[发明专利]从血液或其他介质中过滤颗粒

说明书

技术领域

本发明涉及方法、过滤器元件、和过滤器系统，以用于保留介质的颗粒，具体而言用于从诸如血液或其他体液的生物流体中保留细胞。

背景技术

稀少细胞隔离是在其中从介质(血液)中过滤颗粒(稀少细胞)的应用的重要范例。在用于此目的的常规过滤器中，多个孔被布置在垂直于所过滤的介质的流动方向而延伸的层中。这种过滤器的缺点在于，所保留的细胞常常因高压梯度而受损。此外，如果应进一步分析细胞，则需要转移细胞，这意味着针对细胞的额外应力。

发明内容

本发明的目的是提供这样的手段，其允许改进地从介质中过滤颗粒，尤其允许从诸如血液或其他体液(例如抽取液)的生物流体中过滤(稀少)细胞。

该目的是通过根据权利要求1、2、3和5的过滤器元件，通过根据权利要求4、6和15的方法，以及通过根据权利要求12和13的过滤器系统得以实现的。在从属权利要求中公开优选的实施例。

根据本发明的第一方面的过滤器元件用于保留介质的颗粒，所述介质沿流动方向流动通过所述过滤器元件的至少一个开口。

在该背景中，术语“颗粒”应指代所述介质所包含的材料的任意连接的块，例如(大)分子、一块固体、生物细胞、微生物，、或它们的一部分。感兴趣的颗粒的直径将通常为约1μm或更大。此外，所述“流动方向”按照定义应在所述开口内被确定，具体而言在所述开口的几何中心处和/或为在整个开口上的平均(如果其在整个开口上不是恒定的)。

根据本发明的第一方面的所述过滤器元件应具有至少一个开口，所述开口具有细长横截面，其中，所述横截面的最大直径与最小直径之间的比率优选地大于2:1，更优选地大于5:1。所述“横截面”按照定义是垂直于所述流动方向而测量的。如果所述开口在所述流动方向的不同位置具有不同横截面，则所有这些遇到的横截面都应为细长的。此外，所述横截面能够大体上具有任何任意(连接的)形状；通常，形状无论如何都将是凸形的(例如椭圆形或多边形)。

作为如“过滤器元件”指示的功能，所述过滤器元件的所述开口应为所述介质的流动路径中的某种瓶颈，即所述流动路径应在这样的开口前方并且通常也在其后方更宽。因此，感兴趣颗粒将被保留在所述过滤器元件的所述开口中，并且不在别的地方。具体而言，横截面或间隙在从样品入口到所述开口的流动路径中应比在所述开口内更大。此外，优选地，在每个开口前面有分配腔，样品介质从所述分配腔被引导到所述开口中。类似地，每个开口后面可以有收集腔，其在所述样品介质通过所述开口之后接收它，其中，所述分配腔和收集腔具有比所述开口更大的间隙。在绝对数字中，所述开口的间隙(即，适合通过所述开口的球体的最大直径)通常在约1μm到约50μm间的范围中。间隙的选择取决于即将发生的应用。在血液过滤的情况中，间隙应例如允许红细胞的自由通行。

涉及本发明的第一方面的方法用于通过将颗粒保留在至少一个开口中而从介质中过滤出所述颗粒，所述介质沿流动方向经过所述至少一个开口。该方法的特征在于：所保留的颗粒被保持在相对的区域(或点)之间，在那里它们接触所述开口，其中，所述介质继续沿所述区域外部的所述颗粒流动，通过所述开口的剩余部分。尤其能够利用上述过滤器元件的细长开口实现对颗粒的这种保留，在上述过滤器元件中，颗粒被卡在所述开口的相对的窄壁之间。

根据本发明的第一方面的所述过滤器元件和所述方法具有以下优点：由于所述颗粒没有完全阻塞所述过滤器开口，对所保留的颗粒的机械应力得以最小化。相反，将总留有所述介质能够继续流动通过的空间，这防止在所述颗粒的后侧与前侧之间过度的压力梯度。此外，由于没有完全阻塞开口，通过所述过滤器元件的流动能够以高速率继续。

根据第二方面，本发明涉及一种过滤器元件，以用于保留沿流动方向流动通过至少一个开口的介质的颗粒，其中，所述开口具有沿流动方向减小(变窄)的横截面。优选地，该减小量大于约20％，即在所述开口的出口处的横截面的最小直径为在所述开口的入口处的横截面的最小直径的至多80％。还要更优选地，该减小大于约50％。

涉及本发明的第二方面的方法用于通过将颗粒保留在至少一个开口中而从介质中过滤出所述颗粒，所述介质沿流动方向通过所述至少一个开口。该方法的特征在于：所述颗粒被保留在(沿流动方向见到的)不同位置处，所述不同位置对应于所述颗粒的(与通行相关的)性质。所述性质通常包括大小、硬度和/或所述颗粒的表面官能度(其能够引起颗粒在特定位置的捕获)。所述方法尤其能够利用前文提及的过滤器元件执行，因为所述开口的渐减横截面将不同大小的颗粒保留在不同位置处。