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CN105008895B - 颗粒分选的系统、设备和方法 - Google Patents

颗粒分选的系统、设备和方法 Download PDF

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CN105008895B CN201380064645.5A CN201380064645A CN105008895B CN 105008895 B CN105008895 B CN 105008895B CN 201380064645 A CN201380064645 A CN 201380064645A CN 105008895 B CN105008895 B CN 105008895B
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Abstract

本发明提供的是与流体中的颗粒和细胞分选以及检测有关的细胞检测系统、流体装置、结构以及技术，例如分选特定亚群的细胞类型。用于验证颗粒分选的方法包括：接收与在第一通道中的颗粒的光学特性相关联的第一检测信号。基于第一检测信号来确定多个第二通道的分选通道，由此基于颗粒的光学特性确定将颗粒分选进入分选通道。传输用于将颗粒从第一通道分选进入分选通道中的分选信号。第二检测信号被接收，其与在分选通道中颗粒的存在相关联。基于第二检测信号，验证颗粒从第一通道中分选进入分选通道中。

Description

颗粒分选的系统、设备和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2013年3月15日提交的题为“颗粒分选的系统、设备和方法”的美国临时申请号61/794015和2012年10月15日提交的题为“细胞检测的系统和方法”的美国临时申请号61/714091的优先权，其公开内容通过提述以其整体并入本文。
政府支持的声明
在此公开的一个或更多的发明在由以下机构授予的美国政府支持下做出：美国国立卫生研究院(NIH)的许可No.HHSN2612011 00096C、9R44GM103677-02、HHSN261201200072C、8R43GM103470-2。美国政府具有所述一个或多个发明中的某些权利。
背景技术
基于流体中的颗粒以连续的(serial)方式被外部光源所询问(interrogate)时的光学反应，流式细胞仪(FC)的装置和系统可被用于表征和分析流体中的颗粒，例如细胞和生化分子或分子团簇的物理和生化特性。来自这些颗粒的光学信号可通过光电检测仪(如光电倍增管(PMT))收集，并可被分析或处理以提取由颗粒的光学特性携带的信息。来自颗粒的光信号可通过输入光和颗粒之间的一种或多种相互作用，如前向散射(FSC)、侧散射(SSC)和荧光引起。
细胞分选可通过多种技术来实现。一个例子是对来自喷嘴的喷射流施加振动以促使喷射流断开成为液滴，随后使用带电板将包含细胞的液滴偏转到收集管内(不感兴趣的液滴直接向下流到废液管而不偏转)。
可根据微流体技术实施FC装置和系统，用于研究试验和诊断以及用于临床应用。微流体技术的范围从简单的微流体通道到复杂的微流体装置，复杂的微流体装置可例如混合流体、泵送流体、执行数字逻辑、单独培养细胞、以及确定最佳反应条件。小型流体装置具有低雷诺数，可用于实现受控制的层流系统。微流体进一步提供了小尺寸的优点，用于装置的小型化和并行化。此外，用于微流体装置的多种制造工艺适于大量生产，可降低这种装置的成本。微流体装置的进步可产生低成本的芯片上实验室(lab-on-a-chip)装置，对研究人员、临床实验室以及处于偏远和/或资源贫乏环境的医疗点医生而言是有用的工具。
颗粒分选领域，特别是细胞分选，在过去三十年一直稳步增长。装置，如流式细胞仪、细胞分选仪，特别是基于荧光激活的细胞分选(FACS)的那些，已成为生物医学研究和应用的黄金标准和主力。对于具有分选能力的流式细胞仪，尽管现有的系统试图实现低成本操作和先进的细胞分析之间的平衡，但极少取得有前途的商业发展。因此，流式细胞仪，特别是具有分选能力的那些，仍然具有大的占用空间、昂贵、并且在技术上难以制造和操作。
换句话说，FACS系统自其开端以来没有根本上的改变，并且因此，就所有实际目的而言，对FACS的利用局限于资金充足的机构的共有核心设施。然而，分选是许多应用的重要需求，其可从FACS能力中获益，但需要以低成本、结构紧凑、易于操作的形式。正是针对这样的背景，开发出本公开的用于分选颗粒的系统、装置和方法。
发明内容
在某些方面，提供用于检测在组合物中的细胞类型的存在与否或数量的方法。方法包括将包括细胞的组合物和与第二细胞类型相关联的检测剂接触，其中细胞包括第一细胞类型和第二细胞类型。该方法还包括使检测剂发光，该光从检测剂传输到检测系统中的颜色滤波器，其中颜色滤波器包括多个分区。多个分区包括颜色分区，每一个颜色分区传输传输到颜色滤波器的光的一部分，其中，第一颜色分区传输与由第二颜色分区传输的部分不同的一部分。多个分区还包括传输由两个或两个以上的颜色分区传输的光的分区。在检测系统的不同位置由检测剂发射的光通过颜色滤波器的不同分区有效传输。方法还包括检测来自检测剂的由颜色滤波器中的分区传输的光，由此检测到在组合物中第二细胞类型的存在与否或数量。
在一个实施方案中，还提供了流式细胞术系统。在进一步的实施方案中，流式细胞术系统包括流体装置，流体装置包括检测通道、检测通道下游的通道分支和与分支流体连通的压电膜，其中压电膜被构造成引导可流动通过分支的细胞进入分支下游的多个分选通道之一中。在进一步的实施方案中，系统还包括透镜，其被构造成将来自检测通道的光传输到颜色滤波器上的焦平面，所述光在细胞流动通过检测通道时由与细胞关联的检测剂发射。在进一步的实施方案中，系统还包括检测仪，其被构造成检测由颜色滤波器发射的光并产生与检测到的光相关联的信号。在更进一步的实施方案中，系统还包括控制器，其被构造成处理由检测仪产生的信号并且控制压电膜的致动。在一个实施方案中，系统能够在包含相对稀有的细胞和相对丰富的细胞类型的组合物中分离约28％以上或约40％以上的相对稀有的细胞。
在一个实施方案中，本文提供和描述用于分选颗粒的系统、设备和方法。在一个方面，提供了一种用于验证分选颗粒的方法。在一个实施方案中，验证分选颗粒的方法包括：接收与在第一通道中的颗粒的光学特性相关联的第一检测信号。在进一步的实施方案中，方法包括：基于第一检测信号，确定多个第二通道的分选通道，由此基于颗粒的光学特性确定将颗粒分选到分选通道。在进一步的实施方案中，方法包括：传输分选信号，用于将颗粒从第一通道分选到分选通道中。在更进一步的实施方案中，方法包括：接收与在分选通道中的颗粒的存在相关联的第二检测信号。在一个实施方案中，用于验证颗粒分选的方法还包括基于第二检测信号，验证颗粒从第一通道到分选通道中的分选。在一个实施方案中，颗粒是微球/珠(bead)或者细胞。
在本发明的另一个方面，提供了一种基于反馈进行颗粒计数的方法。在一些实施方案中，基于反馈进行颗粒计数的方法包括接收多个第一检测信号，每一个第一检测信号与在第一通道中的颗粒的光学特性相关联。在一个实施方案中，该方法还包括基于多个第一检测信号，确定第一通道中的第一数目的颗粒。第一数目的颗粒具有相似的光学特性。在进一步的实施方案中，方法还包括：基于第一检测信号，确定多个第二通道的分选通道，由此基于第一数目的颗粒的类似的光学特性，确定将所有第一数目的颗粒分选到分选通道。在一个实施方案中，该方法还包括：传输分选信号，用于将第一数目的颗粒的每个颗粒从第一通道分选到分选通道，并且接收多个第二检测信号。每一个第二检测信号与在分选通道中的颗粒的存在相关联。在一个实施方案中，方法还包括基于多个第二检测信号，确定分选通道中的第二数目的颗粒。在一个实施方案中，方法还包括接收多个第三检测信号，每一个第三检测信号与在第一通道中的另外的颗粒的光学特性相关联。在一个实施方案中，方法还包括：基于多个第三检测信号、基于所确定的第一数目的颗粒以及基于所确定的第三数目的颗粒，确定第一通道中的第三数目的颗粒。
在本发明的另一个方面，本发明提供了分选颗粒的方法。在一些实施方案中，分选颗粒的方法包括：接收与在第一通道的第一容积中的颗粒的第一光学特性相关联的第一检测信号。在一个实施方案中，该方法还包括：接收与在第一通道的第二容积中的颗粒的第二光学特性相关联的第二检测信号。在一个实施方案中，该方法还包括：基于一个或者多个第一检测信号和第二检测信号，确定多个第二通道的分选通道，由此基于颗粒的一个或者多个第一光学特性和第二光学特性确定颗粒的分选。在一个实施方案中，该方法还包括：传输分选信号，用于将颗粒从第一通道分选到分选通道中。
在又另一个方面，提供了一种用于颗粒分选的设备。在一个实施方案中，设备包括第一检测模块，其被构造成接收第一检测信号，所述第一检测信号与在第一通道中的颗粒的一个或者多个光学特性相关联。在一个实施方案中，设备还包括分选模块，其被构造成基于第一检测信号确定多个第二通道的分选通道，由此基于颗粒的一个或者多个光学特性确定颗粒的分选。分选模块进一步被构造成传输分选信号，用于将颗粒从第一通道分选到分选通道中。在进一步的实施方案中，设备包括：第二检测模块，其构造成接收与在分选通道中的颗粒的存在相关联的第二检测信号。在进一步的实施方案中，设备包括验证模块，其被构造成基于第二检测信号，验证将颗粒从第一通道分选到分选通道中。在一个实施方案中，第一检测模块、分选模块、第二检测模块、验证模块中的至少一个在一个或多个存储器和处理装置中被执行。
附图说明
图1是细胞分析仪和分选仪的说明性设计。
图2A是根据一实施方案的螺旋富集结构的示意图。
图2B是根据一实施方案，在开头(混合的样品)、中间区段、以及最后区段(分离的样品)中，图2A的螺旋富集结构的微流体通道的横截面图。
图2C列出了根据一个实施方案的用于计算迪恩力的等式。
图3A-3C示出根据一个实施方案的流体动力学微流体装置的设计和制造。图3A示出根据一个实施方案的流体动力学微流体装置的α螺旋结构的透明掩模。图3B示出了根据一个实施方案的流体动力学微流体装置的β螺旋结构的透明掩模。图3C示出装有染料以便使通道可视化的PDMS原型装置。
图4A-4C示出了对装有三个不同大小的微珠(直径7.6微米、10.5微米、25微米)的流体动力学微流体装置的测试。图4A示出在400pl/min的流速下归一化的颗粒数和珠/微升。图4B示出在1ml/min的流速下归一化颗粒数和珠/微升。图4C示出在1.5ml/min的流速下归一化颗粒数和珠/微升。
图5A示出了根据多个实施方案的具有不同的出口结构的富集结构的两个实施方案，装置1和装置2。
图5B显示出富集结构的图像，其具有经过富集结构出口的25μm珠(左图面)、MCF-7细胞(中图面)、和白细胞(左图面)。
图5C是使用掺有约950MCF-7细胞(n＝6)的6毫升血液，对图5A的装置1和装置2的富集倍数的比较绘图。
图6A-6D示出了通过螺旋富集结构保留循环肿瘤细胞(CTC)以及移除白细胞(WBC)。掺入～950MCF7细胞的19M白细胞，在运行通过螺旋富集结构之前和之后，被试验。观察到WBC的稳固失去，和标记有EpCAM-PE抗体的MCF7细胞的保留(图6B、6D)。在运行之后，21584个WBC残留(移除99.8％)，而760个MCF7细胞残留(保留80％)。代表性实验的直方图，n＝6。
图7A显示出根据一个实施方案，采用沿通道维度具有4个转角的蛇形混合结构进行的流体动态模拟，并且还显示出浓度梯度(从“高C”到“低C”)。注入具有高浓度(“高C”)和低浓度(“低C”)的两种溶液。在蛇形结构内部，两种溶液被有效混合，并且在出口处，观察到具有“中”浓度的混合溶液，表明增加的混合。
图7B示出根据一实施方案的具有20个转角的蛇形微流体混合结构。
图7C显示出使用PDMS的图7B的蛇形微流体混合结构的制造原型。
图8A显示出对约10,000个HeLa细胞的EpCAM标记的流式细胞术分析。
图8B显示出对约10000个MCF-7细胞的EpCAM标记的流式细胞术分析。
图8C、8D显示出对约10000个MCF-7GFP细胞的EpCAM标记的流式细胞术分析。图8C显示出未用抗EpCAM抗体处理的GFP阳性MCF7。图8C和8D中的细胞被设门，以便当混合后在GFP阳性和GFP/EpCAM阳性信号之间进行区分。
图9A、9B示出由芯片上混合结构促进的抗体结合。图9A显示出以1:25加入到MCF-7(10,000/μl)的EpCAM-PE抗体，其中没有搅动或混合，并且在0、5、15和30分钟的计时点进行试验。图9B显示以1:25加入到MCF-7并且经过芯片上混合结构的EpCAM-PE抗体。
图10A-10C示出根据一实施方案的微流体检测仪的设计和制造。图10A示出根据一实施方案的微流体检测仪的设计。图10B显示出由PDMS制成的制造的微流体检测仪，并且四分之一被放在旁边用于大小比较。图10C显示芯片盒，用于插入和快速更换新的芯片。
图11示出根据一个实施方案的流体动态模拟。左侧图面显示出3D COMSOL模拟，显示鞘流流线(150微米宽)和样品流线(50微米宽)。样品流被横向和垂直居中。右侧图面显示从侧面可视的样品流，其显示沿水平和垂直聚焦的样品流。
图12A、12B示出根据一个实施方案的α微流体检测仪的灵敏度和分选。在图12A中，使用具有20mW的输出功率的488nm的激光器和现成的光学器件(optics)，实现了检测GFP阳性MCF-7细胞(中图面)或标记有PE缀合的EpCAM抗体的细胞(右图面)的灵敏度。图12B显示使用高速CMOS照相/摄像机(camera)和样品中的若丹明染料可视化的微流体分选连结(junction)。由于压电致动器的表面弯曲向下(例如推压腔室内的流体)，若丹明流转向左通道，如以图面1开始到图面6连续示出的。
图13A、13B显示经过螺旋富集结构(图13A)和微流体检测仪(图13B)之后的细胞的活力。图13A显示被泵送通过微流体螺旋富集结构(螺旋后)或保持在缓冲液中(对照)之后的MCF7细胞的活力。然后，加入碘化丙锭，通过流式细胞术分析细胞的活力。图13B显示使用商用的FACS或本文公开的微流体检测仪分选的大鼠心肌细胞的活力。然后，将细胞用锥虫蓝染色，以测量细胞活力。
图14示出根据一实施方案的微流体检测仪。
图15示出根据一实施方案的微流体检测仪。
图16A示出根据一实施方案的微流体检测仪。
图16B示出根据一实施方案的微流体检测仪。
图16C示出根据一实施方案，通过微流体检测仪进行的光信号处理。
图17是显示根据一实施方案的微流体检测仪的组件的示意图。
图18是根据一实施方案的具有光滤波器波导和光学孔径的微流体检测仪的示意图。
图19A是更详细地显示出微流体检测仪的组件的顶视图。
图19B是更详细地以剖切方式显示出图19A的微流体检测仪的若干部分的另外的视图，进一步包括三个插入图像部分。
图20A是图19A的微流体检测仪的若干部分的另外的视图，进一步显示经过FAGS装置的微流体通道的细胞。图20B和20C是分别沿着图20A的线B-B和C-C线截取的图19A的微流体检测仪的剖面图。
图21A是根据一实施方案的微流体检测仪的空间-时间编码操作的示意图。
图21B是图19A-20C的微流体检测仪的颜色-空间-时间(COST)编码操作的示意图。
图22显示图21A的空间-时间编码操作的实例。
图23示出了根据一实施方案的用于微流体检测仪的实时处理控制的示例性ASIC架构。
图24示出根据一实施方案的示例性的可编程匹配滤波器。
图25A-25C显示根据一个实施方案的在确定细胞速度中经由不同信号频率的一组滤波器的信号处理。图25A示出具有不同速度的颗粒(例如具有荧光团或量子点的细胞)如何产生在时间和频率域中不同的信号。图25B示出了滤波器组架构如何通过将它的信号波形匹配到滤波器组中的不同的滤波器而可应用于估计每个单独的颗粒的速度。图25C示出处理的实例。
图26A和26B示出用于微流体检测仪的在流体通道中(图26A)的示例性信号编码结构(图26B)。
图27示出基于可编程FIR滤波器组的示例性DSP处理块(block)。
图28示出了根据一些实施方案的颗粒分选仪及其操作。
图29A-29C进一步示出了图28的颗粒分选仪的操作。图29A示出由于压电膜不动而直接从主/源通道向废物收集通道行进的颗粒。图29B示出当接收到分选触发信号而向上偏转压电膜时，被分选到右边的分选通道的颗粒。图29C示出当接收到分选触发信号而向下偏转压电膜时，被分选到左边分选通道的颗粒。
图30示出根据一实施方案的图28的颗粒分选仪的制造。
图31A-31C显示在图28的颗粒分选仪中的若丹明的偏转。
图32A-32F显示珠的实验的(图32A、32C、32E)和模拟的(图32B、32D、32F)轨迹。
图33示出在经受作为控制信号的正弦输入电压时，大肠杆菌(E.coli)细胞的偏转。
图34示出根据一实施方案的具有闭环控制的微流体检测仪。
图35示出根据一实施方案的用于图34的微流体检测仪的空间滤波器。
图36是根据一实施方案的显示用于图34的闭环系统的控制电路的操作的框图。
图37A-37D示出用于特氟隆(Teflon)AF涂层的流体芯波导的示例性制造工艺，其降低PDMS和特氟隆AF之间的弹性不匹配。
图38A-38C示出了根据一个实施方案的实验安排，用于测量光输出(图38A)、流体芯波导的横截面(图38B)、以及来自具有特氟隆AF涂层的流体芯波导的光输出(图38C)。虚线框是通道的周长，而实线是特氟隆AF涂层的芯层。
图39A-39B示出其中光可以被分离并以3路连结方式引导的装置的布局(图39A)，以及在PDMS中制造的装置的照片(图39B)。
图40显示当流体中的荧光染料被共享与流体相同的路径的488纳米激光激发时，由若丹明6G发射的光。488纳米的输入光被引导通过流体通道的整个路径，即使在三路分离之后。
图41是根据一个实施方案的用于流式细胞术或荧光激活细胞分选的微流体检测仪的透镜的特定结构的示意图。
图42是根据一个实施方案的用于流式细胞术或荧光激活细胞分选的微流体检测仪的激励光源的特定结构的示意图。
图43是根据一个实施方案的用于流式细胞术或荧光激活细胞分选的微流体检测仪的激励光源(例如激光器)的特定结构的示意图。
图44是显示根据一个实施方案的在用于流式细胞术或荧光激活细胞分选的微流体检测仪中位于光学滤波器阵列和光探测器(例如PMT或者光电检测仪(photodetector))之间的透镜的示意图。
图45A-45C示出根据一个实施方案的用于流式细胞术或荧光激活细胞分选的微流体检测仪的衍射光栅。当颗粒在通道中从点A(图45A)移动到点B(图45B)，并最后到达点C(图45C)时，由于衍射光栅，PMT分别在点A、B和C处区别地登记细胞的编码光谱信息，在时域中生成颜色-空间-时间编码的信号。
图46是根据一个实施方案的利用颜色-空间-时间(COST)编码操作的基于图像的微流体检测仪的示意图。
图47是根据一个实施方案的利用颜色-空间-时间(COST)编码操作的基于图像的微流体检测仪的具有多个光谱滤波器的旋转轮的示意图。
图48是根据一实施方案的用于从COST信号译解样品的荧光颜色的方法。
图49A和图49B示出根据实施方案的COST滤波器的设计和通过在光路中相应的滤波器后的光检测器检测的信号。图49A示出了示例性的4-狭缝光谱滤波器。图49B示出示例性的连续分级COST滤波器。
图50是根据一实施方案的颗粒分选仪的图示。
图51A是根据一实施方案的图50的荧光检测仪的输出的示例性绘图。
图51B是根据一实施方案的图50的阻抗检测仪的输出的示例性绘图。
图52A是根据一实施方案的荧光检测的图示。
图52B是根据一实施方案的图52A的PMT的输出的例证性绘图。
图53A是根据一实施方案的图52A的红、绿和蓝滤波器的滤波器传输特性的图示。
图53B是示出通过本发明的方法和设备的分选的多个亮紫(BV)染料的绘图。
图53C是根据一实施方案的图52A的PMT的输出的示例性绘图。
图53D是示出通过本发明的方法和设备的分选的荧光团FITC、PE和tdTomato的绘图。
图54是根据一实施方案的用于验证使用图1的颗粒分选仪进行的分选的例证性方案。
图55是根据一实施方案的用于验证两个颗粒的分选的例证性方案。
图56A是根据一实施方案的具有多个阻抗检测仪的颗粒分选仪的图示。
图56B-56C是根据一实施方案的用于验证颗粒分选到多个通道的例证性绘图。
图57是根据一实施方案的用于验证颗粒的分选的方法。
图58是根据一实施方案的用于计数颗粒的例证性方案。
图59A-59C是根据实施方案的用于计数颗粒的分析的例证性绘图。
图60A-60B是根据一实施方案的用于确定颗粒数目的例证性方案。
图61是根据一实施方案的基于反馈来计数颗粒的方法。
图62A是根据一实施方案的在相同的通道中具有两个检测分区的颗粒分选仪。
图62B是根据一实施方案的图62A的阻抗检测仪的输出的例证性绘图。
图62C是根据一实施方案的图62A的荧光检测仪的输出的示例性绘图。
图63A是根据一实施方案的图62A的阻抗检测仪的示例性实施方案的透视图。
图63B是根据一实施方案的图62A的阻抗检测仪对于单一颗粒的输出的示例性绘图。
图63C是根据一实施方案的图62A的阻抗检测仪对于三种不同大小的颗粒的输出的示例性绘图。
图64是根据一实施方案的用于分选颗粒的方法。
图65是根据一实施方案的用于分选颗粒的系统。
图66是根据一实施方案的图65的计算设备的图示。
图67是根据一实施方案的包括供给芯片上试剂的颗粒分选仪的图示。
图68是根据一实施方案的包括供给芯片上试剂的示例性颗粒分选仪的图示。
图69A-69C是由颜色-空间-时间编码系统补偿的颜色的图示。图69A、图69B示出了分别用于荧光团1和荧光团2的归一化特征波形。图69C示出了从(式5)得到的荧光团1和荧光团2的光强度。COST滤波器被假设由后接具有从红到绿色的连续透射光谱的颜色滤波器的全通窗的两个狭缝构成。
图70A是串联的滤波器的例证性设计。各组滤波器的由具有不同的光谱特性的多个狭缝构成。第二滤波器组具有比第一滤波器组更低的整体透射系数。
图70B是通过图70A的滤波器接收到的示例性细胞信号的图示。第一细胞具有低的荧光强度，使得很难检测到第二滤波器组的输出。第二细胞具有强的荧光强度，并且来自第一滤波器组的输出使PMT检测仪饱和。然而，可以正确地从高亮显示的具有适当的强度的信号部分检测到这两个细胞的荧光特性。
图71A-G提供用于微制造串联的滤波器的处理流程的图示。
图72A、72B示出了根据一实施方案的具有后分选阀(图72B)的颗粒分选仪(图72A)的分选通道的修改。
图73是根据一实施方案的与颗粒分选仪一起使用的对准标记的图示。
具体实施方式
在本说明书中使用的单数形式“一”、“一个”和“所述”包括复数对象，除非上下文另有明确说明。因此，例如，术语“装置”是指单个装置或装置的组合。
在本说明书中使用的术语“颗粒”是指被认为具有可以作为分选依据的至少一个特性的任何实体。因此，术语“颗粒”包括(但不限于)：有机颗粒、无机颗粒、具有有机和无机成分的混合颗粒等。颗粒具有任何合适的尺寸和形状，包括但不限于：珠、纳米颗粒、微粒等。术语“颗粒”也包括生物实体，例如一个或多个细胞(包括哺乳动物和非哺乳动物细胞)、细菌、病毒等。术语“颗粒”可以指稀有的细胞类型或丰富的细胞类型。
在本说明书中使用的术语“颗粒分选仪”、“细胞分选仪”、“颗粒检测仪”、“细胞检测仪”、“颗粒分析仪”、“细胞分析仪”、“微流体分选仪”、“微流体检测仪”及其变型可以互换使用，并且可涵盖其他。例如，颗粒分选仪可包括颗粒检测仪，并且细胞检测仪可包括细胞分选仪。
在本说明书中使用的术语“稀有细胞”、“相对稀有的细胞”、“相对稀有的细胞类型”及其变体，当用于描述具有两个或更多的细胞类型的组合物中的细胞亚群时，表明在组合物中存在至少一种其它细胞类型，数目比相对稀有的细胞类型更大。在本说明书中使用的术语“丰富的细胞”、“相对丰富的细胞”、“相对丰富的细胞类型”及其变体，当用于描述具有两个或更多的细胞类型的组合物中的细胞亚群时，表明在组合物中存在至少一种其它细胞类型，数目比相对丰富的细胞类型更少。
当细胞的组合物被描述为具有“相对稀有细胞类型”和“相对丰富的细胞类型”时，表示该组合物包含比相对稀有的细胞类型数目更大的相对丰富的细胞类型。换言之，组合物仍然可包含以比相对丰富的细胞类型的更大的数目存在的其它细胞类型，和/或以比相对稀有的细胞类型更小的数目存在的其他细胞类型。
此处公开的一些实施方案是可操作的，用于询问单个颗粒以确定颗粒特性，其中，具有特定特性的颗粒需要被分离，用于例如后续的分析。有利的是，此处所公开的实施方案可操作以执行此功能，同时减少与现有技术的系统相关联的尺寸、成本、以及制造和/或操作的复杂性。图1示出了本发明的颗粒分析仪和分选仪的模块化性质的示例性实施方案。特别涉及到细胞分选，此处公开的实施方案可以满足基于对细胞的特性和/或生物标记的光学检测来分离所选的细胞亚群的日益增长的需求。
目前的评估多个生物标记的技术是无法快速获得结果的、高费用、复杂，并且灵敏度通常不高。用于检测低丰度蛋白的金标准测定法是酶联免疫吸附测定法(ELISA)。ELISA能够在低ng/mL范围和高的样品通量检测蛋白质，但并不具备在每个样品中检测多种分析物的能力。其他的技术平台(如那些基于质谱分析的)都在多路复用方面显示一些初步的成功(检测每个样品中的多种蛋白质)，但具有中等的样品通量和检测极限。
此外，质谱法方案仅适用于蛋白/肽。本领域已知的光学方案包括使用每分析物具有连接到抗体并与连接到另一抗体的不同的荧光团组合的荧光微粒的“双色码”的流式细胞术平台。然而，这样的双色码方案需要多个激光器和光电检测仪，使得系统庞大且昂贵。这是一个主要缺点，导致占用空间大并且仪器的成本高。
此外，此处公开的实施方案提供完整系统，用于颗粒加工，并可在微流体尺度涵盖样品富集(例如，通过螺旋富集结构，在后面描述)、样品混合(例如，通过蛇形混合结构，在后面描述)、样品/颗粒分选(例如，通过基于光学的颗粒分选和压电致动)、验证分选(例如，通过基于阻抗的传感器)、基于反馈的光学分选(例如，通过基于混合光学/阻抗的系统)。此处描述的实施方案可以进一步提供与样品混合的集成试剂供给品(例如，芯片上试剂，用于预分选/后分选混合)。此处描述的实施方案还可以提供用于优化分选颗粒收集体积(例如使用后分选阀)。
此处描述的实施方案进一步提供光学系统和用于颗粒检测的改进方法(例如，COST法)。此处的示例性实施方案进一步提供改进的用于颗粒检测的系统，其可以包括颜色补偿(例如，当颗粒在两个或两个以上的波长处发出荧光)，以及用于改善单个检测器系统中的动态范围的方案。
作为非限制性实例，样品富集结构可以接收样品(例如血液)，并且提供富集的样品输入到混合结构，用于从例如(在一些实施方案中)芯片上的试剂供给物将试剂添加到富集的样品(例如荧光标记物)。混合结构可以提供包含待分选到源通道的输入端口的颗粒的样品混合物。光学检测机构(例如，如此处所公开的COST安排/方法)可以检测颗粒，并且分选机构可以基于光学检测机构来分选颗粒。验证机构可以确保颗粒被适当分选，且可用于将反馈提供到分选机构。
在一些实施方案中，光学检测机构可负责颜色补偿，且/或可被构造成用于增加与其相关联的单个检测仪的动态范围。在一些实施方案中，可以在每个目标通道中形成后分选机构(例如阀门)，以基于从验证机构接收的定时信息来控制与分选颗粒相关联的体积。
此处描述用于分选颗粒的系统、装置和方法。在一些实施方案中，基于如由第一检测信号测量的颗粒的光学特性，将颗粒从第一通道分选到几个第二通道的一个中。在一些实施方案中，颗粒分选到第二通道是由与第二通道中的颗粒的存在和/或体积相关联的第二检测信号验证的。因此，本公开的各方面能够验证出颗粒的光学特性被正确地识别、分选到每个分选通道的颗粒数目是正确的、颗粒被正确地分选和/或类似情况。本公开的各方面进一步可操作以使用验证信息用于进一步分析，如用于分选的反馈控制、用于表征分选颗粒、和/或类似情况。
可以在远处部位侵入、定殖和增殖的循环肿瘤细胞(CTCs)可被认为是对给定肿瘤的转移性恶性的标记。从外周血或骨髓中收集的CTCs保持“液体活检”的约束(promise)，从而以DNA、mRNA、和/或蛋白水平生物表征患者的癌症。结合CTC的列举，这样的在分子水平上的分析可以揭示有关于转移性疾病的性质、瘤的诊断和预后、治疗的进展以及最有效的个性化的癌症治疗(例如，化学疗法)的进展的重要信息。
流式细胞术(或FACS)可以允许通过多个参数的快速且高度特异性的定量细胞-细胞分析，以及分选CTC用于进一步表征分子的能力。此外，流式细胞术是一种成熟的、公认的且商业上可行的技术。然而，一些障碍使当前的流式细胞仪由于其复杂性、尺寸和成本高不适合用于CTC的定点监护分析。在一些实施方案中，这里提供的是一种微流体技术，它允许在一些实施方案中使用(由于污染和/或夹带的风险降低，对于临床应用而言是理想的)封闭的一次性芯片检测和/或捕获多个的细胞类型的组合物中的特定的细胞类型/亚群(例如，CTC)。
在一些实施方案中，此处描述了一种微细胞检测系统，包括芯片上实验室的微流体检测仪，可以提供适于下游分子分析的细胞群(例如CTC)的芯片上抗体标记、列举和分选。在一些实施方案中，包括芯片上实验室的微流体检测仪的微细胞检测系统可以提供分选、检测和/或收集活的(例如，存活的)细胞群和/或细胞亚群(例如相对丰富的细胞类型、相对稀有的细胞类型、特定的细胞类型(如检CTC)等)。在一些实施方案中，微细胞检测系统可以包括(i)富集结构、(ii)混合结构和(iii)微流体检测仪。在一些实施方案中，细胞检测系统包括：(i)第一阶段细胞分离/细胞富集器，(ii)流体动力学辅助混合器，以及(iii)用于细胞分离的台式微FACS(例如，微流体检测仪)。
在一些实施方案中，此处所描述的检测系统可以是具有成本效益的、易于使用的、快速、可靠的技术和方法，用以从全血(1)列举(例如富集)和(2)分离细胞亚群(例如，相对稀有的细胞类型/稀有的细胞群，如CTC)。此处所描述的检测系统具有相对于常规的FACS系统的优势，后者较之昂贵5-10倍、使用复杂且非常大。在一些实施方案中，检测系统可以提供用于：(1)利用富集结构，以约100倍或更大的倍数(例如，约400倍)富集细胞群(例如，特定的细胞类型，CTC)，(2)使用混合结构，在不到2分钟内，用结合剂(例如抗体)标记富集的细胞类型或富集的细胞群，和(3)以约28％或更大、或约30％或更高、或约40％或更高的、或从约28％至约90％、或从约28％至约80％、或从约28％至约70％、或从约28％至约60％的回收率检测和/或分离标记的细胞。
富集结构
在一些实施方案中，提供富集结构，其能够从细胞群(例如白细胞)分选、分离和/或收集第一细胞类型(例如，CTC)。细胞富集可以是指从细胞群分选、分离和/或收集特定的细胞类型(例如相对稀有的细胞类型或相对丰富的细胞类型)，该细胞群与特定的细胞类型不同，如包括第一细胞类型和第二细胞类型的组合物。在一些实施方案中，特定细胞类型可以是稀有的细胞类型。特定的细胞类型可以通过细胞的物理或生物特性(例如表型、基因型)而与其他细胞类型相区别。例如，特定的细胞类型可以有如下方面区分：大小、质量、粒度、变形性、极化性、一个或多个细胞表面标记(例如细胞表面分子的存在与否)、一个或多个细胞内的标记(例如细胞内分子、DNA、RNA、蛋白质、蛋白质修饰的存在与否)和/或功能(例如细胞代谢功能、酶的功能)等或它们的组合。在一些实施方案中，细胞的富集是由富集结构提供的。可以在微细胞检测系统中使用本领域中已知的合适的细胞富集结构。
可以被用作细胞富集结构的技术或装置的非限制性实例包括：膜微滤、捏流分级、确定横向位移、流体动力学分选富集(hydrophoresis)、介电电泳(DEP)、基于免疫磁性的分离、在障碍物周围的层流的非对称分支(Huang LR等，Science，2004年5月14日；304(5673)：987-90)、大规模并行微筛分装置(Mohamed H等，IEEE Trans Nanobioscience，2004年12月；3(4)：251-6)、仿生自动分离(Shevkoplyas SS等，Anal Chem，2005年2月1日；77(3)：933-7)、被动驱动微流体分离(Cho BS等，Anal Chem，2003年4月1日；75(7)：1671-5)、基于粘附的细胞分离、微尺度层流旋涡、螺旋通道、类似物或它们的组合。在一些实施方案中，富集结构可以包括流体通道。在一些实施方案中，富集结构可嵌入、附接或实施到芯片上(例如，芯片上实验室或类似物)。
螺旋富集结构
在一些实施方案中，细胞富集结构是流体动力学微流体结构，其包括螺旋形通道结构，此处称为用于分离和富集细胞亚群的螺旋富集结构。在一些实施方案中，螺旋富集结构可嵌入到芯片上(例如，芯片实验室或类似物)。在一些实施方案中，螺旋富集结构可以用于基于物理性质(如大小、形状、质量和/或密度)分离细胞和/或颗粒。在一些实施方案中，螺旋富集结构可以从具有第二尺寸的第二细胞类型分离具有第一尺寸的第一细胞类型。在一些实施方案中，螺旋富集结构可用于从其他相对丰富的细胞类型(例如，白细胞、非信息细胞等)的溶液分离相对稀有的细胞类型(例如，循环肿瘤细胞)。在一些实施方案中，螺旋富集结构可以用于在包含稀有的细胞类型和丰富的细胞类型的组合物中，相对于更丰富的细胞类型，富集稀有的细胞类型。螺旋的设计可以充分利用作用于不同尺寸的细胞的惯性升力和粘滞阻力来实现细胞的差速迁移，并由此分离细胞。由于螺旋流体通道的几何形状，主导的惯性力和迪恩旋转力可促使较大的细胞占据邻近内流体通道壁的单个平衡位置，而较小的细胞在迪恩力的作用下，迁移到流体通道的外半部，导致形成可在单独的出口收集的不同的颗粒流。在一些实施方案中，由于通过具有高长宽比的通道产生大的升力，可以在短距离的螺旋通道内实现完整的细胞分离或过滤，即使在低流速的情况下。此处更详细地描述了螺旋富集结构的各种实施方案。
在一些实施方案中，螺旋富集结构可以包括一个或多个内部入口、布置成多个圆形环的流体通道、以及两个或更多个外部出口。富集结构的一些或所有特征可以由适当的微制造材料制成，其非限制性实例包括聚二甲基硅氧烷(PDMS)材料、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)材料、聚碳酸酯(PC)材料、和/或环烯烃共聚物(COC)材料、类似物或它们的组合。
在一些实施方案中，第一内部入口可以构造成接收包含各种尺寸的细胞(例如，CTC和白细胞)的装载细胞的溶液，并且第二内部入口构造成接收缓冲液。在一些实施方案中，一个或多个内部入口可以连接到端口或其它耦合装置(例如，构造成与注射筒配合)，以允许溶液进入螺旋富集结构。在一些实施方案中，可设置一个入口。在一些实施方案中，可设置两个或更多入口。
在一些实施方案中，内部入口和外部入口可流体联结到被布置成多个环的螺旋流体通道。在一些实施方案中，流体通道可为大致四边形(例如，矩形、平行四边形、菱形、风筝形、梯形)的横截面时，具有两个第一壁和两个第二壁。在一些实施方案中，第一壁限定出流体通道的宽度，并且(一些实施方案中)第二壁限定出流体通道的高度。在一些实施方案中，流体通道的横截面基本上为圆形或椭圆形。在一些实施方案中，流体通道包括截面基本上为矩形的部分，以及截面基本上为圆形或椭圆形的部分。在一些实施方案中，具有基本上圆形或椭圆形的截面的流体通道部分地由内部直径和/或半径限定。
在一些实施方案中，内部出口和外部出口位于螺旋流体通道的相对端。在一些实施方案中，分离的细胞在内部和/或外部出口处被收集、检测、计数或另外进行分析。在一些实施方案中，分离的细胞在外部出口处或附近被收集、检测和/或计数。在一些实施方案中，不同尺寸的细胞在一个或多个外部出口处或附近被收集。
不受理论的限制，流经螺旋流体通道(例如，螺旋富集结构)的流体经受沿径向向外的离心加速度，导致在通道的顶部和底部形成被称为狄恩(Dean)涡流的两个反向旋转的涡流。这些二次流的大小可通过图2C所示的无量纲迪恩数(De)进行定量，其中，p是流体介质的密度(kg/m3)，Uf是平均流体速度(m/s)，μ为流体粘度(kg/m-s)中，R是螺旋流体通道的路径的曲率半径(m)，而Re是流雷诺数。对于直的流体通道，DE＝O，表明不存在迪恩流。在弯曲的通道中，De随更高的曲率(较小的R)、较大的通道尺寸(较大的Dh)和较快的流(更高的Re)增加。由于横向迪恩流，在曲线形通道中的细胞流动经受了曳力(drag force)。根据颗粒尺寸、该曳力(也称为图2C中所示的迪恩力(FD))，可使细胞沿着狄恩涡流(即环流)移动，并且因此移向内部或是外部通道壁。
除了迪恩力FD，曲线形通道中的细胞经受压力和惯性升力。作用在细胞上的净升力(FL)是剪切诱导的惯性升力和壁诱导的惯性升力的组合。在伯肃叶(Poiseuille)流中，速度概貌的抛物线性质导致作用于细胞并被导向远离流体通道中心的由流体剪切引起的惯性升力。随着细胞移向流体通道壁，在细胞周围引起的不对称尾流产生由壁引起的远离壁的惯性升力。这些相反的升力的大小横跨流体通道的横截面发生变化，其中在流体通道壁(例如内壁和外壁)附近，由壁引起的升力为主，而在流体通道的中心附近，由剪切引起的升力为主。如此，细胞趋向于占据平衡位置，在平衡位置处，相反指向的升力是相等的并形成窄带。
在一些实施方案中，对在螺旋流体通道中流动的细胞起作用的力(即迪安力和惯性升力)的尺寸相关性被操纵，以产生相似尺寸的细胞的集中流。在一个实施方案中，细胞被称为第一尺寸的第一细胞。在一些实施方案中，不是第一尺寸的细胞继续在迪恩涡流内环流。在一些实施方案中，螺旋富集结构的螺旋几何形状可促使较大的细胞占据内部流体通道壁附近的单个平衡位置，而较小的细胞由于迪恩流经受较高的粘滞阻力，并会继续沿着迪恩涡流再次环流并转换到流体通道的外半部。因此，在一些实施方案中，螺旋富集结构可以利用较大的细胞的惯性迁移以及作用于较小的细胞的迪恩阻力的影响来实现完全分离。
在一些实施方案中，螺旋富集结构设计包括螺旋形的几何形状。螺旋形几何形状可以被定义为围绕固定的中心点以与中心点连续增加或减少的距离缠绕的平面上从曲线。螺旋可以以三维方式离开平面，并且可以(在一些实施方案中)类似锥形弹簧。在一些实施方案中，螺旋富集结构可以包括两个或更多圈。一圈可以定义为围绕螺旋富集结构的中心点的大约一个整圆(例如，一个完整的螺旋，大约360度)。在一些实施方案中，螺旋富集结构包括3个或更多圈、4个或更多圈、5个或更多圈、6个或更多圈、7个或更多圈、8个或更多圈、9个或更多圈、或10个或更多圈。在一些实施方案中，螺旋富集结构包括约2至约100圈、约2至约75圈、约2至约50圈、约2至约25圈、约2至约20圈、约2至约10圈、或约2至约5圈。在一些实施方案中，螺旋富集结构包括大约1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或约20圈。在一些实施方案中，螺旋富集结构包括5圈螺旋几何形状，具有两个或多个入口以及两个或多个出口(例如，分叉出口)。
在一个实施方案中，螺旋流体通道的长度是约2厘米或以上、约4厘米或以上、约6厘米或以上、约8厘米或以上、约10cm或以上、约12cm或以上、大约14厘米或以上、大约16厘米或以上、大约18厘米或以上，大约20厘米或以上、或约22厘米或以上。在一些实施方案中，流体通道的长度为约2厘米至约50厘米、2厘米至约40厘米、2厘米至约30厘米、2厘米至约25厘米、2厘米至约20厘米、或约2厘米至约15厘米。在一些实施方案中，流体通道是大约2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29或约30厘米。
在一些实施方案中，螺旋富集结构的两个连续圈之间的间隔是约20微米至约2000微米。在一些实施方案中，螺旋富集结构的两个连续圈之间的间隔是约250微米。在一些实施方案中，螺旋的曲率半径R的初始半径为约1毫米至约10毫米。在一些实施方案中，螺旋的曲率半径R的初始半径为约3毫米。
在一些实施方案中，螺旋富集结构体包括2至约20个外部出口。在一些实施方案中，螺旋富集结构体包括约2至约10个外部出口。在一些实施方案中，螺旋富集结构包括2、3、4、5、6、7、8、9或10个外部出口。
在一些实施方案中，富集结构流体联结到混合结构或微流体检测仪。在一些实施方案中，富集结构的一个或多个出口(例如，外部出口)流体联结到混合结构或微流体检测仪的入口。
混合结构
微流体系统中的流动通道的小型化尺度增大了表面与体积比，并且因此对多种应用有利。然而，在这种流体通道中的液体流的具体雷诺数(Re＝1ρv/η)是非常小的。例如，在通道宽度为100μm、液体流速为1mm/s、流体密度为1g/cm3和粘度为0.001Ns/m2的典型的基于水的微流体系统中，雷诺数为0.1的量级。在这样的低的雷诺数状况中，不会发生湍流混合，因此，扩散种类的混合起着重要的作用，但却是本质上缓慢的过程。在一些实施方案中，混合结构的功能可以提高微流体通道中的混合效率，使得可以实现充分混合性能。在一些实施方案中，混合结构的作用是缩短混合时间并降低使用检测系统时用结合剂标记细胞所需的总时间。在一些实施方案中，混合结构的作用是缩短混合通道的长度，以减少检测系统的整体尺寸。在一些实施方案中，混合结构的作用是在混合处理期间保持细胞活力。在一些实施方案中，有效的混合结构被用于增加检测系统的流通量，并能够获得有效的芯片上实验室系统。在一些实施方案中，混合结构包括流体通道。在一些实施方案中，混合结构被嵌入到芯片上(例如，芯片实验室等)。
在一个实施方案中，混合结构是在本领域中公知的合适的微流体混合器。在一些实施方案中，混合结构是有源(active)流体混合器。有源流体混合器的非限定性例子包括声混合器、超声波混合器、介电混合器、电动时间脉冲混合器、压力扰动混合器、磁力混合器、热混合器、电流体动力学力混合器、磁流体动力学流混合器和/或电动非稳态混合器、类似物和/或它们的组合。在一些实施方案中，混合结构是无源(passive)流体混合器。无源流体混合器的非限制性实例包括层流混合器(例如，楔形入口，90度旋转)、锯齿形通道(例如，椭圆形形状的障碍物)、3D蛇形结构(例如，折叠结构，蠕变组织结构，堆叠垫片结构，多个分离和拉伸、重组流，不平衡驱动力)、嵌入式障碍物(例如，SMX，多向涡流)、扭转通道(例如，分离和重组)、和/或表面化学(例如，障碍物的形状，T-/Y-混合)、类似物或它们的组合。
蛇形混合结构
在一些实施方案中，混合结构为蛇形结构(例如，蛇形混合器)，如图7A-7C所示。在一些实施方案中，蛇形混合器是二维的蛇形混合器。在一些实施方案中，蛇形混合器包括入口端口、连续流体通道、两个或更多转弯、以及位于通道中的入口端口的另一端的出口端口。在一些实施方案中，蛇形混合器的总通道长度为约1毫米至约10,000毫米。在一些实施方案中，总通道长度为约1毫米至约1000毫米。在一些实施方案中，通道长度为约1毫米至约500毫米。在一些实施方案中，蛇形混合器包括约3至30个转弯。在一些实施方案中，蛇形混合器包括约5(图7A)至20(图7B、7C)个转弯。在一些实施方案中，蛇形混合器包括约5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或约20个转弯。在一些实施方案中，蛇形混合器包括20个转弯。在一些实施方案中，蛇形混合器中的每一个转弯被构造用于在通道内流体流动的180度重定向。在一些实施方案中，蛇形混合器中的每一个转弯包括椭圆形曲线。在一些实施方案中，蛇形混合器中的每一个转弯包括圆形曲线或水平曲线。在一些实施方案中，描述出蛇形混合器中的转弯的曲线(如，椭圆形、水平或圆形曲线)的内半径为约20微米至约10,000微米、约20至约1000微米、约20至约500微米、或约150至约350微米。在一些实施方案中，描述出蛇形混合器中的转弯的曲线(如，椭圆形、水平或圆形曲线)的内半径为约150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290、或约300微米。在一些实施方案中，两个转弯之间的通道的长度为约0.5毫米至约1000毫米。在一些实施方案中，蛇形混合器是混合结构。在一些实施方案中，蛇形混合器被嵌入到芯片上(例如，芯片上实验室或类似物)。
