方案1的方法，其中该信号包括电磁辐射、热辐射、样品的目测变化或其组合。实施方案25：实施方案24的方法，其中该电磁辐射在可见光谱中。实施方案26：实施方案24的方法，其中该电磁辐射是荧光或发光。实施方案27：实施方案26的方法，其中该信号是由TaqMan探针或分子信标发射的荧光。实施方案28：根据实施方案24的方法，其中该信号包括用红外相机检测到的热辐射。实施方案29：实施方案24的方法，其中该信号包括通过记录封装件的一系列图像测量的样品的形态或目测变化。实施方案30：实施方案1的方法，还包括将封装件温育一时间段以使得效应子和样品相互作用。实施方案31：实施方案30的方法，其中该时间段由当该封装件行进通过微流体通道时的停留时间控制，其中每个封装件的停留时间在多个封装件的温育时间段的最大离散率内，其中离散率是基于关于多个封装件通过微流体装置的区域的平均停留时间的偏差。实施方案32：实施方案31的方法，其中最大离散度为至多约3％至约10％。实施方案33：实施方案1的方法，其中对封装件进行分选包括如果信号处于或高于预定阈值则将液滴置于第一收集管中，或者如果信号低于预定阈值则将液滴置于第二收集管中。实施方案34：实施方案1的方法，其中对封装件进行分选包括使用波形脉冲发生器，以通过电场梯度、通过声音、通过隔膜、通过改变微流体通道的几何学、或通过改变微流体通道的压力将封装件移动到收集管。实施方案35：实施方案1所述的方法，其中该封装件是油中的乳液。实施方案36：实施方案1的方法，其中编码是核酸并且该方法还包括对编码核酸进行测序的步骤。实施方案37：实施方案36的方法，其中将编码在测序之前从支架上裂解。实施方案38：实施方案37的方法，其中从支架裂解编码核酸包括用裂解试剂或通过电磁辐射而裂解可裂解型接头。

实施方案39:一种用于筛选编码的效应子的方法，该方法包括：a)在封装件中提供样品、编码的效应子和编码；其中编码的效应子通过可裂解型接头而与支架结合；b)用裂解试剂裂解可裂解型接头，其中裂解试剂以配置成释放预定量的编码的效应子的浓度添加；c)检测来自封装件的信号，其中该信号由编码的效应子和样品的相互作用产生；以及d)基于信号检测对封装件进行分选。实施方案40：实施方案39的方法，其中通过皮量级注射将所述裂解试剂添加至封装件中。实施方案41：实施方案39的方法，其中在与形成封装件分开的步骤中将裂解试剂添加至封装件中。实施方案42：实施方案39的方法，其中在形成封装件之前使用包含裂解试剂和样品的溶液将裂解试剂添加至封装件中。实施方案43：实施方案39的方法，其中用于裂解可裂解型接头的裂解试剂的浓度为至多100皮摩尔(pM)、至多500pM、至多1纳摩尔(nM)、至多10nM、至多100nM、至多1微摩尔(μM)、至多10μM、至多100μM、至多1毫摩尔(mM)、至多10mM、至多100mM或至多500mM。实施方案44：实施方案39的方法，其中从储备溶液添加裂解试剂，其浓度比封装件中期望的最终浓度高至少2X、5X、10X、20X、30X、50X、100X、500X或1000X。实施方案45：实施方案39的方法，其中从支架释放预定量的效应子达到至少100pM、至少500pM、至少1nM、至少10nM、至少100nM、至少1μM、至少10μM、至少100μM、至少1mM、至少10mM、至少50mM、至少100mM或至少250mM的浓度。实施方案46：实施方案39的方法，其中该可裂解型接头是二硫化物或取代的反式-环辛烯。实施方案47：实施方案39的方法，其中该裂解试剂是二硫化物还原剂。实施方案48：实施方案39的方法，其中该裂解试剂是四嗪。实施方案49：实施方案39的方法，其中该样品包含至少一个细胞、蛋白质、酶、核酸、细胞溶解物、组织提取物或其组合。实施方案50：实施方案49的方法，其中该样品是一个或多个细胞、蛋白质或酶。实施方案51：实施方案49的方法，其中该支架是珠粒、纤维、纳米纤维支架、分子笼、树枝状聚合物或多价分子组装体。实施方案52：实施方案51的方法，其中该支架是聚合物珠粒、玻璃珠粒、金属珠粒或磁珠粒。实施方案53：实施方案52的方法，其中该珠粒的直径为约1μm至约100μm。实施方案54：实施方案52的方法，其中该珠粒的直径为约1μm至约20μm。实施方案55：实施方案39的方法，其中编码的效应子是肽、化合物、蛋白质、酶、大环化合物或核酸。实施方案56：实施方案55的方法，其中编码的效应子是非天然肽。实施方案57：实施方案55的方法，其中编码的效应子是聚合物。实施方案58：实施方案55的方法，其中该化合物是药物样小分子。实施方案59：实施方案39的方法，其中该封装件是液滴。实施方案60：实施方案59的方法，其中该液滴的体积为至多1皮升、至多10皮升、至多100皮升、至多1纳升、至多10纳升、至多100纳升或至多1微升。实施方案61：实施方案39的方法，其中该信号包括电磁辐射、热辐射、样品的目测变化或其组合。实施方案62：实施方案61的方法，其中该电磁辐射在可见光谱中。实施方案63：实施方案61的方法，其中该电磁辐射是荧光或发光。实施方案64：实施方案63的方法，其中该信号是由TaqMan探针或分子信标发射的荧光。实施方案65：实施方案61的方法，其中该信号包括用红外相机检测到的热辐射。实施方案66：实施方案61的方法，其中该信号包括通过记录封装件的一系列图像测量的样品的形态或目测变化。实施方案67：实施方案39的方法，还包括将封装件温育一时间段以使得效应子和样品相互作用。实施方案68：实施方案67的方法，其中该时间段由当封装件行进通过微流体通道时的停留时间控制，其中每个封装件的停留时间在多个封装件的温育时间的最大离散率内，其中离散率是基于关于多个封装件通过微流体装置的区域的平均停留时间的偏差。实施方案69：实施方案68的方法，其中最大离散度为至多约3％至约10％。实施方案70：实施方案39的方法，其中对封装件进行分选包括如果信号处于或高于预定阈值则将液滴置于第一收集管中，或者如果信号低于预定阈值则将液滴置于第二收集管中。实施方案71：实施方案39的方法，其中对封装件进行分选包括使用波形脉冲发生器，以通过电场梯度、通过声音、通过隔膜、通过改变微流体通道的几何学、或通过改变微流体通道的压力将封装件移动到收集管。实施方案72：实施方案39的方法，其中该封装件是油中的乳液。实施方案73：实施方案39的方法，其中编码是核酸并且该方法还包括对编码核酸进行测序的步骤。实施方案74：实施方案73的方法，其中将编码在测序之前从支架上裂解。实施方案75：实施方案74的方法，其中从支架裂解编码核酸包括用裂解试剂或通过电磁辐射而裂解可裂解型接头。

实施方案76：一种用于筛选编码效应子的方法，该方法包括：a)在封装件中提供至少一个细胞和支架，其中该支架包含通过可光裂解型接头而与该支架结合的编码的效应子和编码效应子的核酸；b)裂解可光裂解型接头以从支架释放编码的效应子；和c)检测来自液滴的信号，其中该信号由编码的效应子和至少一个细胞之间的相互作用产生。实施方案77：实施方案76的方法，还包括基于信号检测对封装件进行分选。实施方案78：实施方案77的方法，其中分选液滴包括使用波形脉冲发生器，以通过电场梯度、通过声音、通过隔膜、通过改变微流体通道的几何学、或通过改变微流体通道的压力将液滴移动到收集管。实施方案79：实施方案77的方法，还包括通过对编码效应子的核酸进行测序来识别编码的效应子。实施方案80：实施方案76的方法，还包括对编码效应子的核酸进行条形码化。实施方案81：实施方案80的方法，其中条形码化是通过将试剂添加至液滴中。实施方案82：实施方案76的方法，其中裂解可光裂解型接头将预定量的编码的效应子释放至液滴中。实施方案83：实施方案76的方法，其中可光裂解型接头是使用电磁辐射进行裂解。实施方案84：实施方案76的方法，其中裂解可光裂解型接头包括将封装件暴露于来自光源的光。实施方案85：实施方案84的方法，其中该光是校准量的光。实施方案86：实施方案84的方法，其中该光是UV光。实施方案87：实施方案84的方法，其中该光的光强度为约0.01J/cm

实施方案117：一种用于筛选编码的效应子的方法，该方法包括：a)在封装件中提供样品、编码的效应子和编码；b)检测由效应子和样品之间的相互作用产生的信号，其中检测信号包括1)检测通过记录封装件的一系列图像测量的样品的形态变化，2)检测由分子信标或探针发射的荧光，或3)其组合，以及c)基于信号检测对封装件进行分选。实施方案118：实施方案117的方法，其中该信号包括检测通过记录封装件的一系列图像测量的样品的形态或目测变化。实施方案119：实施方案118的方法，其中封装件还包含检测试剂。实施方案120：实施方案119的方法，其中检测试剂包含嵌入染料。实施方案121：实施方案120的方法，其中嵌入染料包括溴化乙锭、碘化丙锭、结晶紫、dUTP-缀合探针、DAPI(4',6-二脒基-2-苯基吲哚)、7-AAD(7-氨基放线菌素D)、Hoechst 33258、Hoechst 33342、Hoechst34580、其组合或其衍生物。实施方案122：实施方案118的方法，还包括将在封装件中样品的一系列图像叠加。实施方案123：实施方案117的方法，其中该信号包括检测由分子信标或TaqMan探针发射的荧光。实施方案124：实施方案123的方法，其中该信号包括检测由分子信标发射的荧光，其中分子信标与样品的靶核酸序列的部分互补。实施方案125：实施方案123的方法，其中该信号包括检测由TaqMan探针发射的荧光，其中TaqMan探针与靶核酸序列的部分互补。实施方案126：实施方案123的方法，其中封装件还包括Taq聚合酶。实施方案127：实施方案123的方法，其中通过皮量级注射将TaqMan探针或分子信标添加至封装件中。实施方案128：实施方案117的方法，其中编码的效应子附接至支架。实施方案129：实施方案128的方法，其中该支架是珠粒、纤维、纳米纤维支架、分子笼、树枝状聚合物或多价分子组装体。实施方案130：实施方案129的方法，其中该支架是聚合物珠粒、玻璃珠粒、金属珠粒或磁珠粒。实施方案131：实施方案128的方法，其中编码的效应子与支架共价结合。实施方案132：实施方案128的方法，其中编码的效应子通过可裂解型接头而与支架结合。实施方案133：实施方案132的方法，其中所述可裂解型接头是二硫化物或取代的反式-环辛烯。实施方案134：实施方案132的方法，还包括裂解可裂解型接头。实施方案135：实施方案134的方法，其中从支架裂解的编码的效应子的数量由暴露于电磁辐射的强度或持续时间控制。实施方案136：实施方案134的方法，其中从支架裂解的编码的效应子的数量通过控制封装件中裂解试剂的浓度来控制。实施方案137：实施方案136的方法，其中裂解试剂通过皮量级注射而添加。实施方案138：实施方案134的方法，其中可裂解型接头通过与激活试剂相互作用而被激活，从而使可裂解型接头能够被裂解。实施方案139：实施方案134的方法，其中编码的效应子在封装件内释放至期望浓度。实施方案140：实施方案117的方法，还包括将封装件温育一时间段以使得编码的效应子和样品相互作用。实施方案141：实施方案140的方法，其中该时间段为至少1分钟、至少10分钟、至少1小时、至少4小时或至少1天。实施方案142：实施方案140的方法，其中该时间段由当封装件行进通过微流体通道时的停留时间控制，其中每个封装件的停留时间在多个封装件的温育时间的最大离散率内，其中离散率是基于关于多个封装件通过微流体装置的区域的平均停留时间的偏差。实施方案143：实施方案142的方法，其中最大离散度为至多约3％至约10％。实施方案144：实施方案142的方法，其中停留时间受控于通过微流体通道的流速、微流体通道的几何学、微流体通道中的阀，或通过从微流体通道中移除一个或多个液滴并将一个或多个液滴转移至单独的容器中。实施方案145：实施方案117的方法，其中编码的效应子包括化合物、肽、蛋白质、酶、大环化合物或核酸。实施方案146：实施方案145的方法，其中编码的效应子是非天然肽。实施方案147：实施方案145的方法，其中编码的效应子是聚合物。实施方案148：实施方案145的方法，其中该化合物是药物样小分子。实施方案149：实施方案117的方法，其中该样品包含一个或多个细胞。实施方案150：实施方案149的方法，还包括溶解一个或多个细胞的步骤。实施方案151：实施方案117的方法，其中检测信号包括将一个或多个液滴提供通过包括检测器的微流体通道。实施方案152：实施方案117的方法，其中对封装件进行分选包括如果信号处于或高于预定阈值则将封装件置于第一收集管中，或者如果信号低于预定阈值则将封装件置于第二收集管中。实施方案153：实施方案117的方法，其中对封装件进行分选包括使用波形脉冲发生器，以通过电场梯度、通过声音、通过隔膜、通过改变微流体通道的几何学、或通过改变微流体通道的压力将封装件移动到收集管。实施方案154：实施方案117的方法，其中编码包括核酸。实施方案155：实施方案154的方法，还包括对编码核酸进行测序。实施方案156：实施方案155的方法，其中将编码在测序之前从支架上裂解。实施方案157：实施方案156的方法，其中从支架裂解核酸编码包括用裂解试剂或通过电磁辐射而裂解可裂解型接头。实施方案158：实施方案117的方法，其中封装件是液滴。实施方案159：实施方案158的方法，其中液滴的体积为至多1皮升、至多10皮升、至多100皮升、至多1纳升、至多10纳升、至多100纳升或至多1微升。实施方案160：实施方案117的方法，其中封装件是油中的乳液。实施方案161：实施方案160的方法，其中油是硅油、氟硅油、烃油、矿物油、石蜡油、卤代油或其任何组合。实施方案162：实施方案117的方法，还包括将一种或多种试剂注射至一个或多个封装件中。实施方案163：实施方案162的方法，其中所述一种或多种试剂通过皮量级注射或液滴合并来注射。实施方案164：实施方案162的方法，其中注射一种或多种试剂还包括监测流动中的一个或多个封装件，其中一种或多种试剂以与一个或多个封装件通过注射位点相同的频率进行注射。实施方案165：实施方案140的方法，其中一种或多种试剂的注射速率由一个或多个封装件的流速确定。

