微流體裝置制造方法及圖紙

本文描述了與微流體裝置有關的特定實施方案，所述微流體裝置可用于細胞感測、計數、和/或分選。特定的方面涉及能夠從稠密的細胞群體中區分單個細胞型的微制造裝置。一個特定的實施方案涉及裝置和使用該裝置來從完整的、未經稀釋的血液樣品感測、計數、和/或分選白細胞的方法。

【技術實現步驟摘要】
微流體裝置本申請是申請日為2008年4月4日，申請號為200880015296.7，專利技術題目為“微流體裝置”的分案申請。相關申請的交叉引用本申請要求2007年4月6日提交的美國臨時專利申請60/922，296的利益。政府利益的聲明這項工作部分地得到NASA 的 the National Space Biomedical ResearchInstitute的支持，撥款編號NCC9-58-317。美國政府在本專利技術中具有某些權利。專利
本公開涉及可用作細胞傳感器和/或致動器的制造的微流體裝置。在某些實施方案中，所述微流體裝置可用于標記、感測、區分、和/或分選目標，特別是細胞群體。專利技術背景標準的細胞傳感器或致動器通常是基于流細胞計數法且采用電阻抗感測、光散射測量、和化學或免疫染色隨后進行光學感測中的一種或其組合。對于通過電阻抗感測進行的血細胞區分，借助溶胞除去紅細胞，以降低血容量。溶胞通常使用皂甙或表面活性劑進行。在溶胞處理過程中，由于不同程度的細胞質內容物的滲漏和細胞核收縮，白細胞容積變化由細胞型決定。Fujimoto，Sysmex J.1nt.9 (1999)。因此，通過簡單的粒子體積電阻抗測量可以實現通常2部分(淋巴細胞對粒細胞)或甚至3部分(淋巴細胞、嗜中性白細胞、和其它白細胞)區分。Hughes-Jones等人，J.Clin.Pathol.27 ；623-625 (1974) ； Oberjat 等人，J.Lab.Clin.Med.76 ;518 (1970);Vandilla 等人，Proc.Soc.Exp.Biol.Med.125 ；367 (1967) ； Mae da 等人，Clin.Pathol.27 ；1117-1200(1979) ;Maeda 等人，Clin.Pathol.9 ;555_558 (1982)。將直流阻抗和交流阻抗組合，在嗜堿性粒細胞通道中使用特殊的酸性溶血和在嗜酸性粒細胞通道中使用堿性溶血，可以實現5-部分白細胞區分。Tatsumi等人，Sysmex J.1nt.9 ;9_20 (1999)。可供選擇的光學方法基于細胞器、顆粒和細胞核的光散射和熒光染色。通常，低角散射的光包含關于細胞大小的信息，而高角散射的光可用于探測細胞的內部組成。為了實現5部分區分，某些白細胞種群(例如嗜酸性粒細胞)需要特殊的染色使其散射特征改變為與其它粒細胞不同，且嗜堿性白細胞典型地需要在其它白細胞差別溶胞之后加以單獨計數。McKenzie, Clinical Laboratory Hematology, Prentice Hall, 2004 ；Fujimoto, SysmexJ.1nt.9(1999)。一般說來，常規的自動細胞分析器體積龐大、價格昂貴、并且機械上復雜，這限制了將其設置在醫院或中心實驗室。常規的細胞分析器需要更大的樣品體積且產生比使用微裝置開發的系統更多的廢物。此外，對于某些細胞型(例如白細胞)的分析，計數、區分、和/或分選的準確性和速度對于確定疾病狀態和治療來說是重要的。附圖簡述圖1A顯示了吖啶橙的分子結構。圖1B顯示了用吖啶橙進行的白細胞染色結果。圖2顯示了新的制造的微流體裝置的一個實施方案的頂視圖。圖3顯示了光學系統設置的一個實施方案。圖4A顯示了全血中的紅細胞濃度。圖4B顯示用100ng/mL濃度的吖啶橙進行的全血中的白細胞染色。圖4C顯示用I μ g/mL濃度的吖啶橙進行的全血中的白細胞染色。圖4D顯示用10 μ g/mL濃度的吖啶橙進行的全血中的白細胞染色。圖4E顯示用100 μ g/mL濃度的吖啶橙進行的全血中的白細胞染色。圖4F顯示在用lmg/mL濃度的吖啶橙進行的全血中的白細胞染色。圖5顯示在一個實施方案中的從單獨的白細胞漂白得到的熒光信號。圖6A顯示根據一個實施方案用具有長波通發射過濾器(long pass emissionfilter)的CXD攝像機拍攝的具有聚焦的激光照射流的背景和5 μ m小珠的圖像。圖6B顯示根據一個實施方案用具有長波通發射過濾器的CXD攝像機拍攝的具有激光照射流的背景和5 μ m小珠的圖像。圖6C顯示根據一個實施方案用具有長波通發射過濾器的CXD攝像機拍攝的具有散射激光照射流的背景和5 μ m小珠的圖像。圖6D顯示根據一個實施方案用具有長波通發射過濾器的CXD攝像機拍攝的具有散射激光照射流的背景和5 μ m小珠追蹤的圖像。圖7顯示用具有長波通發射過濾器的光電二極管檢測器進行的5 μ m熒光小珠檢測的圖。圖8A顯示根據一個實施方案得自用具有長波通發射過濾器的CXD攝像機拍攝的視頻的聚焦的激光束的背景圖像。圖SB顯示根據一個實施方案用具有長波通發射過濾器的CXD攝像機拍攝的視頻的得自稀釋的全血試驗的白細胞信號。圖9顯示根據一個實施方案用中心處于525nm的綠色發射過濾器得到的吖啶橙染色的未經稀釋的全血的放大的光電二極管信號的時間描圖，峰經過標記。圖10顯示用具有中心處于525nm的綠色發射過濾器的光電二極管檢測器得到的信號強度的柱狀圖。圖11顯示用具有中心處于650nm的紅色發射過濾器的光電二極管檢測器得到的信號強度的柱狀圖。圖12A顯示根據一個實施方案的手持檢測盒器具的示例。圖12B顯示根據一個實施方案的組合的檢測盒器具。圖13A顯示根據一個具體實施方案的裝置的頂視圖。圖13B顯示根據一個具體實施方案的裝置的頂視圖。
技術實現思路
本文中公開的某些實施方案包括微流體裝置，其中所述微流體裝置包括具有第一通道的基板，所述第一通道具有限定的物理特性，其中所述第一通道與用于接受流體的至少一個入口流體連通，其中所述第一通道通向限制性進口，并且其中所述第一通道與第二通道流體連通，所述第二通道具有限定的物理特性，其中所述第二通道與至少一個流體流出口流體連通；和流體生物樣品。在某些實施方案中，所述限定的物理特性是凹陷或突起。在特定的實施方案中，所述流體生物樣品包括血液。在某些實施方案中，所述微流體裝置另外包括檢測區域、和/或過濾器陣列，各自與所述通道和所述流體流出口流體連通。微流體裝置包括基板，所述基板具有至少一個第一通道，所述第一通道具有限定的物理特性；在所述第一通道中形成至少一個第一入口，用于接受第一流體；其中所述第一通道與一個分叉的通道流體連通，其中所述分叉的通道與第三通道檢測區域流體連通；至少一個第二入口用于接受第二流體，其中所述第二入口與一個有分支的通道流體連通；過濾器結構與儲存器流體連通，其中所述儲存器與所述第三通道檢測區域流體連通；在所述第三通道中形成至少一個流體流出口 ；和流體樣品；其中所述第二通道的橫截面積與所述第一通道的橫截面積的比值為1:10。在某些實施方案中，所述限定的物理特性是凹陷或關起。在某些實施方案中，所述過濾器結構包括過濾器陣列，所述第一流體包括鞘流體(sheath fluid)且所述第二流體包括血液。本文中公開的某些實施方案涉及包括一個微流體裝置且另外包括光源的檢測系統；透鏡組件；過濾器組件；和圖像采集裝置。在一些實施方案中，所述檢測系統另外包括至少一個顯示單元或至少一個記錄單元。在某些具體實施方案中，所述激發源包括激光，特別是氬氣激光。在特定的實施方案中，所述過濾器組件包括激發過濾器，和至少一個發射過本文檔來自技高網...