流体通道
在一些实施方案中，检测系统、检测器系统、流式细胞术装置、富集结构、混合结构和/或微流体检测仪包括一个或多个流体通道。在一些实施方案中，流体通道是微流体通道。芯片上实验室可以包括一个或多个流体通道。在一些实施方案中，流体通道嵌入到芯片上。在一些实施方案中，流体通道构造成包含静态或动态的流体(例如，移动的流体或溶液)，其包括细胞(例如原核细胞、真核细胞、人细胞)。在一些实施方案中，流体通道构造成包含静态或动态的流体(例如移动的流体或溶液)，其包括颗粒(例如，珠、附着于细胞的珠、附着于结合剂的细胞)。本领域技术人员将理解流体通道可以由本领域中已知的合适的材料制成。此外，流体通道的横截面可以是任何合适的形状(例如矩形、圆形)。在一些实施方案中，流体通道包括第一端和第二端。在一些实施方案中，流体通道包括第一端，并且第一端部包括阀、端口、流量调节器、和/或一个或多个入口。在一些实施方案中，流体通道包括第二端，并且第二端部包括阀、端口、流量调节器、和/或一个或多个出口。在一些实施方案中，流体通道的第一端和/或第二端构造成提供位于富集结构与混合结构之间和/或混合结构与微流体检测仪之间的连续通道。在一些实施方案中，流体通道的内径可以为约0.2微米到约2000微米，或约10微米至约1000微米。在一些实施方案中，流体通道的内径是约250微米。
微流体检测仪
在一些实施方案中，提供微流体检测仪。在一个实施方案中，微流体检测仪结合了光电子和微流体，以检测和/或分选颗粒或细胞(例如，血液中相对稀有的细胞，如CTCsm，以及相对丰富的细胞等)。在一些实施方案中，微流体检测仪构造成提供流式细胞仪和/或基于FACS的细胞分选仪的一些或全部的功能。在一些实施方案中，微流体检测仪包括流式细胞术装置。在一些实施方案中，微流体检测是检测系统(例如，微细胞检测系统)的部分。在一些实施方案中，微流体检测仪被嵌入到、附着到或实施于芯片上。在一些实施方案中，微流体检测仪被用于根据颗粒发射的光和/或已与颗粒发生相互作用的光(例如，被颗粒衍射、散射和/或反射的光)，检测和任选地分选颗粒(例如，珠、细胞、病毒、细菌、类似物或它们的组合)。
由检测仪检测的光可以是任何波长或频率的电磁辐射。波长或频率的值通常是用于通过真空传播的光。在一些实施方案中，光可以表征为可见光、紫外光和/或红外光。可见光通常具有约390纳米至约750纳米的波长，且通常具有约400太赫兹(THz)至约790THz的频率。红外光通常为约0.74微米至约300微米的波长，并且通常具有约300千兆赫(GHz)至约400THz的频率(近红外线可以为约120THz至约400THz；中红外线可以为约30THz至约400THz；并且远红外线可为约300GHz至约30THz)。紫外光通常为约10纳米至约400纳米的波长，并且通常具有约0.75PHz至约30PHz的频率(近紫外线可以为约400nm至约300nm，中紫外线可以为约300nm至约200nm，并且远紫外线可为约200nm至约122nm)。光子是光的量子，并且光子可具有特定的光子能量。
在一些实施方案中，颗粒是发射光的作用剂(例如，荧光团)，和/或可以是分子复合物，其包括发射光的作用剂。在一些实施方案中，颗粒可包括一种或多种生物作用剂(例如细胞、蛋白质、核酸、生物膜(例如，囊泡、脂质体、类似物以及它们的组合)。在一些实施方案中，颗粒，一个或多个抗体与一种或多种生物作用剂关联(例如，结合到生物作用剂)。在一些实施方案中，抗体连接于发射光的作用剂(例如，荧光团)。在一些实施方案中，不同的颗粒的组合被引入到微流体检测仪的流细胞或流体通道。在一些实施方案中，不同的颗粒的组合包括发射不同波长的光的不同的颗粒。
在一些实施方案中，颗粒是指细胞，细胞可引起光的发射、散射、反射、偏转或衍射。在一些实施方案中，细胞与可发射、散射、反射、偏转或衍射光的检测剂有关。在一些实施方案中，检测剂被连接到可与细胞相关联或结合(例如，特定地关联或特定地结合到具体的细胞类型或细胞组分)的结合剂。在一些实施方案中，结合剂结合到细胞表面蛋白。
在一些实施方案中，微流体检测仪或其部分由光源照亮。在一些实施方案中，由光源引入的光可通过流体通道壁传输到通道内部中。由光源发射的光的角度可以相对于通道壁成一角度，适于照亮通道内的颗粒。在某些实施方案中，流体通道内的颗粒可以与引入通道内的光相互作用，并且已经与颗粒相互作用并且可被颗粒散射、反射或衍射的光可以从通道传输到微流体检测仪中的一个或多个其他部件。
在一些实施方案中，流体通道内的颗粒发射特定波长或特定波长范围内的光，并且波长范围的全部或一部分被从通道传输到微流体检测仪中的一个或多个其他部件。在一个实施方案中，颗粒发射特定波长或波长范围的光，其波长或波长范围与光源发射的波长或波长范围不同(例如，光源发射的(多个)激励波长可以激励荧光团颗粒或附着于颗粒的荧光团，而荧光团可以发射(多个)不同波长的光)。在一个实施方案中，由颗粒发射的或已与颗粒相互作用的光传输通过流体通道，并传输通过一个或多个中间结构或由一个或多个中间结构传导，到达检测仪。中间结构的非限制性实例包括掩模、颜色滤波器、波导、反射镜、透镜、滤波器、光衍射部件(例如棱镜、衍射光栅)，类似物以及它们的组合。
在一些实施方案中，微反射器体检测仪包括光学滤波器、反射器和/或它们的组合。在一个实施方案中，微流体检测仪包括一个或多个光学滤波器。在进一步的实施方案中，光学滤波器是吸收滤波器、颜色滤波器、分色滤波器、单色滤波器、红外线滤波器、紫外线滤波器、中性密度滤波器、长通滤波器、带通滤波器、短通滤波器、导模共振滤波器、金属网滤波器、偏振滤波器、光学陷波滤波器(例如，精密光学陷波滤波器)、类似物或它们的组合。在此更详细地描述滤波器的非限制性实例，如颜色滤波器。在一个实施方案中，装置包括一个或多个能反射光线的部件，其非限制性实例包括平面镜、曲面镜、抛物面反射镜和分色镜。在一些实施方案中，反射镜基本上反射特定波长范围的光并且对不同波长范围内的光基本上是透明的且不反射。在一些实施方案中，反射镜基本上反射在激发荧光团(例如，荧光团颗粒或连接至或与颗粒相关的荧光团)的波长范围内的光，并且对通过受激荧光团发射的波长范围内的光基本上是透明的。
在一些实施方案中，从通道内的颗粒发射的光或与通道内的颗粒相互作用的光从流体通道传输到颜色滤波器。在一些实施方案中，颜色滤波器可包括两个或更多个分区(例如，约2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、25、30、35、40、45、50、60、70、80、90或100个或更多分区)。在一些实施方案中，颜色滤波器可包括：包括基本透明的分区和基本不透明的分区(例如，光学孔径、带)的掩模，以及与基本透明的分区有效连接的波导。在一些实施方案中，一些波导是着色的，并传输由掩模传输的波长范围的波长子范围。在一些实施方案中，颜色滤波器包括掩膜和波导，并且在一些实施方案中，与颗粒流动所处的流体通道接触，而来自流体通道(在一些实施方案中)的光在通过掩模或波导接收之前未传输通过任何其它部件。包括掩模60和波导52、54、56、58的颜色滤波器的非限制性实例示于图18中。
在一些实施方案中，颜色滤波器不直接与在微流体检测仪内的流体通道接触。在一些实施方案中，颜色滤波器与颗粒流动所处的流体通道相隔一定距离，并且在一些实施方案中，约1厘米(cm)至100厘米(例如，约5、10、15、20、25、30、40、50、60、70、80或90厘米)的距离。在一些实施方案中，通过通道发射的光可以在光或其修饰版本接触颜色滤波器之前，传输通过一个或多个其它部件(例如透镜、反射镜)。在一些实施方案中，分区可以是在滤波器上的离散区段，并且(在一些实施方案中)分区基本上是连续的(例如，连续分级的彩色分区)。图49A示出了包括基本上离散分区的颜色滤波器的非限制性实例，其示出了来自离散(例如，带通)滤波器的信号强度。在图49B中示出了包括若干分区之间基本上连续的过渡的颜色滤波器的非限制性实例。
在一些实施方案中，颜色滤波器可包括传输基本上所有被传输到滤波器的光的一个或多个分区(例如，全通滤波器分区)。在一些实施方案中，颜色滤波器可包括传输被传输到滤波器的光的一部分的两个或多个分区(即，称为颜色滤波器分区)，其中至少一个颜色分区，与另一个颜色分区相比，传输光的不同部分。在一些实施方案中，颜色滤波器中的颜色分区可以实施为宽通的、连续的、带通滤波器，类似物或它们的组合。在一些实施方案中，光的不同部分分别是由颜色滤波器接收的光的波长范围、光能量范围和/或光的频率范围的不同的波长子范围、不同的能量子范围、和/或不同的频率子范围。因此，第一颜色分区可以传输第一波长子范围，并且第二颜色分区可以传输第二波长子范围，其中第一波长子范围和第二波长子范围是不同的(例如，重叠或不重叠)，并且其波长子范围处于由颜色滤波器接收的光的波长范围内。在一些实施方案中，由颜色分区传输的不同波长子范围重叠，而在一些实施方案中，不重叠。处于由颜色滤波器中的颜色分区(一些实施方案中)传输的光的子范围中的最低波长和最高波长在一些实施方案相差约0.1nm到约500nm(例如，约1、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、100、150、200、250、300、350、400或450nm的范围)。在一些实施方案中，颜色滤波器可包括基本上不传输被传输到颜色滤波器的光的一个或多个分区(例如，基本上不透明的分区)。在一些实施方案中，包括多个分区的颜色滤波器可以被称为具有“滤波器系列”和“滤波器阵列”的滤波器，如此处所述，其中在该系列或阵列中的每个光学滤波器是一分区。
在一些实施方案中，颜色滤波器可包括传输被传输到滤波器的光的不同部分的三个或更多个分区。例如，在一个实施方案中，颜色滤波器包括：传输基本上绿光的第一分区、传输基本上蓝光的第二分区、以及传输基本上红光的第三分区。应当注意的是，后者的例子不是限制性的，并且颜色滤波器内部的某些颜色分区可以传输处于由滤波器接收的光的波长范围内的任何合适的波长子范围。
在一个实施方案中，颜色滤波器和颜色滤波器的分区具有适合于检测颗粒、确定颗粒的速度、确定颗粒的大小、检测颗粒发射的或已经与颗粒相互作用的光的(多个)波长等的维度。在一些实施方案中，颜色滤波器基本上是圆形的，并包括围绕用于传输光的圆形结构分布的适当成型的分区(例如圆形、卵形、矩形、正方形、三角形、圆的分段(segment))。
在一些实施方案中，根据颜色滤波器的顶视图，颜色滤波器基本上是矩形的，并包括基本上横跨较短的矩形维度的一个分区和沿较长的矩形维度依次分布的多个分区。在这样的实施方案，离散分区的宽度是平行于颜色滤波器的较长矩形维度的分区的长度。在这样的实施方案中，分区的宽度可以是规则的或可以变化。在包括不同的分区宽度的颜色滤波器实施方案中，宽度可以以任何合适的模式(pattern)分布，这样的模式的非限制性实例包括周期性、线性(chirp)和伪随机模式。在一些实施方案中，基本上不透明分区可以以不同宽度的模式分布，而传输光的分区(在一些实施方案中)可以以常规宽度的图案分布。
颜色滤波器可以通过本领域中已知的任何合适的方法来制造。在一些实施方案中，颜色滤波器包括注入有允许至少一个颜色分区传输波长范围不同于通过另一个分区传输的光的波长子范围的光的一种或多种作用剂的结构。具有不同的传输特性的区域可以包括例如不同的作用剂或不同量的一种作用剂。
颜色滤波器可以包括多个层。在一些实施方案中，颜色滤波器包括其上沉积一个或多个涂层的支撑结构。可以使用任何合适的结构或支撑结构，并且非限制性实例包括玻璃、聚合物等。每个分区独立地可以具有基本上均匀的厚度或变化的厚度(例如，阶梯状厚度、锥形或喇叭形厚度(例如，基本上均匀的锥形或喇叭形)。在一个实施方案中，每个分区独立地包括一个或多个涂层(例如，每个涂层具有相同或不同的材料)和/或一个或多个层(例如，每一层具有相同或不同的材料)。包括多个层的分区可以包括交替的层，每层包括不同的材料。在分区中的每个涂层或层可以具有相同的折射率或者可以具有不同的折射率。颜色滤波器的传输不同波长范围的光的分区可以具有相同的折射率，或者可以具有不同的折射率。在一些实施方案中，传输不同波长的光的分区可以具有不同层数、不同的材料、不同厚度、类似的或它们的组合。当相邻分区具有不同的厚度时，从一个厚度过渡到另一个厚度可以是任何合适的过渡，如，例如，阶梯形、锥形或喇叭形。
在一些实施方案中，微流体检测仪包括分离器(splitter)，能有效地接收通过流体通道中的颗粒发射的光或与流体通道中的颗粒相互作用的光。从流体通道发射的光，在分离器接收这种光之前，可以传输通过装置中的一个或多个其他部件(例如透镜、滤波器)。分离器可以将接收到的光分成两个或多个分离光束。在一些实施方案中，两个或更多个分离光束中的每一束可以被导向到单独的颜色滤波器。换言之，在一些实施方案中，微流体检测仪包括两个或更多的颜色滤波器，并且每个颜色滤波器可以(在一些实施方案中)包括传输具有与其他颜色滤波器的颜色分区不同的波长子范围的光的颜色分区。一个分离光束中的光可以，与另一个分离光束的光，具有相同的波长范围或者不同波长范围。分离器的非限制性实例包括那些包括两个三角玻璃棱镜、半镀银反射镜和二向色镜像棱镜的分离器。
在一些实施方案中，在微流体检测仪中的流动通道、颜色滤波器和光电检测仪器(例如光电检测仪、光传感器)可以被构造成用于在颗粒通过通道改变位置时，多次检测来自通道中的颗粒的光。当颗粒在微流体检测仪的通道的特定部分上从一个位置行进到第二位置时，由颗粒发射的光或与颗粒相互作用的光，在第一位置可传输通过通道到达颜色滤波器的像面上的第一位置。由颗粒发射的光或与颗粒相互作用的光，在第二位置可传输通过通道到达颜色滤波器的像面上的第二位置。在一些实施方案中，其中颜色滤波器上的第一位置和第二位置处于不同的颜色分区，传输通过每个颜色分区到达光电检测仪的光的波长范围不同，并且光电检测仪在流动通道中的两个不同的位置处检测相同颗粒随时间推移的两个不同的光信号。在这类实施方案中，颜色滤波器可以通过滤波器中的用于相同颗粒的多个离散的分区传输多个离散波长范围的光到光电检测仪(例如，一个光电检测仪)。在一些实施方案中，装置未从一个滤波器向光电检测仪阵列中的多个光电检测仪传输不同波长的光。
在一些实施方案中，微流体检测仪中的颜色滤波器可以不包括任何镜像表面，并且在一些实施方案中，颜色滤波器不是法布里-珀罗(Fabry-Perot)腔滤波器或法布里-珀罗标准具(etalon)。在一些实施方案中，微流体检测仪中的颜色滤波器不是布拉格(Bragg)反射器，其中，布拉格反射器被定义为具有多个层并且反射具有约各层的光学厚度的四倍的波长的光。
在一些实施方案中，颜色滤波器不直接与装置的光电检测仪部件接触。在一些实施方案中，颜色滤波器与光电检测仪部件表面相隔一定距离，例如离光电检测仪部件表面距离为约0.1厘米到约20厘米(如，约0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20厘米，以及其间的全部数值)。在一些实施方案中，一个颜色滤波器可以相对于一个光电检测仪定向成使得由颜色滤波器传输的光被传输到这个光电检测仪而没有传输到其他光电检测仪。在一些实施方案中，装置不包括光电检测仪阵列，并且一个颜色滤波器与光电检测仪阵列的一个光电检测仪而不是其它传感器单元构成可检测关系。在一些实施方案中，光电检测仪部件表面不直接接触微流体检测仪中的流体通道，并且(在一些实施方案中)不沿着微流体检测仪中的流体通道分布，并且在一些实施方案中，可以定位成与流体通道具有一定距离。
在一些实施方案中，微流体检测仪可以包括一或多个透镜。透镜可以是单透镜或多个透镜阵列(例如，复合透镜；透镜阵列可包括约2、3、4、5、6、7、8、9、10个或更多个透镜)。透镜可由任何合适的材料来构造，用于传输光，并且(在一些实施方案中)可由例如玻璃和/或聚合物构成。透镜可以具有合适的几何形状，用于传输光，并且透镜的非限制性实例包括双凸的(双凸、凸的)、等凸、双凹(凹)，钢琴凸、钢琴凹、凹凸(弯月面)。在一些实施方案中，透镜可以聚焦光。在一些实施方案中，透镜可以将光聚焦在颜色滤波器的像面上，并且在其他实施方案中，透镜将光聚焦在光电检测仪的像面上。在一些实施方案中，透镜可以放大图像，如从流动通道传输过来的图像。在一些实施方案中，透镜可以缩小图像，如从颜色滤波器传输到光电检测仪的图像。放大或缩小可以处于任何合适的水平，以及(在一些实施方案中)为约2倍至约1000倍(例如，约10倍、50倍、100倍、200倍、300倍、400倍、500倍、600倍、700倍、800倍、900倍放大或缩小，以及在两者之间的任何值)。在一些实施方案中，透镜可以从通道接收光并将光聚焦在颜色滤波器的像面上。在一些实施方案中，透镜可以从颜色滤波器接收光并将光聚焦在传感器表面的像面上。
在一些实施方案中，微流体检测仪可以包括波导，而(在其他实施方案中)不包括波导(例如，没有波导与颗粒所流动的通道关联)。在一些实施方案中，微流体检测仪可以包括基本上阻止环境光从与装置的一个或多个部件相互作用的结构。这样的结构(在一些实施方案中)可以具有合适的横截面(例如，矩形，正方形，圆形，卵形)的一个或多个管，并且在一些实施方案中例如为箱。基本上阻挡环境光的结构可以(在一些实施方案)用于作为某些部件(如透镜)的支撑。
在图28至32和35至49B的实施方案中示出的任何检测仪可与本文所描述的一个或多个分选部件联结。在一些实施方案中，微流体检测仪可以包含流体，并且基本上没有位于压电致动器和流体通道之间的空气-流体界面或弯月面。在一些实施方案中，微流体检测仪可以包含流体并且基本上没有位于压电致动器和待分选颗粒之间的空气-流体界面或弯月面。在一些实施方案中，微流体检测仪可以包含流体并且在装置的通道中基本上没有空气-流体界面或弯月面。在一些实施方案中，微流体检测仪可包括无气体填充的储液器(reservoir)，基本上没有气囊或施加气体(例如，空气)到通道中的部件。
图14的实施方案示出用于流式细胞术的微流体检测仪1400的例子，其中可以实施本文描述的各种特征。微流体检测仪1400包括：包括用于接收样品流体或输入样品流体的第一端口(未示出)和用于输出所接收的样品流体的第二端口(未示出)的输入流体通道1404。在一些实施方案中，颗粒分选连结(particle sorting junction)或颗粒分选仪1411可以提供用于分选样品流体中的颗粒，并且可联结到输入流体通道的第二端口。在一些实施方案中，在颗粒分选连结下游，两个或更多的分支流体通道1410A-1410C可联结到颗粒分选连结，作为来自输入流体通道的第二端口的样品流体的出口。在一些实施方案中，致动器可以联结到颗粒分选连结1411，以响应于分选控制信号来控制颗粒分选连结中的样品流体的方向。在一些实施方案中，致动器可以位于颗粒分选连结1411内部，或与微粒分选连结1411相邻或流体连通的包含流体区域中，从而致动器的移动使得在颗粒分选连结处样品流体移动来改变样品流体的流动方向。在一些实施方案中，致动器可以被构造成与样品流体相互作用，以响应分选控制信号的变化，将样品流体的方向分别改变为对应于分支流体通道的不同方向。在一些实施方案中，致动器可为可操作的，以将样品流体中的靶颗粒导向到分支流体通道中选定的一个通道。
可基于各种细胞分选技术来实施图14的实施方案中的用于分选颗粒的致动器。分选技术的非限制性实例包括基于电场的分选、介电电泳(DEP)分选、磁性分选和流体动力学分选。分选可以用于干细胞、循环肿瘤细胞以及大肠杆菌细胞等等的检测和分离。在一些实施方案中，流体动力学分选仪的实施可以涉及含外部校验值、集成阀或外部注射泵。
在一些实施方案中，图14的致动器可以被实施为包括压电致动器，压电致动器响应于作为分选控制信号的电压信号移动，以使在颗粒分选连结1411中的样品流体改变流动方向。在一些实施方案中，微流体检测仪可以是细胞分选仪，并且包括一个或多个集成的压电致动器。微流体检测仪包括压电致动器，压电致动器可在低电压(例如，不到10Vp-p)下操作。在瞬时流量切换的实验中，压电致动器可以被操作，以便以相对高的频率(例如，～1.7kHz)来改变流动流，并且可以精确地控制流中的细胞/颗粒的偏转量。在一些实施方案中，可通过压电致动器以受控的方式单独分选所关注的变化大小、形状和密度的颗粒。使用大肠杆菌偏转作为例子，正弦电压可以330个细胞/秒的速度偏转细胞，并显示出与理论一致的高度可重复的操作。在一些实施方案中，使用特别设计的空间滤波器和在FPGA中实施的实时信号处理算法，能够以低误差率和70％左右的分选效率来构建闭环分选系统。与其他microFACS系统相比，本文所公开的微流体检测仪(即，分选系统)的这些实施方案具有许多优点。例如，空间滤波器设计与实时信号处理算法可以将信噪比增强18dB并且允许验证分选。
在一些实施方案中，相比芯片外机械致动器(如单向阀和注射泵)，PZT致动分选模块消耗小的功率(例如，0.1毫瓦)，在低电压下(例如，<10Vpp)工作，并且具有更快的响应(例如，0.1-1毫秒)。在一些实施方案中，基于FPGA的电子控制可以实现实时信号放大、用户定义的延迟时间、可编程输出波形和低定时抖动(例如，<10微秒)。在一些实施方案中，这些特征可以显著有助于可以以单颗粒水平进行高流通量颗粒分选的低成本分选。
在一些实施方案中，检测仪系统可包括被联结到输入流体通道以从输入流体通道中的样品流体接收光的颗粒检测模块1412(图14)。可以从光源(如激光器或其他光源)获得光，并且光可被导向而照亮输入流体通道中的样品流体。这种对样品流体中的颗粒的照射可以促使通过颗粒产生光。这样，颗粒检测模块1412可以从所接收的光产生一个或多个第一光信号，至少指示在由颗粒检测模块检测出的样品流体中的颗粒的速度。在一些实施方案中，颗粒检测模块1412可以包括从所接收的光产生不同的光信号并以不同代码编码不同的光信号的编码结构。这种编码可以是基于空间的代码或基于时间的代码，并允许使用单个光学检测仪，以检测微流体检测仪中的多个光信号，例如，来自微流体检测仪的不同位置的不同的光信号。在一些实施方案中，可以提供光电检测仪1420(如PMT和/或雪崩(avalanche)光电二极管)，以从颗粒检测模块1412接收一个或多个光信号，或来自微流体检测仪1400中的其它位置的光，以产生携带由所接收的光携带的信息的检测器信号。在一些实施方案中，所接收的光中的信息可以通过处理来自光电检测仪1420的检测信号而被提取出来，用于各种目的，包括控制致动器以及在颗粒分选连结中相应的分选。
在图14的实施方案中，颗粒分选控制模块1424被设置成与颗粒检测模块联通，以接收检测信号，并与致动器联通，以将分选控制信号发送到致动器。在一些实施方案中，颗粒分选控制模块1424可以包括信号处理机构，其通过处理适当的处理技术(例如通过使用数字信号处理(DSP)电路)处理检测信号，从检测信号中提取出信息。当光学信号被编码时，信号处理机构可以基于不同的光信号中的不同的代码来处理检测信号，以分离由不同的光信号所携带的信息。颗粒分选控制模块1424也可以包括产生控制机构，其基于所提取的信息产生分选控制信号，包括在颗粒检测模块处检测到的颗粒到达颗粒分选连结的定时。
在图14的实施方案中，不同的分支微流体通道1410A、1410B和1410C联结到颗粒分选连结1411，以接收来自颗粒分选连结的分选颗粒。
在图15的实施方案中，在颗粒分选连结1511下游中的一个或多个分支流体通道1510A-1510C中，微流体检测仪1500包括光学检测机构(例如，附图标记1514A-1514C，在下面更详细描述)。在一些实施方案中，使用在微流体检测仪的预定分选位置的光学感测(optical sensing)和在后分选位置的光学感测的组合可以用来为更高效的流式细胞术测量提供更好的控制操作。在所示实施方案中，后分选感测可以用来验证是否由颗粒分选连结1511中的致动器适当地执行所需的颗粒分选。在所示实施方案中，后分选感测可用作用于操作后分选阀的输入(见下文实施方案)。
在一些实施方案中，图15的实施方案包括分支验证结构(例如，1514A)，其被联结到分支流体通道中的一个(例如通道1510A)，以从一个分支流体通道接收光，并产生分支验证光信号，其可用于验证是否靶颗粒由致动器导向到一个分支流体通道中。在某些实施方案中，可以实施两个或多个这样的分支验证结构。在图15的实施方案中，所有三个分支流体通道1510A-1510C具有这样的验证检测模块1514A-1514C。在其他实施方案中，一些分支可以具有这样的验证结构，而其他分支可以没有。
在图15的实施方案中，光电检测仪1520定位成接收光，其包括从颗粒检测模块1512的至少一个或多个光信号以及来自验证检测模块1514A-1514C的分支验证光信号。在一些实施方案中，光学检测仪产生携带包含在所接收的光中的信息的检测信号。颗粒分选控制模块1524中的信号处理机构提取分支验证光信号的信息，以产生验证靶颗粒是否被致动器导向到这一个分支流体通道中的指示。在一些实施方案中，这种验证可以被自动反馈到颗粒分选控制模块1524，其可响应于分选中的故障的验证来中断系统操作(例如，停止引入样品流和致动器的分选操作)。在一些实施方案中，可通过颗粒分选机控制模块1524生成警告信号(例如，视觉信号如弹出警告和/或闪光、音频信号诸如嘟嘟声等)，以提醒微流体检测仪的操作者，分选中发生故障。
传统的流式细胞术系统的限制是使用多个光电倍增管，分别检测处于不同荧光波长的光信号。在这种系统中存在多个光电倍增管，使得微流体检测仪的设计复杂化、增加了成本并使得系统笨重。在一些实施方案中，如本文公开的微流体检测仪可以在多个不同的光学信号中提供信号编码，使得以独特和相互不同或正交的代码来编码不同的光信号。在一些实施方案中，这些光信号可以在一起被多路复用，用于由单个光学检测仪的光检测，并且可以基于独特和相互不同或正交的代码，通过去复用(demultiplexing)分离由不同的光信号所携带的信息。可以通过数字信号处理来执行去复用。
图16A和图16B的实施方案示出实施此类信号编码的两个微流体检测仪的例子。
如图16A所示，联结到输入流体通道1604的颗粒检测模块1612构造成包括从所接收的光产生不同的光信号并以不同代码编码不同的光信号的编码结构。在一些实施方案中，如图所示，光学编码器1612A、1612B被示为这样的编码结构的例子。光学编码器1612A产生具有第一代码的第一光信号#1，并且光学编码器1612B产生具有不同于第一代码的第二代码的第二光信号#2。在一些实施方案中，光电检测仪1620接收不同的光信号，以产生携带不同的光信号的信息和不同代码的检测信号。在一些实施方案中，颗粒分选控制模块1624的信号处理机构(例如DSP)，基于不同的光信号中的不同代码，从检测信号提取不同光信号的信息。在一些实施方案中，在颗粒分选控制模块中的控制机构基于所提取的信息产生分选控制信号，包括在颗粒检测模块处检测到的颗粒到达颗粒分选连结的定时。
如图16B所示，另外的光编码器被设置在微流体检测仪1600'，以允许相同的光电检测仪1612'检测编码后的光信号。另外的光学编码器1614A'和1614C'分别被示为分支流体通道1610A'、1610C'中的编码结构的例子。在一些实施方案中，光编码器1614A'产生具有与第一和第二代码不同的第三代码的第三光信号#3，并且第四光学编码器1614C'产生具有与所有其他三个代码不同的第四代码的第四光信号#4。在一些实施方案中，光电检测仪1620'接收不同的光信号#1-#4，以产生携带不同的光信号#1-#4的信息和不同代码的检测信号。在图16B中，当每个光学编码器1614A'和1614C'被实施为分支验证结构时，第三和第四光学信号可以是分支验证光信号。在一些实施方案中，光电检测仪1620'接收光信号#1和#2以及分支验证光信号#3和#4。
图16C的实施方案显示出在图16B中的实施方案的信号检测和处理。在一些实施方案中，由单个光电检测仪1620'执行信号检测，单个光电检测仪1620'接收所有四个光信号#1-#4的光，它们在一起被多路复用，作为输入光，被转换成携带多路复用的信号#1-#4的检测信号。在一些实施方案中，在模数转换之后，DSP单元(例如，诸如可以是颗粒分选控制模块1624'的一部分)用于基于它们的独特的代码来处理复用信号并分离四个不同的信号。
在某些情况下，微流体检测仪中的光学编码和解码以用单个光学检测仪基于通过光信号结构(如图16A-16C所示的光学编码器)的信号编码的光学询问方法为基础。在一些实施方案中，这种方法可以包括将光导向到被联结以形成流体通道的网络的一个或多个流体通道，以照亮通过流体通道携带的流体，以及提供光信号结构，该光信号结构分别联结到在不同的位置处的至少一些流体通道，以从照亮流体的光产生光信号。在一些实施方案中，每个光信号可以携带指示出在相应的光信号结构的位置处、在流体中携带的颗粒的性质的信息。在一些情况下，光信号结构被构造成以分别在彼此不同的光信号中产生独特的代码。在一些实施方案中，这种方法可以使用单个光电检测仪，以收集在光信号结构处产生的所有的光信号，以响应于所收集的光产生电检测信号。在一些实施方案中，可以基于光信号中的独特的代码来处理电检测信号，以分离由光信号携带的信息，从而提取由每个光信号携带的信息。
在一些实施方案中，微流体检测仪可以基于颜色-空间-时间(COST)利用信号的编码和解码，以支持使用单个检测仪以及更特别是在一些实施方案中，使用单个光电倍增管(PMT)或单个光子雪崩检测仪(SPAD)或雪崩光电二极管，检测多个(例如，20个或更多)荧光波长。在一些实施方案中，使用芯片上实验室技术和架构实施微流体检测仪。在一些实施方案中，这种结构的简单版本(其可以被称为空间-时间编码)也被提供，以允许进行多点检测以及因而产生“验证信号”，以实时记录分选效率和准确度。
以下实施方案包括方法、系统和/或装置，其包括例如使用芯片上实验室微流体检测仪内的单个检测仪，进行多种荧光波长的COST编码检测。微流体检测仪可以包括芯片上实验室荧光激活细胞分选仪(FACS)或芯片上实验室流式细胞仪。这样的实施方案可以被认为是空间-时间编码的扩展，它被修改，以包括通过在向检测仪发出荧光的波导中合并颜色染料的颜色编码。在一些实施方案中，适当选择染料并校准吸收光谱，可以通过颜色滤波器波导被使用单个检测仪(例如PMT或SPAD)来检测二十个或更多的荧光波长。虽然在一些实施方案中，彩色波导/滤波器被集成在芯片上，以实现COST编码检测。在一些实施方案中，也可以实现使用不集成于芯片的一个或多个外部颜色滤波器的COST构思。在一些实施方案中，当在单次使用或几次使用后处置芯片时，(多个)颜色滤波器没有(或不需要)被处置。
在一些实施方案中，微部件体检测仪包括一或多个另外的部件和/或特征。在一些实施方案中，这些可以包括例如聚焦光的集成透镜阵列并缩短询问分区，以提高检测流通量。在一些实施方案中，这些特征可包括流扰动最小化、三维流动限制和/或级联分选策略，以实现在最小的细胞损失下的>1M的富集因子。在某些情况下，这些特征可包括具有实时电子控制和信号处理算法的系统集成架构，以协调检测和分选、提高灵敏度和最小化分选错误。在一些实施方案中，COST方案提供了集成的光流体溶液于多色检测，从而构建具有比现有的商业系统更小的数量级、更轻和/或更便宜的结构的微流体检测仪。
在一些实施方案中，微流体检测仪包括微流体通道，以及构造成基本上传送所有可见光成分并且具有靠近微流体通道的第一端的第一光传送结构。微流体检测仪还可以包括具有靠近微流体通道的第二端并且基本上沿着第一光传送结构延伸的至少一个第二光传送结构，其中所述至少一个第二光输送结构构造成传送可见光成分的至少一个子集。在一些情况下，微流体检测仪还包括光感测装置，其布置成靠近每个光传送结构的相应的另外的端部，相应的另外的端部分别与相应的第一和第二端部相对。从通过微流体通道的材料发出的光的相应部分被相应的光传送结构所接收，并且从而至少部分与光感测装置通讯，由此可基于由光感测装置输出的一个或多个信号确定通过微流体通道的材料的指示。
另外，在一些实施方案中，执行流式细胞术的方法包括：注入第一光，使其进入材料所通过的微流体通道中，以及从微流体通道接收第二光送入多个波导，其中波导中的第一个对基本上所有可见光成分是传导性的，而波导中的第二个对可见光成分的子集是传导性的。在一些实施方案中，该方法还可以包括：通过从波导的相应的第一端部到波导的相应的第二端部通过第一和第二波导传送第二光的第一和第二部分，将所传送的第二光的第一和第二部分每一者的至少一些光传递至光电检测仪，并且输出来自光电检测仪的颜色-空间-时间信号。
进一步地，在一些实施方案中，执行流式细胞术的方法可包括：注入第一光，使其进入材料所通过的微流体通道中，以及从微流体通道接收第二光送入多个滤波器，其中滤波器中的第一个对基本上所有可见光成分是传导性的，而滤波器中的第二个对可见光成分的子集是传导性的。在一些实施方案中，该方法还另外包括：将所传送的第二光的第一和第二部分每一者的至少一些光传递至光电检测仪；并且输出来自光电检测仪的颜色-空间-时间信号。
图17示出微流体细胞检测仪1702的示意图。在一些实施方案中，微流体检测仪1702包括产生激光并将光提供到多模光纤1706的激光器1704。在一些实施方案中，多模光纤1706又将光导向微流体通道1710(由箱1708示意地示出)。在一些实施方案中，微流体通道1710的内部组件的图像1712还与箱相邻设置，并且在下面会进一步详细说明那些内部元件。在光被提供到微流体通道1710之后，光与通过该装置的微流体通道(下面进一步描述)的细胞或其它材料或物质相互作用，并且作为该相互作用的结果，得到的光从微流体通道1710提供到感测光的光电倍增管(PMT)1714。当感测光时，PMT 1714又将指示感测的光的信号输出到National Instruments的基于LabView的软件1716(购自美国德克萨斯州奥斯汀的National Instruments公司)，这又将数据提供给个人计算机1718(尽管在图14中提供出代表物，但软件1716也可以被认为是在个人计算机上实施的)。
在图17的实施方案中以及在至少一些其它实施方案中，通过应用颜色-空间-时间(COST)编码技术来实现对多个参数的检测。当多个参数检测可以检测从本文所述和所示的任何实施方案的微流体检测仪1710发出的光的12个或更多个不同的荧光波长时，它引起更大的兴趣。在图17的实施方案中，微流体检测仪1710可以支持使用单个检测仪检测从微流体检测仪发出的光的多个(例如，20个或更多)荧光波长。单个检测仪可以根据实施方案而采取不同的形式，虽然图17示出光电倍增管1714作为单个检测仪，而在其它实施方案(未示出)，检测仪可以采取其他形式，例如，单光子雪崩检测仪(SPAD)。
在一些实施方案中，激光光源1704可包括405/488纳米(或蓝光标准)的激光器。在一些实施方案中，可以使用各种其他激励激光器(例如，处于630-650纳米的激光器和/或通过如Nichia、Sony、Xerox、Omicron等各公司制造的其它激光器)。在一些实施方案(例如，图17的实施方案)，微流体细胞检测仪1702或至少它的某些部分(例如，微流体检测仪1710)可以是采用芯片上实验室技术平台的装置，它取代了具有集成光学器件的大量光学器件。
图18是微流体检测仪1710的设计的示例性图示，其中编码结构包括：具有沿输入流体通道的感测区域1840的多个光学孔径的光学孔径结构1860，以及经由在结构1860中的光学孔径从感测区域1840接收光的光波导1852、1854、1856和1858。流过感测区域1840的样品流体中的颗粒1898(例如，细胞)发射光，所述光在不同的时间依次通过沿着输入流体通道处于不同的位置的光学孔径。可以通过光检测仪(例如，PMT，如光检测仪1714)收集由波导1852、1854、1856和1858接收到的光。波导1852可传导由颗粒1898发射的所有波长的光。波导1854、1856和1858是光学滤波器波导，具有分别集中于不同的中心传输频率的光传输带。波导1854、1856和1858在不同的时间可以产生不同的过滤的光传输信号，其具有集中在不同的中心传输频率(例如，红色、绿色和蓝色的波长)的不同的光谱带，以被光检测仪接收。在一些实施方案中，波导1854、1856和1858构造成具有在分别集中在不同的中心传输频率的光学传输带中具有光谱重叠。因此，传输红色中心波长的红色波导1854也会传输绿色波长的一些光和蓝色波长的一些光；传输绿色中心波长的绿色波导1856也会传输红色波长的一些光和蓝色波长的一些光；并且传输蓝色中心波长的蓝色波导1858也会传输绿色波长的一些光和红色波长的一些光。在此设计中，信号处理可基于在每个不同的过滤的光传输信号中的重叠的光谱信息，以改进信号处理的保真度。例如，人的视觉系统基于来自眼睛中的红、绿和蓝色感受器或视锥细胞的具有重叠光谱范围的信号进行的成像处理可以被建模用于上述装置中的信号处理。
图19A更详细地示出微流体检测仪1910的部件。如图所示，在一些实施方案中，微流体检测仪1910可包括微流体通道1920，通过该微流体通道1920，悬浮在流体中的颗粒、细胞或所关注的其他物质可以通过。微流体通道1920在第一端1922被分别联结到第一、第二和第三进入孔口或端口1924、1926和1928，而在第二端1932被分别联结到第一、第二和第三出口/出口端口1934、1936和1938。在微流体通道1920的其两端1922、1932中间的采样区域1940，设置有另外的波导结构1950。在图19B中更详细地示出另外的波导结构1950以及采样区域1940中的微流体通道1920。至少在一些实施方案中，微流体检测仪1910可以由于其低制造成本而被认为是一次性的。
在图19A-19B的实施方案中，为了改善作为芯片上实验室装置的微流体检测仪1910的可靠性和可重用性，微流体通道1920(在一些实施方案中)由聚二甲基硅氧烷(“PDMS”)制成，并且在一些实施方案中，PDMS的与流体接触的表面(例如，通道的内表面)被进一步涂布有薄、光滑、均匀的无定形特氟隆(例如，特氟隆AF)，特别是具有比水(～1.33)还低的折射率(例如，～1.31)的特氟隆涂层。在一些实施方案中，使用特氟隆涂层减轻了与PDMS的孔隙率和渗透特性(当用小分子处理时，可尤其呈现出这方面的担心)相关的担心(其可以由各种基于PDMS的微流体装置呈现)。
除了上述益处，采用特氟隆涂层的微流体通道1920的另一个益处可以是，它有助于另外作为低损失的光波导的微流体通道的操作。也就是说，在本实施方案中，通过使用特氟隆涂层的微流体通道1920，在操作期间，(例如，从多模光纤，例如多模光纤1706)进入微流体检测仪1910的光1946通常被导入微流体通道1920并且在微流体通道1920内(由箭头1948所表示的)被导向朝向并进入微流体通道1920的采样区域1940。在到达采样区域1940时，光1946撞击细胞或感兴趣的通过微流体通道的其它物质，并导致荧光被发射出来，其中一些或所有的荧光进入沿微流体通道1920/采样区域1940的1944侧布置的另外的波导结构1950。
“芯片上实验室的技术”的(图19A-19B的)上述实施方案允许沿着流动通道设多个检测点，以提高灵敏度和抑制噪声。在一些微流体检测仪结构中，来自光源(诸如激励的激光源)的光受到动力分离损失的影响。换句话说，如果细胞(或其它所关注的物体)通过几个(例如四个)不同的光学询问分区中，激励激光器的功率可以在这些分区(例如，4分)中的每一个分区处被分开，这会导致过多的分离损失(例如，6dB分离损耗)。与此相反，使用采用了特氟隆涂层微流体通道20的上述实施方案，传导的细胞(或其它所关注的物体)的通道也用作激励光导性波导，因此能够实现如下面进一步讨论的多点光学询问。同时，被引导的光的光强度比密集聚焦的激光束点的更低，以避免光漂白的效果。
另外参考图19B，微流体检测仪1910通过采用从微流体通道1920的采样区域1940向外延伸的另外的波导结构150实现多点光学询问。如图所示，那么另外的波导结构1950不仅仅包括单个波导，而是示出为分别包括第一、第二、第三和第四横向的波导1952、1954、1956和1958。另外的波导结构1950的每个波导1952、1954、1956和1958，在定位于另外的波导结构的第一端1962处的第一滤波器结构1960(处于波导1952、1954、1956和1958与采样区域1940之间)与定位在另外的波导结构的第一端相对的第二端1965处的第二滤波器结构1964之间延伸。
在一些实施方案中，波导1952、1954、1956和1958中的每个波导具有各自不同的颜色。更具体地，第一波导1952可以是透明的，没有特定的颜色(例如，无色)，而第二波导1954、第三波导1956和第四波导1958可以分别是红色，绿色和蓝色。因此，当第一波导1952是能够在可见光光谱内传输光的全部(或基本上全部)成分(例如，在约380纳米至750纳米范围内的波长的所有光成分，或“白色光”)，其他波导1954、1956和1958趋向于仅分别传输红色、绿色和蓝色光分量，其他彩色光成分都被部分过滤掉。因此，波导1952、1954、1956和1958也可以考虑作为光学滤波器。第一滤波器结构1960包含有多个模块特征1966，其为黑色或变黑/变暗，并且可以限制光从采样区域1940行进到波导1952、1954、1956和1958的能力。进一步，相对于第二滤波器结构1964，这个结构还包括模块特征1968，其为黑色或变黑/变暗，并且限制光行进离开波导1952、1954、1956和1958以及离开微流体检测仪1910朝向PMT(如PMT1714)的能力。具体地，特征1966、1968用于增加对比度并且减少串扰，并且还用作用于光学分离的光束模块。
通常情况下，理想的是小心优化和表征各种波导1952、1954、1956和1958(特别是波导1954、1956、1958)，以获得所需的操作。为了建立红、绿和蓝波导1954、1956、1958，以及滤波器结构1960和1964，红色、绿色、蓝色和黑色颜色的染料分别注入横向波导和滤波器结构。在一些实施方案中，彩色染料可以是油溶性的，并且能够与高折射率PDMS(例如，n＝1.42-1.46)混合，以形成彩色光波导/滤波器结构。高折射率的PDMS预聚物填充波导通道，其使用低折射率(n＝1.41)PDMS形成。通过适当选择彩色染料或不同染料的混合物并且通过校准吸收光谱，波导1954、1956、1958可分别具有各自所需的传输光谱。在本实施方案中，为了覆盖最大数目的波长，三种颜色滤波器的中心波长应发生在约510nm、570nm以及640nm处。
在一些实施方案中，红、绿和蓝(RGB)波导(其如上所述也可以考虑光学滤波器)1954、1956、1958中的每一个，可以设计成显示传输特点随波长的逐渐变化(而非急速截止)。如果一个单一的染料不能产生所期望的光谱响应，也可以使用染料的混合物。此外，通过适当地着色/变暗滤波器结构1960、1964的特征1966、1968，以及适当地选择这些特征的形状和布置方式，光可以适当地从采样区域1940被导向到波导1952、1954、1956、1958以及导向离开波导朝向PMT(例如光电倍增管1714)。在选择颜色滤波器的设计之后，光学设计软件(例如ZEMAX(如购自Washington,Belleview的Zemax Development公司))可以用来进一步设计COST编码微流体检测仪(例如微流体检测仪1702)。
