流式细胞仪制造技术

本发明专利技术涉及一种流式细胞仪，该流式细胞仪包括：流体源，该流体源与流体流生成器连通；多个流体调节器，每个流体调节器都从流体源接收流体流，并且每个流体调节器都包括内室、流体流路、与流体流路相邻的控制流体流路、挠性壁垒以及流体流偏差传感器；以及多个喷嘴，每个喷嘴都与多个流体调节器中的一个流体调节器连通。

【技术实现步骤摘要】
流式细胞仪本专利技术申请是申请号为“201080024196.8(国际申请号为“PCT/US2010/001630”)”、专利技术名称为“连续调节精度的压力流体递送系统”、申请日为2010年6月3日的申请的分案申请。
流体流动特性调节器提供可变容积流路，其中通过控制流体能够连续地调节流体流以便调节可变容积流路内的流体流的至少一种流体流动特性。
技术介绍
在操作过程中精确调配并且在一些情况下经过杀菌过滤的流体通常被递送到微流体装置，例如，液体色谱仪和荧光激活细胞分类器(FACS)。通常将流体递送到微流体装置可能受到与微流体器械连接的流体源所收容的流体量的限制。例如，通常用于将鞘流体递送到FACS的流体源提供一20升的鞘流体箱，鞘流体被传递到外皮流体箱中。随后可以对流体源中的顶部空间进行增压，以将来自流体源的鞘流体递送到FACS。用于FACS的流体源的可选形式为可以包括挠性容器，该挠性容器保存大约20升的鞘流体。保存鞘流体的挠性容器可被插入鞘流体箱中。可对鞘流体箱和挠性容器之间的顶部空间进行充分增压以减少挠性容器的容积，从而将来自挠性容器的鞘流体强迫性地推送到FACS。关于任一实施例，FACS连续操作的周期被限制为鞘流体箱或挠性容器中收容的鞘流体的量。然而，能够收容多于20升的鞘流体的鞘流体箱的构造以及提供传递收容多于20升的鞘流体的挠性鞘流体容器的荷载提升装备非常昂贵。另外，使用较大的增压收容器，由于这种增压收容器的空气顶部空间较大并且要花费较长的时间来减压以及再增压至工作压力，清洁和流体变更程序通常要花费较长的时间。通常通过流体源的顶部空间的增压将流体递送到微流体装置中还可形成小气泡或者将小气泡捕集到收容的流体中。由于流体的压力变化引起的这些小气泡由于附着到流体物流中的使得不期望的紊流紧靠近分析点的位置而会间断性地干扰FACS或液体色谱仪的工作。通常将杀菌性流体递送到微流体装置中会由于收容有流体的杀菌性封装材料的成本而昂贵。作为非限制性实施例，杀菌性封装材料是为FACS制造现成鞘流体的总成本的主要部分。与20升的挠性容器相比，诸如100升的鼓等较大式样会显著地降低包装成本的部分。通常将流体递送到微流体装置中将流体源既用作流体储器又用作流体流或流体流动特性的调节器。作为一个非限制性实施例，FACS所使用的增压鞘流体箱既用作一定量的鞘流体的储器又用作鞘流体压力和鞘流体流速的调节器。如果期望具有较大或较小的鞘流体压力或鞘流体流速，则鞘流体箱的顶部空间中的压力会相应地增大或减小以获得期望值。然而，使用流体源来执行多种功能会对流体源的构造形式强加限制。通常将流体递送到微流体装置可具有在流体源和微流体装置之间变化的流体流动特性。作为非限制性实施例，在使用增压鞘流体箱的FACS工作时，能够通过调节鞘流体箱的顶部空间中气体的压力来调节鞘流体的工作压力。然而，FACS的喷嘴处的鞘流体压力会与从鞘流体箱递送的鞘流体压力不同，需要通过进一步调节鞘流体箱的顶部空间中的气体压力来进行补偿。鞘流体压力变化的变化原因可能与基于鞘流体箱(对应于鞘流体的高度)和FACS的喷嘴之间的高度差的流体静力学压力效应、或者鞘流体箱和FACS的喷嘴之间的流体流路中的阻力、或者二者的组合有关。流体流路中的一个阻力源为增压鞘流体流经的过滤器。