[发明专利]流式细胞仪

说明书

本发明申请是申请号为“201080024196.8(国际申请号为“PCT/US2010/001630”)”、发明名称为“连续调节精度的压力流体递送系统”、申请日为2010年6月3日的申请的分案申请。

技术领域

流体流动特性调节器提供可变容积流路，其中通过控制流体能够连续地调节流体流以便调节可变容积流路内的流体流的至少一种流体流动特性。

背景技术

在操作过程中精确调配并且在一些情况下经过杀菌过滤的流体通常被递送到微流体装置，例如，液体色谱仪和荧光激活细胞分类器(FACS)。

通常将流体递送到微流体装置可能受到与微流体器械连接的流体源所收容的流体量的限制。例如，通常用于将鞘流体递送到FACS的流体源提供一20升的鞘流体箱，鞘流体被传递到外皮流体箱中。随后可以对流体源中的顶部空间进行增压，以将来自流体源的鞘流体递送到FACS。用于FACS的流体源的可选形式为可以包括挠性容器，该挠性容器保存大约20升的鞘流体。保存鞘流体的挠性容器可被插入鞘流体箱中。可对鞘流体箱和挠性容器之间的顶部空间进行充分增压以减少挠性容器的容积，从而将来自挠性容器的鞘流体强迫性地推送到FACS。关于任一实施例，FACS连续操作的周期被限制为鞘流体箱或挠性容器中收容的鞘流体的量。然而，能够收容多于20升的鞘流体的鞘流体箱的构造以及提供传递收容多于20升的鞘流体的挠性鞘流体容器的荷载提升装备非常昂贵。另外，使用较大的增压收容器，由于这种增压收容器的空气顶部空间较大并且要花费较长的时间来减压以及再增压至工作压力，清洁和流体变更程序通常要花费较长的时间。

通常通过流体源的顶部空间的增压将流体递送到微流体装置中还可形成小气泡或者将小气泡捕集到收容的流体中。由于流体的压力变化引起的这些小气泡由于附着到流体物流中的使得不期望的紊流紧靠近分析点的位置而会间断性地干扰FACS或液体色谱仪的工作。

通常将杀菌性流体递送到微流体装置中会由于收容有流体的杀菌性封装材料的成本而昂贵。作为非限制性实施例，杀菌性封装材料是为FACS制造现成鞘流体的总成本的主要部分。与20升的挠性容器相比，诸如100升的鼓等较大式样会显著地降低包装成本的部分。

通常将流体递送到微流体装置中将流体源既用作流体储器又用作流体流或流体流动特性的调节器。作为一个非限制性实施例，FACS所使用的增压鞘流体箱既用作一定量的鞘流体的储器又用作鞘流体压力和鞘流体流速的调节器。如果期望具有较大或较小的鞘流体压力或鞘流体流速，则鞘流体箱的顶部空间中的压力会相应地增大或减小以获得期望值。然而，使用流体源来执行多种功能会对流体源的构造形式强加限制。

通常将流体递送到微流体装置可具有在流体源和微流体装置之间变化的流体流动特性。作为非限制性实施例，在使用增压鞘流体箱的FACS工作时，能够通过调节鞘流体箱的顶部空间中气体的压力来调节鞘流体的工作压力。然而，FACS的喷嘴处的鞘流体压力会与从鞘流体箱递送的鞘流体压力不同，需要通过进一步调节鞘流体箱的顶部空间中的气体压力来进行补偿。鞘流体压力变化的变化原因可能与基于鞘流体箱(对应于鞘流体的高度)和FACS的喷嘴之间的高度差的流体静力学压力效应、或者鞘流体箱和FACS的喷嘴之间的流体流路中的阻力、或者二者的组合有关。流体流路中的一个阻力源为增压鞘流体流经的过滤器。解决该问题的常规方式是使用相对大的高容量过滤器，尽管诸如具有70μ直径的喷嘴管口的MOFLO的FACS每小时仅消耗大约350-380毫升(mL)的鞘流体。虽然使用这样的过滤器减少了横向于过滤器的压力变化，在过滤器的死区容积空间中存在相应的缺点，这使得现场清洁程序时间过长(多于15分钟，在大多数情况下接近60分钟)。

通常将流体递送到微流体装置中会使得一个或多个流体流动特性的偏差超过特定微流体装置或分析方法的可用工作参数。流体流动特性的过度偏差可与流体流温度、流体流压力、流体流速、流体压力波形的幅值或频率、流体温度波形的幅值或频率、流体流速波形的幅值或频率有关。对于特定的FACS和液体色谱仪，已经针对上述相应缺点通过常规方法解决了流体流动特性的偏差。

为了调节流体流动特性的偏差或者提高处理和分析效率的目的，本发明解决了将流体递送到微流体装置的常规方法中的这些缺点中的每个缺点。

发明内容

因此，本发明的宽泛目的是提供流体流动特性调节器，其能够与各种微流体装置中的任一种一起使用以将通过流体源内的一定量流体的功能与提供对递送到微流体装置的流体流的流体流动特性进行调节的功能隔离。