仍参照图19B，在本实施方案中，彩色/黑色染料由输入孔口和通道被注入到波导1954、1956、1958和滤波器结构1960、1964，从这些输入孔口被引伸向波导/滤波器结构。在流体注射后，所有的PDMS预聚合物被热固化，以得到波导/滤波器结构。为了避免固化期间形成间隙或空隙，固化是在真空中进行的。更具体地说，如图所示，黑色通道1970在黑色输入孔口1972和每一滤波器结构1960、1964之间引伸，因而在孔口处输入的黑色染料能够进入滤波器结构1960、1964并形成其特征1966、1968。此外如图所示，分别地，红色、绿色和蓝色通道1974、1976和1978分别从红、绿、蓝输入孔口1984、1986和1988分别引伸向红色、绿色和蓝色波导1954、1956和1958，并且因此相应的红色、绿色和蓝色染料可经由各个孔口和相应的关联通路注入相应的波导。同样地，无色通道1980在无色输入孔口1982和波导1952之间引导，以允许无色染料被提供给该波导。
另外，图19B还包括图19B的第一、第二和第三插入图像1990、1992和1994，其进一步示出了另外的波导结构1950和采样区域1940。更具体，第一插入图像1990更清晰地显示出第一滤波器结构1960的特定特征1966，其布置在采样区域1940和波导1952、1954、1956和1958之间。如从插入图像1990显而易见的，特征1966(其又被变黑/变暗，以限制光从中通过)通常被定位在波导1952、1954、1956和1958中相邻的两个之间，除了两个小的特征1996被定位在采样区域1940和波导1952之间。至于第二插入图像1992，该图像分别具体地显示了通道1980和1978分别耦合到波导1952和波导1958。进一步，相对于第三插入图像1994，该图像分别显示出通道1974和1976分别耦合到波导1954和波导1956，以及通道1970耦合到第二滤波器结构1964。
转到图20A，提供采样区域1940和另外的波导结构50的一部分的示意性图示，即，波导1952、1954、1956和1958，第一滤波器结构1960(其包括第一滤波器结构1960的特征1966)，以及第二滤波器结构1964(其包括第二滤波器结构1964的特征68)。图20A还示出了所关注的物质，在此实例中，通过微流体通道1920的采样区域1940的细胞1998。通过如图由细胞1998的不同阴影所示，一些不同的细胞已被用不同的染料进行了荧光标记，例如当这些不同的细胞被光1946照射(如图19A)时，不同细胞给出不同颜色的光，其适合于传输通过这些不同的波导1952、1954、1956和1958(所有的不同颜色的光被波导1952传导)。
应当理解的是，根据该实施方案，另外的波导结构1950可以由多个材料层形成。另外分别地参考图20B和20C，分别地显示出沿着图20A中的线B-B、C-C截取的另外的波导结构1950的层的实例。在本实施方案中，图20B和20C具体地显示出通道1970、1974、1976、1978和1980，通过这些通道，彩色或黑色的PDMS预聚物被引入波导1952、1954、1956和1958，并且滤波器结构1960、1964处于与检测平面不同的层，沿着检测平面，那些波导/滤波器结构存在(沿着检测平面，检测的光通过)。
更具体地，图20B显示出另外的波导结构1950的剖视图，特别是处于滤波器结构1960的位置。如图所示，该滤波器结构1960形成为处于顶部PDMS层2102和底部PDMS层104之间的空腔。更具体地，滤波器结构1960包括定位在特征1966上方的隧道区域2110，特别作为滤波器元件。隧道区域2110，其位于特征1966上方(并且与特征位于底部PDMS层2104内相比，特征更多位于顶部PDMS层2102内)，将输入孔口2112连接于这样的特征中的每一个，使得在孔口处输入的黑色染料能够进入并形成特征1966。应当观察到，隧道区域2110和输入孔口2112可以被理解为对应于(和用于)黑色通道1970和黑色输入孔口1972，如上关于图19B所述的，虽然这些结构的布置方式在图20B中相对于图19B略有不同。
类似地，图20C显示出另外的波导结构1950的剖视图，仅波导1952、1954、1956和1958(而不是滤波器结构1960)位于波导结构1950处。如图所示，在显示的特定位置(对应于图20A的C-C线)，所有波导1952、1954、1956和1958呈现，定位于顶部PDMS层2106和底部PDMS层2108之间。此外，隧道区域2114被示出定位在波导1952上方(即，并且与位于底部PDMS层2108内相比，更多位于顶部PDMS层2106内，在底部PDMS层2108内定位有波导1952、1954、1956和1958)，用于连接该波导与输入孔口2116。应当观察到，在隧道区域2114和输入孔2116可以被理解为对应于(并用于)通道1980和输入孔口1982，如上关于图19B所述，虽然这些结构的布置方式在图20C中相对于图19B略有不同。还应当指出的是，尽管相应的隧道区域和输入孔口可以相对于波导1952、1954、1956和1958设置(如已经相对于图19B所讨论的)。
再看图21中的实施方案，更详细地说明微流体检测仪执行空间-时间编码和COST编码的操作。首先参照图21A中的实施方案，微流体检测仪2120的简单的设计被示出，其仅执行空间-时间编码。如图所示，微流体检测仪2120，与上面和下面进一步讨论的微流体检测仪相反的是，仅具有远离微流体通道2126的侧面横向延伸的三无色光波导2122的阵列，而从微流体通道2126的采样区域2124接收由细胞2118给出的被滤波器区段2128过滤的荧光。更具体地，荧光细胞2118中的一个以10cm/s到100cm/s的典型速度通过通道2126。在本实施方案中，细胞2118沿其在由上述讨论的特氟隆涂层方法实现的光-流体共同传播构造中的路径被光激发。
波导阵列的三个波导2122的每一个传导光远离微流体通道2126，如箭头2128所示，并将它们的光输出提供到单个PMT检测仪。因此，当细胞2118中的一个细胞沿微流体通道2126行进，依次通过波导阵列的波导2122，由行进时间上分离的三个连续的峰经由PMT被检测，从而将空间信号(代表细胞位置)转换成空间-时间编码输出信号或时域信号2130。使用数字匹配滤波器匹配时域信号的波形，操作者可以抑制噪声，并且获得每个单独的细胞的行进速度，从而确立了下游分选的定时。此外，如果操作者选择沿其路径多次询问细胞2118的给定细胞(例如，过采样，以提高信噪比或验证细胞是否被分选到右通道)，也可以改变编码模式，以便在每个点处检测所得到的时域信号可以用对应的匹配滤波器来提取。
转到图21B，COST编码通过利用另外的横向波导改进时间-空间编码，另外的横向波导包括彩色波导，诸如波导1954、1956、1958，如上所述。如图所示，利用微流体检测仪(例如检测仪1702)，响应于来自采样区域40的荧光由另外的波导结构1950向PMT提供的输出信号(例如，PMT1714)现在是颜色-空间-时间(COST)编码信号2132。同样，波导1952年是无色的，因此作为“全通”波导，而其它波导1954、1956、1958，对应于这些波导的着色，仅通过特定颜色的光。因此，COST编码信号2132包括：白色光信号部分2132，其代表从波导1952发出的各种光分量，可以用于确立总体荧光强度的参考；以及颜色编码信号部分2134，其代表从波导1954、1956、1958发出的特定颜色。假设每种荧光波长具有约30nm的光谱宽度，并且三个颜色滤波器波导1954、1956、1958分别在510nm、570nm和640纳米处具有它们的最大传输的波长，则估计可以使用单个检测仪(例如，光电倍增管1714)来检测超过20种荧光波长。
尽管波导1952如上描述为单个的透明的波导，与图21A所示的波导2122的阵列同样地，波导1952还可以包括形成整体波导阵列的多于一个波导。另外，由于在颜色滤波器中的非荧光染料并未处于激励激光器的路径中，所以背景荧光未虑及。
上述COST技术在系统功能性和成本方面提供显著益处。另外，假定特定的设计限制，该技术也符合令人满意的装置流通量。具体地，假定整个横向波导分区占据100微米(宽度)并且细胞以50厘米/秒行进，在采样分区1940内，通过光学询问分区(即由另外的波导结构1950的最外层波导1952、1958的最外边缘所限定的分区)的时间是0.2毫秒。这限制了检测流通量为2000至5000个细胞/秒或为10M个细胞/小时的量级。虽然这对于一些应用可能是令人满意的数目，但在其他应用中仍有所不足。因此，为了进一步提高流通量，进一步提出，在某些实施方案中用平面内透镜来实施COST设计。在这样的集成透镜的方案，透镜阵列产生一系列彼此分开小于5微米的焦斑，从而将询问分区的总宽度减少到大约25微米的。因此，通过COST区域行进的时间改为小于50微秒。这样的设计可以潜在地增加流通量至20-30K/s或约100M个颗粒每小时。
取决于实施方案，另外的结构可以用来进一步增强微流体检测仪的性能。例如，在至少一些实施方案中，棱镜和其它结构可以如例如在美国专利申请12/152665(提交于2008年5月14日，题为“用于流式细胞术的系统和方法”)、美国临时专利申请61/068,198(提交于2008年3月5日，也题为“用于流式细胞术的系统和方法”)、以及另一美国临时专利申请60/917,848(提交于2007年5月14日，题为“光输送装置”)所述中使用，上述文献中的每一个在此通过引用的方式并入本文。
在图21A中，当荧光细胞以10cm/s到100cm/s的典型速度行进通过通道，细胞沿着其在光-流体共同传播构造中的路径被光激发。横向于流体通道的是三个孔径的阵列，其将它们的光学传输馈送至单个PMT检测仪。随着细胞横跨这个三个孔径阵列行进，检测到行进时间分离的三个连续的峰，从而将空间信号(即，细胞位置)转换成时域信号。使用数字匹配滤波器来匹配时域信号的波形，则信号中的噪声可以被抑制，以获得每个单独的细胞的行进速度，从而确立用于下游分选的定时。如果细胞沿其路径被多次询问(例如，过采样，以提高信噪比或验证单元是否被分选到右声道)，编码模式可以被改变，使得可以通过使用相应的匹配滤波器提取在每个检测点所得到的时域的信号。图22显示出在上游检测区域空间-时间编码信号(111)，接着在分选后的下游是另一个空间-时间编码信号(1011)，验证分选已成功执行。第一信号(111)代表当珠通过检测分区的检测到的荧光。在分选后，以大约3.5毫秒落后于第一信号的第二信号(1011)指示珠已经正确地切换到分选通道。
多参数的芯片上检测和细胞分选需要由实时电子系统控制以良好协调的方式起作用。灵敏度、延迟和定时抖动是好的电子控制系统需要解决的三个关键问题。灵敏度取决于装置本身的质量和嵌入到电子系统中的实时信号处理能力的有效性。延迟是完成计算的算法所需的时间量。定时抖动是延迟中的变化。控制电路架构可以在模拟电路、微处理器、专用集成电路(ASIC)等中实施。因为在模拟电路中实施先进的信号处理算法的难度、以及微处理器的会产生长延迟和大定时抖动的有限的计算能力，可实施ASIC方案用于控制电路。例如，National Instruments公司的CompactRIO系统提供具有实时操作系统(RTOS)的完整的嵌入式系统，实时操作系统在微处理器和现场可编程门阵列(FPGA)上运行，后者基本上是极具成本效益的专用集成电路的类型。该系统可用于控制。
RTOS提供了装置驱动程序来访问以太网连接芯片和TCP/IP协议栈，用于互联网联通。这种连接对于用于从CompactRIO系统获得数据反馈和用于控制实时硬件是重要的。实时算法可以在FPGA中实施，并且定时抖动预计小于10微秒。在一些实施方案中，电子控制至少提供以下功能：(1)增加信噪比(SNR)，以提高检测效率，(2)瞬时细胞速度估计，以提高分选精度，以及(3)通过波形发生器来产生分选信号。
在图23中所示的实时处理控制单元包括检测区段2304和控制区段2306。对细胞检测使用专用硬件可以帮助实现低的定时抖动，并且准确地控制检测到细胞通过与用合成波形激励致动器之间的定时，以优化单细胞分选。
为了增加细胞检测的精度，三种形式的影响灵敏度的噪声可以在设计检测电路时被考虑且被处理：(1)检测电路的热噪声，也就是近高斯白噪声(WGN)，(2)光电倍增管或SPAD暗计数噪声，和(3)因激光器功率波动和杂散光而起的低频噪声。理解噪声光谱的特点，可以使用上述空间-时间和COST的设计产生信号，使得信号频带具有与噪音光谱最小的重叠。在WGN条件下，可以利用匹配滤波器(具有与信号波形成反比的响应的滤波器)的设计来实现最高S/N比。图24A-24B示出由有限脉冲响应(FIR)实现的匹配滤波器。
图24A显示出FIR滤波器的基本结构。这被用作可编程的匹配滤波器。图24B显示出由硬件实现的FIR滤波器。这种设计采用了特殊的硬件部件--双端口随机存取存储器(RAM)，它是可以同时读取和写入的RAM模块。双端口RAM是在Xilinx FPGA中的内置模块。通过利用双端口RAM，可以实现非常高的采样速率的滤波器。
在一些实现中，可实施实时细胞速度估计，用于高精度的单细胞分选。当流动细胞速度发生变化，从通过的细胞产生的信号也变化。如果在微流体通道中的细胞速度增加，则信号的持续时间变短。如果每一个细胞的速度以随机方式变化，则细胞的速度的变化可以被视为噪声的额外来源。它影响的S/N比和定时抖动(timing jitter)。可基于对每个细胞的速度的知识来设计更有效的匹配滤波器，并且可以相应地编程匹配滤波器。所获取的细胞速度的信息还可以用于调整高精度单细胞分选的定时控制。
在频域分析中，不同的细胞速度可视为信号的频率响应的变化。细胞速度的增加加入了更多的高频分量的信号，如图25A中所示。因为用于不同的细胞速度的光谱是不同的，滤波器组架构可以用来估计每个单个细胞的流速。这样，这样的包括滤波器2502A-2502C的架构2500的一个例子示于图25B。例如(未示出)，400个FIR滤波器的滤波器组可用于以0.25厘米/秒的精度，实时地测量1厘米/秒至100厘米/秒的流速。图25C还显示出根据一些实施方案，用于基于滤波器组中滤波器的输出来估计细胞速度的方法。
在图16A-16C中使用的信号编码结构可以是除了图18-21B中所示的例子以外的各种构造。例如，图26A显示出使用具有不同孔间的间距的光学孔径，以形成不同的波束图案作为代码的信号编码结构的另一个例子。示出具有不同光学孔径的两个流体通道设计，以提供两个信号代码。图26B显示出在时域中的来自两个通道的PMT信号。
参照在图18、20A、20B和21B中的用于COST编码的光学滤波器的设计，用于波导1854/1954、1856/1956和1858/1958的宽带滤波是减少区分颜色所需的样品数目的机构，例如，三个滤波器波导1954、1956和1958可用于区分20个不同的荧光波长，而无需使用20个滤波器波导。这会大幅度降低成本。单个PMT可以与三个滤波器波导1954、1956和1958关联使用，这是因为对来自进入PMT的不同波长的信息执行时间多路复用。例如，在图21B的例子中，PMT首先接收通过波导1954的红光，然后是通过波导1956的绿光，然后是通过波导1958的蓝光。这种时间多路复用利用了流和波导(或空间滤波器)。具有宽带滤波的时间复用允许以高流通量检测颜色。
图27显示了基于可编程FIR滤波器组的示例性DSP处理模块。DSP处理模块可以是例如如前所述的颗粒分选控制模块(例如，控制模块1424)的部件。
在微流体检测仪和系统中，可以以各种构造来实施颗粒分选机构。以下实施方案公开了一种基于压电致动器的颗粒分选仪，压电致动器可被构造成以低电压(通常小于10Vp-p的)操作，具有低功耗需求(通常小于0.1毫瓦)，以及具有约0.1-1毫秒的快速的响应时间和约1-10厘米/秒的颗粒流动速度。颗粒分选系统可闭环操作，其使用了空间滤波器和处理技术，用于通过分析由检测仪输出的光信号来确定随时间的颗粒的存在。
参照图28，示出了颗粒分选仪2800，用于分选流体中的颗粒。颗粒分选仪2800包括在致动区域2811连接到多个输出通道2810A、2810B和2810C的输入通道2804。颗粒通过输入通道2804流到致动区域2811，并且每个颗粒从致动区行进至多个输出通道2810A、2810B和2810C中的一个。
压电致动器2818进行操作，以响应于控制信号(例如如图27所示的来自控制器或驱动器的电压控制信号)，在致动区域2811中引起对流体的流动扰动。例如，如图所示施加到压电致动器2818的正电压信号促使向下弯曲，而负电压信号促使向上弯曲。这种弯曲使得在致动区域2811中产生流动扰动，特别是通过促使流体(以纳升的数量级)横向位移。流体扰动将进入致动区域的颗粒沿着轨迹指引到输出通道2810A或2810C，其不同于输出通道2810B，在输出通道2810B，颗粒将行进而不受到流动扰动。例如，如示于图28的下部中，施加的正电压导致压电致动器2818向下弯曲，引起在致动区2811中的流体扰动，促使颗粒2822改变其轨迹并且行进到左边至输出通道2810A。
更完全地，图29A显示出在没有施加控制电压信号时，颗粒2824的行进，显示出颗粒行进到输出通道2810B。图29B显示出颗粒2826响应于施加的负电压信号行进到输出通道2810C。类似地，图29C显示出颗粒2828响应于施加的正电压信号行进到输出通道2810A。
图30A-30C示出了颗粒分选仪2800的简单且低成本的制造，其通过UV臭氧与蚀刻聚二甲基硅氧烷(PDMS)基片2830和玻璃基片2832结合在一起完成。PDMS基片2830已经被蚀刻，以形成输入通道2804、输出通道2810A-2810C和致动区域2811。具体地，PDMS基片和玻璃基片的表面在UV臭氧室中用在254nm输出为28毫瓦的灯处理，并且在基片2830、2832彼此物理接触时发生结合。
使用第一层2836(如不锈钢或铜)和第二层2834(如锆钛酸铅)，形成压电致动器。锆钛酸铅的化学式为Pb[ZrxTi1-x]03，其中0<x<1，并且是显示出明显的压电效应的陶瓷钙钛矿材料。它也被称为PZT，这是化学式的缩写。接触垫2838提供用于横跨两个层施加控制信号。
通过首先在PDMS基片上形成孔(例如通过使用16毫米直径的冲头)，然后将PDMS基片和压电致动器2818在UV臭氧中处理五分钟，将压电致动器2818集成到PDMS基片。然后，致动器对准并与PDMS基片2830接触，然后在85℃下8小时烘烤分选仪2800。
图31示出颗粒分选仪用于分选颗粒的能力，并且显示了由在致动区域中通过瞬时有限流体位移引起的若丹明的偏转。具体地，分选仪2800被安装在显微镜台上，附接高速视频摄像机(video camera)用于可视化，并且给压电致动器2818的控制信号由函数发生器提供。带有若丹明的流体被引入到通道中，提供250Hz、9V p-p的电压信号，并且获得视频。
图32A-32C显示出实验获得的聚苯乙烯珠3228，并且图32D-32F显示出使用所示的不可压缩Navier-Stokes等式模拟的珠的轨迹3230。
图33示出受到在200赫兹6Vp-p下的正弦控制电压信号作用的大肠杆菌细胞3328的分选。
图34示出闭环颗粒分选系统2440，包括颗粒分选仪3400，其闭环操作，以在流体中从其它颗粒分选出所关注的颗粒。提供摄像机3441，用于可视化。颗粒分选系统还包括具有一个或多个槽并且联结到输入通道的空间滤波器3442(见图35)，以及一个或多个光学滤波器3443。光源3444，如卤灯，提供将光输入至输入通道。检测仪3446检测到在输入通道中从所关注的颗粒发射或散射的光，所述光已经通过空间滤波器3442的一个或多个槽，并随时间提供检测信号。具有实施为现场可编程门阵列(FPGA)的一个或多个部件的处理器和驱动器3450与检测仪3446联通，并操作以随时间分析检测信号。处理器和驱动器3450可以与计算机3448联通，用于接收用户输入。处理器和驱动器3450还产生指示出在输入通道中的预定位置通过的所关注的颗粒的存在的存在信号，并响应于该存在信号产生用于压电致动器3418的控制信号。如上所述，压电致动器3418响应于控制信号在致动区域产生流动扰动，其中流动干扰操作，以沿着轨迹将所检测到的所关注的颗粒指引到多个输出通道中的一个，该通道与其中颗粒将不受流动扰动行进的输出通道不同。
如图35，空间滤波器3442可包括可与输入通道3404对齐的多个检测开口或孔口3452，其中每一个允许光从所关注的颗粒通过到达检测仪3446。空间滤波器3442还可以包括与输出通道之一(如3410A)对准的多个验证开口3454。当所关注的颗粒行进经过检测开口3452，具有预期图案(基于流速)的信号3456产生。该信号可以使用数字信号处理(DSP)技术进行处理来确定何时所关注的颗粒存在于输入通道中。多种DSP技术可被使用，包括降低噪音的噪声过滤，有限脉冲响应滤波器，或滤波器组。当所关注的颗粒存在于输入通道中时，控制信号可以被产生，这可能需要延迟，以使得当所关注的颗粒处于致动区域3411中的合适的位置时发生流动扰动。通过检查是否跟随信号3456得到信号3458，可以获得对所关注的颗粒实际上已经行进到所需的输出通道3410A的验证。
上述图35中所示的空间滤波器是编码结构的一个例子。空间滤波器/编码结构允许仅荧光从通道中的某些区域到达检测仪，从而减少了背景和串扰。每个专门设计的图案3452和3454，当靶颗粒/细胞以一速度行进，将荧光信号空间编码，使其转换成临时编码信号。光刻透明度掩模(Cad/art Services公司)可以用来建立空间滤波器。空间编码模式有三狭缝(3452)和双缝(3454)。三狭缝图案(3452)编码检测信号，并且双狭缝图案(3454)编码从颗粒/细胞分选到指定通道的验证信号。在样品空间滤波器中，狭缝的宽度可以是约0.25-0.5毫米，其在被20倍的显微镜物镜放大之前，在微流体通道上表现为12.5-25微米。空间滤波器可以被设计为有目的地与放大后的像面重合。随着荧光颗粒通过检测狭缝并且被向下分选到验证狭缝，PMT检测仪预期寄存后面是2个峰的3个峰信号。
图36是处理器和驱动器3450的一个实施方案的框图，显示出电子控制算法的处理流程。该算法被编程到嵌入到外部驱动器中的FPGA芯片中。例如，使用LabVIEW(NationalInstrument)，利用可编程外部驱动器(CompactRIO，NI)，进行实时电子控制编程。利用嵌入式现场可编程门阵列(FPGA)芯片，外部驱动器具有独立的操作系统。由微流体检测仪所测量道的抖动小于10微秒。在基于有限脉冲响应(FIR)滤波来运行信号放大算法之前，PMT的(例如，由装置的零星放电所造成的)随机高脉冲噪声被除去。利用FIR匹配滤波器，信号-噪声(SNR)的比率可以增加18分贝。在SNR增强之后，最大信号标准的阈值和搜索被应用，以确定所检测的颗粒的存在。高于阈值的信号表示待分选的颗粒/细胞被发现，触发以下动作：(a)延迟计数器延迟脉冲发生器的激励，(b)预编程的输出电压信号被激励，以驱动压电致动器，(c)在一定的时间段，微流体检测仪准备好，从行进通过“验证区”的分选样品中检测“验证”信号，和(d)更新分选效率的记录和分选错误。时间的延迟量等于颗粒从光学检测分区行进到分选连结的时间。直到分选颗粒被验证为止，PZT的致动器将不会被再次激励。这避免了验证信号与行进得太靠近待分选颗粒的颗粒的信号混淆的问题。
图37A-37D示出了用于制造与聚二甲基硅氧烷(PDMS)兼容的光流体波导的方法的实施方案。光路跟随微流体通道，其为可以最大限度地提高检测效率并且在许多芯片上实验室应用中最经济地使用芯片区域的架构。基于微流体通道的PDMS被涂覆有特氟隆的无定形含氟聚合物(特氟隆AF)，它具有比水(N＝1.33)更低的折射率(n＝1.31)，以形成水/特氟隆AF光波导(图37A、37B)。用真空泵驱动，特氟隆AF溶液通过通道流动，在通道壁上留下薄的(5到15微米)涂层，作为光波导的包层(cladding layer)(图37C)。涂覆工艺通过降低特氟隆AF包层和PDMS装置主体之间的弹性不匹配来解决旋涂工艺的局限性。所得的光流体波导限制并引导激光通过流体核心通道(图37D)。此外，在一些实施方案中，这样的波导中的光可以在流体流动被分离时分离。在一些实施方案中，该方案使得获得高度集成的生物传感器，如具有芯片上激励的微流体检测仪。
光流体是一个新兴的领域，其中集成在同一装置上的微流体和光学器件协同工作。容纳微流体通道和芯片上光子电路的装置，如集成生物化学传感器，显示出增强的功能性和灵敏度，并且使成本和尺寸显著减小。引导和对准光路径和流体的灵活性是所需的，并且确保了光子和流体中的生物样品最有效地相互作用，用于最高灵敏度。在一些情况下，光束必须与流体通道相交来定位询问区域。在另一些情况下，期望光波和流体共享相同的路径，以最大化它们的相互作用。对后一种情况，需要有效的制造方法。由于这一事实，即在芯片上实验室装置中使用的大多数聚合物具有比水更高的折射指数，在流体通道中行进的光将不被限制，受到高辐射损失。这里提供了一种PDMS兼容的方法，其用于以一层低折射率特氟隆AF溶液涂覆微流体通道，使在流体通道中的水被用作波导的高折射率芯。涂覆有特氟隆AF的波导，不仅适用于直流体通道，也适用于分离通道。除了输送光，通过特氟隆涂覆微流体通道，建立具有低样品吸附率的通道，避免了在许多基于聚合物的微流体装置中会有的难题。
特氟隆AF是一种无定形的含氟聚合物，它是化学稳定的并且对紫外到红外波长都是光学透明的。不像其他的氟聚合物，特氟隆AF具有比水的折射率(N＝1.33)低的折射率(n＝1.31)，因此特氟隆AF涂层可用于包覆流体-芯光波导。然后，当涂覆通道填充有水或水溶液时，通过全内反射(TIR)，光被输送通过与流体流动相同的物理路径。用于在PDMS通道壁上涂覆特氟隆AF的步骤这里以这样的方式提供：通过使特氟隆AF溶液流过微通道，从而建立包层，用于光波导沿流体的路径流动。引入到微通道的光被限制在波导的芯(即，微流体通道)内部，并被流过该通道的流体引导。
在一些实施方案中，在PDMS中制成200微米×70微米的微流体通道。使用SU-8 50(MicroChem)在光学光滑的硅晶片上光刻限定出主模。建立两个复制品：一个具有微流体通道的复制品和一个光学平滑空白硅晶片的复制品。2％1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷(Sigma Aldrich公司)的溶液被旋涂到PDMS基片上，并在110℃下加热10分钟，以促进PDMS和特氟隆AF溶液之间的粘附。然后两个PDMS表面被激活，以便通过UV/臭氧处理(UVO-CLEANER42，Jelight公司)3分钟进行永久结合，并且结合在一起，从而封住微流体通道。6％的特氟隆AF溶液(601-S2，杜邦公司)流入微流体通道。一旦它们被填充，施加20分钟真空(P＝-20kPa)，以从通道除去过量特氟隆AF溶液(例如，参见图37C)。真空力和粘附到PDMS通道壁之间的平衡决定了包层的厚度。
该处理生成了具有中空芯的光滑通道。特氟隆AF涂覆的PDMS装置被加热至155℃持续20分钟，以蒸发Fluoroinert(惰性氟化物)溶剂中，然后进一步加热至175℃(比它的玻璃化转变温度高15℃)持续20分钟，以形成平滑的特氟隆AF层。这样相对低的温度的涂层是与PDMS工艺兼容，而且相比旋涂工艺，显著降低特氟隆溶液的消耗量。计算表明，5微米厚的特氟隆AF膜对于限制光进入流体芯是必要的。在一些实现方式中，包层厚度通常为5到15□米，厚到足以限制和引导光波。特氟隆AF涂层的厚度可通过调整所施加的真空压力和特氟隆AF溶液的浓度来进一步控制。在装置慢慢冷却之后，为了避免由于热失配而裂化，光纤被插入到通道中用于光耦合。然后去离子(DI)水被引入到中空芯，以用作样品流的载体以及光流体波导的芯两者。
流动DI水在相同的通道中输送悬浮样品和光。图38A-38C示出特氟隆AF涂覆的光流体波导3810的制造处理。流体芯波导的数值孔径，NA＝(n芯 2–n包覆 2)1/2，为0.23，良好匹配于输入的多模光纤3818的NA(NA＝0.22)。流体芯波导3810的横截面由电荷耦合器件(CCD)3814在通道的端部成像，如图38A所示。图38B显示出所制造的微流体通道的200微米乘以70微米的横截面。图38C显示出当激光器被打开时，光流体波导3810的光输出。虚线框3810A显示了PDMS通道的壁，且实线3810B显示了特氟隆AF包层和流体芯之间的边界。经验证，通过特氟隆AF涂层，光被限制到光流体波导的流体芯。测量到，在488纳米波长处，波导损耗为2.13dB/cm。相比光渗漏和吸收，散射是主导因素。利用特氟隆AF涂层的改进的光滑度，可以显著降低波导损失。
图39A显示出包括分离连结3911的微流体通道/装置3900的布局，而图39B是该装置的照片。激光(λ＝488纳米)被光纤联结到水流动所处的微流体通道中。光被流体流所引导，并且在三路连结处，如图39A中的放大框所示，488纳米的光被分成三路，跟随流体流，朝向通道出口3910A-3910C。为了表明该光可以被分离并引导通过三个通道出口3910A-3910C，装置被填充以稀释的若丹明6G溶液，其在吸收被引导的488纳米的光之后，在所有方向上发射绿色荧光。
如图40所示，来自上游通道4004的被引导的光被分成三个分离通道4010A-4010C，三者分离例如3度。结果表明，激励光被分离成三个通道4010A-4010C，并且分离光仍然被引导通过通道。在一些实施方案中，由于光总是跟踪样品悬浮所处的流体流，因此激励是在所有位置处进行的，并且如此，在一些实施方案中，可以在任何位置进行检测。这种独特的性质可以提供非常方便的特征，用于微流体检测。例如，在一些实施方案中，只使用单一光源在多个位置进行高度灵敏的荧光检测，向微流体检测仪赋予高度的设计灵活性。
图41中显示的是微流体检测仪4100的实施方案和使用颜色-空间-时间(COST)编码操作的示意图。图41中的微流体检测仪(4100)示出一实施方案，它包括样品(例如颗粒或细胞或包括颗粒或细胞)流动所处的流体通道(例如，微流体通道)4101，通道壁4108，透镜4102，一系列光学滤波器4103和光学检测仪(例如，光电倍增管或光电检测仪)4104。样品(例如，颗粒或细胞)经过流体通道(例如，微流体通道)4101可以源自位置A、B、C或D发射光(例如荧光)。发射的光可以经过透镜4102，到达图像平面4106并且在由A'、B'、C'和D'所指示的相应共轭点处接触光学滤波器4103之一。光路4107由虚线或实线指示。例如，源自位置A的光将跟随所指示的光路到达A'。透镜4102可将源自样品通道4105内部(位于流体通道内)的一系列点的光转换到像平面4106，通过光学滤波器4103的阵列，到达光检测仪4104(例如，光电倍增管或光电检测仪)。光学滤波器的阵列可包括多个分区(例如，颜色分区)，其中，阵列中的每个分区都可以发射光的子集。阵列4103内部的每个滤波器可以具有不同的传输光谱。经过位于点A'、B'、C'或D'的滤波器或分区中的任何一个的光的能量分布是由位于该点的光学滤波器的光谱特性来限定的。
发光样品(例如，颗粒或细胞)可以当它通过流体通道(例如，微流体通道)而瞬时占据位置A、B、C和D，由此产生多个信号/每个样品。这些信号的波形由光学滤波器的传输光谱和样品的特性来确定。样品的组合光信号可以被数字化处理，以确定颗粒的类型，以及是否分选颗粒进入荧光激活细胞分选系统中的单独通道。
流体通道(例如，微流体通道)可以是微流体装置的一部分(例如，芯片上实验室)，其使用鞘流(sheath flow)以限制颗粒到达流体通道的中心。微流体装置可以包含其他的特征，如样品(例如，细胞或颗粒)分选装置。样品分选装置可以是光学检测区域的下游并且从其余对象群体中分离出感兴趣的样品。在一些实施方案中，这种微流体装置可以消除浮质(aerosol)的生成。
图42中显示的是用于流式细胞术或荧光激活细胞分选的微流体检测仪4200的另一实施方案(例如，颜色-空间-时间(COST)编码操作的例子)的示意图。这种装置包括流体通道(例如，微流体通道)4201、透镜4202、一系列光学滤波器4203和光检测仪(例如，光电倍增管或光电检测仪)4204。光路4211由虚线或实线指示。还示出的是激励光源(例如，激光器)4207，其将光导向反射镜4208(例如，分色镜)，反射镜4208反射激励光到达流体通道(例如微流体通道)内的聚焦区域4209。激励光可接触位于样品通道4205内部的任何的位置A、B、C或D的样品(例如，颗粒或细胞)。源自光源4207的激励光可通过透镜4202集中到所期望的聚焦区域4209。还示出是光学滤波器4210，其可以阻止光的不希望的波长的传输(例如，源自激励光源4207的光)。通过在位置A、B、C或D处的颗粒发射的光(例如，荧光)可通过透镜4202、反射镜4208、滤波器4210，并在用A'、B'、C'和D'指示的像面4206上的相应的共轭点处接触光学滤波器之一。然后，传输通过光学滤波器或颜色分区之一的光前进到光检测仪(例如，光电倍增管或光电检测仪)4204。
在一个实施方案中，反射镜4208(例如，分色镜)可以被定位成相对于样品路径4205或像面4206呈45度。在一些实施方案中，反射镜可以定位成相对于样品路径4205或像面4206呈30到60度。在一些实施方案中，反射镜可以定位成相对于样品路径4205或像面4206呈10到80度。在一些实施方案中，反射镜可以被定位成任何角度，允许激励光源传输到所希望的聚焦区域4209。反射镜4208可以反射来自激励光源(例如，激光器)的光，且允许从样品发射出来的荧光传输。由于激励激光束的强度幅值可以比荧光信号大很多量级，因此光学滤波器4210可以被引入，以阻止激励激光器的任何杂散光进入滤波器阵列4203和光检测仪(例如，PMT或光检测仪)4204。在一些实施方案中，光学滤波器4210可以是长通滤波器或精密光学陷波(notch)滤波器。
图43示出合并有激励光源(例如，激光器)4308和反射镜4309的微流体检测仪4300的另一实施方案。这里所示的装置包括流体通道(例如，微流体通道)4301、聚焦区域4310、透镜4302、滤波器4305、一系列光学滤波器4303和光学检测仪(例如，PMT或光电检测仪)4304。还示出了样品路径4306，样品位置A、B、C和D，光路4311以及在像平面4307处的接触点A'、B'、C'和D'。
图43中的实施方案示出反射镜(例如，分色镜)4309，其相对于样品路径4306或像面4307呈大约45度角度。激励光源(例如，激光器)4308将光导向反射镜4309，反射镜4309将光反射到流体通道(例如微流体通道)内的聚焦区域4310。在该实施方案中，反射镜4309位于透镜4302和流体通道4301之间。反射镜4309可以反射来自激励光源(例如，激光器)的光，且允许从样品发射出来的荧光传输。光学滤波器4305可以被引入，以阻止激励光源(例如，激光器)的任何杂散光进入滤波器阵列3003和光检测仪(例如，光电倍增管或光电检测仪)4304。
在图42或图43中所示的微流体检测仪的优点是，其作为一种灵活的方法，用于引入多个激励激光器，用于越来越多的检测参数。在一些实施方案中，如图42或图43中所示，多个激励光源(例如多个激光器)都可以使用。在这样的实施方案中，图42或图43中所示的光源可以是不同的波长(例如，405nm、488nm、532nm和630nm)的几个激光器的组合。在一些实施方案中，来自光源(例如，激光器)的光可在传导通过光束组合器或波长多路分解器之后，从单个孔径发射。
在一些实施方案中，反射镜(例如，4208或4309)可以反射所有波长的激励光到达聚焦区域。在这样的实施方案中，反射镜会阻碍或阻挡从样品发射的光(例如荧光)的传输。解决这个潜在问题的一个方案是，在发射光路的外侧定位反射镜。因此，在一个实施方案中，反射镜(4208或4309)定位在发射光路的外侧。另一种解决方案是减小反射镜的尺寸，使得发射光的阻挡量(即，受阻光)被降低到可接受的水平。因此，在另一个实施方案中，反射镜(4208或4309)的尺寸减小，使得被阻碍光的量被减少到可接受的水平。被阻碍光的可接受的水平(例如，从样品发射的荧光)可为0％到50％。在一些实施方案中，被阻碍光的可接受的水平(例如，从样品发射的荧光)为0％到30％。在某些实施方案中，被阻碍光的可接受的水平(例如，从样品发射的荧光)为0％到15％。例如，对于具有8毫米直径孔径的50X物镜，1x2mm反射镜可以仅阻挡从颗粒发射的荧光的约3％。
图44示出微流体检测仪4400的另一实施方案，其合并有定位在光学滤波器4404的阵列和光学检测仪4405(例如，光电倍增管或光电检测仪)之间的透镜4403。如在图42中所示的前述实施方案，微流体检测仪4400包括流体通道(例如，微流体通道)4401、第一透镜4402、一系列光学滤波器4404和光检测仪(例如，光电倍增管或光电检测仪)4405。还示出了样品路径4406，样品位置A、B、C和D，光路4409以及在像平面4407处的接触点A'、B'、C'和D'。第二透镜4403可以聚焦或集中从第一图像平面4407在点A'、B'、C'和D'处发出的光，到达第二图像平面4408上的对应点A”、B”、C”和D”。因此在位置A、B、C和D处从样品发出的光，可到达光检测仪处的它们的对应位置A”、B”、C”和D”。在本实施方案中，光学滤波器阵列中的滤波器(例如，颜色分区)的数目不受光检测仪(例如，光电倍增管或光电检测仪)的感光分区的尺寸或形状的限制。此外，光学检测仪(例如，光电倍增管或光电检测仪)的输出波形不受光学检测仪(例如，光电倍增管或光电检测仪)本身的非均匀性影响。在一些实施方案中，透镜4403将来自滤波器4404的图像缩小到图像平面4408。
在一些情况下，如在此所讨论的，COST系统能够检测的荧光光谱的数目与光学滤波器阵列中的滤波器的数目相关。将滤波器阵列的尺寸与光学检测仪(例如，光电倍增管或光电检测仪)的感光区域解耦，可以允许用于检测较大量的参数。
图45A-45C示出了微流体检测仪4500的实施方案，其包括衍射光栅4503，衍射光栅4503可用于样品(例如，颗粒或细胞)检测的COST技术。微流体检测仪4500包括：流体通道(例如，微流体通道)4502、透镜4501(例如，物镜)、光检测仪(例如，光电倍增管或光电检测仪)4504、和包括衍射面4509的衍射光栅4503。衍射光栅4503可以是任何光衍射结构，例如棱镜。还示出了包括顶面4506和通道4507的板4505，其中通道4507包括在表面4506处的孔。图45A、图45B和图45C不同之处在于发光样品(例如，颗粒或细胞)的位置，其中每个样品位置由图示中的位置A、B或C表示。每个位置A、B和C位于流体通道(例如，微流体通道)内，并且不是装置的一部分。
流经流体通道(例如，微流体通道)的样品(例如，单个颗粒或细胞)可以瞬时占据位置A、B、或C并且发出光(例如，荧光)。从每个位置A、B和C发出的光路由实线4508示出。样品相对衍射光栅4503的衍射面的位置限定出经过由通道4507限定的孔的光的波长范围。例如，图45A示出了当样品处于位置A中时，光检测仪(例如，光电倍增管或光电检测仪)可检测红色荧光。图45B示出了当样品处于位置B中时，光检测仪(例如，光电倍增管或光电检测仪)可检测黄色荧光。图45C示出了当样品处于位置C中时，光检测仪(例如，光电倍增管或光电检测仪)可检测蓝色荧光。因此，当颗粒从位置A行进至C，由光电检测仪检测到的光发生蓝移。
因此，主要发射蓝光的样品显示了在位置C处最强的光信号，然后当颗粒进一步沿通道向下行进，信号减小。检测到的主要发出蓝光的样品的信号会与主要发出黄或绿光的样品的信号不同地显现。由于每个特定的发射光谱产生相应的输出波形，该输出波形可以被视为那一样品的区别特性。在过去几年中，由于高分辨率、高灵敏度和高帧频CCD和CMOS图像传感器的高速发展，基于图像的细胞仪已经可替代流式细胞仪。在基于图像的细胞术中，样品(在一些实施方案中)可以被固定到载玻片或表面并且被检查。可以通过光检测仪(例如CCD或CMOS成像器)来获取样品的光学特性，然后进行分析。不同于以串行方式分析样品(例如，细胞或颗粒)的流式细胞术，基于图像的细胞术(在一些实施方案中)以并行的方式逐帧分析样品。本文描述的多个实施方案可以应用到基于流的微流体检测仪以及基于图像的微流体检测仪。
图46的实施方案是可以利用COST技术的基于图像的微流体检测仪的示意图。不同于流系统，其中在流体通道(例如，微流体通道)中行进的颗粒由单个高敏感度的光检测仪顺序检测，基于图像的微流体检测仪可以使用检测仪阵列，例如在CCD或CMOS装置中建立的具有许多(例如，数百万)传感器(像素)的检测仪阵列，以便并行检测多个颗粒。尽管CCD或CMOS装置中的每个传感器的灵敏度可以比光学检测仪(例如，光电倍增管或光电检测仪)低，但用于静止颗粒的检测时间可以长于用于流动颗粒的，从而补偿成像器和光学检测仪(如光学检测仪(例如，光电倍增管或光电检测仪))之间的灵敏度差异。在图46的实施方案中，基于图像的微流体检测仪4600包括可移动台4601、透镜4604、和CCD或CMOS成像器4606。
成像器可以包含数百万个像素，并且这些像素中的每一个可涂覆有对红、绿和蓝光或R、G、B像素敏感的光学滤波器。一组RGB或RGBG像素可以形成单元4607。在位置A1处从样品4602发出的光可以通过透镜4604被投射并聚焦到红色像素4608上。通过改变台的位置以将样品移动到位置A2，同一样品的光被聚焦到绿色像素4609，由光路4605所示。通过改变台的位置以进一步移动至样品到位置A3，它的光被聚焦到蓝色像素4610。通过组合RGB像素的三个信号，操作者可以确定样品的荧光性质。
图46中的微流体检测仪实质上将标准荧光显微镜转换成细胞仪系统，该系统可以产生关于样品的其它信息。然而，由于传统的彩色成像器有3个颜色(R，G，B)，可检测的颜色的数目是有限的。图34的实施方案中示出了可以检测多种颜色的微流体检测仪的示意图。
图47的微流体检测仪4700类似于微流体检测仪4600之处在于：它包括可移动台4701、透镜4704、和CCD或CMOS成像器4706。基于图像的微流体检测仪4700还包括旋转轮4705，其具有位于透镜4704和成像器4706之间的多个光谱滤波器4711。对于每个位置A1、A2或A3，光分别被投射到红色4708、绿色4709及蓝色像素4710，类似于图46中的装置。但是，对于图47所示的装置，光也在到达成像器上的像素之前通过旋转轮4705上的一系列的额外的光谱滤波器4711。在一个实施方案中，旋转轮可以含有8个不同的光谱滤波器，因此允许检测24种不同的颜色。
图48示出了可使用的用于处理光检测仪(例如，光电倍增管或光电检测仪)信号的COST编码方法的框图再现。当颗粒经过检测区时，发射的光(例如，荧光)可通过光学检测仪(例如，光电倍增管或光电检测仪)来检测。光学检测仪(例如，光电倍增管或光电检测仪)信号4801可以任选地经过模拟滤波器4802以增强信噪比，或者可以直接传递到模拟-数字转换器(A/D变换器)4803。数字滤波器4804下游能够进一步提高信噪比。然后数字信号可以由计算机处理器(例如，FPGA)进行处理。处理4805中的子处理4806、4807和4808可以由计算机处理器来执行。在某些实施方案中，处理4805内的子处理可以作为窗峰值检测(WindowedPeak Detection)的部分进行，如图23中所示。在信号处理期间，信号可以被处理并且波形可被分析(例如，所有的信号和所有波形可被处理和分析)。在一些实施方案中，可有阈值计算阶段，其中根据基线噪声设置阈值水平(例如，子处理4806)。在第二阶段，以前计算的阈值可用于分析输入信号的波形/COST信号。可以基于峰的位置来确定颗粒的速度(例如，子处理4806)。用于峰检测，可以分析波形以识别峰(例如，子处理4806)和峰参数(例如，幅值、时间、区域；子处理4807)。
