用于高通量单细胞分析的设备，系统和方法技术方案

本公开包括用于将细胞组织成阵列，通过基于图像的分析在短或长的持续时间内对它们进行表型化，以及利用每个细胞旁边存在的DNA条形码进行大规模平行条形码基因组分析的装置、系统和方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于高通量单细胞分析的设备，系统和方法交叉引用本申请要求于2017年10月20日提交的美国临时申请号62/574，865的优先权，该申请通过引用合并于此。关于联邦资助研究的声明本专利技术得到美国政府的支持，由美国国家卫生研究院授予的联邦资助号R2GM111584和R01GM123542。联邦政府对本专利技术享有某些权利。技术背景单细胞分析技术可以在各种基础研究和临床应用中取得突破性进展。例如，在常规细胞培养技术需要数周或数月实验的情况下，单细胞分析有可能快速鉴定罕见的耐药细胞。但是，现有的单细胞分析平台在细胞捕获架构中均无法提供高捕获效率，该细胞捕获架构兼容长期细胞培养、高通量显微镜、自动图像处理、生化分析和基因组分析技术，从而让大型数据集被有效地分析。因此，需要捕获和分隔单细胞的改进方法，用于随后的表型、生化、生理、遗传、基因组和/或蛋白质组学的分析。
技术实现思路
本文公开的是微流控装置，其包括：a)布置在至少一个流体入口和至少一个流体出口之间并与之流体连通的多个堰阱，其中每个堰阱被构造成保持物体悬浮在通过微流控装本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微流控装置，包括：/na）设置在至少一个流体入口和至少一个流体出口之间并与之流体连通的多个堰阱，其中每个堰阱被构造为保持悬浮在通过所述微流控装置的流体中的物体，其中：/ni）每个堰阱在至少一个维度上包括收缩区，该收缩区小于所述物体最小尺寸约三分之一；以及/nii）绕过堰阱的流体流路的流体阻力与穿过堰阱的流体流路的流体阻力之比至少为0.4。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171020 US 62/574,8651.一种微流控装置，包括：
a）设置在至少一个流体入口和至少一个流体出口之间并与之流体连通的多个堰阱，其中每个堰阱被构造为保持悬浮在通过所述微流控装置的流体中的物体，其中：
i）每个堰阱在至少一个维度上包括收缩区，该收缩区小于所述物体最小尺寸约三分之一；以及
ii）绕过堰阱的流体流路的流体阻力与穿过堰阱的流体流路的流体阻力之比至少为0.4。


2.根据权利要求1所述的微流控装置，其中，所述流体阻力之比至少为0.75。


3.根据权利要求1或权利要求2所述的微流控装置，其中，所述流体阻力之比至少为1.0。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的微流控装置，其中，所述流体阻力之比至少为1.25。


5.一种微流控装置，包括：
a）设置在至少一个流体入口和至少一个流体出口之间并与之流体连通的多个堰阱，其中每个堰阱被构造成保持悬浮在通过所述微流控装置的流体中的物体，其中：
i）每个堰阱包括入口区域，内部区域和出口区域，它们共同构成穿过所述堰阱的内部流体流路，该内部流体流路具有流体阻力RT；
ii）多数堰阱中的每个堰阱与一个具有流体阻力RA的长旁路流体通道和一个或两个短旁路流体通道流体连通，每个短旁路流体通道的流体阻力小于RA，其中每个旁路流体流动通道将堰阱的出口区域连接到另一个堰阱的入口区域；以及
iii）RA/RT之比至少为1.0。


6.一种微流控装置，包括：
a）设置在至少一个流体入口和至少一个流体出口之间并与之流体连通的多个堰阱，其中每个堰阱被构造为保持悬浮在通过所述微流控装置的流体中的物体，其中：
i）每个堰阱包括入口区域，内部区域和出口区域，它们共同构成穿过所述堰阱的内部流体流路，该内部流体流路具有流体阻力RT；
ii）多数堰阱中的每个堰阱与一个具有流体阻力RA的长旁路流体通道和一个或两个短旁路流体通道流体连通，每个短旁路流体通道的流体阻力小于RA，其中每个旁路流体流动通道将堰阱的出口区域连接到另一个堰阱的入口区域；以及
iii）如果未占用堰阱，则流体沿第一方向流过相邻的短旁路通道；如果堰阱被物体占用，则流体沿第二方向流过。


7.根据权利要求5或6所述的微流控装置，其中，RA/RT之比至少为1.1。


8.根据权利要求5至7中任一项所述的微流控装置，其中，RA/RT之比至少为1.2。


9.根据权利要求5至8中任一项所述的微流控装置，其中，RA/RT之比至少为1.3。


10.根据权利要求5至9中任一项所述的微流控装置，其中，RA/RT之比至少为1.4。


11.根据权利要求5至10中任一项所述的微流控装置，其中，RA/RT之比至少为1.45。


12.根据权利要求5至11中任一项所述的微流控装置，其中，每个堰阱包括至少一个收缩区，该收缩区的空间尺寸小于所述物体最小尺寸的约一半。


13.根据权利要求5至12中任一项所述的微流控装置，其中，每个堰阱包括至少一个收缩区，所述收缩区的空间尺寸小于所述悬浮物最小尺寸的约三分之一。


14.根据权利要求5至13中任一项所述的微流控装置，其中，每个堰阱包括至少一个收缩区，所述收缩区的空间尺寸在约1.5μm至约6μm的范围内。


15.根据权利要求5至14中任一项所述的微流控装置，其中，RA/RT之比至少为1.2，并且各个堰阱将悬浮物保持在第一接触上的捕获概率至少为0.36。


16.根据权利要求5至15中任一项所述的微流控装置，其中，RA/RT之比至少为1.45，并且各个堰阱将悬浮物保持在第一接触上的捕获概率至少为0.60。


17.根据权利要求5至16中任一项所述的微流控装置，其中，每个堰阱在所述出口区域内包括玻璃料结构，并且其中，所述玻璃料结构包括一个或多个收缩区，该收缩区的空间尺寸小于所述悬浮物的最小尺寸。


18.根据权利要求1至17中任一项所述的微流控装置，其中，所述多个堰阱包括至少100个堰阱。


19.根据权利要求1至18中任一项所述的微流控装置，其中，所述多个堰阱包括至少1000个堰阱。


20.根据权利要求1至19中任一项所述的微流控装置，其中，所述多个堰阱包括至少10000个堰阱。


21.根据权利要求1至20中任一项所述的微流控装置，其中，所述多个堰阱包括至少100000个堰阱。


22.根据权利要求1至21中任一项所述的微流控装置，其中，用于捕获所述悬浮物的预饱和捕获效率至少为20％。


23.根据权利要求1至21中任一项所述的微流控装置，其中，用于捕获所述悬浮物的预饱和捕获效率至少为50％。


24.根据权利要求1至23中任一项所述的微流控装置，其中，用于捕获所述悬浮物的预饱和捕获效率至少为80％。


25.根据权利要求1至24中任一项所述的微流控装置，其中，用于捕获所述悬浮物的预饱和捕获效率至少为90％。


26.根据权利要求1至25中...

【专利技术属性】
技术研发人员：本杰明·耶伦，李颖，杰夫·莫斯茨曼，
申请(专利权)人：杜克大学，
类型：发明
国别省市：美国;US