[發(fā)明專利]用于使含微粒的流體流聚焦的微流控芯片

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201780038037.5
• 申請日: 2017-04-20
• 公開（公告）號: CN109689212A
• 公開（公告）日: 2019-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: D·卡沙寧;I·什韋茨;F·迪科拉托
• 申請（專利權(quán)）人: 塞爾利克斯有限公司
• 主分類號: B01L3/00
• 分類號: B01L3/00;B01D45/04;G01N15/02;C12M1/00
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 景鵬

一種用于使含微粒的流體流聚焦的微流控芯片，包括：樣品微流控通道，其被配置為接收含微粒的流體流；引導(dǎo)微流控通道，其具有多邊形橫截面區(qū)域并被配置為接收引導(dǎo)流體流；和，共用微流控通道，其具有多邊形橫截面區(qū)域，該多邊形橫截面區(qū)域通過樣品微流控通道和引導(dǎo)10微流控通道，以傾斜角度僅沿著引導(dǎo)微流控通道的一個或多個側(cè)面的一部分合并形成；和，檢測區(qū)，其被設(shè)置在公共微流控通道中，且具有一個或多個傳感器。樣品微流控通道和引導(dǎo)微流控通道的合并被配置為提供含微粒聚焦束的復(fù)合流體流，該微粒聚焦束不對稱地設(shè)置在公共微流控通道15中，鄰近公共微流控通道的一個角或一個側(cè)面，并且其中一個或者多個傳感器被配置為用于感測公共通道中的微粒聚焦束的特性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種微流控芯片，和用于使含微粒的流體流聚焦且任選地分析含微粒的流體聚焦流的方法。一方面，所述微流控芯片用于基于阻抗譜或光學散射，分析、識別或分離含微粒的流體。另一方面，所述微流控芯片用于基于阻抗譜或光學散射或熒光，分析、識別或分離含細胞的流體，尤其是含有不同細胞亞群的流體。

背景技術(shù)

值得注意的是，對于本發(fā)明的目的，術(shù)語“粒子”或“微粒”將用于描述固體粒子，如金屬粒子、氧化物粒子、氮化物粒子、硫化物粒子、聚合物粒子和許多其他無機和有機材料的粒子，以及包括在單個粒子內(nèi)的材料的混合物和復(fù)合物的混合粒子，各種納米粒子和微米粒子，以及集群、半固體粒子如凝膠。該術(shù)語也將用于描述軟粒子，例如聚苯乙烯珠和丙烯酸珠，或?qū)嶋H上軟粒子的混合物及其組合物，和含有在每一粒子中的軟質(zhì)物質(zhì)和硬質(zhì)物質(zhì)的混合物和組合物。該術(shù)語也將用于描述細胞，如哺乳動物細胞和/或任何其他細胞。對于本發(fā)明的目的，粒子是一種包含物，其性質(zhì)不同于攜帶它的液體的性質(zhì)。

傳統(tǒng)流式細胞術(shù)依賴于行列中的樣品液體內(nèi)的細胞排列，并逐一檢測與識別細胞。例如，細胞可以排列成行穿過光學檢測束，以便細胞以一次一個細胞的方式進入檢測裝置的聚焦束，并且識別是基于由細胞改變的光信號，例如，光散射或熒光信號。相同的方法應(yīng)用于對含粒子流體中的粒子進行計數(shù)和識別的情況。在本公開中，我們將考慮含細胞的流體和含粒子的流體兩者，并且為了簡潔起見，將它們都稱為含微粒的流體。本發(fā)明的關(guān)注焦點是用于這種檢測和識別的方法和裝置，其以微流控的形式進行測量。

目前，在傳統(tǒng)的流式細胞術(shù)中，通過施加鞘液流，將粒子或細胞流定位在檢測區(qū)(有時也稱為“流動池”)內(nèi)，鞘液流環(huán)繞含粒子的流體流并且使樣品流同軸聚焦，以實現(xiàn)逐一通過檢測器的細胞的均勻流動。通常，鞘液流的流速比樣品流大一到兩個數(shù)量級，以實現(xiàn)適當?shù)木劢贡嚷室约矮@得直徑為30～70微米的樣品流，該樣品流的尺寸適合于基于光學檢測的細胞計數(shù)器。在熒光散射流式細胞術(shù)中，流動的細胞或粒子通過檢測通道內(nèi)的聚焦激光束，并測量激光的散射。獨立地檢測兩個方向的光散射：包含關(guān)于粒子尺寸信息的前向光散射，以及包含關(guān)于細胞或粒子的內(nèi)部特性信息的側(cè)向光散射。此外，側(cè)向光散射信號可經(jīng)過光過濾，以提取關(guān)于粒子或細胞的特定熒光發(fā)射帶的信息。重要的是要注意，使流體動力學聚焦對于減少散射光信號的變化是必要的，因為其這確保了所有粒子或細胞經(jīng)過相同強度的激光并均勻地通過聚焦激光束。均勻性意味著聚焦激光束中的細胞或粒子的跡線的均勻性，因為這會影響檢測信號的強度。如果粒子或細胞不像通常那樣是圓形的，則均勻性也指它們相對于聚焦束方向的取向。實際上，如果細胞例如是盤狀，則光信號將會根據(jù)它們是以較大面積側(cè)(平面)或較小面積側(cè)(盤狀邊緣)面向光束面而發(fā)生改變。

然后可以基于粒子或細胞在特定熒光帶中各自的熒光強度將它們分成亞群。這些亞群可以對應(yīng)于特定的細胞受體、細胞質(zhì)或細胞核的相應(yīng)染色。區(qū)分粒子或因特定細胞特性的微小變化而不同的細胞變得越來越重要。例如，精確測量細胞大小可以檢測健康紅血細胞中的異常紅血細胞。區(qū)分細胞形狀的能力允許檢測鐮狀細胞，和用于區(qū)分不同類型的細菌，例如桿狀的大腸桿菌或圓形的葡萄球菌細菌。細胞核內(nèi)容物的測量允許例如區(qū)別精子細胞中攜帶X和Y的染色體。對這些細胞特性的微小差異的測量超出了當前常規(guī)流式細胞術(shù)的進展。阻礙更精確測量的主要限制是當前技術(shù)不能以可再現(xiàn)和準確的方式，將微粒流體中的所有細胞或粒子呈現(xiàn)在檢測器前。