用于选择靶分析物或流体的设备、系统和方法与流程

本申请是于2014年4月9日提交的申请号为14/248510的申请的部分继续，其要求于2013年4月11日提交的临时申请第61/810834号以及于2014年1月2日提交的临时申请第61/922931号的权益。

技术领域

本公开总体涉及靶分析物的显微操作，虽然更具体地说，涉及拣选并分离靶分析物。

背景技术：

悬浮液通常包括难以检测、提取和分离用于分析的感兴趣材料。例如，全血是处于流体状态的材料的悬浮液。这些材料包括处于称为血浆的蛋白质流体状态下的数十亿红和白血细胞和血小板。全血经常因为出现异常生物体或细胞(如胎儿细胞、内皮细胞、上皮细胞、寄生虫、细菌和炎症细胞)、病毒(包括HIV、巨细胞病毒、丙型肝炎病毒和Epstein-Barr病毒)以及因为核酸而检查。目前，从业人员、研究人员和从事与血样有关的工作的人员试图分开、分离和提取外周血样的某些成分用于检查。用于分析血样的典型技术包括以下步骤：在载玻片上涂抹血液膜；以及以使得能够通过亮视野显微镜检查某些成分的方式来染色膜。

另一方面，由以非常低的数量出现的颗粒组成的感兴趣材料即使不是不可能，也是特别难以使用许多现有技术分析来检测和分析。例如，考虑循环肿瘤细胞(“CTC”)，它是已经从肿瘤脱离的癌细胞，在血流中循环，并且可以被视为不同组织中的额外肿瘤(即转移瘤)的随后生长的种子。精确地检测和分析CTC的能力是肿瘤学家和癌症研究人员特别感兴趣的，但CTC在外周全血样中出现的数量非常低。例如，包含少至3个CTC的外周全血的7.5毫升样品在癌症患者的诊断和治疗中被认为是临床相关。然而，在7.5毫升血样中检测到甚至1个CTC也可能是临床上相关的，并且相当于在大约500亿红和白血细胞的背景下检测到1个CTC。使用现有技术来查找、分离并提取全血样中少至3个CTC非常耗时、昂贵并且非常难以实现。

结果，从业人员、研究人员和从事与悬浮液有关的工作的人员继续寻求系统和方法，来更有效地和准确地检测、分离和提取悬浮液中的靶材料。

附图说明

图1A-1D示出了拣选器的示例。

图2A-2D示出了一个示例性拣选器。

图3A示出了一个示例性拣选器。

图3B示出了一个示例性拣选器。

图4A-4C示出了一个示例性拣选器。

图5示出了具有荧光尖端的示例性套管。

图6A-6B示出了一个示例性荧光拣选器尖端。

图7A-7E示出了示例性拣选器尖端。

图8A-8B示出了示例性拣选系统。

具体实施方式

本发明涉及用于抽吸和分配靶分析物、靶材料或流体的设备和系统。拣选器可以通过引入压力梯度抽吸并分配所期望的材料。拣选器可以包括液压流体以便通过液压联接至少两个部件，如可移动泵部件和套管。

拣选器和拣选系统

图1A示出了一个示例性拣选器100。拣选器100包括主体102、后端104和尖端106。拣选器100可以是实心的，也可以是具有用于保存流体、靶分析物或任何其他适当材料的内室的中空管。当拣选器100是中空管时，拣选器100还可以在拣选器100的内室内包括流体108，其中该流体可以是溶液、缓冲液、铁磁流体等。拣选器100可以用于操纵靶分析物。当特定靶分析物处在容器(管道或贮液器)中或处在载玻片上时，靶分析物可以通过诸如移动、移走或分离来操纵。靶分析物可以通过力的引入来分离，从而吸引或拉动靶分析物。尖端106接合靶分析物以便移动、移走或分离。所述力可以用吸力或压力梯度(诸如真空)来产生。后端104可以连接到泵110(诸如真空泵、导螺杆或带轮手动泵)，以协助提供用于移动、移走或分离的力。拣选器100还可以包括光源112，例如LED，以照亮该靶分析物可能存在的区域。光源112可以位于沿着主体102的任何地方，包括后端104和尖端106。当光源112位于后端104时，主体102可以由能够传播或传递由光源112产生的光信号的材料构成，使得该光信号在尖端106出射以照亮所期望的区域。光源112可以连接到电源(未示出)(诸如电池)以供给电流或功率。

图1B示出了一个示例性拣选器114。拣选器114类似于拣选器100，不同之处在于，拣选器114包括永久磁铁116，如圆环状磁铁。永久磁铁116产生用于吸引靶分析物颗粒复合物的颗粒的磁场，靶分析物已经预先与颗粒结合以形成靶分析物颗粒复合物。拣选器114还可以包括可磁化材料，以延伸或传递由磁铁产生的磁场。永久磁铁116可以位于尖端106或位于或靠近后端104。永久磁铁116可以是可以移走的。替代地，拣选器114内的流体(例如铁磁流体)可以用于产生磁场或磁场梯度。