实施方案166：一种使用核酸编码的效应子筛选来检测一种或多种细胞核酸的方法，该方法包括：a)提供编码的效应子、编码该编码的效应子的核酸和包含一种或多种细胞核酸的一个或多个细胞，其中该编码的效应子、核酸编码和一个或多个细胞提供在封装件中；b)将封装件温育一时间段以使得编码的效应子和一个或多个细胞相互作用，从而产生信号；c)将一种或多种细胞核酸中的至少一种细胞核酸转移至核酸编码；d)检测信号；和e)基于信号检测对封装件进行分选。

实施方案167：实施方案166的方法，还包括溶解一个或多个细胞的步骤。实施方案168：实施方案167的方法，其中溶解一个或多个细胞包括将溶解缓冲液添加至封装件中。实施方案169：实施方案168的方法，其中通过皮量级注射将溶解缓冲液添加至封装件中。实施方案170：实施方案166的方法，其中该一种或多种细胞核酸包括DNA、RNA或其组合。实施方案171：实施方案166的方法，其中该一种或多种细胞核酸包含mRNA。实施方案172：实施方案664的方法，其中将一种或多种细胞核酸添加至核酸编码作为抗体-DNA构建体、邻近连接产物或邻近延伸产物。实施方案173：实施方案166的方法，其中将至少一种细胞核酸转移至核酸编码包括退火、连接、扩增或化学交联至少一种细胞核酸至核酸编码。实施方案174：实施方案166的方法，其中将至少一种细胞核酸转移至核酸编码实现定量与核酸编码的效应子一起封装的一种或多种细胞核酸的量。实施方案175：实施方案166的方法，其中将多种不同的细胞核酸转移至核酸编码。实施方案176：实施方案166的方法，还包括添加一种或多种试剂以将至少一种细胞核酸转移至核酸编码。实施方案177：实施方案176的方法，其中在步骤(a)的封装件中提供一种或多种试剂。实施方案178：实施方案176的方法，其中在温育步骤期间或在温育步骤之后添加一种或多种试剂。实施方案179：实施方案176的方法，其中该一种或多种试剂通过液滴合并、皮量级注射或与包含该一种或多种试剂的固相颗粒的相互作用来添加。实施方案180：实施方案176的方法，其中该一种或多种试剂包括酶。实施方案181：实施方案180的方法，其中该酶是连接酶、聚合酶、限制酶或重组酶。实施方案182：实施方案176的方法，其中该一种或多种试剂包括测定检测试剂、标记试剂、抗体、靶效应子、细胞溶解试剂、核酸连接试剂、扩增试剂或其组合。实施方案183：实施方案176的方法，其中仅在检测到信号时才添加一种或多种试剂。实施方案184：实施方案166的方法，其中该信号是电磁辐射、热辐射或样品的目测变化。实施方案185：实施方案166的方法，其中检测信号包括将封装件提供通过配备有检测器的微流体通道。实施方案186：实施方案166的方法，其中对封装件进行分选是基于信号的水平、存在或不存在。实施方案187：实施方案166的方法，其中该时间段由当封装件行进通过微流体通道时的停留时间控制，其中每个封装件的停留时间在多个封装件的温育时间的最大离散率内，其中离散率是基于关于多个封装件通过微流体装置的区域的平均停留时间的偏差。实施方案188：实施方案187的方法，其中最大离散度为至多约3％至约10％。实施方案189：实施方案166的方法，其中该时间段为至少1分钟、至少10分钟、至少1小时、至少4小时或至少1天。实施方案190：实施方案166的方法，其中封装件是液滴、乳液、皮量级孔(picowell)、微孔、气泡或微流体约束。实施方案191：实施方案166的方法，其中封装件是液滴。实施方案192：实施方案191的方法，其中液滴的体积为至多1皮升、至多10皮升、至多100皮升、至多1纳升、至多10纳升、至多100纳升或至多1微升。实施方案193：实施方案191的方法，其中液滴悬浮于乳液中。实施方案194：实施方案1166的方法，其中该效应子包含化合物、肽、蛋白质、酶、大环化合物或核酸。实施方案195：实施方案166的方法，还包括1)用转移的至少一种细胞核酸扩增编码该编码的效应子的核酸，2)用转移的至少一种细胞核酸对核酸编码进行测序，3)对至少一种细胞核酸或其任何组合进行定量。实施方案196：实施方案166的方法，其中将编码的效应子附接至支架。实施方案197：实施方案196的方法，其中支架是珠粒。实施方案198：实施方案196的方法，其中支架是聚合物珠粒、玻璃珠粒、金属珠粒、分子笼或多价分子组装体。实施方案199：实施方案196的方法，其中编码的效应子通过可裂解型接头而附接至支架。实施方案200：实施方案199的方法，其中可裂解型接头是可光裂解型接头。实施方案201：实施方案199的方法，其中编码的效应子共价连接至可裂解型接头。实施方案201：实施方案199的方法，还包括裂解可裂解型接头。实施方案202：实施方案199的方法，其中核酸编码通过第二可裂解型接头而附接至支架。实施方案203：实施方案203的方法，还包括裂解第二可裂解型接头。

实施方案205：一种用于筛选核酸编码的蛋白质的方法，该方法包括：a)提供封装件，该封装件包括：i)附接至支架的核酸编码，该核酸编码包括编码条形码和用于表达编码的效应蛋白的编码部分，以及ii)用于产生编码的效应蛋白的表达系统；b)在封装件内表达编码的效应蛋白；c)检测与编码的效应蛋白和布置在封装件内的一种或多种检测试剂相互作用产生的信号；以及d)基于信号对封装件进行分选。实施方案206：实施方案205的方法，还包括基于分选的封装件对核酸编码进行测序的步骤。实施方案207：实施方案205的方法，其中编码的效应蛋白是信号传导蛋白、酶、结合蛋白、抗体或抗体片段、结构蛋白、储存蛋白或转运蛋白，或它们的任何突变体。实施方案208：实施方案205的方法，其中编码的效应蛋白是被筛选酶活性的酶或酶突变体。实施方案209：实施方案208的方法，其中酶活性包括氧化、还原、连接、聚合、键断裂、键形成或异构化。实施方案210：实施方案205的方法，其中编码的效应蛋白是氨基酸脱氢酶、天然胺脱氢酶、冠瘿氨基酸脱氢酶或亚胺还原酶。实施方案211：实施方案205的方法，其中编码的效应蛋白与一种或多种检测试剂之间的相互作用包括在1)来自第一检测试剂的第一分子探针和来自一种或多种试剂的第二检测试剂的第二分子探针，或2)用于第一检测试剂的一种或多种化学化合物和来自第二检测试剂的一种或多种化学化合物之间形成键。实施方案212：实施方案211的方法，其中键是共价键。实施方案213：实施方案211的方法，其中键是不可逆共价键。实施方案214：实施方案211的方法，其中当第一分子探针和第二分子探针结合在一起时，第一试剂和第二试剂表现出荧光信号。实施方案215：实施方案214的方法，其中荧光信号是由于荧光共振能量转移(FRET)、生物发光共振能量转移(BRET)、镧系元素螯合物激发时间分辨荧光共振能量转移(LANCE TR-FRET)或放大发光邻近均相测定。实施方案216：实施方案211的方法，其中第一检测试剂和第二检测试剂包括化学化合物。实施方案217：实施方案211的方法，其中第一试剂和第二试剂包括FRET配对或荧光团/猝灭剂配对。实施方案218：实施方案217的方法，其中第一检测试剂和第二检测试剂包含独立地选自以下各项中的荧光团或猝灭剂：4-(4-二甲基氨基苯基偶氮)、5-((3-氨基乙基)氨基)-1-萘磺酸、5-((2-氨基乙基)氨基)-1-萘磺酸(EDANS)、4-(二甲基氨基偶氮)苯-4-羧酸(DABCYL)和异硫氰酸荧光素(FITC)或其衍生物。实施方案219：实施方案217的方法，其中FRET配对或荧光团/猝灭剂配对包含不同的荧光团。实施方案220：实施方案217的方法，其中FRET配对是相同荧光团的重复拷贝。实施方案221：实施方案211的方法，其中键的形成包括亚胺还原。实施方案222：实施方案221的方法，其中亚胺还原具有对映体特异性。实施方案223：实施方案211的方法，其中封装件还包含报告酶。实施方案224：实施方案223的方法，其中报告酶与另一种试剂反应以产生功能读数。实施方案225：实施方案223的方法，其中第一分子探针和第二分子探针之间的键合产生抑制报告酶的新分子。实施方案226：实施方案205的方法，其中支架是珠粒、纤维、纳米纤维支架、分子笼、树枝状聚合物或多价分子组装体。实施方案227：实施方案226的方法，其中支架是珠粒。实施方案228：实施方案226的方法，其中所述支架是聚合物珠粒、玻璃珠粒、金属珠粒或磁珠粒。实施方案229：实施方案205的方法，其中封装件是液滴、乳液、皮量级孔、大孔、微孔、气泡或微流体约束。实施方案230：任何实施方案229的方法，其中封装件是液滴。实施方案231：实施方案230的方法，其中液滴的体积为至多1皮升、至多10皮升、至多100皮升、至多1纳升、至多10纳升、至多100纳升或至多1微升。实施方案232：实施方案205的方法，其中表达系统包括体外转录/翻译系统。实施方案233：实施方案205的方法，其中一种或多种检测试剂通过皮量级注射或液滴合并添加。实施方案234：实施方案205的方法，还包括在已经添加一种或多种检测试剂之后将封装件温育一时间段。实施方案235：实施方案205的方法，其中检测信号包括通过配备有检测器的微流体通道提供封装件。实施方案236：一种筛选核酸编码的蛋白质文库的方法，该方法包括针对核酸编码的蛋白质文库进行实施方案205-235中任一项的筛选，其中核酸编码的蛋白质文库包括核酸编码的蛋白质的多个不同突变体形式。实施方案237：实施方案236的方法，其中核酸编码的蛋白质的每个突变形式由独特的条形码编码。

