CN109070076B - 细胞裂解 - Google Patents

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Abstract

在示例性实施方式中，一种细胞裂解的方法包括使细胞液从第一储存器通过微流体通道朝向第二储存器移动，当来自所述细胞液的细胞通过所述微流体通道时激活裂解元件多次，以及使由所述激活产生的裂解液移动通过所述微流体通道并且移动到所述第二储存器中。

Description

细胞裂解
背景技术
微流体于诸如工程、化学、生物化学、生物技术等众多学科有范围广泛的应用。微流体可涉及操纵和控制例如喷墨打印头、实验室芯片装置和其他类型的微流体芯片装置的类的各种系统和装置内的少量流体。
附图说明
现在将参照附图来描述示例，附图中：
图1示出了包括用于裂解细胞的微流体裂解装置的微流体细胞裂解系统的一个示例；
图2示出了微流体裂解装置的一个示例；
图3示出了图2的微流体裂解装置的一个示例，其中，通过通道的流体流由非对称定位的泵元件引起；
图4示出了图2的微流体裂解装置的一个示例，其中，细胞感测元件被设置在微流体通道内；
图5、图6、图7、图8和图9示出了微流体裂解装置的示例，其各自具有流体移动机构，该流体移动机构在细胞液储存器与裂解液储存器之间包括压差；
图10、图11、图12、图13、图14、图15a和图15b示出了微流体裂解装置的示例，其各自具有流体移动机构，该流体移动机构包括设置在微流体通道内的泵元件；
图16、图17和图18为流程图，其示出了微流体细胞裂解装置中的细胞裂解的示例性方法。
贯穿附图，相同的附图标记标示相似但不一定相同的元件。
具体实施方式
细胞裂解是提取胞内组分的过程，用于诸如纯化组分，取回DNA和RNA以及分析组分的遗传和/或疾病特性之类的目的。细胞裂解使细胞膜爆裂并且释放出细胞的内部组分。包含细胞的内部组分的流体被称为裂解产物。
细胞裂解可能以各种方式自然地发生，包括杀死细胞的细胞内的病毒复制、细胞膜的酶溶解、因渗透压不平衡造成过量水进入细胞而使细胞膜爆裂的细胞溶解、由于通过渗透而失水而使细胞收缩并将细胞膜从细胞壁剥离的质壁分离等。
除了自然的细胞裂解之外，已经发展出各种方法用于在实验室中进行细胞裂解。例如，通过细胞的物理破裂的细胞裂解的方法包括：局部加热，其造成蛋白质变性；机械破裂，其使用旋转叶片来碾磨及分散细胞；液体均质化，其迫使细胞通过狭窄的空间，以剪切细胞膜；声波降解法，其使用高频声波来剪切细胞；重复的冷冻与解冻的循环，其通过冰晶的形成而使细胞破裂；以及手动碾磨冷冻在液氮中的细胞培养。例如，基于溶液的细胞裂解的方法包括：使用低渗添加剂来降低渗透压以使细胞膜瘪陷；使用高渗添加剂来提高渗透压以使细胞膜爆裂；以及使用清洁剂。在许多情况下，现有的物理裂解方法不可扩展，并且无法有效地在微流体芯片上实验室环境中使用。例如，在一些情况下，基于溶液的方法可能不利地稀释样品，裂解作用缓慢，并且在其应用中不具有选择性。
因此，本文所公开的示例涉及使用微流体装置来使得细胞能够裂解，这是通过将细胞在封闭的通道内暴露于打破细胞膜的高压力尖峰。裂解元件可包括设置在微流体通道内的热敏电阻器，以产生蒸气泡。当该蒸气泡瘪陷时，它可在通道内产生高压力尖峰，该高压力尖峰使处于该高压力尖峰的局部区域内的一个或多个细胞裂解。
在特定示例中，一种细胞裂解的方法包括使细胞液从第一储存器通过微流体通道朝向第二储存器移动。该方法包括当来自该细胞液的细胞通过该微流体通道时激活裂解元件多次。该裂解元件的激活将使细胞裂解。然后，由该裂解元件的该激活产生的裂解液移动通过该微流体通道进入到第二储存器中。
