CN107201304B - 使用可转移的膜收集悬浮细胞 - Google Patents

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Abstract

可将针对使用可分离的样品收集层收集和制备细胞的装置、方法和试剂盒配置成使用机制从液体样品收集或处理细胞以在分析或成像之前容易地转移细胞。可分离的样品收集层可包括在其上可收集细胞的多孔膜，以及一个或多个包括具有一个或多个粘合剂涂层和释放衬里的带的支撑层。可将该装置、方法和试剂盒配置有包括形成用于有效除去不需要的液体的竖直或水平定向的微通道的切口的支撑层。收集和/或处理后，收集到多孔膜上的细胞可被粘附到另一表面以进一步处理或分析。

Description

使用可转移的膜收集悬浮细胞
背景技术
分离、制备和处理在液体样品溶液中悬浮的生物细胞到表面或基底上 可以是各种应用(包括样品诊断程序和细胞成像)中的非平凡且关键的步 骤。关键的挑战涉及将在溶液中悬浮的生物细胞收集到表面上，使得这些 细胞可被容易地处理并且然后快速地转移至另一表面，用于进行成像或分 析。在样品中悬浮的细胞的健康可能也是重要的，因此在样品转移和收集 期间细胞的健康可能有利于限制细胞破裂。施加于细胞的机械力必须是柔 和的，以免破坏细胞结构或负面地影响细胞健康，还是足够强的以有效地 操纵细胞。为了维护细胞的健康和促进液体样品的有效制备，可以构建装 置和方法，其使得细胞能够被收集和处理到装置上并然后从该装置被移除 以用于转移或粘附至另一基底从而用于分析。
发明内容
所公开的装置可以包括用于收集感兴趣的细胞的装置。该装置可以包 括耦接(结合，连接)到第一支撑层的固体支撑物；以及包括耦接到第二 支撑层的多孔膜的可分离的样品收集层。在一些情况下，该多孔膜可以位 于第一支撑层和第二支撑层之间。在另外的实施方式中，第一支撑层和第 二支撑层可以保持多孔膜处于静止位置。另外的实施方式可以包括具有通 过至少一个微通道以流体连通的固体支撑物、第一支撑层和第二支撑层的装置。
支撑层可以包括一个或多个组件。例如，支撑层可包括释放衬里(防 粘衬里，release liner)和粘合剂带(例如双面涂层带)的任何组合。该释放 衬里可包括背衬或具有粘合剂的背衬和释放衬里。该释放衬里可包括纸、 塑料或其他固体背衬，并且该释放衬里可涂覆有低表面力涂层。在一些实 施方式中，该支撑层可包括涂覆有丙烯酸粘合剂的聚对苯二甲酸乙二酯 (PET)膜以及释放衬里。
该装置的固体支撑物可包括透明的固体材料，例如丙烯酸塑料或玻璃， 并且可将该固体支撑物构建成允许钻微通道。在一些情况下，该微通道可 以是具有大约10mm直径的圆形。
微通道可以用于连接具有形成通道的切口的固体支撑物、第一支撑层 和第二支撑层，在一些情况下，该通道可由多孔膜封闭。多孔膜可具有最 高达10微米直径的孔径。该多孔膜的平均孔径可以是2-5微米的直径。在 另外的实施方式中，该多孔膜的平均孔径可以是小于2微米的直径。该多 孔膜可以包含聚碳酸酯。该多孔膜也可以是具有25mm直径的圆形。在一 些实施方式中，该多孔膜可以与固体支撑物和一个或多个支撑层流体连通。
该装置可包括与固体支撑物和一个或多个支撑层流体连通的一个或多 个微通道。在一些实施方式中，该装置可包括切入第一支撑层的水平微通 道，该水平微通道可在定位成竖直于该水平微通道的两个微通道之间建立 流体连通。在一些实施方式中，可将第一竖直微通道设置为穿过该固体支 撑物并与设置在第一支撑层内的水平微通道流体连通。其中将竖直取向定 义为覆盖该装置的宽度或较薄段的方向，并且将水平取向定义为覆盖该装 置的长度或最长段的方向。另外的实施方式可包括设置为穿过第二支撑层 并与第一支撑层的水平微通道流体连通的第二竖直微通道。在更另外的实 施方式中，可将第一竖直微通道与第二微通道彼此平行定向，使得流体连 通通过第一支撑层的水平微通道而发生。
在另外的实施方式中，可将该装置紧靠吸收垫设置。在一些实施方式 中，可将该装置紧靠吸收垫设置，并且该吸收垫可与该装置中的一个或多 个微通道流体连通。在一些情况下，该吸收垫可以在固体支撑结构的第一 侧上，其中多孔膜可以在固体支撑结构的第二侧上。在其他实施方式中， 可将可分离的样品收集层紧靠吸收垫设置。
一种用于制造用于收集细胞的装置的方法可包括以下步骤：将在一个 或多个支撑层之间的多孔膜分层放到固体支撑结构上；将一个或多个微通 道切入该支撑层中的一个或多个中，使得能够流体连通穿过该装置；以及 布置多孔膜和一个或多个支撑层，使得该多孔膜可与固体支撑结构分离并 转移到单独的表面用于另外的处理。在一些情况下，该支撑结构和一个或 多个支撑层可通过多孔膜流体连通。该支撑层可包括具有释放衬里的双面 涂层带，使得该带包括在两侧上具有粘合剂的载体和可分离的释放衬里。 在另一情况下，可布置第一可分离的层和第二可分离的层，使得多孔膜可 以选择性地移除并粘附到一个或多个新的表面以进行另外的处理或分析。 该支撑层可包括涂覆有丙烯酸粘合剂的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)膜，以 及释放衬里。该支撑层可具有最高达10微米直径的孔并粘附到支撑层上的 多孔膜。可将多孔膜配置成收集比使用2-5微米直径的孔的特定尺寸大的细 胞。可替换地，该多孔膜可具有固定的孔径。该多孔膜可包含聚碳酸酯， 并且该多孔膜可以是具有25mm直径的圆形。
收集和制备细胞的方法可包括将生物样品施加到可分离的样品收集 层。该样品收集层可包括支撑层和多孔膜。在一些情况下，可将该样品收 集层紧靠固体支撑层设置，并且可将细胞施加到该可分离的样品收集层的 多孔膜上。用于收集和制备细胞的方法可包括灌注一种或多种液体溶液通 过可分离的样品收集层的多孔膜。该方法的另外步骤可包括从支撑表面移 除可分离的样品收集层；以及将该可分离的样品收集层转移到另一表面用 于进一步处理或分析。在一些情况下，可将该样品收集层转移到载玻片以 进行成像。在另外的实施方式中，该支撑层可以是一条具有释放衬里的双 面涂层带。移除该样品收集层可包括从支撑表面分离该样品收集层。转移 该样品收集层可包括将该样品收集层粘附到另一表面。该样品收集层可以 以该过滤器上收集的样品面朝下在多孔膜和另一表面之间而定向。
样品可包括以下中的一种或多种：细胞、泡沫、液体或脂质。在一些 实施方式中，所灌注的液体溶液可包括细胞(包括CTC)。液体可包括抗 体、缓冲液、细胞染液、细胞染色试剂、用于固定细胞的试剂(包括多聚 甲醛)或表面活性剂，其中的任何一种可使用该装置而施用于样品。样品 可积聚到可分离的样品收集层上，并且可将该可分离的样品收集层转移到 载玻片以进行成像。
在一些情况下，可以形成用于收集和制备细胞的试剂盒。该试剂盒可 包括一个或多个具有释放衬里的双面涂层带的单元；一片或多片预切多孔 膜；以及一个或多个固体支撑结构。可将该试剂盒配置为使得用户可以接 收该试剂盒并组装用于收集和处理包括细胞的液体样品的装置。在一些实 施方式中，试剂盒可包括描述用于装置组装和细胞制备的步骤的使用说明 书手册。可将试剂盒中提供的多孔膜预切成截短圆的形状。该试剂盒还可以包括具有预切成至少两种不同尺寸的释放衬里的双面涂层带。可将该试 剂盒的组件配置为在广泛范围的细胞过滤、处理和成像应用中的组装和应 用。
通过引用并入
该说明书中提及的所有出版物、专利和专利申请通过引用并入本文中， 其程度就如同每个单独的出版物、专利或专利申请被特别地和单独地指明 通过引用而并入一样。
附图说明
图1示出了样品收集装置的展开图。
图2A例示了连接以形成可移除的层的组件以及具有用于将 样品转移到该装置中和直接移出该装置的微通道的固定组件。
图2B例示了包括固体支撑物和第一支撑层的固定组件。
图2C例示了用于形成可分离的样品收集层的多孔膜和第二支撑层。
图2D例示了由多孔膜和第二支撑层形成的可分离的样品收集层。