实施方案238：一种用于归一化核酸编码的文库筛选结果的方法，包括：a)在多个封装件中提供多种经筛选的编码的效应子和相应的支架，其中每个支架与编码相应经筛选的编码的效应子的一种或多种核酸编码结合；b)裂解多个封装件；c)移除未与多个支架接合的内容物；d)将多个支架悬浮于液体介质中；e)将多个支架封装在多个新封装件中，其中每个新封装件封装多个支架中的一个或多个支架；以及f)扩增每个支架的一种或多种核酸编码以形成相应的扩增的核酸编码，从而多个新封装件内的扩增的核酸编码被限制在多个新封装件内包含的编码支架和试剂。实施方案239：实施方案238的方法，其中90％的多个新封装件的扩增的核酸编码浓度在多个新封装件中的扩增的核酸编码平均浓度的10％内。实施方案240：实施方案238的方法，其中提供多种经筛选的编码的效应子包括对预筛选的核酸编码的文库进行筛选。实施方案241：实施方案240的方法，其中进行筛选包括分选步骤以从预筛选的核酸编码的文库中分离出在筛选中显示阳性结果的核酸编码的效应子。实施方案242：实施方案240的方法，其中多种经筛选的编码的效应子包括在预筛选的核酸编码的文库的筛选中显示阳性结果的核酸编码的效应子。实施方案243：实施方案238的方法，其中裂解多个封装件包括将破乳剂、过滤、离心或超声处理引入包括多个封装件的乳液中。实施方案244：实施方案243的方法，其中破乳剂是酸或盐。实施方案245：实施方案243的方法，其中破乳剂是硫酸或盐酸。实施方案246：实施方案243的方法，其中破乳剂是氯化钠、焦磷酸钾或硫酸钠。实施方案247：实施方案238的方法，其中从多个支架移除未结合的内容物包括洗涤该多个支架。实施方案248：实施方案247的方法，其中洗涤多个支架包括用洗涤缓冲液冲洗多个支架。实施方案249：实施方案248的方法，其中洗涤缓冲液是水性缓冲液、有机溶液或其混合物。实施方案250：实施方案247的方法，其中多个支架经历多次洗涤和收集步骤，其中每个洗涤步骤包括用洗涤缓冲液冲洗多个支架，并且每个收集步骤包括对多个支架的离心或过滤。实施方案251：实施方案238的方法，其中液体介质是水溶液。实施方案252：实施方案238的方法，其中液体介质包括有机溶剂。实施方案253：实施方案238的方法，其中多个支架中的每个支架是珠粒、纤维、纳米纤维支架、分子笼、树枝状聚合物或多价分子组装体。实施方案254：实施方案238的方法，其中多个支架中的每个支架是聚合物珠粒、玻璃珠粒、金属珠粒或磁珠粒。实施方案255：实施方案238的方法，其中液体介质包括扩增混合物。实施方案256：实施方案238的方法，其中每个新封装件是液滴。实施方案257：实施方案238的方法，其中将多个支架封装在新封装件中包括将多个支架引入乳液中。实施方案258：实施方案257的方法，其中将多个支架引入乳液中包括将多个支架置于通过微流体装置。实施方案259：实施方案258的方法，其中微流体装置是微流体芯片。实施方案260：实施方案257的方法，其中将多个支架引入乳液中包括将多个支架置于一锅式乳化器中。实施方案261：实施方案238的方法，其中扩增混合物与多个支架一起封装在多个新封装件中。实施方案262：实施方案238的方法，其中将扩增混合物添加至多个新封装件。实施方案263：实施方案262的方法，其中通过皮量级注射来添加扩增混合物。实施方案264：实施方案262的方法，其中通过液滴合并来添加扩增混合物，其中每个封装件是液滴。实施方案265：实施方案261或262的方法，其中扩增混合物包括PCR试剂。实施方案266：实施方案238的方法，还包括对每个支架的扩增的核酸编码进行测序。实施方案267：实施方案238的方法，其中该方法产生比未经历该方法的核酸编码文库更低的背景信号。实施方案268：实施方案267的方法，其中背景信号减少至少10％、至少20％、至少30％、至少40％或至少50％。实施方案269：实施方案267的方法，其中较低的背景信号实现检测其在筛选前的编码浓度比所提供的经筛选的编码效应子和相应支架的平均编码浓度低100X、1000X、10000X、100000X或1000000X的核酸编码的效应子。

实施方案270：一种用于筛选编码的效应子的系统，该系统包括：a)样品；b)支架，其中编码的效应子通过可裂解型接头而与支架结合，其中编码效应子的核酸与支架结合；c)微流体装置，其被配置成：i)接收样品和支架；ii)将样品和支架封装在封装件内；iii)从编码的效应子裂解可裂解型接头以在封装件内释放预定量的编码的效应子；iv)将编码的效应子与样品一起温育一时间段；v)检测来自封装件的信号，其中该信号由编码的效应子和样品之间的相互作用产生；以及vi)基于信号检测对封装件进行分选。实施方案271：实施方案270的系统，其中可裂解型接头是可光裂解型接头。实施方案272：实施方案271的系统，其中裂解可光裂解型接头包括将液滴暴露于来自光源的光。实施方案273：实施方案272的系统，其中该光是UV光。实施方案274：实施方案272的系统，其中该光的光强度为约0.01J/cm

实施方案309：一种用于筛选编码的效应子的系统，该系统包括：a)一个或多个细胞；b)支架，其中编码的效应子通过可裂解型接头而与支架结合，其中编码效应子的核酸与支架结合；以及c)微流体装置，该微流体装置被配置成：i)接收一个或多个细胞和支架；ii)将一个或多个细胞和支架封装在封装件内；iii)从编码的效应子上裂解可裂解型接头以在封装件内释放预定量的编码的效应子；iv)将编码的效应子与一个或多个细胞一起温育一时间段；v)检测来自封装件的信号，其中该信号由编码的效应子和一个或多个细胞之间的相互作用产生；以及vi)基于信号检测对封装件进行分选。实施方案310：实施方案309的系统，其中可裂解型接头是可光裂解型接头。实施方案311：实施方案310的系统，其中裂解可光裂解型接头包括将液滴暴露于来自光源的光。实施方案312：实施方案311的系统，其中该光是UV光。实施方案313：实施方案311的系统，其中该光的光强度为约0.01J/cm

实施方案347：一种用于基于液滴的编码的文库筛选的微流体装置，包括：a)包含水性流体的第一微流体通道；b)包含与水性流体不混溶的流体的第二微流体通道；c)第一微流体通道与第二微流体通道呈流体连通所在的接合部，其中第一微流体通道和第二微流体通道的接合部限定装置平面，其中该接合部被配置成在来自第二微流体通道的流体内形成水性流体的封装件，其中来自第二微流体通道的流体与其中的封装件一起在限定测定流动路径的第三微流体通道中移动经过接合部；d)用于裂解与设置在测定流动路径内的支架结合的效应子的裂解区；e)检测区；和f)分选区；g)其中该装置被配置用于至少约80Hz的液滴产生频率。实施方案348：实施方案347的微流体装置，其中第三微流体通道是第二微流体通道的延续。实施方案349：实施方案347的微流体装置，其中裂解区在检测区和分选区的上游。实施方案350：实施方案347的微流体装置，其中裂解区在接合部的下游。实施方案351：实施方案347的微流体装置，其中测定流动路径包括蛇形流动路径区。实施方案352：实施方案351的微流体装置，其中蛇形流动路径区包括至少10条、至少20条、至少30条、至少40条、至少50条或至少100条曲线。实施方案353：实施方案347的微流体装置，其中检测区包括荧光计。实施方案354：实施方案353的微流体装置，其中荧光计被配置成具有基本平行于装置平面的光轴。实施方案355：实施方案353的微流体装置，其中荧光计照射在测定流动路径中的曲线处通过的液滴。实施方案356：实施方案353的微流体装置，其中荧光计被配置成检测两个或更多个波长的荧光。实施方案357：实施方案347的微流体装置，其中检测区包括共焦检测、激光扫描或荧光或其组合。实施方案358：实施方案347的微流体装置，其中该装置包括包含水性流体的两个或更多个通道。实施方案359：实施方案347的微流体装置，其中检测区在分选区的上游。实施方案360：实施方案347的微流体装置，其中分选区包括被配置成基于在检测区中检测到的信号分选液滴的分选器。实施方案361：实施方案347的微流体装置，其中测定流动路径包括布置在测定流动路径内的一个或多个腔室。实施方案362：实施方案347的微流体装置，其中测定流动路径包括布置在测定流动路径内的多个腔室，其中腔室通过连接通道而连接。实施方案363：实施方案362的微流体装置，其中多个腔室中的腔室的高度是多个连接通道中的连接通道的高度的至多约2倍。实施方案364：实施方案362的微流体装置，其中直至通道的宽度已经变窄而基本上匹配连接通道的宽度时，腔室的高度才减小。实施方案365：实施方案361的微流体装置，其中通过腔室的流量是通过腔室上游的测定流动路径的流速的约10％。实施方案366：实施方案347的微流体装置，其中该装置具有至多约10％的离散率。实施方案367：实施方案347的微流体装置，其中该装置被配置成将封装件温育一温育时间段，其中每个封装件的温育时间段在多个封装件的温育时间段的最大离散率内，其中离散率是基于关于多个液滴通过微流体装置的区域的平均停留时间的偏差。实施方案368：实施方案367的系统，其中微流体装置的区域是测定流动路径。实施方案369：实施方案368的系统，其中最大离散率为至多约10％。实施方案370：实施方案368的系统，其中最大离散率为至多约5％。实施方案371：实施方案367的系统，每个封装件的温育时间段在彼此的约0.1％至约10％内。