在另一示例中，一种用于细胞裂解的微流体装置包括：第一储存器，其容纳细胞液；以及第二储存器，其容纳裂解液。流体通道与该第一储存器和该第二储存器连通，以使流体从该第一储存器移动到该第二储存器。所述装置还包括裂解元件，其被对称地定位在所述通道内第一储存器与第二储存器之间，以当细胞液从第一储存器朝向第二储存器移动时使细胞裂解。在不同的示例中，所述通道包括狭窄通道部段，以增加由所述裂解元件产生的所述通道内的压力。
在另一示例中，一种细胞裂解的方法包括使细胞液从第一储存器移动通过通道的入口部段并且移动到该通道的中间部段中。靠近该通道的入口部段的第一裂解装置和靠近该通道的出口部段的第二裂解装置可以第一频率来激活，以将细胞液中的细胞暴露于多个压力尖峰，以使细胞裂解。然后，由所述裂解产生的裂解液可从该通道的中间部段移动通过该通道的出口部段并且移动到第二储存器中。在一种实施方式中，流体通过以比该第一频率要慢的第二频率激活第一裂解装置来移动通过所述通道。
图1示出了包括用于裂解细胞的微流体裂解装置102的微流体细胞裂解系统100的一个示例。图2示出了微流体裂解装置102 的一个示例。参照图1和图2，示例性裂解装置102包括裂解元件104，其设置在微流体通道106内以裂解细胞108。注意，细胞108的示例特别地图示在图2中。然而，为清楚起见，示例性细胞108并未特别地图示在后续附图中的其他示例性裂解装置102的图例中。要理解的是，贯穿本公开与各附图相关的其他示例性裂解装置102的论述包括和/或假定细胞108的存在，即使这些附图可能并未特别地图示细胞 108。
如图1和图2中所示，示例性细胞裂解系统100包括第一储存器，其可被称为入口储存器110或细胞液储存器110。细胞液储存器110用于接收和暂时储存细胞液112或流体细胞培养112。细胞液112可包括待裂解的各种所关注的细胞108，例如从悬浮在适当的细胞外液介质中的植物、动物或细菌培养的细胞，所述适当的细胞外液介质例如间质液和血浆等。例如，细胞液储存器110内的细胞液112 可包括全血或包括红血球和白血球悬浮于其中的液体血浆的血液的组分。来自裂解的细胞116的裂解液114包括细胞108的胞内组分，并且它将被接收和储存在第二储存器中，该第二储存器可被称为出口储存器118或裂解液储存器118。
细胞液储存器110内的细胞液112例如可接收自外部的细胞液和压力源120(图1)。细胞液和压力源120可提供细胞液112，并且在一些示例中，它还可提供压力，以在细胞液储存器110内将细胞液112置于压力下。在一些示例中，外部的细胞液和压力源120可在细胞液储存器110与裂解液储存器118之间产生流体压差，该流体压差使流体从细胞液储存器110通过通道106流动到裂解液储存器 118。例如，如图2中所示，外部的源120可造成细胞液储存器110 内的流体压力P1，该流体压力P1导致裂解液储存器118内的流体压力P2，其中，压力P1大于压力P2，从而导致从细胞液储存器110到裂解液储存器118的流体流，如方向箭头122所指示。外部的细胞液和压力源120例如可被实施为流体耦接到细胞液储存器110的注射泵或蠕动泵。
例如，裂解元件104可被实施为热敏气泡电阻器元件104。施加能量于元件104可使该元件和周围的流体过热，从而在通道106 内产生蒸气泡。当从元件104移除能量时，蒸气泡瘪陷。在蒸气泡瘪陷期间，产生流体气泡喷射，该流体气泡喷射将气泡的残余动能集中在小区域中，该小区域提供气泡喷射的末端中的极高压力。来自瘪陷的气泡的高压力尖峰可被用于以类似于超声波搅动器的方式来裂解细胞108。裂解元件104可以一定频率来激活，该频率通过将通过的细胞暴露于来自多个气泡瘪陷事件的多个高压力尖峰来确保细胞裂解。
如图2中所示，在一些示例中，裂解元件104被对称地定位在通道106内的细胞液储存器110与裂解液储存器118之间。也就是说，裂解元件104位于通道的中间或中心130处，其与细胞液储存器110和裂解液储存器118二者相距相等的距离。裂解元件104在通道106内的对称定位或中心定位使得裂解元件104的激活能够裂解细胞，而该激活不会促成通道内的净流体流。