解决该问题的常规方式是使用相对大的高容量过滤器，尽管诸如具有70μ直径的喷嘴管口的MOFLO的FACS每小时仅消耗大约350-380毫升(mL)的鞘流体。虽然使用这样的过滤器减少了横向于过滤器的压力变化，在过滤器的死区容积空间中存在相应的缺点，这使得现场清洁程序时间过长(多于15分钟，在大多数情况下接近60分钟)。通常将流体递送到微流体装置中会使得一个或多个流体流动特性的偏差超过特定微流体装置或分析方法的可用工作参数。流体流动特性的过度偏差可与流体流温度、流体流压力、流体流速、流体压力波形的幅值或频率、流体温度波形的幅值或频率、流体流速波形的幅值或频率有关。对于特定的FACS和液体色谱仪，已经针对上述相应缺点通过常规方法解决了流体流动特性的偏差。为了调节流体流动特性的偏差或者提高处理和分析效率的目的，本专利技术解决了将流体递送到微流体装置的常规方法中的这些缺点中的每个缺点。
技术实现思路
因此，本专利技术的宽泛目的是提供流体流动特性调节器，其能够与各种微流体装置中的任一种一起使用以将通过流体源内的一定量流体的功能与提供对递送到微流体装置的流体流的流体流动特性进行调节的功能隔离。本专利技术的另一宽泛目的是提供流体流动特性调节器，其运行以减少诸如如下特性的流体流的一个或多个流体流动特性的偏差量：流体流速、流体流温度、流体流压力、流体压力波形的幅值或频率、流体温度波形的幅值或频率、流体流速波形的幅值或频率。本专利技术的另一宽泛目的是提供流体流动特性调节器，其部分用于对流体流进行杀菌过滤，使得死区容积减小为常规死区容积的大约五分之一至大约二十五分之一。本专利技术的另一宽泛目的是使用不增压的流体源来替代常规的增压流体源，所述不增压的流体源与往复式活塞泵流体耦合，流体流被递送到流体流动特性调节器中，流体流动特性调节器充分地减少从泵递送的流体流的偏差以允许基于诸如载有精子细胞的X染色体和载有精子细胞的Y染色体之间的DNA量等一个或多个细胞特性的差别对诸如细胞或精子细胞等粒子进行分类。自然地，本专利技术的其它目的在说明书、附图和权利要求书的其它地方进行了公开。附图说明图1提供了本专利技术的一般性实施方案的框图。图2提供了可用于实践本专利技术的各个实施方案的硬件器件和软件方法的框图。图3为流体流动特性调节器的特定实施方案的立体图。图4为流体流动特性调节器的特定实施方案的分解图。图5为流体流动特性调节器的特定实施方案的平面图。图6为流体流动特性调节器的特定实施方案的侧视图。图7为流体流动特性调节器的特定实施方案的第一端视图。图8为流体流动特性调节器的特定实施方案的第二端视图。图9为绘制由霍尔效应传感器生成的伏特数对霍尔效应传感器和磁场之间的距离的曲线图。图10为生成递送到流式细胞仪的经调节流体流的本专利技术的特定实施方案的框图。图11为生成递送到流式细胞仪的经调节流体流的本专利技术的特定实施方案的框图，所述流式细胞仪具有多个喷嘴，每个喷嘴能够在从相应的喷嘴管口递送的流体流中生成液滴。图12为依照本专利技术调节的流体流中夹带的精子细胞的直方图，流体流被区分为X染色体承载种群和Y染色体承载种群。图13为依照本专利技术调节的流体流中夹带的精子细胞的二元曲线图，流体流被区分为X染色体承载种群和Y染色体承载种群。图14为绘制事件率、并发率和分类率对时间段的曲线图，其中利用接收使用流体流动特性调节器的特定实施方案进行调节的流体流的FACS将精子细胞分类为X染色体承载种群和Y染色体承载种群。图15为绘制并发率与事件率的比率、分类率与事件率的比率以及分类率与并发率的比率对时间段的曲线图，利用接收使用流体流动特性调节器的特定实施方案进行调节的流体流的FACS将精子细胞分类为X染色体承载种群和Y染色体承载种群。