[发明专利]确定用于限制样品的微流体装置的尺寸

权利要求书

1.一种确定旨在限制初始样品的微流体装置(10)尺寸的方法，所述初始样品包含悬浮于载体流体介质中的至少一种细胞群或微粒群，所述微流体装置(10)包括：

·适合于接收含有样品的载体流体介质的输入区(1)，所述输入区(1)对应于直径D_入的圆柱形输入槽，

·限制区(5)，样品的至少一部分被限制在其中，所述限制区包括表面S_限制的底部(51)以及长度L_限制和高度H_限制的侧壁(52)，所述限制区(5)通过长度L_入、高度H_入和宽度W_入的第一通道(2)与所述输入区(1)连通，和

·适合于排出包括样品的所述流体的输出区(4)，所述输出区(4)对应于直径D_出的圆柱形输出槽，所述输出区(4)通过长度L_出、高度H_出和宽度W_出的第二通道(3)与所述限制区(5)连通，

所述方法的特征在于，所述方法由确定所述装置(10)的尺寸组成，所述尺寸是待限制的细胞或微粒数量的函数，包括以下步骤：

A.作为待限制的细胞或微粒的优选量和所述细胞或微粒对所述限制区(5)底部(51)优选覆盖率φ的函数，确定所述限制区(5)的尺寸，以便确定表征所述限制区(5)的表面D_限制和高度H_限制；

B.确定第一通道(2)和第二通道(3)的尺寸，其包括：

·b1)计算颗粒或细胞的沉降速度v_沉降，

·b2)根据等式(1)，作为颗粒或细胞的沉降速度v_沉降的函数，确定所述限制区(5)中载体流体介质的速度v_限制：

·b3)作为输入区(1)和输出区(4)之间注入的流体介质的体积ΔZ的函数，确定所述装置中的装载损失，这是在限制区(5)中设置适当的流动所必需的；

·b4)根据ΔZ和载体流体介质的速度v_限制，确定所述微流体装置(10)的几何参数。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述限制区(5)的确定尺寸步骤A包括：

A1)根据斯托克斯式(5)确定所述限制区(5)底部的表面S_限制：

其中

-ψ是底部(51)的覆盖率φ，

-r是颗粒或细胞的半径，

-N是待限制的神经元或细胞的数量，由等式(6)确定：

其中

-是所述样品中细胞或神经元的浓度，

-V是在时刻t输入到所述微流体装置(10)中的样品体积，根据等式(7)确定：

v＝Q×t (7)

其中

-Q是所述微流体装置(10)中样品的流动速率，

A2)作为限制区(5)中优选体积的量的函数，并根据相关的制备限制，所述微流体装置(10)的使用者固定高度H_限制的壁的高度H_限制。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中限制区域(5)具有圆柱形几何形状，其具有直径D_限制的圆形底部(51)，使得L_限制＝D_限制。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中在子步骤b1)中根据斯托克斯等式(8)计算颗粒或细胞的沉降速度v_沉降：

其中

-r是颗粒或细胞的半径，

-η是所述载体流体介质的动态粘度，和

-Δρ是待限制的颗粒或细胞与载体流体介质之间的密度差。