一种用于执行粒子(2)的光学分析的方法和设备(1b)，该粒子以悬浮的方式包含在布置在微流体设备(4)内的流体(3)中，该微流体设备将该流体保持在显著地低于室温的温度下；通过应用热流(F)避免微流体设备的覆盖物的外表面(8)上的湿气的形成，该热流决定覆盖物的外表面(8)的温度增加至高于冷凝温度(Td)，或者决定覆盖物(8)的附近的室温(和/或湿度)的降低，以便使冷凝温度(Td)(露点)低于由内部操作温度决定的覆盖物的表面(8)的温度。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】一种用于执行粒子(2)的光学分析的方法和设备(1b)，该粒子以悬浮的方式包含在布置在微流体设备(4)内的流体(3)中，该微流体设备将该流体保持在显著地低于室温的温度下；通过应用热流(F)避免微流体设备的覆盖物的外表面(8)上的湿气的形成，该热流决定覆盖物的外表面(8)的温度增加至高于冷凝温度(Td)，或者决定覆盖物(8)的附近的室温(和/或湿度)的降低，以便使冷凝温度(Td)(露点)低于由内部操作温度决定的覆盖物的表面(8)的温度。【专利说明】用于低温下的粒子的光学分析的方法和设备
本专利技术涉及当必须在低于室温的温度下对被操纵的粒子进行光学分析时，用于操纵流体(例如包含在导电或高导电溶液中)中悬浮的粒子的方法和设备。本专利技术可主要应用于进行对活细胞的生物学报告。
技术介绍
授予G.Medoro的专利申请PCT/W000/69565描述了一种用于通过使用封闭的介电泳电势笼(dielectrophoretic potential cages)来操纵粒子的设备和方法。用于保持粒子悬浮或者用于使粒子在微室内部移动的力通过焦耳效应消耗功率，该功率与施加的电压的幅度(amplitude，振幅)的平方成比例并随着悬浮的液体的导电率的增加而线性增长，从而导致该微室内部的温度非受控的增加。可通过存储元件的编程和与整体形成在相同基板上的电极阵列中的每个元件相关的电路来单独控制操纵操作；所述的电路促使温度增力口，从而消耗与悬浮液体直接接触的基板上的功率。由于存在于具有高导电率的溶液的样本中的基因表达上的变异或由于压力的高水平或由于生物粒子的死亡，因此这导致产生重大的局限性，从而限制了这些方法和设备应用于珠(beads)或死细胞的使用。已知技术的局限性通过在相同 申请人:的名义下的专利申请EP1945368来克服，该专利申请允许通过在PCT/W000/69565中描述的技术(或通过产生热量的其他技术)来操纵生物粒子，该技术独立于所使用的力和/或悬浮的液体的传导率来保持细胞的活性和生物功能，因此允许操纵活细胞。然而，很多应用在操纵步骤的过程中要求将悬浮液体和/或微室的整个内部保持处于远低于室温的温度下，例如处于低于10°c的温度下，并且更经常地，在3与5°C之间，例如 4。。。在这样的低温下，环境湿气在微室覆盖物的外表面上冷凝，该覆盖物由透明材料制成以便允许通过该微室外部的设备或传感器(例如光学显微镜)或者通过在微室内部的光学传感器(整体形成在基板上)对悬浮的细胞的进行观察和光学分析，然而这需要充足的外部照明以便正确地起作用。微室覆盖物上的冷凝湿气的存在导致可从外部获得的图像模糊以及外部光的通道的改变，从而妨碍分析报告的正确执行，除非完全依靠非光学内部传感器，例如阻抗计量传感器(impedentiometric sensors),但是这不总是可能的或方便的。专利技术主题本专利技术涉及一种用于执行粒子的光学分析的方法和设备，该粒子以悬浮的方式包含在流体(通常是液体)中，该流体布置在微流体设备中，该微流体设备将该流体保持在显著地低于室温的温度下，并且以致引起在该微流体设备的外表面上的冷凝现象。通常，在同时要求相对低的操作温度以及被操纵的粒子的位置和/或外观的光学分析的性能的情况下，或者为了形态学参数的检测或者为了荧光强度的量化，该微流体设备用于执行粒子位置的操纵和/或控制，例如通过在导电溶液中的电力场，以及更普遍地通过任何其他系统。该力场可为介电质上的介电电泳(正或负)、磁力电泳、电泳、动电学(electrohydro-dynamic)或电润湿,或这些现象的组合,其特征在于，用于粒子的一组稳定平衡的点。还可使用光镊。本专利技术的主要目的涉及防止在以相对低的内部温度操作的微流体设备的覆盖物的外表面上的湿气冷凝，这通过提高该覆盖物的外表面的温度至冷凝温度(露点)之上来防止，或者通过降低在该微流体设备的覆盖物附近的温度和/或环境湿度来防止，以便使冷凝温度(露点)低于该微流体设备的内部操作温度。为了所述目的，该系统可得益于一个或多个整体形成的或外部的传感器的使用，该传感器用于通过反馈控制来控制温度以及(如果必要)覆盖物的外表面的环境湿度和温度。