如上面关在图2所述，在一些示例中，通过造成细胞液储存器110与裂解液储存器118之间的压差，可引起通过通道106的流体流。在其他示例中，通过通道106的流体流可通过非对称地定位在通道106内的泵元件124的操作引起。图3示出了图2的微流体裂解装置102的一个示例，其中，通过通道106的流体流通过非对称定位的泵元件124引起，而不是通过细胞液储存器110与裂解液储存器118 之间的压差引起。泵元件124在通道106内的非对称放置产生通道106 的短侧126(例如，短臂)和通道106的长侧128(例如，长臂)。以这种方式，泵124相对于通道106的中心130的非对称定位产生了沿朝向通道106的长侧128的方向122驱动净流体流的惯性条件。也就是说，在图3的示例中，当泵124被激活时，泵元件124在通道106 内引起从细胞液储存器110朝向裂解液储存器118的单向流体流(即，沿一个方向的流体流)。
在一些示例中，类似于裂解元件104，泵元件124包括热敏气泡电阻器元件124。因此，当被激活时，泵元件124产生蒸气泡，并且在通道106内与泵元件124相邻产生局部高压区，以产生通过通道106的净流体流。如上所述，虽然此机制是可用于裂解细胞的相同的机制，但泵元件124的激活频率可被控制(即，降低)，以避免将泵元件124的局部邻近的细胞暴露于可能使细胞过早裂解的多个压力尖峰。因此，基于其在通道106内的非对称定位及其受控的操作频率，泵元件124可被管理成当作不会裂解细胞的流体泵送机构。相反地，基于其在通道106内的对称定位及其较高的操作频率，裂解元件104 可被管理成当作裂解机构而非泵送机构。
再次参照图1，示例性微流体细胞裂解系统100包括控制器132，以控制各种系统部件的功能，以使得能够实现微流体裂解装置102中的细胞裂解。一般而言，示例性系统100内的细胞裂解包括细胞液112从细胞液储存器110通过微流体通道106朝向裂解元件104 的移动。当细胞在裂解元件104的局部区域内通过时，通过将细胞108 在通道106内暴露于多个压力尖峰，裂解元件104用于裂解细胞液112 内的细胞108。然后，来自裂解的细胞116的裂解液114移动通过通道106的其余部分进入到裂解产物储存器118中。
如图1中所示，示例性控制器132可包括处理器(CPU) 134和存储器136。控制器132可附加地包括用于与细胞裂解系统100 的各种部件通信和控制所述部件的其他电子装置(未示出)，所述部件例如离散电子部件和ASIC(专用集成电路)等。存储器136可包括易失性(即，RAM)和非易失性的存储器部件(例如，ROM、硬盘、光盘、CD-ROM、磁带、闪存等)二者。存储器136的部件包括非暂时性的机器可读(例如，计算机/处理器可读)介质，其提供对机器可读编码程序指令、数据结构、程序指令模块以及可通过系统100 的处理器134执行的其他数据和/或指令的存储。
存储于存储器136中的指令的示例包括与模块138和140 相关联的指令，而存储的数据的示例包括控制数据142。在一些示例中，控制器132可从例如计算机之类的主机系统接收数据142。例如，数据142表示与控制系统部件的操作相关联的诸如频率、时间和流体压力信息之类的数据，所述系统部件例如裂解元件104、泵元件124 以及细胞液-压力源120等。使用控制数据142，处理器134可执行指令(例如，来自模块138和140)，以控制系统100的部件来裂解来自细胞液112的细胞，以产生裂解液114。模块138和140包括编程指令，其可通过处理器134执行，以使细胞裂解系统100执行与如下操作相关的各种功能，即：使流体移动通过通道106；感测裂解元件 104的邻近区域内的细胞108；以及激活裂解元件104，例如下面关在图16、图17和图18相应地描述的方法1600、1700和1800的操作。