图1C示出了一个示例性拣选器120。拣选器120类似于拣选器100，不同之处在于，拣选器120包括电磁体。电磁铁包括电源122、第一引线126、第二引线128和线圈124。电源122可以是，但不限于电池、直流电源或交流电源。电磁铁产生用于吸引靶分析物颗粒复合物的颗粒的磁场，靶分析物已经预先与颗粒结合以形成靶分析物颗粒复合物。拣选器120可以由可磁化材料构成，以延伸或传递由磁铁产生的磁场。第一引线126、第二引线128和线圈124可以位于拣选器120壁外侧，也可以嵌入拣选器120壁中，还可以位于该拣选器120内侧。拣选器120还可以包括光源130，例如LED，以照亮该靶分析物可能存在的区域。光源130可以位于沿着主体102的任何地方，包括后端104和尖端106。当光源130位于后端104时，主体102可以由能够传播或传递由光源130产生的光信号的材料构成，使得该光信号在尖端106出射以照亮所期望的区域。光源130可以连接到电源(未示出)(例如电池)以供给电流或功率。

图1D示出了一个示例性拣选器140。拣选器140包括可伸缩轴142，该可伸缩轴142比主体102更薄，并且可从尖端106延伸。可伸缩轴142可以位于主体102内，可以从尖端106延伸来接合靶分析物，并且可以缩回到主体102中。当靶分析物附着到伸缩轴142时，该靶分析物可以被吸引到主体102上。可伸缩轴142可以包括接合部分152、止动件144、把手150和杆148。接合部分152可以从尖端106延伸来接合靶分析物。止动件144可以调节大小以适合安装在主体102内，但比尖端106或从主体102到尖端106的锥形大，从而防止可伸缩轴142从尖端106延伸太远。把手150可以允许可伸缩轴142的接合，以便适当地移动可伸缩轴142。杆148可以将在止动件144或接合部分146连接至把手140。也可以通过包括布置在可伸缩轴142上或在可伸缩轴142内的磁体146来使得可伸缩轴142可磁化。例如，可以通过移走磁体146或关闭电磁体，来移走或失活磁场或磁场梯度。靶分析物颗粒复合物不再吸引并保存到可伸缩轴142，从而促使靶分析物颗粒复合物保留在主体102中的流体内。拣选器140还可以包括光源130，例如LED，以照亮该靶分析物可能存在的区域。光源130可以位于沿着主体102的任何地方，包括后端104和尖端106。当光源130位于后端104时，主体102可以由能够传播或传递由光源130产生的光信号的材料构成，使得该光信号在尖端106出射以照亮所期望的区域。光源130可以连接到电源(未示出)(例如电池)以供给电流或功率。

替代地，可伸缩轴142可以被电磁铁(如围绕可伸缩轴142的一段或整个可伸缩轴142缠绕的线圈)磁化。替代地，拣选器140可以包括泵(未示出)，诸如真空泵、导螺杆或带轮手动泵，以协助提供用于移动、移走或分离的力。

图2A中示出了一个示例性拣选器200。图2B示出了沿线I-I所截取的示例性拣选器200的横截面视图。拣选器200包括活塞202、泵模块204和套管208。拣选器200还可以包括具有第一侧218和第二侧220的嵌合206。活塞202包括第一端210和第二端212。套管208包括适配器214和管端216，管端216包括拣选器尖端224。嵌合206的第一侧218例如通过压入配合件、棘爪、凹槽、互补螺纹等配合泵模块204。密封件222可以例如通过O形环、油脂、硅脂等，形成在嵌合206的第一侧218或套管208的适配器214与泵模块204之间，以封闭拣选器200。套管208的适配器214可以例如通过压入配合件、棘爪、凹槽、互补螺纹等，配合嵌合206的第二侧220或泵模块204。换句话说，套管208，不包括嵌合206，可以直接连接到泵模块204。

活塞202可以具有任何适当的长度。活塞202的第二端212可以位于泵模块204、嵌合206、套管208的适配器214或套管208的管端216内。活塞210的第二端212可以通过密封件222延伸。活塞202的第一端210可以位于泵模块204内，或者可以从泵模块204与该泵模块204连接(无论是直接或间接地)到套管208的那一侧相反的一侧延伸。活塞202和套管208可以基本上共用中心轴线。活塞202相对于套管208的定位减小或消除无用体积。

泵模块204至少部分地容纳活塞202并允许活塞202相对于泵模块204平移。例如通过导螺杆或杆在泵模块204内向上移动活塞202，可能会在管端216产生负压，以便从悬浮液将靶分析物或流体抽吸到套管208，也可能产生正压来从管端216排出位于套管208内的靶分析物或流体。活塞202可以连接到电机或致动器来驱动活塞202上下移动，从而产生所期望的压力差。泵模块204可以包括互补配合特征，例如螺纹或孔，以接受并配合活塞202。当活塞202和泵模块204包括互补螺纹时，可以转动活塞202来引起所期望的平移。活塞202的一个全转动可以包括任何数目的步，包括1-10000步。然后，这些步可以包括任何数量的微步，包括1-10000微步。每一步或微步可以以大约等于或小于1微微升、10微微升、100微微升、1纳升、1微升或1毫升的体积来抽吸。压电泵(未示出)也可以与活塞202串联地放置在诸如活塞202的第二端212上，从而允许处理甚至更小的体积。压电泵(未示出)可以连接到电压源(未示出)，以引起产生期望的负压或正压所需要的变形。

