[go: up one dir, main page]

CN110437975B - 具有隔离围栏的微流体装置及用它测试生物微目标的方法 - Google Patents

具有隔离围栏的微流体装置及用它测试生物微目标的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110437975B
CN110437975B CN201910717201.6A CN201910717201A CN110437975B CN 110437975 B CN110437975 B CN 110437975B CN 201910717201 A CN201910717201 A CN 201910717201A CN 110437975 B CN110437975 B CN 110437975B
Authority
CN
China
Prior art keywords
objects
micro
channel
region
isolation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910717201.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110437975A (zh
Inventor
E·D·霍布斯
M·P·怀特
J·坦纳·内维尔
D·马莱奥
史蒂文·W·肖特
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bruker Cellular Analysis Inc
Original Assignee
Berkeley Lights Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Berkeley Lights Inc filed Critical Berkeley Lights Inc
Priority to CN201910717201.6A priority Critical patent/CN110437975B/zh
Priority claimed from PCT/US2014/061837 external-priority patent/WO2015061497A1/en
Publication of CN110437975A publication Critical patent/CN110437975A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110437975B publication Critical patent/CN110437975B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B01L3/502761—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip specially adapted for handling suspended solids or molecules independently from the bulk fluid flow, e.g. for trapping or sorting beads, for physically stretching molecules
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/06—Fluid handling related problems
    • B01L2200/0647—Handling flowable solids, e.g. microscopic beads, cells, particles
    • B01L2200/0652—Sorting or classification of particles or molecules
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/06—Fluid handling related problems
    • B01L2200/0647—Handling flowable solids, e.g. microscopic beads, cells, particles
    • B01L2200/0668—Trapping microscopic beads
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0861—Configuration of multiple channels and/or chambers in a single devices
    • B01L2300/0864—Configuration of multiple channels and/or chambers in a single devices comprising only one inlet and multiple receiving wells, e.g. for separation, splitting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00—Moving or stopping fluids
    • B01L2400/04—Moving fluids with specific forces or mechanical means
    • B01L2400/0403—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces
    • B01L2400/0415—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces electrical forces, e.g. electrokinetic
    • B01L2400/0424—Dielectrophoretic forces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00—Moving or stopping fluids
    • B01L2400/04—Moving fluids with specific forces or mechanical means
    • B01L2400/0403—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces
    • B01L2400/0433—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces vibrational forces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00—Moving or stopping fluids
    • B01L2400/04—Moving fluids with specific forces or mechanical means
    • B01L2400/0403—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces
    • B01L2400/0454—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces radiation pressure, optical tweezers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Automatic Analysis And Handling Materials Therefor (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

一种微流体装置可包括流体上连接到未波及区域的至少一个波及区域。用于产生感兴趣的分析物的生物微目标的能力可以在这样的微流体装置中被测定。在装载到微流体装置中的样本材料中的生物微目标可以被选择用于特定特征并且被设置在未波及区域中。然后，样本材料可以从波及区域流出并且可以是流入到波及区域中的测定材料。在波及区域中的介质的流基本上不影响未波及区域中的生物微目标，但由生物微目标产生的任何感兴趣的分析物可以从未波及区域扩散到波及区域中，其中分析物可以与测定材料反应以产生局部可检测反应。任何这种检测到的反应可以被分析以确定(如果有的话)哪些生物微目标是感兴趣的分析物的生产者。

