0068]图7a、7b和7c是如上所述的用于保湿算法的控制波形的图。该图可图示出在样本进入贮器与分类贮器之间施加的压力或样本进入贮器和废物贮器之间的压力。在第一时段期间，分类如常地继续，直至干涸检测器101指示样本贮器即将干涸为止。当检测到该条件时，发出干涸信号，并且压力如图7a中所示地反向。在反向的一段时间的运行之后，检测器确定微通道再次被润湿，并终止驱动压力。允许流体简单地保持在器件的腔中，直至分类重新开始为止，或者采取某个其它动作。
[0069]在图7b中，监视流体泵的条件以确定干涸条件。可将泵配置成保持恒定流体速度或恒定事件速率，并且其可在闭合反馈环路中操作以便保持流体速度被紧紧地控制。可通过测量电流消耗的增加、体积输出、占空比的增加、泵的输出处的压降或指示泵和微通道正在干涸的某个其它条件来检测干涸条件。在这里，使泵压力反向并使流体返回至器件中的腔。该算法可相对于大气在通道内保持某个标称流体压力，使得流体处于某个压力下，或者可将压力减小至周围环境，如图7b中所示。
[0070]应理解的是虽然在图7a和7b中将用于前向流体方向和反向流动方向的流动速率以及这些流动的持续时间示为近似相等，但情况不一定如此。特别地，由于细胞浓度可大大地不同且在回流期间不发生分类，所以反向流体速度可超过前向速度。替换地，反向流体速度可小于前向速率，以便在通过微通道的同时减小细胞上的应力。最后，作为在通道中保持流体固定不动的替代，保湿算法可替代地使一定量的流体在样本贮器A与废物贮器C或不太可能的分类贮器B之间来回穿梭。恒定运动可避免颗粒在流体中的附聚。图7c示出了本实施例，其中，流体通过颗粒操纵器件10来回穿梭，以将各部件保持在恒定运动中直至添加新样本或操作员干预为止。
[0071]应理解的是保湿算法可应用于具有窄通道的颗粒分类系统的所有部件。例如，如果分类器是在基板上形成的MEMS型微制造器件10，则可对往返窄的且因此易于堵塞的MEMS芯片的所有其它流体通道应用保湿算法。这些其它通路可包括将MEMS芯片连接到更大流体贮器的管道或通路。
[0072]图8示出了用于执行保湿算法的示例性方法。该方法在步骤SlOO中开始，其中，样本流体流过颗粒操纵系统。在步骤S200中，由传感器来检测干涸条件，并且传感器为此发送信号。在步骤S300中，在系统中使流动反向。在步骤S400中，减弱或禁用激光。如先前所述，应理解的是步骤S400可在步骤S300前面，使得激光器在步骤S200中的接收到信号时且在流动反向之前立即被禁用或减弱。在步骤S500中，将驱动压力减小至周围环境，例如使得流体停止流动。在步骤S600中，进行附加样本是否等待运行的确定。如果是，则在步骤S700中改变样本，并且过程返回至开始，SlOOo如果没有，则方法在步骤S800中结束。
[0073]应理解的是可能并不是图8中所示的所有步骤都是必需的，例如如果不在使用激光器或者如果预期干涸条件将具有有限的持续时间，则可省略步骤S400激光器禁用。类似地，不需要按照所指示的顺序来执行步骤，例如可在流动反向之前禁用激光器。作为步骤S400的替代或除其之外，该方法还可包括减少询问激光器的输出，禁用、减少泵输出、使其反向，使可听警报发声，以及向计算机监视器发送警告消息。
[0074]虽然已结合上文概述的示例性实施方式来描述了各种细节，但在回顾前述公开时，各种替换、修改、变更、改善和/或显著等价物(无论是已知还是目前已或可能未预见到的)可变得显而易见。因此，上文所阐述的示例性实施方式意图是说明性的而非限制性的。
【主权项】
1.一种颗粒操纵系统，包括: 颗粒操纵器件； 在颗粒操纵器件上游的至少一个微制造输入通道和在颗粒操纵器件下游的至少一个微制造输出通道，样本流体通过其而流动； 传感器，其检测微制造通道中的至少一个内的干燥或即将干燥条件并在检测条件时放出信号；以及 流体控制装置，用于在所述至少一个微制造输入通道与所述至少一个微制造输出通道之间建立受控前向流动，并且然后在从传感器接收信号时使输出通道与输入通道之间的流动反向。
2.权利要求1的颗粒操纵系统，其中，所述颗粒操纵器件包括在基板的表面上形成的微制造颗粒分类机构，并且样本流体包括目标颗粒和非目标材料。
3.权利要求2的颗粒操纵系统，其中，所述微制造颗粒分类机构移动以响应于力而将目标颗粒从微制造输入通道转向至微制造分类输出通道中，并且其中，颗粒分类机构使目标颗粒转向的运动基本上在平行于基板表面的平面中。
4.权利要求3的颗粒操纵系统，其中，输入通道中的流动基本上反平行于微制造分类输出通道中的流动，并且力是磁力，并且其中，废物输出通道与输入通道和分类输出通道基本上正交，并且其中，当从传感器接收信号时由废物通道与输入通道之间的流体控制装置使流动反向。
