用于收集靶物质的设备、系统和方法与流程

本申请要求2016年6月3日提交的临时申请号62/345,172的权益，并且也是2015年1月30日提交的申请号14/610,522的部分继续申请，后者要求2014年2月4日提交的临时申请号61/935,457的权益，并且也是2014年9月24日提交的申请号14/495,449(现在的专利号9,039,999，2016年5月26日授权)的部分继续申请，后者是2013年11月26日提交的申请号14/090,337的部分继续申请，其要求以下申请的权益：2012年11月30日提交的临时申请号61/732,029；2012年12月21日提交的临时申请号61/745,094；2013年3月15日提交的临时申请号61/791,883；2013年5月1日提交的临时申请号61/818,301；和2013年8月26日提交的临时申请号61/869,866；并且也是2014年5月1日提交的申请号14/266,939的部分继续申请，其要求2013年5月1日提交的临时申请号61/818,301、2013年8月26日提交的临时申请号61/869,866和2014年2月4日提交的临时申请号61/935,457的权益。

本公开内容一般地涉及基于密度的流体分离，且特别涉及从悬浮液中回收靶物质。

背景技术：

悬浮液经常包括难以检测、提取和分离用于分析的目标物质。例如，全血是物质在流体中的悬浮液。所述物质包括在被称为血浆的蛋白质流体中的数十亿红细胞和白细胞以及血小板。常规地针对异常生物或细胞的存在而检查全血，所述异常生物或细胞是诸如卵子、胎儿细胞、内皮细胞、寄生虫、细菌和炎症细胞、以及病毒，包括hiv、巨细胞病毒、丙型肝炎病毒和爱泼斯坦-巴尔病毒。目前，从业人员、研究人员和用血液样品工作的那些人设法分开、分离和提取外周血样品的某些组分用于检查。用于分析血液样品的典型技术包括以下步骤:将血膜涂片在载玻片上，并且以使得某些组分能够通过明视野或荧光显微术检查的方式将所述膜染色。

另一方面，在悬浮液中以非常低的浓度出现的目标物质特别难以(如果不是不可能的话)使用许多现有技术检测和分析。所以，从业人员、研究人员和用悬浮液工作的那些人继续寻求针对罕见目标物质的存在或不存在而准确分析悬浮液的系统和方法。

附图说明

图1a-1b显示了一个实施例管(tube)。

图2a-2c显示了一个实施例管-处理容器(processingvessel)系统。

图3a-3b显示了一个实施例密封环。

图3c-3d显示了一个实施例密封环。

图3e-3f显示了一个实施例密封环。

图3g显示了一个实施例密封环。

图4a显示了用于回收靶物质的实施例方法的流程图。

图4b显示了用于回收靶物质的实施例方法的流程图。

图5a-5f显示了回收靶物质的实施例系统。

图6a-6e显示了回收靶物质的实施例系统。

发明详述

本公开内容涉及用于从悬浮液中回收靶物质的设备、系统和方法。系统包括处理容器、顶替液(displacementfluid)和管。所述管包括漏斗、套(cannula)和腔体。所述套允许所述漏斗和所述腔体之间的流体连通，使得所述处理容器插入所述腔体中，且所述套延伸进所述处理容器中。

图1a显示了管100的等轴视图。图1b显示了沿着图1a所示的线i-i做出的管100的横截面视图。管100可以是任何适当的大小或横截面形状(例如圆柱形、椭圆形、三角形、正方形、矩形等)。管100包括主体102，所述主体102具有连接第一端部104、第二端部118以及在所述第一端部104和所述第二端部118之间的收集段(segment)106的侧壁。管100还可以包括帽108以密封或封闭第一端部104，所述第一端部104可以是敞开的。收集段106包括漏斗110、套112和腔体114。

漏斗110从第一端部104向第二端部118逐渐减小。漏斗110将靶物质从漏斗110的口运输进套112，所述套112与漏斗110的顶点连接并流体连通。漏斗110的顶点具有比漏斗110的口更小的直径。漏斗110由锥形壁形成，所述锥形壁可以是直的、曲线的、弧形的等。漏斗110可以是任何适当的形状，包括、但不限于，管状的、半球形的、抛物面的、圆锥形的、矩形的、锥体状的等。

套112(诸如管或针头，包括、但不限于非取心针头(non-coringneedle))从凹陷空间114的顶点延伸并进入腔体114中。腔体114是从第二端部118中的孔口120向第一端部104延伸的凹陷空间。腔体114可以接受和支持处理容器(未显示)。腔体114可以是任何适当的深度以接受和支持处理容器(未显示)。腔体114可以带螺纹以接合处理容器(未显示)的带螺纹部分。套112可以向腔体114中延伸任何适当的距离以便延伸进处理容器(未显示)、刺穿处理容器(未显示)的基部或插入处理容器(未显示)。套112可以包括平尖部、斜切尖部、锐利化的尖部或锥形尖部。此外，腔体114可以是任何适当的形状，包括、但不限于，管状的、半球形的、抛物面的、圆锥形的、矩形的、锥体状的等。套112可以由多种不同的材料组成，包括、但不限于，陶瓷；金属；有机或无机材料；和塑料材料，诸如聚丙烯、丙烯酸、聚碳酸酯等；及其组合。套112可以沿着所述套的纵向轴线具有尖部。

第一端部104具有接受帽108的大小。帽108可以由可重新密封的(re-sealable)橡胶或其它合适的可重新密封的材料组成，所述可重新密封的材料可以用针头或其他尖锐器具反复刺穿以接近在管100内部贮存的内容物，并且当所述针头或器具被除去时再密封。可替换地，帽108可以是螺旋帽，其具有螺纹以接合在第一端部104内部或周围的互补螺纹。可替换地，可以将夹具(clip)放在帽108和管100的第一端部104外面以增加由帽108在第一端部104上施加的压力从而提供更牢固的配合。所述夹具可以是双部件环(two-piecering)，一个部件环围绕管100的整个外周，或一个部件环围绕小于管100的整个外周，诸如二分之一(1/2)、八分之五(5/8)、三分之二(2/3)、四分之三(3/4)、八分之七(7/8)等。可替换地，帽108可以暂时地或永久地经由第一端部104附连到管100的主体102，诸如通过焊接(例如超声焊接)、粘附(例如粘合剂)、卡装(clamping)(例如密封环、卷边机、夹子等)或用于暂时地或永久地附连两个部件的任意其它适当方式。