在一个示例中，来自流体泵-压力模块140的指令在不同的系统实施方式中可在处理器134上执行，以控制流体移动机构144。如图1中所示，流体移动机构144可包括细胞液-压力源120和微流体通道106内的泵元件124。因此，在一些示例中，来自流体泵-压力模块140的指令可在处理器134上执行，以控制细胞液-压力源120来提供细胞液给细胞液储存器110，以及提供压力以在细胞液储存器110 与裂解液储存器118之间产生压差，该压差引起沿方向122通过通道 106的流体流。在其他示例中，来自模块140的指令可在处理器134 上执行，以控制用于泵元件124的操作的定时和频率，以在通道106 内引起沿方向122从细胞液储存器110到裂解液储存器118的流体流。
在另一示例中，来自细胞裂解-感测模块138的指令可在处理器134上执行，以控制裂解元件104的激活的定时和频率。在一些示例中，裂解元件104的激活的定时可使用来自控制数据142的定时数据来被动地控制。在其他示例中，裂解元件104的激活的定时可使用接收自细胞感测元件的感测信息来主动地控制。
图4示出了图2的微流体裂解装置102的一个示例，其中，细胞感测元件146在裂解元件104的邻近区域148中被设置在微流体通道106内部或周围。细胞感测元件146用于感测何时细胞108处于裂解元件104的裂解邻域(proximity)148内，以及用于提供感测信息给处理器134，该处理器134又能够基于感测到的细胞108的存在而激活裂解元件104。以这种方式，系统100中的裂解装置102使得能够通过控制裂解元件104的激活的定时来按需裂解，而不是使裂解元件104以连续激活模式运行。例如，细胞感测元件146可包括：光学传感器，其当细胞在裂解元件104的邻近区域或裂解邻域148内通过时可通过细胞膜的折射和/或反射来感测细胞108的轮廓；或者阻抗传感器，其包括电极，以当细胞108在电极之间通过时感测跨通道106 的阻抗的变化。裂解邻域148可根据被裂解的细胞的类型而变化。在一些示例中，裂解邻域148可包含紧邻裂解元件104周围的边界区域。在一些示例中，裂解邻域148可包括在裂解元件104的任一侧上略微延伸得更远的边界区域。在一些示例中，裂解邻域148可包括靠近裂解元件104的如下区域，即：在该区域中，细胞108至少部分地在裂解元件104上方通过。
图5至图15b示出了成不同构造的微流体裂解装置102的不同示例，所述不同构造可包括不同的流体移动机构144(图1)，以及不同的通道宽度特征，以放大通过使来自裂解元件104的蒸气泡瘪陷而产生的压力尖峰。大致参照图5至图9，例如，裂解装置102 中的每一个都例示了从细胞液储存器110到裂解液储存器118的P1到P2的压差。图示的压差，连同缺少图5至图9中的装置102中所示的任何泵元件一起，表明了在图5至图9中所示的裂解装置102中的每一个中所实施的流体移动机构144(图1)为外部压力源120，如图 1中所示。相比之下，大致参照图10至图15b(即，图10、图11、图12、图13、图14、图15a和图15b)，裂解装置102中的每一个中的流体移动机构144都包括泵元件124，如图所示。
参照图5，示例性裂解装置102包括从细胞液储存器110 到裂解液储存器118的P1到P2的压差，以引起沿方向122的流体流。类似于上面论述的图2的示例性裂解装置，裂解元件104被对称地定位在细胞液储存器110与裂解液储存器118之间的通道106的中点或中心130处，以使得裂解元件104能够裂解细胞，而不会促成通道内的净流体流。在图5的示例性装置102中，通道106包括处于裂解元件104与裂解液储存器118之间的狭窄通道部段150。因此，可以说通道106具有第一宽度，而狭窄通道部段150具有比该第一宽度要窄的第二宽度。在该示例中，狭窄通道部段150可被称为夹点(pinch point)152，这是因为狭窄通道部段150仅在通道长度的一小部分上保持狭窄。
