用浮力分离或富集制剂的系统和装置制造方法及图纸

通过注入于可使其漂浮的溶液中而达到分离生物制剂的系统和装置。这些系统和装置具有许多研究、诊断、临床、消费者以及其它应用。本公开内容的一个方面提供了一种用于从样品中分离或富集生物制剂的装置，此装置包括样品容器，其包括用于容纳样品和多个微泡的内体积、锥形端和开口端、插入到所述开口端的柱塞以及所述锥形端的尖端，其相对于所述样品容器的水平轴形成锐角，其中所述多个微泡使所述样品的一种或多种生物制剂漂浮，以及其中所述柱塞移向所述锥形端以从所述样品分离或富集一种或多种生物制剂。

System and device for separating or enriching preparations by buoyancy

System and apparatus for the separation of biological agents by injection into a solution which can be floated. These systems and devices have many research, diagnostic, clinical, consumer and other applications. One aspect of this disclosure provides an apparatus for enrichment or biological agents were isolated from samples, this device comprises a sample container, comprising a plunger for holding a sample volume, and a plurality of inner tapered end and an open end, microbubble inserted into the opening end and the tapered end of the tip, relative to the horizontal axis of the sample container to form an acute angle, wherein the plurality of microbubbles that the sample of one or more biological agents and floating, wherein the plunger moves to the tapered end to the separation and preconcentration of samples from one or more biological preparations.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求2014年5月10日提交的美国临时申请号61/991502的权益，该美国临时申请通过引用并入本文。关于联邦资助研究的声明本专利技术是在美国国立卫生研究院授予的基金(1R43CA176892-01A1、3R43CA176892-01A1S1、1R43HL126285-01和2R44CA176892)的支持下完成的。政府对本专利技术具有一定的权益。专利技术背景现今从动物血液和组织液里分离和分析细胞的技术尚未达到高纯度且符合成本效益的需求。现有的技术描述了通过离心分离和通过磁力应用去分离细胞的几个方法。细胞分离的其它方法还包括使用微流体、过滤等。离心技术，利用离心机产生的离心力使异种混合物沉降，是从动物血液中分离细胞的一种常用方法。现有技术描述了许多种离心设备，但这些设备既昂贵又复杂，以至于只有研究实验室可以负担得起，并且只有研究实验室技术人员才可以操作它们。这限制了离心分离技术的临床和一般消费者使用。此外，基于离心的方法是根据细胞的物理性能(如密度、尺寸、形状)而无法基于蛋白质表达和生化信息进行细胞分离。磁力可替代离心力而用于动物血中的细胞分离。现有技术的一个应用范例是使用免疫纳米磁珠和横向磁电泳分离循环肿瘤细胞(circulating tumor cells，CTCs)。尽管有效，但这种分离方法的应用昂贵，并且需要经过实验室培训的技术人员的专业技能。这限制了磁力分离方法的临床和一般消费者应用。动物血液里细胞的离心分离和磁力分离需要将细胞注入到溶液中，然后再使细胞沉降。