流体管线式粒子固定和收集系统以及其使用方法

流体管线式粒子固定和收集系统以及其使用方法
【专利摘要】本发明提供了流体分选系统，其被配置成在所述系统内固定并任选地集中和/或分析一个或多个粒子。所述系统的方面包括流通式腔室和固定组件，所述固定组件被配置成优选可逆地将粒子固定于所述流通式腔室内。任选地，所述系统包括分析组件，所述分析组件被配置成光学分析所述流通式腔室内的固定粒子。在某些方面，所述系统被配置成收集来自所述流通式腔室的一个或多个粒子以用于后续分析、实验和/或使用。本发明还提供用于可逆地固定并任选地分析流体分选系统内的一个或多个粒子的方法、组件和试剂盒。
【专利说明】流体管线式粒子固定和收集系统以及其使用方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请依据35U.S.C.§ 119(e)要求2011年4月29日提交的美国临时专利申请序列号61/480，811的提交日期的优先权；所述申请的公开内容通过引用的方式并入本文。
[0003]介绍[0004]流动型粒子分选系统(例如分选流式细胞仪)被用于基于粒子的至少一种测量特征来分选流体样品中的粒子。在流动型粒子分选系统中，流体悬浮液中的粒子(例如分子、分析物结合珠粒或单独的细胞)以流形式通过检测区，在所述检测区中粒子感应构件感应所述流中所含的待分选类型的粒子。所述粒子感应构件在检测到待分选类型的粒子时即触发选择性分离所关注的粒子的分选机构。
[0005]粒子感应通常通过使流体流通过检测区来进行，在所述检测区中粒子暴露于通常来自一个或多个激光器的激发光，并且测量粒子的光散射和荧光特性。粒子或其组分可用荧光染料标记以促进检测，并且可通过使用光谱上不同的荧光染料标记不同粒子或组分来同时检测大量的不同粒子或组分。通常，使用许多光检测器来进行检测以促进各种不同染料的荧光的独立测量。
[0006]一种广泛使用类型的流动型粒子分选系统是静电分选型。在一个静电分选仪中，流体悬浮液从喷嘴喷射出来并振动以将流打破成均匀的离散液滴。分选机构包括连接到流的液滴充电构件，以使含有待分选类型的粒子的液滴在其脱离喷射流时带上电荷。使液滴流通过由一对带相反电荷的偏转板建立的横向静电场。不带电荷的液滴在通过静电场时不偏转并且被中央接受器收集。含有待分选类型的粒子的带电液滴以与液滴电荷的极性和量值相关的方向和量偏转并且被收集在独立的收集接受器中。来自BD Biosciences (SanJose, CA)的BD FACSAria?流式细胞仪是一种静电分选型粒子分选仪。
[0007]替代类型的流动型粒子分选仪基于在封闭型流体系统中使用移动微滴捕捉管(moving droplet capture tube),例如描述于通过引用的方式并入本文的美国专利号5，030，002中。在这种类型的分选仪中，捕捉管(也称为捕集管(catcher tube))被定位在粒子感应构件下游的流动流中。捕集管通常定位在流动流中但在粒子路径外部，其聚焦在流动流的中心。捕集管能够在流内横向移动以使得它可以移动进出粒子路径。粒子感应构件在检测到待分选类型的粒子时即触发捕集管移动到粒子路径中以捕集待分选的粒子，然后在下个粒子到达管之前退出粒子路径。来自BD Biosciences (San Jose, CA)的具有分选选项的BDFACSCal ibur?流式细胞仪是一种基于移动捕集管分选机构的流动型粒子分选仪。
[0008]在流式细胞术中的多种应用中，例如用于治疗用途的分选的细胞，需要封闭型流体系统以避免样品的污染。静电分选仪的缺点在于产生空气内粒子流以及伴随形成气溶胶，使得更难以分离样品以避免样品的污染或使操作者暴露于危险的样品气溶胶。移动捕集管型分选仪具有以下优点:流动流完全封闭并且不暴露于空气，使得更容易维持分选环境的无菌性。封闭型流动分选仪一般比微滴分选仪更具成本有效性，并且这些分选仪的封闭流体路径还提供一种分析危险样品的安全手段。[0009]美国专利号5，030, 002中所述类型的封闭型流体分选仪的一个缺点在于，移动捕集管即使在粒子路径外部时也始终处于流体流中，并且接收外层流体。因此，由捕集管收集的细胞通常在外层流体中稀释，所述稀释程度使细胞密度对于多种后续研究和临床应用来说不相容(例如，过低)。当分选稀有细胞时，所述问题尤其显著。尽管这些分选仪提供安全性和其他优点，但该细胞稀释的问题已阻止了封闭型流体分选仪的广泛采用。