Description

具有隔离围栏的微流体装置及用它测试生物微目标的方法
本申请是申请日为2014年10月22日、申请号为CN 2014800584449、发明名称为“具有隔离围栏的微流体装置及用它测试生物微目标的方法”的申请的分案申请。
背景技术
随着微流体领域不断进步，微流体装置已经成为用于处理和操作诸如生物细胞的微目标的便利平台。本发明的一些实施例旨在改进微流体装置及操作该微流体装置的方法。
发明内容
在本发明的一些实施例中，一种微流体装置可包括流动区域和微流体隔离围栏。流动区域可以被配置为包含第一流体介质的流。微流体隔离围栏可包括隔离结构和连接区域。隔离结构可包括被配置为包含第二流体介质的隔离区域。连接区域可以流体上将隔离区域连接到流动区域，使得当流动区域和微流体隔离围栏基本上填满流体介质时：第二介质的组分能够扩散到第一介质中，或者第一介质的组分能够扩散到第二介质中；并且基本上没有来自流动区域的第一介质流入到隔离区域中。
本发明的一些实施例包括一种分析在微流体装置中的生物微目标的过程，该微流体装置可包括至少一个微流体隔离围栏流体上与其连接的微流体通道。至少一个隔离围栏可包括流体隔离结构，该流体隔离结构包括隔离区域和流体上将隔离区域连接到通道的连接区域。该过程可包括将一个或更多个生物微目标装载到至少一个隔离围栏中，以及培养装载的生物微目标一段时间，其足以使生物微目标产生感兴趣的分析物。该过程还可包括在邻近开口(该开口从至少一个隔离围栏的连接区域到通道)的通道中设置捕捉微目标，以及对将捕捉微目标粘结到感兴趣的分析物进行监测。捕捉微目标可包括能够特异性粘结感兴趣的分析物的至少一种类型的亲和剂。
附图说明
图1是根据本发明的一些实施例的可以对在微流体装置中的微目标执行至少两个测试的过程的示例。
图2A是根据本发明的一些实施例的可以通过其来执行图1的过程的微流体装置的透视图。
图2B是图2A的微流体装置的侧剖视图。
图2C是图2A的微流体装置的俯视剖视图。
图3A是根据本发明的一些实施例的缺少屏障(为了便于说明)的图2A到图2C的微流体装置的局部侧剖视图，其中选择器被配置为介电泳(DEP)装置。
图3B是图3A的局部俯视剖视图。
图4A是根据本发明的一些实施例的微流体装置的另一个示例的透视图。
图4B是图4A的微流体装置的侧剖视图。
图4C是图4A的微流体装置的俯视剖视图。
图5示出根据本发明的一些实施例的隔离围栏的示例，其中从通道到隔离区域的连接区域的长度大于在通道中流动的介质的穿透深度。
图6是根据本发明的一些实施例的隔离围栏的另一个示例，该隔离围栏包括从通道到隔离区域的连接区域，该连接区域长于在通道中流动的介质的穿透深度。
图7A到图7C示出根据本发明的一些实施例的隔离围栏的配置的又一个示例。
图8示出根据本发明的一些实施例的将生物微目标装载到图2A到图2C的微流体装置的流动路径中的示例。
图9示出根据本发明的一些实施例的使生物微目标流入到图4A到图4C的微流体装置的通道中的示例。
图10示出根据本发明的一些实施例的针对第一特征测试在图2A到图2C的微流体装置的流动路径中的生物微目标的示例。
图11是根据本发明的一些实施例的选择在图2A到图2C的微流体装置中的生物微目标的示例。
图12示出根据本发明的一些实施例的选择在图4A到图4C的微流体装置中的生物微目标的示例。
图13示出根据本发明的一些实施例的将所选择的生物微目标移动到图2A到图2C的微流体装置中的保持围栏中的示例。
图14示出根据本发明的一些实施例的从图2A到图2C的微流体装置的流动路径中冲走的生物微目标的示例。
图15示出根据本发明的一些实施例的将来自通道的所选择的生物微目标移动到图4A到图4C的微流体装置的隔离围栏中的示例。
图16是根据本发明的一些实施例的从图4A到图4C的微流体装置中的通道中冲走的生物微目标的示例。
图17是根据本发明的一些实施例的将测定材料提供给在图2A到图2C的微流体装置的保持围栏中的生物微目标的示例。
图18示出根据本发明的一些实施例的扩散到图2A到图2C的微流体装置的保持围栏中的测定材料。
图19示出根据本发明的一些实施例的在图4A到图4C的微流体装置的通道中的测定材料以及在隔离围栏中的产生感兴趣的分析物的生物微目标的示例。
图20示出根据本发明的一些实施例的扩散出隔离围栏的隔离区域且与在图4A到图4C的微流体装置中邻近到通道近端开口的测定材料反应的感兴趣的分析物的组分的示例。
图21是根据本发明的一些实施例的在图4A到图4C的微流体装置中的包括有标签的捕捉微目标的测定材料的示例。
图22是根据本发明的一些实施例的在图4A到图4C的微流体装置中的包括捕捉微目标和标签物的混合物的测定材料的示例。
图23示出根据本发明的一些实施例的图22的捕捉微目标、标签物的组分和感兴趣的分析物的示例。
图24示出根据本发明的一些实施例的包括多个亲和剂的复合捕捉微目标的示例。
图25是示出根据本发明的一些实施例的检测局部反应和识别在微流体装置(诸如图4A到图4C所示的装置)中的包含阳性生物微目标的隔离围栏的示例的过程。
图26示出根据本发明的一些实施例的将阴性生物微目标从保持围栏移动到在图2A到图2C的装置中的流动路径中。
图27示出根据本发明的一些实施例的从在图2A到图2C的微流体装置中的流动路径中冲走阴性生物微目标。
图28示出根据本发明的一些实施例的清理在图4A到图4C的微流体装置中的测定材料的通道的示例。
图29是根据本发明的一些实施例的将在图4A到图4C的流体装置中的阴性生物微目标与阳性生物微目标隔开的示例。
图30示出根据本发明的一些实施例的在图4A到图4C的微流体装置中的隔离围栏中产生克隆生物微目标的示例。
图31A到图31C描绘包括微通道以及打开微通道的多个隔离围栏的微流体装置。每个隔离围栏包含多个小鼠脾细胞。图31A是微通道装置的一部分的明视场图像。图31B和图31C是使用德克萨斯红色滤光器获得的荧光图像。在31B中，在示例1所描述的抗原特异性测定开始之后5分钟获得图像。在图31C中，在示例1所描述的抗原特异性测定开始之后20分钟获得图像。图31C中的白色箭头指向在测定中产生阳性信号的隔离围栏。
具体实施方式
本说明书描述了本发明的示例性实施例和应用。然而，本发明不限于这些示例性实施例和应用，或者不限于在本文中描述方式的或者示例性实施例和应用运行的方式。而且，附图可示出简化或局部视图，并且为了清晰起见，附图中的元件尺寸可不按比例扩大或者缩小。此外，当在本文中使用术语“在…上”、“附接到”、或“联接到”时，一个元件(例如，材料、层、基底等)可以“在另一个元件上”、“附接到另一个元件”、或“联接到另一个元件”，而不管该一个元件直接在另一个元件上、附接或联接到该另一个元件，还是有一个或更多个介入元件在该一个元件和该另一个元件之间。此外，如果提供的话，方向(例如，在上面、在下面、顶部、底部、侧面、上、下、在…下面、在…上面、上面、下面、水平、垂直、“x”、“y”、“z”等)是相对的并且仅作为示例提供、以便于说明和讨论并且不作为限制。此外，在对一系列元件(例如元件a、b、c)做附图标记的情况下，这些附图标记旨在包括所列出的元件自身的任何一个、小于全部所列出的元件的任何组合和/或全部所列出的元件的组合。
如本文所使用的，“基本上”是指足以达到预期目的。术语“多个”是指多于一个。
如本文所使用的，术语“微目标”可包括如下的一个或更多个：无生命微目标，诸如微粒、微珠(例如，聚苯乙烯珠、LuminexTM珠等)、磁珠、微米棒、微丝、量子点等；生物微目标，诸如细胞(例如，从组织或体液样本获得的细胞、血细胞、杂交细胞、培养细胞、来自细胞系的细胞、癌细胞、受感染细胞、转染和/或转化细胞、报告细胞等)、脂质体(例如，合成的膜制剂或者由膜制剂衍生的)、纳米脂质筏等；或无生命微目标和生物微目标(例如，附接到细胞的微珠、脂质体包覆微珠、脂质体包覆磁珠等)的组合。例如，在“Ritchie et al.(2009)Reconstitution of Membrane Proteins in Phospholipid Bilayer Nanodiscs,MehotdEnzymol.,464:211-231(里奇等人(2009年)，磷脂双分子层奈米圆盘中的膜蛋白的重组，方法酶学，464:211-231)”中，已经对纳米脂质筏进行了描述。
如本文所使用的，术语“细胞”是指生物细胞，其可以是植物细胞、动物细胞(例如，哺乳动物细胞)、细菌细胞、真菌细胞等。动物细胞可以是例如来自人类、老鼠、大鼠、马、山羊、绵阳、牛、灵长目动物等。
流体介质的“组分”是呈现在介质中的任何化学或生物化学分子，所述介质包括溶剂分子、离子、小分子、抗生素、核苷酸和核苷、核酸、氨基酸、肽、蛋白质、糖类、碳水化合物、脂类、脂肪酸、胆固醇、代谢产物等。
如本文关于流体介质所使用的，“使…扩散”和“扩散”是指流体介质的组分朝浓度梯度低的方向的热力学运动。
短语“介质的流”是指流体介质的除扩散之外的由任何机构导致的整体运动。例如，介质的流可包括由于点之间的压力差从一个点到另一个点的流体介质的运动。这样的流可包括液体的连续、脉冲、周期、随机、间歇或往复流，或者其任何组合。当一个流体介质流入到另一个流体介质中时，可导致介质的湍流和混合。
短语“基本上没有流”是指流体介质的流速，其小于将材料(例如，感兴趣的分析物)的组分扩散到流体介质中或者使材料在流体介质内扩散的速率。这种材料的组分的扩散速率可取决于例如温度、组分的尺寸以及组分与流体介质之间的相互作用的强度。
如本文关于微流体装置内的不同区域所使用的，短语“流体上连接”是指当不同区域基本上填充有液体(诸如流体介质)时，每个区域中的流体被连接以形成流体的单个本体。这并不意味着不同区域中的流体(或流体介质)在组成上一定是相同的。相反，在微流体装置的不同的流体上连接区域中的流体可具有不同的组成(例如，不同浓度的溶质，如蛋白质、碳水化合物、离子、或其它分子)，其由于溶质向其各自的浓度梯度低的方向移动而不断变化和/或流体通过该装置流动。
在一些实施例中，微流体装置可包括“波及”区域和“未波及”区域。未波及区域可以被流体连接到波及区域，假设流体连接被构造为使得在波及区域与未波及区域之间能够扩散，但在波及区域与未波及区域之间基本上没有介质的流。微流体设备可因此被构造为基本上使未波及区域与波及区域中的介质的流隔离，同时使得在波及区域与未波及区域之间仅能够进行扩散流体连通。
用于产生特定生物材料的生物微目标(例如，生物细胞)的能力可以在这样的微流体装置中被测定。例如，针对感兴趣的分析物的生产，包括待测定的生物微目标的样本材料可以被装载到微流体装置的波及区域中。多个生物微目标可以被选择用于特定特征并且被设置在未波及区域中。然后，其余样本材料可以从波及区域流出，并且测定材料可以流入到波及区域中。由于所选择的生物微目标在未波及区域中，所选择的生物微目标基本上不受从其余样本材料的流出或者测定材料的流入的影响。所选择的生物微目标可以允许产生感兴趣的分析物，其可以从未波及区域扩散到波及区域中，其中感兴趣的分析物可以与测定材料反应以产生局部可检测反应，每个局部可检测反应可以与特定未波及区域相关。与检测到的反应相关联的任何未波及区域可以被分析以确定(如果有的话)在未波及区域中的哪些生物微目标是感兴趣的分析物的足够生产者。
图1示出根据本发明的一些实施例的用于测试在微流体装置中的微目标的过程100的示例。图2A到图2C示出可以通过其来执行过程100的微流体装置200的示例，以及图3A和图3B示出可以是微流体装置200的一部分的介电泳(DEP)装置的示例。图4A到图4C示出过程100也可以通过其被执行的微流体装置400的另一个示例。然而，图2A到图2C的装置200和图4A到图4C的装置400都不限于执行图1的过程100。过程100也不限于在装置200或400上被执行。
如图1所示，过程100可以在步骤102处将微目标的混合物装载到在微流体装置中的流动路径中。在步骤102处装载的混合物可包括不同类型的微目标以及碎片和其他目标。在步骤104处，过程100可针对第一特征测试在流动路径中的微目标，以及在步骤106处，过程100可以将针对第一特征测试呈阳性的微目标与针对第一特征测试不呈阳性的微目标(例如，测试呈阴性的微目标)隔开。如图所示，过程100可以重复步骤102到步骤106任何次数。例如，步骤102到步骤106可以被执行k次，然后，已经在步骤102处被装载的k个微目标的混合物在步骤104、106处被分成微目标的初始群组(该初始群组的所有微目标针对第一特征被测试呈阳性)。数量k可以是1或大于1的任何整数。(在下文中，针对测试呈阳性的生物微目标有时被称为“阳性”，而用于测试的不呈阳性的生物微目标(例如，针对测试呈阴性)有时被称为“阴性”生物微目标。)
然后，过程100可以继续至步骤108，其中过程100可以对微目标的初始群组执行后续测试。在步骤108处执行的后续测试可以与在步骤104处执行的第一测试不同。例如，后续测试可以针对与在步骤104处测试的第一特征不同的后续特征进行测试。作为另一个示例，在步骤108处执行的后续测试可以针对与步骤104相同的特征(上面提到的第一特征)进行测试，但后续测试不同的灵敏度、准确度、精度度等。例如，针对第一特征，在步骤108处执行的后续测试可以比在步骤104处执行的第一测试更灵敏。无论如何，在步骤110处，过程100可以将针对在步骤108处的后续测试呈阳性的微目标与针对后续测试呈阴性的微目标隔开。
如果步骤104的第一测试和步骤108的后续测试针对相同的特征测试，在步骤108和110之后，响应于两种不同的测试，针对该特征(在上述步骤104的讨论中被称为第一特征)测试呈阳性的微目标已经与在步骤102的k次执行时被装载到微流体装置中的k个微目标的混合物隔开。如图所示，步骤108和110可以被重复，并且在每次重复时，过程100可在步骤108处应用针对相同的特征进行测试的不同的后续测试。实际上，步骤108和110可以被重复n次，然后，过程100已经从在步骤102处被装载到微流体装置中的k个微目标的混合物中分选出已经针对在步骤104和步骤108处测试的第一特征测试呈阳性n+1次的微目标。数量n可以是1或大于1的任何整数。
如所提到的，可替代地，过程100可以在步骤108处针对与在步骤104处测试的第一特征不同的后续特征进行测试。在这样的实施例中，已经从在步骤102处装载到微流体装置中的k个微目标的混合物中分选出具有第一特征和后续特征两者的微目标。如果步骤108和110被重复，则在每次重复时，过程100可以在步骤108处针对不同的后续特征进行测试。例如，在步骤108的每次执行时，过程100可以针对不仅与第一特征不同而且还与在任何以前通过步骤108和110测试的任何以前的后续特征不同的后续特征进行测试。在步骤110的每次执行时，过程100可以将在步骤108处针对后续特征测试呈阳性的微目标隔开。
如所提到的，可以重复n次步骤108和110。在执行n次步骤108和110之后，过程100已经从在步骤102处装载到微流体装置中的k个微目标的混合物分选出了具有在步骤104和108处测试的所有n+1个特征的微目标。数量n可以是1或大于1的任何整数。
设想了过程100的变型。例如，在一些实施例中，步骤108的重复有时可以针对未在步骤104处或者步骤108的任何在前的执行时均未测试过的新特征进行测试，而其它时候可以针对在步骤104处或者步骤108的在前的执行时测试过的相同的特征进行测试。作为另一个示例，在步骤106或者任何重复的步骤110处，过程100可以将测试呈阳性的微目标与测试呈阴性的微目标隔开。作为又一个示例，过程100可以在继续步骤106之前重复步骤104多次。在这样的示例中，过程100可以在步骤104的每次重复处针对不同的特征进行测试，然后将在步骤104的每次重复处测试呈阳性的微目标与在步骤104的至少一次重复处测试呈阴性的微目标隔开。同样地，步骤108可以在继续步骤110之前被重复多次。
现针对图2A到图7C对微流体装置200和400的示例进行讨论。然后，针对图8到图30对利用装置200和400的过程100(其中微目标包括诸如生物细胞的生物微目标)的操作示例进行描述。
图2A到图2C示出可以通过其来执行过程100的微流体装置200的示例。如图所示，微流体装置200可包括微流体装置200可包括壳体202、选择器222、检测器224、流控制器226和控制模块230。
如图所示，壳体202可包括用于保持液体介质244的一个或更多个流动区域240。图2B示出其上介质244可以被设置为均匀的(例如，平坦的)和无特征的流动区域240的内表面242。然而，可替代地，内表面242可以是不均匀的(例如，不平坦的)并且包括诸如电极端子(未示出)的特征。
壳体202可包括一个或更多个入口208，介质244可以通过所述一个或更多个入口208被输入到流动区域240中。入口208可以是例如输入端口、开口、阀、另一个通道、流体连接器等。壳体202还可包括一个或多个出口210，介质244可以通过所述一个或多个出口210被移除。出口210可以是例如输出端口、开口、阀、通道、流体连接器等。作为另一个示例，出口210可包括诸如2013年4月4日提交的美国专利申请序列第13/856,781号(代理人案号BL1-US)所公开的输出机构中的任何输出机构的液滴输出机构。壳体202的全部或部分可以是透气的，以允许气体(例如，环境空气)进入和离开流动区域240。
壳体202还可包括设置在基部(例如，基底)206上的微流体结构204。该微流体结构204可包括柔性材料，诸如橡胶、塑料、弹性体、硅树脂(例如，可图案化的硅树脂)、聚二甲基硅氧烷(“PDMS”)等，其可以是透气的。可替代地，微流体结构204可包括包含有刚性材料的其他材料。基部206可包括一个或多个基底。虽然示出为单个结构，但基部206可包括多个互连的结构，诸如多个基底。微流体结构204同样可包括可以被互连的多个结构。例如，微流体结构204还可包括由与该结构中的其他材料相同或不同的材料制成的盖(未示出)。
微流体结构204和基部206可限定流动区域240。虽然图2A到图2C中示出一个流动区域240，但微流体结构204和基部206可限定用于介质244的多个流动区域。流动区域240可包括可以互连的通道(图2C中的252和253)和腔室以形成微流体回路。对于包括多于一个的流动区域240的围界，每个流动区域240可以与一个或更多个入口108以及一个或更多个出口110相关联，用于分别输入和从流动区域240移除介质244。
如图2B和图2C所示，流动区域240可包括用于介质244的一个或更多个通道252。例如，通道252通常可以从入口208到出口210。又如图所示，限定非流动空间(或隔离区域)的保持围栏256可以被设置在流动区域240中。也就是说，每个保持围栏256的内部的一部分可以是非流动空间，除了在空的流动区域240被最初地填充介质244时之外，来自通道252的介质244不直接流入非流动空间中。例如，每个保持围栏256可包括一个或更多个屏障254，其形成部分围界，该围界的内部可包括非流动空间。当流动区域240填充有介质244时，限定保持围栏256的屏障254可因此阻止介质244直接从通道252流入到任何保持围栏256的受保护内部。例如，当流动区域240填充有介质244时，围栏256的屏障254基本上可以阻止来自通道252的介质244的整体流流入到围栏256的非流动空间中，相反，基本上仅允许围栏256中的非流动空间中的介质与来自通道252的介质的扩散混合。因此，在保持围栏256中的非流动空间与通道252之间的营养物质和废弃物的交换基本上可以仅通过扩散发生。
前述可以通过将围栏256定向为使得到围栏256中的开口不直接面对通道252中的介质244的流来完成。例如，如果介质的流为在图2C中的通道252中从入口208向出口210(并因此从左向右)，因为每个围栏256的开口不面对图2C中的左侧(否则将直接进入到这样的流中)，所以围栏256中的每一个基本上阻止介质244直接从通道252流入到围栏256中。
在以任何图案设置的流动区域240中可以有许多这样的保持围栏256，并且保持围栏256可以是任何许多不同的尺寸和形状。虽然示出为相对图2C中的微流体结构204的侧壁设置，但一个或更多个(包括所有)围栏256可以是被设置在通道252中的微流体结构204的侧壁之外的独立结构。如图2C所示，保持围栏256的开口可以被设置为邻近通道252，其可以邻近于多于一个围栏256的开口。虽然示出了邻近十四个围栏256的一个通道252，但可以有更多的通道252，并且可以有邻近任何特定通道252的更多或更少围栏256。
围栏256的屏障254可包括以上针对微流体结构204所讨论的任何类型的材料。屏障254可包括与微流体结构204相同的材料或不同的材料。如图2B所示，屏障254可以从基部206的表面242穿过整个流动区域240延伸到微流体结构204的上壁(与表面242相对)。可替代地，一个或更多个屏障254可以仅部分地穿过流动区域240延伸，因此不完全延伸到表面242或微流体结构204的上壁。
选择器222可以被配置为对介质244中的微目标(未示出)选择性地形成电动力。例如，选择器222可以被配置为选择性地激活(例如，打开)和去激活(例如，关闭)在流动区域240的内表面242处的电极。电极可以形成吸引或排斥介质244中的微目标(未示出)的介质244中的力，并且选择器222可因此选择和移动介质244中的一个或更多个微目标。电极可以是例如介电泳(DEP)电极。
例如，选择器222可包括一个或更多个光学(例如，激光)镊子装置和/或一个或更多个光电镊子(OET)装置(例如，如美国专利第7,612,355号所公开的(其全部内容通过引用的方式合并于此)，或者如美国专利申请序列第14/051,004号(代理人案号BL9-US)所公开的(其全部内容也通过引用的方式合并于此)。作为又一个示例，选择器222可包括用于移动其中悬浮一个或更多个微目标的介质244的液滴一个或更多个装置(未示出)。这样的装置(未示出)可包括电润湿装置，诸如光电润湿(OEW)装置(例如，如美国专利第6,958,132号所公开的)。选择器222可因此在一些实施例中被表征为DEP装置。
图3A和3B示出其中选择器222包括DEP装置300的示例。如图所示，DEP装置300可包括第一电极304、第二电极310、电极激活基底308、电源312(例如，交流(AC)电源)、以及光源320。流动区域240中的介质244和电极激活基底308可以将电极304、310隔开。改变来自光源320的光322的图案可选择地激活并去激活在流动区域240的内表面242的区域314处改变的DEP电极的图案。(在下文中，区域314被称为“电极区域。”)