另一项细胞分离的创新技术是使用可紧接选择标记物的微泡。微泡是直径在一微米以上及一毫米以下的气泡。微泡内部可以充填气体，例如空气或全氟化碳。当微泡与细胞、生物制剂或者非生物制剂接触时就会使它们在液体中漂浮。另外，在一些实施例中，生物或非生物制剂可在紧接有或无微泡之后，通过其中所含的液体、气体或二者组合(如本领域中的已知溶液)的情况下而漂浮。在另一些实施例中，紧接有生物或非生物制剂的微泡会在分离或富集后被破碎。通常而言，紧接有微泡的细胞被置于标准离心管后使用离心力或磁力进行分离或富集。现有技术使用特定的倒管及其它容器设备增加微泡有效性，但这些设备在不使用离心力以及在缺乏一个实验室培训的技术人员把这个离心力适当地作用到制剂时就难以进行细胞分离。这就造成高成本及低效率的分离效果。这些高成本和低效率的结果限制了现有分离方法的应用。大型研究机构与资金雄厚的私人公司能够负担得起这些分离方法，但规模较小的实体、个人、一般消费用户及缺乏实验设备和专门技能的诊所就难以承担。此外，现有技术还没有实际可行的一般消费应用，因为一般消费者缺乏操作离心机或磁力应用所要求的技能以及购买昂贵设备的资源。尽管现有技术显示了改进现有细胞分离技术的方法和设备，但没有在不使用离心力或磁力以及必要的实验室开支和操作技能时，提供用于细胞分离(无论是否紧接有微泡)的可行替代方案。因此从动物血中分离细胞的救生应用，在临床和家用环境里受到限制。动物血里的细胞不是使用离心力和磁力技术分离的唯一的生物制剂。其它潜在的救命应用包括分离细胞(如干细胞、免疫细胞、循环肿瘤细胞(CTCs)、肿瘤细胞或其它细胞)、细胞碎片、细菌、病毒、寄生虫等。为了将这些分离出的具有可救命性质的生物制剂用于家庭和临床中，开发替代离心力和磁力分离生物制剂的技术至关重要。
技术实现思路
本公开内容的一个方面提供了一种用于从样品中分离或富集生物制剂的装置，其包括样品容器，该样品容器包括用于容纳样品和多个微泡的内体积、锥形端和开口端、插入到所述开口端的柱塞和所述锥形端的尖端，其相对于所述样品容器的水平轴形成一个锐角，其中所述多个微泡使所述样品的一种或多种生物制剂漂浮，以及其中所述柱塞移向所述尖端以从所述样品分离或富集所述一种或多种生物制剂。在一些情况下，该锐角为约5度至约40度。在一些情况下，该锐角为约5度至约10度。在一些情况下，该锐角为约35度。在一些情况下，该装置包括一个容器喷口，该容器喷口可对由包括所述一种或多种生物制剂的所述尖端形成的一个或多个液滴进行定向取向。在一些情况下，该装置包括用于收集一个或多个液滴的收集容器。在一些情况下，该收集容器与样品容器的外表面邻近。在一些情况下，其中所述收集器被安装到靠近样品容器喷口底端的样品容器的外表面上。本公开内容的一个方面提供了一种用于从样品中分离或富集生物制剂的装置，此装置包括样品容器，该样品容器包括用于容纳样品和多个微泡的内体积、锥形端和开口端、插入到所述开口端的柱塞和所述锥形端的尖端，其相对于所述样品容器的水平轴垂直，其中所述多个微泡使所述样品的一种或多种生物制剂漂浮，以及其中所述柱塞移向所述尖端以从所述样品分离或富集所述一种或多种生物制剂。在一些情况下，所述柱塞是由使用者手动操作的。在一些情况下，该装置包括机械连接到所述柱塞的传动螺杆，其中该传动传动螺杆的转动被机械地转换成所述柱塞的平移。在一些情况下，该装置包括用于容纳传动螺杆的容器底座。在一些情况下，通过将该样品容器的底部法兰插入到该样品容器底座上锁定法兰槽中，将该底部法兰固定到该容器底座。在一些情况下，该传动螺杆是由用使用者手动操作的。在一些情况下，该传动螺杆是由驱动马达自动操作的。在一些情况下，该传动螺杆是由微处理器远程控制的驱动马达自动操作的。在一些情况下，该装置包括用于容纳所述驱动电机的装置外壳。在一些情况下，该装置包括柱塞适配器接头和柱塞接合适配器，其中，所述柱塞适配器接头邻近所述柱塞和所述柱塞接合的适配器，以及所述柱塞接合适配器邻近所述柱塞适配器接头和所述传动螺杆。在一些情况下，该容器底座进一步包括传感器压板和传感器底座。在一些情况下，该容器底座进一步包括线端口。在一些情况下，该容器底座进一步包括螺丝端口。在一些情况下，该样品容器是由所述样品容器的所述内体积提供亲水性能的材料制成。在一些情况下，该样品容器是由所述样品容器的所述内体积提供疏水性能的材料制成。在一些情况下，该材料是玻璃。在一些情况下，亲水层邻近所述样品容器的所述内体积。在一些情况下，疏水层邻近所述样品容器的所述内体积的所述锥形端的尖端。