[發明專利]具有集成的血漿收集設備的數字微流控系統和方法

在審

• 申請號: 201880045563.9
• 申請日: 2018-07-23
• 公開（公告）號: CN110892258A
• 公開（公告）日: 2020-03-17
• 發明（設計）人: 梅斯·J·杰布雷;喬治·亞伯拉罕·索托莫雷諾;維克托·李
• 申請（專利權）人: 米羅庫魯斯公司
• 主分類號: G01N27/447
• 分類號: G01N27/447
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 張瑞;楊明釗

數字微流控(DMF)設備可用于從全血中提取血漿并操縱提取的血漿。該設備可以具有設置在樣本入口和樣本出口之間的血漿分離膜，樣本出口通向DMF設備。一旦血漿接觸DMF設備的致動電極，就可以通過致動所述致動電極來拉動血漿穿過血漿分離膜，從而主動地從全血樣本中提取血漿。

相關申請的交叉引用

本申請要求2017年7月24日提交的標題為“DIGITAL MICROFLUIDICS SYSTEMS ANDMETHODS WITH INTEGRATED PLASMA COLLECTION DEVICE”的美國臨時專利申請號62/536,419的優先權，該申請通過引用以其整體并入本文用于所有目的。

本專利申請可要求于2016年6月6日提交的標題為“AIR-MATRIX DIGITALMICROFLUIDICS APPARATUSES AND METHODS FOR LIMITING EVAPORATION AND SURFACEFOULING”的國際申請號PCT/US2016/036015的優先權。

通過引用并入

在本說明書中提到的所有出版物和專利申請都通過引用并入本文，其通過引用并入本文的程度猶如每個單獨出版物或專利申請被具體地和單獨地指明通過引用并入的相同程度。

領域

本文描述了用于操縱和處理被包覆的(encapsulated)液滴的空氣基質數字微流控(DMF)裝置和方法。

背景

基于微流控的技術已被證明在廣泛的應用中是有用的。雖然微流控操縱通常是使用微通道來進行，但最近出現了一種替代范例，稱為數字微流控(DMF)。在DMF中，通過向電極墊(pad)陣列施加一系列電勢，在平的疏水表面上操縱離散的納升(nL)至微升(μL)大小的液滴。DMF在化學、生物和醫療應用中迅速流行，因為它允許直接控制多種試劑，易于處理固體和液體，并且因為疏水表面通常是化學惰性的而與甚至很麻煩的試劑(例如，有機溶劑、腐蝕性化學品等)兼容。

雖然DMF設備可以處理不同類型的液體，但操縱全血可能會造成各種困難，如干擾比色測定和造成結垢。此外，許多微流控和納米流控測定無法直接處理作為測定的輸入所需要的通常必需的較大體積的血液。因此，希望提供一種能夠從全血樣本提取血漿的DMF設備。

公開概述

本文描述了用于操縱和處理血液的空氣基質數字微流控(DMF)方法，以及適于處理血液的裝置。

我們最近開發了一個模塊，用于將大體積(毫升級)樣本提取并濃縮到DMF設備上使用的微升體積中，利用預制盒和蠕動泵將樣本與磁性捕獲珠粒(capture bead)有效混合。到目前為止，我們已經證明了從高達100μL的血漿中提取microRNA形成2μL的液滴，其性能(回收率、質量)可與基于小規模珠粒的microRNA提取相媲美。然而，DMF的一個持續挑戰是從全血中提取血漿，以獲得完整的樣本-進入-答案-出來解決方案。為了應對這一挑戰，我們開發了第一設備架構，將全血樣本的血漿分離膜與DMF的下游處理相結合(見圖1)。對于許多液體活組織檢查應用，獲取無細胞血漿對于確保檢測循環DNA或RNA的無細胞部分非常重要。該模塊不僅用于分離血漿，還用于確保在分離過程中甚至沒有血小板或白細胞被攜帶或溶解。

例如，本文描述的是空氣基質數字微流控(DMF)裝置，其被配置成處理全血并操縱從全血中提取的血漿。這些裝置可以包括：具有第一疏水層的第一板；具有涂有第二疏水層的第一側面的第二板，該第二板具有樣本出口；形成在第一疏水層與第二疏水層之間的氣隙；與第一疏水層相鄰的多個致動電極；被定位在樣本出口上方的樣本入口，該樣本入口被配置成接收全血樣本；被定位在樣本入口和樣本出口之間的血漿分離膜，該血漿分離膜被配置成從樣本入口中的全血提取血漿到樣本出口；以及被編程為致動多個致動電極的子集的控制器，當從全血提取的血漿接觸第一板時，該多個致動電極的子集被激活，以便牽引血漿穿過血漿分離膜。