[发明专利]检测和分离细胞的微流体分选器

说明书

相关申请

本申请要求2010年3月4日提交的编号为61/310,387的美国临时申请以及2010年9月17日提交的编号为61/383,881的美国临时申请的优先权。上述申请的全部教导通过引用合并于此。

背景技术

用于分离细胞的常规宏观方法包括采用基于膜的过滤器的物理过滤法以及利用细胞的大小、变形性和密度之间的差异以过滤出目标细胞的密度梯度离心法。这些技术均为劳动密集型，并且需要进行多步骤的样本制备，从而可能引入人工痕迹或导致所需细胞的损失。膜过滤方法也容易受到堵塞的影响，需要频繁地清理。此外，目前已对经过滤技术和离心技术处理的目标细胞的原始表型中机械应力诱导变化的证据作了报告。

因此存在明确的需求：开发更简单更有效的技术来处理血样，从而最小化细胞的损失并维持原始目标细胞表型，以便后续分析。

发明内容

微流体特别适合于初步处理血样，因为它的长度尺寸很小，可以更好地控制血液分离过程中的细胞微环境。现已针对不同的应用（例如RBC变形性的研究、血小板和血浆的分离、白细胞分离以及诸如CTC或胎儿细胞的罕见细胞从血液中分离）对片上血液分析进行了多组论证。然而，这些微流体系统的主要限制为样本稀释或流速缓慢造成的低处理量，使得它们不适于处理容量以毫升计的临床血样。此处描述了能克服这些问题的微流体装置。

因此，本发明大体旨在提供一种检测样本中的（一种或多种）细胞的方法。在一个特定方面，本发明旨在提供一种检测血样（例如全血）中的一种或多种病变血细胞的方法。该方法包括：将血样导入微流体装置的至少一个入口，该微流体装置包括一个或多个线性（linear）通道，其中每个通道具有长度，以及限定纵横比的高度和宽度的截面，适于根据病变血细胞与非病变血细胞相比而减弱的变形性沿着所述通道截面的至少一部分而分离病变血细胞，其中病变血细胞（如果存在的话）沿着所述通道的第一部分流到第一出口，而非病变血细胞沿着所述通道的第二部分流到第二出口，从而检测样本中的一种或多种病变血细胞。

在另一方面，本发明旨在提供一种检测人体样本中的一种或多种循环肿瘤细胞（CTC）的方法，该方法包括：将所述样本导入微流体装置的至少一个入口，该微流体装置包括一个或多个螺旋通道，其中每个通道具有长度，以及具有限定纵横比的高度和宽度的截面，适于根据细胞尺寸沿着所述通道截面的多个部分而分离循环肿瘤细胞，其中所述循环肿瘤细胞（如果存在的话）沿着所述通道的径向最内部分流到第一出口，样本中的其余细胞沿着所述通道的另一部分流到第二出口，从而检测人体样本中的一种或多种循环肿瘤细胞。

在又一方面，本发明旨在提供一种从异步（asynchronous）细胞混合物（例如悬浮液）中分离一种或多种同步（synchronized）细胞的方法。该方法包括：将异步细胞混合物导入微流体装置的至少一个入口，该微流体装置包括一个或多个螺旋通道，其中每个通道具有长度，以及具有限定纵横比的高度和宽度的截面，适于根据细胞尺寸沿着所述通道截面的多个部分而分离同步细胞，其中其中较大的同步细胞沿着所述通道的径向最内侧部分流到第一出口，而较小的同步细胞沿着所述通道的其余部分流到至少一个其它出口，从而从异步细胞混合物中分离一种或多种同步细胞。

在再一方面，本发明旨在提供一种检测人体样本中的一种或多种循环肿瘤细胞（CTC）的方法。该方法包括：将所述样本导入微流体装置的至少一个入口，该微流体装置包括一个或多个线性通道，其中每个通道具有长度，以及具有限定纵横比的高度和宽度的截面，适于根据细胞尺寸沿着通道截面的至少一部分而分离循环肿瘤细胞，其中所述循环肿瘤细胞（如果存在的话）沿着所述通道的第一部分流到第一出口，而样本中的其余细胞沿着所述通道的第二部分流到第二出口，从而检测人体样本中的一种或多种CTC。

本发明具有许多优点，包括以相对高的流速连续工作，能够更快地处理临床样本，不必对样本进行化学改性，这减少了处理时间和成本，以及使得能够采集活细胞以进行后续的生物检测。

附图说明

通过附图所示的本发明的示例性实施方式的以下更加具体的描述，上述内容将更加清楚，如在附图中图示的，在不同的图中，相同的附图标记表示相同的部件。附图不一定按照比例绘制，为了图示本发明的实施方式，代替的，可突出重点。