例如夹点152之类的狭窄通道部段150增加了由裂解元件 104产生的瘪陷气泡引起的狭窄部段内的压力。当细胞108通过狭窄通道部段150且被暴露于来自瘪陷的蒸气泡的压力尖峰时，狭窄通道部段150内的增加的压力提供了对该细胞108的更快速和更高效的裂解。一般而言，处于裂解元件104的一侧上的较狭窄通道，例如处于裂解元件104的出口区域154处的较狭窄通道，可修改气泡瘪陷并增加气泡压力。因此，如图5的示例中及后续示例中的狭窄通道部段150 所示，缩窄通道106的宽度导致通道内的较高压力，而不增加裂解元件104的尺寸。裂解元件104的出口区域154一般包括当流体沿方向 122朝向裂解液储存器118流动时恰在裂解元件104后方的通道区域。裂解元件104的入口区域156包括当流体沿方向122从细胞液储存器 110朝向裂解液储存器118流动时恰在裂解元件104前方的通道区域。
参照图6、图7和图8，示例性裂解装置102各自包括：从细胞液储存器110到裂解液储存器118的P1到P2的压差，以引起沿方向122的流体流；以及裂解元件104，其对称地定位在细胞液储存器110与裂解液储存器118之间，以使得能够实现细胞裂解，而不会促成通道106内的净流体流。在图6的示例性装置102中，通道106 包括多个(例如，两个)狭窄通道部段150，其实施为位于裂解元件 104与裂解液储存器118之间的裂解元件104的出口区域154处的夹点152。因此，可以说通道106具有第一宽度，而狭窄通道部段150/152 具有比该第一宽度要窄的第二宽度。在图7的示例性装置102中，通道106包括狭窄通道部段150，其始于裂解元件104的出口区域154 处并且延伸至裂解液储存器118。因此，图7示例中的狭窄通道部段150比夹点要长。在图8的示例性装置102中，通道106包括多个(例如，两个)狭窄通道部段150，其始于裂解元件104的出口区域154 处并且延伸至裂解液储存器118。因此，图8示例中的狭窄通道部段150比夹点要长。
现在参照图9，示例性裂解装置102包括在细胞液储存器 110与裂解液储存器18之间连通的多个(例如，三个)微流体通道 106。类似于图5至图8中的先前示例，图9的示例性装置102包括从细胞液储存器110到裂解液储存器118的P1到P2的压差，以引起沿方向122的流体流。对称地定位在每个通道106内的是裂解元件 104，以使得能够实现每个通道内的细胞裂解，而不会促成通过通道 106的净流体流。类似于图8中的示例，多个通道106中的每一个包括多个(例如，两个)狭窄通道部段150，其始于相应的裂解元件104 的出口区域154处并且延伸至裂解液储存器118。
如上所述，图10至图15b中所示的示例性裂解装置102 各自包括泵元件124作为流体移动机构144，以引起沿方向122从细胞液储存器110朝向裂解液储存器118的流体流。实施为热敏气泡电阻器元件的泵元件124可以一定频率来操作，该频率足以引起通道106 内的流体流，同时不会将来自细胞液储存器110的细胞108暴露于可能使细胞裂解的多个压力尖峰。相比之下，实施为热敏气泡电阻器元件的裂解元件104可以比泵元件124更高的频率来操作，以便将细胞暴露于多个高压力尖峰，从而导致细胞的裂解。
在图10和图11的示例性裂解装置102中，除了泵元件124 作为流体移动机构144之外，装置以与上面论述的图5和图6的相应的裂解装置102相同的方式来布置。因此，图10的示例性装置102 包括：对称地定位在细胞液储存器110与裂解液储存器118之间的裂解元件104；以及狭窄通道部段150或夹点152，其处于裂解元件104 与裂解液储存器118之间，以通过移动通过夹点152的细胞上的增加的压力来提供更有效的细胞裂解。类似于图6的裂解装置102，图11 的装置102的微流体通道106包括实施为夹点152的多个(例如，两个)狭窄通道部段150。夹点152位于裂解元件104与裂解液储存器 118之间的裂解元件104的出口区域154处。因此，可以说通道106 具有第一宽度，而狭窄通道部段150/152具有比该第一宽度要窄的第二宽度。
