[发明专利]微流体装置

说明书

关联申请的交叉引用

本申请要求享有以下专利申请的优先权：申请日为2009年7月7日的美国临时专利申请No.61/223,415、申请日为2009年7月7日的美国临时专利申请No.61/223,411、申请日为2009年7月8日的美国临时专利申请No.61/223,742、申请日为2009年7月6日的美国临时专利申请No.61/223,081、申请日为2009年7月6日的美国临时专利申请No.61/223,084、申请日为2009年7月6日的美国临时专利申请No.61/223,086、申请日为2009年7月6日的美国临时专利申请No.61/223,088、申请日为2009年7月6日的美国临时专利申请No.61/223,085、申请日为2009年7月7日的美国临时专利申请No.61/223,405、申请日为2009年7月7日的美国临时专利申请No.61/223,423和申请日为2009年7月7日的美国临时专利申请No.61/223,425，在此通过引用将这些申请的整体内容结合在本说明书中。

技术领域

本发明涉及微流体细胞仪系统。

背景技术

二十多年前，基于流式细胞仪的细胞分选术被首次引入到研究领域。这是一种已经被广泛用于生命科学研究等诸多领域的技术，成为遗传学、免疫学、分子生物学和环境学等领域工作人员的重要工具。与诸如免疫淘选(immuno-panning)和磁柱分离之类的体(bulk)细胞分离技术不同，基于流式细胞仪的细胞分选设备以每秒几千个细胞或者更高的速度对个别细胞或粒子连续地进行测量、归类并分选。这种对单个细胞“逐个”进行的快速处理使得流式细胞仪成了从其它异质细胞悬液中提取高纯度细胞亚群的、独特且极具价值的工具。

用以分选的材料通常用荧光材料以某种方式标记。当细胞经过聚焦集中、强度极高的光束(通常为激光光束)时，关联于该细胞的荧光探测器便发出荧光。计算机记录用于各细胞的发射强度。这些数据接着被用来对各细胞进行归类以用于具体的分选操作。基于流式细胞仪的细胞分选术已经被成功地应用到上百种细胞类型、细胞成分和微生物，以及多种尺寸相当的无机粒子中。

流式细胞仪也被广泛地用来快速地分析异质细胞悬液以识别成分亚群。其中发现使用了基于流式细胞仪的细胞分选的应用示例包括：用于AIDS研究的免疫系统细胞的原始群体的分离、用于癌症研究的畸形细胞的基因分离、用于遗传学研究的特定染色体的分离和用于环境学研究的各种微生物的分离。例如，被荧光标记的单克隆抗体通常被用作识别免疫细胞诸如T淋巴细胞和B淋巴细胞的“标记”，临床实验室经常使用该技术来对HIV感染者的“CD4阳性”T细胞进行计数，并且他们还使用该技术来识别与各种白血病和淋巴瘤癌相关的细胞。

最近，人们感兴趣的两个领域除了严格的研究应用之外，便是让细胞分选走近临床和对病人的治疗应用。首先是从对化学制药的研发转向对生物制药的研发。例如，许多新的癌症疗法利用了生物材料。这些疗法包括一类基于抗体的癌症治疗。基于流式细胞仪的细胞分选器可以在这些产品的识别、发展、净化以及最终的生产过程中发挥重要的作用。

与此相关的便是在护理病人过程中转向使用细胞代替治疗。目前关于干细胞的热门研究均围绕一个全新的医学领域展开，其通常被称为再生疗法或再生医学。这些疗法可能往往要求从病人的组织中分离出大量的比较罕见的细胞。例如，可从骨髓中分离出成年干细胞，并且最终将其作为再注入物的一部分返回到分离了成年干细胞的病人体内。流式细胞仪和细胞分选是能够提供这种疗法的重要组织处理工具。

存在两种目前正被广泛使用基本类型的细胞分选器。他们分别是“液滴细胞分选器(droplet cell sorter)”和“流体切换细胞分选”。液滴细胞分选器利用微液滴作为接收体来将所选择的细胞输送到收集器。通过将超声波能量耦合到喷射流来形成该微液滴。接着以静电方式将该液滴引导到所期望的位置，其中该液体含有被选择用以分选的细胞。这是一个非常高效的处理，每秒钟允许从单流中分选多达90,000个细胞，该处理主要受液滴生成频率和照明所需时间的限制。

Durack等人的美国公开专利申请No.2005/0112541 A1对现有的流式细胞仪系统进行了详细的描述。