[發明專利]利用含排列成圖案的立柱的微通道分離細胞

有效

• 申請號: 201310240119.1
• 申請日: 2006-01-05
• 公開（公告）號: CN103382434A
• 公開（公告）日: 2013-11-06
• 發明（設計）人: R·巴特;Z·唐;P·欽伯格
• 申請（專利權）人: 生物概念股份有限公司
• 主分類號: C12M1/00
• 分類號: C12M1/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 陶家蓉

本申請是2006.01.05提交的CN200680002401.4，題為“利用含排列成圖案的立柱的微通道分離細胞”的分案申請。

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

發明背景

有效分離和收集異質細胞群中的稀有細胞仍然令人很感興趣，因為對分離細胞群用于疾病診斷和治療(如基因治療)以及基礎科學研究的需求不斷增長。例如，可將正常較大細胞群中的病變細胞(如癌細胞)分離出來、然后將清除后的細胞群再回輸給病人。

細胞分離是生物醫學和臨床發展中的一個迅速成長的領域，分離復雜細胞群中所需細胞亞組方法的改進拓寬了對相對均質和特性明確的細胞的研究和應用。分離的細胞也廣泛用于研究，例如測定藥物或治療對靶細胞群的作用，研究生物學通路、分離和研究轉化或修飾的細胞群等。目前的臨床應用包括，例如，分離造血干細胞以重建血細胞，特別是與損傷性化療和放療聯用。

已公布的美國專利申請No.2004/038315描述了將可釋放接頭連接于毛細血管內腔表面來結合所需細胞，然后通過切割試劑釋放和回收細胞。已公布的美國專利申請No.2002/132316通過采用移動的梯度光場利用微小通道裝置分離細胞群。美國專利No.6,074,827公開了采用微流體(床)裝置構成的“富集通道”，利用在該通道中電泳來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合片段來保留所需的靶生物物質。美國專利No.6,432,630公開了采用一種微流體系統，用于引導含生物顆粒的液體流過通道而被選擇性偏流(收集)，表明可利用該系統來分離母血樣品中的胎兒細胞。

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

K.Takahashi等.，J.Nanobiotechnology.2，5:6(2004，6，13)公開了一種在芯片上分揀細胞的系統，此系統中有多個微流體入口通道通向固定在玻璃平板上的PDMS板(用主鑄模以光阻環氧樹脂制作)中形成的中央細胞分揀區。PDMS板中的瓊脂凝膠電極通過施加靜電作用力促使分離(去掉)不需要的細胞，使這些細胞在流經會聚的短小細胞分揀區時進入平行的廢棄緩沖液連續液流中。也顯示采用預先過濾法可物理性捕獲大的塵埃顆粒。已公布的美國專利申請No.2004/029221公開了結構類似的可用于細胞分離的微流體裝置，如通過選擇性溶解母體RBC(紅細胞)來分離母血中的胎兒細胞。可將含有細胞的樣品導入微流體通道裝置中分離全血，此裝置含有多重柵欄，其表面適當偶聯了結合分子(如抗體)而能結合樣品中的細胞。美國專利No.5,637,469公開的微流體裝置含有多個深100微米或不到的通道，其表面固定有結合分子(如抗體)可捕獲感興趣的生物分子作原位分析。美國專利No.5，147，607描述了將抗體固定在微通道中進行免疫試驗(如夾心試驗)所用的裝置。微通道中的凹陷區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。

以上簡述的參考文獻表明，仍然在不斷尋求改進分離體液等中的細胞或其它生物材料的方法。

發明概述

本發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胞或其它靶生物分子，或可在其中安置至少一個專門構建的微通道裝置。構建此裝置在所用的底材中形成通道樣流通途徑(以下簡稱流徑)，在收集區中橫置固定多個立柱。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則陣列圖案以破壞流過其中的直線液流，至關重要的是破壞流經該陣列的規則性流線型液流，從而確保沿此流徑流入收集區的體液或其它液體與立柱碰撞接觸和促進其產生旋轉和渦流。眾立柱的尺寸(如橫截面直徑)不同。將選擇的螯合劑適當結合于整個收集區中橫置立柱表面和其它所有表面，來捕獲所需的靶分子，將它們收集到微通道的收集區。宜在通向收集區的微通道上游部位安置供應孔。發現該微流體裝置的方向與水平面傾斜時，由于重力產生的力矢量作用可獲得更完全的細胞分離。