图3A-3B例示了直接通过该装置的样品流，以及图3C例示 了可分离的样品收集层和多孔膜从装置中的被配置为将样品直接 移出该装置的固定组件中分离。
图4A-4B例示了固体支撑物的厚度可变化。
图5A-5D例示了被连接以形成可分离的样品收集层和固定组 件的组件，所述可分离的样品收集层和固定组件具有形成用于移 动样品通过该装置的微通道的切口。
图6例示了具有形成用于使样品移动通过装置的微通道的切 口、不具有吸收垫和没有将样品直接移出该装置的样品收集装置 的非限制性实施方式的展开图。
图7例示了具有形成用于使样品移动通过装置的微通道的切 口、使样品的一些组分直接移出装置的样品收集装置的另一非限 制性实施方式的展开图。
图8例示了具有形成多个用于使样品移动通过装置的水平微 通道的切口的样品收集装置的又一非限制性实施方式的展开图。
图9A-9D例示了具有形成用于使样品移动通过装置的微通道 的切口的样品收集装置的示例性尺寸。
图10A-10B示出了在具有形成用于使样品移动通过装置的微 通道的切口的样品收集装置中形成可分离的样品收集层和固定组 件的已连接的组件。
图10C例示了可分离的样品收集层可以包括微通道以用于流移动通 过该装置。
图10D例示了样品可以使用该装置的顶部或底部中的微通道而移动通 过该装置的底部和顶部二者。
图11示出了该装置顶部和底部中的微通道。
图12示出了使用该装置制备样品的不同步骤或配置。
图13示出了使用该装置制备用于制备免疫荧光成像的样品 的组分的步骤。
图14示出了使用该装置消泡和制备用于免疫荧光的样品的 步骤。
在所附的权利要求中具体地阐述了本发明的新颖特征。通过 参考阐述了示例性实施方式(其中利用了本发明的原理)的以下 详细描述及其附图将获得对本发明的特征和优点更好的理解：
具体实施方式
本申请公开了用于将液体样品的一种或多种悬浮的组分(例如生物细 胞)收集到多孔膜上的装置、系统和方法。所公开的装置、系统和方法可 以配置为清洁、处理和/或容易地转移液体样品(例如包括生物细胞的液 体样品)的所选组分。装置或系统可包括固定组件，该固定组件包括粘贴 有第一支撑层的固体支撑物。可将包括粘贴到第二支撑层的多孔膜的可分 离的样品收集层可移除地粘贴到第一支撑层。可将包括悬浮细胞的液体样 品通过第一支撑层和第二支撑层中的切口施加到多孔膜，从而允许细胞收 集在多孔膜上并与可移动通过该装置的液体部分分离。该样品可用液体洗 涤剂处理或经受额外的处理步骤或方案。一旦完成收集和/或处理，可分 离的样品收集层可从该装置的固定组件剥离并粘附到一个或多个其他表 面以进一步处理、固定或分析。
在一些实施方式中，第一支撑层可包括具有一个或多个配置为引导该 样品的液体部分的微通道或切口的层。在另外的实施方式中，微通道和通 过该微通道的流的取向可指向为竖直地通过该装置的一个或多个层，在该 装置的一个层内水平地指向，或在另外的实施方式中，该装置可包括竖直 和水平流动的元件。在一些实施方式中，该样品的液体部分的流动例如在 依赖于竖直流动的装置中或在具有通过一个或多个竖直微通道连接的水平微通道的装置中可以是不受帮助的或由重力引导，并且在其他实施方式 中通过压力或真空来辅助该样品的液体部分的流动。在一些情况下，样品 的液体部分的流可分裂成该液体部分的一个或多个分离的流。分离的流可 在相反的方向上移动和/或依赖于用于移除该液体的不同机制，例如重力、 压力和抽吸。在一些情况下，该装置可使用设计为在装置内的一个或多个 微通道内保持流体接触的一个或多个竖直取向的微通道或孔，可将该通道 配置与可使用压力或抽吸的一个或多个其他装置结合在一起以移除该样 品的液体部分和/或通过使洗涤缓冲液、试剂或其他液体处理物流动通过 该装置来制备或处理该样品。在分离或处理样品后，该装置可配置为有助 于通过从该装置的固定组件分离该可分离的样品收集层来移除该样品。包 含该样品的可分离的样品收集层可粘附到一个或多个新的表面以进行随 后的处理或分析。
可分离的样品收集层可包括用于可移除地将该膜粘贴到第一支撑层 的支撑层。在一些实施方式中，该第一支撑层可以是释放衬里，并且可分 离的样品收集层可以使用带被可移除地粘贴到第一支撑层。可分离的样品 收集层可配置成使得其包括当将该可分离的样品收集层可选择地剥离该 装置的固定组件并粘贴到另一表面时暴露的粘合剂表面。在一些情况下， 使用通过样品收集层从第一支撑层分离所暴露的粘合剂可将可分离的样品收集层粘附到另一表面。在其他情况下，通过未通过从第一支撑层移除 而暴露的粘合剂可将可分离的样品收集层粘附到另一表面。
可分离的样品收集层的第二支撑层可包括一条双面涂层带，其中该双 面涂层带的一个粘合剂涂层面粘附到多孔膜并设置成面向构成第一支撑 层的释放衬里的防粘或低表面力涂层，并且该双面涂层带的另一个面被设 置成面向作为第二支撑物的一部分的释放衬里的防粘或低表面力涂层。在 一些情况下，可替换的表面可以是多孔膜未直接粘附到其上的支撑层的一 面或一侧。
在一些实施方式中，可分离的样品收集层可包括耦接到包括双面涂层 带和释放衬里的第二支撑层的多孔膜。该双面涂层带的一个面可以粘附到 一片释放衬里，并且该双面涂层带的另一个面可用于将一片多孔膜固定到 该装置的固定组件上。该装置的固定组件可包括第一支撑层和固体支撑 物。该第一支撑层可包括直接粘附到该固体支撑物的一片释放衬里，使得 该多孔膜被设置在来自第二支撑层的粘合剂和该释放衬里的释放涂覆面 之间。
竖直的或水平的微通道可通过被切入一个或多个支撑物的一个或多 个切口或微通道而形成。竖直的微通道可由穿过在每个邻接层上方和/或 下方的一个或多个层的切口而形成，并且水平的微通道可由在单个水平层 中的切口形成，从而在层之间产生了具有该支撑物厚度的深度和在上方或 下方的邻接层中的相应区域中没有切口的微通道。水平的微通道可由夹在 其他层之间的层(例如第一支撑层)中的切口形成，使得流体可以竖直地流入该装置并水平地处于该装置的层之间。在一些情况下，一个或多个额 外的竖直微通道可从水平微通道设置，使得样品能够竖直地流入该装置， 然后通过一个或多个水平微通道并然后通过一个或多个竖直定向的微通 道离开该装置。
在一些情况下，相似的或等同的尺寸和形状的切口可被切入一个或多 个支撑物中以形成可部分地或全部地穿过该装置而设置的竖直微通道。例 如，竖直微通道可由第一支撑物和第二支撑物中的切口形成，该切口可由 可在支撑物的切口之间设置的多孔膜封闭。该多孔膜可暴露于第一支撑物 和第二支撑物之间，并且功能如流体样品流动通过由在支撑层中的切口所 形成的竖直微通道时收集样品的固体组分(例如细胞)的筛一样。在一些 实施方式中，由在支撑物中的切口所形成的区域可称为样品施加区。该样 品施加区可包括由可被多孔膜封闭的在第一支撑物和第二支撑物中的切 口所形成的微通道，在这些情况下，该膜可夹在第一支撑物和第二支撑物 之间，从而形成了具有等同于第一支撑物、第二支撑物和多孔膜的叠加厚 度的深度的通道。
在一些配置中，一个或多个微通道可以由设置在一个或多个另外的竖 直定向的微通道之间的单个支撑层内所产生的切口形成。仍在另外的配置 中，该装置可以配置有包括释放衬里和粘合剂的支撑组件，使得使用已从 释放衬里分离的粘合剂可将可分离的样品收集层从固定组件分离。仍在另 外的配置中，可分离的样品收集层可以被配置成使得通过可分离的样品收 集层的移除所暴露的粘合剂可用于将可分离的样品收集层粘附到另一表 面。在其他情况下，第二支撑层可包括耦接到粘合剂层的释放衬里，该粘 合剂层在第二支撑层的朝向远离固定组件而设置的侧上。在一些情况下， 可将第二支撑层的释放衬里组件移除以暴露可用于将样品粘附到新的表 面的粘合剂表面，该粘合剂表面可用于代替第二支撑层上的其他粘合剂表 面或与第二支撑层上的其他粘合剂表面相应，例如通过可分离的样品收集 层从固定组件的第一支撑层分离所暴露的粘合剂表面。在其中第二支撑层包括两个粘合剂表面的实施方式中，该粘合剂表面中的一个或两个可用于 将样品附接于新的表面。在一些情况下，两个粘合剂表面都可用于在两个 新的表面之间(例如在载玻片和盖玻片之间)组装该样品收集层。