[0010]分析细胞的光散射和荧光特性的典型流式细胞仪未被设计用来提供所分析的细胞的亚细胞影像。成像流式细胞术(Imaging Flow Cytometry, IFC)是一种将流式细胞仪所提供的光度分析与成像系统所提供的形态分析组合的技术。IFC系统的一个商业实例是来自Amnis的ImageStream,它使用延时和积分(TDI) CCD技术来捕捉流体力学聚焦流动单元中通过激光激发区的每一细胞的光谱解析影像。IFC相对于流式细胞术具有降低的灵敏度和通过量，并且因此难以用于研究罕见事件和或具有弱染色抗原的细胞。此外，在分析之后，将细胞安置在废物槽中并且不能用于进一步分析或用于细胞培养。
[0011]流式细胞仪和分选流式细胞仪描述于通过引用的方式并入本文的Shapiro, 2003, Practical Flow Cytometry(John Wiley 和 Sons, Inc.Hoboken, NJ)；和Tore Lindmo, Donald C.Peters 和 Richard G.Sweet, “Flow Sorters for BiologicalCells”，Flow Cytometry and Sorting,第 2 版(New York:ffiley-Liss, Inc., 1990),第145-169页中。流式细胞仪和分选流式细胞仪可购自例如BD Biosciences (San Jose, CA)。
发明概要
[0012]本发明提供能够捕捉、集中和/或分析所分选粒子的封闭型流体分选系统和使用方法。
[0013]在一个方面，所述系统包括具有集成管线式细胞收集机构的封闭型流体分选仪，所述集成管线式细胞收集机构被配置成将所分选粒子(例如细胞)定位于管线式流通式腔室(它是一个光比色皿)内部；以及成像系统，它能够使经定位的分选粒子成像。所述细胞收集机构被配置成定位分选细胞并且允许过量流体(外层和样品)通过比色皿并且被安置。
[0014]粒子在比色皿中的定位优选通过磁性方式进行。粒子(例如，细胞)在分析之前用磁性粒子标记。经磁性标记的分选细胞通过相邻比色皿的流通式腔室定位的磁体被捕捉在比色皿中。在一个优选的实施方案中，分选细胞的定位是可逆的，以便分选细胞在成像后可以被释放以供进一步使用，例如细胞培养，或任选地丢弃。
[0015]成像系统通过显微镜检查技术(例如，常规显微镜检查、荧光成像显微镜检查、共聚焦显微镜检查或激光扫描显微镜检查技术)提供细胞的分析。
[0016]在另一方面，所述系统包括具有集成管线式细胞收集机构的流式细胞测量封闭型流体分选仪，所述集成管线式细胞收集机构被配置成在允许流体通过的同时将所分选粒子(例如细胞)定位在流通式腔室内部。所述系统能够将分选的细胞集中在流通式腔室内部。在一个优选的实施方案中，分选细胞的定位是可逆的，以便分选细胞在成像后可以被释放以供进一步使用，例如细胞培养，或任选地丢弃。所释放的细胞相对于分选样品中的浓度将显者集中。
[0017]为用于集中所分选粒子，所述粒子在流通式腔室中的定位可以通过磁性方式或使用在允许流体(外层和样品)流过腔室的同时截留粒子的任何其他方法来进行。在一个实施方案中，使用利用声波将粒子保持在适当位置的声学聚焦捕集器来定位粒子。关闭声波源使粒子从捕集器释放。
[0018]本发明的上述方面可以组合并且同时进行。例如，使用包括具有集成管线式细胞收集机构(被配置成以磁性方式可逆地将分选粒子定位于管线式光比色皿(流通式腔室)内部))的封闭型流体分选仪和能够使经定位的分选粒子成像的成像系统的系统，能够进一步对分选粒子进行光学分析、集中分选粒子并且回收分选粒子以供进一步使用。
[0019]主题系统和方法可用于需要可逆地固定所关注的粒子的多种不同应用中。如上文所说明，美国专利号5，030, 002中所述类型的封闭型流体分选系统使用可移动捕集管在探询点下游的位置处分选粒子。当通过在探询点进行的光学分析鉴别所关注的粒子时，捕集管的开口移动到流动流的中心(即，核心流)中，移动到粒子路径中，以便粒子进入捕集管。当在探询点未检测到所关注的粒子时，捕集管的开口保持远离核心流并且只收集外层流体。因此，此类封闭型流体分选仪的一个缺点在于所关注的粒子是沿稀释分选粒子的外层流体的恒定流收集。本发明通过实现分选粒子的集中来解决这个问题。在允许流体通过的同时将粒子固定在流通式腔室中使粒子集中。逆转固定(例如，通过使固定构件无效)使粒子从流通式腔室释放并且允许它们以适于后续研究和/或临床应用的密度收集。