在图3B所示的示例中，定向到内表面242上的光图案322'照亮了所示的正方形图案的交叉阴影电极区域314a。另一个电极区域314未被照亮，因而在下文中称为“暗”电极区域314。从每个暗电极区域314穿过电极激活基底308到第二电极310的相对电阻抗大于从第一电极304穿过流动区域240中的介质244到暗电极区域314的相对阻抗。然而，照亮电极区域314a降低了从被照亮的电极区域314a穿过电极激活基底308到第二电极310的相对阻抗，该阻抗小于从第一电极304穿过流动区域240中的介质244到被照亮的电极区域314a的相对阻抗。
在电源312被激活的情况下，前述在被照亮的电极区域314a与邻近的暗电极区域314之间的介质244中形成电场梯度，该电场梯度进而形成吸引或排斥介质244中的附近的微目标(未示出)的局部DEP力。可因此通过改变从光源320(例如，激光源或其他类型的光源)投射到微流体装置200的光图案322，在流动区域240的内表面242的许多不同的这样的电极区域314处选择地激活或去激活吸引或排斥介质244中的微目标的DEP电极。DEP力是否吸引或排斥附近的微目标可取决于诸如电源312的频率以及介质244和/或微目标(未示出)的介电性能的参数。
图3B所示的被照亮的电极区域314a的正方形图案322'仅是示例。电极区域314的任何图案可通过投射到装置200中的光322的图案被照亮，并且被照亮的电极区322'的图案可以通过改变光图案322被重复地改变。
在一些实施例中，电极激活基底308可以是光导材料，并且内表面242可以是无特征的。在这样的实施例中，可以根据光图案322在流动区域240的内表面242上的任何地方并以任何图案形成DEP电极314(参见图3A)。电极区域314的数量和图案因此不是固定的，而是对应于光图案322。示例在前述的美国专利第7,612,355号中说明，其中前述专利的附图所示的无掺杂非晶硅材料24可以是可构成电极激活基底308的光电导材料的示例。
在其他实施例中，电极激活基底308可包括诸如半导体材料的电路基底，包括形成诸如半导体领域中已知的半导体集成电路的多个掺杂层、电绝缘层以及导电层。在这样的实施例中，电路元件可形成在流动区域240的内表面242处的电极区域314与第二电极310之间的电连接，该电连接可以通过光图案322选择性地激活和去激活。当未激活时，每个电连接可具有高阻抗，使得从对应的电极区域314到第二电极310的相对阻抗大于从第一电极304通过介质244到对应的电极区域314的相对阻抗。然而，当通过光图案322中的光而被激活时，每个电连接可具有低阻抗，使得从对应的电极区域314到第二电极310的相对阻抗小于从第一电极304通过介质244到对应的电极区域314的相对阻抗，这在如上所讨论的对应的电极区域314处激活DEP电极。可因此通过光图案322在流动区域240的内表面242的许多不同的电极区域314处选择地激活和去激活吸引或排斥介质244中的微目标(未示出)的DEP电极。电极激活基底308的这样的配置的非限制性示例包括美国专利第7,956,339号的图21和图22所示的基于光电晶体管的OET装置300以及在前述的美国专利申请序列第14/051,004号的所有附图所示的OET装置。
在一些实施例中，第一电极304可以是壳体202的第一壁302(或盖)的一部分，并且电极激活基底308和第二电极310可以是壳体202的第二壁306(或基部)的一部分，通常如图3A所示。如图所示，流动区域240可以在第一壁302与第二壁306之间。然而，前述不过是示例。在其他实施例中，第一电极304可以是第二壁306的一部分，而电极激活基底308和/或第二电极310中的一个或两个可以是第一壁302的一部分。作为另一个示例，第一电极304可以是与电极激活基底308和第二电极310相同的壁302或306的一部分。例如，电极激活基底308可包括第一电极304和/或第二电极310。此外，光源320可替代地位于壳体202下方。
配置为图3A和图3B所示的DEP装置300，选择器222可因此通过将光图案322投射到装置200中以激活在包围和捕捉微目标的图案中的流动区域240的内表面242的电极区域314处的一个或更多个的DEP电极，来选择流动区域240中的介质244中的微目标(未示出)。然后，选择器222可通过将光图案322相对于装置200移动来移动捕捉微目标。可替代地，装置200可以相对于光图案322移动。
虽然限定保持围栏256的屏障254在图2B和图2C中示出并作为物理屏障讨论如上，但屏障254可替代地包括虚拟屏障，该虚拟屏障包括由光图案322激活的DEP力。
再次参照图2A到图2C，检测器224可以是用于检测流动区域240中的事件的机构。例如，检测器224可包括能够检测介质中的微目标(未示出)的一个或更多个辐射特征(例如，由于荧光或发光)的光检测器。这样的检测器224可以被配置为检测例如介质244中的一个或更多个微目标(未示出)正在辐射电磁辐射和/或辐射的近似波长、亮度、强度等。合适的光检测器的示例包括但不限于光电倍增管检测器和雪崩光电检测器。
检测器224可选地或另外地包括用于捕捉包括在介质244中的微目标(未示出)的流动区域240的数字图像的成像装置。检测器224可包括的合适的成像装置的示例包括数码相机或光传感器，诸如电荷耦合器件、互补金属氧化物半导体成像器。图像可以通过这样的装置被捕捉和分析(例如，通过控制模块230和/或操作者)。
流控制器226可以被配置为控制流动区域240中的介质244的流。例如，流控制器226可以控制流的方向和/或速度。流控制器226的非限制性示例包括一个或更多个泵或流体致动器。在一些实施例中，流控制器226可包括额外的元件，诸如用于感测例如流动区域240中的介质244的流的速度的一个或更多个传感器(未示出)。
控制模块230可以被配置为从选择器222、检测器224、和/或流控制器226接收信号并控制选择器222、检测器224、和/或流控制器226。如图所示，控制模块230可包括控制器232和存储器234。在一些实施例中，控制器232可以是数字电子控制器(例如，微处理器、微控制器、计算机等)，被配置为根据在存储器234中存储为非临时性信号的机器可读指令(例如，软件、固件、微码等)操作，该存储器234可以是数字电子、光学、或磁存储装置。可替代地，控制器232可包括硬连线数字电路和/或模拟电路、或者根据机器可读指令来操作的数字电子控制器与硬连线数字电路和/或模拟电路的组合。控制器232可以被配置为执行本文所公开的过程100、2500的所有或任何一部分。
在一些实施例中，围栏256可以屏蔽照明(例如，通过检测器224和/或选择器222)或者可以仅选择性地照亮短暂的时间。在生物微目标被移动到围栏256中之后，生物微目标可因此被保护以免受进一步照明或者生物微目标的进一步照明可以被最小化。
图4A到图4C示出微流体装置400的另一个示例。如图所示，微流体装置400可包括微流体回路432，该微流体回路432包括多个互连的流体回路元件。在图4A到图4C所示的示例中，微流体回路432包括隔离围栏436、438、440流体上与其连接的流动区域/通道434。示出了一个通道434和三个隔离围栏436、438、440，但可以有多于一个通道434和与任何特定通道连接的多于或少于三个隔离围栏436、438、440。通道434和隔离围栏436、438、440是流体回路元件的示例。微流体回路432还可包括额外的或不同的流体回路元件，诸如流体腔室、贮液器等。
每个隔离围栏436、438、440可包括限定隔离区域444和流体上将隔离区域444连接到通道434的连接区域442的隔离结构446(见图4C)。连接区域442可包括到通道434的近端开口452和到隔离区域444的远端开口454。连接区域442可以被配置使得在通道434中以最大速度(Vmax)流动的流体介质(未示出)的流的最大穿透深度不延伸到隔离区域444中。设置在围栏436、438、440的隔离区域444中的微目标(未示出)或其它材料(未示出)可因此与通道434中的介质(未示出)的流隔开且基本上不受通道434中的介质(未示出)的流的影响。通道434可因此为波及区域的示例，以及隔离围栏436、438、440的隔离区域可以是未波及区域的示例。在对前述进行更详细的讨论之前，提供微流体装置400的简要说明和相关的控制系统470的实例。
微流体装置400可包括包围微流体回路432的围界402，该围界402可包含一个或更多个流体介质。然而，装置400可以物理上以不同的方式被构造，在图4A到图4C所示的示例中，围界402被描绘为包括支撑结构404(例如，基部)、微流体回路结构412和盖422。支撑结构404、微流体回路结构412和盖422可以彼此连接。例如，微流体回路结构412可以被设置在支撑结构404上，以及盖422可以被设置在微流体回路结构412上方。通过支撑结构404和盖422，微流体回路结构412可以限定微流体回路432。微流体回路432的内表面在附图中被标识为406。
如图4A和图4B所示，支撑结构404可以位于底部，而盖422可以位于装置400的顶部。可替代地，支撑结构404和盖422可以位于其它方向。例如，支撑结构404可以位于顶部，而盖422位于装置400的底部。无论如何，可以有一个或更多个端口424，每个包括进入或离开围界402的通路426。通路426的示例包括阀、门、通孔等。示出了两个端口424，但装置400可以仅有一个或者多于两个。
微流体回路结构412可以限定微流体回路432的回路元件或者围界402中的回路。在示例中，如图4A到图4C所示，微流体回路结构412包括框架414和微流体回路材料416。
支撑结构404可包括基底或多个互连的基底。例如，支撑结构404可包括一个或更多个互连的半导体基底、印刷电路板等。框架414可以部分地或全部地包围微流体回路材料416。框架414可以是例如基本上围绕微流体回路材料416的相对刚性结构。例如，框架414可包括金属材料。
微流体回路材料416被被图案化为具有腔等以限定微流体回路元件以及微流体回路432的互连。微流体回路材料416可包括柔性材料，诸如橡胶、塑料、弹性体、硅树脂(例如，可图案化的硅树脂)、PDMS等，其可以是透气的。可组成微流体回路材料416的材料的其他示例包括模制玻璃、诸如硅的可蚀刻材料、光致抗蚀剂(例如，SU8)等。在一些实施例中，这样的材料(并因此为微流体回路材料416)可以是刚性的和/或基本上是不透气的。无论如何，微流体回路材料416可以被设置在支撑结构404上和框架414内部。
盖422可以是框架414和/或微流体回路材料416的集成部件。可替代地，盖422可以是结构上不同的元件(如图4A和图4B所示)。盖422可包括与框架414和/或微流体回路材料416相同或不同的材料。类似地，支撑结构404可以是来自如所示的框架414或微流体回路材料416或者框架414或微流体回路材料416的集成部件的单独结构。同样地，框架414和微流体回路材料416可以是如图4A到图4C所示的单独结构或者相同结构的集成部分。在一些实施例中，盖422和/或支撑结构404可以是相对于光透明的。
图4A还示出可以与微流体装置400结合使用的控制/监测系统470的示例的简化框图描述。如图所示，系统470可包括控制模块472和控制/监测设备480。控制模块472可以被配置为直接或通过控制/监测设备480来控制和监测装置400。
控制模块472可包括数字控制器474和数字存储器476。控制器474可以是例如数字处理器、计算机等，以及数字存储器476可以是用于将数据和机器可执行指令(例如，软件、固件、微码等)存储为非暂时性的数据或信号的非暂时性数字存储器。控制器474可以被配置为根据存储在存储器476中的这样的机器可执行指令操作。可选地或另外地，控制器474可包括硬连线数字电路和/或模拟电路。控制模块472可因此被配置为执行所有或部分任何过程(例如，图1的过程100和/或图25的过程2500)，本文对这样的过程的步骤、功能、动作等进行讨论。
控制/监测设备480可包括用于控制或监测微流体装置400以及通过该微流体装置400执行的过程的任何数量的不同类型的装置。例如，设备480可包括电源(未示出)，用于将电力提供给微流体装置400；流体介质源(未示出，但可包括类似图2A的226的流控制器)，用于将流体介质提供给微流体装置400或者将介质从微流体装置400移除；动力模块(未示出，但可包括类似图2A的222的选择器)，用于控制微流体回路432中的微目标(未示出)的选择和移动；图像捕捉机构(未示出，但可以是类似图2A的224的检测器)，用于捕捉在微流体回路432内部的(例如，微目标的)图像；激励机构(未示出)，用于将能量定向到微流体回路432中以激发反应等。
如所提到的，控制/监测设备480可包括用于选择和移动微流体回路432中的微目标(未示出)的动力模块。各种动力机构可以被利用。例如，介电泳(DEP)机构(例如，类似图2A的选择器222)可以被利用以选择和移动微流体回路中的微目标(未示出)。微流体装置400的基部404和/或盖422可包括DEP配置，用于选择性地将DEP力定向到微流体回路432中的流体介质(未示出)中的微目标(未示出)，以选择、捕捉和/或移动各个微目标。控制/监测设备480可包括用于这样的DEP配置的一个或更多个控制模块。
支撑结构404或盖422的这种DEP配置的示例的为光电镊子(OET)配置。支撑结构404或盖422的合适的OET配置以及相关的监测和控制设备的示例在以下美国专利文献中示出：美国专利第7,612,355号、美国专利第7,956,339号、美国专利申请公开第2012/0325665号、美国专利申请公开第2014/0124370号、美国专利申请序列第14/262,140号(尚未判决)和美国专利申请序列第14/262,200号(尚未判决)，其全部内容通过引用的方式合并于此。微目标(未示出)可因此利用DEP装置和诸如OET技术在微流体装置400的微流体回路432内单独地选择、捕捉和移动。
如所提到的，通道434和围栏436、438、440可以被配置为包含一个或更多个流体介质(未示出)。在图4A到图4C所示的示例中，端口424被连接到通道434且允许将流体介质(未示出)引入到微流体回路432中或者从微流体回路432移除。一旦微流体回路432包含流体介质(未示出)，则可以在通道434中选择性地产生和停止流体介质(未示出)的流。例如，如图所示，端口424可以被设置在通道434的不同的位置(例如，相对端)处，并且介质(未示出)的流可以从起到入口作用的一个端口424到起到出口作用的另一个端口424形成。
如上所讨论的，每个隔离围栏436、438、440可包括连接区域442和隔离区域444。连接区域442可包括到通道434的近端开口452和到隔离区域444的远端开口454。通道434和每个隔离围栏436、438、440可以被配置使得在通道434中流动的介质(未示出)的流的最大穿透深度延伸到连接区域442但不延伸到隔离区域444中。
图5示出隔离围栏436的示例的详细视图。围栏438、440可以被类似地配置。还示出了围栏436中的微目标522的示例。众所周知，经过围栏436的近端开口452的微流体通道434中的流体介质502的流512可导致介质502的二次流514流入和/或流出围栏。为了将围栏436的隔离区域444中的微目标522与二次流514隔开，从近端开口452到远端开口454的隔离围栏436的连接区域442的长度Lcon可以大于当通道434中的流512的速度处于最大(Vmax)时流入到连接区域442中的二次流514的最大穿透深度Dp。只要通道434中的流512不超过最大速度Vmax，流512和产生的二次流514可因此被限制在通道434和连接区域442中且被保持在隔离区域444之外。通道434中的流512将因此不会使微目标522离开隔离区域444。隔离区域444中的微目标522将因此留在隔离区域444中而不管通道432中的流512如何。
此外，流512不会将杂项颗粒(例如，微粒和/或纳米微粒)从通道434移动到围栏436的隔离区域444中，流512也不会将杂项颗粒从隔离区域444带入到通道434中。因此，使连接区域442的长度Lcon大于最大穿透深度Dp可防止一个围栏436被来自通道434或另一个围栏438、440的杂项颗粒污染。
由于通道434和围栏436、438、440的连接区域442可以受到通道434中的介质502的流512的影响，因此，通道434和连接区域442可以被视为微流体回路432的波及(或流动)区域。另一方面，围栏436、438、440的隔离区域444可以被视为未波及(或非流动)区域。例如，通道434中的第一介质502(例如，第一介质502中的组分(未示出))可以基本上仅通过使第一介质504从通道434通过连接区域442扩散到隔离区域444中的第二介质504中来与隔离区域444中的第二介质504(例如，第二介质504中的组分(未示出))混合。类似地，隔离区域444中的第二介质504(例如，第二介质504中的组分(未示出)可以基本上仅通过使第二介质502从隔离区域444通过连接区域442扩散到通道434中的第一介质502中来与通道434中的第一介质504(例如，第一介质502中的组分(未示出))混合。第一介质502可以是与第二介质504相同的介质或不同的介质。此外，第一介质502和第二介质504可以开始是相同的，然后变成不同的(例如，通过隔离区域444中的一个或更多个生物微目标调节第二介质，或者通过改变流经通道434的介质)。
由通道434中流512导致的二次流514的最大穿透深度Dp可取决于多个参数。这样的参数的示例包括：通道434的形状(例如，通道可以将介质定向到连接区域442中、将介质从连接区域442偏移离开、或者简单地流过连接区域442)；在近端开口452处的通道434的宽度Wch(或横截面面积)；在近端开口452处的连接区域442的宽度Wcon(或横截面面积)；通道434中的流512的最大速度Vmax；第一介质502和/或第二介质504的粘性等。
在一些实施例中，通道434和隔离围栏436、438、440的尺寸可以相对于通道434中的流512定向如下：通道宽度Wch(或通道434的横截面面积)可以基本上垂直于流512，在近端开口552处的连接区域442的宽度Wcon(或横截面积)可以基本上平行于流512，并且连接区域的长度Lcon可以基本上垂直于流512。前述仅是示例，并且通道434和隔离围栏436、438、440的尺寸可以相对于彼此在其他方向上。
在一些实施例中，在近端开口452处的通道434的宽度Wch可以在任何以下范围内：50到1000微米、50到500微米、50到400微米、50到300微米、50到250微米、50到200微米、50到150微米、50到100微米、70到500微米、70到400微米、70到300微米、70到250微米、70到200微米、70到150微米、90到400微米、90到300微米、90到250微米、90到200微米、90到150微米、100到300微米、100到250微米、100到200微米、100到150微米以及100到120微米。前述仅是示例，并且通道434的宽度Wch可以在其他范围内(例如，由上述列出的任何端点限定的范围)。
在一些实施例中，在近端开口152处的通道134的高度Hch可以在任何如下范围内：20到100微米、20到90微米、20到80微米、20到70微米、20到60微米、20到50微米、30到100微米、30到90微米、30到80微米、30到70微米、30到60微米、30到50微米、40到100微米、40到90微米、40到80微米、40到70微米、40到60微米或40到50微米。前述仅是示例，并且通道434的高度Hch可以在其他范围内(例如，由上述列出的任何端点限定的范围)。
在一些实施例中，在近端开口452处的通道434的横截面面积可以在任何如下范围内：500到50000平方微米、500到40000平方微米、500到30000平方微米、500到25000平方微米、500到20000平方微米、500到15000平方微米、500到10000平方微米、500到7500平方微米、500到5000平方微米、1000到25000平方微米、1000到20000平方微米、1000到15000平方微米、1000到10000平方微米、1000到7500平方微米、1000到5000平方微米、2000到20000平方微米、2000到15000平方微米、2000到10000平方微米、2000到7500平方微米、2000到6000平方微米、3000到20000平方微米、3000到15000平方微米、3000到10000平方微米、3000到7500平方微米或3000到6000平方微米。前述仅是示例，并且在近端开口452处的通道434的横截面面积可以在其他范围内(例如，由上述列出的任何端点限定的范围)。
在一些实施例中，连接区域Lcon的长度可以在任何如下范围内：1到200微米、5到150微米、10到100微米、15到80微米、20到60微米、20到500微米、40到400微米、60到300微米、80到200微米以及100到150微米。前述仅是示例，并且连接区域442的长度Lcon可以在与前述示例不同的范围内(例如，由上述列出的任何端点限定的范围)。
在一些实施例中，在近端开口452处的连接区域443的宽度Wcon可以在任何如下范围内：20到500微米、20到400微米、20到300微米、20到200微米、20到150微米、20到100微米、20到80微米、20到60微米、30到400微米、30到300微米、30到200微米、30到150微米、30到100微米、30到80微米、30到60微米、40到300微米、40到200微米、40到150微米、40到100微米、40到80微米、40到60微米、50到250微米、50到200微米、50到150微米、50到100微米、50到80微米、60到200微米、60到150微米、60到100微米、60到80微米、70到150微米、70到100微米以及80到100微米。前述仅是示例，并且在近端开口452处的连接区域442的宽度Wcon可以在与前述示例不同的范围内(例如，由上述列出的任何端点限定的范围)。