在一些情况下，可分离的样品收集层可从固定组件分离，使得其可以 粘附到另一表面。可分离的样品收集层可包括多个组件，多个组件包括第 二支撑层和多孔膜。该第二支撑物可包括释放衬里和双面涂层带。释放衬 里可包括一条背衬材料(例如纸)，其在一个面或两个面上用低表面力材 料涂层来涂覆。该涂层可以是光亮的和光滑的，并配置成使得粘合剂可从 该表面容易地剥离。支撑层可包括带。带可包括一条在一个面或两个面上 用粘合剂涂覆的聚合物背衬材料。该第二支撑物可包括一片双面涂层带， 其中该双面涂层带的一个面粘附到释放衬里的低表面力涂层以及另一个 面粘附到多孔膜的表面的一些或全部，多孔膜可以小于释放衬里并因此留 下超过多孔膜的边界所暴露的一些带粘合剂表面。在一些实施方式中，可 将多孔膜设置在第一支撑物的释放涂层和第二支撑物的粘合剂涂层之间。 在另外的实施方式中，第一支撑物可具有比第二支撑物大的尺寸，并且多 孔膜可具有比第一支撑物和第二支撑物二者小的尺寸。在一些实施方式 中，该多孔膜可粘附到第二支撑物的粘合剂，使得部分粘合剂被该膜覆盖， 并且剩余的粘合剂表面可粘附到第一支撑物的低表面力涂层。在这种配置 中，固定组件可包括具有面向多孔膜和第二支撑层的粘合剂而设置的释放 涂层的释放衬里，使得多孔膜夹在第二支撑层和固定组件之间。在一些情 况下，该支撑物和该膜可被配置使得可分离的样品收集层在可分离的样品 收集层到另一表面使多孔膜上所收集的样品组分暴露于空气或暴露于新 的表面期间可从固定组件容易地移除(例如使用镊子或手术钳夹住样品收 集层并然后剥离该膜)。在一些情况下，新的表面可以是载玻片，在这种 情况下从固定组件剥离下来的粘合剂表面可转移并粘附到另一表面。在其 他方法中，其中在多孔膜上所收集的样品组分面朝上定向和暴露的情况下将样品粘附到另一基底，附接到与多孔膜所粘附的一个面相对的一个面的 释放衬里可从可分离的样品收集层移除以暴露粘合剂表面使释放层粘附 到新的表面。
图1例示了已组装的装置的非限制性实施方式。该装置可由多层构 成。在一些实施方式中，该装置可包括若干支撑物，该支撑物包括固体支 撑物(105)、第一支撑层(110)和第二支撑层(120)。用于收集样品的 所需组分的多孔膜(115)可设置在第一支撑层和第二支撑层之间。在一 些情况下，多孔膜(115)可设置在第一支撑层和第二支撑层之间，使得该多孔膜可以容易地从固体支撑物分离并被转移到另一表面。
该装置可包括一个或多个具有限定形状和组成的固体支撑物(105)。 在一些情况下，该限定形状可以是3维形状，例如矩形棱镜、圆柱形或正 方形棱镜。其他实施方式可包括一个或多个切口。例如，如在图1中所示 的，该固体支撑物(105)可形成具有圆形切口的矩形棱镜。一个或多个 切口也可具有限定的3维形状；例如，在一些情况下，3维形状可包括圆 柱形、圆锥形和棱锥形。切口可位于固体支撑物内的任何位置，例如如在 图1中所示的，圆形切口以距固体支撑物(105)的短边之间的相等间距 而等间距地位于固体支撑物的中心处。
固体支撑物可由任何材料构造。材料可包括单种材料或可包括多于一 种的材料的混合物。用于形成固体支撑物的材料可以是透明的或不透明 的。在一些实施方式中，固体基底可由一种或多种类型的塑料(包括热塑 性塑料、聚合物和玻璃)构造。示例性材料可包括丙烯酸或聚(甲基丙烯 酸甲酯)(PMMA)、乙腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、尼龙、聚乳酸(PLA)、 聚苯并咪唑、聚碳酸酯、聚醚砜、聚醚醚酮、聚醚酰亚胺、聚乙烯、聚苯 醚、聚苯硫醚、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯和特氟隆(teflon)。固体基 底可以使用多种方法(包括注射成型、雕刻、机械加工、铸造、挤出或任 何其他通常接受的用于生产固体材料的方法)来构造。
该装置可包括包含固定支撑物和第一支撑层的固定组件，以及包括第 二支撑层和多孔膜的可分离的样品收集层。第一支撑层或第二支撑层可包 括以下的任何组合：背衬、脱模剂(剥离剂，release agent)和粘合剂。 背衬可包括在其上施加粘合剂或脱模剂的任何固体表面。粘合剂可包括包 含促进两个表面之间粘附的高表面能涂层的任何材料、表面或层。脱模剂、 释放衬里(防粘衬里，release liner)和/或释放涂层可指促进两个表面之间 的释放或分离的任何低表面能涂层。在一些实施方式中，支撑物可包括一 层或多层市售的粘合剂、包括工业释放衬里的释放衬里、脱模剂、可释放 的膜或不粘膜、保护膜、聚酯膜、浇铸纸(casting paper)或塑料膜。支 撑物中的背衬可包括纸、聚合物、塑料膜、布、金属箔或其他类似的材料。 纸背衬可包括超级压光的牛皮纸(SCK)、可包括一层聚乙烯醇(PVOH) 的Glassine、粘土涂覆的牛皮纸(CCK)、机器完成的牛皮纸(MFK)和 机制蜡光纸(MG)。塑料膜或塑料基底可包括聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET)(包括双轴取向的PET)、聚丙烯(其包括双轴取向的聚丙烯)、 聚丙烯塑料树脂以及包括高密度和低密度聚烯烃的聚烯烃。该表面可包括 具有一个或多个高表面能涂层(例如粘合剂或胶粘剂)以及一个或多个低 表面能涂层或释放涂层的背衬。粘合剂可以包括天然粘合剂、半合成粘合 剂以及合成粘合剂。天然粘合剂可包括淀粉、糊精、明胶、沥青、柏油、 天然橡胶、树脂、虫胶清漆(紫胶，shellac)中的任何一种。半合成粘合 剂可以是纤维素聚合物，包括硝酸纤维素、乙酸丁酸纤维素、甲基纤维素 和乙基纤维素。合成粘合剂可以包括乙烯基类、丙烯酸树脂、反应性丙烯 酸基类、合成橡胶、醛缩合树脂、环氧树脂、胺基树脂、聚酯树脂、聚烯 烃聚合物、可溶性硅酸盐、磷酸盐水泥和水硬性水泥(hydraulic cement)。 粘合剂的其他实例包括聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、来自聚丙烯酸的聚乙烯 聚合物、环氧树脂、聚氨酯、聚酰亚胺。粘合剂可以是压敏的，其中支撑 层将在施加压力的情况下粘附到表面，而不需要溶剂或热。该支撑层还可 以配置有一个或多个各种形状和图案(即圆形、正方形、矩形、星形、漩 涡、同心圆)的切口。该支撑层可以包括3M 8018PT双面涂层丙烯酸粘 合剂PET带(3M 8018PT DoubleCoated Acrylic Adhesive PET Tape)。
装置可包括被配置成永久粘贴到固体支撑物的第一支撑层，和被配置 成可移除地粘贴到第一支撑层以及由第一支撑物层和固定支撑物所形成 的该装置的固定组件的第二支撑层。为了有助于支撑层之间的分离，第一 支撑层和/或第二支撑层可包括一个或多个包括用于将支撑物层粘贴到固 体支撑物或粘贴到多孔膜的粘合剂表面的组件，以及用于容易地移除或分 离该装置的一个或多个层、支撑物或组件的一片或多片释放衬里。在一些 实施方式中，第二支撑层可具有小于或等于第一支撑层的表面积的表面 积。在其他实施方式中，第二支撑层可具有大于或等于第一支撑层的表面 积。
该多孔膜可夹在一个或多个支撑物之间，使得支撑物中的切口形成具 有样品施加区的微通道，其中样品可以直接施加到该多孔膜。样品可以通 过切口滴到样品施加区上，大于多孔膜孔径的样品组分由多孔膜捕获，而 小于样品的液体和/或其他组分穿过多孔膜。该多孔膜可使用一层或多层 粘合剂、背衬和/或释放涂层而保持在一个或多个支撑物之间。