实施方案372：一种用于扩增引物以最大化细胞核酸捕获的方法，包括：a)提供封装件，该封装件包含核酸编码的支架、一个或多个细胞、扩增混合物和切口酶，其中核酸编码结合至核酸编码的支架上；b)溶解一个或多个细胞以释放一种或多种细胞核酸；c)用切口酶对核酸编码进行切口，从而产生编码的核酸引物；d)通过切口位点和扩增混合物来扩增编码的核酸引物；以及e)用编码的核酸引物标记释放的细胞核酸。实施方案373：实施方案372的方法，其中切口酶靶向核酸编码中的特异性位点。实施方案374：实施方案373的方法，其中特异性位点包含特异性核苷酸序列。实施方案375：实施方案372的实施方案的方法，其中扩增编码的核酸引物包括1)产生从切口位点延伸的核酸编码的拷贝，和2)对核酸编码的拷贝进行切口以产生另一种编码的核酸引物。实施方案376：实施方案372的实施方案的方法，其中扩增编码的核酸引物包括同时1)产生从切口位点延伸的核酸编码的拷贝，和2)置换核酸编码的拷贝以产生另一种编码的核酸引物。实施方案377：实施方案376的方法，其中扩增混合物包含扩增酶，从而扩增酶使得核酸编码的拷贝能够同时产生和置换。实施方案378：实施方案377的方法，其中扩增酶包括聚合酶。实施方案379：实施方案372的方法，其中每个核酸编码均包括捕获位点，该捕获位点指定靶细胞编码或靶细胞核酸以标记释放的细胞核酸。实施方案380：实施方案379的方法，其中靶核酸是靶mRNA。实施方案381：实施方案380的方法，其中靶mRNA编码目标蛋白质。实施方案382：实施方案380的方法，其中切口酶能够增加靶mRNA捕获和用核酸编码标记。实施方案383：实施方案380的方法，其中靶mRNA捕获增加至少10％、25％、50％、100％或200％。实施方案384：实施方案372的方法，其中用各自编码的核酸引物标记多种细胞核酸。实施方案385：实施方案372的方法，其中核酸编码的支架包括珠粒，并且编码的核酸引物包括独特的珠粒条形码和效应子编码。实施方案386：实施方案372的方法，其中封装件还包括细胞溶解缓冲液。实施方案387：实施方案372的方法，其中封装件是液滴、乳液、皮量级孔、大孔、微孔、气泡或微流体约束。实施方案388：实施方案372的方法，其中封装件是液滴。实施方案389：实施方案388的方法，其中液滴的体积为至多1皮升、至多10皮升、至多100皮升、至多1纳升、至多10纳升、至多100纳升或至多1微升。实施方案390：实施方案372的方法，其中扩增混合物是等温扩增混合物。实施方案391：实施方案372的方法，其中扩增混合物包括切口-酶-扩增混合物。实施方案392：实施方案372的方法，其中扩增混合物包括逆转录酶。实施方案393：实施方案372的方法，其中核酸编码的支架是珠粒、纤维、纳米纤维支架、分子笼、树枝状聚合物或多价分子组装体。实施方案394：实施方案393的方法，其中支架是聚合物珠粒、玻璃珠粒、金属珠粒或磁珠粒。实施方案395：实施方案372的方法，其中核酸编码的支架包括与其附接的效应子。实施方案396：实施方案395的方法，其中效应子包括化合物、肽、蛋白质、酶或核酸。实施方案397：实施方案395的方法，其中效应子通过可裂解型接头而附接至支架。实施方案398：实施方案397的方法，其中可裂解型接头通过电磁辐射、酶、化学试剂、热、pH调节、声音或电化学反应性而裂解。实施方案399：实施方案398的方法，其中使用电磁辐射将效应子从支架上裂解。实施方案400：实施方案398的方法，其中裂解的效应子的量由暴露于电磁辐射的强度或持续时间控制。实施方案401：实施方案398的方法，其中使用裂解试剂裂解可裂解型接头。实施方案402：实施方案401的方法，其中裂解的效应子的量由封装件中裂解试剂的浓度控制。实施方案403：实施方案398的方法，其中效应子裂解的速率由封装件中裂解试剂的浓度控制。实施方案404：实施方案398的方法，其中使用酶将效应子从支架上裂解。实施方案405：实施方案404的方法，其中酶是蛋白酶、核酸酶或水解酶。实施方案406：实施方案404的方法，其中效应子裂解的速率由封装件中酶的量控制。实施方案407：实施方案372的方法，其中用编码的核酸引物标记释放的细胞核酸包括对释放的细胞核酸进行条形码化。实施方案408：实施方案407的方法，其中封装件还包括条形码化试剂。实施方案409：实施方案407的方法，其中对编码的核酸引物进行条形码化包括将条形码化试剂添加至封装件中。实施方案410：实施方案408或409的方法，其中条形码化试剂包括酶或化学交联剂。实施方案411：实施方案410的方法，其中条形码化试剂包括酶。实施方案412：实施方案411的方法，其中所述酶是聚合酶、连接酶、限制酶或重组酶。实施方案413：实施方案410的方法，其中条形码化试剂是化学交联剂。实施方案414：实施方案413的方法，其中化学交联剂是补骨脂素。实施方案415：实施方案372的方法，还包括进行效应子筛选，其中针对编码的效应子筛选一个或多个细胞。实施方案416：实施方案372的方法，其中一个或多个细胞用于制备用于筛选的核酸编码的支架。

实施方案417：一种用于筛选编码的效应子的方法，该方法包括：a)提供包括样品和一个或多个支架的封装件，其中支架包括：i)通过可裂解型接头而与支架结合的编码的效应子和编码效应子的核酸；b)通过皮量级注射或液滴合并而将一种或多种试剂添加至封装件中；c)裂解可裂解型接头以释放预定量的效应子；d)检测来自封装件的一种或多种信号，其中信号由编码的效应子和样品之间的相互作用产生；以及e)基于信号检测对封装件进行分选。实施方案418：实施方案417的方法，其中在预定量的效应子已经释放之后添加试剂。实施方案419：实施方案417的方法，其中通过皮量级注射将一种或多种试剂添加至封装件中。实施方案420：实施方案417的方法，其中一种或多种试剂的浓度为至多100皮摩尔(pM)、至多500pM、至多1纳摩尔(nM)、至多10nM、至多100nM、至多1微摩尔(μM)、至多10μM、至多100μM、至多1毫摩尔(mM)、至多10mM、至多100mM或至多500mM。实施方案421：实施方案417的方法，其中至少一种试剂包括抗体。实施方案422：实施方案417的方法，其中从支架释放的预定量的效应子的浓度为至少100pM、至少500pM、至少1nM、至少10nM、至少100nM、至少1μM、至少10μM、至少100μM、至少1mM、至少10mM、至少50mM、至少100mM或至少250mM。实施方案423：实施方案417的方法，其中样品包括至少一个细胞、蛋白质、酶、核酸、细胞溶解物、组织提取物或其组合。实施方案424：实施方案417的方法，至少一种试剂包括一种或多种荧光团。实施方案425：实施方案417的方法，还包括对编码效应子的核酸进行条形码化。实施方案426：实施方案425的方法，其中条形码化通过添加至封装件中的一种或多种试剂进行。实施方案427：实施方案417的方法，其中可裂解型接头是可光裂解型接头。实施方案428：实施方案427的方法，其中可光裂解型接头使用电磁辐射来裂解。实施方案429：实施方案427的方法，其中裂解可光裂解型接头包括将封装件暴露于来自光源的光。实施方案430：实施方案429的方法，其中光的光强度为约0.01J/cm

实施方案444：一种用于筛选编码的效应子文库的方法，该方法包括：(a)在微流体通道中将多个珠粒与样品一起封装在多个液滴中，其中该多个珠粒结合至独特编码的效应子文库，其中多个珠粒中的每个珠粒结合至一种或多种编码的效应子，其中独特编码的效应子文库包括至少约250,000种独特效应子，其中每种独特编码的效应子用独特的核酸编码进行编码，其中每个液滴包括一个或多个珠粒，(b)裂解在至少一种编码的效应子和相应珠粒之间的可光裂解型接头；(c)检测来自多个液滴中的一个或多个液滴的信号，其中每个信号由相应编码的效应子和相应液滴内的样品之间的相互作用产生；以及(d)基于相应信号检测对多个液滴进行分选。实施方案445：实施方案444的方法，其中裂解可光裂解型接头释放预定量的编码的效应子。实施方案446：实施方案445的方法，其中从珠粒释放的编码的效应子的预定量的浓度为至少100pM、至少500pM、至少1nM、至少10nM、至少100nM、至少1μM、至少10μM、至少100μM、至少1mM、至少10mM、至少50mM、至少100mM或至少250mM。实施方案447：实施方案444的方法，其中样品包括至少一个细胞、蛋白质、酶、核酸、细胞溶解物、组织提取物或其组合。实施方案448：实施方案447的方法，其中样品是一个或多个细胞、蛋白质或酶。实施方案449：实施方案447的方法，还包括对编码相应效应子的核酸进行条形码化。实施方案450：实施方案447的方法，其中条形码化是通过将一种或多种试剂添加至液滴。实施方案451：实施方案447的方法，其中可光裂解型接头使用电磁辐射来裂解。实施方案452：实施方案451的方法，其中裂解可光裂解型接头包括将封装件暴露于来自光源的光。实施方案453：实施方案452的方法，其中光的光强度为约0.01J/cm

在一些实施方案中，本文公开了一种用于针对样品筛选编码的效应子组合的方法，该方法包括：(a)在封装件内扩增靶蛋白，其中封装件包括：(i)编码靶蛋白表达的核酸，其中核酸包含条形码区；和(ii)体外转录/翻译系统；(b)将两种或更多种核酸编码的效应子引入封装件中，其中两种或更多种核酸编码的效应子包含核酸编码；(c)使用编码靶蛋白的核酸上的条形码对两种或更多种编码的效应子的核酸编码进行条形码化；(d)将封装件温育一时间段，以使两种或更多种效应子与靶蛋白相互作用；以及(e)测量由两种或更多种效应子与靶蛋白之间的相互作用产生的信号。在一些实施方案中，该方法还包括步骤(f)与预定阈值相比基于信号测量结果对封装件进行分选。在一些实施方案中，该方法还包括步骤(g)对编码现在包含来自编码靶蛋白的核酸的条形码的效应子的核酸进行测序。在一些实施方案中，该方法还包括以下步骤(h)：识别对靶蛋白具有效力的效应子的组合。在一些实施方案中，其中扩增靶蛋白包括激活靶蛋白的表达。在一些实施方案中，其中扩增靶蛋白包括表达蛋白至期望浓度。在一些实施方案中，靶蛋白是信号传导蛋白、酶、结合蛋白、抗体或抗体片段、结构蛋白、储存蛋白或转运蛋白。在一些实施方案中，靶蛋白是酶。99.在一些实施方案中，封装件是液滴。在一些实施方案中，液滴的体积为至多1皮升、至多10皮升、至多100皮升、至多1纳升、至多10纳升、至多100纳升或至多1微升。在一些实施方案中，编码靶蛋白的条形码化的核酸包含与编码一种或多种效应子的一种或多种核酸上的序列互补的引物序列。在一些实施方案中，编码靶蛋白表达的条形码化的核酸包含启动子序列。在一些实施方案中，其中将两种或更多种核酸编码的效应子引入液滴中包括皮量级注射或液滴合并。在一些实施方案中，其中将两种或更多种核酸编码的效应子引入封装件中。在一些实施方案中，其中将至少两种核酸编码效应子引入液滴中。在一些实施方案中，其中编码两种或更多种效应子的核酸的长度为至少10、15、20、25、50、75或100个核苷酸。在一些实施方案中，其中编码一种或多种效应子的每种核酸包含与编码靶蛋白表达的条形码化的核酸上的序列互补的引物序列。在一些实施方案中，其中每种效应子是化学化合物。在一些实施方案中，其中每种效应子是化学片段。在一些实施方案中，其中至少一种核酸编码的效应子附接至支架。在一些实施方案中，支架是珠粒、纤维、纳米纤维支架、分子笼、树枝状聚合物或多价分子组装体。在一些实施方案中，支架是聚合物珠粒、玻璃珠粒、金属珠粒或磁珠粒。在一些实施方案中，编码效应子的核酸附接至支架。在一些实施方案中，附接至支架是通过可裂解型接头进行。在一些实施方案中，可裂解型接头可通过电磁辐射、酶、化学试剂、热、pH调节、声音或电化学反应性而裂解。在一些实施方案中，可裂解型接头可通过电磁辐射而裂解。在一些实施方案中，释放的效应子、核酸或分子量条形码的量可以通过暴露于电磁辐射的强度或持续时间来控制。在一些实施方案中，可裂解型接头可被裂解试剂裂解。在一些实施方案中，可裂解型接头是二硫键或取代的反式-环辛烯，裂解试剂是膦或四嗪。在一些实施方案中，释放的效应子、核酸或分子量条形码的量由封装件中化学试剂的浓度控制。在一些实施方案中，释放效应子、核酸或分子量条形码的速率由液滴中化学试剂的浓度控制。在一些实施方案中，可裂解型接头可被酶裂解。在一些实施方案中，酶是蛋白酶、核酸酶或水解酶。在一些实施方案中，释放效应子、核酸或分子量条形码的速率由液滴中酶的量控制。在一些实施方案中，其中用编码靶蛋白的核酸上的条形码对编码两种或更多种效应子的核酸进行条形码化包括使编码效应子的一种或多种核酸与从编码靶蛋白的核酸转录的mRNA杂交，并用聚合酶延伸转录的mRNA或编码效应子的核酸。在一些实施方案中，该时间段是至少1分钟、至少10分钟、至少1小时、至少4小时或至少1天。在一些实施方案中，该时间段由当液滴行进通过微流体通道时的停留时间来控制。在一些实施方案中，停留时间由通过微流体通道的流速、微流体通道的几何学、微流体通道中的阀控制、或通过从微流体通道中移除液滴、或将液滴转移至单独的容器中来控制。在一些实施方案中，信号是电磁辐射、热辐射或样品的目测变化。在一些实施方案中，信号是电磁辐射。在一些实施方案中，电磁辐射在可见光谱中。在一些实施方案中，电磁辐射是荧光或发光。在一些实施方案中，信号是由TaqMan探针或分子信标发射的荧光。在一些实施方案中，信号是用红外相机检测到的热辐射。在一些实施方案中，信号是通过记录封装件的一系列图像测量的样品的目测形态变化。