现在参照图12至图14，在一些示例中，裂解装置102可包括以双重角色作为裂解元件和泵元件二者来操作的裂解元件。在图 12中，裂解元件158和160相应地位于通道入口部段162中和通道出口部段164中。裂解元件158可以一定频率来操作，该频率使细胞液 112沿方向122从细胞液储存器110移动通过通道入口部段162并且移动到通道中间部段166中。在这方面，裂解元件158变成双重角色的元件并且作为泵元件124来操作。然后，裂解元件158和160二者可以更高的频率来操作，以将细胞液112内的细胞暴露于引起细胞的裂解的多个高压力尖峰。裂解元件158随后可再次以较低的频率作为泵元件124来操作，以使所得到的裂解液从通道中间部段166移动通过通道出口部段164并且移动到裂解液储存器118中。
图13和图14中所示的示例性裂解装置102以类似于图12 的裂解装置102的方式来操作。然而，图13和图14的示例性裂解装置102附加地包括狭窄通道部段150和/或夹点152，以当细胞移动通过通道106时通过细胞上增加的压力来提供更有效的细胞裂解。例如，在图13的裂解装置102中，存在沿两个裂解元件158和160之间的通道中间部段166延伸的狭窄通道部段150，以及位于通道106中裂解元件160与裂解液储存器118之间的夹点152。在图14的示例性裂解装置102中，存在沿两个裂解元件158和160之间的通道中间部段 166的短部分延伸的夹点152，以及位于通道106中裂解元件160与裂解液储存器118之间的夹点152。
参照图15a和图15b，示例性裂解装置102包括上面关于图4所述的裂解装置102的替代实施方式。图15a和图15b的示例性裂解装置102各自包括细胞感测元件146，其在裂解元件104的邻近区域148中设置在微流体通道106内部或周围。如上所述，细胞感测元件146使得能够实现按需裂解，这是通过感测何时细胞108处于裂解元件104的裂解邻域148内，并且将感测信息提供给处理器134，该处理器134又能够基于感测到的细胞108的存在而激活裂解元件 104。除了具有细胞感测元件146之外，图15a和图15b中的示例性裂解装置102还包括多个(例如，两个)狭窄通道部段150，该狭窄通道部段150始于裂解元件104的出口区域154处并且延伸至裂解液储存器118。这些狭窄通道部段150如上面关于图8所论述的那样起作用。图15a和图15b中所示的示例性裂解装置102附加地包括泵元件124，其位于与主微流体通道106相交的辅助微流体通道168内。辅助微流体通道168和泵元件124沿主通道106相对于细胞液储存器 110和裂解液储存器118非对称地定位，以便引起沿方向122从细胞液储存器110朝向裂解液储存器118的流体流。图15a中的辅助通道 168在一端处与主微流体通道106相交并且在另一端处与细胞液储存器110相交，而图15b中的辅助通道168为在一个位置处与主通道106 相交的直通道。要注意的是，还预期了具有泵元件的辅助通道的其他示例，例如以一定角度与主通道106相交的辅助通道，以及形成离开主通道106的环路的辅助通道，该环路在两个位置处与主通道106相交。
图16、图17和图18为流程图，其示出了微流体细胞裂解装置中的细胞裂解的示例性方法1600、1700和1800，所述微流体细胞裂解装置例如上面关于图1至图15b 所论述的示例性细胞裂解装置 102等。方法1700为方法1600的扩展，其结合了细胞裂解方法的附加细节。所述方法可在控制器的控制下在微流体细胞裂解装置中进行，所述控制器具有处理器以执行控制指令，所述控制器例如图1中所示的控制器132等。