在一些情况下，亲水层邻近所述样品容器的所述内体积，以及疏水层邻近所述内体积的所述锥形端的尖端。在一些情况下，该样品容器是由所述内体积提供亲水性能的材料制成，以及疏水层邻近所述内体积的所述锥形端的尖端。在一些情况下，该亲水层是牛血清白蛋白。在一些情况下，该疏水层是SURFASILTM。在一些情况下，该疏水层是石蜡、聚四氟乙烯、泊洛沙姆或其组合。在一些情况下，该样品容器容纳约1毫升至约10毫升的样品体积。在一些情况下，该样品容器容纳约10毫升至约50毫升的样品体积。在一些情况下，该样品容器容纳约50毫升至约200毫升的样品体积。在一些情况下，该样品是稀释的。在一些情况下，该样品是组织、血液、骨髓、尿液、唾液、脑脊髓液、精液、痰、粪便、关节液、淋巴液、羊水、胆汁、腹水、胸腔积液或其组合。在一些情况下，该样品是脐带血。在一些情况下，该样品是循环的血液。在一些情况下，该样品是肿瘤组织。在一些情况下，该样品是肿瘤组织内的或肿瘤组织周围的体液。在一些情况下，该生物制剂是细胞。在一些情况下，该细胞是循环本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于从样品中分离或富集生物制剂的装置，包括：样品容器，该样品容器包括：(a)用于容纳样品和多个微泡的内体积；(b)锥形端和开口端；(c)插入到所述开口端的柱塞；和(d)所述锥形端的尖端，其相对于所述样品容器的水平轴形成锐角，其中所述多个微泡使所述样品的一种或多种生物制剂漂浮，以及其中所述柱塞移向所述尖端以从所述样品分离或富集所述一种或多种生物制剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.10 US 61/9915021.一种用于从样品中分离或富集生物制剂的装置，包括：样品容器，该样品容器包括：(a)用于容纳样品和多个微泡的内体积；(b)锥形端和开口端；(c)插入到所述开口端的柱塞；和(d)所述锥形端的尖端，其相对于所述样品容器的水平轴形成锐角，其中所述多个微泡使所述样品的一种或多种生物制剂漂浮，以及其中所述柱塞移向所述尖端以从所述样品分离或富集所述一种或多种生物制剂。2.权利要求1所述的装置，其中所述锐角为约5度至约40度。3.权利要求1所述的装置，其中所述锐角为约5度至约10度。4.权利要求1所述的装置，其中所述锐角为约35度。5.权利要求1所述的装置，其进一步包括容器喷口，该容器喷口可对由包括所述一种或多种生物制剂的所述尖端形成的一个或多个液滴进行定向取向。6.权利要求5所述的装置，其进一步包括用于收集一个或多个液滴的收集容器。7.权利要求6所述的装置，其中所述收集容器与样品容器的外表面邻近。8.权利要求7所述的装置，其中所述收集容器被安装到靠近样品容器喷口底端的样品容器的外表面上。9.一种用于从样品中分离或富集生物制剂的装置，包括：样品容器，该样品容器包括：(a)用于容纳样品和多个微泡的内体积；(b)锥形端和开口端；(c)插入到所述开口端的柱塞；和(d)所述锥形端的尖端，其相对于所述样品容器的水平轴垂直，其中所述多个微泡使所述样品的一种或多种生物制剂漂浮，以及其中所述柱塞移向所述尖端以从所述样品分离或富集所述一种或多种生物制剂。10.权利要求1或9所述的装置，其中所述柱塞是由使用者手动操作的。11.权利要求1或9所述的装置，其进一步包括机械连接到所述柱塞的传动螺杆，其中所述传动传动螺杆的转动被机械地转换成所述柱塞的平移。12.权利要求11所述的装置，其进一步包括用于容纳传动螺杆的容器底座。13.权利要求12所述的装置，其中通过将所述样品容器的底部法兰插入到所述容器底座上的锁定法兰槽中，将所述底部法兰固定到所述容器底座。14.权利要求11所述的装置，其中所述传动螺杆是由使用者手动操作的。15.权利要求11所述的装置，其中所述传动螺杆是由驱动马达自动操作的。16.权利要求11所述的装置，其中所述传动螺杆是由微处理器远程控制的驱动马达自动操作的。17.权利要求15所述的装置，其进一步包括用于容纳所述驱动电机的装置外壳。18.权利要求11所述的装置，其进一步包括柱塞适配器接头和柱塞接合适配器，其中，所述柱塞适配器接头邻近所述柱塞和所述柱塞接合适配器，以及所述柱塞接合适配器邻近所述柱塞适配器接头和所述传动螺杆。19.权利要求12所述的装置，其中所述容器底座进一步包括传感器压板和传感器底座。20.权利要求12所述的装置，其中所述容器底座进一步包括线端口。