在一些实施方案中，本文公开了一种用于筛选编码的效应子而无需物理分选步骤的方法，该方法包括：(a)在封装件中提供样品、核酸编码的效应子和核酸编码；(b)检测封装件中由效应子和样品之间的相互作用产生的信号；以及(c)基于信号的检测、不存在或水平向液滴添加第一加帽混合物，其中第一加帽混合物将第一核酸帽添加至核酸编码。在一些实施方案中，第一核酸帽包含第一核酸条形码。在一些实施方案中，第一核酸条形码指示效应子具有期望活性。在一些实施方案中，第一核酸帽通过核酸编码的连接、杂交或延伸而被添加至核酸编码。在一些实施方案中，第一加帽混合物还包含附加试剂以实现第一核酸帽的添加。在一些实施方案中，第一核酸帽是单链DNA、双链DNA、单链RNA或双链RNA。在一些实施方案中，该方法还包括如果第一加帽混合物未添加至封装件中，则将第二加帽混合物添加至封装件中的步骤，其中第二加帽混合物将第二核酸帽添加至核酸编码，其中第一核酸帽和第二核酸帽具有不同的序列。在一些实施方案中，第二核酸帽包括第二核酸条形码。在一些实施方案中，第二核酸条形码指示效应子不具有期望活性。在一些实施方案中，第二核酸帽通过核酸编码的连接、杂交或延伸而被添加至核酸编码。在一些实施方案中，第二加帽混合物还包含附加试剂以实现第二核酸帽的添加。在一些实施方案中，第二核酸帽是单链DNA、双链DNA、单链RNA或双链RNA。在一些实施方案中，第二加帽混合物通过皮量级注射而添加。在一些实施方案中，仅将第一加帽混合物或仅第二加帽混合物添加至封装件中。在一些实施方案中，第一加帽混合物通过皮量级注射而添加。在一些实施方案中，该方法不包括对封装件的进一步物理分选。在一些实施方案中，样品是生物样品。在一些实施方案中，样品是一个或多个细胞、一种或多种蛋白质、一种或多种酶、一种或多种核酸、一种或多种细胞溶解物、或一种或多种组织提取物。在一些实施方案中，样品是单细胞。在一些实施方案中，效应子是化合物、蛋白质、肽、酶或核酸。在一些实施方案中，效应子是化合物。在一些实施方案中，效应子是药物样小分子。在一些实施方案中，核酸编码包括末端加帽位点。在一些实施方案中，末端加帽位点包括与第一核酸帽上的序列互补的序列。在一些实施方案中，核酸编码包括单链DNA、双链DNA、单链RNA或双链RNA。在一些实施方案中，封装件是液滴。在一些实施方案中，液滴的体积为至多1皮升、至多10皮升、至多100皮升、至多1纳升、至多10纳升、至多100纳升或至多1微升。在一些实施方案中，封装件是油中的乳液。在一些实施方案中，效应子附接至支架。在一些实施方案中，支架是珠粒、纤维、纳米纤维支架、分子笼、树枝状聚合物或多价分子组装体。在一些实施方案中，支架是聚合物珠粒、玻璃珠粒、金属珠粒或磁珠粒。在一些实施方案中，效应子通过第一可裂解型接头而共价连接至支架。在一些实施方案中，该方法还包括裂解第一可裂解型接头。在一些实施方案中，将核酸编码附接至支架。在一些实施方案中，核酸编码通过第二可裂解型接头而共价连接至支架。在一些实施方案中，第一可裂解型接头和第二可裂解型接头不同。在一些实施方案中，该方法还包括裂解第二可裂解型接头。在一些实施方案中，第二可裂解型接头在添加第一加帽混合物或第二加帽混合物之前被裂解。在一些实施方案中，信号是电磁辐射、热辐射或样品的目测变化。在一些实施方案中，检测信号包括将封装件提供通过配备有检测器的微流体通道。在一些实施方案中，该方法还包括将封装件温育一时间段以使得效应子和样品相互作用。在一些实施方案中，该时间段由当封装件行进通过微流体通道时的停留时间来控制。在一些实施方案中，该方法还包括对核酸编码进行测序。在一些实施方案中，测序是下一代测序。在一些实施方案中，该方法包括针对编码的效应子文库进行本文所述的任何实施方案的筛选，其中编码的效应子文库包含多种不同的效应子。

在一些实施方案中，本文公开了一种测量负载在支架上的效应子的方法，该方法包括：(a)将效应子亚单元附接至多个支架上的效应子附接位点；(b)在附接效应子亚单元的步骤之后，将可检测标记附接至多个支架上的任何剩余的游离效应子附接位点；(c)从多个支架中移除支架子集；(d)测量附接至支架子集的可检测标记的量，以确定成功附接至效应子附接位点的效应子亚单元的量；(e)任选地激活附接的效应子亚单元以创建新效应子附接位点；以及(f)重复步骤(a)-(e)，直至组装期望的效应子；其中支架还包含编码效应子的核酸，或者其中该方法还包括在将效应子亚单元添加至支架时将编码亚单元的核酸附接至与效应子亚单元对应的支架。在一些实施方案中，在一些实施方案中，在附接最后的效应子亚单元之后省略步骤(e)。在一些实施方案中，附接至支架的每种效应子亚单元独立地是氨基酸、小分子片段、核苷酸或化合物。在一些实施方案中，附接至支架的每种效应子亚单元是氨基酸。在一些实施方案中，附接至支架的每种效应子亚单元是化合物。在一些实施方案中，效应子附接位点包括反应性官能团。在一些实施方案中，效应子附接位点包含氨基或羧酸酯基团。在一些实施方案中，效应子附接位点包含双正交或CLICK化学反应基团。在一些实施方案中，效应子亚单元包含与效应子附接位点互补的反应基团。在一些实施方案中，可检测标记包含与效应子附接位点互补的反应基团。在一些实施方案中，可检测标记包含与效应子亚单元上的反应基团相同的反应基团，该效应子亚单元的附接由可检测标记来测量。在一些实施方案中，可检测标记是荧光团。在一些实施方案中，在附接效应子亚单元的步骤之后，至多10％、至多20％、至多30％、至多40％或至多50％的效应子附接位点是游离的。在一些实施方案中，移除多个支架的子集包括移除不超过1％、不超过2％、不超过3％、不超过5％或不超过10％的剩余支架。在一些实施方案中，测量与支架子集附接的可检测标记的量以确定成功连接至效应子附接位点的效应子亚单元的量包括将可检测标记的测量与没有连接任何效应子亚单元的支架上的可检测标记的测量进行比较。在一些实施方案中，成功附接至支架子集的效应子亚单元的量表示为效应子亚单元占总附接位点的百分比。在一些实施方案中，任选地激活附接的效应子亚单元以产生新效应子附接位点包括从附接的效应子亚单元移除保护基团。在一些实施方案中，保护基团是氨基保护基团、羧酸酯保护基团、醇保护基团、酚保护基团、炔烃保护基团、醛保护基团或酮保护基团。在一些实施方案中，保护基团是氨基保护基团。在一些实施方案中，氨基保护基团是9-芴基甲氧基羰基(Fmoc)、叔丁氧基羰基(BOC)、苄氧基羰基(Cbz)、苄基(Bz)、甲苯磺酰基(Ts)或氯甲酸三氯乙酯(Troc)。在一些实施方案中，保护基团是羧酸酯保护基团。在一些实施方案中，羧酸酯保护基团是甲酯、苄酯、叔丁酯、2,6-二取代酚酯、甲硅烷基酯或原酸酯。在一些实施方案中，新效应子附接位点与先前的效应子附接位点具有相同的官能度。在一些实施方案中，新效应子附接位点是与先前效应子附接位点不同的官能度。在一些实施方案中，步骤(a)-(e)被重复至少2、至少3、至少4、至少5、至少6、至少7、至少10或至少20次。343.在一些实施方案中，支架是珠粒、纤维、纳米纤维支架、分子笼、树枝状聚合物或多价分子组装体。在一些实施方案中，支架是聚合物珠粒、玻璃珠粒、金属珠粒或磁珠粒。在一些实施方案中，支架包含编码效应子的核酸。在一些实施方案中，该方法还包括在将效应子亚单元添加至支架时将编码亚单元的核酸附接至与效应子亚单元对应的支架。在一些实施方案中，同时合成负载效应子的支架文库。在一些实施方案中，来自文库的效应子附接步骤的支架子集在检测可检测标记之前被合并。在一些实施方案中，支架子集被封装在封装件中。在一些实施方案中，封装件是液滴。在一些实施方案中，大多数封装件包含单个支架。在一些实施方案中，来自支架子集的支架根据检测到的可检测标记的量进行分箱。在一些实施方案中，每个箱包含检测到的独特范围的可检测标记。在一些实施方案中，对于本文所述的任何方法，还包括对文库的编码核酸或编码核酸亚单元进行测序以揭示哪些效应子亚单元对应于在将效应子亚单元附接至效应子附接位点的步骤中的特定产率的步骤。在一些实施方案中，每次重复步骤(a)-(e)时进行测序步骤。在一些实施方案中，收集每个独特支架的每个步骤(a)-(e)的产率以创建数据集，该数据集揭示每个支架上完整的期望效应子的负载。

在一些实施方案中，本文公开了一种用于筛选编码的珠粒的阵列装置，包括：(a)疏水表面；和(b)散布在疏水表面上的核酸贴片；其中疏水表面和核酸贴片被配置成当限制量的介质被布置在表面各处上时，每个核酸贴片被介质覆盖并且核酸贴片之间的疏水表面不包含介质。在一些实施方案中，本文所述的阵列装置还包括疏水表面下方的一个或多个通道，其中该通道包含核酸贴片内的末端。在一些实施方案中，通道被配置成将试剂递送至核酸贴片。在一些实施方案中，试剂作为液体溶液被递送。在一些实施方案中，疏水表面包含疏水聚合物。3在一些实施方案中，疏水聚合物包括聚丙烯酸、聚酰胺、聚碳酸酯、聚二烯、聚酯、聚醚、聚氟烃、聚烯烃、聚苯乙烯、聚乙烯醇缩醛、聚氯乙烯、聚乙烯酯、聚乙烯醇醚、聚乙烯基酮、聚乙烯基吡啶、聚乙烯吡咯烷酮、聚硅烷、聚氟硅烷、聚全氟硅烷或其组合。在一些实施方案中，疏水聚合物包括聚氟烃。在一些实施方案中，疏水聚合物是氟化的。在一些实施方案中，疏水表面是用疏水基团官能化的表面。在一些实施方案中，疏水基团是脂肪酸、烷基、烷氧基、芳香族基团、烷基硅烷、氟硅烷、全氟硅烷或它们的组合。在一些实施方案中，疏水基团是氟化的。在一些实施方案中，细胞不结合至疏水表面。在一些实施方案中，核酸贴片结合细胞。在一些实施方案中，单个核酸贴片被封装在介质的单个液滴中。在一些实施方案中，核酸贴片包含DNA、RNA、其组合。在一些实施方案中，核酸贴片包含能够结合核酸编码的珠粒的核酸。在一些实施方案中，核酸通过结合珠粒上的互补核酸或通过结合珠粒上的另一种基团而非特异性地结合核酸编码的珠粒。在一些实施方案中，核酸贴片的尺寸为多达约1μm2、多达约10μm2、多达约100μm2、多达约1000μm2或多达约10000μm2。在一些实施方案中，核酸贴片间隔多达约1μm、多达约10μm、多达约100μm、多达约1000μm或多达约10000μm。在一些实施方案中，核酸贴片以网格图案布置。在一些实施方案中，介质是水性介质。在一些实施方案中，核酸贴片的密度为至少100贴片/cm2、至少1000贴片/cm2、至少10000贴片/cm2、至少100000贴片/cm2、至少1000000贴片/cm2、或至少10000000贴片/cm2。在一些实施方案中，该装置的表面积为至少1cm2、至少5cm2、至少10cm2、至少25cm2、至少50cm2、至少100cm2、至少500cm2或至少1000cm2。