该多孔膜可以包括具有表征的材料特性、组合物和孔径的一种或多种 多孔材料。该多孔膜可以是强的，其中强度被定义为破坏多孔膜的力的量， 其中强度作为来自纵向力的突发和/或来自横向力的拉伸强度而被测量。 该多孔膜可以是化学清洁的或生物清洁的，使得多孔膜在环境条件下的洁 净室内被铸造并处理。该多孔膜可以具有高孔隙率，使得在该多孔膜提供 用于吸收的高表面积的情况下气体或液体可以容易地流动通过该多孔膜。 材料可以包括微孔塑料、聚合物或纸过滤器。材料可包括具有包括纤维素、 混合纤维素酯、乙酸纤维素、聚碳酸酯、包括疏水性PTFE和亲水性PTFE 的聚四氟乙烯(PTFE)以及尼龙的聚合物的支撑表面或非支撑表面。多 孔膜可以包括Millipore多孔膜编号TTTP02500。可以由多种方法(包括 铸造、拉伸和蚀刻)来生产多孔膜。多孔膜可以具有固定的或可变的孔径。 多孔膜材料的孔径可以被配置成保留大于或等于150微米、100微米、50 微米、30微米、20微米、10微米、5微米、4微米、3微米、2微米或1 微米的颗粒。多孔膜可以是均匀薄的，具有小于或等于1,000微米、800 微米、600微米、500微米、400微米、300微米、200微米、150微米、 50微米、30微米、20微米或10微米的宽度。多孔膜可以在减少粘性的 试剂(例如聚合物、蛋白质或者其他试剂或者试剂或组分的组合)中被涂 覆。多孔膜可以是热稳定的，使得多孔膜可以在达到140℃、160℃、180℃、 220℃、240℃、260℃、280℃、300℃或320℃的温度下以最小的收缩或 对形状影响使用热或高压灭菌来灭菌。
如在图2中所示，装置(例如在图1中所示的装置)可分离成两个可 分离的层；固定组件(225)和可与在多孔膜上所收集的样品组分一起从 该固定组件分离的可分离的样品收集层(230)。该固定组件可包括一个或 多个层，其可包括固定组件(225)，该固定组件(225)包括固体支撑物 (205)和第一支撑层(210)。在一些实施方式中，如在图2A和2B中所示的固定组件(225)可包括固体支撑物(205)，该固体支撑物包括粘附 到包括3M 8018PT双面涂层丙烯酸粘合剂PET带的第一支撑层(210)的 一侧的PMMA。该第一支撑层(210)可包括在一侧上具有用于将第一支 撑层粘附到固体支撑物(205)的粘合剂表面的固体背衬材料，以及在另 一侧上被配置成使得可分离的样品收集层(230)可附接到该装置并且被 配置成使得可将该可分离的样品收集层(230)容易地移除的释放涂层或 释放衬里。可分离的样品收集层(230)还可包括一个或多个组件。例如， 在一些实施方式中如在图2C和图2D中所示的，可分离的样品收集层 (230)可由多孔膜(215)和第二支撑层(220)形成。在一些实施方式 中如在图2C和2D中所示的，可分离的样品收集层(230)可包括多孔膜 (215)(其包括微孔TTP02500)，其粘附到包括3M 8018PT双面涂层丙 烯酸粘合剂PET带的可移除的支撑物(220)的一侧。第二支撑层(220) 可包括固体背衬材料，该固体背衬材料具有粘附到第一支撑层(210)的 释放涂层或释放衬里的粘合剂表面以及该背衬材料的另一个面。在一些情况下，释放支撑物(220)背衬的朝向远离该装置的面可包括额外的粘合 剂层、释放涂层、释放衬里或它们的任何组合。在一些实施方式中，可分 离的样品收集层(230)可粘附到固定组件(225)的顶部。
在一些情况下，可能需要从液体样品或部分液体样品分离一种或多种 更大的或固体样品组分。在一些情况下，该装置可用于收集已经被收集成 包括所需细胞和不需要的其他要素或组分(例如气泡、泡沫、溶剂、溶液 或包括无用的颗粒物质或抗体的较小的固体组分)的液体溶液的细胞。在 一些情况下，所需组分可包括在较早的程序中已选择性地从样品(例如全 血样品)移除的细胞。在这样的实例中，可能需要在随后的程序中从含有 泡沫、气泡、溶剂、溶液或可能不需要的其他组分的溶液中选择性地分离 细胞。可能需要使用能够收集细胞和有助于清洁所收集的组分以及转移所 需组分到另外步骤的装置。在一些情况下，可能需要使用装置来移除泡沫、 气泡、溶剂、溶液和/或其他较小的组分，而在转移到随后的步骤期间没 有显著地破坏细胞。
一种用于清洁、处理、分离和/或转移大的所需样品组分的装置，例 如如在图3A-3B中所述的，该装置可配置成从初始样品流(流1)收集组 分，将所需组分从该初始样品流移除，此收集可导致使用抽吸或其他手段 从该装置所移除的第二样品流(流2)。在从初始流1样品收集所需组分 后紧接着可将该第二样品流(流2)直接地转移出该装置。流2也可使用 一个或多个水平地或竖直地取向的微通道被引导通过该装置。在一些情况 下，流2可被分成一个或多个单独的流(流A、流B)并被引导通过由该 装置的一个或多个层内的切口(A孔、B孔)所形成的可替换的微通道(A、 B)。可将抽吸施用于一个或多个微通道以有助于一个或多个流移动通过 该装置。
在图3A-3B中所示的实施方式中，可将可分离的样品收集层粘附到 固定组件，其中该固定组件最靠近样品的流1。在一些实施方式中，该固 定组件可包括位置最靠近样品流1并面向样品流1的接收的固体支撑物 (305)。在一些配置中，例如在图3A-3B中所示的那些配置，样品的流1 可穿过由一个或多个支撑组件(340)中的切口所形成的样品施加区，使得样品流1的超出多孔膜(315)的孔径的一种或多种较大的组分(365) 可被捕获到多孔膜(315)上和/和可不与样品流2一起离开多孔膜。
使用该装置的方法可包括多个步骤。例如，在图3A-3C中所示的实 施方式的使用可涉及将可分离的样品收集层紧靠表面放置。该表面可以是 吸收垫(335)，其可以包括或可以不包括在顶部具有吸收垫的硬的表面。 可将固体支撑物(305)最靠近并面向样品流1定位，其中通过形成样品 施加区(340)的装置的一个或多个层中的切口来暴露多孔膜(315)。在 样品施加区内所暴露的多孔膜可定位在流1的蒸汽中。通过固体支撑物 (305)中的切口可将样品流1滴到或流到多孔膜(315)上，使得样品的 较大的组分在多孔膜中被捕获并与形成流2的更小的样品组分和/或流体 分离，流2包括流过多孔膜的样品的部分。在一些实施方式中，可将样品 施加区切口(340)定向在吸收垫(335)上方。为了移除具有所收集的样 品的多孔膜，可将该装置倒置从而暴露可分离的样品收集层并将固定组件 紧靠桌子或硬表面放置，如在图3C中所示。可在对流1的已经沉积到设 置在样品施加区(340)内的多孔膜(315)上的任何组分最小破坏的情况 下将可分离的样品收集层(330)从固定组件(325)剥离；在一些如所示 的实施方式中，可将压力施加于固体支撑物(305)以在可分离的样品收 集层(330)的分离期间按住固定组件(325)。
图4A-4B例示了样品的一个或多个组件的厚度可根据具体应用目的 而变化。在一些实施方式中，例如，固体支撑物(405)可具有一定范围 的尺寸和厚度，具有为特定应用、样品类型或样品体积而优化的厚度。在 一些实施方式中，固体支撑物(405)可被制成更厚以增加能够在该装置 内保持的样品的体积。在一些情况下，增加在该装置中所保持的样品的体 积可通过负压而改善样品流。在其他非限制性实施方式中，可优化该厚度 以分离特定的细胞类型。在又另外的实施方式中，可优化该厚度以改善样 品组分在多孔膜上的均匀沉积。额外的实施方式可出于其他目的而改变固 体支撑物(405)的厚度，例如以容纳更大的样品体积。诸如在图4A中 所示的深的固体支撑物(405)能够例如容纳更大体积的样品，和/或使用 更大的样品的重量以有助于通过多孔膜(405)的重力流。固体支持物(405) 的宽度可以大于或等于150mm、100mm、50mm、25mm、10mm、9mm、 6mm、3mm或2mm。在一些情况下，固体支撑物(405)可与吸收垫(435) 一起使用，使得吸收垫可吸收或通过毛细作用带走通过多孔膜的样品液 体，因此驱使样品通过样品施加区(440)。在另外的实施方式中，可将吸收垫设计成吸收等于或超出可由所限定厚度的相应固体支撑物容纳的样 品体积的样品体积。