21.权利要求12所述的装置，其中所述容器底座进一步包括一个螺丝端口。22.权利要求1或9所述的装置，其中所述样品容器是由向所述样品容器的所述内体积提供亲水性能的材料制成。23.权利要求1或9所述的装置，其中所述样品容器是由向所述样品容器的所述内体积提供疏水性能的材料制成。24.权利要求22所述的装置，其中所述材料是玻璃。25.权利要求1或9所述的装置，其中亲水层邻近所述样品容器的所述内体积。26.权利要求1或9所述的装置，其中疏水层邻近所述样品容器的所述内体积的所述锥形端。27.权利要求1或9所述的装置，其中亲水层邻近所述样品容器的所述内体积，以及疏水层邻近所述内体积的所述锥形端。28.权利要求1或9所述的装置，其中所述样品容器是由向所述内体积提供亲水性能的材料制成，以及疏水层邻近所述内体积的所述锥形端。29.权利要求25或27所述的装置，其中所述亲水层是牛血清白蛋白。30.权利要求26、27或28中任一项所述的装置，其中所述疏水层是SURFASILTM。31.权利要求26、27或28中任一项所述的装置，其中所述疏水层是石蜡、聚四氟乙烯、泊洛沙姆或其组合。32.权利要求1或9所述的装置，其中所述样品容器容纳约1毫升至约10毫升的样品体积。33.权利要求1或9所述的装置，其中所述样品容器容纳约10毫升至约50毫升的样品体积。34.权利要求1或9所述的装置，其中所述样品容器容纳约50毫升至约200毫升的样品体积。35.权利要求1或9所述的装置，其中所述样品是稀释的。36.权利要求1或9所述的装置，其中所述样品是组织、血液、骨髓、尿液、唾液、脑脊髓液、精液、痰、粪便、关节液、淋巴液、羊水、胆汁、腹水、胸腔积液或其组合。37.权利要求1或9所述的装置，其中所述样品是脐带血。38.权利要求1或9所述的装置，其中所述样品是循环的血液。39.权利要求1或9所述的装置，其中所述样品是肿瘤组织。40.权利要求1或9所述的装置，其中所述样品是肿瘤组织内的或肿瘤组织周围的体液。41.权利要求1或9所述的装置，其中所述生物制剂是细胞。42.权利要求41所述的装置，其中所述细胞是循环肿瘤细胞(CTC)。43.权利要求41所述的装置，其中所述细胞是骨髓细胞。44.权利要求41所述的装置，其中所述细胞是来源于母亲血液的的胎儿细胞。45.权利要求41所述的装置，其中所述细胞与所述多个微泡之比为约1:100。46.权利要求41所述的装置，其中所述细胞与所述多个微泡之比为约1:500。47.权利要求41所述的装置，其中所述细胞与所述多个微泡之比为约1:1000。48.权利要求1或9所述的装置，其中分离或富集的所述生物制剂小于总样品的0.5％。49.权利要求36所述的装置，其中分离或富集的所述生物制剂小于总样品的0.1％。50.权利要求49所述的装置，其中分离或富集的所述生物制剂小于总样品的0.01％。51.权利要求50所述的装置，其中分离或富集的所述生物制剂小于总样品的0.001％。52.权利要求1或9所述的装置，其中所述微泡是脂质壳微泡、白蛋白壳微泡、聚合物壳微泡、脂质聚合物壳微泡、玻璃微泡或其组合。53.权利要求52所述的装置，其中每个微泡的壳包含脂质、蛋白质、聚合物、脂质聚合物、玻璃或其组合。54.权利要求1或9所述的装置，其中所述多个微泡具有约1微米至约10微米的外径。55.权利要求1或9所述的装置，其中所述多个微泡具有约2微米至约8微米的外径。56.权利要求1或9所述的装置，其中所述多个微泡具有约2微米至约20微米的外径。57.权利要求1或9所述的装置，其中所述多个选择标记物与多个微泡的外表面邻近。58.权利要求57所述的装置，其中所述多个选择标记物通过亲核共轭加成与所述外表面结合。59.权利要求58所述的装置，其中所述多个选择标记物通过Michael加成与所述外表面结合。60.权利要求57所述的装置，其中每个微泡的所述多个选择标记物为约200,000至约500,000个。61.权利要求57所述的装置，其中邻近多个微泡的单个微泡外表面的多个选择标记物的表面密度为每平方微米约3000至约6000个选择标记物。62.权利要求57所述的装置，其中邻近多个微泡的单个微泡外表面的多个选择标记物的表面密度为每平方微米约1000至约3000个选择...

【专利技术属性】
技术研发人员：石桂欣，M·本奇莫尔，T·沃森，
申请(专利权)人：大集有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US