活塞202和套管208可以通过液压联接，使得从套管208的管端216到密封件222的体积被填充有液压流体226。填充有液压流体226的从套管208的管端216到密封件222的体积(其也可以被称为泵体积)可以包含在刚性结构而不是柔性结构中，以维持液压联接效率。液压流体226可以是不可压缩的或具有低可压缩性。液压流体226可以是溶液、油、液态金属、缓冲液、水等。通过液压联接活塞202和套管208，比非液压联接的拣选器(即，填充有空气)，提供了更好的小体积控制(即，全活塞行程抽吸/排出1-50μL)。液压流体226可以包括流体塞，使得两个体积的液压流体226被一定体积的空气或不同流体分开。恒定的泵体积满足由下式给出的条件：

VP＝VHF+VMPC+VPM+VAir，

其中VP表示泵体积，VHF表示液压流体的体积，VMPC表示至少一个可移动泵部件在泵体积内的那部分的体积，VPM表示任何已拣选或已抽吸材料的体积，并且VAir表示在泵体积内的空气体积。在这种情况下，所述至少一个可移动泵部件是活塞202。因为泵体积是恒定的，并且活塞202可以是大致圆柱形的，所以该活塞202的体积满足由下式给出的条件：

VMPC＝πr²h,

其中VMPC表示所述至少一个可移动泵部件(即活塞202)的体积，r表示活塞202的第二端212的半径，h表示活塞202在泵体积内的总量。替代地，活塞202可以是大致正方形、矩形、三角形、五边形或任何其他合适的多边形形状。因此，活塞202的体积将满足用于相应形状的体积的等式。

图2C示出了具有已经朝向拣选器尖端224驱动了的活塞202的拣选器200。活塞202行进的距离(d)可以用来根据活塞202的形状计算活塞202在泵体积内的体积。距离(d)可以是正的(活塞202朝向拣选器尖端224移动；并且相应地产生正压力梯度)或负(活塞202远离拣选器尖端224移动；并且相应地产生负压力梯度)。因此，活塞202的新体积满足由下式给出的条件：

VMPC＝πr²(h+d)，

其中，VMPC表示所述至少一个可移动泵部件(即活塞202)的体积，r表示活塞202的第二端212的半径，h表示活塞202在泵体积内的总量，而d表示活塞202在泵体积内的行进距离。相对于上述所讨论的泵体积公式(VP＝VHF+VMPC+VPM+VAir)，泵体积因为所述至少一个可移动部件(即活塞202)占据的第一和第二体积之间的差等于液压流体226、已拣选或已抽吸材料和/或空气从泵体积位移的总量，而保持恒定。

图2D示出了具有已经驱动拣选器尖端224离开并且收回靶材料230和空气232的活塞202的拣选器200。虽然图2B-2D描绘了正在朝向然后远离拣选器尖端224而驱动来收回靶材料230以及从而收回一些空气232的活塞202，但是活塞202可以以任何适当方式以及任何适当总量来驱动以产生所期望的压力梯度。还应当指出，空气232可能在收回靶材料230时无法进行收回。靶材料230可以包括但不限于生物材料(即细胞、组织、生物流体等)或其他流体(即磷酸缓冲盐水、酶液、粘合溶液、水等)。

拣选器200也可以诸如由永久磁铁或电磁铁(分别如在图1B和1C中所示)引入磁场梯度，从而使套管208、液压流体226或管端216可磁化以传播磁场梯度。永久磁铁可以沿着套管的管端、在活塞上或在拣选器尖端上的任何地方定位。当为套管准备好铁磁流体时，永久磁铁可以位于适配器附近。电磁铁包括线圈、第一引线、第二引线以及电源(例如电池)。线圈环绕套管或拣选器尖端的管端)缠绕。第一引线的第一端连接到电源，而第一引线的第二端连接到线圈的第一端。第二引线的第一端连接到电源，而第二引线的第二端连接到线圈的第二端。电源布置在泵模块的外侧。

图3A示出了一个拣选器300。拣选器300类似于拣选器200，不同之处在于拣选器300包括光源302。光源302产生由套管208或插入、越过或内嵌于套管208的拣选器尖端传播或传送的光信号。套管208或拣选器尖端可以由能够传播或传送由光源302产生的光信号的材料构成，使得光信号在套管208的管端216或拣选器尖端最远离泵模块204的那一端处出射，以照亮所期望的区域和/或激励束缚到靶分析物的荧光探针。当光源302(例如LED)起始于不是套管208的管端216或拣选器尖端最远离泵模块204的那一端的位置时，电缆304(诸如光缆)可以传递光信号到套管208的管端216或拣选器尖端最远离泵模块204的那一端，以用于照明和/或激励的目的。光源302可以提供外在的、透射的或倾斜的照明。光源302可以连接到电源(未示出)(例如电池)以供给电流或功率。替代地，光源302可以在套管208的适配器的顶部和嵌合206之间。替代地，至少一个光源302可以嵌入套管208的管端中。替代地，光源302可以位于适配器214或泵模块204上。