管100还可以包括插塞(plug)116，当套112朝向下时，将所述插塞116插入腔体114中以抑制流体从套112逃出。插塞116可以由可重新密封的橡胶或其它合适的可重新密封的材料组成，所述可重新密封的材料可以用套112反复刺穿并且当所述套112被除去时再密封。可替换地，插塞116可以是螺旋帽，其具有螺纹以接合在腔体114内或者在第二端部118外侧或表面上的互补螺纹。可替换地，可以将夹具放在插塞116和管100的第一端部104外面以增加由插塞116在第一端部104上施加的压力从而提供更牢固的配合。所述夹具可以是双部件环，一个部件环围绕管100的整个外周，或一个部件环围绕小于管100的整个外周，诸如二分之一(1/2)、八分之五(5/8)、三分之二(2/3)、四分之三(3/4)、八分之七(7/8)等。

管100可以由多种不同的材料组成，包括、但不限于：陶瓷；金属；有机或无机材料；和塑料材料，例如聚甲醛聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(“abs”)共聚物、芳族聚碳酸酯类、芳族聚酯类、羧甲基纤维素、乙基纤维素、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、尼龙、聚缩醛类、聚醋酸酯类、聚丙烯腈和其它腈树脂、聚丙烯腈-氯乙烯共聚物、聚酰胺类、芳族聚酰胺类(“芳纶”)、聚酰胺-酰亚胺、聚芳酯类、聚亚芳基氧化物、聚亚芳基硫化物、聚芳砜类、聚苯并咪唑、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚碳酸酯、聚酯、聚酯酰亚胺类、聚醚砜类、聚醚酰亚胺类、聚醚酮类、聚醚醚酮类、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺类、聚甲基丙烯酸酯、聚烯烃(例如，聚乙烯、聚丙烯)、异质同晶聚合物、聚二唑、聚对二甲苯、聚苯醚类(ppo)、改性的ppo类、聚苯乙烯、聚砜、含氟聚合物(诸如聚四氟乙烯)、聚氨酯、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚乙烯卤类(诸如聚氯乙烯)、聚氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚乙烯吡咯烷酮、聚偏二氯乙烯、专用聚合物、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、丁基橡胶、乙烯-丙烯二烯单体；及其组合。管100可以是刚性的或柔性的。

图2a显示了实施例管100和处理容器202的分解图。图2b显示了处理容器202的等轴视图，所述处理容器202在管100的收集段106处插入腔体114以形成处理管的容器系统200。图2c显示了沿着图2b所示的线ii-ii做出的处理容器202的横截面视图，所述处理容器202在管100的收集段106处插入腔体114。管100和处理容器202形成管-处理容器系统200。处理容器202可以是eppendorf管、注射器或试管，且具有封闭端部204和开放端部206。开放端部206具有接受帽208的大小。帽208可以由可重新密封的橡胶或其它合适的可重新密封的材料组成，所述可重新密封的材料可以用针头或其他尖锐器具反复刺穿以接近在处理容器202内部贮存的内容物，并且当所述针头或器具被除去时再密封。可替换地，处理容器202也可以具有两个开放端部，所述开放端部具有接受帽的大小。处理容器202可以具有朝向开放端部206变宽或变窄的锥形几何形状；处理容器202可以具有通常圆柱形的几何形状；或者，处理容器202可以具有在第一段中的通常圆柱形的几何形状和在第二段中的圆锥体形的几何形状，其中第一段和第二段彼此连接并且是连续的。尽管处理容器202的至少一个段具有圆形的横截面，但是在其它实施方案中，所述至少一个段可以具有椭圆形、正方形、三角形、矩形、八角形或任意其它合适的横截面形状。处理容器202可以由透明的、半透明的、不透明的、或亚透明的材料(诸如塑料或另一种合适的材料)组成。所述处理容器包括中心轴线214，当把所述处理容器插入腔体114中时所述中心轴线214与管100的中心轴线共轴。处理容器202还可以包括在封闭端部204处的插塞210以允许靶物质的引入或者与顶替液212交换靶物质。封闭端部204可以带螺纹以提供与管100的带螺纹腔体(未显示)的螺纹连接。处理容器202可以由玻璃、塑料、或者其它合适的材料组成。

插塞210可以由可重新密封的橡胶或其它合适的可重新密封的材料组成，所述可重新密封的材料可以用针头或其他尖锐器具反复刺穿以接近在处理容器202内部贮存的内容物或允许将内容物引入处理容器202中，并且当所述针头或器具被除去时再密封。可以将插塞210插入处理容器202中以便维持插塞210与处理容器202之间的密封，诸如通过过盈配合(interferencefit)。可替换地，使用经加热的液体橡胶可以在处理容器202的封闭端部204中形成插塞210，所述橡胶可以在温热或热时成形并随着所述橡胶冷却而硬化。可用于将插塞210附接至处理容器的内壁的胶粘剂可以是基于聚合物的胶粘剂、环氧树脂、接触型胶粘剂或者用于粘接或建立热粘接的任何其它合适材料。可替换地，可以将插塞210注入处理容器202中。可替换地，可以将插塞210热粘接到处理容器202。

例如，套112可以具有锥形尖部，所述锥形尖部刺穿插塞210并延伸进处理容器202的内腔体，套112的轴没有延伸进处理容器202的内腔体。如在下面更详细地解释的，处理容器202的内腔体容纳靶物质。套112可以被可重新密封的套筒(sleeve)(未显示)覆盖以防止靶物质流出，除非处理容器202是在腔体114中达到允许套112刚好穿透处理容器202的深度。该可重新密封的套筒(未显示)覆盖套112，是具有弹簧弹性的，可以被套112穿透，并且由能够耐受反复刺穿同时仍然维持密封的弹性体材料制成。