【技術保護點】
微流體裝置，其包括基板，所述基板具有：與至少一個用于接受流體的入口流體連通的至少一個第一通道；其中所述第一通道逐漸縮窄，并導向第二通道，所述第二通道具有固定寬度，其包括檢測區域并具有與所述第一通道相比降低的橫截面流動區域；和其中所述第二通道與至少一個流體流出口流體連通。

【技術特征摘要】
2007.04.06 US 60/922,2961.微流體裝置，其包括 基板，所述基板具有: 與至少一個用于接受流體的入口流體連通的至少一個第一通道； 其中所述第一通道逐漸縮窄，并導向第二通道，所述第二通道具有固定寬度，其包括檢測區域并具有與所述第一通道相比降低的橫截面流動區域；和 其中所述第二通道與至少一個流體流出口流體連通。2.權利要求1的微流體裝置，其中所述第一通道無障礙物。3.權利要求1的微流體裝置，其中所述第二通道無障礙物。4.權利要求1的微流體裝置，其中所述第一通道和第二通道都無障礙物。5.權利要求1的微流體裝置，其中從所述入口到所述流體流動出口之間的直接流體流動路徑無障礙物。6.權利要求1的微流體裝置，其中所述第二通道具有足夠細胞通過的寬度。7.權利要求6的微流體裝置，其中所述細胞是白細胞。8.權利要求7的微流體裝置，其中所述白細胞選自單核細胞、粒細胞、巨噬細胞、嗜中性白細胞、嗜酸性粒細胞和嗜堿性粒細胞。9.權利要求1的微流體裝置，進一步包括流體遞送模塊，用于將流體流以層流方式從所述入口、通過所述第一通道和所述第二通道，導向所述流體流動出口。10.權利要求1的微流體裝置，其中所述裝置中僅有的通道是所述第一通道和所述第二通道。11.權利要求1的微流體裝置，其中所...

【專利技術屬性】
技術研發人員：戴聿昌，鄭斯揚，J·CH·林，H·L·卡斯丹，
申請(專利權)人：加利福尼亞技術學院，
類型：發明
國別省市：美國;US