5.权利要求2的颗粒操纵系统，其中，微制造颗粒分类机构还包括: 有渗透性的磁性材料，嵌入微制造颗粒分类机构中；以及 磁通量源，在微制造颗粒分类机构和在其上面形成微制造颗粒分类机构的基板外部，其中，磁通量与嵌入有渗透性的磁材料相互作用以移动微制造颗粒分类机构，由此，微制造颗粒分类机构在磁通量源被激活时从第一位置移动至第二位置。
6.权利要求1的颗粒操纵系统，其中，所述传感器基于微制造通道中的至少一个内的流体压力、光学性质、粘度、电容以及流体阻力中的至少一个来检测干燥或即将干燥条件。
7.权利要求1的颗粒操纵系统，其中，所述传感器基于输入、分类或废物贮器的条件或这些贮器与颗粒操纵器件之间的通道条件或系统已记录的多个事件或分类时间的持续时间中的至少一个来检测干燥或即将干燥条件。
8.权利要求3的颗粒操纵系统，其中，当所述微制造颗粒分类机构处于第一位置时，形成微制造输入通道与废物通道之间的通路，并且当微制造颗粒分类机构处于第二位置时，形成微制造输入通道与微制造分类输出通道之间的通路。
9.权利要求8的颗粒操纵系统，其中，所述流体控制装置在微制造颗粒分类机构处于第一位置中的情况下使流体流动的方向反向。
10.权利要求8的颗粒操纵系统，其中，所述流体控制装置在微制造颗粒分类机构处于第二位置中的情况下使流体流动的方向反向。
11.权利要求2的颗粒操纵系统，还包括: 控制器，其控制流体控制装置以在正常分类期间保持前向流动方向，并在从传感器接收信号时使流体方向反向。
12.权利要求11的颗粒操纵系统，其中，所述控制器在从传感器接收信号时调用保湿算法。
13.权利要求12的颗粒操纵系统，其中，所述保湿算法包括以下各项中的至少一个: 减少、改变或禁用询问激光器的输出； 减少、改变或禁用电源输出； 减少、禁用泵输出或使其反向； 使可听警报发声；以及 发送警告消息。
14.一种用于用颗粒操纵器件来操纵颗粒的方法，包括: 提供颗粒操纵器件； 提供在颗粒操纵器件上游的至少一个微制造输入通道和在颗粒操纵器件下游的至少一个微制造输出通道， 在正常操作期间使流体流动通过微制造输入通道流到所述至少一个微制造输出通道; 感测微流体通道即将或正在干涸； 输出指示干涸条件的信号；以及 在接收信号时使所述至少一个微制造输入通道与至少一个微制造输出通道之间的流动反向。
15.权利要求14的方法，其中，所述颗粒操纵器件包括在基板的表面上形成的微制造颗粒分类机构，并且样本流体包括目标颗粒和非目标材料。
16.权利要求15的方法，其中，所述微制造颗粒分类机构移动以响应于力而将目标颗粒从微制造输入通道转向至微制造分类输出通道中，并且其中，颗粒分类机构使目标颗粒转向的运动基本上在平行于基板表面的平面中， 并且其中，微制造颗粒分类机构在施加力时从第一位置移动至第二位置以使颗粒转向。
17.权利要求16的方法，其中，输入通道中的流动基本上反平行于分类输出通道中的流动，并且其中，力是磁力，并且其中，废物输出通道与输入通道和分类输出通道基本上正交，并且其中，当从传感器接收信号时使流动在废物通道与输入通道之间反向。
18.权利要求14的方法，还包括以下步骤中的至少一个: 减少、改变或禁用询问激光器的输出； 减少、改变或禁用电源输出； 减少、禁用泵输出或使其反向； 使可听警报发声；以及 发送警告消息。
19.权利要求14的方法，其中，感测微流体通道即将干涸包括检测微制造通道中的至少一个内的流体压力、光学性质、粘度、电容、流体阻力中的至少一个的变化以及样本体积几乎被耗尽。
20.权利要求17的方法，其中，所述流体控制装置在微制造颗粒分类机构处于第一位置中的情况下使流体流动的方向反向。
【专利摘要】具有保湿算法的颗粒操纵系统。一种使用颗粒操纵级和传感器来检测样本体积被耗尽或几乎耗尽的时间的基于MEMS的颗粒操纵系统。传感器向流体控制装置发送信号，其使输出通道中的一个与输入通道之间的压力反向，以用一定体积的样本流体来保持表面湿润。可以在通道中保持此体积直至操作员干预为止，或者可以使其反复地在输入通道与输出通道之间来回穿梭。通过保持通道湿润，来自样本流的材料未变得粘附于通道壁，否则其可能不可逆地改变或损坏器件。
【IPC分类】B01L3-00
【公开号】CN104801355
【申请号】CN201510042316
【发明人】J.S.富斯特, N.C.马丁内斯, K.E.希尔兹, J.K.斯彭
【申请人】Owl生物医学公司
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2015年1月28日
【公告号】EP2902108A1, US20150211685