可以调整一个或多个峰的参数，以便在处理4805中的合适的点来补偿光学不规则或信号不规则(例如，子处理4807之后和子处理4808之前)。作为这种调整的一部分，可以执行校准，使含有颗粒的样品的一部分经过被构造成用全通滤波器代替颜色滤波器的装置，其中全通滤波器包括对应于颜色滤波器分区的分区。然后，样品的另一部分可以经过被构造成具有颜色滤波器的装置，并且可以基于从相应的全通滤波器的分区检测到的信号调节从颜色滤波器的不同分区检测到的信号。
基于使用的滤波器集(例如，使用宽、连续或带通滤波器等等)，对应于每个峰的颜色可被映射(例如，子处理4808)。例如，峰参数可以通过放置在颜色滤波器上而被映射到颜色滤波器中的离散的带通滤波器(即，颜色分区)(例如，子处理4808)。在一些实施方案中，峰参数可以被映射到在颜色滤波器中的分区，颜色滤波器包括根据一个或多个峰的参数比率重叠透明度的分区，该比率提供用于标准化峰参数(子处理4808)。基于峰参数比率(标准化峰参数)的颜色映射可应用于这样的实施方案，其中每个颗粒(例如，细胞)有一种荧光团或量子点，以及其中每个颗粒(例如细胞)有多种荧光团或量子点，这在本文中更详细地描述。数据可以进一步被分析并使用可以驻留在个人计算机(PC)中的可视化工具4809可视化，以最终呈现与识别从颗粒发射的(一种或多种)荧光颜色和荧光强度。可视化工具可以是用户界面，允许用户分析检测数据和/或选择微流体检测仪的特定的参数和功能。在一些实施方案中，可视化工具允许用户分析检测数据，并识别流经装置的特定的颗粒或颗粒类型(例如，4811)。在一些实施方案中，可视化工具允许用户选择参数(例如，4810；选择选通信号(gating signal))，用于分选特定颗粒。
COST编码处理可以应用于使用最小数目的光检测仪或成像器检测多个光谱。因此，这里提出的实施方案设计已经从根本上改变了流式细胞仪的比例规则，其传统上需要一个光学检测仪用于检测每个参数(光谱)。
如上所述，COST编码处理可以区分使用单个光检测仪得到的来自各种细胞或颗粒的多个光谱。对于一些应用，可根据样品的光学质量(例如，(例如通过抗体)有效连接到细胞的荧光团的种类)在两个通用方案中施加COST编码方法。在某些实施方案中，样品包含细胞或颗粒的混合物，并且每个细胞或颗粒是由单个类型的荧光染料或量子点标记。例如，样品可以包括针对一组特异性抗原的一组附接抗体的珠，并且每种附接抗体的珠唯一地通过特定类型的(一个或多个)荧光团或量子点识别。通过使用微流体检测仪检测与荧光团或量子点共轭的珠的荧光以同样分离这样的珠，操作者可以确定特定抗原的存在和丰度水平。在这样一光谱-每颗粒的情况下，操作者可以使用四个光谱(如，白-红-绿-蓝(W/R/G/B))的COST滤波器，以使用图48概述的处理来检测超过20个光谱。在模拟-数字(A/D)转换器以及使用数字滤波器移除杂散的光检测仪噪声和电子器件的热噪声之后，峰检测或区域检测方法被用于识别或表示与通过每个光谱滤波器的光量对应的信号电平。取得每一个光谱的信号与通过全通(白)滤波器的信号的比率，可以对每个样品获得“标准化的”的R-G-B-信号。对应标准化的R、G、B信号，每种类型的荧光团或量子点具有其独特的比率。对于任何两个不同的荧光团或量子点，在相同荧光团或量子点内的信号变化量显著小于不同的荧光团或量子点之间的间距(separation)。因此，操作者可以应用COST编码处理来准确地区分多个光谱不同的样品。
在一些实施方案中，单个颗粒被多种荧光团光谱区分开，并且例如在图48中概述的COST编码处理实施方案可以用来解密COST信号。假定有N种(例如，20种)不同类型的荧光团，每一种荧光团都具有特定的荧光光谱，根据等式1的下列关系，tij是通过第i个光学滤波器的第j种荧光团的传输系数(例如，j＝1，2....N和i＝1,2,3,4)；Cj是来自细胞的第j种荧光团的荧光强度；R、G、B、W代表COST编码信号中的通过对应的滤波器检测到的光强度。
等式1∶
在设计光谱滤波器时，N种荧光团中的每一个通过光谱滤波器的传输系数可以被校准。因此，所有的系数tij是已知的，并且可存储在数据库中。等式1中的线性系统包含四个(4)独立的等式，并且可以在单个颗粒中从许多(例如，20)个可能的光谱检测到四种(4)荧光团。例如，对于等式1中[C1,C2,C3,C4,C5,……,C20,]的解[0.5,0.2,0,0,0……0,0,0,0.7,1]，可以得出结论，颗粒包含四(4)种荧光团：C1，C2，C19，C20，它们的强度比为5：2：7：10。在一些情况下，由于噪声，所有的C'可具有非零值，并且可以选择阈值以确定颗粒中每种类型的荧光团的存在。可以增加光谱滤波器中的光谱的数目来检测共存于单个颗粒中的多个光谱。例如，通过使用八(8)个光谱滤波器，COST编码处理可以在一个颗粒中检测多达八(8)种荧光团。
具有连续颜色分级的光谱滤波器可以在某些实施方案中使用。这样的滤波器可以被构造成用于从红色到蓝色连续分级的传输光谱，没有任何突然的边界。这样的滤波器可以在滤波器的开始和/或末端包括全通(白)滤波器，以指示信号的开始和/或结束。以这种方式，COST信号成为连续波形(图49B)，而不是一系列离散的峰(图49A)。操作者可以在光谱滤波器的给定位置根据传输光谱将COST信号数字解析为一系列光谱滤波器。因为滤波器的数目可以被数字限定，因此光谱滤波器可以被划分成多个光谱。对光谱的数目的实际限制是噪声电平(noise level)，噪声电平可在每个光谱带太窄时削弱信号。
这样的动态调整的光谱滤波器的设计，如在图49B中的例子所示，为检测系统提供显著灵活性。在免疫学和癌症的诊断中，用户可以根据需要而在一个颗粒中检测非常大量(例如，20个)的光谱。操作者可以有意减缓样品的流动速度，使得COST信号覆盖时域中的宽范围，或换句话说，颗粒花费更长的时间，通过检测分区行进。较长的信号持续时间允许用户将信号划分为较大量的频谱划分，其在每个光谱划分上具有足够信噪比以及足够数目的采样点。换句话说，通过用单个检测仪替代多个光学检测仪，COST编码技术不仅简化了微流体检测仪和检测仪系统，而且还提供用流动速度(流通量)换取微流体检测仪可以检测的光谱数目的独特能力。这样的换取可以由用户根据自己的应用动态调整。
当滤波器的传输特性连续地变化时，用户被给予将滤波器划分为任何选择的单元的数目的灵活性(例如，图49B)。如果被测的颗粒标记有大量不同的荧光团时，则用户可以将滤波器数字地划分为大量的单元。另一方面，如果应用涉及较少的不同的颜色，那么对于信噪比管理而言，将滤波器划分为较少的单位是合意的。为了确定颗粒的速度，操作者可以重复分级滤波器的一小部分，或在滤波器中添加任何“光谱特征”(例如封锁在滤波器中的一些小区域)。当信号波形显示这些特征图案，微流体检测仪可以容易地计算出颗粒的速度。这个特征也可用于验证实际流速是否与由用户设定的流速相匹配。由于设定的流速基于通道内的理想的层流，因此这一特征是有用的。然而，并非所有的颗粒都位于通道的中心，并且颗粒与颗粒的相互作用可以把颗粒推离中心。知道每个颗粒的速度，还有流速，有助于提高细胞分选效率。
在某些实施方案中，提供这样的微流体检测仪，其包括细胞可以流动通过且可以被感测到的微流体感测通道、感测通道下游的分支、分支下游的两个或更多个微流体分支通道、以及致动器，所述致动器被构造成用于与分支流体连通并构造成在激活致动器时将细胞驱动至一个或多个分支通道，该装置被构造成在细胞通过该装置流动后，具有大于约70.8％的细胞存活率。在一些实施方案中，还提供了流式细胞术方法，包括：(1)细胞流动通过微流体感测通道，其中在该感测通道内，细胞可以在微流体检测仪中被感测，所述微流体检测仪包括感测通道、感测通道下游的分支、分支下游的两个或更多个微流体分支通道、以及与细胞流体连通的致动器，所述致动器能在激活致动器时将细胞驱动至一个或多个分支通道，和(b)分选流经微流体通道的细胞到达分支通道之一，其中通过该装置的细胞具有大于约70.8％的细胞存活率。这样的微流体装置可包括本文所述的或本领域中公知的合适的部件(例如，颜色滤波器、检测仪等)。细胞存活率为约71％或更高，约75％或更高，约80％或更高，约85％或更高，或约90％或更高(例如，约71％、72％、73％、74％、75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％或更高，以及所有之间的值)，其中细胞存活率是在细胞已流动通过该装置之后确定的。在一些实施方案中，致动器可以是压电致动器(例如，本文描述的)。在一些实施方案中，致动器与装置中的分支和/或细胞流体连通，常常在致动器与分支和/或细胞之间基本上没有空气。微流体检测仪(在一些实施方案中)不产生液滴，而且(在一些实施方案中)不包括使装置或液滴中的细胞、流体带电的元件。
它已经确定，对细胞膜的剪切应力遵循以下关系：tau～a(rho)(v)(f)(tan(theta))。这里“a”是细胞半径，“rho”是平均密度，“v”是流速，“f”是细胞分选致动器的频率，而“theta”是通过分选造成的细胞偏转角。流动速度和分选频率响应的乘积(vf)确定流通量，并且发现最有效的分选设计方案是减小偏转角“theta”。在由压电致动器引起的相同的横向力作用下，减小的theta设计在细胞周围产生更均匀的瞬态速度概貌，从而给出显著较小的剪切应力，用于提高细胞存活率。相对于在温和的条件(冷藏，20psi，100μm的喷嘴)下具有BD FACSAria系统的传统分选而言，在包括由压电致动器驱动的分选仪的装置上分选的新生大鼠原代心肌细胞具有88.7％的细胞存活率，而传统分选的细胞的细胞存活率仅为70.8％(细胞存活率改善25％)。
检测系统
在一些实施方案中，检测系统是微细胞检测系统。在一些实施方案中，检测系统包括一个或多个结构和/或本文描述的或本领域已知的设备。在一些实施方案中，检测系统包括芯片(例如，芯片上实验室)。在一些实施方案中，芯片上实验室(LOC)可以是在大约一平方毫米到大约几个平方厘米大小的单个芯片上集成了一个或多个实验室功能的装置。在一些实施方案中，LOC可为从检测系统可移除的并且可为一次性的。在一些实施方案中，LOC设计成药筒形式。在一些实施方案中，LOC可以组装在芯片保持器(例如，如图10C所示)中，在一些实施方案中，允许每次使用后更换LOC。LOCs能够处理降低到小于微微(pico)升的非常小的流体容积。LOC可以通过本领域中已知或本文所描述的方法制造，并且可以由本领域已知的或本文所述的合适的材料来制造。在一些实施方案中，LOC包括一个或多个结构。
在某些情况下，LOC包括富集结构、混合结构、一个或多个流体通道、一个或多个样品或流体入口(例如，入口或孔)和/或微流体检测仪或其部分。在一些实施方案中，LOC包括一或多个压电盘致动器。在一些实施方案中，LOC包括流体偶联到混合结构的富集结构。在一些实施方案中，LOC包括流体偶联到微流体检测仪或它们的一部分的混合结构。在一些实施方案中，LOC包括流体偶联到混合结构的富集结构以及流体偶联到微流体检测仪或其一部分的混合结构。
结合剂
如本文所用的术语“结合剂”是指这样一种分子结构，它特异性地结合到抗原或另一个分子结构(例如，蛋白质，脂质，DNA，RNA，碳水化合物，和/或部分或其变体)。粘合剂的非限制性实例包括抗体(例如，从任何物种(如鸡，人，骆驼，美洲驼，鳗，鲨鱼，羊，啮齿动物，牛，狗，兔等)免疫或遗传衍生的抗体，抗体域或其部分(例如，Fab，Fab'，F(ab')2，Fv，ScFv，VH，VHH，VL，VLR等)，双抗体，单克隆抗体，血清，多克隆Abs，mAbdAbs，噬菌体展示衍生的结合剂，亲和体(affibodies)，异源缀合物抗体，双特异性抗体，evibodies，脂质运载蛋白(lipocalins)，亲和体，高亲和性多聚体(avimers)，maxibodies，热休克蛋白如GroE1和GroES，反式体(transbodies)，DARPins，适体(aptamers)，C型凝集素域(例如，四连接素(tetranectin))；人γ晶状和人泛素衍生的结合剂(例如，affilins)，PDZ域衍生的结合剂；蝎毒素(scorpion toxin)和/或Kunitz类型域结合剂，纤粘连蛋白衍生的结合剂(例如，adnectins)，受体，配体，凝集素，抗生蛋白链菌素，生物素等，它们的衍生物或组合。
检测剂
在一些实施方案中，检测剂指一种包括荧光分子的结合剂。在一些实施方案中，检测剂可包括珠(例如，磁性珠，聚苯乙烯珠，胶乳珠，玻璃珠，例如，Luminex珠)。在一些实施方案中，珠包括结合剂和/或荧光分子。在本领域中公知的合适的荧光分子可作为检测剂。常见荧光分子的非限制性实例包括荧光素(FITC)，藻红蛋白(PE)，R-藻红蛋白(RPE)，Cy2，Cy3，CY3.5，Cy5PE，Cy5，Cy5.5，Cy7，Cy7PE，Cy7APC，德克萨斯红(Texas Red)，PE得克萨斯红，PerCP，PerCP-Cy7，PerCP-Cy5.5，别藻蓝蛋白(APC)，绿色荧光蛋白，绿色荧光蛋白衍生物或其突变(例如，EBFP，EBFP2，Azurite，mKalama1，青色荧光蛋白，ECFP，Cerulean，CyPet，黄色荧光蛋白衍生物，YFP，Citrine，Venus，YPet和BFP衍生物)，瀑布蓝(Cascade Blue)，太平洋蓝(Pacific Blue)，DyLight 405，DyLight 549，DyLight 649，DyLight 680，DyLight800，氨基甲基香豆素(AMCA)，ATTO 425，ATTO 488，ATTO ATTO 550，ATTO 594，ATTO 647N，ATTO 532，ATTO 655，若丹明(TRITC)，700DX，800CW，800，AlexaFluor 488，AlexaFluor 647，AlexaFluor 405等，或其组合。
稀有的细胞类型
在一些实施方案中，稀有的细胞类型和/或相对稀有的细胞类型可以指不常见的细胞类型，具有不寻常的特性的细胞，外来的细胞类型(例如，细菌，酵母)，患病细胞类型(例如，癌细胞，带有病毒的细胞)，未分化的细胞类型(例如，干细胞或干细胞祖)，错位的细胞类型(例如，通常不会在循环中发现的细胞，比如，梗塞后在血液中发现的心肌细胞)，源自于胎儿的细胞类型，源自于胎盘的细胞类型，以及它们的组合。在某些情况下，稀有的细胞类型可以是在个体的血液中存在的呈现出标记(例如，标记，染料，例如，代谢染料，放射性示踪物)的细胞。患病细胞类型的非限制性实例包括恶性细胞，转移细胞，循环肿瘤细胞(CTC)(例如，已从原发肿瘤脱离并在血流中循环的细胞，如乳腺癌细胞)。在一些实施方案中，不常见的细胞类型可以是癌前循环细胞(例如，注定发生癌变的细胞，如白血病祖细胞)。癌前细胞可以显示特定的细胞表面标记或细胞内标记物(例如，翻译后修饰的蛋白质，例如，含磷蛋白(phosphor protein))或本领域中已知的标记物的特定组合。在一些实施方案中，相对稀有的细胞类型是胎儿细胞，相对丰富的细胞类型是来自怀孕女性(例如，人类女性)的样本的母体细胞。
只公开少数的实现。然而，所描述的实现和其他实现方式的变型和改进可以基于本文件中所描述和所示出的内容而进行。虽然本文件包含许多细节，但这些不应被解释为对发明范围或要求保护的范围的限制，而是作为对本发明的具体实施方案的特定特征的描述。在本文档中，在单独实施方案的上下文中描述的某些特征也可以组合到单个实施方案中实现。相反地，在单个实施方案的上下文中描述的各种特征也可以分别地在多个实施方案或以任何合适的子组合实现。此外，尽管特征可能在上面被描述为以特定组合，甚至按原始要求保护的原样起作用，但是来自所要求保护的组合的一个或多个特征可以在某些情况下可以从该组合中除去，并且所要求保护的组合可涉及子组合或子组合的变化。
颗粒分选系统、设备和方法
图50示出了用于分选颗粒的颗粒分选仪5000的示例性和非限制性的实施方案。颗粒分选仪5000可以被构造成用于将经由样品入口5002注入的颗粒经过源通道5004分选到若干目标通道5010A-5010C之一，每一个目标通道与目标出口(也使用标记符5010A-5010C标记)相关联。颗粒分选仪5000包括鞘入口5016，以提供用于经由样品入口5002注入的颗粒的鞘流，用于例如水力聚焦的目的。源入口5002和鞘入口5016可以独立地和适当地设计，分别用于接受待分析的颗粒和鞘流。例如，源入口5002的横截面形状和面积可以匹配到标准的移液尖(pipette tip)。在一些实施方案中，鞘入口116可以匹配到标准的移液尖。类似地，目标出口5010A-5010C可根据应用的需要各自独立地设计，如包括用于临时存储分选的颗粒的储液器，用于收回分选的颗粒的接口，等等。
在一个实施方案中，源通道5004是由来自源入口5002的颗粒和来自鞘入口5016的鞘流组合形成的，使得能够实现颗粒的聚焦。源通道5004具有根据需要和/或足够用于产生和/或维持鞘流的长度、横截面概貌、以及横截面面积。
在一个实施方案中，颗粒分选仪5000还包括与源通道5004的第一容积相关联的第一检测装置/部件5012。在一些实施方案中，第一检测装置5012被构造成用于在待分选的颗粒通过第一容积时检测颗粒的一个或多个特性，和/或在颗粒通过第一容积时检测第一容积。例如，在一个实施方案中，所述特性包括光学特性，如荧光和/或反射率，并且相应地，第一检测装置5012可以分别包括一个或多个荧光，反射率检测仪。作为另一实例，在一个实施方案中，所述特性包括横跨第一容积的阻抗，其在待分选颗粒经过第一容积时发生改变，并且第一检测装置5012包括一个或多个电压计。
可以理解的是，第一检测装置5012不仅可以包括检测部件，也包括必要的和/或期望用于检测(多个)特性的另外的部件。例如，如果所述特性包括荧光，如上所述，第一检测装置5012可以包含有(多个)激发源、偶联(例如光学纤维)和其它(例如滤波器)光学器件、电子控制器件等。作为另一个例子，如果特性包括阻抗，如上所述，则第一检测装置5012可包含有一对电极，用于产生用以测量该第一通道内的阻抗的电信号。
在一个实施方案中，第一检测装置5012构造成以任何方式与第一通道相互作用，以允许测量所关注的(一个或多个)特性。例如，在一些实施方案中，所述特性包括荧光，并且例如当颗粒分选仪5000被放置在如显微镜工作台上时，第一检测装置5012激励第一容积并检测来自第一容积外部的区域的荧光。在其他实施方案中，更侵入性的方案，如用于激励、输送/发射收集的光纤可插入到第一容积中。作为另一实例，在一些实施方案中，所述特性包括阻抗，并且第一检测装置5012包括与第一容积导电连通的一对电极。
在一些实施方案中，第一检测装置5012检测到与一个或多个特性相关联的第一检测信号。在一些实施方案中，第一检测信号与在源通道5002中的颗粒的光学特性相关联。在一些实施方案中，该特性是光学特性。在一些实施方案中，光学特性选自荧光，磷光，化学发光，热致发光，反射率，散射(包括前向散射，较大的角度散射，侧散射和/或背散射)等。在一些实施方案中，光学特性包括荧光，并且第一检测信号包括一个或一个以上的荧光信号，作为在颗粒通过源通道5004的第一容积时的来自颗粒的第一信号。图51A表示根据一些实施方案的第一检测装置5012对在源通道5004中检测到的单个颗粒的示例性输出(即示例性的第一检测信号)。图51A，作为原始光信号和/或其模拟/数字信号的代表，示出了包括五个时间上分离的峰5102a-5102e的光迹5102。在一些实施方案中，可以在第一检测装置5012的相同的检测仪中，检测到峰5102a-5102e中的每一峰。在一些实施方案中，至少一个峰在与另一个峰不同的检测仪处被检测。在一些实施方案中，五个峰5102a-5102e中的至少一个是参考强度信号。在一些实施方案中，五个峰中的至少一个是荧光信号。
图52A示出了示例性且非限制性的设置，用于产生第一检测信号，如迹5102。来自第一容积/源通道5204(如源通道5004的第一容积)中的荧光颗粒P的荧光例如通过物镜5206(如可以是第一检测装置5112的落射荧光设置的一部分)获得。所收集的荧光被滤波器阵列5208滤波，其中滤波器阵列5208包括，如图所示，参考滤波器52081和荧光过滤器52082。然而，任何数目的参考和/或其它的滤波器可以作为滤波器阵列5208的一部分，基于来自颗粒P的光学特性，和/或在必要时用于进行本文所描述的分析。仍参照图52A，在一些实施方案中，参考滤波器52081是波长无关的强度滤波器，并且可以包括，但不限于，全通滤波器。如图52A所示，在一些实施方案中，参考滤波器52081包括至少一对参考滤波器。
每个荧光滤波器52082可以是波长选择性的，并且可以单独是用于任何合适的(一个或多个)波长的高通滤波器，低通滤波器，或带通滤波器。如图52A，在一些实施方案中，荧光滤波器52082包括至少绿色滤波器、黄色滤滤波器和红色滤波器。在一些实施方案中，绿色、黄色和红色滤波器可以是窄带通滤波器，如具有10nm-30nm的带宽的那些。在一些实施方案中，绿色、黄色和红色滤波器中的至少一个可以是宽带通滤波器。
检测仪5202构造成从滤波器阵列5208收集过滤的荧光并产生第一检测信号。在一些实施方案中，检测仪5202可包括多个检测仪。可以采用任何合适的检测仪，例如，但不限于，光电倍增管(PMT)，光电二极管，电荷耦合器件(CCD)，雪崩光电二极管(APD)等。在一些实施方案中，检测仪5202包括光电倍增管，如图所示。PMT可以类似于Hamamatsu H9307。
在一个实施方案中，检测仪5202从滤波器阵列5208中的每一滤波器接收颗粒P的荧光信号，以产生示例性迹5102，其更概念性地示出在图52B的迹5210中。换言之，在一个实施方案中，检测仪5202生成如图52B所示的迹5102的峰5102a-5102e，其中峰5102a、5102b对应来自参考滤波器52081的强度参考信号5210a、5210b，并且峰5102c-5102e对应来自荧光滤波器52082的颜色编码信号5210c-5210e。如前所述，迹5102、5210的峰在时间上分开，并以下面的方式检测：在第一容积内的颗粒P的移动引起由颗粒P产生的荧光被依次投射到滤波器阵列5208中的每一个滤波器(通过透镜5206和/或通过任何其它合适的光学器件)，从第一个参考滤波器52081开始，并以最后的荧光滤波器52082结束。
图53A示出了用于一些实施方案的示例性的和非限制性的传输光谱，其中荧光滤波器52082可以是红、绿和/或蓝色滤波器。在所示实施方案中，每个颜色滤波器具有宽的带宽，其具有缓慢变化的斜率，与传统的窄带颜色滤波器不同。如图53B所示，对与五种类型的荧光纳米颗粒的混合物相关联的多个第一检测信号(未示出)进行分析，每一种颗粒具有不同的荧光特性(例如五种不同亮紫(Brilliant Violet,BV)的染料)，可以用于区分染料。图53B示出了来自(使用具有图53B的传输光谱的滤波器产生的)多个第一检测信号的红/白色、绿色/白色以及蓝色/白色强度比率如何造成非重叠点，非重叠点代表每个BV染料指示出使用单个PMT区分多至5种颜色的可行性。作为另一示例，滤波器5208可以被用来产生图53C所示的示例性的第一检测信号用于荧光团PE，其在一个实施方案中与其他荧光制剂FITC和tdTomato相区别，以类似的方式分析，从而产生图53D的绘图，其指示出这些荧光团之间的颜色区分的可行性。
再次参考图52B，由此接下来，迹5210可以提供至少有关颗粒P的以下信息：(1)颗粒P的速度，这是由峰5210a-5210e之间的间距确定的，颗粒移动得越快，越接近峰；(2)第一检测信号的总体强度，如由峰5210a、5210b的任何组合确定的；和(3)基于荧光峰5210c-5210e的第一检测信号中的荧光信息，如颗粒P的荧光光谱。可理解，在若干实施方案中，可以从迹5210进行另外的推论。在一些实施方案中，峰5210a、5210b是空间-时间编码信号，并建立用于整体荧光强度的参考，从而使不同的颗粒之间的荧光强度的变化，不会影响其区别荧光色的能力。通过测量前两个峰值之间的时间，可以精确计算颗粒P从第一检测区域5012行进到分选连结的时间，从而实现高精度分选。
在一些实施方案中，接下来，由迹5210所提供的信息形成用于分选颗粒的基础。因此，在一些实施方案中，第一检测信号，如迹5210，可以被分析，以确定哪些目标通道5010A-5010C应接收颗粒进行分选。每个目标通道5010A-5010C可以关联，指定和/或以其他方式分配颗粒的一组不同的特性，以形成用于分选颗粒进入通道的基础。例如，迹5210产生颗粒速度的信息，如上所述，并且操作者可以基于颗粒速度选择目标通道5210A-5210C。这样的操作可以是有用的，例如当不同的尺寸、体积和/或硬度的颗粒以不同的速度在通道5004中的不同的平衡位置移动时。在另一例子中，迹5210给出整体的荧光强度信息，如上所述，并且在一个实施方案中，基于整体的荧光强度选择目标通道5010A-5010C之一。在一些实施方案中，目标通道5010A-5010C中的至少一个被指定为“废物”通道，其接收被视为不合意的颗粒，例如，当这些颗粒不匹配任何分选准则和/或匹配不合意的分选准则等时。以这种方式，基于迹5210，且又基于由第一检测装置5012所检测到的一个或多个特性，分选颗粒。
再次参考图50，在一些实施方案中，分选是通过基于第一检测信号将分选信号传输到分选元件5006而实现的。分选元件5006构造成引起以增加颗粒被分选到正确的目标通道的概率的方式位移(displace)待分选的颗粒。分选元件5006可与源通道5004的分选容积保持联通，该分选容积位于与第一检测装置5012相关联的第一容积的下游。
分选信号可以是影响分选元件5006分选颗粒的任何特定形式。例如，在一个实施方案中，分选信号包括颗粒应该被分选到哪一目标通道5010A-5010C的规范。在一些实施方案中，分选信号包括变化强度的致动信号，其中强度是颗粒需要被位移的程度和/或位移的方向(即朝向或远离分选元件5006)的函数，以便分选到选定的目标通道。在一些实施方案中，分选信号包括定时信息，用于引起颗粒的分选。换句话说，分选元件5006接收何时颗粒会到达分选容积的指示。定时信息可以基于从第一检测信号确定的颗粒的速度，基于分选容积与第一容积之间的距离等。
可以采用能够使颗粒在横向于源通道5004的轴向方向的方向上位移的任何合适的技术。在一些实施方案中，分选元件5006包括静电分选仪。在一些实施方案中，并且如图50中所示，分选元件5006包括压电致动器。例如，在一个实施方案中，分选元件5006包括压电振动膜片(也以标记符5006标记)，它限定出可经由孔5008A、5008B填充和/或清空的容积5018。膜片可以与分选容积，或与分选容积相邻的源通道5004的可变形壁(未示出)直接联通。在操作过程中，基于分选信号，膜片5006可以被快速地填充/清空，以在分选容积中建立侧向力，其可推/拉颗粒，用于分选到目标通道5010A-5010C的特定一个通道中。
一旦颗粒被分选到目标通道(例如通道5010A，这里以非限制的方式使用该通道，以便简化说明)，本公开内容的各方面允许检测目标通道5010A中的颗粒，以确保正确地分选颗粒；换言之，以确定颗粒被正确分选(如果目标通道5010A是选定用于分选颗粒到其中的通道)，或者被不正确地分选(如果是其他的情况)。再次参考图50，第二检测装置/部件5014与目标通道5010A的第二容积相关联，尽管另外的检测装置可以与其他目标通道5010B-5010C相关联，并且多个检测装置可以与任何的目标通道5010A-5010C相关联。
第二检测装置5014可以以类似于或不同于第一检测装置5012的方式被构造。在一些实施方案中，第二检测装置5014构造成至少检测颗粒在目标通道5010A中的存在和/或容积，并产生与其相关联的第二检测信号。换句话说，当第二检测信号可以是任何合适的形式(如颗粒的荧光，阻抗等)时，在一些实施方案中，它被主要分析，以确定颗粒被分选到目标通道5010A中。作为一个例子，在一个实施方案中，第二检测信号是与一个或多个荧光、反射率、阻抗等相关联的，如前面详细讨论。在一些实施方案中，第二检测信号允许至少阻抗测量，并且图51B示出了当颗粒经过时第二容积的示例性阻抗测量5104。测量可通过扰动的‘宽度’(此情况中为1毫秒)表征，其为第一曲线204a的边缘和第二曲线5104b的边缘之间的差，并且可以是颗粒速度的特性。
因此，在一些实施方案中，基于第二检测信号验证颗粒从源通道5004到目标通道5010A的分选。例如，由于颗粒的速度可以是已知的(基于第一检测信号，如迹5102)，在一个实施方案中，验证包括：确定第二检测信号在第一检测信号之后的一时间和/或时间段内接收到。以这种方式，当大量的颗粒被单独但迅速地分选，能够避免对应于另一个颗粒的第二检测信号的可能性。
在一些实施方案中，校验包括确定产生第二检测信号。以这种方式，当少量的颗粒被分选时，避免了与第二检测信号的定时详情相关联的计算开销。另外，更简单的检测装置可以使用，其更便宜、具有较小的占用空间等。
在一些实施方案中，第二检测装置5014类似于第一检测装置5012。换句话说，在一实施方案中，对于相同的颗粒，第二检测信号和第一检测信号有一组共同确定的信号。在这种实施方案中，校验包括确定共同确定的信号在阈值极限内是相同的，和/或不同的。例如，在一个实施方案中，如果第二检测信号和第一检测信号都包括图52A的设置，验证包括确定第二检测信号和第一检测信号均包括迹5102。
在一些实施方案中，验证可包括提供纠正和/或其它反馈信号来修改颗粒分选仪的操作和/或分选信号的参数，其包括(但不限于)强度，输出电压波形的宽度，定时等。
在一些实施方案中，验证可以包括对分选颗粒执行另外的测试/操作，以确定它已被正确分选。
图54示出了用于使用将第一检测信号和第二检测信号结合到单个基于时间的绘图的颗粒分选仪5000，验证单个颗粒的分选的示例性输出绘图5400。在第一检测装置5012处的(待分选颗粒的)荧光检测会触发由分选元件5006进行分选。通过第二检测装置5014在目标通道5010A检测出分选的颗粒。第二检测信号由第二检测装置5014产生，并且以如以上所讨论方式，验证出颗粒被分选进入目标通道5010A。
图55示出了用于验证对两种颗粒分选的示例性输出绘图5500，其中迹1和2(即第一检测信号)分别与第二检测信号1'和2'相关联，从而确定哪个第一检测信号与哪个第二检测信号关联，并由此验证对两种颗粒的分选。
图56A-56C示出其中两个第二检测装置5014A、5014C分别与目标通道5010A、5010C相关联的实施方案。如见于图56B，目标通道5010A可被指定为接收第一类型的迹5612A(对应于特定的荧光剂，例如)，而目标通道110C可被指定为接收第二类型的迹5612C(对应于不同的荧光剂，例如)。第二检测装置5014A可以构造成产生第二检测信号形式5614A，并且第二检测装置5014C可以被构造为生成第二检测信号形式5614C。以这种方式，当迹5612A、5612C和第二检测信号5614A、5614C被绘制在一起(参照图56C)时，可以更容易地进行验证。虽然这里所示的用于两个第二检测装置5014A、5014C，可以理解的是每一个第二检测装置产生不同的第二检测信号的这种方案很容易扩展到在另外的(一个或多个)目标通道中的另外的第二检测装置。
图57示出根据一实施方案的用于验证颗粒分选的方法5700。在一些实施方案中，计算机可执行存储介质包括用于执行该方法5700的计算机可执行指令。在5702中，第一检测信号被接收。第一检测信号可以与第一通道(例如源通道5004)中的颗粒的光学特性(例如，荧光)相关联。在一些实施方案中，第一检测信号可与多个光学信号相关联。在一些实施方案中，多个光信号包括一个或多个参考信号和一个或更多的荧光信号。在一些实施方案中，光学特性包括颗粒的一种或多种荧光性质。在一些实施方案中，颗粒是无机颗粒，有机颗粒，混合颗粒，或一种或多种细胞(真核或原核)。
在5704中，基于第一检测信号来确定多个第二通道的分选通道。以这种方式，基于颗粒的光学特性，确定将颗粒分选进入分选通道中。在一些实施方案中，基于颗粒的一个或多个荧光性质，确定分选通道。
在5706中，传输用于将颗粒从第一通道分选进入分选通道中的分选信号。在一些实施方案中，传输分选信号包括传输分选信号到分选元件(例如分选元件5006)。在一些实施方案中，分选元件包括压电致动器，并且分选进一步包括基于压电致动器的所需变形产生分选信号，以将颗粒分选进入分选通道中。
在5708中，第二检测信号被接收，其中，第二检测信号与在分选通道中的检测到的颗粒的存在相关联。在一些实施方案中，第二检测信号与阻抗检测相关联，其中在所述分选通道中检测的颗粒的存在改变了在第二检测通道中检测到的阻抗。
在5710中，基于第二检测信号，验证颗粒从第一通道中分选进入分选通道中。
在一些实施方案中，方法5700进一步地包括另外的第一检测信号。在一个实施方案中，另外的第一检测信号与在第一通道中的第二颗粒的光学特性相关联。第二颗粒的光学特性可以是与第一颗粒的光学特性相同或者不同的。基于另外的第一检测信号来确定多个第二通道的第二分选通道。第二分选通道可以与分选通道相同或不同。因此，基于第二颗粒的光学特性，确定将第二颗粒分选进入第二分选通道中。第二分选信号被传输，用于将第二颗粒从第一通道分选进入分选通道中。另外的第二检测信号可以被接收，其与在第二分选通道中第二检测颗粒的存在和/或容积相关联。在一些实施方案中，基于第二检测信号以及基于另外的第二检测信号，验证颗粒从第一通道中分选进入分选通道中。在一些实施方案中，基于第二检测信号以及基于另外的第二检测信号，验证第二颗粒从第一通道中分选进入第二分选通道中。
如本文所讨论，颗粒速度可以是可变的，并且可以基于在第一检测信号(如迹5102)中的峰之间的间隔来确定。因此，这可用于彼此紧密相间和/或以来自一个颗粒的迹可以与至少另一个颗粒重叠的速度移动的两个或两个以上的颗粒。本文所描述的方案的各方面可操作，以利用使用与每个颗粒相关联的第二检测信号重叠第一检测信号来区分颗粒。
例如，图58示出了与两个连续地分选和检测到的颗粒相关联的第一和第二检测信号(分别为1、2和1'、2')的示例性输出绘图5800。虽然在5804中，在迹1、2之间可看到重叠，但单独的峰仍然可分辨的，并且基于第二探测信号1'，2'，颗粒的数目可以被正确识别为两个。图59A-59C示出了这里所讨论的问题，其中，来自两个颗粒的示例性迹5902、5904重叠。图59A示出了在时间上分离的迹5902、5904，当它们容易被区分为单独的迹并且相应地为单独的颗粒时。图59B示出了，例如当颗粒同时处于第一容积中(即与第一检测装置5012相关联)时，迹5902、5904为重叠的。图59C示出产生的迹5908，具有六个可识别的峰，并混淆了对颗粒计数的确定。确定第一检测信号时的误差可能显著影响下游，如不准确的颗粒速度和/或荧光光谱确定，这反过来既可导致颗粒分选的错误定时(即分选信号将具有不正确的触发信息，用于分选元件5006)，还可导致完全不正确的分选(即颗粒可以被认为是属于另一个目标通道)。
图60A-60B示出了颗粒分选/计数的潜在错误，其中基于第二检测信号正确计数出3个颗粒，即使第一检测信号是重叠的。具体地，图60B的示例性绘图示出了如何重叠第一检测信号将不会导致第一颗粒被第一检测装置5012检测到(其中仅对应于迹线2、3的颗粒被检测)，但第二检测信号1'、2'、3'不仅指示出迹2、3与3个颗粒有关，而且第二检测信号1'、2'、3'之间的时间间距提供出颗粒间距信息。即，第二检测信号1'、2'、3'指示出对应于第二检测信号2'，3'的颗粒更紧密地间隔。
一般地，因此从第二检测信号收集的信息可以不仅被用于对细胞计数，还用于对细胞分选的反馈控制，其中，本文中所描述的方案可以从与过去的计数误差相关联的迹“习得”以分析未来的迹。例如，如果图60B的迹2、3再次出现，它们很可能会更准确地与显示三个颗粒相关。在这点上，这三个颗粒要么将被相应分选，或者如果这是不可能的(例如分选元件无法足够快地响应)，将被解释(accounted for)，这取决于它们被认为在哪个目标通道结束(即基于所述第二探测信号1'、2'、3')。
此外，当不正确的计数导致不正确的分选时，本文描述的方法可以任何合适的方式解释错误。例如，如果待分选到目标通道5010A的颗粒将被用来制造疫苗组合物时，不希望的颗粒不正确地分选到目标通道5010A可在确定最终疫苗组合物和/或纯度时被解释，其中疫苗组合物可以被丢弃，如果这样的组合物和/或纯度低于所需要的监管标准。
因此，本文所描述的方案的各个方面可利用第一检测装置5012和第二检测装置5014之间的检测容积差异，以实现误差补偿的细胞计数/分选。换句话说，由于更广泛的检测技术，第一检测装置5012可以与较大的检测容积(即第一容积)相关联，这是因为第一检测信号可以形成分选颗粒的基础。在另一方面，第二检测装置5014可以被构造为简单地执行二进制分类(即，无论是颗粒存在于或没有存在于第二容积中)，并且可以使用较小的检测容积，采用更简单的检测方法，其中多个颗粒同时存在的机会大大降低。例如，参照图55的示例性绘图，迹1(第一检测信号)具有大约2毫秒的时间宽度，而相应的第二检测信号1'具有大约0.5毫秒的时间宽度；对于相同的颗粒速度，这可以指示出第一容积为第二容积的约四倍大。
图61示出根据实施方案的基于反馈来计数颗粒的方法6100。在一些实施方案中，计算机可执行存储介质包括用于执行该方法6100的计算机可执行指令。在6102中，多个第一检测信号被接收，每一个第一检测信号与在第一通道中的颗粒的光学特性相关联。
在6104中，在第一通道中的第一数目的颗粒是基于多个第一检测信号来确定的，第一数量的颗粒具有类似的光学特性。在一些实施方案中，多个第一检测信号包括至少一对重叠的第一检测信号。
在6106中，多个第二通道的分选通道是基于第一检测信号来确定的。以这种方式，基于第一数目的颗粒的相似的光学特性，确定将所有第一数目的颗粒分选进入分选通道中。
在6108中，一个或多个分选信号被传输，用于将第一数目的颗粒中的每个颗粒从第一通道分选进入分选通道中。在6110中，多个第二检测信号被接收，其中，每个第二检测信号与在分选通道中的颗粒的存在和/或容积相关联。在6112中，在分选通道中的第二数目的颗粒是基于多个第二检测信号来确定。在6114中，多个第三检测信号被接收，每个第三检测信号与在第一通道中的另外的颗粒的光学特性相关联。
在6116中，在第一通道中的第三数目的颗粒是基于多个第三检测信号、基于确定的第一数目的颗粒以及基于确定的第二数目的颗粒来确定的。在一些实施方案中，所确定的第一数目的颗粒与所确定的第二数目的颗粒相同，并且确定一个或多个第三检测信号与所确定的第三数目的颗粒相关联。在一些实施方案中，所确定的第一数目的颗粒小于所确定的第二数目的颗粒，并且确定一个或多个第三检测信号与第四数目的颗粒相关联，第四数目的颗粒大于所确定的第三数目的颗粒。
如前面所讨论的，第一检测装置5012和/或第二检测装置5014可以检测与在检测容积中的颗粒或者与检测容积本身相关联的多个特性。图62A-62C示出了显示具有含有颗粒1308的通道1310的颗粒分选仪1300的一部分的示例性实施方案。虽然本文所述的是假定通道1310对应于源通道104，应该理解，这些实施方案很容易地适用任何目标通道118A-118C。
参照图62A，作为第一检测装置，分选仪6200包括强度参考和荧光迹测量设置6212，类似于图52A，其中通道6210的第一检测容积6204与类似于滤波器阵列5208的滤波器阵列相关联。图62C示出了由设置6212产生的示例性迹。
作为第一检测装置，分选仪6200还包括阻抗测量装置6202，其包括电极6202A、6202B，限定出通道6210中的第二检测容积6206。在一些实施方案中，第一检测容积6204的至少一部分与第二检测容积6206重叠。例如，图62A示出了第二检测容积6206被完全包含在第一检测容积6204内，虽然不必总是这种情况。例如，在第一检测容积6204之前或之后以重叠或不重叠的方式形成第二检测容积6206。在一些实施方案中，第二检测容积6206小于第一检测容积6204。图62B、62C示出了荧光设置的示例性输出绘图。
在一些实施方案中，阻抗测量与颗粒6208在第二检测容积6206中的存在和/或容积相关联。在一些实施方案，阻抗测量结果与颗粒6208的尺寸相关联。图62B示出了颗粒的尺寸如何在理论上影响阻抗测量结果。
阻抗测量装置6202的示例性和非限制性的实施方案示出于图63A中，其中电极6302A、6302B(基本上与电极6202A、6202B对应)形成为颗粒分选仪6300的基板上的金引脚。图63B-63C示出了使用颗粒分选仪6300对聚苯乙烯珠进行示例性的阻抗测量，其中图63B是典型的测量结果，而图63C是对三个不同尺寸的珠的阻抗测量结果。
以这种方式，可以在同一位置获得颗粒的尺寸和荧光信息，并且可以基于这两种信息进行更具体和/或准确的颗粒分选。在一些实施方案中，尺寸和/或荧光信息可以用于确定颗粒的其他性质，如，但不限于，生物活性、化学活性等。以这种方式，分选可以基于与检测到的(一个或多个)信号相关联的相关性的假说/推论。
图64示出了根据一些实施方案，用于颗粒分选的方法6400。在一些实施方案中，计算机可执行存储介质包括用于执行该方法6400的计算机可执行指令。在6402中，第一检测信号被接收，其与在第一通道的第一容积中的颗粒的第一特性相关联。在一些实施方案中，第一检测信号是与多个光学信号相关联的。在一些实施方案中，多个光学信号包括一个或多个强度参考信号和一个或多个色彩编码信号。在一些实施方案中，光学性质包括颗粒的一种或多种荧光性质。
在6404中，第二检测信号被接收，其与在第一通道的第二容积中的颗粒的第二特性相关联。在一些实施方案中，第二检测信号与阻抗检测相关联，其中阻抗检测是基于颗粒在第二容积中的存在和/或容积。在一些实施方案，阻抗检测进一步基于颗粒的尺寸。在一些实施方案中，第一容积与第二容积重叠。在一些实施方案中，颗粒的一个或多个性质是基于一个或更多的第一检测信号并且基于第二检测信号确定的，并且分选通道是基于一个或多个性质来确定的。在一些实施方案中，从一个或多个以下选项中独立地选择每一个性质：颗粒尺寸、颗粒荧光、化学活性和生物活性。
在6406中，多个第二通道的分选通道是基于一个或多个第一检测信号和第二检测信号来确定的。以这种方式，确定颗粒的分选是基于颗粒的一个或多个第一光学特性和第二光学特性。在一些实施方案中，基于颗粒的一个或多个荧光性质，确定分选通道。
在6408中，分选信号被传输，用于将颗粒从第一通道分选进入分选通道中。
图65示出了根据一些实施方案的用于颗粒分选的系统6500。系统6500包括通道组件6502、计算设备6504、第一检测装置6506、第二检测装置6508和分选元件6510。系统6500的各种部件可以适宜地为电、光、有线和/或无线联通的，如由图65中的线所指示。计算设备6504可以包括个人计算机、服务器、工作站、平板电脑、移动装置、云计算环境、在任何这些平台上运行的应用程序或模块等。