在其他实施例中，在近端开口452处的连接区域442的宽度Wcon可以在任何如下范围内：2到35微米、2到25微米、2到20微米、2到15微米、2到10微米、2到7微米、2到5微米、2到3微米、3到25微米、3到20微米、3到15微米、3到10微米、3到7微米、3到5微米、3到4微米、4到20微米、4到15微米、4到10微米、4到7微米、4到5微米、5到15微米、5到10微米、5到7微米、6到15微米、6到10微米、6到7微米、7到15微米、7到10微米、8到15微米以及8到10微米。前述仅是示例，并且在近端开口452处的连接区域442的宽度Wcon可以在与前述示例不同的范围内(例如，由上述列出的任何端点限定的范围)。
在一些实施例中，在近端开口452处的连接区域442的长度Lcon与连接区域442的宽度Wcon的比可以大于或等于任何以下范围：0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0、10.0或更多。前述仅是示例，并且在近端开口452处的连接区域442的长度Lcon与连接区域442的宽度Wcon的比可以不同于前述示例。
如图5所示，连接区域442的宽度Wcon从近端开口452到远端开口454可以是均匀的。在远端开口454处的连接区域442的宽度Wcon可因此在如上针对在近端开口452处的连接区域442的宽度Wcon所确定的任何范围内。可替代地，在远端开口454处的连接区域442的宽度Wcon可以大于(例如，如图6所示)或小于(例如，如图7A到图7C所示)在近端开口452处的连接区域442的宽度Wcon。
又如图5所示，在远端开口454处的隔离区域444的宽度可以基本上与在近端开口452处的连接区域442的宽度Wcon相同。在远端开口454处的隔离区域444的宽度可因此在如上针对在近端开口452处的连接区域442的宽度Wcon所确定的任何范围内。可替代地，在远端开口454处的隔离区域444的宽度可以大于(例如，如图6所示)或小于(未示出)在近端开口452处的连接区域442的宽度Wcon。
在一些实施例中，通道434中的流512的最大速度Vmax是通道可以保持而不会导致通道所在的微流体装置中的结构性损坏的最大速度。通道可以保持的最大速度取决于各种因素，包括微流体装置的结构完整性和通道的横截面面积。对于本发明的示例性微流体装置，具有大约3000到4000平方微米的横截面面积的通道中的最大流动速度Vmax为大约10μL/秒。可替代地，通道434中的流512的最大速度Vmax可以被设置以确保将隔离区域444与通道434中的流512隔开。特别地，基于隔离围栏436、438、440的连接区域442的近端开口452的宽度Wcon，Vmax可以被设置以确保进入到连接区域中的二次流514的穿透深度Dp小于Lcon。例如，对于具有带有大约30到40微米的宽度Wcon的近端开口452的连接区域的隔离围栏，Vmax可以被设置为大约0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4或1.5μL/秒。
在一些实施例中，隔离围栏436、438、440的连接区域442的长度Lcon和隔离区域444的对应长度的总和可以足够短，以使隔离区域444中的第二介质504的组分相对快速地扩散到通道434中的第一介质502。例如，在一些实施例中，(1)连接区域442的长度Lcon和(2)在位于隔离围栏436、438、440的隔离区域444中的生物微目标与连接区域的远端开口454之间的距离的总和可以在如下范围内：40微米到300微米、50微米到550微米、60微米到500微米、70微米到180微米、80微米到160微米、90微米到140微米、100微米到120微米或者包括前述端点中的一个的任何范围。分子(例如，感兴趣的分析物，诸如抗体)的扩散速率取决于许多因素，包括温度、介质的粘性、以及分子的扩散系数D0。在20℃下的水溶液中的IgG抗体的D0为大约4.4x10-7平方厘米/秒(cm2/sec)，而生物微目标培养介质的粘性为大约9x10-4平方米/秒(m2/sec)。因此，例如，在20℃下的生物微目标培养介质中的抗体可具有大约0.5微米/秒的扩散速率。因此，在一些实施例中，用于将位于隔离区域444中的生物微目标扩散到通道434中的时间段可以为大约10分钟或更少(例如，9、8、7、6、5分钟或更少)。可以通过改变影响扩散速率的参数来操纵用于扩散的时间段。例如，介质的温度可以被增加(例如，到诸如37℃的生理温度)或减少(例如，到15℃、10℃或4℃)，从而分别提高或降低扩散速率。
图5所示的隔离围栏436的配置只是示例，并且许多变型是可能的。例如，隔离区域444可以被调整为包含多个微目标522，但隔离区域444可以被调整为仅包含一个、两个、三个、四个、五个、或类似相对少量的微目标522。因此，隔离区域444的容量可以为例如至少3x103、6x103、9x103、1x104、2x104、4x104、8x104、1x105、2x105、4x105、8x105、1x106、2x106立方微米或更多。
作为另一个示例，示出隔离围栏436大致垂直地从通道434延伸，并因此与通道434大致形成90°角。隔离围栏436可以可替代地以其他角度(诸如在30°与150°之间的任何角度)从通道434延伸。
作为又一个示例，连接区域442和隔离区域444在图5中基本上被示出为矩形，但连接区域442和隔离区域444中的一个或两个可以是其他形状。这种形状的示例包括椭圆形、三角形、圆形、沙漏形等。
作为又一个示例，连接区域442和隔离区域444在图5被示出为具有基本上均匀的宽度。也就是说，在图5中，连接区域442的宽度Wcon被示出为从近端开口452到远端开口454是均匀的；隔离区域444的对应宽度类似地是均匀的；并且连接区域442的宽度Wcon和隔离区域444的对应宽度被视为是相等的。前述任何方面可以不同于图5所示。例如，连接区域442的宽度Wcon可以从近端开口452到远端开口454变化(例如，以梯形或沙漏的方式)；隔离区域444的宽度可以变化(例如，以三角形或长颈瓶的方式)；以及连接区域442的宽度Wcon可以不同于隔离区域444的对应宽度。
图6示出了示出前述变型中的一些的示例的隔离围栏的示例。图6所示的围栏可以替代在任何图或本文所讨论的内容中的任何围栏436、438、440。
图6的隔离围栏可包括连接区域642和包括隔离区域644的隔离结构646。连接区域642可包括到通道434的近端开口652和到隔离区域644的远端开口654。在图6所示的示例中，连接区域642扩大使得其宽度Wcon从近端开口652到远端开口654增大。然而，除了形状之外，连接区域642、隔离结构646和隔离区域644可以与如上所讨论的图5的连接区域442、隔离结构446和隔离区域444大致相同。
例如，图6的通道434和隔离围栏可以被配置使得二次流514的最大穿透深度Dp延伸到连接区域642而不延伸到隔离区域644中。连接区域642的长度Lcon可因此大于最大穿透深度Dp，通常如上针对图5所讨论的。又如上所讨论的，只要通道434中的流512的速度不超过最大流动速度Vmax，隔离区域644中的微目标522将因此留在隔离区域644中。通道434和连接区域642因此为波及(或流动)区域的示例，而隔离区域644是未波及(或非流动)区域的示例。
图7A到图7C示出图4A到图4C的微流体回路432和通道434的变型的示例，以及隔离围栏436、438、440的变型的另外的示例。图7A到图7C所示的隔离围栏736可以替代在任何附图和本文所讨论的内容中的任何围栏436、438、440。同样地，微流体装置700可以替代在任何附图和本文所讨论的内容中的微流体装置400。
图7A到图7C的微流体装置700可包括支撑结构(不可见，但可以类似于图4A到图4C的404)、微流体回路结构712、以及盖(不可见，但可以类似于422)。微流体回路结构712可包括框架714和微流体回路材料716，其可以与图4A到图4C的框架414和微流体回路材料416相同或者大体类似于图4A到图4C的框架414和微流体回路材料416。如图7A所示，由微流体回路材料716限定的微流体回路732可包括多个隔离围栏736流体上与其连接的多个通道734(示出了两个通道734，但其可以有更多个)。
每个隔离围栏736可包括隔离结构746、在隔离结构746内的隔离区域744、以及连接区域742。从在通道734处的近端开口772到在隔离结构736处的远端开口774，连接区域742可以流体上将通道734连接到隔离区域744。通常，根据图5的上述讨论，通道734中的第一流体介质702的流782可以形成从通道734进入和/或离开连接到通道734的围栏736的连接区域742的第一介质702的二次流784。
如图7B所示，连接区域742可包括到通道734的近端开口772与到隔离结构746的远端开口774之间的区域。连接区域742的长度Lcon可以大于二次流784的最大穿透深度Dp，在这种情况下，二次流784将延伸到连接区域742中而不会朝向隔离区域744被重新定向(如图7A所示)。可替代地，如图7C所示，连接区域742可具有小于最大穿透深度Dp的长度Lcon，在这种情况下，二次流784将延伸穿过连接区域742并且可以朝向隔离区域744被重新定向。在后一种情况下，连接区域742的长度Lc1和Lc2的总和可以大于最大穿透深度Dp。以这种方式，二次流784将不会延伸到隔离区域744中。不论是连接区域742的长度Lcon大于穿透深度Dp还是连接区域742的长度Lc1和Lc2的总和大于穿透深度Dp，未超过最大速度Vmax的通道734中的第一介质702的流782将产生具有穿透深度Dp的二次流，并且围栏736的隔离区域744中的微目标(未示出，但可以类似图5中的522)将不会通过通道734中的第一介质702的流782而离开隔离区域744。通道734中的流782也不会使杂项材料(未示出)离开通道734进入到围栏736的隔离区域744中或者离开隔离区域744进入到通道734中。扩散是通道734中的第一介质702中的组分可以通过其从通道734移动到围栏736的隔离区域744中的第二介质704中的唯一的方式。同样地，扩散是围栏736的隔离区域744中的第二介质704中的组分可以通过其从隔离区域744移动到通道734中的第一介质702的唯一的方式。第一介质702可以是与第二介质704相同的介质，或者第一介质702可以是与第二介质704不同的介质。可替代地，第一介质702和第二介质704可以开始是相同的，然后变成不同的(例如，通过隔离区域744中的一个或更多个生物微目标调节第二介质，或者通过改变流经通道734的介质)。
如图7B所示，垂直于通道734中的流782(参见图7A)的方向的通道734的宽度Wch可以基本上垂直于近端开口772的宽度Wcon1，并因此基本上平行于远端开口774的宽度Wcon2。然而，近端开口772的宽度Wcon1和远端开口774的宽度Wcon2不需要彼此基本垂直。例如，在近端开口772的宽度Wcon1在其上被定向的轴(未示出)与远端开口774的宽度Wcon2在其上被定向的另一个轴之间的角度可以是非垂直的，因此不是90°。可替代的角度的示例包括在任何如下范围内的角度：在30°与90°之间、在45°与90°之间、在60°与90°之间等。
针对前述关于具有通道和一个或更多个隔离围栏的微流体装置的讨论，流体介质(例如，第一介质和/或第二介质)可以是能够使生物微目标基本上能够保持可测定状态的任何流体。可测定状态将取决于生物微目标和被执行的测定。例如，如果生物微目标是对感兴趣的蛋白质的分泌物进行测定的生物微目标，那么假设生物微目标是可行的且能够表达(exprese)和分泌蛋白质，则生物微目标将基本上是可测定的。
图8到图30示出测试图2A到图2C的微流体装置200或图4A到图4C的微流体装置400中的生物微目标(例如生物细胞)的图1的过程100的示例。然而，过程100不限于对生物微目标进行分类或者对微流体装置200、400进行操作。微流体装置200、400也不限于过程100。此外，当过程100的步骤的各方面可以结合装置200而不是装置400讨论时(或者反之亦然)，这样的方面可用于其他装置或者任何其他类似的微流体装置。
在步骤102，过程100可以将生物微目标装载到微流体装置中。图8示出其中生物微目标802(例如，生物细胞)被装载到微流体装置200的流动区域240(例如，通道252)中的示例。图9示出其中包括生物微目标904的样本材料902流入到微流体装置400的通道434中的示例。
如图8所示(其类似图10、图11、图13、图14、图17、图18、图26和图27，示出了进入到装置200的流动区域240中的局部俯视剖视图)，生物微目标802的混合物可以被装载到微流体装置200的通道252中。例如，生物微目标802可以通过入口208(参见图2A到图2C)被输入到装置200中，并且生物微目标802可以通过介质244的流804在通道252中移动。流804可以是对流。一旦生物微目标802在通道252中且邻近围栏256，流804可以被停止或减慢以使生物微目标802在邻近围栏256的流动通道252中保持足以执行步骤104和106的一段时间。装载在通道252中的生物微目标802的混合物可包括不同类型的生物微目标和其他组分，诸如碎片、蛋白质、污染、粒子等。
图9示出其中包括生物微目标904的样本材料902流入到微流体装置400的通道434中的示例。除生物微目标904之外，样本材料902可包括其他微目标(未示出)或材料(未示出)。在一些实施例中，通道434可具有本文所公开的横截面面积，例如，大约3000到6000平方微米或者大约2500到4000平方微米。样本材料902可以以本文所公开的速率，例如，大约0.05到0.25μL/秒(例如，大约0.1到0.2μL/秒或者大约0.14到0.15μL/秒)，流入到通道434中。在一些实施例中，图4A的控制模块472可以导致控制/监测设备480使包含样本材料902的第一流体介质(未示出)通过端口424流入到通道434中。一旦样本材料902在通道434中，通道434中的介质(未示出)的流可以被减慢或者基本上停止。启动和停止通道434中的介质(未示出)的流可包括打开和关闭包括端口424的通路426的阀(未示出)。
生物微目标802、904可以是待测定的用于产生特定分析物或感兴趣的分析物的任何生物微目标802、904。生物微目标802、904的示例包括生物微目标，诸如哺乳动物生物微目标、人类生物微目标、免疫生物微目标(例如，T生物微目标、B生物微目标、巨噬细胞等)、B生物微目标杂交瘤细胞、干生物微目标(例如，骨髓干生物微目标、脂肪干生物微目标等)、转化的生物微目标线(例如，转化的CHO生物微目标、HeLa生物微目标、HEK生物微目标等)、昆虫生物微目标(例如，Sf9、Sf21、HighFive等)、原生动物生物微目标(例如，蜥蜴利什曼原虫)、酵母菌生物微目标(例如，S.酵母菌、P.酵母菌等)、细菌生物微目标(例如，E.大肠杆菌、B.枯草芽孢杆菌、B.苏云金芽孢杆菌等)、前述任何组合等。生物微目标904的示例还包括胚胎，诸如哺乳动物胚胎(例如，人类、灵长目动物、犬、猫、熊、牛、绵羊、山羊、马、猪等)等。感兴趣的分析物的示例包括、蛋白质、碳水化合物、脂类、核酸、代谢物等。感兴趣的分析物的其他示例包括包含抗体的材料，诸如IgG(例如，IgG1、IgG2、IgG3或IgG4子类)、IgM、IgA、IgD或IgE类抗体。
在步骤104处，过程100可以对在步骤102处装载到微流体装置中的生物微目标执行第一测试。步骤104可包括根据第一测试来选择多个生物微目标。可替代地，步骤104可包括选择生物微目标中的一个而无需执行第一测试。图10示出对微流体装置200的通道252中的生物微目标802执行第一测试的示例，以及图11示出根据第一测试来选择生物微目标802的示例。(在图11及后续附图中将所选择的生物微目标标记为1002)。图12示出其中从微流体装置400的通道434中的微目标904中选择生物微目标1202、1204、1206的示例。
第一测试可包括任何数量的可能的测试。例如，不管是在微流体装置200或400中执行第一测试，第一测试都可以针对生物微目标802或生物微目标904的第一特征进行测试。在步骤104处执行的第一测试可以是针对任何想要的特征进行测试的任何测试。例如，想要的特征可以涉及尺寸、形状和/或生物微目标802或生物微目标904的形态。第一测试可包括捕获生物微目标802或生物微目标904的图像并分析图像以确定哪个生物微目标802或生物微目标904具有想要的特征。作为另一个示例，在步骤104处执行的第一测试可以确定哪个生物微目标802或生物微目标904表现出了表明第一特征的特定可检测条件。例如，第一特征可以表示一个或更多个细胞表面标志物并且在步骤104处执行的第一测试可以检测在生物微目标802、904上存在或者不存在这样的细胞表面标志物。通过对合适的细胞表面标志物或细胞表面标志物的组合进行测试，特定细胞类型可以在步骤104处被识别和选择。这种特定细胞类型的示例可包括健康细胞、癌细胞，受感染细胞(例如，感染病毒或寄生虫)、免疫细胞(例如，B细胞、T细胞、巨噬细胞)、干细胞等。
在图10所示的示例中，微流体装置200中的生物微目标的可检测条件为能量1006的辐射，该辐射可以是例如电磁辐射。在将生物微目标装载到微流体装置200或通道252中之前，可以用使具有第一特征的生物微目标802辐射能量1006的测定材料(未示出)对生物微目标802进行预处理。
在步骤104处测试的第一特征的示例可包括而不限于生物微目标802的生物状态(例如，细胞类型)或特定的生物活性。例如，第一特征可以是可观察到的物理特征，诸如尺寸、形状、颜色、纹理、表面形貌、可确认的子组件、或其它特征标志物。可替代地，第一特征可以是可测定的特征，诸如渗透性、导电性、电容、响应于环境中的变化、或者产生(例如，表达、分泌等)特定的感兴趣的生物材料。特定的感兴趣的生物材料可以是细胞表面标志物(例如，膜联蛋白质、糖蛋白等)。特定的感兴趣的生物材料的另一个示例是治疗性蛋白，诸如特异性粘结到感兴趣的抗原的抗体(例如，IgG型抗体)。因此，所选择的生物微目标1002可以是针对产生(例如，表达)诸如细胞表面标志物的特定生物材料测试呈阳性的一个或更多个生物微目标802，并且未选择的生物微目标1004可以是针对前述测试未呈阳性的生物微目标802。生物微目标802可以通过其被预处理的合适的测定材料包括反应物，该反应物粘结到特定的感兴趣的生物材料且包括辐射能量1006的标签。
如图11所示，可以通过使用光阱1102捕集微目标1002来选择生物微目标1002。通常如参照图3A和图3B所讨论的，通过将光的变化图案定向到通道252，可以在微流体装置200的通道252中产生、移动和关闭光阱1102。将图11中未选择的生物微目标标记为1004。在图11所示的示例中，没有针对未选择的生物微目标1004产生光阱1102。
图12示出在步骤104处从微流体装置400的通道434中的生物微目标904中选择生物微目标1202、1204、1206。该选择可以响应于在步骤104处执行的第一测试的结果。可替代地，微目标1202、1204、1206的选择可以是随机选择，因此是在不执行第一测试的情况下进行的。如果基于第一测试，则步骤104例如可包括针对如上所讨论的一个或更多个可观察到的物理特征或可测定的特征来选择生物微目标1202、1204、1206。例如，可以基于多个可能的可检测特征中的任何可检测特征，诸如生物微目标型特异性特征和/或与生物微目标存活力和健康有关的特征，从样本材料90中的微目标904中选择生物微目标1202、1204、1206。这种特征的示例包括尺寸、形状、颜色、纹理、渗透性、导电性、电容、生物微目标型特异性标志物的表达、响应于环境中的变化等。在一个特定实施例中，可以从样本材料602中选择具有横截面为圆形形状的生物微目标904，该横截面具有在任何如下范围内的直径：0.5到2.5微米、1到5微米、2.5到7.5微米、5到10微米、5到15微米、5到20微米、5到25微米、10到15微米、10到20微米、10到25微米、10到30微米、15到20微米、15到25微米、15到30微米、15到35微米、20到25微米、20到30微米、20到35微米或20到40微米。作为另一个示例，可以从样本材料902中选择生物微目标604，该生物微目标604的尺寸在100与500微米之间(例如，在100与200微米之间、在150与300微米之间、200到400微米或者250到500微米)。
虽然图12中所示的示例示出了在通道434中选择微目标1202、1204、1206，但样本材料902可替代地为至少部分在围栏436、438、440的连接区域442中。微目标1202、1204、1206可因此同时在连接区域442中被选择。
在一些实施例中，通过使控制/监测设备480捕获样本材料902中的生物微目标904的图像，控制模块472可以在步骤104处执行第一测试。可配置有已知的图像分析算法的控制模块472可以分析图像并识别具有想要的特征的多个生物微目标904。可替代地，人类用户可以分析捕捉到的图像。
为了测定生物微目标的特征，人类用户和/或控制模块472可以控制测定。例如，可以针对磁导率、电导率、或生物微目标型特异性标志物(例如，使用针对生物微目标表面蛋白质的抗体)来测定生物微目标，诸如生物微目标。
在步骤106处，过程100可以分离所选择的生物微目标或者选择作为步骤104的一部分的生物微目标。然而，如果生物微目标被选择而未在步骤104处执行第一步骤，则步骤106可以被跳过或者可以包括简单地将未选择的生物微目标冲洗出通道252(并且，可选地，也冲洗出流动区域240)。图13和图14示出其中将所选择的生物微目标1002移动到微流体装置200中的保持围栏256中并且将未选择的生物微目标1004冲洗出通道252的示例。图15和图16示出其中将所选择的生物微目标1202、1204、1206移动到微流体装置400的围栏436、438、440的隔离区域444中，然后将未选择的微目标904冲洗出流动通道434的示例。
如上述针对图11所提到的，可以通过光阱1102选择每个生物微目标1002。例如，被配置为图3A和图3B的DEP装置的选择器222(参见图2A到图2C)可以产生捕集单独的所选择的生物微目标1002的光阱1102。如图13所示，然后，DEP装置300可以将光阱1102移动到围栏256中，其将捕集到的所选择的生物微目标1002移动到围栏256中。如图所示，每个所选择的生物微目标1002可以被单独地捕集并移动到保持围栏256中。可替代地，多于一个所选择的生物微目标1002可以通过单个阱被捕集，和/或多于一个所选择的生物微目标1002可以被移动到任一围栏256中。无论如何，两个或更多个所选择的生物微目标1002可以在通道252中被选择并且被并行移动到围栏256中。
