[发明专利]微流体细胞装置及其使用方法

说明书

本发明提供了使用微流体装置以快速方式浓缩细胞、更换缓冲液、基于大小分选细胞和/或分离特定类型细胞的系统和方法。细胞流入支柱的矩阵中，其中，支柱在腔室中沿着对角线分布。细胞以侧向方式朝向腔室的一侧偏转，并且在离开腔室时被收集。

相关申请的交叉引用

本申请在35U.S.C.§119(e)下要求来自于2018年1月11日提交的美国临时专利申请序列号62/616,126的优先权，该申请的全部内容通过引用合并在此。

技术领域

提供了微流体装置，其尤其可用于根据尺寸和可变形性来浓缩细胞和/或分离细胞。

背景技术

背景技术描述包括可用于理解本发明所述的系统和方法的信息。这不是承认本发明提供的任何信息是现有技术，或者任何具体或隐含引用的出版物是现有技术。

从患者获得的生物样品在相对大体积的流体中含有多种不同类型的细胞。通常，需要浓缩细胞、更换缓冲液或浓缩特定类型的细胞，以便进行各种生物学测定或以其它方式研究细胞。然而，目前用于进行这些类型的方法的技术通常依赖于重型设备如离心机，利用涉及透析或离子交换的耗时测定，需要多步骤复杂方法，或使细胞在下游生物测定中失去功能。另外，这些方法通常需要相对大的样品尺寸并且具有低的细胞回收率。

在一些情况下，样品可以含有多种细胞类型，包括但不限于红细胞、白细胞和各种其它细胞组分(例如，循环肿瘤细胞(CTC)、转移性细胞、正常细胞等)。分离特定的细胞类型，例如CTC可能是困难的，特别是当这些细胞相对于其它更丰富的细胞类型以低频率存在时。例如，据估计，每十亿个正常细胞或血细胞在血液样品中存在约一个CTC。

目前从血液样品中分离细胞群的方法可包括诸如荧光激活细胞分选、磁激活细胞分选或免疫磁性胶体分选的技术。这些方法费力，需要操作者专业知识，可能导致显著的细胞损失(差的回收率)和/或实施起来昂贵。分离细胞群的其它技术缺乏分离特异性，例如电荷流分离。需要快速和容易地浓缩细胞并基于大小分离细胞的新技术。

发明内容

本发明公开了用于使用微流体装置操纵细胞的各种系统和方法。本技术允许快速浓缩细胞、基于大小或大小范围分离细胞、缓冲液更换、添加标记等，并且这些技术可以整合到其他工作流程中。本发明提供了更换缓冲液并实现高细胞恢复率的新技术。这些技术允许在细胞以低频率存在于溶液中时浓缩细胞，以及从大小不同的细胞的样品中分离特定大小或大小范围的细胞。例如，用于从样品中浓缩细胞的系统和方法可用于从血液样品中分离肿瘤细胞，而用于基于大小分离细胞的系统和方法可用于将活化的T细胞与非活化的T细胞分离。在一些方面，所述装置是可手动操作的。在其它方面，所述装置是自动化或部分自动化的。

在一个方面，提供了微流体装置，包括：用于引入包含细胞的溶液的输入机构；与所述输入机构流体连通的微流体腔室，其中，所述微流体腔室包括多排支柱，其中，每排包括沿着具有斜率的线分布的多个支柱，其中，相对于微流体腔室的侧面确定斜率；以及与微流体腔室流体连通的至少两个输出机构。通常，第一输出机构具有比第二输出机构大的横截面积。

还提供了用于经由输入机构将包含细胞的溶液引入微流体腔室的方法，其中，所述腔室与所述输入机构流体连通；施加压力以使细胞流过微流体腔室，其中，微流体腔室包括多排支柱，其中，每排包括沿着具有斜率的线分布的多个支柱，并且其中，相对于微流体腔室的侧面确定斜率；通过所述多排支柱将所述细胞偏转至所述腔室的一侧，以消耗从离开第一输出机构的溶液中的细胞，并富集离开第二输出机构的溶液中的细胞，其中，所述第二输出机构具有比所述第一输出机构更小的横截面积。