可以优化吸收垫的组成以收集大量的样品流2。在一些实施方式中， 吸收垫可包括纸、海绵或其他吸收材料。吸收垫可包括一种或多种包括棉、 羊毛、尼龙、羽绒、氨纶、丝、聚酯、尼龙、乙烯基、黄麻、橡胶、聚氯 乙烯、泰勒克斯(tyrex)、竹、大豆、豆(boan)、塑料、牛仔布、木浆纤 维(lyocell)、粗麻布或其他材料的常规吸收材料。
在一些实施方式中，该装置可包括用于竖直流和水平流的微通道。竖 直流可通过包括在重叠区域中的一个或多个层之间设置的切口的一个或 多个微通道而形成，而水平流可通过夹在其他层之间的单层内的切口而发 生。具有组合的水平流和竖直流的实施方式的若干个实例在图5A-5D、图 6-8、图9A-9D、图10A-10D和图11中示出。在具有组合的水平流和竖直 流的实施方式中，样品可首先流入第二支撑层的样品施加区，并通过多孔 膜。样品的流体部分可流动通过该膜然后通过在可分离的样品收集层和固 体支撑物之间所形成的孔，在第二支撑层中所形成的切口中。
如在图5A-5D中所示的，装置可包括可分离的样品收集层(530)和 固定组件(525)，其中该装置被配置为以可分离的样品收集层(530)最 靠近样品流1取向来使用。在该配置中，可将可分离的样品收集层(530) 从固定组件(525)分离而不倒置该装置。如前所述，可分离的样品收集 层(530)和固定组件(525)可各自包括一个或多个组件。可分离的样品 收集层可被配置为放置在固定组件(525)的顶部上，其中可分离的样品 收集层(530)最靠近并面对着样品流1，以及固定组件(525)设置在可 移除的层的下方，距样品流1最远。可将固定组件对着固定组件的顶部定 向，面朝上对着样品源定向。图5A和5B例示了由多孔膜(515)和第二 支撑层(520)所形成的可分离的样品收集层(530)。该第二支撑层包括 形成微通道B(545)的切口。图5C和5D例示了装置的固定组件(525)， 其包括第一支撑层(510)和固体支撑物(505)。在一些实施方式中，第 一支撑层可包括具有支撑多孔膜的切口(540)的第一支撑层(510)。在 一些实施方式中，该切口可被配置成在第一支撑层中形成例如窄拱形的形 状。在另外的实施方式中，该窄拱形可被配置成通过引入补充通道防止多 孔基底的下陷，从而在可用作上面层的支撑物的支撑层中产生窄拱形或其 他所连接的形状。
图6例示了在该装置的一种或多种实施方式中存在的组件的展开图。 在一些实施方式中，该装置可包括多个层。例如，上层可包括第二支撑层 (620)。该装置可被配置成使得第二支撑层面向样品流1定向。该第二支 撑层可包括一个或多个切口。例如，在图6中所示的实施方式，第二支撑 层可包括两个圆形切口；一个切口形成样品施加区(640)以及第二个切 口形成用于流B的微通道(645)。在一些实施方式中，具有固定孔径的 多孔膜(615)可定位在第二支撑层下方。另外的实施方式可被配置成使 得第二支撑层可通过粘合剂层直接地粘附到多孔膜。在其他实施方式中， 第二支撑层可包括一片或多片背衬，其中所述背衬设置在第二支撑层和多 孔膜之间。背衬可包括释放衬里。在另外的实施方式中，第二支撑层和多 孔膜可被配置成具有释放涂层和/或粘合剂的任何组合，可将该释放涂层 和/或粘合剂设置背衬材料和/或设置成直接来自多孔膜。在另外的实施方 式中，第二支撑层(620)可被配置成使得可分离的样品收集层可被配置 成包括第二支撑层(620)和多孔膜(615)，使得可分离的样品收集层可 首先在第一步骤中从固定组件分离，以及多孔膜可在随后步骤中从第二支 撑层(620)分离。
在一些实施方式中，固定组件可包括第一支撑层(610)和固体支撑 物(605)。第一支撑层可包括一个或多个切口。该切口可包括被配置在该 装置内形成一个或多个微通道或区的一个或多个限定形状。在一些实施方 式中，第一支撑层可包括具有与第二支撑层(620)中的切口的直径和形 状相似的直径和形状的样品施加区(640)。在可替换的实施方式中，第一 支撑层中的样品施加区可具有与第二支撑层中的样品施加区的尺寸和形 状不同的尺寸和形状。类似地，第一支撑层可共享形成用于流B的微通 道的类似形状的切口(645)，具有与可释放的支撑物(620)中的切口相 似的尺寸。然而，在可替换的实施方式中，由第二支撑层(620)和第一 支撑层(610)中的切口所形成的用于流B的微通道(645)具有与第二 支撑层(620)和第一支撑层(610)之间不同的形状或尺寸。在另外的实 施方式中，如在图6中所示，该装置可包括在第一支撑层(610)内的水 平定位的微通道(655)。该水平定位的微通道可例如连接用于样品流的水 平微通道和竖直微通道。例如，水平微通道可连接形成样品施加区(640) 的竖直微通道和被配置成容纳流B的微通道(645)。
第一支撑层(610)和固体支撑物(605)可形成固定组件，可分离的 样品收集层可从该固定组件分离。在一些实施方式中，该固定组件可定位 成离样品流1最远。该固体支撑物(605)可包括一个或多个微通道(650)。 在一些实施方式中，可制得该固体支撑物而没有有一个或多个微通道，使 得在形成固体支撑物(605)后可添加一个或多个微通道。在这些情况下， 在一个或多个该装置的层或支撑物中不具有切口或孔的情况下，可引入一 个或多个微通道。用于将切口或孔引入到固体支撑物(605)的可能的机 械作用包括钻孔(drilling)、镗削(钻孔，boring)、取芯和激光切割等可 能常用的方法。在其他实施方式中，制得有一个或多个孔的固体支撑物例 如固体支撑物可在适当的位置铸造或模制有一个或多个孔或微通道。
如在图6中所示的装置(600)可用于将样品流进并通过该装置。在 一些实施方式中，样品流1可包括一个或多个超过多孔膜(615)的孔径 的组分(665)。含有悬浮细胞(665)或其他组分的液体样品可在第二支 撑层(620)内的开口或孔洞(640)中穿过(流1)。悬浮在样品中的具 有比多孔膜中的孔更大尺寸的颗粒、细胞或其他组分可在紧靠第二支撑层(620)设置的多孔膜的面上被捕获。流体以及比多孔膜的孔径小的样品 组分(流2)(如由图6中空水平箭头所示的通过该装置的水平流)可穿 过多孔膜并进入水平定位的微通道(655)。流2中的一些可由重力驱动并 水平地流动通过第一支撑层(610)的水平微通道(655)并进入固体支撑 物(605)中的竖直定位的微通道(650)。如在图6中所示的微通道(650) 的厚度(a)可以比一个或多个固体支撑物的厚度(s)浅；因此，同时将 流A(移动通过水平微通道(655)的流2的部分)被捕获进入固体支撑 物(605)中的微通道(650)。在其他实施方式中，固体支撑物(650)中 的微通道可以与固体支撑物一样深或比其更深，具有比(s)更大的或与 (s)相同的厚度(a)。在一些情况下，可用流A填充微通道(650)，从 而引起流2通过到流B微通道(645)通过切入第一支撑层(610)中的 水平微通道(655)保持流体接触。当施加抽吸或毛细作用时通过第二支 撑层(620)传播的流2的流B组分可通过抽吸、吸收、流过该装置或其 他方式被移除以驱动流2样品通过该装置。
图7示出了该装置的另一实施方式的展开图。在图7中所示的实施方 式包括保持在第二支撑层(720)和第一支撑层(710)之间的多孔膜(715)。 样品流1可含有细胞(765)或其他组分。在一些情况下，在图7中所示 的两个实施方式中流1可以穿过在第二支撑层(720)内的开口或孔洞 (740)。在样品中悬浮的具有比多孔膜中的孔大的尺寸的颗粒、细胞或其 他组分可在多孔膜的与第二支撑层(720)连接的面上被捕获。流体以及 比多孔膜的孔径小的样品组分(流2)可以穿过多孔膜并进入水平定位的 微通道(755)。在一些实施方式中，水可成珠状挺立(bead up)通过多 孔膜并使在多孔膜上所捕获的样品组分(例如细胞)保持潮湿和有活力。 流2可被转入第一支撑层(710)内的水平定位的微通道(755)，将流2 从该水平定位的微通道转入通过竖直定向的微通道的随后的流。在一些实 施方式中，可将流2分成流A(流A可引导样品向下通过洞穿固体支撑 物(705)的微通道(750)并进入吸收垫(735))和流B(流B可引导样 品向上通过朝着该装置(700)的顶部竖直定向的微通道(745))。
