保持流体通道中的恒定体积流量的系统和方法技术方案

这里公开了能够识别、跟踪和分选在通道(例如具有流体介质的微流体通道)中流动的颗粒的系统和方法。通道和流体介质可以具有相似的折射率，使得当被电磁辐射照射时它们看起来是半透明的或透明的。颗粒可以具有与通道和介质的折射率基本上不同的折射率，使得颗粒干扰电磁辐射。传感器可以与通道相邻地设置以记录电磁辐射。传感器可以用于识别、跟踪和分选颗粒。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】保持流体通道中的恒定体积流量的系统和方法相关申请的交叉引用本申请要求享有2018年10月3日提交的美国临时申请第62/740,696号的优先权权益，该美国临时申请的全部内容出于所有目的通过引用合并于此。

技术介绍
需要对分散在介质中的细胞、微粒、细胞状或微粒状材料、或不混溶材料的液滴进行识别、跟踪和分选的微流体方法和系统构成了快速发展的领域。然而，当前系统至少部分由于系统的波动而没有速度和准确性。
技术实现思路
本公开提供了一种控制微流体分选系统中的体积流量的方法，该微流体分选系统用于分散在介质中的细胞、微粒、细胞状或微粒状材料、或不混溶材料的液滴(这里统称为颗粒)。该方法的步骤包括：使包含多个颗粒的介质以选定的速率通过主要通道到达传感器，以至少感测颗粒子集；使具有感测到的颗粒子集的介质通过到达第一分选汇合点，该第一分选汇合点包括连接到第一辅助通道和第二辅助通道的主要通道；将感测到的颗粒子集从主要通道分选到第一辅助通道中；以及将没有颗粒的介质从第二辅助通道重新注入到主要通道中。介质从第二辅助通道的重新注入保持主要通道中的选定的体积流量。在某些实施方式中，选定的体积流量控制至少在主要通道内和/或至少在第一辅助通道内的颗粒间间隔、颗粒间定时、颗粒定位或其任何组合。在一些情况下，该方法包括操纵颗粒间间隔、颗粒间定时和/或颗粒定位。例如，操纵包括在所述多个颗粒内保持恒定的颗粒间间隔和恒定的颗粒间定时、在所述多个颗粒内改变颗粒间间隔和颗粒间定时、对颗粒子集进行分组、使颗粒子集聚集、或其任何组合。<br>在某些实施方式中，分选包括通过介质的介电泳操纵和携带。介电泳操纵可选地包括在颗粒子集中引起偶极矩。颗粒子集中的偶极矩迫使颗粒子集进入到第一辅助通道中。通过介质的携带包括在有颗粒子集的情况下采用流入到第一辅助通道中的介质的初始体积流量。如这里所述，重新注入没有颗粒(或基本上没有颗粒)的介质包括重新注入一体积流量的介质，该体积流量等于在有感测到的颗粒子集的情况下流入到第一辅助通道中的介质的体积流量。本公开还提供了一种具有受控的体积流量的微流体颗粒分选系统。该系统包括：主要通道，包括包含多个颗粒的介质；第一传感器，用于至少感测所述多个颗粒中的颗粒子集，其中第一传感器与主要通道相邻地定位；第一辅助通道，配置为从主要通道至少接收包含所述多个颗粒的介质的子集；第二辅助通道；配置为至少重新注入由第一辅助通道接收到的介质的子集；以及介质泵系统，其中介质泵系统配置为保持系统中的介质的体积流量。如这里所述，分选汇合点包括连接到主要通道的第一辅助通道和在第一辅助通道下游连接到主要通道的第二辅助通道。在某些实施方式中，分选汇合点可以是二维汇合点或三维汇合点。在某些实施方式中，该系统包括多个分选汇合点。在一些情况下，第一辅助通道配置为从包含多个颗粒的介质至少接收颗粒子集。另外，第二辅助通道配置为接收缺少以初始体积流量分选到第一通道中的颗粒子集的介质，并将一体积流量的没有颗粒子集的介质(即，从其至少部分地去除了颗粒的介质)以初始速率供应到主要通道。如这里所述，没有颗粒子集的介质的体积流量等于第一辅助通道接收到的介质的体积流量。该系统可选地包括介质入口和介质歧管，该介质歧管配置为将介质至少供应到第二辅助通道，并且在某些情况下，介质歧管配置为对多个第二辅助通道进行供应。如这里所述，介质歧管系统是理想的介质源。本
技术实现思路
是本公开的各个方面的高级概述，并介绍了下面将在“具体实施方式”中进一步描述的构思中的一些。本
技术实现思路
不旨在标识所要求保护的主题的关键或必要特征，也不旨在单独用于确定所要求保护的主题的范围。应通过参照本公开的整个说明书的适当部分、任何或所有附图以及每个权利要求来理解主题。附图说明在以下详细描述中，参照形成其一部分的附图。在附图中，相似的符号通常标识相似的部件，除非上下文另有所指。在详细描述、附图和权利要求中描述的说明性实施方式并不意味着是限制性的。在不脱离这里提出的主题的范围的情况下，可以利用其他实施方式，并且可以进行其他改变。将容易理解，可以以各种不同的配置来布置、替换、组合、分离和设计如这里一般性地描述以及在附图中示出的本公开的方面，所有这些配置在此被明确地考虑。图1是示出根据这里描述的一实施方式的在通道中流动的液滴的显微图的图示。图2A是示出根据这里描述的一实施方式的在通道中流动的液滴的显微图的图示。图2B是示出根据这里描述的一实施方式的在通道中流动的液滴的显微图的图示。图2C是示出根据这里描述的一实施方式的在通道中流动的液滴的显微图的图示。图2D是示出根据这里描述的一实施方式的在通道中流动的液滴的显微图的图示。图3是示出根据这里描述的一实施方式的，液滴从第一分选汇合点移动到第二分选汇合点所花费的平均时间的图。图4是示出根据这里描述的一实施方式的，液滴从第一分选汇合点移动到第二分选汇合点所花费的平均时间的图。图5是示出根据这里描述的一实施方式的，液滴从第一分选汇合点移动到第二分选汇合点所花费的平均时间的图。图6是示出根据这里描述的一实施方式的，液滴从第一分选汇合点移动到第二分选汇合点所花费的平均时间的图。图7是根据这里描述的一实施方式的介质入口和歧管系统的示意图。图8是示出根据这里描述的一实施方式的在通道中流动的液滴的显微图的图示。图9是示出根据这里描述的一实施方式的在通道中流动的液滴的显微图的图示。具体实施方式I.概述本公开的某些方面和特征涉及控制微流体系统中的材料(例如，包含细胞、颗粒、液滴、或细胞状或颗粒状材料)的体积。更具体地，本公开的某些方面和特征涉及控制主要通道中的包含细胞、颗粒、或细胞状或颗粒状材料(在这里称为颗粒)的介质的体积，并且在一些实施方式中，专门涉及细胞分选(例如，荧光激活细胞分选(FACS))。这里公开了能够识别、跟踪和分选在主要通道中流动的颗粒并控制颗粒之间的位置、速度和间隔的系统和方法。主要通道可以是设置到基板上或在基板内的微流体通道。主要通道还可以包括在其中携带颗粒的介质(即，使得颗粒在介质中流过主要通道)。传感器可以与主要通道相邻地设置以感测颗粒。传感器可以附接到用于识别、跟踪和分选颗粒的系统。多个通道可以汇聚以形成分选汇合点。例如，第一辅助通道可以附接到主要通道，其中第一辅助通道配置为接收分选的颗粒和在其中携带这些颗粒的介质。第二辅助通道可以附接到主要通道，其中第二辅助通道配置为将第一辅助通道接收到的一定体积的介质重新注入回主要通道中。注意，针对成分描述的描述实施方式也可以并入方法和/或系统中，反之亦然。II.定义除非另有定义，否则这里使用的所有技术术语和科学术语具有与本公开所属领域的普通技术人员通常所理解的相同的含义。这里引用的所有专利、申请、公开的申请和其他出版物通过引用被整体合并。如果本节中阐述的定义与通过引用合并于此的专利、申请、公开的申请和其他出版物中阐述的定义相反或以其它方式不一致，则本节中阐本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种控制微流体颗粒分选系统中的体积流量的方法，包括：/n(a)使包含多个颗粒的介质以选定的体积流量通过主要通道到达传感器，以至少感测所述颗粒的子集；/n(b)使具有感测到的颗粒子集的所述介质通过到达第一分选汇合点，所述第一分选汇合点包括连接到第一辅助通道和第二辅助通道的所述主要通道；/n(c)将所述感测到的颗粒子集从所述主要通道分选到所述第一辅助通道中；以及/n(d)将没有颗粒的介质从所述第二辅助通道重新注入到所述主要通道中，其中所述介质从所述第二辅助通道的重新注入保持所述主要通道中的所述选定的体积流量。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181003 US 62/740,6961.一种控制微流体颗粒分选系统中的体积流量的方法，包括：
(a)使包含多个颗粒的介质以选定的体积流量通过主要通道到达传感器，以至少感测所述颗粒的子集；
(b)使具有感测到的颗粒子集的所述介质通过到达第一分选汇合点，所述第一分选汇合点包括连接到第一辅助通道和第二辅助通道的所述主要通道；
(c)将所述感测到的颗粒子集从所述主要通道分选到所述第一辅助通道中；以及
(d)将没有颗粒的介质从所述第二辅助通道重新注入到所述主要通道中，其中所述介质从所述第二辅助通道的重新注入保持所述主要通道中的所述选定的体积流量。