在一些实施方案中，本文公开了一种进行筛选的方法，该方法包括：(a)将核酸编码的珠粒结合至本文所述的任一实施方案的阵列的核酸贴片上；(b)对核酸编码的珠粒进行测序(c)将细胞与核酸贴片结合；和(d)对阵列进行测定。在一些实施方案中，珠粒还包含编码的效应子。在一些实施方案中，该方法还包括从珠粒释放效应子的步骤。在一些实施方案中，从珠粒中释放效应子包括向核酸贴片添加裂解试剂。在一些实施方案中，对珠粒进行测序实现确定特定核酸编码的珠粒的物理位置。在一些实施方案中，该测定产生可检测信号。412.在一些实施方案中，每个核酸贴片结合单个珠粒和单个细胞。

在一些实施方案中，本文公开了一种用于刺激离子通道的方法，该方法包括：(a)在封装件中提供细胞；(b)通过电刺激、光刺激或化学刺激来刺激细胞的离子通道；以及(c)通过捕获封装件中细胞的图像来检测来自细胞的信号。在一些实施方案中，离子通道通过电刺激来刺激。在一些实施方案中，电刺激由电极进行。在一些实施方案中，电极在封装件的流动路径内。在一些实施方案中，电极在封装件的流动路径之外。在一些实施方案中，离子通道由光刺激来刺激。在一些实施方案中，细胞的离子通道包含突变。在一些实施方案中，突变使离子通道对光刺激敏感。在一些实施方案中，离子通道通过化学刺激来刺激。在一些实施方案中，化学刺激包括使离子通道与毒素接触。在一些实施方案中，通过皮量级注射将毒素添加至封装件中。在一些实施方案中，皮量级注射是有条件的皮量级注射。4在一些实施方案中，毒素是离子通道毒素。在一些实施方案中，信号是细胞的形态或目测变化。在一些实施方案中，捕获细胞的图像包括记录封装件的一系列图像。在一些实施方案中，该方法还包括将封装件中样品的一系列图像叠加。在一些实施方案中，封装件还包含检测试剂。

在一方面，本文提供了一种用于刺激离子通道的方法，该方法包括：(a)在封装件中提供细胞；(b)通过电刺激、光刺激或化学刺激来刺激细胞的离子通道；和(c)通过捕获封装件中细胞的图像来检测来自细胞的信号。

在一方面，本文提供了一种用于筛选离子通道调节剂的方法，该方法包括：(a)提供封装件，该封装件包括：(i)表达离子通道蛋白的细胞；(ii)电压传感器探针组；和(iii)编码的效应子及其相应的编码；(b)刺激细胞的离子通道；以及(c)检测来自该电压传感器探针组中的至少一个成员的信号。在一些实施方案中，封装件是液滴、乳液、皮量级孔、大孔、微孔、气泡或微流体约束。在一些实施方案中，封装件是液滴。在一些实施方案中，液滴的体积为至多1皮升、至多10皮升、至多100皮升、至多1纳升、至多10纳升、至多100纳升或至多1微升。在一些实施方案中，细胞包括哺乳动物细胞。在一些实施方案中，细胞包括人细胞。在一些实施方案中，细胞包括HEK293细胞。在一些实施方案中，离子通道蛋白包含钠、钙、氯、质子或钾离子通道蛋白。在一些实施方案中，其中离子通道蛋白包含电压门控离子通道蛋白。在一些实施方案中，离子通道蛋白包含内源性离子通道蛋白。在一些实施方案中，离子通道蛋白包含外源性离子通道蛋白。在一些实施方案中，离子通道蛋白包含钠、钙、氯、质子或钾电压门控离子通道蛋白。在一些实施方案中，离子通道蛋白包含电压门控钙通道蛋白(VGCC)。在一些实施方案中，离子通道蛋白包含L型钙通道、P型钙通道、N型钙通道、R型钙通道或T型钙通道，或其任何突变体、片段或缀合物。在一些实施方案中，离子通道蛋白包含通道视紫红质或其任何突变体、片段或缀合物。在一些实施方案中，通道视紫红质是ChrimsonR或其任何突变体、片段或缀合物。在一些实施方案中，离子通道蛋白是过度表达的。在一些实施方案中，该电压传感器探针组包括FRET配对。在一些实施方案中，该电压传感器探针组包含电压敏感的氧杂菁、荧光香豆素或两者。在一些实施方案中，该电压传感器探针组包含DiSBAC化合物、香豆素磷脂或其任何组合或衍生物。在一些实施方案中，该电压传感器组包括DiSBAC

在一方面，本文提供了一种用于基于液滴的编码文库筛选的微流体装置，包括：(a)包含水性流体的第一微流体通道；(b)包含与水性流体不混溶的流体的第二微流体通道；(c)第一微流体通道与第二微流体通道呈流体连通所在的接合部，其中第一微流体通道和第二微流体通道的接合部限定装置平面，其中接合部被配置成在来自第二微流体通道的流体内形成水性流体的液滴，其中第二微流体通道被配置成继续经过所述接合部，从而限定测定流动路径；(d)用于从设置在测定流动路径内的支架上裂解效应子的裂解区；(e)检测区；以及(f)分选区。在一些实施方案中，该装置还包括刺激区。在一些实施方案中，刺激区包括用于刺激离子通道的一个或多个激励器。在一些实施方案中，用于刺激离子通道的一个或多个激励器包括至少一个光源、至少一个电极或配备有离子通道毒素的至少一个皮量级注射位点。在一些实施方案中，一个或多个激励器包括至少一个电极。在一些实施方案中，一个或多个激励器包括在测定流动路径的相对壁上的电极对，以便当液滴通过电极对时，液滴接触电极，从而允许电流流过液滴。在一些实施方案中，刺激区包括至少1个、至少2个、至少3个、至少5个、至少7个、至少10个或至少20个激励器。在一些实施方案中，用于刺激离子通道的激励器中的至少一个与装置平面基本平行。在一些实施方案中，用于刺激离子通道的激励器中的至少一个位于测定流动路径中的曲线处。在一些实施方案中，刺激区在检测区的上游并且在裂解区的下游。在一些实施方案中，裂解区包括光源，该光源配置成从布置在测定流动路径内的支架裂解效应子。在一些实施方案中，光源是UV光源。在一些实施方案中，光源被配置成具有与装置平面基本平行的光轴。在一些实施方案中，光源照射在测定流动路径中的曲线处通过的液滴。在一些实施方案中，裂解区在检测区和分选区的上游。在一些实施方案中，裂解区在接合部的下游。在一些实施方案中，测定流动路径包括蛇形流动路径区。在一些实施方案中，蛇形流动路径区包括至少10条、至少20条、至少30条、至少40条、至少50条或至少100条曲线。在一些实施方案中，检测区包括荧光计。在一些实施方案中，荧光计被配置成具有基本平行于装置平面的光轴。在一些实施方案中，荧光计照射在测定流动路径中的曲线处通过的液滴。在一些实施方案中，荧光计被配置成检测两个或更多个波长的荧光。在一些实施方案中，检测区在裂解区的下游。在一些实施方案中，检测区在分选区的上游。在一些实施方案中，分选区包括分选器，该分选器配置成基于在检测区中检测到的信号分选液滴。

定义

除非另外定义，否则本文使用的所有技术术语、符号和其他技术和科学术语或术语旨在具有与要求保护的主题所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。在一些情况下，为了清楚和/或为了便于参考，本文定义了具有普遍理解含义的术语，并且本文中包含的此类定义不一定被解释为表示与本领域通常理解的内容具有实质性差异。

在整个本申请中，可以以范围形式呈现各种实施方案。应当理解，范围形式的描述仅仅是为了方便和简洁，不应理解为对本公开范围的硬性限制。因此，范围的描述应该被认为已经具体公开了所有可能的子范围以及该范围内的各个数值。例如，对例如1至6的范围的描述应该被认为已经具体公开了子范围，例如1至3、1至4、1至5、2至4、2至6、3至6等，以及该范围内的各个数字，例如1、2、3、4、5和6。无论范围的宽度如何，这均适用。

如在本说明书和权利要求中所使用，单数形式“一种”、“一个”和“所述”包括复数所指物，除非上下文另有明确规定。例如，术语“一个样品”包括多个样品，包括它们的混合物。

术语“确定”、“测量”、“检测”、“评价”、“评估”、“测定”和“分析”在本文中经常可互换地用来指测量形式。这些术语包括确定元件是否存在(例如，检测)。这些术语可以包括定量、定性或定量和定性测定。评估可以是相对的或绝对的。“检测……的存在”除了包括根据上下文确定某物存在或不存在之外，还可以包括确定其存在的量。

术语“体内”用于描述发生在对象体内的事件。

术语“离体”用于描述发生在对象体外的事件。未对对象进行离体测定。相反，它是对从对象中分离的样品进行。对样品进行的离体测定的实例是“体外”测定。

术语“体外”用于描述发生在容纳实验室试剂的容器中的事件，该容器与获得材料的生物源分离。体外测定可以包括使用活细胞或死细胞的基于细胞的测定。体外测定还可以包括不使用完整细胞的无细胞测定。

术语“命中”是指已针对样品进行筛选并返回阳性结果的效应子。阳性结果可取决于所采用的筛选的性质，但可包括但不限于指示针对被询问的靶标的效力。

如本文所用，术语“筛选”是指使用多种效应子进行测定以确定各种效应子对特定样品的效应。

术语“测序”是指确定核酸的核苷酸序列。任何合适的测序方法均可以与本文提供的方法和系统一起使用。测序可以通过下一代测序来完成。下一代测序包括多种测序，例如焦磷酸测序、合成法测序、单分子测序、第二代测序、纳米孔测序、连接法测序或杂交测序。下一代测序平台是可从Illumina(RNA-Seq)和Helicos(Digital Gene Expression或“DGE”)商购获得的平台。下一代测序方法包括但不限于那些商业化的方法：1)454/RocheLifesciences包括但不限于Margulies等人，Nature(2005)437:376-380(2005)；和美国专利号7,244,559；7,335,762；7,21 1,390；7,244,567；7,264,929；7,323,305中描述的方法和装置；2)Helicos Biosciences Corporation(Cambridge,MA)，如美国申请序列号1 1/167046和美国专利号7501245；7491498；7,276,720；以及美国专利申请公开号US20090061439；US20080087826；US20060286566；US2006002471 1；US20060024678；US20080213770；和US20080103058中所述；3)Applied Biosystems(例如SOLiD测序)；4)Dover Systems(例如，Polonator G.007测序)；5)lllumina,Inc.，如美国专利号5,750,341；6,306,597；和5,969,1 19中所述；以及6)Pacific Biosciences，如美国专利号7,462,452；7,476,504；7,405,281；7,170,050；7,462,468；7,476,503；7,315,019；7,302,146；7,313,308；和美国申请公开号US20090029385；US20090068655；US20090024331；和US20080206764中所述。此类方法和装置在此通过示例的方式提供并非意在进行限制。

术语“条形码”是指特定系统独有的核酸序列。条形码对于特定方法或特定效应子可以是独特的。本文提供的方法和系统的核酸编码类似于条形码之处在于，它们是独特的核酸序列，可用于识别给定效应子的结构。条形码或核酸编码的长度应足以在给定文库中的所有效应子之间进行区分。

术语“流动”是指液体或固体通过本公开的装置或方法中的任何移动，并且包括但不限于任何流体流，以及随流、流内或逆流移动的任何材料，无论所述材料是否由所述流携带。例如，分子、细胞或病毒体通过本公开的装置或方法的移动，例如，通过本公开的微流体芯片的通道，包括流动。根据本公开，无论分子、细胞或病毒体是否由还包括流的流体流携带，或者分子、细胞或病毒体是否由某种其他直接或间接的力量或动力引起移动，以及任何动力的性质是否已知或理解，均如此。可以使用任何力的施加来提供流动，包括但不限于压力、毛细作用、电渗透、电泳、介电电泳、光镊及其组合，而不考虑任何特定的理论或作用机制，只要分子、细胞或病毒体被引导用于根据本公开的检测、测量或分选。