在插入进管100之前，可以给处理容器202加载顶替液212。顶替液212替换靶物质，使得当把处理容器202插入包含靶物质的主容器管100时，管100和处理容器202经历离心，顶替液212从处理容器202流出并进入管100，并且通过替换，诸如通过浮力替换(即将物质向上提升)，推动靶物质穿过套112并进入处理容器202。

顶替液212具有大于悬浮液的期望靶物质的密度的密度(所述密度可以大于悬浮液级分的一个子集(subset)或者所有悬浮液级分的密度)，并且就悬浮物质而言是惰性的。例如，所述顶替液可以具有比期望靶物质的密度大了大约0.001至大约0.005g/cm³的密度。顶替液212可以是在悬浮流体中可混溶的或不可混溶的。合适的顶替液的例子包括、但不限于：用聚乙烯吡咯烷酮(例如percoll)包被的胶态二氧化硅颗粒的溶液、多糖溶液(例如ficoll)、碘克沙醇(例如optiprep)、有机溶剂、液体蜡、油、气体、及其组合；橄榄油、矿物油、硅氧烷油(siliconeoil)、浸渍油、矿物油、石蜡油、硅油(siliconoil)、氟硅氧烷、全氟萘烷、全氟全氢菲(perfluoroperhydrophenanthrene)、全氟溴辛烷、及其组合；有机溶剂，诸如1,4-二烷、乙腈、乙酸乙酯、叔丁醇、环己酮、二氯甲烷、叔戊醇、叔丁基甲基醚、乙酸丁酯、己醇、硝基苯、甲苯、辛醇、辛烷、碳酸丙烯酯、四氢噻吩砜(tetramethylenesulfones)、和离子流体；基于聚合物的溶液；表面活性剂；全氟酮类(诸如全氟环戊酮和全氟环己酮)、氟化酮类(fluorinatedketones)、氢氟醚类、氢氟烃、全氟烷烃类、全氟聚醚类、硅和基于硅的液体(诸如苯基甲基硅氧烷)；及其组合。

处理容器202还可以包括处理溶液(未显示)以当靶物质进入处理容器202时实现对靶物质的转化。处理溶液(未显示)可以是防腐剂、细胞粘附溶液、染料等。不同于顶替液212，大部分(如果不是全部)的处理溶液(未显示)在离心后留在处理容器202内，由此以一种或另一种方式(即，防腐、增加粘附性能等)实现对靶物质的转化。可以将处理溶液(未显示)作为液体或者作为被容纳在外壳(casing)中的液体引入。所述外壳可以是可溶解于水溶液的，但是不溶解于顶替液212(诸如硅胶帽)；或者，所述外壳可以是易破碎的，使得当将处理容器202在涡旋混合器中摇动时所述外壳破碎。另外，可以使用超过一种处理溶液。

处理容器202可以包括柔性帽，可以推动所述柔性帽以便从其中分配预定的体积并在衬底(例如载玻片或孔板)上。帽208可以是柔性的，或者可以将帽208除去并且将柔性帽插入开放端部206。可替换地，处理容器202可以附接到(即，在积累靶物质之后)或者可以包括分配器，所述分配器能够将预定体积的靶物质从处理容器202分配到另一个衬底(诸如显微镜载玻片)上。所述分配器可以重复地刺穿可重新密封的帽208或者压缩在处理容器202内部的物质以将预定体积的靶物质取出并分配到所述衬底上。可替换地，可以将帽208除去并且可以将分配器(未显示)直接地插入处理容器202中以分配血沉棕黄层(buffycoat)-处理溶液混合物。

图3a显示了管300的等轴视图。图3b显示了沿着线iii-iii做出的管300的横截面视图。管300类似于管100，但是管300包括阀302来替代套112，以提供漏斗110和腔体114之间的通路。当经历离心时，阀302打开以允许在漏斗110和腔体114之间的流体流动。当不经历离心时，阀302关闭以抑制在漏斗110和腔体114之间的流体流动。阀302可以包括、但不限于球式单向阀、隔膜单向阀、回转单向阀、翻转盘单向阀、提升单向阀和鸭口阀。可替换地，当离心力小于或等于预定量时阀302关闭，且当离心力大于或等于预定量时，阀320打开。所述预定量可以包括、但不限于2g、5g、10g、100g、1000g、2000g、2500g、3000g、5000g或10000g，其中g是重力。

收集端部106可以包括断裂点304，在此处允许腔体114和阀302从漏斗110分离，使得靶物质可以被除去并保留在单个容器中用于后续处理。断裂点304可以包括螺纹、榫槽接合、燕尾接合或任何适当的连接方法。

在离心之前和翻转管300之后，插塞116可以从腔体114移出且可以给腔体114加载顶替液212。顶替液212替换靶物质，使得当管300经历离心时，顶替液212流出处理腔体114并经由开放的阀302进入漏斗110，并且通过替换，诸如通过浮力替换(即将物质向上提升)，推动靶物质穿过开放的阀302并进入腔体114。在离心过程中，腔体114可以被盖子(未显示)密封，所述盖子可以包括螺纹，可以是可刺穿的和可重新密封的，或可以是一次性使用，诸如箔。

图4a显示了管400的等轴视图。图4b显示了沿着线iv-iv做出的管400的横截面视图。管400类似于管100，但是管400包括孔402来替代套112，以提供在漏斗110和腔体114之间的通路。孔402具有这样的直径：其大小被设计成在离心之前和之后抑制漏斗110和腔体114之间的流体连通，并在离心过程中允许漏斗110和腔体114之间的流体连通。例如，所述直径可以基于顶替液212和靶物质各自的表面张力。