2.根据权利要求1所述的方法，其中所述选定的体积流量控制至少在所述主要通道内的颗粒间间隔、颗粒间定时、颗粒定位或其任何组合。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述选定的体积流量控制至少在所述第一辅助通道内的颗粒间间隔、颗粒间定时、颗粒定位或其任何组合。


4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，还包括操纵所述颗粒间间隔、所述颗粒间定时和所述颗粒定位。


5.根据权利要求4所述的方法，其中所述操纵包括在所述多个颗粒内保持恒定的颗粒间间隔和恒定的颗粒间定时、在所述多个颗粒内改变颗粒间间隔和颗粒间定时、对颗粒子集进行分组、使颗粒子集聚集或其任何组合。


6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其中所述分选包括通过所述介质的介电泳操纵和携带。


7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其中所述介电泳操纵包括在所述颗粒子集中引起偶极矩。


8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其中在所述颗粒子集中引起偶极矩迫使所述颗粒子集进入到所述第一辅助通道中。


9.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其中通过所述介质的携带包括在有所述颗粒子集的情况下采用流入到所述第一辅助通道中的所述介质的初始体积流量。


10.根据权利要求1-9中任一项所述的方法，其中重新注入没有颗粒的所述介质包括重新注入一体积流量的没有...

【专利技术属性】
技术研发人员：A霍米克，S维亚瓦哈尔，
申请(专利权)人：威里利生命科学有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US