通道组件6502包括至少一个源通道和一个或多个目标通道，如前面所述。通常，通道组件6502可以调整尺寸以配合到适当的分析平台和/或以其他方式与适当的分析平台相互作用，所述平台包括，但不限于，显微镜，流式细胞仪，生化分析仪(如PCR)，基于微阱阵列的平台等。可以采用任何合适的材料，用于制造通道组件6502，其包括，但不限于，硅，聚二甲基硅氧烷(PDMS)，聚碳酸酯(PC)，聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)，环烯烃聚合物(COP)，环烯烃共聚物(COC)等。在一些实施方案中，通道组件1602的材料是生物相容的和/或光学透明的。
第一检测装置6506是适合于检测检测容积和/或颗粒特性的任何系统，其可以向从源通道分选细胞施加。在一些实施方案中，第一检测装置6506是荧光检测系统，其包括一个或多个激发源，一个或多个检测器，可以包括全通滤波器和荧光过滤器的一个或多个滤波器阵列，以及适当的耦合光学器件，用于耦合到通道组件6502。
第二检测装置6508是适合于检测检测容积和/或颗粒特性的任何系统。在一些实施方案中，第二检测装置6508向从源通道分选细胞施加。在一些实施方案中，第二检测装置6508向验证在目标通道中分选细胞施加。在一些实施方案中，第二检测装置6506是阻抗检测系统，其包括一个或多个电极，以及用于对接通道组件6502的适当的连接元件。
分选元件6510是适于影响在源通道中的颗粒的横向位移的任何系统，以实现和/或以其他方式增加分选颗粒进入几个目标通道之一的概率。在一些实施方案中，分选元件6510是压电致动器。
图66示出了根据一些实施方案的计算设备6504。计算设备6504包括至少一个处理器6512和存储器6514，并且还包括I/O接口6516和连接接口6518。处理器6504包括获取模块6520、第一检测模块6522、分选模块6526、第二检测模块6528和验证模块6532。处理器6504还包括显示模块6534，以联通和/或控制与设备6504相关联的显示装置(未示出)。
在一些实施方案中，设备6504被构造成用于颗粒的分选，如由方法5700通常描述的。在一些实施方案中，设备1604被构造成用于基于反馈对颗粒进行计数，如由方法6100通常描述的。在一些实施方案中，设备6504是被构造成用于颗粒的分选，如由方法6400通常描述的。
在一些实施方案中，获取模块构造成获取与第一检测信号相关的多个光信号，获取模块进一步构造成获取与第二检测信号相关的电信号。
在一些实施方案中，第一检测模块6522构造成从第一检测装置6506接收与在通道组件6502的第一通道中的颗粒的一种或多种光学特性相关联的第一检测信号。
在一些实施方案中，分选模块6526构造成基于第一检测信号确定多个第二通道的分选通道，从而基于颗粒的一个或多个光学特性确定颗粒的分选。分选模块6526还可以构造成传输分选信号至分选元件6510，用于从第一通道分选颗粒进入分选通道。在一些实施方案中，分选模块6526还被构造成基于颗粒的一个或多个荧光性质确定分选通道。
在一些实施方案，第二检测模块6528构造成从第二检测装置6508接收第二检测信号，第二检测信号与在分选通道中检测到的颗粒的存在和/或容积相关联。
在一些实施方案中，验证模块6532构造成基于第二检测信号验证从第一通道分选颗粒进入分选通道中。
在一些实施方案中，第一检测模块6522被进一步构造成从第一检测装置6506接收另外的第一检测信号。另外的第一检测信号，在一个实施方案中，与第一通道中的第二颗粒的光学特性相关联，其中第二颗粒的光学特性与第一颗粒的光学特性不同。
在一些实施方案中，分选模块6526进一步构造成基于另外的第一检测信号确定多个第二通道的第二分选通道。第二分选通道可以与分选通道不同，从而基于第二颗粒的光学特性，确定将第二颗粒分选进入第二分选通道中。在一些实施方案中，分选模块6526还可以构造成传输第二分选信号，用于从第一通道分选第二颗粒进入分选通道。
在一些实施方案，第二检测模块6528还可以构造成从第二检测装置6510接收另外的第二检测信号，另外的第二检测信号与在第二分选通道中第二检测颗粒的存在和/或容积相关联。
在一些实施方案中，验证模块6532还构造成基于第二检测信号并且基于另外的第二检测信号，验证颗粒从第一通道分选进入分选通道。在一些实施方案中，验证模块6532还构造成基于第二检测信号并且基于另外的第二检测信号，验证第二颗粒从第一通道分选进入第二分选通道。
在一些实施方案中，反馈模块6530构造成基于第二检测信号训练分选模块1626，用于将第一通道中的另外的颗粒分选引入目标通道之一。
在本文公开的系统、装置和方法的实施方案中，构图缝隙可以用来(1)来自上游检测分区的编码信号，和(2)在时间上对信号进行编码，以使得可通过数字信号处理提高信噪比。由于信号的波形可被放置在光电检测器(例如，光电倍增管)前面的狭缝图案预先确定，数字匹配滤波器可以被应用以放大信号，并抑制噪声。信号处理算法可用有限脉冲响应(FIR)滤波器来实时实施。
在一些实施方案中，底部基片上形成的横跨自分选连结起的下游分选通道的电极，被设计成产生电信号，检测细胞、珠或颗粒所经过的区域的阻抗变化，从而确认/验证成功的分选事件。在每个细胞被偏转至分选通道之一后，“验证”信号应同样被检测到，以确认分选事件的成功。
对用户的益处包括：用户可以监视分选操作并且接收实时反馈；如果没有验证信号被观察到，则需要用户停止实验并调整分选参数(诸如PZT触发定时，电压和/或对准等)，使其正确，直到他/她可以看到一对荧光阻抗信号；注册荧光-阻抗信号对可以是实时的‘分选精度’和‘分选纯度’的数据的代表。因此，用户可以知道分选样品的浓度，它的纯度(例如多少样品细胞和多少非希望的细胞处于分选样品中)，而不需使分选样品运行通过流式细胞仪，这在许多情况下会造成细胞的损失。
一些实施方案涉及在注射模制的一次性颗粒分选仪上组合光学器件、声学和/或微流体器件的芯片上实验室技术。注射模制的芯片可以被制造，使其如果被损坏或污染则可更换。此外，由于芯片和流体路径可制成一次性的，它非常适合于交叉污染和无菌必须加以解决的临床环境。
一些实施方案涉及芯片上的压电膜片，以便致动分选。可通过使用限定的电压波形利用压电膜片的迅速的和特定的偏转以驱动含有细胞或颗粒的小容积的流体(如，100皮升到1纳升，或1纳升到1微升)流向特定的分选通道。压电膜片可以被大量生产并且直接结合到注射模制的芯片。压电设计可以移动带有细胞的流体，导致细胞和流体之间的非常低的相对加速度和剪切力(0.1帕斯卡)。
下列实施例示出但不限制本文所描述的技术。
例1：利用流体动力学微流体装置的第一阶段CTC富集。
流体动力学性质可用于在用微FACS分选之前，获得CTC的100倍或更高倍数的富集(见实施例3)。在努力实现>100倍的富集时，若干螺旋通道装置被设计出来。几个螺旋富集结构被设计为CTC的第一阶段富集。螺旋装置结构利用细胞在层流条件下的物理性质的优势，其中惯性升力和迪恩力允许聚焦和分离细胞。惯性升力与迪恩力之间的平衡允许基于尺寸对任何类型的样品平衡位置。这种方案导致了靶大细胞从较小的细胞的混合物中有效地分离。总的结构和构思示于图2A-2C中，其具有近似的尺寸。在第一步骤中，不同尺寸的细胞的混合物(例如，血液中的CTC)引入到入口通道(螺旋的中心，图2A)，并且通过另一入口引入缓冲溶液。在经过螺旋结构后，由于惯性作用，较大的细胞与较小的细胞分离。
微流体装置被设计和使用AutoCAD软件制造，并且被送至用高分辨率(20,000dpi)进行光刻掩模印刷。使用SU-8模具建成。通道的宽度为250微米，通道的高度为50微米。在螺旋结构的末端，主通道可分成子通道，以根据细胞的尺寸收集不同细胞(参见图3A-3C)。多种的螺旋富集结构被设计为改善富集、捕获效率和可制造性。具有2至10个流出通道的装置被设计，并被用于有效地分离，但在使用聚二甲基硅氧烷(PDMS)的制造过程中提供了一些困难。双通道设计容易制造，并提供合适的结果(示于图3C，用粉红色染料可视化通道)。
评估和测试
螺旋微流体装置的间距性质是通过使用不同尺寸(例如，直径为7.6微米、10.5微米、25.3微米)的胶乳微珠评价的，并在收集出口的端部为每个珠尺寸确定精确的间距位置。为了验证装置的性能(例如，富集)，在UCSD处使用BD-Accuri C6进行每次运行之前和之后，测量微珠的初始混合物比率和最终混合物比率。在处理期间，还测试了400微升/分钟、1毫升/分钟和1.5毫升/分钟的各种流速的效果。尺寸25.3微米的珠(类似于大多数的CTC的尺寸)通过出口通道1和2与7.6微米和10.5微米珠良好地分离，并且具有使用1.5毫升/分钟流速的最佳性能(参见图4A-4C)。25.3微米珠的群体在这样的流动条件下富集了600倍。即使利用微珠进行测试，这样的富集因子也明显验证了设计和方案。
利用混入的CTC进一步的修改和测试
在使用珠初步评估后，使用各种肿瘤细胞系(例如，HeLa，MCF-7，和U2OS细胞)对微流体装置进行测试，并在某些情况下，对从溶解有红血细胞的全血的超过100倍的进行富集观察。在一些情况下，由于制造挑战，设计被修改。一个源器件具有10个收集通道，75微米宽，185微米高。每个出口通道通过仅30μm的分离，并且由于其高宽比(>6)，在使用高度粘稠的SU-8光致抗蚀剂制造装置的模具时，存在挑战。对重新设计的装置进行了测试，其具有5和2个出口。在某些情况下，具有比图3A更少的出口的设计改善了SU-8模具的制造过程(参见图5A，装置1和装置2)。重新设计的2-出口装置能够清楚地分开25微米珠、HeLa细胞和MCF-7细胞到一个通道中，并且最白细胞通过较大的通道退出(图5B)。对两出口设计做出进一步修改，通过改变通道的尺寸，使得“Y”连接更顺畅，并在末尾建立扩展区域，以提高净化。这些修饰导致对癌细胞的优良富集特性，平均429.5倍富集，相比起始量。
在一个有代表性的实验中，含有约1900万白细胞的6毫升血液混入标记有抗EpCAM-PE抗体的～1000MCF-7细胞。在用RBC溶解缓冲液溶解红血细胞后，将剩余的细胞重新悬浮在PBS中，并通过螺旋富集结构。跟随运行，剩余约21584个白细胞代表除去约99.8％的白细胞(图6)。跟随运行，剩余约760个MCF-7细胞代表保留约80％(图6)。在六个独立实验中，这个过程中除去99.8％的白细胞，保持70-100％的混入的MCF-7癌细胞。在回收时的一些变化可起因于在每个实验的开始和结束时计数细胞的高可变性。
例2：流体动态辅助的结合CTC的抗体
设计被测试，其中抗体添加到癌细胞并且混合物通过混合结构注入来实现快速和有效的细胞标记。针对EpCAM测试几种市售抗体(CTC的上皮标记)。结果指示出，样品可潜在地在1-2分钟(相比20-60分钟)被混合结构的一次性芯片所标记。这种方案在OncoSorter系统中是可能的，由于用于微流体检测器系统芯片为一次性性质的缘故。最初的测试显示出优良的标记效率。在一些实施方案中，微流体检测器系统是自动化的，并且适用于临床环境，在临床环境中，没有在细胞处理和流式细胞术方面训练有素的科学家。
流体动力学仿真软件用来进行设计和分析混合结构，以提高芯片上的抗体与CTC的结合效率。使用封闭的芯片上设计在微流体芯片上自动混合可以减少样品处理，并提供用于细胞的高效抗体标记。被动型混合结构被开发出，并且可以与第一和第二阶段的富集和/或分选结构集成。几个设计迭代被生成并使用流体动力学仿真软件(COMSOL)被分析。一个有效的设计包括“蛇形”混合结构(图7)。模拟期间，在仅4个转弯后，观察到两个样品的完全混合。为了确保充分的混合和结合的机会，使用PDMS(如实施例1)，混合结构的芯片被设计和制造成具有20个转弯，并且(在一些实施例中)被用于本文中所描述的检测器系统。
评估和测试
本文所描述的CTC标签和捕获平台中的一个优点是能使用任何荧光标记物来标记CTC的灵活性。在这个例子中，EpCAM(经过验证和有效标记)被使用。对于抗体标记的初始测试，两个商业抗体PerCP-e710Human CD326(克隆1B7，eBioscience公司)和PE共轭的EpCAM(VU1D9，细胞信号传导技术(CST))被测试。这两种抗体的效果很好，但用eBioscience公司的EpCAM抗体没有观察到与未标记细胞充分分离。PE共轭VU1D9表明使用1:100的(抗体与细胞样品)容积比改进与未标记细胞的分离，并且使用1:25的混合比(图8)接近完全分离。在两种上皮衍生的癌症的细胞系，HeLa和MCF-7，对这种抗体进行测试，两者给出类似的结果。还用在一些混入实验中使用的GFP阳性的MFC-7细胞系观察到优良标记。实验结果显示，GFP阳性的癌细胞可正确地设门，用于GFP和GFP/EpCAM的阳性细胞(图8C-D)。综上所述，PE共轭VU1D9工作非常良好，并在使用混合结构的所有的EpCAM标记实验中使用。
为了评价和比较混合结构的芯片的混合和标记性质，两种方法被使用；(1)传统的在Eppendorf管中混合芯片外抗体，(2)使用本文所设计的混合结构(图9A-9B)进行抗体-标记。使用微混合器，在1分钟内，99％以上的活MCF-7细胞被用PE抗体染色，而芯片外标记花费超过30分钟，达成83％标记的癌细胞。在使用检测器系统进行分析时，荧光和标记也远高于一些检测极限。如果没有洗的话，多余的抗体在分析过程中产生一些背景。跟随混合结构运行，简单的清洗步骤可以除去非结合的抗体，降低背景的荧光噪音，但建立了额外的步骤。这个问题可以通过软件在分析过程中忽略(如设门)非常小但明亮的信号加以解决，并且会在开发的下一阶段实施。可使用250μl/min的流速，并且当抗体在芯片内混合期间，不会引起任何细胞死亡。因此，混合结构可被用作第一螺旋富集装置和微流体检测器之间的中间步骤。集成的样品制备系统将会使整个过程更容易，减少样品不一致或污染。
例3：用于CTC分离的台式微流体检测器
微流体检测器被开发，以完成CTCs的计数和分离。在某些情况下，内部设计的微流体荧光激活细胞分选仪(微流体检测器)被修改，用于CTC分离和分析。alpha原型的一种设计修改最大化收集效率，以确保几乎所有的CTC被分选。AutoCAD设计被产生，用来在Nano3中使用PDMS和在UCSD的Lo实验室制造微流体检测器(图10A-B)。主通道被设计为200微米的宽度并且分成三个50微米的样品采集通道，高度为80微米。芯片保持件也被设计成，允许在每次使用后或在存在阻塞(图10C)时进行芯片更换。保持件通过使用已经实施到装置中的对准标记，确保了微流体通道与光轴精确地对准，从而消除了用于不同装置的检测信号的任何潜在波动。保持件的位置(即，检测区域的位置)可以容易且精确地通过光学的xyz平台(图10C，左)控制。该装置具有使用特氟隆管道的三个入口以及出口。一个样品和两个鞘流入口位于顶部，并且位于底部的三个管是样品/废液收集通道。在一些情况下，压电致动器盘被永久地结合到每个微流体检测器。在一些情况下，压电致动器盘被永久地结合到LOC。
前述的α原型检测器系统使用芯片上波导，以及独特的时间-空间编码架构设计，用于荧光和散射检测。跟随光学询问，装置使用集成压电盘致动器，以通过排出有限容积的流体(100皮升至1纳升)来分选单个细胞。它还结合了使用特氟隆AF-涂层的光流体波导的芯片上激光照射。这样的检测的设计和方案因涂覆在PDMS壁上的特氟隆AF层的质量而有一些商业化方面的限制，诸如费用、复杂的制造处理和引入散射光噪声。在这一目标中修改原型被设计成具有向芯片外部的激光激励，从而避免了这些重要的问题。488nm的激光器被芯片外光学部件聚焦，照射微流体通道的直径为400微米(这可以调整)的检测区域，从而简化了制造处理。光学部件已被组装在紧凑的面板上。光纤耦合488激光器(25mW)被芯片外光学部件聚焦，芯片外光学部件包括50X长工作距离的显微镜物镜，照射直径为约400微米的检测区域。最初的电子控制系统已经完成，并与PMT(检测)和PZT(分选)接口相连。一种用于估计珠的行进速度的改进的算法可继续在分选速度和准确性方面提供更高的性能。
评估和测试
只使用一个PMT(检测器)来检测和分析三种或更多的荧光标记物的检测系统，采用了独特的色彩-空间-时间(COST)算法。对于改进的检测，新的滤波器阵列被设计并且被放置在像面上进行测试，使得能以特定频率对来自PMT的脉冲信号进行调制，从而允许进一步复杂的数字信号处理，例如通过应用FIR匹配滤波器算法提高信噪比、进行速度估计。使用这样的结构，检测系统足够灵敏，以检测来自彩虹校准珠的第五峰。这个灵敏度范围是足够多的，以便检测用EpCAM抗体标记的GFP阳性细胞和MCF-7细胞(参见图12A)。电子系统寄存器从PMT输出信号并且送出锯齿输出波形，以触发安装在微流体检测器上的PZT致动器。用于分选的输出电压是10V，并且上斜坡时间是1毫秒，但是这可以更短，以在未来达到更高的分选流通量。下面图12B显示了一图像，示出了如何响应于由PZT致动器所施加的压力脉冲发生分选事件。通过由PZT施加的压力，样品流(含有罗丹明染料，用于可视化)被偏转到左侧通道，而在PZT被关闭时，返回原来的位置。用于鉴别多种色彩的算法(例如，COST)，然后珠或细胞的速度估算用于从混合样品中只捕获CTC。电子装置可以被升级，以使用更快的实时控制电子系统。电子控制系统可以被优化，以达到更高的分选效率和样品纯度。
通过分选微珠和GFP阳性MCF7，微流体检测器的分选能力被测试和验证。对于微珠或CTC呈阳性的每个检测到的样品触发分选事件。为了验证分选，下游的分选验证系统被使用。首先，MCF7细胞被检测，并产生三波瓣的峰信号(111-调制)。随后，基于FPGA控制系统计算延迟时间并且通过施加1msec的10(V)而触发芯片上的压电致动器(PZT盘)。MCF7细胞被偏转到下游分选通道之一，并且另一个空间编码信号(1011-调制)实时验证成功的分选事件。下表显示了这里分析的微流体检测器原型在分选珠或混入的癌细胞时，可以达到约70％的分选纯度(即，回收率)。在这些实验中，已知数目的微珠或MCF-7细胞被引入，并使用微流体检测器用于检测和分选。平均来说，约109个的CTC的近68％在分选后被回收(表1)。
表1：分选仪测试和验证：
检测数目(平均) 分选数目(平均) 回收率
FITC微珠 223 173.5 77.80％(+/-2.5SD)
MCF-7细胞 109.5 74 67.58％(+/-6.72SD)
细胞存活率区分出本文所述的系统，相比依靠固定细胞和不适于进一步的下游应用的现有CTC检测系统。
在微流体检测器中，使用碘化丙啶(PI)或锥虫蓝，以两个主要步骤验证了细胞存活率。在预富集螺旋富集结构中，模拟MCF-7细胞(未处理的，即没有螺旋)和通过螺旋富集结构处理的细胞的存活率被比较。相比模拟细胞，检测到处理的细胞没有显著的细胞死亡(参见图13)。在最后的分选阶段，分选后收集的MCF-7细胞经显微术可视化，并且显现出处于良好的状态。敏感的心肌细胞被用于将本领域的FACS系统(BD Aria II)的当前状态于本文描述的微流体检测器进行比较。商用Aria II系统有71％的细胞存活率，而微流体检测器展示出98％的细胞存活率。增加的微流体检测器的细胞存活率可以(部分地)归因于在微流体系统中的较小的剪切应力。
在最后的实验中，系统的所有三个阶段被集成，以确定集成系统可如何很好地检测并收集细胞：从预富集、到标记以及最后用微流体检测器检测/采集。以高范围(2,000个活细胞)和低范围(～10个活细胞)，混入MCF7的细胞被导入到7.5毫升的血液中。使用市售流式细胞仪(BD Accuri C6)，对每个范围执行三个完整的实验，并且对最终收集的细胞进行了确认。在低和高的模拟CTC的范围内，初步结果显示令人印象深刻的检测、收集效率和一致性(表2)。平均而言，用于高范围的566个CTC(或28％)，并且低范围的3.3个细胞(或31.2％)被收集。用市售流式细胞仪(BD Accuri C6)对收集的样品进行了确认，并且检测到数量相同的细胞。当每个步骤被集成到具有开始-至-结束流体和泵系统的单一系统中，具有改进的数字信号处理算法，而且当正向和侧向散射都被包括在内时，选择和收集效率可被改善。
表2：对在7.5ml血中具有2000和10个活的混入“CTCs”的集成系统的最终测试：
总结
在外周血中找到的CTC提供了用于微创“液体活检”的机会，以确定原发肿瘤的恶性程度和可以形成转移的细胞存在。这里测试的系统表明了远远超过100倍(平均为429倍富集)预富集初始CTC群体、用微流体混合器使用EpCAM抗体迅速标记CTC、以及检测到的所有细胞的近70％被最后分选的能力。在此描述的系统可以改善检测以及下游分子分析和单个癌细胞测序，以及个性化的诊断和治疗。此外，这里描述的系统可以实施二维流限制，改进的电子和检测速度，其全部嵌入一次性和可制造的芯片(例如，热塑料芯片)。
例3：芯片上试剂混合
在流式细胞仪中未满足的需求是样品制备和在装载到用于分析和分选的流式细胞仪之前进行标注。通常情况下，必须通过将单独的被标记抗体(或染料)手动吸取到细胞样品中，对细胞进行标记。此过程可导致大的数据变化，例如由于抗体处理的差异、吸取不精确、存储不一致、抗体批量变异和/或类似原因。这对于那些必须由较少经验的技术人员进行检测的临床和护理点的应用，特别存在问题。
具有在芯片上预加载的芯片上试剂，可以使处理“全部托付(turn-key)”，而不必担心什么抗体、多少抗体或吸取误差。该试剂可以被预加载，并且根据试验或应用在分析之前或分析之后与样品进行混合。
因此，在本文描述的某些实施例中，本申请(例如，颗粒分选仪)的系统/装置可包括在其上形成用于试剂的存储和与所分析的颗粒的混合的一个或多个区域。图67示出了根据一些实施例，颗粒分选仪6700的框图。颗粒分选仪包括区域6730，用于预加载一个或多个试剂。混合器/混合区域6734也被形成，其允许预加载的试剂与在细胞样品端口6732(例如，类似于端口5002)接收到的细胞样品混合。一个或多个预加载的试剂可以是任何合于细胞分析的，并且可以包括，但不限于，免疫标记抗体，DNA/RNA标签(例如，碘化丙锭)，细胞状态标记物(例如，用于细胞凋亡、(一个或多个)DNA周期等)，纳米颗粒(磁性，荧光等)等。如图67所示，通过分析仪6736和/或分析仪/分选仪6738，可以分析和/或分选颗粒-试剂混合物。在一些实施方案中，并且也如图67所示，被分析和/或分选的颗粒可以进一步用另外在区域6740处形成到颗粒分选仪上的另外的预加载试剂处理。另外的试剂可以是任何适于细胞分析的，并且可以包括，但不限于，用于下游分子分析的细胞溶解缓冲液(例如，用于DNA/RNA/蛋白质分析)，用于细胞保存的样品固定(如仲甲醛)溶液，用于下游应用(如成像)的免疫标记抗体，生长介质(生长因子、细胞因子、氨基酸等)等。
具有在芯片上预加载的芯片上试剂，使得处理“全部托付”，而不必担心例如什么抗体、多少抗体、吸取误差和/或类似问题。该试剂可以被预加载，并且根据试验或应用在分析之前或分析之后与样品进行混合。
图68示出了采用芯片上混合器的示例性颗粒分选系统，以便从几毫升(例如6mL)血(例如，患者的血液样本，和/或混入CTC的血液对照样品)起，执行对血中的细胞的细胞标记和分离(例如，循环肿瘤细胞)。在红血细胞溶解后，由CTCs和WBCs的混合物组成的样品可被装载到集成微流体芯片6800中的注射器泵6802，如图68所示的。样品经过串联的预富集微流体系统6804、抗体混合室6806和芯片上细胞分选仪6808。在操作过程中，当泵6802注入样品到螺旋装置(或任何合适的富集设计)，以便将CTCs从WBCs中分离出来，来自富集装置的出口的CTC，在行进通过混合器的蛇形路径之前，进入预加载有抗体的芯片上的腔室中。流量平衡可以通过协调泵6802的注入速度和泵6810的撤回速度来实现。在CTC-抗体结合之后，泵6802可以停止并且泵6810可以将样品注入到microFACS部分，而泵6812提供鞘流动。在这个阶段，每一个标记有抗体的CTC被荧光检测和分选。
例4：用于色彩-空间-时间(COST)流式细胞仪系统的色彩补偿
用于色彩-空间-时间(COST)流式细胞仪系统的色彩补偿
对流式细胞仪系统，实现对被两种或多种类型的荧光团荧光标记的对象的精确检测以及表示，色彩补偿是理想的。这也是最具挑战性的任务之一，需要重要的用户关于样品的性质的经验和知识，以便正确地执行色彩补偿。在包含两种荧光色的色彩补偿的一个简单的例子中，其可以代表经过各自的色彩滤波器之后从两个光电倍增管检测到的信号。
S1＝T11I1+T12I2 (2-a)
S2＝T21I1+T22I2 (2-b)
其中S1和S2是来自PMT1和PMT2的测量信号。I1和I2是我们想从荧光团1和荧光团2检测到的真实强度。2×2的T矩阵的若干元素代表光从每个荧光团发出到色彩滤波器(或分色镜)后面的2个PMT的传输。在理想情况下，两种荧光团的发射波谱不重叠，非对角线元素T12和T21都应该是零。然而，由于荧光团的相对宽的发射波谱，来自一个荧光团的相当大量的光可以在相邻频谱到达PMT，得到T12和T21的非零值。
色彩补偿是在等式(1)中从所测量的信号S1找到真实强度I的处理。求解等式(2)，我们获得
其中D是T矩阵的行列式并等于T11T22-T12T21。在现实中，由于噪声讹误，也可能难以从等式(3)恢复真实信号。这是真实的，特别当一个信号具有比其他信号显著更大的幅值时，这可能在最终的色彩补偿的结果中产生较大的误差。
与传统的流式细胞仪相比，COST算法以根本不同的方式处理色彩补偿问题。我们利用由每个荧光团产生的信号波形执行色彩补偿。图69A-69C示出了来自根据COST算法的原理设计的色彩滤波器的两个不同的荧光团的作为特征标记的波形。信号中的前2个峰(见图69A-69B)起自于通过COST滤波器中的全通(白)窗的传输，给出关于总体光强度的信息，而跟随这两个峰的其余特征对应于通过COST滤波器的光传输。
来自单个PMT的测量信号S(t)可被表示
S(t)＝I1f1(t)+I2f2(t) (4)
其中I1和I2是由荧光团1和荧光团2发出的光强度，是我们尝试在色彩补偿处理后找出的数值。f1(t)和f2(t)为每个荧光团的标准化的“特征标记波形”，如在图69A-69B所示。f1(t)和f2(t)被“标准化”，即，前2个峰的高度假定为一致的，代表100％的光传输过全通(白)窗口。在这里，两个峰用来帮助估计强度噪声的量，此外提供有关细胞的速度的信息，以帮助下游细胞分选。
所测量的波形S(t)将显示出波形中的两个峰，并且在S(t)中峰的高度可以写成
Sp＝I1+I2 (5)
从等式(4,5)，我们可以发现单独的荧光团的强度：
这里关注在τ<t<T之间的持续时间，这是两个主要的峰的结束和COST信号的结束之间的时间间隔。τ和T的值取决于细胞的流速。
注意，用于传统的流式细胞仪的色彩补偿处理和COST系统产生不同的数学表达式(即等式3和等式6)。两种色彩补偿方案之间存在着根本和显著的区别。这导致用于传统的流式细胞仪的等式(2)显示出我们得到两个数值数目I1、I2。我们没有客观的方法来测量色彩补偿的结果的质量和准确性，当噪声高时，这可能会导致显著的影响。该方法还需要单独的校准实验和用户的判断来确定色彩补偿的结果是否合理。
这起因于COST系统，如等式(6)所示，具有与传统的流式细胞仪不同的特性。需要注意的是等式(6)中的等式的右手侧依赖于时间，因为荧光团的这两个‘波形特征标记’f1和f2以及所测量的信号S(t)是与时间有关的。另一方面，在一个理想的情况下，等式(6)的左手侧应是时间独立的，由于I1、I2分别地代表来自荧光团1和荧光团2的通过透明窗(全通滤波器)的发光幅值。在现实中，由于噪声的效应，I1和I2的实际值可能会显示出一些随时间的变化，如图69C中所示。现在，随时间变化的程度定义为其中ΔI和是I在等式(6)中的变化和平均值，产生对色彩补偿结果的定量、客观的度量。此外，操作者可以利用不同的数学算法，通过最小化噪声的效应，并避免任何奇点，以产生对荧光团的最可靠的I值。例如，由于荧光团的特性，等式(5)中由一定的持续时间得到的结果，可以显示出，比由其他的持续时间得到的结果，更强的变化。有利的是，我们忽略了在这些持续时间中波动的I值，并且只使用当波动处于一定范围内时的值。
总之，COST算法不仅可以最小化光电倍增管和关键光学部件的数量，以检测多种荧光色，但也提高色彩补偿的结果的准确性和可靠性。代替产生用于荧光团的强度的固定值，如在传统的流式细胞仪中那样，COST系统产生荧光团的强度值，显示出经过一时间间隔的波动。波动的程度产生对结果的质量和可靠性的定量测量，并且操作者可以使用数字信号处理算法，以减少变化，用于更精确的结果，或开发准则，以接受或拒绝一定的结果，从而提高了整个系统的性能。
增加动态范围的方法
因为COST算法使用最小数目的光电倍增管(PMT)来检测多种荧光色，该技术必须以与传统的流式细胞仪不同的方式处理动态范围的问题。
在传统的流式细胞仪中，每个荧光色是针对特定的PMT，并且该PMT的放大系数是根据所发射的特定波长的光的强度设定的。在传统的流式细胞仪中，动态范围的问题发生在一个细胞中相邻的荧光团的溢出强度比另一细胞的靶荧光团的发光强度大得多的情况下。强溢出效应可以限制PMT的最大增益设定并且防止系统达到最佳的信噪比，用于具有微弱的荧光强度的细胞。
用于COST系统，单个PMT被用于检测多种荧光团。如果样品中含有给出强的荧光强度的细胞和产生微弱的荧光强度的细胞，则PMT的放大系数的设置将被产生强荧光发射的细胞的限制，以防止光电倍增管进入饱和。如此，具有弱发光强度的细胞的信号质量将受损。
克服了动态范围限制的一种有效方法是建立具有不同的传输系数的串联COST滤波器。如图70A所示，串联COST滤波器由两组光学滤波器组成。第一组滤波器可以具有5个狭缝，具有(例如)2个全通滤波器，跟随的是传输峰分别处于绿色、黄色和红色波长的三个宽频滤波器。正好处于第一组5-狭缝滤波器旁边的是第二组5-狭缝滤波器，以与第一组过滤器相同的顺序布置，不同之处在于第二滤波器组的绝对传输系数比第一滤波器组更低(例如30倍)。从微流体通道中的行进细胞发射的荧光在到达PMT检测器之前，被投影到串联的狭缝滤波器，产生10个峰的COST信号，由于第二滤波器组的衰减，该信号的前一半比信号的后一半强得多(参见图70B)。光电倍增管放大被设定在高值，以适应待测细胞群体中最弱的信号。对于具有较强的发光强度的细胞，PMT信号的前一半可以成为饱和的，并且不包含有用的信息。然而，PMT信号的后一半包含所有COST算法所需的信息来检测细胞的荧光色和强度。另一方面，对于具有弱发光强度的细胞，信号的后一半由于光衰减而质量低下，但信号的前一半具有高质量，且光电倍增管放大水平适当。从串联滤波器架构受益的是，该系统可以利用单个光电倍增管检测器总是产生高品质的信号，而不管细胞的信号强度。
对于连接到后置放大器和16位A/D转换器的光电倍增管，很容易区分出作为满输出刻度的1/40(即来自5V的最大输出范围的125mV)的信号。通过在第二滤波器组中30倍衰减光传输，操作者可以达到超过1000的动态范围。如果对于一定的应用，需要高于1000的动态范围，这样的构思还可以进一步扩展。为了改变动态范围，操作者只需要更换COST滤波器，而不需要系统的其他调整。
这样的串联滤波器组的一个折衷是增加的信号持续时间，这可能限制系统的流通量。这种限制可以通过改进的滤波器制造处理得到缓解，如微加工或能产生细小缝隙和紧凑滤波器组的3D印刷处理。用于总共10个狭缝的串联的COST滤波器，微细加工可被用于产生100微米宽的狭缝，狭缝之间的间隔为50微米，产生约1.5毫米的总的滤波器长度。用于具有50X放大倍数的光学系统，产生满信号的细胞在微流体通道中实际的行进距离为30微米(即1.5毫米除以50)。用于在流式细胞仪的1米/秒的典型细胞的速度，系统能够获得的流通量大于30,000个细胞/秒，这对于大多数应用而言，是足够的流通量。
具有增加动态范围的COST滤波器的实施例
在下面，我们描述如何可使用微细加工技术来实施串联COST滤波器。当然，有其他方法，如3D打印、激光加工，以产生类似的装置。
图71A-71G示出微加工的串联滤波器的处理流程。在在所关注的波谱范围上具有1.41和1.46之间的折射率的玻璃基板(图71A)上，沉积一层氮化硅(Si3N4)(图71B)。由于氮化硅在相同的波谱范围内具有1.9和2.1的折射率，在玻璃上的氮化硅层用作光学干涉仪。干涉仪在波长λT具有最大传输系数，其中满足以下等式类似地，干涉仪在λR具有最小透射(或最大反射)，λR满足关系式λT和λR的值限定出COST滤波器的单元的波谱特性，并且可以由硅氮化层的厚度来控制。
使用标准的光刻处理，操作者可以选择性地除去氮化硅层的一部分(即改变氮化物厚度d)来定义一组新的波长，用于最大和最小传输系数(图71C)。在重复光刻和氮化硅蚀刻工艺几次之后，可得到具有不同传输特性的干涉仪的阵列(图71D)。为了制造全通滤波器，氮化硅层被完全除去，使得光只通过玻璃基片传输(图71E)。
跟随具有所需波谱特性的阵列滤波器的制造，另一个光刻工序被执行，以创建由金属薄膜限定的狭缝。滤波器之间的空间被铝金属膜覆盖，其中，如果需要的话，可以被阳极氧化，以减少光反射(图71F)。作为最后的步骤，光衰减层被加入到玻璃基片的背面，覆盖第二组滤波器的区域(图71G)。最简单的方法是形成吸收式衰减器，这是因为应用处于非常低的功率并且加热不是问题。或者，可以使用衍射型或反射型衰减器。由于覆盖COST串联滤波器的一半尺寸的衰减区域的尺寸比较大，可以使用用于沉积的掩膜。例如，如Cr或Ni的薄的(例如，30纳米)溅射折射金属膜层可以很容易地提供所需的衰减。在微细加工完成后，每个串联的COST滤波器被切割成单独的小片，在流式细胞仪中使用。6”玻璃晶片可以产生300多个COST串联过滤器，以支撑低成本制造。对于横跨6”晶片给出5％的变化的微加工处理，这些装置预计将有良好的均匀性和高的运行至运行(run-to-run)重复性。
例5：后分选阀(多个)
微流体分选系统通常具有鞘液的连续流，其退出分选通道，即使细胞没有被主动地分选。当分选非常稀有的细胞群体时，这会提出挑战。例如，如果1ml样品中含有10个或甚至100个分选的细胞，它产生稀释样品并且将不可被修正，用于多个下游应用，例如，涂布(plating)到96孔板中。稀有的细胞的应用的例子包括循环肿瘤细胞或循环胎儿或循环的胎盘细胞等等的分离。
现在解决这一问题的方法由在离心管中放置分选容积、离心样品、吸取出上清液以及在所需的容积中再悬浮组成。这需要额外的时间，并且增加了处理过程中丢失稀有的细胞的可能性，潜在地导致对下游应用而言，低的不可接受的产量。
因此，本公开的各方面可以包括形成在分选通道中的一个或多个后分选阀，以便在无细胞分选事件的时期转移连续鞘流，以减少由于连续鞘流退出分选通道所引起的分选细胞的稀释。
图72A、72B示出如何以本文描述的颗粒分选仪(多个)的各方面，可以采用后分选阀7220。图72A示出了所处理的分选通道7210C(例如，类似于图50的分选通道5010C)中的分选颗粒(例如，细胞)7028的问题。分选颗粒7210可以在检测时通过传感器7214C产生阻抗信号，如公开在图50的实施方案中的如元件5014C。由于来自分选通道7210C的连续鞘流收集，颗粒7228可以是在相对大的收集容积内不可检测的。图70B示出形成于分选通道7210C中的后分选阀7220。后分选阀7220可以可操作来接收颗粒检测事件/信号(例如，关联于来自传感器7214C的阻抗检测信号，或来自分选机构(例如压电致动器5006)的分选信号)。当没有接收到颗粒检测信号(即，没有颗粒在分选通道7210C中检测出来)时，后分选阀7220可以简单地通过第一出口7220A移除鞘液。当接收到颗粒检测信号时，后分选阀7220可以通过第二出口7220B移除分选颗粒7228。以这种方式，与分选颗粒7228相关联的分选容积减小。在一些实施方案中，包括这样的后分选阀的颗粒分选仪可操作，以估计分选颗粒的流动速度，然后当预期分选颗粒到达后分选阀时，操作后分选阀以打开第二出口7220B(以及关闭第一出口7220A)。在一些实施方案中，颗粒速度的估计可以补偿/允许估计的颗粒位置的上游和下游的可变容积位移(如：+/-2μL)，以确保它被捕获。
后分选阀可以是任何类型的阀(芯片上、芯片外、机械的、压电的等)。在一些实施方案中，当颗粒检测事件可以是稀有的时，后分选阀并不需要是可操作用于快速开关的。
例6：使用芯片上标记的对准
在本文所述的若干实施方案中，灵敏度检测和高纯度的分选要求光学部件(例如图34、图52A、和/或图73所示的光学部件)与微流体系统的询问区域(如颗粒分选仪5000的一个或多个通道)之间准确和可重复的对准(alignment)。在一些实施方案中，利用具有定制对准软件、成像系统(例如显微镜)以及电动XYZ台(motorized XYZ-stage)的半自动校准系统，本文公开的各方面实现了对准。与电动XYZ台相关联并且通过压电致动器驱动的Picomotors，可以产生高精确度(<5微米)，并且在一分钟之内。
如图73最佳所示，一个或多个对准标记7320可以形成在颗粒分选仪(例如图14-16的颗粒分选仪)上。可以采用任何合适的尺寸/形状(例如，50微米边的正方形)、光学特性(例如，反射，荧光，散射等)的对准标记7320。
应当理解，本文所公开的实施方案的各种组合在本公开的范围之内。这样的组合可以包括，但不限于：
使用在本文中公开的任何颗粒分选仪(例如图14、15、16A-16C、50等的颗粒分选仪)的任何分选通道中的一个或多个后分选阀(例如，图72B)；
色彩补偿方法应用(例如，图69-71)到本文公开的任何颗粒分选仪(例如图14、15、16A-16C、50等的颗粒分选仪)；
用于验证分选颗粒的方法(例如，图57,61，64)应用到本文公开的任何颗粒分选仪(例如图14、15、16A-16C、50等的颗粒分选仪)；
与本文公开的任何颗粒分选仪(例如图14、15、16A-16C、50等的颗粒分选仪)一起使用芯片上的试剂和混合器(图67、68)，包括预分选混合器(如示于图67、68)和后分选混合器(如示于图67)。
在此处描述的某些实施例中，具有非短暂性计算机可读介质(也被称为非短暂处理器(non-transitory processor)可读介质)的计算机存储产品具有在其上的用于执行各种计算机实施操作的指令或计算机代码。计算机可读介质(或处理器可读介质)是非短暂的，即它不包括短暂的传播信号(例如，在传输介质(如空间或缆线)上携载信息的传播电磁波)。介质和计算机代码(也本文中称为代码)可以是那些被设计和构造用于具体目的或用途的。非短暂性计算机可读介质的例子包括，但不限于：磁存储介质(诸如硬盘)，光存储介质，(诸如光盘/数字视频光盘(CD/DVD光盘))，压缩盘-只读存储器(CD-ROMs)，磁光存储介质(诸如光盘)，载波信号处理模块，以及专门构造成存储和执行程序代码的硬件装置，诸如特定应用集成电路(ASIC)、可编程逻辑器件(PLD)、只读存储器(ROM)和随机存取存储器(RAM)装置。
计算机代码的例子包括，但不限于，微代码或微指令、机器指令(如由编译器产生的)，用于产生web服务的代码，和包含由计算机使用解释器执行的更高级别的指令的文件。例如，可以使用Java，C++或其他编程语言和/或其他开发工具实施若干实施方案。
这里描述的各种实施方案不应该被解释为限制本公开内容的范围或精神。应该理解的是，在此没有任何意图限制本公开的范围。应进一步理解，可以依靠各种其它实施方案、修改及其等同物，其可以使本领域技术人员得到教导，而不脱离本公开内容的精神和/或所附权利要求的范围。
本领域技术人员将认识到或能够查明，使用不超过常规实验，在本文具体描述的具体实施例的许多等同方案。这样的等同物意欲涵盖于所附权利要求的范围内。

Claims (13)

1.一种分选颗粒的验证方法，包括：
接收第一检测信号，第一检测信号与在第一通道中的颗粒的光学特性相关联；
基于第一检测信号，确定多个第二通道的分选通道，由此基于颗粒的光学特性确定将颗粒分选到分选通道；
传输分选信号，用于将颗粒从第一通道分选到分选通道中；
接收第二检测信号，第二检测信号与在分选通道中的检测到的颗粒的存在相关联；
基于第二检测信号，验证将颗粒从第一通道分选到分选通道中，其中第二检测信号与阻抗检测相关联；和
基于第二检测信号，修改分选信号的一种或多种参数，所述分选信号的一种或多种参数包括所述分选信号的电压波形。
2.如权利要求1的方法，其中，第一检测信号与多个光信号相关联。
3.如权利要求2的方法，其中，多个光信号包括一个或多个参考信号以及一个或多个荧光信号。
4.如权利要求1的方法，其中，光学特性包括颗粒的一种或多种荧光性质。
5.如权利要求4的方法，其中，基于颗粒的一个或多个荧光性质，确定分选通道。
6.如权利要求1的方法，传输分选信号包括将分选信号传输到分选元件。
7.如权利要求6的方法，其中，分选元件包括压电致动器，还包括基于压电致动器所需的变形产生分选信号，以将颗粒分选到分选通道中。
8.如权利要求1的方法，其中，分选通道中的颗粒的存在改变了在第二检测通道中检测到的阻抗。
9.如权利要求1的方法，还包括：
接收另外的第一检测信号，另外的第一检测信号与在第一通道中的第二颗粒的光学特性相关联，其中，第二颗粒的光学特性不同于第一颗粒的光学特性；
基于另外的第一检测信号，确定多个第二通道的第二分选通道，其中第二分选通道不同于分选通道，由此基于第二颗粒的光学特性，确定将第二颗粒分选到第二分选通道中；
传输第二分选信号，用于将第二颗粒从第一通道分选到分选通道中；
接收另外的第二检测信号，所述另外的第二检测信号与在第二分选通道中的第二检测颗粒的存在相关联；
基于第二检测信号并且基于另外的第二检测信号，验证将颗粒从第一通道分选到分选通道中；和
基于第二检测信号并且基于另外的第二检测信号，验证将第二颗粒从第一通道分选到第二分选通道中。
10.如权利要求1的方法，其中，颗粒选自无机粒子、有机粒子、以及细胞。
11.如权利要求1的方法，其中，所述分选信号的一种或多种参数包括所述分选信号的输出电压波形的宽度。
12.如权利要求1的方法，其中，所述分选信号的一种或多种参数包括所述分选信号的强度。
13.如权利要求1的方法，其中，修改所述一种或多种参数包括实时修改所述分选信号的一种或多种参数。
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Families Citing this family (138)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9943847B2 (en) 2002-04-17 2018-04-17 Cytonome/St, Llc Microfluidic system including a bubble valve for regulating fluid flow through a microchannel
US8346482B2 (en) * 2003-08-22 2013-01-01 Fernandez Dennis S Integrated biosensor and simulation system for diagnosis and therapy
AU2005311631B2 (en) 2004-12-03 2012-06-07 Cytonome/St, Llc Unitary cartridge for particle processing
US9260693B2 (en) * 2004-12-03 2016-02-16 Cytonome/St, Llc Actuation of parallel microfluidic arrays