图3B示出了一个拣选器310。拣选器310类似于拣选器200，不同之处在于该拣选器310包括端口312。端口244可以通过泵模块204的第二端和嵌合206的第一端218或套管208的适配器214延伸。端口312可以连接到加载器314(例如压电泵)以填充泵体积。加载器314可以用管道318连接到贮存器316。该管道318可以是刚性的或柔性的。替换地，加载器314可以与压力传感器(未示出)互换，以测量泵体积内的压力，来确保该拣选器310不堵塞。

图4A示出了一个拣选器400。图4B和4C示出了拣选器400沿线II-II截取的横截面视图，拣选器400包括具有振动板404的泵模块402。拣选器400还包括如以上所讨论的套管208和如以上所讨论的密封件222。此外，密封件222例如可以用O形环或者硅脂形成在套管208的适配器214或嵌合(未示出)和泵模块402之间，以封闭拣选器400。套管208的适配器214例如可以用压入配合件、棘爪、凹槽、互补螺纹等配合嵌合(未示出)或泵模块402。换句话说，不包括嵌合(未示出)的套管208可以直接连接到泵模块402。

所述至少一个可移动泵部件是振动板404，其响应于激励源变形进入泵模块402来占据泵体积的一部分。所述激励源可以包括但不限于电能、热能、声能、施加的压力或电磁能。振动板404可以由晶体、陶瓷、聚合物、塑料、金属、玻璃或它们的组合构成。

振动板404和套管208可以液压联接，使得从套管208的管端216到进入泵模块402的体积填充有液压流体226。填充有液压流体226的、从套管208的管端216到进入泵模块402的体积也可以称为泵体积，并且除了振动板404之外，可以包含在大致刚性结构而不是柔性结构中，以保持液压联接效率。液压流体226可以是不可压缩的或具有低可压缩性。液压流体226可以是溶液、油、液态金属、缓冲液、水等。液压地联接振动板404和套管208提供了比非液压联接拣选器(即，填充有空气)更好的小体积控制(即全活塞行程抽吸/排出1-50μL)。液压流体226可以包括流体塞，使得两个体积的液压流体226被一定体积的空气或不同流体分开。如图4B中所见的恒定的泵体积满足由下式给出的条件：

VP＝VHF+VMPC+VPM+VAir，

其中VP表示泵体积，VHF表示液压流体的体积，VMPC表示至少一个可移动泵部件在泵体积内的那部分的体积，VPM表示任何已拣选或已抽吸材料的体积，并且VAir表示在泵体积内的空气体积。在这种情况下，所述至少一个可移动泵部件是振动板404。

图4C示出了具有已经被驱动到泵模块402中的振动板404的拣选器400。振动板404在泵模块402内的初始变形距离(di)可以用于根据振动板404的形状来计算振动板404在泵体积内所占据的新体积。从初始变形距离向第二变形距离(ds)的形变(Δd)(其中Δd＝ds-di)可以是正的(振动板404变形进入泵模块402；并且相应地产生正压力梯度)或负(振动板404从泵模块402退出；并且相应地产生负压力梯度)。当泵体积恒定时，振动板404不会变形而远离泵模块402。因此，振动板404从泵模块402退出最远是在振动板404位于与泵模块402壁齐平时，如在图4B中所见。还应当指出，在图4C的虚线表示振动板404的中性状态，以突出恒定泵体积。因此，振动板404由于振动板404的变形而在泵模块402内所占据的体积，满足由下式给出的条件：

其中，VMPC表示所述至少一个可移动泵部件(即，振动板404)的体积，l表示在中性状态下振动板404在拣选器400中的长度(如图4B所示以及如图4C中的虚线所表示)，di表示振动板404在泵体积内的初始变形距离，而Δd表示振动板404在泵体积内的形变。相对于上述所讨论的泵体积等式(VP＝VHF+VMPC+VPM+VAir)，泵体积因为由所述至少一个可移动部件(即振动板404)所占据的第一和第二体积之间的差等于液压流体226、已拣选或已抽吸材料和/或空气从泵体积位移的总量，而保持恒定。例如，在图4B中，因为振动板404位于与泵模块402壁齐平，所以di总是0。然而，当振动板404变形时，如图4C所示，形变是Δd。现在，当振动板404再次变形(即，从图4C到另一个变形)时，di为如图4C所示的变形的初始距离，而Δd是对变形的新距离的任何形变。

替代地，当一个可变泵体积理想时，振动板404可以变形而远离泵模块402。当振动板404能够变形而远离泵模块402时，泵容量可以根据振动板的变形而可变。

图5示出了套管500。套管500类似于套管208，不同之处在于套管500的管端502包括荧光尖端504。荧光尖端504被激励源激发或激励时，发射特定波长的光(诸如具有第一波长的光)。荧光尖端504可以用于发射改善套管500的可以视化的光，以便于在采集期间放置在所期望的靶分析物之上的更好位置处。替代地，套管500的整个管端502可以由荧光材料构成。