在离心之前和翻转管400之后，插塞116可以从腔体114移出且可以给腔体114加载顶替液212。顶替液212替换靶物质，使得当管400经历离心时，顶替液212流出处理腔体114并经由孔402进入漏斗110，并且通过替换，诸如通过浮力替换(即将物质向上提升)，推动靶物质穿过孔402并进入腔体114。在离心过程中，腔体114可以被盖子(未显示)密封，所述盖子可以包括螺纹，可以是可刺穿的和可重新密封的，或可以是一次性使用，诸如箔。

密封环

图3a显示了密封环300的等轴视图。图3b显示了密封环300的俯视图。点划线302代表密封环300的中心或最高对称性轴线。密封环300包括内壁304、外壁306和腔体308。在图3b中，riw代表从密封环300的中心到内壁304的径向距离，row代表从密封环300的中心到外壁306的径向距离。密封环300被构造成配合在主容器(诸如管)的周围。腔体308的大小和形状适合接收主容器。可以使密封环300变紧，以便通过将指向密封环300的中心轴线302的大致均匀的径向力(诸如由夹具产生的径向力)在周围施加于外壁306而减小腔体308的大小及内壁304和外壁306的半径。当把密封环300紧固在主容器的周围时，施加到密封环300的均匀力被施加至主容器，由此造成主容器收缩。当从密封环300除去所述径向力时，密封环300仍然被紧固且绷紧在主容器周围。

所述密封环可以是任何形状，包括、但不限于：圆形、三角形或多面体。图3c显示了密封环310的等轴视图。图3d显示了密封环310的俯视图。除了密封环310是多面体以外，密封环310类似于密封环300。点划线312代表密封环310的中心或最高对称性轴线。密封环310包括内壁314、外壁316和腔体318。所述密封环可由金属(诸如黄铜)、聚合物、或其组合组成。

可替换地，如在图3e中所示，密封环320可以由压电材料组成。图3f显示了密封环320的俯视图。点划线322代表密封环320的中心或最高对称性轴线。密封环320可以经由第一引线324和第二引线326连接到电位源(electricpotentialsource)328，诸如电池。电位源328产生机械应变，其造成密封环320变紧(即，密封环320的半径减小)。密封环320包括内壁330、外壁332和腔体334。在图3f中，riw代表从密封环320的中心到内壁330的径向距离，row代表从密封环320的中心到外壁332的径向距离。可替换地，密封环320可以处于自然拉紧状态。当施加电位时，密封环320扩张。可替换地，密封环的一部分可以由压电材料组成，使得所述压电部分作为致动器起作用从而造成密封环的其它部分变紧并在主容器上施加基本上均匀的周围压力，由此使主容器收缩以形成密封。

图3g显示了密封环340的等轴视图。所述密封环包括用于调节内径rid的调节机构348。所述可收缩的环包括第一端部342和第二端部346，第一端部342和第二端部346通过结合部分344连接。第一端部342和第二端部346包括调节机构348的互补部分。调节机构348包括、但不限于棘轮、榫和槽、棘爪等。

所述密封环还可以包括热元件，诸如加热丝。所述热元件可以使主容器软化以便收缩。可替换地，所述热元件可以使主容器熔化以提供更粘附的密封。可替换地，所述热元件可以造成密封环压缩，由此形成在主容器与浮子之间的密封。

方法

为了方便，参考抗凝全血的实施例悬浮液来描述方法。但下面所描述的方法无意在它们的应用范围上受到如此限制。所述方法在实践中可以与任何类型的悬浮液一起使用。例如，样品悬浮液可以是尿、血液、骨髓、囊液、腹水液、粪便、精液、脑脊液、乳头抽吸液、唾液、羊水、阴道分泌物、粘膜分泌物、房水、玻璃体液、呕吐物、和任意其它生理学流体或半固体。还应当理解，靶物质可以是样品悬浮液的一部分，诸如血沉棕黄层、细胞诸如卵细胞、胎儿物质(fetalmaterial)(诸如滋养层、有核红血细胞、胎儿红血细胞、胎儿白血细胞、胎儿dna、胎儿rna等)或循环的肿瘤细胞(“ctc”)、循环的内皮细胞、免疫细胞(即幼稚(naive)或记忆b细胞、或幼稚或记忆t细胞)、囊泡、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(microscopicunit)、寄生虫(例如螺旋菌，诸如造成莱姆病的布氏疏螺旋体(borreliaburgdorferi)；疟疾诱导物)、微生物、病毒、或炎症细胞。可替换地，所述样品可以是生物固体，诸如组织，其在加入主容器之前或之后已经被分解(诸如通过胶原酶)。

例如，靶物质富集是使靶物质相对于非靶物质纯化的过程。例如，可以使靶物质相对于非靶物质富集，由此具有低至1份靶物质(诸如单细胞、蛋白、dna等)到30,000,000份非靶物质的比例。其它比例可以包括、但不限于，低至大约1:25,000,000、1:15,000,000、1:10,000,000、1:5,000,000、1:1,000,000、1:250,000、1:100,000、1:50,000、1:25,000、1:10,000、1:1,000,、1:100、1:10或1:1。

此外，为了方便，参考离心(诸如2g、5g、10g、100g、1000g、1250g、1500g、2000g、2500g、3000g、5000g或10000g)来描述方法，其中g是重力。但是下面描述的方法无意在它们的应用范围上受到如此限制。例如，可以不使用离心，且可以使用重力(即1g)来允许流体的交换和/或流体的分离。可替换地，下面描述的流体的密度可以是巨大的，或者流体的密度之间的区别可以是巨大的，使得流体的分离和/或交换在没有离心存在下发生。即使没有离心，可以在任何适当量的时间执行所述方法，包括、但不限于，小于1小时(即1min、5min、10min、15min、20min、30min、45min等)、1小时(即60min)或超过1小时(即90min、2小时、4小时、8小时、24小时等)。