具体实施方式一般地，公开了包括两个装置的流体处理系统和用于递送一个或多个流体流动特性的偏差减小的流体的方法。具体地，流体流动特性调节器提供可变容量流路，在所述可变容量流路中能够通过控制流体连本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有多个喷嘴的流式细胞仪，所述流式细胞仪包括：流体源，该流体源与流体流生成器连通；多个流体调节器，每个流体调节器都从所述流体源接收流体流，并且每个流体调节器都包括：内室，该内室与一个或多个入口以及一个或多个出口连通；流体流路，该流体流路连接到所述一个或多个入口以及所述一个或多个出口；与所述流体流路相邻的控制流体流路，该控制流体流路连接到所述一个或多个入口以及所述一个或多个出口；挠性壁垒，该挠性壁垒位于所述流体流路和所述控制流体流路之间，所述挠性壁垒包括限定所述流体流路的第一壁垒表面和限定所述控制流体流路的第二壁垒表面；以及流体流偏差传感器，该流体流偏差传感器响应于经由所述流体流路中的所述一个或多个入口进入所述调节器的流体流来感测所述挠性壁垒的移动，并且所述流体流偏差传感器基于所述挠性壁垒的所述移动而生成流体流偏差信号，其中，控制流体在所述控制流体入口中基于所述流体流偏差信号而被调节；以及多个喷嘴，每个喷嘴都与所述多个流体调节器中的一个连通。

【技术特征摘要】
2009.06.05 US 61/217,9271.一种具有多个喷嘴的流式细胞仪，所述流式细胞仪包括：流体源，该流体源与流体流生成器连通；多个流体调节器，每个流体调节器都从所述流体源接收流体流，并且每个流体调节器都包括：内室，该内室与一个或多个入口以及一个或多个出口连通；流体流路，该流体流路连接到所述一个或多个入口以及所述一个或多个出口；与所述流体流路相邻的控制流体流路，该控制流体流路连接到所述一个或多个入口以及所述一个或多个出口；挠性壁垒，该挠性壁垒位于所述流体流路和所述控制流体流路之间，所述挠性壁垒包括限定所述流体流路的第一壁垒表面和限定所述控制流体流路的第二壁垒表面；以及流体流偏差传感器，该流体流偏差传感器响应于经由所述流体流路中的所述一个或多个入口进入所述流体调节器的流体流来感测所述挠性壁垒的移动，并且所述流体流偏差传感器基于所述挠性壁垒的所述移动而生成流体流偏差信号，其中，控制流体在控制流体入口中基于所述流体流偏差信号而被调节；其中，每个流体调节器都还包括第一调节器部分，所述第一调节器部分具有啮合所述挠性壁垒的所述第一壁垒表面的构造以便在所述流体调节器内限定所述流体流路，并且，其中，每个流体调节器都还包括第二调节器部分，所述第二调节器部分具有啮合所述挠性壁垒的所述第二壁垒表面的构造以便在所述流体调节器内限定所述控制流体流路，所述第一调节器部分和所述第二调节器部分啮合以便与所述流体流路和所述控制流体流路相邻布置；以及多个喷嘴，每个喷嘴都与所述多个流体调节器中的一个连通。2.如权利要求1所述的流式细胞仪，其中，每个流体调节器中的流体流都包括液体流。3.如权利要求2所述的流式细胞仪，其中，每个流体流路中的所述液体流都选自由如下成分构成的组：液化气体以及溶剂。4.如权利要求1所述的流式细胞仪，其中，所述控制流体包括控制气体流。5.如权利要求4所述的流式细胞仪，其中，所述控...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯·博伊德·吉利根，
申请(专利权)人：XY有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US