[發(fā)明專利]利用含排列成圖案的立柱的微通道分離細(xì)胞

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200680002401.4
• 申請(qǐng)日: 2006-01-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101102847A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-01-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: Z·唐;R·巴特;P·欽伯格
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 生物概念股份有限公司
• 主分類號(hào): B01L3/00
• 分類號(hào): B01L3/00;G01N33/543;G01N33/49;B01D29/00
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司
• 代理人: 陶家蓉

本發(fā)明涉及提取或分離進(jìn)料液體中的靶生物分子，更具體說(shuō)，涉及從體液等中分離所需靶人細(xì)胞的方法和裝置。

發(fā)明背景

有效分離和收集異質(zhì)細(xì)胞群中的稀有細(xì)胞仍然令人很感興趣，因?yàn)閷?duì)分離細(xì)胞群用于疾病診斷和治療(如基因治療)以及基礎(chǔ)科學(xué)研究的需求不斷增長(zhǎng)。例如，可將正常較大細(xì)胞群中的病變細(xì)胞(如癌細(xì)胞)分離出來(lái)、然后將清除后的細(xì)胞群再回輸給病人。

細(xì)胞分離是生物醫(yī)學(xué)和臨床發(fā)展中的一個(gè)迅速成長(zhǎng)的領(lǐng)域，分離復(fù)雜細(xì)胞群中所需細(xì)胞亞組方法的改進(jìn)拓寬了對(duì)相對(duì)均質(zhì)和特性明確的細(xì)胞的研究和應(yīng)用。分離的細(xì)胞也廣泛用于研究，例如測(cè)定藥物或治療對(duì)靶細(xì)胞群的作用，研究生物學(xué)通路、分離和研究轉(zhuǎn)化或修飾的細(xì)胞群等。目前的臨床應(yīng)用包括，例如，分離造血干細(xì)胞以重建血細(xì)胞，特別是與損傷性化療和放療聯(lián)用。

已公布的美國(guó)專利申請(qǐng)No.2004/038315描述了將可釋放接頭連接于毛細(xì)血管內(nèi)腔表面來(lái)結(jié)合所需細(xì)胞，然后通過(guò)切割試劑釋放和回收細(xì)胞。已公布的美國(guó)專利申請(qǐng)No.2002/132316通過(guò)采用移動(dòng)的梯度光場(chǎng)利用微小通道裝置分離細(xì)胞群。美國(guó)專利No.6,074,827公開(kāi)了采用微流體(床)裝置構(gòu)成的“富集通道”，利用在該通道中電泳來(lái)分離和鑒定樣品中的特定核酸。還提到可任選利用抗體或其它結(jié)合片段來(lái)保留所需的靶生物物質(zhì)。美國(guó)專利No.6,432,630公開(kāi)了采用一種微流體系統(tǒng)，用于引導(dǎo)含生物顆粒的液體流過(guò)通道而被選擇性偏流(收集)，表明可利用該系統(tǒng)來(lái)分離母血樣品中的胎兒細(xì)胞。

美國(guó)專利No.6,454,924公開(kāi)的微流體裝置可使含分析物的液體樣品流經(jīng)其上安置有直立立柱的表面，立柱上結(jié)合有捕獲試劑，立柱側(cè)面為疏水性因而有利于限制液體在通道中流動(dòng)。

K.Takahashi等.，J.Nanobiotechnology.2，5：6(2004，6，13)公開(kāi)了一種在芯片上分揀細(xì)胞的系統(tǒng)，此系統(tǒng)中有多個(gè)微流體入口通道通向固定在玻璃平板上的PDMS板(用主鑄模以光阻環(huán)氧樹(shù)脂制作)中形成的中央細(xì)胞分揀區(qū)。PDMS板中的瓊脂凝膠電極通過(guò)施加靜電作用力促使分離(去掉)不需要的細(xì)胞，使這些細(xì)胞在流經(jīng)會(huì)聚的短小細(xì)胞分揀區(qū)時(shí)進(jìn)入平行的廢棄緩沖液連續(xù)液流中。也顯示采用預(yù)先過(guò)濾法可物理性捕獲大的塵埃顆粒。已公布的美國(guó)專利申請(qǐng)No.2004/029221公開(kāi)了結(jié)構(gòu)類似的可用于細(xì)胞分離的微流體裝置，如通過(guò)選擇性溶解母體RBC(紅細(xì)胞)來(lái)分離母血中的胎兒細(xì)胞。可將含有細(xì)胞的樣品導(dǎo)入微流體通道裝置中分離全血，此裝置含有多重柵欄，其表面適當(dāng)偶聯(lián)了結(jié)合分子(如抗體)而能結(jié)合樣品中的細(xì)胞。美國(guó)專利No.5,637,469公開(kāi)的微流體裝置含有多個(gè)深100微米或不到的通道，其表面固定有結(jié)合分子(如抗體)可捕獲感興趣的生物分子作原位分析。美國(guó)專利No.5,147,607描述了將抗體固定在微通道中進(jìn)行免疫試驗(yàn)(如夾心試驗(yàn))所用的裝置。微通道中的凹陷區(qū)域可含有一組從通道底面向上延伸的突出物，抗體即固定在其上。

以上簡(jiǎn)述的參考文獻(xiàn)表明，仍然在不斷尋求改進(jìn)分離體液等中的細(xì)胞或其它生物材料的方法。

發(fā)明概述

本發(fā)明提供一種微流體裝置可用于回收較小體積體液等中的稀有細(xì)胞或其它靶生物分子，或可在其中安置至少一個(gè)專門(mén)構(gòu)建的微通道裝置。構(gòu)建此裝置在所用的底材中形成通道樣流通途徑(以下簡(jiǎn)稱流徑)，在收集區(qū)中橫置固定多個(gè)立柱。這些立柱與基材整合在一起并在通道的上下表面之間延伸。立柱排列成特定的不規(guī)則陣列圖案以破壞流過(guò)其中的直線液流，至關(guān)重要的是破壞流經(jīng)該陣列的規(guī)則性流線型液流，從而確保沿此流徑流入收集區(qū)的體液或其它液體與立柱碰撞接觸和促進(jìn)其產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)和渦流。眾立柱的尺寸(如橫截面直徑)不同。將選擇的螯合劑適當(dāng)結(jié)合于整個(gè)收集區(qū)中橫置立柱表面和其它所有表面，來(lái)捕獲所需的靶分子，將它們收集到微通道的收集區(qū)。宜在通向收集區(qū)的微通道上游部位安置供應(yīng)孔。發(fā)現(xiàn)該微流體裝置的方向與水平面傾斜時(shí)，由于重力產(chǎn)生的力矢量作用可獲得更完全的細(xì)胞分離。