此外，在所有方法中，在将处理容器202插入腔体114中之前，可以将填充装置(未显示)插入管100的腔体114中。填充装置(未显示)(诸如泵或注射器)包括分层流体，其具有可以小于或大于靶物质的密度。套112延伸进填充装置(未显示)中以接近至少部分地被所述分层流体填充的内部体积。使用填充装置(未显示)来用分层流体替换或除去或置换管内的空气，诸如通过经历离心或通过提供压力梯度。所述分层流体可以具有大于或小于靶物质的密度。合适的分层流体的例子包括、但不限于：用聚乙烯吡咯烷酮(例如percoll)包被的胶态二氧化硅颗粒的溶液、多糖溶液(例如ficoll)、碘克沙醇(例如optiprep)、有机溶剂、液体蜡、油、气体、及其组合；橄榄油、矿物油、硅氧烷油、浸渍油、矿物油、石蜡油、硅油、氟硅氧烷、全氟萘烷、全氟全氢菲、全氟溴辛烷、及其组合；有机溶剂，诸如1,4-二烷、乙腈、乙酸乙酯、叔丁醇、环己酮、二氯甲烷、叔戊醇、叔丁基甲基醚、乙酸丁酯、己醇、硝基苯、甲苯、辛醇、辛烷、碳酸丙烯酯、四氢噻吩砜、和离子流体；基于聚合物的溶液；表面活性剂；全氟酮类(诸如全氟环戊酮和全氟环己酮)、氟化酮类、氢氟醚类、氢氟烃、全氟烷烃类、全氟聚醚类、硅和基于硅的液体(诸如苯基甲基硅氧烷)；及其组合。

方法i

图4a显示了用于回收靶物质的实施例方法的流程图。在方框402中，获得悬浮液，诸如抗凝全血。在方框404中，将全血加入主容器，诸如管。在方框406中，将浮子加入管。图5a显示了全血样品502和加入管100的浮子504。浮子504包括主体、两个泪滴形状的端帽、和在所述主体上径向地隔开且轴向地定向的支持部件。可替换地，浮子504可以不包括任何支持部件。可替换地，浮子504可以包括不与管100的内壁接合的支持部件。

在替代实施方案中，支持部件的数目、支持部件的间距和支持部件厚度可以各自独立地变化。所述支持部件也可以是断开的或者分段的。所述主体具有小于管100的内径的外径的大小，由此将流体保留通道限定在主体的外表面和管100的内壁之间。在支持部件之间的主体的表面可以是平的、弯曲的，或者具有另一种合适的几何形状。支持部件和主体可以是单个结构，或者可以是单独结构。

实施方案包括用于浮子端帽的其它类型的几何形状。顶端帽可以具有泪滴形状、圆顶形状、圆锥体形状、或者任何其它适当的形状。底端帽可以具有泪滴形状、圆顶形状、圆锥体形状、或者任何其它适当形状。在其它实施方案中，浮子504的主体可以包括多种不同的支持结构，用于在离心过程中分离样品、支持管壁、或者在浮子周围引导悬浮流体。实施方案无意局限于这些例子。主体可以包括许多为管提供支持的突起物(protrusion)。在替代实施方案中，可以改变突起物的数目和图案。主体可以包括单个连续的螺旋状结构、或者在主体周围形成螺旋形从而形成螺旋状通道的肩部(shoulder)。在其它实施方案中，所述螺旋状肩部可以形成圆形或者断开或分段以允许流体在螺旋状肩部的相邻圈(turns)之间流动。在不同的实施方案中，可以独立地改变所述螺旋状肩部的间距和肋条厚度。在另一个实施方案中，所述主体可以包括从主体径向地延伸和在主体周围圆周地延伸的支持部件。在另一个实施方案中，所述支持部件可以是锥形的。

浮子504可以由多种不同材料组成，包括、但不限于：金属；有机或无机材料；含铁塑料；烧结金属；机械加工的金属；塑料材料及其组合。管100可以具有内壁和第一直径。可以通过过盈配合将浮子504捕获在管100内，使得在离心下管100的内壁发生扩张以允许浮子504的轴向移动。当离心停止时，内壁减小恢复至第一直径以诱导过盈配合。可替换地，内壁可以不扩张并且过盈配合可以不发生在浮子504和管100之间，使得所述浮子在离心之前、过程中或之后在所述管内自由地移动。通过机械加工、注射模塑、添加技术等，可以将所述浮子的端帽制成主体的一部分，由此成为一个单个结构；或者，通过压配合、胶粘剂、螺钉、用于将至少两个部件保持在一起的任何其它适当方法、或者其组合，可以将端帽连接到主体。

返回图4a，在方框408中，主容器、浮子和全血经历基于密度的分离，诸如通过离心，由此允许基于密度将全血分离成沿管的轴向位置的基于密度的级分。图5b显示了已经历基于密度的分离(诸如通过离心)的管100、浮子504和血液的等轴视图。例如，假设经离心的全血包括三个级分。为了方便，所述三个级分包括血浆、血沉棕黄层和红血细胞。但是，当另一个悬浮液经历离心时，可能存在多于、少于或相同数目的级分，每个级分具有不同的密度。悬浮液经历轴向分离从而基于密度而沿管的长度分离成三个级分，其中红血细胞514位于底部，血浆510位于顶部，血沉棕黄层512位于二者之间，如在图8中所示。浮子504可以具有任何适当的密度以沉降在所述级分中的一个内。可以选择浮子504的密度，使得浮子504使血沉棕黄层512在浮子的主体与主容器的内壁之间扩展。血沉棕黄层512可以被捕集在浮子504和主容器702之间的区域内。