[0020]如上文所说明，本发明的流体分选仪任选地包括分析组件，所述分析组件被配置成分析流通式腔室内的一个或多个粒子。分析固定粒子的能力可用于研究应用中，其中所述粒子的一种或多种特征的分析(根据本发明通过粒子在流通式腔室中的可逆固定实现)使得更好理解粒子的性质。此类应用还包括诊断应用，例如，其中对粒子的一种或多种特征的分析有助于关于特定状况(例如，疾病状况)对受试者进行诊断的应用。
[0021]分析固定粒子的能力还可用于多种治疗应用，例如，细胞疗法应用。例如，对本发明流体分选系统中可逆固定的细胞的分析可有助于针对其在患有特定医学病状的患者中的后续移植来选择或排除所述细胞。例如，细胞(例如，干细胞、骨髓细胞，或可用于治疗应用中的任何其他细胞)可以被可逆地固定并且分析一种或多种指示或预测所述细胞在特定基于细胞的治疗应用中的功效的亚细胞和/或细胞外特征(例如，物理、化学和/或生物特征)。此类应用包括多种医学病状的治疗，所述医学病状包括但不限于癌症(例如，白血病、淋巴瘤和乳腺癌、胰腺癌、肺癌、肾癌、神经系统癌症(例如，脑癌)、结肠癌、子宫内膜癌、皮肤癌、前列腺癌、甲状腺癌和其他类型的癌症)、免疫系统病状(例如，HIV感染和/或相关的后天免疫缺陷)、内分泌病状(例如，糖尿病)、神经退行性疾病(例如，帕金森病(Parkinson's disease)、阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease)等),以及可利用或需要基于细胞的疗法的任何其他医学病状。
[0022]使用成像系统来光学分析分选细胞的能力能够将发生在分选构件上游的细胞的分析(基于可使用流式细胞仪测量的光学特性进行并且被用于分选决定中)与成像分析组合。成像分析能够进一步鉴别和表征分选细胞。这种额外信息可用于确认细胞的特性并且获得分选的细胞对于特定应用(例如用于治疗用途)的适用性。如果分选的细胞充分满足用于所关注的治疗应用中的标准，那么可以通过如上文所述逆转固定使细胞从流通式腔室释放。例如，可将细胞收集到合适的收集容器(例如，具有适当介质的无菌收集容器)，根据移植方案移植到患者中，或储存用于稍后移植，例如冷冻储存在合适的冷冻介质中。如果分选的细胞不能满足适用性要求，那么可以将所述细胞从流通式腔室释放并且丢弃。
[0023]因此，在一些实施方案中，本发明提供流体分选系统，其包括流通式腔室，所述流通式腔室被配置成接收来自捕集管的流体流中的粒子(例如，细胞)；以及粒子固定组件，所述粒子固定组件被配置成可逆地将粒子固定于所述流通式腔室内。所述流体分选系统可为封闭型流体分选系统，例如，其中当在探询点检测到所关注的粒子(例如，满足特定光谱、尺寸、粒度或其他标准的粒子)时安置在探询点下游的可移动捕集管移动到核心流以使得所述捕集管捕捉探询点下游的所关注粒子的系统。在某些实施方案中，粒子固定组件通过磁性方式可逆地固定粒子。例如，粒子固定组件任选地包括磁场发生器，例如永磁体、电磁体或两者。因此，本发明的流体分选系统可包括磁性标记的粒子。在其他实施方案中，固定是通过声学方式实现的，例如，其中粒子固定组件包括声场发生器。
[0024]任选地，本发明的流体分选系统进一步包括分析组件，其被配置成分析流通式腔室内的固定粒子。在某些方面，所述分析组件包括显微镜，例如，常规显微镜、荧光显微镜、共聚焦显微镜、激光扫描显微镜或可用于分析一种或多种所关注粒子特征的任何其他显微镜。为有助于固定粒子的观测，流通式腔室任选地包括流通式光比色皿。
[0025]本发明还提供方法，其包括捕集从流体分选系统中的探询点流动的粒子(例如，细胞)，将所述粒子递送到流通式腔室，以及优选地以可逆方式将所述粒子固定于所述流通式腔室内。在一些方面，固定粒子任选地包括在流通式腔室内产生磁场。在其他方面，固定粒子包括在流通式腔室内产生声场。
[0026]根据一个实施方案，所述方法进一步包括分析流通式腔室内的固定粒子。分析固定粒子可包括使用显微镜(例如，常规显微镜、荧光显微镜、共聚焦显微镜、激光扫描显微镜等)观测粒子。任选地，所述方法包括逆转固定以从流通式腔室释放粒子并且收集所释放的粒子。
