[发明专利]用于选择和/或处理粒子、特别是细胞的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于选择和/或处理粒子，特别是由细胞组成的或包括细胞或细胞物质的粒子的方法，并获得其主要在实现具有单细胞上的拆分的方案中的应用。通过细胞“处理”，在这里和下文中，应该理解为意指可以对单粒子或细胞、或它们的组进行的任何类型的操作。

现有技术

授予G.Medoro的PCT/WO 00/69565专利描述了通过利用封闭介电泳电位(dielectrophoretic potential)栅格(cages)和集成传感器，若有的话，对粒子进行操纵和检测/识别的装置和方法。所述方法教导在两维空间中如何控制独立于所有其它粒子的每一粒子。用来捕获流体介质中的悬浮粒子的力是负的介电泳。通过对与集成在相同衬底中的电极阵列和传感器的每一元件关联的存储元件和电路的编程，实现对操纵操作的单独控制。该装置容许分离细胞，但需要使这些细胞向着第二微室移动，与第一个细胞流动地分离。而且，没有预见到用于转化细胞的方法。

Becker等的美国6,294,063专利描述了一种方法和装置，其通过可编程的力的分配来操纵固态、液态或气态生物材料的包装(packages)。该专利也提及传感器的使用。在该情形中，细胞的分离也仅通过物理地移动细胞经过整个装置发生。

操纵粒子的又一种力是由电流体动力学(EHD)流产生的粘滞摩擦力，例如电热流(ETF)或AC电渗透。在NG.Green，A.Ramos和H.Morgan，物理学杂志D：应用物理学(J.Phys.D：Appl.Phys.)33(2000)中，EHD用来移动粒子。例如PCT WO 2004/071668A1公开了一种通过利用所谓的电流体动力学流将粒子浓缩在一些电极上的装置。

在Medoro等的意大利专利申请BO2005A000481中，报告了一些用电 极阵列操纵粒子的方法，以及一些检测它们的方法和装置。此外，在国际专利申请号PCT/IT02/00524中描述了一种方法，其中，通过使第一生物实体与第二生物实体(例如，含有DNA的脂质体、或微球体)相接触，而转化第一生物实体，其中，将第一生物实体固定在第一电极阵列所限定的表面上，所述电极是至少部分选择地可激活的和可寻址的，朝向至少一个第二电极安置，并且与借助于介电泳栅格移动的第二生物实体接触。

相同申请人名下的PCT IB 2006000636专利申请涉及利用非均匀时变力场和集成光学或阻抗计传感器(impedance meter sensor)对粒子进行表征和/或计数的方法和装置。力场可以是正的或负的介电泳、电泳或电流体动力学运动，其特征在于粒子(固态、液态或气态)的一组稳定平衡点；通过利用已知为电介质上的电润湿的效应，同样的方法可适用于操纵小滴(液态粒子)，其目的是对存在于样本中的每一粒子的位置起控制作用，以便以确定性和统计学方法使这些粒子移动，以集成光学或阻抗计传感器检测它们的存在，和/或表征它们的类型，从而以有效的方法对它们进行计数和操纵。

在相同申请人名下的2006年3月27日的意大利申请号TO2006A000226中，描述了用于处理(例如洗涤、培养、等)粒子的方法和装置，其中，在层流方案中，将第一流体中悬浮的粒子引入到至少一个第一微室或该微室的第一区域中，其中通过不与第一流体相混合的方式，在层流方案中，将第二流体引入到微室的至少一个第二区域或第二微室中，并且其中在该微室中激活至少一个作用于粒子的力场(F)，从而引起粒子仅在预定的方向上移动，并转移第二流体中的悬浮中的该粒子；优选使用的装置包括以沿着一个方向彼此顺次排列的至少三个微室，并且每个微室均通过两个与微室序列方向垂直的方向彼此错开的开口，与它前面和后面紧挨着的微室相连。

近期，在文章“单细胞电穿孔芯片(A single cell electroporation chip)，芯片上的实验室(Lab on a Chip)，2005，5(1)，38-43，Michelle Khine，Adrian Lau，Cristian Ionescu-Zanetti，Jeonggi Seo和Luke P.Lee”中，描述了如何通过在单细胞上进行的电穿孔增加细胞膜的渗透性；通过这种方法，可以将以别的方式不能渗透过原生质膜的极性物质(诸如染料、药物、 DNA、蛋白质、肽和氨基酸)引入到细胞中。