[发明专利]用设有带长形前导边缘的尺寸差别分离元件的设备隔离颗粒的方法

说明书

背景技术

预期用于处操纵生物细胞和其它小颗粒并具有从数十微米(生物细胞尺寸)到数纳米(某些生物大分子尺寸)的尺寸范围的结构元件的机械装置已被描述。例如，US专利No.5928880、US专利No.5866345、US专利No.5744366、US专利No.5486335和US专利No.5427946描述了用于处理细胞和生物分子的装置。

与本发明具有共同所有权的US专利No.7993908以及被公布的PCT申请WO03/008931、WO2009/131645和WO2011/066497描述了一种用于将细胞和其它颗粒基于其尺寸进行分离的微型装置。这些文献中描述的装置的形式包括阶梯式分离元件，该阶梯式分离元件插置在由盖和本体形成的空隙的两个区域之间，并且通过最初存在于一个区域中的颗粒越过该阶梯式分离元件到达另一区域的能力来控制该设备内的颗粒分离。本文公开的主题被认为是之前所披露的这种装置的改进。

Vankrunkelsven等人的“A novel microstep device for the size separation of cells”(Electrophoresis,Wiley Interscience,2004年6月，第25卷，第1714-1722页)以及被公布的PCT申请WO2005/036139也披露了用于对颗粒(例如流体中的细胞)进行尺寸分离的装置。

此处公开的主题能用于从颗粒或者细胞的混合群体将生物细胞、细胞器、细胞团和其它颗粒隔离并处理。

发明内容

在一个方面提供了一种用于分离较大的颗粒和较小的颗粒的装置，例如在整个血液样本中从血细胞分离循环肿瘤细胞，该装置包括：

本体，和

盖，其限定出在所述盖和所述本体之间的空隙，该空隙包含：

分离元件，该分离元件将所述空隙的入口区域与出口区域隔离开，所述分离元件与所述空隙的表面一起限定出：

通道，该通道借助分离部分而流体地连接所述入口区域和所述出口区域，所述通道具有：

在所述分离部分处的总宽度；以及

由所述分离元件与所述空隙的表面之间的距离限定出的高度，

所述本体、所述盖和所述分离元件中的至少一者内具有隔离台阶，该隔离台阶布置于所述通道内并具有完全横跨所述通道的分离部分延伸的前导边缘，由此所述通道被分成位于所述前导边缘的入口侧上的上游部分以及位于所述前导边缘的出口侧上的层状的下游部分，

所述上游部分的高度足以便于较大的颗粒和较小的颗粒都经其通过，

所述下游部分的高度足够地大而便于较小的颗粒经其通过，并足够地小而抑制较大的颗粒经其通过，并且

所述前导边缘的长度大于所述通道在所述分离区域处的总宽度的至少20倍，

其中，所述通道的上游部分在介于所述入口区域与所述分离元件之间的区域中是层状的，并且

其中，所述前导边缘具有波纹形的形状，

由此，通过让颗粒通行经过所述通道而能够将颗粒隔离开，并基于颗粒穿行所述隔离台阶的能力来回收颗粒。

更概述地，本公开因此涉及一种用于隔离较小和较大颗粒的设备。该设备包括本体和盖，在该本体和盖之间限定出空隙。该空隙包含分离元件，该分离元件隔离出空隙的入口区域和出口区域。该分离元件与空隙的一个或更多个表面一起限定出通道，该通道经由分离部而与入口区域和出口区域流体地连接。该通道具有在分离部处的总宽度，并具有由分离元件与空隙的表面之间的距离限定的高度。本体、盖和分离元件中的至少一者内布置有隔离台阶，该隔离台阶具有基本上完全横跨通道的分离部延伸的前导边缘(leading edge)。该通道分成位于前导边缘的入口侧上的上游部分和位于前导边缘的出口侧上的大致层状的下游部分。该上游部分的高度足以便于较大和较小颗粒自此通过。该下游部分的高度足够地大以便于较小颗粒自此通过，但又足够地小以抑制较大颗粒自此通过。前导边缘的幅宽明显大于通道在分离区域处的总宽度(其通常与隔离台阶的宽度相同，这意味着隔离台阶的前导边缘通常比该台阶的宽度长)。通过使颗粒通过该通道能将所述颗粒隔离，并基于壳体穿越隔离台阶的能力来回收颗粒。

在一个实施例中，通道的上游部分是大致层状的，意味着它由彼此大致平行的两个宽表面限定。