[0027]在其他方面，提供用于流体分选系统中的组件。所述组件包括流通式腔室，其被配置成接收来自捕集管的流体流中的粒子；以及固定子组件，其被配置成可逆地将粒子固定于流通式腔室单元内。固定子组件可包括磁场发生器(例如，永磁体和/或电磁体)或声场发生器。根据一个实施方案，所述组件进一步包括分析子组件，其被配置成分析固定在流通式腔室内的粒子。分析组件任选地包括显微镜，例如常规显微镜、荧光显微镜、共聚焦显微镜、激光扫描显微镜等。在某些方面，本发明组件的流通式腔室包括流通式光比色皿。
[0028]试剂盒也是本发明的一个特征。根据一个实施方案，本发明提供试剂盒，其包括流通式腔室，所述流通式腔室被配置成流体耦合到流体分选系统中的捕集管；以及固定组件，所述固定组件被配置成可逆地将粒子固定于所述流通式腔室内。所述固定组件任选地包括磁场发生器或声场发生器。
[0029]以下更详细的描述上文概述的流体分选系统、方法、组件和试剂盒。
[0030]附图简述
[0031]图1提供根据本发明的一个实施方案的流体分选系统的示意图。
[0032]图2是根据本发明的另一个实施方案的流体分选系统的示意图。
[0033]详细描述
[0034]在本发明的其他描述性实施方案中，首先将更详细地描述流体分选系统的实施方案的方面。随后更详细地描述流体分选系统的使用方法的实施方案的方面。接着更详细地描述组件和试剂盒的实施方案的方面。
[0035]系统
[0036]分选
[0037]如本文所用，封闭型流体分选仪是指在空气中微滴流中流动流未通过喷嘴喷射的情况下通过将含有所关注粒子的流体流的一部分重定向到独立的流体通道中来分选通过流动通道的流体流中所悬浮的粒子的分选仪，例如分选流式细胞仪。所关注的粒子是通过在粒子流过流动通道内的检测区(探询点)时分析粒子来鉴别的，与典型的分选流式细胞仪一样。优选地使用通过引用的方式并入本文的美国专利号5，030, 002中所述的可移动捕集管来进行流体流的暂时重定向。作为替代方案，可使用可在响应所关注粒子的检测的自动控制下有效地重定向流体流的任何阀门机构来进行流体流的暂时重定向。
[0038]如在典型的分选流式细胞仪中，悬浮在液体介质中的粒子每次一个地通过狭窄的流体通道经过检测区。粒子在分析之前经一种或多种荧光染料标记以有助于鉴别。在通过检测区时，经标记的粒子暴露于通常来自一个或多个激光器的激发光，并且测量所产生的粒子荧光。通常，也测量由粒子散射的激发光的量。来自每一经结合标记的散射光的量和所发射荧光的强度提供经标记粒子的表征。通常，使用基于一种或多种光学特性的一些准则来鉴别待分选的粒子(即，所关注的粒子)。
[0039]流通式腔室
[0040]本发明的流体分选系统包括经被配置成接收来自捕集管的流体流中的粒子的流通式腔室并且被配置成将粒子固定于流通式腔室中。任选地，所述系统被配置成分析流通式腔室中的固定粒子。流通式腔室可具有任何适宜配置并且由任何适宜材料制造。在一个方面，流通式腔室是流通式光比色皿，例如，具有足以使比色皿内的粒子可例如使用显微镜系统进行分析的光学性能的比色皿。流通式腔室的尺寸可改变。可根据例如待由流通式腔室容纳的所需流体体积等来选择流通式腔室的尺寸。流通式腔室通常将具有约I毫升到大于10毫升的体积。所关注的流通式腔室包括至少一个流体入口和至少一个流体出口，其中所述至少一个入口和出口被配置成提供流体流入、流过和流出流通式腔室。流通式腔室在需要时可包括另外的特征，例如多个孔口、阀门等。如本发明系统中所使用的流通式腔室可使用任何适宜方案，例如通过微流体装置制造方案来制造。
[0041]在使用移动捕集管进行分选的实施方案中，如例如全部公开内容通过引用的方式并入本文的美国专利号5，030, 002中所述，本发明的流通式腔室流体耦合到移动捕集管并且被配置成接收由捕集管选择性捕集的所关注的粒子，如图2中示意性说明。
[0042]
[0043]粒子固定组件可操作地耦合到本发明系统中的流通式腔室。所谓粒子固定组件意指被配置成优选可逆地将粒子固定于系统的流通式腔室内的流体分选系统的组件。粒子固定子组件可被配置成通过多种机构来固定所关注的粒子。