返回图4a，在方框410中，可以从管100取出血浆510，诸如通过移液、抽吸、倾倒等。在方框412中，如在图5c中所见，可以将至少一种划界流体(delineationfluid)520加入管中。所述划界流体可以提供靶物质与在所述靶物质上方和/或下方的任何非靶物质之间的进一步分离。至少一种划界流体520可以具有大于或小于靶物质的密度。例如，当希望进一步分离血沉棕黄层512和红血细胞514时，所述划界流体可以具有大于血沉棕黄层512且小于红血细胞514的密度。至少一种划界流体520可以是与悬浮流体可混溶的或不可混溶的，并且对于悬浮物质而言是惰性的。至少一种划界流体520也可以提供在其中将主容器702密封的区域，因为在血沉棕黄层512和红血细胞514之间存在更大的划界和分离。无论是否使用浮子，都可以使用至少一种划界流体520。合适的划界流体的例子包括、但不限于：用聚乙烯吡咯烷酮(例如percoll)包被的胶态二氧化硅颗粒的溶液、多糖溶液(例如ficoll)、碘克沙醇(例如optiprep)、氯化铯、蔗糖、基于糖的溶液、基于聚合物的溶液、表面活性剂、有机溶剂、液体蜡、油、气体、及其组合；橄榄油、矿物油、硅氧烷油、浸渍油、矿物油、石蜡油、硅油、氟硅氧烷、全氟萘烷、全氟全氢菲、全氟溴辛烷及其组合；有机溶剂，诸如1,4-二烷、乙腈、乙酸乙酯、叔丁醇、环己酮、二氯甲烷、叔戊醇、叔丁基甲基醚、乙酸丁酯、己醇、硝基苯、甲苯、辛醇、辛烷、碳酸丙烯酯、四氢噻吩砜、和离子流体；基于聚合物的溶液；表面活性剂；全氟酮类(诸如全氟环戊酮和全氟环己酮)、氟化酮类、氢氟醚类、氢氟烃、全氟烷烃类、全氟聚醚类、硅和基于硅的液体(诸如苯基甲基硅氧烷)；及其组合。

在方框414中，管、浮子、划界流体和残余级分经历再离心。在方框416中，应用密封环。

图5d显示了两部件密封件，其包括要插入主容器中的内部柔软部件和外部压缩部件，所述外部压缩部件至少使主容器收缩和变形以从主容器的下部分密封主容器的上部分。所述外部压缩部件也可以使内部柔软部件收缩和变形。所述两部件密封件阻止流体在主容器内移动超过所述两部件密封件并阻止所述内部柔软部件的移动。为了方便，参考浮子504描述了所述内部柔软部件，并参考密封环300描述了所述外部压缩部件，但是描述的系统无意受到如此限制，且可以包括任何适当的浮子和任何适当的外部压缩装置。

密封环300在管100上施加周向或径向的力，由此造成管100向内塌陷并靠在浮子504上。放大图522显示了被紧固在浮子504和管100周围的密封环300。已被放在划界流体520和红血细胞514的界面处的密封环300造成管100向内塌陷直到在管100和浮子504之间形成密封。密封环300的外壁可以与管100的外壁齐平；密封环300的外壁可以延伸超过管100的外壁；或者，管100的外壁可以延伸超过密封环300的外壁。密封环300仍然被紧固以保持密封，这会阻止流体在任意方向上移动超过该密封。密封环300也可以保持张紧状态。可替换地，可以将密封环300过量压紧并然后除去施加到密封环300的力。密封环300可以略微扩张，尽管仍然保持收缩。

为了应用密封环300并由此形成密封，可以使用夹具将朝向管100的中心轴线的力周向地施加于密封环300。在管100经历基于密度的分离(诸如通过离心)以后，将密封环300放在管100周围。然后将密封环300和管100放在夹具中。所述夹具可以包括架以将密封环300支持靠在管100上。所述夹具的操作可以是自动化的或者可以手动地执行。可替换地，所述夹具可以在不包括密封环300的情况下形成浮子504和管100之间的密封。可替换地，可以在浮子504和管100之间形成密封，诸如通过超声焊接，或者通过施加热或温度梯度以使管100变形/或熔化到浮子504。为了方便，参考密封环描述了方法，但是下面描述的方法无意在它们的应用上受到如此限制，并且可以在没有密封环的情况下实施。

当使夹具的操作自动化时，电动机(motor)造成套爪(collet)(包括套爪指)或者压力构件的平移(translation)从而造成套爪指的收缩。电动机可以通过轴(诸如凸轮轴)及一个或多个齿轮而连接到套爪或压力构件。基部接合并抓住所述物体。当套爪被电动机驱动时，压力构件保持静止。当压力构件被电动机驱动时，套爪保持静止。所述夹具可以包括脱扣器(release)，以便造成压力构件从套爪指904滑出，由此消除夹紧力。

可替换地，所述夹具可以是、但不限于：套爪夹具、o形圈、管夹、软管夹、弹簧夹、带环夹、或系扣(诸如拉链系扣)。可以在没有密封环的情况下使用夹具以提供浮子和管之间的密封。

返回图4a，在方框418中，且如在图5e中所见，可以将管100翻转，可以将插塞116从管100取出，可以将处理容器202插入管200中，且可以将顶替液212加入处理容器202。应当指出，在将处理容器202插入管200中之前或之后，可以将顶替液212加入处理容器202。

返回图4a，在方框420中，然后将所述系统再离心。图5f显示了离心以后的管100和处理容器202。随着顶替液212(其具有大于血沉棕黄层512但是小于划界流体520的密度)从处理容器202流入管100中，血沉棕黄层512在管100内穿过套214向上移动并进入处理容器202。

然后可以从管100取出处理容器202(包括血沉棕黄层512)以经历进一步处理、分析、贮存等。在取出处理容器202之后，可以添加处理溶液，尽管在靶物质的回收之前所述处理溶液已经在处理容器中。可以摇振处理容器，诸如通过涡旋混合器。然后可以将处理溶液(未显示)(其已经在以液体形式或者在可溶性外壳中或在易破碎的外壳中摇振之前加入)与血沉棕黄层混合以实现转化并且形成血沉棕黄层-处理溶液混合物。然后可以将血沉棕黄层-处理溶液混合物分配到衬底(诸如显微镜载玻片)上。

