[发明专利]用于流动细胞计量的流体力学细胞导引装置

说明书

技术领域

本发明涉及流动细胞计量，尤其细胞导引装置。

背景技术

在细胞测量和细胞探测领域内，已知光学测量方法，如散光或荧光测量，以及磁性探测方法。

尤其在磁性探测方法中，为了细胞分选、细胞导引或细胞富集已知利用磁致电泳，其中借助磁性导引条带在有标记的细胞上施加磁性力，使它们能依次脱离这些导引条带，或也能对准细胞测量装置的方向。迄今借助梯度磁场促使有标记的细胞或粒子富集在基底表面上，再借助磁致电泳使细胞或要探测的粒子在基底表面上定位。

为了制造这种磁致电泳富集和定位段，已知例如通过平版印刷术在基底上施加磁性条带。然而这种制造方法非常昂贵并因而不利于制造其使用方决定要大批量生产的构件。由此增大硅足迹（Footprint）而导致磁致电泳富集段的另一个缺点。为了将富集段和细胞测量装置集成在硅芯片上，与使用这种构件合乎理性的费用相比，更在乎它的尺寸大小。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，为流动细胞计量提供一种能便于制造的装置。

上述技术问题通过按专利权利要求1所述的装置得以解决。在专利权利要求11中给出了一种细胞导引的方法。在专利权利要求13中给出了一种按本发明装置的制造方法。本发明有利的扩展设计是从属权利要求的技术主题。

按本发明用于流动细胞计量的装置包括一个流动通道，一个磁性单元，磁性单元设置在流动通道的通道底部下方并设计为能产生梯度磁场，梯度磁场穿过被流动通道围绕的体积，还包括至少一个细胞测量装置，以及至少一个导引门槛，导引门槛以这样的方式设置在流动通道内，亦即能流过流动通道的细胞可以被导引门槛朝细胞测量装置的方向引导。其优点是，要探测的细胞可以在微型射流器内通过流动条件和梯度磁场按二维富集。本装置另一个优点在于，能取消磁致电泳的富集，并因而与迄今已知的富集段相比结构性成本低得多。

按本发明一种有利的实施形式，装置包括一个流动通道，它的通道直径和通道内壁的表面性质设计为，能在流动通道内产生复合式细胞悬浮液的具有层流流动断面的流动。流动通道尤其涉及一种微型射流通道。优选地，以比较大的能保证复合溶液层流流动的通道直径工作，不会例如基于沉积而导致堵塞。通过设计具有导引门槛的通道，还保证朝细胞测量装置的方向富集，这允许取消例如在现有技术中用于分离有标记的细胞的那种Y形微型射流器。

按本发明另一种有利的实施形式，装置包括一个磁性单元，它设计为能产生梯度磁场，通过它能使有磁标记的细胞富集在通道底部。有磁标记的细胞尤其涉及一种超顺磁性标记，例如借助超顺磁珠（Bead）。这样做的优点是，全部有磁标记的细胞可以富集在通道底部，在那里它们在层流流动中被引领到至少一个导引门槛处，从而使它们可以通过此导引门槛偏转。在这里，导引门槛具有一个大体是所要探测的那种细胞类型的细胞直径的高度。

装置中的导引门槛尤其是相对于通道底部的隆凸，或由相对于通道底部的沉降构成。也就是说，当导引门槛作为隆凸伸入到通道容积内时，导引门槛例如形成缩小的通道，或者当导引门槛在通道底部内构成沉降的、可以说是沟槽的边缘时，就形成了展宽的通道。通过这些导引门槛的实施形式，可以对细胞试样施加不同的流体力学影响。

在相对于通道底部为隆凸的情况下，门槛高度是隆凸的高度，在相对于通道底部是沉降的情况下，门槛高度可以说涉及通道底部内的沟槽的深度。在这里，可以说，流体在其上流动的沟槽外壁构成导引门槛。

尤其是，装置包括许多导引门槛。它们以这样的方式设置在流动通道内，亦即能流过流动通道的细胞可以被导引门槛富集在通道底部的部分表面上方的流动通道的部分体积内。这样做的优点是，装置不涉及在其中分选有标记细胞的Y形微型射流器，而是可以实现将要探测的细胞富集在试样体积内部。恰当地，所述部分体积或通道底部的部分表面在流动通道中心，细胞可以从两侧出发向那里富集。然后在通道底部的部分表面内部还尤其设置细胞测量装置。细胞测量装置例如设置在通道底部内或其上。尤其是，细胞测量装置的检测区沿细胞测量装置上方的部分体积延伸。

导引门槛的隆凸尤其设计为，使细胞不停顿在导引门槛之间的空隙内，以及不堵塞此空隙。因此，结构高度，亦即相对于通道底部的门槛高度，优选细胞直径的数量级，优选地略小于细胞直径。多个导引门槛的布局必须空留出通道底部足够大的部分区域，富集的细胞能在这里延续其通过流动通道的轨迹。或保证在导引门槛之间留出足够宽的通道，或在手指式结构的情况下作为替代方式保证足够错移。