图6A示出了一个拣选器尖端600。图6B示出了拣选器尖端600沿线II-II截取的横截面视图。拣选器尖端600可以是两件，使得拣选器尖端600可以插入、越过或内嵌于套管208的管端216。替代地，拣选器尖端600和套管208可以是一个件。拣选器尖端600包括主体602和可渗透膜610。主体602包括具有拥有第一直径的第一孔612的第一端604，以及具有拥有第二直径的锥形孔614的第二端606，该第二直径逐渐变细到与第一孔612的第一直径相同的直径。第二端606可以是完全荧光的或其部分可以是荧光的，或第二端606可以不是荧光的。第二直径可以比第一直径大或小。此外，锥形孔614的最宽部分可以小于或等于1微米或小于或等于1毫米。

第一端604插入套管208的管端216内。渗透膜610可以位于第一孔612内或第二孔614内，并且由包括至少一个孔的材料构成。渗透膜610允许靶分析物被抽吸一段距离进入拣选器。拣选器尖端600也可以包括从主体602沿圆周方向延伸以防止拣选器尖端600进一步平移进入套管208的管端216的脊608。

图7A示出了一个拣选器尖端700。拣选器尖端700可以被插入、越过或内嵌于套管208的管端216。替代地，拣选器尖端700可以形成、模制、机械加工等为具有管端216的一个单件。拣选器尖端700包括第一端702、第二端704和中心孔706。第一端702是拣选器尖端700被插入到、放置成越过或放置成内嵌于套管208的管端216的那部分。拣选器尖端700可以是直的、锥形的或它们的组合。中心孔706从第一端702向第二端704延伸，并且可以是直的、锥形的或它们的组合。此外，中心孔706在第二端704处的那部分可以小于或等于1微米或小于或等于1毫米。

放大视图708示出了具有外段的第二端704，该外段移走后会露出第二端704的内部结构。第二端704可以是平的或倾斜的。第二端704还可以包括防沉器，如图7A所示。

图7B示出了一个拣选器尖端710。拣选器尖端710类似于拣选器尖端700，不同之处在于拣选器尖端710包括锋利的第二端712。放大视图716示出了锋利的第二端712具有外壁714，其与水平方向成范围可以从大约30°至大约89°的水平角度(Θ)。锋利的第二端712允许从基片上更好地切削所期望的靶分析物。外壁714的角度(Θ)允许选择所期望的靶分析物，而不破坏任何其它分析物，无论是靶还是非靶分析物。位于第二端712的中心孔706具有小于或等于大约100微米的直径。

图7C示出了一个拣选器尖端720，该拣选器尖端720类似于拣选器尖端710，不同之处在于拣选器尖端720包括从锋利的第二端712延伸的平坦延伸部722，如在放大视图724中所见。

图7D示出了拣选器尖端730。拣选器尖端730类似于拣选器尖端710，不同之处在于拣选器尖端730包括平坦第二端732，如在放大视图734中所见。

图7E示出了一个拣选器尖端740。拣选器尖端740可以插入、越过或内嵌于套管208的管端216。替代地，拣选器尖端740可以形成、模制、机械加工等为具有管端216的一个单件。拣选器尖端740包括第一端742、第二端744和中心孔746。第一端742是拣选器尖端740插入到、放置成越过或放置成内嵌于套管208的管端216的那部分。拣选器尖端740可以是直的、锥形的或它们的组合。中心孔746从第一端742向第二端744延伸，并且可以是直的、锥形的或它们的组合。

放大视图748示出了具有外段的第二端744，该外段移走后会露出第二端744的内部结构。第二端744包括开口750以进入中心孔746。第二端744的内部部分包括从开口750延伸到中心孔的直壁752。弯曲壁754从直壁752进一步延伸到中心孔746。倾斜壁758从弯曲壁754进一步延伸到中心孔746。上壁760从倾斜壁进一步延伸到中心孔746。换句话说，中心孔746具有大致等于开口750的直径的第一直径，然后其直径沿着弯曲壁754和倾斜壁758增大，直至到达上壁760，从而使直径可以保持恒定或沿锥增大。开口750和直壁752的直径可以小于或等于1微米或小于或等于1毫米。弯曲壁754的半径可以是大约25微米至2.6毫米。在其中倾斜壁758连接到上壁760的中心孔746的直径可以是大约125微米至大约2.6毫米。

第二端744可以变锋利，从而具有外壁756，其具有与水平方向成范围可以从大约30°至大约89°的角度(Θ)。锋利的第二端744允许更好地从基片上切削所期望的靶分析物。外壁756的角度(Θ)允许选择所期望的靶分析物，而不破坏任何其它分析物，无论是靶还是非靶分析物。