此外，本专利技术允许使用传送类型的外部光学系统。附图的简要说明图1A和图1B以纵向截面示意性地示出了实施本专利技术的方法的第一实施方式的微流体设备的两个不同的实施方式；图2示意性地示出了图1的微流体设备的实施方式的俯视平面图；图3以放大比例示意性地示出了图2的微流体设备的竖直截面；图4是示出了根据空气的湿度和温度的露点(dew point)的变化的图表；图5以纵向截面示意性地示出了实施本专利技术的方法的第二实施方式的微流体设备；以及图6和图7是示出了图2的微流体设备的上表面的温度基于一些操作参数的变化而产生的变化图表。【具体实施方式】在下文中，术语粒子将用于表示微米级或纳米级的实体(自然的或者人造的)，诸如细胞、亚细胞成分、病毒、脂质体、泡囊(niosome)、微珠和纳米珠，或者还表示更小的实体，诸如大分子、蛋白质、DNA、RNA等，还表示不溶于悬浮介质中的液滴，例如水中的油或油中的水，或者还表示气体中的液滴(诸如空气中的水)或者液体中的气泡(诸如水中的空气)O本专利技术的目的是提供一种用于在低于室温的温度下并且特别地在相对低的温度(3-60C )下的粒子的光学分析的方法和设备，粒子在布置在微流体设备内部的流体(通常是液体)中保持悬浮，该微流体设备还允许操纵粒子。我们用操纵表示的意思是控制单个粒子或粒子群的位置，或者控制所述粒子或粒子群在空间中的运动。所述操纵可通过整体形成在根据本专利技术的设备中或从外部与该设备相互作用的任何装置来执行。根据PCT/W000/69565中的描述，通常，该操纵通过电极阵列来执行，该电极阵列可被选择性地激活或处理(addressed)，整体形成在基板上并且面向一个单一的反电极，该反电极还用作该微室的覆盖物，将PCT/W000/69565的内容结合在本文中以用于描述必要的部分。参照图1A、图B以及图2,参考标号la、Ib分别表不用于对以悬浮的方式包含在流体3 (通常是液体)中的粒子2进行光学分析的设备，该设备能够通过将粒子2和液体3保持在低于室温的温度下进行操作，并且特别地在接近零摄氏度，通常在3与6°C之间并优选地在大约4°C的温度下进行操作。根据图1A和图1B所示的概括的示意图(为了简明的目的在图中通过相同的参考标号表示相似或相同的细节)，设备la、Ib包括:至少一个微室4，该微室在使用中包含流体3并且界定在第一表面5与第二表面6之间；以及冷却装置，总体上由7表示，该冷却装置通过第一热阻RLW与表面5热耦合。我们用术语“微室”在这里和下文中表达的意思是适于包含小体积的流体3的室，通常在I纳升与5000微升之间，并且优选地在I微升与100微升之间，并且测量的该室的三个维度中的一个小于1mm。此外，设备I还包括热检测表面8，该热检查表面通过第二热阻RHI与表面6热耦八口 ο冷却装置7可为在设备la/lb是操作的并对粒子2进行操纵时适于减去微室4中一数量的热量的任何合适的类型，以便将流体3保持在第一预设温度Tl下，低于室温，如已经表明的典型的4°C。在图1B所示的实例中本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于粒子(2)的光学分析的方法，所述粒子以悬浮的方式包含在低于露点温度的温度下的流体中，所述方法包括以下步骤：ⅰ.将所述粒子以悬浮的方式布置在至少一个微室(4)内，所述微室包含所述流体并且界定在第一表面与第二表面(5，6)之间；ⅱ.通过第一热阻(RLW)将所述第一表面(5)热耦合至适于从所述流体中汲取热量的第一冷却装置(7)，并且通过第二热阻(RHI)将所述第二表面(6)热耦合至光学检查表面(8)；ⅲ.通过所述第一冷却装置使所述流体达到低于露点温度的第一温度(T1)；ⅳ.在所述粒子(2)正被光学分析时，在所述光学检查表面(8)处建立热流(F)，使得将所述光学检查表面恒定地保持处于高于包含在包围所述光学检查表面(8)的空气中的环境湿气的露点温度(Td)的第二温度(T2)；选择所述第一热阻和所述第二热阻，使得所述第二热阻(RHI)具有的热导率值优选地比所述第一热阻(RLW)的热导率值低至少一个数量级，并且在任何情况下所述第二热阻的热导率值等于所述第一热阻(RLW)的热导率的至少一半。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：詹尼·梅多罗，阿列克斯·卡兰卡，尼科洛·马纳雷西，
申请(专利权)人：硅生物系统股份公司，
类型：发明
国别省市：意大利;IT
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