图8示出了又另一实施方式的展开图。从顶部到底部，其中装置的顶 部的定向对着样品流1，该装置(800)包括第二支撑层(820)、多孔膜 (815)、第一支撑层(810)、固体支撑物(805)和吸收垫(835)。
所述层中的一个或多个可包括微通道或切口。在一个或多个相邻层内 的切口可设置在包围层之间以形成不同的部分或流可移动通过的微通道。 在一些实施方式中，例如，第二支撑层(820)可包括多个微通道或切口。 切口可包括较小的微通道(845)和较大的微通道(840)。在一些情况下， 较大的微通道可被用作样品施加区并且在其他实施方式中小的微通道可 被用作样品施加区。
在其他实施方式中，用于流A的微通道(850)可以在固体支撑物(805) 中并且用于流B的微通道(845)可以设置在第一支撑层(810)、第二支 撑层(820)或者第一支撑层(810)和第二支撑层(820)二者中。在另 外的实施方式中，可将抽吸施加于流A微通道(850)、流B微通道(845) 或者流A微通道(850)和流B微通道(845)二者。
竖直定向的微通道可将液体部分流2转向该装置的顶部(845、流B) 以用于收集或再循环，或者转向该装置的底部(850、流A)以用于在吸 收垫上吸收。在一些实施方式中，水平切割的微通道(855)可以与已过 滤的样品或流2(即流动通过多孔膜(815)的样品)可移动进入并通过 的一个或多个竖直定向的微通道以流体接触。如在图6中所示的，流2组 分可转向通过第一支撑层(810)中的水平微通道(860)，该水平微通道 在第一支撑层中形成了在可分离的样品分离层(820)和固体支撑物(805) 之间的空间中的切口。水平微通道(860)可被配置成通过引入补充的通 道而防止多孔基底的下陷，从而产生了用作上面层的支撑物的窄拱形 (870)或其他所连接的形状。图8还示出了棒棒糖形状的另一实施方式 的展开图。窄拱形(870)或其他切口可通过在支撑层中制得切口而形成， 其通过延伸第一支撑层(810)到水平微通道(860)中(以微通道沿着第 一支撑物层(810)面的一部分)而建立。在一些情况下，诸如窄拱形(870) 的形状可为直接在其上的多孔膜(815)提供额外的结构支撑物。额外的 支撑物可起到减少多孔膜(815)陷入较大的微通道(840)中的可能性的 作用。然后流2可以移出该装置的顶部；在这种情况下，该流(B流)可 通过由多个层中的切口所构建的微通道(845)而发生，具有在第一支撑 层(810)和第二支撑层(820)之间的流体接触。在一些实施方式中，水 可成珠状挺立通过多孔膜到没有穿过多孔膜(815)的收集的细胞或样品 组分的至少一部分上并将多孔膜上所捕获的样品组分(例如细胞)保持潮 湿和有活力。在一些实施方式中，流2还可以转向(A流)该装置的底部； 这可以例如通过部分地或全部地穿过固体支撑物(805)而设置的微通道 (850)而发生。在一些实施方式中，微通道(850)可被设置为完全穿过 固体支撑物并收集到在与第一支撑层相对的该固体支撑物层的一侧的吸 收垫(835)上；在其他实施方式中，在没有与吸收垫的流体连接的情况 下，微通道(850)可被设置为仅部分地穿过固体支撑层。
在一些实施方式中，该装置的一个或多个层可被配置成是可分离的。 在一些情况下，例如，该装置的层可以可逆地粘附到另一层。例如，第一 支撑层(810)和第二支撑层(820)可以各包括释放衬里。在一些实施方 式中，上述装置组件中的任一个可包括粘合剂表面。该粘合剂表面可紧靠 包括释放衬里的装置的另一组件而设置。释放层可包括涂覆有低表面能材 料或释放涂层的固体材料或背衬。在一些情况下，支撑层中的一个或多个 可包括释放衬里。例如，第一支撑层(810)、第二支撑层(820)可各包 括释放衬里。在另外的实施方式中，多孔膜(815)可被设置在第一支撑 层(810)和第二支撑层(820)之间。多孔膜(815)可使用紧靠释放衬 里设置的粘合剂涂层而被可逆地粘附。在一些情况下，该粘合剂涂层可以 是多孔膜的一个面，同时仍允许所暴露的多孔层的中心区域不具有粘合剂 涂层和/或释放衬里，例如在第二支撑层上多孔膜的面紧靠包括至少部分 覆盖释放衬里的第一支撑层而设置，其中释放衬里的释放涂层朝向多孔膜 定向并粘附到第二支撑层。在一些实施方式中，第二支撑层的至少一部分 可以包括第二粘合剂表面，其中粘合剂表面紧靠释放衬里的释放涂层面而 设置。在另外的配置中，多孔膜(815)可设置在两个支撑组件(例如第二支撑层(820)和第一支撑层(810))之间。在另外的实施方式中，多 孔膜可以具有超出样品施加区(840)的直径，使得多孔膜(815)的超出 样品施加区的表面可涂覆有粘合剂并夹在一个或多个支撑层之间。多孔膜 上的粘合剂可以用于将多孔膜保持紧靠一个或多个支撑组件中的释放衬 里，该支撑组件可以包括第一支撑层(810)和第二支撑层(820)。在另外的实施方式中，多孔膜(815)可夹在两个支撑物(例如第二支撑层(820) 和第一支撑层(810))之间，并且一个支撑层(例如第一支撑层(810)) 可具有将其保持到固体支撑物(805)的粘合剂。在一些实施方式中，第 一支撑层(810)可以不可逆地结合到固体支撑物(805)。在另外的实施 方式中，单独组件或组合组件中的一个或多个可包括有助于层的分离的突 出部(tab)或其他延伸区域。在一些实施方式中，该突出部可由与样品 装置内的其他材料不同的材料构成。另外的实施方式可以包括提供基于颜 色的指示物的一个或多个组件，例如透明有色膜或塑料或其他背衬，可将 其涂覆以有助于容易识别和分离所述层。该装置的一个或多个组件或层还 可以包括指导用户定位、识别和/或分离该装置内的一个或多个组件或层 的字母、形状或者其他标记或指示。
用于该装置的组件的尺寸的实例在图9A、9B、9C和9D中例示。图9A表示第二支撑层(920)，具有微通道(945)切口和样品施加区(940)。 (B)的直径DB可以是大于或等于10mm、9mm、8mm、7mm、6mm、 5mm、4mm、3mm、2mm、1mm、0.5mm、0.25mm或0.1mm的直径。 D释放的直径可以是大于或等于30mm、25mm、20mm、15mm、10mm、 5mm或3mm的直径。具有相关尺寸的第一支撑层(910)在图9B中例示。 样品施加区(940)的尺寸包括可以与或可以不与D释放相等的D基础。D基础可以是大于或等于30mm、25mm、20mm、15mm、10mm、5mm或3 mm的直径。在D基础区域中的亚微通道和切口包括具有定义为外径(D外) 和内径(D内)的宽度的微通道。D外和D内可以是相等的长度或者不同 的长度。D外和/或D内可以小于或等于5mm、4mm、3mm、2mm、1mm 或0.5mm。可以最佳的是保持D内尽可能小以增加形成水的区域，同时 仍提供结构支撑以防止多孔基底下陷。水平微通道(955)可以将样品施 加区与竖直微通道B和A连接。水平微通道可以具有宽度DF。DF可以具 有小于或等于10mm、6mm、4mm、2mm、1mm或0.5mm的宽度。该 水平微通道(955)的长度可以定义为LF。LF可以具有大于或等于20mm、 15mm、10mm、5mm、3mm或1mm的长度。图9C例示了具有微通道(A) 的固体支撑物(905)。微通道A可以具有直径DA。DA可以具有大于或等 于10mm、9mm、8mm、7mm、6mm、5mm、4mm、3mm、2mm、1mm、 0.5mm、0.25mm或0.1mm的宽度。在样品施加区(940)的最接近微通 道A的边缘与微通道A之间的长度可以定义为LA。LA可以具有大于或等 于15mm、10mm、5mm、3mm、2mm或1mm的直径。图9D例示了具有 直径D膜的多孔膜(915)。D膜可以是大于或等于75mm、60mm、55mm、 40mm、25mm、20mm、15mm或10mm的直径并且可以大于直径D基础和 /或D释放。