图8A示出了拣选系统800，包括驱动组件802、如在图2A-2B所示的拣选器200以及致动器814。图8B示出了拣选系统800的横截面视图。虽然相对于拣选系统800描述了拣选器200，但也可以使用拣选器230和拣选器240。驱动组件802包括含有第一端和第二端的驱动器804、含有第一端和第二端的联接器624以及壳体806。联接器624的第一端与驱动器804的第二端相配合，而联接器624的第二端与活塞202相配合。当驱动器804的第二端转动时，联接器624转动，从而使活塞202转动并且在泵模块204、嵌合206和套管208内平移。驱动器804、壳体806和联接器624用活塞202沿相同的轴线(如z轴)、相对于保持静止的泵模块204平移。例如通过允许使用单件式联接器，驱动器804、壳体806和联接器624用活塞202沿相同的轴线的平移减小了游隙，从而允许更好的系统控制。驱动器804，壳体806、联接器624和活塞202可以沿着相同的轴线平移相同的距离。替代地，驱动器804的第二端沿着中心轴平移，联接器624沿中心轴线平移，从而使活塞202在泵模块204、嵌合206和套管208内平移。

驱动器804可以是电动电机(如伺服电机、步进电机、压电致动器、螺线管等等)，手动电动机(如旋钮)等。驱动器804提供了拣选器200的高分辨率控制。联接器624提供了零游隙，并且可以是轴向刚性的和扭转刚性的。例如，联接器624可以是单件挠性联接器、非膨胀波纹管、分束驱动组件等。

此外，游隙可以通过抑制或消除驱动器804在6个自由度中的5个的移动而减小。例如，驱动器804可以在z方向上平移，但驱动器804既不能在x或y方向上平移，也不能绕x轴、y轴或z轴转动。另外，降低了的或消除了的游隙允许在至少泵模块204和壳体806之间有更大的间隙(由此减小该至少两个部件之间的摩擦)，以及活塞202在拣选系统800内的更好自对准。

壳体806包围并保护至少驱动器804的第二端、联接器624、活塞202的第一端210以及泵模块204的至少一部分。壳体806可以阻止驱动器804相对于泵模块204的转动。壳体806还支撑驱动器804。壳体806可以固定地附加到驱动器804。壳体806可以包括行程槽(未示出)和螺钉810(如轴位螺钉)，以设置泵模块204相对于壳体804的最大允许行程。螺杆810通过行程槽(未示出)插入并拧入在泵模块204的一侧上的螺纹孔中。替代地，螺钉810可以通过行程槽插入(未示出)并压靠在泵模块204的一侧上。

泵模块204的至少一侧可以相对于壳体806的至少一侧偏压，以阻止泵模块204和壳体806之间转动运动，从而减小或消除游隙。例如，弹簧(未示出)可以放置在螺钉810的螺钉头下面的泵模块204和壳体806之间。

壳体806通过支撑驱动器804并且只包住驱动器804的一部分，可以减小或消除拣选器200可能由驱动器804产生的热而导致的膨胀。分离或分开拣选器200和驱动器804可以减小或消除拣选器100的部件的膨胀。此外，驱动器804的重量和外部约束件622(如弹簧或配重)，偏压和预加载活塞202的螺纹以减小或消除变化或游隙。当外部约束件622是弹簧时，所述弹簧可以从壳体806伸到基座812。当外部约束件622是配重时，所述配重可以放置在驱动器804或壳体806的顶部。

驱动组件802也可以包括归位开关808向拣选器200返回到主或原始位置。驱动组件802也可以包括用于手动操作的驱动器旋钮818和/或用于自动操作的导线引线620。手动操作可以包括通过手调节或移动到拣选器或拣选系统，也可以包括自动化地调节或移动到拣选器或由操作者经由手动控制器(诸如触摸屏、操纵杆、方向垫等)拣选。

拣选系统800还包括致动器814，诸如压电致动器、导螺杆或台架。致动器814诸如可以由基座812连接到拣选器200，也可以连接到驱动组件802。基座812支撑拣选器200，并且可以将致动器814连接到拣选器200。基座812可以包括光源(未示出)(例如LED)以提供拣选器尖端或套管的管端的外在的、透射的或倾斜的照明。

致动器814提供了拣选器200的高分辨率位置控制，具有快速响应(例如，以允许振荡)，并且可以以开环或闭环方式操作。致动器814可以沿着x、y和z轴提供运动，也可以仅沿一个轴提供运动。致动器814沿每个轴可以具有1纳米到超过50毫米的行程范围。该行程范围的下限允许致动器814为拣选器200作出较精细的调节(大约0.001-500μm)，以便更好地定位并拣选靶分析物。行程范围的上限允许致动器为拣选器200作出较粗糙的调节(大约10-50毫米)，以便将拣选器移动到不同贮液器来所述从不同贮液器或贮藏器抽取或排出不同流体，来替换套管或更换零件(当想要这样做时)。套管或拣选器尖端例如可以通过手动操作(即通过手工替换掉)或通过自动化操作(即通过排出用过的套管或拣选器尖端，越过含有至少一个新套管或拣选器的盒来移动拣选器，降低拣选器以与新套管或拣选器尖端相配合，提升拣选器，并且返回到所期望的位置)更换。当致动器814只沿着一个轴提供运动时，第二致动器(未示出)可以用于提供沿所有三个轴的运动。此外，当致动器814只沿着一个轴提供运动时，第二致动器(未示出)可以用于较粗糙的调节，而该致动器814可以用于较精细的调节。