方法ii

图4b显示了用于回收靶物质的实施例方法的流程图。在方框432中，得到悬浮液，诸如抗凝全血502。在方框434中，且如在图6a中所见，将全血502加入管100。返回图4b，在方框436中，且如在图6b中所见，可以将染色剂606、负富集试剂(negativeenrichmentreagent)604和划界流体602加入管100。将染色剂606加入所述主容器以标记靶物质。还将负富集试剂604加入所述主容器以改变非靶物质(例如，血浆510)的密度，而不改变靶物质的密度。例如，负富集试剂604可以改变非靶物质的密度，使得靶物质的密度小于或大于改变的非靶物质密度。可以允许染色剂606和负富集试剂604温育任何适当量的时间，包括、但不限于，小于1小时(即1min、5min、10min、15min、20min、30min、45min等)、1小时(即60min)或超过1小时(即90min、2小时、4小时、8小时、24小时等)。

在温育过程中，可以将管100涡旋、摇动、摇振或任何适当的运动以增强染色剂与靶物质的混合。例如，染色剂可以是含有荧光探针的溶液，所述荧光探针可以用于将靶物质染色并由此标记，由此提供用于鉴别和表征的荧光信号。在将悬浮液加入容器之前、在将悬浮液加入容器之后但在离心之前、或者在悬浮液已经经历离心之后，可以将含有荧光探针的溶液加入悬浮液。荧光探针包括与配体结合的荧光分子。靶物质可以具有许多不同类型的表面标志物。每种类型的表面标志物是能够附接特定配体(诸如抗体)的分子(诸如抗原)。因此，可以用配体将靶物质分类，并且通过使附接到特定表面标志物的配体与特定荧光分子缀合而确定存在于悬浮液中的靶物质的具体类型。合适的荧光分子的例子包括、但不限于：量子点；商购可得的染料，诸如荧光素、fitc(“异硫氰酸荧光素”)、r-藻红蛋白(“pe”)、德克萨斯红、别藻蓝蛋白、cy5、cy7、级联蓝、hoechst、dapi(“4',6-二脒基-2-苯基吲哚”)和tritc(“异硫氰酸四甲基罗丹明”)；染料，诸如cy5pe、cy7apc和cy7pe的组合；和合成的分子，诸如自组装核酸结构。可以使用许多溶液，使得每种溶液包括与不同配体结合的不同类型的荧光分子。此外，靶物质的核可以具有与非靶物质的核不同的大小。确定核大小可以辅助区分靶物质和非靶物质。

返回图4b，在方框438中，且如在图6d中所见，可以将管100翻转，可以将插塞116从管100取出，可以将处理容器202插入管200中，且可以将顶替液212加入处理容器202。应当指出，在将处理容器202插入管200中之前或之后，可以将顶替液212加入处理容器202。

返回图4b，在方框440中，然后将所述系统再离心。图6e显示了离心以后的管100和处理容器202。随着顶替液212(其具有大于血沉棕黄层512但是小于划界流体520的密度)从处理容器202流入管100中，血沉棕黄层512在管100内穿过套214向上移动并进入处理容器202。此外，改变密度的流体604(其已经与血浆510混合以形成高密度血浆608)造成高密度血浆608具有至少大于血沉棕黄层502和划界流体602的密度。

然后可以从管100取出处理容器202(包括血沉棕黄层512)以经历进一步处理、分析、贮存等。在取出处理容器202之后，可以添加处理溶液，尽管在靶物质的回收之前所述处理溶液已经在处理容器中。可以摇振处理容器，诸如通过涡旋混合器。然后可以将处理溶液(未显示)(其已经在以液体形式或者在可溶性外壳中或在易破碎的外壳中摇振之前加入)与血沉棕黄层混合以实现转化并且形成血沉棕黄层-处理溶液混合物。然后可以将血沉棕黄层-处理溶液混合物分配到衬底(诸如显微镜载玻片)上。

合适的负富集试剂的例子包括、但不限于：用聚乙烯吡咯烷酮(例如percoll)包被的胶态二氧化硅颗粒的溶液、多糖溶液(例如ficoll)、碘克沙醇(例如optiprep)、复合物、支链葡聚糖(例如葡聚糖)、氯化铯、蔗糖、基于糖的溶液、聚合物溶液、多相聚合物溶液、四聚体抗体复合物(例如rosettesep)等；或颗粒，诸如珠子(由金属、硅胶、玻璃、聚合物等中的至少一种组成)、纳米颗粒、基于金属的化合物、金属络合物、脂质、糖等。

还将正富集试剂加入主容器以改变靶物质的密度，而不改变非靶物质的密度。例如，所述正富集试剂可以改变靶物质的密度，使得非靶物质的密度小于或大于改变的靶物质密度。可以允许正富集试剂温育任何适当量的时间，包括、但不限于，小于1小时(即1min、5min、10min、15min、20min、30min、45min等)、1小时(即60min)或超过1小时(即90min、2小时、4小时、8小时、24小时等)。合适的正富集试剂的例子包括、但不限于：用聚乙烯吡咯烷酮(例如percoll)包被的胶态二氧化硅颗粒的溶液、多糖溶液(例如ficoll)、碘克沙醇(例如optiprep)、复合物、支链葡聚糖(例如葡聚糖)、氯化铯、蔗糖、基于糖的溶液、聚合物溶液、多相聚合物溶液、四聚体抗体复合物(例如rosettesep)等；或颗粒，诸如珠子(由金属、硅胶、玻璃、聚合物等中的至少一种组成)、纳米颗粒、基于金属的化合物、金属络合物、脂质、糖等。

级分回收

在一个例子中，可能合乎需要的是，除去血液样品的整个级分以得到靶物质。

在另一个例子中，可能合乎需要的是，除去血液样品的级分的一部分以得到靶物质。连续密度分级分离是通过逐步或连续过程将样品分成级分或将样品的一个级分分成亚级分，使得每个步骤或序列造成从上述和连续步骤或序列收集或分离不同的级分或亚级分。换而言之，连续密度分级分离会通过一系列步骤提供一个群体的各个亚群体或一个群体的亚群体的各个子亚群体。例如，血沉棕黄层是全血样品的级分。所述血沉棕黄层级分可以进一步分成亚级分，包括、但不限于，网织红细胞、粒细胞、淋巴细胞/单核细胞和血小板。所述血沉棕黄层还可以含有期望的靶物质。这些亚级分可以通过执行连续密度分级分离单独得到。