[0044]在一些实施方案中，粒子固定子组件可包括磁场发生器，例如，永磁体、电磁体或其组合。为供磁性固定子组件使用，粒子在分析之前经一种或多种磁性珠粒标记。除可能存在的任何荧光标记之外，这种磁性标记被用于鉴别所关注的细胞。通常，细胞将经以磁性方式与荧光方式同时标记的抗体标记，但在一些情况下，所关注的粒子的分选可能只基于光散射特性或基于固有的细胞荧光。[0045]细胞的磁性标记通常是使用缀合于一种或多种结合到细胞表面上的多肽(例如，细胞表面受体)的抗体的磁性珠粒来进行的。例如，白细胞可经包括特异性结合到CD45上的抗体的磁性珠粒标记，干细胞可经包括特异性结合到CD34上的抗体的磁性珠粒标记，等等。结合到适于标记细胞的磁性珠粒上的抗体在本领域中是众所周知的并且可购自多个供应商，例如，BD Biosciences (San Jose, CA)。当磁性标记粒子进入流通式腔室时，由粒子固定子组件产生的磁场将粒子固定在流通式腔室内。
[0046]粒子固定优选地是可逆的。例如，当粒子固定子组件包括永磁体时，磁体可充分相邻流通式腔室定位以使得由磁体所产生的磁场固定粒子。当不再需要粒子固定时，例如当需要收集一个或多个固定的粒子时，可例如通过将磁体移动到距流通式腔室更远的位置来增加永磁体与流通式腔室之间的距离，从而使得磁场不足以维持粒子的固定。在相关方面，当粒子固定子组件包括相邻流通式腔室定位的电磁体时，电流可被允许流过磁体的线圈，从而产生足以将粒子固定在流通式腔室中的磁场。可通过降低或消除流过线圈的电流来实现固定的逆转。本发明还提供用于粒子的可逆固定的子组件，其包括永磁体和电磁体中的一者以将磁性标记粒子可逆地固定在流通式腔室内。
[0047]在另一个实施方案中，粒子固定是使用粒子固定子组件来实现的，所述粒子固定子组件包括被配置成在流通式腔室内产生声场或位移场的声场和/或压力节点发生器。如本文所用，“声场发生器”包括振动发生器(例如压电换能器(其将电能转换成机械能))、位移发生器、管线式驱动元件或能够在流通式腔室内产生足以固定所关注的粒子的声场或位移场的任何其他装置，例如使得来自声场或位移场的压力将所关注的粒子捕集在流通式腔室的表面。声学固定和/或粒子在流体装置内的浓度描述于例如2010年11月23日公布的名称为“Acoustic Concentration of Particles in Fluid Flow”的美国专利号 7，837，040以及 2008 年 5 月 20 日公布的名称为“Apparatus for Directing Particles in a Fluid”的美国专利号7，373，805中，所述美国专利的全部公开内容都通过引用的方式并入本文。
[0048]使用声场发生器和/或压力节点发生器的粒子固定是可逆的。通过降低(或完全消除)由声场发生器产生的声场或位移场的强度(例如，通过关闭发生器)来逆转粒子在流通式腔室内的固定。
[0049]在某些方面，粒子固定子组件与流通式腔室同步。例如，流通式腔室可连接到多个具有相关阀门的孔口。所述阀门可与逆转固定的开关(例如，降低或消除由粒子固定子组件产生的磁场的开关)同步，以使得所需细胞可被收集在一个孔口中以用于进一步加工，并且丢弃不需要的细胞。
[0050]分析纟目件
[0051]本发明的系统任选地包括被配置成分析流通式腔室内的固定粒子的分析组件。所述分析组件可包括能够分析为系统使用者所关注的一个或多个粒子特征的任何装置。根据这个实施方案，分析组件可操作地耦合(例如，光学耦合)到流通式腔室以容许分析其中固定的粒子。
[0052]在某些方面，分析组件包括显微镜。所述显微镜可为常规显微镜(例如，用光照明粒子以产生粒子的放大影像的显微镜)、荧光显微镜、共聚焦显微镜、激光扫描显微镜或可用于分析流体分选系统中的粒子的任何其他类型的显微镜。根据这个实施方案，显微镜光学耦合到流通式腔室。例如，显微镜和流通式腔室以使得显微镜照明固定的粒子(例如，向其提供激发辐射)并且产生粒子的放大影像的方式被配置。
[0053]传统流式细胞测量系统根据尺寸、粒度和荧光发射分析粒子。本发明的任选的分析组件能够直接观测使用传统流式细胞测量系统不能观测的粒子属性。例如，当分析子组件包括显微镜并且粒子是细胞时，可观测和/或测量固定的细胞的亚细胞物理、化学和/或生物特性。
[0054]由捕集管收集的粒子随后可递送到适当的收集容器，例如，收集管、微孔、组织培养板或适宜用于所关注的进一步应用(例如，核酸分离、细胞和/或组织培养等)的任何收集容器。可在受例如微生物污染不利影响的无菌应用条件下进行所关注的细胞的收集和沉积。