现在参考图16的方法1600，细胞裂解的示例性方法包括使细胞液从第一储存器通过微流体通道朝向第二储存器移动，如框 1602处所示。如框1604处所示，所述方法包括当来自细胞液的细胞通过微流体通道时多次激活裂解元件。多次激活裂解元件将细胞暴露于多个压力尖峰，以使细胞裂解。然后，所述方法包括使由所述激活产生的裂解液移动通过微流体通道并且移动到第二储存器中，如框 1606处所示。
现在参照图17，提供了细胞裂解的示例性方法1700，其结合了图16的细胞裂解方法1600的附加细节。因此，示例性方法1700 包括使细胞液从第一储存器通过微流体通道朝向第二储存器移动，如框1702处所示。在一些示例中，使细胞液从第一储存器通过微流体通道朝向第二储存器移动可包括在第一储存器与第二储存器之间产生压差，如框1704处所示。在一些示例中，使细胞液从第一储存器通过微流体通道朝向第二储存器移动可包括激活位于微流体通道内第一储存器与裂解元件之间的泵元件，如框1706处所示。在一些示例中，使细胞液从第一储存器通过微流体通道朝向第二储存器移动可包括激活位于与微流体通道相交的辅助微流体通道内的泵元件，如框 1707处所示。
方法1700可如框1708处所示的那样继续，即：当来自细胞液的细胞通过微流体通道时多次激活裂解元件。多次激活裂解元件将细胞暴露于多个压力尖峰，以使细胞裂解。在一些示例中，激活裂解元件可包括激活对称地定位在通道内第一储存器与第二储存器之间的裂解元件，如框1710处所示。在一些示例中，激活裂解元件可包括当细胞经过裂解元件时激活裂解元件多次，如框1712处所示。在一些示例中，激活裂解元件可包括激发热敏电阻器以产生蒸气泡，并且在蒸气泡瘪陷时将细胞暴露于压力尖峰，如框1714处所示。在一些示例中，如框1716处所示，激活裂解元件可包括感测处于裂解元件的裂解邻域内的细胞，以及响应于该感测而激活裂解元件。在一些示例中，如框1718处所示，激活裂解元件可包括以第一频率激活裂解元件，并且激活泵元件(框1706)可包括以比该第一频率要低的第二频率激活泵元件。
方法1700可如框1720处所示的那样继续，即：使由所述激活产生的裂解液移动通过微流体通道并且移动到第二储存器中。在一些示例中，如框1722处所示，移动细胞液(框1702)可包括使细胞液移动通过具有第一宽度的第一通道部段，并且移动裂解液可包括使裂解液移动通过具有比该第一宽度要小的第二宽度的第二通道部段。在一些示例中，如框1724处所示，使裂解液移动通过第二通道部段可包括使裂解液移动通过第二通道部段，其中，该第二通道部段为选自由一个夹点、多个夹点以及具有比第一宽度要小的宽度的多个通道所组成的组的部段。
现在参照图18，细胞裂解的示例性方法1800包括使细胞液从第一储存器移动通过通道的入口部段并且移动到通道的中间部段中，如框1802处所示。在一些示例中，如框1804处所示，使细胞液从第一储存器移动通过通道的入口部段并且移动到通道的中间部段中可包括使细胞液移动到通道的狭窄部段中。在一些示例中，使细胞液移动到通道的狭窄部段中可包括使细胞液移动到通道的中间部段内的夹点中，如框1806处所示。
如框1808处所示，方法1800包括以第一频率激活靠近通道的入口部段的第一裂解装置以及靠近通道的出口部段的第二裂解装置。激活第一裂解装置和第二裂解装置将使细胞液中的细胞暴露于多个压力尖峰，以便使细胞裂解。然后，所述方法可继续使由所述激活产生的裂解液从通道的中间部段移动通过通道的出口部段并且移动到第二储存器中，如框1810处所示。在一些示例中，如框1812处所示，移动细胞液和裂解液包括以比第一频率要慢的第二频率来激活第一裂解装置。

Claims (11)

1.一种细胞裂解的方法，包括：
使细胞液从第一储存器通过微流体通道朝向第二储存器移动；
当来自所述细胞液的细胞通过所述微流体通道时激活裂解元件，所述激活使所述细胞裂解；以及