拣选系统800还可以包括底座816来附加拣选器200、驱动组件802和致动器814到成像或检测系统，诸如扫描仪或显微镜。底座816可以是在成像或检测系统内固定的，也可以附加到成像或检测系统内的第二致动器(未示出)。

拣选系统800还可以包括端口312。端口312可以通过基座812、泵模块204的第二端和嵌合206的第一端218或套管208的适配器214延伸。端口312可以是刚性的。端口312可以连接到加载器314(例如压电泵)，以填充泵体积。加载器314可以将贮存器316与管道318相连接。管道318可以是刚性的或柔性的。加载器314例如可以通过螺钉、粘合剂、胶带等，安装在泵模块204上。贮存器316例如也可以通过螺钉、粘合剂、胶带等，安装在泵模块204上；或者贮存器316可以保持或安装在或扫描或成像设备上或内。替换地，加载器314可以与压力传感器(未示出)互换，以测量泵体积内的压力，来确保拣选器310不堵塞。

拣选器可以由各种不同的材料构成，这些材料包括但不限于陶瓷、玻璃、金属、有机或无机材料、塑胶材料以及它们的组合。拣选器尖端也可以由各种不同的材料构成，这些材料包括但不限于陶瓷、玻璃、金属、有机或无机材料、塑胶材料、聚合物、宝石(即红宝石、蓝宝石或钻石)以及它们的组合。此外，套管或拣选器尖端可以由荧光材料构成。此外，套管的管端或拣选器尖端可以是耐冲击的、坚硬的并且尺寸稳定的(即，轴向和/或扭转刚性的)。套管的管端或拣选器尖端可以具有大于或等于大约2.5克/立方厘米的密度。套管的管端或拣选器尖端可以具有大于或等于大约80维氏的硬度。套管的管端或拣选器尖端可以具有大于或等于大约65GPa的弹性模量。

永久磁铁包括但不限于环形磁铁、磁棒、马蹄形磁体、环形磁铁、球形磁铁、多边形磁铁、多面体形磁铁、细条形磁体、肾形磁体、梯形磁铁、盘形磁铁、牛形磁铁、块状或砖块磁铁或它们的组合。可磁化材料包括但不限于金属、有机材料、无机材料、矿物材料、铁磁流体以及它们的组合。

套管、拣选器尖端和接合部分可能是刚性的、柔软的并且可成形的。套管、拣选器尖端和接合部分可以是直的、倾斜的、弯曲的、钩状或任何适当的形状或结构。套管、拣选器尖端和接合部分可以是非堵塞的。

检测拣选器或拣选系统

可以使用拣选器或拣选系统来从容器(如贮液器、贮液器板、载玻片、管道等)中或者上的悬浮液中分离出靶分析物，或从该容器中吸取诸如悬浮液、溶液或试剂之类的流体。例如，为了分离靶分析物，含有靶分析物的悬浮液可以放置在容器中。替代地，该悬浮液的一小部分，即含有靶分析物的该小部分，可以放置在容器中。该容器可以被成像以检测靶分析物并确定靶分析物的位置。在确定了靶分析物的位置后，引导拣选器或拣选系统的开口端(诸如拣选器尖端的第二端、套管的管端或尖端，以定位于所希望的靶分析物之上。然后，开口端可以朝向容器移动，直到开口端最终接触容器或淹没在悬浮液内。

为了正确地确定开口端的位置，可以在引导开口端进入正确位置的同时，成像容器和拣选器或拣选系统。在此成像期间，拣选器尖端、套管或尖端可以来回振荡。然而，拣选器尖端、套管或尖端可以在与容器或悬浮液接触时停止振荡。因此，通过标记振荡终止点，可以确定拣选表面的位置并且可以正确地可视化开口端。

替换地，诸如压力传感器或接近传感器之类的传感器可以被放置在成像设备上的不同位置(诸如在台架上，在拣选器或拣选系统部件中，在转塔中等)，以检测在压力或位置变化，从而表明尖端、套管或拣选器尖端已经在何时接触到拣选表面。

用拣选器或拣选系统分离靶分析物

拣选器或拣选系统可以用于从悬浮液分离靶分析物。拣选器或拣选系统可以结合容器(诸如贮液器、贮液器板、载玻片等等)使用。例如，为了分离靶分析物，可以将含有靶分析物的悬浮液放置在容器中。替代地，该悬浮液的一小部分，即含有靶分析物的该小部分，可以放置在容器中。该容器可以被成像以检测靶分析物并确定所述靶分析物的位置。在确定了靶分析物的位置之后，可以通过引入力(诸如压力梯度)以将靶分析物吸入拣选器，来分离靶分析物。例如，为了用拣选器200引入负压力梯度从而将靶分析物吸入套管或拣选器尖端，活塞202将远离该容器地平移。为了用拣选器200引入正压力梯度从而排出靶分析物或释放流体，活塞202朝向容器平移。