CN105008895B (zh) 2012-10-15 2019-02-15 纳诺赛莱克特生物医药股份有限公司 颗粒分选的系统、设备和方法
EP2943778B1 (en) 2013-01-09 2020-10-28 The Regents of The University of California Apparatus and methods for fluorescence imaging using radiofrequency-multiplexed excitation
US9757726B2 (en) 2013-03-14 2017-09-12 Inguran, Llc System for high throughput sperm sorting
US10371622B2 (en) 2013-03-14 2019-08-06 Inguran, Llc Device for high throughput sperm sorting
US10662408B2 (en) 2013-03-14 2020-05-26 Inguran, Llc Methods for high throughput sperm sorting
US20150064153A1 (en) 2013-03-15 2015-03-05 The Trustees Of Princeton University High efficiency microfluidic purification of stem cells to improve transplants
CA2942831A1 (en) 2013-03-15 2014-09-18 The Trustees Of Princeton University Methods and devices for high throughput purification
CN105264127B (zh) 2013-03-15 2019-04-09 Gpb科学有限责任公司 颗粒的片上微流体处理
WO2015143041A1 (en) 2014-03-18 2015-09-24 The Regents Of The University Of California Parallel flow cytometer using radiofrequency mulitplexing
EP3146313A4 (en) * 2014-05-23 2018-02-14 Université Laval Fluorescent nanosensors and uses thereof
WO2015187783A1 (en) 2014-06-05 2015-12-10 Virocyt, Inc. Flow cytometer signal peak identification employing dynamic thresholding
WO2016053181A1 (en) * 2014-10-01 2016-04-07 Water Optics Technology Pte. Ltd A sensor for particle detection in a fluid
CN104458519B (zh) * 2014-12-08 2017-01-18 重庆南方数控设备有限责任公司 获取血沉数据的精确检测方法
CN111855621B (zh) 2015-02-24 2023-11-10 国立大学法人东京大学 动态高速高灵敏度成像装置及成像方法
US9623407B2 (en) 2015-03-27 2017-04-18 International Business Machines Corporation Microfluidic device with longitudinal and transverse liquid barriers for transverse flow mixing
US9867250B1 (en) 2015-04-20 2018-01-09 The Arizona Board Of Regents On Behalf Of The University Of Arizona System having a configurable pico-second pulsed LED driver circuit and photomultiplier tube biasing and gating circuits for real-time, time-resolved transient recording of fluorescence
US10976232B2 (en) * 2015-08-24 2021-04-13 Gpb Scientific, Inc. Methods and devices for multi-step cell purification and concentration
CN108474728B (zh) 2015-10-13 2022-04-26 贝克顿·迪金森公司 多模态荧光成像流式细胞术系统
CN114062231B (zh) 2015-10-28 2024-09-10 国立大学法人东京大学 分析装置
KR101855490B1 (ko) * 2016-01-22 2018-05-08 한국과학기술원 점탄성유체와 점성유체의 병행층류를 이용한 미소 입자 분리 및 세정 방법
BR112018068866B1 (pt) 2016-03-17 2022-11-29 Bd Biosciences Classificação de células utilizando um citômetro de fluxo de fluorescência de alto rendimento
US10190961B2 (en) * 2016-03-18 2019-01-29 Shenzhen Mindray Bio-Medical Electronics Co., Ltd. Sample analyzer and sample analyzing method thereof
WO2017168493A1 (ja) * 2016-03-28 2017-10-05 株式会社日立製作所 一細胞由来生体分子捕捉用システム
CN105907633A (zh) * 2016-05-06 2016-08-31 中国科学院合肥物质科学研究院 一种用于细胞精细分选、计数和检测的微流控芯片装置
CN106053392B (zh) * 2016-05-19 2019-12-10 西北大学 基于微纳流控反射干涉光谱成像系统的装置及实现方法
CN107442186B (zh) * 2016-05-31 2020-06-09 深圳汇芯生物医疗科技有限公司 微流控芯片、基于微流控芯片的分析装置及分析方法
JP7075126B2 (ja) 2016-06-10 2022-05-25 ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニア 画像ベースの細胞分取システムおよび方法
CN106043852A (zh) * 2016-06-30 2016-10-26 铜陵海源超微粉体有限公司 用于粉体的降温方法
US11673352B2 (en) * 2016-09-20 2023-06-13 United States Of America As Represented By The Administrator Of Nasa Automated wave guide system for in-process monitoring of carbon fiber reinforced polymer (CFRP) composite laminates with hanning window tone-bursts of center frequencies from 100-225 kHz and 100-350 kHz
CN106370484A (zh) * 2016-10-13 2017-02-01 苏州阿洛斯环境发生器有限公司 合成射流装置、便携式微型颗粒物采样器及捕集方法
CN106694066A (zh) * 2016-12-22 2017-05-24 基努里(天津)生物科技有限公司 一种低耗能的微球生物检测的微流控芯片
CN108251291A (zh) 2016-12-29 2018-07-06 上海新微技术研发中心有限公司 一种细胞筛选装置和细胞筛选方法
US10272431B2 (en) * 2017-02-18 2019-04-30 Owl biomedical, Inc. Microfabricated cell sorter using pressure pulse
WO2018152479A1 (en) * 2017-02-20 2018-08-23 The Regents Of The University Of California High efficiency optical detection of biomolecules in micro-capillaries
WO2018152478A1 (en) 2017-02-20 2018-08-23 The Regents Of The University Of California Physically operable and mechanically reconfigurable light sources
WO2018160595A2 (en) 2017-02-28 2018-09-07 The Regents Of The University Of California Optofluidic analyte detection systems using multi-mode interference waveguides
WO2019004964A2 (en) * 2017-03-17 2019-01-03 Istanbul Teknik Universitesi SPIRAL GEOMETRY MICROCANAL STRUCTURED WITH ASYMMETRIC BUCKLES FOR CONTINUOUS SEPARATION OF CANCER CELLS FROM THE BLOOD AND THEIR ENRICHMENT IN THE CIRCULATORY SYSTEM
US11982611B2 (en) 2017-03-20 2024-05-14 Nanocellect Biomedical, Inc. Systems, apparatuses, and methods for cell sorting and flow cytometry
JP7285008B2 (ja) * 2017-03-31 2023-06-01 マサチューセッツ インスティテュート オブ テクノロジー 粒子を流動させるためのシステム、物品および方法、
KR102585276B1 (ko) 2017-03-31 2023-10-05 라이프 테크놀로지스 코포레이션 이미징 유세포 분석을 위한 장치, 시스템, 및 방법
EP3385699A1 (en) * 2017-04-07 2018-10-10 Universitat Rovira i Virgili Optofluidic device and method for detecting circulating tumour cells
WO2018189040A1 (en) 2017-04-14 2018-10-18 Ventana Medical Systems, Inc. Size-based separation of dissociated fixed tissues
CN107164213A (zh) * 2017-04-21 2017-09-15 华中科技大学 一种基于惯性原理分离细胞的芯片
CN106955384A (zh) * 2017-05-04 2017-07-18 中国药科大学 一种循环肿瘤细胞捕获装置
US11525767B2 (en) * 2017-05-24 2022-12-13 Sony Corporation Optimizing method of suction condition of microparticle and microparticle fractionating device
CN110770552B (zh) * 2017-06-14 2023-09-12 陈敬红 高灵敏度光学检测系统
US10639607B2 (en) * 2017-06-16 2020-05-05 Matralix Pte Ltd Systems and methods for preparing wax and lipid particles
WO2018236708A1 (en) 2017-06-19 2018-12-27 Massachusetts Institute Of Technology SYSTEMS AND METHODS FOR MEASURING PARTICLE PROPERTIES
US10543435B2 (en) * 2017-07-26 2020-01-28 James William Masten, JR. Low-energy dynamic filter
CN107446807B (zh) * 2017-07-26 2019-08-06 中国人民解放军陆军军医大学第一附属医院 集成式太赫兹超结构纳米生物芯片及其应用和方法
CN107488582B (zh) * 2017-08-08 2021-09-10 上海交通大学 稀有细胞和颗粒富集分离柔性微流控芯片
CN111295578B (zh) * 2017-08-15 2023-12-22 华盛顿大学 颗粒分离系统和方法
CN111565845B (zh) * 2017-08-22 2023-01-13 依利根公司 微流体设备中的位置跟踪和编码
CN107699478A (zh) * 2017-09-19 2018-02-16 朱嗣博 一种循环肿瘤细胞（ctc）检测用微流控芯片装置
US10864555B2 (en) * 2017-09-21 2020-12-15 AMP Robotics Corporation Systems and methods for robotic suction grippers
CN109781975B (zh) * 2017-11-14 2022-05-06 河南乾坤科技有限公司 富集循环稀有细胞的试剂及方法
EP3704468B1 (en) * 2018-01-29 2025-03-12 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Particle categorization
WO2019147278A1 (en) 2018-01-29 2019-08-01 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Object separating
CN108169210A (zh) * 2018-01-30 2018-06-15 北京航空航天大学青岛研究院 基于表面增强拉曼检测的细胞分选方法及系统
WO2019167510A1 (ja) 2018-03-02 2019-09-06 ソニー株式会社 微小粒子の吸引条件の最適化方法、微小粒子分取用装置、微小粒子分取用システム及び微小粒子分取用プログラム
CN108844855B (zh) * 2018-04-12 2021-07-13 闫超良 一种孢子粒密度及粒径监测分析系统
EP3781977A1 (en) * 2018-04-17 2021-02-24 ChemoMetec A/S Depicting of objects
WO2019209723A1 (en) * 2018-04-26 2019-10-31 Becton, Dickinson And Company Characterization and sorting for particle analyzers
EP3801902B1 (en) 2018-05-31 2024-09-04 Donaldson Company, Inc. Droplet sensors for fuel systems
JP7369385B2 (ja) 2018-06-13 2023-10-26 シンクサイト株式会社 サイトメトリーのための方法及びシステム
EP3830547B1 (en) 2018-08-01 2023-11-29 Sartorius BioAnalytical Instruments, Inc. Methods, kits and stain compositions for flow cytometry evaluation of unassociated virus-size particles using multiple fluorogenic dyes
US10611995B2 (en) * 2018-08-15 2020-04-07 Deepcell, Inc. Systems and methods for particle analysis
AU2019331905A1 (en) * 2018-08-31 2021-03-18 Orca Biosystems, Inc. Ultrafast particle sorting
WO2020069185A1 (en) * 2018-09-26 2020-04-02 University Of Virginia Patent Foundation Multiplexed on-chip impedance cytometry system and method
WO2020072303A1 (en) * 2018-10-03 2020-04-09 Verily Life Sciences Llc Systems and methods for maintaining constant volumetric flow rates in a fluid channel
CN111036315B (zh) * 2018-10-15 2021-09-21 京东方科技集团股份有限公司 一种微量样品的生成方法及生成芯片
WO2020081292A1 (en) * 2018-10-17 2020-04-23 Becton, Dickinson And Company Adaptive sorting for particle analyzers
WO2020091720A1 (en) * 2018-10-29 2020-05-07 University Of Wyoming Enhancement of fountain flow cytometry by reducing background light intensity
CN109289953B (zh) * 2018-11-14 2020-11-27 哈尔滨工业大学 微尺度颗粒分离芯片及利用该芯片分离微尺度颗粒的方法
CN109470672A (zh) * 2018-12-06 2019-03-15 大连海事大学 多光强激发检测单个微藻细胞活性的装置与方法
CN109783858B (zh) * 2018-12-13 2023-09-29 航天神舟飞行器有限公司 一种用于低雷诺数翼型优化的方法
WO2020131754A2 (en) * 2018-12-17 2020-06-25 Captl Llc Photon counting and multi-spot spectroscopy
US11262239B2 (en) * 2018-12-20 2022-03-01 Imec Vzw Multicolor sensor for flow cytometry
CN113301996B (zh) * 2019-01-09 2023-11-10 普雷斯基因组有限公司 用于可变形珠富集和自调节式排序以及在液滴中包封的微流体装置
EP3908824A4 (en) * 2019-01-11 2022-10-12 Becton, Dickinson and Company OPTIMIZED SORT TRIGGERS
US11137337B2 (en) 2019-01-21 2021-10-05 Essen Instruments, Inc. Flow cytometry with data analysis for optimized dilution of fluid samples for flow cytometry investigation
CN119044040A (zh) * 2019-02-08 2024-11-29 贝克顿·迪金森公司 液滴分选决策模块、系统及其使用方法
JP7466563B2 (ja) * 2019-03-29 2024-04-15 ベクトン・ディキンソン・アンド・カンパニー 粒子の区別に使用するためのパラメータ
JP2022529196A (ja) 2019-04-19 2022-06-20 ベクトン・ディキンソン・アンド・カンパニー フローサイトメトリイベントデータのサブサンプリング
EP3959578A4 (en) * 2019-04-24 2022-12-21 Bennubio Inc. POSITION-ASSISTED NEGATIVE PARTICLE REJECTION (PANR) TO SORT AND ENRICH TARGET CELLS OF INTEREST
JP2022534866A (ja) 2019-05-13 2022-08-04 フリーイェ・ユニヴェルシテイト・ブリュッセル 粒子特性評価のための方法及びシステム
WO2020243581A1 (en) * 2019-05-31 2020-12-03 Amberstone Biosciences, Inc. Microfluidic determination of low abundance events
CN110186836B (zh) * 2019-06-21 2022-04-01 山东师范大学 循环肿瘤细胞分离分析与分型计数的光流控流式细胞仪
CN110283714B (zh) * 2019-07-01 2022-04-01 中国人民解放军陆军军医大学第一附属医院 基于太赫兹和微流控的循环肿瘤细胞检测分离装置
KR102217878B1 (ko) * 2019-07-03 2021-02-18 세메스 주식회사 빛파장을 이용한 노즐검사장치 및 방법
CN114303050A (zh) * 2019-07-10 2022-04-08 贝克顿·迪金森公司 用于调整细胞分选分类的可重构集成电路
US12042794B2 (en) * 2019-10-07 2024-07-23 Cornell University Programmable ultrasonic field driven microfluidics
GB2604481A (en) 2019-10-10 2022-09-07 1859 Inc Methods and systems for microfluidic screening
JP2022550916A (ja) 2019-10-10 2022-12-05 ジョージア テック リサーチ コーポレイション 深紫外線顕微鏡を用いた無標識の血液学的および組織病理学的分析
US12031895B2 (en) 2019-10-28 2024-07-09 Op-Hygiene Ip Gmbh Method of identifying biologic particles
JP2021076455A (ja) * 2019-11-07 2021-05-20 ソニー株式会社 分取制御装置、該分取制御装置を用いた粒子分取装置及び粒子分取システム、並びに分取制御方法、及び制御プログラム
US11635375B2 (en) 2019-11-20 2023-04-25 Becton, Dickinson And Company Light detection module with adjustable sensitivity
JP2023503582A (ja) * 2019-11-29 2023-01-31 ドナルドソン カンパニー，インコーポレイティド 流体中の粒子を分離するためのシステム及び方法
US20220412871A1 (en) * 2019-12-10 2022-12-29 Siemens Healthcare Diagnostics Inc. Device for visualization of components in a blood sample
EP4357754A3 (en) 2019-12-27 2024-07-10 Thinkcyte, Inc. Flow cytometer performance evaluation method and standard particle suspension
WO2021128229A1 (zh) * 2019-12-27 2021-07-01 重庆康佳光电技术研究院有限公司 一种待转移led芯片的筛选方法及装置
DE102020200193A1 (de) 2020-01-09 2021-07-15 Albert-Ludwigs-Universität Freiburg Anordnung zur optischen Vorkonditionierung einer optisch aktivierbaren biologischen Probe
US11709116B2 (en) 2020-02-04 2023-07-25 Sartorius Bioanalytical Instruments, Inc. Liquid flourescent dye concentrate for flow cytometry evaluation of virus-size particles and related products and methods
CN111239028B (zh) * 2020-02-10 2021-06-18 浙江大学 一种高得率高活性的单细胞分选方法
CN111822151B (zh) * 2020-05-21 2021-11-16 浙江大学 一种利用静电解析聚乙烯生长形貌的系统和方法
WO2021257068A1 (en) * 2020-06-17 2021-12-23 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Determining an error in detected passage of a target particle population
CN111760600B (zh) * 2020-06-23 2021-05-25 深圳技术大学 一种微流控芯片及其制备方法与细胞分选方法
EP3951352B1 (en) * 2020-08-06 2023-10-04 Cellular Highways Ltd. Apparatus for transmission optical measurements with a window in an opaque substrate
KR102331711B1 (ko) * 2020-08-21 2021-12-01 동아대학교 산학협력단 현장진료를 위한 미세유체칩 다중 채널 형광측정 장치
JPWO2022080034A1 (zh) * 2020-10-12 2022-04-21
CN112280649B (zh) * 2020-10-16 2022-05-10 南开大学 一种基于倾斜光纤光栅光镊的细胞分选仪
CN112557285B (zh) * 2020-12-18 2022-08-09 天津大学 一种流式细胞检测数据自动设门方法和装置
WO2022187319A2 (en) * 2021-03-02 2022-09-09 University Of Louisville Research Foundation, Inc. Acoustofluidic separation of cells and particles via acoustic radiation force dynamics
TWI820406B (zh) * 2021-03-24 2023-11-01 立克銘白生醫股份有限公司 用於檢測生物粒子的檢測設備及檢測設備的檢測方法
CA3213163A1 (en) 2021-03-25 2022-09-29 Iovance Biotherapeutics, Inc. Methods and compositions for t-cell coculture potency assays and use with cell therapy products
KR102621578B1 (ko) * 2021-04-13 2024-01-05 서강대학교 산학협력단 입자의 밀도 측정 장치 및 방법
US11921026B2 (en) * 2021-04-16 2024-03-05 Cytonome/St, Llc Method and apparatus for an anti-sorting flow cytometer
CN113189053B (zh) * 2021-04-29 2022-12-09 山西省六维人工智能生物医学研究院 一种基于介电泳和法珀腔的细胞浓度检测方法及装置
FR3126043A1 (fr) * 2021-08-04 2023-02-10 Univers 2020 Installation de cytométrie en flux comportant un système de détection optique, notamment pour le traitement de cellules du type spermatozoïde
US11852577B2 (en) 2021-09-29 2023-12-26 Orange Biomed Ltd., Co. Apparatus for measuring properties of particles in a solution and related methods
CN118159841A (zh) 2021-09-29 2024-06-07 奥兰芝生物医学株式会社 利用物理和电特性测量红细胞的糖化、利用其的糖化血红蛋白值测量方法、以及用于执行该方法的装置
CN114100706B (zh) * 2021-10-18 2022-08-19 吉林大学 一种基于粒子漂移的粒子分选方法及系统
KR102785966B1 (ko) 2022-03-18 2025-03-26 주식회사 뉴로메카 딥 러닝 알고리즘을 이용한 이미지 기반의 미세유체 세포 분류기 및 미세유체 세포 분류 방법
EP4522975A2 (en) * 2022-05-08 2025-03-19 The General Hospital Corporation Systems and methods for sorting using laser particles or cells
WO2023244166A1 (en) * 2022-06-17 2023-12-21 Nanyang Technological University Method and system for label-free microfluidic sorting
US20240033737A1 (en) * 2022-07-26 2024-02-01 The Regents Of The University Of California Devices and methods for continuous dielectrophoresis cell sorting to isolate different populations of cells, and applications thereof
CN115541817B (zh) * 2022-09-19 2025-03-25 中铁十九局集团矿业投资有限公司 一种基岩面预爆裂检测装置及使用方法
WO2024077266A2 (en) * 2022-10-06 2024-04-11 The Regents Of The University Of California Systems, devices and methods for sorting moving particles
CN118067593A (zh) * 2022-11-22 2024-05-24 中国科学院深圳先进技术研究院 微流控分选芯片、控制设备、微流控分选系统及方法
WO2024148025A1 (en) * 2023-01-03 2024-07-11 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Apparatuses and methods involving spatiotemporal sequencing of droplet assays
WO2024148320A1 (en) * 2023-01-06 2024-07-11 University Of Kentucky Research Foundation 3d microfluidic transfection devices and method of transfecting target cells with a transfection agent
WO2024155709A1 (en) * 2023-01-18 2024-07-25 Nodexus Inc. Microfluidic particle sorting
WO2024243019A1 (en) * 2023-05-19 2024-11-28 Nanocellect Biomedical, Inc. Methods and systems for imaging particles
CN118122404B (zh) * 2024-05-06 2024-07-19 北京理工大学 一种微流控芯片

Family Cites Families (465)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3289687A (en) 1964-02-13 1966-12-06 J C Dunaway Actuator for pure fluid amplifier
US3560754A (en) 1965-11-17 1971-02-02 Ibm Photoelectric particle separator using time delay
US3370538A (en) 1966-02-11 1968-02-27 E W Hines And Associates Fluid pumps energized by magnetostrictive action
CH441233A (de) 1966-08-31 1967-08-15 Ibm Trennvorrichtung für suspendierte Partikeln
US3508655A (en) 1967-02-03 1970-04-28 Ibm Cell extraction and collection apparatus
US3449938A (en) 1967-08-03 1969-06-17 Univ Utah Method for separating and detecting fluid materials
US3675768A (en) 1969-03-17 1972-07-11 Gildardo Legorreta Sanchez Method and apparatus for classifying and segregating particles with electrical and optical means
US3790760A (en) 1971-09-27 1974-02-05 Cornell Aeronautical Labor Inc Apparatus for counting, differentiating and sorting particles according to their microstructure variations
US3984307A (en) 1973-03-05 1976-10-05 Bio/Physics Systems, Inc. Combined particle sorter and segregation indicator
US3827555A (en) 1973-03-05 1974-08-06 Bio Physics Systems Inc Particle sorter with segregation indicator
US3791517A (en) 1973-03-05 1974-02-12 Bio Physics Systems Inc Digital fluidic amplifier particle sorter
US3906415A (en) 1974-06-14 1975-09-16 Massachusetts Inst Technology Apparatus wherein a segmented fluid stream performs electrical switching functions and the like
US3984621A (en) 1975-09-15 1976-10-05 Merritt Foods Company Electrically wired floor construction
DE2716095C2 (de) 1977-04-12 1987-02-19 Becton, Dickinson and Co., Paramus, N.J. Verfahren zur Steuerung der Bewegungsbahn von in einem Elektrolyten suspendierten Teilchen und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens
CA1127227A (en) 1977-10-03 1982-07-06 Ichiro Endo Liquid jet recording process and apparatus therefor
US4279345A (en) 1979-08-03 1981-07-21 Allred John C High speed particle sorter using a field emission electrode
US4318483A (en) 1979-08-20 1982-03-09 Ortho Diagnostics, Inc. Automatic relative droplet charging time delay system for an electrostatic particle sorting system using a relatively moveable stream surface sensing system
US4361400A (en) 1980-11-26 1982-11-30 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Fluidic assembly for an ultra-high-speed chromosome flow sorter
US4426451A (en) 1981-01-28 1984-01-17 Eastman Kodak Company Multi-zoned reaction vessel having pressure-actuatable control means between zones
DK148334C (da) 1982-04-07 1985-11-04 Risoe Forsoegsanlaeg Fremgangsmaade ved maaling af hastighedsgradienter i et stroemmende medium samt apparat til gennemfoerelse af fremgangsmaaden
US4526276A (en) 1983-04-28 1985-07-02 Becton, Dickinson And Company Apparatus and method for sorting particles by gas actuation
US4581624A (en) 1984-03-01 1986-04-08 Allied Corporation Microminiature semiconductor valve
ATE48477T1 (de) 1984-09-11 1989-12-15 Partec Ag Verfahren und vorrichtung zur sortierung von mikroskopischen partikeln.
US4676274A (en) 1985-02-28 1987-06-30 Brown James F Capillary flow control
US4636149A (en) 1985-05-13 1987-01-13 Cordis Corporation Differential thermal expansion driven pump
US4963498A (en) 1985-08-05 1990-10-16 Biotrack Capillary flow device
DE3851458T2 (de) 1987-04-08 1995-02-09 Hitachi Ltd Vorrichtung mit einer scheideförmigen Durchflusszelle.
US4793705A (en) 1987-10-07 1988-12-27 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Single molecule tracking
US5040890A (en) 1987-11-25 1991-08-20 Becton, Dickinson And Company Sheathed particle flow controlled by differential pressure
US4936465A (en) 1987-12-07 1990-06-26 Zoeld Tibor Method and apparatus for fast, reliable, and environmentally safe dispensing of fluids, gases and individual particles of a suspension through pressure control at well defined parts of a closed flow-through system