如上参照图3A和图3B所讨论的，光阱1102可以是投射到微流体装置200的流动区域240的内表面242上的光的变化图案322的一部分。如图14所示，一旦所选择的生物微目标1002在围栏256中，对应于生物微目标1002的光阱可以被关闭。检测器224可以捕获流动区域240的所有或部分图像，包括所选择的和未选择的生物微目标1002、1004、通道252以及围栏256的图像，并且这些图像可有助于将单独的所选择的生物微目标1002识别、捕集和移动特定围栏256。检测器224和/或选择器222(例如，被配置为图3A和图3B的DEP装置)可因此为用于将针对第一特征测试呈阳性的微目标(例如，所选择的生物微目标1002)与针对第一特征测试呈阴性的微目标(例如，未选择的生物微目标1004)隔开的分离装置的一个或更多个示例。
如图14所示，在所选择的生物微目标1002在围栏256中的情况下，介质244的流804(例如，整体流动)可以将未选择的生物微目标1004冲洗出通道252。如所提到的，在步骤102处将生物微目标904装载到通道252之后，介质252的流804可以被停止或减慢。作为步骤106的一部分，流804可以被恢复或增大以将未选择的生物微目标1004冲洗出通道252，并且在一些示例中，冲洗出微流体装置200(例如，通过出口210)。
所选择的生物微目标1202、1204、1206可以以任何数量的可能方式被移动到隔离区域444微流体装置400的隔离围栏436、438、440中。例如，如上所讨论的，微流体装置的围界402可包括可用于捕捉和移动样本材料902中的特定的多个生物微目标904的DEP配置。
例如，如图15所示，控制模块472可以针对所选择的生物微目标1202、1204、1206中的每一个绘制从通道434到隔离围栏436、438、440中的一个的隔离区域444的路径1512、1514、1516。然后，控制模块472可以使控制/监测设备480的DEP模块(未示出)产生光的变化图案并将光的变化图案定向到微流体回路432中，以捕捉所选择的生物微目标1202、1204、1206并将所选择的生物微目标1202、1204、1206沿路径1512、1514、1516移动到隔离围栏436、438、440的隔离区域444中。控制模块472还可以在存储器476中存储标识所选择的生物微目标以及将每个所选择的生物微目标移动到其中的特定隔离围栏436、438、440中的每一个的数据。
虽然在图15的示例中示出每个围栏436、438、444中一个所选择的生物微目标1202、1204、1206，但多于一个生物微目标1202、1204、1206可以被移动到单个围栏中。可将其从样本材料902移动到单个围栏136、138、140中的生物微目标的数量的示例包括如下：1、2、3、4、5、1到50、1到40、1到30、1到20、1到10、2到50、2到40、2到30、2到20、2到10、3到50、3到40、3到30、3到20、3到10、4到50、4到40、4到30、4到20、4到10、5到50、5到40、5到30、5到20以及5到10。前述仅是示例，并且可以将其他数量的生物微目标904从样本材料902移动到单个围栏436、438、440中。
在一些实施例中，样本材料902的至少一部分可以在步骤104处被装载到围栏436、438、440的隔离区域444中。另外，作为步骤104的一部分，可以在隔离区域144中选择微目标1202、1204、1206。在这样的实施例中，可以在步骤106处将包括未选择的微目标904的样本材料902从隔离区域444移除，仅在隔离区域444留下所选择的微目标1202、1204、1206。
如图16所示，作为步骤106的一部分，通道434可以通过用冲洗介质(未示出)冲洗通道434来清除包括未选择的微目标904的样本材料902。在图16中，将通过通道134的冲洗介质的流标记为1602。冲洗介质的流1602可以被控制使得流1602的速度被保持在对应于如上所讨论的最大穿透深度Dp的最大流动速度Vmax之下。又如以上所讨论的，这将在保持在其各个围栏436、438、440的隔离区域444中的所选择的生物微目标1202、1204、1206，并防止来自通道434或围栏436、438、440中的一个的材料污染围栏中的另一个。在一些实施例中，冲洗介质流动到具有本文所公开的横截面积的通道434，例如，大约3000到6000平方微米或者大约2500到4000平方微米。冲洗介质可以以本文所公开的速率流入到通道中，例如，大约0.05到5.0μL/秒(例如，大约0.1到2.0、0.2到1.5、0.5到1.0μL/秒，或大约1.0到2.0μL/秒)。作为步骤106的一部分，对通道434进行清除可包括多次冲洗通道434
在一些实施例中，控制模块472可以导致控制/监测设备480对通道434进行清除。例如，控制模块472可以导致控制/监测设备480使冲洗介质通过端口424流入到通道434中以及流出另一个端口424。控制模块472可保持流1602的速度低于最大流动速度Vmax。例如，对于具有大约3000到6000平方微米(或者大约2500到4000平方微米)的横截面面积的通道434，控制模块472可以将流1602的速度保持为低于5.0μL/秒的Vmax(例如，4.0、3.0或2.0μL/秒)。
在步骤102到106之后，过程100已经将微流体装置(例如，200，400)中的生物微目标(例如，802，904)的混合物分为所选择的生物微目标(例如，1004，1202、1204、1206)和未选择的生物微目标(例如，1004，904)。过程100还将所选择的生物微目标放置在微流体装置中的保持围栏(例如，256，436、438、440)中并冲洗移除未选择的生物微目标。如上所讨论的，步骤102到106可以被重复并因此执行k次，其中k是1(在这种情况下，步骤102到106执行一次但不重复)或大于1。结果可能是在微流体装置中的保持围栏中有很多所选择的生物微目标。
还应指出的是，在执行步骤106之前，步骤104可以针对多达l个不同的特征执行l次测试，其中l是正整数1或大于1。例如，步骤104可以针对生物微目标的第一特征(诸如尺寸、形状、形态、质地、可见标志物等)进行测试，之后，步骤104可以被重复以针对后续特征(诸如可测定的特征)进行测试。因此，所选择的生物微目标可包括来自在步骤102处装载的生物微目标的(多)组的针对多达l个不同的特征测试呈阳性的生物微目标。
如所提到的，将所选择的生物微目标从通道(例如，252、434)移动到围栏中并从通道冲洗移除未选择的生物微目标只是如何执行步骤106的一个示例。其他示例包括，将未选择的生物微目标从通道移动到围栏中并从通道冲洗移除所选择的生物微目标。例如，所选择的生物微目标被冲洗出通道并在微流体装置中别的地方被收集或者被传送到其他设备(未示出)，其中所选择的生物微目标可以被进一步处理。未选择的生物微目标随后可以从保持围栏移除并丢弃。
在步骤108处，过程100可以对所选择的生物微目标或生物微目标执行测试。如果第一测试作为步骤104的一部分被执行，则该测试可以是后续测试(例如，第二测试)。(在下文中，在步骤108处执行的测试被称为“后续测试”以区分上述在步骤104中讨论的“第一测试”)。如所提到的，在步骤108处执行的后续测试可以针对与步骤104的第一测试相同的特征(即，第一特征)或不同的特征进行测试。又如上所提到的，如果在步骤108处执行的后续测试是针对第一特征(并因此针对在步骤104处测试的相同的特征)，则后续测试也可以与第一测试不同。例如，对于第一特征的检测，后续测试可能比第一测试更敏感。
图17和图18示出其中针对与在步骤104处测试的第一特征不同的可测定特征在微流体装置200中执行在步骤108处执行的后续测试的示例。图19到图25示出其中在微流体装置400中执行步骤108的测试的示例。
如图17所示，测定材料1702可以是以足够量流入到通道252中以将围栏256中的所选择的生物微目标1002暴露于测定材料1702的流804。例如，虽然屏障254可以阻止测定材料1702直接从通道252流入到围栏256的内部空间中，但测定材料1702可以以扩散的方式进入围栏256的内部并因此到达围栏中的所选择的生物微目标1002。测定材料1702可包括与具有后续特征的所选择的生物微目标1002反应以产生不同的可检测条件的材料。测定材料1702和产生的不同的可检测条件可以不同于如上针对在步骤104处的第一测试所讨论的任何测定材料和条件。清洗缓冲剂(未示出)也可以流入到通道252中并允许扩散到围栏256中以清洗所选择的生物微目标1002。
可检测条件可以是具有一个或更多个标准(诸如阈值强度、特定频带中的频率等)的能量的辐射。生物微目标1002的颜色是在特定频带中辐射电磁辐射的示例。在图18所示的示例中，针对在步骤18处的后续特征测试呈阳性的所选择的生物微目标1002继续被标有标签1002，但针对在步骤108处的后续特征测试呈阴性(例如，测试不呈阳性)的生物微目标被标有标签1802。
在步骤410处测试的后续特征的示例可以是生物微目标1002的存活力。例如，后续特征可以是生物微目标1002是活着还是死掉，并且测定材料可以是活性染料，诸如7-氨基放线菌素D。这样的染料可以使活着的生物微目标1002变成特定颜色和/或使死掉的生物微目标变成不同的颜色。检测器224(参见图2A到图2C)可以捕获保持围栏256中的生物微目标1002的图像，以及控制模块230可以被配置为分析图像以确定哪些生物微目标表现出对应于活着的生物微目标1002的颜色和/或哪些生物微目标表现出对应于死掉的生物微目标1002的颜色。可替代地，人类操作者可以分析来自检测器224的图像。如此配置的检测器224和/或控制模块230可因此为针对特定特征(例如，第一特征或后续特征)用于测试微流体装置中的流动路径中的液体介质中的微目标的测试装置的一个或更多个示例。
图19示出其中在步骤108处执行的测试是用于由微流体装置400的隔离围栏236、238、240中的所选择的生物微目标1202、1204、1206产生的感兴趣的分析物的示例。在图19中，感兴趣的分析物1902的组分被标有标签1904。感兴趣的分析物可以是例如，蛋白质、核酸、碳水化合物、脂类、代谢物、或由特定细胞类型(例如，健康细胞、癌细胞、病毒或寄生虫感染细胞、炎症反应细胞等)分泌或以其他方式释放的其他分子。特定的感兴趣的分析物可以是例如生长因子、细胞因子(例如，炎症或其他)、病毒抗原、寄生虫抗原、癌细胞特异性抗原、或治疗性药物(例如，治疗药物，诸如激素或治疗性抗体)。
在图19所示的示例中，步骤108可包括将测定材料1910装载到微流体装置400中，并且如果有的话，检测分析物组分1904的局部反应。步骤108还可包括在将测定材料1910装载到通道434中之后提供培养周期。
如图19所示，测定材料1910可以基本上填满通道434或者至少填满邻近围栏436、438、440的近端开口442的区域。另外，测定材料110可以延伸到至少一些隔离围栏436、438、440的连接区域442中。在一些实施例中，测定材料流入到具有本文所公开的横截面面积(例如，大约3000到6000平方微米或大约2500到4000平方微米)的通道434中。测定材料可以以本文所公开的速率(例如，大约0.02到0.25μL/秒(例如，大约0.03到0.2μL/秒，或大约0.05到0.15μL/秒，对于生物细胞测定材料具有较低速度，而对于非细胞测定材料具有较高速度))流入到通道中。一旦测定材料1910被装载到通道434中的位置，通道434中的流可以被减慢或者基本上被停止。
测定材料1910可以足够快地流入到通道434中，从而在任何围栏436、438、440中产生的分析物组分1904能够扩散到通道434中之前，使测定材料1910位于邻近围栏436、438、440的近端开口452的位置中。这可以避免在所选择的生物微目标1202、1204、1206被设置在围栏436、438、440中的时间与将测定材料1910装载到通道434中完成的时间之间，来自一个围栏436、438、440的分析物组分污染通道434和/或其他围栏的问题。
将测定材料1910装载到通道434中的速度可因此为至少为最小流速Vmin，以在一时间段Tload内完全将测定材料1910装载到邻近近端开口452的位置中，所述时间段Tload小于用于使足够量的分析物组分1904从围栏436、438、440的隔离区域444扩散到通道434中的最小时间段Tdiff。本文所使用的“足够量”是指可检测的分析物组分的量，这足以影响来自隔离围栏的分析物组分的准确检测)。最小流动速度Vmin可以是各种不同参数的函数。这种参数的示例包括通道434的长度、围栏436、438、440的连接区域442的长度Lcon、分析物组分1904的扩散率、介质粘性、环境温度等。最小流动速度Vmin的示例包括至少大约0.04μL/秒(例如，至少大约0.10、0.11、0.12、0.13、0.14μL/秒或更高)。
用于将测定材料1910装载到通道434中的最小流动速度Vmin可以小于对应于小于如上所讨论的围栏436、438、440的连接区域442的长度Lcon的穿透深度Dp的最大流动速度Vmax。例如，Vmax/Vmin的比可以在任何如下范围内：大约1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、25、30、40、50、100或更多。
在装载测定材料1910之后提供的培养期可以足够使生物微目标1202、1204、1206产生感兴趣的分析物1902以及足以使分析物组分1904从围栏436、438、440的隔离区域444扩散到对应的连接区域442或近端开口452。例如，培养期可以提供足够的时间以使分析物组分1904扩散到通道434中。
培养期可包括仅被动地使生物微目标1202、1204、1206在隔离围栏436、438、440中自然地产生感兴趣的分析物1902。可替代地，培养期可包括主动地刺激生物微目标1202、1204、1206来产生感兴趣的分析物1902，通过例如将营养物、生长因子、和/或诱导因子提供给生物微目标1202、1204、1206；控制隔离围栏436、438、440的隔离区域444中的介质的温度、化学组分、pH等；将诸如光的激发能量定向到隔离区域444中等。
如本文所使用的术语“培养”覆盖前文所述的从只是被动地使生物微目标1202、1204、1206自然地在隔离围栏436、438、440中产生分析物1902到主动地刺激分析物的产生的范围。刺激分析物1902的产生还可包括刺激生物微目标1202、1204、1206的生长。因此，例如，生物微目标1202、1204、1206可以在其被刺激以产生感兴趣的分析物1902之前和/或在其被刺激以产生感兴趣的分析物1902时被刺激生长。如果生物微目标1202、1204、1206已经作为单个生物微目标被装载到隔离围栏436、438、440中，则生长刺激可以导致表达和/或分泌(或者可以被刺激以表达和/或分泌)感兴趣的分析物的克隆生物微目标种群的产生。
在一些实施例中，控制模块472可以使控制/监测设备480在培养期150期间执行一个或更多个动作。例如，控制模块472可以使控制/监测设备480周期性地或以连续流提供生长介质和/或诱导介质。可替代地，控制模块472可以使控制/监测设备480培养生物微目标一段时间，其足以使感兴趣的分析物扩散到通道434中。例如，在诸如抗体的蛋白质分析物的情况下，对于生物微目标与通道434隔开的距离的每1微米，控制模块472可以提供等于大约2秒的扩散时间。对于明显小于抗体的蛋白质和其他分析物而言，用于扩散所需的时间可以更少，诸如每1微米1.5秒或更少(例如，1.25s/μm、1.0s/μm、0.75s/μm、0.5s/μm或更少)。反之，对于明显大于抗体的蛋白质或其他分析物而言，分配给扩散的时间可以更大，诸如每微米2.0秒或更多(例如，2.25s/μm、2.5s/μm、2.75s/μm、3.0s/μm或更多)。
应指出的是，在执行过程100的后续步骤期间，培养期可以继续。另外，培养期可以在完成步骤106之前(例如在任何步骤102到106期间)开始。
测定材料1910可以被配置为与感兴趣的分析物902的分析物组分1904相互作用并由相互作用产生可检测的反应。如图20所示，来自隔离围栏436、438中的生物微目标1202、1204的分析物组分1904与邻近隔离围栏436、438的近端开口452的测定材料1910相互作用以产生局部可检测的反应。然而，隔离围栏440中的生物微目标1206不产生感兴趣的分析物1902。因此，在邻近隔离围栏440的近端开口452处，没有这样的局部反应(例如，类似2002)发生。
局部反应2002可以是可检测的反应。例如，反应2002可以是局部发光(例如，荧光)。此外，局部反应2002可以足够局部化或者分离化，从而能够通过人类观察员、图4A的控制/监测设备480中的相机等单独地检测。例如，通道434可以充分地填充有测定材料1910，其反应(例如，类似2002)被局部化，也就是说，限制邻近对应于隔离围栏436、438的近端开口452的空间。如所看到的，反应2002可以来自邻近隔离围栏436、438、440的一个或更多个近端开口452的多个测定材料1910的组分的聚集。
连续的隔离围栏436、438、440的近端开口452可以分隔开至少距离Ds(参见图4C)，其例如通过人类观察者、由相机捕捉到的图像等足以区分在相邻的近端开口452处提供的局部反应(例如，类似2002)。在连续的隔离围栏436、438、440的近端开口452之间合适的距离Ds的示例包括至少20、25、30、35、40、45、50、55、60微米或更多。可选地或另外地，测定材料910(例如，捕捉微目标，诸如生物微目标、微珠等)的组分可以在隔离围栏前面被组织。例如，使用DEP力等，捕捉微目标可以被组合在一起并集中在邻近隔离围栏436、438、440的近端开口452的通道434的区域中。
如所提到的，包括诸如捕捉微目标(例如，生物微目标、微珠等)的组分的测定材料1910可以进入并因此被部分地设置在隔离围栏436、438、440的连接区域442中。在这种情况下，相对于基本上完全在通道434中，反应2002、2004可以完全、基本上完全、或部分发生在连接区域442中。此外，测定材料1910中的捕捉微目标(例如，生物微目标、微珠等)可以被设置在隔离区域444中。例如，DEP力等可用于选择捕捉微目标并将捕捉微目标移动到隔离区域444中。对于设置在隔离围栏的隔离区域中的捕捉微目标，捕捉微目标可以被设置接近(多个)生物微目标和/或在与由(多个)生物微目标占用的部分不同的隔离区域的一部分(例如，子室)中。
测定材料1910可以是特异性直接或间接与感兴趣的分析物1902相互作用以产生可检测的反应(例如，2002)的任何材料。图19到图23示出其中分析物包括具有两粘结位点抗原的示例。本领域技术人员应理解，相同的示例可以容易地适应其中感兴趣的分析物有时不同于两粘结位点抗原的情况。
图21(其示出通道434和隔离围栏436的近端开口452的一部分)示出有标签的捕捉微目标2112的测定材料1910的示例。每个有标签的捕捉微目标2112可包括能够特异性粘结分析物组分1904的粘结物质和标签物质。随着分析物组分1904朝向隔离围栏436的近端开口452扩散，紧邻开口452(或在隔离围栏内)有标签的捕捉微目标2112可以粘结分析物组分1904，这可以导致紧邻近端开口452(或在近端开口452内部)的局部反应2002(例如，有标签的捕捉微目标2112的聚集)。
当有标签的捕捉微目标2112紧邻近端开口452或在近端开口452内部时，分析物组分1904和有标签的捕捉微目标2112的粘结最大。这是因为在隔离区域444和连接区域442中分析物组分1904的浓度最高，从而有利于分析物组分1904和有标签的捕捉微目标2112的粘结并且有助于它们聚集在这些区域中。随着分析物组分1904扩散出通道234并在近端开口252之外，它们的浓度下降。因此，更少的分析物组分1904粘结到位于近端开口252之外的有标签的捕捉微目标2112。分析物组分1904和有标签的捕捉微目标2112的粘结的减少进而导致在近端开口452之外的有标签的捕捉微目标2112的聚集减少。不紧邻围栏436、438、440的近端开口452(或者不在围栏436、438、440的近端开口452内)的有标签的捕捉微目标2112因此不产生可检测的局部反应2002(或者产生可检测地在大小上小于发生在紧邻近端开口452或者在近端开口452内部的局部反应2002)。
针对不具有用于在有标签的捕捉微目标2112上的粘结物质的两粘结位点的分析物组分，有标签的捕捉微目标可包括两种不同的粘结物质(如以下在图23中所讨论和示出的)，其每一个能够被分析物组分特异性粘结。可替代地，如果分析物组分聚集(例如，形成同型二聚体、三聚体等)，则测定是可行的。
有标签的捕捉微目标2112的示例包括无生命微目标和生物微目标两者。无生命微目标的示例包括微结构，诸如微珠(例如，聚苯乙烯珠)、微米棒、磁珠、量子点等。微结构可以大(例如，直径10到15微米，或更大)或者小(例如，直径小于10、9、8、7、6、5、4、3、2或1微米，或更小)。生物微目标的示例包括生物微目标(例如，报告生物微目标)、脂质体(例如，合成的膜制剂或者由膜制剂衍生的)、涂覆有脂质体的微珠、纳米脂质筏(参见例如“Ritchieet al.(2009)Reconstitution of Membrane Proteins in Phospholipid BilayerNanodiscs,Mehotd Enzymol.,464:211-231(里奇等人(2009年)，磷脂双分子层奈米圆盘中的膜蛋白的重组，方法酶学，464:211-231)”)等。
图22示出包括捕捉微目标2212和标签物的混合物的测定材料1910的示例，该标签物的组分被标识为2222且在下文中被称为“标签2222”。图23示出捕捉微目标2212、分析物组分1904和标签2222的配置的示例。捕捉微目标2212可包括特异性粘结分析物组分1904的第一区域2302的第一亲和剂2312。标签2222可包括特异性粘结分析物组分1904的第二区域2304的第二亲和剂2322。如图22所示，反应2002发生在分析物组分1904的第一区域2302粘结到捕捉微目标2212的第一亲和剂2312并且分析物组分1904的第二区域2304粘结到标签2222的第二亲和剂2322时。