为了从湿底座或悬浮液中移走靶分析物，可以在套管208放置在靠近、越过或在靶分析物之上后，由拣选器200引入负压力梯度。负压力梯度导致靶分析物移动到套管208中。

为了从干底座(即干载玻片)中移走靶分析物，将套管208放置在靶分析物之上。然后，套管208可以水平或垂直移动以将靶分析物从底座中分离。然后，可以引入负压力梯度来将靶分析物吸入套管208。

替代地，套管208在放置在靶分析物之上后，可以以任何合适的频率(例如小于或等于大约10千赫)上下振动，以将靶分析物从底座中分离。然后，可以引入负压力梯度来将靶分析物吸入套管208。

替代地，套管208可以放置在靶分析物之上，并且靶分析物可以保持在套管内，而不用主动施加压力梯度。

替代地，套管208可以放置在靶分析物之上，并且拖动穿过整个载玻片表面，从而取出靶分析物并且使得靶分析物保持在套管内，而不用主动施加压力梯度。

替代地，通过在拣选器内引入正压力，可以由套管或拣选器尖端排出释放流体。释放流体(例如去污剂、裂解剂、透化剂、磷酸盐缓冲盐水等)可以添加在所期望的靶分析物的顶部，以从干底座中释放靶分析物。然后，可以引入负压力梯度来将靶分析物吸入套管或拣选器尖端。

为了从拣选器排出靶分析物或流体，以通过泵引入正压力梯度可。此外，套管的管端或拣选器尖端可以被移动来接触靶分析物或流体正在其上分配的基片的表面，然后远离表面地被移动以通过毛细作用将靶分析物或流体传送到该表面上。

可以收集靶分析物，并且一旦收集到，就可以使用任何适当的分析方法或技术(虽然更具体地说，是包括细胞内或细胞外蛋白标记法的细胞内分析法、包括但不限于蛋白质或核酸微阵列的核酸分析法、FISH法或bDNA分析法)来分析靶分析物。这些技术需要在分析之前分离、透化和固定靶分析物。可以标记的一些细胞内蛋白质包括但不限于细胞角蛋白(“CK”)、肌动蛋白、Arp2/3、冠蛋白、肌营养不良蛋白、FtsZ、肌球蛋白、血影、微管蛋白、胶原、组织蛋白酶D、ALDH、PBGD、Akt1、Akt2、c-myc、半胱天冬酶、生存素、p27^kip、FOXC2、BRAF，磷酸化Akt1和2、磷酸化Erk1/2、Erk1/2、P38MAPK、Vimentin(波形蛋白)、ER、孕激素受体(PgR)、PI3K、pFAK、KRAS、ALKH1、Twistl、Snaill、ZEB1、Slug、Ki-67、M30、MAGEA3、磷酸受体激酶、组蛋白修饰、嗜铬相关蛋白和MAGE。为了固定、透化或标记，可以使用固定剂(如甲醛、福尔马林、甲醇、丙酮，多聚甲醛或戊二醛)、去污剂(如皂角苷、聚氧乙烯、毛地黄皂苷、辛基β葡糖苷、辛基β硫葡糖苷、1-S-辛基-β-D-硫代吡喃葡萄糖苷、聚山梨醇酯-20、CHAPS、CHAPSO、(1,1,3,3-四甲基丁基)苯基-聚乙二醇或辛基酚环氧乙烷)或标记剂(如荧光标记抗体、巴氏染色剂、Giemsa(吉姆萨)染色剂或苏木精和曙红染色剂)。

应当理解，本文所描述和讨论的方法和系统可以与任何适当的悬浮液或生物样品(如血液、骨髓、囊液、腹水液、粪便、精液、脑脊髓液、乳头抽吸液、唾液、羊水、阴道分泌物、粘液膜分泌物、房水、玻璃体液、呕吐物和任何其它生理流体或半固体)一起使用。还应该理解，靶分析物可以是细胞(如卵或循环肿瘤细胞(“CTC”)、胎细胞(即滋养层、有核红细胞、胎儿白血、细胞、胎儿红细胞等))、循环内皮细胞、免疫细胞(即幼稚或记忆B细胞或幼稚或记忆T细胞)、小泡、脂质体、蛋白质、核酸、生物分子、具有封闭膜的天然存在的或人工制备的微观单元、寄生虫、微生物或炎性细胞。

出于解释的目的，前面的描述使用了特定术语来提供本公开的透彻理解。然而，本领域技术人员应该明白，具体细节不是为了实施本文所述的系统和方法所必需的。前面的具体实施例的描述是为说明和描述的目的，通过实施例的方式呈现的。它们不旨在穷举或限制本发明于所描述的精确形式。考虑到上述教导，许多修改和变化是可能的。这些实施例被示出并描述以便最好地解释本公开和实际应用的原理，从而使本领域技术人员能够按照适合于预期的特定用途，最好地利用本公开和各种实施例的各种修改。本公开的范围打算由所附权利要求和它们的等同物来限定。