US5065978A (en) 1988-04-27 1991-11-19 Dragerwerk Aktiengesellschaft Valve arrangement of microstructured components
US4908112A (en) 1988-06-16 1990-03-13 E. I. Du Pont De Nemours & Co. Silicon semiconductor wafer for analyzing micronic biological samples
JPH0293344A (ja) * 1988-09-30 1990-04-04 Kowa Co 微粒子測定方法および装置
EP0361770A3 (en) * 1988-09-30 1991-03-20 Kowa Company Ltd. Particle measuring method and apparatus
JPH02304332A (ja) * 1989-05-19 1990-12-18 Hitachi Ltd 粒子計測装置
US4954715A (en) 1989-06-26 1990-09-04 Zoeld Tibor Method and apparatus for an optimized multiparameter flow-through particle and cell analyzer
US5030002A (en) 1989-08-11 1991-07-09 Becton, Dickinson And Company Method and apparatus for sorting particles with a moving catcher tube
US5238223A (en) 1989-08-11 1993-08-24 Robert Bosch Gmbh Method of making a microvalve
US5275787A (en) 1989-10-04 1994-01-04 Canon Kabushiki Kaisha Apparatus for separating or measuring particles to be examined in a sample fluid
US5101978A (en) 1989-11-27 1992-04-07 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Fluidic sorting device for two or more materials suspended in a fluid
US5193688A (en) 1989-12-08 1993-03-16 University Of Utah Method and apparatus for hydrodynamic relaxation and sample concentration NIN field-flow fraction using permeable wall elements
US5171132A (en) 1989-12-27 1992-12-15 Seiko Epson Corporation Two-valve thin plate micropump
US5126022A (en) 1990-02-28 1992-06-30 Soane Tecnologies, Inc. Method and device for moving molecules by the application of a plurality of electrical fields
US5092972A (en) 1990-07-12 1992-03-03 Board Of Supervisors Of Louisiana State University And Agricultural And Mechanical College Field-effect electroosmosis
US5541072A (en) 1994-04-18 1996-07-30 Immunivest Corporation Method for magnetic separation featuring magnetic particles in a multi-phase system
US5199576A (en) 1991-04-05 1993-04-06 University Of Rochester System for flexibly sorting particles
US5265327A (en) 1991-09-13 1993-11-30 Faris Sadeg M Microchannel plate technology
US5486335A (en) 1992-05-01 1996-01-23 Trustees Of The University Of Pennsylvania Analysis based on flow restriction
US5726026A (en) 1992-05-01 1998-03-10 Trustees Of The University Of Pennsylvania Mesoscale sample preparation device and systems for determination and processing of analytes
DK0662124T3 (da) 1992-09-03 2002-10-07 Univ California Højhastigheds-flowcytometrisk separation af levedygtige pattedyrceller
EP0921000B1 (en) 1992-10-09 2004-04-07 Canon Kabushiki Kaisha Ink jet printing head and printing apparatus using same
US5489506A (en) 1992-10-26 1996-02-06 Biolife Systems, Inc. Dielectrophoretic cell stream sorter
US5789045A (en) 1994-04-15 1998-08-04 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Microtubes devices based on surface tension and wettability
US6152181A (en) 1992-11-16 2000-11-28 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Microdevices based on surface tension and wettability that function as sensors, actuators, and other devices
US5395588A (en) 1992-12-14 1995-03-07 Becton Dickinson And Company Control of flow cytometer having vacuum fluidics
US5917733A (en) 1993-01-16 1999-06-29 Cambridge Consultants Limited Pulse analysis using ordinal value filtering
US5483469A (en) 1993-08-02 1996-01-09 The Regents Of The University Of California Multiple sort flow cytometer
US6049381A (en) 1993-10-29 2000-04-11 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Real time suspended particle monitor
US6071394A (en) 1996-09-06 2000-06-06 Nanogen, Inc. Channel-less separation of bioparticles on a bioelectronic chip by dielectrophoresis
US5608519A (en) 1995-03-20 1997-03-04 Gourley; Paul L. Laser apparatus and method for microscopic and spectroscopic analysis and processing of biological cells
DE19520298A1 (de) 1995-06-02 1996-12-05 Bayer Ag Sortiervorrichtung für biologische Zellen oder Viren
US5758823A (en) 1995-06-12 1998-06-02 Georgia Tech Research Corporation Synthetic jet actuator and applications thereof
US5856174A (en) 1995-06-29 1999-01-05 Affymetrix, Inc. Integrated nucleic acid diagnostic device
US5851488A (en) 1996-02-29 1998-12-22 Biocircuits Corporation Apparatus for automatic electro-optical chemical assay determination
US5942443A (en) 1996-06-28 1999-08-24 Caliper Technologies Corporation High throughput screening assay systems in microscale fluidic devices
US5699462A (en) 1996-06-14 1997-12-16 Hewlett-Packard Company Total internal reflection optical switches employing thermal activation
US6145247A (en) 1996-06-27 2000-11-14 Weyerhaeuser Company Fluid switch
CA2258489C (en) 1996-06-28 2004-01-27 Caliper Technologies Corporation High-throughput screening assay systems in microscale fluidic devices
CN1329729C (zh) 1996-06-28 2007-08-01 卡钳生命科学股份有限公司 微流体系统
US5699157A (en) 1996-07-16 1997-12-16 Caliper Technologies Corp. Fourier detection of species migrating in a microchannel
US6221654B1 (en) 1996-09-25 2001-04-24 California Institute Of Technology Method and apparatus for analysis and sorting of polynucleotides based on size
US6120666A (en) 1996-09-26 2000-09-19 Ut-Battelle, Llc Microfabricated device and method for multiplexed electrokinetic focusing of fluid streams and a transport cytometry method using same
US5976336A (en) 1997-04-25 1999-11-02 Caliper Technologies Corp. Microfluidic devices incorporating improved channel geometries
US7160687B1 (en) 1997-05-29 2007-01-09 Cellomics, Inc. Miniaturized cell array methods and apparatus for cell-based screening
WO1998059233A1 (en) 1997-06-23 1998-12-30 Luminex Corporation Interlaced lasers for multiple fluorescence measurement
US7214298B2 (en) 1997-09-23 2007-05-08 California Institute Of Technology Microfabricated cell sorter
US5836750A (en) 1997-10-09 1998-11-17 Honeywell Inc. Electrostatically actuated mesopump having a plurality of elementary cells
US5992820A (en) 1997-11-19 1999-11-30 Sarnoff Corporation Flow control in microfluidics devices by controlled bubble formation
US6149867A (en) 1997-12-31 2000-11-21 Xy, Inc. Sheath fluids and collection systems for sex-specific cytometer sorting of sperm
US6273553B1 (en) 1998-01-23 2001-08-14 Chang-Jin Kim Apparatus for using bubbles as virtual valve in microinjector to eject fluid
US6251343B1 (en) 1998-02-24 2001-06-26 Caliper Technologies Corp. Microfluidic devices and systems incorporating cover layers
US6719868B1 (en) 1998-03-23 2004-04-13 President And Fellows Of Harvard College Methods for fabricating microfluidic structures
NZ506887A (en) 1998-03-30 2003-12-19 Bioshaf Ltd Flow cytometer analysis of cells and body fluids for fertility testing
EP1190229B1 (en) 1998-05-22 2011-10-26 California Institute Of Technology Microfabricated cell sorter
US6062681A (en) 1998-07-14 2000-05-16 Hewlett-Packard Company Bubble valve and bubble valve-based pressure regulator
US6360775B1 (en) 1998-12-23 2002-03-26 Agilent Technologies, Inc. Capillary fluid switch with asymmetric bubble chamber
US20010006416A1 (en) 1999-01-11 2001-07-05 Johnson Paul E. Ribbon flow cytometry apparatus and methods
US8406498B2 (en) * 1999-01-25 2013-03-26 Amnis Corporation Blood and cell analysis using an imaging flow cytometer
US6975400B2 (en) 1999-01-25 2005-12-13 Amnis Corporation Imaging and analyzing parameters of small moving objects such as cells
US7057732B2 (en) 1999-01-25 2006-06-06 Amnis Corporation Imaging platform for nanoparticle detection applied to SPR biomolecular interaction analysis
US6294063B1 (en) 1999-02-12 2001-09-25 Board Of Regents, The University Of Texas System Method and apparatus for programmable fluidic processing
EP1163369B1 (en) 1999-02-23 2011-05-04 Caliper Life Sciences, Inc. Sequencing by incorporation
US6506609B1 (en) 1999-05-17 2003-01-14 Caliper Technologies Corp. Focusing of microparticles in microfluidic systems
US6592821B1 (en) 1999-05-17 2003-07-15 Caliper Technologies Corp. Focusing of microparticles in microfluidic systems
US8481268B2 (en) 1999-05-21 2013-07-09 Illumina, Inc. Use of microfluidic systems in the detection of target analytes using microsphere arrays
MXPA01012959A (es) 1999-06-28 2002-07-30 California Inst Of Techn Sistemas elastomericos, microfabricados, de valvulas y bombas.
WO2001026813A2 (en) 1999-10-08 2001-04-19 Micronics, Inc. Microfluidics without electrically of mechanically operated pumps
US6482652B2 (en) 2000-03-23 2002-11-19 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Biological particle sorter
CA2408939C (en) 2000-05-09 2011-11-08 Xy, Inc. High purity x-chromosome bearing and y-chromosome bearing populations of spermatozoa
US6597438B1 (en) 2000-08-02 2003-07-22 Honeywell International Inc. Portable flow cytometry
US7242474B2 (en) 2004-07-27 2007-07-10 Cox James A Cytometer having fluid core stream position control
US7630063B2 (en) 2000-08-02 2009-12-08 Honeywell International Inc. Miniaturized cytometer for detecting multiple species in a sample
US7641856B2 (en) 2004-05-14 2010-01-05 Honeywell International Inc. Portable sample analyzer with removable cartridge
US7351376B1 (en) 2000-06-05 2008-04-01 California Institute Of Technology Integrated active flux microfluidic devices and methods
EP1182453B1 (en) 2000-06-27 2007-08-15 Agilent Technologies, Inc. Method of reducing the effects of varying environmental conditions in a measuring instrument and measuring instrument using the method
IT1318653B1 (it) * 2000-07-28 2003-08-27 Enichem Spa Leganti tridentati e loro complessi con metalli di transizione.
EP1328894A4 (en) 2000-08-25 2005-11-09 Amnis Corp MEASURING THE SPEED OF SMALL MOBILE OBJECTS SUCH AS CELLS
US7294503B2 (en) 2000-09-15 2007-11-13 California Institute Of Technology Microfabricated crossflow devices and methods
WO2002029106A2 (en) 2000-10-03 2002-04-11 California Institute Of Technology Microfluidic devices and methods of use
JP4018063B2 (ja) * 2000-10-12 2007-12-05 アムニス コーポレイション 画像化システム及びその方法
WO2002055198A2 (en) 2000-11-06 2002-07-18 Nanostream Inc Microfluidic flow control devices
US6936811B2 (en) 2000-11-13 2005-08-30 Genoptix, Inc. Method for separating micro-particles
US6744038B2 (en) 2000-11-13 2004-06-01 Genoptix, Inc. Methods of separating particles using an optical gradient
US20020160470A1 (en) 2000-11-13 2002-10-31 Genoptix Methods and apparatus for generating and utilizing linear moving optical gradients
US20020113204A1 (en) 2000-11-13 2002-08-22 Genoptix Apparatus for collection of sorted particles
US20020108859A1 (en) 2000-11-13 2002-08-15 Genoptix Methods for modifying interaction between dielectric particles and surfaces
US20030007894A1 (en) 2001-04-27 2003-01-09 Genoptix Methods and apparatus for use of optical forces for identification, characterization and/or sorting of particles
US20020123112A1 (en) 2000-11-13 2002-09-05 Genoptix Methods for increasing detection sensitivity in optical dielectric sorting systems
US20020115163A1 (en) 2000-11-13 2002-08-22 Genoptix Methods for sorting particles by size and elasticity
US6784420B2 (en) 2000-11-13 2004-08-31 Genoptix, Inc. Method of separating particles using an optical gradient
US20020121443A1 (en) 2000-11-13 2002-09-05 Genoptix Methods for the combined electrical and optical identification, characterization and/or sorting of particles
US6833542B2 (en) 2000-11-13 2004-12-21 Genoptix, Inc. Method for sorting particles
US6778724B2 (en) 2000-11-28 2004-08-17 The Regents Of The University Of California Optical switching and sorting of biological samples and microparticles transported in a micro-fluidic device, including integrated bio-chip devices
KR100408158B1 (ko) 2000-12-04 2003-12-01 바이오세인트(주) 악취 및 휘발성 유기화합물의 생물학적 제거장치용 모듈 및 그를 이용한 오염가스 제거방법
US6787018B1 (en) 2000-12-08 2004-09-07 The Regents Of The University Of California Dielectrophoretic concentration of particles under electrokinetic flow
US7811768B2 (en) 2001-01-26 2010-10-12 Aviva Biosciences Corporation Microdevice containing photorecognizable coding patterns and methods of using and producing the same
EP1372848A4 (en) 2001-03-09 2006-08-09 Biomicro Systems Inc METHOD AND SYSTEM FOR MICROFLUIDIC INTERFERENCE WITH NETWORKS
WO2002074988A2 (en) 2001-03-16 2002-09-26 The Chancellor, Master And Scholars Of The University Of Oxford Arrays and methods of use
CN100494360C (zh) 2001-03-22 2009-06-03 博奥生物有限公司 细胞分离方法及其应用
US6802342B2 (en) 2001-04-06 2004-10-12 Fluidigm Corporation Microfabricated fluidic circuit elements and applications
US20040009540A1 (en) 2001-04-27 2004-01-15 Genoptix, Inc Detection and evaluation of cancer cells using optophoretic analysis
US20030194755A1 (en) 2001-04-27 2003-10-16 Genoptix, Inc. Early detection of apoptotic events and apoptosis using optophoretic analysis
US20040023310A1 (en) 2001-04-27 2004-02-05 Genoptix, Inc Quantitative determination of protein kinase C activation using optophoretic analysis
US20030124516A1 (en) 2001-04-27 2003-07-03 Genoptix, Inc. Method of using optical interrogation to determine a biological property of a cell or population of cells
US7179423B2 (en) 2001-06-20 2007-02-20 Cytonome, Inc. Microfluidic system including a virtual wall fluid interface port for interfacing fluids with the microfluidic system
DE60236159D1 (de) 2001-07-13 2010-06-10 Caliper Life Sciences Inc Methode zur trennung von komponenten eines gemisches
GB2383127B (en) 2001-12-12 2004-10-20 Proimmune Ltd Device and method for investigating analytes in liquid suspension or solution
US6765656B2 (en) 2001-12-18 2004-07-20 University Of Wyoming Apparatus and methods for high throughput analysis of samples in a translucent flowing liquid
AU2003202943A1 (en) * 2002-01-10 2003-07-30 Board Of Regents, The University Of Texas System Flow sorting system and methods regarding same
WO2003066191A1 (en) 2002-02-04 2003-08-14 Colorado School Of Mines Laminar flow-based separations of colloidal and cellular particles
US6561224B1 (en) 2002-02-14 2003-05-13 Abbott Laboratories Microfluidic valve and system therefor
US6909824B1 (en) 2002-03-05 2005-06-21 Avi Messica Mechanically actuated evanescent-wave coupled optical devices
US7303727B1 (en) 2002-03-06 2007-12-04 Caliper Life Sciences, Inc Microfluidic sample delivery devices, systems, and methods
US7312085B2 (en) 2002-04-01 2007-12-25 Fluidigm Corporation Microfluidic particle-analysis systems
JP2005521425A (ja) 2002-04-01 2005-07-21 フルイディグム コーポレイション 微小流体粒子分析システム
CA2480200A1 (en) 2002-04-02 2003-10-16 Caliper Life Sciences, Inc. Methods and apparatus for separation and isolation of components from a biological sample
US20070065808A1 (en) 2002-04-17 2007-03-22 Cytonome, Inc. Method and apparatus for sorting particles
US6877528B2 (en) 2002-04-17 2005-04-12 Cytonome, Inc. Microfluidic system including a bubble valve for regulating fluid flow through a microchannel
AU2003228630B2 (en) 2002-04-17 2009-10-22 Cytonome/St, Llc Method and apparatus for sorting particles
US9943847B2 (en) 2002-04-17 2018-04-17 Cytonome/St, Llc Microfluidic system including a bubble valve for regulating fluid flow through a microchannel
US7157274B2 (en) 2002-06-24 2007-01-02 Cytonome, Inc. Method and apparatus for sorting particles
US6976590B2 (en) 2002-06-24 2005-12-20 Cytonome, Inc. Method and apparatus for sorting particles
US6808075B2 (en) 2002-04-17 2004-10-26 Cytonome, Inc. Method and apparatus for sorting particles
US20030211461A1 (en) 2002-05-01 2003-11-13 Genoptix, Inc Optophoretic detection of durgs exhibiting inhibitory effect on Bcr-Abl positive tumor cells
US20040033539A1 (en) 2002-05-01 2004-02-19 Genoptix, Inc Method of using optical interrogation to determine a biological property of a cell or population of cells
US6883957B2 (en) 2002-05-08 2005-04-26 Cytonome, Inc. On chip dilution system
US20030215791A1 (en) 2002-05-20 2003-11-20 Applied Spectral Imaging Ltd. Method of and system for multiplexed analysis by spectral imaging
US7220594B2 (en) 2002-07-08 2007-05-22 Innovative Micro Technology Method and apparatus for sorting particles with a MEMS device
US20040011650A1 (en) 2002-07-22 2004-01-22 Frederic Zenhausern Method and apparatus for manipulating polarizable analytes via dielectrophoresis
US7118676B2 (en) 2003-09-04 2006-10-10 Arryx, Inc. Multiple laminar flow-based particle and cellular separation with laser steering
US7455770B2 (en) 2002-09-09 2008-11-25 Cytonome, Inc. Implementation of microfluidic components in a microfluidic system
US20040053209A1 (en) 2002-09-12 2004-03-18 Genoptix, Inc Detection and evaluation of topoisomerase inhibitors using optophoretic analysis
CN1735466A (zh) * 2002-09-16 2006-02-15 塞通诺米公司 颗粒分选的设备和方法
US20040086872A1 (en) 2002-10-31 2004-05-06 Childers Winthrop D. Microfluidic system for analysis of nucleic acids
US7161665B2 (en) 2002-12-18 2007-01-09 University Of Wyoming High resolution imaging fountain flow cytometry
DE10304653B4 (de) * 2003-02-05 2005-01-27 Evotec Technologies Gmbh Mehrparametrige Detektion in einem fluidischen Mikrosystem
US20050072677A1 (en) 2003-02-18 2005-04-07 Board Of Regents, The University Of Texas System Dielectric particle focusing
HUE026838T2 (en) 2003-03-28 2016-07-28 Inguran Llc Method for providing sex-sorted animal sperm
GB0307403D0 (en) 2003-03-31 2003-05-07 Medical Res Council Selection by compartmentalised screening
US7476363B2 (en) 2003-04-03 2009-01-13 Fluidigm Corporation Microfluidic devices and methods of using same
US9815058B2 (en) 2003-05-08 2017-11-14 The University Court Of The University Of St Andrews Fractionation of particles
NZ544103A (en) 2003-05-15 2010-10-29 Xy Llc Efficient haploid cell sorting for flow cytometer systems
US7239394B2 (en) 2003-06-04 2007-07-03 Inverness Medical Switzerland Gmbh Early determination of assay results
CA2468014C (en) 2003-06-04 2016-03-22 Inverness Medical Switzerland Gmbh Flow sensing for determination of assay results
US8506775B2 (en) 2003-06-20 2013-08-13 Roche Diagnostics Operations, Inc. Devices and methods relating to electrochemical biosensors
US7395474B2 (en) 2003-08-01 2008-07-01 Intermec Ip Corp. Lab-on-chip system and method and apparatus for manufacturing and operating same
US7298478B2 (en) 2003-08-14 2007-11-20 Cytonome, Inc. Optical detector for a particle sorting system
FR2859024B1 (fr) 2003-08-22 2005-12-09 Centre Nat Rech Scient Dispositif et procede de detection et de mesure non invasives d'un champ electrique
CN1860363B (zh) 2003-08-28 2011-12-28 赛路拉公司 用于在微流通道网络中使用光学开关将细胞分类的方法和设备
SG149889A1 (en) 2003-10-30 2009-02-27 Cytonome Inc Multilayer hydrodynamic sheath flow structure
FR2864246B1 (fr) 2003-12-17 2007-01-26 Commissariat Energie Atomique Procede et systeme d'analyse d'un echantillon liquide.