由于通过在隔离围栏436的隔离区域444中的生物微目标1202产生的分析物组分1904朝向近端开口452扩散，分析物组分1904可以粘结到紧邻开口452(或在开口452内)的捕捉微目标2212和标签2222，从而导致标签2112积聚在捕捉微目标2212的表面上。当捕捉微目标2212紧邻近端开口452(或者在近端开口452内部)时，分析物组分1904和有标签的捕捉微目标2212的粘结最大。类似于如上讨论的，这是因为隔离区域444和连接区域442中的分析物组分1904的相对高浓度有助于分析物组分1904和捕捉微目标2212的粘结以及标签2222在捕捉微目标2212的表面处的相应的关联。随着分析物组分1904扩散出通道434且在近端开口452之外，浓度下降且更少的分析物组分1904粘结到位于近端开口452之外的捕捉微目标2212。分析物组分1904和捕捉微目标2212的粘结的减少导致在近端开口452之外的捕捉微目标2112的表面处的标签2222的积聚减少。因此，未紧邻围栏436、438、440的近端开口452(或者在围栏436、438、440的近端开口452内部)的捕捉微目标2212未被可检测地标记，或者被标记的程度未达到它们被可检测地标记的程度，该标记可检测地在大小上低于发生在紧邻近端开口452或者在近端开口452内部的标记。
捕捉微目标2212的示例包括如上针对有标签的捕捉微目标2112所提出的所有示例。第一亲和剂2312的示例包括特异性识别分析物组分1904的签或者由分析物组分1904特异性识别的配体。例如，在抗体分析物的情况下，第一亲和剂2312可以是感兴趣的抗原。
标签2222的示例包括具有发光标签(例如，荧光标签)的标签物以及具有的标签物，所述酶能够裂解在裂解时发荧光的信号分子。
测定材料1910的示例包括这样的测定材料，该测定材料包括复合捕捉微目标，该复合捕捉微目标包括多个亲和剂。图24示出包括第一亲和剂2402和第二亲和剂2404的复合捕捉微目标2412的示例。第一亲和剂2402能够特异性粘结分析物组分1904的第一区域2302(参见图23)，以及第二亲和剂2404能够特异性粘结相同的分析物组分1904或不同的分析物组分的第二区域2304。此外，第一亲和剂2402和第二亲和剂2404可选地同时粘结分析物组分1904的第一区域2302和第二区域2304。
第一亲和剂2402的示例包括如上所讨论的那些。第二亲和剂2404的示例包括特异性识别分析物组分1904的第二区域2304的受体或者由分析物组分1904的第二区域2304特异性识别的配体。例如，在抗体分析物的情况下，第二亲和剂2404可以粘结到抗体的恒定区域。前述的示例包括Fc分子、抗体(例如，抗IgG抗体)、蛋白质A、蛋白质G等。
测定材料1910的另一个示例是一个这样的测定材料，其包括多个捕捉微目标。例如，测定材料1910可包括具有第一亲和剂2402的第一捕捉微目标(未示出)，以及具有第二亲和剂2404的第二捕捉微目标(未示出)。第一捕捉微目标可以与第二捕捉微目标不同。例如，第一捕捉微目标可具有区分第一捕捉微目标和第二捕捉微目标的尺寸、颜色、形状或者其他特征。可替代地，除了每个包括的亲和剂的类型之外，第一捕捉微目标和第二捕捉微目标可以是基本上相同类型的捕捉微目标。
测定材料1910的另一个示例是一个这样的测定材料，其包括多种类型的捕捉微目标，其每一个被设计为粘结到不同的感兴趣的分析物。例如，测定材料1910可包括具有第一亲和剂的第一捕捉微目标(未示出)以及具有第二亲和剂的第二捕捉微目标(未示出)，其中第一和第二亲和剂不粘结到相同的感兴趣的分析物。第一捕捉微目标可具有区分第一捕捉微目标和第二捕捉微目标的尺寸、颜色、形状、标签或其他特征。用这种方式，可以同时对多个感兴趣的分析物进行筛选。
不管测定材料1910的具体内容，在一些实施例中，控制模块472可以使控制/监测设备480将测定材料1910装载到通道434中。控制模块472可以将通道434中的测定材料1910的流保持在如上所讨论的最小流动速度Vmin与最大流动速度Vmax之间。一旦测定材料1910在邻近围栏436、438、440的近端开口452的位置中，控制模块472可以基本上停止通道434中的测定材料1910的流。
在微流体装置400中执行的步骤108可包括检测紧邻隔离围栏436、438、440的一个或更多个近端开口452的局部反应2002，其表明具有装载到通道434中的测定材料1910的分析物组分1904的反应。如果紧邻隔离围栏436、438、440的任何近端开口452的局部反应2002被检测，可以确定任何那些检测到的局部反应2002是否表明隔离围栏436、438、440中的一个或更多个生物微目标1202、1204、1206的阳性性能。在一些实施例中，人类用户可以观察通道434或者围栏436、438、440的连接区域442以对局部反应2002进行监测并确定该局部反应2002是否表明生物微目标1202、1204、1206的阳性性能。在其他实施例中，控制模块472可以被配置为执行该功能。图25的过程2500是用于执行对局部反应2002进行监测并确定该局部反应2002是否表明生物微目标1202、1204、1206的阳性性能的控制模块472的操作的示例。
在步骤2502处，执行过程2500的控制模块472可以通过相机或其他图像捕获装置(未示出，但可以是图4A的控制/监测设备480的元件)来捕获通道434或隔离围栏436、438、440的连接区域442的至少一个图像。用于捕获每个图像的曝光时间的示例包括10毫秒到2秒、10毫秒到1.5秒、10毫秒到1秒、50到500毫秒、50到400毫秒、50到300毫秒、100到500毫秒、100到400毫秒、100到300毫秒、150到500毫秒、150到400毫秒、150到300毫秒、200到500毫秒、200到400毫秒或200到300毫秒。控制模块472可以捕获一个这样的图像或多个图像。如果控制模块472捕获一个图像，则该图像可以是以下所称的最后的图像。如果控制模块472捕获多个图像，则控制模块472可以将两个或更多个捕获到的图像结合到最后的图像中。例如，控制模块472可以对两个或更多个捕获到的图像进行平均化。在一些实施例中，控制模块472可以捕获并平均化至少10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200或更多个捕获到的图像以产生最后的图像。
在步骤2504处，控制模块472可以在最后的图像中识别局部反应2002的任何迹象。如上所讨论的，局部反应2002的示例包括发光(例如，荧光)，并且控制模块472可因此针对紧邻隔离围栏436、438、440的任何近端开口452的发光来分析最后的图像。控制模块472可以被编程以利用任何图像处理技术来识别最后的图像中的局部反应2002。在示例中，如图20所示，控制模块472可以检测紧邻隔离围栏436、438的近端开口452的局部反应2002。
在步骤2506处，控制模块472可以将在步骤2504处检测到的每个局部反应2002与对应的隔离围栏436、438、440相关联。例如，控制模块472可以如下地进行该步骤：将在步骤2504处检测到的每个局部反应2002与具有到反应1002最近的近端开口452的隔离围栏436、438、440相关联。在图20的示例中，控制模块472可以将反应2002与隔离围栏436、438相关联。
控制模块472可以针对在步骤2506处检测到与其相关联的反应的每个隔离围栏436、438、440执行图25的步骤2508和2510。相对于图20的示例，控制模块472可因此针对隔离围栏436执行步骤2508和2510，然后针对隔离围栏438重复步骤2508和2510。
在步骤2508处，控制模块472可以确定针检测到的与当前隔离围栏436相关联的反应1002是否表明当前围栏436中的(多个)生物微目标1202的阳性结果。例如，控制模块472可以从在步骤2502处获得的最后的图像中提取关于检测到的反应1002的数据，并确定提取到的数据是否表明阳性结果。可以使用任何数量的不同标准。例如，检测到的反应2002可以是发光，并且用于确定阳性结果的标准可包括发光强度超过阈值、发光亮度超过阈值、发光颜色落入预定颜色范围内等。如果在步骤2508处，控制模块472确定检测到的反应为阳性，则控制模块472可以继续到步骤2510，其中控制模块472可以将当前隔离围栏436识别为包含阳性生物微目标1202。如果在步骤2508处的确定为阴性，则控制模块472可以针对在步骤2506处将检测到的反应与其关联的下一个隔离围栏438重复步骤2508。
在图20所示的示例中，假设在步骤2508处确定与隔离围栏436相关联的局部反应2002为阳性，而与隔离围栏438相关联的局部反应2002为阴性(例如，发光被检测到，但其低于用于确定隔离围栏438为阳性的阈值)。如前所述，邻近隔离围栏440的近端开口452未检测到反应。因此，控制模块472仅将隔离围栏436识别为具有阳性生物微目标。虽然图25中未示出，但作为过程2500的一部分，控制模块472可以将隔离围栏438、440识别为阴性。
回到图1，在步骤110处，过程100可以将在步骤108处测试呈阳性的生物微目标与测试呈阴性的生物微目标隔开。图26和图27示出其中在步骤108处针对后续特征测试呈阴性的生物微目标1002被移动到微流体装置200的通道252中然后冲洗出微流体装置200的通道252的示例。图29示出其中将阴性生物微目标1204、1206与微流体装置400中的阳性生物微目标1202隔开的示例。
如图26所示，在步骤110处测试呈阴性的每个生物微目标1002可以在保持围栏256中通过光阱2602被选择并被捕集。阴性微目标在图26中被标记为1802。然后，光阱2602可以从保持围栏256移动到通道252中。如图27所示，阱2602可以在通道252中被关闭，并且介质244的流804(例如，对流)可以将阴性生物微目标1802冲洗出通道252(并且，可选地，冲洗出流动区域240)。测定材料1702可以扩散出围栏256，并且流804也可以将测定材料1702冲洗出通道252。
光阱2602可以被如上所述地产生和操作。例如，如图所示，每个阴性生物微目标2602可以被单独地捕集并从保持围栏256移动到通道252中。可替代地，多于一个阴性生物微目标2602可以通过单个阱2602被捕集。例如，在单个围栏256中可以有多于一个生物微目标2602。无论如何，两个或更多个阴性生物微目标2602可以在围栏256中被选择并且被并行地移动到通道252中。
检测器224可以捕获所有或部分流动区域240的图像(包括围栏256中的生物微目标1002的图像)，并且这些图像可有助于将单独的阴性生物微目标2602识别、捕集和移动出特定围栏256并进入到通道252中。检测器224和/或选择器222(例如，被配置为图3A和图3B的DEP装置)可因此为用于将针对特征测试呈阳性的微目标与针对特征测试呈阴性的微目标隔开的分离装置的一个或更多个示例。
如图27所示，对于通道252中的阴性生物微目标1802，介质244的流804可以将生物微目标1802冲洗出通道252，并且，在一些示例中，冲洗出微流体装置200(例如，通过出口210)。例如，如果流804先前被停止或减慢，则流804可以被恢复或增大。
可替代地，在步骤108处测试呈阳性的生物微目标1002可以从围栏256移动到通道252中并在步骤110处通过流804从通道252冲走。在这样的示例中，在步骤104和108处测试呈阳性的生物微目标1002可以在微流体装置200中的其他地方被收集以进行存储、进一步处理、传送到另一个装置(未示出)等。在步骤108处测试呈阴性的生物微目标1802随后可以从保持围栏256移除并丢弃。
如图28和图29所示，测定材料1910可以被冲出(2802)通道434(图28)。然后，如图29所示，在步骤108处测试呈阴性的微流体装置400中的生物微目标1204、1206可以从隔离围栏438、440移动到通道434中，阴性生物微目标1204、1206可以从通道434清除(例如，通过通道434中的介质的流(未示出，但可以类似图28的2802))。可以以如上所讨论的用于将生物微目标1202、1204、1206从通道434移动到隔离围栏436、438、440中任何方式(例如，DEP、重力等)将生物微目标1204、1206从隔离围栏438、440移动到通道434中。
在步骤108和110之后，过程100还根据在步骤108处执行的测试对在步骤104处选择的微目标(例如，1002、1202、1204、1206)进行分类。此外，在步骤104处选择并且还针对在步骤108处的后续测试测试呈阳性的微目标可以留在保持围栏(例如，256、436、438、440)中，同时可以移除阴性微目标。
如上所讨论的，步骤108和110可以被重复并因此被执行n次，其中n是整数1(在这种情况下，步骤108和110被执行一次而没有重复)或大于1。在每次重复的步骤108处执行的后续测试可以是不同的测试。可替代地，在重复的步骤108处执行的后续测试可以是与前述在步骤104处执行的测试或步骤108的先前执行相同的测试。在步骤102处装载的生物微目标(例如，生物微目标)可因此被进行一系列n+1次测试。在一些实施例中，n+1次测试中的每一次可以是不同的测试，并且在一些实施例中，n+1次测试中的每一次可以针对不同的特征测试。过程100可因此能够从生物微目标的初始混合物中分选出针对n+1次测试(其每一次是不同的)测试呈阳性的组，并且在一些实施例中，过程100可以从生物微目标的初始混合物中分选出针对n+1个不同特征测试呈阳性的组。
可替代地，过程100可以在步骤104处选择生物微目标，然后根据其中生物微目标测试呈阳性的步骤108的测试数量(同时执行或重复步骤108)对所选择的生物微目标进行分类。用这种方式评估多个特征对于包括抗体鉴定的众多应用而言是可取的。例如，多个评估可有助于以下中的任何：识别构象特异性抗体(例如，不同的特征可以是用于粘结特定抗原的不同构象的抗体分析物的能力)；抗体分析物的表位定位(例如，不同的特征可以是粘结到抗原的各种基因或化学改变形式的能力)；评估抗体分析物的物种交叉反应性(例如，不同的特征可以是用于粘结到来自不同物种(诸如人类、老鼠、大老鼠和/或其他动物(例如，实验动物))的同源抗原的抗体分析物的能力；以及抗体分析物的IgG同型。例如，在“Dhungana et al.(2009),Methods Mol.Biol.524:119-34(敦加纳等人(2009)，分子生物学方法524:119-34)”中已经对用于抗体的表位定位的化学改变的抗原的产生进行了描述。
整个过程100可以被重复一次或更多次。因此，在执行n次步骤108和110之后，步骤102到106还可以再次被执行k次，接着再执行n次步骤108和110。针对过程100的每次重复，数量k不需要是相同的数量。类似地，针对过程100的每次重复，数量n不需要是相同的数量。例如，针对过程100的特定重复的最后重复步骤108和110，图27所示的流804可以将新的生物微目标的混合物装载到如图8所示的微流体装置200的通道252中，因此其可以是在微流体装置200上执行的下一次过程100的步骤102的一部分。
类似地，过程100可以在微流体装置400上被重复多次。例如，过程100可以被重复，从而重新测试或重新分析在步骤110处保持在其隔离围栏436、438、440中的阳性生物微目标；在假设初始测试是对每个隔离围栏多个生物目标来执行的情况下，在低密度(例如，每个隔离围栏一个生物微目标)下重新测试和重新分析阳性生物微目标；在步骤108的下一次重复时测试或分析装载到微流体装置400中的新的生物微目标；在步骤110处针对不同的分析物材料测试或分析保持在其隔离围栏436、438、440中的阳性生物微目标(例如，通过使用设计为检测第二或另外的感兴趣的分析物的测定材料1910来重复步骤108)等。
图30示出另一个示例。如图所示，在步骤110已经被执行之后，可以允许保持在隔离围栏(例如，436)中的一个或更多个生物微目标(例如，1202)在其隔离围栏(例如，436)中产生生物微目标的克隆群体3002。然后，可以使用所有或部分过程100(例如，步骤108和110)来测试或分析群体3002。可替代地，如上所讨论的，生物微目标可以被分离和重新测试。在又一个可替代方案中，在过程100已经被完成之前(例如，在步骤106或108中的任一个之后，但在步骤110之前)，可以允许生物微目标成长为群体。
虽然已经在本说明书中描述了本发明的具体实施例和应用，但这些实施例和应用仅是示例性的，并且能够有很多变型。例如，图1的过程100和图25的过程2500仅是示例，并且变型是预期的。因此，例如，过程100和/或过程2500的至少一些步骤可以以不同于所示出的顺序执行，并且一些步骤可以同时执行或者可以与其他步骤重叠执行。作为其他示例，过程100、2500可包括未示出的另外的步骤或缺少所示的一些步骤。
示例
示例1-筛选分泌能够粘结人类CD45的IgG抗体的小鼠脾细胞。
执行筛选以识别分泌粘结到人类CD45的IgG型抗体的小鼠脾细胞。该实验设计包括以下步骤：
1.产生涂覆有CD45抗原的微珠；
2.获得小鼠脾细胞；
3.将细胞装载到微流体装置中；以及
4.测定抗原特异性。
实验所用的试剂包括如表1所示的试剂
表1-试剂
Figure BDA0002155846230000471
产生涂覆有CD45抗原的微珠
通过以下方式产生涂覆有CD45抗原的微珠：
将50μg无载体CD45在500μL PBS(pH 7.2)中再悬浮。
用500μL PBS冲洗slide-A-LyzerTM迷你杯，然后加入微量离心管。
将50μL浓度为0.1μg/μL的CD45溶液加入到冲洗后的slide-A-LyzerTM迷你杯中。
将170μL PBS加入到2mg NHS-PEG4-生物素中，之后将4.1μL NHS-PEG4-生物素加入到包含CD45抗原的slide-A-LyzerTM迷你杯中。
在室温下用CD45抗原培养EZ-LinkTM NHS-PEG4-生物素1小时。
在培养之后，将slide-A-LyzerTM迷你杯从微量离心管移除，并放置到第二微量离心管中的1.3ml PBS(pH 7.2)中，并且在摇晃的情况下在4℃下培养第一个1小时的时段。slide-A-LyzerTM迷你杯随后被转移到包含1.3ml新鲜PBS(pH 7.2)的第三微量离心管中，并且在摇晃的情况下在4℃下培养第二个1小时的时段。该最后步骤被再重复三次，以总共进行5个1小时培养。
100μL生物素化CD45溶液(大约50ng/μL)被移入到有标签的管中。
500μL Spherotech公司的涂覆有链霉亲和素的微珠被移入到微量离心管中，在PBS(pH 7.4)中冲洗3次(1000μL/冲洗)，然后以3000RCF离心5分钟。
微珠被再悬浮在500μl PBS(pH 7.4)中，从而产生5mg/ml的微珠浓度。
50μL生物素化蛋白质与再悬浮的Spherotech公司的涂覆有链霉亲和素的微珠混合。在4℃下在摇晃的情况下培养混合物2小时，然后以3000RCF在4℃下离心5分钟。上清液被丢弃并且涂覆有CD45的微珠在1mL PBS(pH7.4)中冲洗3次。然后，微珠以3000RCF在4℃下再离心5分钟。最后，涂覆有微珠的CD45在500μL pH 7.4的PBS中被再悬浮并且被存储在4℃下。
获得小鼠脾细胞
获得通过CD45免疫的小鼠的脾并将其放置在DMEM介质+10％FBS中。使用剪刀来切碎脾。
碎脾被放置到40μm细胞过滤器中。用10ml吸液管来使单个细胞被冲洗通过细胞过滤器。玻璃棒用于使脾进一步破裂并迫使单细胞通过细胞过滤器，之后再用10ml吸液管来使单个细胞被冲洗通过细胞过滤器。
红血细胞通过商用的套件被裂解。
细胞以200xG快速离心，并且通过10ml吸液管使原脾细胞以2e8细胞/毫升的浓度再悬浮在DMEM介质+10％FBS中。
将细胞装载到微流体装置中
脾细胞被导入到微流体芯片中并且被装载到围栏中，每个围栏包含20到30细胞。100μL介质以1μL/秒通过装置流动以移除不想要的细胞。温度被设定为36℃，并且以0.1μL/秒的速度灌注培养介质30分钟。
抗原特异性测定
制备包含1:2500羊抗小鼠F(ab’)2-Alexa
Figure BDA0002155846230000491
568的细胞介质。
100μL CD45微珠在22μL包含1:2500稀释的羊抗小鼠F(ab’)-Alexa
Figure BDA0002155846230000492
568的细胞介质中再悬浮。
再悬浮的CD45微珠接着以1μL/秒的速率流入到微流体芯片的主通道中，直到其邻近包含脾细胞的围栏，但仅在该围栏外侧。然后，流体流动被停止。
然后，微流体芯片在明视场中成像以确定微珠的位置。
接着，使用德克萨斯红色滤光器来捕捉细胞和微珠的图像。1小时内每5分钟拍摄一次图像，每次曝光持续1000毫秒并且增益为5。
结果
观察到阳性信号在微珠上的发展，反映出IgG同型抗体扩散出特定的围栏并扩散到主通道中，在主通道中它们能够粘结涂覆有CD45的微珠。抗CD45抗体与微珠的粘结允许山羊抗鼠IgG-568与微珠相关联并产生可检测的信号。参见图31A到图31C和白色箭头。
使用本发明的方法，可以分离与阳性信号相关联的每组脾细胞并将其以单个细胞移动到新的围栏中并被重新测定。用这种方法，表达抗CD45IgG抗体的单个细胞可以被检测。
除任何先前表明的修改之外，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本领域技术人员可以设想许多其他变型和可替代布置。因此，虽然已经在上文结合目前被认为最实际和最优选的方案以特例和细节描述了信息，但显而易见的是，在不背离本文中阐述的本发明的原则和概念的情况下，本领域普通技术人员可以进行许多修改，包括但不限于，形式、功能、操作方式和使用。如本文所使用的，在各个方面，示例和实施例是说明性的且不应被解释为以任何方式限制。还应注意的是，虽然术语“步骤”被使用于此，但该术语可用于简单地引起对所描述方法的不同部分的注意而并不意味着划定方法的任何部分的起点或止点，或者以任何其他方式限制。