“入口区”是微加工芯片的区域，其接收分子、细胞或病毒体以进行检测测量或分选。入口区可以包括入口通道、井或储器、开口和有助于分子、细胞或病毒体进入装置的其他特征。如有需要，芯片可以包括多于一个入口区。入口区与主通道呈流体连通并且位于其上游。

“出口区”是微加工芯片的区域，其在检测、测量或分选后收集或分配分子、细胞或病毒体。出口区在辨别区的下游，并且可以包括分支通道或出口通道。如有需要，芯片可以包括多于一个出口区。

“分析单元”是微加工基板，例如微加工芯片，具有至少一个入口区、至少一个主通道、至少一个检测区和至少一个出口区。分析单元的分选实施方案包括辨别区和/或分支点，例如在检测区的下游，形成至少两个分支通道和两个出口区。根据本公开的装置可以包括多个分析单元。

“主通道”是本公开的芯片的通道，其允许分子、细胞或病毒体流过检测区以进行检测(识别)、测量或分选。在设计用于分选的芯片中，主通道还包括辨别区。检测区和辨别区可以置于或制造到主通道中。主通道通常与入口通道或入口区呈流体连通，由此允许分子、细胞或病毒体流入主通道中。主通道通常还与出口区呈流体连通并且任选地与分支通道呈流体连通，每个分支通道可以具有出口通道或废物通道。这些通道允许细胞流出主通道。

“检测区”是芯片内的位置，通常在主通道内，分子、细胞或病毒体在此根据预定特征被识别、测量或分选。在实施方案中，一次一个地检查分子、细胞或病毒体，并且光学检测或测量特征，例如，通过测试报告子的存在或量。例如，检测区与一个或多个显微镜、二极管、光刺激装置(例如激光器)、光电倍增管和处理器(例如计算机和软件)及其组合连通，它们协同检测代表特征、标志物或报告子的信号，并确定和引导辨别区的测量或分选操作。在分选实施方案中，检测区与辨别区呈流体连通并且在辨别区处、接近辨别区或在辨别区上游。

如本文所用的“运载流体”、“不混溶的流体”或“不混溶的运载流体”或类似术语是指一种液体，在其中样品或测定液体不能混合并使得样品或测定液体在运载流体内形成液滴。这些术语在本文中可互换使用并且旨在涵盖相同的材料。此类运载流体的非限制性实例包括基于硅的油、硅油、疏水性油(例如角鲨烯、氟化油、全氟化油)，或能够封装含有待分析样品的另一种期望液体的任何流体。

“挤出区”、“液滴挤出区”或“液滴形成区”是介于本公开的芯片的入口区和主通道之间的接合部，其允许以垂直于主通道中流体流动的角度将加压流体引入主通道中。在一些实施方案中，通过挤出区引入主通道中的流体与主通道中的流体“不相容”(即，不混溶)，从而通过挤出区引入的流体液滴被剪切至主通道中的流体流中。

“辨别区”或“分支点”是通道的接合部，在其中分子、细胞或病毒体的流动可以改变方向而进入一个或多个其他通道，例如，分支通道，取决于与检测区中的检查相关的接收信号。通常，辨别区被监测和/或在检测区的控制下，因此辨别区可以“对应”于这样的检测区。辨别区与一种或多种分选技术或流量控制系统连通并受其影响，例如，电动、电渗、(微)阀等。流量控制系统可以采用各种分选技术来改变或引导分子、细胞或病毒体流入预定的分支通道中。

“分支通道”是与辨别区和主通道连通的通道。通常，分支通道接收分子、细胞或病毒体，这取决于由检测区检测并在辨别区分选的目标分子、细胞或病毒体特征。分支通道可以与其他通道连通以允许附加分选。可替代地，分支通道还可以具有出口区和/或终止于井或储器以便收集或处置分子、细胞或病毒体。

术语“向前分选”或流动描述了分子、细胞或病毒体的单向流动，通常从入口区(上游)到出口区(下游)，并且在一些实例中方向没有改变，例如，与“向前”流动相反。在一些实施方案中，分子、细胞或病毒体以线性方式向前行进，即以单行方式。“向前”分选算法包括将分子、细胞或病毒体从输入通道运行至废物通道，直至分子、细胞或病毒体被识别为具有高于预设阈值的光学可检测信号(例如荧光)，此时电压暂时改变以通过电渗使分子转向或转至收集通道。

术语“可逆分选”或流动描述了可以改变的移动或流动，即反向，例如，从向前方向变为相反的向后方向。换言之，可逆分选允许流动方向从下游方向改变到上游方向。这对于更准确的分选可能是有用的，例如，通过实现确认分选决定、选择特定分支通道或纠正不正确选择的通道。

用于在微流体装置中进行分选的不同“分选算法”可以通过不同的程序来实施，例如在个人计算机的控制下。例如，考虑压力切换方案而不是电渗流。电渗透切换几乎是瞬时的，通量受可施加到分选器的最高电压的限制(这也通过离子耗尽效应影响运行时间)。压力切换方案不需要高电压，并且对于更长的运行更稳健。然而，系统中的机械顺应性可能导致流体切换速度成为“向前”分选程序的速率限制。由于流体处于低雷诺数并且是完全可逆的，当试图分离稀少的分子、细胞或病毒体时，可以实施不受装置固有切换速度限制的分选算法。分子、细胞或病毒体以尽可能高的静态(非切换)速度从输入端流向废物。当检测到目标分子、细胞或病毒体时，则停止流动。当流动停止时，分子、细胞或病毒体可能通过接合部并部分沿废物通道向下移动。然后系统以缓慢(可切换)的速度从废物到输入端向后运行，当分子、细胞或病毒体通过检测区时，它被切换到收集通道。此时，分子、细胞或病毒体“得救”，并且该装置可以再次向前高速运行。类似地，本公开的用于分析而无分选的装置，可以反向运行以重新读取或验证在检测区中对一种或多种分子、细胞或病毒体进行的检测或分析。这种“可逆”的分析或分选方法在标准凝胶电泳技术(用于分子)和传统的FACS机器(用于细胞)中是不可能的。可逆算法对于收集稀少的分子、细胞或病毒体或对分子或单个细胞进行多次时程测量特别有用。

术语“乳液”是指一种液体在第二液体的主体内以小球(本文也称为滴或液滴)形式分布的制剂。分散成小球的第一液体称为不连续相，而第二液体称为连续相或分散介质。在一个实施方案中，连续相是水溶液并且不连续相是疏水性流体，例如油(例如，癸烷、十四烷或十六烷)。这种乳液在此被称为水包油乳液。在另一个实施方案中，乳液可以是油包水乳液。在此类实施方案中，不连续相是水溶液并且连续相是疏水性流体例如油。水包油乳液中的油滴或油球在本文中也称为“胶束”，而油包水乳液中的水球可称为“反胶束”。

如本文所用，术语“约”数值是指该数值加上或减去该数值的10％。术语“约”范围是指该范围减去其最低值的10％和加上其最大值的10％。

本文中使用的章节标题仅用于组织目的，不应被解释为限制所描述的主题。

实施例

包括以下实施例仅为了说明目的，并非旨在限制本公开的范围。

制备含有核酸编码的小分子的珠粒文库，其中小分子通过取代的反式-环辛烯而与珠粒连接。在本实施例中，正在筛选文库以检测胰蛋白酶的小分子抑制剂。如图4所示，将包含珠粒文库的溶液置于微流体装置400的第一试剂井401中。将包含胰蛋白酶的溶液添加至试剂井402中，并将油介质添加至试剂井403中。试剂井401、402和403的内容物一直流动，直至它们在接合部404汇合为止，在接合部404胰蛋白酶溶液和珠粒溶液在油乳液中形成液滴。然后液滴沿流动路径405流动，直至它们到达皮量级注射位点406。在皮量级注射位点406，皮量级注射器407添加含有二甲基四嗪和异硫氰酸荧光素(FITC)标记的酪蛋白的溶液。皮量级注射被配置成使得通过的每个液滴均接收均匀剂量的溶液。溶液中二甲基四嗪的浓度配制为使得包含珠粒的每个液滴在接受皮量级注射时释放基本上相同量的效应子。然后液滴继续沿流动路径405直至它到达检测器408。检测器408是配置成测量FITC FRET发射(激发485nm/发射538nm)的荧光计。基于由检测器408检测到的所得荧光，如果检测到FRET发射高于某个阈值，则在接合部409将样品分选到通往箱410的路径上，如果没有检测到高于阈值的FRET发射，则将样品分选到通往箱411的路径上。筛选完成后，通过下一代测序对箱410中的核酸编码进行测序，以确定哪些小分子对胰蛋白酶具有抑制效应。

制备含有核酸编码的小分子的珠粒文库，其中小分子通过二硫键而与珠粒连接。在本实施例中，正在筛选文库以通过使用分子信标测量细胞mRNA来检测目标蛋白质的细胞表达增加。本实施例中使用的分子信标包含与编码目标蛋白质的mRNA互补的序列。分子信标还包含在一个环末端的花青5染料和在另一末端的DABCYL猝灭剂。在本实施例中，目标蛋白质由样品细胞表达，并且筛选的期望结果是目标蛋白质的表达增加。

将包含珠粒文库的溶液置于微流体装置500的第一试剂井501中，如图5所示。将包含表达目标蛋白质的细胞的溶液添加至试剂井502中，并将油介质添加至试剂井503中。试剂井501、502和503的内容物流动直至它们在接合部504汇合，在此含有细胞的溶液和珠粒溶液在油乳液中形成液滴。该装置被配置成使得大部分封装件接收单个细胞和单个珠粒。然后液滴沿流动路径505流动，直至它们到达皮量级注射位点506。在皮量级注射位点506，皮量级注射器507添加含有三(2-羧乙基)膦(TCEP)的溶液。皮量级注射被配置成使得通过的每个液滴均接收均匀剂量的溶液。溶液中TCEP的浓度配制为使得包含珠粒的每个液滴在接受皮量级注射时释放基本上相同量的效应子。然后液滴继续沿流动路径505直至它到达第二皮量级注射位点508，此时分子信标连同溶解缓冲液一起通过皮量级注射器509被添加至封装件中以溶解细胞。然后分子信标与编码目标蛋白质的任何mRNA杂交，从而允许从花青5部分发出荧光。液滴继续沿流动路径505直至它到达检测器510。检测器510是配置成测量花青5荧光信号(激发646nm/发射669nm)的荧光计。基于由检测器510检测到的所得荧光，如果检测到荧光发射高于某个阈值，则在接合部511将样品分选到通往箱512的路径上，如果没有检测到高于阈值的荧光发射，则将样品分选到通向箱513的路径上。筛选完成后，通过下一代测序对箱512中的核酸编码进行测序，以确定哪些小分子具有增加目标蛋白质产量的期望效果。

提供了包含编码亚胺还原酶的不同突变体的核酸和相应条形码的珠粒文库。在本实施例中，正在筛选文库以检测可在试剂1

和试剂2之间实现亚胺还原的酶

如果筛选的酶能够进行亚胺还原，则花青3和花青5染料将经历FRET相互作用，并且在540nm激发后将观察到680nm发射。

将包含珠粒文库的溶液置于微流体装置600的第一试剂井601中，如图6所示。然后将包含体外转录/翻译系统(IVTT)的溶液添加至试剂井602中，并将油介质添加至试剂井603中。试剂井601、602和603的内容物一直流动，直至它们在接合部604汇合，在此含有IVTT的溶液和珠粒溶液在油乳液中形成液滴。该装置被配置成使得大多数封装件接收单个珠粒。然后IVTT使得在液滴内可表达突变亚胺还原酶。然后液滴沿流动路径605流动，直至它们到达皮量级注射位点606。在皮量级注射位点606，皮量级注射器607添加含有试剂1和试剂2的溶液。皮量级注射被配置成使得通过的每个液滴均接收均匀剂量的溶液。液滴继续沿流动路径605直至它到达检测器508。检测器510是配置成测量花青5/花青3FRET发射(激发540nm/发射680nm)的荧光计。基于由检测器608检测到的所得荧光，如果检测到荧光发射高于某个阈值，则在接合部609将样品分选到朝向箱610的路径上，如果没有检测到高于阈值的荧光发射，则将样品分选到朝向箱611的路径上。筛选完成后，通过下一代测序对箱610中的珠粒上的核酸进行测序，以确定哪些亚胺还原酶突变体在筛选过程中具有在试剂1和试剂2之间形成胺键的期望效果。