US7389879B2 (en) 2004-01-21 2008-06-24 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Sorting particles
JP4413921B2 (ja) 2004-04-23 2010-02-10 古河電気工業株式会社 検体の解析装置及び検体の解析方法
US7928282B2 (en) * 2004-04-30 2011-04-19 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Absorbent products with a linked enzyme treatment
WO2005108963A1 (en) 2004-05-06 2005-11-17 Nanyang Technological University Microfluidic cell sorter system
US8280214B2 (en) 2004-05-13 2012-10-02 The Regents Of The University Of California Nanowires and nanoribbons as subwavelength optical waveguides and their use as components in photonic circuits and devices
US20050258715A1 (en) 2004-05-19 2005-11-24 Schlabach Roderic A Piezoelectric actuator having minimal displacement drift with temperature and high durability
WO2005121767A1 (ja) 2004-05-25 2005-12-22 Fluid Incorporated マイクロ流体デバイス及びこれを用いる分析分取装置
GB0413082D0 (en) 2004-06-11 2004-07-14 Medical Biosystems Ltd Method
EP1819734A2 (en) 2004-06-14 2007-08-22 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Antibodies binding to cd34+/cd36+ fetal but not to adult cells
JP4462058B2 (ja) 2004-09-22 2010-05-12 富士ゼロックス株式会社 微粒子の分級方法、及び微粒子の分級装置
US7968287B2 (en) * 2004-10-08 2011-06-28 Medical Research Council Harvard University In vitro evolution in microfluidic systems
US7594308B2 (en) 2004-10-28 2009-09-29 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Method for producing a piezoelectric actuator and a liquid transporting apparatus
US9260693B2 (en) 2004-12-03 2016-02-16 Cytonome/St, Llc Actuation of parallel microfluidic arrays
AU2005311631B2 (en) 2004-12-03 2012-06-07 Cytonome/St, Llc Unitary cartridge for particle processing
US7355696B2 (en) 2005-02-01 2008-04-08 Arryx, Inc Method and apparatus for sorting cells
FR2881363B1 (fr) 2005-02-02 2008-03-14 Commissariat Energie Atomique Dispositif d'analyses biologiques avec detecteur integre
US7423751B2 (en) 2005-02-08 2008-09-09 Northrop Grumman Corporation Systems and methods for use in detecting harmful aerosol particles
JP4047336B2 (ja) * 2005-02-08 2008-02-13 独立行政法人科学技術振興機構 ゲル電極付セルソーターチップ
GB0502556D0 (en) 2005-02-08 2005-03-16 Lab901 Ltd Analysis instrument
CA2540474A1 (en) 2005-04-01 2006-10-01 Uti Limited Partnership Cytometer
CA2520956C (en) 2005-04-08 2013-05-07 Uti Limited Partnership Integrated microfluidic transport and sorting system
JP2006293663A (ja) 2005-04-11 2006-10-26 Sanyo Electric Co Ltd メモリアドレス生成装置及びそれを有したプロセッサ、メモリアドレス生成方法
US7767444B2 (en) 2005-05-31 2010-08-03 Nanyang Technological University Cell analysis using laser with external cavity
FR2888932A1 (fr) 2005-07-19 2007-01-26 Commissariat Energie Atomique Procede de calibration d'un dispositif de tri en flux de particules
FR2889633A1 (fr) 2005-08-08 2007-02-09 Commissariat Energie Atomique Dispositif d'actionnement a membrane flexible commandee par electromouillage
US8270781B2 (en) 2005-10-28 2012-09-18 The Regents Of The University Of California Apparatus and method for improved optical detection of particles in fluid
US7358476B2 (en) 2005-12-22 2008-04-15 Palo Alto Research Center Incorporated Sensing photons from objects in channels
US8798338B2 (en) 2006-01-09 2014-08-05 University Of Wyoming Method and system for counting particles in a laminar flow with an imaging device
KR100750732B1 (ko) 2006-02-08 2007-08-22 삼성전자주식회사 Ｒｆｉｄ 태그 및 이의 구동 방법
WO2007130647A2 (en) 2006-05-05 2007-11-15 Cytonome, Inc. Actuation of parallel microfluidic arrays
WO2007133619A1 (en) 2006-05-10 2007-11-22 Drexel University Molecular control of surface coverage
EP2027452B1 (en) 2006-05-12 2017-06-28 Carl Stuart Limited Microvolume analysis system
JP5032792B2 (ja) 2006-05-22 2012-09-26 浜松ホトニクス株式会社 細胞選別装置
FR2901884B1 (fr) 2006-05-31 2008-09-05 Commissariat Energie Atomique Procede, dispositif et systeme de microanalyse d'ions
ITMI20061063A1 (it) 2006-05-31 2007-12-01 Mindseeds Lab S R L Metrodo e apparato pe rla selezione e la modifica di singole cellule e loro piccoli aggregati
US7518481B2 (en) 2006-06-30 2009-04-14 Intel Corporation Slotted magnetic material for integrated circuit inductors
JP4684959B2 (ja) 2006-07-04 2011-05-18 キヤノン株式会社 画像処理装置、画像処理方法およびプログラム
KR100818274B1 (ko) 2006-09-05 2008-04-01 삼성전자주식회사 미세유동 시스템 제어장치 및 그 방법, 및 미세유동 시스템
GB0618606D0 (en) 2006-09-21 2006-11-01 Univ St Andrews Optical sorting
GB0618605D0 (en) 2006-09-21 2006-11-01 Univ St Andrews Optical sorting
US8715573B2 (en) 2006-10-13 2014-05-06 Accuri Cytometers, Inc. Fluidic system for a flow cytometer with temporal processing
EP2094838A1 (en) 2006-10-16 2009-09-02 Cellula, Inc. Methods and compositions for differential expansion of fetal cells in maternal blood and their use
DK2100127T3 (en) 2006-11-20 2017-01-30 Nanotemper Tech Gmbh Rapid thermo-optic particle characterization
ES2555029T3 (es) 2006-11-24 2015-12-28 Aqualysis Pty. Ltd. Analizador químico
GB0701201D0 (en) 2007-01-22 2007-02-28 Cancer Rec Tech Ltd Cell mapping and tracking
US20100101983A1 (en) 2007-02-15 2010-04-29 Jason Edward Butler Flow sorting of nanomaterials
WO2008118353A1 (en) 2007-03-23 2008-10-02 Beckman Coulter, Inc. Multi-gain adaptive linear processing and gated digital system for use in flow cytometry
EP1975592A1 (en) 2007-03-28 2008-10-01 F. Hoffmann-la Roche AG Sorption micro-array
US8191715B2 (en) 2007-04-02 2012-06-05 Samsung Electronics Co., Ltd. Centrifugal force-based microfluidic device and microfluidic system including the same
ATE538377T1 (de) * 2007-04-02 2012-01-15 Acoustic Cytometry Systems Inc Verfahren zur verbesserten analyse von in einem akustischen feld fokussierten zellen und partikeln
US8290625B2 (en) * 2007-04-04 2012-10-16 Beckman Coulter, Inc. Flow cytometer sorter
WO2008128213A1 (en) 2007-04-12 2008-10-23 Regents Of The University Of Minnesota Systems and methods for analyzing a particulate
US8691164B2 (en) 2007-04-20 2014-04-08 Celula, Inc. Cell sorting system and methods
GB0708346D0 (en) 2007-04-30 2007-06-06 Attana Ab Sensor
US7746466B2 (en) 2007-05-14 2010-06-29 The Regents Of The University Of California System and method for flow cytometry
US20080302732A1 (en) 2007-05-24 2008-12-11 Hyongsok Soh Integrated fluidics devices with magnetic sorting
KR101335726B1 (ko) 2007-06-04 2013-12-04 삼성전자주식회사 면역혈청 검사 및 생화학 검사를 동시에 수행하는 디스크형미세유동장치
PL2017602T3 (pl) 2007-07-19 2014-09-30 Consejo Superior Investigacion Interferometr i czujnik oparty na światłowodzie bimodalnym oraz sposób wykrywania
US9285338B2 (en) 2007-07-19 2016-03-15 University of Pittsburgh—of the Commonwealth System of Higher Education Separation of particles using multiplexed dielectrophoresis
GB0714341D0 (en) 2007-07-23 2007-09-05 Molecular Vision Ltd A detection apparatus and method
WO2009021215A1 (en) 2007-08-09 2009-02-12 Celula, Inc. Methods and devices for correlated, multi-parameter single cell measurements and recovery of remnant biological material
WO2009022994A1 (en) 2007-08-13 2009-02-19 Agency For Science, Technology And Research Microfluidic separation system
NZ570601A (en) 2007-09-01 2009-11-27 Inverness Medical Switzerland Assay device with shared zones
GB0717150D0 (en) 2007-09-04 2007-10-17 Univ Warwick Apparatus and method
JP4509154B2 (ja) 2007-09-04 2010-07-21 ソニー株式会社 光照射装置、微粒子解析装置及び光照射方法
WO2009036761A1 (en) 2007-09-17 2009-03-26 Danmarks Tekniske Universitet An electromagnetic beam converter
US9267918B2 (en) 2007-10-16 2016-02-23 Cambridge Enterprise Limited Microfluidic systems
JP4525725B2 (ja) 2007-10-18 2010-08-18 ソニー株式会社 光学測定部、光学測定用部材、及びこれらを配設した微小粒子測定装置、並びに微小粒子の光学測定方法
US20100237382A1 (en) 2007-10-23 2010-09-23 Hidenori Kamei Semiconductor light emitting element, semiconductor light emitting device using the element, and method for manufacturing the device
EP2078958A1 (en) 2007-10-25 2009-07-15 Koninklijke Philips Electronics N.V. A reconfigurable microfluidic filter based on eletric fields
DE102007057667A1 (de) 2007-11-30 2009-09-03 Siemens Ag Vorrichtung zur Detektion von Partikeln in einem Fluid
US7763856B2 (en) 2008-01-31 2010-07-27 Palo Alto Research Center Incorporated Producing time variation in emanating light
US7817254B2 (en) 2008-01-30 2010-10-19 Palo Alto Research Center Incorporated Obtaining information from time variation of sensing results
US7701580B2 (en) 2008-02-01 2010-04-20 Palo Alto Research Center Incorporated Transmitting/reflecting emanating light with time variation
US8153950B2 (en) 2008-12-18 2012-04-10 Palo Alto Research Center Incorporated Obtaining sensing results and/or data in response to object detection
US8629981B2 (en) 2008-02-01 2014-01-14 Palo Alto Research Center Incorporated Analyzers with time variation based on color-coded spatial modulation
US8373860B2 (en) 2008-02-01 2013-02-12 Palo Alto Research Center Incorporated Transmitting/reflecting emanating light with time variation
WO2009115951A1 (en) 2008-03-17 2009-09-24 Koninklijke Philips Electronics N.V. Cartridge for assays with magnetic particles
CN100592071C (zh) * 2008-03-28 2010-02-24 厦门大学 生物流式分析仪
JP2011516867A (ja) 2008-04-03 2011-05-26 ザ レジェンツ オブ ザ ユニヴァースティ オブ カリフォルニア 細胞、小胞、ナノ粒子およびバイオマーカーを分離および単離するためのエキソビボの多次元システム
FR2931141B1 (fr) 2008-05-13 2011-07-01 Commissariat Energie Atomique Systeme microfluidique et procede pour le tri d'amas de cellules et de preference pour leur encapsulation en continu suite a leur tri
EP2124039B1 (en) 2008-05-22 2014-04-23 Centro Ricerche Plast-Optica S.p.A. Biochip for detection of analytes in a biological sample
GB0809995D0 (en) 2008-05-31 2008-07-09 Spd Swiss Prec Diagnostics Gmb Assay device
US9013692B2 (en) 2008-06-12 2015-04-21 East Carolina University Flow cytometer apparatus for three dimensional difraction imaging and related methods
GB2461026B (en) 2008-06-16 2011-03-09 Plc Diagnostics Inc System and method for nucleic acids sequencing by phased synthesis
FR2934050B1 (fr) 2008-07-15 2016-01-29 Univ Paris Curie Procede et dispositif de lecture d'une emulsion
GB0813090D0 (en) 2008-07-17 2008-08-27 Univ St Andrews Optical trap
GB0815774D0 (en) 2008-08-29 2008-10-08 Univ St Andrews Optical manipulation
DE102008045336B4 (de) 2008-09-01 2022-05-25 Carl Zeiss Microscopy Gmbh System zur Bearbeitung einer Probe mit einem Laserstrahl und einem Elektronenstrahl oder einem Ionenstrahl
WO2010032603A1 (en) 2008-09-19 2010-03-25 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and wireless tag using the same
BRPI0913786A2 (pt) 2008-09-25 2015-10-20 Koninkl Philips Electronics Nv sistema de detecção e método de detecção
KR20100049974A (ko) 2008-11-04 2010-05-13 삼성전자주식회사 무기 전계발광소자 및 그 제조방법
JP2010151777A (ja) * 2008-11-19 2010-07-08 Sony Corp 微小粒子解析装置、微小粒子解析用マイクロチップ及び微小粒子解析方法
KR101572299B1 (ko) 2008-12-11 2015-11-26 인터내셔널 비지네스 머신즈 코포레이션 시스템의 모델을 변환하는 방법, 컴퓨터 프로그램 및 시스템 모델 변환 장치
AU2009329946B2 (en) 2008-12-22 2016-01-07 Celula, Inc. Methods and genotyping panels for detecting alleles, genomes, and transcriptomes
IT1392999B1 (it) 2009-02-12 2012-04-02 Ct De Investigacion Cooperativa En Nanociencias Cic Nanogune Asoc Manipolazione di particelle magnetiche in circuiti per la propagazione di pareti di dominio magnetiche.
FR2942046B1 (fr) 2009-02-12 2011-03-11 Centre Nat Rech Scient Systeme et equipement de detection optique de particules a eventail de decouplage de l'information optique, procede de fabrication correspondant
WO2010104856A2 (en) 2009-03-09 2010-09-16 Virginia Tech Intellectual Properties, Inc. Devices and methods for contactless dielectrophoresis for cell or particle manipulation
US9645010B2 (en) 2009-03-10 2017-05-09 The Regents Of The University Of California Fluidic flow cytometry devices and methods
WO2010104993A2 (en) * 2009-03-10 2010-09-16 The Regents Of The University Of California Fluidic flow cytometry devices and particle sensing based on signal-encoding
EP2241875A1 (en) 2009-04-14 2010-10-20 Koninklijke Philips Electronics N.V. Up-concentration of organic microobjects for microscopic imaging.
EP2419219B1 (en) 2009-04-15 2017-06-14 Koninklijke Philips N.V. Cartridge for an amplification process
ES2387368B1 (es) 2009-05-15 2013-08-08 Universidad De Barcelona Metodo y aparato de medida de las fuerzas opticas que actuan sobre una particula
GB0910759D0 (en) 2009-06-22 2009-08-05 Ucl Business Plc Microfluidic device
EP2309266A1 (en) 2009-09-21 2011-04-13 F. Hoffmann-La Roche AG Method for carrying out reactions in an analytical device
US9075052B2 (en) 2009-09-28 2015-07-07 Koninklijke Philips N.V. Biosensor system for single particle detection
DE102009048384A1 (de) 2009-10-06 2011-04-07 Hochschule Regensburg Miniaturisierte Online-Spurenanalytik
CN102762990B (zh) * 2009-12-04 2014-10-29 生命技术公司 用于声学流式细胞计量术的装置、系统、方法和计算机可读介质
GB2477506B (en) 2010-02-03 2013-10-30 Dna Electronics Ltd Integrated electrochemical and optical sensor with inductor
WO2011097032A1 (en) 2010-02-05 2011-08-11 Cytonome/St, Llc Multiple flow channel particle analysis system
GB201002627D0 (en) 2010-02-16 2010-03-31 Loxbridge Res Llp Aptamer based analyte detection method
SG183468A1 (en) * 2010-03-04 2012-09-27 Univ Singapore Microfluidics sorter for cell detection and isolation
ATE542136T1 (de) 2010-03-15 2012-02-15 Boehringer Ingelheim Int Vorrichtung und verfahren zur manipulation oder untersuchung einer flüssigen probe
GB201005191D0 (en) 2010-03-26 2010-05-12 Cambridge Entpr Ltd Immunoassays,methods for carrying out immunoassays,immunoassay kits and method for manufacturing immunoassay kits
ITTO20100068U1 (it) 2010-04-20 2011-10-21 Eltek Spa Dispositivi microfluidici e/o attrezzature per dispositivi microfluidici
KR101519379B1 (ko) 2010-04-29 2015-05-12 삼성전자 주식회사 원심력 기반의 미세유동장치 및 이를 이용한 면역분석방법
JP5541961B2 (ja) 2010-04-30 2014-07-09 富士フイルム株式会社 帯電防止積層体、光学フィルム、偏光板、及び画像表示装置
DE102010023099B3 (de) 2010-06-09 2011-11-17 Celltool Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Charakterisieren von biologischen Objekten
GB2482658A (en) 2010-07-08 2012-02-15 Univ Dublin Non-linear magnetophoresis system
FR2963106A1 (fr) 2010-07-21 2012-01-27 Ecole Polytechnique Dgar Procede et dispositif d'analyse d'interactions moleculaires, et leurs utilisations
US20120077191A1 (en) 2010-08-11 2012-03-29 Celula, Inc. Genotyping dna
GB2483077A (en) 2010-08-25 2012-02-29 Concateno Uk Ltd Sample testing assay apparatus and method
GB2483482A (en) 2010-09-09 2012-03-14 Univ Dublin City An optical testing system
US8828332B2 (en) 2010-09-10 2014-09-09 Gradientech Ab Microfluidic capsule
WO2012054904A2 (en) 2010-10-21 2012-04-26 The Regents Of The University Of California Microfluidics with wirelessly powered electronic circuits
KR101222890B1 (ko) 2010-11-24 2013-01-17 고려대학교 산학협력단 표면 장력을 이용한 마이크로 밸브 및 이를 포함하는 미세유체칩, 및 이의 제조방법
US20140011698A1 (en) 2010-12-01 2014-01-09 Morphosys Ag Simultaneous detection of biomolecules in single cells
FR2968314B1 (fr) 2010-12-01 2016-03-18 Commissariat Energie Atomique Procede de detection et de quantification de microorganismes
BR112013016564A2 (pt) 2010-12-10 2016-09-20 Univ Wollongong dispositivo de separação de água de múltiplas camadas
US20150064695A1 (en) 2010-12-17 2015-03-05 Celula Inc. Methods for screening and diagnosing genetic conditions
WO2012094325A2 (en) * 2011-01-03 2012-07-12 Cytonome/St. Llc Method and apparatus for monitoring and optimizing particle sorting
US8822207B2 (en) 2011-01-21 2014-09-02 Owl biomedical, Inc. Cartridge for MEMS particle sorting system
US8993311B2 (en) 2011-01-21 2015-03-31 Innovative Micro Technology Multi-stage cartridge for MEMS particle storing system
US20120214224A1 (en) 2011-02-01 2012-08-23 Chan Eugene Y Flow based clinical analysis
EP2671065B1 (en) 2011-02-04 2019-07-10 Cytonome/ST, LLC Particle sorting apparatus and method
GB201102037D0 (en) 2011-02-07 2011-03-23 Multi Sense Technologies Ltd Microfluidics based assay device
EP2492674A1 (en) 2011-02-28 2012-08-29 Lexogen GmbH Biosensor array formed by junctions of functionalized electrodes
EP2492673A1 (en) 2011-02-28 2012-08-29 Lexogen GmbH Biosensor array formed by junctions of functionalized electrodes
FR2972198B1 (fr) 2011-03-04 2017-02-10 Centre Nat Rech Scient Procede de suivi de reaction et systeme reactionnel pour sa mise en oeuvre
FR2974313B1 (fr) 2011-04-22 2015-11-27 Univ Compiegne Tech Procede et systeme de production de microcapsules calibrees
EP2705166A4 (en) 2011-05-06 2014-12-17 Celula Inc METHOD AND COMPOSITIONS FOR COMPLETE ISOTHERMIC GENOMAMPLIFICATION
DE102011050254A1 (de) 2011-05-10 2012-11-15 Technische Universität Dortmund Verfahren zur Separation polarisierbarer Biopartikel
US9897596B2 (en) 2011-06-03 2018-02-20 Radisens Diagnostics Limited Microfluidic disc for use in with bead-based immunoassays
GB201110454D0 (en) 2011-06-21 2011-08-03 College The Microfluidic photoporation
US8753309B2 (en) 2011-06-24 2014-06-17 The Invention Science Fund I, Llc Device, system, and method including micro-patterned cell treatment array
US9074978B2 (en) 2011-07-12 2015-07-07 The Regents Of The University Of California Optical space-time coding technique in microfluidic devices
EP2732053B1 (en) 2011-07-14 2017-10-25 Progenity, Inc. Systems, apparatus and methods for biochemical analysis
EP2546635A1 (en) 2011-07-14 2013-01-16 The European Union, represented by the European Commission SPR sensor device with nanostructure
WO2013013229A1 (en) 2011-07-21 2013-01-24 Invitrox, Inc. Instrument and method for optical particle sensing
US20130052748A1 (en) 2011-08-30 2013-02-28 Supernova Diagnostics, Inc. Assay device and method of assaying
FR2980208B1 (fr) 2011-09-19 2018-03-16 Institut Curie Dispositif de guidage de la migration cellulaire et methode de guidage mettant en oeuvre un tel dispositif
US10012664B2 (en) 2011-09-25 2018-07-03 Theranos Ip Company, Llc Systems and methods for fluid and component handling
US20160077015A1 (en) 2011-09-25 2016-03-17 Theranos, Inc. Systems and methods for multi-analysis
WO2013046980A1 (ja) 2011-09-27 2013-04-04 株式会社島津製作所 細胞選別器及び細胞選別方法
FR2980572B1 (fr) 2011-09-28 2014-07-04 Commissariat Energie Atomique Dispositif de detection massique de particules en milieu fluide et procede de mise en œuvre
FR2981283B1 (fr) 2011-10-13 2014-08-29 Chambre De Commerce Et De L Ind De Paris Au Titre De Son Etablissement D Enseignement Superieur Esie Dispositif microfluidique pour analyser un fluide sous pression.
GB2496104B (en) 2011-10-25 2019-12-11 Alere Switzerland Gmbh Improvements in or relating to reading of assays
US8824768B1 (en) 2011-11-10 2014-09-02 Blair K. Simon Fertilization test method and apparatus
EP2798393A1 (en) 2011-12-29 2014-11-05 Danmarks Tekniske Universitet System for sorting microscopic objects using electromagnetic radiation
US8477307B1 (en) 2012-01-26 2013-07-02 Ann Rachel Yufa Methods and apparatus for biomedical agent multi-dimension measuring and analysis
KR101933752B1 (ko) 2012-03-05 2018-12-28 오와이 아크틱 파트너스 에이비 전립선 암의 위험성 및 전립선 부피를 예측하는 방법 및 장치
US8804105B2 (en) 2012-03-27 2014-08-12 E. I. Spectra, Llc Combined optical imaging and electrical detection to characterize particles carried in a fluid
WO2013153912A1 (ja) 2012-04-12 2013-10-17 国立大学法人東京大学 バルブ、マイクロ流体デバイス、マイクロ構造体、及びバルブシート、並びに、バルブシートの製造方法、及びマイクロ流体デバイスの製造方法
EP2980225B1 (en) 2012-04-20 2017-11-08 Alacris Theranostics GmbH Cdr sequence-specific enrichment of live immune cells
EP2662137A1 (en) 2012-05-08 2013-11-13 Roche Diagniostics GmbH Dispensing assembly
US10215995B2 (en) 2012-05-16 2019-02-26 Cytonome/St, Llc Large area, low f-number optical system
CN107014741B (zh) 2012-05-30 2021-07-20 艾瑞斯国际有限公司 流式细胞仪
FR2991457B1 (fr) 2012-06-01 2014-07-18 Commissariat Energie Atomique Procede et systeme de caracterisation de la vitesse de deplacement de particules contenues dans un liquide, telles que des particules sanguines
WO2013180567A2 (en) 2012-06-01 2013-12-05 Vycap B.V. A microsieve diagnostic device in the isolation and analysis of single cells
GB201209837D0 (en) 2012-06-01 2012-08-29 Univ Bristol Orbital angular momentum
US9975125B2 (en) 2012-06-01 2018-05-22 VyCAP, B.V. Microsieve diagnostic device in the isolation and analysis of single cells
ITTO20120501A1 (it) 2012-06-08 2013-12-09 St Microelectronics Srl Dispositivo diagnostico con fotorilevatore integrato e sistema diagnostico includente il medesimo
US9103760B2 (en) 2012-06-09 2015-08-11 E. I. Spectra, Llc Fluorescence flow cytometry device and method
US8735853B2 (en) 2012-06-09 2014-05-27 E.I. Spectra, Llc Fluorescence flow cytometry
CA2877332C (en) 2012-06-15 2015-10-13 Handyem Inc. Method and flow cell for characterizing particles by means of non-gaussian temporal signals
US20130341188A1 (en) 2012-06-20 2013-12-26 María de les Neus SABATÉ VIZCARRA Fuel cell and analysis device that comprise it
CN104508122A (zh) 2012-06-20 2015-04-08 赛璐拉有限公司 用于处理细胞群体的材料和方法
TWI630385B (zh) 2012-07-16 2018-07-21 昌和生物醫學科技（揚州）有限公司 增強疾病檢測與鑒定的器件與方法
WO2014013802A1 (ja) 2012-07-18 2014-01-23 ソニー株式会社 微小粒子分取装置、微小粒子分取用マイクロチップ及び微小粒子分取方法
JP6036496B2 (ja) 2012-07-24 2016-11-30 ソニー株式会社 微小粒子分取方法
GB2504668C (en) 2012-07-26 2020-03-04 Atomjet Ltd Micro pumps
US9194786B2 (en) 2012-08-01 2015-11-24 Owl biomedical, Inc. Particle manipulation system with cytometric capability
WO2014031900A1 (en) 2012-08-23 2014-02-27 The Regents Of The University Of California Fluidic flow cytometry devices and methods
GB201215547D0 (en) 2012-08-31 2012-10-17 Infinitesima Ltd Multiple probe actuation
GB201215546D0 (en) 2012-08-31 2012-10-17 Infinitesima Ltd Multiple probe detection and actuation
GB201218350D0 (en) 2012-10-12 2012-11-28 Infinitesima Ltd Multiple probe actuation
US8723104B2 (en) 2012-09-13 2014-05-13 City University Of Hong Kong Methods and means for manipulating particles
US9529203B2 (en) 2012-09-17 2016-12-27 Cytonome/St, Llc Focal plane shifting system
WO2014047206A1 (en) 2012-09-18 2014-03-27 Cytonome/St, Llc Flow cell for particle sorting
US9404846B2 (en) 2012-09-19 2016-08-02 Inguran, Llc Nozzle assembly for a flow cytometer system and methods of manufacture
US8999632B2 (en) 2012-10-04 2015-04-07 Vertex Pharmaceuticals Incorporated Method for measuring ATR inhibition mediated increases in DNA damage
FR2996545B1 (fr) 2012-10-08 2016-03-25 Ecole Polytech Procede microfluidique de traitement et d'analyse d'une solution contenant un materiel biologique, et circuit microfluidique correspondant.
CN105008895B (zh) 2012-10-15 2019-02-15 纳诺赛莱克特生物医药股份有限公司 颗粒分选的系统、设备和方法
GB201219016D0 (en) 2012-10-23 2012-12-05 Liverpool John Moores University Electromagnetic wave sensing
US9036885B2 (en) 2012-10-28 2015-05-19 Technion Research & Development Foundation Limited Image reconstruction in computed tomography
NL2009757C2 (en) 2012-11-05 2014-05-08 Micronit Microfluidics Bv Method for forming an electrically conductive via in a substrate.
EP2741083B1 (en) 2012-12-07 2015-06-17 Devrim Pesen Okvur Three dimensional microfluidic device that determines metastatic capacity and homing choices
WO2014092653A1 (en) 2012-12-13 2014-06-19 Agency For Science, Technology And Research Label-free methods for isolation and analysis of nucleic acids on solid phase device
EP2749866B1 (en) 2012-12-31 2016-03-16 Universiteit Gent Molecular analysis device
FR3000410B1 (fr) 2013-01-02 2018-04-27 Ecole Superieure De Physique Et De Chimie Industrielles De La Ville De Paris Procedes et dispositifs de piegeage, de deplacement et de tri de particules contenues dans un fluide
WO2014111920A1 (en) 2013-01-17 2014-07-24 Sure Erasure Ltd. System and method for monitoring of an electro-mechanical device
GB201300946D0 (en) 2013-01-18 2013-03-06 Univ Liverpool Microfluidic platform
HU230238B1 (hu) 2013-02-05 2015-10-28 NORMA Instruments Zártkörűen Működő Részvénytársaság Mérőegység folyadékot tartalmazó minták fizikai jellemzőinek meghatározásához
EP4134656A1 (en) 2013-03-14 2023-02-15 Cytonome/ST, LLC Assemblies and methods for reducing optical crosstalk in particle processing systems
NZ743491A (en) * 2013-03-14 2020-03-27 Cytonome St Llc Hydrodynamic focusing apparatus and methods
US10190960B2 (en) 2013-03-14 2019-01-29 Cytonome/St, Llc Micro-lens systems for particle processing systems
EP4332546A3 (en) 2013-03-14 2024-06-05 Cytonome/ST, LLC Operatorless particle processing systems and methods
US9757726B2 (en) 2013-03-14 2017-09-12 Inguran, Llc System for high throughput sperm sorting
US10371622B2 (en) 2013-03-14 2019-08-06 Inguran, Llc Device for high throughput sperm sorting
ES2677975T3 (es) 2013-03-27 2018-08-07 Nano Temper Technologies GmbH (100%) Procedimiento y dispositivo para la mezcla sin contacto de líquidos
WO2014173526A2 (en) 2013-04-23 2014-10-30 Eth Zurich Open-atmosphere deposition of a liquid on surfaces
WO2014196856A1 (en) 2013-06-05 2014-12-11 Rijksuniversiteit Groningen Methods and means for performing microdroplet-based reactions
GB2515490A (en) 2013-06-24 2014-12-31 Univ Dublin City An aperture array substrate device, a detection system and a method for detecting analytes in a sample
EP3014275A1 (en) 2013-06-26 2016-05-04 Danmarks Tekniske Universitet Micromechanical photothermal analyser of microfluidic samples
DK3014244T3 (en) 2013-06-28 2017-04-24 Danmarks Tekniske Univ (Dtu) Biosensor based on measurements of cluster dynamics of magnetic particles using a dual-pass device
JP6387091B2 (ja) 2013-06-28 2018-09-05 デンマークス・テクニスク・ユニベルシタツトＤａｎｍａｒｋｓ Ｔｅｋｎｉｓｋｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｅｔ 磁性粒子のクラスタリング動態の測定に基づくバイオセンサ
DE102013011768B4 (de) 2013-07-10 2015-07-23 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Zirkulationssystem sowie Verfahren zur Vitalversorgung von Zellkulturen in einem mikrofluidischen Netzwerk
US8961904B2 (en) 2013-07-16 2015-02-24 Premium Genetics (Uk) Ltd. Microfluidic chip
GB2516684A (en) 2013-07-30 2015-02-04 Sphere Fluidics Ltd Microfluidic devices and systems
HUP1300474A2 (en) 2013-08-07 2015-03-02 Müködö Részvénytársaság Method for analyzing immunological reactivity and device therefor
WO2015019522A1 (ja) 2013-08-08 2015-02-12 パナソニック株式会社 核酸増幅デバイス、核酸増幅装置及び核酸増幅方法
EP2835674A1 (en) 2013-08-09 2015-02-11 Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. Method of operating a flying transducer particle in an optical waveguide, and optical waveguide including a transducer particle
GB201315196D0 (en) 2013-08-23 2013-10-09 Univ Dresden Tech Apparatus and method for determining the mechanical properties of cells
US10870175B2 (en) 2013-09-18 2020-12-22 Cytonome/St, Llc Microfluidic flow-through elements and methods of manufacture of same
EP3047504B1 (en) 2013-09-20 2022-06-01 Micromass UK Limited High frequency voltage supply control method for multipole or monopole analysers
JP6136843B2 (ja) 2013-10-17 2017-05-31 ソニー株式会社 粒子分取装置、粒子分取方法及びプログラム
EP3071327A1 (en) 2013-11-19 2016-09-28 Platod Fluidic device for producing platelets
ITRM20130648A1 (it) 2013-11-25 2015-05-26 Consiglio Nazionale Ricerche Metodo ed apparato per discriminare tra spermatozoi x e y basato sulla spettroscopia raman
EP2878375A1 (en) 2013-11-29 2015-06-03 Genewave Microfluidic cartridge for molecular diagnosis, docking station using such a microfluidic cartridge, and process for analyzing a biological sample
SG2013090790A (en) 2013-12-04 2015-07-30 Clearbridge Mfluidics Pte Ltd A microfluidic device
EP2884261B1 (en) 2013-12-14 2016-09-21 IMEC vzw Integrated fluorescence detection
NL2012262C2 (en) 2014-02-13 2015-08-17 Anteryon Wafer Optics B V Method of fabricating a wafer level optical lens assembly.
SG10201808874XA (en) 2014-04-09 2018-11-29 Agency Science Tech & Res Microfluidic device
EP2942103B1 (en) 2014-05-05 2023-06-14 Nano Temper Technologies GmbH Thermophoresis measurements in nanoliter-droplets
US10221844B2 (en) 2014-05-16 2019-03-05 Cytonome/St, Llc Fluid handling system for a particle processing apparatus
US10960396B2 (en) 2014-05-16 2021-03-30 Cytonome/St, Llc Thermal activated microfluidic switching
US10025322B2 (en) 2014-05-16 2018-07-17 Cytonome/St, Llc Fluid handling system for a fluid flow instrument
US10267733B2 (en) 2014-05-22 2019-04-23 Imec Vzw Semiconductor device for detecting fluorescent particles
EP2952257A1 (en) 2014-06-06 2015-12-09 Roche Diagnostics GmbH Rotatable cartridge for processing and analyzing a biological sample
EP2952258A1 (en) 2014-06-06 2015-12-09 Roche Diagnostics GmbH Rotatable cartridge for analyzing a biological sample
JP6527531B2 (ja) 2014-06-06 2019-06-05 エフ．ホフマン−ラ ロシュ アーゲーＦ． Ｈｏｆｆｍａｎｎ−Ｌａ Ｒｏｃｈｅ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ 生体試料を分析するための計量チャンバを備える回転可能なカートリッジ
US10109470B2 (en) 2014-06-12 2018-10-23 Micromass Uk Limited Time of flight detection system
EP2957890A1 (en) 2014-06-16 2015-12-23 Roche Diagnostics GmbH Cartridge with a rotatable lid
KR102466599B1 (ko) 2014-06-18 2022-11-16 조에티스 덴마크 에이피에스 미세유체 검출 시스템 및 미세유체 카트리지
JP6681384B2 (ja) 2014-07-30 2020-04-15 エフ ホフマン−ラ ロッシュ アクチェン ゲゼルシャフト 粒子を処理するための自動化システム
GB201414177D0 (en) 2014-08-11 2014-09-24 Sphere Fluidics Ltd Droplet Sorting
GB201414247D0 (en) 2014-08-12 2014-09-24 Cambsolv Ltd Modular microfluidic device
GB201414984D0 (en) 2014-08-22 2014-10-08 Univ Sheffield Improved laser structure
DE102014112270B3 (de) 2014-08-27 2015-04-23 Leibniz-Institut für Analytische Wissenschaften-ISAS-e.V. Verfahren zur Messung der Thrombozytenfunktion
US10753932B2 (en) 2014-09-05 2020-08-25 Axxin Pty Ltd Immunoassay test apparatus
DK3000528T3 (da) 2014-09-25 2021-03-15 European Molecular Biology Laboratory Mikrofluidindretning til generering af en sekvens af kombinatoriske prøver
US10267736B2 (en) 2014-09-30 2019-04-23 The Regents Of The University Of California Imaging flow cytometer using spatial-temporal transformation
CN106999927A (zh) 2014-09-30 2017-08-01 福斯分析仪器公司 用于流体动力流动聚焦的方法、装置和系统
FR3027672B1 (fr) 2014-10-24 2018-11-23 Biomerieux Methode et dispositifs de traitement d'echantillons biologiques
EP3017868A1 (en) 2014-11-10 2016-05-11 Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie - Hans-Knöll-Institut - Device and method for extracting individual picoliter droplets from microfluidic emulsions for further analysis and scale-up
GB201506992D0 (en) 2014-11-14 2015-06-10 Nplex Pty Ltd A portable in-vitro diagnostic detector
JP2018507388A (ja) 2014-12-09 2018-03-15 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピアＢａｓｆ Ｓｅ 光学検出器
JP2018510320A (ja) 2014-12-09 2018-04-12 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピアＢａｓｆ Ｓｅ 光学検出器
CA2972327A1 (en) 2014-12-29 2016-07-07 Imec Vzw Light coupler
CN105987870A (zh) 2015-02-10 2016-10-05 博奥生物集团有限公司 一种流式细胞分选系统及其聚焦检测方法及其流体芯片
SG10201501747PA (en) 2015-03-06 2016-10-28 Agency Science Tech & Res Multi-spectral calibrated light systems
EP3086155A1 (en) 2015-04-23 2016-10-26 Fundació Institut de Ciències Fotòniques Image cytometer for characterization and quantification of particulate samples
GB201507792D0 (en) 2015-05-07 2015-06-17 Univ Southampton Fluid flow device on a porous substrate and method for making the same
GB201509640D0 (en) 2015-06-03 2015-07-15 Sphere Fluidics Ltd Systems and methods
EP3103862A1 (en) 2015-06-11 2016-12-14 Ecole Supérieure de Physique et de Chimie Industrielles de la Ville de Paris Method for manipulating the evolution of collectives of self-replicating entities and variation between collectives of self-replicating entities
US10520413B2 (en) 2015-06-12 2019-12-31 Koninklijke Philips N.V. Particle sensor and particle sensing method having a series of sensor elements
US20180163713A1 (en) 2015-06-23 2018-06-14 Nanocellect Biomedical, Inc. Systems, apparatuses, and methods for cell sorting and flow cytometry
JP6911021B2 (ja) 2015-06-25 2021-07-28 サイトノーム／エスティー・エルエルシー 音響操作を用いるマイクロ流体デバイスおよびシステム
WO2017001565A1 (en) 2015-06-30 2017-01-05 Imec Vzw Detection of fluid absorption spectrum
GB201511728D0 (en) 2015-07-03 2015-08-19 Univ Dundee Sorting methods and apparatus
JP6877418B2 (ja) 2015-07-17 2021-05-26 トリナミクス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 少なくとも１個の対象物を光学的に検出するための検出器
EP3344976A4 (en) 2015-08-18 2019-03-20 Agency For Science, Technology And Research OPTICAL STRUCTURE AND OPTICAL LIGHT DETECTION SYSTEM
GB2546233A (en) 2015-08-19 2017-07-19 Cambsolv Ltd Modular microfluidic device for analytical bioassay
JP6758719B2 (ja) 2015-09-23 2020-09-23 アエニティス テクノロジーズ 多目的音響浮揚トラップ
NZ740697A (en) 2015-09-30 2022-07-01 Semen Refinement B V Microfluidic device for selection of semen
JP2019502905A (ja) 2015-11-25 2019-01-31 トリナミクス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 少なくとも１個の物体を光学的に検出する検出器
EP3173149A1 (en) 2015-11-26 2017-05-31 Roche Diagnostics GmbH Determining a quantity of an analyte in a blood sample
US10809195B2 (en) 2015-12-23 2020-10-20 Koninklijke Philips N.V. Optical detection of particles in a fluid
JP7092668B2 (ja) 2015-12-24 2022-06-28 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ ３ｄ生検組織を染色する装置
EP3394597B1 (en) 2015-12-24 2023-11-22 Siemens Healthineers Nederland B.V. Optical detection of a substance in fluid
TWI789343B (zh) 2016-02-01 2023-01-11 丹麥商碩騰丹麥有限公司 微流體分析系統、執行分析的微流體匣及方法
GB201602946D0 (en) 2016-02-19 2016-04-06 Fluidic Analytics Ltd And Cambridge Entpr Ltd Improvements in or relating to microfluidic free-flow electrophoresis
US10883182B2 (en) 2016-04-08 2021-01-05 Indian Institute Of Technology, Guwahati Microfluidic electrolyzer for continuous production and separation of hydrogen/oxygen
JP7075126B2 (ja) 2016-06-10 2022-05-25 ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニア 画像ベースの細胞分取システムおよび方法

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