Claims (32)

1.一种微流体装置，包括：
流动区域，被配置为包含第一流体介质的流；以及
微流体隔离围栏，包括：
隔离结构，包括被配置为包含第二流体介质的隔离区域；以及
连接区域，流体上将所述隔离区域连接到所述流动区域，
其中，当所述流动区域和所述微流体隔离围栏基本上填充有流体介质时：
所述第二流体介质的组分能够扩散到所述第一流体介质中，或者所述第一流体介质的组分能够扩散到所述第二流体介质中；并且
基本上没有来自所述流动区域的所述第一流体介质流入到所述隔离区域中；以及
微流体通道，包括所述流动区域的至少一部分，其中所述连接区域包括进入到所述微流体通道中的近端开口和进入到所述隔离区域中的远端开口并且所述微流体通道被配置为包括多个捕获微目标，并且其中所述微流体通道具有20微米至100微米的横截面高度。
2.根据权利要求1所述的装置，其中在所述连接区域的所述近端开口处的所述通道的宽度在50微米与500微米之间。
3.根据权利要求1所述的装置，其中从所述近端开口到所述远端开口的所述连接区域的长度Lcon大于或等于所述第一流体介质进入到所述连接区域中的穿透深度Dp。
4.根据权利要求1到3中任一项所述的装置，其中从所述近端开口到所述远端开口的所述连接区域的长度Lcon和所述连接区域的所述近端开口的宽度Wcon足以阻止所述隔离区域中的微目标从所述隔离区域通过所述连接区域移动到所述通道中。
5.根据权利要求1到3中任一项所述的装置，其中所述近端开口到所述远端开口的所述连接区域的长度Lcon至少等于所述连接区域的所述近端开口的宽度Wcon。
6.根据权利要求1到3中任一项所述的装置，其中所述近端开口到所述远端开口的所述连接区域的长度Lcon为所述连接区域的所述近端开口的宽度Wcon的至少1.5倍。
7.根据权利要求1到3中任一项所述的装置，所述近端开口到所述远端开口的所述连接区域的长度Lcon为所述连接区域的所述近端开口的宽度Wcon的至少2.0倍。
8.根据权利要求1到3中任一项所述的装置，其中所述连接区域的所述近端开口具有在20微米与100微米之间的宽度Wcon。
9.根据权利要求2到3中任一项所述的装置，其中从所述近端开口到所述远端开口的所述连接区域的长度Lcon足够短，使得在25℃下所述第二流体介质的组分能够在十分钟内从所述隔离区域通过所述连接区域扩散到所述微流体通道中。
10.根据权利要求1到3中任一项所述的装置，其中从所述近端开口到所述远端开口的所述连接区域的长度Lcon在20微米与500微米之间。
11.一种分析在微流体装置中的生物微目标的过程，所述装置包括至少一个微流体隔离围栏流体上与其连接的微流体通道，所述至少一个隔离围栏包括流体隔离结构，所述流体隔离结构包括隔离区域和流体上将所述隔离区域连接到所述通道的连接区域，并且所述微流体通道具有20微米至100微米的横截面高度，所述过程包括：
将一个或更多个生物微目标装载到所述至少一个隔离围栏中；
培养所述装载的生物微目标一段时间，其足以使所述生物微目标产生感兴趣的分析物；
在所述通道中的邻近从所述至少一个隔离围栏的所述连接区域到所述通道的开口处设置捕捉微目标，所述捕捉微目标包括能够特异性粘结所述感兴趣的分析物的至少一种类型的亲和剂；以及
对将所述捕捉微目标粘结到所述感兴趣的分析物进行监测。
12.根据权利要求11所述的过程，其中装载包括将所述一个或更多个生物微目标装载到所述至少一个隔离围栏的所述隔离区域或多个隔离区域中。
13.根据权利要求11所述的过程，其中所述生物微目标为生物细胞。
14.根据权利要求11到13中任一项所述的过程，其中装载所述生物微目标包括：
使一组生物细胞流入到所述微流体装置的所述通道中；以及
将所述组的一个或更多个生物细胞移动到所述至少一个隔离围栏中的每一个中。
15.根据权利要求11到13中任一项所述的过程，还包括在装载所述至少一个隔离围栏之后冲洗移除留在所述通道中的任何生物细胞。
16.根据权利要求15所述的过程，其中所述冲洗从所述通道移除生物微目标，而不从所述至少一个隔离围栏移除任何所述装载的生物微目标。
17.根据权利要求14所述的过程，其中：
装载所述生物微目标还包括从所述组中选择满足预定标准的各个生物微目标；以及
当所述生物微目标在所述通道或者所述至少一个隔离围栏的所述连接区域或所述隔离区域内时，选择被执行。
18.根据权利要求11到13中任一项所述的过程，其中设置所述捕捉微目标包括：
使所述捕捉微目标在所述通道中流动，以及
停止所述流动，使得所述捕捉微目标邻近来自所述至少一个隔离围栏的所述连接区域或多个连接区域的所述开口或多个开口。
19.根据权利要求11到13中任一项所述的过程，其中所述捕捉微目标包括标签。
20.根据权利要求11到13中任一项所述的过程，其中通过监控所述捕捉微目标的聚集对将所述捕捉微目标粘结到所述感兴趣的分析物进行监控。
21.根据权利要求11到13中任一项所述的过程，其中在所述通道中设置捕捉微目标包括将捕捉微目标和标签物的混合物设置到所述通道中。
22.根据权利要求21所述的过程，其中所述标签物包括荧光标签。
23.根据权利要求11到13中任一项所述的过程，其中所述感兴趣的分析物为抗体。
24.根据权利要求23所述的过程，其中所述至少一种类型的亲和剂为由所述抗体特异性识别的抗原。
25.根据权利要求24所述的过程，其中所述抗原为蛋白质、碳水化合物、脂类、核酸、代谢物、抗体或其组合中的一种。
26.根据权利要求23所述的过程，其中所述至少一种类型的亲和剂为Fc分子、抗体、蛋白质A或蛋白质G。
27.根据权利要求11到13中任一项所述的过程，其中由所述一个或更多个生物微目标产生的所述感兴趣的分析物从所述至少一个隔离围栏扩散到所述通道中。
28.根据权利要求11到13中任一项所述的过程，其中由所述一个或更多个生物微目标产生的所述感兴趣的分析物从所述至少一个隔离围栏的所述隔离区域扩散到所述连接区域中。
29.根据权利要求11到13中任一项所述的过程，其中：
所述微流体装置包括多个所述隔离围栏，每个所述隔离围栏包括流体隔离结构，所述流体隔离结构包括隔离区域和流体上将所述隔离区域连接到所述通道的连接区域；以及
设置所述捕捉微目标包括在邻近从所述多个隔离围栏的所述连接区域到所述通道的开口的所述通道中设置所述捕捉微目标或捕捉微目标和标签物的混合物。
30.根据权利要求11到13中任一项所述的过程，其中：
所述至少一个隔离围栏的所述连接区域的长度Lcon大于在所述通道中以最大允许流率Vmax流动的介质的穿透深度Dp，以及
所述过程还包括保持所述通道的任何流小于所述最大允许流率Vmax。
31.根据权利要求11到13中任一项所述的过程，还包括在对将所述捕捉微目标粘结到所述感兴趣的分析物进行监测之后冲洗移除来自所述通道的所述捕捉微目标。
32.根据权利要求31所述的过程，其中：
所述至少一个隔离围栏的所述连接区域的长度Lcon大于在所述通道中以最大允许流率Vmax流动的介质的穿透深度Dp，以及
所述冲洗包括使所述通道中的冲洗介质以小于所述最大允许流率Vmax流动。
CN201910717201.6A 2013-10-22 2014-10-22 具有隔离围栏的微流体装置及用它测试生物微目标的方法 Active CN110437975B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910717201.6A CN110437975B (zh) 2013-10-22 2014-10-22 具有隔离围栏的微流体装置及用它测试生物微目标的方法