使由所述激活产生的裂解液移动通过所述微流体通道并且移动到所述第二储存器中；
其中，激活裂解元件包括激发热敏电阻器以产生蒸气泡，并且在所述蒸气泡瘪陷时将所述细胞暴露于压力尖峰；
其中，使流体移动通过所述微流体通道包括激活位于所述微流体通道内所述第一储存器与所述裂解元件之间的泵元件；
其中，激活裂解元件包括以第一频率激活所述裂解元件，并且激活泵元件包括以低于所述第一频率的第二频率激活所述泵元件；
由此，所述泵元件包括热敏电阻器。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，激活裂解元件包括激活裂解元件多次，所述裂解元件对称地定位在所述第一储存器与所述第二储存器之间的所述通道内。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，激活裂解元件包括：
使用细胞感测元件来感测处于所述裂解元件的裂解邻域内的细胞；以及
响应于所述感测，激活所述裂解元件。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，使流体移动通过所述微流体通道包括在所述第一储存器与所述第二储存器之间产生压差。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：
移动细胞液包括使细胞液移动通过具有第一宽度的第一通道部段；以及
移动裂解液包括使裂解液移动通过具有小于所述第一宽度的第二宽度的第二通道部段。
6.一种用于细胞裂解的微流体装置，包括：
第一储存器，其容纳细胞液；
第二储存器，其容纳裂解液；
与所述第一储存器和所述第二储存器连通的流体通道，所述流体通道使流体从所述第一储存器移动到所述第二储存器；以及
对称地定位在所述通道内所述第一储存器与所述第二储存器之间的裂解元件，当所述细胞液从所述第一储存器朝向所述第二储存器移动时，所述裂解元件使细胞裂解；
泵元件，所述泵元件包括热敏气泡电阻器元件，并且定位在微流体通道内在所述第一储存器和所述裂解元件之间以使得所述流体移动通过所述微流体通道；
其中，所述裂解元件包括热敏电阻以产生蒸气泡并且在所述蒸气泡瘪陷时将细胞暴露于压力尖峰。
7.如权利要求6所述的微流体装置，其特征在于，所述流体通道包括处于所述裂解元件与所述第二储存器之间的狭窄通道部段，以增加由所述裂解元件产生的所述通道内的压力。
8.如权利要求6所述的微流体装置，其特征在于，所述流体通道包括多个流体通道，并且所述裂解元件包括多个裂解元件，一个裂解元件对称地定位在所述流体通道中的每一个内。
9.如权利要求6所述的微流体装置，还包括：
与所述流体通道相交的辅助流体通道；以及
处于所述辅助流体通道内的泵元件，所述泵元件引起从所述第一储存器到所述第二储存器的流体流。
10.如权利要求6所述的微流体装置，还包括感测元件，所述感测元件与所述流体通道相关联，以感测处于所述裂解元件的裂解邻域内的细胞，并且基于感测到所述细胞来启动所述裂解元件的激活。
11.一种细胞裂解的方法，包括：
使细胞液从第一储存器移动通过通道的入口部段并且移动到所述通道的中间部段中；
以第一频率激活靠近所述通道的所述入口部段的第一裂解装置以及靠近所述通道的出口部段的第二裂解装置，所述激活将使所述细胞液中的细胞暴露于多个压力尖峰，以使所述细胞裂解；以及
使由所述激活产生的裂解液从所述通道的所述中间部段移动通过所述通道的所述出口部段并且移动到第二储存器中；
其中，移动所述细胞液和所述裂解液包括以比所述第一频率要慢的第二频率来激活所述第一裂解装置；
其中，激活第一裂解装置和第二裂解装置包括激发热敏电阻器以产生蒸气泡，并且在所述蒸气泡瘪陷时将所述细胞暴露于压力尖峰；
由此，所述第一裂解装置以双重角色作为裂解元件和泵元件二者来操作。
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