[发明专利]分离流体样品中生物实体的方法和设备

说明书

本发明涉及分离流体样品中生物实体的方法和设备。所要求保护的方法通过使用微流体装置中的声压节点基于实体的尺寸来分离生物实体。所要求保护的方法进一步用磁性标记和通过使用磁性装置分离生物实体。所要求保护的方法进一步包括微流体装置和磁性装置的组合，以从流体样品分离生物实体。

技术领域

本发明大体上涉及从人血液、身体组织、体液和其他人相关生物样品中分离包括细胞、细菌和分子的生物实体的方法和设备。所公开的方法和设备也可用于从动物和植物样品分离生物实体。更具体地，本发明涉及单独或组合使用一种或多种微流体分离装置/芯片(“UFL”)和一种或多种磁性分离装置(“MAG”)，实现生物实体的分离的方法和设备。出于描述目的，一般在下文中将主要使用“细胞”作为生物实体的典型代表。但是，应理解，本发明中公开的方法和设备可容易地应用于其他生物实体而没有限制。

背景技术

从流体基液中分离生物实体，例如从人血液中分离特定类型的白细胞，通常涉及特异性地识别靶生物实体的第一步骤，随后是从流体基液中物理提取所识别的靶生物实体的第二步骤。在人血液中，不同类型的生物细胞可具有各种类型的表面抗原或表面受体，该表面抗原或表面受体在本发明中也称为表面标志物。给定类型细胞上的某些表面标志物可能是所述类型的细胞所特有的，并且可用于从血液样品中特异性地识别所述类型的细胞。

图1A至图1C示出：如图1A中使用超顺磁性标记2(“SPL”)，如图1B中使用光学荧光标记3(“OFL”)，以及如图1C中一起使用SPL 2和OFL 3两者来识别或标记靶细胞1的示例。

在图1A中，细胞1具有表面标志物11。SPL 2与也称为“探针”21的表面抗体或配体缀合，该表面抗体或配体与细胞1的表面标志物11特异性结合。将大量具有探针21的SPL 2放入细胞1所在的溶液中。在孵育过程9之后，多个SPL 2与细胞1表面结合，探针21特异性地与表面标志物11选择性结合。因此，细胞1被SPL 2磁性识别或标记，即磁性标记的细胞10。可将具有足够磁场梯度的磁场施加到细胞10，以在附着于细胞10表面的SPL 2上产生物理力。在足够强度的情况下，通过SPL 2作用在细胞10上的物理力可用于将细胞10从其液体溶液分离并物理移除。

在图1B中，细胞1具有表面标志物12。OFL 3与探针22缀合，探针22与细胞1的表面标志物12特异性结合。将大量具有探针23的OFL 3放入细胞1所在的溶液中。在孵育过程9之后，多个OFL 3与细胞1表面结合，探针22特异性地与表面标志物12选择性结合。因此，细胞1被OFL 3光学识别或标记，即光学标记的细胞20。通过使用基于光学的细胞分离系统，可基于OFL 3在激发光下产生的光学信号，将细胞1从其液体溶液分离。一种这样的基于光学的细胞分离系统是流式细胞仪，其中所述液体溶液作为连续流，流动通过所述流式细胞仪内的导管。当所述液体流过所述导管时，至少一个激发光源以第一光学波长产生光斑。在光斑中存在OFL 3时，OFL3被第一波长激发并辐射第二波长的光。当具有结合的OFL 3的细胞1通过所述流内的所述光斑时，与细胞1结合的OFL 3辐射第二波长的光信号，而当细胞1通过光斑时的所述光信号的强度以及持续时间可用于被流式细胞仪识别细胞1的存在，然后该流式细胞仪将细胞1转移到第二液体流动路径中或将细胞1从液体流中机械地移除，从而将细胞1从流体基质分离。实践中，与细胞1结合的OFL 3可为各种类型的荧光染料或量子点，产生多种波长的激发光。在相同的流式细胞仪系统中也可使用多个激发光源，以在液体流的不同位置产生具有不同激发光波长的激发光斑。尤其当需要组合各种类型的表面标志物12以特异性识别来自相同类型细胞的主要类别的亚类靶细胞1群，例如来自其他白细胞的CD4-T细胞时，可使用OFL 3在相同细胞1上产生的各种波长的组合，以增加细胞1分离的特异性。