[0055]基于图示的描述
[0056]根据本发明的一个实施方案的流体分选系统的示意图提供于图1中。如所示，系统100包括流通式腔室102，其被配置成可接收来自捕集管的流体流中的粒子(以实心黑色圆圈显示)。所述系统还包括粒子固定子组件104，其被配置成可逆地将粒子106固定于流通式腔室内。因为可能需要在流通式腔室中分析粒子，所以所述系统任选地包括被配置成分析流通式腔室内的固定粒子的分析子组件108。
[0057]根据本发明的第二实施方案的流体分选系统示意性说明于图2中。在这个实施方案中，流体分选系统200为具有移动捕集管202的封闭型流体分选系统，所述移动捕集管202被配置成在粒子从探询点204流动时接收所关注的一个或多个粒子。由捕集管202收集的粒子被递送到流通式腔室，例如，被配置成接收来自捕集管的流体流中的粒子的流通式光比色皿206。所关注的磁性标记粒子208通过由包括电磁体210的粒子固定组件产生的磁场固定在比色皿206内。任选地，所述系统包括分析组件，其包括经配置以分析固定在流通式腔室206内的一个或多个粒子(例如，多个粒子208)的显微镜212。在一个方面，本发明提供图2中示意性说明为完整系统的系统，例如，具有集成流通式腔室和用于可逆固定的组件(以及任选地用于分析和/或收集所关注的粒子的组件)的封闭型流体分选仪。在其他实施方案中，如下文进一步描述，流通式腔室和固定组件(以及任选地分析组件和/或收集构件)还可以组件形式或试剂盒形式提供，例如用于向现有流体分选系统提供其他功能性。下文描述组件和试剂盒。
[0058]根据本发明的某些实施方案，例如，图2中示意性说明的流体分选系统200，由本发明提供的可逆粒子固定不仅可用于容许在流通式腔室中观测所关注的粒子，而且可用于以使用常规封闭型流体分选仪不可达到的粒子密度分析和收集所关注的粒子(例如，稀有细胞)。如上文所讨论，当常规封闭型流体分选仪的捕集管并非选择性地捕捉所关注的粒子时，所述捕集管收集外层流体。因此，所关注的粒子是以对于某些类型的分析来说过低的密度收集。如由本发明的流体分选系统的某些实施方案所提供，捕集管下游的粒子的固定有效地集中粒子，从而促进其在系统内有效分析和/或其最终以足以用于后续分析、实验、操作和/或使用的密度收集。
[0059]方法
[0060]本发明还提供方法，例如，上文所述流体分选系统的使用方法。所述方法包括使用封闭型流体分选系统分选所关注的粒子，将粒子递送到流通式腔室，以及优选可逆地将粒子固定于流通式腔室内。[0061]在本发明方法的一个实施方案中，如上文所述使用流通式腔室内产生的磁场来固定粒子。在其他实施方案中，如上文所述使用流通式腔室内的声场和/或压力节点来固定粒子。
[0062]在其他实施方案中，所述方法进一步包括分析流通式腔室内的固定粒子。优选地使用光学显微镜来进行固定粒子的分析。显微镜可为可用于分析所关注的粒子特征的任何显微镜，包括常规显微镜、突光显微镜、共聚焦显微镜或激光扫描显微镜。
[0063]可能需要从流通式腔室收集粒子以容许粒子的后续分析、实验、操作和/或使用。因此，本发明的方法任选地包括逆转固定以释放粒子并且收集所释放的粒子。适用于收集所释放的粒子的方法包括使用可操作地耦合到流通式腔室的粒子分选仪。
[0064]试剂盒
[0065]本发明还提供试剂盒。所述试剂盒可用于例如将上文所述的流通式腔室和固定组件合并到缺乏这些组件的流体分选系统中。本发明的试剂盒包括流通式腔室(例如，流通式光比色皿)，其被配置成可流体耦合到流体分选系统；以及固定组件，其被配置成可可逆地将粒子固定于流通式腔室内。任选地，所述试剂盒包括分析组件，其被配置成分析在流通式腔室内可逆固定的粒子。如上文所述，固定组件可包括磁场发生器或声场发生器。任选的分析组件可包括显微镜，例如，常规显微镜、突光显微镜、共聚焦显微镜、激光扫描显微镜以及可用于流体分选系统中的任何其他类型的显微镜。
[0066]试剂盒组件(包括流通式腔室)可以单一单元(例如，图2中的组件214)形式提供，其中可通过将所述单元的流通式腔室流体耦合到流体分选系统(例如，封闭型流体分选仪)而容易地将所述组件合并到流体分选系统中。作为替代方案，例如流通式腔室和/或固定组件中的一者或多者可以单独的试剂盒组件形式提供以用于独立集成到流体分选系统中。