在一些实施方式中，该装置可以被配置成使用压力来驱动样品通过该 装置。可将小于100mm-H2O、50mm-H2O、40mm-H2O、30mm-H2O、 20mm-H2O、10mm-H2O或5mm-H2O的压力施加于微通道(B)以驱动流2通过该装置。可以将压力值配置成或适于在对在多孔膜上所收集的细胞、 颗粒或其他物质最小破坏的情况下有效地移除溶液。在这些实施方式中， 样品将被施加于该装置的顶部(流1)，大于孔径的颗粒或样品组分可以 在多孔膜中被捕获并且液体溶液(流2)以及小于孔的任何样品组分可以 行进通过多孔膜进入水平微通道(955)。流2中的一些可以流入微通道A， 在微通道A中可以捕获该流体以在该装置的微通道之间保持流体接触， 并有助于在施加抽吸期间流体运动通过该装置。微通道A和B的顶视图 和底视图示于图9、图10和图11中。微通道(B)可以从可以施加抽吸 的该装置的顶部接近，并且微通道(A)可以从或可以不从该装置的底部 可见。在一些实施方式中，微通道(A)可以被设置成完全通过该装置的 底部。
图10例示了由图8-图9中所示的组件所产生的装置的非限制性实施 方式。图10A示出了包括多孔膜和一个或多个第二支撑层的可分离的样 品收集层(1030)，其与包括一个或多个第一支撑层和/或固体支撑物的固 定组件(1025)分离。在一些情况下，可分离的样品收集层(1030)可以 是顶层并且固定组件(1025)可以是底层，如在图10B中所示的。在另 外的实施方式中，可分离的样品收集层(1030)可以是底层并且固定组件 (1025)可以是顶层。在一些情况下，该装置的底部组件可以包括固定组 件(1025)或可分离的样品收集层(1030)。相应地，具有包括固定组件 (1025)的底层的实施方式可以具有包括可移除层的顶层，以及具有包括 可分离的样品收集层(1030)的装置底层的实施方式可以具有包括固定组 件(1025)的顶层。
如在图10C中例示的，在一些情况下，可分离的样品收集层(1030) 可以包括微通道(B)以用于流2移动通过该装置。在另外的实施方式中， 可以将流2分流或转移成多个子流(例如流A和流B)。可将流B通过微 通道(B)转移通过顶层。在一些情况下，可分离的样品收集层(1030) 可以是顶层。在另外的情况下，可移除的顶层可包括用于将流B转移通 过该装置的微通道(B)。在可替换的事件中，顶层可以是固定组件(1025)。 在另外的实施方式中，顶层可以是固定组件(1025)并包括微通道(B)， 通过微通道(B)样品被转移或分离成流B。在另外的实施方式中，该装 置的底层可包括微通道(A)。
图10D例示了样品可以使用该装置的顶部或底部中的微通道而移动 通过该装置的底部和顶部二者。例如，在该装置的顶部中所示出的微通道 (B孔)可以与已经行进通过样品施加区和一个或多个水平定向的微通道 进入将样品暴露于该装置的顶部的竖直定向的微通道(B孔)的样品流体 连接。该装置可以包括另外的实施方式，其中微通道(A孔)被设置成穿 过该装置的底部，使得样品可以移动进入并直接向下到达并通过该装置的 底部。在一个或多个所公开的实施方式中，该装置中的微通道包括A孔、 B孔或任何前述微通道的任何组合。在一些情况下，例如在所例示的实施 方式中，可将流2或流2的组分(即流A和/或流B)引导、转移或分流 通过该装置。在另外的实施方式中，该装置可以配置成使得该装置的一个 或多个组件中的一个或多个腔室或配置以保持流体接触并有助于样品移 动通过该装置。
在一些情况下，该装置中的微通道可以包括一个或多个固定装置 (fixtures)、接合器(接管，适合器，adaptor)、路厄(luer)、路厄锁(luer lock)、多支管(歧管，manifold)、旋塞阀(stop cocks)、管道、倒钩或用 于控制样品流或保持与样品的流体连接或接触的机构。另外的实施方式可 包括灌注控制系统，其被配置成与该装置中的一个或多个微通道联系并通 过重力、压力或其他方式产生流体的流。灌注系统可以依赖于重力、压力 或其他方式(包括注射器或真空抽吸)以驱动样品通过该装置中的一个或 多个微通道。在一些情况或实施方式中，该装置或该装置的附属物可以被 配置成连接到用于调制和/或施加压力或抽吸到微通道的一个或多个设备 和/或控制单元。
图11提供了被配置为用于移动样品的装置的实施方式的实例。在一 些情况下，流1可以包括可能是所需的并需要与该装置的其他组件分离的 组分例如细胞。可以将流1施加于样品施加区，如所示的。该样品的大组 分(例如细胞)可以在该装置的多孔膜上被捕获，并且该样品的其余组分 可以流入并通过一个或多个微通道穿过该装置。可将水平微通道设置在该 装置内。样品组分可移动进入水平微通道，并从这里移出竖直定向的微通 道(例如(B，1145)或(A，1150))。在一些情况下，未收集的样品可 以流动通过该装置并朝向该装置的顶部(B，1145)。在其他情况或者另外 的实施方式中，未收集的样品可以流动通过该装置并朝向该装置的底部 (A，1150)。
图12例示了在具体应用中使用一个或多个实施方式的阶段或步骤。 在阶段1中，在样品施加区(1240)上可将样品流1施加于该装置。液体 样品或该样品的未收集组分可以行进通过多孔膜并进入水平定向的微通 道(1255)，该水平定向的微通道(1255)被设计成收集该样品并将其穿 梭通过到达将该样品暴露于该装置的顶部的微通道(B)。该微通道可以 被配置为有助于施加压力的固定装置(例如灌注管道、塑料阀或路厄组件) (1255)。在多孔膜(1215)上所收集的样品可以使用溶剂、溶液和/或其 他组分来清洁或处理。在一些实施方式中，可以使用试剂来处理该样品， 该试剂可以包括缓冲液(即洗涤缓冲液)、泡沫减少剂或消泡剂(包括 FoamAway或含有二甲基硅油乳液的溶液)、固定剂、染色试剂、包括抗 体(包括一抗(即CK20兔抗人、CD45大鼠抗人)，二抗(即山羊抗兔 Alexa 568、山羊抗大鼠Alexa 488)或者包括单克隆或多克隆的任何其他 抗体)的溶液、抗体染色试剂和/或其他组分。在多孔膜上或多孔膜中没 有收集的液体组分可以流动通过该装置并可以通过该装置中的一个或多 个微通道而被移除。可以使用方法或外部设备来施加驱动样品通过该装置 的力。在一些实施方式中，力可以包括真空抽吸和/或包括空气压力或流 体压力的压力以驱动样品通过该装置(流B)。在一些情况下，如所示的， 该装置可配置有施加真空抽吸以移除样品并驱动其通过该装置的工具(设 备)(1275)。
在第二阶段或阶段2中可以使用装置的组件。例如，在阶段2中，包 括多孔膜和样品的可分离的样品收集层可以与液体的固定组分分离并转 移到新的表面。在一些情况下，可将可分离的样品收集层转移到载玻片以 进行成像。在其他实施方式中，可将多孔膜转移(没有支撑层)到载玻片 (1270)以进行成像。通过剥离纸(release paper)可有助于转移该可移 除的层，剥离纸使得能够以对多孔层上的样品最小的震动移除该多孔层。 剥离纸允许多孔层(815)对一个或多个支撑层(810、820)具有最小但 足够的粘附。以最小震动从一个或多个支撑层(810、820)移除样品多孔 层(815)(例如使用镊子或钳子夹住样品收集层或多孔膜层并然后一次剥 离层上的膜)增加了CTC细胞将在转移步骤后保持有活力并用于额外的 随后处理步骤的可能性。阶段2可以包括随后的处理步骤，例如干燥样品； 使用不从样品移除的试剂、固定剂或其他组分。另外的实施方式可以进入 第三阶段或阶段3。阶段3可以包括额外的处理步骤，其包括固定样品或 保存样品。可以设计捕获样品的阶段3方法以减少或消除样品的污染和/ 或暴露。在一些实施方式中，例如，阶段3可以包括施加额外的载玻片或 盖玻片以消除样品暴露。在其他情况下，多孔膜(1215)可以从可分离的 样品收集层(1230)和基底或载玻片(1270)分离并转移到另一表面。