根据分离和收集期望的级分或亚级分的数目，可以使用两个或更多个处理容器和各种顶替液。每种连续顶替液比在前的顶替液密度大。此外，用于收集靶物质的顶替液的密度大于期望的靶物质的密度；例如，顶替液可以具有比期望的靶物质的密度大了大约0.001至大约0.005g/cm³的密度。类似地，每种连续级分或亚级分比在前的级分或亚级分大。收集后，可以分析连续亚级分，诸如用于诊断、预后、研究目的，以确定组分特征(即完全血细胞计数)，那些特征随时间如何变化，等。

可以使用随后的处理容器和顶替液来收集血沉棕黄层512的另外亚级分，直到所有亚级分被收集或直到期望的亚级分被收集。尽管将连续密度分级分离描述为用浮子和密封环执行，但是连续密度分级分离可以在没有浮子、密封环或二者的情况下执行。下面是用于在已经执行直到处理容器的插入的所有步骤以后执行连续密度分级分离的一种实施例方法：

1.将第(n-y)个处理容器插入管内的腔体，

2.将第(n-y)种顶替液加入第(n-y)个处理容器，第(n-y)种顶替液；

3.将主容器和第(n-y)个处理容器一起离心，第(n-y)种顶替液经由管流入主容器以将来自主容器的悬浮液的第(n-y)个亚级分经由套穿过管替换进入第(n-y)个处理容器；

4.从管取出第(n-y)个处理容器，包括第(n-y)个亚级分。

例如，n可以是大于或等于1的任何数目，且y可以是大于或等于0的任何数目，诸如n＝2且y＝1。此外，n可以是期望的亚级分的总数，且y＝(n-1-已经收集的亚级分的数目)。

回收靶物质以后，可以将靶物质放在衬底上用于成像和检测(和随后贮存用于存档目的)。然后可以从衬底取出检测的靶物质的至少一部分，诸如通过挑取，以经历进一步分析。可以将分离的靶物质存放进pcr管、孔板的孔、载玻片或用于执行进一步分析的任何适当的衬底或容器。

使用任何适当的分析方法或技术可以分析靶物质，尽管更具体地使用细胞外和细胞内分析，包括细胞内蛋白质标记；显色染色；核酸分析，包括、但不限于dna阵列、表达阵列、蛋白质阵列、和dna杂交阵列；原位杂交(“ish”—一种用于分析dna和/或rna的工具，诸如基因拷贝数变化)；聚合酶链式反应(“pcr”)；反转录pcr；或分支dna(“bdna”—一种用于分析dna和/或rna的工具，诸如mrna表达水平)分析。分离的有核的红血细胞可以经历进一步处理以试验这样的胎儿异常，包括、但不限于，染色体异常(例如胎儿非整倍性、唐氏综合征、三体性13、三体性18或性染色体异常，诸如特纳综合征)、较小的亚染色体异常、性别检验、突变分析和恒河猴血型检验。

这些技术可能需要在分析之前将靶物质固定、透化和分离。可标记的细胞内蛋白质中的一些包括、但不限于：细胞角蛋白(“ck”)、肌动蛋白、arp2/3、冠蛋白、肌养蛋白、ftsz、肌球蛋白、血影蛋白、微管蛋白、胶原、组织蛋白酶d、aldh、pbgd、akt1、akt2、c-myc、天冬氨酸特异性半胱氨酸蛋白酶、存活素、p27^kip、foxc2、braf、磷酸-akt1和2、磷酸-erk1/2、erk1/2、p38mapk、波形蛋白、er、pgr、pi3k、pfak、kras、alkh1、twist1、snail1、zeb1、纤连蛋白、slug、ki-67、m30、magea3、磷酸化的受体激酶、经修饰的组蛋白、染色质相关的蛋白和mage。为了固定、渗透或标记，可以使用固定剂(诸如甲醛、福尔马林、甲醇、丙酮、低聚甲醛或戊二醛)、去污剂(诸如皂苷、聚氧乙烯、洋地黄皂苷、辛基β-葡萄糖苷、辛基β-硫葡萄糖苷、1-s-辛基-β-d-硫代吡喃葡萄糖苷、聚山梨酯-20、chaps、chapso、(1,1,3,3-四甲基丁基)苯基-聚乙二醇或辛基苯酚环氧乙烷)、或标记剂(诸如荧光标记的抗体、酶缀合的抗体、pap染色剂、吉姆萨染色剂、或苏木精和伊红染色剂)。

可以增加靶物质的密度(诸如通过将重量(weight)附接至靶物质，或通过使靶物质吸收或摄入重量)，或可以降低(诸如通过将浮标(buoy)附接至靶物质，或通过使靶物质吸收或摄入浮标)。所述重量或所述浮标可以结合至配体。所述靶物质可以具有许多不同类型的表面标志物。每种类型的表面标志物是能够附接特定配体(诸如抗体)的分子(诸如抗原)。因此，可以选择配体以特异性地附接至靶物质从而改变所述靶物质的密度。合适的重量和/或浮标的例子包括、但不限于由金属、玻璃、陶瓷、塑料或它们的组合组成的珠子。可替换地，可以将重量或浮标附接到非靶物质以改变非靶物质的密度从而得到更纯的靶物质样品。

为了解释的目的，前面的描述使用特定术语来提供本公开内容的彻底理解。但是，本领域技术人员显而易见，不要求用于实施本文描述的系统和方法的具体细节。为了说明和描述的目的，前面对具体实施方案的描述作为示例呈现。它们无意是穷尽性的，或者将本公开内容局限于所描述的精确形式。考虑到前面的教导，许多修改和变化是可能的。显示并描述所述实施方案以便最佳地解释本公开内容的原理和实际应用，由此使本领域技术人员能够最佳地利用本公开内容和各种实施方案，其中各种修改适合于所涵盖的具体用途。本公开内容的范围意图由以下权利要求和它们的等同方案限定。