[发明专利]微流体多路细胞和分子分析装置和方法

说明书

发明领域

本发明涉及微流体装置以及利用该装置进行的分析。本发明更具体涉及可用于多路细胞和分子分析与处理的微流体装置和方法。

背景技术

微流体装置公知用于样品处理和分析。这样的装置提供对流体的精确控制和操纵并且一般被认为具有微米即亚毫米级的几何尺寸。这些装置特别有用，这是因为它们可在只有小体积分析物可得或应该使用小量试剂例如在用于药物发现的高通量筛选的情况下提供测量。此外，它们易于在试剂消耗量和分析时间减少的情况下提供结果，从而有利于高通量分析的整合和潜力。

虽然常规微流体装置提供与其尺寸相当的许多优点，但是在使用这些装置完成分析系统(即能够提供分析物、改变该分析物以及从改变中获取结果的系统类型)中仍然存在问题。存在对于提供能够用于统计分析以及平行处理多个不同测试的多个数据信号输出的系统的进一步需求。而且，制造成本必须最小化、限制制造技术的范围以及由此对于装置特征几何尺寸可得的自由度。

发明内容

通过一种序列流微流体装置解决了这些和其它问题，所述装置具有限定在输入和输出之间的基底上的流体通路，所述装置包括设置在所述流体通路中的捕集腔，所述捕集腔沿基本垂直于所述流体通路的方向延伸进入所述基底，使得设置在所述流体通路中的流体流内的颗粒可操作地优先收集在所述捕集腔中。所述腔的期望尺寸为使得多个流体的序列流流过所述腔，提供第二流体流用于改变来自第一流体流的所述腔内的介质。

所述捕集腔或收集腔期望具有沟槽形式，所述沟槽具有与所述流体通路相邻且流体连通的口，所述沟槽具有从所述沟槽的口向下延伸进入所述基底的侧壁。

在第一配置中，所述颗粒是细胞，所述捕集腔的期望尺寸为使得包含在流体中的细胞优先从流体中移出并保留在所述捕集腔中。

所述流体通路期望沿着基本平行于所述基底表面的轴。所述流体通路期望设置成接近于所述基底的上表面。

在一个配置中，入口的尺寸为容纳滴定管漏斗，使得流体可被向下引入所述装置中，然后沿所述基底的表面在所述流体通路内流过。

所述流体通路可包括设置在所述入口和所述捕集腔之间的漏斗收缩，以在所述捕集腔之前过滤预定尺寸的颗粒物质。

所述装置可设置成具有多个捕集腔的阵列结构。期望的是，所述多个捕集腔共享公共的输入和输出，输入设置成分支结构使得引入所述输入的流体被导向每一个捕集腔。

还提供包括设置在公共基底上的多个装置的多路结构。

本发明还提供实现细胞或分子分析的方法。

因此，本发明的第一实施方案提供一种如权利要求1中所详述的设备。还提供根据权利要求13所述的工具。还提供如权利要求22、30、31或32所详述的独立方法。在从属权利要求中提供有利的实施方案。

参考下述示例性配置将更好地理解这些和其它特征。

附图说明

以下将参考附图说明本发明，在附图中：

图1示出根据本发明教导的设置成行构型的装置阵列。

图2是包括多个装置的示例性多路结构的照片。

图3是示出载入图2的结构的照片。

图4A示出根据本发明教导提供的装置的平面图。

图4B示出该装置的元件的透视截面图。

图5示出流体速度在流体通路中如何变化。

图6示出流体速度随收集槽的深度如何变化。

图7示意性示出可如何引入流体以实现在捕集区中的细胞捕集。

图8示出在多重流过配置中可实施的步骤序列。

图9示出利用根据本发明教导的结构可同时获得的示例性结果。

图10示出入口尖端内的流体如何用于控制装置内的流量。

图11示出细胞装载的实施例。

图12示出说明不同细胞中细胞装载的示例性统计数据。

图13示出如何利用流体流中的珠粒实例实现有效捕集。

图14示出沟槽内的流体如何被流过的新流体取代。

图15示出说明在长期细胞培养中可如何有用地使用装置的示例性数据。

图16示出可如何实现细胞溶解。

图17示出说明这种细胞溶解作用的示例性数据。

图18示出可用于进行NASBA的示例性步骤。

图19示出在NASBA反应开始时约16个单独的装置的荧光图像。

图20示出在NASBA反应期间16个装置内荧光的同时改变。

图21示出根据本发明教导的装置在生物模拟环境中的应用示例。

图22示出在根据本发明教导的装置中可如何进行混合。

图23示出根据本发明教导的装置可如何用于实时蛋白质分析。