[0067]主题试剂盒将进一步包括用于例如将试剂盒组件可操作地耦合(以单一单元形式或单独地)到流体分选系统的说明书。这些说明书可以多种形式存在于主题试剂盒中，其中一种或多种可存在于试剂盒中。这些说明书可存在的一种形式是合适介质或衬底上的印刷信息，例如，试剂盒的包装中、包装说明书中印刷有信息的一张或多张纸等。另一种手段可以是其上已记录有信息的计算机可读介质，例如，磁盘、CD等。可存在的另一种手段是可通过互联网使用以访问删除站点的信息的网站地址。任何适宜手段都可以存在于试剂盒中。
[0068]尽管前述发明已出于清楚理解的目的通过说明和实施例进行了详细描述，但鉴于本发明的教义，对本领域的普通技术人员显而易见的是，可在不背离所附权利要求的精神或范围的情况下对其作出某些改变和修改。
[0069]因此，前述仅仅说明本发明的原理。应了解，本领域技术人员应能够设计多种布置，其尽管未在本文明确描述或展示，但体现本发明的原理并且包括于其精神和范围内。此夕卜，本文叙述的所有实施例和条件性语言主要旨在辅助读者理解由本发明人贡献的发明原理和概念以促进本领域，并且应理解为不限于这些特定叙述的实施例和条件。此外，本文叙述本发明的原理、方面和实施方案的所有陈述以及其具体实施例都旨在涵盖其结构和功能等效物。另外，希望这些等效物包括目前已知的等效物和未来开发的等效物，即，不考虑结构如何而执行相同功能的任何开发要素。因此，本发明的范围旨在局限于本文展示和描述的示例性实施方案。相反，本发明的范围和精神由所附权利要求实施。
[0070]应了解，本发明不限于本文描述的特定实施方案，因为这些当然可能改变。还应了解，本文所用的术语只是出于描述特定实施方案的目的，而不打算具限制性，因为本发明的范围将只由所附权利要求限制。
[0071]在提供一个数值范围时，应了解在所述范围的上限与下限之间的每一中间数值(除非上下文另外明确指出，否则达到下限的单位的十分位)以及在所述范围内的任何其他陈述或中间数值都涵盖在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括在较小范围内并且也涵盖在本发明内，在所述范围中存在任何特定排除界限。在所述范围包括一个或两个界限时，排除任一个或两个所包括界限的范围也包括在本发明中。
[0072]某些范围在本文以前面带有术语“约”的数值呈现。术语“约”在本文用于为其后的精确数字以及接近或近似于所述术语后的所述数字的数字提供文字支持。在判定一个数字是否接近或近似于特定叙述的数字时，所述接近或近似的未叙述数字可以是在呈现其的上下文中提供所述特定叙述数字的基本等效物的数字。
[0073]除非另外定义，否则本文所用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域的普通技术人员通常所理解相同的含义。尽管与本文所述方法和材料类似或等效的任何方法和材料也可以用于实施或测试本发明，但现在描述代表性说明性方法和材料。
[0074]本说明书中引用的所有公开案和专利通过引用的方式并入本文，就好像每一单独的公开案或专利是特定地且单独地通过引用的方式并入一样，并且通过引用的方式并入本文以公开和描述与所引用公开案有关的方法和/或材料。任何公开案的引用都是对于其在 申请日期:之前的公开内容并且不应理解为承认本发明无权凭借先前发明而早于所述公开案。此外，所提供的
【公开日】期可能不同于实际的
【公开日】期，实际的
【公开日】期可能需要独立地确认。
[0075]应注意到，如本文所用以及在所附权利要求书中，除非上下文另外明确指示，否则单数形式“一个(a)”、“一种(an)”和“所述”包括复数个指示物。进一步注意到，权利要求可经设计以排除任何任选的要素。因此，这个陈述旨在充当关于与权利要求要素的叙述有关的诸如“单独地”、“仅仅”等的排他性术语的使用或“负面”限制的使用的先行基础。
[0076]应了解，出于清楚性目的在独立的实施方案内容中描述的本发明的某些特征也可以组合提供于单一实施方案中。相反地，出于简洁性目的在单一实施方案的内容中描述的本发明的多个特征也可以独立地或以任何合适的子组合形式提供。实施方案的所有组合特定地由本发明所涵盖并且于本文公开，就好像各个和每一组合都是单独地且明确地公开一样，其程度为使得这些组合涵盖可操作的方法和/或装置/系统/试剂盒。另外，在描述这些变量的实施方案中列出的所有子组合也特定地由本发明所涵盖并且于本文公开，就好像化学基团的各个和每一所述子组合都是单独地且明确地于本文揭示一样。
