[发明专利]捕获粒子

说明书

对相关申请的交叉引用

本申请要求2008年9月26日提交的题目为“用于对粒子进行聚集、引导和分类的微涡旋(Microvortex for focusing，guiding and sorting of particles)”的美国专利申请61/100,420的优先权，将其全部内容并入本申请作为参考。

背景技术

微流体装置(microfluidic device)可用于微量全分析系统(μTAS)或实验室芯片(LOC)系统，这是因为这些装置能够对小样品体积进行分析且可被开发为低成本的高度平行的系统。具体地，这些系统可用于其中对粒子进行处理操作的生物和临床应用，所述处理操作为例如对粒子样品(例如细胞和胶体)进行浓缩、检测、分类和聚集。与使用外部能量例如光能、磁力、电力、介电电泳、声能等的有源操作(active manipulation)相比，通过诸如水力聚焦、尺寸过滤和沉降等技术对流动通过微流体装置的粒子进行无源操作(passive manipulation)是相对简单的。无源操作不依赖于外部能量来源而可利用装置中微通道的几何形状和通过这些通道的流动条件来进行。相反地，主动操作将使用外部能量来源且可能需要将供能组件整合到微流体装置中。

发明内容

本申请描述了涉及在具有凹槽的微流体装置中基于亲和性对粒子进行捕获的技术。当本申请提及凹槽时，本申请包括例如长的窄通道(例如通过延伸到较大通道的壁中而形成且由较大通道的壁所限定的通道)。

在一个方面，用于捕获悬浮于流动通过微通道的流体中的粒子的方法包括使包含待捕获的粒子的流体流动通过微通道且经过由微通道的壁表面限定的凹槽；使至少一些所述粒子与设置在微通道的一个或多个壁上的吸附物(adherent)接触；和捕获至少一些与吸附物接触的粒子。

在一个方面，微流体装置包括微通道，所述微通道包括入口，位置距所述入口一定距离的出口，其中流体由入口流向出口，和限定到微通道的壁表面中的凹槽，所述凹槽包括顶部(apex)和两个端部，每个端部与所述顶部相连，所述凹槽被定向成使流体朝向所述顶部而流动通过所述端部；和涂布于至少一个壁的用于选择性附着所需分析物的吸附物。

实施方案可单独或以各种组合形式包括一个或多个以下特征。

在一些实施方案中，所述吸附物被设置在凹槽被限定在其中的壁的表面上。

在一些实施方案中，所述凹槽被限定在所述微通道的壁中。在一些情况下，所述凹槽延伸到所述壁中。

在一些实施方案中，所述凹槽和多个其它凹槽被限定在所述壁的表面中，从而由于流体流动通过所述多个其它凹槽而在流体中形成相应的微涡旋(microvortices)。

在一些实施方案中，使流体流动通过凹槽包括使流体流动通过包括顶部和两个端部的凹槽，每个端部与所述顶部相连，所述凹槽被定向成使流体朝向所述顶部而流动通过所述端部。在一些情况下，所述顶部和所述两个端部被限定在呈V形的表面中。所述凹槽的尺寸可以是3μm至70μm。

在一些实施方案中，使流体流动包括使流体以2.4cm/min至6.0cm/min的平均流速流动。

在一些实施方案中，所述粒子为癌细胞且所述吸附物为用于与所述癌细胞结合的抗体。在一些情况下，方法还包括对所捕获的癌细胞进行培养。

在一些实施方案中，由于流体流动通过凹槽而在流体中形成微涡旋。

在一些实施方案中，所述吸附物是抗体。

在一些实施方案中，所述吸附物为适体(aptamer)。

在一些实施方案中，所述入口被配置为接收包含分析物的流体。

在一些实施方案中，所述顶部和所述两个端部形成V形。

在一些实施方案中，所述凹槽的跨度小于所述微通道的宽度。

在一些实施方案中，所述两个端部各自与所述顶部等距离。

在一些实施方案中，使所述凹槽对称地形成在所述壁的表面中，从而使所述顶部位于通过微通道中心的轴线上且所述两个端部被设置成与所述顶部等距离。

在一些实施方案中，所述两个端部中的一个被设置成比所述两个端部中的另一个距所述顶部近。

在一些实施方案中，所述顶部偏离沿微通道中心延伸的轴线。

在一些实施方案中，所述凹槽被设置成使所述凹槽的一个端部在另一个端部前接收流体。

在一些实施方案中，所述凹槽为限定在所述微通道的壁中的多个凹槽中的一个，所述多个凹槽中的每个具有顶部和两个端部。

在一些实施方案中，所述多个凹槽被设置成凹槽列。