[发明专利]微型器件的分类

说明书

本申请主张2007年1月24日申请的美国临时申请序列号60/886370以及1月24日申请的美国临时申请序列号60/886373的优先权。

技术领域

本发明涉及使用体力将微型器件的收集(collection)分类到子集。

背景技术

通常使用的粒子分类(sorting)技术是基于粒子通过器件或通道的运动。分类速率依赖于粒子的流速，并且高的流速可能损坏粒子。因为在窄得足以引导粒子流的通道中的分类粒子是慢的并且容易通道堵塞，所以实际上使用的通道实质上在直径上大于要被分类的粒子。得到的分类处理通常涉及使用静电荷来将粒子引导到特定流，但这种方法不适用于密集的粒子。绝大多数的系统依赖于读取光学信号(通常为荧光性)来在分类处理过程中识别粒子。当核(cell)和粒子分类器能够获得10⁶阶粒子/分钟的速度，该速率指的是粒子的检测，将粒子分离成高纯的小部分(fraction)通常比该速率慢两阶或更多阶的量级。

本申请参考不同专利、专利申请和公开出版物。这些项目的全部内容结合于此作为参考。其中在通过参考结合于此的参考中术语的定义或使用与在此提供的术语的定义不一致或相反的情况下，使用在此提供的术语的使用而不应用参考中的术语的定义。

发明内容

本发明提供了一种系统和方法，其中粒子或其它微型器件被布置在具有离散区域(例如磁条)的阵列，在磁场内定向，并且在从阵列中移除微型器件的适当子集的情况下通过应用移除力来进行分类，作为微型器件的不同定向的函数。

在优选实施例的一个方面，至少一些离散区域可以被充分地对齐以出现为一个或多个带，另一个或多个区域平行于但是偏离该带而被定向。可以由0.1到500μm的内部区域距离方便地分离相邻区域。除非与上下文明显不同，这里描述的所有范围均包含端点。

区域优选地包含磁材料的实质上平行的条，其可以被永久的或仅暂时地被磁化。条可以具有低或高矫顽性和低或高剩磁的任意组合。给定的区域可以包含1、2、3或更高数目的这样的条。

优选的分类方法包含以下步骤：在阵列上定位微型器件的集合；以改变微型器件的子集和所述阵列之间的磁相互作用的方式将磁场应用至微型器件；以及从所述阵列选择地移除所述微型器件的子集。可以至少执行五次这些应用磁力和选择地移除的步骤。

实际上，阵列可以被用于执行组合化学。例如，可以提供多个磁可定向的微型器件，每个都具有相对高的化学活性(“化学活性部位”)的活性部位，并且每个包含单个和光独特的代码；将微型器件划分为至少第一集合和第二集合；在第一集合和第二集合的微型器件的反应部位执行不同的反应，然后重新组合至少部分第一集合和第二集合的微型器件。对于第三和第四集合可以重复该处理。符合上述描述，特别考虑可以至少部分地分类至少一些微型器件，作为在阵列上定位的函数，使用支持10、10³、10⁶或更高数目选择的代码。也考虑到可以使用分类的步骤以助于将重新组合的第一集合和第二集合中的微型器件划分到至少第三集合和第四集合。

从另一个观点考虑，本发明的主题可以包括使用磁图案通过磁互补性来分类微型器件的收集的方法。优选的方法使用捕获和释放处理来分类微型器件，并且不像传统分类器，不需要高粒子流速率。粒子的密度的大小不干扰通过磁互补性的分类。因为可以在批处理中执行分类，可以获得分类和分离的非常高的有效速率-10⁹阶微型器件/秒。这比传统的FACS(荧光激活的细胞分类)或基于流体血细胞计数设备的速率高4-6阶。此外，虽然一些特定实施例可以受益于光读取设备的应用，发明主题的许多实施例并不需要使用这样的设备。

考虑的物理实施例可以包括下面的元件：

1)磁编码的微型器件的集合。所述微型器件包含不可磁化的基板和包含磁可区别代码的可磁化的材料。单个微型器件大小的范围是从500微米到小于1微米。

2)分类芯片，通过磁互补性，能够将微型器件的集合划分为子集，包括结合的和非结合的微型器件。所述分类芯片包括基板和磁可区别的编码区域。在优选实施例中，每个分类芯片都包含多个编码区域。编码区域可以实质上与它的相邻编码区域相同，或可以与相邻编码区域不同。

3)磁场发生器。所述场发生器可以是电磁的，或者可以包括永磁体或二者的组合。优选的实施例包括能够在分类芯片的表面上产生均衡场的电磁发生器。