在一些实施方式中，如在本应用中所公开的装置可以用于进行免疫组 化。在这些情况下，包括悬浮细胞的液体样品可施加到多孔膜(1305)， 可将细胞固定试剂(1310)(例如PFA)加入并通过多孔膜过滤通过水平 定向的通道、竖直定向的通道或水平定向的通道和竖直定向的通道的组 合。在多孔膜上所收集的细胞可以用缓冲液(例如用PBS缓冲液)洗涤 (1315)，之后加入表面活性剂(1320)，随后用缓冲液进行另一洗涤步骤 (1325)。可包括缓冲液或表面活性剂的过量的液体试剂或溶液可移动通 过通道从而允许细胞从溶液分离但仍有活力。可以加入封闭剂(1330)(例 如BSA(牛血清白蛋白))，然后加入PBS缓冲液(1335)。可以施加一抗(1340)，并且在加入二抗(1350)和用缓冲液的另一洗涤步骤(1355)之前额外的洗涤步骤(1345)可以发生。使用剥离纸可以将可移除层从固 定层分离(1360)，并将该样品转移到新的载玻片(1365)。在一些实施方 式中，该样品可以与向上远离玻璃表面所暴露的细胞一起转移，并且在其 他实施方式中，可将细胞定向为面朝下使细胞直接紧靠玻璃表面。在将该 样品用盖玻片覆盖(1375)以及成像(1380)之前使用多孔膜将封固剂(1370)施加于细胞。
在另外可替换的实施方式中，所公开的装置可用于用消泡剂在随后的 步骤(例如成像)之前处理细胞。在一些实施方式中，可将包括泡沫和细 胞的液体样品施加于多孔膜(1405)。可将消泡剂加入到该膜(1410)随 后加入洗涤缓冲液(1415)，从而允许细胞保持在多孔膜上同时缓冲液或 消泡剂移动通过该装置中的通道，远离细胞。可以施加细胞固定试剂 (1420)，随后用缓冲液洗涤(1425)，随后加入表面活性剂(1430)，以 及用缓冲液额外的洗涤(1435)。可加入封闭剂(1440)，随后是缓冲液洗 涤(1445)，并在随后的洗涤步骤(1455)和加入二抗(1460)之前加入 一抗(1450)。在将可分离层从固定层移除(1470)之前可以再次加入洗 涤缓冲液(1465)。最后在加入封固剂(1480)之前可将可分离层转移到 载玻片(1475)。
尽管在本文中已经示出和描述了本发明的优选实施方式，但对于本领 域技术人员将显而易见的是，仅通过举例提供了这样的实施方式。本领域 技术人员现在将想到许多变化、改变和替换而不偏离本发明。应该理解的 是，对于本文所描述的本发明的实施方式的各种可替换方案可以用于实践 本发明。意在以下权利要求限定本发明的范围以及意在由此覆盖这些权利 要求的范围内的方法和结构及其等同物。

Claims (27)

1.一种用于收集感兴趣的细胞的装置，包括：
固体支撑物，所述固体支撑物耦接到第一支撑层；以及
可分离的样品收集层，包括耦接到第二支撑层的多孔膜；
其中，(i)所述多孔膜被定位在所述第一支撑层和所述第二支撑层之间，(ii)所述第一支撑层和所述第二支撑层将所述多孔膜保持在静止位置中，以及(iii)所述固体支撑物、所述第一支撑层和所述第二支撑层通过至少一个微通道流体连通；以及
其中，支撑层是包括具有粘合剂的背衬和释放衬里的双面涂层带。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述释放衬里包括纸、塑料、涂覆的聚合物或它们的任何组合。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，支撑层是涂覆有丙烯酸粘合剂的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)膜和释放衬里。
4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述固体支撑物是塑料以允许钻微通道。
5.根据权利要求1所述的装置，其中，连接所述固体支撑物、所述第一支撑层和所述第二支撑层的所述微通道被所述多孔膜封闭。
6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述多孔膜具有最高达10微米直径的孔径。
7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述多孔膜的平均孔径是2-5微米的直径。
8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述多孔膜的平均孔径是小于2微米的直径。
9.根据权利要求1所述的装置，其中，所述多孔膜包括聚碳酸酯。
10.根据权利要求1所述的装置，其中，所述多孔膜是具有25mm直径的圆形。
11.根据权利要求1所述的装置，其中，所述微通道为具有10mm直径的圆形。
12.根据权利要求1所述的装置，其中，所述固体支撑物和一个或多个支撑层通过所述多孔膜流体连通。
13.根据权利要求1所述的装置，其中，所述装置紧靠吸收垫设置。
14.根据权利要求1所述的装置，还包括与所述固体支撑物和所述支撑层中的一个或多个流体连通的一个或多个所述微通道。
15.根据权利要求1所述的装置，还包括切入所述第一支撑层的水平微通道，所述水平微通道在相对于所述水平微通道竖直定位的第一竖直微通道和第二竖直微通道之间建立流体连通，其中，(i)所述第一竖直微通道被设置成穿过所述固体支撑物并与所述第一支撑层的所述水平微通道流体连通，(ii)所述第二竖直微通道被设置成穿过所述第二支撑层并与所述第一支撑层的所述水平微通道流体连通，以及(iii)所述第一竖直微通道和所述第二竖直微通道彼此平行取向，使得流体连通通过所述第一支撑层的所述水平微通道而发生。
16.一种收集和制备细胞的方法，包括：
a.将生物样品施加到包括支撑层和紧靠固体支撑层设置的多孔膜的可分离的样品收集层，其中，所述细胞施加到所述可分离的样品收集层的所述多孔膜上；
b.灌注一种或多种液体溶液通过可分离的样品收集层的所述多孔膜；
c.从支撑表面移除所述可分离的样品收集层；以及将所述可分离的样品收集层转移到另一表面以用于进一步处理或分析，
其中，支撑层是包括具有粘合剂的背衬和释放衬里的双面涂层带。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述另一表面是用于成像的载玻片。
18.根据权利要求16所述的方法，其中，所述支撑层是一条具有释放衬里的双面涂层带。
19.根据权利要求16所述的方法，其中，移除所述样品收集层包括从所述支撑表面分离所述样品收集层。
20.根据权利要求16所述的方法，其中，转移所述样品收集层包括将所述样品收集层粘附到另一表面。
21.根据权利要求16所述的方法，其中，所述样品收集层以所述多孔膜上收集的样品面朝下的状态在所述多孔膜和所述另一表面之间定向。
22.根据权利要求16所述的方法，其中，所述样品包括以下中的一种或多种：细胞、泡沫、液体或脂质。
23.根据权利要求16所述的方法，其中，所灌注的液体溶液包括细胞，所述细胞包括CTC。
24.根据权利要求16所述的方法，其中，所灌注的液体包括抗体、缓冲液、细胞染液、细胞染色试剂、包括多聚甲醛的用于固定细胞的试剂或表面活性剂。
25.根据权利要求16所述的方法，其中，将所述可分离的样品收集层转移到载玻片以用于成像。
26.一种用于制造用于收集细胞的装置的方法，包括：
a.将在一个或多个支撑层之间的多孔膜分层放置到固体支撑结构上；
b.将一个或多个通道切入所述层中的一个或多个以使得能够穿过所述装置流体连通；以及
c.布置所述多孔膜和一个或多个支撑层，使得所述膜能够与固体支撑结构分离并转移到单独的表面以用于另外的处理，
其中，支撑层是包括具有粘合剂的背衬和释放衬里的双面涂层带。
27.根据权利要求26所述的方法，其中，所述支撑结构和所述一个或多个支撑层通过所述膜流体连通。
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