[发明专利]用于微流体液滴确定性组装的平台

说明书

本发明提供了用于选择性地组合离散实体的方法，所述离散实体包括，例如，细胞、试剂、药物、水凝胶、细胞外基质、微珠、颗粒、生物材料、培养基或其组合。在某些方面，所述方法包括对多个离散实体进行分选，并捕获两个或更多个离散实体，捕获时间足以使所述两个或更多个离散实体组合形成组合离散实体。在某些方面，所述方法包括制备所述多个离散实体。在某些方面，所述方法包括检测或分析所述离散实体，例如，通过光学检测进行。在某些方面，所述方法包括操纵或分析所述组合离散实体或其中的组分，例如，成像、测序、培养(例如，三维培养)和测量细胞间相互作用。本发明还提供了用于实施标的方法的系统和装置。

优先权文件的引用

根据《美国法典》第35章第119节(e)项规定，本专利申请案主张于2019年5月14日提交的编号为62/847,791的共同未决的美国临时专利申请案的优先权。该临时专利申请案中的内容以引用方式全文并入本文。

政府支持

本发明专利获得了政府的支持，其中，美国国立卫生研究院的资助项目为R43HG010128，美国国防高级研究计划局的资助项目为D17PC00405和140D6318C0010。政府拥有本发明的某些权利。

介绍

研究生物分子、试剂、细胞或其组合之间的相互作用涉及在特定条件下将这些组分组合在一起。离散实体微流体的发展为操纵单细胞和少量试剂或生物分子提供了工具。然而，这些微流体操纵通常只涉及将每个离散实体分选至特定的微流体通道中。因此，这些微流体装置缺乏选择性结合离散实体的能力。

发明内容

本发明提供了用于选择性地组合离散实体的方法，所述离散实体包括，例如，细胞、试剂、药物、水凝胶、细胞外基质、微珠、颗粒、生物材料、培养基或其组合。在某些方面，所述方法包括对多个离散实体进行分选，并捕获两个或更多个离散实体，捕获时间足以使所述两个或更多个离散实体组合形成组合离散实体。在某些方面，所述方法包括制备所述多个离散实体。在某些方面，所述方法包括检测或分析所述离散实体，例如，通过光学检测进行。在某些方面，所述方法包括操纵或分析所述组合离散实体或其中的组分，例如，成像、测序、培养(例如，三维培养)和测量细胞间相互作用。本发明还提供了用于实施标的方法的系统和装置。

本发明提供了选择性地组合离散实体的方法，例如，通过：使载液中的多个离散实体流经入口通道，其中所述多个离散实体在所述载液中是不溶的、不混溶的或其组合；将至少两个所述离散实体选择性地分选至第一出口通道；并且在使所述至少两个离散实体组合形成组合离散实体的时间内捕获所述第一出口通道的离散实体融合区域中的所述至少两个离散实体，其中所述入口通道、第一出口通道和离散实体融合区域均是单个微流体装置的组成部分。

本发明还提供了可用于实施本文所述的方法的微流体装置。例如，本发明提供了微流体装置，包括，例如：a)入口通道；b)与所述入口通道通过流体连通的分选通道；c)与所述分选通道通过流体连通的第一出口通道和第二出口通道，其中所述第一出口通道包含离散实体融合区域；d)安置位置邻近所述分选通道的分选元件，其中所述分选元件被配置成将所述分选通道中的离散实体分选至所述第一出口通道；以及e)安置位置邻近所述离散实体融合区域的捕获元件，其中所述捕获元件和离散实体融合区域被配置成在所述离散实体融合区域中捕获多个离散实体，捕获时间足以使所述多个离散实体组合形成组合离散实体。

本发明还提供了系统，包括，例如，本文所述的标的微流体装置，以及以下各项中的一项或更多项或全部：i)被配置成制备多个离散实体的离散实体制备装置，其中所述离散实体制备装置位于所述微流体装置内或独立于所述微流体装置；ii)包含两种或更多种类型的离散实体的离散实体库；iii)被配置成检测所述输入通道中的离散实体的检测器，其中所述微流体装置被配置成基于所述检测器的检测对所述分选通道中的离散实体进行分选；iv)与所述微流体装置可操作地连接的温度控制模块；v)与所述微流体装置可操作地连接的孵育箱；vi)被配置成对组合离散实体进行成像的成像仪；以及vii)与所述微流体装置或孵育箱可操作地连接的测序仪。

附图说明