[0077]在阅读本公开内容后，对本领域技术人员显而易见的是，本文描述并说明的单独的实施方案每个具有离散的组件和特征，其可在不背离本发明的范围或精神的情况下容易地与任何其他若干实施方案的特征分离或组合。任何所叙述方法可以所叙述事件的次序或以逻辑上可能的任何其他次序进行。
【权利要求】
1.一种流体分选系统,其包括: 流通式腔室，其被配置成接收来自捕集管的流体流中的粒子；以及 粒子固定组件，其被配置成可逆地将所述粒子固定于所述流通式腔室内。
2.根据权利要求1所述的流体分选系统，其中所述粒子固定组件包括磁场发生器。
3.根据权利要求2所述的流体分选系统，其中所述磁场发生器包括永磁体。
4.根据权利要求2所述的流体分选系统，其中所述磁场发生器包括电磁体。
5.根据权利要求1所述的流体分选系统，其进一步包括分析组件，所述分析组件被配置成分析所述流通式腔室内的所述固定粒子。
6.根据权利要求5所述的流体分选系统，其中所述分析组件包括显微镜。
7.根据权利要求6所述的流体分选系统，其中所述显微镜选自:常规显微镜、荧光显微镜、共聚焦显微镜和激光扫描显微镜。
8.根据权利要求1所述的流体分选系统，其中所述粒子是细胞。
9.根据权利要求1所述的流体分选系统，其中所述流通式腔室包括流通式光比色皿。
10.根据权利要求1所述的流体分选系统，其中所述系统包括磁性标记粒子。
11.根据权利要求1所述的流体分选系统，其中所述系统进一步包括粒子分选仪，所述粒子分选仪被配置成接收来自所述流通式腔室的所述粒子。
12.根据权利要求11所述的流体分选系统，其中所述粒子分选仪包括捕集管，所述捕集管被配置成在所述捕集管被启动时接收来自所述流通式腔室的所述粒子。
13.—种方法,其包括: (a)捕集从流体分选系统中的探询点流动的粒子； (b)将所述粒子递送到流通式腔室；以及 (C)可逆地将所述粒子固定于所述流通式腔室内。
14.根据权利要求13所述的方法，其中可逆地固定所述粒子包括在所述流通式腔室内产生磁场。
15.根据权利要求13所述的方法，其进一步包括分析所述流通式腔室内的所述固定粒子。
16.根据权利要求15所述的方法，其中分析所述固定粒子包括使用显微镜观测所述粒子。
17.根据权利要求16所述的方法，其中使用选自以下的显微镜来观测所述粒子:常规显微镜、突光显微镜、共聚焦显微镜和激光扫描显微镜。
18.根据权利要求13所述的方法，其进一步包括逆转所述固定以释放所述粒子并且收集所述释放的粒子。
19.根据权利要求13所述的方法，其中所述粒子是细胞。
20.一种用于流体分选系统中的组件，所述组件包括: 流通式腔室，其被配置成接收来自捕集管的流体流中的粒子；以及 固定子组件，其被配置成可逆地将所述粒子固定于所述流通式腔室单元内。
21.根据权利要求20所述的组件，其中所述固定子组件包括磁场发生器。
22.根据权利要求21所述的组件， 其中所述磁场发生器包括永磁体。
23.根据权利要求21所述的组件，其中所述磁场发生器包括电磁体。
24.根据权利要求20所述的组件，其进一步包括分析子组件，所述分析子组件被配置成分析固定在所述流通式腔室内的所述粒子。
25.根据权利要求24所述的组件，其中所述分析子组件包括显微镜。
26.根据权利要求25所述的组件，其中所述显微镜选自:常规显微镜、荧光显微镜、共聚焦显微镜和激光扫描显微镜。
27.根据权利要求20所述的组件，其中所述流通式腔室包括流通式光比色皿。
28.—种试剂盒，其包括: (a)流通式腔室，其被配置成流体耦合到流体分选系统中的捕集管；以及 (b)固定组件，其被配置成可逆地将粒子固定于所述流通式腔室内。
29. 根据权利要求28所述的试剂盒，其中所述固定组件包括磁场发生器。
【文档编号】B03C1/02GK103492081SQ201280019304
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2012年3月13日 优先权日:2011年4月29日
【发明者】陈勇 申请人:贝克顿·迪金森公司