制备含有候选离子通道抑制剂分子的核酸编码的珠粒文库，其中抑制剂分子通过硝基苄基可光裂解型接头而与珠粒连接。使用的细胞系是表达目标钠离子通道的人胚肾(HEK)细胞系。用含有染料DiSBAC6和CC2-DMPE的FRET探针系统处理细胞，它们报告在刺激离子通道时荧光的快速变化。刺激可以通过化学、光学和电学方式进行。

在本实施例中，使用电刺激。如图7所示，将珠粒编码的文库置于微流体装置700的试剂井702中。将含有FRET探针系统的细胞溶液添加至试剂井703中，并将油介质添加至试剂井701中。从试剂井701，油沿流动路径705行进。试剂井702和703的内容物沿单独的流动路径流动，直至它们在接合部704汇合。样品水溶液沿流动路径通道向下流动，直至它在接合部706与油汇合，在此含有细胞的溶液和珠粒溶液形成被油分离的水性液滴的乳液流。该装置可以配置成使大部分液滴形成包含单个细胞和单个珠粒，但这不是必需的。然后液滴沿流动路径705流动，直至它们到达UV光暴露位点708，其通过光纤耦合至UV源707，其中抑制剂分子从核酸编码的珠粒释放至液滴中。随着液滴沿流动路径705向下流动，候选抑制剂接触细胞。液滴沿流动路径705继续，其中多个电极709沿流动路径放置。液滴在每组电极709处分别暴露于电刺激。电极间距和流速定义了期望的刺激频率，在这种情况下为10Hz。在刺激之后，液滴通过荧光检测区711，其通过光纤耦合至光源和检测器710。相对于含有无效抑制剂的液滴，含有有效抑制剂的液滴在电刺激后将表现出明显不同的荧光强度。然后液滴根据其独特的荧光信号在分选位点712进行分选，如果指定为命中，则将其引导至收集箱713。未命中的被定向到收集箱714。

第1阶段

目标：

第1阶段：为了确定部署超高通量微流体系统离子通道芯片(IC芯片)以适应基于细胞的钠离子通道活性测定的可行性。提出三种不同的液滴微流体方法：通过时空控制电刺激(ES)在微流体芯片中触发细胞表面离子通道活动；受控光刺激(OS)，或在化合物释放和短暂温育后通过毒素诱导刺激(TS)。将测试这些方法以证明钠离子通道测定的兼容性和在液滴中筛选的可行性。可以进行上述三种触发活细胞钠离子通道的方法。图8显示了用于设计和评价装置以实现上述方法的开发工作流程的概览。

第1阶段的目标是示出概念验证系统，该系统使用从液滴中的运载珠粒光裂解地释放的已知抑制剂对照化合物。当与来自模型细胞系的未受抑制的细胞相比时，释放的化合物将以足够的辨别性抑制细胞中的Na+离子通道活性。

目标：

第1阶段：检测用于离子通道抑制的液滴-细胞测定

概要：通过DiSBAC

里程碑：在峰时或尾流期间在毒素刺激后，满足≥10％比率幅度(+/-抑制剂)的基准，以更敏感者为准。如果比率幅度与毒素刺激无关，也可以应用Z'-评分计算来确定从对照群体中分离受抑制的群体统计置信度。

第2阶段：通过时空控制刺激液滴细胞测定，以及针对期望的离子通道设计和构建10K成员“靶向的文库”

概要：通过使用适当设计的IC芯片(参见图1)通过三种方法(ES、OS或TS)中的一种或多种方法，示出在流动液滴中刺激细胞的能力。刺激后，证明在最佳时间点检测到DiSBAC

里程碑：刺激方法和时间必须满足合格的Z'≥0.4beten+/-抑制剂细胞群。这是进一步微流体开发的基本要求，包括在第3阶段内对受抑制的细胞进行化合物递送、给药和分选。“靶向的文库”将使用期望的合成方法构建，每个文库成员的产率>30％，并且文库应示出使用UV裂解方法从珠粒裂解的能力

第3阶段：使用对照的POC筛选的完整集成芯片设计和10K成员靶向的文库的后续筛选

概要：将细胞在液滴中的刺激架构集成到完整的集成装置中，包括对照抑制剂的原位释放、刺激前混合和温育以及刺激后分选。在验证完全集成的芯片和验证用于抑制刺激的对照分子后，将针对期望的离子通道筛选“靶向的文库”，以阐明从中衍生“靶向的文库”的对照周围的SAR。“靶向的文库”将在5个浓度范围内进行筛选。将创建分析工具以自动化NGS分析、解码“活性”结构、按效价对活性成员进行排名，并提供对SAR的见解。将建立验证工作流程，以重新合成最有效的候选分子，以使用's标准测定法进行分析和谱剖析，以验证EC

里程碑：将对阳性对照抑制剂珠粒进行取样，并测量6个浓度的剂量-响应。数据将用于确定系统内的相对EC

方法和项目设计：

定义：

除非另有说明，否则探针＝DiSBAC

毒素＝藜芦定、OD-1或其他刺激性分子

除非另有说明，否则模型细胞系＝HEK293(人胚肾细胞)。

抑制剂＝提供用于系统测试的对照化合物。

ChR＝通道视紫红质或具有调谐光学特性的变体。

荧光核染色剂＝DAPI、DRAQ5、PicoGreen等。

IC芯片＝离子通道芯片，用于启动对液滴中钠离子通道的刺激。

ICES＝离子通道芯片，设计用于对液滴中细胞的电刺激。

ICTS＝离子通道芯片，设计用于对液滴中细胞的毒素刺激。

ICOS＝离子通道芯片，设计用于对液滴中细胞的光遗传学刺激

第1阶段：检测用于离子通道抑制的液滴细胞测定

1A)将使用表达相关离子通道的模型细胞系，并建立简单的基本对照组来验证所有试剂并了解探针发射对毒素刺激的动态活性。

1)使用模型细胞系的孔板对照测定，带有探针，使用毒素刺激的+/-抑制剂对照。

2)荧光显微镜将确定细胞系的均匀性和探针发射的稳态行为，+/-抑制剂。

3)收集板中大量群体的FRET发射谱用于了解毒素动力学，稳态和EC

1B)简单的微流体液滴发生器将用于引入具有荧光标记(核染色剂、Fluor-抗离子通道)或探针的模型细胞，以测试流动液滴中的细胞检测。

1)Fluor-抗离子通道或类似标记将是理想的，用以确定细胞表达均匀性，并使用光稳定性荧光团调整流动中的光学检测以确定系统的光学灵敏度，而无需探针浸出(leeching)或光漂白。

2)液滴中的膜结合探针发射(CC2-DMPE)检测将最终确定在流动通道中观察液滴中的探针发射所需的灵敏度。

3)使用荧光活或死染色对液滴内的细胞系生物相容性和毒性测量进行建模。

1C)开发IC

1)除了激发和检测的空间位置外，流速也决定分析观察的刺激后时间延迟。

2)毒素刺激产生去极化脉冲，随后产生持续的尾电流。检测位置可以隔离该曲线上的特定点，并可以确定区分+/-抑制剂细胞群的最佳位置。

3)将比较细胞+/-抑制剂的探针发射谱，并在毒素刺激后的不同时间点确定统计置信度(Z'-评分)。

1D)通道视紫红质表达细胞系生成以证明光遗传学刺激

1)用于电刺激(或sced)的HEK细胞系中离子通道表达

2)在用于光刺激的模型细胞系中离子通道+ChR(ChrimsonR或其他变体，DOI:10.1038/nmeth.2836)表达。

1E)电生理学微孔板中的细胞刺激对照，+/-抑制剂。

1)使用离子通道表达细胞系在孔板中进行电极刺激，观察荧光探针(DiSBAC

2)使用离子通道+ChR在电极孔板中进行光刺激以检测电流。

A)使用500mJ/s/cm

3)使用离子通道+ChR+探针在孔板中进行光刺激以检测探针发射响应。

第2阶段：通过时空控制刺激液滴细胞测定以及设计和构建针对离子通道的10K成员“靶向的文库”

2A)对照抑制剂与珠粒(阳性对照珠粒)的共价、可光裂解的附接。

1)合作并提供对照抑制剂以包含用于附接至可光裂解型接头的反应性柄部。

a)理想地适合的是游离伯胺或仲胺、羧酸、末端酰胺或苯酚。

2)完全产物裂解和LC-MS以验证光不稳定性化合物连接。

3)孔板中抑制剂的光裂解以验证UV释放后的活性。

2B)用于液滴中细胞刺激、通过PMT或成像监测探针发射的IC芯片的设计和制造。此阶段是重大的工程工作，采用多种策略来证明第3阶段最可行的候选。

1)IC

A)非接触式电极产生电场或介电电泳力。

2)IC

3)IC

2C)IC芯片演示显示细胞群+/-抑制剂之间的明显差异。有关策略概述，参见图8。

1)IC

A)抑制剂滴定(5点)和检测将创建终点剂量-响应谱，以将近似效价与's标准测定进行比较。

2)IC

A)抑制剂滴定(5点)和检测将创建终点剂量响应谱，以比较近似效价与’s标准测定。

2D)10K成员“靶向的文库”的设计和用于构建文库的合成方法的验证。

1)文库的设计将根据需要利用化学方法来置换具有已知活性的对照化合物的化学结构。该文库将被设计成最大化各个文库成员的结构-活性-关系(SAR)的插值。

2)用于构建文库的合成方法将使用代表用于构建文库的“构建块”分类的“构建块”进行验证。使用LC/MS定量各个构建块的反应产率，以验证各个构建块的反应性。

3)来自“靶向的文库”的各个珠粒将进行光裂解，以验证文库成员是否从文库中的珠粒上裂解。

第3阶段：使用对照的POC筛选的完整集成芯片设计以及10K成员“靶向的文库”的后续筛选

3A)具有合格Z'-评分的候选IC芯片设计将被纳入至完整的集成系统中。

1)IC

2)使用阳性对照珠粒的IC芯片2.0装置的POC，释放高浓度的抑制剂以优化集成系统内的Z'-评分。

3)通过具有<10％错误分选事件的液滴分选(不含抑制剂珠粒和细胞的液滴)，证明抑制剂珠粒与阴性珠粒对照分离。

3B)化合物释放三重校准曲线，以实现预测的化合物给药。

1)液滴中荧光团浓度与PMT检测校准相比。

2)荧光团通过UV暴露从珠粒中释放与液滴中的PMT检测校准相比。

3)UV暴露与校准染料发射校准相比。

3C)使用细胞群分析的对照珠粒滴定来示出对照抑制剂的剂量响应和EC

1)4Ln(即10μM、3μM、1μM、300nM、<100nM)的珠粒释放抑制剂滴定和测定检测。

2)IC芯片中珠粒释放化合物的推断IC

3D))使用来自第2阶段的设计文库针对离子通道筛选“靶向的文库”。

1)将使用7种文库等效物，针对离子通道筛选“靶向”文库，并在3C中使用的珠粒上“掺入”阳性对照化合物。

2)数据将使用化学信息学工具进行分析，并将在进行筛选1个月内在筛选结束时呈现。

虽然在本文中已经示出和描述了本公开的优选实施方案，但是对于本领域技术人员显而易见，这些实施方案仅作为实例提供。在不背离本公开的情况下，本领域技术人员现在将想到许多变化、改变和替换。应当理解，在实施本公开时可以采用对本文描述的本公开的实施方案的各种替代方案。以下权利要求旨在限定本公开的范围，并且由此涵盖这些权利要求范围内的方法和结构及其等同物。