Applications Claiming Priority (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201361996969P 2013-10-22 2013-10-22
US61/996,969 2013-10-22
US201462058658P 2014-10-01 2014-10-01
US62/058,658 2014-10-01
CN201480058444.9A CN105658781B (zh) 2013-10-22 2014-10-22 具有隔离围栏的微流体装置及用它测试生物微目标的方法
PCT/US2014/061837 WO2015061497A1 (en) 2013-10-22 2014-10-22 Microfluidic devices having isolation pens and methods of testing biological micro-objects with same
CN201910717201.6A CN110437975B (zh) 2013-10-22 2014-10-22 具有隔离围栏的微流体装置及用它测试生物微目标的方法

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201480058444.9A Division CN105658781B (zh) 2013-10-22 2014-10-22 具有隔离围栏的微流体装置及用它测试生物微目标的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110437975A CN110437975A (zh) 2019-11-12
CN110437975B true CN110437975B (zh) 2023-06-09

Family

ID=56444254

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201480058444.9A Active CN105658781B (zh) 2013-10-22 2014-10-22 具有隔离围栏的微流体装置及用它测试生物微目标的方法
CN201910717201.6A Active CN110437975B (zh) 2013-10-22 2014-10-22 具有隔离围栏的微流体装置及用它测试生物微目标的方法

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201480058444.9A Active CN105658781B (zh) 2013-10-22 2014-10-22 具有隔离围栏的微流体装置及用它测试生物微目标的方法

Country Status (2)

Country Link
CN (2) CN105658781B (zh)
DK (2) DK3473700T3 (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6684431B2 (ja) * 2016-03-24 2020-04-22 澁谷工業株式会社 アイソレータシステムおよびその除染方法
AU2017248822B2 (en) * 2016-04-15 2022-09-15 Berkeley Lights, Inc. Methods, systems and kits for in-pen assays
CN111394219A (zh) * 2020-03-20 2020-07-10 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 集成式数字pcr系统
CN116408160A (zh) * 2021-12-31 2023-07-11 彩科(苏州)生物科技有限公司 具有稳定的隔离环境的微流体装置
CN114965995B (zh) * 2022-05-20 2023-04-11 河南申友医学检验所有限公司 一种免疫层析分析检测系统及方法
CN116936671B (zh) * 2023-09-13 2023-12-05 微纳动力(北京)科技有限责任公司 包含受光pn结和输出三极管的光敏器件及其构成的光电镊

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102472697A (zh) * 2009-07-06 2012-05-23 索尼公司 微流体装置
CN104838273A (zh) * 2012-10-31 2015-08-12 伯克利照明有限公司 用于生物微目标的围栏

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005072399A2 (en) * 2004-01-29 2005-08-11 Massachusetts Institute Of Technology Microscale sorting cytometer
EP1735428A4 (en) * 2004-04-12 2010-11-10 Univ California OPTOELECTRONIC TWEEZERS FOR MANIPULATING MICROPARTICLES AND CELLS
US20070240495A1 (en) * 2004-05-25 2007-10-18 Shuzo Hirahara Microfluidic Device and Analyzing/Sorting Apparatus Using The Same
US20060091015A1 (en) * 2004-11-01 2006-05-04 Applera Corporation Surface modification for non-specific adsorption of biological material
WO2007024701A2 (en) * 2005-08-19 2007-03-01 The Regents Of The University Of California Microfluidic methods for diagnostics and cellular analysis
CN101548004A (zh) * 2005-08-19 2009-09-30 加利福尼亚大学董事会 用于诊断学和细胞分析的微流体方法
US7763453B2 (en) * 2005-11-30 2010-07-27 Micronics, Inc. Microfluidic mixing and analytic apparatus
AU2007265628B2 (en) * 2006-06-23 2012-12-06 Perkinelmer Health Sciences, Inc. Methods and devices for microfluidic point-of-care immunoassays
US9023642B2 (en) * 2006-07-07 2015-05-05 The University Of Houston System Method and apparatus for a miniature bioreactor system for long-term cell culture
US7736891B2 (en) * 2007-09-11 2010-06-15 University Of Washington Microfluidic assay system with dispersion monitoring
EP2279238A2 (en) * 2008-04-21 2011-02-02 Cell Kinetics, Ltd. Flat cell carriers with cell traps
GB2464300A (en) * 2008-10-10 2010-04-14 Univ Dublin City Microfluidic multiplexed cellular and molecular analysis device and method
US20110143378A1 (en) * 2009-11-12 2011-06-16 CyVek LLC. Microfluidic method and apparatus for high performance biological assays
EP2616551B1 (en) * 2010-09-14 2020-08-19 The Regents of The University of California Method for isolating cells from heterogeneous solution using microfluidic trapping vortices
EP2646798B1 (en) * 2010-12-03 2017-06-28 Cellply S.R.L. Microanalysis of cellular function
US9050593B2 (en) * 2011-11-23 2015-06-09 Wisconsin Alumni Research Foundation Self-loading microfluidic device and methods of use

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102472697A (zh) * 2009-07-06 2012-05-23 索尼公司 微流体装置
CN104838273A (zh) * 2012-10-31 2015-08-12 伯克利照明有限公司 用于生物微目标的围栏

Also Published As

Publication number Publication date
DK3060645T3 (en) 2019-04-08
DK3473700T3 (da) 2020-07-13
CN105658781A (zh) 2016-06-08
CN105658781B (zh) 2019-07-02
CN110437975A (zh) 2019-11-12
HK1225407A1 (zh) 2017-09-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7333365B2 (ja) 隔離囲いを有するマイクロ流体デバイスおよびそれによる生物学的微小物体の試験方法
AU2020223730A1 (en) Micro-fluidic devices for assaying biological activity
CN110437975B (zh) 具有隔离围栏的微流体装置及用它测试生物微目标的方法
HK40016859B (zh) 具有隔離圍欄的微流體裝置及用它測試生物微目標的方法
HK40016859A (zh) 具有隔離圍欄的微流體裝置及用它測試生物微目標的方法
HK1225407B (zh) 具有隔離圍欄的微流體裝置及用它測試生物微目標的方法
HK40002833A (zh) 用於測定生物活性的微流體裝置
HK40002833B (zh) 用於測定生物活性的微流體裝置
HK1228441A1 (zh) 具有隔離圍欄的微流體裝置及使用其測試生物微目標的方法
HK1228441B (zh) 具有隔離圍欄的微流體裝置及使用其測試生物微目標的方法
HK1227098A1 (zh) 用於測定生物活性的微流體裝置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
REG Reference to a national code

Ref country code: HK

Ref legal event code: DE

Ref document number: 40016859

Country of ref document: HK

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant